JP6962809B2

JP6962809B2 - 車両用推進軸

Info

Publication number: JP6962809B2
Application number: JP2017243019A
Authority: JP
Inventors: 知哉近藤
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2017-12-19
Filing date: 2017-12-19
Publication date: 2021-11-05
Anticipated expiration: 2037-12-19
Also published as: JP2019108042A

Description

本発明は、車両用推進軸に関する。

トーショナルダンパは、原動機あるいは変速機で生じる回転変動を推進軸において減衰する装置である。トーショナルダンパの一従来例として、ボルト穴を備えた内環と、内環の外側に放射状に伸びる複数の弾性体と、弾性体を内周に接着して保持される円環状の質量体とを備えたものが挙げられる。トーショナルダンパは、質量体が高速で回転することから、車両前後方向と回転方向において確実に取り付けられることが求められる。

トーショナルダンパの取り付け例としては、特許文献１に示すように、前記内環を、変速機あるいは終減速装置のコンパニオンフランジと、推進軸のフランジヨークとで挟持し、ボルトで共締めする構造が挙げられる。これにより、トーショナルダンパは、車両前後方向と回転方向において推進軸に固定される。また、他の取り付け例として、特許文献２に示すように、内環を直接推進軸に嵌合して取り付ける構造がある。さらには、特許文献３に示すように、推進軸を構成する部材の外周に弾性体を加硫接着することで取り付ける構造もある。

特開平５−２２３１４０号公報特開２００６−２０７７５１号公報特開２０１６−９００５６号公報

トーショナルダンパは、所定の減衰力を発生させるために質量体がある程度大きなものとなる。一方、推進軸は車体下面のフロアトンネル内に配置されるため、スペースの制約から推進軸と変速機あるいは終減速装置との連結部にトーショナルダンパを挟持して取り付けることが困難な場合がある。

この場合、推進軸の中央に配置された中間軸受近傍に取り付けることが考えられるが、中間軸受周りの構造によっては、挟持するフランジ相当の部材が存在しないこともある。このような場合には、特許文献２および３にあるように、推進軸を構成する部材に嵌合あるいは接着することでトーショナルダンパを取り付けることとなる。

特許文献２，３の技術は、推進軸に対するトーショナルダンパの車両前後方向や回転方向の位置決めは専ら圧入嵌合や接着剤に依る構造である。しかし、推進軸は車体下部に配置されることから泥水や塩分の影響を受けやすい。仮にトーショナルダンパの取付部周りに腐食が生じた場合、嵌合部のがたつきや接着剤の劣化等が進み、トーショナルダンパの車両前後方向、回転方向の位置決め機能が損なわれるおそれがある。

また、中間軸受が、等速ジョイントと連結した軸部材に取り付けられている場合においては、トーショナルダンパを中間軸受と等速ジョイントとの間に配置すると、トーショナルダンパの配置スペースを要する分、軸部材の長さが長くなるという問題がある。

本発明はこのような課題を解消するために創作されたものであり、軸受に軸支された軸部材の長さの増長を抑えつつ、位置ずれがなく安定してトーショナルダンパを固定できる車両用推進軸を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、軸受に軸支され一端が等速ジョイントに連結した軸部材と、前記軸部材に取り付けられるトーショナルダンパとを備えた車両用推進軸であって、前記トーショナルダンパは、前記軸受と前記等速ジョイントとの間で前記軸部材に外嵌され、前記軸受に当接して前記軸受を軸方向に位置決めするストッパピースと、前記ストッパピースの外周に形成される弾性体と、前記弾性体の外周に形成される質量体と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、圧入嵌合や接着剤を用いることなく、ストッパピースを用いて、位置ずれがなく安定してトーショナルダンパを推進軸に固定できる。そして、本発明によれば、ストッパピースが、軸受の抜け止め機能と、軸部材に対するトーショナルダンパの取付機能とを兼ねる。これにより、トーショナルダンパを軸受と等速ジョイントとの間に配置する構造において、軸受の抜け止め部材の配置スペースとトーショナルダンパの配置スペースとを個別に確保する必要がなくなり、その分、軸部材の長さの増長を抑制できる。また、部品点数の低減を図れ、組み付け工程も簡略化できる。

