(57)【要約】【課題】  プロペラシャフトが軸方向の衝撃を受け、２つの分割シャフトのインナとアウタの収縮が進み、アウタの先端面がインナの中間部に挿着されているベアリングの先端面の側に衝接したときの、衝撃吸収特性を簡易に設定すること。【解決手段】  一方の分割シャフト１１に設けた衝撃により、両分割シャフト１１、１２が互いに収縮するとき、アウタ２１の先端面２１Ｂがベアリング４０の先端面の側に衝接し、該ベアリング４０をインナ２２に対して摺動可能にする自動車用衝撃吸収プロペラシャフト１０において、インナ２２の外周であり、ベアリング４０が挿着された中間部に同一径をなして続き、アウタ２１に嵌合される先端部との間で該ベアリング４０が挿着された中間部を挟む外周の周方向複数位置に凸部６１を設けたもの。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の分割シャフトを等速継手により連結し、一方の分割シャフトに設けた等速継手の筒状アウタに、他方の分割シャフトに設けた等速継手の軸状インナの先端部を嵌合し、該インナの中間部に挿着したベアリングを支持ブラケットに支持し、
一方の分割シャフトに受けた衝撃により、該一方の分割シャフトと他方の分割シャフトが互いに収縮するとき、アウタの先端面がベアリングの先端面の側に衝接し、該ベアリングをインナに対して摺動可能にする自動車用衝撃吸収プロペラシャフトにおいて、
インナの外周であり、ベアリングが挿着された中間部に同一径をなして続き、アウタに嵌合される先端部との間で該ベアリングが挿着された中間部を挟む外周の周方向複数位置に凸部を設けたことを特徴とする自動車用衝撃吸収プロペラシャフト。
【請求項２】
前記ベアリングがインナに圧入された２つのストッパピースにより挟着されるとともに、ゴム状弾性部材を介して支持ブラケットに支持され、
前記アウタの先端面がストッパピースを介してベアリングの先端面に衝接する請求項１に記載の自動車用衝撃吸収プロペラシャフト。
【請求項３】
前記インナの外周に設けられる凸部が、インナの軸方向に沿うストレート状をなす請求項１又は２に記載の自動車用衝撃吸収プロペラシャフト。
【請求項４】
前記インナの外周に設けられる凸部が、インナの軸方向に交差するヘリカル状をなす請求項１又は２に記載の自動車用衝撃吸収プロペラシャフト。
【請求項５】
前記アウタの内周部であって、インナと軸方向に離隔して対向する部分に衝撃吸収板を設け、
一方の分割シャフトに受けた衝撃により、該一方の分割シャフトと他方の分割シャフトが互いに収縮するとき、まずアウタに取着してある衝撃吸収板とインナの先端部が衝接し、該衝撃吸収板を破断可能にし、続いて、アウタの先端面がベアリングの先端面の側に衝接し、該ベアリングをインナに対して摺動可能にする請求項１〜４のいずれかに記載の自動車用衝撃吸収プロペラシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車用衝撃吸収プロペラシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用衝撃吸収プロペラシャフトとして、一方の分割シャフトに設けたアウタレースに、他方の分割シャフトに設けたインナシャフトの外周に付設した軸受を係合して構成した等速自在継手により、複数の分割シャフトを連結してなるものがある。尚、インナシャフトは中間部に挿着したベアリングを支持ブラケットに支持させている。
【０００３】
特許文献１では、この自動車用衝撃吸収プロペラシャフトの衝撃吸収構造として、アウタレースを有底円盤状をなすものにし、その底壁における、インナシャフトが軸方向にて対向する部分に薄肉部を形成したものを開示している。プロペラシャフトが軸方向の衝撃を受け、インナシャフトとアウタレースが互いに収縮するとき、インナシャフトが対向する薄肉部を破断貫通して衝撃を吸収する。
【特許文献１】特開平10-250390
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１の自動車用衝撃吸収プロペラシャフトでは、プロペラシャフトが軸方向の衝撃を受け、インナシャフトとアウタレースの収縮が進み、アウタレースの先端面がインナシャフトの中間部に挿着されているベアリングの先端面の側に衝接した後の衝撃吸収作用について、考慮がない。
【０００５】
