(57)【要約】【課題】フランジ部が変形し難くかつ低コストで製造可能なフランジヨークを提供する。【解決手段】第１十字軸継手１０１を構成するフランジヨーク１であって、十字軸１２０を保持するヨーク部３０を有するヨーク部材１０と、ヨーク部材１０と別体であって、外部とボルト締結するためのボルト４０１が挿通するボルト孔６１が形成されたフランジ部６０を有するフランジ部材４０と、を備え、ヨーク部材１０及びフランジ部材４０はスプライン結合し、フランジ部材４０は、外周面に軸スプライン５１が形成された軸部５０を備え、ヨーク部材１０は、軸部５０が差し込まれ内周面に孔スプライン２２が形成された中空部２１を有し、外周面には周溝５２が形成されており、内周面には周溝２３が形成されており、周溝５２及び周溝２３に嵌合することで、ヨーク部材１０及びフランジ部材４０の軸方向相対位置を位置決めするリング７１を備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
十字軸継手を構成するフランジヨークであって、
十字軸を保持するヨーク部を有するヨーク部材と、
前記ヨーク部材と別体であって、外部とボルト締結するためのボルトが挿通するボルト孔が形成されたフランジ部を有するフランジ部材と、
を備え、
前記ヨーク部材及び前記フランジ部材はスプライン結合し、
前記ヨーク部材及び前記フランジ部材の一方は、外周面に軸スプラインが形成された軸部を備え、
前記ヨーク部材及び前記フランジ部材の他方は、前記軸部が差し込まれ内周面に孔スプラインが形成された孔を有し、
前記外周面には軸側凹部が形成されており、
前記内周面には孔側凹部が形成されており、
前記軸側凹部及び前記孔側凹部に嵌合することで、前記ヨーク部材及び前記フランジ部材の軸方向相対位置を位置決めする位置決め部材を備える
ことを特徴とするフランジヨーク。
【請求項２】
前記軸側凹部は、前記軸スプラインに形成された周方向に延びる軸側周溝であり、
前記孔側凹部は、前記孔スプラインに形成された周方向に延びる孔側周溝であり、
前記位置決め部材はリング状であり、
前記軸側周溝の深さと前記孔側周溝の深さとは異なり、
前記軸側周溝及び前記孔側周溝のうちの深い溝において、軸方向視で浅い溝と重なっていない部分に前記位置決め部材が縮径又は拡径することで収容された状態で、前記軸部と前記孔とは軸方向において相対的に移動可能であり、
前記軸側周溝及び前記孔側周溝が軸方向において一致した状態で、前記位置決め部材が拡径又は縮径することで前記軸側周溝及び前記孔側周溝の両方に嵌合する
ことを特徴とする請求項１に記載のフランジヨーク。
【請求項３】
前記位置決め部材は、前記軸側凹部及び前記孔側凹部に注入された樹脂が硬化することで形成されている
ことを特徴とする請求項１に記載のフランジヨーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フランジヨークに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＦベースの四輪駆動車（車両）には推進軸（プロペラシャフト、動力伝達軸）が搭載されている。推進軸は、前後方向に延びるように車両に搭載され、変速装置の出力する動力を終減速装置に伝達する装置である。推進軸の前端は、第１十字軸継手（第１自在継手）を介して変速機の出力軸に連結され、推進軸の後端は、第２十字軸継手（第２自在継手）を介して終減速装置の入力軸に連結される。
【０００３】
第１十字軸継手は、変速機の出力軸と一体であるコンパニオンフランジとボルト締結されるフランジヨークと、推進軸の前端に接合されたスタブヨークと、フランジヨーク及びスタブヨークを回動自在に連結する十字軸と、を備えて構成されている。第２十字軸継手は第１十字軸継手と同様の構成である。
【０００４】
ここで、フランジヨークのボルト孔の仕様（孔径、ＰＣＤ等）は、コンパニオンフランジのボルト孔の仕様と一致させる必要があるので、従来、複数種類のフランジヨークを準備する必要があった。すなわち、複数種類のフランジヨークを準備する必要があるため、第１十字軸継手、推進軸の生産性が低下する一要因となっていた。
