JP7120102B2 - vehicle drive shaft - Google Patents
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Description
本発明は、車両用ドライブシャフトに関し、特に車両用ドライブシャフトとジョイントとの嵌合構造に関するものである。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a vehicle drive shaft, and more particularly to a fitting structure between a vehicle drive shaft and a joint.
動力伝達シャフトと、動力伝達シャフトの一端部に嵌合されるジョイント部と、を備えた車両用ドライブシャフトが知られている。たとえば特許文献１に記載の車両用ドライブシャフトである。特許文献１に記載の車両用ドライブシャフトでは、動力伝達シャフトとジョイントとがスプライン嵌合されている。特許文献１に記載の車両用ドライブシャフトでは、動力伝達シャフトに形成されたスプライン歯を回転軸心に対して傾斜させて所定のねじれ角を形成させている。これにより、動力伝達シャフトとジョイントとのスプライン嵌合において、周方向のガタを抑制している。 A vehicle drive shaft is known that includes a power transmission shaft and a joint portion fitted to one end of the power transmission shaft. For example, it is a vehicle drive shaft described in Patent Document 1. In the vehicle drive shaft disclosed in Patent Document 1, the power transmission shaft and the joint are spline-fitted. In the vehicle drive shaft disclosed in Patent Document 1, the spline teeth formed on the power transmission shaft are inclined with respect to the rotation axis to form a predetermined twist angle. This suppresses backlash in the circumferential direction in spline fitting between the power transmission shaft and the joint.
ところで、上記特許文献１に記載の車両用ドライブシャフトでは、車両用ドライブシャフトのねじり剛性が車両性能に影響を及ぼしている。たとえば車両用ドライブシャフトのねじり剛性を低剛性化することによってこもり音の発生が改善され、車両用ドライブシャフトのねじり剛性を高剛性化することによって運転操作の安定性が改善されている。車両用ドライブシャフトのねじり剛性は、たとえば車両用ドライブシャフトにおける動力伝達シャフトの長さ寸法と径寸法とによって決定される。しかしながら、動力伝達シャフトの長さ寸法は、車両の骨格に関わる位置関係たとえば差動機構と駆動輪との位置関係によって決定されるため、容易に変更することが困難である。また、動力伝達シャフトの径寸法は、車両用ドライブシャフトの強度を確保するための下限値が存在するために変更可能な範囲が狭いので、車両用ドライブシャフトのねじり剛性を調整可能な範囲は狭い。そのため、上記特許文献１に記載の車両用ドライブシャフトでは、車両用ドライブシャフトのねじり剛性を調整することは困難であった。 By the way, in the vehicle drive shaft described in Patent Document 1, the torsional rigidity of the vehicle drive shaft affects the vehicle performance. For example, the generation of muffled noise is improved by reducing the torsional rigidity of the vehicle drive shaft, and the stability of driving operation is improved by increasing the torsional rigidity of the vehicle drive shaft. The torsional rigidity of a vehicle drive shaft is determined, for example, by the length dimension and diameter dimension of the power transmission shaft in the vehicle drive shaft. However, since the length of the power transmission shaft is determined by the positional relationship related to the frame of the vehicle, such as the positional relationship between the differential mechanism and the drive wheels, it is difficult to change easily. In addition, the diameter dimension of the power transmission shaft has a lower limit for ensuring the strength of the vehicle drive shaft, so the range in which it can be changed is narrow, so the range in which the torsional rigidity of the vehicle drive shaft can be adjusted is narrow. . Therefore, in the vehicle drive shaft described in Patent Document 1, it is difficult to adjust the torsional rigidity of the vehicle drive shaft.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、嵌合構造によってねじり剛性が調整可能な車両用ドライブシャフトを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a vehicle drive shaft whose torsional rigidity can be adjusted by means of a fitting structure.
本発明の要旨とするところは、動力伝達シャフトと、前記動力伝達シャフトの一端部側に嵌合される第１ジョイントと、前記動力伝達シャフトの他端部側に嵌合されるとともに、ハブベアリングが嵌合される第２ジョイントと、を含む車両用ドライブシャフトであって、前記動力伝達シャフトと前記第１ジョイントとの嵌合部である第１嵌合部、前記動力伝達シャフトと前記第２ジョイントとの嵌合部である第２嵌合部および前記第２ジョイントと前記ハブベアリングとの嵌合部である第３嵌合部のうちの一方のスプライン歯と他方のスプライン歯とが接触点で当接するように、前記一方のスプライン歯と他方のスプライン歯とのいずれかのスプライン歯が回転軸心に対して所定の角度を成すねじれ角を形成することでねじり剛性が設定されていることにある。 The gist of the present invention is a power transmission shaft, a first joint fitted to one end of the power transmission shaft, a hub bearing fitted to the other end of the power transmission shaft, and a hub bearing. a second joint to which is fitted, the first fitting portion being a fitting portion between the power transmission shaft and the first joint; the power transmission shaft and the second One spline tooth and the other spline tooth of a second fitting portion that is a fitting portion with a joint and a third fitting portion that is a fitting portion between the second joint and the hub bearing are contact points. Either one of the one spline tooth and the other spline tooth forms a torsion angle forming a predetermined angle with respect to the rotation axis so that the torsional rigidity is set. It is in.
