JP2008082393A

JP2008082393A - 自動車用駆動軸

Info

Publication number: JP2008082393A
Application number: JP2006261038A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Takabe; 真一高部
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-09-26
Filing date: 2006-09-26
Publication date: 2008-04-10

Abstract

【課題】異音や振動が発生したり耐久性が低下することなく、中間軸や外側継手部材内部の形状や構造を簡素化でき、部品点数も最小限に留められ、加工コストも抑えられる上に、軽量化、組立工数の効率化を実現する。
【解決手段】自動車用駆動軸は、ブーツ１４を装着した２つのしゅう動式等速自在継手Ｊ１,Ｊ２と、２つのしゅう動式等速自在継手Ｊ１,Ｊ２を連結する中間軸１０とからなり、車両に装備された際に、しゅう動式等速自在継手Ｊ１,Ｊ２の外側継手部材２０とそれに装着されたブーツ１４で密封された空間２８の内圧が外気圧よりも高くなるように設定してある。
【選択図】図１

Description

この発明は、等速自在継手および等速自在継手に装着されるブーツとを装備した自動車用駆動軸に関する。

自動車用駆動軸は、自動車の車輪にエンジンの動力を伝達するために使用される。この駆動軸には、車輪側とデファレンシャルギア（以下、デフという）側に、それぞれ等速自在継手が装備される。車輪側の等速自在継手には、θ＝４５ｄｅｇ以上の大きな作動角を取ることのできるタイプ（例えば、ツェッパ型、バーフィールド型などのボールを用いた固定式等速自在継手）が使用され、デフ側の等速自在継手には、作動角の許容に加えて等速自在継手の軸線方向にスライドする機構を兼ね備えたタイプ（例えば、ダブルオフセット型、トリポード型、クロスグルーブ型などのしゅう動式等速ジョイント）が、一般的に使用される。

自動車のリア用駆動軸には、車輪側にしゅう動式等速自在継手を装備し、デフ側に固定式等速自在継手を装備したものもある。あるいは、車輪側とデフ側の両方にしゅう動式等速自在継手を装備したものもある。このリア用駆動軸には特許文献１に示されるような構造も適用可能である。

一方、等速自在継手には、内部に封入したグリースの外部への漏れ防止や、外部からの異物侵入を防止する目的でブーツが装着される。この等速自在継手用ブーツは、等速自在継手の外側継手部材の開口端部に設けたブーツ取付部に装着される大径取付部と、等速自在継手の内側継手部材に連結された中間軸（シャフト）上に装着される小径取付部と、両取付部を一体に連結する蛇腹部から構成される。
特開２００５−１７２１４２号公報実公平６−１２２５８号公報

駆動軸の両側にしゅう動式等速自在継手を装備した場合、中間軸の軸線方向（スライド方向）の位置が定まらなくなるため、異音や振動が発生したり耐久性が低下したりといった問題がある。中間軸の位置を定めるための構造が特許文献１や特許文献２で提案されている。特許文献２の駆動軸は、図２に示すように、中間軸１と、その両端に取り付けた摺動式等速自在継手２とで構成される。等速自在継手２は、外側継手部材３と、内側継手部材４とで構成される。外側継手部材３は、カップ状のマウス部とステム部とからなり、ステム部にてたとえば駆動輪の車軸と結合する。マウス部は内周に円周方向で等配した３本のトラック溝５を有し、各トラック溝５の対向した側壁がローラ案内面となる。内側継手部材４はスプラインまたはセレーションにて中間軸１と結合する。内側継手部材４には、半径方向に突出した３本のジャーナル部６が円周方向に等配してあり、各ジャーナル部６はローラ７を回転、しゅう動自在に担持している。内側継手部材４のジャーナル部６が外側継手部材３のトラック溝５に入り込んでいる。そして、外側継手部材３に対して内側継手部材４が軸方向変位および／または角度変位した状態で回転するとき、ローラ７がローラ案内面に沿って転動する。

各等速自在継手はしゅう動式であるため、外側継手部材３と内側継手部材４が相対的に軸方向に変位できる。したがって、両端に固定された内側継手部材４と共に中間軸１も軸方向に変位できる。その結果、中間軸１と外側継手部材３が当たって異音が発生する。これを防止するため、中間軸１の端と外側継手部材３との間に圧縮コイルばね８を介在させてある。この場合、中間軸１の他方の端はもう一方の等速自在継手２の外側継手部材３と接触するため、外側継手部材３側に摩擦特性のよい部材９を取り付けてある（特許文献２）。

