(57)【要約】  【課題】  構造の簡素化が図れると共に、プロペラシャフト及びその回りの設計の自由度を向上させることのできる保護装置を提供する。  【解決手段】  駆動シャフト２から出力された回転トルクをセンターシャフト４を介してデフェレンシャルギア側に伝達すると共に、センターシャフトのスタブシャフト１５を等速ジョイントに連繋してある。前記センターシャフトのスタブシャフトの先端部１５ｂに、所定以上の過大トルクによってほぼ径方向から破断する最小径部１５ｃを形成した。また、前記先端部の内部軸心方向Ｘに保持孔１７を穿設すると共に、該保持孔内に金属製の連繋軸１８を圧入固定して、前記最小径部の破断時に、連繋軸によって先端部の直線形状を確保するようにした。  【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源から出力された動力を継手機構と複数の伝達軸を介して被駆動体に伝達すると共に、少なくとも前記１つの伝達軸は、筒状本体の一端側に基端部が固定されて、小径な先端部が前記継手機構に連繋されてなるスタブシャフトを有するプロペラシャフトにおいて、
前記スタブシャフトの先端部に、前記スタブシャフトに所定以上の過大トルクが入力された際に破断する破断部位を形成すると共に、該破断部位を挟んだ軸方向に沿って延出された連繋保持手段を設けたことを特徴とするプロペラシャフトの保護装置。
【請求項２】
前記連繋保持手段を、前記スタブシャフト先端部の内部軸心向に沿って穿設された保持孔と、該保持孔に挿通配置された連繋軸とから構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の保護装置。
【請求項３】
前記連繋保持手段を、前記スタブシャフト先端部の外周面を被嵌状態に嵌挿した筒状の連繋部材によって構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の保護装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば車両の変速装置から最終減速機を介して駆動輪に動力を伝達するプロペラシャフトに関し、とりわけ、構造が簡単でかつプロペラシャフトの伝達軸が破断した際に安全に保持することのできるプロペラシャフトの保護装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、車両のトランスミッションとデファレンシャルギアとの間に配置されるプロペラシャフトは、回転駆動中に所定以上の過大な例えば回転トルクが発生して、入力軸や出力軸が所定位置から捩れによってほぼ径方向から破断した場合には、かかる破断したプロペラシャフトを安全に保持する保護装置が種々提供されており、その一つとして、以下の特許文献１に記載されたものが知られている。
【０００３】
概略を説明すれば、このプロペラシャフトの保護装置は、伝達軸を下方から支持する可撓性を有する円弧状のワイヤーと、このワイヤーの両端部に固定された取付部とからなり、この取付部はボルトとナットとから構成されている。ボルトは、ワイヤーの端部にかしめ固定される基端部と、この基端部から延出するねじ部とからなり、ねじ部は基端から先端までねじが形成されていると共に、車体への連結部材として機能するようになっている。また、このねじ部には、２個の固定用ナットが螺着される。
【０００４】
そして、この保護装置を車体に取り付けるには、各ねじ部の所定長さ位置までナットを螺着し、ワイヤーを伝達軸を下方から抱持するように配設し、各ねじ部を車体のクロスメンバのフランジ部に設けられた取付孔にはめ込む。
【０００５】
次に、各ナットがフランジ部の下面に当接するまで、ねじ部を各取付孔に挿入し、ついで、前記フランジ部の上面側から突出するねじ部にナットを螺着させて、フランジ部を２つのナットで挟み込んで締結固定する。
【０００６】
したがって、前記ワイヤーにより、伝達軸の破断時に該伝達軸が跳ね上がっても、車体に干渉することが防止できるようになっている。
【特許文献１】特開平１０−３２９５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、この従来の保護装置にあっては、前述のように、ワイヤーやねじ部、ナット及び取付部など多くの部品点数を要すると共に、クロスメンバのフランジ部に取付孔を孔開け加工しなければならないため、構造が比較的複雑になることから、製造作業能率の低下やコストの高騰が余儀なくされている。
