JPH0532834U - Structure of the joint yoke - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 プロペラシャフトのジョイントヨークの基端
と鋼管との溶接部に加わる応力を小さくする。 【構成】 基端１ｃが鋼管２に嵌合されて溶着固定さ
れ、先端１ａに十字軸が連結されるプロペラシャフトの
ジョイントヨーク１の、基端側に形成される肉抜穴１ｄ
と十字軸側とを画成する壁１ｅを、鋼管との溶接部３と
十字軸との間の距離の半分の位置よりも十字軸側に近づ
けた構造としたものである。 (57) [Summary] [Purpose] To reduce the stress applied to the weld between the base end of the joint yoke of the propeller shaft and the steel pipe. [Structure] A lightening hole 1d formed on the base end side of a joint yoke 1 of a propeller shaft having a base end 1c fitted and fixed by welding to a steel pipe 2 and a cross shaft connected to a tip 1a.
The wall 1e that defines the cross shaft side is closer to the cross shaft side than the half position of the distance between the welded portion 3 with the steel pipe and the cross shaft.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial application]

本考案は、プロペラシャフトのジョイントヨークの構造に関する。 The present invention relates to a structure of a joint yoke of a propeller shaft.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior Art]

プロペラシャフトは、エンジンの駆動力を変速機から終減速装置に伝達する軸 である。一般に、前置エンジン後輪駆動方式の車両（ＦＲ車）において、後車軸 は、後輪懸架装置により車体に支持されており、積載荷重の変化、路面の凹凸に より発生する上下動、加減速走行時の前後動、駆動反力によるワインドアップ等 の動きを生じる。その結果、変速機と終減速装置間の軸交差角と距離の変化が生 じる。従って、プロペラシャフトは、これらの動きに対して円滑な作動をするた め、自在継手と軸方向長さを伸縮自在とする滑り継手とを必要とする。 The propeller shaft is a shaft that transmits the driving force of the engine from the transmission to the final reduction gear. Generally, in a front-engine rear-wheel drive vehicle (FR vehicle), the rear axle is supported on the vehicle body by a rear-wheel suspension system, which causes vertical movements and acceleration / deceleration caused by changes in the loading load and road surface irregularities. Movements such as back-and-forth during driving and wind-up due to driving reaction force occur. As a result, a change in the axis crossing angle and the distance between the transmission and the final reduction gear occurs. Therefore, the propeller shaft needs a universal joint and a sliding joint that can expand and contract in the axial direction in order to smoothly operate in response to these movements.

【０００３】 プロペラシャフトは、一般に自在継手、滑り継手、鋼管等により構成され、車 両の構造や要求性能に応じて２継手形、３継手形、４継手形等が採用される。２ 継手形は、プロペラシャフトの基本的なもので、乗用車や一般のトラック等に採 用されている。自在継手は、交差した２軸の一方から他方へ、交差角が変化して も、トルクと回転の伝達とを可能とするもので、代表的なものとしてフック式継 手がある。フック式継手は、入力軸ヨーク、十字軸、出力軸ヨークから構成され 、入力軸ヨーク→十字軸→出力軸ヨークの順に回転とトルクとが伝達される。Propeller shafts are generally composed of universal joints, slip joints, steel pipes, etc., and two-joint type, three-joint type, four-joint type and the like are adopted according to the structure and required performance of the vehicle. The 2-joint type is a basic type of propeller shaft and is used in passenger cars and general trucks. The universal joint enables transmission of torque and rotation from one of the two intersecting axes to the other, even if the intersecting angle changes. A typical example is a hook joint. The hook type joint is composed of an input shaft yoke, a cross shaft, and an output shaft yoke, and rotation and torque are transmitted in the order of the input shaft yoke, the cross shaft, and the output shaft yoke.

