JP2598704Y2 - プロペラシャフトの振動低減構造 - Google Patents

プロペラシャフトの振動低減構造

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JP2598704Y2
JP2598704Y2 JP1992072034U JP7203492U JP2598704Y2 JP 2598704 Y2 JP2598704 Y2 JP 2598704Y2 JP 1992072034 U JP1992072034 U JP 1992072034U JP 7203492 U JP7203492 U JP 7203492U JP 2598704 Y2 JP2598704 Y2 JP 2598704Y2
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英樹 砂田
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、プロペラシャフト、特
に2つの等速ジョイントが使用されるプロペラシャフト
において、この等速ジョイントが両端に設けられた第2
軸の曲げモードが励起されるのを防止するようにしたプ
ロペラシャフトの振動低減構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】自動車等の車輌では、トランスミッショ
ンから車軸への動力の伝達は、プロペラシャフトによっ
て行われる。通常、トランスミッションは、シャシフレ
ームにラバマウントを介して取り付けられるとともに、
車軸は、ばねを介してフレームに取り付けられているた
め、車輌の走行により、トランスミッションおよび車軸
は、前後および上下左右の位置関係が絶えず変化する。
したがって、かかる位置関係の変化があっても、これら
の影響を受けず、回転をトランスミッションから車軸へ
完全円滑に伝達できるように、プロペラシャフトを複数
の軸に分割し、分割した軸をフックスジョイント,等速
ジョイント等で連結する構造がとられている。
【0003】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来構造のプロペラシャフトにあっては、例えば3分割さ
れた第2軸の両端に設けられる等速ジョイントは、ボー
ル位相合せに考慮がはらわれることなく任意のボール位
相で取り付けられている。したがって、各ジョイントの
角度方向(角度位相)、すなわち同位相か逆位相かによ
って、それぞれの等速ジョイントから発生する6次起振
力の方向とタイミングとが一致すると、第2軸の曲げモ
ードを励起する方向に力が作用する。すると、相乗効果
により6次起振力が大きな振動となって車体に伝達さ
れ、車室内にいわゆる「こもり音」を発生させるという
問題が生じている。
【0004】本考案は、かかる従来構造に起因する問題
点を解消させるために提案されたものであって、プロペ
ラシャフトの振動を低減し、「こもり音」の生じないプ
ロペラシャフトの振動低減構造を提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本考案による第1の形態
は、第1軸と、一端がこの第1軸に複数のボールを有す
る等速ジョイントを介して連結された第2軸と、一端が
この第2軸の他端に複数のボールを有する等速ジョイン
トを介して連結された第3軸とを具え、前記第1軸に対
する前記第2軸のジョイント角と前記第2軸に対する前
記第3軸のジョイント角とが逆位相に傾斜したプロペラ
シャフトにおいて、一方の前記等速ジョイントの前記ボ
ール位相と他方の前記等速ジョイントの前記ボール位相
とを合致させたことを特徴とするプロペラシャフトの振
動低減構造にある。また、本考案による第2の形態は、
第1軸と、一端がこの第1軸に複数のボールを有する等
速ジョイントを介して連結された第2軸と、一端がこの
第2軸の他端に複数のボールを有する等速ジョイントを
介して連結された第3軸とを具え、前記第1軸に対する
前記第2軸のジョイント角と前記第2軸に対する前記第
3軸のジョイント角とが同位相に傾斜したプロペラシャ
