等速自在継手用シャフト
【課題】捩り振動（回転方向の振動）を吸収しつつ剛性感を損なうことのない等速自在継手用シャフトを提供する。
【解決手段】出力側端部１ａおよび入力側端部１ｂにそれぞれ等速自在継手が接続される等速自在継手用シャフトである。出力側端部１ａと入力側端部１ｂとの間の等速自在継手用シャフト中央部３に、入力側端部１ｂからのトルク変動を回転方向の抵抗により抑制する減衰機構４を設ける。減衰機構４は、軸状の第１部材３１と、第１部材３１に外嵌される筒状の第２部材３２とを備える。第２部材３２は、トルク入力側又はトルク出力側において第１部材３１に結合され、第１部材３１に結合されていないトルク出力側又はトルク入力側において、第１部材３１と第２部材３２とのいずれか一方に摺接する第３部材３３を配設した。
【解決手段】出力側端部１ａおよび入力側端部１ｂにそれぞれ等速自在継手が接続される等速自在継手用シャフトである。出力側端部１ａと入力側端部１ｂとの間の等速自在継手用シャフト中央部３に、入力側端部１ｂからのトルク変動を回転方向の抵抗により抑制する減衰機構４を設ける。減衰機構４は、軸状の第１部材３１と、第１部材３１に外嵌される筒状の第２部材３２とを備える。第２部材３２は、トルク入力側又はトルク出力側において第１部材３１に結合され、第１部材３１に結合されていないトルク出力側又はトルク入力側において、第１部材３１と第２部材３２とのいずれか一方に摺接する第３部材３３を配設した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動系に発生する捩り振動を抑制することが出来る等速自在継手用シャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用における駆動輪への動力伝達手段は、ハーフシャフトにより連結された固定型等速自在継手と摺動型等速自在継手により、トルク変動することなく滑らかに伝達されている。このように、等速自在継手を含む駆動系では、エンジンからの振動を主に摺動型等速自在継手が吸収し、車体に不快な振動として伝えないようにしている。
【０００３】
しかし、摺動型等速自在継手における振動の吸収方向は、スライド方向（軸方向）が全てであり、捩り方向（回転方向）の変位を吸収することができない。つまり、エンジン側からの回転変動を伴ったトルクの変動、いわゆる捩り振動を吸収することができない。
【０００４】
このため、従来には、外側継手部材（外輪）を、外筒部と内筒部の２層構造とし、この外筒部と内筒部との間に、軸方向の相対移動及び軸心廻りの相対回転とを許容する案内装置を介在した等速自在継手がある（特許文献１）。また、この等速自在継手は、外筒部と内筒部との軸方向の相対移動及び軸心廻りの相対回転を抑制する抑制装置（ゴム素材からなる）を備えている。
【０００５】
この特許文献１に記載の案内装置１０２は、図１８と図１９に示すように、外筒部７６と内筒部８２との間に配設される摺動体１０６を備え、外筒部７６と摺動体１０６との間に軸方向溝１０８が形成されるとともに、内筒部８２と摺動体１０６との間に周方向溝１１０が形成され、各溝１０８、１１０に転動体１１２，１１４が嵌合されるものである。
【０００６】
また、図１９に示すように、案内装置１０２における摺動体１０６の近傍には、摺動板１００、１００間に介在される第１ばね９６と第２ばね９８を有する相対抑制装置が配設されている。この相対抑制装置は、外筒部７６と内筒部８２との軸心廻りの相対回転を抑制する。
【０００７】
特許文献１に記載の等速自在継手では、前記のように構成することによって、「駆動系の一部である車両用等速自在継手のねじり剛性が低下して駆動系の共振周波数が低下し、ドライブシャフトのねじり共振が抑制されることになって、ロックアップこもり音等の騒音の発生を抑制しつつロックアップクラッチのロックアップ回転速度の低回転化が図れる」というものである。さらには、「外筒部と内筒部との軸心まわりの相対回転速度に応じて相対移動抵抗を発生する減衰要素を備えることになり、その減衰要素において駆動系に発生するねじり振動が吸収されるので、駆動系に発生する振動を十分に抑制することができる」というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０-１４４７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特許文献１では、外輪の回転方向に対する相対変位量は転動体１１４の稼動範囲により規制され、この間の捩り剛性は相対抑制装置のバネ力により決まり、このバネ特性により狙いの捩り剛性が得られるように、チューニングすることになる。
【００１０】
また、ゴム素子（相対回転抑制装置）が、外筒部７６と内筒部８２との周方向の間隙に設けられていることから、駆動系に発生するねじり振動は必ずそのゴム素子を介して外筒部７６と内筒部８２との間を伝播するようになっている。このため、駆動系にて発生するねじり振動を抑制することができる。
【００１１】
ところが、前記特許文献１に記載のねじり振動吸収構造では、低トルク領域で回転方向に大きく捩れる構造であるため、トルク入力が正負で変わる状況においては回転方向の変位が大きくなる。このため、加減速を繰り返す（負荷トルクが正負で入れ替わる）ような走行状態では、剛性感（＝ダイレクト感）が損なわれてしまう。
【００１２】
本発明の課題は、捩り振動（回転方向の振動）を吸収しつつ剛性感を損なうことのない等速自在継手用シャフトを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の等速自在継手用シャフトは、出力側端部および入力側端部にそれぞれ等速自在継手が接続されて、出力側端部と入力側端部との間の等速自在継手用シャフト中央部に、入力側端部からのトルク変動を回転方向の抵抗により抑制する減衰機構を設けた等速自在継手用シャフトであって、前記減衰機構は、軸状の第１部材と、この第１部材に外嵌される筒状の第２部材とを備え、前記第２部材は、トルク入力側又はトルク出力側において第１部材に結合され、第１部材に結合されていないトルク出力側又はトルク入力側において、少なくとも第１部材と第２部材とのいずれか一方に摺接する第３部材を配設したものである。
【００１４】
本発明の等速自在継手用シャフトは、減衰機構を設けたことによって、入力トルクの変動に伴う回転変動を抑制することができる、つまり捩り方向の振動を吸収することができる。すなわち、第１部材と第２部材とは第３部材を介して回転方向に相対的に変位可能である。この変位の際に、部材の接触面同士が滑り、摩擦による摩擦熱が発生する。これにより、瞬間的に変動する捩り方向のトルク変動に伴う振動エネルギーが摩擦熱に変換されて吸収され、捩り振動を抑制（＝減衰）することができる。
【００１５】
前記第３部材は、第１部材と第２部材との間の嵌入部に嵌合される肉厚が軸心方向に沿って同一の短円筒形状体にて構成したり、第１部材と第２部材との間の嵌入部に対して軸方向内部に向かってその肉厚が小となる短円筒形状体であって、軸方向内方への予圧が負荷されているものであったりする。
【００１６】
前記第３部材は、複数枚の部材が重ね合わされてなるものであってもよく、材質の異なる複数の部材が重ね合わされてなるものであってもよい。
【００１７】
前記第３部材と、相手側の第１部材及び／又は第２部材との間に潤滑剤を介在させるのが好ましく、さらには、第３部材と、相手側の第１部材及び／又は第２部材との間に潤滑剤を溜める潤滑剤溜り部を設けるのが好ましい。
【００１８】
前記第３部材の圧入開始側の端部に面取り部を形成するようにしても、相手側の第１部材又は第２部材との第３部材の摺接面は、その対応面全面でないものであってもよい。
【００１９】
第１部材と第２部材との結合はセレーション結合であっても、溶接による結合であってもよい。
【００２０】
入力側端部に摺動型等速自在継手を取り付け、出力側端部に固定式等速自在継手を取り付けたものとでき、入力側端部及び出力側端部に摺動型等速自在継手を取り付けたものとできる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の等速自在継手用シャフトでは、トルク変動を減衰させる機構を設けたことによって、トルク変動による捩り振動を吸収することができる。この等速自在継手用シャフトを、自動車における駆動輪への動力伝達手段に用いれば、加減速を繰り返すような走行状態においても剛性感（＝ダイレクト感）を損なうことなく優れた運転性が発揮され、しかも捩り振動を抑制することができる。特に、第３部材を第１部材と第２部材に対して締め代嵌合させることによって、相対変位可能となり、より大きな面積の摩擦面を利用することができて、大きな振動エネルギーの吸収に対応できる。
【００２２】
第１部材が出力側端部と入力側端部とに一体成形されたトルク伝達シャフトからなるため、構成の簡略化を図ることができる。第２部材はトルク伝達シャフトとして機能する第１部材に対して外嵌されるので、コンパクト化を図ることができる。
【００２３】
第３部材を肉厚が軸心方向に沿って同一の短円筒形状体にて構成することができ、摺動部材としては、単純形状のものでよく、低コスト化を図ることができる。なお、摺動部材としては、ボールやころ等を用いることも可能であるが、ボールやころ等を用いれば、周方向に沿って複数個配設する必要があり、部品点数が多くなって、組立て工数の増加を招くことになる。
【００２４】