【０００８】
しかも、各構成部材の組付作業も煩雑になり、組付作業能率の低下も招いている。
【０００９】
また、プロペラシャフト回りの構造が大きくなり、プロペラシャフト及びその回りの設計の自由度が制約されてしまう。
【００１０】
すなわち、車体のフロア下部のプロペラシャフト回りには、例えば排気管や燃料タンクなどの種々の部品が配設されていることから、プロペラシャフトの回りに保護装置を取り付けることは、スペース上からも制約を受けざるを得ず、この結果、全体の設計上の自由度が制約されてしまう。
【００１１】
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、構造がさらに簡単でかつ既存の部材を利用してプロペラシャフトを保護するようにしたことにより、製造作業や組立作業の能率の向上とコストの低減化が図れるプロペラシャフトの保護装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の発明は、とりわけ、前記スタブシャフトの先端部に、前記スタブシャフトに所定以上の過大トルクが入力された際に破断する破断部位を形成すると共に、該破断部位を挟んだ軸方向に沿って延出された連繋保持手段を設けたことを特徴としている。
【００１３】
この発明によれば、機関の回転駆動に伴ってスタブシャフトに所定以上の過大な回転捻りトルクが掛かり、先端部が破断部位から破断した場合には、連繋保持手段によって先端部がその破断部位から互いに径方向へ分離されることなくそのままの形状が保持される。つまり、先端部は、破断されても連繋保持手段によってそのまま軸方向の直線性が維持されるのである。
【００１４】
このため、伝達軸一端部側は、継手機構内からの脱落が確実に防止されて、安全性が確保できると共に、プロペラシャフトの外側には何らの部材を必要としないので、プロペラシャフト及び該プロペラシャフト回りの設計の自由度が向上する。
【００１５】
また、保護装置の構造が従来に比較して極めて簡素化されることから、製造作業と組付作業能率の低下が防止されて、コストの高騰を抑制できる。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、前記連繋保持手段を、前記スタブシャフト先端部の内部軸心方向に沿って穿設された保持孔と、該保持孔に挿通配置された保持軸とから構成したことを特徴としている。
【００１７】
この発明によれば、連繋軸を単に保持孔内に挿通（圧入）固定するだけであるから、既存の形状を大きく変更することなく、簡単な構成によってスタブシャフト先端部の破断による脱落を防止できるので、製造コストの高騰をさらに抑制することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、前記連繋保持手段を、前記スタブシャフト先端部の外周面を被嵌状態に嵌挿した筒状の連繋部材によって構成したことを特徴としている。
【００１９】
この発明によれば、スタブシャフト先端部が破断した場合には、連繋部材によってスタブシャフトの先端部の外側から形状を保持して直線性を確保することができるため、該先端部の脱落を防止できることは勿論のこと、単に円筒状の連繋部材を被嵌するだけであるから、構造がきわめて簡単となり、製造コストや組付コストをさらに低減することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明にかかるプロペラシャフトの保護装置の実施形態を図面に基づいて詳述する。
【００２１】
この実施形態に供されるプロペラシャフト１は、車両用のものであって、図３に示すように、トランスミッションに接続されたトランスミッション側の駆動シャフト２と、該駆動シャフト３に継手機構である等速ジョイント３を介して軸方向から連結された伝達軸であるセンターシャフト４と、該センターシャフト４にカルダン式の十字型自在継手５を介して接続された図外のデファレンシャルギア側の従動シャフトとから主として構成されており、前記等速ジョイント３とセンターシャフト４との間に保護装置が設けられている。
【００２２】
なお、プロペラシャフト１は、全体が車体のフロア部材であるクロスメンバの下面とほぼ平行に配置されている。
【００２３】
