JP3717554B2 - 動力伝達軸のバランス取り構造 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は動力伝達軸のバランス取り構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両の動力伝達軸は、軸部材の両端に等速自在継手を取付けてなり、組立後に回転バランスが取られる。従来、軸部材が繊維強化複合材料で成形された動力伝達軸の回転バランスを取るため、実開平４−２８２１１号公報「ハイブリッド動力伝達軸」が提案されている。
【０００３】
上記技術は、同公報の第１図に示されているように、繊維強化複合材料で形成された軸部材２の両端に鋼製のブーツアダプタ８を嵌合し、ブーツアダプタ８の先端に延長部８´を設け、延長部８´の外周面に鋼製のバランスピースＰ１を溶接するようになっている。このような構成にすることによって、溶接不可能な繊維強化複合材料製の軸部材２を使用しているにも拘らず、鋼製のバランスピースＰ１を溶接によって取付けできることを特徴としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術では、延長部８´が、軸部材２と等速自在継手１０とに直接接触しているので、延長部８´にバランスピースＰ１を溶接するときに、溶接熱の多くが軸部材２及び等速自在継手１０に伝わって、次のような不具合が発生する。
【０００５】
すなわち、等速自在継手１０に溶接熱が加わると、等速自在継手１０の構成部品が熱歪みを起こし、等速自在継手としての機能を損うおそれがある。また、等速自在継手１０内の例えばＯリングなどのグリース封止部材が、溶接熱で溶けてしまって、グリース漏れを起こすおそれがある。このような問題は、金属製の軸部材を使用する場合にも同様に発生する。
【０００６】
また、軸部材２が例えば繊維強化プラスチック（以下「ＦＲＰ」と記す。）製の場合は、バランスピースＰ１の溶接熱によって軸部材２が溶け、軸部材２の強度が低下して動力を正確に伝達できなくなるという問題が発生する。
そこで本発明の目的は、バランスピースを溶接で固定する場合に、溶接熱が等速自在継手及び軸部材に伝わるのを抑制し、上述の等速自在継手の機能損失、グリース漏れ及び軸部材がＦＲＰ製の場合は軸部材の溶融を防止できる技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１は、軸部材の端部にジョイントと回転軸とからなる等速自在継手を取付け、この等速自在継手のジョイントに金属製で円筒状のブーツアダプタを取付け、この金属製ブーツアダプタに前記ジョイントと前記回転軸との結合部をシールするブーツを取付けた動力伝達軸において、ブーツアダプタとジョイントまたは軸部材外周面との間に円周方向に連続する所定幅の空間を設け、ブーツアダプタの前記空間に対応する位置に金属製のバランスピースを溶接によって固定するとともに、ジョイントに、ブーツアダプタの該ジョイント側の基部を差込むため軸方向に延びた環状溝を形成したことを特徴とする。
ブーツアダプタとジョイントとの間の空間が断熱材として作用し、バランスピースの溶接熱が等速自在継手及び軸部材に伝わるのを抑制できる。
特に本発明は、ジョイントに、ブーツアダプタの該ジョイント側の基部を差込むため軸方向に延びた環状溝を形成したので、環状溝にブーツアダプタの基部を差込むだけで等速自在継手とブーツアダプタとの接合強度を上げることができる。
【０００８】
請求項２は、軸部材の端部にジョイントと回転軸とからなる等速自在継手を取付け、この等速自在継手のジョイントに金属製で円筒状のブーツアダプタを取付け、この金属製ブーツアダプタに前記ジョイントと前記回転軸との結合部をシールするブーツを取付けた動力伝達軸において、前記ブーツアダプタと前記ジョイント外周面との間に円周方向に連続する所定幅の空間を設け、前記空間は、前記ブーツアダプタの前記ジョイント側の基部に形成し、この空間にバランスピースを挿入可能に構成したことを特徴とする。
ブーツアダプタとジョイントとの間の空間が断熱材として作用し、バランスピースの溶接熱が等速自在継手及び軸部材に伝わるのを抑制できる。
特に本発明は、空間内にバランスピースを取付けることにより、動力伝達軸の回転中にバランスピースが遠心力で外れるおそれがなくなる。
【０００９】
請求項３は、軸部材の端部にジョイントと回転軸とからなる等速自在継手を取付け、この等速自在継手のジョイントに金属製で円筒状のブーツアダプタを取付け、この金属製ブーツアダプタに前記ジョイントと前記回転軸との結合部をシールするブーツを取付けた動力伝達軸において、前記ブーツアダプタと前記ジョイント外周面との間に円周方向に連続する所定幅の空間を設け、前記空間は、ブーツアダプタの前記ジョイント側の基部端を外 側に折返すことにより、この折返し部と前記ブーツアダプタ並びに前記ジョイントとの間に形成し、前記折返し部に前記バランスピースを固定するとともに、前記折返し部の前記軸部材側の端面に、前記軸部材の先端を保護するためのプロテクタを設けたことを特徴とする。
ブーツアダプタとジョイントとの間の空間が断熱材として作用し、バランスピースの溶接熱が等速自在継手及び軸部材に伝わるのを抑制できる。
特に本発明は、折返し部を設けることによって空間を設けるので、空間を比較的大きくすることができ、バランスピースの溶接部とジョイント及び軸部材との空間距離をより長くして断熱効果を上げることができるとともに、プロテクタによって、軸部材の端部に小石などが衝突するのを防止でき、軸部材の損傷を防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る動力伝達軸の参考例の分解図である。なお、同図は軸部材の左側の端部と、これに取付ける等速自在継手の構成を示しており、実際には軸部材の右端部にもこれと同様な等速自在継手を取付ける。
