(57)【要約】【課題】エンジンからの振動を低減することができて、継手内部での振動又は異音の発生を抑えることが可能な等速自在継手を提供する。【解決手段】外側継手部材のステム部に装着されるサポートベアリングを介してステム部が回転自在に支持される等速自在継手である。前記ステム部に装着されるダイナミックダンパを備える。ダイナミックダンパは、ステム部に外嵌固定される一対の取付筒部と、前記一対の取付筒部を連結して内周面がステム部に対して非接触状となってステム部との間に環状隙間を形成する筒状連結部と、この筒状連結部に収納される筒状の重り部材とを有するせん断タイプである。ダイナミックダンパが、エンジンからの振動伝達の低減機構を構成する。【選択図】図１
2017061985.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内側継手部材がトルク伝達部材を介して内部に収納されるマウス部と、このマウス部の底部から連設されるステム部とを有する外側継手部材を備え、この外側継手部材のステム部に装着されるサポートベアリングを介してステム部が回転自在に支持される等速自在継手であって、
前記ステム部に装着されるダイナミックダンパを備え、このダイナミックダンパは、前記ステム部に外嵌固定される一対の取付筒部と、前記一対の取付筒部を連結して内周面がステム部に対して非接触状となってステム部との間に環状隙間を形成する筒状連結部と、この筒状連結部に収納される筒状の重り部材とを有するせん断タイプであり、このダイナミックダンパが、エンジンからの振動伝達の低減機構を構成することを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
サポートベアリングが、外側継手部材のステム部に固定される内輪と、ブラケットを介してエンジン側に固定される外輪と、内輪の外径面に形成される転走面と外輪の内径面に形成される転走面との間に転動自在に介在された複数のボールとを備えた玉軸受であることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
内周に軸線方向に延びる三本のトラック溝を設けると共に各トラック溝の内側壁に互いに対向するローラ案内面を設けた外側継手部材と、半径方向に突出した３つの脚軸を備えたトリポード部材と、トリポード部材の脚軸に装着されるトルク伝達手段とを備えたトリポード型であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手とこれらの等速自在継手を連結する中間シャフトとを備えたドライブシャフトに用いられることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や各種産業機械の動力伝達系を構成する等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸をトルク伝達可能に連結すると共に、前記二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達することができる。等速自在継手は、角度変位のみを許容する固定式等速自在継手と、角度変位および軸方向変位の両方を許容する摺動式等速自在継手とに大別され、例えば、自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達するドライブシャフトにおいては、デフ側（インボード側）に摺動式等速自在継手が使用され、駆動車輪側（アウトボード側）には固定式等速自在継手が使用される(特許文献１参照)。
【０００３】
摺動式又は固定式を問わず、等速自在継手は主要な構成部材として、内周面にトルク伝達要素が係合するトラック溝を形成したカップ部と、このカップ部の底部から軸方向に延びた軸部とを有する外側継手部材を備えている。
【０００４】
ところで、外側継手部材として、長寸の軸部（ロングステム）を有するものを用いる場合がある。左右のドライブシャフトの長さを等しくするために、片側のドライブシャフトのインボード側外側継手部材をロングステムにし、このロングステムが転がり軸受によって回転支持される。ロングステム部の長さは、車種により異なるが、概ね３００〜４００ｍｍ程度である。
【０００５】
従来のドライブシャフトは、図５に示すように、固定式等速自在継手１０と、摺動式等速自在継手１０２と、両等速自在継手１０１、１０２をトルク伝達可能に連結する中間シャフト１００とを主要な構成とする。
