(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動力を伝達する駆動シャフトと、該駆動シャフトにスライドベアリングを介して連結され、かつ駆動シャフトに対して軸方向へ摺動自在な円筒状の従動シャフトと、前記駆動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を備えた動力伝達装置であって、
前記センターベアリングは、内輪が前記駆動シャフトに固定され、外輪が車体側に連係してなり、前記センターベアリングの外輪の外径と前記従動シャフトの一端部の外径をほぼ同一に形成すると共に、該センターベアリングの外輪と従動シャフトの一端部の径方向の位置をほぼ同一に設定し、かつ、前記駆動シャフトに軸方向へ過大な入力荷重が作用した際に、前記センターベアリングの外輪に従動シャフトの一端部を軸方向から衝突させてセンターベアリングの外輪を内輪に対して相対移動させるように構成したことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記センターベアリングの内輪と外輪との対向面にボールを転動自在保持する保持溝がそれぞれ形成されていると共に、前記センターベアリングの外輪の保持溝から前記スライドベアリング側の外端縁との間に位置する前記対向面を段差溝状に形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。
【請求項３】
前記センターベアリングの内輪の保持溝から前記スライドベアリングと反対側の外端縁との間の前記対向面を段差溝状に形成したことを特徴とする請求項１または２に記載の動力伝達装置。
【請求項４】
前記センターベアリングの外輪の保持溝のスライドベアリング側の端縁およびまたは前記センターベアリングの内輪の保持溝のスライドベアリングと反対側の端縁に面取り部を形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。
【請求項５】
前記従動シャフトの一端部を、前記スライドベアリングのアウターレースとして構成したことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の動力伝達装置。
【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プロペラシャフ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シャフトにセンターベアリング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３継手タイプなどに用いられる長尺なプロペラシャフトにあっては、その途中を車体に支持させるために、前述したようなセンターベアリングを用いて安定した支持を確保するようになっている。そして、該プロペラシャフトの回転駆動に伴う振れ回り等に起因する車両に対する音振に対しては、前記センターベアリングと等速ジョイントの距離を短くすることによって十分に低減できる一方、前述のように、車両の衝突時などに対する十分な緩衝効果を得るためには、センターベアリングと等速ジョイントとの間の距離を長くして等速ジョイントのストローク量を十分に確保することが望ましい。
【０００６】
しかし、従来のプロペラシャフトは、車両に対する音振を重点においてセンターベアリングと等速ジョイント間の距離を比較的短く設定してあるため、車両の衝突時などに等速ジョイントの十分なストローク量が得られず、衝撃を十分に吸収することができないといった技術的課題を招来している。
【０００７】
【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、回転駆動力を伝達する駆動シャフトと、該駆動シャフトにスライドベアリングを介して連結され、かつ駆動シャフトに対して軸方向へ摺動自在な円筒状の従動シャフトと、前記駆動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を備えた動力伝達装置であって、前記センターベアリングは、内輪が前記駆動シャフトに固定され、外輪が車体側に連係してなり、前記センターベアリングの外輪の外径と前記従動シャフトの一端部の外径をほぼ同一に形成すると共に、該センターベアリングの外輪と従動シャフトの一端部の径方向の位置をほぼ同一に設定し、かつ、前記駆動シャフトに軸方向へ過大な入力荷重が作用した際に、前記センターベアリングの外輪に従動シャフトの一端部を軸方向から衝突させてセンターベアリングの外輪を内輪に対して相対移動させるように構成したことを特徴としている。
【０００８】
したがって、この発明によれば、車両などの衝突時に、該衝突入力荷重が駆動シャフトに掛かって該駆動シャフトが従動シャフト内へストローク移動すると、従動シャフトの円筒状の一端部がセンターベアリングの外輪の外端縁に軸方向から突き当たり、前記外輪に所定以上の軸方向の入力荷重が作用する。すると、外輪がセンターベアリングから入力荷重方向とは反対方向にスライド移動して内輪から離脱しながら駆動シャフトの内部方向へ移動する。このため、駆動シャフトと従動シャフトとの相対的な逆方向のストローク量、つまりセンターベアリングとスライドベアリングとの相対的なストローク移動量を大きくすることができる。このため、この大きなストローク移動量によって衝撃を十分に吸収することができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、内輪と外輪との対向面にボールを転動自在保持する保持溝がそれぞれ形成されていると共に、前記外輪の保持溝から前記スライドベアリング側の外端縁との間に位置する前記対向面を段差溝状に形成したことを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、前記内輪の保持溝から前記スライドベアリングと反対側の外端縁との間の前記対向面を段差溝状に形成したことを特徴としている。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、前記外輪の保持溝のスライドベアリング側の端縁およびまたは前記内輪の保持溝のスライドベアリングと反対側の端縁に面取り部を形成したことを特徴としている。
