JPH10119505A - ドライブシャフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 治具と連結軸との軸線方向の相対移動を規制
でき、かつ、連結軸の半径方向の寸法を軸線方向にほぼ
均一化することのできるドライブシャフトを提供する。 【解決手段】 トランスアクスル２のギヤ２６にスプラ
イン嵌合される軸部５と、軸部５に一体的に設けられ、
軸部５に軸線Ａ方向の荷重を与える治具２９が取り付け
られるアウターレース６とを備えたドライブシャフトに
おいて、アウターレース６の外周の圧入面９に、治具２
９を装着するリング１２が圧入され、リング１２に、治
具２９が係合されて治具２９とアウターレース６とが軸
線Ａ方向に相対移動することを抑制する鍔１３が形成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両の動力伝達
経路に取り付けられるドライブシャフトに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両用のエンジンから出力され
た動力は、変速機、最終減速機を介して車輪に伝達され
る。ところで、駆動輪側に独立懸架装置が採用された車
両においては、最終減速機と車輪とがドライブシャフト
により連結されている。ここで用いられるドライブシャ
フトは複数の軸をジョイントにより連結して構成されて
いる。ドライブシャフトを構成する部品には、トルク伝
達中の高負荷、高面圧に対して十分な信頼性を保証でき
る材料が用いられているとともに、その製造過程で焼き
入れなどの熱処理が施され、耐熱性や耐摩耗性の向上が
図られている。

【０００３】上記ドライブシャフトでは、その連結軸と
動力伝達装置とが、通常スプライン嵌合により連結され
る構成になっているため、連結軸を動力伝達装置に着脱
する作業は、動力伝達装置と連結軸との嵌合抵抗を超え
る挿入荷重または抜き取り荷重を連結軸に与え、連結軸
を軸線方向に移動させることで達成される。

【０００４】上記のようなドライブシャフトの一例がト
ヨタ公開技術集・発行番号６１００［１９９６年４月２
６日 トヨタ自動車株式会社発行］に記載されている。
この刊行物に記載されたドライブシャフトは、動力伝達
装置に着脱される連結軸と、連結軸に一体成形された筒
状のアウタレースと、アウタレースに対して連結された
中間軸とを備えている。そして、アウタレースの外周に
は治具装着溝が形成されている。

【０００５】このドライブシャフトを動力伝達装置に着
脱する際には、まず、治具装着溝に治具が装着され、ア
ウターレースと治具との係合力により治具と連結軸との
軸線方向の移動が規制される。そして、治具に連結され
たエクステンションバーを介してアウターレースに軸線
方向の挿入荷重や抜き取り荷重が与えられ、この荷重に
より連結軸が動力伝達装置に着脱される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記刊行物に
記載されたドライブシャフトは、治具装着溝によってア
ウターレースの厚さが軸線方向に不均一になり、かつ、
段差が形成されるため、ドライブシャフトの製造過程で
アウターレースに焼き入れ処理を施す際に粗材に歪みが
生じる可能性があった。その結果、ドライブシャフトの
耐久性や動力伝達機能に影響を及ぼすことがあった。

【０００７】また、粗材を切削加工して治具装着溝が形
成されているため、粗材の無駄が生じるうえ、治具装着
溝の両側が厚肉化されるため、粗材の重量化やドライブ
シャフトの製造コストアップを招く可能性があった。

【０００８】この発明は上記事情を背景としてなされた
もので、治具と連結軸との軸線方向の相対移動を規制で
き、かつ、連結軸の半径方向の寸法を軸線方向にほぼ均
一化することのできるドライブシャフトを提供すること
を目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記目的
を達成するためこの発明は、動力伝達装置に着脱する際
に軸線方向に移動され、かつ、前記軸線方向の荷重を与
える治具が装着される連結軸を備えたドライブシャフト
において、前記連結軸に、この連結軸とは別個に成形さ
れ、かつ、前記治具を装着可能な治具装着具が固定され
ていることを特徴とする。

【００１０】この発明によれば、治具により与えられる
軸線方向の荷重が治具装着具を介して連結軸に伝達さ
れ、連結軸が軸線方向に移動して動力伝達装置に着脱さ
れる。ここで、治具装着具が連結軸とは別個に成形さ
れ、かつ、治具装着具により治具と連結軸との軸線方向
の相対移動が抑制されるため、連結軸には治具と連結軸
との相対移動を抑制する半径方向の凹凸を形成する必要
がなく、連結軸の半径方向の寸法を軸線方向にほぼ均一
化することが可能になる。

