(57)【要約】【課題】剛性を確保しつつ軽量化と小型化が図れると共に、組付作業の容易なプロペラシャフトを提供する。【解決手段】  駆動シャフト１と従動シャフト２の対向端部に設けられた一対の継手部材を介して駆動シャフトの回転力を従動シャフトに伝達する十字継手４を備え、前記一方側の継手部材は、前記従動シャフトの端部に有するスタブ軸１０が挿通される挿通孔１１ａを有する結合部１１と、結合部の他方の継手部材側の端部に設けられたフォーク状のヨーク部１２とを有している。前記結合部とヨーク部とは、一体に形成すると共に、前記結合部の挿通孔に挿通された前記スタブ軸の軸部１０ｂの先端部に形成された雄ねじにナット１５を螺着して、前記結合部の抜け止めを行うようにした。  【選択図】  図１
2008114671.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸部材と従動軸部材との対向端部に設けられた一対の継手部材を介して前記駆動軸部材の回転力を従動軸部材に伝達する継手機構を備え、
前記一方側の継手部材は、前記従動軸部材の端部に有するスタブ軸が挿通される挿通孔を有する結合部と、該結合部の前記他方の継手部材側の端部に設けられたヨーク部とを有し、
前記結合部とヨーク部とを一体に形成すると共に、前記結合部の挿通孔に挿通された前記スタブ軸からの前記結合部の抜けを規制する抜け止め部材を設けたことを特徴とするプロペラシャフト。
【請求項２】
前記抜け止め部材を、前記挿通孔の開口端から突出した前記スタブ軸の先端部の雄ねじに螺着するナットによって形成した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】
前記抜け止め部材を、前記挿通孔の開口端から突出した前記スタブ軸の先端部に有する嵌着溝に嵌着するスナップリングによって形成した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４】
前記スタブ軸の外周に支持装置を介して車体に取り付けられたセンターベアリングを設けると共に、前記一方側の継手部材の外周に、前記駆動軸部材から従動軸部材側に軸方向への所定以上の入力荷重が作用した際に、前記支持装置に干渉するフランジ部を設け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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両用のプロペラシャフトに関し、詳しくは継手機構の改良構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の車両のプロペラシャフトとしては、以下の特許文献１に記載されるようなものが知られている。
【０００３】
この長尺化されたプロペラシャフトは、車両のトランスミッション側に接続された駆動シャフトとデファレンシャルギア側に接続された従動シャフトとによって２分割あるいは３分割されており、この分割した対向端部に、継手機構であるカルダン型の十字継手が設けられていると共に、軸方向のほぼ中央位置にプロペラシャフトをベアリングサポートやブラケットなどからなる支持装置によって車体に取り付けられるセンターベアリングが配置されている。
【０００４】
前記十字継手は、駆動シャフトの後端部に設けられた第１継手部材と、従動シャフトの前端部に設けられて、十字軸を介して前記第１継手部材と連結された第２継手部材とから構成されている。
【０００５】
前記第１継手部材は、基端部が駆動シャフトの中空管の後端に例えば溶接などによって固定されたフォーク状の第１ヨーク部を備えている。
【０００６】
一方、前記第２継手部材は、前記従動シャフトの端部に有するスタブ軸に挿通してセレーション結合され、前端にフランジ部を一体に有する結合部と、後端部が前記フランジ部を介して円周方向の４箇所に挿通配置されたボルト・ナットによって前記結合部に締結された第２ヨーク部とから構成されている。また、前記結合部は、内部軸方向に前記スタブ軸が挿通されるセレーション孔が軸方向に貫通形成され、このセレーション孔内を挿通して前端開口から突出した前記スタブ軸のボルト状先端部にナットが螺着されてスタブ軸からの抜け出しを規制されるようになっている。
【特許文献１】実開昭６１−１８９３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、この従来のプロペラシャフトにあっては、前述のように、第２継手部材が、結合部とヨーク部とに２分割形成されて、これらがフランジ部を介して複数のボルト・ナットによって結合されるようになっているため、部品点数や重量の増加が余儀なくされると共に、フランジ部の必須の存在によって径方向への大型化を招いている。
