(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力伝達経路の一部を構成する動力伝達軸および該動力伝達軸を介して動力が入力される伝動装置を備える車両において、該動力伝達軸の外周を覆う状態で該伝動装置を非回転部材に取付けるための車両用トルクチューブであって、
軸心が前記車両の前後方向に配置される筒状のハブ部と、該筒状のハブ部において前記車両の後方側の一端から外周側に突き出して前記伝動装置に取付けられる取付部とを一体に有するフランジ部材と、
前記筒状のハブ部における前記車両の前方側の他端内に一端部が嵌め入れられた状態で、該筒状のハブ部の他端の端面に沿って溶接され、他端部において前記非回転部材に固定される管状部材とを、含み、
前記筒状のハブ部は、前記車両の幅方向側に位置する一対の車幅方向側部分と、前記車両の垂直方向側に位置する一対の垂直方向側部分とを一体に有し、
前記筒状のハブ部の他端の前記取付部からの突き出し寸法は、前記一対の垂直方向側部分よりも前記一対の車幅方向側部分が長くされていることを特徴とする車両用トルクチューブ。
【請求項２】
前記車両の前方側の端面のうちの前記垂直方向側部分に対応する部分は、前記車両の幅方向において該垂直方向側部分の中央部に向かうほど前記車両の後方側の前記取付部へ接近する凹曲面となるように形成されていることを特徴とする請求項１の車両用トルクチューブ。
【請求項３】
前記凹曲面のうち前記取付部へ最も接近する部分は、所定の曲率半径を有する円弧から形成されていることを特徴とする請求項２の車両用トルクチューブ。
【請求項４】
前記凹曲面のうち前記取付部へ最も接近する部分は、該取付部に平行な直線状部分から形成されていることを特徴とする請求項２の車両用トルクチューブ。
【請求項５】
前記動力伝達軸はプロペラシャフトであり、
前記伝動装置は、該プロペラシャフトから入力されたトルクを左右の駆動輪へ配分する差動歯車装置であり、
前記フランジ部材の取付部は、該差動歯車装置のケースに取付けられるものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１の車両用トルクチューブ。
【請求項６】
前記管状部材の他端部は、直接的又は間接的に車体に取付けられるものであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１の車両用トルクチューブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の動力伝達経路の一部を構成する動力伝達軸から動力が入力される伝動装置を非回転部材に固定するトルクチューブに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
車両の動力伝達経路の一部を構成する動力伝達軸およびその動力伝達軸から動力（トルク）が入力される伝動装置において、その動力伝達軸の外周を覆う状態でその伝動装置を非回転部材に取付けるためにその伝動装置に取付けられるトルクチューブが知られている。たとえば、特許文献１に記載されたものがそれである。
【特許文献１】特開２００６−１４３１３０号公報
【０００３】
上記トルクチューブは、駆動力、制動力、トルク反力を受け持つことにより、ドライブライン系(駆動軸、プロペラシャフト系)の振動を抑制する。また、アッパーコントロールアームが不要となり、低床化が可能となる。
【０００４】
このようなトルクチューブの一種に、（ａ）筒状のハブ部と、該ハブ部の一端から外周側に突き出して前記伝動装置に取付けられる取付部とを一体に有するフランジ部材と、（ｂ）前記ハブ部の他端に一端部が嵌め入れられた状態で、該ハブ部の他端の端面に沿って溶接され、他端部において前記非回転部材に固定される管状部材とを、含むものが考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記駆動力、制動力、トルク反力が発生するとき、すなわち車両の加減速時には、その力による曲げモーメントが前記トルクチューブに発生する。その曲げモーメントの作用方向は、車両の略垂直方向である。また、上記トルクチューブは、略正円形の断面を有する前記管状部材の長手方向に垂直な面に対して略平行な端面を有する前記ハブ部の他端面に沿って略正円状に全周溶接されるのが普通である。このため、上記曲げモーメントにより上記トルクチューブにかかる応力は、前記動力伝達軸に平行且つ前記車両の垂直方向に平行な面内にて形状の急変する場所である上記溶接された局部に集中するという問題があった。
【０００６】
