(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動力を伝達する第１シャフトと、該第１シャフトにスライドベアリングを介して連結され、かつ第１シャフトと相対的に軸方向へ摺動可能な円筒状の第２シャフトと、前記第１シャフトの外周側に設けられて、該第１シャフトを車体に回転自在に支持するセンターベアリングと、第１シャフトの外周側に設けられて、前記センターベアリングの内部をシールするラビリンス機構とを備えた動力伝達装置において、
前記第２シャフトの第１シャフト側の一端部と前記ラビリンス機構とを軸方向で対向配置させ、前記第１シャフトと第２シャフトに対する軸方向の入力荷重によって、該両シャフトが互いに接近する方向に摺動した際に、前記第２シャフトの一端部をラビリンス機構に軸方向から衝突させるように構成したことを特徴とする動力伝達装置の緩衝機構。
【請求項２】
前記第２シャフトの一端部に、前記スライドベアリングの内部をシールする円筒状のブーツ部材を設けると共に、該ブーツ部材の内部に前記ラビリンス機構方向へ延出した補強芯材を埋設し、前記第１シャフトと第２シャフトが軸方向へ接近摺動した際に、前記ラビリンス機構に対して前記補強芯材を介してブーツ部材を衝突させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置の緩衝機構。
【請求項３】
前記スライドベアリングの前記センターベアリングと反対側の位置に、スライドベアリング内に潤滑油を保持するシールプレートを第２シャフトの内周面に圧入固定し、前記両シャフトが接近摺動した際に、前記スライドベアリングが前記シールプレートを軸方向から押し出すように構成したことを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置の緩衝機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の動力伝達装置であるプロペラシャフトの緩衝機構、とりわけ車両の衝突時にプロペラシャフトの軸方向に作用する入力荷重を吸収する緩衝機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の従来の動力伝達装置の緩衝機構としては、例えば特開平１０−２５０３９０号公報に記載されているものが知られている。
【０００３】
概略を説明すれば、この緩衝機構は、車両のプロペラシャフトに適用されたもので、プロペラシャフトのトランスミッション側の円筒状の第１シャフトと駆動輪側の第２シャフトがトリポード自在継手を介して連結されており、前記第１シャフトの後端部には、トリポード自在継手のアウターレースが一体に設けられている一方、第２シャフトの第１シャフト側の端部には、先端部が前記アウターレースの内部に挿通配置されたインナー軸が一体に設けられている。
【０００４】
前記アウターレースは、有底円筒状に形成され、底壁に対して反対側の開口は円環部材とブーツによって覆われていると共に、前記底壁の外面に環状溝が形成されている。一方、前記インナー軸は、センターベアリングによって車体に回転自在に支持されていると共に、先端部の外周に環状突起に位置決め保持されたトリポードが突設されて、このトリポードがアウターレースの内周面に形成された３条の溝条に摺動自在に嵌合して自在継手を構成している。また、センターベアリングは外周に段差円筒状の支持部材が被嵌配置されていると共に、該支持部材の外周面には環状弾性体が一体に設けられている。
【０００５】
したがって、車両が衝突して前方から衝撃が伝達され、第１シャフトが後退すしたとすると、第１シャフトとともにアウターレースが後方へ移動して、この底壁にインナー軸部とトリポードとが衝突する。
【０００６】
そして、さらにアウターレースが後退することによりインナー軸部がアウターレースの底壁に強く当たって環状溝に沿って該底壁を破壊して貫通するが、トリポードは底壁の環状溝の外側に衝突して底壁に押される。このため、トリポードを位置決めしていた環状突起がストッパとして機能し、この所定の抗力を越えて環状突起を破壊してトリポードとともに後方へ移動し、これらによって緩衝作用が行われるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の緩衝機構にあっては、前述のように第１シャフトの後退に伴ってインナー軸部がアウターレースの底壁を破壊すると共に、トリポードが環状突起を破壊しながら乗り越えることによって緩衝作用を得るようになっており、これら底壁や環状突起を破壊するためには極めて大きなエネルギーが必要になる。特に、底壁の環状溝の外側が肉厚に形成されて、その剛性が高くなっていると共に、環状突起も通常ストローク時の結合強度を確保するために、それ自体相当の強度を備えていることから、これらへの衝突反力が大きくなって衝突エネルギーを十分に吸収することができない。
【０００８】
しかも、前記底壁や環状突起の剛性は、前述のようにそれぞれの形成目的がらして画一的に設定されていることから、車両の仕様や大きさなどの応じて各剛性を変化させることが困難であり、車両の緩衝要求荷重に十分に対応させることができない。