【０００５】
そこで、特許文献１では、フランジヨークを、十字軸を保持するヨーク部材と、コンパニオンフランジと締結するフランジ部材との分割構成とし、ヨーク部材を共通部品とし、コンパニオンフランジに対応してフランジ部材のみを変更している。そして、ヨーク部材とフランジ部材とを溶接して一体化とし、両部材間において、周方向、軸方向にずれないようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３７９７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、特許文献１では、ヨーク部材とフランジ部材とを溶接するため、溶接熱によりフランジ部が変形する虞がある。また、溶接に手間を要するため製造コストが高くなってしまう。
【０００８】
そこで、本発明は、フランジ部が変形し難くかつ低コストで製造可能なフランジヨークを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題を解決するための手段として、本発明は、十字軸継手を構成するフランジヨークであって、十字軸を保持するヨーク部を有するヨーク部材と、前記ヨーク部材と別体であって、外部とボルト締結するためのボルトが挿通するボルト孔が形成されたフランジ部を有するフランジ部材と、を備え、前記ヨーク部材及び前記フランジ部材はスプライン結合し、前記ヨーク部材及び前記フランジ部材の一方は、外周面に軸スプラインが形成された軸部を備え、前記ヨーク部材及び前記フランジ部材の他方は、前記軸部が差し込まれ内周面に孔スプラインが形成された孔を有し、前記外周面には軸側凹部が形成されており、前記内周面には孔側凹部が形成されており、前記軸側凹部及び前記孔側凹部に嵌合することで、前記ヨーク部材及び前記フランジ部材の軸方向相対位置を位置決めする位置決め部材を備えることを特徴とするフランジヨークである。
【００１０】
このような構成によれば、位置決め部材が、軸側凹部及び孔側凹部に嵌合することで、ヨーク部材及びフランジ部材の軸方向相対位置が位置決めされる。すなわち、ヨーク部材とフランジ部材とを溶接しないので、溶接熱によりフランジ部は変形せず、また、溶接のための手間や製造コストが発生することもない。
【００１１】
また、フランジヨークにおいて、前記軸側凹部は、前記軸スプラインに形成された周方向に延びる軸側周溝であり、前記孔側凹部は、前記孔スプラインに形成された周方向に延びる孔側周溝であり、前記位置決め部材はリング状であり、前記軸側周溝の深さと前記孔側周溝の深さとは異なり、前記軸側周溝及び前記孔側周溝のうちの深い溝において、軸方向視で浅い溝と重なっていない部分に前記位置決め部材が縮径又は拡径することで収容された状態で、前記軸部と前記孔とは軸方向において相対的に移動可能であり、前記軸側周溝及び前記孔側周溝が軸方向において一致した状態で、前記位置決め部材が拡径又は縮径することで前記軸側周溝及び前記孔側周溝の両方に嵌合することが好ましい。
【００１２】
このような構成によれば、軸側周溝及び孔側周溝のうちの深い溝において、軸方向視で浅い溝と重なっていない部分に位置決め部材が縮径又は拡径することで収容された状態で、前部と孔とは軸方向において相対的に移動可能となる。
一方、軸側周溝及び孔側周溝が軸方向において一致した状態で、位置決め部材が拡径又は縮径することで軸側周溝及び孔側周溝の両方に嵌合することより、ヨーク部材及びフランジ部材の軸方向相対位置が位置決めされる。
【００１３】
また、フランジヨークにおいて、前記位置決め部材は、前記軸側凹部及び前記孔側凹部に注入された樹脂が硬化することで形成されていることが好ましい。
【００１４】