また、本発明は、前記軸受の外輪には、車体側に接続する内環部材が外嵌され、前記ストッパピースは、前記内環部材よりも前記等速ジョイント寄りに配置され、前記弾性体および質量体が取り付けられるダンパ形成部と、前記ダンパ形成部よりも小さい外径であり、前記内環部材の内部に配置されて前記軸受の内輪に当接する軸受当接部と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、軸受に向けて跳ねる泥水やチッピングをトーショナルダンパにて効果的に保護できる。

また、本発明は、前記等速ジョイントは、アウタケースと、該アウタケースと前記軸部材との間で内部を封止するブーツとを備え、前記ブーツが前記ストッパピースに固定されていることを特徴とする。

本発明によれば、軸部材の外周にブーツの嵌合部のスペースを確保する必要がない。これにより、軸部材の長さの増長を抑制できる。

また、本発明は、前記ストッパピースに、前記等速ジョイントの内部と前記軸受とを連通させる連通路が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、連通路により等速ジョイント内の圧力を軸受の取付スペースに開放できる。連通路は、等速ジョイントの内部と軸受とを連通するため、外部からの泥水等の浸入のおそれも殆ど無い。

また、本発明は、前記ストッパピースと前記軸部材とが、スプライン嵌合により一体回転することを特徴とする。
また、本発明は、前記ストッパピースと前記軸部材とが、双方の凹部に係止する球体により一体回転することを特徴とする。

本発明によれば、軸部材に対するストッパピースの回り止めを簡単な構造で実現できる。

本発明によれば、軸部材の長さの増長を抑えつつ、位置ずれがなく安定してトーショナルダンパを推進軸に固定できる。

本発明の第１実施形態の推進軸の側断面図である。図１の要部拡大図である。本発明の第２実施形態の推進軸の側断面図である。図３の要部拡大図である。図３におけるＶ-Ｖ断面図である。

本発明について２つの実施形態を説明する。各実施形態の説明において、同一の構成要素に関しては同一の符号を付し、重複した説明は省略する。

「第１実施形態」
図１において、車両用推進軸（以降、単に推進軸という）２０は、例えばＦＦ（Front-engine Front-drive）ベースの四輪駆動車に搭載される。推進軸２０は、フロアパネル（不図示）の下方で車両前後方向に延在するように配置され、車体前部の変速装置（不図示）からの動力を車体後部の終減速装置（不図示）に伝達する。

推進軸２０は、車両前寄りの第１パイプ材２１と、車両後寄りの第２パイプ材２２と、第１パイプ材２１と第２パイプ材２２との間に配置された軸部材であるスタブシャフト２３と、第１パイプ材２１とスタブシャフト２３とを連結する等速ジョイント２４とを備えている。第１パイプ材２１の後端は、等速ジョイント２４のアウタケース２５の前端に溶接等により接合している。第２パイプ材２２の前端は、スタブシャフト２３の後端に溶接等により接合している。等速ジョイント２４の内部にはグリスが封入されている。

等速ジョイント２４は、例えばトリポード型等速ジョイントである。等速ジョイント２４は、開口部を後向きにして配置された有底円筒状のアウタケース２５と、アウタケース２５の摺動溝に沿って軸心Ｏ方向に摺動するローラ２６を有するインナ部材２７とを備えている。インナ部材２７には、スタブシャフト２３の前端がスプライン嵌合により連結されている。

アウタケース２５の内部は、グリスの流出防止や泥水、塵等の浸入防止のために設けたブーツ２８により封止される。ブーツ２８はゴム製部材である。ブーツ２８の一端はアダプタ２９を介してアウタケース２５に取り付けられている。アダプタ２９は、前後端が開口形成された略筒状の板金部材であり、前端側がアウタケース２５の後端周りに嵌合固定されている。アダプタ２９の後端には内側に折り返した折り返し部２９Ａが形成されている。ブーツ２８は、一端が折り返し部２９Ａに挟持固定され、一旦前方に延びた後に内側に折り返されて後方に延び、他端がスタブシャフト２３の外周面にバンド３０により締着されている。