【０００８】
また、結合部と第２ヨーク部が、前記ボルト・ナットの軸力による対向する面間の面接触によって締結していることから、プロペラシャフトの回転トルクが高くなると、ボルト・ナットによる締結強度を高めなければならないことから、ボルトの軸径を大きくしたり、この軸径の拡大に伴って前記フランジ部の外径を大きく形成せざるを得なくなる。この結果、さらに重量がアップすると共に、コストの高騰も招くおそれがある。
【０００９】
本発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、剛性を確保しつつ軽量化と小型化を図ると共に、組付作業能率が向上するプロペラシャフトを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１に記載の発明は、駆動軸部材と従動軸部材との対向端部に設けられた一対の継手部材を介して前記駆動軸部材の回転力を従動軸部材に伝達する継手機構を備え、前記一方側の継手部材は、前記従動軸部材の端部に有するスタブ軸が挿通される挿通孔を有する結合部と、該結合部の前記他方の継手部材側の端部に設けられたヨーク部とを有し、前記結合部とヨーク部とを一体に形成すると共に、前記挿通孔に挿通された前記スタブ軸からの前記結合部の抜けを規制する抜け止め部材を設けたことを特徴としている。
【００１１】
この発明によれば、一方側の継手部材の結合部とヨーク部とを一体に形成したため、従来のような結合用のフランジ部や複数のボルト・ナットが不要になることから、プロペラシャフトの大幅な軽量化が図れると共に、径方向の大型化が抑制されて全体のコンパクト化が図れる。
【００１２】
しかも、前記ボルト・ナットの締め付け作業などが不要になるので、組付作業能率の向上が図れる。
【００１３】
また、抜け止め部材によってスタブ軸に対する結合部の抜け止めがなされるため、スタブ軸と一方側の継手部材との安定した結合状態を確保できる。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、前記抜け止め部材を、前記スタブ軸の前記結合部から突出した先端部の雄ねじに螺着するナットによって形成したことを特徴としている。
【００１５】
前記ナットは、単に抜け止め用になっているだけであるから、小型のもので十分であり、したがって、嵩張ったり重量が増加することはない。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、前記抜け止め部材を、前記スタブ軸の前記結合部から突出した先端部に有する嵌着溝に嵌着するスナップリングによって形成したことを特徴としている。
【００１７】
抜け止め部材として幅の薄いスナップリングを用いたため、さらに軽量化が図れることは勿論のこと、軸方向の長さをさらに短くすることが可能になる。また、スナップリングを嵌着溝への嵌着によって取り付けられるので、その取付作業が容易である。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、前記スタブ軸の外周に、支持装置を介して車体に取り付けられたセンターベアリングを設けると共に、前記一方側の継手部材の外周に、前記駆動軸部材から従動軸部材側に軸方向への所定以上の入力荷重が作用した際に、前記支持装置に干渉するフランジ部を設けたことを特徴としている。
【００１９】
例えば車両の前面衝突時などの場合に、駆動軸部材の軸方向からの過大な入力荷重が作用して駆動軸部材が後方へ移動することによりフランジ部が支持装置に衝突して、センターベアリングユニットを車体から脱落させる。これにより、車体への衝撃が緩和されて乗員へのショックを低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明に係るプロペラシャフトの各実施形態を図面に基づいて詳述する。なお、各実施形態ではプロペラシャフトを車両用に適用したものを示している。
【００２１】
図２は本発明のプロペラシャフトの第１の実施形態を示し、このプロペラシャフトは、トランスミッション側に接続される駆動軸部材である駆動シャフト１と、デファレンシャルギア側に接続される従動軸部材である従動シャフト２と、前記駆動シャフト１と従動シャフト２とのそれぞれの両端部を接続する継手機構である３つの第１〜第３の十字継手(自在継手)３、４、５と、ほぼ中央の第２十字継手４の従動シャフト２側に設けられたセンターベアリング６とを備えている。
【００２２】
