(57)【要約】【課題】プロペラシャフトにおいて、簡易かつ高精度に衝撃吸収部を構成し、衝撃吸収性能の安定を図ること。【解決手段】相互にスプライン嵌合された外側軸２０と内側軸２１を衝撃荷重により収縮し得るように連結する衝撃吸収部３０を有するプロペラシャフト１０において、前記衝撃吸収部３０が、外側軸２０の内径に支持部材３１を圧入し、内側軸２１の端面を外側軸２０に対する収縮方向で支持部材３１の支持部３１Ａに当接してなり、前記外側軸２０が、支持部材３１のための圧入内径部２０Ｆよりスプライン部２０Ｄを小径にし、圧入内径部２０Ｆとスプライン部２０Ｄとの間に段差部２０Ｇを設け、前記内側軸２１の端部に係着した止め輪３２を支持部材３１の押当て部３１Ｂにより上記段差部２０Ｇに押当て保持するもの。【選択図】  図２
2004232760.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相互にスプライン嵌合された外側軸と内側軸を衝撃荷重により収縮し得るように連結する衝撃吸収部を有するプロペラシャフトにおいて、
前記衝撃吸収部が、外側軸の内径に支持部材を圧入し、
前記外側軸が、支持部材のための圧入内径部よりスプライン部を小径にし、圧入内径部とスプライン部との間に段差部を設け、
前記内側軸の端部に係着した止め輪を支持部材の押当て部により上記段差部に押当て保持することを特徴とするプロペラシャフト。
【請求項２】
複数の前記衝撃吸収部を軸方向に並置してなる請求項１に記載のプロペラシャフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両のプロペラシャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両の衝突等による衝撃荷重を吸収するプロペラシャフトとして、特許文献１、２に記載のものがある。
【０００３】
特許文献１のプロペラシャフトは、相互にスプライン嵌合された外側軸と内側軸を有し、外側軸の延出部で内側軸の先端をかしめるものにした。衝突等による過大な衝撃荷重が作用すると、かしめ部が塑性変形し、内側軸の先端がかしめ部から抜け出ることにより、内側軸と外側軸が収縮し、この過程で衝撃荷重を吸収緩和する。
【０００４】
また、特許文献１のプロペラシャフトでは、内側軸が外側軸に対して抜け出ることを防止しながら、外側軸に対する内側軸の突出位置を定めるスナップリングを内側軸の端部に設けた溝に係着している。
【０００５】
特許文献２のプロペラシャフトは、相互にスプライン嵌合された外側軸と内側軸を有し、内側軸の自由端部に形成したテーパ部を外側軸の内周のテーパ部に対し軸方向嵌合したものである。衝突等による過大な衝撃荷重が作用すると、テーパ部の軸方向嵌合が外れることにより、内側軸と外側軸が収縮し、この過程で衝撃荷重を吸収緩和する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−３０３８４６（［００２１］、［００２２］、図１）
【０００７】
【特許文献２】
特開平７−３０５７１５（［００１１］、［００１４］、図１）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１のプロペラシャフトは、外側軸の先端をかしめ加工することにて衝撃吸収部を構成するものであり、加工複雑でコスト高になる。
【０００９】
また、特許文献１のプロペラシャフトでは、内側軸の端部にスナップリングを係着する溝を設け、この内側軸の端部を外側軸の延出部でかしめるものであり、内側軸の端部に及ぶかしめ荷重が上述の溝をつぶし、スナップリングを外れ易くするおそれがある。
【００１０】