【０００４】[0004]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

図３及び図４は、入力軸ヨーク、出力軸ヨーク等のジョイントヨーク５と、当 該ジョイントヨーク５に接続される鋼管６の一部を示し、ジョイントヨーク５は 、基端５ａが鋼管６の一端に嵌合され、且つ溶着されている。ジョイントヨーク ５は、図示のように複雑な形状をなしているために回転力を後方に伝達する際に 回転方向に対して不均一な応力が加わる。例えば、十字軸（図示せず）から入力 された不均一な応力によるジョイントヨーク５の基端５ａと鋼管６との溶接部７ における回転軸廻りの応力分布（kgf/mm² ）は、図５の実線で示すような略瓢箪 形となる。この結果、プロペラシャフトが溶接部７において破損し易いという問 題がある。3 and 4 show a joint yoke 5 such as an input shaft yoke and an output shaft yoke, and a part of a steel pipe 6 connected to the joint yoke 5. The joint yoke 5 has a steel pipe 6 having a base end 5a. It is fitted to one end and welded. Since the joint yoke 5 has a complicated shape as shown in the drawing, when the rotational force is transmitted rearward, non-uniform stress is applied in the rotational direction. For example, the stress distribution (kgf / mm ² ) around the rotation axis in the welded portion 7 between the base end 5a of the joint yoke 5 and the steel pipe 6 due to the non-uniform stress input from the cross shaft (not shown) is shown in FIG. It becomes a substantially gourd shape as shown by the solid line. As a result, there is a problem that the propeller shaft is easily damaged at the welded portion 7.

【０００５】 そこで、本願考案者が、ジョイントヨーク５と鋼管６との溶接部７の回転軸廻 りにおける応力分布の不均一の要因を追求した結果、十字軸側と肉抜穴５ｂ側と の間を画成する壁５ｃの位置が、溶接部７の応力を大きく左右することが判明し た。即ち、十字軸からジョイントヨーク５に入力された回転方向の不均一な応力 は、後方に伝達されるに従って徐々に平滑化されて円形の応力分布に近づき、後 部において略真円に近い形状となる。このとき壁５ｃは、入力に対して回転方向 に発生する不均一な応力を平滑化する作用があることが明らかになった。従って 、壁５ｃの位置が溶接部７から遠くなり前方即ち、十字軸側にあれば、それだけ 早期に後方に伝達される応力分布が円形に近づくこととなる。Then, as a result of the inventors of the present invention pursuing a factor of non-uniformity of the stress distribution around the rotation axis of the welded portion 7 of the joint yoke 5 and the steel pipe 6, the cross shaft side and the lightening hole 5b side are obtained. It was found that the position of the wall 5c that defines the space greatly influences the stress of the welded portion 7. That is, the non-uniform stress in the rotational direction input to the joint yoke 5 from the cross shaft is gradually smoothed as it is transmitted rearward and approaches a circular stress distribution, and the rear part has a shape close to a substantially perfect circle. Become. At this time, it was revealed that the wall 5c has a function of smoothing the non-uniform stress generated in the rotational direction with respect to the input. Therefore, if the position of the wall 5c is farther from the welded portion 7 and is on the front side, that is, on the cross axis side, the stress distribution transmitted to the rear side is closer to a circle earlier.

【０００６】 ところが、従来のジョイントヨーク５の壁５ｃの位置は、十字軸の中心（Ｙ軸 で示す）から当該壁５ｃの前面（十字軸側の面）５ｃ’までの距離Ａと、当該前 面５ｃ’から溶接部７までの距離Ｂとの比が約５３対４７程度の位置にあり、溶 接部７からＹ軸までの距離の１／２（半分）よりも溶接部７側に近寄った位置に 形成されている。ジョイントヨーク５の基端５ａを長くして溶接部７の位置を後 方にずらすことも１つの対策ではあるが、ジョイントヨーク５は、強度を必要と するために鍛造により形成され、従って、基端５ａに形成する肉抜穴５ｂを深く することが困難であり、また、基端５ａを長くするとそれだけ重量が嵩む等の問 題がある。However, the position of the wall 5c of the conventional joint yoke 5 is the distance A from the center of the cross shaft (indicated by the Y axis) to the front surface (the surface on the cross shaft side) 5c 'of the wall 5c and the front thereof. The ratio of the distance B from the surface 5c 'to the weld 7 is about 53 to 47, and the distance from the weld 7 to the Y-axis is closer to the weld 7 side than 1/2 (half). It is formed in the open position. Although it is one measure to lengthen the base end 5a of the joint yoke 5 and shift the position of the welded portion 7 rearward, the joint yoke 5 is formed by forging in order to require strength, and therefore, There are problems that it is difficult to deepen the lightening hole 5b formed in the end 5a, and that the longer the base end 5a is, the heavier the weight becomes.

