(57)【要約】【課題】中間シャフトの中間部に設けた軸方向の衝撃を吸収する緩衝部の径方向変位を規制して、耐久性を向上させることができるプロペラシャフトを提供する。【解決手段】  中間シャフト１１を構成し、プロペラシャフト１に軸方向の衝撃が加わった際に軸方向に収縮して衝撃を吸収する緩衝部６０において、この緩衝部６０を、中空状の規制部材６５に、衝撃時の軸方向変位を可能とするように内挿する。なお、緩衝部６０は鋼素材で中空蛇腹状に成形し、先端の尖った屈曲部６０ａが複数連続して成る構造とする。また、規制部材６５は、Ｃ−ＦＲＰやＳＴＫＭなどを素材として成形する。【選択図】    図１
2008309245.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間部に軸方向の衝撃を吸収する緩衝部を有する中間シャフトと、その中間シャフトの両端に装着された一対の等速自在継手とからなり、前記一対の等速自在継手間での動力伝達を可能としたプロペラシャフトにおいて、
前記緩衝部の径方向変位を規制する規制部材を前記中間シャフトに付設したことを特徴とするプロペラシャフト。
【請求項２】
前記中間シャフトの緩衝部が、中空状の規制部材に、衝撃時の緩衝部の軸方向変位を可能とするように内挿されていることを特徴とする請求項１に記載のプロペラシャフト。
【請求項３】
前記規制部材の一端が前記中間シャフトに固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のプロペラシャフト。
【請求項４】
前記緩衝部は、中空蛇腹状で、先端の尖った屈曲部が複数連続した形状としたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のプロペラシャフト。
【請求項５】
前記緩衝部は、中空蛇腹状で、断面台形状に屈曲した屈曲部が複数連続した形状としたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のプロペラシャフト。
【請求項６】
前記規制部材の剛性を前記緩衝部の剛性よりも大きくしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のプロペラシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、４ＷＤ車や、ＦＲ車等において、トランスミッションからディファレンシャルに回転トルクを伝達するプロペラシャフトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
プロペラシャフト（推進軸）は、例えば、エンジン、クラッチ（回転動力を断続させる装置）、トランスミッション（変速機）が車体前方に配置され、減速歯車装置（ディファレンシャル）、駆動車軸が車体後方に配置されるＦＲ車（エンジンが車体前部に配置され、後輪が駆動する車）において、車体前方から車体後方に動力を伝達するのに用いられる。
【０００３】
このプロペラシャフトは、その両端に等速自在継手が装着され、トランスミッションとディファレンシャルとの間の相対位置の変化による長さと角度の変化に対応しながら回転トルクを伝達し得る構造となっている。
【０００４】
図４に従来のプロペラシャフトを示す。このプロペラシャフト１０１は、中間シャフト１１１と、この中間シャフト１１１の両端に装着された一対の摺動型等速自在継手（１１５、１３５）とで主要部が構成されている。
【０００５】
摺動型等速自在継手（１１５、１３５）は、クロスグルーブ型等速自在継手（ＬＪ）であり、外側継手部材である外輪（１０２、１２２）、内側継手部材である内輪（１０３、１２３）、ボール（１０４、１２４）、ケージ（１０６、１２６）を主要部とする。外輪（１０２、１２２）の内部には、内輪（１０３、１２３）、ボール（１０４、１２４）、ケージ（１０６、１２６）からなる内部部品（１０５、１２５）が収容されている。
【０００６】