しかし、上述の従来の構造では、中間軸や外側継手部材内部の形状や構造が複雑になる上に部品点数が多いため、加工コストが高くなる。さらに、重量が重くなってしまうという欠点もある。また、組立工数が増すため、この点でも効率が悪くなる。この発明の目的は上述の問題点を解消した自動車用駆動軸を提供することにある。

この発明の自動車用駆動軸は、ブーツを装着した２つのしゅう動式等速自在継手と、前記両側のしゅう動式等速自在継手を連結する中間軸とからなり、車両に装備された際に、前記両側のしゅう動式等速自在継手の外側継手部材とそれに装着された前記ブーツにて密封された空間の内圧が外気圧よりも高くなるように設定されている。

請求項２の発明は、請求項１の自動車用駆動軸において、前記しゅう動式等速自在継手がダブルオフセット型等速自在継手であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１の自動車用駆動軸において、前記しゅう動式等速自在継手がトリポード型等速自在継手であることを特徴とする。

この発明によれば、車輪側およびデフ側に装着された等速自在継手の外側継手部材に対して、それらを連結している中間軸の軸線方向位置が自動的に調心されることで、位置が安定して使用できる。その結果、異音や振動が発生したり耐久性が低下することなく、中間軸や外側継手部材内部の形状や構造を簡素化でき、部品点数も最小限に留められ、加工コストも抑えられる上に、軽量化も実現できる。また、組立工数も効率化できる。

以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。

図１は、後輪駆動式車両または四輪駆動式車両のリア用駆動軸に適用した実施の形態を示す。図示するように、リア用駆動軸は、２つのしゅう動式等速自在継手Ｊ１，Ｊ２と、それらを繋ぐ中間軸１０と、２つの等速自在継手用ブーツ１４とで構成される。しゅう動式等速自在継手の例としてトリポード型等速自在継手が示してある。なお、しゅう動式等速自在継手はダブルオフセット型等速自在継手やその他型式の等速自在継手であっても良いが、代表例として、トリポード型等速自在継手を用いて説明する。また、等速自在継手内部を潤滑するためのグリースや、等速自在継手用ブーツを外側継手部材や中間軸へ固定するためのバンドなども構成要素に含まれるが、ここでは説明を省略する。以下では図１の右側をインボード側、左側をアウトボード側とする。中間軸１０の両端にはスプラインまたはセレーション（以下、単にスプラインという）軸部１２が形成してある。

アウトボード側の等速自在継手Ｊ１は、外側継手部材２０と、内側継手部材３０とで構成される。外側継手部材２０はカップ状のマウス部２２とステム部２４とからなり、ステム部２４にてたとえば駆動輪の車軸と結合する。外側継手部材２０は内周に円周方向で等配した３本のトラック溝２６を有し、各トラック溝２６の対向した側壁がローラ案内面となる。

内側継手部材３０はボス部３２とジャーナル部３６からなり、ボス部３２には中間軸１０のスプライン軸部１２と結合するためのスプライン孔３４が形成してある。ボス部３２の円周方向に等間隔に、半径方向に突出した３本のジャーナル部３６が形成してある。この実施の形態の場合、各ジャーナル部３６の外周面は円筒形状で、ローラ３８を複数の針状ころを介して回転および軸方向移動可能に支持している。ローラ３８は外側継手部材２０のトラック溝２６内に受容され、外側継手部材２０の軸線方向に移動可能である。そして、外側継手部材２０に対して内側継手部材３０が軸方向変位および／または角度変位した状態で回転するとき、ローラ３８がローラ案内面に沿って転動する。

インボード側の等速自在継手Ｊ２は、基本的構成に関しては上述のアウトボード側の等速自在継手Ｊ１と同じである。したがって、全図を通じて実質的に同じ部品ないし部位には同じ符号をあててある。

２つのしゅう動式等速自在継手Ｊ１，Ｊ２の外側継手部材２０とそれぞれの等速自在継手用ブーツ１４で密封された空間（その内部には潤滑剤としてグリースが存在する）２８の内圧が外気圧よりも高圧になるように組み立てる。このような圧力設定により、両側のしゅう動式等速自在継手Ｊ１，Ｊ２の内側継手部材３０が互いに押し合う結果、自動的に中間軸１０の軸方向位置が定まる。

