(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動シャフトと、該駆動シャフトに等速ジョイントを介して連結され、かつ駆動シャフトに対して軸方向へ摺動自在な従動シャフトとを備え、該従動シャフトは、前記等速ジョイントを保持する円筒状の保持部と、該保持部に軸方向から摩擦溶接によって結合された管軸部とから構成される動力伝達装置であって、
前記保持部を前記等速ジョイントのアウターレースとして構成すると共に、該アウターレースの内部であって前記摩擦溶接側である内端部側に前記等速ジョイントの潤滑グリースを保持するシールプレートを設け、
前記摩擦溶接時に前記保持部と前記管軸部との結合部に発生した内側カールを収容する大径部を前記アウターレースの内端部を拡径して形成し、該大径部の内径と前記管軸部の内径とをほぼ同一に設定すると共に、
前記保持部に収容保持された前記等速ジョイントの各構成部材の外径を、前記内側カールの内径よりも小さく設定し、
前記シールプレートの外径を、前記保持部の内端部および前記管軸部の内径よりも小さく、かつ前記内側カールの内径よりも小さく設定したことを特徴とする動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、車両のプロペラシャフトなどの動力伝達装置に関し、とりわけ３継手タイプなどに用いられる等速ジョイントの衝撃吸収構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の動力伝達装置としては、例えば車両のプロペラシャフトの等速ジョイントに適用された実開昭２−１１７２２２号公報に記載されているものが知られている。
【０００３】
すなわち、この動力伝達装置は、４輪駆動車（４ＷＤ）若しくは後輪駆動車（ＦＲ）の２分割３ジョイント型のプロペラシャフトに適用されたものであって、トランスミッションに連結された第１シャフトに中間軸受を介してスタブシャフトが連結されていると共に、該スタブシャフトに等速ジョイントを介して管状軸体が連結されている。
【０００４】
前記管状軸体は、一端部が前記等速ジョイントのアウターレースを構成していると共に、一部にテーパー部が形成されており、、前記等速ジョイントのインナーレースやケージ、ボールを管状軸体の内径よりも小さく設定してある。これによって、車両衝突時に、エンジンやトランスミッションの後退動の追従して等速ジョイントのインナーレースなどが前記管状軸体の内部に入り込むようにして、衝撃を吸収するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記等速ジョイントを内部に収容保持した管状軸体は、アウターレースを構成する一端側の円筒状の保持部と他端側の管軸部とに２分割形成され、この分割端部を突き合わせて摩擦溶接により一体に結合するものがある。この摩擦溶接によって結合する理由は、この結合手段としてアーク溶接によって結合すると、このアーク溶接時に発生する高熱によって、各寸法精度の高い等速ジョイントの各構成部材に熱的な影響が及ぼされてしまうおそれがあるのに対して、摩擦溶接の場合は、溶接箇所のみに局部的に高熱が発生するだけであるから、前記各構成部材への熱的影響が極めて少なく、また、プロペラシャフトの回転時における振れ精度を高めることができるからである。
【０００６】
しかしながら、保持部と管軸部とを摩擦溶接によって結合すると、溶接時においてこの溶接箇所に内外のカールが発生する。したがって、外側のカールは、溶接後に切削加工によって切り取って結合表面を平坦にすることができるが、内側カールは、切削加工が困難であり、また切削してしまうと溶接強度が著しく低下してしまうため、そのまま残存させざるを得ない。
【０００７】
このため、車両の衝突時などにおいて、エンジンやトランスミッションの後退動に伴いプロペラシャフトのスタブシャフトが等速ジョイントのボールやインナーレース及び内部に潤滑用グリースを保持するシ−ルプレートなどの各構成部材を管状軸体内にスライド移動させると、例えばシールプレートの外周部が前記内側カールの端縁に突き当たってそれ以上のスライド移動を規制してしまう。
【０００８】