本発明の車両用ドライブシャフトによれば、前記動力伝達シャフトと前記第１ジョイントとの嵌合部である第１嵌合部、前記動力伝達シャフトと前記第２ジョイントとの嵌合部である第２嵌合部および前記第２ジョイントと前記ハブベアリングとの嵌合部である第３嵌合部のうちの少なくとも１つの嵌合部がスプライン嵌合されている。また、本発明の車両用ドライブシャフトは、前記スプライン嵌合された少なくとも１つの嵌合部において、相互に嵌合するスプライン歯のうちの一方のスプライン歯と他方のスプライン歯とが接触点で当接するように、前記一方のスプライン歯と他方のスプライン歯とのいずれかのスプライン歯が回転軸心に対して所定の角度を成すねじれ角を形成することでねじり剛性が設定されている。これにより、前記ねじれ角の方向によって駆動力を伝達するための軸長さを変化させることができるので、たとえば前記動力伝達シャフトの長さ寸法や前記動力伝達シャフトの径寸法を変えることなく車両用ドライブシャフトのねじり剛性を調整することができる。 According to the vehicle drive shaft of the present invention, the first fitting portion that is the fitting portion between the power transmission shaft and the first joint, and the second fitting portion that is the fitting portion between the power transmission shaft and the second joint are provided. At least one of the second fitting portion and the third fitting portion, which is the fitting portion between the second joint and the hub bearing, is spline-fitted. In the drive shaft for a vehicle of the present invention, in the at least one spline-fitted fitting portion, one spline tooth and the other spline tooth of the mutually fitted spline teeth come into contact at a point of contact. The torsional rigidity is set by forming a predetermined torsion angle with respect to the rotation axis so that one of the one spline tooth and the other spline tooth is in contact with the other spline tooth . As a result, the length of the shaft for transmitting the driving force can be changed according to the direction of the torsion angle. The torsional rigidity of the drive shaft can be adjusted.
本発明は、走行用の駆動力源としてエンジンを備えるエンジン駆動車両、走行用の駆動力源としてエンジンの他に走行用回転機すなわち駆動用電動機を有するハイブリッド車両や、電気自動車等のドライブシャフトに適用される。また、本発明は、駆動力源として電動モータのみを備えている電気自動車などにも適用され得る。 The present invention is applied to the drive shaft of an engine-driven vehicle having an engine as a driving force source for running, a hybrid vehicle having a rotating machine for running, that is, a driving electric motor in addition to the engine as a driving force source for running, and an electric vehicle. Applies. Moreover, the present invention can also be applied to an electric vehicle or the like having only an electric motor as a driving force source.
以下、本発明の一実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比および形状等は必ずしも正確に描かれていない。 An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the following examples, the drawings are appropriately simplified or modified, and the dimensional ratios, shapes, etc. of each part are not necessarily drawn accurately.