本発明の課題は、プロペラシャフトが軸方向の衝撃を受け、２つの分割シャフトのインナとアウタの収縮が進み、アウタの先端面がインナの中間部に挿着されているベアリングの先端面の側に衝接したときの、衝撃吸収特性を簡易に設定することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、複数の分割シャフトを等速継手により連結し、一方の分割シャフトに設けた等速継手の筒状アウタに、他方の分割シャフトに設けた等速継手の軸状インナの先端部を嵌合し、該インナの中間部に挿着したベアリングを支持ブラケットに支持し、一方の分割シャフトに受けた衝撃により、該一方の分割シャフトと他方の分割シャフトが互いに収縮するとき、アウタの先端面がベアリングの先端面の側に衝接し、該ベアリングをインナに対して摺動可能にする自動車用衝撃吸収プロペラシャフトにおいて、インナの外周であり、ベアリングが挿着された中間部に同一径をなして続き、アウタに嵌合される先端部との間で該ベアリングが挿着された中間部を挟む外周の周方向複数位置に凸部を設けたものである。
【０００７】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記ベアリングがインナに圧入された２つのストッパピースにより挟着されるとともに、ゴム状弾性部材を介して支持ブラケットに支持され、前記アウタの先端面がストッパピースを介してベアリングの先端面に衝接するようにしたものである。
【０００８】
請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記インナの外周に設けられる凸部が、インナの軸方向に沿うストレート状をなすようにしたものである。
【０００９】
請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記インナの外周に設けられる凸部が、インナの軸方向に交差するヘリカル状をなすようにしたものである。
【００１０】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれかの発明において更に、前記アウタの内周部であって、インナと軸方向に離隔して対向する部分に衝撃吸収板を設け、一方の分割シャフトに受けた衝撃により、該一方の分割シャフトと他方の分割シャフトが互いに収縮するとき、まずアウタに取着してある衝撃吸収板とインナの先端部が衝接し、該衝撃吸収板を破断可能にし、続いて、アウタの先端面がベアリングの先端面の側に衝接し、該ベアリングをインナに対して摺動可能にするようにしたものである。
【発明の効果】
【００１１】
（請求項１）
(a)プロペラシャフトが軸方向の衝撃を受け、２つの分割シャフトのインナとアウタの収縮が進み、アウタの先端面がインナの中間部に挿着されているベアリングの先端面の側に衝接すると、アウタがベアリングをインナに対して摺動させ、アウタをインナに対して更に収縮させるとともに、その摺動摩擦により衝撃を更に吸収緩和する。このとき、ベアリングが摺動するインナの外周に設けた凸部が摺動摩擦荷重を増加し、結果として衝撃荷重吸収特性を簡易に調整できる。
【００１２】
（請求項２）
(b)アウタの先端面はストッパピースを介してベアリングの先端面と確実に衝接し、ベアリングと支持ブラケットの間のゴム状弾性部材を突き破り、ベアリング及びストッパピースをインナに対して摺動させる。インナの外周に対するベアリング及びストッパピースの摺動摩擦荷重が凸部の存在により増加する。
【００１３】
（請求項３）
(c)インナの外周に対するベアリング及びストッパピースの摺動摩擦荷重がストレート状凸部の存在により増加する。
【００１４】
（請求項４）
(d)インナの外周に対するベアリング及びストッパピースの摺動摩擦荷重がヘリカル状凸部の存在により増加する。
【００１５】
（請求項５）
(e)アウタの内周部に衝撃吸収板を設けたから、プロペラシャフトが受ける軸方向の衝撃により、インナとアウタが収縮するに従い、まず衝撃吸収板の破断により衝撃を吸収緩和し、続いて上述(a)〜(d)によりインナに対するベアリング（及びストッパピース）の摺動により衝撃を更に吸収緩和する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１は実施例１の自動車用衝撃吸収プロペラシャフトを示す全体図、図２は実施例１の自動車用衝撃吸収プロペラシャフトを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、図３は実施例２の自動車用衝撃吸収プロペラシャフトを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【実施例】