【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、とりわけ、第２シャフトの第１シャフト側の一端部と前記ラビリンス機構とを軸方向で対向配置させ、前記第１シャフトと第２シャフトに対する軸方向の入力荷重によって、該両シャフトが互いに接近する方向に摺動した際に、前記第２シャフトの一端部をラビリンス機構に軸方向から衝突させるように構成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、車両の衝突によって第１シャフトに軸方向の衝突荷重が入力されて該第１シャフトが後退方向へストローク移動し、所定のストローク移動量になると、ラビリンス機構が第２シャフトの一端部に衝突してここでまずエネルギー吸収が行われ、さらにストローク移動すると、入力荷重によってラビリンス機構が圧潰変形する。このようにラビリンス機構の圧潰変形によるエネルギー吸収されるため、良好な緩衝性能が発揮される。
【００１１】
また、かかるラビリンス機構は、その使用目的がセンターベアリング内部のシールにあることから、その肉厚などを任意に設定することができ、剛性の設定の自由度が向上し、車両の仕様などに応じて緩衝要求性能を変更することが可能になる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明にかかる動力伝達装置の緩衝機構を車両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。
【００１３】
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第１シャフトであるトランスミッション側の駆動側シャフト２と、該駆動側シャフト２にスライドベアリングである等速ジョイント４を介して軸方向から連結された駆動輪側の第２シャフトである従動側シャフト３と、前記駆動側シャフト２の従動側シャフト３側の端部を車体に回転自在支持するセンターベアリング５とから主として構成されている。また、前記等速ジョイント４とセンターベアリング５とは、プロペラシャフト１の回転駆動に伴う車両の音振を十分に低減されるように、互いに短い距離で近接して配置されている。
【００１４】
前記駆動側シャフト２は、トランスミッション側の管状本体６と、該管状本体６の一端部に軸方向から摩擦溶接によって結合された段差径状の小径なスタブ軸６ａとから構成されており、スタブ軸６ａの先端側の小径部が前記従動側シャフト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。
【００１５】
前記従動側シャフト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７と、該保持部７に軸方向から摩擦溶接によって結合された管軸部８とから構成されており、前記保持部７と管軸部８との結合部位には摩擦溶接時に発生した外側カール９と内側カール１０が残存している。
【００１６】
また、前記保持部７は、管軸部８側の一端部７ａが段差大径状に形成されていると共に、該一端部７ａ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８は、その外径が保持部７の一端部７ａの外径とほぼ同一に設定されていると共に、その肉厚も一端部７ａと同じく薄肉に形成されている。このように、一端部７ａと管軸部８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。
【００１７】
また、前記保持部７の他端部７ｂとスタブ軸６ａの先端部側との間には、保持部７内へのゴミなどの塵芥の侵入を防止するブーツ１１が取り付けられている。このブーツ１１は、ゴム製の本体１１ａと、該本体の内部に埋設された補強芯材１１ｂとから構成されている。前記本体１１ａは、ほぼ段差径状の円筒状に形成され、大径な基部がクランプ部材を介して前記保持部７の他端部７ｂ外周面に嵌合固定されていると共に、小径な先端部がスタブ軸６ａの外周にクランプ部材を介して被嵌状態に当接している。また、前記補強芯材１１ｂは、金属製の薄板をほぼ段差径状の円筒状に形成してなり、主として本体の基部内部にほぼクランク状に折曲形成され、前端部１１ｃが保持部７の他端部７の先端側から軸方向に沿ってセンターベアリング５方向へ延設されている。
【００１８】
前記等速ジョイント４は、前記保持部７によって構成されたアウターレースと、前記スタブ軸６ａの小径部の外周に設けられた円環状のインナーレース１２と、該インナーレース１２と保持部７との間に転動自在に設けられた複数のボール１３と、該各ボール１３を保持するケージ１４と、保持部７の内端部に設けられて、保持部７内の潤滑グリースを保持シールする横断面ほぼコ形状のシールプレート１５とから構成されている。
【００１９】