【００１２】
請求項５に記載の発明は、前記従動シャフトの一端部を、前記スライドベアリングのアウターレースとして構成したことを特徴としている。
【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２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従動シャフト３と、前記鋼管シャフト２の従動シャフト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。
【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６と、該管状本体６の一端部に一体に結合された中実小径なスタブ軸６ａとから構成されており、先端側の小径部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。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】
なお、前記保持部７の他端部７ｂとスタブ軸６ａの小径部との間には、保持部７内へのゴミなどの塵芥の侵入を防止するゴムブーツ１１が取り付けられている。
【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６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の一端部７ａに設けられて、保持部７内の潤滑グリース１５を保持シールする横断面ほぼコ形状のシールプレート１６とから主として構成されている。また、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１７が嵌着固定されている。
【００１９】
前記シートプレート１６は、外周部１６ａが保持部７の一端部７ａ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、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。
【００２０】
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、前記ケーシング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。
【００２１】
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２２ａ、２３ａの中央に形成された円弧状の保持溝２４、２５の間に転動自在に保持された複数の鋼製ボール２６とから主として構成されている。
【００２２】
また、前記内外輪２２，２３の軸方向の両端部には、円環状のカバープレート２７ａ、２７ｂが取り付けられている。また、軸方向の両端側には、ケーシング１９と、該ケーシング１９の大径部位の内周に保持された支持部材２８とにそれぞれ支持された一対のシール部材２９、３０が設けられている。
【００２３】
また、前記内輪２２は、一端縁がスタブ軸６ａの中径部の段差面６ｂ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３１の端面に当接支持されており、このリテーナ３１は、前記中径部の外周に嵌着された規制リング３２によって従動シャフト３方向への抜け出しが規制されている。したがって、内輪２２は、段差面６ｂとリテーナ２９の端面間に挟持されて、軸方向の移動が確実に規制されている。
【００２４】
一方、外輪２３は、径方向の位置が前記従動シャフト３の保持部７の径方向位置とほぼ同一に設定されていると共に、一端縁が前記ケーシング１９の中径部位１９ａの端部に当接支持されていると共に、他端縁が前記支持部材２８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】
また、前記内外輪２２，２３の対向面２２ａ、２３ａには、離脱手段である段差溝面３３、３４が形成されている。
【００２６】
具体的に説明すれば、内輪２２側の段差溝面３３は、従動シャフト３と反対側の対向面２２ａに軸方向へ沿って形成されて、保持溝２４側から一端側に向かって下り傾斜状のテーパ面に形成されている。
【００２７】
一方、外輪２３側の段差溝面３４は、従動シャフト３側の対向面２３ａに軸方向へ沿って形成されて、保持溝２５側から他端側に向かって下り傾斜状のテーパ面に形成されている。
【００２８】
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鋼管シャフト２に入力されるため、鋼管シャフト２が、図２の矢印に示すように従動シャフト３方向へストローク移動して、センターベアリング２０も一緒に所定量ストローク移動すると、図３に示すように従動シャフト３の保持部７の他端部７ｂが支持部材２８を介して外輪２３の端縁に軸方向から突き当たって、該外輪２３を押し出す。このため、外輪２３は、図４の矢印に示すようにボール２６上縁が保持溝２５を乗り越えて段差溝面３４上を前記入力荷重方向とは反対方向へ移動すると共に、その移動に伴ってボール２６下縁も内輪２２側の保持溝２４を乗り越えて段差溝面３３上に移動する。このように、内輪２２に対して外輪２３とボール２６が互いに同方向へ相対移動することから、この分だけ鋼管シャフト２と従動シャフト３が相対的に反対方向へのストローク量が増加する。
【００２９】
したがって、かかる鋼管シャフト２の従動シャフト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。