【００１１】したがって、ドライブシャフトの製造過程
で連結軸に焼き入れ処理を施す際に歪みが生じにくく、
ドライブシャフトの耐久性や動力伝達機能を良好に維持
することができる。また、連結軸に切削加工を施す必要
がなく、粗材の省資源化を図ることができるうえ、ドラ
イブシャフトの軽量化、製造コストの抑制が可能にな
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の一実施例を添
付図面に基づいて説明する。図１は、この発明を前輪駆
動車の動力伝達経路に適用した場合を示す正面断面図、
図２は図１のＩ−Ｉ線における側面断面図である。ドラ
イブシャフト１は、トランスアクスル２と図示しない車
輪とを連結するためのもので、ドライブシャフト１は、
トランスアクスル２側に連結される連結軸３と、連結軸
３に対して軸線Ａ方向の相対移動および連結角度の変更
が可能な状態に連結された中間軸４とを備えている。

【００１３】連結軸３は、先端の外周に外歯が形成され
た軸部５と、軸部５の端部に一体的に設けられた筒状の
アウターレース６とを備えている。連結軸３は、炭素
鋼、クロム鋼などの粗材を鍛造加工して一体成形したも
のであり、高周波焼き入れ、浸炭焼き入れなどの表面硬
化処理が施されている。

【００１４】アウターレース６は図２に示すように外周
側に向けて突出した３つの突出部７を備えており、各突
出部７は円周方向にほぼ等間隔で形成されている。そし
て、各突出部７の内側には溝８がそれぞれ形成されてい
る。また、各突出部７の半径方向の厚さは、連結軸３の
軸線Ａ方向にほぼ均一化されている。

【００１５】一方、各突出部７の円弧状の外表面には、
軸部５側の端部から各突出部７の軸線Ａ方向のほぼ中途
部位に亘り、軸線Ａとほぼ平行な圧入面９が形成されて
いる。また、突出部７の円弧状の外表面には、圧入面９
の終端からアウターレース６の開口端に亘り、軸線Ａと
ほぼ平行に大径面１０が形成されている。そして、大径
面１０の半径が圧入面９の半径よりも大きく設定され、
大径面１０と圧入面９との境界に、０．５mmないし１mm
程度の段差によるストッパ１１が形成されている。

【００１６】そして、圧入面９の外周には金属製のリン
グ１２が圧入固定され、リング１２の軸線Ａ方向の端部
がストッパ１１に当接されている。リング１２は連結軸
３とは別個に成形されたもので、リング１２は手動プレ
スまたは油圧プレスにより軸部５側からアウターレース
６に対して圧入されている。圧入面９に対するリング１
２の圧入力は、リング１２の内径および圧入面９の外径
により調整され、所定の圧入締め代が確保される。

【００１７】なお、この実施例では、圧入面９に対する
リング１２の圧入力が、連結軸３をトランスアクスル２
に装着する際に必要な圧入荷重である２３０kg以上にな
るように設定されている。

【００１８】また、リング１２の軸線Ａ方向の両端には
外周側に向けて突出した環状の鍔１３が形成され、リン
グ１２の半径方向の断面形状がほぼコ字形に成形されて
いる。このようにして、リング１２の鍔１３同士の間に
環状の装着溝１２Ａが形成されている。この実施例で
は、リング１２として、連結軸３をトランスアクスル２
から抜き取る際に必要な１，１００kg以上の荷重に耐え
られるような剛性の材料、厚さ、形状が選択されてい
る。この条件を満たすためにリング１２に用いられる金
属材料としては、ステンレス鋼、機械構造用炭素鋼、冷
間圧延鋼板、熱間圧延鋼板などを例示できる。なお、大
径面１０のアウターレース６の開口端側には円周方向に
凹凸部１４が形成されている。

【００１９】一方、アウターレース６の内部には中間軸
４の端部側が挿入されており、中間軸４の端部外周に
は、円筒状のトリポート１５がスプライン嵌合されてい
る。トリポート１５の外周には、図２に示すように半径
方向に突出した３つのトラニオン１６が形成されてい
る。

【００２０】各トラニオン１６は円周方向にほぼ等間隔
で形成され、各トラニオン１６が溝８内に挿入されてい
る。各トラニオン１６は円柱形状に成形され、各トラニ
オン１６の外周には、ベアリング１７を介してローラ１
８がそれぞれ回転可能に取り付けられている。各ローラ
１８の外周面は溝８の形成面に対して転動可能に当接さ
れている。