予圧を負荷するものでは、この予圧量を調整することによって、最適な抵抗値を確保できる。第３部材が複数枚の部材が重ね合わされてなるものでは、摩擦面の増加が可能となって、捩り振動の吸収性の向上を図ることができる。また、材質が相違するものを重ね合わせることによって、最適な抵抗値の確保が安定する。
【００２５】
潤滑剤を介在させることによって、抑制部位における相対変位が滑らかに行うことができ、捩り振動を安定して抑制することができる。この場合の潤滑剤としては、グリース等を用いることができる。
【００２６】
潤滑剤溜り部を設けることによって、抑制部位における潤滑剤の介在が安定して、抑制部位における摩擦抵抗を小さくでき、相対変位を滑らかに行うことができる。
【００２７】
前記第３部材の圧入開始側の端部に面取り部を形成するものでは、圧入作業性の向上を図ることができる。各部材の摺接面は、その対応面全面でないもとすることができ、このシャフトの設計自由度が大となって、生産性に優れる。
【００２８】
また、第１部材と第２部材との結合はセレーション結合であっても、溶接による結合であってもよく、この結合手段に公知・公用のものを用いることができ、低コスト化を図ることができる。
【００２９】
入力側端部に摺動型等速自在継手を取り付け、出力側端部に固定型等速自在継手を取り付けたものとすることができ、また、入力側端部及び出力側端部に摺動型等速自在継手を取り付けたものとできるので、種々のタイプの動力伝達手段を構成でき、汎用性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す等速自在継手用シャフトの縦断面図である。
【図２】前記図１のＸ−Ｘ線拡大断面図である。
【図３】前記等速自在継手用シャフトの固定側の要部拡大断面図である。
【図４】減衰機構の第３部材の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図５】前記等速自在継手用シャフトの簡略断面図である。
【図６】図５のＹ−Ｙ線拡大断面図である。
【図７】図５のＺ−Ｚ線拡大断面図である。
【図８】本発明の等速自在継手用シャフトの第２の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図９】本発明の等速自在継手用シャフトの第３の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１０】本発明の等速自在継手用シャフトの第４の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１１】本発明の等速自在継手用シャフトの第５の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１２】本発明の等速自在継手用シャフトの第６の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１３】本発明の等速自在継手用シャフトの第７の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１４】本発明の等速自在継手用シャフトの第８の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１５】本発明の等速自在継手用シャフトの第９の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１６】本発明の等速自在継手用シャフトの第１０の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１７】第３部材の変形例を示す断面図である。
【図１８】従来の車両用等速自在継手の要部断面図である。
【図１９】前記図１８に示す車両用等速自在継手の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００３２】
図１は本発明に係る等速自在継手用シャフトの縦断面図を示し、この等速自在継手用シャフトは、シャフト本体１と、このシャフト本体１に外嵌される外方部材２とを備え、シャフト中央部３には減衰機構４が設けられている。
【００３３】
シャフト本体１は、出力側端部１ａと、入力側端部１ｂと、本体部１ｃと、出力側端部１ａと本体部１ｃとの間に配設される小径部１ｄ及び大径部１ｅと、入力側端部１ｂと本体部１ｃとの間に配設される小径部１ｆ及び大径部１ｇとを有するものである。
【００３４】
この場合、出力側端部１ａに図示省略の固定式等速自在継手が連結され、入力側端部１ｂに図示省略の摺動式等速自在継手が連結される。なお、固定式等速自在継手としては、トラック溝底が円弧部のみであるバーフィールド型やトラック溝底の一部に直線部分を有するアンダーカットフリー型等の種々のタイプものを用いることができる。また、摺動式等速自在継手としては、ダブルオフセット型、トリポード型、又はクロスグルーブ型等の種々のタイプのものを用いることができる。
【００３５】
このため、出力側端部１ａはその外径面に雄スプライン５が形成されるとともに、止め輪（図示省略）が嵌合される周方向溝６が形成されている。また、入力側端部１ｂも同様に、その外径面に雄スプライン７が形成されるとともに、止め輪（図示省略）が嵌合される周方向溝８が形成されている。
【００３６】
出力側端部１ａ側の大径部１ｅは図示省略の固定式等速自在継手の開口部を塞ぐためのブーツ（図示省略）の装着部を構成する。このため、大径部１ｅには周方向溝９が形成されている。また、入力側端部１ｂ側の大径部１ｇは図示省略の摺動式等速自在継手の開口部を塞ぐためのブーツ（図示省略）の装着部を構成する。このため、大径部１ｇには周方向溝１０が形成されている。
【００３７】
また、本体部１ｃは、中央本体１２と、入力側端部１ｂ側の大径部１ｇに連設される大径部１３とを有する。そして、外方部材２は、本体筒状部２ａと、この本体筒状部２ａの入力側の支持用小径部２ｂとからなる。この支持用小径部２ｂが、本体部１ｃの大径部１３に結合される。この場合の結合はいわゆるセレーション結合１５である。すなわち、大径部１３の外周面に雄セレーションを形成して雄形結合部を構成するとともに、支持用小径部２ｂの内周面に雌セレーションを形成して雌形結合部を構成し、雄形結合部と雌形結合部とを嵌合（係合）させることによって、結合するものである。なお、大径部１３と支持用小径部２ｂとの結合手段は、セレーション結合１５に限るものではなく、溶接等の他の手段であってもよい。また、このセレーション結合１５における雄形結合部における雄セレーションには雄スプラインを含み、セレーション結合１５における雌形結合部における雌セレーションには雌スプラインを含むものとする。このため、セレーション結合１５にはスプライン結合を含む。
【００３８】
また、外方部材２の本体筒状部２ａの反支持用小径部側の開口部には、摺動部材としての短円筒形状体２０が配設されている。すなわち、シャフト本体１には、大径部１ｈが設けられ、この大径部１ｈにこの短円筒形状体２０が外嵌される。外方部材２の本体筒状部２ａの反支持用小径部側の開口端には出力側に向かって拡径するテーパ部２７が形成されている。
【００３９】
シャフト本体１は、例えば、ドライブシャフト用のシャフトと同様の材質のものが使用され、中炭素鋼や肌焼鋼等が適切である。また、外方部材２は、シャフト本体１と同じ材質もしくはシャフト本体１の材質よりも捩れ剛性が同等かそれ以上の材料とされ、例えば、捩れ剛性の高いＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）材が適している。また、短円筒形状体２０は、シャフト本体１と同等の材料もしくは、耐摩耗性に優れたセラミック材やカーボンコンポジット材等を適用することで安定した摩擦力を得ることが可能である。
【００４０】
ところで、前記減衰機構４は、シャフト本体１の中央本体１２である第１部材３１と、外方部材２である第２部材３２と、短円筒形状体２０である第３部材３３等にて構成される。
【００４１】
次にこのシャフトの組立方法について説明する。この場合、シャフト本体１の大径部１ｈに短円筒形状体２０を外嵌する。次に、短円筒形状体２０を組み付けたシャフト本体１に、入力側から第２部材３２である外方部材２を挿入する。この際、短円筒形状体２０である摺動部材に対して外方部材２の開口部側を圧入するとともに、シャフト本体１の大径部１３の雄形結合部に対して外方部材２の支持用小径部２ｂの雌形結合部を圧入することになる。これによって、図１に示す等速自在継手用シャフトが完成する。なお、外方部材２の開口端縁には前記したようにテーパ部２７が形成されているので、外方部材２の挿入時にこのテーパ部２７がガイドとなって滑らかに組み立てることができる。
【００４２】
このため、第３部材３３に対して、第１部材３１と第２部材３２とが締め代嵌合となって、第１部材３１と第２部材３２とが相対変位可能となっている。すなわち、第３部材３３の内径面と、これに対応する第１部材３１の外径面とが摺接し、第３部材３３の外径面と、これに対応する第２部材３２の内径面とが摺接することになる。このため、スティックスリップ対策として、各摺接面間に潤滑剤を介在させるのが好ましい。なお、スティックスリップとは滑り面で発生する振動現象である。
【００４３】