フトにおいて、一方の前記等速ジョイントの前記ボール
位相と他方の前記等速ジョイントの前記ボール位相とを
半ピッチずらしたことを特徴とするプロペラシャフトの
振動低減構造にある。
【0006】
【作用】本考案の第1の形態によると、第1軸に対する
第2軸のジョイント角と第2軸に対する第3軸のジョイ
ント角とが逆位相に傾斜したプロペラシャフトの場合、
第1軸と第2軸および第2軸と第3軸とをそれぞれ連結
する2つの等速ジョイントによって発生する起振力は、
2つの等速ジョイントのボール位相を相互に合致させる
ことにより互いに相殺される結果、第2軸には曲げモー
ドが励起されない。また、本考案の第2の形態による
と、第1軸に対する第2軸のジョイント角と第2軸に対
する第3軸のジョイント角とが同位相に傾斜したプロペ
ラシャフトの場合、第1軸と第2軸および第2軸と第3
軸とをそれぞれ連結する2つの等速ジョイントによって
発生する起振力は、2つの等速ジョイントのボール位相
を相互に半ピッチずらすことにより互いに相殺される結
果、第2軸には曲げモードが励起されない。
【0007】
【実施例】以下、図面に示した実施例に基づき、本考案
に係るプロペラシャフトの振動低速構造について説明す
る。
【0008】図1は、本考案に係るプロペラシャフトの
振動低減構造の全体構成を示す一部を破断した概略図で
あるが、3分割型のプロペラシャフト1は、第1ジョイ
ント2,第1軸3,第2ジョイント4,第2軸5,第3
ジョイント6から構成されるとともに、これらを連続的
に連結し、かつ、第2ジョイント4と第2軸5間にセン
タベアリング7を相対回転自在に嵌装することによって
動力が伝達されるようになっている。
【0009】第1ジョイント2にはラバーカップリング
が用いられるが、本実施例におけるラバーカップリング
は、トランスミッションの出力軸(図示省略)とセレー
ション結合するシャフト21を有する。図1では内部構
造は示されていないが、ラバーカップリングはシャフト
21側にボルト22によって結合されるカラーと、第1
中空軸3側にボルト23によって結合されるカラーとが
それぞれ3個づつ同一平面内において環状かつ交互に配
置され、互いに隣接するカラー間に弾性コードが巻回さ
れるとともに、カラーおよび弾性コードを弾性体によっ
て囲繞した構造となっている。また、シャフト21と第
1軸3との突き合せ端部には、シャフト21側に設けら
れた球面軸受により、第1軸3側に設けられたセンタリ
ングシャフト31を揺動自在に支持するセンタリング機
構が形成されている。
【0010】センタベアリング7は、回転するシャフト
を支持する軸受71を有し、軸受71は弾性支持体72
を介しブラケット等により車体のクロスメンバに弾性的
に支持される。
【0011】第2軸5の両端に設けられる第2および第
3ジョイント4および6は、本実施例では、いわゆるレ
ブロジョイントといわれる等速ジョイントが用いられ
る。図2および図3は、このレブロジョイント4の構成
を示す拡大側断面図および正面図であるが(第2および
第3ジョイント4および6は同一構造のため第2ジョイ
ント4を例に説明する。)、41はアウタレース、42
はインナレース、43はボールケージ、44はトルク伝
達部材としてのボールである。ボール44は、アウタレ
ース41およびインナレース42にそれぞれ設けられた
複数のレース溝41Aおよび42Aに転動自在に保持さ
れる。また、インナレース42の内周面にはスプライン
42Bが形成され、これに第1軸3がスプライン結合す
る。45はアウタレース41の周等分位置(本実施例で
は6等分)に穿設された軸方向のフランジ連結用のボル
ト孔である。
【0012】アウタレース41のレース溝41Aには、
その溝41Aの方向に沿って、第2ジョイント4の中心
とボール44の中心とを結ぶ線に対し線対称の位置に、
2本の段付凹条(図示省略)が形成され、この段付凹条
の奥部には、ゴム等の弾性材料からなる振動吸収部材4
6が加硫接着等により設けられ、表面部には振動吸収部
材46に接着された鋼製の接触部材47が設けられてい
る。接触部材47の表面とレース溝41Aの表面とは面
