JPH11278075A - ドライブシャフトの連結構造 - Google Patents
ドライブシャフトの連結構造Info
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- JPH11278075A JPH11278075A JP10087521A JP8752198A JPH11278075A JP H11278075 A JPH11278075 A JP H11278075A JP 10087521 A JP10087521 A JP 10087521A JP 8752198 A JP8752198 A JP 8752198A JP H11278075 A JPH11278075 A JP H11278075A
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- velocity universal
- universal joint
- joint member
- ball
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- Pending
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Landscapes
- Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 車室内における異音の発生を抑制する。
【解決手段】 ドライブシャフト２０の一端は固定型等
速自在継手２３を介してアクスル２４に連結され、ドラ
イブシャフト２０の他端は摺動型等速自在継手２１を介
してデファレンシャル２２に連結される。固定型等速自
在継手２３、摺動型等速自在継手２１は、それぞれ、８
個のトルク伝達ボールを備えている。
速自在継手２３を介してアクスル２４に連結され、ドラ
イブシャフト２０の他端は摺動型等速自在継手２１を介
してデファレンシャル２２に連結される。固定型等速自
在継手２３、摺動型等速自在継手２１は、それぞれ、８
個のトルク伝達ボールを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のエンジン
の動力を車輪に伝達するドライブシャフト（駆動軸）の
連結構造に関する。
の動力を車輪に伝達するドライブシャフト（駆動軸）の
連結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】ドライブシャフトの連結構造は車両懸架
方式によって異なるが、独立懸架方式を採用している車
両ではデファレンシャル（終減速装置）が車体に取付け
られるため、ドライブシャフト（駆動軸）の両端をそれ
ぞれ自在継手を介してデファレンシャルとアクスル（車
軸）に連結している。自在継手としては一般に等速自在
継手が使用され、サスペンションの動きに追随したドラ
イブシャフトの変位を可能にするため、車輪側の連結部
分ではドライブシャフトの角度変位を許容し、車体側の
連結部分ではドライブシャフトの角度変位及び軸方向変
位を許容する構造になっている。自在継手として等速自
在継手を使用する場合、ドライブシャフトの一端をツェ
パー型などの固定型等速自在継手を介してアクスルに連
結し、ドライブシャフトの他端をダブルオフセット型、
クロスグルーブ型などの摺動型等速自在継手を介してデ
ファレンシャルに連結している。
方式によって異なるが、独立懸架方式を採用している車
両ではデファレンシャル（終減速装置）が車体に取付け
られるため、ドライブシャフト（駆動軸）の両端をそれ
ぞれ自在継手を介してデファレンシャルとアクスル（車
軸）に連結している。自在継手としては一般に等速自在
継手が使用され、サスペンションの動きに追随したドラ
イブシャフトの変位を可能にするため、車輪側の連結部
分ではドライブシャフトの角度変位を許容し、車体側の
連結部分ではドライブシャフトの角度変位及び軸方向変
位を許容する構造になっている。自在継手として等速自
在継手を使用する場合、ドライブシャフトの一端をツェ
パー型などの固定型等速自在継手を介してアクスルに連
結し、ドライブシャフトの他端をダブルオフセット型、
クロスグルーブ型などの摺動型等速自在継手を介してデ
ファレンシャルに連結している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】等速自在継手とドライ
ブシャフトとが角度をとりながら回転動力を伝達する
際、ドライブシャフトを曲げようとする曲げモーメント
（２次モーメント）が発生する。この２次モーメントは
等速自在継手の構造と関連した周期的な変動成分をも
ち、ドライブシャフトを振動させる起振力となる。通
常、２次モーメントによるドライブシャフトの振動はエ
ンジンの振動に比較してレベル的にはかなり小さく、そ
れ自体で不快な振動・騒音を生じさせるものではない
が、その周波数がエンジンの振動の周波数と接近してく
ると、車室内で共振（共鳴）現象が起こり、こもり音、
ビート音と呼ばれる異音が発生して、乗員に不快感を与
えるという問題がある。
ブシャフトとが角度をとりながら回転動力を伝達する
際、ドライブシャフトを曲げようとする曲げモーメント
（２次モーメント）が発生する。この２次モーメントは
等速自在継手の構造と関連した周期的な変動成分をも
ち、ドライブシャフトを振動させる起振力となる。通
常、２次モーメントによるドライブシャフトの振動はエ
ンジンの振動に比較してレベル的にはかなり小さく、そ
れ自体で不快な振動・騒音を生じさせるものではない
が、その周波数がエンジンの振動の周波数と接近してく