【００１７】
（実施例１）（図１、図２）
自動車（ＦＲ車又は４ＷＤ車）用衝撃吸収プロペラシャフト１０は、図１に示す如く、前側分割シャフト１１と後側分割シャフト１２に分割された２本のシャフト部材からなり、両分割シャフト１１、１２を等速継手（スライダブルジョイント）２０により連結して構成される。前側分割シャフト１１の前端部は、自在継手１３を介して、エンジン側のトランスミッションの出力軸に接続される連結ヨーク１４と連結され、後側分割シャフト１２の後端部は、自在継手１５を介して、デファレンシャルギアに接続される連結ヨーク１６と連結される。
【００１８】
プロペラシャフト１０は、一方の分割シャフト１１を構成する中空パイプ１１Ａの一端に等速継手２０の筒状アウタ２１を摩擦溶接により接続する。また、他方の分割シャフト１２の一端に等速継手２０の軸状インナ２２を接続する。インナ２２をアウタ２１に嵌合する。
【００１９】
等速継手２０は、図２に示す如く、一方の分割シャフト１１に設けたアウタ２１をアウタレース２１Ａにより構成し、他方の分割シャフト１２に設けたインナ２２をインナシャフト２２Ａにより構成し、インナシャフト２２Ａの先端部の外周３位置に３個の軸受２２Ｂ（トリポード）を付設して備える。インナ２２の各軸受２２Ｂを、アウタレース２１Ａの内周面の軸方向に延在させた３条の溝条に摺動自在に係合し、等速継手２０を構成する。
【００２０】
等速継手２０の軸受２２Ｂは、インナシャフト２２Ａの先端部の外周に形成したセレーションに嵌合する内環２２Ｃの外周３位置から放射状に突設される。軸受２２Ｂを備える内環２２Ｃは、インナシャフト２２Ａの前端に設けた環状溝に係着した止め輪２３と、インナシャフト２２Ａの後端に設けた環状ストッパ２４に挟まれ、インナシャフト２２Ａ上に位置決め保持される。これにより、ストッパ２４は、軸受２２Ｂのインナシャフト２２Ａに対する軸方向後方への移動を所定の力で阻止する。
【００２１】
しかるに、プロペラシャフト１０は、アウタ２１を構成するアウタレース２１Ａの内周部２５であって、インナ２２のインナシャフト２２Ａと軸方向に離隔して対向する部分に衝撃吸収板３０を取着して設けた。
【００２２】
衝撃吸収板３０は、樹脂（金属でも可）からなり、外周ボス３１の外径部をアウタレース２１Ａの内周部２５の内径部に圧入し、アウタレース２１Ａの内周部２５に取着される。
【００２３】
自動車の衝突に基づく衝撃荷重により、前側分割シャフト１１及びアウタ２１（アウタレース２１Ａ）と、後側分割シャフト１２及びインナ２２（インナシャフト２２Ａ及び軸受２２Ｂ）が互いに収縮（相対的に短縮）するとき、インナ２２の先端部（インナシャフト２２Ａ及び軸受２２Ｂ）がアウタレース２１Ａの内周部２５に取着してある衝撃吸収板３０に衝接すると、衝撃荷重によりインナ２２（インナシャフト２２Ａ及び軸受２２Ｂ）が衝撃吸収板３０をアウタレース２１Ａの内周部２５から打ち抜き、及び／又は衝撃吸収板３０を破断貫通する。
【００２４】
また、プロペラシャフト１０は、インナ２２を構成するインナシャフト２２Ａの中間部に挿着したベアリング４０を、環状支持部材５０に回転自在に支持し、環状支持部材５０を支持ブラケット５０Ａに支持している。
【００２５】
環状支持部材５０は、内環５１と外環５２をゴム状弾性部材５３を介して接合したものであり、内環５１は小径部５１Ａ、中径部５１Ｂ、大径部５１Ｃの如くに径を変えた円筒状をなし、中径部５１Ｂの内側にベアリング４０の外輪４０Ａを嵌合し、小径部５１Ａは後述するストッパピース４１の外周まで延在し、大径部５１Ｃは後述するストッパピース４２の外周まで延在している。また、内環５１において、小径部５１Ａと大径部５１Ｃの内周のそれぞれにはシール部材５４、５５が装填され、両シール部材５４、５５はベアリング４０を両側からシールする。シール部材５４はストッパピース４１の外周に摺接し、シール部材５５はストッパピース４２の外周に摺接する。
【００２６】