前記等速ジョイント３は、図１に示すように、前記駆動シャフト２の外端部に一体に設けられたフランジ状の取付ブラケット６に複数のボルト７とナット８によって軸方向から連結された円筒状の外輪部材９と、該外輪部材９の内部に収容されて、転動体である複数のトルク伝達用ボール１０をセンターシャフト４の２等分面上に転動自在に保持する外形球面状の環状ケージ１１と、該ケージ１１の内周側に配置されて前記各ボール１０の内周側を転動自在に保持するほぼ円環状の内輪部材１２とを備えている。
【００２４】
前記外輪部材９は、一端外周に前記取付ブラケット６にボルト固定されるフランジ状のブラケット部９ａが一体に形成されていると共に、内周面に前記各ボール１０を保持する保持溝９ｂが軸方向に沿って形成されている。また、外輪部材９の内部には、前記駆動シャフト２側の端部にほぼ円板状の閉塞部材１３が収容配置されている。
【００２５】
前記内輪部材１２は、球面状の外周面に前記各トルク伝達用ボール１０を転動自在に保持する保持溝１２ａが軸方向に沿って形成されている。
【００２６】
また、前記外輪部材９のセンターシャフト４の後述するスタブシャフト  側の外周面と前記スタブシャフト１５との間には、シールブーツ１４が配置され、このシールブーツ１４は、ゴムブーツ部１４ａと金属リテーナ１４ｂ及びゴムブーツ１４ａの小径端部をスタブシャフト１５の外周に保持するクランプ１４ｃとから構成されている。
【００２７】
前記センターシャフト４は、図１〜図３に示すように、円筒状本体４ａの一端部に前記スタブシャフト１５が一体に設けられていると共に、他端部に前記自在継手６の一部を構成するヨーク部１６が一体に設けられている。
【００２８】
前記スタブシャフト１５は、鍛造によって一体に形成され、大径な基端部１５ａが前記円筒状本体４ａに溶接によって固定されていると共に、該基端部１５ａの端縁から軸方向に延びた小径な先端部１５ｂが前記外輪部材９の内部に軸方向から収容配置されて、前記内輪部材１２の軸孔内周面１２ｂにセレーション部を介して圧入結合されている。
【００２９】
また、前記先端部１５ｂは、ほぼ中央位置に破断部位である最小径部１５ｃに形成されていると共に、先端側には、前記各トルク伝達用ボール１０の軸方向の抜け出しを規制するストッパリング１６が嵌着固定されている。
【００３０】
前記最小径部１５ｃは、スタブシャフト１５の先端部１５ｂに所定以上、例えば約４００ｋｇ/ｍ以上などの過大な回転捻りトルクが掛かった場合に破断するように設定されている。
【００３１】
そして、前記スタブシャフト１５の内部に、図２にも示すように、保護装置が設けられており、この保護装置は、スタブシャフト１５の内部に穿設された小径な保持孔１７と、該保持孔１７に圧入固定された連繋軸１８とからなる連繋保持手段によって構成されている。
【００３２】
前記保持孔１７は、スタブシャフト１５の内部軸心方向Ｘに沿って、先端部１５ｂの先端縁１５ｄから基端部１５ａの内部を貫通するように穿設されている。
【００３３】
一方、前記連繋軸１８は、一般的な金属材によって成形され、その長さＬが保持孔１７の全長に亘った長さ、つまり、前記先端部１５ｂの先端縁１５ｄから前記最小径部１５ｃを経て基端部１５ａ側の保持孔１７開口端まで延出されていると共に、その外径が前記保持孔１７の内径よりも圧入代分だけ僅かに大きく設定されている。
【００３４】
そして、前記センターシャフト４を等速ジョイント３に組み付ける前に、図２に示すように、保持孔１７の先端側から予め連繋軸１８を保持孔１７内に圧入により固定しておき、その後、ストッパリング１６を介して先端部１５ｂを等速ジョイント３に組み付ける。
【００３５】
したがって、この実施形態によれば、車両の駆動中に、センターシャフト４に所定以上の過大な回転捻りトルクが作用すると、図４に示すように、前記スタブシャフト１５の先端部１５ｂが最小径部１５ｃから径方向に沿って破断するが、この破断個所Ｚには前記連繋軸１８が配置されていることから、この連繋軸１８によってスタブシャフト１５は先端部１５ｂがその破断個所Ｚから互いに径方向へ分離されることなく、そのままの形状が保持される。つまり、先端部１５ｂは、破断されても連繋軸１８によってそのまま軸方向の直線性が維持されるのである。
【００３６】
このため、センターシャフト４のスタブシャフト１５側は、等速ジョイント３の外輪部材９内からの脱落が確実に防止されて、安全性が確保できる。
【００３７】
