JP3324422B2 - 軸継ぎ手 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動側から従動側
へ回転動力を伝達する際のトルク変動を抑制する軸継ぎ
手に関する。

【０００２】

【従来の技術】駆動側から従動側へ回転動力を伝達する
動力伝達路では、ゴム製の軸継ぎ手を用いて、動力伝達
の際に生ずるトルク変動を吸収することが行われてい
る。こうしたゴム製の軸継手は、例えば自動車では動力
伝達系を構成するプロペラシャフトとこれに接続するト
ランスファ，リヤディファレンシャルとの各間に介装し
てある。

【０００３】このようなゴム製の軸継ぎ手には、例えば
ゴム部材よりなるフランジ形状の弾性体を駆動側の軸端
と従動側の軸端との間に挿入し、この弾性体を外周側の
弾性体部分を軸心沿いに通るボルトで、それぞれ駆動
側、従動側から互い違いに固定させた構造が用いられて
いて、駆動側から従動側へ伝わる回転動力にトルク変動
が起きると、駆動側のボルトと従動側のボルトとの間の
ゴム部分において、回転動力伝達方向に対してずれるよ
うな圧縮・引張りの変形が生じて、変動するトルクを吸
収、すなわち防振するようにしてある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうしたゴ
ム部材の弾性変形に依存して、トルク変動を吸収するゴ
ム製の軸継ぎ手は、タイヤの捩りと駆動系全体とがもた
らす共振、いわゆる捩り１次の共振、さらには捩り２次
の共振、捩り３次の共振には、有効に防振効果が発揮さ
れる。しかし、弾性体自身のばね性が大きく影響する捩
り４次の共振には有効でなく、同共振域の従動側への振
動の伝達が高いという挙動を示す。

【０００５】そこで、軸継ぎ手では、特開平７−１４５
８２３号公報に示されるように外筒の両端から内方へフ
ランジ部を延出し、これらフランジ部間に内筒と一体に
回転する円盤状のプレートを設け、さらにプレート両面
とフランジ部の側面との間に環状に弾性体を設けて、弾
性体を変動トルクの入力により変形させる構造にした上
で、外筒内にプレートの外周部を浸漬させる液室を設
け、プレートが液室内の液体を移動するときの抵抗で、
変動トルクを吸収するようにした構造が提案されてい
る。

【０００６】ところが、このような液室内の封入液体を
プレートでせん断するときの抵抗を利用して防振する軸
継ぎ手は、捩り振動の全体系の防振には有効であるもの
の、ある目標とする共振周波数域のみを重視して振動伝
達率を低減させるような特定の設定は行えない。

【０００７】このため、ゴム製の軸継ぎ手の特性をその
まま利用しつつ、弾性体のばね性がもたらす捩り４次の
共振について有効な軸継ぎ手が要望されている。本発明
は上記事情に着目してなされたもので、その目的とする
ところは、特にある目標とする共振周波数域の防振に有
効な軸継ぎ手を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載した発明は、駆動側の軸端と従動側の
軸端との間に挿入される弾性体を有し、この弾性体に該
弾性体の軸心の中心とした周方向に沿って駆動側軸端か
ら弾性体の軸心沿いに通る第１連結杆と、従動側軸端か
ら前記弾性体の軸心沿いに通る第２連結杆とをそれぞれ
互い違いに配設し、これら連結杆で両軸を連結し、第１
連結杆から加わる駆動側の回転動力を弾性体を経て第２
連結杆に伝えて従動側へ伝達させる軸継ぎ手において、
弾性体の内部に、第１連結杆と第２連結杆とを含ませ
て、該弾性体の周方向沿いに、液体が封入される環状の
空間を形成し、該環状の空間が第１連結杆および第２連
結杆で分割されて、各連結杆の回転動力伝達方向の前側
と後側に液室を形成するとともに各連結杆と環状の空間
の周面との間の隙間部から液室間を液体が流れるオリフ
ィス部を形成して、ある目標となる共振周波数域で有効
な防振効果が得られるようにした。

【０００９】すなわち、この請求項１に記載の発明によ
ると、回転動力の伝達中、トルク変動が起き、駆動側と
従動側とで回転差が生じたとする。すると、駆動側につ
ながる連結杆と、従動側につながる連結杆との間の弾性
体部分には変形が生じる。