本発明は以上の事情を背景としてなされたものであり、その目的とするところは、車両走行の際に発生する曲げモーメントによる局部への応力集中が緩和された車両用トルクチューブを提供することにある。
【０００７】
本発明者等は、上記事情を背景として種々検討を重ねた結果、前記動力伝達軸に平行且つ前記車両の垂直方向に平行な面内において溶接箇所を分散するように前記トルクチューブの前記ハブ部の他端が所定の形状に変更されたものであれば、前記溶接された局部への応力集中が緩和されることに大きく寄与できることを見いだした。この形状の変更は前記応力集中の緩和効果に付随し、さらに、溶接長さを長くできることによる溶接強度の向上効果も得られる。本発明はこの知見に基づいて為されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち、上記目的を達成するための請求項１に係る発明の車両用トルクチューブは、(a) 動力伝達経路の一部を構成する、動力伝達軸および該動力伝達軸を介して動力が入力される伝動装置を備える車両において、該動力伝達軸の外周を覆う状態で該伝動装置を非回転部材に取付けるための車両用トルクチューブであって、(b) 軸心が前記車両の前後方向に配置される筒状のハブ部と、該筒状のハブ部において前記車両の後方側の一端から外周側に突き出して前記伝動装置に取付けられる取付部とを一体に有するフランジ部材と、(c) 前記筒状のハブ部における前記車両の前方側の他端内に一端部が嵌め入れられた状態で、該筒状のハブ部の他端の端面に沿って溶接され、他端部において前記非回転部材に固定される管状部材とを、含み、(d) 前記筒状のハブ部は、前記車両の幅方向側に位置する一対の車幅方向側部分と、前記車両の垂直方向側に位置する一対の垂直方向側部分とを一体に有し、(e) 前記筒状のハブ部の他端の前記取付部からの突き出し寸法は、前記一対の垂直方向側部分よりも前記一対の車幅方向側部分が長くされていることを特徴とする。
【０００９】
また、請求項２に係る発明の車両用トルクチューブは、請求項１に係る発明において、(f) 前記車両の前方側の他面のうちの前記垂直方向側部分に対応する部分は、前記車両の幅方向においてその垂直方向側部分の中央部に向かうほど前記車両の後方側の前記取付部へ接近する凹曲面となるように形成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３に係る発明の車両用トルクチューブは、請求項２に係る発明において、(g) 前記凹曲面のうち前記取付部へ最も接近する部分は、所定の曲率半径を有する円弧から形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４に係る発明の車両用トルクチューブは、請求項２に係る発明において、(h) 前記凹曲面のうち前記取付部へ最も接近する部分は、該取付部に平行な直線状部分から形成されていることを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５に係る発明の車両用トルクチューブは、請求項１乃至４のいずれか１に係る発明において、(i) 前記動力伝達軸はプロペラシャフトであり、(j) 前記伝動装置は、該プロペラシャフトから入力されたトルクを左右の駆動輪へ配分する差動歯車装置であり、(k) 前記フランジ部材の取付部は、該差動歯車装置のケースに取付けられるものであることを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６に係る発明の車両用トルクチューブは、請求項１乃至５のいずれか１に係る発明において、(l) 前記管状部材の他端部は直接的又は間接的に車体に取付けられるものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る発明の車両用トルクチューブによれば、(b) 軸心が前記車両の前後方向に配置される筒状のハブ部と、該筒状のハブ部において前記車両の後方側の一端から外周側に突き出して前記伝動装置に取付けられる取付部とを一体に有するフランジ部材と、(c) 前記筒状のハブ部における前記車両の前方側の他端内に一端部が嵌め入れられた状態で、該筒状のハブ部の他端の端面に沿って溶接され、他端部において前記非回転部材に固定される管状部材とを、含み、(d) 前記筒状のハブ部は、前記車両の幅方向側に位置する一対の車幅方向側部分と、前記車両の垂直方向側に位置する一対の垂直方向側部分とを一体に有し、(e) 前記筒状のハブ部の他端の前記取付部からの突き出し寸法は、前記一対の垂直方向側部分よりも前記一対の車幅方向側部分が長くされていることから、車両走行の際に発生する曲げモーメントによるトルクチューブの局部への応力集中が緩和される。また、溶接長さが長くなることによって、溶接強度が一層向上させられる。