しゅう動式等速自在継手Ｊ１，Ｊ２の外側継手部材２０と等速自在継手用ブーツ１４とで密封された空間２８の内圧を外気圧よりも高圧とするためには、たとえば次のような操作を行う。すなわち、外側継手部材２０の開口端面側に内側継手部材３０をスライドさせた（スライドアウト）状態で、等速自在継手用ブーツ１４の大径取付部を外側継手部材２０に装着してブーツバンドで固定するとともに小径取付部を中間軸１０に装着してブーツバンドで固定しておくことにより（その時の空間２８は外気圧と同じになるように調整すればよい）、駆動軸を自動車に取り付け、所定の軸方向位置にて固定された時点で、外側継手部材２０と等速自在継手用ブーツ１４とで密封された空間２８が外気圧よりも高圧に保持される。この圧力は、等速自在継手用ブーツ１４を外側継手部材２０および中間軸１０へ装着・固定する際の内側継手部材部材３０の外側継手部材２０に対する軸方向位置を変更することで容易に調整できる。

なお、等速自在継手用ブーツ１４は、等速自在継手Ｊ１，Ｊ２の外側継手部材２０のマウス部２２の開口端部に設けたブーツ取付部に装着される大径取付部と、中間軸１０に装着される小径取付部と、両取付部を一体に連結する蛇腹部とからなり、この蛇腹部が外力を受けない状態での長さ（自然長）よりも縮められた状態で自動車へ取り付けられれば、ばね的な作用が発生して上述の作用効果を補助することができる。ただし、外側継手部材２０と等速自在継手用ブーツ１４とで密封された空間２８が外気圧よりも高圧に保持されなければ十分な効果は得難い。等速自在継手用ブーツ１４の材料としては、熱可塑性ポリエステル系エラストマーやクロロプレンなどのゴム材料が挙げられるが、熱可塑性ポリエステル系エラストマー製ブーツの方が、圧縮した状態で自動車に取り付けた際のばね力（反力）が高いため、より好ましい。また、外側継手部材２０と等速自在継手用ブーツ１４とで密封された空間２８が外気圧よりも高圧に保持できる圧力は、熱可塑性ポリエステル系エラストマー製ブーツの方が、より高圧に耐えることが可能なため、より好ましい。空間２８の内圧は外気圧に対して、＋0.1kPa〜＋20kPaの範囲とすることが好ましい。より好ましくは＋0.1kPa〜＋15kPaである。

しゅう動式等速自在継手Ｊ１，Ｊ２としては、ここに例示したトリポード型に限らず、例えばダブルオフセット型などのあらゆるタイプに適用することができるが、トリポード型しゅう動式等速自在継手に適用することが特に効果的である。トリポード型しゅう動式等速自在継手はしゅう動抵抗が小さいため、この発明による効果を顕著に得ることができる。

一つの自動車用駆動軸に装備される等速自在継手の組合せは、ダブルオフセット型等速自在継手＋ダブルオフセット型等速自在継手、ダブルオフセット型等速自在継手＋トリポード型等速自在継手、トリポード型等速自在継手＋トリポード型等速自在継手など、同じ形式の等速自在継手を両側に適用しても良いし、異なった形式の等速自在継手を組合せて適用しても良いが、同じタイプの等速自在継手を両側に適用した方が軸方向位置を安定させる作用や、内側継手部材や等速自在継手用ブーツの共通部品化などの点で好ましい。更には、トリポード型等速自在継手＋トリポード型等速自在継手の組合せが特に好ましい。トリポード型等速自在継手はしゅう動抵抗が小さいため、この発明による効果を顕著に得ることができる。

この発明の実施の形態を示す駆動軸の縦断面図従来の技術を示す縦断面図

符号の説明

Ｊ１，Ｊ２しゅう動式等速自在継手（例示はトリポード型等速自在継手）
１０中間軸
１２スプライン軸部
１４ブーツ
２０外側継手部材
２２マウス部
２４ステム部
２６トラック溝
２８空間
３０内側継手部材
３２ボス部
３４スプライン孔
３６ジャーナル部
３８ローラ

Claims

ブーツを装着した２つのしゅう動式等速自在継手と、前記しゅう動式等速自在継手を連結する中間軸とからなり、車両に装備された際に、前記しゅう動式等速自在継手の外側継手部材とそれに装着された前記ブーツとで密封された空間の内圧が外気圧よりも高くなるように設定された自動車用駆動軸。
しゅう動式等速自在継手はダブルオフセット型等速自在継手である請求項１の自動車用駆動軸。
しゅう動式等速自在継手はトリポード型等速自在継手である請求項１の自動車用駆動軸。