プロペラシャフト１０は、環状支持部材５０の内環５１に嵌合されたベアリング４０をインナ２２のインナシャフト２２Ａの中間部に装填し、この状態で、インナシャフト２２Ａの中間部でベアリング４０を挟む両側に円環状ストッパピース４１、４２が圧入されるものとする。これにより、ベアリング４０の内輪４０Ｂが両ストッパピース４１、４２の各端面に挟着されて位置決めされる。
【００２７】
ストッパピース４１は大径フランジ部４１Ａと小径フランジ部４１Ｂを備える。ストッパピース４１の大径フランジ部４１Ａは環状支持部材５０の内環５１の小径部５１Ａの外方端内周に近接し、ベアリング４０を収容している内環５１の内部への水の浸入を防止する。また、大径フランジ部４１Ａと内環５１の隙間から浸入した水は、大径フランジ部４１Ａと小径フランジ部４１Ｂの間の環状溝４１Ｃにガイドされて下方へ落下し、内環５１の内部への水の浸入を阻止する。また、ストッパピース４２も大径フランジ部４２Ａと小径フランジ部４２Ｂを備える。ストッパピース４２の大径フランジ部４２Ａは環状支持部材５０の内環５１の大径部５１Ｃの外方端内周に近接し、ベアリング４０を収容している内環５１の内部への水の浸入を防止する。また、大径フランジ部４２Ａと内環５１の隙間から浸入した水は、大径フランジ部４２Ａと小径フランジ部４２Ｂの間の環状溝４２Ｃにガイドされて下方へ落下し、内環５１の内部への水の浸入を阻止する。
【００２８】
自動車の衝突に基づく衝撃荷重により、前側分割シャフト１１及びアウタ２１（アウタレース２１Ａ）と、後側分割シャフト１２及びインナ２２（インナシャフト２２Ａ及び軸受２２Ｂ）が互いに収縮するとき、アウタ２１（アウタレース２１Ａ）の先端面２１Ｂがベアリング４０の先端面の側、本実施例では後述するブーツ７２を挟んでストッパピース４１の先端面に衝接し、ストッパピース４１、４２とともにベアリング４０をインナシャフト２２Ａの中間部に対して摺動可能にする。
【００２９】
ここで、プロペラシャフト１０にあっては、図２に示す如く、インナ２２のインナシャフト２２Ａの外周であり、ベアリング４０が挿着された中間部（ベアリング挿着範囲Ａ）に同一外径をなして続く外周（ベアリング摺動範囲Ｂ）であって、アウタ２１（アウタレース２１Ａ）に嵌合される先端部（軸受２２Ｂ）との間でベアリング４０が挿着されたベアリング挿着範囲Ａを挟む外周の、周方向複数位置に凸部６１を転造、又は切削等により設けた。本実施例において、凸部６１はインナシャフト２２Ａの軸方向に沿う、ベアリング摺動範囲Ｂの全長に渡って連続するストレートのスプラインをなすが、これはインナシャフト２２Ａの挿着範囲Ａと連続した同径シャフトのベアリング摺動範囲Ｂに対する部分をローラ転造により押出し成形をした。従って、押出された凸部６１以外の基準の外径は、ベアリング挿着範囲Ａの外径と略同一をなす。
【００３０】
尚、等速継手２０は、アウタ２１とインナ２２の接続空間（グリース充填室）７０を、金属薄板からなるブーツアダプタ７１とゴム状弾性体からなるブーツ７２を用いて密封し、インナシャフト２２Ａと軸受２２Ｂの転動摺動性、耐摩耗性を向上するためのグリースをこの接続空間７０に封入する。
【００３１】
プロペラシャフト１０の衝撃吸収動作は以下の如くになる。
(1)自動車の衝突により、前方からの衝撃荷重がプロペラシャフト１０に作用すると、前側分割シャフト１１及びアウタ２１（アウタレース２１Ａ）が後方へ移動し、後側分割シャフト１２及びインナ２２（インナシャフト２２Ａ及び軸受２２Ｂ）がアウタレース２１Ａに挿入される。
【００３２】
(2)上述(1)の経過により、インナ２２（インナシャフト２２Ａ及び軸受２２Ｂ）がアウタレース２１Ａの内周部２５に取着してある衝撃吸収板３０に衝接すると、衝撃荷重によりインナ２２（インナシャフト２２Ａ及び軸受２２Ｂ）が衝撃吸収板３０をアウタレース２１Ａの内周部２５から打ち抜き、及び／又は衝撃吸収板３０を破断貫通し、アウタ２１とインナ２２が収縮する。
【００３３】
(3)上述(2)の過程で、インナ２２において、軸受２２Ｂの内環２２Ｃを位置決めしているストッパ２４が破壊し、内環２２Ｃがインナシャフト２２Ａのセレーションから更にストッパ２４を越えて軸受２２Ｂとともに後方へ移動したときには、その後、インナ２２を構成するインナシャフト２２Ａと軸受２２Ｂのうち、インナシャフト２２Ａだけが衝撃吸収板３０をアウタレース２１Ａの内周部２５から抜き、及び／又は衝撃吸収板３０を破断貫通する。
【００３４】