このような構成によれば、前記軸側凹部及び前記孔側凹部に樹脂を注入し、これを硬化することで、位置決め部材を容易に形成できる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、フランジ部が変形し難くかつ低コストで製造可能なフランジヨークを提供することを課題とする。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係る推進軸の平面図である。
【図２】本実施形態に係る十字軸継手の平面図である。
【図３】本実施形態に係るフランジヨークの縦断面図である。
【図４】本実施形態に係るフランジヨークの縦断面図の拡大図である。
【図５】本実施形態に係るヨーク部材の縦断面図である。
【図６】本実施形態に係るフランジ部材の縦断面図である。
【図７】本実施形態に係るフランジヨークの分解斜視図である。
【図８】本実施形態に係るフランジヨークの縦断面図であって、組み立て中を示している。
【図９】本実施形態に係るフランジヨークの縦断面図の拡大図であって、組み立て中を示している。
【図１０】変形例に係るフランジヨークの分解斜視図である。
【図１１】変形例に係るフランジヨークの縦断面図の拡大図であり、樹脂の注入前を示している。
【図１２】変形例に係るフランジヨークの縦断面図の拡大図であり、樹脂の注入後を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の一実施形態について、図１〜図９を参照して説明する。
【００１８】
≪推進軸の構成≫
本実施形態に係る推進軸２００（プロペラシャフト）は、ＦＦベースの四輪駆動車（車両）に搭載されており、車両の前側に配置された変速装置（図示しない）の出力する動力を、車両の後側に配置された終減速装置（図示しない）に伝達させる動力伝達軸であり、前後方向かつ水平方向で延びている。変速装置は車両の前側のボンネット下に配置された内燃機関（原動機）が出力する動力を変速するものである。
【００１９】
推進軸２００は、２ピース構造（２分割構造）を有しており、前側の第１軸２１１と、後側の第２軸２１２と、第１軸２１１の後端部及び第２軸２１２の前端部を連結する等速ジョイント２２０と、推進軸２００の前後方向中間で推進軸２００を車体に対して回転自在で支持する中間軸受ユニット２３０と、前側の第１十字軸継手１０１（十字軸ジョイント）と、後側の第２十字軸継手１０２と、を備えている。等速ジョイント２２０は、例えば、トリポート型、ダブルオフセット型、レブロ型、バーフィールド型で構成されている。
この他、推進軸２００が等速ジョイント２２０を備えず、第１軸２１１と第２軸２１２が十字軸ジョイントで連結された構成でもよい。
【００２０】
第１十字軸継手１０１は、変速装置の出力軸と一体であるコンパニオンフランジ３１０（図２参照）と、第１軸２１１の前端部とを連結するジョイントである。第２十字軸継手１０２は、第２軸２１２の後端部と、終減速装置の入力軸と一体であるコンパニオンフランジ３２０とを連結するジョイントである。第１十字軸継手１０１及び第２十字軸継手１０２は同様の構成であるので、以下、第１十字軸継手１０１について説明する。
【００２１】
≪第１十字軸継手≫
第１十字軸継手１０１は、図２に示すように、フランジヨーク１（第１ヨーク）と、スタブヨーク１１０（第２ヨーク）と、十字軸１２０（スパイダー）と、ニードルローラーベアリング１３０（軸受）と、を備えている。
【００２２】
＜スタブヨーク＞
スタブヨーク１１０は、鍛造品であって、第１軸２１１の前端に固定された円筒状を呈する円筒部１１１と、円筒部１１１の前側において平断面視で横Ｕ字形を呈するヨーク１１２と、を備えている。ヨーク１１２を構成する一対のヨーク部１１３、１１３（アーム部）には、十字軸１２０が装着される装着孔１１３ａが形成されている。
【００２３】
＜十字軸＞
十字軸１２０は、前後方向視において十字形を呈しており、径方向外向きに延びる４本の軸部１２１を備えている。４本の軸部１２１は、円柱状を呈し、周方向において等間隔（９０°間隔）で配置されている。第１直径線上に配置された一対の軸部１２１は、ニードルローラーベアリング１３０を介して、スタブヨーク１１０の装着孔１１３ａに装着されている。第１直径線と直交する第２直径線上に配置された一対の軸部１２１は、フランジヨーク１の後記する装着孔３１に装着されている。
