(57)【要約】【課題】ヨークに対する十字軸の良好な組付性を確保しつつヨークの外径を可及的に小さくできると共に、軽量化が図れるプロペラシャフトを提供する。【解決手段】入力軸の一端部に軸方向から固定され、先端部が二股状に形成された入力側ヨーク６と、該ヨークの二股状先端部１３ｂ、１３ｂに形成された一対の嵌挿孔１３ｃ、１３ｃに設けられたスパイダー軸と、を備え、前記両先端部の対向内面１３ｄ、１３ｄに軸方向へ沿ったガイド溝１４、１４を形成した。このガイド溝は、その溝深さｄが嵌挿孔側から先端部の先端縁側に向かって漸次深くなるように形成されていると共に、溝巾ｗがスパイダー軸の軸部の外径よりも大きく形成されている。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部と、該軸部の軸方向端部に固定され、先端部が二股状に形成されたヨークと、該ヨークの二股部に形成された一対の貫通孔に設けられた十字軸と、を備え、前記十字軸は、前記各貫通孔に挿通された状態で両側から軸受が嵌合されるプロペラシャフトであって、
前記二股部の対向する内面の少なくともいずれか一方に軸方向へ沿った溝部を形成すると共に、該溝部は、その溝深さが前記貫通孔側から前記二股部の先端側に向かって漸次深くなるように形成されていると共に、溝巾が前記十字軸の外径よりも大きく形成されていることを特徴とするプロペラシャフト。
【請求項２】
軸部の端部に設けられたカルダンジョイントのヨーク構造であって、
前記ヨークは、先端部に形成された二股部の対向する内面の少なくともいずれか一方に軸方向に沿った溝部が形成され、該溝部は、その溝深さが前記貫通孔側から前記二股部の先端側に向かって漸次深くなるように形成されていると共に、溝巾が前記十字軸の外径よりも大きく形成されていることを特徴とするカルダンジョイントのヨーク構造。
【請求項３】
前記溝部の先端側に形成された角部に、アール部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のプロペラシャフトまたはカルダンジョイントのヨーク構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車用のプロペラシャフト及びカルダンジョイントのヨーク構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来のプロペラシャフトとしては、以下の特許文献１に記載されているような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は、軸方向に配設された一対の軸部と、該各軸部の対向端部に設けられたカルダンジョイントとを備えている。このカルダンジョイントは、各基端部が前記各軸部の端部に溶接などによって固定された対向する一対のヨークと、該各ヨークの先端部にそれぞれ形成された各貫通孔に挿通配置された十字軸と、該十字軸を前記貫通孔に回転自在に支持する軸受部と、を備えている。
【０００４】
また、前記各ヨークの二股部の対向する内面に案内溝が形成されており、この案内溝は、溝深さが前記各貫通孔側から二股部側に向かって浅くなるようにテーパ状に形成されている。
【０００５】
そして、前記カルダンジョイントの十字軸をヨークに組み付ける場合は、該十字軸の全体を適宜傾斜させて、その一端部を、前記案内溝を通過させながら一方の貫通孔内に挿入し、次いで、前記一端部を貫通孔の内部へ嵌挿させながら、他端部を引き起こして該他端部を他方の貫通孔の内部に嵌挿させる。これによって、十字軸をヨークに容易に取り付けることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実公昭４４−１１２２８号公報
【発明の概要】
【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、前記案内溝によって十字軸の容易な取り付けが可能になるものの、前記案内溝は、その溝深さが貫通孔側から二股部の先端側に沿って漸次浅くなるように形成されており、換言すれば、貫通孔側が深く、ヨーク先端部側が浅くなっている。このため、溝部のないヨークに比べてヨーク全体の剛性が小さくなってしまう。つまり、溝部は、貫通孔側で大きく切り欠かれていることからベアリングキャップを含めた十字軸の支持剛性が低下してしまう。
【０００８】