この動力伝達軸１は、例えばＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製の軸部材１１と、軸部材１１の両端に取付ける等速自在継手１２とからなる。軸部材１１は両端に大径部１１ａ（片方のみ図示）を有する筒状成形体である。そして、大径部１１ａに等速自在継手１２を嵌合する。
【００１１】
等速自在継手１２は、カップリングのフランジ１３ａを有する回転軸１３と、回転軸１３の周囲から等速自在継手１２内に塵埃などが入るのを防止するため、ゴムなどの弾性材料で成形したブーツ１４と、ブーツ１４を回転軸１３の途中に固定するための金属製で円筒状のブーツアダプタ１５と、軸部材１１と回転軸１３とを連結するためのボディ１６とからなる。
【００１２】
ボディ１６には、ジョイント（外輪とも呼称される）１７を設け、このジョイント１７内に内輪１８を同心状に配置する。ジョイント１７と内輪１８との間には、部分的にボール１９を嵌め込む。ボール１９はリテーナ２９によって保持し、自転可能で公転不可能にする。
【００１３】
ジョイント１７の外周面には、同図の右側から順に軸部材１１を嵌合するための第１嵌合部２０と、ブーツアダプタ１５のジョイント１７側の基部を折曲げて挿入するための凹溝２１と、ジョイント１７とブーツアダプタ１５との間に円周方向に連続する空間を形成するための段部２３と、段部２３の途中にＯリング２４を挿入するための溝２５とを設ける。Ｏリング２４は、ブーツアダプタ１５とジョイント１７の間から内部のグリースが漏れるのを防止するために設けた。
【００１４】
一方、ブーツアダプタ１５の中間部には、ジョイント１７の段部２３に嵌合する所定長さの第２嵌合部２６を設け、第２嵌合部２６の右側にバランスピース３０を溶接で固定するための大径部２７を設ける。
【００１５】
図２は本発明に係る動力伝達軸の参考例の断面図である。等速自在継手１２は、回転軸１３の環状溝１３ｂに、ブーツアダプタ１５に取付けられたブーツ１４の開口１４ａを取付け、回転軸１３の端部にボール１９及びリテーナ２９を含む内輪１８を取付け、止め輪３１で止め、これらを次の要領でボディ１６に取付けたものである。
【００１６】
すなわち、ブーツ１４が取付けられたブーツアダプタ１５の第２嵌合部２６を、ジョイント１７の先端に段部２３の途中まで嵌合し、次に、大径部２７の先端を径内方に折曲げて折曲げ部３５を形成し、その先端に小径円筒部３６を設け、この小径円筒部３６をジョイント１７の凹溝２１に挿入してなる。この際に、段部２３と大径部２７との間には、円周方向に連続する所定幅の空間２２を形成したことを特徴とし、この空間２２の作用については後述する。なお、上記組立手順は一例を示すもので、これに限定されるものではない。
回転軸１３とジョイント１７とは、相対的に一定の角度まで傾き自在であり、この状態で動力伝達可能である。
【００１７】
この動力伝達軸１は回転軸であるから、重心が軸心にある必要があり、これがずれているとアンバランスになり好ましくない。そこで、バランシングマシンでチェックし、アンバランス量に応じて、ブーツアダプタ１５の大径部２７の外周面で空間２２に対応する適宜な位置に、金属製のバランスピース３０を溶接によって固定する。
【００１８】
以上に述べた動力伝達軸１の作用を次に説明する。
図３はバランスピース３０の溶接方法及び熱の流れを説明する断面図であり、溶接用の負電極３３を例えばブーツアダプタ１５の大径部２７に当接しておき、この大径部２７の所定の位置にバランスピース３０を押し当てた状態で、バランスピース３０に溶接用の正電極３４を当接する。そして、図中に矢印Ａで示したように、電流を正電極３４からバランスピース３０及び大径部２７を介して負電極３３側に流し、バランスピース３０と大径部２７を溶接部３５でインダイレクトスポット方式の溶接をする。
【００１９】
溶接部３５で発生した熱の一部は、図中に矢印Ｂ，Ｃで示すように、熱が伝わりやすい大径部２７を通ってジョイント１７に伝わる。この経路Ｂ，Ｃから伝わった熱は、ジョイント１７に達する前に周囲の空気によって冷却されるので、ジョイント１７に達する熱量は非常に少ない。
【００２０】
また、溶接部３５で発生した熱の一部は矢印Ｄで示すように、段部２３と大径部２７との空間２２を介してジョイント１７に伝わる。空間２２は金属製の大径部２７に比べて伝熱量が非常に小さいので断熱材として作用し、経路Ｄからジョイント１７に達する熱量も非常に少なくなる。
空間２２は円周方向に連続しているので、バランスピース３０を任意の位置に溶接固定しても、軸部材１１や等速自在継手１２が溶接熱の影響を受けるのを抑制することができる。
【００２１】
上述のように、この動力伝達軸１においては、バランスピース３０を溶接するブーツアダプタ１５の大径部２７と、ボディ１６のジョイント１７に設けた段部２３との間に円周方向に連続する空間２２を形成し、空間２２を断熱材として利用したので、バランスピース３０の溶接時に、溶接部３５からジョイント１７に伝わる熱量を非常に少なくすることができる。
【００２２】
したがって、ジョイント１７及びこれに直接的又は間接的に接触している各部の熱変形を防止して、等速自在継手としての機能を正常に保持することができる。また、ジョイント１７の溝２５に挿入されているＯリング２４が熱によって溶けるのを防止し、内部のグリースが漏れ出るのを防止できる。更に、ジョイント１７に嵌合したＦＲＰ製の軸部材１１が熱で溶けるのを防止して、動力を正確に伝達することが可能になる。
【００２３】
また、この動力伝達軸１は、ブーツアダプタ１５の第２嵌合部２６をジョイント１７の段部２３に嵌合すると共に、小径円筒部３６をジョイント１７の凹溝２１に挿入したので、段部２３と第２嵌合部２６との嵌合だけで接合する場合に比べて接合強度を上げることができる。
【００２４】