ると、車室内で共振（共鳴）現象が起こり、こもり音、
ビート音と呼ばれる異音が発生して、乗員に不快感を与
えるという問題がある。
【０００４】例えば、６個のトルク伝達ボールを有する
固定型等速自在継手と摺動型等速自在継手を用いてドラ
イブシャフトの両端を連結した場合、等速自在継手に作
用する２次モーメントは固定型、摺動型ともに、トルク
伝達ボールの個数及び角度位相に関連した６次の変動成
分が主体となり、また、各２次モーメントの変動のピー
ク値（最大値、最小値）も同じジョイント回転角で現わ
れる。そのため、固定型、摺動型等速自在継手の各２次
モーメントを合成した全体の２次モーメント（固定型＋
摺動型）は６次変動成分が主体となり、その振幅も増幅
されて大きくなる。
固定型等速自在継手と摺動型等速自在継手を用いてドラ
イブシャフトの両端を連結した場合、等速自在継手に作
用する２次モーメントは固定型、摺動型ともに、トルク
伝達ボールの個数及び角度位相に関連した６次の変動成
分が主体となり、また、各２次モーメントの変動のピー
ク値（最大値、最小値）も同じジョイント回転角で現わ
れる。そのため、固定型、摺動型等速自在継手の各２次
モーメントを合成した全体の２次モーメント（固定型＋
摺動型）は６次変動成分が主体となり、その振幅も増幅
されて大きくなる。
【０００５】ここで、２次モーメント（固定型＋摺動
型）の６次変動成分の周波数をＦD6、ホイール（車輪）
の回転数をＦWHEEL 、エンジンの回転数をＦENGINE、デ
ファレンシャルの減速比を０．３５とすると、ＦD6はＦ
WHEEL の６倍になるので、ＦD6＝６×ＦWHEEL ＝６×Ｆ
ENGINE×０．３５＝ＦENGINE×２．１である。一方、エ
ンジンの振動は２次変動成分が主体であるので、ＦD6＝
（２×ＦENGINE）×１．０５となり、２次モーメントの
６次変動成分の周波数ＦD6は、エンジンの２次変動成分
の周波数（２×ＦENGINE）の１．０５倍となる。このよ
うに、両者の周波数が接近してくると、共振（共鳴）現
象によって車室内で異音が発生しやすくなる。
型）の６次変動成分の周波数をＦD6、ホイール（車輪）
の回転数をＦWHEEL 、エンジンの回転数をＦENGINE、デ
ファレンシャルの減速比を０．３５とすると、ＦD6はＦ
WHEEL の６倍になるので、ＦD6＝６×ＦWHEEL ＝６×Ｆ
ENGINE×０．３５＝ＦENGINE×２．１である。一方、エ
ンジンの振動は２次変動成分が主体であるので、ＦD6＝
（２×ＦENGINE）×１．０５となり、２次モーメントの
６次変動成分の周波数ＦD6は、エンジンの２次変動成分
の周波数（２×ＦENGINE）の１．０５倍となる。このよ
うに、両者の周波数が接近してくると、共振（共鳴）現
象によって車室内で異音が発生しやすくなる。
【０００６】本発明は、２次モーメントによるドライブ
シャフトの振動とエンジンの振動との共振（共鳴）現象
を回避して、車室内における異音の発生を抑制すること
を目的とする。
シャフトの振動とエンジンの振動との共振（共鳴）現象
を回避して、車室内における異音の発生を抑制すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ドライブシャフトの一端を固定型等速自
在継手を介して車軸に連結し、他端を摺動型等速自在継
手を介して終減速装置に連結したドライブシャフトの連
結構造において、固定型等速自在継手が、球面状の内径
面に軸方向に延びる８本の曲線状の案内溝を形成した外
側継手部材と、球面状の外径面に軸方向に延びる８本の
曲線状の案内溝を形成した内側継手部材と、外側継手部
材の案内溝とこれに対応する内側継手部材の案内溝とが
協働して形成される８本のボールトラックにそれぞれ配
された８個のトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを
保持する保持器とを備え、摺動型等速自在継手が、円筒
状の内径面に軸方向に延びる８本の直線状の案内溝を形
成した外側継手部材と、球面状の外径面に軸方向に延び
る８本の直線状の案内溝を形成した内側継手部材と、外
側継手部材の案内溝とこれに対応する内側継手部材の案
内溝とが協働して形成される８本のボールトラックにそ
れぞれ配された８個のトルク伝達ボールと、トルク伝達
ボールを保持する保持器とを備えた構成を提供する。
め、本発明は、ドライブシャフトの一端を固定型等速自
在継手を介して車軸に連結し、他端を摺動型等速自在継
手を介して終減速装置に連結したドライブシャフトの連
結構造において、固定型等速自在継手が、球面状の内径
面に軸方向に延びる８本の曲線状の案内溝を形成した外
側継手部材と、球面状の外径面に軸方向に延びる８本の
曲線状の案内溝を形成した内側継手部材と、外側継手部
材の案内溝とこれに対応する内側継手部材の案内溝とが
協働して形成される８本のボールトラックにそれぞれ配
された８個のトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを
保持する保持器とを備え、摺動型等速自在継手が、円筒
状の内径面に軸方向に延びる８本の直線状の案内溝を形
成した外側継手部材と、球面状の外径面に軸方向に延び
る８本の直線状の案内溝を形成した内側継手部材と、外
側継手部材の案内溝とこれに対応する内側継手部材の案
内溝とが協働して形成される８本のボールトラックにそ
れぞれ配された８個のトルク伝達ボールと、トルク伝達
ボールを保持する保持器とを備えた構成を提供する。
【０００８】８個のトルク伝達ボールを有する固定型等
速自在継手と摺動型等速自在継手を用いてドライブシャ