この結果、十分な緩衝効果が得られず、乗員に対する衝撃が大きくなってしまうおそれがある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記従来の継手部材の技術的課題に鑑みて案出されたもので、請求項１に記載の発明は、駆動シャフトと、該駆動シャフトに等速ジョイントを介して連結され、かつ駆動シャフトに対して軸方向へ摺動自在な従動シャフトとを備え、該従動シャフトは、前記等速ジョイントを保持する円筒状の保持部と、該保持部に軸方向から摩擦溶接によって結合された管軸部とから構成される動力伝達装置であって、前記保持部を前記等速ジョイントのアウターレースとして構成すると共に、該アウターレースの内部であって前記摩擦溶接側である内端部側に前記等速ジョイントの潤滑グリースを保持するシールプレートを設け、前記摩擦溶接時に前記保持部と前記管軸部との結合部に発生した内側カールを収容する大径部を前記アウターレースの内端部を拡径して形成し、該大径部の内径と前記管軸部の内径とをほぼ同一に設定すると共に、前記保持部に収容保持された前記等速ジョイントの各構成部材の外径を、前記内側カールの内径よりも小さく設定し、前記シールプレートの外径を、前記保持部の内端部および前記管軸部の内径よりも小さく、かつ前記内側カールの内径よりも小さく設定したことを特徴としている。
【００１０】
したがって、この発明によれば、車両などの衝突時に駆動シャフトから等速ジョイントに軸方向の入力荷重が作用し、該等速ジョイントが従動シャフト内にスライド移動した場合に、この等速ジョイントの各構成部材は内側カールに突き当たることなく、該内側カールの内側を通過させることができることから、十分なストローク量のスライド移動が可能になる。このため、この大きなスライド移動量によって衝撃を十分に吸収することができる。また、シールプレートの外径を、保持部の内端部および管軸部の内径よりも小さく、かつ内側カールの内径よりも小さく設定したので、等速ジョイントの各構成部材に押されたシールプレートも、保持部の内端部および管軸部の内周面に突き当たることなくかつ内側カールに突き当たることなく移動する。
【００１２】
このほか、摩擦溶接時に保持部と管軸部との結合部に発生した内側カールを収容する大径部をアウターレースの内端部を拡径して形成し、該大径部の内径と管軸部の内径とをほぼ同一に設定したので、保持部と管軸部との摩擦溶接面積を十分に確保でき、溶接強度を高くすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる動力伝達装置を従来と同様に車両の３継手タイプのプロペラシャフトに適用した実施形態を図面に基づいて詳述する。
【００１４】
この車両のプロペラシャフト１は、図１に示すように、トランスミッションに接続された駆動シャフトである鋼管シャフト２と、該鋼管シャフト２に等速ジョイント４を介して軸方向から連結された従動シャフト３とから主として構成されている。
【００１５】
前記鋼管シャフト２は、トランスミッション側の管状本体５と、該管状本体５の一端部に摩擦溶接によって一体に結合された中実小径なスタブ軸６とから構成されており、前記スタブ軸６は中径部６ａが中間軸受７によって車体に回転自在に支持されていると共に、先端側の小径部６ｂが前記従動シャフト３の内部に挿通して等速ジョイント４の一部を構成している。
【００１６】
前記中間軸受７は、中径部６ａの外周側に設けられたケーシング８内にボールベアリング９が収容されていると共に、前記ケーシング８の外周に設けられた防振ゴムブシュ１０と下端部に取り付けられたブラケット１１とを介して図外の車体に取り付けられている。
【００１７】
前記従動シャフト３は、等速ジョイント４のアウターレースを構成する円筒状の保持部１２と、該保持部１２に軸方向から摩擦溶接によって結合された管軸部１３とから構成されており、前記保持部１２と管軸部１３との結合部位には摩擦溶接時に発生した外側カール１４と内側カール１５が残存している。また、前記保持部１２は、管軸部１３側の内端部１２ａが段差大径状に形成されていると共に、該内端部１２ａの肉厚が他の部位に比べて薄肉に形成されている。一方、前記管軸部１３は、その外径が保持部１２の内端部１２ａの外径とほぼ同一に設定されていると共に、その肉厚も内端部１２ａと同じく薄肉に形成されている。このように、内端部１２ａと管軸部１３の両肉厚は比較的薄肉に形成されているが、摩擦溶接の溶接面積としては十分に確保されている。
【００１８】
なお、前記保持部１２の外端部１２ｂと小径部６ｂとの間には、保持部１２内へのゴミなどの塵芥の侵入を防止するゴムブーツ２２が取り付けられている。
【００１９】
前記等速ジョイント４は、前記保持部１２によって構成されたアウターレースと、前記スタブ軸６の小径部６ｂの外周に設けられた円環状のインナーレース１６と、該インナーレース１６と保持部１２との間に転動自在に設けられた複数のボール１７と、該各ボール１７を保持するケージ１８と、保持部１２の内端部に設けられて、保持部１２内の潤滑グリース２０を保持シールする横断面ほぼコ形状のシールプレート１９とから主として構成されている。また、前記小径部６ｂの先端部には、インナーレース１６の軸方向の移動を規制するスナップリング２１が嵌着固定されている。
【００２０】
