WO2020174695A1 - 動力伝達軸 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a power transmission shaft.
- the propeller shaft (power transmission shaft) of an automobile extends in the front-rear direction of the vehicle and transmits the power generated by the prime mover and decelerated by the transmission to the final reduction gear.
- a propeller shaft provided with a tubular body and a cardan joint connected to an end portion of the tubular body.
- Patent Documents 1 and 2 describe a technique of connecting a stub yoke of a cardan joint to the inside of an end portion of a tubular body via an elastic member.
- a circular elastic member is vulcanized and adhered to the inner peripheral surface of the tubular body and the outer peripheral surface of the stub yoke, and torque is transmitted between the tubular body and the stub yoke by the shearing force generated in the elastic member.
- the present invention has been made to solve the above problems, and its object is to improve the centering accuracy of the tubular body and the connecting member connected to the end of the tubular body, It is to improve the balance quality around the axis of the power transmission shaft.
- the power transmission shaft has a tubular body having an axis as a center, a connecting member connected to an inner side of an end of the tubular body, an inner side of an end of the tubular body, and An elastic member disposed in close contact with the connecting member, and a power transmitting unit that engages with the tubular body and the connecting member in the circumferential direction via the elastic member and transmits power, And a centering portion for fitting and centering on a surface along the direction.
- the tubular body by forming the centering portion, which is fitted in the surface along the circumferential direction, separately from the power transmission portion, regardless of the molding accuracy and mounting accuracy of the elastic member, the tubular body The accuracy of centering between the connecting member and the connecting member is improved, and the balance quality around the axis of the power transmission shaft is improved.
- FIG. 3 is a side cross-sectional view around the end portion of the tubular body in the power transmission shaft of the first embodiment.
- FIG. 3 is an exploded perspective view around the end portion of the pipe body in the power transmission shaft of the first embodiment. It is a side view of the power transmission shaft of a first embodiment. It is a side sectional view around the end of a pipe in a power transmission shaft of a second embodiment. It is an exploded perspective view around the end of a pipe in a power transmission shaft of a second embodiment. It is a side view of a power transmission shaft of a third embodiment.
- the power transmission shaft 1 includes a tube body 2 having an axis O1 as a central axis, a stub yoke 3 as a connecting member connected to an inner side of a first connection portion 120 of the tube body 2 described later, and a first connection portion of the tube body 2.
- the elastic member 8 is provided so that the inside of 120 and the stub yoke 3 are arranged in close contact with each other.
- the tube body 2 is made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP).
- CFRP carbon fiber reinforced plastic
- the reinforcing fibers used for the fiber-reinforced plastic in the present invention are not limited to carbon fibers, and may be glass fibers or aramid fibers.
- the tubular body 2 includes a main body 110, a first connecting portion 120 arranged on the front side of the main body 110, a second connecting portion 130 arranged on the rear side of the main body 110, The inclined portion 140 is located between the main body portion 110 and the second connection portion 130.
- the stub yoke 3 is connected to the first connecting portion 120 as described above.
- the stub shaft 50 of a constant velocity joint, for example, is connected to the second connecting portion 130.
- the outer diameter of the main body portion 110 is reduced from the central portion 113 toward both ends (front end portion (other end portion) 111 and rear end portion (one end portion) 112). Is larger than the outer diameter of both ends (front end (other end) 111 and rear end (one end) 112). That is, when the main body 110 is cut along the axis O1, the cross-sectional shape of the outer peripheral surface of the main body 110 is an arc shape that draws a gentle curve and projects outward. Therefore, the outer shape of the main body 110 has a barrel shape in which the central portion 113 bulges outward in the radial direction.
- the plate thickness of the main body part 110 becomes thinner from both end parts (front end part (other end part) 111 and rear end part (one end part) 112) toward the central part 113. Is formed thinner than the plate thickness of both end portions (front end portion (other end portion) 111 and rear end portion (one end portion) 112).
- the outer diameter of the inclined portion 140 gradually decreases from the main body 110 side toward the second connecting portion 130 side, and has a truncated cone shape.