なお、等速ジョイント２４としては、トリポード型に限定されず、ダブルオフセット型やバーフィールド型等であってもよい。

スタブシャフト２３は、バンド３０の締着部の後方に形成され後記するストッパピース２が外嵌するストッパピース嵌合部３１と、ストッパピース嵌合部３１の後方に形成され後記する軸受４１が外嵌する軸受嵌合部３２と、軸受嵌合部３２の後方で軸受嵌合部３２よりも大径に形成された軸受規制部３３と、軸受規制部３３の後方で大径に形成され後端が第２パイプ材２２と接合するパイプ接合部３４とを備えている。

スタブシャフト２３は、中間軸受体４０により車体に支持されている。中間軸受体４０は、スタブシャフト２３の軸受嵌合部３２に外嵌する軸受４１と、軸受４１に外嵌する円筒状の内環部材４２と、内環部材４２の径外側に配置された環状の防振部材４３と、防振部材４３の径外側に配置された外環部材４４と、外環部材４４に外嵌する円環部４８と、円環部４８に接合されたブラケット４９とを備えている。

内環部材４２は環状を呈する金属製の部材であり、軸受４１の外輪に外嵌している。防振部材４３は、環状を呈するゴム製部材であり、スタブシャフト２３からの振動を減衰し、車体への振動の伝達を低減させる。内環部材４２は防振部材４３の内周面に加硫溶着されている。軸受４１は、その内輪が後記するストッパピース２と軸受規制部３３とに挟まれることで軸心Ｏ方向の抜け止めがなされる。内環部材４２とストッパピース２との間、および内環部材４２と軸受規制部３３との間には、それぞれ軸受４１への泥水や塵等の浸入を防止するシール部材４６，４７が設けられている。外環部材４４は、環状の金属製の部材であり、円環部４８、ブラケット４９を介して車体の下部に固定されている。

なお、スタブシャフト２３において、軸受規制部３３とパイプ接合部３４との間には、内環部材４２の後端との間で隙間を詰めるように径外方向に向けて凸部３５が突設されている。この凸部３５により、シール部材４７への泥水や塵等の浸入が抑制される。

「トーショナルダンパ」
以上のように中間軸受体４０で軸支されたスタブシャフト２３には、トーショナルダンパ１Ａが取り付けられている。トーショナルダンパ１Ａは、軸受４１と等速ジョイント２４との間でスタブシャフト２３のストッパピース嵌合部３１に外嵌され、軸受４１に当接して軸受４１を軸心Ｏ方向に位置決めするストッパピース２と、ストッパピース２の外周に形成される弾性体３と、弾性体３の外周に形成される質量体４とを備えて構成されている。トーショナルダンパ１Ａは、例えば原動機のトルク変動が要因となって推進軸２０の回転方向に振動が生じた場合に、補助的な質量体４を弾性体３を介して付加することにより推進軸２０の固有振動数周辺での共振現象を抑制する機能を担う。

図２において、ストッパピース２は、例えば金属製の円筒状部材であり、冷間鍛造により形成するのが好適である。ストッパピース２は、内環部材４２の前端から若干の隙間Ｃを空けて等速ジョイント２４寄りに配置される大きい外径のダンパ形成部５と、ダンパ形成部５よりも小さい外径であり、ダンパ形成部５の後端から後方に延びる軸受当接部６とを備えた形状からなる。ダンパ形成部５は、内環部材４２の外径寸法と略同じ程度の外径寸法である。ゴム部材からなる弾性体３は、このダンパ形成部５の外周面に加硫接着により接着されており、弾性体３の外周面に環状の質量体４が加硫接着により接着されている。