【００３０】
また、前述のように鋼管シャフト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も鋼管シャフト２と一緒に従動シャフト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、この際、等速ジョイント４が内側カール１０までスライド移動すると、等速ジョイント４の各構成部材は内側カール１０に全く衝突することなく、その内側を通過する（図３参照）。その後、ケージ１４の端部がシールプレート１６に突き当たって、圧接した段差面１８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、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。
【００３１】
また、従動シャフト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。
【００３２】
図５は第２の実施形態を示し、離脱手段として前記段差溝面３３，３４をテーパ状ではなく平坦状に形成したものである。
【００３３】
したがって、この実施形態でも第１の実施形態と同様に、衝撃荷重によって外輪２３とボール２６が軸方向へ離脱することから効果的な緩衝作用が得られると共に、各段差溝面３３，３４が平坦状であるからその成形加工が容易になる。
【００３４】
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も、前述の衝撃を十分に吸収することが可能になる。
【００３５】
図６は第３の実施形態を示し、離脱手段として段差溝面に代えて、該段差溝面側の各保持溝２４，２５の端縁に所定荷重によってボール２６が乗り越え可能な面取り部３５，３６を形成したものである。
【００３６】
したがって、この実施形態も第１の実施形態と同様に外輪２３に所定以上の入力荷重が作用すると、内輪２２に対して外輪２３とボール２６が各面取り部３５，３６を容易に乗り越えて両シャフト２，３の相対的な大きなストローク移動量が確保できるため、効果的な緩衝作用が得られる。
【００３７】
図７は第４の実施形態を示し、外輪２３側の段差溝面３４は第２の実施形態と同様であるが、内輪２２側の段差溝面３３を外輪２３側の段差溝面３４と同じ位置の対向面２２ａに平坦状に形成した。
【００３８】
したがって、この実施形態では、従動シャフト３から外輪２３に所定以上の入力荷重が作用すると、ボール２６は内輪２２側の保持溝２４を乗り越えることなく保持溝２４内に保持されたままの状態になるため、外輪２３がボール２６を乗り上げ易くなり、両シャフト２，３の相対的なストローク移動量を確実に得ることが可能になる。
【００３９】
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。また、離脱手段としては、前記段差溝面などばかりではなく、段差溝面に対応する位置に摺動材などを塗布するようなものでもよい。
【００４０】
【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、センターベアリングとスライドベアリングとの距離を十分に近づけて車両の音振性能を向上させることができると共に、車両の衝突時などに駆動シャフトに軸方向の荷重が作用すると、従動シャフトの一端部が外輪に軸方向から突き当たって、外輪が入力荷重方向とは反対方向にスライド移動して内輪から離脱しながら駆動シャフトの内部方向へ移動する。このため、駆動シャフトと従動シャフトとの相対的な逆方向のストローク量、つまりセンターベアリングとスライドベアリングとの相対的なストローク移動量を大きくすることができる。このため、この大きなストローク移動量によって衝撃を十分に吸収することができ、乗員の衝撃を緩和させることができる。
【００４１】
請求項２及び３に記載の発明によれば、段差溝面を設けたことによって内輪に対する外輪やボールの離脱性が良好になるため、前記ストローク量の増加を容易に得ることが可能になる。
【００４２】
請求項４に記載の発明によれば、請求項１〜３の発明の作用効果に加えて、保持溝に単に面取り部を形成するだけであるから、その成形作業が容易になる。
【００４３】
請求項５に記載の発明によれば、部品点数の削減によって製造作業能率の向上とコストの低廉化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に供されるボール軸受の要部断面図。
【図２】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３】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４】衝突後における同実施形態の作用を示す要部縦断面図。
【図５】第２の実施形態に供されるボール軸受の要部断面図。
【図６】第３の実施形態に供されるボール軸受の要部断面図。
【図７】第４の実施形態に供されるボール軸受の要部断面図。
【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
５…センターベアリング
７…保持部（アウターレース）
７ｂ…一端部
２０…ボール軸受
２２…内輪
２２ａ、２３ａ…対向面
２３…外輪
２４，２５…保持溝
２６…ボール
３３，３４…段差溝面
３５，３６…面取り部
【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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【図６】
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【図７】
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