- the plate thickness of the inclined portion 140 gradually decreases from the end portion on the second connection portion 130 side (rear side) toward the end portion on the main body 110 side (front side). For this reason, the plate thickness of the front end portion of the inclined portion 140 is the thinnest and constitutes a weak portion. From the above, when the vehicle collides with the power transmission shaft 1 from the front and a collision load is input, a shearing force acts on the inclined portion 140 inclined with respect to the axis O1.
- the front end portion (fragile portion) of the inclined portion 140 is damaged. Therefore, at the time of a vehicle collision, the engine and the transmission mounted on the front portion of the vehicle body quickly move backward, and the collision energy is absorbed by the front portion of the vehicle body.
- the stub yoke 3 is a metal member that constitutes the cardan joint 4.
- the stub yoke 3 is connected by abutting against the edge of the first connecting portion 120 and the connecting portion 5 connected to the inside of the first connecting portion 120 of the tubular body 2, the pair of arm portions 6 supporting the cross (cross shaft). It has a large-diameter stopper portion 7 that determines the connection dimension of the portion 5.
- the connecting portion 5 has a tubular shape with an open front end side for connection.
- the first connecting portion 120 and the connecting portion 5 of the stub yoke 3 are engaged with each other in the circumferential direction around the axis O1 via the elastic member 8 to transmit the power to the tubular body 2, and the power transmitting portion 9 in the circumferential direction.
- a centering portion 10 that is fitted along the surface to center the pipe 2 and the connecting portion 5 is formed.
- the power transmission unit 9 is composed of polygonal portions 11 and 12 formed on the inner peripheral surface of the first connecting portion 120 and the outer peripheral surface of the connecting portion 5, respectively, and an elastic member 8 having an annular polygonal shape. ..
- the polygonal portion 11 formed on the inner peripheral surface of the end portion of the first connecting portion 120 has a hexagonal shape when viewed in the direction of the axis O1, and the polygonal portion 12 of the elastic member 8 and the stub yoke 3 is formed. Also has a hexagonal shape following the polygonal portion 11.
- the elastic member 8 is a member having a predetermined elasticity formed of, for example, a rubber material, and is arranged between the polygonal portions 11 and 12 in a state of being compressed in the radial direction so that the tube body 2 and the stub yoke 3 are in close contact with each other. There is.
- the elastic member 8 has a vibration damping function of damping the vibration transmitted between the tube body 2 and the stub yoke 3, and a waterproof function of preventing water, dust and the like from entering the inside of the tube body 2.
- the power transmission unit 9 is not limited to a polygonal shape as long as it engages in the circumferential direction around the axis O1, and may be, for example, a star-shaped polygonal shape or an elliptical shape.
- the centering portion 10 is formed closer to the axial center of the tubular body 2 than the power transmission portion 9.
- the centering portion 10 includes a circular portion 13 formed in a circular shape around the axis O1 closer to the center in the axial direction of the tubular body 2 than the polygonal portion 11 on the inner peripheral surface of the tubular body 2, and a connecting portion 5 of the stub yoke 3.
- On the outer peripheral surface it is formed in a circular shape around the axis O1 closer to the axial center of the tubular body 2 than the polygonal portion 12, and has a circular portion 14 having an outer diameter that can be fitted into the circular portion 13.
- the elastic member 8 is vulcanized and adhered to the tube body 2 and the stub yoke 3, or provided by a separate caulking means.
- the present invention is not particularly limited.
- the power transmission shaft 1 of the first embodiment in addition to the power transmission portion 9, by forming the centering portion 10 that fits on the surface along the circumferential direction, the molding accuracy and the mounting accuracy of the elastic member 8 Regardless, the accuracy of centering the tube body 2 and the stub yoke 3 is improved, and the balance quality around the axis O1 of the power transmission shaft 1 is improved.
- the power transmission portion 9 has polygonal portions 11 and 12 formed on the inner peripheral surface of the first connecting portion 120 of the tubular body 2 and the outer peripheral surface of the stub yoke 3, respectively, and a polygonal elastic member. 8 and. According to this, torque is transmitted between the tubular body 2 and the stub yoke 3 by the polygonal portion 11 and the polygonal portion 12 which are the surfaces intersecting with the circumferential direction although the elastic member 8 is interposed. It is carried out by the pressing force generated during.