特許文献２のプロペラシャフトは、外側軸に対する内側軸の軸方向嵌合部（テーパ部）が、その自由端部に設けられるとはいっても、そのスプライン部と部材的に一体であり、外側軸と内側軸のスプライン嵌合の回転方向のがたの影響がこの軸方向嵌合部に及ぶ。このため、外側軸と内側軸の軸方向嵌合部の嵌合強度を衝撃荷重に対し長期安定して高精度に設定することができない。
【００１１】
本発明の課題は、プロペラシャフトにおいて、簡易かつ高精度に衝撃吸収部を構成し、衝撃吸収性能の安定を図ることにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、相互にスプライン嵌合された外側軸と内側軸を衝撃荷重により収縮し得るように連結する衝撃吸収部を有するプロペラシャフトにおいて、前記衝撃吸収部が、外側軸の内径に支持部材を圧入し、前記外側軸が、支持部材のための圧入内径部よりスプライン部を小径にし、圧入内径部とスプライン部との間に段差部を設け、前記内側軸の端部に係着した止め輪を支持部材の押当て部により上記段差部に押当て保持するようにしたものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、複数の前記衝撃吸収部を軸方向に並置してなるようにしたものである。
【００１４】
支持部材は、環状カラー、円盤ディスク等、外側軸の内径に圧入されるものであれば、いかなる形態でも良い。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１はプロペラシャフトを示す平面図、図２は図１の要部を一部破断して示す拡大図、図３は第１衝撃吸収部を示す断面図、図４は第２衝撃吸収部を示す断面図である。
【００１６】
自動車のプロペラシャフト１０は、図１に示す如く、前側シャフト１１と後側シャフト１２に分割された２本のシャフト部材からなり、両シャフト１１、１２を自在継手１３により連結して構成される。前側シャフト１１の前端部は、自在継手１４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１５に連結される。後側シャフト１２の後端部には、自在継手１６を介して、デファレンシャルギヤに接続される連結ヨーク１７に連結される。尚、前側シャフト１１の後述する第２内側軸２２は、センタベアリング１８、ゴム状弾性部材１８Ａを介してセンタブラケット１９に支持される。
【００１７】
プロペラシャフト１０は、衝突等による衝撃荷重を吸収するため、第１と第２の衝撃吸収部３０、４０を前側シャフト１１の中間部の軸方向に並置して備える。即ち、前側シャフト１１は、中空外側軸２０の両端部に第１内側軸２１と第２内側軸２２のそれぞれをスプライン嵌合し、外側軸２０と第１内側軸２１を衝撃荷重により収縮し得るように連結する第１衝撃吸収部３０と、外側軸２０と第２内側軸２２を衝撃荷重により収縮し得るように連結する第２衝撃吸収部４０を以下の如くに有する。
【００１８】
尚、外側軸２０は、図２に示す如く、鋼管２０Ａの一端に第１スリーブ２０Ｂを溶接するとともに、鋼管２０Ａの他端に第２スリーブ２０Ｃを溶接し、第１スリーブ２０Ｂと第２スリーブ２０Ｃの内周面に軸方向に延びるスプライン歯２０Ｄ、２０Ｅを形成している。第１内側軸２１は、一端２１Ａを自在継手１４の取付部とし、他端２１Ｂを中抜き軸部とし、他端２１Ｂの外周面に軸方向に延びるスプライン歯２１Ｃを形成している。スプライン歯２１Ｃは第１スリーブ２０Ｂのスプライン歯２０Ｄに軽圧入されてスプライン嵌合する。第２内側軸２２は、一端２２Ａを自在継手（等速ジョイント）１３のインナー軸取付部とし、他端２２Ｂの外周面に軸方向に延びるスプライン歯２２Ｃを形成している。スプライン歯２２Ｃは第２スリーブ２０Ｃのスプライン歯２０Ｅに軽圧入されてスプライン嵌合する。
【００１９】
（第１衝撃吸収部３０）（図３）