図４は本発明に係る動力伝達軸の実施例の部分断面図であり、図１及び図２と同一の部分には同一の符号を付けて、詳細な説明を省略した。この実施形態の動力伝達軸２は、上述の動力伝達軸１に対して等速自在継手のジョイントとブーツアダプタとの接合構造が異なる。
【００２５】
すなわち、この動力伝達軸２においては、等速自在継手４０の円筒状のブーツアダプタ４１に第２嵌合部２６を設け、その先端に大径部４２を設ける。大径部４２はストレートな円筒状に形成し、その先端に差し込み部４３を設ける。等速自在継手４０のジョイント４４には、軸部材１１を嵌合するための第１嵌合部２０と、段部２３を設ける。そして、段部２３にはブーツアダプタ４１の第２嵌合部２６を嵌合し、大径部４２と段部２３との間に円周方向に連続する空間２２を形成する。
【００２６】
また、ジョイント４４には、段部２３と第１嵌合部２０との間に位置して軸方向に延びた環状溝４５を設け、この環状溝４５にブーツアダプタ４１の差し込み部４３を挿入する。バランスピース３０は、大径部４２の空間２２に対応する位置に溶接する。
【００２７】
この動力伝達軸２は、図２の動力伝達軸１と同様にバランスピース３０の溶接熱の影響を抑えることができるので、等速自在継手４０の機能を正常に保持すると共に、動力を正確に伝達することが可能になる。
【００２８】
更に、この動力伝達軸２は、ブーツアダプタ４１の第２嵌合部２６をジョイント４４の段部２３に嵌合すると共に、ブーツアダプタ４１の大径部４２の先端にある差し込み部４３をジョイント４４の軸方向に延びた環状溝４５に差込んでいるので、ブーツアダプタ４１とジョイント４４との接合強度を上げることができ、しかもブーツアダプタ４１をジョイント４４に容易に取付けることができる。
【００２９】
図５は本発明に係る動力伝達軸の他の実施例の部分断面図であり、図２の動力伝達軸１に対してブーツアダプタとジョイントとの接合構造と、バランスピースの溶接位置が異なる。
【００３０】
すなわち、この動力伝達軸３は、等速自在継手５０の円筒状のジョイント５１の外周面に、図中の右側から順に第１嵌合部２０と、凹溝５２と、リング状の溝２５とを設ける。第１嵌合部２０には軸部材１１の大径部１１ａを嵌合し、溝２５にはＯリング２４を挿入する。
【００３１】
また、等速自在継手５０のブーツアダプタ５３には、ジョイント５１の凹溝５２から左側の部分に嵌合する第２嵌合部２６を設け、この第２嵌合部２６の右側に径内方向への折曲げ部５４と小径円筒部５８を設ける。そして、小径円筒部５８を凹溝５２に挿入する。
【００３２】
小径円筒部５８の右側には立上げ部５９を設け、その先端に大径部５５を設ける。大径部５５とジョイント５１との間には円周方向に連続する所定の幅の空間５６を形成し、空間５６の軸部材１１側を開放する。そして、動力伝達軸３の回転バランスを取る場合は、空間５６内にアンバランス量に応じて円弧状のバランスピース５７を挿入し、大径部５５の内面にバランスピース５７を溶接する。
【００３３】
この動力伝達軸３においては、上述の動力伝達軸１と同様な断熱効果があり、更に空間５６を軸部材１１側に開放しているので、この開放端から空間５６内にバランスピース５７を挿入することができる。こうすると、大径部５５によってバランスピース５７の径方向の位置ずれが規制され、例えば動力伝達軸３の回転中にバランスピース５７が外れてしまうのを防止できる。
【００３４】
図６は本発明に係る動力伝達軸の更なる他の実施例の部分断面図である。この動力伝達軸４は、図５の動力伝達軸３に対して等速軸継手のブーツアダプタのみ異なっている。
【００３５】
すなわち、動力伝達軸４の等速自在継手６０に取付けられた円筒状のブーツアダプタ６１には、図中の左側から順に第２嵌合部２６、折曲げ部５４、小径円筒部５８、第３嵌合部６２、第３嵌合部６２の基部端を全周に亘って折返した折返し部６３を設け、第３嵌合部６２と折返し部６３との間に円周方向に連続する所定の幅の空間６４を形成する。
【００３６】
そして、動力伝達軸４の回転バランスを取る場合は、空間６４内にバランスピース５７を挿入して折返し部６３の内面に溶接する。更に、ブーツアダプタ６１の基部端、すなわち折返し部６３の根元に、軸部材１１の端部を保護するリング状のプロテクタ６５を設ける。
【００３７】
この動力伝達軸４においては、ブーツアダプタ６１の第２嵌合部２６と第３嵌合部６２との両方をジョイント５１に嵌合しているので、ブーツアダプタ６１とジョイント５１との接合強度を上げることができる。また、プロテクタ６５によって軸部材１１の端部が保護されるので、自動車の走行中に跳ね飛ばされた小石などが軸部材１１の端部に衝突して損傷するのを防止することができる。更に、折返し部６３によって空間６４を形成しているので、空間６４を比較的大きくすることができ、バランスピース５７の溶接部とジョイント５１との空間距離を長くして、溶接熱の影響を更に抑制することができる。
【００３８】
なお、この動力伝達軸４は、図６の他の実施例を示した図７に示すように折返し部６３の先端に断面がコの字状のバランスピース６６を嵌め込んで溶接することもできる。このバランスピース６６は重量を大きくできるので、アンバランス量が大きい場合に好適である。
【００３９】
上述の実施例では、ＦＲＰ製の軸部材１１を使用した場合について説明したが、本発明は金属製の軸部材を使用した動力伝達軸にも適用することができる。