- the end portion of the tubular body and the connection portion of the stub yoke are circular and a circular elastic member is interposed between the two, torque is transmitted only by the shearing force of the elastic member, so when a large torque is applied, A large bonding area was required for the elastic member. Therefore, the connecting portion between the tubular body and the stub yoke becomes large in size, which may increase the molding cost or increase the weight.
- the shearing force of the elastic member 8 required for torque transmission can be low. Therefore, the elastic member 8 can be miniaturized and the cost can be reduced to such an extent that the vibration-proof function and the waterproof function can be ensured without paying much attention to the torque transmission function.
- the centering portion 10 is formed closer to the axial center of the pipe body 2 than the power transmission portion 9, so that the shapes of the pipe body 2 and the stub yoke 3 are simplified. Can be realized.
- the central portion 113 of the main body 110 where bending stress is easily concentrated has a large outer diameter and has a predetermined bending strength.
- both end portions (front end portion (other end portion) 111 and rear end portion (one end portion) 112) of the main body portion 110 in which bending stress is hard to concentrate are lightened by forming the outer diameters to be small.
- the weight is reduced due to the thin plate thickness. Therefore, the power transmission shaft 1 is lightened while ensuring a predetermined bending rigidity of the central portion 113, and the bending primary resonance point is improved.
- the power transmission shaft 21 of the second embodiment has a tubular body 2 having an axis O1 as a central axis, a stub yoke 3 connected to the inside of the first connecting portion 120 of the tubular body 2, and a first connecting portion 120 of the tubular body 2. And an elastic member 8 arranged so as to closely contact the inner side of the stub and the stub yoke 3.
- the tube body 2 is made of carbon fiber reinforced plastic (CFRP).
- the main body 110 of the tubular body 2 of the second embodiment goes from the central portion 113 to both ends (front end (other end) 111 and rear end (one end) 112). Along with this, a barrel-shaped portion (barrel-shaped portion) whose outer diameter is reduced in diameter is formed.
- the stub yoke 3 is connected by abutting against the edge of the first connecting portion 120 and the connecting portion 5 connected to the inside of the first connecting portion 120 of the tubular body 2, the pair of arm portions 6 supporting the cross (cross shaft). It has a large-diameter stopper portion 7 that determines the connection dimension of the portion 5.
- the first connecting portion 120 and the connecting portion 5 of the stub yoke 3 are engaged with each other through the elastic member 8 in the circumferential direction around the axis O1 to transmit the power to the tubular body 2, and the power transmitting portion 22 in the circumferential direction.
- a centering portion 23 that is fitted on the surface along the center of the pipe 2 and the connecting portion 5 is formed.
- the power transmission unit 22 is composed of polygonal portions 24 and 25 formed on the inner peripheral surface of the first connecting portion 120 and the outer peripheral surface of the connecting portion 5, respectively, and the polygonal elastic member 8.
- the polygonal portion 24 formed on the inner peripheral surface of the end portion of the tubular body 2 has a hexagonal shape when viewed in the direction of the axis O1
- the polygonal portion 25 of the elastic member 8 and the stub yoke 3 also includes It has a hexagonal shape that follows the polygonal portion 24.
- the power transmission portion 22 is not limited to a polygonal shape as long as it engages in the circumferential direction around the axis O1, and may be, for example, a star-shaped polygonal shape or an elliptical shape.
- the centering portion 23 is formed closer to the front end of the tubular body 2 than the power transmission portion 22.
- the centering portion 23 includes a circular portion 26 formed in a circular shape around the axis O1 closer to the front end of the first connecting portion 120 than the polygonal portion 24 on the inner peripheral surface of the tubular body 2, and a connecting portion 5 of the stub yoke 3.
- the outer peripheral surface is formed in a circular shape around the axis O1 on the front side of the polygonal portion 25 and has a circular portion 27 having an outer diameter that can be fitted into the circular portion 26.
- the centering portion 23 that is fitted in the surface along the circumferential direction is formed separately from the power transmission portion 22, so that the molding accuracy and the mounting accuracy of the elastic member 8 can be improved. Regardless, the accuracy of centering the pipe body 2 and the stub yoke 3 is improved, and the balance quality around the axis O1 of the power transmission shaft 1 is improved.