フトの両端を連結すると、等速自在継手に作用する２次
モーメントは固定型、摺動型ともに、トルク伝達ボール
の個数及び角度位相に関連した８次の変動成分が主体と
なる（図４〜図７参照）。
速自在継手と摺動型等速自在継手を用いてドライブシャ
フトの両端を連結すると、等速自在継手に作用する２次
モーメントは固定型、摺動型ともに、トルク伝達ボール
の個数及び角度位相に関連した８次の変動成分が主体と
なる（図４〜図７参照）。
【０００９】ここで、２次モーメント（固定型＋摺動
型）の８次変動成分の周波数をＦD8、ホイール（車輪）
の回転数をＦWHEEL 、エンジンの回転数をＦENGINE、デ
ファレンシャルの減速比を０．３５とすると、ＦD8はＦ
WHEEL の８倍になるので、 ＦD8＝８×ＦWHEEL ＝８×ＦENGINE×０．３５＝Ｆ
ENGINE×２．８ である。一方、エンジンの振動は２次変動成分が主体で
あるので、 ＦD8＝（２×ＦENGINE）×１．４ となり、２次モーメントの８次変動成分の周波数Ｆ
D8は、エンジンの２次変動成分の周波数（２×
ＦENGINE）の１．４倍となる。したがって、６個のトル
ク伝達ボールを有する等速自在継手を使用した場合に比
べ、２次モーメントによるドライブシャフトの振動の周
波数とエンジンの振動の周波数とが離れるため、両者の
共振（共鳴）現象が生じにくくなる。これにより、車室
内における異音の発生が抑制される。
型）の８次変動成分の周波数をＦD8、ホイール（車輪）
の回転数をＦWHEEL 、エンジンの回転数をＦENGINE、デ
ファレンシャルの減速比を０．３５とすると、ＦD8はＦ
WHEEL の８倍になるので、 ＦD8＝８×ＦWHEEL ＝８×ＦENGINE×０．３５＝Ｆ
ENGINE×２．８ である。一方、エンジンの振動は２次変動成分が主体で
あるので、 ＦD8＝（２×ＦENGINE）×１．４ となり、２次モーメントの８次変動成分の周波数Ｆ
D8は、エンジンの２次変動成分の周波数（２×
ＦENGINE）の１．４倍となる。したがって、６個のトル
ク伝達ボールを有する等速自在継手を使用した場合に比
べ、２次モーメントによるドライブシャフトの振動の周
波数とエンジンの振動の周波数とが離れるため、両者の
共振（共鳴）現象が生じにくくなる。これにより、車室
内における異音の発生が抑制される。
【００１０】さらに、固定型等速自在継手のトルク伝達
ボールの角度位相と摺動型等速自在継手のトルク伝達ボ
ールの角度位相とを相互にずらすと、２次モーメントの
８次変動成分の振幅を小さくすることができ、これによ
り異音の発生をより一層効果的に抑制することができ
る。
ボールの角度位相と摺動型等速自在継手のトルク伝達ボ
ールの角度位相とを相互にずらすと、２次モーメントの
８次変動成分の振幅を小さくすることができ、これによ
り異音の発生をより一層効果的に抑制することができ
る。
【００１１】図４〜図７は、固定型等速自在継手として
ボールフィックスドジョイント（ＢＪ）、摺動型等速自
在継手としてダブルオフセットジョイント（ＤＯＪ）を
使用した場合の、角度位相のずれと２次モーメントとの
関係を求めたものである。図４は角度位相のずれがない
場合（０°）、図５は角度位相のずれが１０°の場合、
図６は２０°の場合、図７は３０°の場合をそれぞれ示
している。ＢＪの２次モーメント（細線）とＤＯＪの２
次モーメント（点線）を合成した全体の２次モーメント
（太線）の振幅は、ずれ角０°の場合が一番大きく、３
０°、１０°、２０°の順に小さくなっている。これ
は、ずれ角を設けることによって、ＢＪとＤＯＪの各２
次モーメントの変動波形がジョイント回転角の方向に相
互にずれ、互いの変動成分が打ち消し合うためである。
全体の２次モーメントの振幅が最も小さくなるのは、各
２次モーメントの変動波形のピークが相互に反転する場
合であり、その時のずれ角は２２．５°である。図４〜
図７に示す結果では、ずれ角が２２．５°に最も近い２
０°で全体の２次モーメント（太線）の振幅が最も小さ
くなっている。
ボールフィックスドジョイント（ＢＪ）、摺動型等速自
在継手としてダブルオフセットジョイント（ＤＯＪ）を
使用した場合の、角度位相のずれと２次モーメントとの
関係を求めたものである。図４は角度位相のずれがない
場合（０°）、図５は角度位相のずれが１０°の場合、
図６は２０°の場合、図７は３０°の場合をそれぞれ示
している。ＢＪの２次モーメント（細線）とＤＯＪの２
次モーメント（点線）を合成した全体の２次モーメント
（太線）の振幅は、ずれ角０°の場合が一番大きく、３
０°、１０°、２０°の順に小さくなっている。これ
は、ずれ角を設けることによって、ＢＪとＤＯＪの各２
次モーメントの変動波形がジョイント回転角の方向に相
互にずれ、互いの変動成分が打ち消し合うためである。
全体の２次モーメントの振幅が最も小さくなるのは、各
２次モーメントの変動波形のピークが相互に反転する場
合であり、その時のずれ角は２２．５°である。図４〜
図７に示す結果では、ずれ角が２２．５°に最も近い２
０°で全体の２次モーメント（太線）の振幅が最も小さ
くなっている。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
従って説明する。
従って説明する。
【００１３】図３は、自動車の動力伝達装置を示してい
る。ドライブシャフト２０の一端は固定型等速自在継手
２３を介してアクスル（車軸）２４に連結され、ドライ
ブシャフト２０の他端は摺動型等速自在継手２１を介し
てデファレンシャル（終減速装置）２２に連結される。
る。ドライブシャフト２０の一端は固定型等速自在継手
２３を介してアクスル（車軸）２４に連結され、ドライ