また、請求項１において空間を、ブーツアダプタと軸部材外周面との間に設けてもよいとしたのは、例えば図５においてブーツアダプタ５３の大径部５５をより図右へ延長して軸部材１１に被せ、このときに軸部材１１との間に空間を形成するということである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、 軸部材の端部にジョイントと回転軸とからなる等速自在継手を取付け、この等速自在継手のジョイントに金属製で円筒状のブーツアダプタを取付け、この金属製ブーツアダプタに前記ジョイントと前記回転軸との結合部をシールするブーツを取付けた動力伝達軸において、ブーツアダプタとジョイントまたは軸部材外周面との間に円周方向に連続する所定幅の空間を設け、ブーツアダプタの前記空間に対応する位置に金属製のバランスピースを溶接によって固定するとともに、ジョイントに、ブーツアダプタの該ジョイント側の基部を差込むため軸方向に延びた環状溝を形成したので、まず、空間が断熱材として作用し、バランスピースの溶接熱が等速自在継手や軸部材に伝わるのを抑制することができる。したがって、等速自在継手が熱変形するのを防止して本来の機能を保持することができると共に、軸部材がＦＲＰ製の場合は軸部材が熱によって溶けるのを防止して動力を正確に伝達することが可能になる。
特に本発明では、ジョイントに、ブーツアダプタの該ジョイント側の基部を差込むため軸方向に延びた環状溝を形成したので、ブーツアダプタのジョイント側の基部をジョイン トの軸方向に延びた環状溝に差し込むことで、ブーツアダプタと等速自在継手との接合強度を上げることができると共に、ブーツアダプタの取付けが容易になる。
【００４１】
請求項２は、軸部材の端部にジョイントと回転軸とからなる等速自在継手を取付け、この等速自在継手のジョイントに金属製で円筒状のブーツアダプタを取付け、この金属製ブーツアダプタに前記ジョイントと前記回転軸との結合部をシールするブーツを取付けた動力伝達軸において、前記ブーツアダプタと前記ジョイント外周面との間に円周方向に連続する所定幅の空間を設け、前記空間は、前記ブーツアダプタの前記ジョイント側の基部に形成し、この空間にバランスピースを挿入可能に構成したので、まず、空間が断熱材として作用し、バランスピースの溶接熱が等速自在継手や軸部材に伝わるのを抑制することができる。したがって、等速自在継手が熱変形するのを防止して本来の機能を保持することができると共に、軸部材がＦＲＰ製の場合は軸部材が熱によって溶けるのを防止して動力を正確に伝達することが可能になる。
特に本発明では、ブーツアダプタのジョイント側の基部に空間を形成し、この空間内にバランスピースを挿入したので、回転中にバランスピースが外れるおそれがなくなる。
【００４２】
請求項３は、軸部材の端部にジョイントと回転軸とからなる等速自在継手を取付け、この等速自在継手のジョイントに金属製で円筒状のブーツアダプタを取付け、この金属製ブーツアダプタに前記ジョイントと前記回転軸との結合部をシールするブーツを取付けた動力伝達軸において、前記ブーツアダプタと前記ジョイント外周面との間に円周方向に連続する所定幅の空間を設け、前記空間は、ブーツアダプタの前記ジョイント側の基部端を外側に折返すことにより、この折返し部と前記ブーツアダプタ並びに前記ジョイントとの間に形成し、前記折返し部に前記バランスピースを固定するとともに、前記折返し部の前記軸部材側の端面に、前記軸部材の先端を保護するためのプロテクタを設けたので、まず、空間が断熱材として作用し、バランスピースの溶接熱が等速自在継手や軸部材に伝わるのを抑制することができる。したがって、等速自在継手が熱変形するのを防止して本来の機能を保持することができると共に、軸部材がＦＲＰ製の場合は軸部材が熱によって溶けるのを防止して動力を正確に伝達することが可能になる。
特に本発明では、ブーツアダプタのジョイント側の基部端を外側に折返し、その折返し部とブーツアダプタ及びジョイントとの間に空間を形成したので、ブーツアダプタとジョイントとの嵌合部を長くすることができ、これによって、接合強度を上げることができ、また、空間を比較的大きくすることができるので、断熱効果を上げることができるとともに、折返し部の軸部材側の端面に、軸部材の端部を保護するプロテクタを設けたことにより、車両走行中に跳ね飛ばされた小石などが軸部材の先端に衝突して、軸部材が損傷するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る動力伝達軸の参考例の分解図
【図２】 本発明に係る動力伝達軸の参考例の断面図
【図３】 本発明に係る動力伝達軸の参考例の作用説明図
【図４】 本発明に係る動力伝達軸の実施例の断面図
【図５】 本発明に係る動力伝達軸の他の実施例の断面図
【図６】 本発明に係る動力伝達軸の更なる他の実施例の断面図
【図７】 本発明に係る動力伝達軸の図６の他の実施例の断面図
【符号の説明】
１，２，３，４…動力伝達軸、１１…軸部材、１２，４０，５０，６０…等速自在継手、１３…回転軸、１４…ブーツ、１５，４１，５３，６１…ブーツアダプタ、１６…ボディ、１７…ジョイント、２２，５６，６４…空間、２１，５２…凹溝、３０，５７，６６…バランスピース、３５，５４…折曲げ部、３６，５８…小径円筒部、４５…環状溝、６３…折返し部、６５…プロテクタ。
【発明の属する技術分野】
本発明は動力伝達軸のバランス取り構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば車両の動力伝達軸は、軸部材の両端に等速自在継手を取付けてなり、組立後に回転バランスが取られる。従来、軸部材が繊維強化複合材料で成形された動力伝達軸の回転バランスを取るため、実開平４−２８２１１号公報「ハイブリッド動力伝達軸」が提案されている。
【０００３】
上記技術は、同公報の第１図に示されているように、繊維強化複合材料で形成された軸部材２の両端に鋼製のブーツアダプタ８を嵌合し、ブーツアダプタ８の先端に延長部８´を設け、延長部８´の外周面に鋼製のバランスピースＰ１を溶接するようになっている。このような構成にすることによって、溶接不可能な繊維強化複合材料製の軸部材２を使用しているにも拘らず、鋼製のバランスピースＰ１を溶接によって取付けできることを特徴としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記技術では、延長部８´が、軸部材２と等速自在継手１０とに直接接触しているので、延長部８´にバランスピースＰ１を溶接するときに、溶接熱の多くが軸部材２及び等速自在継手１０に伝わって、次のような不具合が発生する。