第１衝撃吸収部３０は、外側軸２０の一端の第１スリーブ２０Ｂに設けた圧入内径部２０Ｆに、環状カラーからなる支持部材３１の外周を圧入する。支持部材３１は内周に段差を設け、小内径部の側を第１内側軸２１のための支持部３１Ａとし、大内径部の側を後述する止め輪３２のための押当て部３１Ｂとする。
【００２０】
第１衝撃吸収部３０では、第１内側軸２１の端面を外側軸２０に対する収縮方向（第１内側軸２１が外側軸２０の中空部に入って収縮する方向、図３の右向き方向）で支持部材３１の支持部３１Ａの端面に当接させる。
【００２１】
外側軸２０の一端の第１スリーブ２０Ｂは、支持部材３１のための圧入内径部２０Ｆよりスプライン歯２０Ｄを小径にし、圧入内径部２０Ｆとスプライン歯２０Ｄとの間に環状段差部２０Ｇを設ける。そして、第１内側軸２１の他端２１Ｂのスプライン歯２１Ｃに対する外端側の側傍に設けた環状溝２１Ｄに係着した止め輪３２をその段差部２０Ｇに係止する。このとき、支持部材３１の押当て部３１Ｂの端面は、止め輪３２の側面に当接し、止め輪３２を段差部２０Ｇに押当て保持する。これにより、外側軸２０と第１内側軸２１とは軸方向にがたなく一体組付けされ、外側軸２０に対する第１内側軸２１の突出位置（組付位置）を定める。この組付状態で、支持部材３１の支持部３１Ａの端面３１Ｃ（支持部３１Ａと押当て部３１Ｂの段差面）、及び押当て部３１Ｂの径方向内周面との対向面間とは、第１内側軸２１の端面、及び外側面との間に隙間を介して遊嵌しても良いし、第１内側軸２１の端面、及び外側面に隙間なく当接していても良い。
【００２２】
第１衝撃吸収部３０の組付け手順は以下の如くなされる。
（１）外側軸２０の第１スリーブ２０Ｂに設けたスプライン歯２０Ｄと、第１内側軸２１の他端２１Ｂに設けたスプライン歯２１Ｃを軽圧入する。外側軸２０と第１内側軸２１を、第１内側軸２１の環状溝２１Ｄが外方に突出するまで軸方向にスライド（短縮）させ、環状溝２１Ｄに止め輪３２を係着する。
【００２３】
（２）外側軸２０と第１内側軸２１を、第１内側軸２１に係着した止め輪３２が外側軸２０の第１スリーブ２０Ｂの段差部２０Ｇに当接して係止するまで軸方向にスライド（伸長）させる。これにより、外側軸２０に対する第１内側軸２１の突出位置（組付位置）が定まる。
【００２４】
（３）外側軸２０の第１スリーブ２０Ｂの圧入内径部２０Ｆに支持部材３１を圧入する。この際、止め輪３２が第１スリーブ２０Ｂの段差部２０Ｇに係止する状態を確保しつつ、第１内側軸２１の環状溝２１Ｄに係着してある止め輪３２に、支持部材３１の押当て部３１Ｂの端面を当接させる。尚、上記の（２）、（３）の工程は支持部材３１の圧入と同時に適宜組合わせて実施しても良い。
（４）外側軸２０の第１スリーブ２０Ｂに鋼管２０Ａの一端を溶接する。
【００２５】
（第２衝撃吸収部４０）（図４）
第２衝撃吸収部４０は、外側軸２０の他端の第２スリーブ２０Ｃに設けた圧入内径部２０Ｈに、環状カラーからなる支持部材４１の外周を圧入する。支持部材４１は内周に段差を設け、小内径部の側を第２内側軸２２のための支持部４１Ａとし、大内径部の側を後述する止め輪４２のための押当て部４１Ｂとする。
【００２６】
第２衝撃吸収部４０では、第２内側軸２２の端面を外側軸２０に対する収縮方向（第２内側軸２２が外側軸２０の中空部に入って収縮する方向、図４の左向き方向）で支持部材４１の支持部４１Ａの端面に当接させる。
【００２７】
外側軸２０の他端の第２スリーブ２０Ｃは、支持部材４１のための圧入内径部２０Ｈよりスプライン歯２０Ｅを小径にし、圧入内径部２０Ｈとスプライン歯２０Ｅとの間に環状段差部２０Ｉを設ける。そして、第１内側軸２２の他端２２Ｂのスプライン歯２２Ｃに対する外端側の側傍に設けた環状溝２２Ｄに係着した止め輪４２をその段差部２０Ｉに係止する。このとき、支持部材４１の押当て部４１Ｂの端面は、止め輪４２の側面に当接し、止め輪４２を段差部２０Ｉに押当て保持する。これにより、外側軸２０と第２内側軸２２とは軸方向にがたなく一体組付けされ、外側軸２０に対する第２内側軸２２の突出位置（組付位置）を定める。この組付状態で、支持部材４１の支持部４１Ａの端面４１Ｃ（支持部４１Ａと押当て部４１Ｂの段差面）は、第２内側軸２２の端面との間に隙間を介しても良いし、第２内側軸２２の端面に隙間なく当接していても良い。