内輪（１０３、１２３）の中心孔（１１２、１３２）には中間シャフト１１１がスプライン嵌合されており、このスプライン嵌合により、内輪（１０３、１２３）と中間シャフト１１１との間でトルク伝達が可能となっている。なお、中間シャフト１１１は、スナップリング（１１３、１３３）により抜け止めされている。
【０００７】
外輪（１０２、１２２）の内周面には複数の直線状トラック溝（１０２ａ、１２２ａ）が形成され、内輪（１０３、１２３）の外周面には、複数の直線状トラック溝（１０３ａ、１２３ａ）が形成され、かつ、外輪（１０２、１２２）のトラック溝（１０２ａ、１２２ａ）と内輪（１０３、１２３）のトラック溝（１０３ａ、１２３ａ）とは軸線に対して互いに逆方向に所定角度傾斜している。外輪（１０２、１２２）のトラック溝（１０２ａ、１２２ａ）と内輪（１０３、１２３）のトラック溝（１０３ａ、１２３ａ）との交叉部にはボール（１０４、１２４）が介在されており、このボール（１０４、１２４）は、外輪（１０２、１２２）と内輪（１０３、１２３）との間に位置するケージ（１０６、１２６）のポケット（１０６ａ、１２６ａ）で保持されている。
【０００８】
また、外輪（１０２、１２２）の軸方向一端側には、継手内部に充填したグリースの漏出を防ぐと共に、異物の侵入を防止するためのエンドプレート（１１０、１３０）が取り付けられている。一方、外輪（１０２、１２２）の軸方向他端側と中間シャフト１１１との間には密封装置が装着されている。
【０００９】
この密封装置は、ブーツ（１０８、１２８）と金属製のブーツアダプタ（１０７、１２７）とからなる。ブーツ（１０８、１２８）は、大径部（１０８ａ、１２８ａ）と小径部（１０８ｂ、１２８ｂ）とを有し、中間部が断面Ｕ字型に折り返した形状になっており、小径部（１０８ｂ、１２８ｂ）は、中間シャフト１１１の外周面に取り付けられ、この取り付け部分はブーツバンド１０９で加締めて固定されている。
【００１０】
ブーツアダプタ（１０７、１２７）は、大径部（１０７ａ、１２７ａ）と小径部（１０７ｂ、１２７ｂ）とを有し、大径部（１０７ａ、１２７ａ）は、外輪（１０２、１２２）の外周面に取り付けられ、小径部（１０７ｂ、１２７ｂ）は、前記したブーツ（１０８、１２８）の大径部（１０８ａ、１２８ａ）に加締めて固定されている。なお、ブーツアダプタ（１０７、１２７）は、前記したエンドプレート（１１０、１３０）と共に、中間シャフト１１１の挿嵌側からボルト（図示省略）を挿通して締め付けることにより、外輪（１０２、１２２）に固定されている。
【００１１】
中間シャフト１１１は、等速自在継手１１５の内輪１０３の中心孔１１２に挿嵌されている中実の軸部１１１ａと、等速自在継手１３５の内輪１２３の中心孔１３２に挿嵌されている中実の軸部１１１ｂと、軸部１１１ａと軸部１１１ｂとを連結する緩衝部１５０とからなり、軸部（１１１ａ、１１１ｂ）と緩衝部１５０とは別体に成形されている。
【００１２】
緩衝部１５０は鋼素材で中空蛇腹状に成形されており、先端の尖った屈曲部１５０ａが複数連続して成る構造である。この緩衝部１５０は、プロペラシャフト１０１に軸方向の衝撃が加わった際、図５に示すように、軸方向に収縮して衝撃を吸収する。このため、車両の衝突時等に、プロペラシャフト１０１が、軸方向に加わった衝撃で折れ曲がり、座席部に突き出て乗員を負傷させるという二次的な事故が防止されている（特許文献１、２、３参照）。
【特許文献１】特開２０００−  ９７２２４号公報
【特許文献２】特開２０００−２８３１３７号公報
【特許文献３】特開２０００−２８３１３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
さて、図４に示す従来のプロペラシャフト１０１は、中間シャフト１１１の中間部に緩衝部１５０を有するため、軸方向の衝撃が加わっても、図５に示すように緩衝部１５０が軸方向に収縮して衝撃を吸収する。
【００１４】
しかし、この緩衝部１５０では、プロペラシャフト１０１に加わった軸方向の衝撃を吸収するために軸方向に収縮した際、図５中にＸで示すように、径方向外側への変形や盛り上がり（以下径方向変位とする）が起こる。このため、緩衝部１５０の径方向変位した部分が、周辺の部材と接触して損傷を起こすことが懸念されていた。