ブシャフト２０の他端は摺動型等速自在継手２１を介し
てデファレンシャル（終減速装置）２２に連結される。
【００１４】図１は、図３に示す自動車の動力伝達装置
において、ドライブシャフト２０の一端をアクスル２４
に連結する固定型等速自在継手２３を示している。この
実施形態の固定型等速自在継手はツェパー型等速自在継
手（ボールフィックスドジョイント：ＢＪ）であり、球
面状の内径面１ａに８本の曲線状の案内溝１ｂを軸方向
に形成した外側継手部材１と、球面状の外径面２ａに８
本の曲線状の案内溝２ｂを軸方向に形成し、内径面に歯
型（セレーション又はスプライン）２ｃを形成した内側
継手部材２と、外側継手部材１の案内溝１ｂとこれに対
応する内側継手部材２の案内溝２ｂとが協働して形成さ
れる８本のボールトラックにそれぞれ配された８個のト
ルク伝達ボール３と、トルク伝達ボール３を保持する保
持器４とを備えている。ドライブシャフト２０の一端
は、内側継手部材２の歯型２ｃにセレーション連結等さ
れる。
において、ドライブシャフト２０の一端をアクスル２４
に連結する固定型等速自在継手２３を示している。この
実施形態の固定型等速自在継手はツェパー型等速自在継
手（ボールフィックスドジョイント：ＢＪ）であり、球
面状の内径面１ａに８本の曲線状の案内溝１ｂを軸方向
に形成した外側継手部材１と、球面状の外径面２ａに８
本の曲線状の案内溝２ｂを軸方向に形成し、内径面に歯
型（セレーション又はスプライン）２ｃを形成した内側
継手部材２と、外側継手部材１の案内溝１ｂとこれに対
応する内側継手部材２の案内溝２ｂとが協働して形成さ
れる８本のボールトラックにそれぞれ配された８個のト
ルク伝達ボール３と、トルク伝達ボール３を保持する保
持器４とを備えている。ドライブシャフト２０の一端
は、内側継手部材２の歯型２ｃにセレーション連結等さ
れる。
【００１５】この実施形態において、外側継手部材１の
案内溝１ｂの中心Ｏ１は内径面１ａの球面中心に対し
て、内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｏ２は外径面２
ａの球面中心に対して、それぞれ、軸方向に等距離
（Ｆ）だけ反対側に（中心Ｏ１は継手の開口側、中心Ｏ
２は継手の奥部側に）オフセットされている。そのた
め、案内溝１ｂとこれに対応する案内溝２ｂとが協働し
て形成されるボールトラックは、継手の開口側に向かっ
て楔状に開いた形状になる。
案内溝１ｂの中心Ｏ１は内径面１ａの球面中心に対し
て、内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｏ２は外径面２
ａの球面中心に対して、それぞれ、軸方向に等距離
（Ｆ）だけ反対側に（中心Ｏ１は継手の開口側、中心Ｏ
２は継手の奥部側に）オフセットされている。そのた
め、案内溝１ｂとこれに対応する案内溝２ｂとが協働し
て形成されるボールトラックは、継手の開口側に向かっ
て楔状に開いた形状になる。
【００１６】保持器４の外径面４ａの球面中心、およ
び、保持器４の外径面４ａの案内面となる外側継手部材
１の内径面１ａの球面中心は、いずれも、トルク伝達ボ
ール３の中心Ｏ３を含む継手中心面Ｏ内にある。また、
保持器４の内径面４ｂの球面中心、および、保持器４の
内径面４ｂの案内面となる内側継手部材２の外径面２ａ
の球面中心は、いずれも、継手中心面Ｏ内にある。それ
故、外側継手部材１の上記オフセット量（Ｆ）は、案内
溝１ｂの中心Ｏ１と継手中心面Ｏとの間の軸方向距離、
内側継手部材２の上記オフセット量（Ｆ）は、案内溝２
ｂの中心Ｏ２と継手中心面Ｏとの間の軸方向距離にな
り、両者は等しい。外側継手部材１の案内溝１ｂの中心
Ｏ１と内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｏ２とは、継
手中心面Ｏに対して軸方向に等距離（Ｆ）だけ反対側
（案内溝１ｂの中心Ｏ１は継手の開口側、案内溝２ｂの
中心Ｏ２は継手の奥部側）にずれた位置にある。
び、保持器４の外径面４ａの案内面となる外側継手部材
１の内径面１ａの球面中心は、いずれも、トルク伝達ボ
ール３の中心Ｏ３を含む継手中心面Ｏ内にある。また、
保持器４の内径面４ｂの球面中心、および、保持器４の
内径面４ｂの案内面となる内側継手部材２の外径面２ａ
の球面中心は、いずれも、継手中心面Ｏ内にある。それ
故、外側継手部材１の上記オフセット量（Ｆ）は、案内
溝１ｂの中心Ｏ１と継手中心面Ｏとの間の軸方向距離、
内側継手部材２の上記オフセット量（Ｆ）は、案内溝２
ｂの中心Ｏ２と継手中心面Ｏとの間の軸方向距離にな
り、両者は等しい。外側継手部材１の案内溝１ｂの中心
Ｏ１と内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｏ２とは、継
手中心面Ｏに対して軸方向に等距離（Ｆ）だけ反対側
（案内溝１ｂの中心Ｏ１は継手の開口側、案内溝２ｂの
中心Ｏ２は継手の奥部側）にずれた位置にある。
【００１７】外側継手部材１と内側継手部材２とが角度
θだけ角度変位すると、保持器４に案内されたトルク伝
達ボール３は常にどの作動角θにおいても、角度θの２
等分面（θ／２）内に維持され、継手の等速性が確保さ
れる。
θだけ角度変位すると、保持器４に案内されたトルク伝
達ボール３は常にどの作動角θにおいても、角度θの２
等分面（θ／２）内に維持され、継手の等速性が確保さ
れる。
【００１８】トルク伝達ボール３のピッチ円径（ＰＣＤ
BALL）と直径（ＤBALL）との比ｒ１（＝ＰＣＤBALL／Ｄ
BALL）は３．３≦ｒ１≦５．０の範囲内の値とすること