【００２８】
第２衝撃吸収部４０の組付け手順は以下の如くなされる。
（１）外側軸２０の第２スリーブ２０Ｃに設けたスプライン歯２０Ｅと、第２内側軸２２の他端２２Ｂに設けたスプライン歯２２Ｃを軽圧入する。外側軸２０と第２内側軸２２を、第２内側軸２２の環状溝２２Ｄが外方に突出するまで軸方向にスライド（短縮）させ、環状溝２２Ｄに止め輪４２を係着する。
【００２９】
（２）外側軸２０と第２内側軸２２を、第２内側軸２２に係着した止め輪４２が外側軸２０の第２スリーブ２０Ｃの段差部２０Ｉに当接して係止するまで軸方向にスライド（伸長）させる。これにより、外側軸２０に対する第２内側軸２２の突出位置（組付位置）が定まる。
【００３０】
（３）外側軸２０の第２スリーブ２０Ｃの圧入内径部２０Ｈに支持部材４１を圧入する。止め輪４２が第２スリーブ２０Ｃの段差部２０Ｉに係止する状態を確保しつつ、第２内側軸２２の環状溝２２Ｄに係着してある止め輪４２に、支持部材４１の押当て部４１Ｂの端面を当接させる。尚、上記の（２）、（３）の工程は支持部材４１の圧入と同時に適宜組合わせて実施しても良い。
（４）外側軸２０の第２スリーブ２０Ｃに鋼管２０Ａの他端を溶接する。
【００３１】
次に、プロペラシャフト１０の作動について説明する。
車両の前方から衝撃荷重が、車体のエンジンルーム等のクラッシャブルゾーンを変形させた後、エンジンに作用すると、この衝撃荷重がトランスミッションからプロペラシャフト１０の前側シャフト１１に及び、前側シャフト１１の第１衝撃吸収部３０と第２衝撃吸収部４０で順に吸収緩和される。
【００３２】
即ち、第１衝撃吸収部３０にあっては、衝撃荷重が外側軸２０の第１スリーブ２０Ｂのスプライン歯２０Ｄと第１内側軸２１の他端２１Ｂのスプライン歯２１Ｃとのスプライン嵌合を外すとともに、外側軸２０の第１スリーブ２０Ｂの圧入内径部２０Ｆに圧入してある支持部材３１を抜き外し、第１内側軸２１の他端２１Ｂを外側軸２０の鋼管２０Ａ内部に侵入させ、外側軸２０と第１内側軸２１を相対収縮させる。衝撃荷重は、支持部材３１を第１スリーブ２０Ｂの圧入内径部２０Ｆから抜き外すエネルギーとその相対変位とにより効率的に吸収緩和されることになる。第１内側軸２１の移動は、第１内側軸２１の一端２１Ａ側のストッパ部２１Ｅ（フランジ）（図１）が外側軸２０の第１スリーブ２０Ｂの端面に当接することで停止する。
【００３３】
第１衝撃吸収部３０で衝撃荷重が吸収しきれない場合には、第１内側軸２１の一端２１Ａ側のストッパ部２１Ｅが外側軸２０の第１スリーブ２０Ｂの端面に当接することで、衝撃荷重が外側軸２０を介して第２衝撃吸収部４０の側に及び、第２衝撃吸収部４０が第１衝撃吸収部３０と同様にして衝撃荷重を更に吸収する。即ち、衝撃荷重が外側軸２０の第２スリーブ２０Ｃのスプライン歯２０Ｅと第２内側軸２２の他端２２Ｂのスプライン歯２２Ｃとのスプライン嵌合を外すと共に、外側軸２０の第２スリーブ２０Ｃの圧入内径部２０Ｈに圧入してある支持部材４１を抜き外し、外側軸２０の鋼管２０Ａの内部に第２内側軸２２の他端２２Ｂを侵入させ、外側軸２０と第２内側軸２２を相対収縮させる。このとき、外側軸２０の鋼管２０Ａ、第２スリーブ２０Ｃはセンタブラケット１９のゴム状弾性部材１８Ａを突き破って移動する。衝撃荷重は、支持部材４１を第２スリーブ２０Ｃの圧入内径部２０Ｈから抜き外すエネルギーとその相対変位とにより効率的に吸収緩和されることになる。外側軸２０の移動は、外側軸２０の第２スリーブ２０Ｃの端面が第２内側軸２２の一端２２Ａ側のストッパ部２２Ｅ（図１）に当接することで停止する。