【００１０】このとき、回転動力を伝達する周方向の弾
性体部分には、液体が封入された液室が設けられている
から、弾性体部分の変形を受けて、圧縮変形する側に配
置されている液室の内圧が上昇し、引張変形する側に配
置されている液室の内圧が下降して、オリフィス部を通
じて液室間を流れ、このとき発生する減衰力がトルク変
動を吸収する。

【００１１】安定すれば、弾性体のばね性能に依存した
防振効果が発生する。ここで、弾性体に共振が生じれ
ば、液体に共振が起こり、オリフィス部からは同共振の
ピークを低減させるような有効な高い減衰力が発揮す
る。

【００１２】したがって、オリフィス部の断面積を弾性
体の共振に有効な大きさに設定することにより、特にあ
る目標の共振周波数域の防振を重視した防振効果がもた
らせられる。このために自動車の動力伝達系では、捩り
４次の共振の伝達率の低減に有効となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図１ないし図６に
示す一実施形態にもとづいて説明する。図１は本発明を
適用した自動車の動力伝達系の概略を示し、図中１は図
示しない車体のフロント部に搭載された横置きのエンジ
ン（Ｅ／Ｇ）、２は同エンジン１の出力部に連結された
トランスミッション（Ｔ／Ｍ）、３は同トランスミッシ
ョン２の出力部に連結されたトランスファ、４は車体の
リヤ部に搭載されたリヤディファレンシャルである。な
お、５は前輪を示す。

【００１４】トランスファ３の出力部とリヤディファレ
ンシャル４の入力部との間には、ゴム製の軸継ぎ手６お
よびユニバーサルジョイント７を介して、プロペラシャ
フト８が連結されていて、トランスファ３から出力され
たエンジン１からの回転動力が、ゴム製の軸継ぎ手６、
ユニバーサルジョイント７、プロペラシャフト８、リヤ
ディファレンシャル４を介して、後輪９へ伝達されるよ
うにしてある。

【００１５】そして、このプロペラシャフト８の両端側
に在る軸継ぎ手６，６に、本発明の軸継ぎ手が適用して
ある。これら軸継ぎ手６，６は、いずれも図１中に外観
を拡大して示されているような同じ構造が採用されてい
る。

【００１６】またこの軸継ぎ手６の構造が、図２〜図４
に渡り示されている。軸継ぎ手６の構造について説明す
れば、図中１０はゴム製の弾性体を示す。この弾性体１
０の外形は、図２および図３にも示されるように所定の
ブロック形状、例えばゴム部材より形成された有底短筒
状の本体部１２と、この本体部１２の開口端を塞ぐよう
に取着される円板部１３とを組み合わせた略円柱形をな
している。なお、円板部１３もゴム部材より形成してあ
る。

【００１７】また本体部１２の内底面の中央からは、例
えば軸状のボス部１４が突き出ていている。このボス部
１４の先端は円板部１３の側面と密接していて、弾性体
１０の内部、具体的にはボス部１４と本体部１２の周壁
とで囲まれる外周部分に環状の液収容空間１１（流路に
相当）を形成している。この空間１１内に例えば不凍液
のような液体Ｘが封入される。

【００１８】また液収容空間１１を挟む本体部１２の底
壁部分と円板部１３の板部分との間の区間には、弾性体
１０の軸心を中心とした軌跡に沿って、所定の間隔で、
複数本、例えば６本の連結杆１５（第１連結杆、第２連
結杆に相当）が挿通されている。

【００１９】連結杆１５は、いずれも例えば本体部１２
の底壁部分、円板部１３から交互に挿入して、本体部１
２、円板部１３に水密に固着させた鍔付のパイプ状のカ
ラー部材１６から構成してある。なお、カラー部材１６
の内周面にはめねじ１６ａが設けてある。

【００２０】そして、本体部１２側からカラー部材１６
の先端部へ螺挿されるボルト部材１７にて、弾性体１０
の一側部を駆動側の軸端となるトランスファ３の出力軸
３ａ（あるいはリヤ側のユニバーサルジョイント７の出
力軸７ａ）に対して、具体的には出力軸端に形成した取
付座１８に結合させている。また反対の円板部１３側か
らカラー部材１６の先端部へ挿入されるボルト部材１７
にて、弾性体１０の他側部を従動側の軸端となるフロン
ト側のユニバーサルジョイント７の入力軸７ｂ（あるい
はリヤディファレンシャル４の入力軸４ａ）に対して、
具体的には入力軸端に形成した取付座１９に結合させて
いる。なお、２０はワッシャを示す。