【００１５】
請求項２に係る発明の車両用トルクチューブによれば、(f) 前記車両の前方側の端面のうちの前記垂直方向側部分に対応する部分は、前記車両の幅方向においてその垂直方向側部分の中央部に向かうほど前記車両の後方側の前記取付部へ接近する凹曲面となるように形成されていることから、車両走行の際に発生する曲げモーメントによるトルクチューブの局部への応力集中が緩和される。また、溶接長さが長くなることによって、溶接強度が一層向上させられる。
【００１６】
請求項３に係る発明の車両用トルクチューブによれば、(g) 前記凹曲面のうち前記取付部へ最も接近する部分は、所定の曲率半径を有する円弧から形成されていることから、形状が急変する部位がある場合と比較して、より応力集中が緩和される。
【００１７】
請求項４に係る発明の車両用トルクチューブによれば、(h) 前記凹曲面のうち前記取付部へ最も接近する部分は、該取付部に平行な直線状部分から形成されていることから、応力集中が緩和されるとともに、前記車両の幅方向において前記垂直方向側部分の中央部の溶接強度が高められる。
【００１８】
請求項５に係る発明の車両用トルクチューブによれば、(i) 前記動力伝達軸はプロペラシャフトであり、(j) 前記伝動装置は、該プロペラシャフトから入力されたトルクを左右の駆動輪へ配分する差動歯車装置であり、(k) 前記フランジ部材の取付部は、該差動歯車装置のケースに取付けられるものであることから、車両走行の際にプロペラシャフトおよび差動歯車装置を含めた動力伝達経路に発生する曲げモーメントによるトルクチューブの局部への応力集中が緩和される。また、溶接長さが長くなることによって、トルクチューブの溶接強度が一層向上させられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明する。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。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明の一実施例であるトルクチューブ（車両用トルクチューブ）１０を備えたドライブトレーン（動力伝達経路）１２およびエンジン１４を示した図である。このドライブトレーン１２は、車両前方にあるエンジン１４の後方に搭載されたクラッチユニット１６と、その後方に搭載された変速機１８と、さらにその後方に搭載されたトルクチューブ１０と、さらにその後方であって駆動軸１９上に搭載された差動歯車装置（伝動装置）２０と、を備えている。また、トルクチューブ１０内に回転可能に支持され、両端が変速機１８の図示しない出力軸と差動歯車装置２０の図示しない大径リングギアに噛み合うピニオンとに連結されたプロペラシャフト（動力伝達軸）２２を備えている。
【００２１】
エンジン１４のブロック、クラッチユニット１６のケース、変速機１８のケース２７、トルクチューブ１０、および差動歯車装置２０のケースは相互に連結され、一体的に構成されている。また、エンジン１４はフロントマウント２４により、差動歯車装置２０はリアマウント２６により、図示しない車体に取付けられている。トルクチューブ１０は、プロペラシャフト２２の外周を覆う状態にて、差動歯車装置（伝動装置）２０を非回転部材である変速機１８のケース２７に取付けており、フランジ部材２８と管状部材３０とを有する。
【００２２】
図２は、図１のII矢視部にあたる、差動歯車装置２０と連結されているトルクチューブ１０の差動歯車装置２０側の端部を示す斜視図である。図３（ａ）は、図２に示すトルクチューブ１０の一端であって車両の垂直方向のIIIａ矢視部を示す上面図であり、図３（ｂ）は、図２に示すトルクチューブ１０の一端であって車両の水平方向すなわち車幅方向のIIIｂ矢視部を示す側面図である。フランジ部材２８は、その中央部に設けられた短円筒状のハブ部３２と、そのハブ部３２の一端から外周側に突き出して差動歯車装置２０に取付けられる取付部３４と、ハブ部３２と取付部３４の結合部分に周方向に所定間隔を隔てて設けられた複数の補強リブ３６と、を備え、たとえば鋳造により一体的に成形される。取付部３４は、差動歯車装置２０側にトルクチューブ１０の長手方向すなわちプロペラシャフト２２の長手方向である図１のＬ方向に垂直な面に対して略平行な平面である取付面３８と、取付部３４の外周部にＬ方向に貫通させられた複数の取付穴４０と、を有する。前記トルクチューブと差動歯車装置２０との連結は、その取付穴４０に通されるボルト４２によって為される。補強リブ３６は、車両の垂直方向に作用する曲げモーメントに抗するように車両の略垂直方向に設けられる。