図１は、本発明が適用された車両用ドライブシャフト１０の要部の一部を示す断面図である。車両用ドライブシャフト１０は、図１の一点鎖線で示す差動機構１２と左右一対の駆動輪１４との間にそれぞれ設けられる左右一対の動力伝達部材である。図１の矢印Ａは、駆動力の伝達方向を示す。図１に示す車両用ドライブシャフト１０は、左右一対に設けられた車両用ドライブシャフトのうちの車両前進方向に対する車両左側に設けられているものである。上記左右一対に設けられた車両用ドライブシャフトは、たとえば全長が同じ長さ寸法あるいは異なる長さ寸法でそれぞれ形成されている。図１の矢印Ｂは、車両用ドライブシャフト１０の回転方向を示しており、車両用ドライブシャフト１０を備える車両の前進方向を示している。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of a
図１に示すように車両用ドライブシャフト１０は、駆動力を伝達する動力伝達シャフト２０と、動力伝達シャフト２０の一端部側すなわち差動機構１２側に設けられるインボードジョイントである第１ジョイント２２と、動力伝達シャフト２０の他端部側すなわち駆動輪１４側に設けられるアウトボードジョイントである第２ジョイント２４と、を含んでいる。第１ジョイント２２は、等速自在継手であって、差動機構１２の図示しない出力部材に連結される第１軸部３０と、動力伝達シャフト２０との間に設けられ、第１軸部３０と動力伝達シャフト２０との間で第１軸部３０の回転軸心Ｃ１および動力伝達シャフト２０の回転軸心Ｃの交差角度に拘わらず等速で回転を伝達する。第１ジョイント２２は、たとえばトリポード型摺動式等速自在継手などが用いられる。第２ジョイント２４は、等速自在継手であって、駆動輪１４に連結される第２軸部３２と動力伝達シャフト２０との間に設けられ、第２軸部３２と動力伝達シャフト２０との間で第２軸部３２の回転軸心Ｃ２および動力伝達シャフト２０の回転軸心Ｃの交差角度に拘わらず等速で回転を伝達する。第２ジョイント２４は、たとえばツェッパ型固定式等速自在継手などが用いられる。図１では、第１軸部３０、動力伝達シャフト２０、および第２軸部３２がそれぞれ同心である状態を示している。
As shown in FIG. 1, the
第１ジョイント２２は、動力伝達シャフト２０の差動機構１２側すなわち車体内側の一端部２０ａに嵌め着けられた内輪２２ａと、内部に収容室２２ｂが形成された外輪２２ｃとを備えている。内輪２２ａは、外輪２２ｃに形成された収容室２２ｂに収容されている。外輪２２ｃは、外輪２２ｃの回転軸心Ｃ１方向に突き出すように配設された第１軸部３０を備えている。
The first joint 22 includes an
内輪２２ａは、外周に等間隔で周方向の外側に突き出される突起２２ｄが形成されている。突起２２ｄは、ローラ２２ｅを支持するように形成されている。本実施例では、ローラ２２ｅは３つ設けられている。外輪２２ｃの内周面には、ローラ２２ｅをそれぞれ受け入れてローラ２２ｅを回転軸心Ｃ１に並行な方向に案内する案内溝２２ｆが設けられている。これにより、内輪２２ａは、外輪２２ｃに対して回転軸心Ｃ１方向に相対移動可能且つ相対回転不能に嵌め入れられている。外輪２２ｃは、動力伝達シャフト２０の一端部２０ａを起点とする所定範囲内の円弧運動が許容されている。内輪２２ａの内周面には、後述するスプライン歯６２が形成されており、スプライン歯６２のスプライン歯面６２ａと後述する動力伝達シャフト２０の一端部２０ａに形成されたスプライン歯６０のスプライン歯面６０ａとがスプライン嵌合されている。
The
動力伝達シャフト２０と外輪２２ｃとの間の開口部分は、軟質樹脂材から成る蛇腹状のブーツ３６によって覆われている。ブーツ３６は、大径端が外輪２２ｃの周囲に嵌め着けられて、小径端が動力伝達シャフト２０に嵌め着けられている。ブーツ３６内には潤滑グリースが充填されている。
An opening between the
第２ジョイント２４は、動力伝達シャフト２０の駆動輪１４側すなわち車体外側の他端部２０ｂに嵌め着けられた内輪２４ａと、内部に収容室２４ｂが形成された外輪２４ｃとを備えている。内輪２４ａは、外輪２４ｃに形成された収容室２４ｂに収容されている。外輪２４ｃは、外輪２４ｃの回転軸心Ｃ２方向に突き出すように配設された第２軸部３２を備えている。第２軸部３２の外周面には後述するスプライン歯６８が形成されている。
The second joint 24 includes an
内輪２４ａと外輪２４ｃとの間には、略円筒状のケージ２４ｅと、複数のボール２４ｆが設けられている。これらのボール２４ｆは、ケージ２４ｅに形成された複数の保持孔内に保持されている。内輪２４ａの外周面および外輪２４ｃの外周面には、複数のボール２４ｆに対応する複数本の案内溝２４ｇが回転軸心Ｃ２方向にそれぞれ形成されている。複数のボール２４ｆは、案内溝２４ｇ内に嵌め入れられて案内されるようになっている。これにより、外輪２４ｃおよび第２軸部３２は、動力伝達シャフト２０の車体外側の他端部２０ｂを起点とする所定範囲内の円弧運動が許容されている。内輪２４ａの内周面には、後述するスプライン歯６６が形成されており、スプライン歯６６のスプライン歯面６６ａと後述する動力伝達シャフト２０の他端部２０ｂに形成されたスプライン歯６４のスプライン歯面６４ａとがスプライン嵌合されている。
A substantially cylindrical cage 24e and a plurality of
動力伝達シャフト２０と外輪２４ｃとの間の開口部分は、軟質樹脂材から成る蛇腹状のブーツ３８によって覆われている。ブーツ３８は、大径端が外輪２４ｃの周囲に嵌め着けられて、小径端が動力伝達シャフト２０に嵌め着けられている。ブーツ３８内には潤滑グリースが充填されている。
An opening between the