【０００７】 本考案は上述の点に鑑みてなされたもので、ジョイントヨークの重量を増加す ることなく鋼管との溶接部の回転軸廻りの応力をより小さくするようにしたジョ イントヨークの構造を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of the above points, and has a joint yoke structure in which the stress around the rotation axis of the welded portion with the steel pipe is made smaller without increasing the weight of the joint yoke. The purpose is to provide.

【０００８】[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本考案によれば、基端が鋼管に嵌合されて溶着固定 され、先端に十字軸が連結されるプロペラシャフトのジョイントヨークの、基端 側に形成される肉抜穴と十字軸側とを画成する壁を、前記鋼管との溶接部と前記 十字軸との間の距離の半分の位置よりも前記十字軸側に近づけた構造としたもの である。[Means for Solving the Problems] According to the present invention to achieve the above object, a joint yoke of a propeller shaft having a base end fitted and fixed to a steel pipe by welding, and a cross shaft connected to the tip, The wall defining the lightening hole formed on the base end side and the cross shaft side is closer to the cross shaft side than the position of half the distance between the welded portion with the steel pipe and the cross shaft. It is a structure.

【０００９】[0009]

【作用】[Action]

十字軸からジョイントヨークに伝達された回転力に伴う回転方向に不均一の応 力は、十字軸側に近づけて形成された壁により早期に平滑化されて後方に伝達さ れる。これにより当該ジョイントの鋼管との溶接部の回転軸廻りに発生する応力 が小さくなり、当該溶接部の耐久性が向上する。 The non-uniform response in the rotational direction due to the torque transmitted from the cross shaft to the joint yoke is smoothed early by the wall formed close to the cross shaft and transmitted to the rear. As a result, the stress generated around the axis of rotation of the welded portion of the joint with the steel pipe is reduced, and the durability of the welded portion is improved.

【００１０】[0010]

【実施例】【Example】

以下本考案の一実施例を添付図面に基づいて詳述する。 図１及び図２においてジョイントヨーク１は、側面視略Ｙ字状をなし、その先 端１ａ、１ａが二股とされ、且つ対向して孔１ｂ、１ｂが穿設されている。これ らの対向する孔１ｂ、１ｂには十字軸がベアリング（共に図示せず）を介して回 転可能に嵌合される。尚、孔１ｂ、１ｂの中心（十字軸の中心）を通る直線をＹ で示す。また、基端１ｃは、円形をなし、端面中央には肉抜孔１ｄが形成されて いる。この肉抜穴１ｄの底１ｅは、十字軸側と基端１ｃ側とを画成する壁（以下 「壁１ｅ」という）とされている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In FIGS. 1 and 2, the joint yoke 1 has a substantially Y shape in a side view, its front ends 1a and 1a are bifurcated, and holes 1b and 1b are formed facing each other. A cross shaft is rotatably fitted into these opposing holes 1b, 1b via a bearing (both not shown). A straight line passing through the centers of the holes 1b, 1b (center of the cross axis) is indicated by Y 1. Further, the base end 1c has a circular shape, and a lightening hole 1d is formed at the center of the end face. The bottom 1e of the lightening hole 1d is a wall that defines the cross shaft side and the base end 1c side (hereinafter referred to as "wall 1e").