ができる。ここで、トルク伝達ボールのピッチ円径（Ｐ
ＣＤBALL）は、ＰＣＲの２倍の寸法である（ＰＣＤBALL
＝２×ＰＣＲ）。外側継手部材１の案内溝１ｂの中心Ｏ
１とトルク伝達ボール３の中心Ｏ３を結ぶ線分の長さ、
内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｏ２とトルク伝達ボ
ール３の中心Ｏ３を結ぶ線分の長さが、それぞれＰＣＲ
であり、両者は等しい。
BALL）と直径（ＤBALL）との比ｒ１（＝ＰＣＤBALL／Ｄ
BALL）は３．３≦ｒ１≦５．０の範囲内の値とすること
ができる。ここで、トルク伝達ボールのピッチ円径（Ｐ
ＣＤBALL）は、ＰＣＲの２倍の寸法である（ＰＣＤBALL
＝２×ＰＣＲ）。外側継手部材１の案内溝１ｂの中心Ｏ
１とトルク伝達ボール３の中心Ｏ３を結ぶ線分の長さ、
内側継手部材２の案内溝２ｂの中心Ｏ２とトルク伝達ボ
ール３の中心Ｏ３を結ぶ線分の長さが、それぞれＰＣＲ
であり、両者は等しい。
【００１９】３．３≦ｒ１≦５．０とした理由は、外側
継手部材等の強度、継手の負荷容量および耐久性を比較
品（６個ボールの固定型等速自在継手）と同等以上に確
保するためである。すなわち、等速自在継手において
は、限られたスペースの範囲で、トルク伝達ボールのピ
ッチ円径（ＰＣＤBALL）を大幅に変更することは困難で
ある。そのため、ｒ１の値は主にトルク伝達ボールの直
径（ＤBALL）に依存することになる。ｒ１〈３．３であ
ると（主に直径ＤBALLが大きい場合）、他の部品（外側
継手部材、内側継手部材等）の肉厚が薄くなりすぎて、
強度の点で懸念が生じる。逆にｒ１〉５．０であると
（主に直径ＤBALLが小さい場合）、負荷容量が小さくな
り、耐久性の点で懸念が生じる。また、トルク伝達ボー
ルと案内溝との接触部分の面圧が上昇し（直径ＤBALLが
小さくなると、接触部分の接触楕円が小さくなるた
め）、案内溝の溝肩エッジ部分の欠け等の要因になるこ
とが懸念される。
継手部材等の強度、継手の負荷容量および耐久性を比較
品（６個ボールの固定型等速自在継手）と同等以上に確
保するためである。すなわち、等速自在継手において
は、限られたスペースの範囲で、トルク伝達ボールのピ
ッチ円径（ＰＣＤBALL）を大幅に変更することは困難で
ある。そのため、ｒ１の値は主にトルク伝達ボールの直
径（ＤBALL）に依存することになる。ｒ１〈３．３であ
ると（主に直径ＤBALLが大きい場合）、他の部品（外側
継手部材、内側継手部材等）の肉厚が薄くなりすぎて、
強度の点で懸念が生じる。逆にｒ１〉５．０であると
（主に直径ＤBALLが小さい場合）、負荷容量が小さくな
り、耐久性の点で懸念が生じる。また、トルク伝達ボー
ルと案内溝との接触部分の面圧が上昇し（直径ＤBALLが
小さくなると、接触部分の接触楕円が小さくなるた
め）、案内溝の溝肩エッジ部分の欠け等の要因になるこ
とが懸念される。
【００２０】３．３≦ｒ１≦５．０とすることにより、
外側継手部材等の強度、継手の負荷容量および耐久性を
比較品（６個ボールの固定型等速自在継手）と同等以上
に確保することができる。より好ましくは、３．５≦ｒ
１≦５．０の範囲、例えば、ｒ１＝３．８３、又はその
近傍の値に設定するのが良い。
外側継手部材等の強度、継手の負荷容量および耐久性を
比較品（６個ボールの固定型等速自在継手）と同等以上
に確保することができる。より好ましくは、３．５≦ｒ
１≦５．０の範囲、例えば、ｒ１＝３．８３、又はその
近傍の値に設定するのが良い。
【００２１】外側継手部材１の外径（ＤOUTER ）と内側
継手部材２の歯型（セレーション又はスプライン）２ｃ
のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との比ｒ２（＝ＤOUTER ／
ＰＣＤSERR）は２．５≦ｒ２≦３．５の範囲内の値に設
定することができる。
継手部材２の歯型（セレーション又はスプライン）２ｃ
のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との比ｒ２（＝ＤOUTER ／
ＰＣＤSERR）は２．５≦ｒ２≦３．５の範囲内の値に設
定することができる。
【００２２】２．５≦ｒ２≦３．５とした理由は次にあ
る。すなわち、内側継手部材の歯型２ｃのピッチ円径
（ＰＣＤSERR）は、ドライブシャフトの強度等との関係
で大幅に変更することはできない。そのため、ｒ２の値
は、主に外側継手部材の外径（ＤOUTER ）に依存するこ
とになる。ｒ２〈２．５であると（主に外径ＤOUTER が
小さい場合）、各部品（外側継手部材、内側継手部材
等）の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じ
る。一方、ｒ２〉３．５であると（主に外径ＤOUTERが
大きい場合）、寸法的な面等から実用上の問題が生じる
場合があり、また、コンパクト化という目的も達成でき
ない。２．５≦ｒ２≦３．５とすることにより、外側継
手部材等の強度および継手の耐久性を比較品（６個ボー
ルの等速自在継手）と同等以上に確保することができ、
かつ、実用上の要請も満足できる。好ましくは、２．５
≦ｒ２〈３．２とするのが良い。
る。すなわち、内側継手部材の歯型２ｃのピッチ円径
（ＰＣＤSERR）は、ドライブシャフトの強度等との関係
で大幅に変更することはできない。そのため、ｒ２の値
は、主に外側継手部材の外径（ＤOUTER ）に依存するこ
とになる。ｒ２〈２．５であると（主に外径ＤOUTER が
小さい場合）、各部品（外側継手部材、内側継手部材
等）の肉厚が薄くなりすぎて、強度の点で懸念が生じ