また、図４に示すように、潤滑剤を溜める潤滑剤溜り部３５を設けるのが好ましい。この場合、第３部材３３を構成する短円筒形状体２０に設けられる凹溝３６にて構成することができる。この凹溝３６は周方向に沿って所定間隔（図例では、６０度ピッチ）で配設される。また、各凹溝３６は軸方向に沿って延びる軸方向溝である。
【００４４】
次に図５から図７を用いて、減衰機構４の機能を説明する。なお、入力側のセレーション結合１５と出力側の相対変位部との間は、任意の所定寸Ａに設定される。入力側において、第１部材３１と第２部材３２とがセレーション結合１５にて結合されているので、入力側において、図５に示すように、トルク負荷が負荷された場合、図６に示すように、第２部材３２は第１部材３１の捩れ変位（θｔ）と同期する。図６において、Ｐ１は、トルク負荷時の第１部材３１と第２部材３２の位相を示す。これに対して、出力側において、結合されていないので、図７に示すように、第１部材３１と第２部材３２とには位相差（θｔ）が生じる。しかしながら、出力側において第１部材３１と第２部材３２との間に、締め代をもって短円筒形状体２０が嵌合されているので、発生する摩擦力（抵抗力）によって、瞬間的に変動する捩り方向の変動エネルギーが相殺（吸収）されることになる。このため、捩り振動を抑制（減衰）することができる。図７において、Ｐ２はトルク負荷時の第１部材３１の位相を示し、Ｐ３はトルク負荷時の第２部材３２の位相を示す。
【００４５】
このように、本発明では、トルク変動を抑制するための減衰機構４を設けたことによって、トルク変動による捩り振動を吸収することができる。このため、この等速自在継手用シャフトを、自動車における駆動輪への動力伝達手段に用いれば、加減速を繰り返すような走行状態においての剛性感（＝ダイレクト感）を損なうことなく優れた運転性が発揮され、しかも、捩り振動を抑制することができる。
【００４６】
減衰機構４が第１部材３１と第２部材３２を備え、第１部材３１が出力側端部１ａと入力側端部１ｂとに一体成形されたトルク伝達用シャフトから成るため、構成の簡略化を図ることができる。第２部材３２はトルク伝達シャフトとして機能する第１部材３１に対して外嵌するため、コンパクト化を図ることができる。
【００４７】
第２部材３２は、一端側を第１部材３１に結合し、他端側を第１部材３１と相対変位するように設定できるので、捩り方向の振動を吸収する機能を有効に発揮できる。また、短円筒形状体２０が締め代をもって嵌合されているので、この締め代に摩擦力を発生させることができ、捩り方向の振動を吸収する機能の信頼性の向上を図ることができる。このため、この締め代としては、第１部材３１と第２部材３２との間に、この相対変位部において位相差が生じる摩擦抵抗を発生させるものであればよい。
【００４８】
このように、第１部材３１と第２部材３２と短円筒形状体２０等を備えたものでは、捩り方向の振動を吸収する機能を有効に発揮でき、信頼性の高い機能を発揮できる。
【００４９】
第３部材３３を肉厚が軸心方向に沿って同一の短円筒形状体にて構成することができ、摺動部材としては、単純形状のものでよく、低コスト化を図ることができる。なお、摺動部材としては、ボールやころ等を用いることも可能であるが、ボールやころ等を用いれば、周方向に沿って複数個配設する必要があり、部品点数が多くなって、組立て工数の増加を招くことになる。
【００５０】
潤滑剤を介在させることによって、抑制部位における相対変位が滑らかに行うことができ、捩り振動を安定して抑制することができる。この場合の潤滑剤としては、グリース等を用いることができる。
【００５１】
潤滑剤溜り部３５を設けることによって、抑制部位における潤滑剤の介在が安定して、抑制部位における摩擦抵抗を小さくでき、相対変位が滑らかに行うことができる。また、このような凹溝３６を設ける場合、凹溝３６の周方向端部をアール部とするのが好ましい。このようにアール部を設けることによって、凹溝３６の周方向端縁部の引っかかりを防止でき、相対変位がより滑らかに行うことができる。
【００５２】
また、この等速自在継手用シャフトは、前記実施形態では、入力側端部１ｂに摺動式等速自在継手を取付け、出力側端部１ａに固定式等速自在継手を取付けるものであったが、他の実施形態として、出力側端部１ａおよび入力側端部１ｂに摺動式等速自在継手を取付けるものとすることができる。また、この場合の摺動式等速自在継手としても、ダブルオフセット型、トリポード型、又はクロスグルーブ型等の種々のタイプのものを用いることができる。このように、本発明の等速自在継手用シャフトは、種々のタイプの動力伝達手段を構成でき、汎用性に優れる。
【００５３】
前記実施形態では、第２部材３２を第１部材３１の入力側に結合していたが、別の実施形態として、第２部材３２を第１部材３１の出力側に結合し、第２部材３２の入力側に短円筒形状体２０を配置するようにしてもよい。このような場合であっても、入力側端部からのトルク負荷による回転変動を抑制することができ、捩り方向の振動を吸収することができる。
【００５４】
ところで、前記実施形態では、短円筒形状体２０を１個の部材にて構成していたが、図８に示すように、複数の部材にて構成してもよい。この図８では、内径側の第１短円筒形状体２０Ａと、外径側の第２短円筒形状体２０Ｂとで構成している。このように、第３部材が複数枚の部材が重ね合わされてなるものでは、摩擦面の増加が可能となって、捩り振動に吸収性の向上を図ることができる。また、短円筒形状体２０を複数枚の短円筒形状体２０Ａ、２０Ｂで構成する場合、各円筒形状体２０Ａ、２０Ｂが同一の材質であっても、相違する材質であってもよい。相違する材質で構成することによって、最適な抵抗値の確保が安定する。
【００５５】
図９では、シャフト本体１の大径部１ｈの本体部側の端部に突起部４０が設けられ、この突起部４０に短円筒形状体２０が係合している。このため、短円筒形状体２０の外方部材２内方側への位置ずれを規制することができる。この突起部４０は、断面矩形状の周方向凸条にて構成している。
【００５６】
図１０では、シャフト本体１の大径部１ｈの本体部側に、本体部側に向かって拡径するテーパ部４１を設けている。また、短円筒形状体２０の内径面の反開口部側に、反開口部側に向かって拡径するテーパ部４２を設けている。このため、短円筒形状体２０が圧入された際には、シャフト本体１側のテーパ部４１に短円筒形状体２０のテーパ部４２が圧接して、短円筒形状体２０の外方部材２内方側への位置ずれを規制することができる。
【００５７】
このように、突起部４０を設けたり、テーパ部４１、４２を設けたりすることによって、第３部材３３の軸方向ずれを規制することができ、捩り方向の振動を安定して吸収することができる。また、短円筒形状体２０のテーパ部４２は、この短円筒形状体２０の圧入開始端部に設けられた面取り部を構成することになる。このように面取り部を設けることによって、圧入作業性の向上を図ることができる。
【００５８】
図１１と図１２では、第３部材３３に予圧を負荷するようにしている。すなわち、図１１では、短円筒形状体２０は、その外径面が外方部材２の内部側に向かって縮径するテーパ面４５とされ、その内径面が外方部材２の軸方向内部側に向かって拡径するテーパ面４６とされて、その断面形状がくさび状とされる。また、外方部材２の本体部２ａの内径面開口部は、開口側に向かって拡径するテーパ部４７とされ、シャフト本体１の大径部１ｈが、外方部材２の内部側に向かって拡径するテーパ部４８とされる。これによって、開口側から軸方向内部側に向かってその隙間寸法が小となるリング状の隙間５０が形成される。
【００５９】
そして、この隙間５０に、断面形状がくさび状の短円筒形状体２０が圧入される。また、シャフト本体１のテーパ部４８の近傍には、雄ねじ部５１が設けられ、この雄ねじ部５１に押圧部材５２が螺着される。押圧部材５２は、雌ねじ部５３を有する短円筒状の本体部５４と、この本体部５４の外径面に形成される外鍔部５５とを有するものである。すなわち、本体部５４の内径面は、大径部５４ａと、小径部５４ｂとを有し、小径部５４ｂに前記雌ねじ部５３が形成される。
【００６０】
したがって、シャフト本体１の雄ねじ部５１に、押圧部材５２の雌ねじ部５３を螺着することによって、短円筒形状体２０の外端面５７を押圧部材５２の先端面５４ｃにて押圧して、矢印方向の予圧を負荷する。この場合、外鍔部５５が外方部材２の端縁６０に当接（接触）するまで、螺着される。
【００６１】
また、図１２では、短円筒形状体２０の外径面をテーパ面とせずに円筒面とするとともに、外方部材２の開口部にテーパ面を形成しないものである。この場合も、シャフト１の雄ねじ部５１に、押圧部材５２の雌ねじ部５３を螺着することによって、短円筒形状体２０の外端面５７を押圧部材５２の先端面５４ｃにて押圧して、矢印方向の予圧を負荷することができる。
【００６２】
このように、予圧を負荷するものでは、この予圧量を調整することによって、最適な抵抗値を確保できる。
【００６３】
次に図１３では、第３部材３３を中心孔を有する円盤体７０にて構成している。この場合、円盤体７０が外嵌される大径部１ｈの外面をテーパ面とすることなく、図１に示すシャフト本体１と同様円筒面とするとともに、第２部材３２を構成する外方部材２の開口部に内径側へ膨出する内鍔部７１を設けている。この内鍔部７１は、厚肉部７１ａと、この厚肉部７１ａから軸方向内部に向かって肉厚寸法が小となる連設部７１ｂとからなる。
【００６４】