第２軸部３２には、駆動輪１４に連結されるハブベアリング４０が嵌め着けられている。第２軸部３２は、ハブベアリング４０に形成された嵌合孔４０ａに相対回転不能に嵌合されている。嵌合孔４０ａには、後述するスプライン歯７０が形成されており、スプライン歯７０のスプライン歯面７０ａと第２軸部３２に形成されたスプライン歯６８のスプライン歯面６８ａとがスプライン嵌合されている。
A hub bearing 40 connected to the
車両用ドライブシャフト１０は、駆動力が図１の矢印Ａで示す方向に伝達されている。駆動力は、差動機構１２から第１ジョイント２２を介して動力伝達シャフト２０に伝達されている。動力伝達シャフト２０に伝達された駆動力は、第２ジョイント２４および第２ジョイント２４に備えられた第２軸部３２を介してハブベアリング４０に伝達されて、ハブベアリング４０から駆動輪１４に伝達されている。
Driving force is transmitted to the
図２、図３および図４は、車両用ドライブシャフト１０において、スプライン嵌合される嵌合部の要部を拡大して示す拡大図である。具体的には、図２は、動力伝達シャフト２０と第１ジョイント２２との嵌合部である第１嵌合部５０を拡大して示す図であり、動力伝達シャフト２０の一端部２０ａに形成されたスプライン歯６０と第１ジョイント２２の内輪２２ａに形成されたスプライン歯６２との嵌合状態を示している。図３は、動力伝達シャフト２０と第２ジョイント２４との嵌合部である第２嵌合部５２を拡大して示す図であり、動力伝達シャフト２０の他端部２０ｂに形成されたスプライン歯６４と第２ジョイント２４の内輪２４に形成されたスプライン歯６６との嵌合状態を示している。図４は、第２ジョイント２４に備えられる第２軸部３２とハブベアリング４０との嵌合部である第３嵌合部５４を拡大して示す図であり、第２軸部３２に形成されたスプライン歯６８とハブベアリング４０の嵌合孔４０ａに形成されたスプライン歯７０との嵌合状態を示している。
2, 3, and 4 are enlarged views showing the main parts of the spline-fitted fitting portion of the
図２に示すように、第１嵌合部５０において、動力伝達シャフト２０の一端部２０ａに形成されたスプライン歯６０は、第１嵌合部５０の回転軸心すなわち動力伝達シャフト２０の回転軸心Ｃに対して所定の角度を成すねじれ角θ１を形成している。上記所定の角度は、回転軸心Ｃに対して時計回りの方向を正として形成される鋭角である。すなわち動力伝達シャフト２０の一端部２０ａは、駆動輪１４に向かって右まわりのねじれ角である右ねじれ角θ１を形成したスプライン歯６０を外周面に備えている。第１ジョイント２２の内輪２２ａの内周面に形成されたスプライン歯６２は、回転軸心Ｃに対して並行に形成されている。
As shown in FIG. 2 , in the first
車両の性能上問題となる車両前進走行の場合には、第１ジョイント２２と動力伝達シャフト２０との関係において、第１ジョイント２２が駆動力を伝達する駆動側となり動力伝達シャフト２０が駆動力を伝達される被駆動側となる。すなわち第１嵌合部５０において、スプライン歯６２が図２の矢印Ｄで示す方向に回転することによって、駆動側のスプライン歯６２の歯面６２ａが被駆動側のスプライン歯６０のスプライン歯面６０ａに当接させられる。したがって、図２に示すように、第１嵌合部５０では、スプライン歯６０のスプライン歯面６０ａとスプライン歯６２のスプライン歯面６２ａとが図２の右側すなわち車体内側である差動機構１２側の接触点Ｓ１で当接させられる。
In the case of forward running of the vehicle, which poses a problem in terms of vehicle performance, the relationship between the first joint 22 and the
図３に示すように、第２嵌合部５２において、動力伝達シャフト２０の他端部２０ｂに形成されたスプライン歯６４は、第２嵌合部５２の回転軸心すなわち動力伝達シャフト２０の回転軸心Ｃに対して所定の角度を成すねじれ角θ２を形成している。上記所定の角度は、回転軸心Ｃに対して時計回りの方向を正として形成される鋭角である。すなわち動力伝達シャフト２０の他端部２０ｂは、駆動輪１４に向かって右まわりのねじれ角である右ねじれ角θ２を形成したスプライン歯６４を外周面に備えている。第２ジョイント２４の内輪２４ａの内周面に形成されたスプライン歯６６は、回転軸心Ｃに対して並行に形成されている。
As shown in FIG. 3 , in the second
車両前進走行の場合には、第２ジョイント２４と動力伝達シャフト２０との関係において、動力伝達シャフト２０が駆動力を伝達する駆動側となり第２ジョイント２４が駆動力を伝達される被駆動側となる。すなわち第２嵌合部５２において、スプライン歯６４が図３の矢印Ｄで示す方向に回転することによって、駆動側のスプライン歯６４のスプライン歯面６４ａが被駆動側のスプライン歯６６のスプライン歯面６６ａに当接させられる。したがって、図３に示すように、第２嵌合部５２では、スプライン歯６４のスプライン歯面６４ａとスプライン歯６６のスプライン歯面６６ａとが図３の左側すなわち車体外側である駆動輪１４側の接触点Ｓ２で当接させられる。
In the case of forward running of the vehicle, the relationship between the second joint 24 and the