前記駆動シャフト１は、内部中空状のシャフト本体１ａの両端部に前記第１の十字継手３と第２の十字継手４のそれぞれの一部を構成する継手部材であるヨーク部７、８が溶接などによって固定されている。
【００２３】
前記従動シャフト２は、内部中空状のシャフト本体２ａの後端部に第３の十字継手５の一部を構成するヨーク部９が同じく溶接などによって固定されていると共に、前端部にはスタブ軸１０が固定されている。このスタブ軸１０は、図１に示すように段差径状に形成されて、大径な円筒状の基端部１０ａがシャフト本体２ａの端部に溶接などによって固定されていると共に、該基端部１０ａから前方に突出した軸部１０ｂが基端部１０ａ側から先端側に沿って漸次縮径状に形成されている。また、前記軸部１０ｂは、中径部の外周にセレーション凹凸１０ｃが軸方向に沿って形成されていると共に、小径な先端部の外周に雄ねじが切られている。
【００２４】
前記第２の十字継手４は、前記駆動シャフト１側の継手部材であるヨーク部８と、従動シャフト２側の継手部材であって、前記スタブ軸１０が挿通固定されるほぼ円筒状の金属製の結合部１１及び該結合部１１の前端側に有し、前記駆動シャフト１側のヨーク部８と十字軸１３を介して連結されたフォーク状の同じ金属製のヨーク部１２とから構成されており、前記結合部１１とヨーク部１２とによって一方側の継手部材が構成されている。
【００２５】
前記結合部１１は、内部軸方向に前記スタブ軸１０の軸部１０ｂが挿通する挿通孔１１ａが貫通形成されていると共に、この挿通孔１１ａの内周面に前記軸部１０ｂのセレーション凹凸１０ｃに軸方向から係合するセレーション凹凸が形成されている。
【００２６】
前記ヨーク部１２は、後端部が前記結合部１１に一体に結合されていると共に、前記挿通孔１１ａの前端開口部の周囲に円環溝１２ａが形成されている。なお、このヨーク部１２の各腕部の先端部には、前記対向するヨーク８の各腕部の先端部に形成された保持孔と共同して前記十字軸１３の両端部を保持する保持孔１２ｂが形成されている。
【００２７】
前記センターベアリング６は、インナレース６ａが前記軸部１０ｂのほぼ中央に圧入固定されていると共に、前記ヨーク部１２の結合部１１の先端縁と前記軸部１０ｂの段差部との間で挟持状態に保持されている。また、センターベアリング６は、外周にゴム製の環状弾性部材１４が設けられ、この弾性部材１４の外周に一体的に設けられた円環状のベアリングサポート２１と、該ベアリングサポート２１の外周に図外のブラケットが被嵌状態に取り付けられている。したがって、プロペラシャフトは、前記スタブ軸１０の部分がセンターベアリング６と、ベアリングサポート２１及びブラケットを介して車体のフロアパネル下面に取り付け支持されている。
【００２８】
また、前記挿通孔１１ａに挿通されて該挿通孔１１ａの先端開口から突出した前記軸部１０ｂの先端部の雄ねじには、抜け止め部材である薄型のナット１５が螺着されている。このナット１５は、締結時に座面が前記円環溝１２ａに嵌着したワッシャ１５ａに着座して、前記軸部１０ｂに対する結合部１１の抜け出しを規制するようになっている。
【００２９】
したがって、車両の走行時にトランスミッションから入力軸及び前端側の十字継手３を介して駆動シャフト１に伝達された回転力は、中央の十字継手４、センターベアリング６、従動シャフト２及び後端側の十字継手５を介してデファレンシャルギアに伝達されるようになっている。
【００３０】
以上のように構成された本実施の形態によれば、一方側の継手部材の結合部１１とヨーク部１２とを一体に形成したため、従来のような結合用のフランジ部や複数のボルト・ナットが不要になることから、プロペラシャフトの大幅な軽量化が図れると共に、径方向の大型化が抑制されて全体のコンパクト化が図れる。
【００３１】
しかも、従来のような、複数のボルト・ナットによって締結する作業が全くなくなるので、かかる組付作業能率の向上が図れる。
【００３２】
また、ナット１５によってスタブ軸１０の軸部１０ｂに対する前記結合部１１の抜け止めがなされるため、スタブ軸１０と一方側継手部材との安定した結合状態を確保できる。
【００３３】
また、前述のように、結合部１１とヨーク部１２を一体化したことから、両者の結合剛性が十分に高くなるため、プロペラシャフトの回転トルクの増加に十分に対応することが可能になる。
【００３４】
前記ナット１５は、単に抜け止め用になっているだけであるから、薄型のもので十分であり、したがって、嵩張ったり重量が増加することはない。
【００３５】