【００２１】上記構成のアウターレース６、トリポート
１５、トラニオン１６、ベアリング１７、ローラ１８に
より、等速ジョイント、言い換えればインボードジョイ
ントが構成されている。なお、トリポート１５、トラニ
オン１６、ベアリング１７、ローラ１８などの部品はク
ロム鋼、軸受鋼などの材料により構成され、連結軸３と
同様に表面硬化処理が施されている。

【００２２】前記中間軸４のアウターレース６の外部に
位置する箇所の外周面には、環状の凹凸部１９が形成さ
れている。そして、中間軸４は蛇腹形状のブーツ２０の
内部に挿入されている。ブーツ２０はクロロプレンゴ
ム、シリコンゴム、熱可塑性樹脂、ウレタンゴムなどの
弾性変形可能な材料により一体成形されている。ブーツ
２０の軸線Ａ方向の一端側はアウターレース６の凹凸部
１４の外周に装着され、金属製のクランプ２１により締
め付け固定されている。ブーツ２０の軸線Ａ方向の他端
側は中間軸４の凹凸部１９の外周に装着され、金属製の
クランプ２２により締め付け固定されている。

【００２３】一方、前記トランスアクスル２の内部に
は、図示しない変速機と、最終減速機２３とが組み込ま
れている。最終減速機２３は、軸受２４により回転可能
に保持されたケーシング２５と、ケーシング２５の内部
に配置されたギヤ２６とを備えている。また、ケーシン
グ２５には軸部５が挿入される軸孔２７が形成され、ギ
ヤ２６には軸孔２８が形成されている。軸孔２８には内
歯が形成され、軸部５が軸孔２８にスプライン嵌合され
るように構成されている。

【００２４】ここで、実施例の構成と請求項１との対応
関係を説明すれば、最終減速機２３を含むトランスアク
スル２が請求項１の動力伝達装置に相当し、リング１２
が請求項１の治具装着具に相当する。

【００２５】つぎに、上記構成のドライブシャフト１の
連結軸３をトランスアクスル２に着脱する作業を説明す
る。まず、治具２９をリング１２の装着溝１２Ａに装着
してドライブシャフト１を保持するとともに、治具２９
を軸線Ａ方向、具体的には図１中左側に移動させる荷重
を与える。

【００２６】ここで、治具２９と鍔１３との係合力によ
り、治具２９とリング１２とが軸線Ａ方向に相対移動す
ることが抑制される。また、リング１２と圧入面９との
圧入力により、リング１２とアウターレース６とが軸線
Ａ方向に相対移動することが規制される。

【００２７】そのため、治具２９からリング１２に対し
て与えられた軸線Ａ方向の荷重がアウターレース６に伝
達され、この荷重により治具２９と連結軸３とが軸線Ａ
方向に一体的に移動する。その結果、軸部５がケーシン
グ２５の軸孔２７に挿入され、ついで軸部５がギヤ２６
の軸孔２８に対してスプライン嵌合される。

【００２８】ここで、軸部５をギヤ２６の軸孔２８に対
してスプライン嵌合する際、嵌合抵抗を超える圧入荷重
が治具２９からアウターレース６に与えられる。この実
施例では２３０kg程度の圧入荷重がアウターレース６に
与えられる。そして、前述したように、圧入面９に対す
るリング１２の圧入力が２３０kg以上に設定されている
ため、治具２９からリング１２に圧入荷重が与えられた
際に、治具２９とアウターレース６との軸線Ａ方向の相
対移動が防止される。

【００２９】したがって、治具２９からリング１２に作
用する荷重が効率的にアウターレース６を介して軸部５
に伝達され、トランスアクスル２に対するドライブシャ
フト１の装着作業を迅速、かつ確実に行うことができ
る。上記作業の完了後、治具２９がリング１２から取り
外される。なお、中間軸４の他端側は図示しない車輪側
に連結される。

【００３０】ドライブシャフト１の装着が完了すると、
図示しない変速機から最終減速機２３に伝達されたトル
クが、ギヤ２６および軸部５を介してアウターレース６
に伝達される。アウターレース６に伝達されたトルク
は、ローラ１８、トラニオン１６、トリポート１５を介
して中間軸４に伝達され、中間軸４のトルクが車輪に伝
達されて車両が走行する。車両の走行中は、ローラ１８
が溝８内を転動することにより、連結軸３と中間軸４と
の長さ方向の相対位置、および連結軸３と中間軸４との
連結角度が変動可能になっている。