- the shearing force of the elastic member 8 required for torque transmission can be low. Therefore, the elastic member 8 can be miniaturized and the cost can be reduced to such an extent that the vibration-proof function and the waterproof function can be ensured without paying much attention to the torque transmission function.
- the centering portion 23 is formed closer to the end portion of the pipe body 2 than the power transmission portion 22, so that the shapes of the pipe body 2 and the stub yoke 3 can be simplified.
- FIG. 1 A third embodiment will be described with reference to FIG.
- the main body portion 110 of the tubular body 2 moves from the central portion 113 toward both end portions (front end portion (other end portion) 111 and rear end portion (one end portion) 112).
- the main body 110 of the tubular body 2 has the rear end (one end). The outer diameter is uniform from 112 to the front end (the other end) 111.
- the tube body 2 having the axis O1 as the central axis and the first connection portion 120 of the tube body 2 are described.
- the stub yoke 3 is connected to the inside of the tub, and the elastic member 8 is disposed so as to closely contact the inside of the first connecting portion 120 of the tubular body 2 with the stub yoke 3.
- the tubular body 2 and the connecting portion 5 of the stub yoke 3 are fitted with a power transmission portion 9 that engages with the elastic member 8 in the circumferential direction around the axis O1 to transmit power and a surface along the circumferential direction.
- a centering portion 10 for centering the main body shaft 2 and the connecting portion 5 is formed.
- the power transmission portion 9 is composed of polygonal portions 11 and 12 formed on the inner peripheral surface of the tubular body 2 and the outer peripheral surface of the connection portion 5, respectively, and a polygonal elastic member 8.
- the centering portion 10 is formed closer to the axial center of the tubular body 2 than the power transmission portion 9.