図３は本発明の第２の実施形態を示し、基本構造は前記第１の実施の形態を同様であるが、異なるところは、抜け止め部材を変更したもので、前記スタブ軸１０の軸部１０ｂ先端に円環状の嵌着溝１６が形成されていると共に、該嵌着溝１６に抜け止め部材であるスナップリング１７が嵌着固定されている。このスナップリング１７は、一般的な金属薄板のＣ字形状に形成されている。
【００３６】
また、前記ヨーク部１２の軸方向の長さ(耳長さ)が第１実施の形態の場合よりも短く形成されて、前記軸部１０ｂ先端と十字軸１３との間に形成される空間部１８の軸方向の長さを短く設定したものである。したがって、前記センターベアリング６の軸方向の中心線Ｘから前記十字軸１３の軸心Ｐまでの長さＬを第１の実施の形態のものよりも十分に短く形成されている。
【００３７】
すなわち、前記抜け止め部材をスナップリング１７とすることによって、嵌着溝１６への嵌着作業を軸方向からではなく、空間部１７の横方向から行うことができるので、かかる空間部１８を大きく取る必要がないため、前記長さＬを十分に短く設定することが可能になるのである。
【００３８】
したがって、この実施の形態によれば、抜け止め部材を薄肉なスナップリング１７とすることによって、プロペラシャフトのさらなる軽量化が図れると共に、スナップリング１７を嵌着溝１６への嵌着によって取り付けられるので、その取付作業が容易である。
【００３９】
また、前述のように、軸方向の長さＬをさらに短くすることが可能になるため、プロペラシャフトの回転トルクによるヨーク部１２の剛性を上げることが可能になる。この結果、十字継手４の耐久性の向上が図れると共に、高トルク対応の車両にまで適用することが可能になる。
【００４０】
さらに、十字継手４の起振力とセンターベアリング６の支持点反力との関係で、前記軸方向の長さＬをセンターベアリング６の反力を低減することができ、回転トルク時における車体への振動や異音の伝達を十分に抑制することができる。なお、他は第１の実施の形態と同様な作用効果が得られる。
【００４１】
図４は本発明の第３の実施の形態を示し、基本構造は第２の実施の形態と同じであって、異なるところは、前記ヨーク部１２の基部外周にフランジ部１９を設けたものである。
【００４２】
すなわち、前記ヨーク部１２の結合部１１側の基部に段差状の環状面２０が形成されていると共に、この環状面２０の外周に前記フランジ部１９が従動シャフト２側から圧入によって固定されている。
【００４３】
このフランジ部１９は、金属材によってほぼ円環状に形成されていると共に、その肉厚は比較的厚く形成されて所定の剛性が確保されている。また、フランジ部１９の外径は、前記センターベアリング６の弾性部材１４の外周に設けられる前記ベアリングサポートの外径とほぼ同一に設定されている。
【００４４】
したがって、この実施の形態によれば、第２の実施の形態と同様な作用効果が得られることが勿論のこと、例えば車両の前面衝突などによってトランスミッション側から駆動シャフト１に軸方向後方への衝撃荷重が作用し、該駆動シャフト１が後方へ移動した際に、同方向へ移動したフランジ部１９がベアリングサポートの前端面に衝突してセンターベアリング６ユニットが車体から脱落して衝突の衝撃を緩和することができ、これによって、乗員へのショックを低減できる。
【００４５】
本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、プロペラシャフトは、車両用以外に船舶など他の機器類に適用することもできる。本発明の適用される対象としては前記一方側の継手部材ばかりでなく他の継手部材に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明に係るプロペラシャフトの第１の実施形態を示す要部縦断面図である。
【図２】本実施形態に供されるプロペラシャフトの一部を断面して示す側面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す要部縦断面図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示す要部縦断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１…プロペラシャフト
３…従動シャフト（従動軸部材）
４…十字継手（一方側の継手機構）
６…センターベアリング
１０…スタブ軸
１１…結合部
１１ａ…挿通孔
１２…ヨーク部
１５…ナット
１６…嵌着溝
１７…スナップリング
１９…フランジ部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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