【００１１】 先端１ａ、１ａの対向する内面１ａ’、１ａ’は、壁１ｅから先端近傍まで僅 かに拡径する緩やかなテーパ面とされ、更に先端１ａ”、１ａ”が内面１ａ’、 １ａ’よりも僅かに大きな角をなすテーパ面とされており、十字軸及び当該十字 軸を介して連結されるジョイントヨークとの干渉を防止するようになっている。 また、ジョイントヨーク１は、鍛造品であるために肉抜穴１ｄの側壁も底面から 開口端に向かって拡径された形状となっている。このジョイントヨーク１は、基 端１ｃが鋼管２の開口端に嵌合され、且つ溶着固定されている。尚、基端１ｃと 鋼管２との溶接部を符号３で示す。The inner surfaces 1a ′, 1a ′ of the tips 1a, 1a that face each other are gently tapered surfaces that slightly expand from the wall 1e to the vicinity of the tips, and the tips 1a ″, 1a ”have inner surfaces 1a ′, 1a. It has a taper surface with an angle slightly larger than that of the ', so as to prevent interference with the cross shaft and the joint yoke connected via the cross shaft. Since the joint yoke 1 is a forged product, the side wall of the lightening hole 1d also has a shape in which the diameter increases from the bottom surface toward the opening end. The base end 1c of the joint yoke 1 is fitted into the open end of the steel pipe 2 and fixed by welding. A welded portion between the base end 1c and the steel pipe 2 is indicated by reference numeral 3.

【００１２】 そして、ジョイントヨーク１の壁１ｅは、先端１ａ、１ａの孔１ｂ、１ｂの中 心即ち、Ｙ軸と溶接部３との距離の１／２（半分）よりも僅かにＹ軸（十字軸） 側に近寄った位置に形成されている。即ち、溶接部３がＹ軸から従来と同じ距離 にあれば、壁１ｅを当該Ｙ軸に近づけることにより当該溶接部３から壁１ｅを遠 ざけたことになる。勿論、当該壁１ｅは、従来のジョイントヨークの壁と同様十 字軸及び当該十字軸を介して連結されるジョイントヨークと干渉しないように形 成されている。The wall 1e of the joint yoke 1 is slightly larger than the center of the holes 1b and 1b of the tips 1a and 1a, that is, ½ (half) the distance between the Y axis and the welded portion 3 (Y axis). It is formed at a position closer to the (cross axis) side. That is, if the welded portion 3 is at the same distance from the Y axis as in the conventional case, the wall 1e is moved away from the welded portion 3 by bringing the wall 1e closer to the Y axis. Of course, the wall 1e is formed so as not to interfere with the joint yoke connected via the cross-shaped shaft and the cross shaft, like the wall of the conventional joint yoke.

【００１３】 以下に作用を説明する。 十字軸（図示せず）からジョイントヨーク１の先端１ａ’、１ａ’に入力され る回転力は、鋼管２を経て後部に伝達され、当該回転力に伴う回転方向に不均一 な応力は、壁１ｅにより平滑化されて基端１ｃ側に伝達される。このとき壁１ｅ が十字軸側に近づいているために図３に示す従来のジョイントヨークと同じ応力 が加わっても当該応力は、それだけ早期に平滑化され、後方に伝達される応力分 布がより円形に近づくことになる。この結果、溶接部３の回転軸廻りの応力が小 さくなる。The operation will be described below. The rotational force input from the cross shaft (not shown) to the tips 1a ', 1a' of the joint yoke 1 is transmitted to the rear portion through the steel pipe 2, and the non-uniform stress in the rotational direction due to the rotational force is generated by the wall. It is smoothed by 1e and transmitted to the base end 1c side. At this time, since the wall 1e is closer to the cross shaft side, even if the same stress as that of the conventional joint yoke shown in FIG. 3 is applied, the stress is smoothed earlier and the stress distribution transmitted to the rear side is further improved. It will approach a circle. As a result, the stress around the rotation axis of the welded portion 3 becomes small.