しかも、この保護装置は、単に保持孔１７と連繋軸１８とによって構成されて、既存の形状を大きく変更することなく簡単な構造であり、従来に比較して極めて簡素化されているから、製造作業能率の低下が防止されて、製造コストの高騰を抑制できる。
【００３８】
また、連繋軸１８を単に保持孔１７内に圧入固定するだけであるから、その組付作業も簡単であり、該組付作業能率の低下も防止できる。
【００３９】
また、プロペラシャフト１の外側には何らの部材を必要としないので、該プロペラシャフト１及びこの回りの設計の自由度を向上させることができる。
【００４０】
さらに、前記連繋軸１８は、スタブシャフト１５に作用する回転捻りトルクが最も小さくなる先端部１５ｂの内部軸心方向Ｘの位置に設けられているため、大きな回転捻りトルクによる影響が回避されて、該連繋軸１８自体の破断はなく、先端部１５ｂを十分に保持することが可能である。
【００４１】
図５は第２の実施形態を示し、保持孔１７をスタブシャフト１５を貫通形成させるのではなく、先端部１５ｂの先端縁１５ｄから基端部１５ａに近い位置まで形成して底部１７ａを形成したものである。一方、連繋軸１８は、保持孔１７の長さと同じ長さに形成されていると共に、第１の実施形態と同じく全体を保持孔１７の内周面に圧入して固定されている。
【００４２】
したがって、この実施形態によれば、保持孔１７を、貫通形成せずに、先端部１５ｂの途中までとしたことから、そのドリルによる孔開け作業が容易になり、製造コストの低減化が図れると共に、連繋軸１８を底部１７ａの底付きまで押し込めば良いので、その圧入作業が容易になる。
【００４３】
また、基端部１５ａは、その内部に保持孔１７が存在しないので十分な剛性が確保できる。
【００４４】
図６及び図７は第３の実施形態を示し、有底状の保持孔１７に対する連繋軸１８の圧入部位を全体ではなく、先端部１５ｂの先端縁１５ｄ側の一部としたものである。
【００４５】
すなわち、保持孔１７は、先端部１５ｂの先端縁１５ｄ側に所定の短い長さの大径部１７ｂが形成されていると共に、この大径部１７ｂ以外の部位１７ｃは連繋軸１８の外径よりも若干大きく形成されている。なお、前記大径部１７ｂは、その内周面がリーマ加工などによって比較的で精度良く形成されている。
【００４６】
一方、前記連繋軸１８は、一端部１８ａ側の外径が前記第１，第２の実施形態のものとほぼ同一に設定されているが、他端部側には、前記大径部１７ｂに圧入する大径な圧入部１８ｂが一体に形成されている。なお、この圧入部１８ｂは、長さＬ１が前記大径部１７ｂの長さと同一に設定され、また、連繋軸１８全体の長さが保持孔１７の長さと同一に設定されている。
【００４７】
したがって、保持孔１７に連繋軸１８を挿通するには、まず、大径部１７ｂに一端部１８ａ側から挿通してそのまま他の部位１７ｃ内に比較的緩く挿通し、その後、圧入部１８ｂを大径部１７ｂに圧入することによって固定される。
【００４８】
このように、この実施形態では、圧入代を確保するために高い加工精度が要求される圧入部位を短な大径部１７ｂと圧入部１８ｂとの一部だけとし、該大径部１７ｂと圧入部１８ｂ以外の部位１７ｃ、１８ａについては比較的加工精度を上げる必要がないことから、保持孔１７と連繋軸１８の加工が容易になり、該加工作業能率の向上が図れる。
【００４９】
また、保持孔１７に対して連繋軸１８の全体を圧入するのではないことから、その挿通作業性も良好になる。
【００５０】
図８及び図９は第４の実施形態を示し、連繋保持手段を、前記スタブシャフト先端部１５ｂの前記最小径部１５ｃの周りを被嵌状態に嵌挿した連繋部材１９によって構成したものである。
【００５１】
すなわち、前記連繋部材１９は、金属材によってほぼ円筒状に形成され、その長さが中実なスタブシャフト先端部１５ｂの前記最小径部１５ｃ（破断部位）の前後位置に形成された環状突部１５ｅ、１５ｆよりも若干短く設定されて、最小径部１５ｃの外周面全体を被嵌している。また、その軸方向の一端部１９ａは、前記環状突部１５ｅに圧入固定されている一方、他端部１９ｂは、先端部１５ｂに対するシールブーツ１４の固定が阻害されないように、他方の環状突起１５ｆの手間付近までで止められている。
【００５２】
