(57)【要約】【課題】構成要素に寸法誤差や組み付け誤差があってもベアリングを確実に固定してがたが生じるのを回避することができるとともに、メンテナンス時の分解を容易に行うことができる車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手を提供する。【解決手段】十字軸部材３と、十字軸部材３の一対の軸部３ａ及び３ｂをそれぞれ挿入し得る挿入孔４ａ、４ｂが形成されたヨーク４と、挿入孔４ａ、４ｂに嵌入されつつその挿入孔に挿入された軸部３ａ、３ｂを挿通し、ヨーク４に対する十字軸部材３の回転を許容するベアリング５と、ベアリング５をヨーク４の挿入孔に対して固定する固定手段とを具備し、固定手段が、ゴム部材７とサークリップ６とを組み合わせて成り、当該サークリップ６によるベアリング５の固定時にゴム部材７がベアリング５の軸方向に圧縮され得るよう構成されたものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
四方に軸部が突出形成された十字軸部材と、
車両のプロペラシャフト端部に取り付けられ、前記十字軸部材の一対の軸部をそれぞれ挿入し得る挿入孔が形成されたヨークと、
該ヨークの挿入孔に嵌入されつつその挿入孔に挿入された軸部を挿通し、当該ヨークに対する前記十字軸部材の回転を許容するためのベアリングと、
該ベアリングを前記ヨークの挿入孔に対して固定する固定手段と、
を具備した車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手において、
前記固定手段は、弾性体とサークリップとを組み合わせて成り、当該サークリップによる前記ベアリングの固定時に前記弾性体がベアリングの軸方向に圧縮され得るよう構成されたものであることを特徴とする車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手。
【請求項２】
前記弾性体は、ゴム部材又は弾力を有した樹脂から成ることを特徴とする請求項１記載の車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手。
【請求項３】
前記弾性体は、板ばね又は皿ばねから成ることを特徴とする請求項１記載の車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手。
【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を回転自在に支持するための車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車に配設されたプロペラシャフトは、駆動源であるエンジンの駆動力を車輪に伝達して推進力を得るためのもので、一般にはトランスミッションとデファレンシャルギアとの間に懸架されている。即ち、エンジンの駆動力はトランスミッションに伝達された後、プロペラシャフト及びデファレンシャルギアを介して車輪に至るよう構成されているのである。
【０００３】
かかるプロペラシャフトの端部には、ユニバーサル継手が接続されており、駆動軸であるプロペラシャフトと被駆動軸とを連結し車体との相対的な角度の変化に対応しながら動力の伝達を可能としている。かかるユニバーサル継手は、種々形態のものが提案されているが、プロペラシャフトの継手として最も一般的なものにクロスジョイント型継手が挙げられる。
【０００４】
クロスジョイント型継手は、図６に示すように、プロペラシャフト１０１端部に取り付けられるべく平面視十文字状に形成された十字軸部材１０２と、該十字軸部材１０２の突設した４本の軸部１０２ａ〜１０２ｄのうち対向する一対の軸部１０２ａ及び１０２ｂを挿入する挿入孔１０３ａ及び１０３ｂが形成されたヨーク１０３と、該ヨーク１０３の挿入孔１０３ａ又は１０３ｂに嵌入されつつその挿入孔に挿入された軸部１０２ａ又は１０２ｂを挿通し、当該ヨーク１０３に対する十字軸部材１０２の回転を許容するためのベアリング１０４とを有している。
【０００５】
そして、自動車の走行時に生じる振動等でベアリング１０４が挿入孔１０３ａ又は１０３ｂ内で移動するのを回避すべく、従来、挿入孔１０３ａ又は１０３ｂ内におけるベアリング１０４の端部が位置する部位にサークリップ１０５を嵌入していた。より具体的には、サークリップ１０５は、ベアリング１０４を挿入孔１０３ａ及び１０３ｂ内に嵌入した後、当該挿入孔１０３ａ又は１０３ｂの内周面に予め形成された溝部１０３ａａ又は１０３ｂａに嵌め込まれ、軸部１０２ａ及び１０２ｂがその軸方向へずれてしまうのを防止していた。尚、かかる先行技術は、文献公知発明に係るものでないため、記載すべき先行技術文献情報はない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手においては、剛体であるサークリップ１０５によって十字軸部材１０２の各軸部１０２ａ又は１０２ｂがヨーク１０３の挿入孔１０３ａ又は１０３ｂ内でずれてしまうのを防止しているため、以下の如き問題があった。