(4)上述(2)を経て、アウタ２１とインナ２２が更に収縮すると、アウタ２１（アウタレース２１Ａ）の先端面２１Ｂがブーツ７２を挟んでインナ２２（インナシャフト２２Ａ）の中間部に圧入されているストッパピース４１の先端面に衝接し、アウタ２１がストッパピース４１、４２とともにベアリング４０をインナ２２（インナシャフト２２Ａ）の中間部に対して摺動させ、アウタ２１とインナ２２を更に収縮させる。
【００３５】
(5)以上により、前側分割シャフト１１と後側分割シャフト１２が互いに突張ることなく、軸心を一致して収縮し、エンジンルーム内の内燃機関を含む駆動ユニットを適宜後退させて衝撃を緩和する。
【００３６】
本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)プロペラシャフト１０が軸方向の衝撃を受け、２つの分割シャフト１１、１２のインナ２２とアウタ２１の収縮が進み、アウタ２１の先端面２１Ｂがインナ２２の中間部に挿着されているベアリング４０の先端面の側に衝接すると、アウタ２１がベアリング４０をインナ２２に対して摺動させ、アウタ２１をインナ２２に対して更に収縮させるとともに、その摺動摩擦により衝撃を更に吸収緩和する。このとき、ベアリング４０が摺動するインナ２２の外周に設けた凸部６１が摺動摩擦荷重を増加し、結果として衝撃荷重吸収特性を簡易に調整できる。
【００３７】
(b)アウタ２１の先端面２１Ｂはストッパピース４１を介してベアリング４０の先端面に衝接し、ベアリング４０と支持ブラケット５０Ａの間のゴム状弾性部材５３を突き破り、ベアリング４０及びストッパピース４１、４２をインナ２２に対して摺動させる。インナ２２の外周に対するベアリング４０及びストッパピース４１、４２の摺動摩擦荷重が凸部６１の存在により増加する。
【００３８】
(c)インナ２２の外周に対するベアリング４０及びストッパピース４１、４２の摺動摩擦荷重がストレート状凸部６１の存在により容易に低減できる。
【００３９】
(d)アウタ２１の内周部に衝撃吸収板３０を設けたから、プロペラシャフト１０が受ける軸方向の衝撃により、インナ２２とアウタ２１が収縮するに従い、まず衝撃吸収板３０の破断又は打ち抜きにより衝撃を吸収緩和し、続いて上述(a)〜(c)によりインナ２２に対するベアリング４０（及びストッパピース４１、４２）の摺動により衝撃を更に吸収緩和する。
【００４０】
（実施例２）（図３）
図３の実施例２が図２の実施例１と異なる点は、インナ２２のインナシャフト２２Ａのベアリング摺動範囲Ｂの外周に、凸部６１に代わる凸部６２を設けたものである。凸部６２はインナシャフト２２Ａの軸方向に交差するヘリカル状の凸部をなし、ベアリング摺動範囲Ｂの全長に渡って連続する。
【００４１】
本実施例によれば、インナ２２の外周に対するベアリング４０及びストッパピース４１、４２の摺動摩擦荷重がヘリカル状凸部６２の存在によりヘリカル状凸部の捩れ量を調整することで、摺動摩擦吸収荷重をさらに微調整することができる。
【００４２】
以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明の凸部は、インナの外周の軸方向に連続長溝状をなして設けられるものに限らず、インナの外周の軸方向に設けられる凸部は不連続化するものでも良く、インナの外周に円形凸部を分散配置するものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は実施例１の自動車用衝撃吸収プロペラシャフトを示す全体図である。
【図２】図２は実施例１の自動車用衝撃吸収プロペラシャフトを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図３】図３は実施例２の自動車用衝撃吸収プロペラシャフトを示し、（Ａ）は断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０  プロペラシャフト
１１、１２  分割シャフト
２０  等速継手
２１  アウタ
２１Ｂ  先端面
２２  インナ
３０  衝撃吸収板
４０  ベアリング
４１、４２  ストッパピース
５０Ａ  支持ブラケット
５３  ゴム状弾性部材
６１、６２  凸部
【図１】
2006151056.tif 000003
【図２】
2006151056.tif 000004
【図３】
2006151056.tif 000005