そこで、前記案内溝のないヨークと同程度の剛性を持たせるためには、二股部の肉厚を大きくする必要がある。この結果、ヨークの外径が大きくなってしまうと共に、重量の増加が余儀なくされる。
【０００９】
本発明は、前記従来のプロペラシャフトの技術的課題に鑑みて案出されたもので、ヨークに対する十字軸の良好な組付性を確保しつつヨークの外径を可及的に小さくできると共に、軽量化が図れ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、軸部の端部にヨークや十字軸などからなるカルダンジョイントを備えたプロペラシャフトであって、ヨークの二股部の対向する内面の少なくともいずれか一方に軸方向へ沿った溝部を形成すると共に、該溝部は、その溝深さが前記貫通孔側から前記二股部の先端側に向かって漸次深くなるように形成されていると共に、溝巾が前記十字軸の外径よりも大きく形成されていることを特徴としている。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、カルダンジョイントのヨーク構造であって、前記ヨークは、先端部に形成された二股部の対向する内面の少なくともいずれか一方に軸方向に沿った溝部が形成され、該溝部は、その溝深さが前記貫通孔側から前記二股部の先端側に向かって漸次深くなるように形成されていると共に、溝巾が前記十字軸の外径よりも大きく形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ヨークに対して十字軸を組み付ける際に、前記溝部を利用して組み付けることができるので、この組付作業が容易になる。
【００１３】
特に、前記溝部は、その溝深さが貫通孔側から二股部の先端側に向かって漸次深くなるように形成されていることから、貫通孔の周囲の剛性の低下を抑制することができるため、貫通孔に嵌挿される十字軸の支持剛性を高く維持できる。これによって、ヨークの外径を大きくする必要がなくなると共に、軽量化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明に係るプロペラシャフトの一実施形態を一部断面して示す側面図である。
【図２】本発明に係るカルダンジョイントの一実施形態を示す分解斜視図である。
【図３】本実施形態に供される入力側ヨークを示し、Ａは入力側ヨークの縦断面図、Ｂは横断面図である。
【図４】本実施形態に供される入力側ヨークを溶湯鍛造した直後の状態を示し、Ａは入力側ヨークの縦断面図、Ｂは横断面図である
【図５】Ａは本実施形態における入力側ヨークに十字軸を組み付ける状態を示す模式図、Ｂはガイド溝のない従来技術における入力側ヨークに十字軸を組み付ける状態を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明に係るプロペラシャフト及びカルダンジョイントのヨーク構造の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態では、自動車用のプロペラシャフトと該プロペラシャフトに用いられる自在継手であるカルダンジョイントのヨークに適用したものである。
【００１６】
前記プロペラシャフト１は、図１に示すように、いわゆる２ジョイントタイプであって、アルミニウム合金材によって一体に形成された長尺円筒状の軸部である入力軸２と、該入力軸２の一端部に設けられて、図外のトランスミッション側に接続される第１カルダンジョイント３と、入力軸２の他端部に設けられて、図外のデファレンシャル側の出力軸に接続される第２カルダンジョイント４とから主として構成されている。
【００１７】
前記第１カルダンジョイント３は、図２に示すように、前記入力軸２の一端部２ａとトランスミッション側の円筒状のすべり継手５とを接続するものであって、前記入力軸２の一端部２ａに取り付けられる端末部材である入力側ヨーク６と、前記すべり継手５に一体に有するスリーブヨーク７と、前記入力側ヨーク６とスリーブヨーク７とを連結する十字軸であるスパイダー軸８と、から主として構成されている。
【００１８】
前記第２カルダンジョイント４は、デファレンシャルギアに取り付けられるフランジヨーク９と、入力軸２の他端部２ｂに取り付けられる出力側ヨーク１０と、前記フランジヨーク９と出力側ヨーク１０とを連結する十字軸であるスパイダー軸１１と、から主として構成されている。
【００１９】