【０００６】
固定式等速自在継手１０１は、軸方向に延びる複数のトラック溝１０３が内径面１０４に形成された外側継手部材１０５と、軸方向に延びる複数のトラック溝１０６が外径面１０７に円周方向等間隔に形成された内側継手部材１０８と、外側継手部材１０５のトラック溝１０３と内側継手部材１０８のトラック溝１０６との間に介在してトルクを伝達する複数のボール１０９と、外側継手部材１０５の内径面１０４と内側継手部材１０８の外径面１０７との間に介在してボール１０９を保持するケージ１１０とを備えている。
【０００７】
摺動式等速自在継手１０２は、内周に軸線方向に延びる三本のトラック溝１１１を設けると共に各トラック溝１１１の内側壁に互いに対向するローラ案内面１１１ａを設けた外側継手部材１１２と、半径方向に突出した３つの脚軸１１３を備えたトリポード部材１１４と、トリポード部材１１４の脚軸１１３に装着されるローラユニット１１５とを備える。ローラユニット１１５は、ローラであるアウタリング１１６と、このアウタリング１１６の内側に配置されて脚軸１１３に外嵌されたインナリング１１７と、アウタリング１１６とインナリング１１７との間に介在された針状ころ１１８とで主要部が構成されている。
【０００８】
シャフト１００は、その両端部に雄スプライン１００ａ、１００ｂが形成され、一方の雄スプライン１００ａが固定式等速自在継手１０１の内側継手部材１０８に嵌入され、他方の雄スプライン１００ｂが摺動式等速自在継手１０２のトリポード部材１１４に嵌入される。内側継手部材１０８の軸心孔に雌スプライン１２４が形成され、シャフト１００の一方の雄スプライン１００ａが内側継手部材１０８の軸心孔に嵌入されて、雌スプライン１２４に嵌合する。また、シャフト１００の他方の雄スプライン１００ｂがトリポード部材１１４のボス部１１９の軸心孔に嵌入されて、この軸心孔の雌スプライン１２６に噛合する。
【０００９】
そして、固定式等速自在継手１０１には外側継手部材１０５の開口部を密封するためのブーツ１３０Ａが付設され、摺動式等速自在継手１０２には外側継手部材１１２の開口部を密封するためのブーツ１３０Ｂが付設されている。ブーツ１３０Ａ，１３０Ｂは、大径端部１３０ａと、小径端部１３０ｂと、大径端部１３０ａと小径端部１３０ｂとを連結する蛇腹部１３０ｃとからなる。ブーツ１３０Ａ，１３０Ｂの大径端部１３０ａは外側継手部材１０５，１１２の開口端で締結バンド１３２Ａ，１３２Ｂにより締め付け固定され、その小径端部１３０ｂはシャフトの所定部位で締結バンド１３３Ａ、１３３Ｂにより締め付け固定されている。
【００１０】
摺動式等速自在継手の外側継手部材１１２は、カップ部１１２ａとカップ部１１２ａの底部から軸方向に延びた長寸軸部（ロングステム部）１１２ｂとを有する。そして、長寸軸部１１２ｂの外周面にはサポートベアリング１３５の内輪が固定されており、このサポートベアリング１３５の外輪は、図示しないブラケットを介してエンジンに固定されている。外側継手部材１１２は、サポートベアリング１３５によって回転自在に支持される。
【００１１】
ところで、自動車に要求される乗り心地、静粛性を確保するためには、車両側と共振を避けるため、固有振動数を調整したドライブシャフトを必要とする。そのため、従来には、ドライブシャフトの中間シャフトに、ダイナミックダンパを付設したものが種々提案されている（特許文献２〜特許文献５）。
【００１２】
このように、ドライブシャフトの中間シャフトにダイナミックダンパを付設することによって、固有振動数を調整することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００７−１９８３９９号公報
【特許文献２】特開２００７−１００８３６号公報
【特許文献３】特開２００９−１０３２１６号公報
【特許文献４】特開２０１１−２４７３２０号公報
【特許文献５】特開２０１３−２４５７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、図５に示すような構成では、エンジンからブラケット及びサポートベアリング１３５を介してトリポード型等速自在継手に振動が伝達されることになる。このため、前記特許文献２〜特許文献５のように、固有振動数を調整するものでは、エンジンからの振動を低減することはできない。エンジンからの振動が等速自在継手の外側継手部材に伝わると、継手内部において、振動又は異音が発生するおそれがあった。
