(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内輪部材と外輪部材との間に動力伝達を司る複数の転動体を備えた自在接手を有し、この自在接手の内輪部材が軸部材にスプライン結合されてなる動力伝達軸において、
前記内輪部材が、この内輪部材の軸方向に所定の力が作用したとき切断可能な可断ピンによって軸方向に位置決めされていることを特徴とする、動力伝達軸。
【請求項２】
前記可断ピンは、内輪部材に形成された貫通孔内に挿通されていることを特徴とする、請求項１記載の動力伝達軸。
【請求項３】
前記内輪部材の軸方向端部に軸方向の延出部が形成されており、この延出部に可断ピンが挿通される貫通孔が形成されていることを特徴とする、請求項１記載の動力伝達軸。
【請求項４】
前記内輪部材に形成した延出部は、軸部材の先端側に配置されていることを特徴とする、請求項３記載の動力伝達軸。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のプロペラシャフトや操向コラム等に使用可能な動力伝達軸に関し、とりわけ、軸方向の衝撃エネルギを吸収可能な動力伝達軸に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の動力伝達軸として、例えば特開平５−１８０２３７号公報には、外輪部材と内輪部材との間に動力伝達を司る複数の転動体を備えた自在接手を有し、この自在接手の内輪部材が軸部材にスプライン結合されてなる動力伝達軸が開示してある。
【０００３】
前記動力伝達軸の内輪部材は、軸部材に周溝を形成して、この周溝内に収容されたＣ字状のサークリップによって軸方向に位置決めしてある。また、前記周溝の側面には傾斜面が形成してあり、内輪部材の軸方向に所定の力が作用したときサークリップが傾斜面に沿って移動して周溝内から抜け出し、このサークリップによる内輪部材の位置決めが解除されて、内輪部材と軸部材とが軸方向に相対移動することが可能となっており、これによって、動力伝達軸に与えられる軸方向の衝撃エネルギを吸収するようになっている。
【０００４】
ここに、前記内輪部材の軸方向に力が与えられたとき、サークリップが軸部材に形成した周溝内から抜け出し、内輪部材の軸方向の位置決めが解除される荷重、即ち内輪部材が軸部材に対して相対移動し始める荷重は、周溝の側面に形成した傾斜面よって決定されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記従来例にあっては、前記内輪部材が軸部材に対して相対移動し始める荷重は、周溝の側面に形成した傾斜面によって決定されるから、この傾斜面の傾斜角度や面粗度の精度によってその値がばらつく虞がある。
【０００６】
本発明は前記従来の実情に鑑みて案出されたもので、自在接手の内輪部材の軸方向に力が与えられたとき、内輪部材が軸部材に対して相対移動し始める荷重を安定して得ることが可能な動力伝達軸を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１記載の発明は、内輪部材と外輪部材との間に動力伝達を司る複数の転動体を備えた自在接手を有し、この自在接手の内輪部材が軸部材にスプライン結合されてなる動力伝達軸において、
前記内輪部材が、この内輪部材の軸方向に所定の力が作用したとき切断可能な可断ピンによって軸方向に位置決めされている構成にしてある。
【０００８】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記可断ピンが、内輪部材に形成された貫通孔内に挿通されている構成にしてある。
【０００９】
また、請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明の構成において、前記内輪部材の軸方向端部に軸方向の延出部が形成されており、この延出部に可断ピンが挿通される貫通孔が形成されている構成にしてある。
【００１０】
また、請求項４記載の発明は、請求項３記載の発明の構成において、前記内輪部材に形成した延出部が、軸部材の先端側に配置されている構成にしてある。
【００１１】
斯かる構成において、前記動力伝達軸は、軸部材と自在接手の外輪部材との間で回転駆動力を伝達する。一方、前記動力伝達軸に衝撃エネルギが作用した場合、即ち内輪部材の軸方向に所定の力が作用した場合には、可断ピンが切断して、この可断ピンによる内輪部材の位置決めが解除され、内輪部材と軸部材とが相対移動する。これによって、前記動力伝達軸に与えられる軸方向の衝撃エネルギを吸収する。
【００１２】
ここで、前記内輪部材の軸方向に力が与えられたとき、この内輪部材が軸部材に対して相対移動し始める荷重は、可断ピンの切断荷重で決定されることになる。このため、前記可断ピンの断面係数を所定の値にしておくことによって、可断ピンの切断荷重、即ち内輪部材が軸部材に対して移動し始める荷重は安定した値となり、ばらつきが可及的に抑制される。