【０００５】
すなわち、等速自在継手１０に溶接熱が加わると、等速自在継手１０の構成部品が熱歪みを起こし、等速自在継手としての機能を損うおそれがある。また、等速自在継手１０内の例えばＯリングなどのグリース封止部材が、溶接熱で溶けてしまって、グリース漏れを起こすおそれがある。このような問題は、金属製の軸部材を使用する場合にも同様に発生する。
【０００６】
また、軸部材２が例えば繊維強化プラスチック（以下「ＦＲＰ」と記す。）製の場合は、バランスピースＰ１の溶接熱によって軸部材２が溶け、軸部材２の強度が低下して動力を正確に伝達できなくなるという問題が発生する。
そこで本発明の目的は、バランスピースを溶接で固定する場合に、溶接熱が等速自在継手及び軸部材に伝わるのを抑制し、上述の等速自在継手の機能損失、グリース漏れ及び軸部材がＦＲＰ製の場合は軸部材の溶融を防止できる技術を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明の請求項１は、軸部材の端部にジョイントと回転軸とからなる等速自在継手を取付け、この等速自在継手のジョイントに金属製で円筒状のブーツアダプタを取付け、この金属製ブーツアダプタに前記ジョイントと前記回転軸との結合部をシールするブーツを取付けた動力伝達軸において、ブーツアダプタとジョイントまたは軸部材外周面との間に円周方向に連続する所定幅の空間を設け、ブーツアダプタの前記空間に対応する位置に金属製のバランスピースを溶接によって固定するとともに、ジョイントに、ブーツアダプタの該ジョイント側の基部を差込むため軸方向に延びた環状溝を形成したことを特徴とする。
ブーツアダプタとジョイントとの間の空間が断熱材として作用し、バランスピースの溶接熱が等速自在継手及び軸部材に伝わるのを抑制できる。
特に本発明は、ジョイントに、ブーツアダプタの該ジョイント側の基部を差込むため軸方向に延びた環状溝を形成したので、環状溝にブーツアダプタの基部を差込むだけで等速自在継手とブーツアダプタとの接合強度を上げることができる。
【０００８】
請求項２は、軸部材の端部にジョイントと回転軸とからなる等速自在継手を取付け、この等速自在継手のジョイントに金属製で円筒状のブーツアダプタを取付け、この金属製ブーツアダプタに前記ジョイントと前記回転軸との結合部をシールするブーツを取付けた動力伝達軸において、前記ブーツアダプタと前記ジョイント外周面との間に円周方向に連続する所定幅の空間を設け、前記空間は、前記ブーツアダプタの前記ジョイント側の基部に形成し、この空間にバランスピースを挿入可能に構成したことを特徴とする。
ブーツアダプタとジョイントとの間の空間が断熱材として作用し、バランスピースの溶接熱が等速自在継手及び軸部材に伝わるのを抑制できる。
特に本発明は、空間内にバランスピースを取付けることにより、動力伝達軸の回転中にバランスピースが遠心力で外れるおそれがなくなる。
【０００９】
請求項３は、軸部材の端部にジョイントと回転軸とからなる等速自在継手を取付け、この等速自在継手のジョイントに金属製で円筒状のブーツアダプタを取付け、この金属製ブーツアダプタに前記ジョイントと前記回転軸との結合部をシールするブーツを取付けた動力伝達軸において、前記ブーツアダプタと前記ジョイント外周面との間に円周方向に連続する所定幅の空間を設け、前記空間は、ブーツアダプタの前記ジョイント側の基部端を外 側に折返すことにより、この折返し部と前記ブーツアダプタ並びに前記ジョイントとの間に形成し、前記折返し部に前記バランスピースを固定するとともに、前記折返し部の前記軸部材側の端面に、前記軸部材の先端を保護するためのプロテクタを設けたことを特徴とする。
ブーツアダプタとジョイントとの間の空間が断熱材として作用し、バランスピースの溶接熱が等速自在継手及び軸部材に伝わるのを抑制できる。
特に本発明は、折返し部を設けることによって空間を設けるので、空間を比較的大きくすることができ、バランスピースの溶接部とジョイント及び軸部材との空間距離をより長くして断熱効果を上げることができるとともに、プロテクタによって、軸部材の端部に小石などが衝突するのを防止でき、軸部材の損傷を防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
図１は本発明に係る動力伝達軸の参考例の分解図である。なお、同図は軸部材の左側の端部と、これに取付ける等速自在継手の構成を示しており、実際には軸部材の右端部にもこれと同様な等速自在継手を取付ける。
この動力伝達軸１は、例えばＦＲＰ（繊維強化プラスチック）製の軸部材１１と、軸部材１１の両端に取付ける等速自在継手１２とからなる。軸部材１１は両端に大径部１１ａ（片方のみ図示）を有する筒状成形体である。そして、大径部１１ａに等速自在継手１２を嵌合する。
【００１１】
等速自在継手１２は、カップリングのフランジ１３ａを有する回転軸１３と、回転軸１３の周囲から等速自在継手１２内に塵埃などが入るのを防止するため、ゴムなどの弾性材料で成形したブーツ１４と、ブーツ１４を回転軸１３の途中に固定するための金属製で円筒状のブーツアダプタ１５と、軸部材１１と回転軸１３とを連結するためのボディ１６とからなる。
【００１２】
ボディ１６には、ジョイント（外輪とも呼称される）１７を設け、このジョイント１７内に内輪１８を同心状に配置する。ジョイント１７と内輪１８との間には、部分的にボール１９を嵌め込む。ボール１９はリテーナ２９によって保持し、自転可能で公転不可能にする。
【００１３】