る。一方、ｒ２〉３．５であると（主に外径ＤOUTERが
大きい場合）、寸法的な面等から実用上の問題が生じる
場合があり、また、コンパクト化という目的も達成でき
ない。２．５≦ｒ２≦３．５とすることにより、外側継
手部材等の強度および継手の耐久性を比較品（６個ボー
ルの等速自在継手）と同等以上に確保することができ、
かつ、実用上の要請も満足できる。好ましくは、２．５
≦ｒ２〈３．２とするのが良い。
【００２３】この実施形態の等速自在継手は、トルク伝
達ボール３の個数が８個であり、比較品（６個ボールの
固定型等速自在継手）に比べ、継手の全負荷容量に占め
るトルク伝達ボール１個当りの負荷割合が少ないので、
同じ呼び形式の比較品（６個ボールの固定型等速自在継
手）に対して、トルク伝達ボール３の直径（ＤBALL）を
小さくし、外側継手部材１の肉厚および内側継手部材２
の肉厚を比較品（６個ボールの固定型等速自在継手）と
同程度に確保することが可能である。また、同じ呼び形
式の比較品（６個ボールの固定型等速自在継手）に対し
て、比ｒ２（＝ＤOUTER ／ＰＣＤSERR）を小さくして
（６個ボールの固定型等速自在継手におけるｒ２の一般
的な値はｒ２≧３．２である。）、比較品と同等以上の
強度、負荷容量および耐久性を確保しつつ、外径寸法
（ＤOUTER ）のより一層のコンパクト化を図ることがで
きる。また、比較品（６個ボールの固定型等速自在継
手）に比べて低発熱であることが実験の結果確認されて
いる。
達ボール３の個数が８個であり、比較品（６個ボールの
固定型等速自在継手）に比べ、継手の全負荷容量に占め
るトルク伝達ボール１個当りの負荷割合が少ないので、
同じ呼び形式の比較品（６個ボールの固定型等速自在継
手）に対して、トルク伝達ボール３の直径（ＤBALL）を
小さくし、外側継手部材１の肉厚および内側継手部材２
の肉厚を比較品（６個ボールの固定型等速自在継手）と
同程度に確保することが可能である。また、同じ呼び形
式の比較品（６個ボールの固定型等速自在継手）に対し
て、比ｒ２（＝ＤOUTER ／ＰＣＤSERR）を小さくして
（６個ボールの固定型等速自在継手におけるｒ２の一般
的な値はｒ２≧３．２である。）、比較品と同等以上の
強度、負荷容量および耐久性を確保しつつ、外径寸法
（ＤOUTER ）のより一層のコンパクト化を図ることがで
きる。また、比較品（６個ボールの固定型等速自在継
手）に比べて低発熱であることが実験の結果確認されて
いる。
【００２４】図２は、図３に示す自動車の動力伝達装置
において、ドライブシャフト２０の他端をデファレンシ
ャル２２に連結する摺動型等速自在継手２１を示してい
る。この実施形態の摺動型等速自在継手はダブルオフセ
ット型等速自在継手（ＤＯＪ）であり、円筒状の内径面
１ａ’に８本の直線状の案内溝１ｂ’を軸方向に形成し
た外側継手部材１’と、球面状の外径面２ａ’に８本の
直線状の案内溝２ｂ’を軸方向に形成し、内径面に歯型
（セレーション又はスプライン）２ｃ’を形成した内側
継手部材２’と、外側継手部材１’の案内溝１ｂ’とこ
れに対応する内側継手部材２’の案内溝２ｂ’とが協働
して形成される８本のボールトラックにそれぞれ配され
た８個のトルク伝達ボール３’と、トルク伝達ボール
３’を保持する保持器４’とで構成される。ドライブシ
ャフト２０の他端は、内側継手部材２’の歯型２ｃ’に
セレーション連結等される。
において、ドライブシャフト２０の他端をデファレンシ
ャル２２に連結する摺動型等速自在継手２１を示してい
る。この実施形態の摺動型等速自在継手はダブルオフセ
ット型等速自在継手（ＤＯＪ）であり、円筒状の内径面
１ａ’に８本の直線状の案内溝１ｂ’を軸方向に形成し
た外側継手部材１’と、球面状の外径面２ａ’に８本の
直線状の案内溝２ｂ’を軸方向に形成し、内径面に歯型
（セレーション又はスプライン）２ｃ’を形成した内側
継手部材２’と、外側継手部材１’の案内溝１ｂ’とこ
れに対応する内側継手部材２’の案内溝２ｂ’とが協働
して形成される８本のボールトラックにそれぞれ配され
た８個のトルク伝達ボール３’と、トルク伝達ボール
３’を保持する保持器４’とで構成される。ドライブシ
ャフト２０の他端は、内側継手部材２’の歯型２ｃ’に
セレーション連結等される。
【００２５】この実施形態において、保持器４’の外径
面４ｂ’の球面中心と内径面４ａ’の球面中心とは、そ
れぞれ、保持器４’のポケット中心に対して軸方向に等
距離だけ反対側にオフセットされている。
面４ｂ’の球面中心と内径面４ａ’の球面中心とは、そ
れぞれ、保持器４’のポケット中心に対して軸方向に等
距離だけ反対側にオフセットされている。
【００２６】トルク伝達ボール３’のピッチ円径（ＰＣ
ＤBALL）と直径（ＤBALL）との比ｒ１（＝ＰＣＤBALL／
ＤBALL）は、前述した固定型等速自在継手と同様の理由
から、２．９≦ｒ１≦４．５の範囲、好ましくは、３．
１≦ｒ１≦４．５の範囲内の値とすることができる。こ
こで、トルク伝達ボールのピッチ円径（ＰＣＤBALL）
は、作動角０°において、１８０度対向したボールトラ
ック内に位置する２つのトルク伝達ボールの中心間距離
に等しい。図２におけるＰＣＲは、ピッチ円径（ＰＣＤ
BALL）の１／２の寸法である（ＰＣＤBALL＝２×ＰＣ
Ｒ）。
ＤBALL）と直径（ＤBALL）との比ｒ１（＝ＰＣＤBALL／
ＤBALL）は、前述した固定型等速自在継手と同様の理由
から、２．９≦ｒ１≦４．５の範囲、好ましくは、３．
１≦ｒ１≦４．５の範囲内の値とすることができる。こ
こで、トルク伝達ボールのピッチ円径（ＰＣＤBALL）
は、作動角０°において、１８０度対向したボールトラ