また、シャフト本体１に設けられた雄ねじ部５１に螺着される押圧部材７５にて、円盤体７０を、第２部材３２を構成する外方部材２の開口端面７４を押圧することができる。この場合の押圧部材７５は、図１１と図１２に示す押圧部材５２において、外鍔部５５よりも反雌ねじ部側の突出部を省略（カット）した形状である。このため、押圧部材７５の雌ねじ部５３をシャフト本体１の雄ねじ部５１に螺着することによって、この押圧部材７５の端面７５ａが、円盤体７０の外端面７０ａを押圧することができる。すなわち、円盤体７０にて構成された第３部材３３に矢印方向の予圧を負荷することができる。
【００６５】
この図１３においては、円盤体７０の外端面７０ａと、押圧部材７５の端面７５ａとが相対的に摺接し、円盤体７０の内端面７０ｂと、外方部材２の開口端面７４とが相対的に摺接することになる。また、円盤体７０の内径面７０ｃと、シャフト本体１の大径部１ｈの外径面とが相対的に摺接する。
【００６６】
したがって、このような円盤体７０からなる第３部材３３を用いても、トルク変動を抑制するための減衰機構４を設けたことになって、トルク変動による捩り振動を吸収することができる。すなわち、前記図１に示すシャフトと同様の作用効果を奏する。
【００６７】
ところで、図１３では、円盤体７０を一枚の部材にて構成していたが、図１４に示すように、複数枚（図例では２枚）の部材にて構成してもよい。すなわち、第２部材側の第２円盤体７０Ｂと、押圧部材７５側の第１円盤体７０Ａとを備える。これにより、第１円盤体７０Ａの外端面７０Ａａと、押圧部材７５の端面７５ａとが相互に摺接し、第１円盤体７０Ａの内端面７０Ａｂと、第２円盤体７０Ｂの外端面７０Ｂａとが相互に摺接し、第２円盤体７０Ｂの内端面７０Ｂｂと、外方部材２の開口端面７４とが相互に摺接し、第１円盤体７０Ａおよび第２円盤体７０Ｂの各内径面７０Ａｃ、７０Ｂｃと、シャフト本体１の大径部１ｈの外径面とが相互に摺接する。
【００６８】
この場合も、トルク変動による捩り振動を吸収することができ、さらには、矢印方向の予圧を負荷することができ、この予圧量を調整することによって、最適な抵抗値を確保できる。
【００６９】
図１５では、円盤体７０の外径側にダストカバー８０を配置したものである。すなわち、このダストカバー８０は薄肉の短円筒体からなり、押圧部材７５の外径面から円盤体７０の外径面を介して第２部材３２の開口部側の外径面までを覆うものである。なお、この場合、ダストカバー８０を第２部材３２側又は第３部材側に固定される。
【００７０】
前記図１５では、ダストカバー８０を第１・第２・第３部材とは別部材にて構成したが、図１６ではダストカバー８１を第２部材３２である外方部材２の開口端部に設けている。すなわち、外方部材２の開口端部に軸方向に延びる短円筒部８５を設け、この短円筒部８５の周壁８５ａをもって、ダストカバー８１を構成している。この場合、円盤体７０をこの短円筒部８５内に内嵌されることになり、押圧部材７５の押圧端部がこの短円筒部８５内に内嵌されることになる。すなわち、押圧部材７５の外径面及び円盤体７０の外径面をこのダストカバー８１にて覆うことになる。
【００７１】
図１５や図１６に示すように、ダストカバー８０，８１を設けることによって、第３部材３３と、これに摺接する相手部材との摺接面間等への異物の侵入を防止でき、トルク変動による捩り振動の吸収機能を安定して発揮することができる。特に、図１６に示すように、ダストカバー８１が第２部材３２に一体的に形成されるものでは、生産性及びコスト性に優れることになる。
【００７２】
ところで、図１４から図１６等に示すような円盤体にて第３部材３３を構成する場合、図１７に示すように、潤滑剤を溜めるための潤滑剤溜り部８７を設けてもよい。この場合の潤滑剤溜り部８７は、径方向孔部８６にて構成できる。なお、図１３と図１５に示すように、１つの部材にて円盤体７０を構成する場合、相手側との摺接面、つまり外端面７０ａ及び／又は内端面７０ｂに、径方向凹溝を設けることによって潤滑剤溜り部８７を形成するようにしてもよい。また、図１４に示すように、２つの部材にて円盤体７０を構成する場合、各円盤体７０Ａ，７０Ｂの外端面７０Ａａ、７０Ｂａ及び／又は内端面７０Ａｂ，７０Ｂｂに径方向凹溝を設けることによって潤滑剤溜り部８７を形成するようにしてもよい。
【００７３】
このように、潤滑剤溜り部８７を設けることによって、図３に示すものと同様、抑制部位における潤滑剤の介在が安定して、抑制部位における摩擦抵抗を小さくでき、相対変位が滑らかに行うことができる。
【００７４】
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、図８や図１４に示すように、短円筒形状体や円盤体を複数枚重ね合わせる場合、２枚に限るものではない。また、図３や図１７に示すように、潤滑剤溜りを設ける場合、その数は任意に設定できる。潤滑剤溜りを構成する場合、前記実施形態では、第３部材側に設けた溝にて形成していたが、第３部材３３の相手側である第１部材３１や第２部材３２に設けた溝、さらには、第３部材３３及び第１部材３１や第２部材３２に設けた溝等にて構成してもよい。
【００７５】
ところで、前記実施形態では、第３部材３３と第１部材３１とが摺接するともに、第３部材３３と第２部材３２とが摺接するものであった。これに対して、第３部材３３は第１部材３１又は第２部材３２に対して相対的に変位しないようにしてもよい。すなわち、本発明では、第３部材３３に対して、第１部材３１及び第２部材３２の少なくとも一方、もしくは両者を相対変位可能であればよい。なお、相対的に変位しないようにする手段としては、溶接等の接合手段であっても、スプライン嵌合等の結合手段であってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１ａ 出力側端部
１ｂ 入力側端部
３ 等速自在継手用シャフト中央部
４ 減衰機構
１５ セレーション結合
２０、２０Ａ、２０Ｂ 円筒形状体
３１ 第１部材
３２ 第２部材
３３ 第３部材
３５ 潤滑剤溜り部
７０、７０Ａ、７０Ｂ 円盤体
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動系に発生する捩り振動を抑制することが出来る等速自在継手用シャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用における駆動輪への動力伝達手段は、ハーフシャフトにより連結された固定型等速自在継手と摺動型等速自在継手により、トルク変動することなく滑らかに伝達されている。このように、等速自在継手を含む駆動系では、エンジンからの振動を主に摺動型等速自在継手が吸収し、車体に不快な振動として伝えないようにしている。
【０００３】
しかし、摺動型等速自在継手における振動の吸収方向は、スライド方向（軸方向）が全てであり、捩り方向（回転方向）の変位を吸収することができない。つまり、エンジン側からの回転変動を伴ったトルクの変動、いわゆる捩り振動を吸収することができない。
【０００４】
このため、従来には、外側継手部材（外輪）を、外筒部と内筒部の２層構造とし、この外筒部と内筒部との間に、軸方向の相対移動及び軸心廻りの相対回転とを許容する案内装置を介在した等速自在継手がある（特許文献１）。また、この等速自在継手は、外筒部と内筒部との軸方向の相対移動及び軸心廻りの相対回転を抑制する抑制装置（ゴム素材からなる）を備えている。
【０００５】
この特許文献１に記載の案内装置１０２は、図１８と図１９に示すように、外筒部７６と内筒部８２との間に配設される摺動体１０６を備え、外筒部７６と摺動体１０６との間に軸方向溝１０８が形成されるとともに、内筒部８２と摺動体１０６との間に周方向溝１１０が形成され、各溝１０８、１１０に転動体１１２，１１４が嵌合されるものである。
【０００６】
また、図１９に示すように、案内装置１０２における摺動体１０６の近傍には、摺動板１００、１００間に介在される第１ばね９６と第２ばね９８を有する相対抑制装置が配設されている。この相対抑制装置は、外筒部７６と内筒部８２との軸心廻りの相対回転を抑制する。
【０００７】
特許文献１に記載の等速自在継手では、前記のように構成することによって、「駆動系の一部である車両用等速自在継手のねじり剛性が低下して駆動系の共振周波数が低下し、ドライブシャフトのねじり共振が抑制されることになって、ロックアップこもり音等の騒音の発生を抑制しつつロックアップクラッチのロックアップ回転速度の低回転化が図れる」というものである。さらには、「外筒部と内筒部との軸心まわりの相対回転速度に応じて相対移動抵抗を発生する減衰要素を備えることになり、その減衰要素において駆動系に発生するねじり振動が吸収されるので、駆動系に発生する振動を十分に抑制することができる」というものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０-１４４７６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、前記特許文献１では、外輪の回転方向に対する相対変位量は転動体１１４の稼動範囲により規制され、この間の捩り剛性は相対抑制装置のバネ力により決まり、このバネ特性により狙いの捩り剛性が得られるように、チューニングすることになる。
【００１０】
また、ゴム素子（相対回転抑制装置）が、外筒部７６と内筒部８２との周方向の間隙に設けられていることから、駆動系に発生するねじり振動は必ずそのゴム素子を介して外筒部７６と内筒部８２との間を伝播するようになっている。このため、駆動系にて発生するねじり振動を抑制することができる。
【００１１】