【００１５】
本発明の課題は、エンジンからの振動を低減することができて、継手内部での振動又は異音の発生を抑えることが可能な等速自在継手を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の等速自在継手は、内側継手部材がトルク伝達部材を介して内部に収納されるマウス部と、このマウス部の底部から連設されるステム部とを有する外側継手部材を備え、この外側継手部材のステム部に装着されるサポートベアリングを介してステム部が回転自在に支持される等速自在継手であって、前記ステム部に装着されるダイナミックダンパを備え、このダイナミックダンパは、前記ステム部に外嵌固定される一対の取付筒部と、前記一対の取付筒部を連結して内径面がステム部に対して非接触状となってステム部との間に環状隙間を形成する筒状連結部と、この筒状連結部に収納される筒状の重り部材とを有するせん断タイプであり、このダイナミックダンパが、エンジンからの振動伝達の低減機構を構成するものである。ここで、ダイナミックダンパ(dynamic damper)とは、振動する対象物に、対象物の固有振動数周辺での共振現象を抑制する装置のことである。すなわち、補助質量体が対象物の振動を肩代わりして振動することで、対象物が振動しないようにする装置である。
【００１７】
本発明の等速自在継手によれば、ダイナミックダンパが、エンジンからの振動伝達の低減機構を構成するので、エンジンから等速自在継手の外側継手部材のステム部への振動を減少することができる。すなわち、本発明の等速自在継手では、ダイナミックダンパの性能の低振動化を利用することができ、エンジンからの振動を継手内部に伝わる振動を低減することができる。
【００１８】
サポートベアリングが、外側継手部材のステム部に固定される内輪と、ブラケットを介してエンジン側に固定される外輪と、内輪の外径面に形成される転走面と外輪の内径面に形成される転走面との間に転動自在に介在された複数のボールとを備えた玉軸受とすることができる。
【００１９】
等速自在継手として、内周に軸線方向に延びる三本のトラック溝を設けると共に各トラック溝の内側壁に互いに対向するローラ案内面を設けた外側継手部材と、半径方向に突出した３つの脚軸を備えたトリポード部材と、トリポード部材の脚軸に装着されるトルク伝達手段とを備えたトリポード型とすることができる。
【００２０】
等速自在継手としてドライブシャフトに用いられるのが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、エンジンからの振動を継手内部に伝わる振動を低減することができ、継手内部において、振動又は異音が発生するのを有効に防止することができる。このため、等速自在継手として長期にわたって高精度の回転伝達機能を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明に係る等速自在継手の要部拡大断面図である。
【図２】本発明に係るドライブシャフトの断面図である。
【図３】ダイナミックダンパの正面図である。
【図４】図３のＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】従来のドライブシャフトの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。図２に本発明のドライブシャフトを示す。このドライブシャフトは、固定式等速自在継手５１と摺動式等速自在継手５２とを、シャフト５０にて連結してなるものである。この図例では、固定式等速自在継手５１にバーフィールド型等速自在継手を用い、摺動式等速自在継手５２にトリポード型等速自在継手を用いている。
【００２４】
固定式等速自在継手５１は、軸方向に延びる複数のトラック溝１３が内径面１４に形成された外側継手部材１５と、軸方向に延びる複数のトラック溝１６が外径面１７に円周方向等間隔に形成された内側継手部材１８と、外側継手部材１５のトラック溝１３と内側継手部材１８のトラック溝１６との間に介在してトルクを伝達する複数のボール１９と、外側継手部材１５の内径面１４と内側継手部材１８の外径面１７との間に介在してボール１９を保持するケージ２０とを備えている。
【００２５】