第１カルダンジョイント３と第２カルダンジョイント４は、前記入力側ヨーク６と出力側ヨーク１１などの基本構造が同一であるから、以下、図２などに基づいて第１カルダンジョイント３について具体的に説明して、第２カルダンジョイント４については同一符号を付して具体的な説明は省略する。
【００２０】
前記入力側ヨーク６は、アルミニウム合金材をベースとしたいわゆる溶湯鍛造によって一体に形成され、図３Ａ、Ｂにも示すように、前記入力軸２側に有する円筒状の基部１２と、該基部１２の先端側に一体に有する二股部である一対のフォーク部１３、１３とから構成されている。
【００２１】
前記基部１２は、各フォーク部１３、１３と反対側の後端部が前記入力軸２の一端部２ａに軸方向から摩擦溶接によって接合されている。
【００２２】
前記二股状の各フォーク部１３、１３は、図３Ａ、Ｂに示すように、基部１２側の基端部１３ａ、１３ａから軸方向に延びる先端部１３ｂ、１３ｂが先細り状のほぼＵ字形状に形成され、軸方向のほぼ中央位置に、前記各スパイダー軸８が嵌挿される貫通孔である嵌挿孔１３ｃ、１３ｃがそれぞれ径方向へ貫通形成されている。また、前記フォーク部１３は、溶湯鍛造による成形直後の状態を示す図４Ａ，Ｂにも示すように、対向する内面１３ｄ、１３ｄに所定巾の溝部である一対のガイド溝１４，１４が形成されている。
【００２３】
この各ガイド溝１４、１４は、図４Ａ、Ｂに明確に示すように、後に孔開け加工によって形成される前記嵌挿孔１３ｃ、１３ｃの形成位置から先端部１３ｂ、１３ｂの先端縁まで延びた長方形状に形成され、その溝深さｄが前記嵌挿孔１３ｃ、１３ｃ側から先端部側１３ｂ、１３ｂの先端縁まで漸次深くなるようにテーパ状に形成されていると共に、溝巾ｗが前記スパイダー軸８の各軸部８ｂの外径よりも僅かに大きく形成されている。
【００２４】
また、図３及び図４に示すように、前記各ガイド溝１４、１４を構成する両側壁の先端角部には、所定曲率半径の第１アール部１５ａ、１５ａが形成されていると共に、前記先端部１３ｂ、１３ｂの各ガイド溝１４の開口端となる先端角部には、所定曲率半径の第２アール部１５ｂ、１５ｂがそれぞれ形成されている。
【００２５】
前記スパイダー軸８は、図１及び図２に示すように、一般的な構造であって中央部８ａから十字方向に延びる４つの軸部８ｂ、８ｃから構成され、各軸部８ｂ８ｃには、それぞれ円筒状のベアリングキャップ１６が嵌着されている。このベアリングキャップ１６のスパイダー軸８側の位置には、嵌着溝８ｄが形成され、該嵌着溝８ｄに前記ベアリングキャップ１６の軸方向の移動を規制するスナップリング１７が嵌着固定されるようになっている。また、各ベアリングキャップ１６の前端と前記スパイダー軸８との間に、それぞれシールリング１８が介装されている。
【００２６】
また、前記各フォーク部１３，１３の対向内面１３ｄ、１３ｄの前記嵌挿孔１３ｃ、１３ｃの孔縁は、該嵌挿孔１３ｃ、１３ｃの軸方向に対してほぼ垂直な平坦状に形成されている。これによって、スナップリング１７と前記対向内面１３ｄとの接触面積を十分に確保することができる。
【００２７】
そして、本実施形態において、前記入力側ヨーク３などにスパイダー軸８を組み付ける際には、図５Ａに示すように、まず、スパイダー軸８全体を適宜傾倒させながら一方の軸部８ｂの一端を入力側ヨーク３の内側から一方の嵌挿孔１３ｃに挿通し、続いて、そのままスパイダー軸８を持ち上げながら反対側の他方の軸部８ｃの一端を前記ガイド溝１４に沿って他方の嵌挿孔１３ｃ方向へ移動させ、そのまま他方の嵌挿孔１３ｃ内に挿通させる。
【００２８】
このように、スパイダー軸８の他方の軸部８ｃをガイド溝１４に沿って他方の嵌挿孔１３ｃまで移動させることができるので、かかる組付作業性が向上すると共に、剛性を確保しつつ入力側ヨーク３の外径を可及的に小さくすることが可能になる。
【００２９】
すなわち、図５Ｂに示す前記ガイド溝１４が形成されていないものと、図５Ａに示す本実施形態のものを比較して説明すると、ガイド溝１４が形成されていないものは、前記同じ長さのスパイダー軸８’を嵌挿孔１３ｃ’に組み付ける場合には、一方の軸部８ｂ’を一方の嵌挿孔１３ｃ’に挿通した後に、反対側の他方の軸部８ｃ’を他方の嵌挿孔１３ｃ’に嵌挿するには、その軸部８ｃ’の突出長さ分だけ両フォーク部１３，１３間の長さＬ１を、前記本実施形態の長さＬよりも長く設定しなければならない。したがって、必然的にガイド溝１４が形成されていない入力側ヨーク６’の外径Ｄｏは、実施形態の入力側ヨーク３の外径Ｄよりも大きく形成しなければならない。