ジョイント１７の外周面には、同図の右側から順に軸部材１１を嵌合するための第１嵌合部２０と、ブーツアダプタ１５のジョイント１７側の基部を折曲げて挿入するための凹溝２１と、ジョイント１７とブーツアダプタ１５との間に円周方向に連続する空間を形成するための段部２３と、段部２３の途中にＯリング２４を挿入するための溝２５とを設ける。Ｏリング２４は、ブーツアダプタ１５とジョイント１７の間から内部のグリースが漏れるのを防止するために設けた。
【００１４】
一方、ブーツアダプタ１５の中間部には、ジョイント１７の段部２３に嵌合する所定長さの第２嵌合部２６を設け、第２嵌合部２６の右側にバランスピース３０を溶接で固定するための大径部２７を設ける。
【００１５】
図２は本発明に係る動力伝達軸の参考例の断面図である。等速自在継手１２は、回転軸１３の環状溝１３ｂに、ブーツアダプタ１５に取付けられたブーツ１４の開口１４ａを取付け、回転軸１３の端部にボール１９及びリテーナ２９を含む内輪１８を取付け、止め輪３１で止め、これらを次の要領でボディ１６に取付けたものである。
【００１６】
すなわち、ブーツ１４が取付けられたブーツアダプタ１５の第２嵌合部２６を、ジョイント１７の先端に段部２３の途中まで嵌合し、次に、大径部２７の先端を径内方に折曲げて折曲げ部３５を形成し、その先端に小径円筒部３６を設け、この小径円筒部３６をジョイント１７の凹溝２１に挿入してなる。この際に、段部２３と大径部２７との間には、円周方向に連続する所定幅の空間２２を形成したことを特徴とし、この空間２２の作用については後述する。なお、上記組立手順は一例を示すもので、これに限定されるものではない。
回転軸１３とジョイント１７とは、相対的に一定の角度まで傾き自在であり、この状態で動力伝達可能である。
【００１７】
この動力伝達軸１は回転軸であるから、重心が軸心にある必要があり、これがずれているとアンバランスになり好ましくない。そこで、バランシングマシンでチェックし、アンバランス量に応じて、ブーツアダプタ１５の大径部２７の外周面で空間２２に対応する適宜な位置に、金属製のバランスピース３０を溶接によって固定する。
【００１８】
以上に述べた動力伝達軸１の作用を次に説明する。
図３はバランスピース３０の溶接方法及び熱の流れを説明する断面図であり、溶接用の負電極３３を例えばブーツアダプタ１５の大径部２７に当接しておき、この大径部２７の所定の位置にバランスピース３０を押し当てた状態で、バランスピース３０に溶接用の正電極３４を当接する。そして、図中に矢印Ａで示したように、電流を正電極３４からバランスピース３０及び大径部２７を介して負電極３３側に流し、バランスピース３０と大径部２７を溶接部３５でインダイレクトスポット方式の溶接をする。
【００１９】
溶接部３５で発生した熱の一部は、図中に矢印Ｂ，Ｃで示すように、熱が伝わりやすい大径部２７を通ってジョイント１７に伝わる。この経路Ｂ，Ｃから伝わった熱は、ジョイント１７に達する前に周囲の空気によって冷却されるので、ジョイント１７に達する熱量は非常に少ない。
【００２０】
また、溶接部３５で発生した熱の一部は矢印Ｄで示すように、段部２３と大径部２７との空間２２を介してジョイント１７に伝わる。空間２２は金属製の大径部２７に比べて伝熱量が非常に小さいので断熱材として作用し、経路Ｄからジョイント１７に達する熱量も非常に少なくなる。
空間２２は円周方向に連続しているので、バランスピース３０を任意の位置に溶接固定しても、軸部材１１や等速自在継手１２が溶接熱の影響を受けるのを抑制することができる。
【００２１】
上述のように、この動力伝達軸１においては、バランスピース３０を溶接するブーツアダプタ１５の大径部２７と、ボディ１６のジョイント１７に設けた段部２３との間に円周方向に連続する空間２２を形成し、空間２２を断熱材として利用したので、バランスピース３０の溶接時に、溶接部３５からジョイント１７に伝わる熱量を非常に少なくすることができる。
【００２２】
したがって、ジョイント１７及びこれに直接的又は間接的に接触している各部の熱変形を防止して、等速自在継手としての機能を正常に保持することができる。また、ジョイント１７の溝２５に挿入されているＯリング２４が熱によって溶けるのを防止し、内部のグリースが漏れ出るのを防止できる。更に、ジョイント１７に嵌合したＦＲＰ製の軸部材１１が熱で溶けるのを防止して、動力を正確に伝達することが可能になる。
【００２３】
また、この動力伝達軸１は、ブーツアダプタ１５の第２嵌合部２６をジョイント１７の段部２３に嵌合すると共に、小径円筒部３６をジョイント１７の凹溝２１に挿入したので、段部２３と第２嵌合部２６との嵌合だけで接合する場合に比べて接合強度を上げることができる。
【００２４】
図４は本発明に係る動力伝達軸の実施例の部分断面図であり、図１及び図２と同一の部分には同一の符号を付けて、詳細な説明を省略した。この実施形態の動力伝達軸２は、上述の動力伝達軸１に対して等速自在継手のジョイントとブーツアダプタとの接合構造が異なる。
【００２５】
すなわち、この動力伝達軸２においては、等速自在継手４０の円筒状のブーツアダプタ４１に第２嵌合部２６を設け、その先端に大径部４２を設ける。大径部４２はストレートな円筒状に形成し、その先端に差し込み部４３を設ける。等速自在継手４０のジョイント４４には、軸部材１１を嵌合するための第１嵌合部２０と、段部２３を設ける。そして、段部２３にはブーツアダプタ４１の第２嵌合部２６を嵌合し、大径部４２と段部２３との間に円周方向に連続する空間２２を形成する。
【００２６】
また、ジョイント４４には、段部２３と第１嵌合部２０との間に位置して軸方向に延びた環状溝４５を設け、この環状溝４５にブーツアダプタ４１の差し込み部４３を挿入する。バランスピース３０は、大径部４２の空間２２に対応する位置に溶接する。
【００２７】