摺動式等速自在継手５２は、内周に軸線方向に延びる三本のトラック溝２１を設けると共に各トラック溝２１の内側壁に互いに対向するローラ案内面２１ａを設けた外側継手部材２２と、半径方向に突出した３つの脚軸２３を備えたトリポード部材２４と、トリポード部材２４の脚軸２３に装着されるトルク伝達手段としてのローラユニット２５とを備える。ローラユニット２５は、ローラであるアウタリング２６と、このアウタリング２６の内側に配置されて脚軸２３に外嵌されたインナリング２７と、アウタリング２６とインナリング２７との間に介在された針状ころ２８とで主要部が構成されている。
【００２６】
シャフト５０は、その両端部に雄スプライン５０ａ、５０ｂが形成され、一方の雄スプライン５０ａが固定式等速自在継手５１の内側継手部材１８に嵌入され、他方の雄スプライン５０ｂが摺動式等速自在継手５２のトリポード部材２４に嵌入される。内側継手部材１８の軸心孔３３に雌スプライン３４が形成され、シャフト５０の一方の雄スプライン５０ａが内側継手部材１８の軸心孔３３に嵌入されて、雌スプライン３４に嵌合する。また、シャフト５０の他方の雄スプライン５０ｂがトリポード部材２４のボス部２９の軸心孔３５に嵌入されて、この軸心孔３５の雌スプライン３６に噛合する。
【００２７】
そして、固定式等速自在継手５１には外側継手部材１５の開口部を密封するためのブーツ４０Ａが付設され、摺動式等速自在継手５２には外側継手部材２２の開口部を密封するためのブーツ４０Ｂが付設されている。ブーツ４０Ａ，４０Ｂは、大径端部４０ａと、小径端部４０ｂと、大径端部４０ａと小径端部４０ｂとを連結する蛇腹部４０ｃとからなる。ブーツ４０Ａ，４０Ｂの大径端部４０ａは外側継手部材１５，２２の開口端で締結バンド４２Ａ，４２Ｂにより締め付け固定され、その小径端部４０ｂはシャフトの所定部位で締結バンド４３Ａ、４３Ｂにより締め付け固定されている。
【００２８】
ところで、摺動式等速自在継手５２の外側継手部材２２は、マウス部２２ａと、このマウス部２２ａの底壁から突設されるステム部２２ｂとからなる。ステム部２２ｂは、マウス部２２ａの底壁のボス部６１に連設されるベアリング装着部６２ａと、このベアリング装着部６２ａにテーパ部６２ｂを介して連設される小径本体部６２ｃと、この小径本体部６２ｃにテーパ部６２ｄを介して連設される中間大径部６２ｅと、この中間大径部６２ｅにテーパ部６２ｆを介して連設される端部側小径部６２ｇと、この端部側小径部６２ｇからテーパ部６２ｈを介して連設される端部連結部６２ｉとからなる。
【００２９】
そして、ステム部２２ｂのベアリング装着部６２ａにサポートベアリング６３が装着される。サポートベアリング６３は、図１に示すように、外側継手部材２２のステム部２２ｂ、つまりベアリング装着部６２ａに固定される内輪６３ａと、ブラケット６４を介してエンジン側に固定される外輪６３ｂと、内輪６３ａの外径面に形成される転走面６５と外輪６３ｂの内径面に形成される転走面６６との間に転動自在に介在された複数のボール６７とを備えた玉軸受である。また、このサポートベアリング６３は、内輪６３ａと外輪６３ｂとの間の軸受空間を内側と外側の２つのシール７７，７８で密封した２重シール構造とされる。２つのシール７７．７８は、内輪６３ａと外輪６３ｂの両端にそれぞれ装着されて軸受空間を密封している。
【００３０】
ブラケット６４は、短円筒部６４ａと、この短円筒部６４ａのマウス部側に設けられる外鍔部６４ｂとからなる。そして、短円筒部６４ａの内径面の反マウス部側に内鍔部６８が設けられ、外輪嵌合部６９が形成される。すなわち、内鍔部６８の内端面６８ａに外輪６３ｂの内鍔部対応面７０が当接した状態で、この外輪嵌合部６９に外輪６３ｂが嵌合する。また、短円筒部６４ａのマウス部側の開口部には止め輪７１が装着され、この止め輪７１に外輪６３ｂのマウス部側の端面７２が当接している。さらに、ステム部２２ｂのベアリング装着部６２ａには止め輪７３が装着され、この止め輪７３に内輪６３ａの反マウス部側の端面７４が当接し、止め輪７３により内輪６３ａのマウス部側の端面７５がボス部６１とベアリング装着部６２ａとの間の段差面７６に当接している。なお、止め輪７３よりもテーパ部６２ｂ側に、ブラケット６４の内鍔部６８に対向するカバー部材７９が装着されている。
【００３１】
そして、ステム部２２ｂの小径本体部６２ｃにはせん断型のダイナミックダンパ８０が装着されている。ダイナミックダンパ８０は、図３と図４に示すように、一対の取付筒部８１ａ、８１ｂと、この一対の取付筒部８１ａ、８１ｂを連結する筒状連結部８２と、この筒状連結部８２に収納される筒状の金属製の重り部材８３とを有する。
【００３２】