【０００７】
即ち、ベアリング１０４の寸法誤差や十字軸部材１０２のヨーク１０３に対する組み付け誤差等が生じていると、溝部１０３ａａ及び１０３ｂａに嵌め込まれたサークリップ１０５がベアリング１０４の端面から微少寸法離れてクリアランスを生じてしまう虞があり、プロペラシャフトの回転時に該クリアランスでベアリング１０４にがたを生じてしまうという不具合があった。
【０００８】
ところで、プロペラシャフト１０１は、品質維持を図るべく、出荷前にアンバランス測定を行っているのであるが、自動車の走行時においてベアリング１０４にがたを生じてしまうと、アンバランス測定時に良好とされた状態とは異なった回転中心で回転することとなり、回転部の干渉や異音等の種々不具合が予想される。
【０００９】
一方、上記の如くサークリップでベアリング１０４を係止するものの他、ヨークを塑性変形させてベアリングを係止するカシメタイプのクロスジョイント型継手が従来より提供されている。かかるカシメタイプのクロスジョイント型継手によれば、上記不具合を解消することができるものの、メンテナンス時等において分解することができず、例えばベアリングのみの交換ができなくなってしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、構成要素に寸法誤差や組み付け誤差があってもベアリングを確実に固定してがたが生じるのを回避することができるとともに、メンテナンス時の分解を容易に行うことができる車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、四方に軸部が突出形成された十字軸部材と、車両のプロペラシャフト端部に取り付けられ、前記十字軸部材の一対の軸部をそれぞれ挿入し得る挿入孔が形成されたヨークと、該ヨークの挿入孔に嵌入されつつその挿入孔に挿入された軸部を挿通し、当該ヨークに対する前記十字軸部材の回転を許容するためのベアリングと、該ベアリングを前記ヨークの挿入孔に対して固定する固定手段とを具備した車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手において、前記固定手段は、弾性体とサークリップとを組み合わせて成り、当該サークリップによる前記ベアリングの固定時に前記弾性体がベアリングの軸方向に圧縮され得るよう構成されたものであることを特徴とする。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手において、前記弾性体は、ゴム部材又は弾力を有した樹脂から成ることを特徴とする。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手において、前記弾性体は、板ばね又は皿ばねから成ることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら具体的に説明する。
本実施形態が適用されるプロペラシャフトは、図５に示すように、４輪駆動車（４ＷＤ）に適用されたものから成り、自動車のトランスミッションＴから後輪ＲＴ側のデファレンシャルギアＤ１及び前輪ＦＴ側のデファレンシャルギアＤ２にそれぞれ延設され、エンジンＥの駆動力を後輪ＲＴ及び前輪ＦＴにそれぞれ伝達するものである。
【００１５】
即ち、エンジンＥが駆動されると、その駆動力はトランスミッションＴにて変速されつつプロペラシャフト１及びプロペラシャフト２に伝達され、その後、デファレンシャルギアＤ１及びＤ２を介して自動車の各車輪に伝達されて推進力を得るよう構成されている。尚、同図中符号３は、プロペラシャフト１の中間部に配設された中間軸受けを示しており、自動車のフレーム或いは車体に固定されている。
【００１６】
各プロペラシャフト１及び２の端部には、ユニバーサル継手Ｕ１、Ｕ２及びＵ３、Ｕ４が接続されており、このうちユニバーサル継手Ｕ１及びＵ３がトランスミッションＴのハウジングに取り付けられるとともに、ユニバーサル継手Ｕ２及びＵ４が後ろ側のデファレンシャルギアＤ１、前側のデファレンシャルギアＤ２におけるそれぞれのハウジングに取り付けられている。
【００１７】
ユニバーサル継手Ｕ１〜Ｕ４は、プロペラシャフト１及び２とトランスミッションＴ或いはデファレンシャルギアＤ１及びＤ２内の回転軸とを連結し車体との相対的な角度の変化に対応しながら動力の伝達を可能とするものであり、図１及び図２で示すように、十字軸部材３と、ヨーク４と、ベアリング５と、サークリップ６と、弾性体としてのゴム部材７とを備えたものである。
【００１８】
十字軸部材３は、図２で示すように、一端面側において四方に軸部３ａ〜３ｄが突出形成されるとともに、他端面側においてトランスミッションＴ或いはデファレンシャルギアＤ１及びＤ２内の回転軸（不図示）と連結されるべき連結部３ｅが形成されたものである。尚、かかる十字軸部材３には、プロペラシャフト１、２の回転時に高トルクが付与されるので、ねじり剛性の高い材質の金属が用いられている。