- the centering portion 10 to be fitted with the surface along the circumferential direction is formed separately from the power transmission portion 9, so that the molding precision and the mounting precision of the elastic member 8 can be improved. Regardless, the accuracy of centering the pipe body 2 and the stub yoke 3 is improved, and the balance quality around the axis O1 of the power transmission shaft 1 is improved.
- the outer diameter of the main body 110 of the tubular body 2 is made uniform, so that the shape of the tubular body 2 can be simplified and the molding cost can be reduced.
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Abstract
動力伝達軸(1)は、軸線(O1)を中心とする管体(2)と、管体(2)の端部の内側に接続するスタブシャフト(3)と、管体(2)の端部の内側とスタブシャフト(3)とを密着して配される弾性部材(8)と、を備え、管体(2)およびスタブシャフト(3)に、弾性部材(8)を介して円周方向で係合し動力を伝達する動力伝達部(9)と、円周方向に沿う面で嵌合し芯出しをする芯出し部(10)と、が形成されている。
Description
本発明は、動力伝達軸に関する。
自動車のプロペラシャフト(動力伝達軸)は、車両の前後方向に延びて、原動機で発生し変速装置で減速された動力を終減速装置に伝達する。プロペラシャフトの従来例として、管体と、管体の端部に接続されるカルダンジョイントと、を備えたものが挙げられる。特許文献1,2には、管体の端部の内側に、弾性部材を介してカルダンジョイントのスタブヨークを接続する技術が記載されている。この技術では、円形の弾性部材が管体の内周面とスタブヨークの外周面とに加硫接着され、弾性部材に発生するせん断力によって管体とスタブヨークとの間でトルクが伝達される。
特許文献1,2の技術では、スタブヨークが弾性部材を介して管体に接続される構造のため、弾性部材の成型精度や取り付け精度によっては、管体とスタブヨークとの芯出し位置がずれて、プロペラシャフトの軸線回りのバランスが低下しやすい。さらに、弾性部材のせん断力でトルクを伝達するので、大きなトルクを伝える場合には大きな接着面積が必要となる。そのため、管体とスタブヨークとの接続部が大型化し、成型コストが高くなったり、重量が増加するおそれがある。また、円形の弾性部材を加硫接着することによっても成型コストが高くなる。
本発明は、以上のような問題を解決するために行われたものであり、その目的は、管体と、管体の端部に接続する連結部材との芯出しの精度を上げることにより、動力伝達軸の軸線回りのバランス品質を向上させることにある。
前記課題を解決するため、本発明に係る動力伝達軸は、軸線を中心とする管体と、前記管体の端部の内側に接続する連結部材と、前記管体の端部の内側と前記連結部材とを密着して配される弾性部材と、を備え、前記管体および前記連結部材に、前記弾性部材を介して円周方向で係合し動力を伝達する動力伝達部と、円周方向に沿う面で嵌合し芯出しをする芯出し部と、が形成されている。
本発明の動力伝達軸によれば、動力伝達部とは別に、円周方向に沿う面で嵌合する芯出し部を形成したことにより、弾性部材の成型精度や取り付け精度に拘わらず、管体と連結部材との芯出しの精度が上がり、動力伝達軸の軸線回りのバランス品質が向上する。
各実施形態の動力伝達軸について図面を参照しながら説明する。各実施形態では、本発明の動力伝達軸を、FF(Front-engine Front-drive)ベースの四輪駆動車に搭載されるプロペラシャフトに適用した例を挙げる。また、各実施形態で共通する技術的要素には、共通の符号を付し、重複説明は省略する。
[第一実施形態]
図1ないし図3を参照して第一実施形態を説明する。動力伝達軸1は、軸線O1を中心軸とする管体2と、管体2の後述する第一接続部120の内側に接続する連結部材としてのスタブヨーク3と、管体2の第一接続部120の内側とスタブヨーク3とを密着して配される弾性部材8と、を備えている。管体2は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)で形成されている。本発明において繊維強化プラスチックに使用される強化繊維は、炭素繊維に限られず、ガラス繊維やアラミド繊維であってもよい。
図1ないし図3を参照して第一実施形態を説明する。動力伝達軸1は、軸線O1を中心軸とする管体2と、管体2の後述する第一接続部120の内側に接続する連結部材としてのスタブヨーク3と、管体2の第一接続部120の内側とスタブヨーク3とを密着して配される弾性部材8と、を備えている。管体2は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)で形成されている。本発明において繊維強化プラスチックに使用される強化繊維は、炭素繊維に限られず、ガラス繊維やアラミド繊維であってもよい。