図４に示すように、第３嵌合部５４において、第２ジョイント２４に備えられる第２軸部３２に形成されたスプライン歯６８は、第２嵌合部５３の回転軸心すなわち第２ジョイント２４の回転軸心Ｃ２に対して所定の角度を成すねじれ角θ３を形成している。上記所定の角度は、回転軸心Ｃ２に対して時計回りの方向を正として形成される鋭角である。すなわち第２軸部３２は、駆動輪１４に向かって右まわりのねじれ角である右ねじれ角θ３を形成したスプライン歯６８を外周面に備えている。ハブベアリング４０の嵌合孔４０ａの内周面に形成されたスプライン歯７０は、第２ジョイント２４の回転軸心Ｃ２に対して並行に形成されている。
As shown in FIG. 4, in the third
車両前進走行の場合には、第２ジョイント２４とハブベアリング４０との関係において、第２ジョイント２４が駆動力を伝達する駆動側となりハブベアリング４０が駆動力を伝達される被駆動側となる。すなわち第３嵌合部５４において、スプライン歯６８が図４の矢印Ｄで示す方向に回転することによって、駆動側のスプライン歯６８のスプライン歯面６８ａが被駆動側のスプライン歯７０のスプライン歯面７０ａに当接させられる。したがって、図４に示すように、第３嵌合部５４では、スプライン歯６８のスプライン歯面６８ａとスプライン歯７０のスプライン歯面７０ａとが図４の左側すなわち車体外側であるの駆動輪１４側の接触点Ｓ３で当接させられる。
In the case of forward running of the vehicle, the relationship between the second joint 24 and the hub bearing 40 is such that the second joint 24 is the driving side that transmits the driving force, and the hub bearing 40 is the driven side that transmits the driving force. 4, the
図５、図６および図７は、車両用ドライブシャフト１０において、ねじれ角の方向を変更した場合のスプライン嵌合される嵌合部の要部を拡大して示す拡大図である。図５は、図２に対応する図であり、動力伝達シャフト２０と第１ジョイント２２との嵌合部である第１嵌合部５０を拡大して示す図である。図６は、図３に対応する図であり、動力伝達シャフト２０と第２ジョイント２４との嵌合部である第２嵌合部５２を拡大して示す図である。図７は、図４に対応する図であり、第２ジョイント２４に備えられる第２軸部３２とハブベアリング４０との嵌合部である第３嵌合部５４を拡大して示す図である。
5, 6, and 7 are enlarged views showing the essential parts of the spline-fitted fitting portion when the direction of the torsion angle is changed in the
図５に示すように、第１嵌合部５０において、動力伝達シャフト２０の一端部２０ａに形成されたスプライン歯６０は、動力伝達シャフト２０の回転軸心Ｃに対して所定の角度を成すねじり角θ４を形成している。上記所定の角度は、回転軸心Ｃに対して反時計回りの方向を正として形成される鋭角である。すなわち動力伝達シャフト２０の一端部２０ａは、左まわりのねじれ角である左ねじれ角θ４を形成したスプライン歯６０を外周面に備えている。第１ジョイント２２の内輪２２ａの内周面に形成されたスプライン歯６２は、第１ジョイントの回転軸心Ｃ１に対して並行に形成されている。
As shown in FIG. 5 , in the first
車両前進走行の場合には、スプライン歯６２が図５の矢印Ｄで示す方向に回転することによって駆動側のスプライン歯６２の歯面６２ａが被駆動側のスプライン歯６０のスプライン歯面６０ａに当接させられる。そのため、図５に示すように、第１嵌合部５０では、スプライン歯６０のスプライン歯面６０ａとスプライン歯６２のスプライン歯面６２ａとが図５の左側すなわち車体外側である駆動輪１４側の接触点Ｓ４で当接させられる。
When the vehicle is traveling forward, the
図６に示すように、第２嵌合部５２において、動力伝達シャフト２０の他端部２０ｂに形成されたスプライン歯６４は、動力伝達シャフト２０の回転軸心Ｃに対して所定の角度を成すねじり角θ５を形成している。上記所定の角度は、回転軸心Ｃに対して反時計回りの方向を正として形成される鋭角である。すなわち動力伝達シャフト２０の他端部２０ｂは、左まわりのねじれ角である左ねじれ角θ５を形成したスプライン歯６４を外周面に備えている。第２ジョイント２４の内輪２４ａの内周面に形成されたスプライン歯６６は、回転軸心Ｃに対して並行に形成されている。
As shown in FIG. 6, in the second
車両前進走行の場合には、スプライン歯６４が図６の矢印Ｄで示す方向に回転することによって駆動側のスプライン歯６４のスプライン歯面６４ａが被駆動側のスプライン歯６６のスプライン歯面６６ａに当接させられる。そのため、図６に示すように、第２嵌合部５２では、スプライン歯６４のスプライン歯面６４ａとスプライン歯６６のスプライン歯面６６ａとが図６の右側すなわち車体内側である差動機構１２側の接触点Ｓ５で当接させられる。
When the vehicle is traveling forward, the
図７に示すように、第３嵌合部５４において、第２ジョイント２４に備えられる第２軸部３２に形成されたスプライン歯６８は、第３嵌合部５４の回転軸心すなわち第２ジョイント２４の回転軸心Ｃ２に対して所定の角度を成すねじれ角θ６を形成している。上記所定の角度は、回転軸心Ｃ２に対して反時計回りの方向を正として形成される鋭角である。すなわち第２軸部３２は、左まわりのねじれ角である左ねじれ角θ６を形成したスプライン歯６８を外周面に備えている。ハブベアリング４０の嵌合孔４０ａの内周面に形成されたスプライン歯７０は回転軸心Ｃ２に対して並行に形成されている。