前記ケージ１４に保持された各ボール１３は、その外縁が保持部７の内周面に軸方向に沿って形成された保持溝７ｃに転動保持されており、前記保持溝７ｃの内径は前記段差溝１８の内径よりも小さく設定されて、各ボール１３の外縁は保持溝７ｃ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１０の内径よりも小さく設定されている。なお、前記小径部の先端部には、インナーレース１２の軸方向の移動を規制するスナップリング１６が嵌着固定されている。
【００２０】
前記シールプレート１５は、外周部が１５ａが保持部７の内端部に形成された円環状の段差溝１８の内周面に圧入固定されていると共に、その外径が前記内側カール１０の内径よりも小さく設定されている。また、このシールプレート１５は、前記段差溝１８の端部に嵌着されたＣリング１７によって管軸部８の内部方向への抜け出しが規制されるようになっている。
【００２１】
前記センターベアリング５は、スタブ軸６ａの中径部の外周側に設けられたケーシング１９内にボール軸受２０が収容されていると共に、ケーシング１９の外周に設けられた防振ゴムブシュ２１と下端部に取り付けられた図外のブラケットとを介して車体のフロアに取り付けられている。
【００２２】
前記ボール軸受２０は、図１にも示すように、スタブ軸６ａの中径部の外周面に固定された内輪２２と、前記ケーシング１９の中央段差中径部位１９ａの内周に保持された外輪２３と、該内外輪２２，２３の対向面の中央に形成された円弧状の保持溝の間に転動自在に保持された複数の鋼製ボール２４とから主として構成されており、前記内外輪２２，２３の幅方向の両端部には、円環状のカバープレート２５ａ、２５ｂが取り付けられている。
【００２３】
前記内輪２２は、一端縁がスタブ軸６ａの中径部の段差面に当接支持されていると共に、他端縁が中径部の外周に嵌合された円筒状のリテーナ２６の端面に当接支持されており、このリテーナ２６は、前記中径部の外周に嵌着された規制リング２７によって従動側シャフト３の方向への抜け出しが規制されている。
【００２４】
一方、外輪２３は、一端縁が前記ケーシング１９の中径部位の端部に当接支持されていると共に、他端縁が後述する支持部材２９のほぼ中央部に当接支持されて、これらによって軸方向の位置決めがなされている。
【００２５】
さらに、前記ケーシング１９の大径部とリテーナ２６との間に、前記ボール軸受２０の内部への水や塵芥等の侵入を防止するラビリンス機構２８が設けられている。このラビリンス機構２８は、ケーシング１９の大径部の内周側に取り付けられて、ほぼ横Ｕ字形状に折曲形成された前記支持部材２９と、前記リテーナ２６の外周部に取り付けられて、ほぼクランク状に折曲形成されたシール部材３０とから構成されている。
【００２６】
すなわち、前記支持部材２９とシール部材３０は、それぞれ薄肉な金属板を前述のような断面形状に折曲形成されてなり、支持部材２９は、外周部が前記ケーシング１９の内周部に嵌着固定されていると共に、内周部２９ａがリテーナ２６から所定の隙間をもって離間配置されている。一方、シール部材３０は、小径な基端部３０ａがリテーナ２６の外周部に嵌着固定されていると共に、中央の立ち上がり部３０ｂからほぼ水平に延設された先端部３０ｃが支持部材２９の内部に嵌挿配置されている。また、シール部材３０は、立ち上がり部３０ｂの径方向の形成位置が前記ブーツ１１の補強芯材１１ｂの先端部１１ｃの形成位置とほぼ同一に設定されている。
【００２７】
したがって、本実施形態によれば、車両の衝突時などにおいてトランスミッション側から衝突入力荷重が図２の矢印方向から駆動側シャフト２に入力されるため、駆動側シャフト２が従動側シャフト３方向へストローク移動して、センターベアリング２０及びラビリンス機構２８も一緒に所定量ストローク移動すると、これに伴ってブーツ１１の先端部側が切り取られる。
【００２８】
駆動側シャフト２がさらに同方向へストローク移動すると、図３及び図４に示すように、ラビリンス機構２８のシール部材３０の立ち上がり部３０ｂの外面が、ブーツ１１の補強芯材１１ｂの先端部１１ｃに軸方向から突き当たって、ここで一旦衝突エネルギー吸収し、この入力荷重によって補強芯材１１ｂが軸方向から潰れ変形して衝突エネルギーを吸収する。
【００２９】
さらに同方向へストローク移動すると、図５に示すように圧潰された補強芯材１１ｂによって今度はシール部材３０が立ち上がり部３０ｂと先端部１１ｃが潰れ変形すると共に、支持部材２９の内周部も潰れ変形する。このため、かかる各部材２９，３０の潰れ変形によってエネルギー吸収作用が効果的に行われる。
【００３０】
このように、本実施形態によれば、補強芯材１１ｂとラビリンス機構２８の圧潰変形によるエネルギー吸収作用が得られるため、良好な緩衝性能を発揮することができる。
【００３１】
また、かかるラビリンス機構２８は、その使用目的がセンターベアリング２０のシールにあることから、支持部材２９やシール部材３０の肉厚などを任意に設定することができ、これによって、剛性や設計の自由度が向上する。この結果、車両の仕様などに応じて緩衝要求性能を自由に変更することが可能になる。
【００３２】