【００１４】 因みに、Ｙ軸から壁１ｅの前面（十字軸側の面）１ｅ’までの距離Ａと当該前 面１ｅ’から溶接部３までの距離Ｂとの比を４３対５７とした場合における溶接 部３における回転軸廻りの応力分布を図５に破線で示す。この図から明らかなよ うに溶接部３の回転軸廻りにおける応力が従来に比して可成り小さくなる。そし て、壁１ｅを当該位置から溶接部３側に近づけるに伴い、当該溶接部３の回転軸 廻りの応力分布が図５の１点鎖線で示すように大きくなる。Incidentally, when the ratio of the distance A from the Y axis to the front surface (the surface on the cross axis side) 1e ′ of the wall 1e and the distance B from the front surface 1e ′ to the welded portion 3 is 43:57. The stress distribution around the rotation axis in the welded portion 3 is shown by the broken line in FIG. As is apparent from this figure, the stress around the rotation axis of the welded portion 3 becomes considerably smaller than in the conventional case. Then, as the wall 1e is brought closer to the welded portion 3 side from the position, the stress distribution around the rotation axis of the welded portion 3 becomes larger as shown by the one-dot chain line in FIG.

【００１５】[0015]

【考案の効果】[Effect of the device]

以上説明したように本考案によれば、基端が鋼管に嵌合されて溶着固定され、 先端に十字軸が連結されるプロペラシャフトのジョイントヨークの、基端側に形 成される肉抜穴と十字軸側とを画成する壁を、前記鋼管との溶接部と前記十字軸 との間の距離の半分の位置よりも前記十字軸側に近づけたことにより、前記溶接 部の回転軸廻りにおける応力分布を小さくすることが可能となり、耐久性の向上 が図られる。また、ジョイントヨークの重量の増加を来すこともない等の優れた 効果がある。 As described above, according to the present invention, the lightening hole formed on the base end side of the joint yoke of the propeller shaft, the base end of which is fitted and fixed by welding to the steel pipe and the cross shaft is connected to the tip. And the cross shaft side are closer to the cross shaft side than the position of a half of the distance between the welded portion with the steel pipe and the cross shaft. It is possible to reduce the stress distribution in the and the durability is improved. Moreover, there is an excellent effect that the weight of the joint yoke is not increased.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本考案に係るジョイントヨークの一実施例を示
す一部切欠側面図である。FIG. 1 is a partially cutaway side view showing an embodiment of a joint yoke according to the present invention.

【図２】図１の一部切欠平面図である。FIG. 2 is a partially cutaway plan view of FIG.

【図３】従来のジョイントヨークの一部切欠側面図であ
る。FIG. 3 is a partially cutaway side view of a conventional joint yoke.

【図４】図３の一部切欠平面図である。4 is a partially cutaway plan view of FIG. 3. FIG.

【図５】図１及び図３の各ジョイントヨークの鋼管部と
の溶接部に加わる回転軸廻りの応力分布を示すグラフで
ある。5 is a graph showing a stress distribution around a rotation axis applied to a welded portion of each joint yoke of FIGS. 1 and 3 with a steel pipe portion.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ジョイントヨーク １ａ 先端 １ｃ 基端 １ｅ 壁 ２ 鋼管 ３ 溶接部 1 joint yoke 1a tip 1c base end 1e wall 2 steel pipe 3 welded part

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項１】 基端が鋼管に嵌合されて溶着固定され、
先端に十字軸が連結されるプロペラシャフトのジョイン
トヨークの、基端側に形成される肉抜穴と十字軸側とを
画成する壁を、前記鋼管との溶接部と前記十字軸との間
の距離の半分の位置よりも前記十字軸側に近づけたこと
を特徴とするジョイントヨークの構造。1. A base end is fitted and fixed to a steel pipe by welding.
Between the welded portion of the steel pipe and the cross shaft, a wall that defines a hollow hole formed on the proximal end side and the cross shaft side of the joint yoke of the propeller shaft to which the cross shaft is connected at the tip is formed. The structure of the joint yoke is characterized in that it is closer to the cross shaft side than the position of half the distance.