【００２３】
ハブ部３２の他端の車幅方向側部分である車両の水平方向側部分３２ｂの取付部３４からの突き出し寸法ｂは、車両の垂直方向側部分３２ａの取付部３４からの突き出し寸法ａよりも長くされている。すなわち、ハブ部３２の他端の端面のうちの車両の垂直方向側部分３２ａには、前記水平方向すなわち前記車幅方向の中央部に向かうほど取付部３４へ接近する凹曲面４４が形成されている。その凹曲面４４は、ハブ部３２の半径方向視にて、取付部３４へ最も接近する部分が、凹曲面４４に対して車両前方側に曲率中心を有する曲率半径Ｒ１の円弧から形成され、且つ、車両の垂直方向側部分３２ａから水平方向側部分３２ｂへ向かう中間部の端面が、凹曲面４４に対して車両後方側に曲率中心を有する曲率半径Ｒ２の円弧から形成されており、各面は段差なく滑らかに繋がっている。
【００２４】
管状部材３０の一端部は、ハブ部３２の他端に嵌め入れられた状態で、そのハブ部３２の他端の端面に沿って溶接されている。図２および図３に示す溶接ビードＢは、その溶接によって連続的に固着された金属を示している。また、管状部材３０の他端部は、変速機１８のケース（非回転部材）２７に固定されており、クラッチユニット１６、エンジン１４、およびフロントマウント２４を介して間接的に図示しない車体に取付けられている。
【００２５】
車両の駆動に際して、エンジン１４の動力は、クラッチユニット１６および変速機１８を介してプロペラシャフト（動力伝達軸）２２に入力され、さらにプロペラシャフト２２から差動歯車装置（伝動装置）２０に入力される。差動歯車装置２０は、プロペラシャフト２２から入力された動力（トルク）を駆動軸１９を介して左右の駆動輪４８へ配分する。ここで、上記トルクチューブ１０は、上記駆動時に発生する駆動力、トルク反力、あるいは制動時に発生する制動力、を受け持つことにより、ドライブライン系(駆動軸１９、プロペラシャフト２２系)の振動を抑制する。
【００２６】
ここで、前記駆動力、制動力、トルク反力が発生するとき、特に、車両の加減速走行時に、上記力による車両の垂直方向の曲げモーメントがトルクチューブ１０に発生する。その作用方向は略一定であり、上記曲げモーメントによって、トルクチューブ１０の車両の垂直方向側に応力が集中する。上記応力は、特に形状の急変する前記溶接された箇所に発生するが、前記車両の垂直方向側部分３２ａの溶接箇所はトルクチューブ１０の長手方向Ｌにおいて分散させられており、局部に集中することなく、周囲に分散された形で発生する。
【００２７】
上述のように、本実施例のトルクチューブ（車両用トルクチューブ）１０によれば、(b) 筒状のハブ部３２と、そのハブ部３２の一端から外周側に突き出して前記差動歯車装置（伝動装置）２０に取付けられる取付部３４とを一体に有するフランジ部材２８と、(c) ハブ部３２の他端に一端部が嵌め入れられた状態で、そのハブ部３２の他端の端面に沿って溶接され、他端部において前記変速機のケース（非回転部材）２７に固定される管状部材３０とを、含み、(d) ハブ部３２の他端の取付部３４からの突き出し寸法が、車両の垂直方向側よりも水平方向側が長くされていることから、車両走行の際に発生する曲げモーメントによるトルクチューブ１０の局部への応力集中が緩和される。また、ハブ部３２の取付部３４からの突き出し寸法が一様な場合に比較して溶接長さが長くなることによって、溶接強度が向上させられる。
【００２８】
また、本実施例のトルクチューブ１０によれば、(e) ハブ部３２の他端の端面のうちの車両の垂直方向側部分３２ａは、前記水平方向の中央部に向かうほど取付部３４へ接近する凹曲面４４となるように形成されていることから、車両走行の際に発生する曲げモーメントによるトルクチューブ１０の局部への応力集中が緩和される。また、溶接長さが長くなることによって、溶接強度が向上させられる。
【００２９】
また、本実施例のトルクチューブ１０によれば、(f) 凹曲面４４のうち取付部３４へ最も接近する部分は、所定の曲率半径Ｒ１を有する円弧から形成されていることから、形状が急変する部位がある場合と比較して、より応力集中が緩和される。
【００３０】
また、本実施例のトルクチューブ１０によれば、(h) 前記動力伝達軸はプロペラシャフト２２であり、(i) 前記伝動装置は、そのプロペラシャフト２２から入力されたトルクを左右の駆動輪４８へ配分する差動歯車装置２０であり、(j) 前記フランジ部材２８の取付部３４は、その差動歯車装置２０のケースに取付けられるものであることから、車両走行の際にプロペラシャフト２２および差動歯車装置２０を含めたドライブトレーン（動力伝達経路）１２に発生する曲げモーメントによるトルクチューブ１０の局部への応力集中が緩和される。また、溶接長さが長くなることによって、トルクチューブ１０の溶接強度が一層向上させられる。