【００２４】
＜ニードルローラーベアリング＞
ニードルローラーベアリング１３０は、軸部１２１と、スタブヨーク１１０のヨーク部１１３またはフランジヨーク１のヨーク部３０との間に介装され、軸部１２１とヨーク部１１３またはヨーク部３０とを相対的に揺動（回動）自在にするラジアル軸受である。
【００２５】
＜フランジヨークの構成＞
フランジヨーク１は、ヨーク部材１０と、これと別体であるフランジ部材４０と、リング７１と、リング７１（位置決め部材）と、を備えている。すなわち、フランジヨーク１は、独立した部材であるヨーク部材１０とフランジ部材４０とがスプライン結合し、リング７１で軸方向において位置決めされることで構成されている。
【００２６】
＜ヨーク部材＞
ヨーク部材１０は、鍛造品であって、縦断面視において、略横Ｕ字形を呈している（図３、図５参照）。ヨーク部材１０は、胴体部２０（基部）と、胴体部２０の後端から後方に延びる２本のヨーク部３０（アーム部）と、を備えている。
【００２７】
＜ヨーク部材−胴体部＞
胴体部２０は、円筒状を呈しており、その中空部２１（孔）に後記する軸部５０が差し込まれ、軸部５０とスプライン結合する部分である。中空部２１の内周面には、内周面が凸凹して成り軸方向に延びる孔スプライン２２が形成されている。
【００２８】
孔スプライン２２の後寄り位置に、全周方向に延びる溝状の周溝２３（孔側凹部）が形成されている。周溝２３の深さＤ２３は、孔スプライン２２の深さＤ２２よりも深く形成されている（Ｄ２３＞Ｄ２２、図４参照）。
【００２９】
周溝２３の前側側面２４は、径方向外側に向かうにつれて溝幅Ｗ２３が狭くなるように、傾斜している。これにより、軸方向において、そのばね力により拡径しようとする（開こうとする）リング７１と、周溝２３との間に隙間が形成され難く、ヨーク部材１０とリング７１とが軸方向においてガタつき難くなっている。なお、前側側面２４に代えて又は加えて、後側側面２５も傾斜する構成としてもよい。
【００３０】
胴体部２０の前側端面は、後側に向かうにつれて２段階で縮径するテーパ面２９となっている（図３、図５参照）。これにより、フランジヨーク１の組み立て時、ばね力を有するリング７１をテーパ面２９に沿って縮径し易くなっている。ただし、１段階で縮径するテーパ面２９、３段階以上で縮径するテーパ面２９でもよい。
【００３１】
＜ヨーク部材−ヨーク部＞
各ヨーク部３０は、胴体部２０の後端から後方に延びる板状片であり、十字軸１２０を保持する部分である。ヨーク部３０には、十字軸１２０の軸部１２１が装着される装着孔３１が形成されている。
【００３２】
＜フランジ部材＞
フランジ部材４０は、鍛造品であって、縦断面視において、中心部分が後方に突出した略ハット状を呈している（図３、図６参照）。フランジ部材４０は、軸部５０と、軸部５０の前端から径方向外向きに延びるフランジ部６０と、を備えている。
【００３３】
＜フランジ部材−軸部＞
軸部５０は、円柱状を呈しており、胴体部２０内に差し込まれる部分である。軸部５０の外周面には、外周面が凸凹して成り軸方向に延びる軸スプライン５１が形成されている。
【００３４】
軸スプライン５１の後寄り位置に、全周方向に延びる溝状の周溝５２（軸側凹部）が形成されている（図８、図９参照）。周溝５２の深さＤ５２は、軸スプライン５１の深さＤ５１よりも深く形成され（Ｄ５２＞Ｄ５１）、本実施形態では２倍程度となっている（Ｄ６２≒２×Ｄ６１）。
【００３５】
そして、周溝５２の底側半分は、ヨーク部材１０及びフランジ部材４０の組み立て時に縮径したリング７１を収容する収容部５３を構成している。すなわち、周溝５２の深さＤ５２は、周溝２３の深さＤ２３よりも深く形成されている（Ｄ５２＞Ｄ５３）。深い方である周溝５２において、軸方向視で浅い溝である周溝２３と重なっていない部分の収容部５３にリング７１が縮径することで収容されるようになっている。そして、このように収容されると、軸部５０と胴体部２０（中空部２１）とは軸方向において相対的に移動可能となる。