【００１５】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、中間シャフトの中間部に設けた軸方向の衝撃を吸収する緩衝部の径方向変位を防止して、耐久性を向上させることができるプロペラシャフトを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するための本発明のプロペラシャフトは、中間部に軸方向の衝撃を吸収する緩衝部を有する中間シャフトと、その中間シャフトの両端に装着された一対の等速自在継手とからなり、前記一対の等速自在継手間での動力伝達を可能としたプロペラシャフトであり、前記緩衝部の径方向変位を規制する規制部材を前記中間シャフトに付設したことを特徴とする。
【００１７】
上記において、「緩衝部の径方向変位」とは、緩衝部の径方向外側への変位を意味し、さらに言えば、緩衝部の径方向外側への変形や盛り上がり（ズレ）を意味する。
【００１８】
この中間シャフトの緩衝部の径方向変位は、既に説明したように、緩衝部が、プロペラシャフトに加わった軸方向の衝撃を吸収するために軸方向に収縮した際に起こる。しかし本発明では、中間シャフトに規制部材を付設することにより、緩衝部の径方向変位を規制することができる。
【００１９】
中間シャフトの緩衝部は、中空状の規制部材に、衝撃時の緩衝部の軸方向変位を可能とするように内挿するのが望ましい。
【００２０】
ここで、「緩衝部の軸方向変位」とは、緩衝部が軸方向に収縮することを意味する。上記の場合、中間シャフトの緩衝部が、中空状の規制部材の内部に配された状態、換言すれば、緩衝部の径方向変位側には規制部材が存在する状態となる。そのため、緩衝部が、プロペラシャフトに加わった軸方向の衝撃を吸収するために軸方向に収縮した際に、径方向変位しようとしても、緩衝部の外周面と規制部材の内周面とが接触して、前記した緩衝部の径方向変位が規制される。この結果、緩衝部の径方向変位に伴う周辺部材との接触による損傷を防止して、プロペラシャフトの耐久性を向上させることができる。
【００２１】
また、本発明では、規制部材は、中間シャフトの緩衝部がプロペラシャフトに軸方向の衝撃が加っても軸方向変位が可能であるように中間シャフトに付設された状態となるため、緩衝部の軸方向の衝撃を吸収する作用に悪影響を与えることがない。
【００２２】
また、規制部材は、その一端を中間シャフトに固定するのが望ましい。
【００２３】
本発明であれば、プロペラシャフトに軸方向の衝撃が加わって中間シャフトが軸方向に収縮しても、規制部材が中間シャフトから外れるのを防止することができる。また、規制部材の他端は中間シャフトに固定されないことから、プロペラシャフトに軸方向の衝撃が加っても、中間シャフトは軸方向変位、さらに言えば、緩衝部の軸方向の収縮が可能である。そのため、規制部材は、緩衝部における軸方向の衝撃を吸収する作用に悪影響を与えることがない。
【００２４】
前記緩衝部は、中空蛇腹状で、先端の尖った屈曲部が複数連続した形状とすることが可能である。緩衝部をこのような形状とすると、緩衝部は軸方向に変形し易くなり、効率よく衝撃を吸収することができる。
【００２５】
或いは、前記緩衝部は、中空蛇腹状で、断面台形状に屈曲した屈曲部が複数連続した形状とすることもできる。緩衝部をこのような形状とすると、緩衝部は規制部材の内周面に沿って軸方向に変形し易くなり、効率よく衝撃を吸収することができる。
【００２６】
前記規制部材の剛性は緩衝部の剛性よりも大きくするのが望ましい。
【００２７】