【実施例２】
【００３１】
次に、本発明の他の実施例について説明する。なお、以下の説明において、前述の実施例と重複する部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
図４（ａ）は、本発明の他の実施例であるトルクチューブ４９の車両の垂直方向視を示す上面図であり、図４（ｂ）は、本発明の他の実施例であるトルクチューブ４９の車両の水平方向視すなわち車幅方向視を示す側面図である。ハブ部３２の他端の車幅方向側部分である車両の水平方向側部分３２ｂの取付部３４からの突き出し寸法ｂは、車両の垂直方向側部分３２ａの取付部３４からの突き出し寸法ａよりも長くされている。すなわち、ハブ部３２の他端の端面のうちの車両の垂直方向側部分３２ａには、前記水平方向すなわち前記車幅方向の中央部に向かうほど取付部３４へ接近する凹曲面５０が形成されている。その凹曲面５０は、ハブ部３２の半径方向視にて、取付部３４へ最も接近する部分がその取付部３４に平行な直線状部５０ａと、その両側に続く１対の傾斜部５０ｂとから凹曲面状に形成され、且つ、車両の垂直方向側部分３２ａから水平方向側部分３２ｂへ向かう中間部の端面が、凹曲面５０に対して車両後方側に曲率中心を有する曲率半径Ｒ３の円弧から形成されている。
【００３３】
本実施例のトルクチューブ４９によれば、(g) 凹曲面５０のうち取付部３４へ最も接近する部分は、その取付部３４に平行な直線状部５０ａから形成されていることから、応力集中が緩和されるとともに、水平方向の中央部の溶接強度が高められる。
【００３４】
以上、本発明の一実施例を図面を参照して詳細に説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、別の態様でも実施され得る。
【００３５】
たとえば、管状部材３０の他端部は、変速機のケース（非回転部材）２７に固定されており、クラッチユニット１６、エンジン１４、およびフロントマウント２４を介して間接的に図示しない車体に取付けられていたが、直接的に車体あるいは車体に取付けられたマウントに取付けられても差し支えない。つまり、車両の非回転部材に取付けられることで、トルクチューブの本来の機能、すなわち、駆動力、制動力、トルク反力を受け持つことによるドライブライン系(駆動軸１９、プロペラシャフト２２系)の振動の抑制効果あるいはアッパーコントロールアームの廃止による低床化効果、が得られるのである。
【００３６】
また、前述の実施例においてフランジ部材２８のハブ部３２と取付部３４との間に設けられている補強リブ３６は、必ずしも設けられなくてもよい。
【００３７】
また、前述の実施例においてフランジ部材２８の凹曲面４４は、鋳造により形成されてもよく、あるいは、鋳造の後工程にて切削加工により形成されてもよい。
【００３８】
また、前述の実施例において溶接により形成された溶接ビードＢは連続的に形成されていたが、間欠的に形成されてもよい。
【００３９】
なお、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、その主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。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の一実施例であるトルクチューブ（車両用トルクチューブ）を備えたドライブトレーン（動力伝達経路）およびエンジンを示した図である。
【図２】図１のII矢視部にあたる、差動歯車装置（伝動装置）と締結されているトルクチューブの一端を示すの斜視図である。
【図３】図２に示すトルクチューブの上面図および側面図である。
【図４】本発明の他の実施例であるトルクチューブの上面図および側面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０：トルクチューブ（車両用トルクチューブ）
１２：ドライブトレーン（動力伝達経路）
２０：差動歯車装置（伝動装置）
２２：プロペラシャフト（動力伝達軸）
２７：変速機のケース（非回転部材）
２８：フランジ部材
３０：管状部材
３２：ハブ部
３２ａ：垂直方向側部分
３２ｂ：水平方向側部分
３４：取付部
４４：凹曲面
４８：駆動輪
４９：トルクチューブ
５０：凹曲面
【図１】
0004483916.tif 000002
【図２】
0004483916.tif 000003
【図３】
0004483916.tif 000004
【図４】
0004483916.tif 000005