軸受当接部６は、内環部材４２の内部に配置されており、その後端が軸受４１の内輪の前端面に当接している。前記したシール部材４６は、内環部材４２の内周と軸受当接部６の外周との間に設けられている。シール部材４６よりも前側において軸受当接部６の外周には、内環部材４２の内周との間で隙間を詰めるように径外方向に向けて凸部７が突設されている。前記隙間Ｃと共にこの凸部７による隙間形成により、シール部材４６への泥水や塵等の浸入が抑制される。

ストッパピース２の前端は、スタブシャフト２３の外周に係合したスナップリング８により抜け止めされている。ストッパピース２の抜け止め部材としては、スナップリング８の他に、ナット等を利用してもよい。

ストッパピース２をスタブシャフト２３と一体回転させる手段としては、双方の凹部に球体１１を係止させる構造が挙げられる。ストッパピース２の軸受当接部６の内周には軸心Ｏ方向に延びる凹溝９が形成されている。一方、スタブシャフト２３のストッパピース嵌合部３１の外周には係止穴１０が形成され、この係止穴１０に鋼球等の球体１１がストッパピース嵌合部３１の外周から突出するように係止している。球体１１は凹溝９の内部に位置する。以上のように、凹溝９と係止穴１０の双方に係止する球体１１により、ストッパピース２がスタブシャフト２３と一体回転する。また、ストッパピース２とスタブシャフト２３とをスプライン嵌合により一体回転させるようにしてもよい。

第１実施形態の推進軸２０によれば、スペースの制約の多い車体フロアにおいて、比較的スペースが確保された軸受４１の近傍にスペース効率良くトーショナルダンパ１Ａを配置できる。具体的には、ストッパピース２が、軸受４１の抜け止め機能と、スタブシャフト２３に対するトーショナルダンパ１Ａの取付機能（内環機能）とを兼ねる。これにより、トーショナルダンパ１Ａを軸受４１と等速ジョイント２４との間に配置する構造において、軸受４１の抜け止め部材の配置スペースとトーショナルダンパ１Ａの配置スペースとを個別に確保する必要がなくなり、その分スタブシャフト２３の長さの増長を抑制できる。また、部品点数の低減を図れ、組み付け工程も簡略化できる。

内環部材４２よりも等速ジョイント２４寄りに配置され、弾性体３および質量体４が取り付けられるダンパ形成部５と、ダンパ形成部５よりも小さい外径であり、内環部材４２の内部に配置されて軸受４１の内輪に当接する軸受当接部６と、を備えるストッパピース２とすることにより、軸受４１に向けて跳ねる泥水やチッピングをトーショナルダンパ１Ａにて効果的に保護できる。特に、本実施形態の場合、トーショナルダンパ１Ａが軸受４１よりも前方に配置されることとなるので、車両走行中、前方から内環部材４２の内部に浸入して軸受４１に向けて跳ねる泥水やチッピングをトーショナルダンパ１Ａにて保護でき、軸受４１の耐久性が向上する。

凹溝９と係止穴１０の双方に係止する球体１１によりストッパピース２とスタブシャフト２３とを一体回転させる、またはストッパピース２とスタブシャフト２３とをスプライン嵌合により一体回転させることにより、簡単な組み付け作業でストッパピース２の回り止めを行える。スタブシャフト２３に対して圧入嵌合や接着剤を用いないため、泥水や塩分の影響を全く受けない。

「第２実施形態」
図３、図４に示す第２実施形態に係るトーショナルダンパ１Ｂは、第１実施形態のトーショナルダンパ１Ａに対し、等速ジョイント２４のブーツ２８がストッパピース２に外嵌合して固定されている点、およびストッパピース２に、等速ジョイント２４の内部と軸受４１とを連通させる連通路１３、１４が形成されている点で異なっている。

ストッパピース２には、ダンパ形成部５の前端から前方に延び、スタブシャフト２３のストッパピース嵌合部３１に外嵌するブーツ嵌合部１２が形成されている。等速ジョイント２４のブーツ２８は、ブーツ嵌合部１２の外周に外嵌してバンド３０により締着されている。