ところが、前記特許文献１に記載のねじり振動吸収構造では、低トルク領域で回転方向に大きく捩れる構造であるため、トルク入力が正負で変わる状況においては回転方向の変位が大きくなる。このため、加減速を繰り返す（負荷トルクが正負で入れ替わる）ような走行状態では、剛性感（＝ダイレクト感）が損なわれてしまう。
【００１２】
本発明の課題は、捩り振動（回転方向の振動）を吸収しつつ剛性感を損なうことのない等速自在継手用シャフトを提案することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の等速自在継手用シャフトは、出力側端部および入力側端部にそれぞれ等速自在継手が接続されて、出力側端部と入力側端部との間の等速自在継手用シャフト中央部に、入力側端部からのトルク変動を回転方向の抵抗により抑制する減衰機構を設けた等速自在継手用シャフトであって、前記減衰機構は、軸状の第１部材と、この第１部材に外嵌される筒状の第２部材とを備え、前記第２部材は、トルク入力側又はトルク出力側において第１部材に結合され、第１部材に結合されていないトルク出力側又はトルク入力側において、少なくとも第１部材と第２部材とのいずれか一方に摺接する第３部材を配設したものである。
【００１４】
本発明の等速自在継手用シャフトは、減衰機構を設けたことによって、入力トルクの変動に伴う回転変動を抑制することができる、つまり捩り方向の振動を吸収することができる。すなわち、第１部材と第２部材とは第３部材を介して回転方向に相対的に変位可能である。この変位の際に、部材の接触面同士が滑り、摩擦による摩擦熱が発生する。これにより、瞬間的に変動する捩り方向のトルク変動に伴う振動エネルギーが摩擦熱に変換されて吸収され、捩り振動を抑制（＝減衰）することができる。
【００１５】
前記第３部材は、第１部材と第２部材との間の嵌入部に嵌合される肉厚が軸心方向に沿って同一の短円筒形状体にて構成したり、第１部材と第２部材との間の嵌入部に対して軸方向内部に向かってその肉厚が小となる短円筒形状体であって、軸方向内方への予圧が負荷されているものであったりする。
【００１６】
前記第３部材は、複数枚の部材が重ね合わされてなるものであってもよく、材質の異なる複数の部材が重ね合わされてなるものであってもよい。
【００１７】
前記第３部材と、相手側の第１部材及び／又は第２部材との間に潤滑剤を介在させるのが好ましく、さらには、第３部材と、相手側の第１部材及び／又は第２部材との間に潤滑剤を溜める潤滑剤溜り部を設けるのが好ましい。
【００１８】
前記第３部材の圧入開始側の端部に面取り部を形成するようにしても、相手側の第１部材又は第２部材との第３部材の摺接面は、その対応面全面でないものであってもよい。
【００１９】
第１部材と第２部材との結合はセレーション結合であっても、溶接による結合であってもよい。
【００２０】
入力側端部に摺動型等速自在継手を取り付け、出力側端部に固定式等速自在継手を取り付けたものとでき、入力側端部及び出力側端部に摺動型等速自在継手を取り付けたものとできる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の等速自在継手用シャフトでは、トルク変動を減衰させる機構を設けたことによって、トルク変動による捩り振動を吸収することができる。この等速自在継手用シャフトを、自動車における駆動輪への動力伝達手段に用いれば、加減速を繰り返すような走行状態においても剛性感（＝ダイレクト感）を損なうことなく優れた運転性が発揮され、しかも捩り振動を抑制することができる。特に、第３部材を第１部材と第２部材に対して締め代嵌合させることによって、相対変位可能となり、より大きな面積の摩擦面を利用することができて、大きな振動エネルギーの吸収に対応できる。
【００２２】
第１部材が出力側端部と入力側端部とに一体成形されたトルク伝達シャフトからなるため、構成の簡略化を図ることができる。第２部材はトルク伝達シャフトとして機能する第１部材に対して外嵌されるので、コンパクト化を図ることができる。
【００２３】
第３部材を肉厚が軸心方向に沿って同一の短円筒形状体にて構成することができ、摺動部材としては、単純形状のものでよく、低コスト化を図ることができる。なお、摺動部材としては、ボールやころ等を用いることも可能であるが、ボールやころ等を用いれば、周方向に沿って複数個配設する必要があり、部品点数が多くなって、組立て工数の増加を招くことになる。
【００２４】
予圧を負荷するものでは、この予圧量を調整することによって、最適な抵抗値を確保できる。第３部材が複数枚の部材が重ね合わされてなるものでは、摩擦面の増加が可能となって、捩り振動の吸収性の向上を図ることができる。また、材質が相違するものを重ね合わせることによって、最適な抵抗値の確保が安定する。
【００２５】
潤滑剤を介在させることによって、抑制部位における相対変位が滑らかに行うことができ、捩り振動を安定して抑制することができる。この場合の潤滑剤としては、グリース等を用いることができる。
【００２６】
潤滑剤溜り部を設けることによって、抑制部位における潤滑剤の介在が安定して、抑制部位における摩擦抵抗を小さくでき、相対変位を滑らかに行うことができる。
【００２７】
前記第３部材の圧入開始側の端部に面取り部を形成するものでは、圧入作業性の向上を図ることができる。各部材の摺接面は、その対応面全面でないもとすることができ、このシャフトの設計自由度が大となって、生産性に優れる。
【００２８】
また、第１部材と第２部材との結合はセレーション結合であっても、溶接による結合であってもよく、この結合手段に公知・公用のものを用いることができ、低コスト化を図ることができる。
【００２９】
入力側端部に摺動型等速自在継手を取り付け、出力側端部に固定型等速自在継手を取り付けたものとすることができ、また、入力側端部及び出力側端部に摺動型等速自在継手を取り付けたものとできるので、種々のタイプの動力伝達手段を構成でき、汎用性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す等速自在継手用シャフトの縦断面図である。
【図２】前記図１のＸ−Ｘ線拡大断面図である。
【図３】前記等速自在継手用シャフトの固定側の要部拡大断面図である。
【図４】減衰機構の第３部材の変形例を示す要部拡大断面図である。
【図５】前記等速自在継手用シャフトの簡略断面図である。
【図６】図５のＹ−Ｙ線拡大断面図である。
【図７】図５のＺ−Ｚ線拡大断面図である。
【図８】本発明の等速自在継手用シャフトの第２の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図９】本発明の等速自在継手用シャフトの第３の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１０】本発明の等速自在継手用シャフトの第４の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１１】本発明の等速自在継手用シャフトの第５の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１２】本発明の等速自在継手用シャフトの第６の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１３】本発明の等速自在継手用シャフトの第７の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１４】本発明の等速自在継手用シャフトの第８の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１５】本発明の等速自在継手用シャフトの第９の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１６】本発明の等速自在継手用シャフトの第１０の実施形態を示す要部拡大断面図である。
【図１７】第３部材の変形例を示す断面図である。
【図１８】従来の車両用等速自在継手の要部断面図である。
【図１９】前記図１８に示す車両用等速自在継手の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００３２】
図１は本発明に係る等速自在継手用シャフトの縦断面図を示し、この等速自在継手用シャフトは、シャフト本体１と、このシャフト本体１に外嵌される外方部材２とを備え、シャフト中央部３には減衰機構４が設けられている。
【００３３】
シャフト本体１は、出力側端部１ａと、入力側端部１ｂと、本体部１ｃと、出力側端部１ａと本体部１ｃとの間に配設される小径部１ｄ及び大径部１ｅと、入力側端部１ｂと本体部１ｃとの間に配設される小径部１ｆ及び大径部１ｇとを有するものである。
【００３４】
この場合、出力側端部１ａに図示省略の固定式等速自在継手が連結され、入力側端部１ｂに図示省略の摺動式等速自在継手が連結される。なお、固定式等速自在継手としては、トラック溝底が円弧部のみであるバーフィールド型やトラック溝底の一部に直線部分を有するアンダーカットフリー型等の種々のタイプものを用いることができる。また、摺動式等速自在継手としては、ダブルオフセット型、トリポード型、又はクロスグルーブ型等の種々のタイプのものを用いることができる。
【００３５】