一となるように寸法関係が設定される。
【0013】図2は、本考案に係るレブロジョイント4
が第1軸3と第2軸5とを連結した状態を示している
が、両軸3および5の連結にあたっては、まずレブロジ
ョイント4の第1軸3側のアウタレース41にブーツ4
8や、ブーツ48と第1軸3との間を弾性的に封止する
弾性封止部材49が、アウタレース41の第2軸5側に
はグリースカバー50が、それぞれ圧入嵌着される。そ
して、アウタレース41の各ボルト孔45にボルトが差
し込まれ、第2軸5のコンパニオンフランジ51のねじ
孔と螺締される。
【0014】上記構成のレブロジョイント4および6
は、前後振動を効率よく吸収できる構造となっている
が、このとき、第2軸5に対するレブロジョイント4の
ボール位相は、コンパニオンフランジ51のメススプラ
イン52と第2軸5のフロント側スタブシャフト53と
の噛み合せで決定されるとともに、第2軸5に対するレ
ブロジョイント6のボール位相は、レブロジョイント6
のメススプライン61と第2軸5のリア側スタブシャフ
ト62との噛み合せで決定される(図1参照)。このス
プライン52,61とスタブシャフト53,62との噛
み合せを調整することにより、本考案における各レブロ
ジョイント4,6の位相合せが行われる。図4(A)
(B)はレブロジョイント4および6のレブロ位相が0
degの場合を、図5(A)(B)はレブロジョイント
4および6のレブロ位相が30degの場合を、それぞ
れ示している。
【0015】次に、レブロジョイント4および6のジョ
イント角とボール位相との関係を説明すると下記のとお
りである。
【0016】(1)ジョイント角が逆位相の場合 図6に示すようにボール位相が0deg 、つまり相互に合
致している場合には、6次起振力(モーメント)のレベ
ルは、レブロジョイント4および6において互いに打ち
消し合う方向に作用し(30deg ずれる)、第2軸5の
曲げモードは励起しにくくなって相殺効果が得られる。
【0017】これに対し、ボール位相が30deg 、つま
り半ピッチずらした場合には、図7に示すように、6次
起振力(モーメント)のレベルは、レブロジョイント4
および6において互いに同方向に作用し、第2軸5の曲
げモード5′を励起することによって相乗効果が生じ
る。
【0018】このようにジョイント角が逆位相の場合に
は、図10(A)に示されるように、第2軸5に関する
起振力ピークレベルの比較では、ボール位相が30de
gより0degの方が低いことが示されている。
【0019】(2)ジョイント角が同位相の場合 図8に示すようにボール位相が0degの場合には、6
次起振力(モーメント)のレベルは、レブロジョイント
4および6において互いに同方向に作用し、第2軸5の
曲げモード5′を励起することによって相乗効果が生じ
る。
【0020】これに対し、ボール位相が30deg 、つま
り半ピッチずらした場合には、図9に示すように、6次
起振力(モーメント)のレベルは、レブロジョイント4
および6において互いに打ち消し合う方向に作用し、第
2軸5の曲げモードは励起しにくくなって相殺効果が得
られる。
【0021】このように、ジョイント角が同位相の場合
には、図10(B)に示されるように、第2軸5に関す
る起振力ピークレベルの比較では、ボール位相が30d
egにより0degの方が高いことが示され、逆位相の
場合と相殺、相乗の効果が逆転している。
【0022】なお、前記実施例では等速ジョイントとし
てレブロジョイントについて述べたが、本願考案はこれ
に限るものではない。すなわち、継手部材としてのイン
ナーレースがアウターレース内に軸方向に重なり合い、
この重なり合う部分に形成した溝内で案内されるボール
(ローラを含む)を備えた形式の等速ジョイントが適用
可能である。したがって、本願考案でボールとして説明
される構成はローラを含むものである。
【0023】
【考案の効果】本考案の第1の形態によると、第1軸に
対する第2軸のジョイント角と第2軸に対する第3軸の
ジョイント角とが逆位相に傾斜したプロペラシャフトの
場合、第1軸と第2軸および第2軸と第3軸とをそれぞ