【００３１】また、ドライブシャフト１の連結軸３をト
ランスアクスル２から取り外す場合は、治具２９をリン
グ１２の装着溝１２Ａに装着した後、治具２９を軸線Ａ
方向に図１中右側に移動させ、抜き取り荷重をリング１
２に与える。すると、この荷重が圧入面９と大径面１０
との境界に形成されたストッパ１１により受け止めら
れ、この荷重により連結軸３が軸線Ａ方向に図１中右側
に移動して軸部５がギヤ２６の軸孔２８から抜き取られ
る。

【００３２】このように、軸部５をギヤ２６の軸孔２８
から抜き取る場合には、軸部５をギヤ２６の軸孔２８に
嵌合する場合よりも大きな荷重が必要になる。その理由
は、トルク伝達によりギヤ２６と軸部５とのスプライン
嵌合部に塑性変形が生じたり、嵌合部分に摩耗粉や異物
が詰まったりして、ギヤ２６と軸部５との嵌合力が増大
されているからである。

【００３３】この実施例では、ドライブシャフト１をト
ランスアクスル２から取り外す際に、ギヤ２６と軸部５
との嵌合抵抗を超える１，１００kg以上の抜き取り荷重
が治具２９からリング１２に与えられる。そして、前述
のようにリング１２の材料、形状、厚さが上記抜き取り
荷重に耐えられるように選択されているため、ドライブ
シャフト１をトランスアクスル２から取り外す際に、リ
ング１２が変形または破損することを抑制できる。した
がって、治具２９からリング１２に与えられる抜き取り
荷重が効率的にアウターレース６を介して軸部５に伝達
され、トランスアクスル２からドライブシャフト１を取
り外す作業を迅速、かつ確実に行うことができる。

【００３４】以上のように、上記構成のドライブシャフ
ト１によれば、連結軸３とは別個に成形されたリング１
２により、治具２９と連結軸３とが軸線Ａ方向に相対移
動することを抑制しているため、連結軸３の外周面に、
治具２９と連結軸３との軸線Ａ方向の相対移動を抑制す
るための機構、例えば半径方向の凹凸を形成する必要が
なく、アウターレース６の突出部７の半径方向の厚さを
軸線Ａ方向にほぼ均一化することができる。

【００３５】したがって、ドライブシャフト１の製造過
程で連結軸３の粗材に焼き入れ処理を施す際に歪みが生
じにくく、製品化されたドライブシャフト１の耐久性や
動力伝達機能を良好に維持することができる。また、連
結軸３を構成する粗材に切削加工を施す必要がなく粗材
の省資源化を図ることができるうえ、アウターレース６
を可及的に薄肉化することが可能であり、ドライブシャ
フト１の軽量化および製造コストの抑制を実現できる。

【００３６】なお、この実施例は後輪駆動車に適用する
ことも可能であり、また、連結軸を車輪側に着脱する構
成のドライブシャフトにも適用可能である。さらに、上
記リングとアウターレースとを固定する方法として、溶
接による固定や接着剤による固定を採用することも可能
である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
治具により与えられる軸線方向の荷重が治具装着具を介
して連結軸に伝達され、連結軸が軸線方向に移動して動
力伝達装置に着脱される。ここで、治具装着具が連結軸
とは別個に成形され、かつ、治具装着具により治具と連
結軸との軸線方向の相対移動が抑制されるため、連結軸
には治具と連結軸との相対移動を抑制する半径方向の凹
凸を形成する必要がなく、連結軸の半径方向の寸法を軸
線方向にほぼ均一化することが可能になる。

【００３８】したがって、ドライブシャフトの製造過程
で連結軸に焼き入れ処理を施す際に歪みが生じにくく、
ドライブシャフトの耐久性や動力伝達機能を良好に維持
することができる。また、連結軸に切削加工を施す必要
がなく、粗材の省資源化を図ることができるうえ、ドラ
イブシャフトの軽量化、製造コストの抑制が可能にな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例のドライブシャフトを前輪
駆動車の動力伝達経路に配置した場合の正面断面図であ
る。

【図２】図１のＩ−Ｉ線における側面断面図である。

【符号の説明】

１ ドライブシャフト ２ トランスアクスル ３ 連結軸 １２ リング １３ 鍔 ２９ 治具

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力伝達装置に着脱する際に軸線方向に
   移動され、かつ、前記軸線方向の荷重を与える治具が装
   着される連結軸を備えたドライブシャフトにおいて、 前記連結軸に、この連結軸とは別個に成形され、かつ、
   前記治具を装着可能な治具装着具が固定されていること
   を特徴とするドライブシャフト。