このため、出力側端部１ａはその外径面に雄スプライン５が形成されるとともに、止め輪（図示省略）が嵌合される周方向溝６が形成されている。また、入力側端部１ｂも同様に、その外径面に雄スプライン７が形成されるとともに、止め輪（図示省略）が嵌合される周方向溝８が形成されている。
【００３６】
出力側端部１ａ側の大径部１ｅは図示省略の固定式等速自在継手の開口部を塞ぐためのブーツ（図示省略）の装着部を構成する。このため、大径部１ｅには周方向溝９が形成されている。また、入力側端部１ｂ側の大径部１ｇは図示省略の摺動式等速自在継手の開口部を塞ぐためのブーツ（図示省略）の装着部を構成する。このため、大径部１ｇには周方向溝１０が形成されている。
【００３７】
また、本体部１ｃは、中央本体１２と、入力側端部１ｂ側の大径部１ｇに連設される大径部１３とを有する。そして、外方部材２は、本体筒状部２ａと、この本体筒状部２ａの入力側の支持用小径部２ｂとからなる。この支持用小径部２ｂが、本体部１ｃの大径部１３に結合される。この場合の結合はいわゆるセレーション結合１５である。すなわち、大径部１３の外周面に雄セレーションを形成して雄形結合部を構成するとともに、支持用小径部２ｂの内周面に雌セレーションを形成して雌形結合部を構成し、雄形結合部と雌形結合部とを嵌合（係合）させることによって、結合するものである。なお、大径部１３と支持用小径部２ｂとの結合手段は、セレーション結合１５に限るものではなく、溶接等の他の手段であってもよい。また、このセレーション結合１５における雄形結合部における雄セレーションには雄スプラインを含み、セレーション結合１５における雌形結合部における雌セレーションには雌スプラインを含むものとする。このため、セレーション結合１５にはスプライン結合を含む。
【００３８】
また、外方部材２の本体筒状部２ａの反支持用小径部側の開口部には、摺動部材としての短円筒形状体２０が配設されている。すなわち、シャフト本体１には、大径部１ｈが設けられ、この大径部１ｈにこの短円筒形状体２０が外嵌される。外方部材２の本体筒状部２ａの反支持用小径部側の開口端には出力側に向かって拡径するテーパ部２７が形成されている。
【００３９】
シャフト本体１は、例えば、ドライブシャフト用のシャフトと同様の材質のものが使用され、中炭素鋼や肌焼鋼等が適切である。また、外方部材２は、シャフト本体１と同じ材質もしくはシャフト本体１の材質よりも捩れ剛性が同等かそれ以上の材料とされ、例えば、捩れ剛性の高いＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）材が適している。また、短円筒形状体２０は、シャフト本体１と同等の材料もしくは、耐摩耗性に優れたセラミック材やカーボンコンポジット材等を適用することで安定した摩擦力を得ることが可能である。
【００４０】
ところで、前記減衰機構４は、シャフト本体１の中央本体１２である第１部材３１と、外方部材２である第２部材３２と、短円筒形状体２０である第３部材３３等にて構成される。
【００４１】
次にこのシャフトの組立方法について説明する。この場合、シャフト本体１の大径部１ｈに短円筒形状体２０を外嵌する。次に、短円筒形状体２０を組み付けたシャフト本体１に、入力側から第２部材３２である外方部材２を挿入する。この際、短円筒形状体２０である摺動部材に対して外方部材２の開口部側を圧入するとともに、シャフト本体１の大径部１３の雄形結合部に対して外方部材２の支持用小径部２ｂの雌形結合部を圧入することになる。これによって、図１に示す等速自在継手用シャフトが完成する。なお、外方部材２の開口端縁には前記したようにテーパ部２７が形成されているので、外方部材２の挿入時にこのテーパ部２７がガイドとなって滑らかに組み立てることができる。
【００４２】
このため、第３部材３３に対して、第１部材３１と第２部材３２とが締め代嵌合となって、第１部材３１と第２部材３２とが相対変位可能となっている。すなわち、第３部材３３の内径面と、これに対応する第１部材３１の外径面とが摺接し、第３部材３３の外径面と、これに対応する第２部材３２の内径面とが摺接することになる。このため、スティックスリップ対策として、各摺接面間に潤滑剤を介在させるのが好ましい。なお、スティックスリップとは滑り面で発生する振動現象である。
【００４３】
また、図４に示すように、潤滑剤を溜める潤滑剤溜り部３５を設けるのが好ましい。この場合、第３部材３３を構成する短円筒形状体２０に設けられる凹溝３６にて構成することができる。この凹溝３６は周方向に沿って所定間隔（図例では、６０度ピッチ）で配設される。また、各凹溝３６は軸方向に沿って延びる軸方向溝である。
【００４４】
次に図５から図７を用いて、減衰機構４の機能を説明する。なお、入力側のセレーション結合１５と出力側の相対変位部との間は、任意の所定寸Ａに設定される。入力側において、第１部材３１と第２部材３２とがセレーション結合１５にて結合されているので、入力側において、図５に示すように、トルク負荷が負荷された場合、図６に示すように、第２部材３２は第１部材３１の捩れ変位（θｔ）と同期する。図６において、Ｐ１は、トルク負荷時の第１部材３１と第２部材３２の位相を示す。これに対して、出力側において、結合されていないので、図７に示すように、第１部材３１と第２部材３２とには位相差（θｔ）が生じる。しかしながら、出力側において第１部材３１と第２部材３２との間に、締め代をもって短円筒形状体２０が嵌合されているので、発生する摩擦力（抵抗力）によって、瞬間的に変動する捩り方向の変動エネルギーが相殺（吸収）されることになる。このため、捩り振動を抑制（減衰）することができる。図７において、Ｐ２はトルク負荷時の第１部材３１の位相を示し、Ｐ３はトルク負荷時の第２部材３２の位相を示す。
【００４５】
このように、本発明では、トルク変動を抑制するための減衰機構４を設けたことによって、トルク変動による捩り振動を吸収することができる。このため、この等速自在継手用シャフトを、自動車における駆動輪への動力伝達手段に用いれば、加減速を繰り返すような走行状態においての剛性感（＝ダイレクト感）を損なうことなく優れた運転性が発揮され、しかも、捩り振動を抑制することができる。
【００４６】
減衰機構４が第１部材３１と第２部材３２を備え、第１部材３１が出力側端部１ａと入力側端部１ｂとに一体成形されたトルク伝達用シャフトから成るため、構成の簡略化を図ることができる。第２部材３２はトルク伝達シャフトとして機能する第１部材３１に対して外嵌するため、コンパクト化を図ることができる。
【００４７】
第２部材３２は、一端側を第１部材３１に結合し、他端側を第１部材３１と相対変位するように設定できるので、捩り方向の振動を吸収する機能を有効に発揮できる。また、短円筒形状体２０が締め代をもって嵌合されているので、この締め代に摩擦力を発生させることができ、捩り方向の振動を吸収する機能の信頼性の向上を図ることができる。このため、この締め代としては、第１部材３１と第２部材３２との間に、この相対変位部において位相差が生じる摩擦抵抗を発生させるものであればよい。
【００４８】
このように、第１部材３１と第２部材３２と短円筒形状体２０等を備えたものでは、捩り方向の振動を吸収する機能を有効に発揮でき、信頼性の高い機能を発揮できる。
【００４９】
第３部材３３を肉厚が軸心方向に沿って同一の短円筒形状体にて構成することができ、摺動部材としては、単純形状のものでよく、低コスト化を図ることができる。なお、摺動部材としては、ボールやころ等を用いることも可能であるが、ボールやころ等を用いれば、周方向に沿って複数個配設する必要があり、部品点数が多くなって、組立て工数の増加を招くことになる。
【００５０】
潤滑剤を介在させることによって、抑制部位における相対変位が滑らかに行うことができ、捩り振動を安定して抑制することができる。この場合の潤滑剤としては、グリース等を用いることができる。
【００５１】
潤滑剤溜り部３５を設けることによって、抑制部位における潤滑剤の介在が安定して、抑制部位における摩擦抵抗を小さくでき、相対変位が滑らかに行うことができる。また、このような凹溝３６を設ける場合、凹溝３６の周方向端部をアール部とするのが好ましい。このようにアール部を設けることによって、凹溝３６の周方向端縁部の引っかかりを防止でき、相対変位がより滑らかに行うことができる。
【００５２】
また、この等速自在継手用シャフトは、前記実施形態では、入力側端部１ｂに摺動式等速自在継手を取付け、出力側端部１ａに固定式等速自在継手を取付けるものであったが、他の実施形態として、出力側端部１ａおよび入力側端部１ｂに摺動式等速自在継手を取付けるものとすることができる。また、この場合の摺動式等速自在継手としても、ダブルオフセット型、トリポード型、又はクロスグルーブ型等の種々のタイプのものを用いることができる。このように、本発明の等速自在継手用シャフトは、種々のタイプの動力伝達手段を構成でき、汎用性に優れる。
【００５３】
前記実施形態では、第２部材３２を第１部材３１の入力側に結合していたが、別の実施形態として、第２部材３２を第１部材３１の出力側に結合し、第２部材３２の入力側に短円筒形状体２０を配置するようにしてもよい。このような場合であっても、入力側端部からのトルク負荷による回転変動を抑制することができ、捩り方向の振動を吸収することができる。
【００５４】