【００１９】
ヨーク４は、プロペラシャフト１、２端部に取り付けられ、十字軸部材３の軸部３ａ〜３ｄのうち上下一対の軸部３ａ及び３ｂをそれぞれ挿入し得る挿入孔４ａ及び４ｂが形成されたものである。具体的には、図１中ヨーク４の基端４ｃがプロペラシャフト１、２の端部に溶接等にて接続されているとともに、上下方向に分岐した一対の腕部４ｄ及び４ｅが形成され、これら腕部４ｄ及び４ｅのそれぞれの上下面を貫通して挿入孔４ａ及び４ｂが形成されている。
【００２０】
ベアリング５は、ヨーク４の挿入孔４ａ及び４ｂのそれぞれに嵌入されつつ、その挿入孔４ａ又は４ｂに挿入された一対の軸部４ａ及び４ｂを挿通し、当該ヨーク４に対する十字軸部材３の回転を許容するためのものである。即ち、ベアリング５の外径は、挿入孔４ｂの内径より若干小さく形成されており、挿入孔４ａ又は４ｂ内に嵌入され得るよう構成されており、嵌入した状態にて軸部３ａ及び３ｂを挿入すると、内部のローラ５ａが軸部３ａ及び３ｂの外周面と当接して当該軸部３ａ及び３ｂの回転が許容されるのである。尚、ベアリング５を挿入孔４ｂに圧入して固定するようなものであってもよい。
【００２１】
尚、本実施形態においては、内部にローラを有したローラベアリングを使用しているが、他の形態のベアリング（例えばボールベアリング等）に代えるようにしてもよい。また、図１及び図２において、符号Ｓは、ベアリング５から延設されたシール部材を示しており、内部に雨水や泥等が浸入しないよう構成されている。
【００２２】
一方、挿入孔４ａ及び４ｂの内周面における所定位置には、溝部４ａａ及び４ｂａが形成されており、この溝部４ａａ及び４ｂａ内にサークリップ６及びゴム部材７が嵌め込まれ得るよう構成されている。これらサークリップ６及びゴム部材７は、ベアリング５を挿入孔４ａ及び４ｂに対して固定する固定手段を成すものであり、サークリップ６によるベアリング５の固定時にゴム材７がベアリング５の軸方向に圧縮され得るようになっている。
【００２３】
即ち、サークリップ６及びゴム部材７を溝部４ａａ及び４ｂａ内に組み付けると、サークリップ６とベアリング５端面との間の寸法よりゴム部材７の厚み寸法の方が若干大きくなるよう設定されており、組み付け状態にて剛体から成るサークリップ６が弾性体であるゴム材７を圧縮し、その圧縮によりベアリング５の軸方向（図１における下方向）に弾力（復元力）が生じ、ベアリング５端面を常時押圧し続けるのである。
【００２４】
これにより、ベアリング５は常に挿入孔４ａ又は４ｂ内の一定位置に固定されることとなり、車両走行時等において位置ずれが生じ難くなっている。而して、ベアリング５で軸部３ａ及び３ｂが固定されている十字軸部材３のヨーク４に対する取付位置も常に一定となり、プロペラシャフト１、２の回転をトランスミッションＴ或いはデファレンシャルギアＤ１及びＤ２内の回転軸に伝達する際、回転中心を常に一定とすることができる。
【００２５】
然るに、プロペラシャフト１、２の出荷前に行われるアンバランス測定時の状態をその後も維持し続けることとなり、当該アンバランス測定時の状態から回転中心がずれることによる干渉或いは異音等を防止することができる。また、上記ゴム部材７に代えて弾力を有した樹脂としてもよく、その場合であっても上記と同様の効果を奏することができる。
【００２６】
更に、サークリップ６と組み合わせて使用される弾性部材をゴム部材７或いは弾力を有した樹脂とすることにより、当該サークリップ６とベアリング５端面との間にゴム部材７或いは樹脂が介在することとなり、挿入孔４ａにおけるシール機能も付与することができる。
【００２７】
ところで、挿入孔４ａ及び４ｂのいずれにも挿入されない軸部３ｃ及び３ｄは、連結部３ｅに連結されるべき被連結軸側から延びる２本の腕部（図２における符号Ｈ）に形成された挿入孔Ｈａ、Ｈｂに挿入され、上記と同様ベアリング５によって回転が許容されている。かかる挿入孔Ｈａ、Ｈｂ内にも上記と同様のサークリップ６及びゴム部材７が嵌入され、当該ゴム部材７がベアリング５端面を強く押圧している。
【００２８】
上記構成の車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手によれば、プロペラシャフト１、２が回転するのに伴いヨーク４が回転すると、その回転力が該ヨーク４の腕部４ｄ及び４ｅに連結された軸部３ａ及び３ｂに伝わり、十字軸部材３が回転する。この十字軸部材３の回転により、その回転が連結部３ｅを介してトランスミッションＴ或いはデファレンシャルギアＤ１及びＤ２内の回転軸に伝達される。
【００２９】
このような回転による動力伝達時において、ベアリング５がゴム部材７の弾力によって強固に固定されているので、継手部の回転中心のずれがなく、常に一定の回転中心とすることができ、高品質なプロペラシャフトを提供することができる。