れ連結する2つの等速ジョイントのボール位相を相互に
合致させるようにしたので、これら2つの等速ジョイン
トによって発生する起振力が互いに相殺され、第2軸に
曲げモードが励起されないので、プロペラシャフトの振
動を低減することができる。同様に、本考案の第2の形
態によると、第1軸に対する第2軸のジョイント角と第
2軸に対する第3軸のジョイント角とが同位相に傾斜し
たプロペラシャフトの場合、第1軸と第2軸および第2
軸と第3軸とをそれぞれ連結する2つの等速ジョイント
のボール位相を相互に半ピッチずらすようにしたので、
これら2つの等速ジョイントによって発生する起振力が
互いに相殺され、第2軸に曲げモードが励起されないの
で、プロペラシャフトの振動を低減することができる。
【0024】また、各等速ジョイントの形状および機構
を何等変更することなく、単に各ジョイントのボール位
相合せを行うだけで、車輌に及ぼす6次起振力の影響を
排除することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案に係るプロペラシャフトの振動低減構造
の全体構成を示す一部を破断した概略図である。
【図2】レブロジョイントの構成を示す拡大側断面図で
ある。
【図3】レブロジョイントの構成を示す正面図である。
【図4】(A)(B)は、レブロジョイント4および6
のレブロ位相が0degの場合を示す正面図である。
【図5】(A)(B)は、レブロジョイント4および6
のレブロ位相が30degの場合を示す正面図である。
【図6】レブロジョイント4および6のジョイント角と
ボール位相との関係の説明図で、逆位相、0degの場
合を示す。
【図7】レブロジョイント4および6のジョイント角と
ボール位相との関係の説明図で、逆位相、30degの
場合を示す。
【図8】レブロジョイント4および6のジョイント角と
ボール位相との関係の説明図で、同位相、0degの場
合を示す。
【図9】レブロジョイント4および6のジョイント角と
ボール位相との関係の説明図で、同位相、30degの
場合を示す。
【図10】6次起振力ピークレベルを示すグラフで、
(A)は逆位相を、(B)は同位相の場合を示してい
る。
【符号の説明】
1 プロペラシャフト 4,6 レブロジョイント 5 第2軸 41 アウタレース 41A レース溝 42 インナレース 42A レース溝 42B スプライン 43 ボールケージ 44 ボール 51 コンパニオンフランジ 52,61 スプライン 53 スタブシャフト(フロント側) 62 スタブシャフト(リア側)

Claims (2)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1軸と、一端がこの第1軸に複数のボ
    ールを有する等速ジョイントを介して連結された第2軸
    と、一端がこの第2軸の他端に複数のボールを有する等
    速ジョイントを介して連結された第3軸とを具え、前記
    第1軸に対する前記第2軸のジョイント角と前記第2軸
    に対する前記第3軸のジョイント角とが逆位相に傾斜し
    たプロペラシャフトにおいて、一方の前記等速ジョイントの前記ボール位相と他方の前
    記等速ジョイントの前記ボール位相とを合致させたこと
    を特徴とするプロペラシャフトの振動低減構造。
  2. 【請求項2】 第1軸と、一端がこの第1軸に複数のボ
    ールを有する等速ジョイントを介して連結された第2軸
    と、一端がこの第2軸の他端に複数のボールを有する等
    速ジョイントを介して連結された第3軸とを具え、前記
    第1軸に対する前記第2軸のジョイント角と前記第2軸
    に対する前記第3軸のジョイント角とが同位相に傾斜し
    たプロペラシャフトにおいて、 一方の前記等速ジョイントの前記ボール位相と他方の前
    記等速ジョイントの前記ボール位相とを半ピッチずらし
    ことを特徴とするプロペラシャフトの振動低減構造。
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