ところで、前記実施形態では、短円筒形状体２０を１個の部材にて構成していたが、図８に示すように、複数の部材にて構成してもよい。この図８では、内径側の第１短円筒形状体２０Ａと、外径側の第２短円筒形状体２０Ｂとで構成している。このように、第３部材が複数枚の部材が重ね合わされてなるものでは、摩擦面の増加が可能となって、捩り振動に吸収性の向上を図ることができる。また、短円筒形状体２０を複数枚の短円筒形状体２０Ａ、２０Ｂで構成する場合、各円筒形状体２０Ａ、２０Ｂが同一の材質であっても、相違する材質であってもよい。相違する材質で構成することによって、最適な抵抗値の確保が安定する。
【００５５】
図９では、シャフト本体１の大径部１ｈの本体部側の端部に突起部４０が設けられ、この突起部４０に短円筒形状体２０が係合している。このため、短円筒形状体２０の外方部材２内方側への位置ずれを規制することができる。この突起部４０は、断面矩形状の周方向凸条にて構成している。
【００５６】
図１０では、シャフト本体１の大径部１ｈの本体部側に、本体部側に向かって拡径するテーパ部４１を設けている。また、短円筒形状体２０の内径面の反開口部側に、反開口部側に向かって拡径するテーパ部４２を設けている。このため、短円筒形状体２０が圧入された際には、シャフト本体１側のテーパ部４１に短円筒形状体２０のテーパ部４２が圧接して、短円筒形状体２０の外方部材２内方側への位置ずれを規制することができる。
【００５７】
このように、突起部４０を設けたり、テーパ部４１、４２を設けたりすることによって、第３部材３３の軸方向ずれを規制することができ、捩り方向の振動を安定して吸収することができる。また、短円筒形状体２０のテーパ部４２は、この短円筒形状体２０の圧入開始端部に設けられた面取り部を構成することになる。このように面取り部を設けることによって、圧入作業性の向上を図ることができる。
【００５８】
図１１と図１２では、第３部材３３に予圧を負荷するようにしている。すなわち、図１１では、短円筒形状体２０は、その外径面が外方部材２の内部側に向かって縮径するテーパ面４５とされ、その内径面が外方部材２の軸方向内部側に向かって拡径するテーパ面４６とされて、その断面形状がくさび状とされる。また、外方部材２の本体部２ａの内径面開口部は、開口側に向かって拡径するテーパ部４７とされ、シャフト本体１の大径部１ｈが、外方部材２の内部側に向かって拡径するテーパ部４８とされる。これによって、開口側から軸方向内部側に向かってその隙間寸法が小となるリング状の隙間５０が形成される。
【００５９】
そして、この隙間５０に、断面形状がくさび状の短円筒形状体２０が圧入される。また、シャフト本体１のテーパ部４８の近傍には、雄ねじ部５１が設けられ、この雄ねじ部５１に押圧部材５２が螺着される。押圧部材５２は、雌ねじ部５３を有する短円筒状の本体部５４と、この本体部５４の外径面に形成される外鍔部５５とを有するものである。すなわち、本体部５４の内径面は、大径部５４ａと、小径部５４ｂとを有し、小径部５４ｂに前記雌ねじ部５３が形成される。
【００６０】
したがって、シャフト本体１の雄ねじ部５１に、押圧部材５２の雌ねじ部５３を螺着することによって、短円筒形状体２０の外端面５７を押圧部材５２の先端面５４ｃにて押圧して、矢印方向の予圧を負荷する。この場合、外鍔部５５が外方部材２の端縁６０に当接（接触）するまで、螺着される。
【００６１】
また、図１２では、短円筒形状体２０の外径面をテーパ面とせずに円筒面とするとともに、外方部材２の開口部にテーパ面を形成しないものである。この場合も、シャフト１の雄ねじ部５１に、押圧部材５２の雌ねじ部５３を螺着することによって、短円筒形状体２０の外端面５７を押圧部材５２の先端面５４ｃにて押圧して、矢印方向の予圧を負荷することができる。
【００６２】
このように、予圧を負荷するものでは、この予圧量を調整することによって、最適な抵抗値を確保できる。
【００６３】
次に図１３では、第３部材３３を中心孔を有する円盤体７０にて構成している。この場合、円盤体７０が外嵌される大径部１ｈの外面をテーパ面とすることなく、図１に示すシャフト本体１と同様円筒面とするとともに、第２部材３２を構成する外方部材２の開口部に内径側へ膨出する内鍔部７１を設けている。この内鍔部７１は、厚肉部７１ａと、この厚肉部７１ａから軸方向内部に向かって肉厚寸法が小となる連設部７１ｂとからなる。
【００６４】
また、シャフト本体１に設けられた雄ねじ部５１に螺着される押圧部材７５にて、円盤体７０を、第２部材３２を構成する外方部材２の開口端面７４を押圧することができる。この場合の押圧部材７５は、図１１と図１２に示す押圧部材５２において、外鍔部５５よりも反雌ねじ部側の突出部を省略（カット）した形状である。このため、押圧部材７５の雌ねじ部５３をシャフト本体１の雄ねじ部５１に螺着することによって、この押圧部材７５の端面７５ａが、円盤体７０の外端面７０ａを押圧することができる。すなわち、円盤体７０にて構成された第３部材３３に矢印方向の予圧を負荷することができる。
【００６５】
この図１３においては、円盤体７０の外端面７０ａと、押圧部材７５の端面７５ａとが相対的に摺接し、円盤体７０の内端面７０ｂと、外方部材２の開口端面７４とが相対的に摺接することになる。また、円盤体７０の内径面７０ｃと、シャフト本体１の大径部１ｈの外径面とが相対的に摺接する。
【００６６】
したがって、このような円盤体７０からなる第３部材３３を用いても、トルク変動を抑制するための減衰機構４を設けたことになって、トルク変動による捩り振動を吸収することができる。すなわち、前記図１に示すシャフトと同様の作用効果を奏する。
【００６７】
ところで、図１３では、円盤体７０を一枚の部材にて構成していたが、図１４に示すように、複数枚（図例では２枚）の部材にて構成してもよい。すなわち、第２部材側の第２円盤体７０Ｂと、押圧部材７５側の第１円盤体７０Ａとを備える。これにより、第１円盤体７０Ａの外端面７０Ａａと、押圧部材７５の端面７５ａとが相互に摺接し、第１円盤体７０Ａの内端面７０Ａｂと、第２円盤体７０Ｂの外端面７０Ｂａとが相互に摺接し、第２円盤体７０Ｂの内端面７０Ｂｂと、外方部材２の開口端面７４とが相互に摺接し、第１円盤体７０Ａおよび第２円盤体７０Ｂの各内径面７０Ａｃ、７０Ｂｃと、シャフト本体１の大径部１ｈの外径面とが相互に摺接する。
【００６８】
この場合も、トルク変動による捩り振動を吸収することができ、さらには、矢印方向の予圧を負荷することができ、この予圧量を調整することによって、最適な抵抗値を確保できる。
【００６９】
図１５では、円盤体７０の外径側にダストカバー８０を配置したものである。すなわち、このダストカバー８０は薄肉の短円筒体からなり、押圧部材７５の外径面から円盤体７０の外径面を介して第２部材３２の開口部側の外径面までを覆うものである。なお、この場合、ダストカバー８０を第２部材３２側又は第３部材側に固定される。
【００７０】
前記図１５では、ダストカバー８０を第１・第２・第３部材とは別部材にて構成したが、図１６ではダストカバー８１を第２部材３２である外方部材２の開口端部に設けている。すなわち、外方部材２の開口端部に軸方向に延びる短円筒部８５を設け、この短円筒部８５の周壁８５ａをもって、ダストカバー８１を構成している。この場合、円盤体７０をこの短円筒部８５内に内嵌されることになり、押圧部材７５の押圧端部がこの短円筒部８５内に内嵌されることになる。すなわち、押圧部材７５の外径面及び円盤体７０の外径面をこのダストカバー８１にて覆うことになる。
【００７１】
図１５や図１６に示すように、ダストカバー８０，８１を設けることによって、第３部材３３と、これに摺接する相手部材との摺接面間等への異物の侵入を防止でき、トルク変動による捩り振動の吸収機能を安定して発揮することができる。特に、図１６に示すように、ダストカバー８１が第２部材３２に一体的に形成されるものでは、生産性及びコスト性に優れることになる。
【００７２】
ところで、図１４から図１６等に示すような円盤体にて第３部材３３を構成する場合、図１７に示すように、潤滑剤を溜めるための潤滑剤溜り部８７を設けてもよい。この場合の潤滑剤溜り部８７は、径方向孔部８６にて構成できる。なお、図１３と図１５に示すように、１つの部材にて円盤体７０を構成する場合、相手側との摺接面、つまり外端面７０ａ及び／又は内端面７０ｂに、径方向凹溝を設けることによって潤滑剤溜り部８７を形成するようにしてもよい。また、図１４に示すように、２つの部材にて円盤体７０を構成する場合、各円盤体７０Ａ，７０Ｂの外端面７０Ａａ、７０Ｂａ及び／又は内端面７０Ａｂ，７０Ｂｂに径方向凹溝を設けることによって潤滑剤溜り部８７を形成するようにしてもよい。
【００７３】
このように、潤滑剤溜り部８７を設けることによって、図３に示すものと同様、抑制部位における潤滑剤の介在が安定して、抑制部位における摩擦抵抗を小さくでき、相対変位が滑らかに行うことができる。
【００７４】
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、図８や図１４に示すように、短円筒形状体や円盤体を複数枚重ね合わせる場合、２枚に限るものではない。また、図３や図１７に示すように、潤滑剤溜りを設ける場合、その数は任意に設定できる。潤滑剤溜りを構成する場合、前記実施形態では、第３部材側に設けた溝にて形成していたが、第３部材３３の相手側である第１部材３１や第２部材３２に設けた溝、さらには、第３部材３３及び第１部材３１や第２部材３２に設けた溝等にて構成してもよい。
【００７５】