そして、前記シートプレート１９は、保持部１２の内端部に形成された円環状の段差溝２３の内周面に内に圧入固定されていると共に、その外径Ｄ１が前記内側カール１５の内径Ｄ２よりも小さく設定されている。また、前記ケージ１８に保持された各ボール１７は、その外縁が保持部１２の内周面に軸方向に沿って形成された保持溝１２ｃに転動保持されており、前記保持溝１２ｃの内径は前記段差溝２３の内径よりも小さく設定されて、各ボール１７の外縁は保持溝１２ｃの内周面よりも内側に配置されることになる。したがって、等速ジョイント４を構成する各構成部材の外径が、前記内側カール１５の内径Ｄ２よりも小さく設定されている。
【００２１】
以下、本実施形態の作用を図２〜図５に基づいて説明する。すなわち、図２に示すように等速ジョイント４によって従動シャフト３に連結された鋼管シャフト２に対して、車両の衝突時などにおいて、トランスミッション側から軸方向へかかる大きな衝突荷重（白抜き矢印）が作用すると、その反作用で従動シャフト３に反対方向に反力（線矢印）が掛かって、等速ジョイント４が鋼管シャフト２と一緒に従動シャフト３の保持部１２内から管軸部１３の内部方向へスライド移動する。
【００２２】
そして、等速ジョイント４が、図３及び図４に示すように、内側カール１５までスライド移動すると、このスライド移動に伴いゴムブーツ２２が引き伸ばされて破断されると共に、等速ジョイント４の各構成部材は内側カール１５に全く衝突することなく、その内側を通過する。その後、ケージ１８の端部がシールプレート１９に突き当たって、圧接した段差面２３から抜き出させるので、一旦ここで衝撃を吸収すると共に、図５に示すように、従動シャフト３の内部へのさらなるスライド移動が許容される。なお、スタブ軸６の端部がシールプレートに突き当たっても同様に作用する。
【００２３】
したがって、等速ジョイント４と鋼管シャフト２の比較的長いスライド移動によって、前述の衝突による衝撃を十分に吸収することが可能になる。
【００２４】
このように、本実施形態では、従動シャフト３の保持部１２と管軸部１３との摩擦溶接による等速ジョイント４の各構成部材に対する熱的影響を回避しつつ、衝突時の十分な緩衝効果を得ることができる。
【００２５】
また、保持部１２と管軸部１３との間の摩擦溶接部位は、その外径がアウターレースの保持溝１２ｃの内径よりも大きく設定されて、十分な摩擦面積も確保されているため、高い溶接強度も得られる。
【００２６】
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、プロペラシャフト以外に適用することも可能であると共に、等速ジョイント４の中でも例えばトリポートタイプのものにも適用することも可能である。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１に記載の発明によれば、従動シャフトの保持部と管軸部とを摩擦溶接によって結合したことにより、等速ジョイント等の各構成部品への熱的影響を回避できると共に、車両などの衝突時に駆動シャフトから等速ジョイントに軸方向の入力荷重が作用し、該等速ジョイントが従動シャフト内にスライド移動した場合に、この等速ジョイントの各構成部材は内側カールに突き当たることなく、該内側カールの内側を通過しながら十分なストローク量でスライド移動することができる。このため、衝撃を十分に吸収することが可能になる。また、シールプレートの外径を、保持部の内端部および管軸部の内径よりも小さく、かつ内側カールの内径よりも小さく設定したので、等速ジョイントの各構成部材に押されたシールプレートも、保持部の内端部および管軸部の内周面に突き当たることなくかつ内側カールに突き当たることなく移動する。
【００２８】
このほか、摩擦溶接時に保持部と管軸部との結合部に発生した内側カールを収容する大径部をアウターレースの内端部を拡径して形成し、該大径部の内径と管軸部の内径とをほぼ同一に設定したので、摩擦溶接部位の突き当て摩擦面積を十分に確保することができ、高い溶接強度を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる実施形態に適用されたプロペラシャフトの要部縦断面図。
【図２】衝突時における本実施形態の作用を示す要部縦断面図。
【図３】同実施形態の作用を示す要部縦断面図。
【図４】図３のＡ部拡大図。
【図５】同実施形態の作用を示す要部縦断面図。
【符号の説明】
１…プロペラシャフト
２…鋼管シャフト（駆動シャフト）
３…従動シャフト
４…等速ジョイント
１２…保持部（アウターレース）
１２ａ…内端部
１３…管軸部
１４…外側カール
１５…内側カール
１６…インナーレース
１７…ボール
１８…ケージ
１９…シールプレート
【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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