【００３６】
周溝５２の後側側面５５は、径方向内側に向かうにつれて溝幅Ｗ５２が狭くなるように、傾斜している。このように、後側側面５５及び前記した前側側面２４が傾斜しているので、フランジ部材４０及びヨーク部材１０が相対的に遠ざかる方向に移動すると、リング７１が後側側面５５及び前側側面２４に摺接しながら拡径する。これにより、相対移動のエネルギがリング７１を拡径することで消費され、フランジ部材４０及びヨーク部材１０の移動速度が小さくなる。したがって、フランジ部材４０又はヨーク部材１０とリング７１との間における衝突音が小さくなる。
また、縦断面視において、後側側面５５は、前記した前側側面２４と略平行である。なお、後側側面５５に代えて又は加えて、前側側面５４も傾斜する構成としてもよい。
【００３７】
＜フランジ部材−フランジ部＞
フランジ部６０は、ボルト４０１及びナット４０２によって、コンパニオンフランジ３１０のフランジ部３１１と締結される部分であり、軸方向視において略正四角形を呈している。フランジ部６０の各角部には、ボルト４０１が挿通するボルト孔６１が形成されている。フランジ部６０の前面には前方に突出し軸方向視においてリング状を呈する突条６２が形成されている。
【００３８】
なお、コンパニオンフランジ３１０は、フランジ部６０と締結されるリング状のフランジ部３１１と、フランジ部３１１と一体であって変速装置の出力軸に連結した円筒部３１２と、を備えている。フランジ部３１１のフランジヨーク１側（後面側）には、リング状の凹部３１３が形成されており、フランジ部６０との合わせ面は径方向内側が凹んだ段違い面となっている。凹部３１３には、前記した突条６２が内嵌しており、これにより、フランジ部６０とフランジ部３１１とが径方向において位置決めされるようになっている。
【００３９】
＜リング＞
リング７１は、ヨーク部材１０の周溝２３と、フランジ部材４０の周溝５２とに同時に嵌合することで、ヨーク部材１０及びフランジ部材４０の軸方向相対位置を位置決めする位置決め部材である。リング７１は、軸方向視においてＣ字形を呈しおり、断面円形を呈する金属製の線材をＣ字形に湾曲したものであり、ばね力を有している（図７参照）。
【００４０】
具体的には、フランジヨーク１の組み立て時、リング７１は、そのばね力に抗して縮径し、前記した収容部５３に収容されるようになっている（図８、図９参照）。すなわち、この状態において、リング７１はヨーク部材１０側の周溝２３には嵌入しておらず、これにより、ヨーク部材１０及びフランジ部材４０が軸方向において相対移動可能となっている。
【００４１】
一方、フランジヨーク１の組み立て後、リング７１は、そのばね力により拡径、つまり復帰して開き、ヨーク部材１０の周溝２３と、フランジ部材４０の周溝５２とに同時に嵌合するようになっている（図３、図４参照）。
【００４２】
＜フランジヨークの組み立て方法＞
フランジヨーク１の組み立て方法を説明する。
リング７１を縮径し、フランジ部材４０の収容部５３に収容する。そして、リング７１を収容部５３に収容したまま、軸部５０を胴体部２０の中空部２１に差し込む（図８、図９参照）。
【００４３】
軸方向において、ヨーク部材１０の周溝２３と、フランジ部材４０の周溝５２とが一致すると、リング７１が、そのばね力によって開いて拡径し、周溝２３及び周溝５２に同時に嵌合するようになっている（図３、図４参照）。そうすると、ヨーク部材１０及びフランジ部材４０の軸方向相対位置を位置決めされ、フランジ部材４０がヨーク部材１０から抜けないようになっている。
【００４４】
＜フランジヨークの効果＞
フランジヨーク１により得る効果を説明する。