【００３０】
次に、本発明に係る他の実施形態について説明する。
本実施形態に係る車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手は、図３及び図４で示すように、先の実施形態のゴム部材７に代えて皿ばね８をサークリップと共に具備したものである。尚、同図において、先の実施形態と同様の部材には同一の符号を付しておき、詳細な説明は省略するものとする。
【００３１】
即ち、ヨーク４の腕部４ｄ及び４ｅにそれぞれ形成された挿入孔４ａ及び４ｂの内周面に溝部４ａａ及び４ｂａを予め形成しておき、かかる溝部４ａａ及び４ｂａに皿ばね８及びサークリップ６が嵌め込まれて構成されている。また、皿ばね８の自然長（厚さ）は、サークリップ６とベアリング５端面との間の寸法より大きく設定されており、サークリップ６及び皿ばね８を組み付けると、当該サークリップ６により皿ばね８が圧縮し、その圧縮によりベアリング５の軸方向（図３における下方向）に復元力が生じ、その復元力によりベアリング５端面を強固に押圧し続けるのである。
【００３２】
これにより、先の実施形態と同様、ベアリング５で軸部３ａ及び３ｂが固定されている十字軸部材３のヨーク４に対する取付位置が常に一定となり、プロペラシャフト１、２の回転をトランスミッションＴ或いはデファレンシャルギアＤ１及びＤ２内の回転軸に伝達する際、回転中心を常に一定とすることができる。然るに、プロペラシャフト１、２の出荷前に行われるアンバランス測定時の状態をその後も維持し続けることとなり、当該アンバランス測定時の状態から回転中心がずれることによる干渉或いは異音等を防止することができる。
【００３３】
また、上記皿ばね８に代えて板ばねとしてもよく、その場合であっても上記と同様の効果を奏することができる。更に、サークリップ６と組み合わせて使用される弾性部材を皿ばね８或いは板ばねとすることにより、ベアリング端面に対する押圧力を比較的容易に調整することができる。即ち、ばねの自然長（厚さ）を調整することにより、当該ばねの復元力を調整することができるので、ベアリング５端面に対する押圧力をも比較的容易に調整できるのである。
【００３４】
以上、本実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばゴム部材、樹脂、板ばね及び皿ばねとは異なる他の弾性体とサークリップとを組み合わせてベアリングを固定するための固定手段を構成するようにしてもよい。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、弾性体とサークリップとを組み合わせてベアリングを固定するので、当該サークリップによるベアリングの固定時に弾性体がベアリングの軸方向に圧縮されて当該ベアリング端面を押圧するので、構成要素に寸法誤差や組み付け誤差があっても、ベアリングを確実に固定してがたが生じるのを回避することができるとともに、メンテナンス時の分解を容易に行うことができる。
【００３６】
請求項２の発明によれば、ゴム部材又は弾力を有した樹脂とサークリップとを組み合わせてベアリングを固定するので、例えば固定手段にシール機能を兼用させることができ、機能性を向上させることができる。
【００３７】
請求項３の発明によれば、板ばね又は皿ばねとサークリップとを組み合わせてベアリングを固定するので、ベアリング端面に対する押圧力を比較的容易に調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手を示す縦断面図
【図２】本発明の実施形態に係る車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手を示す横断面図
【図３】本発明の他の実施形態に係る車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手を示す縦断面図
【図４】本発明の他の実施形態に係る車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手を示す横断面図
【図５】本発明の実施形態に係る車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手が適用される車両を示す模式図
【図６】従来の車両用プロペラシャフトのクロスジョイント型継手を示す縦断面図及び横断面図
【符号の説明】
１、２…プロペラシャフト
３…十字軸部材
３ａ〜３ｄ…軸部
４…ヨーク
４ａ…挿入孔
５…ベアリング
６…サークリップ
７…ゴム部材（弾性体）
８…皿ばね（弾性体）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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