ストッパピース２の内周には、ストッパピース２の前端から後端に亘り軸心Ｏに沿って連通路１３が形成されている。なお、ストッパピース２のブーツ嵌合部１２の前端内径に面取りが施されている場合には、スナップリング８の口部と連通路１３とは面取りを介して通ずることとなる。軸心Ｏと連通路１３との径方向の距離は、等速ジョイント２４のアウタケース２５の内径寸法よりも十分に小さく、およそアウタケース２５の内径寸法の半分程度である。連通路１３は、例えば図５に示すように断面が矩形状を呈する溝として形成されている。また、ストッパピース２の後端、すなわち軸受当接部６の後端には、軸受４１の前端とシール部材４６とで囲まれた空間Ｓ（図４）と、連通路１３とを連通するように、軸心Ｏの径方向に沿って連通路１４が形成されている。連通路１４も例えば断面が矩形状を呈した溝として形成されている。

第２実施形態の推進軸２０によれば、等速ジョイント２４のブーツ２８をストッパピース２に外嵌することにより、スタブシャフト２３の外周にブーツ２８の締着部のスペースを確保する必要がない。これにより、スタブシャフト２３の長さの増長を抑制できる。

第２実施形態の推進軸２０によれば、連通路１３，１４により等速ジョイント２４内の圧力を軸受４１の取付スペースに開放できる。連通路１３，１４は、等速ジョイント２４の内部と軸受４１の取付スペースとを連通するため、外部からの泥水等の浸入のおそれも殆ど無い。連通路１３は、アウタケース２５の内周よりも軸心Ｏに十分に近く位置しているので、アウタケース２５の内周に溜まっているグリスが連通路１３に入り込むことも無い。

以上、本発明の好適な実施形態を説明した。２つの実施形態では、等速ジョイント２４の後方に中間軸受体４０を配置する構成を明示したが、中間軸受体４０の後方に等速ジョイント２４を配置した構成においても本発明は適用可能である。

１Ａ，１Ｂトーショナルダンパ
２ストッパピース
３弾性体
４質量体
５ダンパ形成部
６軸受当接部
７凸部
８スナップリング
９凹溝
１０係止穴
１１球体
１２ブーツ嵌合部
１３，１４連通溝
２０車両用推進軸
２１第１パイプ材
２２第２パイプ材
２３スタブシャフト（軸部材）
２４等速ジョイント
２８ブーツ
４０中間軸受体
４１軸受

Claims

軸受に軸支され一端が等速ジョイントに連結した軸部材と、前記軸部材に取り付けられるトーショナルダンパとを備えた車両用推進軸であって、
前記トーショナルダンパは、
前記軸受と前記等速ジョイントとの間で前記軸部材に外嵌され、前記軸受に当接して前記軸受を軸方向に位置決めするストッパピースと、
前記ストッパピースの外周に形成される弾性体と、
前記弾性体の外周に形成される質量体と、
を備え、
前記等速ジョイントは、アウタケースと、該アウタケースと前記軸部材との間で内部を封止するブーツとを備え、
前記ブーツが前記ストッパピースに固定されており、
前記ストッパピースに、前記等速ジョイントの内部と前記軸受とを連通させる連通路が形成されており、
前記連通路は、前記ストッパピースの前端から後端に亘り前記軸部材の軸心に沿って前記ストッパピースの内周に形成された溝を含む、
ことを特徴とする車両用推進軸。
前記軸受の外輪には、車体側に接続する内環部材が外嵌され、
前記ストッパピースは、
前記内環部材よりも前記等速ジョイント寄りに配置され、前記弾性体および質量体が取り付けられるダンパ形成部と、
前記ダンパ形成部よりも小さい外径であり、前記内環部材の内部に配置されて前記軸受の内輪に当接する軸受当接部と、
を備えていることを特徴とする請求項１に記載の車両用推進軸。
前記ストッパピースと前記軸部材とが、スプライン嵌合により一体回転することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用推進軸。
前記ストッパピースと前記軸部材とが、双方の凹部に係止する球体により一体回転することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用推進軸。