As shown in FIG. 7, in the third
車両前進走行の場合には、スプライン歯６８が図７の矢印Ｄで示す方向に回転することによって駆動側のスプライン歯６８のスプライン歯面６８ａが被駆動側のスプライン歯７０のスプライン歯面７０ａに当接させられる。そのため、図７に示すように、第２嵌合部５２では、スプライン歯６８のスプライン歯面６８ａとスプライン歯７０のスプライン歯面７０ａとが図７の右側すなわち車体内側である差動機構１２側の接触点Ｓ６で当接させられる。
When the vehicle is traveling forward, the
図８および図９は、車両用ドライブシャフト１０において、スプライン嵌合される嵌合部の位置関係を示す概略図である。図８は、第１嵌合部５０、第２嵌合部５２および第３嵌合部５４において、相互に嵌合されるスプライン歯のうちの一方のスプライン歯６０、６４、６８が右まわりの右ねじれ角θ１、θ２、θ３をそれぞれ形成している場合の位置関係を示している。
8 and 9 are schematic diagrams showing the positional relationship of spline-fitted fitting portions in the
図８に示す軸長Ｌ１は、車両用ドライブシャフト１０における第１嵌合部５０と第２嵌合部５２との間の軸長さ寸法を示している。上記軸長さ寸法は、車両用ドライブシャフト１０における駆動力すなわちトルクを伝達する軸長さ寸法である。軸長Ｌ１は、具体的には、スプライン歯面６２ａとスプライン歯面６０ａとが当接させられる接触点Ｓ１と、スプライン歯面６４ａとスプライン歯面６６ａとが当接させられる接触点Ｓ２との間の回転軸心Ｃ方向の距離を示している。
An axial length L1 shown in FIG. 8 indicates an axial length dimension between the first
図８に示す軸長Ｌ２は、たとえば第２軸部３２の車体内側すなわち第２軸部３２の差動機構１２側の端部と第３嵌合部５４との間の軸長さ寸法を示している。上記軸長さ寸法は、車両用ドライブシャフト１０における駆動力すなわちトルクを伝達する軸長さ寸法である。軸長Ｌ２は、具体的には、第２軸部３２の差動機構１２側の端部と、スプライン歯面６８ａとスプライン歯面７０ａとが当接させられる接触点Ｓ３との間の回転軸心Ｃ２方向の距離を示している。
An axial length L2 shown in FIG. 8 indicates, for example, the axial length dimension between the inner side of the vehicle body of the
図９は、第１嵌合部５０、第２嵌合部５２および第３嵌合部５４において、相互に嵌合されるスプライン歯のうちの一方のスプライン歯６０、６４、６８が左まわりの左ねじれ角θ４、θ５、θ６をそれぞれ形成している場合の位置関係を示している。
FIG. 9 shows that in the first
図９に示す軸長Ｌ３は、車両用ドライブシャフト１０における第１嵌合部５０と第２嵌合部５２との間の軸長さ寸法を示している。軸長Ｌ３は、具体的には、スプライン歯面６２ａとスプライン歯面６０ａとが当接させられる接触点Ｓ４と、スプライン歯面６４ａとスプライン歯面６６ａとが当接させられる接触点Ｓ５との間の回転軸心Ｃ方向の距離を示している。
An axial length L3 shown in FIG. 9 indicates the axial length dimension between the first
図９に示す軸長Ｌ４は、たとえば第２軸部３２の車体内側すなわち第２軸部３２の差動機構１２側の端部と第３嵌合部５４との間の軸長さ寸法を示している。軸長Ｌ４は、具体的には、第２軸部３２の差動機構１２側の端部と、スプライン歯面６８ａとスプライン歯面７０ａとが当接させられる接触点Ｓ６との間の回転軸心Ｃ２方向の距離を示している。
An axial length L4 shown in FIG. 9 indicates, for example, the axial length dimension between the inner side of the vehicle body of the
図８および図９に示すように、スプライン歯６０、６４、６８が右まわりの右ねじれ角θ１、θ２、θ３をそれぞれ形成している場合には、スプライン歯６０、６４、６８が左まわりの左ねじれ角θ４、θ５、θ６をそれぞれ形成している場合と比べて、車両用ドライブシャフト１０における軸長さ寸法が大きくなっている。具体的には、第１嵌合部５０と第２嵌合部５２との間の軸長さ寸法では、右ねじれ角θ１、θ２、θ３である場合の軸長Ｌ１が左ねじれ角θ４、θ５、θ６である場合の軸長Ｌ３よりも大きくなっている。さらに、第２軸部３２の差動機構１２側の端部と第３嵌合部５４との間の軸長さ寸法では、右ねじれ角θ１、θ２、θ３である場合の軸長Ｌ２が左ねじれ角θ４、θ５、θ６である場合の軸長Ｌ４よりも大きくなっている。
As shown in FIGS. 8 and 9, if the
車両用ドライブシャフト１０は、トルクを伝達する軸長さ寸法を大きくすることによって車両用ドライブシャフト１０におけるねじり剛性を小さくすることができるため、たとえば図８および図９に示すように、スプライン歯６０、６４、６８に右ねじれ角θ１、θ２、θ３をそれぞれ形成することによって、スプライン歯６０、６４、６８に左ねじれ角θ４、θ５、θ６をそれぞれ形成した場合と比べて、車両用ドライブシャフト１０の低剛性化を実現できる。また、スプライン歯６０、６４、６８に左ねじれ角θ４、θ５、θ６をそれぞれ形成することによって、スプライン歯６０、６４、６８に右ねじれ角θ１、θ２、θ３をそれぞれ形成した場合と比べて、車両用ドライブシャフト１０の高剛性化を実現できる。