一方、前述のように駆動側シャフト２がストローク移動することによって、等速ジョイント４も駆動側シャフト２と一緒に従動側シャフト３の保持部７内から管軸部８の内部方向へスライド移動するが、これに伴ってスタブ軸６ａの先端と等速ジョイント４が前記シールプレート１５を管軸部８内部方向へ押し出す。このため、該シールプレート１５は、図２及び図３に示すように、かかる入力荷重によって変形しながら外周面がＣリング１７を乗り越えながら押し出される。したがって、かかるシールプレート１５の変形とＣリング１７の乗り越え時に摩擦抵抗力が働いてエネルギー吸収作用が得られる。
【００３３】
また、前記駆動側シャフト２の従動側シャフト３に対する相対的なストローク量が大きくなることから、衝突時の衝撃吸収効果が高くなって、乗員の衝撃をさらに緩和させることが可能になる。
【００３４】
また、本実施形態では、従動側シャフト３の保持部７を等速ジョイント４のアウターレースとして利用したため、部品点数の削減が図れ、製造作業能率の向上とコストの低廉化が図れる。
【００３５】
図７は第２の実施形態を示し、Ｃリング１７をシールプレート１５の外側ではなく内側に設けたもので、駆動側シャフト２のストローク移動に伴って等速ジョイント４の各ボール１３が直接Ｃリング１７を乗り越える形になる。このため、シートプレート１５乗り越える場合に比較して摩擦抵抗が若干大きくなることからエネルギー吸収力が大きくなる。
【００３６】
図６は第３の実施形態を示し、シールプレート１５の外周部のＣリング１７側外面１５ａをテーパー状に形成したものである。これによって、前記駆動側シャフト２のストローク移動に伴いシールプレート１５がＣリング１７を乗り越え易くなり、摩擦抵抗が小さくなって駆動側シャフト２のストローク移動性が良好になる。したがって、シールプレート１５によるあまり大きな抵抗力を必要としない緩衝機構に対応させることができる。
【００３７】
図８及び図９は第４の実施形態を示し、従動側シャフト３の保持部３と管軸部８との外径を同一に設定すると共に、該両者７，８間の摩擦溶接位置をシールプレート１５の近傍に設定し、かつ摩擦溶接により発生した内側カール部１０の内径をシールプレート１５の外径よりも小さく設定した。なお、ブーツ１１はゴム製本体１１ａと補強芯材１１ｂとが分離形成されている。
【００３８】
したがって、前述のように、駆動側シャフト２のストローク移動に伴い、図１０にも示すように等速ジョイント４のケージ１４端部がシールプレート１５の内周側底面に突き当たって管軸部８の内方へ押し出すと、該シールプレート１５の外周部が内側カール部１０の側部に突き当たって変形しながら乗り越え、ここで比較的大きな摩擦抵抗力を発揮する。このため、かかる部位での効果的な衝突エネルギー吸収作用を得ることができ、特に内側カール部１０の剛性が大きいため、比較的大きな摩擦抵抗力が得られる。したがって、大きな摩擦抵抗力が必要な緩衝機構に対応させることができる。
【００３９】
図１１は第５の実施形態を示し、第４の実施形態の構成を前提として、図６に示す実施形態と同じくシールプレート１５の外周部の外面１５ａをテーパー状に形成して、該シールプレート１５が内側カール部１０を乗り越え易くし、摩擦抵抗が小さくなるようにしたものである。
【００４０】
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。
【００４１】
また、ラビリンス機構２８の支持部材２９やシール部材３０の肉厚をさらに厚く形成して剛性を高くしたり、逆に薄く形成して剛性を低くすることも可能であり、これによって車両の仕様に応じた要求緩衝力を的確に得ることが可能になる。
【００４２】
また、ブーツ１１を廃止して保持部７の他端部７ｂをラビリンス機構２８に直接衝突させることも可能である。
【００４３】
さらに、前記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果とと共に、記載する。
【００４４】
請求項１に記載の動力伝達装置の緩衝機構において、前記ラビリンス機構は、駆動側シャフトの外周側に配置されて、金属板をほぼ横Ｕ字形状に折曲形成した支持部材と、金属板をほぼクランク状に折曲形成して先端部が前記支持部材の内部に嵌挿配置されたシール部材とから構成したことを特徴とする動力伝達装置の緩衝機構。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の第１実施形態を示す要部の上半分縦断面図。
【図２】  車両衝突時における本実施形態の作用説明図。
【図３】  同実施形態の作用説明図。
【図４】  同実施形態の作用説明図。
【図５】  同実施形態の作用説明図。
【図６】  第３の実施形態を示す要部縦断面図。
【図７】  第２の実施形態を示す要部縦断面図。
【図８】  第４の実施形態を示す要部縦断面図。
【図９】  図１０のＡ部拡大図。
【図１０】  第４の実施形態の作用説明図。
【図１１】  第５の実施形態を示す要部縦断面図。
【図１】
0003958621.tif 000002
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
0003958621.tif 000011
【図１１】
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