ところで、前記実施形態では、第３部材３３と第１部材３１とが摺接するともに、第３部材３３と第２部材３２とが摺接するものであった。これに対して、第３部材３３は第１部材３１又は第２部材３２に対して相対的に変位しないようにしてもよい。すなわち、本発明では、第３部材３３に対して、第１部材３１及び第２部材３２の少なくとも一方、もしくは両者を相対変位可能であればよい。なお、相対的に変位しないようにする手段としては、溶接等の接合手段であっても、スプライン嵌合等の結合手段であってもよい。
【符号の説明】
【００７６】
１ａ 出力側端部
１ｂ 入力側端部
３ 等速自在継手用シャフト中央部
４ 減衰機構
１５ セレーション結合
２０、２０Ａ、２０Ｂ 円筒形状体
３１ 第１部材
３２ 第２部材
３３ 第３部材
３５ 潤滑剤溜り部
７０、７０Ａ、７０Ｂ 円盤体
【特許請求の範囲】
【請求項１】
出力側端部および入力側端部にそれぞれ等速自在継手が接続されて、出力側端部と入力側端部との間の等速自在継手用シャフト中央部に、入力側端部からのトルク変動を回転方向の抵抗により抑制する減衰機構を設けた等速自在継手用シャフトであって、
前記減衰機構は、軸状の第１部材と、この第１部材に外嵌される筒状の第２部材とを備え、前記第２部材は、トルク入力側又はトルク出力側において第１部材に結合され、第１部材に結合されていないトルク出力側又はトルク入力側において、少なくとも第１部材と第２部材とのいずれか一方に摺接する第３部材を配設したことを特徴とする等速自在継手用シャフト。
【請求項２】
前記第３部材は、第１部材と第２部材との間の嵌入部に嵌合される肉厚が軸心方向に沿って同一の短円筒形状体にて構成したことを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項３】
前記第３部材は、第１部材と第２部材との間の嵌入部に対して軸方向内部に向かってその肉厚が小となる短円筒形状体であって、軸方向内方への予圧が負荷されていることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項４】
前記第３部材は、第２部材の端面に当接する円盤体からなり、軸方向内方への予圧が負荷されていることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項５】
前記第３部材は、複数枚の部材が重ね合わされてなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項６】
前記第３部材は、材質の異なる複数の部材が重ね合わされてなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項７】
前記第３部材と、相手側の第１部材及び／又は第２部材との間に潤滑剤を介在させたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項８】
前記第３部材と、相手側の第１部材及び／又は第２部材との間に潤滑剤を溜める潤滑剤溜り部を設けたことを特徴とする請求項７項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項９】
前記第３部材の圧入開始側の端部に面取り部を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項１０】
相手側の第１部材又は第２部材との第３部材の摺接面は、その対応面全面でないことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項１１】
前記第１部材は出力側端部と入力側端部とに一体成形されていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の請求項１に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項１２】
第１部材と第２部材との結合はセレーション結合であることを特徴とする請求項２〜請求項１１に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項１３】
第１部材と第２部材との結合は溶接による結合であることを特徴とする請求項２〜請求項１１に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項１４】
入力側端部に摺動型等速自在継手を取り付け、出力側端部に固定式等速自在継手を取り付けたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項１５】
入力側端部及び出力側端部に摺動型等速自在継手を取り付けたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項１】
出力側端部および入力側端部にそれぞれ等速自在継手が接続されて、出力側端部と入力側端部との間の等速自在継手用シャフト中央部に、入力側端部からのトルク変動を回転方向の抵抗により抑制する減衰機構を設けた等速自在継手用シャフトであって、
前記減衰機構は、軸状の第１部材と、この第１部材に外嵌される筒状の第２部材とを備え、前記第２部材は、トルク入力側又はトルク出力側において第１部材に結合され、第１部材に結合されていないトルク出力側又はトルク入力側において、少なくとも第１部材と第２部材とのいずれか一方に摺接する第３部材を配設したことを特徴とする等速自在継手用シャフト。
【請求項２】
前記第３部材は、第１部材と第２部材との間の嵌入部に嵌合される肉厚が軸心方向に沿って同一の短円筒形状体にて構成したことを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項３】
前記第３部材は、第１部材と第２部材との間の嵌入部に対して軸方向内部に向かってその肉厚が小となる短円筒形状体であって、軸方向内方への予圧が負荷されていることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項４】
前記第３部材は、第２部材の端面に当接する円盤体からなり、軸方向内方への予圧が負荷されていることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項５】
前記第３部材は、複数枚の部材が重ね合わされてなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項６】
前記第３部材は、材質の異なる複数の部材が重ね合わされてなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項７】
前記第３部材と、相手側の第１部材及び／又は第２部材との間に潤滑剤を介在させたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項８】
前記第３部材と、相手側の第１部材及び／又は第２部材との間に潤滑剤を溜める潤滑剤溜り部を設けたことを特徴とする請求項７項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項９】
前記第３部材の圧入開始側の端部に面取り部を形成したことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項１０】
相手側の第１部材又は第２部材との第３部材の摺接面は、その対応面全面でないことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項１１】
前記第１部材は出力側端部と入力側端部とに一体成形されていることを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の請求項１に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項１２】
第１部材と第２部材との結合はセレーション結合であることを特徴とする請求項２〜請求項１１に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項１３】
第１部材と第２部材との結合は溶接による結合であることを特徴とする請求項２〜請求項１１に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項１４】
入力側端部に摺動型等速自在継手を取り付け、出力側端部に固定式等速自在継手を取り付けたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項１５】
入力側端部及び出力側端部に摺動型等速自在継手を取り付けたことを特徴とする請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【公開番号】特開２０１２−１４９６８５（Ｐ２０１２−１４９６８５Ａ）
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７８００（Ｐ２０１１−７８００）
【出願日】平成２３年１月１８日（２０１１．１．１８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月９日（２０１２．８．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１月１８日（２０１１．１．１８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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