規制部材の剛性が緩衝部の剛性よりも小さいと、緩衝部が、プロペラシャフトに加わった軸方向の衝撃を吸収するために軸方向に収縮した際に径方向変位すると、これに伴って規制部材が変形するため、緩衝部の径方向変位を充分に規制することができない。そのため、本発明のように、規制部材の剛性を緩衝部の剛性よりも大きくして、規制部材が緩衝部の径方向変位に伴って変形するのを防止するのが望ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のプロペラシャフトでは、中間シャフトの緩衝部が、プロペラシャフトに加わった軸方向の衝撃を吸収するために軸方向に収縮した際に径方向変位しようとしても、この径方向変位は、中間シャフトに付設する規制部材で規制される。この結果、緩衝部の径方向変位に伴う周辺部材との接触による損傷を防止して、プロペラシャフトの耐久性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
以下に本発明の実施の形態を、添付の図面を参照して説明する。
【００３０】
図１に本発明の第１の実施形態を示す。このプロペラシャフト１は、中間シャフト１１と、その中間シャフト１１の両端に装着された一対の摺動型等速自在継手（１５、３５）とで主要部が構成されている。
【００３１】
摺動型等速自在継手（１５、３５）は、クロスグルーブ型等速自在継手（ＬＪ）であり、外側継手部材である外輪（２、２２）、内側継手部材である内輪（３、２３）、ボール（４、２４）、ケージ（６、２６）を主要部とする。外輪（２、２２）の内部には、内輪（３、２３）、ボール（４、２４）、ケージ（６、２６）からなる内部部品（５、２５）が収容されている。
【００３２】
内輪（３、２３）の中心孔（１２、３２）には中間シャフト１１がスプライン嵌合されており、このスプライン嵌合により、内輪（３、２３）と中間シャフト１１との間でのトルク伝達が可能となっている。なお、中間シャフト１１は、スナップリング（１３、３３）により抜け止めされている。
【００３３】
外輪（２、２２）の内周面には複数の直線状トラック溝（２ａ、２２ａ）が形成され、内輪（３、２３）の外周面には、複数の直線状トラック溝（３ａ、２３ａ）が形成され、かつ、外輪（２、２２）のトラック溝（２ａ、２２ａ）と内輪（３、２３）のトラック溝（３ａ、２３ａ）とは軸線に対して互いに逆方向に所定角度傾斜した構造を成す。外輪（２、２２）のトラック溝（２ａ、２２ａ）と内輪（３、２３）のトラック溝（３ａ、２３ａ）の交叉部にはボール（４、２４）が介在されており、このボール（４、２４）は、外輪（２、２２）と内輪（３、２３）との間に位置するケージ（６、２６）のポケット（６ａ、２６ａ）で保持されている。
【００３４】
また、外輪（２、２２）の軸方向一端側には、継手内部に充填したグリースの漏出を防ぐと共に、異物の侵入を防止するためのエンドプレート（１０、３０）が取り付けられている。一方、外輪（２、２２）の軸方向他端側と中間シャフト１１との間には密封装置が装着されている。
【００３５】
この密封装置は、ブーツ（８、２８）と金属製のブーツアダプタ（７、２７）とからなる。ブーツ（８、２８）は大径部（８ａ、２８ａ）と小径部（８ｂ、２８ｂ）とを有し、中間部が断面Ｕ字型に折り返した形状になっており、小径部（８ｂ、２８ｂ）は、中間シャフト１１の外周面に取り付けられ、この取り付け部分はブーツバンド（９、２９）で加締めて固定されている。
【００３６】
ブーツアダプタ（７、２７）は、大径部（７ａ、２７ａ）と小径部（７ｂ、２７ｂ）とを有し、大径部（７ａ、２７ａ）は、外輪（２、２２）の外周面に取り付けられ、小径部（７ｂ、２７ｂ）は、前記したブーツ（８、２８）の大径部（８ａ、２８ａ）に加締めて固定されている。なお、ブーツアダプタ（７、２７）は、前記したエンドプレート（１０、３０）と共に、中間シャフト１１の挿嵌側からボルト（図示省略）を挿通して締め付けることにより、外輪（１０２、１２２）に固定されている。
【００３７】
中間シャフト１１は、等速自在継手１５の内輪３の中心孔１２に挿嵌されている中実の軸部１１ａと、等速自在継手３５の内輪２３の中心孔３２に挿嵌されている中実の軸部１１ｂと、軸部１１ａと軸部１１ｂとを連結する緩衝部６０とからなり、軸部（１１ａ、１１ｂ）と緩衝部６０とは別体に成形されている。
【００３８】