【００２１】こうした結合にて、弾性体１０を挿通する
連結杆１５は、互い違いに駆動側、従動側に固定され、
伝達される回転動力にトルクに変動が生じると、駆動側
と従動側との相対的な回転差により、駆動側につながる
連結杆１５と従動側につながる連結杆１５との間のゴム
部分が弾性変形（圧縮・引張り）しながら回転動力を伝
達する。

【００２２】一方、環状の液収容空間１１は、図４に示
されるように同空間１１を貫通する複数本のカラー部材
１６によって、それぞれ動力伝達方向（周方向）に分割
され、回転動力を伝達する周方向の弾性体部分、具体的
には各連結杆１５の回転動力伝達方向の前側と後側とに
本発明の要部となる液室１１ａと液室１１ｂとをそれぞ
れ形成している。

【００２３】また各カラー部材１６の外径Ｄは、空間１
１の直径方向の寸法Ｗより小さく設定されていて、各カ
ラー部材１６の外周面と、本体部１２の内周面（周
壁），ボス部１４の外周面との間にそれぞれオリフィス
部となる微小の隙間部２１を形成している。

【００２４】そして、液体Ｘが、これら隙間部２１を通
じて、液室１１ａ，１１ｂ間を流れるときの抵抗を利用
して、トルク変動、弾性体１０の共振振動を減衰させる
のに必要な減衰力を発生させるようにしてある。

【００２５】すなわち、軸継ぎ手６の作用について説明
すれば、今、トランスファ３から出力されたエンジン１
の回転動力が、プロペラシャフト８、リヤディファレン
シャル４を介して、後輪９へ伝達され、自動車が走行し
ているとする。

【００２６】この動力伝達中、例えばエンジン１側で、
トルク変動が起きたとする。ここで、プロペラシャフト
８の入力側に介装されている軸継ぎ手６に注目すると、
トルク変動を受けて、弾性体１０には、図５中の実線の
二重線の矢印のように駆動側につながるカラー部材６が
従動側のカラー部材６へ向かって進むようなずれが発生
して、トランスファ３の出力軸３ａとユニバーサルジョ
イント７の入力軸７ａとの間で回転差が生じるようにな
る。

【００２７】これにより、駆動側につながるカラー部材
１６を境に回転方向前側のゴム部分では圧縮変形が起
き、回転方向後側のゴム部分では引張変形が起きて、回
転動力を伝達する。

【００２８】このとき、カラー部材１６の回転動力伝達
方向の前側と後側とには、液体Ｘが封入されている液室
１１ａ，１１ｂが設けてあるから、ゴム部分の圧縮変形
を受けて、前側の液室１１ａの内圧が上昇し、後側の液
室１１ｂの内圧が下降して、液室１１ａ内の液体Ｘが隙
間部２１を通じて、隣り合う内圧が下降した液室１１ｂ
に流れ込む。

【００２９】そして、この液体Ｘが隙間部２１を流れる
際に発生する減衰力で、トルク変動を吸収する。そし
て、この減衰が安定すれば、従来の通りの弾性体１０の
ゴム部材がもたらすばね性能に依存した防振効果が発生
する。

【００３０】またこの弾性体１０に共振が生じれば、液
室１１ａ，１１ｂ内を流れる液体自身に図５中の実線の
矢印、破線の矢印のような共振が起こり、先のトルク変
動を減衰するときと同様、隙間部２１を液体Ｘが流れる
ときに発生する減衰力で、共振を減衰する。

【００３１】これにより、共振のピークを低減させるよ
うな有効な高い減衰力が発揮される。したがって、隙間
部２１の断面積を弾性体１０の共振周波数に有効な大き
さに設定することにより、ある目標の共振周波数域の防
振を重点においた防振効果が得られる。