【００３０】
換言すれば、本実施形態の場合は、前記ガイド溝１４を形成したことによって、両フォーク部１３、１３の間の長さＬが、ガイド溝を有さないものＬ１よりも短くすることができ、この結果、入力側ヨーク３の外径もＤ＜Ｄｏとなる。
【００３１】
この結果、プロペラシャフト１の回転半径を小さくすることができるため、プロペラシャフト１の車両への組付性も向上する。
【００３２】
特に、本実施形態では、前記各ガイド溝１４の溝深さｄをフォーク部１３の嵌挿孔１３ｃ側から先端部１３ｂまで漸次深くなるように形成したため、前記嵌挿孔１３ｃの周囲の剛性の低下を抑制することが可能になる。このため、該嵌挿孔１３ｃやベアリングキャップ１６によるスパイダー軸８の各軸部８ｂ、８ｃの高い支持剛性を確保することができる。
【００３３】
したがって、前記特許文献１に記載した従来技術のような案内溝を有するものであっても、フォーク部の剛性を確保するために肉厚に形成しなければならないといった技術的課題を有しない。
【００３４】
また、本実施形態では、前記フォーク部１３のガイド溝１４の角部と先端側に第１，第２アール部１５ａ、１５ｂを形成したため、ガイド溝１４やその付近の入口巾が広くなることから前記軸部８ｂ、８ｃを各嵌挿孔１３ｃ、１３ｃに嵌挿させる際の角部への干渉を回避することが可能になり、この組付作業が容易になる。また、たとえ、干渉したとしても大きな損傷の発生を抑制できる。この結果、カルダンジョイント３の耐久性を向上させることが可能になる。
【００３５】
さらに、前記入力側ヨーク６などの各ヨークを溶湯鍛造によって形成したことによって、該鍛造時に前記ガイド溝１４や各アール部１５ａ、１５ｂも同時に形成することができるので、後工程で加工する必要がない。よって、成形コストの低減化が図れる。また、前記ガイド溝１４は、前述のように、先端部１３ｂ方向へ漸次深くなるように形成されていることから、前記溶湯鍛造後の離型作業、つまり抜き性が良好になり、該離型作業も容易になる。
【００３６】
さらに、前記入力側ヨーク６及び出力側ヨーク９をアルミニウム合金材によって形成したため、プロペラシャフト１全体の軽量化が図れる。この結果、プロペラシャフト１の固有振動数が上昇することによって車体に伝達される振動を抑制できる。
【００３７】
本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、前記ガイド溝１４は、２つのフォーク部１３，１３のいずれか一方のみに形成することも可能であり、このようにすれば、ガイド溝１４を有しない一方側のヨークの剛性をさらに高めることが可能になる。
【００３８】
また、前記ガイド溝１４は、溶湯鍛造による形成に限らず、加工によって形成することも可能である。
【００３９】
さらに、前記入力側ヨーク６や出力側ヨーク９を、アルミニウム合金材以外の例えば、鉄などの他の金属材料を使用することも可能である。
【００４０】
また、例えば、前記スナップリング１７を用いずに、嵌挿孔１３ｃ内でベアリングキャップ１６をかしめることによって固定することも可能である。
【００４１】
また、本発明は、プロペラシャフト１の入力軸２に接合するヨークばかりか、フランジ部あるいは摺動部を備えたヨークにも適用することが可能である。
【００４２】
前記実施形態から把握される前記請求項以外の発明の技術的思想について以下に説明する。
〔請求項ａ〕前記溝部が形成された前記二股部の一方の先端側に形成された角部にアール部を形成したことを特徴とする請求項３に記載のプロペラシャフトまたはカルダンジョイントのヨーク構造。
【符号の説明】
【００４３】
１…プロペラシャフト
２…入力軸（軸部）
３・４…第１、第２カルダンジョイント
５…すべり軸受
６…入力側ヨーク
７…スリーブヨーク
８・１１…スパイダー軸（十字軸）
８ｂ・８ｃ…軸部
９…フランジヨーク
１０…出力側ヨーク
１２…ヨーク基部
１３…フォーク部
１３ａ…基端部
１３ｂ…先端部
１４…ガイド溝（溝部）
１５ａ…第１アール部
１５ｂ…第２アール部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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