管体2は、図3に示すように、本体部110と、本体部110の前側に配置された第一接続部120と、本体部110の後側に配置された第二接続部130と、本体部110と第二接続部130との間に位置する傾斜部140と、を備えている。第一接続部120には、前記したようにスタブヨーク3が接続する。第二接続部130には、例えば等速ジョイントのスタブシャフト50が接続している。
本体部110の外径は、中央部113から両端部(前端部(他端部)111及び後端部(一端部)112)に向かうに連れて縮径しており、中央部113の外径は両端部(前端部(他端部)111及び後端部(一端部)112)の外径よりも大きい。つまり、軸線O1に沿って本体部110を切った場合には、本体部110の外周面の断面形状は、緩やかな曲線を描き、外側に向けて突出する円弧状となっている。よって、本体部110の外形は、中央部113が径方向外側に膨らんだ樽形状(バレル形状)となっている。また、本体部110の板厚は、両端部(前端部(他端部)111及び後端部(一端部)112)から中央部113に向うにしたがい薄くなっており、中央部113の板厚は、両端部(前端部(他端部)111及び後端部(一端部)112)の板厚よりも薄く形成されている。
傾斜部140の外径は、本体部110側から第二接続部130側に向かうにしたがい次第に縮径し、円錐台形状となっている。傾斜部140の板厚は、第二接続部130側(後側)の端部から本体部110側(前側)の端部に向かうに連れて漸次薄くなっている。このため、傾斜部140のうち前端部の板厚が最も薄く、脆弱部を構成している。以上から、動力伝達軸1に車両が前方から衝突されて衝突荷重が入力すると、軸線O1に対して傾斜する傾斜部140にせん断力が作用する。そして、傾斜部140に作用するせん断力が所定値を超えると、傾斜部140の前端部(脆弱部)が破損する。このため、車両衝突時、車体の前部に搭載されたエンジンや変速機は速やかに後退し、衝突エネルギーは車体の前部により吸収される。
スタブヨーク3は、カルダンジョイント4を構成する金属製の部材である。スタブヨーク3は、管体2の第一接続部120の内側に接続する接続部5と、クロス(十字軸)を支承する一対のアーム部6と、第一接続部120の縁に突き当たることで接続部5の接続寸法を決定する大径のストッパ部7とを備えている。接続部5は、図1から判るように、接続する先端側が開口した筒形状を呈している。
第一接続部120とスタブヨーク3の接続部5には、弾性部材8を介して軸線O1回りの円周方向で係合し動力を管体2に伝達する動力伝達部9と、円周方向に沿う面で嵌合し管体2と接続部5との芯出しをする芯出し部10と、が形成されている。
動力伝達部9は、第一接続部120の内周面と接続部5の外周面にそれぞれ形成された多角形部11,12と、環状で多角形状の弾性部材8と、で構成されている。本実施形態では、第一接続部120の端部の内周面に形成された多角形部11は、軸線O1方向視で六角形状を呈しており、弾性部材8とスタブヨーク3の多角形部12も、多角形部11に倣った六角形状を呈している。弾性部材8を挟んで多角形部11,12同士が係合することで、両者間で回転の動力が伝達され、管体2とスタブヨーク3とが一体に回転する。
弾性部材8は、例えばゴム材料で成形された所定の弾性を有する部材であり、多角形部11,12間に径方向に圧縮された状態で管体2とスタブヨーク3を密着して配置されている。弾性部材8は、管体2とスタブヨーク3との間に伝達される振動を減衰する防振機能と、水や塵埃等が管体2の内部に浸入するのを防ぐ防水機能を有する。
動力伝達部9としては、軸線O1回りの円周方向で係合するものであれば、多角形に限定されず、例えば星型多角形や楕円形等であってもよい。
芯出し部10は、動力伝達部9よりも管体2の軸方向中央寄りに形成されている。芯出し部10は、管体2の内周面において多角形部11よりも管体2の軸方向中央寄りで軸線O1回りに円形に形成された円形部13と、スタブヨーク3の接続部5の外周面において多角形部12よりも管体2の軸方向中央寄りで軸線O1回りに円形に形成され、円形部13に嵌合可能な外径の円形部14と、で構成されている。
なお、管体2からのスタブヨーク3の抜け止め手段については、特に設けない場合の他に、弾性部材8を管体2、スタブヨーク3に加硫接着したり、別途の加締め手段等によって設けてもよく、本発明では特に限定されるものではない。
第一実施形態の動力伝達軸1によれば、動力伝達部9とは別に、円周方向に沿う面で嵌合する芯出し部10を形成したことにより、弾性部材8の成型精度や取り付け精度に拘わらず、管体2とスタブヨーク3との芯出しの精度が上がり、動力伝達軸1の軸線O1回りのバランス品質が向上する。
動力伝達軸1は、動力伝達部9が、管体2の第一接続部120の内周面とスタブヨーク3の外周面とにそれぞれ形成された多角形部11,12と、多角形状の弾性部材8と、で構成されている。これによれば、管体2とスタブヨーク3との間でのトルクの伝達は、弾性部材8が介在するものの、円周方向に対して交差した面である多角形部11と多角形部12との間に生じる押圧力によって行われる。