The
本実施例では、図２から図７に示すように、第１嵌合部５０、第２嵌合部５２および第３嵌合部５４がスプライン嵌合されており、相互に嵌合するスプライン歯のうちの一方のスプライン歯６０、６４、６８に所定のねじれ角を形成することによって、低剛性化あるいは高剛性化された車両用ドライブシャフト１０を実現するために調整されたねじり剛性が設定される。しかしながら、たとえば第１嵌合部５０、第２嵌合部５２および第３嵌合部５４のうちの第１嵌合部５０がスプライン嵌合されている場合であっても、車両用ドライブシャフト１０のねじり剛性が設定され得る。たとえば第１嵌合部５０において、スプライン歯６０に右ねじれ角θ１を形成することによって、スプライン歯面６０ａとスプライン歯面６２ａとの接触点Ｓ１を車体外側すなわち駆動輪１４側に形成させることができるため、車両用ドライブシャフト１０におけるトルクを伝達する軸長さ寸法を大きくすることができる。また、第１嵌合部５０において、スプライン歯６０に左ねじれ角θ４を形成することによって、スプライン歯面６０ａとスプライン歯面６２ａとの接触点Ｓ４を車体内側すなわち差動機構１２側に形成させることができるため、車両用ドライブシャフト１０におけるトルクを伝達する軸長さ寸法を小さくすることができる。これにより、低剛性化あるいは高剛性化された車両用ドライブシャフト１０のねじり剛性が設定される。
In this embodiment, as shown in FIGS. 2 to 7, the first
同様に、たとえば第１嵌合部５０、第２嵌合部５２および第３嵌合部５４のうちの第２嵌合部５２がスプライン嵌合されている場合、あるいは第１嵌合部５０、第２嵌合部５２および第３嵌合部５４のうちの第３嵌合部５４がスプライン嵌合されている場合であっても、車両用ドライブシャフト１０のねじり剛性が設定され得る。
Similarly, for example, when the second
左右一対に設けられた車両用ドライブシャフトのうちの車両前進方向に対する車両右側に設けられている図示しない車両用ドライブシャフトでは、スプライン歯６０、６４、６８に右ねじれ角θ１、θ２、θ３をそれぞれ形成した場合には、スプライン歯６０、６４、６８に左ねじれ角θ４、θ５、θ６をそれぞれ形成した場合と比べて、トルクを伝達する軸長さ寸法が小さくなる。そのため、図示しない上記車両用ドライブシャフトでは、ねじり剛性が大きくなり、高剛性となる。また、図示しない上記車両用ドライブシャフトでは、スプライン歯６０、６４、６８に左ねじれ角θ４、θ５、θ６をそれぞれ形成した場合には、スプライン歯６０、６４、６８に右ねじれ角θ１、θ２、θ３をそれぞれ形成した場合と比べて、トルクを伝達する軸長さ寸法が大きくなり、ねじり剛性が小さくなる。
Of the pair of left and right vehicle drive shafts, a vehicle drive shaft (not shown) provided on the right side of the vehicle with respect to the forward direction of the vehicle has
本実施例で示す車両用ドライブシャフト１０および車両前進方向に対する車両右側に設けられた上記図示しない車両用ドライブシャフトの全長が異なる長さ寸法である場合、たとえば車両用ドライブシャフト１０が上記図示しない車両用ドライブシャフトよりも全長の長さ寸法が大きく、駆動力を伝達するための軸長さが長い場合には、長軸となる車両用ドライブシャフト１０は、スプライン嵌合される嵌合部のねじれ角の方向を変更させることによって短軸となる上記図示しない車両用ドライブシャフトの剛性値に合わせることができる。
In the case where the
このように、本実施例の車両用ドライブシャフト１０によれば、スプライン嵌合された第１嵌合部５０において、相互に嵌合するスプライン歯６０、６２のうちのスプライン歯６０が回転軸心Ｃに対して所定の角度を成す右ねじれ角θ１あるいは左ねじれ角θ４を形成することでねじり剛性が設定されている。また、スプライン嵌合された第２嵌合部５２において、相互に嵌合するスプライン歯６４、６６のうちのスプライン歯６４が回転軸心Ｃに対して所定の角度を成す右ねじれ角θ２あるいは左ねじれ角θ５を形成することでねじり剛性が設定されている。さらに、スプライン嵌合された第３嵌合部５４において、相互に嵌合するスプライン歯６８、７０のうちのスプライン歯６８が回転軸心Ｃ２に対して所定の角度を成す右ねじれ角θ３あるいは左ねじれ角θ６を形成することでねじり剛性が設定されている。これにより、ねじれ角の方向によって駆動力を伝達するための軸長さを変化させることができるので、たとえば動力伝達シャフト２０の長さ寸法や動力伝達シャフト２０の径寸法を変えることなく、差動機構１２の両側に連結される一対の車両用ドライブシャフト１０のねじり剛性を相互に調整することができる。
As described above, according to the
以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、更に別の態様においても実施される。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the drawings, the present invention is not limited to these, and may be implemented in other aspects as well.