緩衝部６０は鋼素材で中空蛇腹状に成形し、先端が尖った屈曲部６０ａが複数連続して成る構造とする。緩衝部６０をこのような形状とする場合、緩衝部６０は軸方向に変形し易くなり、効率よく衝撃を吸収することができる。前記緩衝部６０は、プロペラシャフト１に軸方向の衝撃が加わった際、図２に示すように、軸方向に収縮（軸方向変位）して衝撃を吸収する。このため、車両の衝突時等に、プロペラシャフト１が、軸方向に加わった衝撃で折れ曲がり、座席部に突き出て乗員を負傷させるという二次的な事故が防止されている。
【００３９】
さて、本実施形態では、中間シャフト１１の緩衝部６０を、中空状の規制部材６５に、衝撃時の緩衝部６０の軸方向変位を可能とするように内挿することにより、規制部材６５を、中間シャフト１１に付設する。
【００４０】
上記について詳述すると、規制部材６５は、Ｃ−ＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）やＳＴＫＭ（機械構造用炭素鋼鋼管）などを素材として成形し、この規制部材６５の一端部６５ａは、等速自在継手１５の内輪３の中心孔１２に挿嵌された軸部１１ａにおける緩衝部側の端部の外周面１４に固定する。
【００４１】
この場合、プロペラシャフト１に図中白抜き矢印で示した方向に軸方向の衝撃が加わっても、等速自在継手３５の内輪２３に挿嵌された軸部１１ｂが、固定されていない規制部材６５の他端部６５ｂ側から規制部材６５の内部に入り込むことで、中間シャフト１１は、規制部材６５に規制されることなく軸方向変位し、規制部材６５の他端部６５ｂの端面における軸方向位置が、図１に示したＡ1の位置から、図２に示したＡ2の位置にずれる（図２にはＡ1とＡ2の両方を示している）。これにより、規制部材６５に内挿された緩衝部６０が図１中白抜き矢印で示した方向に、規制部材６５に規制されることなく軸方向に収縮して図２の状態となり、軸方向の衝撃を吸収する。
【００４２】
また、上記において、緩衝部６０は、プロペラシャフト１に加わった軸方向の衝撃を吸収するために軸方向に収縮した際、径方向変位しようとする。ここで、「緩衝部６０の径方向変位」とは、緩衝部６０の径方向外側への変位を意味し、さらに言えば、緩衝部６０の径方向外側への変形や盛り上がり（ズレ）を意味する。しかし、本実施形態では、中間シャフト１１の緩衝部６０は、中空状の規制部材６５の内部に配された状態、換言すれば、緩衝部１１の外側には規制部材６５が存在する状態となっているため、緩衝部６０が径方向変位しようとしても、図２に示すように、緩衝部６０の外周面６０ｂと規制部材６５の内周面６５ｃとが接触するため、緩衝部６０の径方向変位が規制される。この結果、緩衝部６０の径方向変位に伴う周辺部材との接触による損傷を防止して、プロペラシャフト１の耐久性を向上させることができる。なお、規制部材６５は、その一端部６５ａが中間シャフト１１の軸部１１ａの外周面１４に固定されるため、プロペラシャフト１に軸方向の衝撃が加わって中間シャフト１１が軸方向に変位しても、中間シャフト１１から外れることがない。
【００４３】
また、規制部材６５の剛性は緩衝部６０の剛性よりも大きくする。
【００４４】
規制部材６５の剛性が緩衝部６０の剛性よりも小さいと、緩衝部６０が、プロペラシャフト１に加わった軸方向の衝撃を吸収するために収縮した際に径方向変位すると、この径方向変位に伴って規制部材６５が変形するため、緩衝部６０の径方向変位を充分に規制することができない。そのため、規制部材６５の剛性を緩衝部の剛性よりも大きくすることで、規制部材６５が緩衝部６０の径方向変位に伴って変形するのを防止することができ、これにより、既に述べた本発明に係る規制部材６５の作用および効果が顕著になる。
【００４５】
図３に本発明の第２の実施形態を示す。なお、本実施形態では、図１に示す第１の実施形態と同じ部位、機能、形態を有する部品については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。
【００４６】