ック内に位置する２つのトルク伝達ボールの中心間距離
に等しい。図２におけるＰＣＲは、ピッチ円径（ＰＣＤ
BALL）の１／２の寸法である（ＰＣＤBALL＝２×ＰＣ
Ｒ）。
【００２７】また、外側継手部材１’の外径
（ＤOUTER ）と内側継手部材２の歯型（セレーション又
はスプライン）２ｃ’のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との
比ｒ２は、前述した固定型等速自在継手と同様の理由か
ら、２．５≦ｒ２≦３．５、好ましくは、２．５≦ｒ２
〈３．１の範囲内の値に設定する。
（ＤOUTER ）と内側継手部材２の歯型（セレーション又
はスプライン）２ｃ’のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との
比ｒ２は、前述した固定型等速自在継手と同様の理由か
ら、２．５≦ｒ２≦３．５、好ましくは、２．５≦ｒ２
〈３．１の範囲内の値に設定する。
【００２８】この実施形態の等速自在継手は、前述した
固定型等速自在継手と同様に、トルク伝達ボール３’の
個数が８個であり、比較品（６個ボールの摺動型等速自
在継手）に比べ、継手の全負荷容量に占めるトルク伝達
ボール１個当りの負荷割合が少ないので、同じ呼び形式
の比較品（６個ボールの摺動型等速自在継手）に対し
て、トルク伝達ボール３’の直径（ＤBALL）を小さく
し、外側継手部材１’の肉厚および内側継手部材２’の
肉厚を比較品（６個ボールの摺動型等速自在継手）と同
程度に確保することが可能である。また、同じ呼び形式
の比較品（６個ボールの摺動型等速自在継手）に対し
て、比ｒ２（＝ＤOUTER ／ＰＣＤSERR）を小さくして
（６個ボールの摺動型等速自在継手におけるｒ２の一般
的な値はｒ２≧３．１である。）、比較品と同等以上の
強度、負荷容量および耐久性を確保しつつ、外径寸法
（ＤOUTER ）のより一層のコンパクト化を図ることがで
きる。また、比較品（６個ボールの摺動型等速自在継
手）に比べて低発熱であることが実験の結果確認されて
いる。
固定型等速自在継手と同様に、トルク伝達ボール３’の
個数が８個であり、比較品（６個ボールの摺動型等速自
在継手）に比べ、継手の全負荷容量に占めるトルク伝達
ボール１個当りの負荷割合が少ないので、同じ呼び形式
の比較品（６個ボールの摺動型等速自在継手）に対し
て、トルク伝達ボール３’の直径（ＤBALL）を小さく
し、外側継手部材１’の肉厚および内側継手部材２’の
肉厚を比較品（６個ボールの摺動型等速自在継手）と同
程度に確保することが可能である。また、同じ呼び形式
の比較品（６個ボールの摺動型等速自在継手）に対し
て、比ｒ２（＝ＤOUTER ／ＰＣＤSERR）を小さくして
（６個ボールの摺動型等速自在継手におけるｒ２の一般
的な値はｒ２≧３．１である。）、比較品と同等以上の
強度、負荷容量および耐久性を確保しつつ、外径寸法
（ＤOUTER ）のより一層のコンパクト化を図ることがで
きる。また、比較品（６個ボールの摺動型等速自在継
手）に比べて低発熱であることが実験の結果確認されて
いる。
【００２９】尚、上述した固定型等速自在継手および摺
動型等速自在継手のうち少なくとも一方の内側継手部材
とドライブシャフトとを一体構造にすることも可能であ
る。
動型等速自在継手のうち少なくとも一方の内側継手部材
とドライブシャフトとを一体構造にすることも可能であ
る。
【００３０】
【発明の効果】本発明は以下に示す効果を有する。
【００３１】（１）８個のトルク伝達ボールを有する固
定型等速自在継手と摺動型等速自在継手を介してドライ
ブシャフトを車軸と終減速装置に連結する構造としたの
で、２次モーメントによるドライブシャフトの振動の周
波数とエンジンの振動の周波数とが離れ、両者の共振
（共鳴）現象が生じにくくなる。これにより、車室内に
おける異音の発生が抑制される。
定型等速自在継手と摺動型等速自在継手を介してドライ
ブシャフトを車軸と終減速装置に連結する構造としたの
で、２次モーメントによるドライブシャフトの振動の周
波数とエンジンの振動の周波数とが離れ、両者の共振
（共鳴）現象が生じにくくなる。これにより、車室内に
おける異音の発生が抑制される。
【００３２】（２）固定型等速自在継手のトルク伝達ボ
ールの角度位相と摺動型等速自在継手のトルク伝達ボー
ルの角度位相とを相互にずらすことにより、２次モーメ
ントの８次変動成分の振幅を小さくすることができ、こ
れにより異音の発生をより一層効果的に抑制することが
できる。特に、角度位相を２２．５°ずらした場合に顕
著な効果が得られる。
ールの角度位相と摺動型等速自在継手のトルク伝達ボー
ルの角度位相とを相互にずらすことにより、２次モーメ
ントの８次変動成分の振幅を小さくすることができ、こ
れにより異音の発生をより一層効果的に抑制することが
できる。特に、角度位相を２２．５°ずらした場合に顕
著な効果が得られる。
【００３３】（３）固定型等速自在継手、摺動型等速自
在継手について、トルク伝達ボールのピッチ円径（ＰＣ
ＤBALL）と直径（ＤBALL）との比ｒ１（＝ＰＣＤBALL／
ＤBALL）、外側継手部材の外径（ＤOUTER ）と内側継手
部材の歯型のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との比ｒ２（＝
ＤOUTER ／ＰＣＤSERR）を実施形態に示す範囲内の値に
設定することにより、等速自在継手のサイズダウンを図
ることができるので、連結構造のコンパクト化、それに
よる車体重量の軽量化、低燃費化にとって有利である。
在継手について、トルク伝達ボールのピッチ円径（ＰＣ