たとえば、前述の実施例においては、車両用ドライブシャフト１０では、第１嵌合部５０、第２嵌合部５２および第３嵌合部５４がスプライン嵌合されるものであって、相互に嵌合するスプライン歯のうちのいずれか一方のスプライン歯がねじれ角を形成するものであるが、必ずしもこれに限らない。すなわち、第１軸部３０と差動機構１２の図示しない出力部材との連結部がスプライン嵌合されるものであって、相互に嵌合するスプライン歯のうちのいずれか一方のスプライン歯がねじれ角を形成するものであってもよい。また、たとえば動力伝達シャフト２０が、２以上の複数のシャフトを連結したものである場合には、上記複数のシャフトの連結部がスプライン嵌合されるものであって、相互に嵌合するスプライン歯のうちのいずれか一方のスプライン歯がねじれ角を形成するものであってもよい。
For example, in the above-described embodiment, in the
また、前述の実施例においては、第１嵌合部５０において、動力伝達シャフト２０の一端部２０ａに形成されたスプライン歯６０が右ねじれ角θ１あるいは左ねじれ角θ４を形成しているが、必ずしもこれに限らず、第１嵌合部５０において、たとえば第１ジョイント２２の内輪２２ａに形成されたスプライン歯６２が右ねじれ角θ１あるいは左ねじれ角θ４を形成し、スプライン歯６０が回転軸心Ｃに対して並行に形成したものであってもよい。同様に、第２嵌合部５２において、スプライン歯６６が右ねじれ角θ２あるいは左ねじれ角θ５を形成し、スプライン歯６４が回転軸心Ｃに対して並行に形成したものであってもよい。さらに、第３嵌合部５４において、スプライン歯７０が右ねじれ角θ３あるいは左ねじれ角θ６を形成し、スプライン歯６８が回転軸心Ｃ２に対して並行に形成したものであってもよい。
In the above-described embodiment, in the first
右ねじれ角θ１、θ２、θ３あるいは左ねじれ角θ４、θ５、θ６は、それぞれ同じ角度であってもよいし、異なる角度であってもよい。すなわち、車両用ドライブシャフト１０のねじり剛性を調整するために、それぞれ適宜変更が可能である。
The right twist angles θ1, θ2, θ3 or the left twist angles θ4, θ5, θ6 may be the same angle or different angles. That is, in order to adjust the torsional rigidity of the
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。 The embodiments of the present invention have been described in detail above with reference to the drawings. Various modifications and improvements can be made based on knowledge.
１０：車両用ドライブシャフト
２０：動力伝達シャフト
２０ａ：一端部
２０ｂ：他端部
２２：第１ジョイント
２４：第２ジョイント
４０：ハブベアリング
５０：第１嵌合部
５２：第２嵌合部
５４：第３嵌合部
６０、６２、６４、６６、６８、７０：スプライン歯
θ１、θ２、θ３：右ねじれ角（ねじれ角）
θ４、θ５、θ６：左ねじれ角（ねじれ角）
Ｃ：回転軸心
Ｃ２：回転軸心
10: Vehicle Drive Shaft 20:
θ4, θ5, θ6: left twist angle (torsion angle)
C: Rotational axis C2: Rotational axis
Claims (1)
前記動力伝達シャフトと前記第１ジョイントとの嵌合部である第１嵌合部、前記動力伝達シャフトと前記第２ジョイントとの嵌合部である第２嵌合部および前記第２ジョイントと前記ハブベアリングとの嵌合部である第３嵌合部のうちの少なくとも１つの嵌合部がスプライン嵌合されており、
前記スプライン嵌合された少なくとも１つの嵌合部において、相互に嵌合するスプライン歯のうちの一方のスプライン歯と他方のスプライン歯とが接触点にて当接するように、前記一方のスプライン歯と他方のスプライン歯とのいずれかのスプライン歯が回転軸心に対して所定の角度を成すねじれ角を形成することでねじり剛性が設定されている
ことを特徴とする車両用ドライブシャフト。 a power transmission shaft; a first joint fitted to one end of the power transmission shaft; and a second joint fitted to the other end of the power transmission shaft and fitted with a hub bearing. A vehicle drive shaft comprising:
A first fitting portion that is a fitting portion between the power transmission shaft and the first joint, a second fitting portion that is a fitting portion between the power transmission shaft and the second joint, and the second joint and the at least one fitting portion of the third fitting portion that is a fitting portion with the hub bearing is spline-fitted;
In the at least one spline-fitted fitting portion, the one spline tooth and the other spline tooth of the mutually fitted spline teeth are in contact with each other at a contact point. A drive shaft for a vehicle, wherein torsional rigidity is set by forming a predetermined torsion angle with respect to a rotation axis with one of the spline teeth of the other spline tooth .
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|---|---|---|---|
| JP2019053764A JP7120102B2 (en) | 2019-03-20 | 2019-03-20 | vehicle drive shaft |
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