【００３４】
衝撃吸収部３０、４０において、衝撃荷重に対する支持部材３１、４１の圧入強度は、衝撃荷重の入力時に、キャビンの乗員に対して致命的な衝撃となる基準衝撃を発生させない程度に設定する。
【００３５】
本実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（請求項１に対応する作用効果）
▲１▼衝撃吸収部３０、４０が外側軸２０の内径に支持部材３１、４１を圧入することにより構成されるから、加工、組付簡易でコスト低減できる。
【００３６】
▲２▼外側軸２０に圧入される支持部材３１、４１が、内側軸２１、２２と別体であり、外側軸２０と内側軸２１、２２のスプライン嵌合の回転方向のがたの影響がこの支持部材３１、４１の圧入部に及ばない。このため、外側軸２０に対する支持部材３１、４１の圧入強度を衝撃荷重に対し高精度に設定できると共に耐久性が良い。
【００３７】
▲３▼内側軸２１、２２の端面を外側軸２０に対する収縮方向で支持部材３１、４１に当接し、かつ内側軸２１、２２の端部に係着した止め輪３２、４２を、外側軸２０における支持部材３１、４１の圧入内径部２０Ｆ、２０Ｈとスプライン歯２０Ｄ、２０Ｅの間の段差部２０Ｇ、２０Ｉに係止した。従って、内側軸２１、２２が外側軸２０に対して抜け出ることを防止しながら、外側軸２０に対する内側軸２１、２２の突出位置を定め、衝撃吸収時の内側軸２１、２２の移動量（衝撃吸収ストローク）を定めることができる。
【００３８】
▲４▼内側軸２１、２２の端部に止め輪３２、４２を係着する溝２１Ｄ、２２Ｄを設け、支持部材３１、４１の押当て部３１Ｂ、４１Ｂによりその止め輪３２、４２を上述▲３▼の段差部２０Ｇ、２０Ｉに押当て保持する。従って、支持部材３１、４１に加える圧入荷重は押当て部３１Ｂ、４１Ｂから止め輪３２、４２を介して上述▲３▼の段差部２０Ｇ、２０Ｉにて担持され、内側軸２１、２２の端部に設けた止め輪３２、４２のための溝２１Ｄ、２２Ｄをつぶして傷つけたり、損傷のおそれがなく、止め輪３２、４２を安定的に設けることができる。
【００３９】
（請求項２に対応する作用効果）
▲５▼複数の衝撃吸収部３０、４０を軸方向に並置することにより、衝撃荷重を各衝撃吸収部３０、４０により順次吸収でき、プロペラシャフト１０の衝撃吸収性能を向上できる。
【００４０】
以上、本発明の実施の形態を図面により記述したが、本発明の具体的な構成はこの実施の形態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。
【００４１】
【発明の効果】
本発明によれば、プロペラシャフトにおいて、簡易かつ高精度に衝撃吸収部を構成し、衝撃吸収性能の安定を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はプロペラシャフトを示す平面図である。
【図２】図２は図１の要部を一部破断して示す拡大図である。
【図３】図３は第１衝撃吸収部を示す断面図である。
【図４】図４は第２衝撃吸収部を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  プロペラシャフト
２０  外側軸
２０Ｄ、２０Ｅ  スプライン歯
２０Ｆ、２０Ｈ  圧入内径部
２０Ｇ、２０Ｉ  段差部
２１、２２  内側軸
３０、４０  衝撃吸収部
３１、４１  支持部材
３１Ａ、４１Ａ  支持部
３１Ｂ、４１Ｂ  押当て部
３２、４２  止め輪
【図１】
2004232760.tif 000003
【図２】
2004232760.tif 000004
【図３】
2004232760.tif 000005
【図４】
2004232760.tif 000006