本実施形態では、中間シャフト４１の中間部に、プロペラシャフト５１に加わった軸方向の衝撃を吸収するために軸方向に収縮して衝撃を吸収する緩衝部７０を有する。この緩衝部７０は鋼素材で中空蛇腹状に成形し、断面台形状に屈曲した屈曲部７０ａが複数連続して成る構造とする。緩衝部７０をこのような形状とする場合、緩衝部７０は規制部材６５の内周面６５ｃに沿って軸方向に変形し易くなり、効率よく衝撃を吸収することができる。
【００４７】
また、この緩衝部７０は、中空状の規制部材６５に、衝撃時の軸方向変位を可能とするように内挿されている。この内挿方法については、図１に示す第１の実施形態で既に述べているため、その詳細な説明を省略する。また、規制部材６５の素材や剛性の条件についても、図１に示す第１の実施形態と同じであるため、その詳細な説明を省略する。
【００４８】
本実施形態の場合、図１に示す第１の実施形態と同様、中間シャフト４１の緩衝部７０が、中空状の規制部材６５の内部に配された状態、換言すれば、緩衝部７０の径方向外側には規制部材６５が存在する状態となる。このため、緩衝部７０が、プロペラシャフト５１に加わった軸方向の衝撃を吸収するために収縮した際に径方向変位しようとしても、緩衝部７０の外周面７０ｂと規制部材６５の内周面６５ｃとが接触するため、緩衝部７０の径方向変位が規制される。この結果、緩衝部７０の径方向変位に伴う周辺部材との接触による損傷を防止して、プロペラシャフト５１の耐久性を向上させることができる。
【００４９】
さて、図１および図３に示す第１および第２の実施形態では、中間シャフト（１１、４１）において、軸部（１１ａ、１１ｂ）と緩衝部（６０、７０）は別体としたが、軸部（１１ａ、１１ｂ）と緩衝部（６０、７０）とを一体にして成形することもできる。
【００５０】
また、図１および図３に示す第１および第２の実施形態では、軸部（１１ａ、１１ｂ）を中実としたが、中空状にすることもできる。
【００５１】
さらに、図１および図３に示す第１および第２の実施形態では、規制部材６５の一端部６５ａは中間シャフト（１１、４１）に固定し、他端部６５ｂは中間シャフト（１１、４１）に固定しない構造としたが、規制部材６５は、他部材により固定でき、かつ、中間シャフト（１１、４１）の緩衝部（６０、７０）の前記した径方向変位を防止できるのであれば、規制部材６５の両端部（６５ａ、６５ｂ）は、中間シャフト（１１、４１）に固定しない構造とすることもできる。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、これらはあくまで例示であり、特許請求の範囲に記載の意味及び内容の全ての事項を含む。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の第一の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１において、プロペラシャフトに軸方向の衝撃が加わった際の状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態を示す断面図である。
【図４】従来の等速自在継手を示す断面図である。
【図５】図４において、プロペラシャフトに軸方向の衝撃が加わった際の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５４】
１、５１                          プロペラシャフト
１５、３５                        摺動型等速自在継手（ＬＪ）
１１、４１                        中間シャフト
６０、７０                        緩衝部
６５                              規制部材
【図１】
2008309245.tif 000003
【図２】
2008309245.tif 000004
【図３】
2008309245.tif 000005
【図４】
2008309245.tif 000006
【図５】
2008309245.tif 000007