管体の端部とスタブヨークの接続部とを円形にし、両者の間に円形の弾性部材を介在させた従来技術では、弾性部材のせん断力のみでトルクを伝えるため、大きなトルクがかかる場合には弾性部材に大きな接着面積が必要であった。そのため、管体とスタブヨークとの接続部が大型化し、成型コストが高くなったり、重量が増加するおそれがあった。これに対して、本実施形態の動力伝達軸1によれば、トルクの伝達に必要な弾性部材8のせん断力は低くて済む。したがって、トルク伝達機能についてはさほど考慮することなく、防振機能と防水機能を確保可能な程度に弾性部材8の小型化や低コスト化が可能となる。
また、第一実施形態の動力伝達軸1によれば、芯出し部10を動力伝達部9よりも管体2の軸方向中央寄りに形成したことにより、管体2およびスタブヨーク3の形状の簡略化を図れる。
さらに、第一実施形態の動力伝達軸1では、曲げ応力が集中し易い本体部110の中央部113は、外径が大径に形成され、所定の曲げ強度を有している。一方で、曲げ応力が集中し難い本体部110の両端部(前端部(他端部)111及び後端部(一端部)112)は、外径が小径に形成されることで軽量化されている。本体部110の中央部113においても、板厚が薄くなっていることで軽量化されている。よって、動力伝達軸1は、中央部113の所定の曲げ剛性を確保しつつ軽量化がなされ、曲げ一次共振点が向上する。
[第二実施形態]
図4および図5を参照して第二実施形態を説明する。第二実施形態の動力伝達軸21は、軸線O1を中心軸とする管体2と、管体2の第一接続部120の内側に接続するスタブヨーク3と、管体2の第一接続部120の内側とスタブヨーク3とを密着して配される弾性部材8と、を備えている。管体2は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)で形成されている。第二実施形態の管体2の本体部110も、第一実施形態と同様に、中央部113から両端部(前端部(他端部)111及び後端部(一端部)112)に向かうに連れて外径が縮径する樽形状部(バレル形状部)を構成している。
図4および図5を参照して第二実施形態を説明する。第二実施形態の動力伝達軸21は、軸線O1を中心軸とする管体2と、管体2の第一接続部120の内側に接続するスタブヨーク3と、管体2の第一接続部120の内側とスタブヨーク3とを密着して配される弾性部材8と、を備えている。管体2は、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)で形成されている。第二実施形態の管体2の本体部110も、第一実施形態と同様に、中央部113から両端部(前端部(他端部)111及び後端部(一端部)112)に向かうに連れて外径が縮径する樽形状部(バレル形状部)を構成している。
スタブヨーク3は、管体2の第一接続部120の内側に接続する接続部5と、クロス(十字軸)を支承する一対のアーム部6と、第一接続部120の縁に突き当たることで接続部5の接続寸法を決定する大径のストッパ部7とを備えている。
第一接続部120とスタブヨーク3の接続部5には、弾性部材8を介して軸線O1回りの円周方向で係合し動力を管体2に伝達する動力伝達部22と、円周方向に沿う面で嵌合し管体2と接続部5との芯出しをする芯出し部23と、が形成されている。
動力伝達部22は、第一接続部120の内周面と接続部5の外周面にそれぞれ形成された多角形部24,25と、多角形状の弾性部材8と、で構成されている。本実施形態も、管体2の端部の内周面に形成された多角形部24は、軸線O1方向視で六角形状を呈しており、弾性部材8とスタブヨーク3の多角形部25も、多角形部24に倣った六角形状を呈している。弾性部材8を挟んで多角形部24,25同士が係合することで、両者間で回転の動力が伝達され、管体2とスタブヨーク3とが一体に回転する。動力伝達部22としては、軸線O1回りの円周方向で係合するものであれば、多角形に限定されず、例えば星型多角形や楕円形等であってもよい。
一方、第二実施形態の動力伝達軸21は、芯出し部23が、動力伝達部22よりも管体2の前端寄りに形成されている。芯出し部23は、管体2の内周面において多角形部24よりも第一接続部120の前端寄りで軸線O1回りに円形に形成された円形部26と、スタブヨーク3の接続部5の外周面において多角形部25よりも前側で軸線O1回りに円形に形成され、円形部26に嵌合可能な外径の円形部27と、で構成されている。
第二実施形態の動力伝達軸21によっても、動力伝達部22とは別に、円周方向に沿う面で嵌合する芯出し部23を形成したことにより、弾性部材8の成型精度や取り付け精度に拘わらず、管体2とスタブヨーク3との芯出しの精度が上がり、動力伝達軸1の軸線O1回りのバランス品質が向上する。
また、動力伝達軸21によれば、トルクの伝達に必要な弾性部材8のせん断力は低くて済む。したがって、トルク伝達機能についてはさほど考慮することなく、防振機能と防水機能を確保可能な程度に弾性部材8の小型化や低コスト化が可能となる。