ＤBALL）と直径（ＤBALL）との比ｒ１（＝ＰＣＤBALL／
ＤBALL）、外側継手部材の外径（ＤOUTER ）と内側継手
部材の歯型のピッチ円径（ＰＣＤSERR）との比ｒ２（＝
ＤOUTER ／ＰＣＤSERR）を実施形態に示す範囲内の値に
設定することにより、等速自在継手のサイズダウンを図
ることができるので、連結構造のコンパクト化、それに
よる車体重量の軽量化、低燃費化にとって有利である。
【図１】ドライブシャフトの一端を車軸に連結する固定
型等速自在継手の縦断面図（図ａ）、横断面図（図ｂ）
である。
型等速自在継手の縦断面図（図ａ）、横断面図（図ｂ）
である。
【図２】ドライブシャフトの他端を終減速装置に連結す
る摺動型等速自在継手の縦断面図（図ａ）、横断面図
（図ｂ）である。
る摺動型等速自在継手の縦断面図（図ａ）、横断面図
（図ｂ）である。
【図３】自動車の動力伝達装置を示す図である。。
【図４】トルク伝達ボールの角度位相のずれと２次モー
メントとの関係を示す図である。
メントとの関係を示す図である。
【図５】トルク伝達ボールの角度位相のずれと２次モー
メントとの関係を示す図である。
メントとの関係を示す図である。
【図６】トルク伝達ボールの角度位相のずれと２次モー
メントとの関係を示す図である。
メントとの関係を示す図である。
【図７】トルク伝達ボールの角度位相のずれと２次モー
メントとの関係を示す図である。
メントとの関係を示す図である。
１、１’ 外側継手部材 １ａ、１ａ’ 内径面 １ｂ、１ｂ’ 案内溝 ２、２’ 内側継手部材 ２ａ、２ａ’ 外径面 ２ｂ、２ｂ’ 案内溝 ３、３’ トルク伝達ボール ４、４’ 保持器 ２０ ドライブシャフト ２１ 摺動型等速自在継手 ２２ デファレンシャル（終減速装置） ２３ 固定型等速自在継手 ２４ アクスル（車軸）
Claims (2)
- 【請求項１】 ドライブシャフトの一端を固定型等速自
在継手を介して車軸に連結し、他端を摺動型等速自在継
手を介して終減速装置に連結したドライブシャフトの連
結構造において、 上記固定型等速自在継手が、球面状の内径面に軸方向に
延びる８本の曲線状の案内溝を形成した外側継手部材
と、球面状の外径面に軸方向に延びる８本の曲線状の案
内溝を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝
とこれに対応する内側継手部材の案内溝とが協働して形
成される８本のボールトラックにそれぞれ配された８個
のトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持する保
持器とを備え、 上記摺動型等速自在継手が、円筒状の内径面に軸方向に
延びる８本の直線状の案内溝を形成した外側継手部材
と、球面状の外径面に軸方向に延びる８本の直線状の案
内溝を形成した内側継手部材と、外側継手部材の案内溝
とこれに対応する内側継手部材の案内溝とが協働して形
成される８本のボールトラックにそれぞれ配された８個
のトルク伝達ボールと、トルク伝達ボールを保持する保
持器とを備えたものであるドライブシャフトの連結構
造。 - 【請求項２】 前記固定型等速自在継手のトルク伝達ボ
ールの角度位相と、前記摺動型等速自在継手のトルク伝
達ボールの角度位相とが相互にずれているドライブシャ
フトの連結構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10087521A JPH11278075A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | ドライブシャフトの連結構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10087521A JPH11278075A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | ドライブシャフトの連結構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11278075A true JPH11278075A (ja) | 1999-10-12 |
Family
ID=13917308
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10087521A Pending JPH11278075A (ja) | 1998-03-31 | 1998-03-31 | ドライブシャフトの連結構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11278075A (ja) |
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1998
- 1998-03-31 JP JP10087521A patent/JPH11278075A/ja active Pending
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060123 |
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| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20060206 |
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| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060605 |