この動力伝達軸２は、図２の動力伝達軸１と同様にバランスピース３０の溶接熱の影響を抑えることができるので、等速自在継手４０の機能を正常に保持すると共に、動力を正確に伝達することが可能になる。
【００２８】
更に、この動力伝達軸２は、ブーツアダプタ４１の第２嵌合部２６をジョイント４４の段部２３に嵌合すると共に、ブーツアダプタ４１の大径部４２の先端にある差し込み部４３をジョイント４４の軸方向に延びた環状溝４５に差込んでいるので、ブーツアダプタ４１とジョイント４４との接合強度を上げることができ、しかもブーツアダプタ４１をジョイント４４に容易に取付けることができる。
【００２９】
図５は本発明に係る動力伝達軸の他の実施例の部分断面図であり、図２の動力伝達軸１に対してブーツアダプタとジョイントとの接合構造と、バランスピースの溶接位置が異なる。
【００３０】
すなわち、この動力伝達軸３は、等速自在継手５０の円筒状のジョイント５１の外周面に、図中の右側から順に第１嵌合部２０と、凹溝５２と、リング状の溝２５とを設ける。第１嵌合部２０には軸部材１１の大径部１１ａを嵌合し、溝２５にはＯリング２４を挿入する。
【００３１】
また、等速自在継手５０のブーツアダプタ５３には、ジョイント５１の凹溝５２から左側の部分に嵌合する第２嵌合部２６を設け、この第２嵌合部２６の右側に径内方向への折曲げ部５４と小径円筒部５８を設ける。そして、小径円筒部５８を凹溝５２に挿入する。
【００３２】
小径円筒部５８の右側には立上げ部５９を設け、その先端に大径部５５を設ける。大径部５５とジョイント５１との間には円周方向に連続する所定の幅の空間５６を形成し、空間５６の軸部材１１側を開放する。そして、動力伝達軸３の回転バランスを取る場合は、空間５６内にアンバランス量に応じて円弧状のバランスピース５７を挿入し、大径部５５の内面にバランスピース５７を溶接する。
【００３３】
この動力伝達軸３においては、上述の動力伝達軸１と同様な断熱効果があり、更に空間５６を軸部材１１側に開放しているので、この開放端から空間５６内にバランスピース５７を挿入することができる。こうすると、大径部５５によってバランスピース５７の径方向の位置ずれが規制され、例えば動力伝達軸３の回転中にバランスピース５７が外れてしまうのを防止できる。
【００３４】
図６は本発明に係る動力伝達軸の更なる他の実施例の部分断面図である。この動力伝達軸４は、図５の動力伝達軸３に対して等速軸継手のブーツアダプタのみ異なっている。
【００３５】
すなわち、動力伝達軸４の等速自在継手６０に取付けられた円筒状のブーツアダプタ６１には、図中の左側から順に第２嵌合部２６、折曲げ部５４、小径円筒部５８、第３嵌合部６２、第３嵌合部６２の基部端を全周に亘って折返した折返し部６３を設け、第３嵌合部６２と折返し部６３との間に円周方向に連続する所定の幅の空間６４を形成する。
【００３６】
そして、動力伝達軸４の回転バランスを取る場合は、空間６４内にバランスピース５７を挿入して折返し部６３の内面に溶接する。更に、ブーツアダプタ６１の基部端、すなわち折返し部６３の根元に、軸部材１１の端部を保護するリング状のプロテクタ６５を設ける。
【００３７】
この動力伝達軸４においては、ブーツアダプタ６１の第２嵌合部２６と第３嵌合部６２との両方をジョイント５１に嵌合しているので、ブーツアダプタ６１とジョイント５１との接合強度を上げることができる。また、プロテクタ６５によって軸部材１１の端部が保護されるので、自動車の走行中に跳ね飛ばされた小石などが軸部材１１の端部に衝突して損傷するのを防止することができる。更に、折返し部６３によって空間６４を形成しているので、空間６４を比較的大きくすることができ、バランスピース５７の溶接部とジョイント５１との空間距離を長くして、溶接熱の影響を更に抑制することができる。
【００３８】
なお、この動力伝達軸４は、図６の他の実施例を示した図７に示すように折返し部６３の先端に断面がコの字状のバランスピース６６を嵌め込んで溶接することもできる。このバランスピース６６は重量を大きくできるので、アンバランス量が大きい場合に好適である。
【００３９】
上述の実施例では、ＦＲＰ製の軸部材１１を使用した場合について説明したが、本発明は金属製の軸部材を使用した動力伝達軸にも適用することができる。
また、請求項１において空間を、ブーツアダプタと軸部材外周面との間に設けてもよいとしたのは、例えば図５においてブーツアダプタ５３の大径部５５をより図右へ延長して軸部材１１に被せ、このときに軸部材１１との間に空間を形成するということである。
【００４０】
【発明の効果】
本発明は上記構成により次の効果を発揮する。
請求項１は、 軸部材の端部にジョイントと回転軸とからなる等速自在継手を取付け、この等速自在継手のジョイントに金属製で円筒状のブーツアダプタを取付け、この金属製ブーツアダプタに前記ジョイントと前記回転軸との結合部をシールするブーツを取付けた動力伝達軸において、ブーツアダプタとジョイントまたは軸部材外周面との間に円周方向に連続する所定幅の空間を設け、ブーツアダプタの前記空間に対応する位置に金属製のバランスピースを溶接によって固定するとともに、ジョイントに、ブーツアダプタの該ジョイント側の基部を差込むため軸方向に延びた環状溝を形成したので、まず、空間が断熱材として作用し、バランスピースの溶接熱が等速自在継手や軸部材に伝わるのを抑制することができる。したがって、等速自在継手が熱変形するのを防止して本来の機能を保持することができると共に、軸部材がＦＲＰ製の場合は軸部材が熱によって溶けるのを防止して動力を正確に伝達することが可能になる。
特に本発明では、ジョイントに、ブーツアダプタの該ジョイント側の基部を差込むため軸方向に延びた環状溝を形成したので、ブーツアダプタのジョイント側の基部をジョイン トの軸方向に延びた環状溝に差し込むことで、ブーツアダプタと等速自在継手との接合強度を上げることができると共に、ブーツアダプタの取付けが容易になる。