さらに、動力伝達軸21によれば、芯出し部23を動力伝達部22よりも管体2の端部寄りに形成したことにより、管体2およびスタブヨーク3の形状の簡略化を図れる。
[第三実施形態]
図6を参照して第三実施形態を説明する。第一実施形態の動力伝達軸1では、管体2の本体部110が、中央部113から両端部(前端部(他端部)111及び後端部(一端部)112)に向かうに連れて外径が縮径する樽形状部(バレル形状部)を構成していたのに対し、第三実施形態の動力伝達軸31では、管体2の本体部110が、後端部(一端部)112から前端部(他端部)111まで外径が均一に構成されている。
図6を参照して第三実施形態を説明する。第一実施形態の動力伝達軸1では、管体2の本体部110が、中央部113から両端部(前端部(他端部)111及び後端部(一端部)112)に向かうに連れて外径が縮径する樽形状部(バレル形状部)を構成していたのに対し、第三実施形態の動力伝達軸31では、管体2の本体部110が、後端部(一端部)112から前端部(他端部)111まで外径が均一に構成されている。
その他の構成は、第一実施形態と同じである。すなわち、基本構成について図1、図2を参照して説明すれば、第三実施形態の動力伝達軸31は、軸線O1を中心軸とする管体2と、管体2の第一接続部120の内側に接続するスタブヨーク3と、管体2の第一接続部120の内側とスタブヨーク3とを密着して配される弾性部材8と、を備えている。管体2とスタブヨーク3の接続部5とには、弾性部材8を介して軸線O1回りの円周方向で係合し動力を伝達する動力伝達部9と、円周方向に沿う面で嵌合し本体軸2と接続部5との芯出しをする芯出し部10と、が形成されている。動力伝達部9は、管体2の内周面と接続部5の外周面とにそれぞれ形成された多角形部11,12と、多角形状の弾性部材8と、で構成されている。芯出し部10は、動力伝達部9よりも管体2の軸方向中央寄りに形成されている。
第三実施形態の動力伝達軸31によっても、動力伝達部9とは別に、円周方向に沿う面で嵌合する芯出し部10を形成したことにより、弾性部材8の成型精度や取り付け精度に拘わらず、管体2とスタブヨーク3との芯出しの精度が上がり、動力伝達軸1の軸線O1回りのバランス品質が向上する。
第三実施形態の動力伝達軸31によれば、管体2の本体部110の外径が均一に構成されていることにより、管体2の形状を簡素化でき、成型コストの低減を図れる。
1,21,31 動力伝達軸
2 管体
3 スタブヨーク(連結部材)
8 弾性部材
9,22 動力伝達部
10,23 芯出し部
11,12,24,25 多角形部
13,14,26,27 円形部
2 管体
3 スタブヨーク(連結部材)
8 弾性部材
9,22 動力伝達部
10,23 芯出し部
11,12,24,25 多角形部
13,14,26,27 円形部
Claims (6)
- 軸線を中心とする管体と、前記管体の端部の内側に接続する連結部材と、前記管体の端部の内側と前記連結部材とを密着して配される弾性部材と、を備え、
前記管体および前記連結部材に、前記弾性部材を介して円周方向で係合し動力を伝達する動力伝達部と、円周方向に沿う面で嵌合し芯出しをする芯出し部と、が形成されていることを特徴とする動力伝達軸。 - 前記動力伝達部は、前記管体の内周面と前記連結部材の外周面とにそれぞれ形成された多角形部と、環状の前記弾性部材と、で構成されていることを特徴とする請求項1に記載の動力伝達軸。
- 前記芯出し部は、前記動力伝達部よりも前記管体の軸方向中央寄りに形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の動力伝達軸。
- 前記芯出し部は、前記動力伝達部よりも前記管体の端部寄りに形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の動力伝達軸。
- 前記管体は、中央部から両端部に向かうに連れて外径が縮径し、外周面が前記両端部の一端部から他端部にかけて軸線方向に円弧状に形成された本体部を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の動力伝達軸。
- 前記管体は、一端部から他端部まで外径が均一な本体部を有することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の動力伝達軸。
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Citations (5)
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-
2019
- 2019-03-12 WO PCT/JP2019/010042 patent/WO2020174695A1/ja active Application Filing
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