ヨーク部材１０及びフランジ部材４０について、スプライン結合により周方向における相対移動を規制し、リング７１により軸方向における相対移動を規制する構成であるので、フランジ部６０が溶接熱等によって歪むことはなく、また、溶接等の作業も不要である。
【００４５】
フランジヨーク１を分解した状態で、つまり、フランジ部材４０をヨーク部材１０に組み付ける前の状態で、推進軸２００の回転バランスを修正（調整）できる。この場合において、バランス修正機側の共通の保持具をヨーク部材１０の孔スプライン２２に内嵌させることで、推進軸２００を回り止めできる。そして、保持具の組み替え作業も不要であり、推進軸２００の生産性が向上する。これに対して、フランジ部材４０のボルト孔６１に保持具を差し込み回り止めする場合、ボルト孔６１のＰＣＤ（Pitch Circle Diameter）に対応して複数の保持具が必要となる。
【００４６】
フランジヨーク１を分解した状態で、つまり、フランジ部材４０をヨーク部材１０に組み付ける前の状態で、推進軸２００を塗装できる。これにより、フランジ部６０のボルト孔６１周りのボルト座面のマスキングが不要となる。なお、フランジ部６０を含めてマスキングする場合、ボルト４０１の緩みを防止するため、ボルト孔６１周りのボルト座面のマスキングが必要である。
【００４７】
≪変形例≫
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、次のように変更してもよい。
【００４８】
図１０〜図１２に示すように、細長孔状のゲート２８を介して周溝２３及び周溝５２に注入された樹脂が硬化してなる樹脂製のリング７２が、リング７１が周溝２３及び周溝５２に同時に嵌合することで、ヨーク部材１０及びフランジ部材４０が軸方向において位置決めされる構成でもよい。
【００４９】
前記した実施形態では、ヨーク部材１０に孔スプライン２２、フランジ部材４０に軸スプライン５１が形成された構成としたが、その他に例えば、ヨーク部材１０に軸スプライン、フランジ部材４０に孔スプラインが形成された構成としてもよい。
【００５０】
前記した実施形態では、フランジ部材４０の周溝５２の深さＤ５２が、ヨーク部材１０の周溝２３の深さＤ２３よりも大きく（Ｄ５２＞Ｄ２３）、周溝５２の径方向内側（底側）の収容部５３にリング７１が収容されると、フランジ部材４０及びヨーク部材１０が軸方向において相対的に移動可能である構成を例示したが、その他に例えば、周溝２３が周溝５２よりも深い構成とし、周溝２３の径方向外側（底側）の収容部にリング７１が収容されると、フランジ部材４０及びヨーク部材１０が軸方向において相対的に移動可能である構成としてもよい。
なお、この構成の場合、縮径方向のばね力に抗してリング７１を拡径させ、リング７１が周溝２３の収容部に収容されるとフランジ部材４０及びヨーク部材１０が軸方向において相対的に移動可能となる。
【００５１】
前記した実施形態では、軸側凹部が周方向に延びる周溝５２であり、孔側凹部が周方向の延びる周溝２３である構成を例示したが、その他に例えば、単に穴でもよい。そして、この構成の場合、位置決め部材は径方向に延びる棒状のピンとなる。
【符号の説明】
【００５２】
１      フランジヨーク
１０    ヨーク部材
２０    胴体部
２１    中空部（孔）
２２    孔スプライン
２３    周溝（孔側凹部）
３０    ヨーク部
４０    フランジ部材
５０    軸部
５１    軸スプライン
５２    周溝（軸側凹部）
５３    収容部
６０    フランジ部
６１    ボルト孔
７１、７２  リング（位置決め部材）
１０１  第１十字軸継手
４０１  ボルト
Ｄ２２  孔スプライン２２の深さ
Ｄ２３  周溝２３の深さ
Ｄ５１  軸スプライン５１の深さ
Ｄ５２  周溝の深さ
Ｗ２３  周溝２３の幅
Ｗ５３  周溝５２の幅
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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