一対の取付筒部８１ａ、８１ｂと筒状連結部８２とは、ゴム等の弾性材からなる一体成形品であり、この場合、重り部材８３をインサート部材として、金型を用いたインサート成形によって形成される。また、筒状連結部８２は、その内周面８２ａがステム部２２ｂの小径本体部６２ｃの外周面８４よりも大きく設定され、内周面８２ａがステム部２２ｂに対して非接触状となってステム部２２ｂとの間に環状隙間８５を形成する。
【００３３】
そして、取付筒部８１ａ、８１ｂの外径面には周方向凹溝８６，８６が形成され、図１に示すように、この周方向凹溝８６に固定用バンド８７が装着され、この固定用バンド８７を締め付けることによって、取付筒部８１ａ、８１ｂをステム部２２ｂの小径本体部６２ｃに固定できる。
【００３４】
ところで、ダイナミックダンパ(dynamic damper)とは、振動する対象物に、対象物の固有振動数周辺での共振現象を抑制する装置のことである。端的には、補助質量体が対象物の振動を肩代わりして振動することで、対象物が振動しないようにする装置である。
【００３５】
このため、このようなダイナミックダンパ８０を等速自在継手の外側継手部材２２のステム部２２ｂに装着すれば、このダイナミックダンパ８０が、エンジンからの振動伝達の低減機構を構成することができる。
【００３６】
本発明の等速自在継手によれば、ダイナミックダンパ８０が、エンジンからの振動伝達の低減機構を構成するので、エンジンから等速自在継手１５の外側継手部材２２のステム部２ｂへの振動を減少することができる。すなわち、本発明の等速自在継手では、ダイナミックダンパ８０の性能の低振動化を利用することができ、エンジンからの振動を継手内部に伝わる振動を低減することができる。このため、継手内部において、振動又は異音が発生するのを有効に防止することができ、等速自在継手として長期にわたって高精度の回転伝達機能を発揮する。
【００３７】
サポートベアリング６３が、内輪６３ａと、外輪６３ｂと、内輪６３ａの外径面に形成される転走面６５と外輪６３ｂの内径面に形成される転走面６６との間に転動自在に介在された複数のボール６７とを備えた玉軸受を用いることができるので、既存のベアリング（軸受）を使用することができて、コスト低減を図ることができる。
【００３８】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、前記実施形態のドライブシャフトとして、固定式等速自在継手として、バーフィールドタイプであったが、アンダーカットフリータイプであってもよい。また、摺動式等速自在継手として、ダブルローラタイプのトリポード型であったが、シングルローラタイプであってもよい。なお、トリポード型摺動式等速自在継手が、継手内部での振動又は異音が発生しやすいので、前記実施形態では、トリポード型摺動式等速自在継手を用いたが、摺動式等速自在継手として、ダブルオフセットタイプ、クロスグルーブタイプ等であってもよい。
【００３９】
また、本発明に係る等速自在継手としては、エンジンからの振動を継手内部に伝わる振動を低減することができるものであるので、ドライブシャフトに最適であるが、適用（使用）する部位として、ドライブシャフトに限るものではなく、プロペラシャフトであっても、後輪駆動車の駆動軸に限るものではなく、前輪駆動輪車や４ＷＤのフロント駆動輪等であってもよい。また、このような自動車の動力伝達系以外にも、回転するシャフトを有する種々の一般機械、電気機械、又は輸送機械等にも使用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
２１   トラック溝
２１ａ ローラ案内面
２２   外側継手部材
２２ａ マウス部
２２ｂ ステム部
２３   脚軸
２４   トリポード部材
２５   ローラユニット
５０   中間シャフト
５１   固定式等速自在継手
５２   摺動式等速自在継手
６３   サポートベアリング
６３ａ 内輪
６３ｂ 外輪
６４   ブラケット
６５，６６    転走面
６７   ボール
８０   ダイナミックダンパ
８１ａ、８１ｂ              取付筒部
８２   筒状連結部
８２ａ 内周面
８３   重り部材
８５   環状隙間
【図１】
2017061985.tif 000003
【図２】
2017061985.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2017061985.tif 000007