【００４１】
請求項２は、軸部材の端部にジョイントと回転軸とからなる等速自在継手を取付け、この等速自在継手のジョイントに金属製で円筒状のブーツアダプタを取付け、この金属製ブーツアダプタに前記ジョイントと前記回転軸との結合部をシールするブーツを取付けた動力伝達軸において、前記ブーツアダプタと前記ジョイント外周面との間に円周方向に連続する所定幅の空間を設け、前記空間は、前記ブーツアダプタの前記ジョイント側の基部に形成し、この空間にバランスピースを挿入可能に構成したので、まず、空間が断熱材として作用し、バランスピースの溶接熱が等速自在継手や軸部材に伝わるのを抑制することができる。したがって、等速自在継手が熱変形するのを防止して本来の機能を保持することができると共に、軸部材がＦＲＰ製の場合は軸部材が熱によって溶けるのを防止して動力を正確に伝達することが可能になる。
特に本発明では、ブーツアダプタのジョイント側の基部に空間を形成し、この空間内にバランスピースを挿入したので、回転中にバランスピースが外れるおそれがなくなる。
【００４２】
請求項３は、軸部材の端部にジョイントと回転軸とからなる等速自在継手を取付け、この等速自在継手のジョイントに金属製で円筒状のブーツアダプタを取付け、この金属製ブーツアダプタに前記ジョイントと前記回転軸との結合部をシールするブーツを取付けた動力伝達軸において、前記ブーツアダプタと前記ジョイント外周面との間に円周方向に連続する所定幅の空間を設け、前記空間は、ブーツアダプタの前記ジョイント側の基部端を外側に折返すことにより、この折返し部と前記ブーツアダプタ並びに前記ジョイントとの間に形成し、前記折返し部に前記バランスピースを固定するとともに、前記折返し部の前記軸部材側の端面に、前記軸部材の先端を保護するためのプロテクタを設けたので、まず、空間が断熱材として作用し、バランスピースの溶接熱が等速自在継手や軸部材に伝わるのを抑制することができる。したがって、等速自在継手が熱変形するのを防止して本来の機能を保持することができると共に、軸部材がＦＲＰ製の場合は軸部材が熱によって溶けるのを防止して動力を正確に伝達することが可能になる。
特に本発明では、ブーツアダプタのジョイント側の基部端を外側に折返し、その折返し部とブーツアダプタ及びジョイントとの間に空間を形成したので、ブーツアダプタとジョイントとの嵌合部を長くすることができ、これによって、接合強度を上げることができ、また、空間を比較的大きくすることができるので、断熱効果を上げることができるとともに、折返し部の軸部材側の端面に、軸部材の端部を保護するプロテクタを設けたことにより、車両走行中に跳ね飛ばされた小石などが軸部材の先端に衝突して、軸部材が損傷するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る動力伝達軸の参考例の分解図
【図２】 本発明に係る動力伝達軸の参考例の断面図
【図３】 本発明に係る動力伝達軸の参考例の作用説明図
【図４】 本発明に係る動力伝達軸の実施例の断面図
【図５】 本発明に係る動力伝達軸の他の実施例の断面図
【図６】 本発明に係る動力伝達軸の更なる他の実施例の断面図
【図７】 本発明に係る動力伝達軸の図６の他の実施例の断面図
【符号の説明】
１，２，３，４…動力伝達軸、１１…軸部材、１２，４０，５０，６０…等速自在継手、１３…回転軸、１４…ブーツ、１５，４１，５３，６１…ブーツアダプタ、１６…ボディ、１７…ジョイント、２２，５６，６４…空間、２１，５２…凹溝、３０，５７，６６…バランスピース、３５，５４…折曲げ部、３６，５８…小径円筒部、４５…環状溝、６３…折返し部、６５…プロテクタ。
Claims (3)
- 軸部材の端部にジョイントと回転軸とからなる等速自在継手を取付け、この等速自在継手のジョイントに金属製で円筒状のブーツアダプタを取付け、この金属製ブーツアダプタに前記ジョイントと前記回転軸との結合部をシールするブーツを取付けた動力伝達軸において、
前記ブーツアダプタと前記ジョイントまたは軸部材外周面との間に円周方向に連続する所定幅の空間を設け、前記ブーツアダプタの前記空間に対応する位置に金属製のバランスピースを溶接によって固定するとともに、
前記ジョイントに、前記ブーツアダプタの該ジョイント側の基部を差込むため軸方向に延びた環状溝を形成した、
ことを特徴とする動力伝達軸のバランス取り構造。 - 軸部材の端部にジョイントと回転軸とからなる等速自在継手を取付け、この等速自在継手のジョイントに金属製で円筒状のブーツアダプタを取付け、この金属製ブーツアダプタに前記ジョイントと前記回転軸との結合部をシールするブーツを取付けた動力伝達軸において、
前記ブーツアダプタと前記ジョイント外周面との間に円周方向に連続する所定幅の空間を設け、
前記空間は、前記ブーツアダプタの前記ジョイント側の基部に形成し、この空間にバランスピースを挿入可能に構成した、
ことを特徴とする動力伝達軸のバランス取り構造。 - 軸部材の端部にジョイントと回転軸とからなる等速自在継手を取付け、この等速自在継手のジョイントに金属製で円筒状のブーツアダプタを取付け、この金属製ブーツアダプタに前記ジョイントと前記回転軸との結合部をシールするブーツを取付けた動力伝達軸において、
前記ブーツアダプタと前記ジョイント外周面との間に円周方向に連続する所定幅の空間を設け、
前記空間は、ブーツアダプタの前記ジョイント側の基部端を外側に折返すことにより、この折返し部と前記ブーツアダプタ並びに前記ジョイントとの間に形成し、
前記折返し部に前記バランスピースを固定するとともに、前記折返し部の前記軸部材側の端面に、前記軸部材の先端を保護するためのプロテクタを設けた、
ことを特徴とする動力伝達軸のバランス取り構造。
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