【００３２】具体的には、液室を形成しないゴム製の軸
継ぎ手と、液室を形成したゴム製の軸継ぎ手とを、自動
車のリヤディファレンシャルにつながる動力伝達路に設
けて、図６に示されるようにその応答特性を比較した結
果、破線の線図で示した液室を形成しないときの減衰特
性に対し、実線の線図で示した液室を形成してオリフィ
ス部で減衰するようにしたときの減衰特性を見ると、他
の捩り１次の共振、捩り２次の共振、捩り３次の共振の
周波数域での防振性能を変えずに、捩り４次の共振をも
たらす２００Ｈｚ域といった高い共振周波数域の共振ピ
ークを低減するような有効でかつ高い減衰力が得られた
ことが確認された。つまり、ある目標とする共振、具体
的には捩り４次の共振の伝達率の低減には有効であっ
た。

【００３３】また軸継ぎ手６の構造として、弾性体１０
の内部に連結杆６を含ませるように環状の空間を設け
て、連結杆６の回転動力伝達方向の前側と後側とに液室
１１ａ，１１ｂを形成する構造は、環状の空間の大きさ
を変えるだけで（あるいはカラー部材６の外径を小に変
えるだけで）、オリフィス部となる隙間部２１の断面積
が変えられるので、簡単に任意の高い共振周波数に応じ
た高い減衰力を得ることができる効果をもたらす。

【００３４】しかも、弾性体１０は分割式なので、液室
１１ａ，１１ｂに液体Ｘが封入しやすい。

【００３５】また一実施形態では、本発明を自動車の動
力伝達系に設けた例を挙げたが、これに限らず、他の機
械、装置などの動力伝達系にも適用してもよいことはも
ちろんである。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように請求項１に記載の発
明によれば、弾性体に共振が生じれば、液体に共振が起
きてオリフィス部を流れ、オリフィス部から同共振のピ
ークを低減させるような有効な高い減衰力が発揮するよ
うになる。

【００３７】したがって、オリフィス部の断面積の設定
により、ある目標とする共振周波数域の防振に有効な減
衰特性を得ることができる。この結果、弾性体による軸
継ぎ手の特性をそのまま利用しつつ、弾性体のばね性が
もたらす捩り４次の共振を抑制することができる。しか
も、環状の空間の大きさを変えることにより、オリフィ
ス部の断面積が変えられるので、簡単に任意の高い共振
周波数に応じた高い減衰力を得ることができる効果をも
たらす。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の軸継ぎ手を、同軸継ぎ手
を適用した自動車の動力伝達系と共に示す図。

【図２】同軸継ぎ手の構造を説明するための一部断面し
た斜視図。

【図３】同軸継ぎ手の各部の構造を説明するための分解
斜視図。

【図４】図２中のＡ〜Ａ線に沿う軸継ぎ手の側断面図。

【図５】トルク変動、共振が起きたときの液室間におけ
る液体の流れの挙動を説明するための断面図。

【図６】軸継ぎ手がもたらす捩り１次〜捩り５次までの
防振特性を示す線図。

【符号の説明】

３…トランスファ ４…リヤディファレンシャル ６…軸継ぎ手 ８…プロペラシャフト １０…弾性体 １１ａ，１１ｂ…液室 １２…本体部 １３…円板 １４…ボス部 １５…連結杆 １６…カラー部材 １７…ボルト部材 ２１…隙間部（オリフィス部）。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−249433（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−372465（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−256924（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−172034（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−127688（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−211531（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 3/80 F16D 3/12 F16F 15/124 F16F 15/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動側の軸端と従動側の軸端との間に挿
   入される弾性体を有し、この弾性体に該弾性体の軸心を
   中心とした周方向に沿って前記駆動側軸端から前記弾性
   体の軸心沿いに通る第１連結杆と、前記従動側軸端から
   前記弾性体の軸心沿いに通る第２連結杆とをそれぞれ互
   い違いに配設し、これら連結杆で前記両軸を連結し、前
   記第１連結杆から加わる駆動側の回転動力を前記弾性体
   を経て前記第２連結杆に伝えて従動側へ伝達させる軸継
   ぎ手において、 前記弾性体の内部に、前記第１連結杆と前記第２連結杆
   とを含ませて、該弾性体の周方向沿いに、液体が封入さ
   れる環状の空間を形成し、 該環状の空間が前記第１連結杆および第２連結杆で分割
   されて、各連結杆の回転動力伝達方向の前側と後側に液
   室を形成するとともに各連結杆と環状の空間の周面との
   間の隙間部から前記液室間を液体が流れるオリフィス部
   を形成してなる ことを特徴とする軸継ぎ手。