したがって、この実施形態によれば、スタブシャフト先端部１５ｂが破断した場合には、連繋部材１９によって該先端部１５ｂの外側から形状を保持して直線性を確保することができるため、該先端部１５ｂの外輪部材９からの脱落を防止できることは勿論のこと、単に円筒状の連繋部材１９を被嵌するだけであるから、構造がきわめて簡単となり、製造コストや組付コストをさらに低減することが可能になる。
【００５３】
前記実施形態から把握される前記請求項に記載した発明以外の技術的思想について以下に説明する。
【００５４】
請求項（１）  前記連繋軸を、前記保持孔内に圧入によって挿通したことを特徴とする請求項２に記載のプロペラシャフトの保護装置。
【００５５】
この発明によれば、連繋保持手段を、既存のプロペラシャフトの形状を変更することなく、簡単な構造によって形成することができるできることは勿論のこと、特に、連繋軸を保持孔内に単に圧入するだけであるから、その作業もきわめて容易である。
【００５６】
請求項（２）  前記保持孔を、前記スタブシャフトの基端部側に底部を有する有底状に形成したことを特徴とする請求項２に記載のプロペラシャフトの保護装置。
【００５７】
前記保持孔をスタブシャフトの内部軸方向の全体に貫通して形成する必要がないので、成形コストの低減化が図れる。
【００５８】
請求項（３）  前記保持孔に対して連繋軸の一部を圧入固定したことを特徴とする請求項２に記載のプロペラシャフトの保護装置。
【００５９】
この発明によれば、連繋軸の一部を圧入するだけであるから、全体を圧入する場合に比較して圧入作業が極めて容易になる。
【００６０】
しかも、連繋軸の外径に対して保持孔の内径を圧入部位の一部のみ精度良く加工すれば良いことから、加工作業も容易になり、この点でもコストの低減化が図れる。
【００６１】
請求項（４）  前記保持孔を、スタブシャフト先端部の内部軸心方向に沿って形成したことを特徴とする請求項２に記載のプロペラシャフトの保護装置。
【００６２】
この発明によれば、スタブシャフト先端部の軸心位置は、回転トルクが最も小さくなる位置であるから、ここに保持孔を介して連繋軸を設けることによって、該連繋軸に対する過大トルクの影響を少なくすることができ、該連繋軸自体の破断を確実に回避することが可能になる。
【００６３】
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１の仕様や過大トルクの大きさなどに応じて最小径部１５ｃの外径をさらに変更することも可能であり、また、保持孔１７の内径や連繋軸１８の外径をスタブシャフト１５の外径などに応じて自由に設定することができる。
【００６４】
また、プロペラシャフトとしては車両以外の船舶などに適用されたものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の第１実施形態におけるプロペラシャフトの保護装置を示す要部拡大断面図である。
【図２】本実施形態に供されるスタブシャフトの保持孔に連繋軸を挿通する状態を示す分解図である。
【図３】本実施形態のプロペラシャフトの全体構成図である。
【図４】本実施形態においてスタブシャフト先端部が破断した状態を示す縦断面図である。
【図５】第２の実施形態に供されるスタブシャフトの保持孔に連繋軸を挿通する状態を示す分解図である。
【図６】第３の実施形態に供されるスタブシャフトの保持孔に連繋軸を挿通する状態を示す分解図である。
【図７】同実施形態に供されるスタブシャフトの保持孔内に連繋軸を挿通した状態を示す要部拡大断面図である。
【図８】第４の実施形態のプロペラシャフトの保護装置を示す要部拡大断面図である。
【図９】同実施形態に供されるスタブシャフトの先端部に連繋部材を嵌合した状態を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
【００６６】
１…プロペラシャフト
２…駆動シャフト
３…等速ジョイント（継手機構）
４…センターシャフト（伝達軸）
９…外輪部材
１０…トルク伝達ボール
１１…ケージ
１２…内輪部材
１５…スタブシャフト
１５ａ…基端部
１５ｂ…先端部
１５ｃ…最小径部（破断部位）
１７…保持孔
１８…連繋軸
１９…連繋部材
Ｘ…軸心方向
【図１】
2005247126.tif 000003
【図２】
2005247126.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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