【００１３】
したがって、自在接手の内輪部材の軸方向に力が与えられたとき、この内輪部材が軸部材に対して移動し始める荷重を安定して得ることが可能な動力伝達軸が得られる。
【００１４】
また、請求項２記載の発明にあっては、前記可断ピンが内輪部材に形成された貫通孔内に挿入されているから、１本の可断ピンのみで内輪部材の軸方向の位置決めをすることができる。
【００１５】
また、請求項３記載の発明にあっては、前記内輪部材の軸方向端部に軸方向の延出部が形成されており、この延出部に可断ピンが挿通される貫通孔が形成されているから、可断ピンを自在接手の作動に影響を与えない位置に配置することができる。
【００１６】
また、請求項４記載の発明にあっては、前記内輪部材に形成した延出部は、軸部材の先端側に配置されているから、内輪部材が軸部材に対して相対移動するストローク量を大きく確保することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、自動車のプロペラシャフトに適用した態様として、図面に基づいて詳述する。
【００１８】
図１は本発明の実施の形態を示す動力伝達軸としてのプロペラシャフトの要部を断面して示す図面、図２は図１の要部を拡大して示す図面、図３は図１に示す内輪部材の軸方向に所定の力が作用して、内輪部材が軸部材に対して相対移動した状態を示す、図１と同様な図面である。
【００１９】
図において、符番１で示されるのは動力伝達軸としてのプロペラシャフトで、このプロペラシャフト１は、第１軸（軸部材）２と、第２軸（管部材）３と、これら第１軸２と第２軸３とをトルク伝達可能に連結する自在接手４とを主要素として構成してあり、車体（図示せず）の前後方向に配置される。
【００２０】
即ち、前記第１軸２は自動車の変速機（図示せず）に連結されるようになっており、軸状となっている。また、前記第１軸の先端側（第２軸３に近い側）には雄スプライン７が形成してあると共に、所定位置に、周溝８及び半径方向の貫通孔９が形成してある。
【００２１】
また、前記第２軸３は、自動車の終減速機（図示せず）に連結されるようになっており、管状となっている。
【００２２】
前記自在接手４は、保持器１２によって同一平面状に整列保持された転動体である複数のボール１３と、これら複数のボール１３が転動可能なボール溝１４，１５が軸方向にそれぞれ複数個形成された内輪部材１６及び外輪部材１７とを備えている。前記自在接手４は、内輪部材１６に形成したボール溝１４及び外輪部材１７に形成したボール溝１５が軸方向に直線状に形成してあり、これによって、所定角度屈曲可能で、且つ軸方向に伸縮自在となっている。
【００２３】
前記内輪部材１６は、内周側に雌スプライン１８が形成されており、この雌スプライン１８が第１軸（軸部材）２に形成した雄スプライン７に嵌合されることによって、第１軸２にスプライン結合してある。また、前記内輪部材１６は、第１軸２の先端側に形成した周溝８内に設けられるＣ字状のサークリップ２１及び貫通孔９内に挿入されて一部が貫通孔９内から突出する可断ピン２２によって軸方向に位置決めされている。即ち、前記サークリップ２１は軸部材２の先端側（図１において右側）で内輪部材１６の軸方向端面に接し、可断ピン２２はサークリップ２１が接する側と反対側で内輪部材１６の軸方向端面に接しており、これによって、内輪部材１６が軸方向に位置決めされている。
【００２４】
前記可断ピン２２は、所定の断面係数を持って形成してあり、内輪部材１６の軸方向に所定の力が作用したとき、切断可能となっている。即ち、前記プロペラシャフト１に衝撃荷重が加わり、自在接手４の内輪部材１６と外輪部材１７とが軸方向に相対移動して、ボール１３が外輪部材１７のボール溝１５の端部に当接してその軸方向移動が停止した以降は、内輪部材１６に力が作用することになるから、これによって、可断ピン２２が貫通孔９内から突出した部分において切断（剪断）可能となっている。
【００２５】
前記外輪部材１７は略筒状に形成してあり、その一端側（図１において右側）が縮径されて溶接２３によって第２軸３に固定されており、開放端側（図１において左側）の内周にはボール１３の抜け出しを防止する止め輪２４が設けてある。また、前記外輪部材１７の内周側には、この外輪部材１７の内部と第２軸３の内部との連通を遮断する皿型プラグ２５が設けてある。
【００２６】
また、前記外輪部材１７の開放端側と第１軸２との間には、自在接手４の封止を司る封止部材２８が設けてある。前記封止部材２８は金属材料からなる略筒状のブーツアダプタ２９と、このブーツアダプタ２９に一端が取付けられた、ゴム材料や合成樹脂材料からなるブーツ３０とからなり、ブーツアダプタ２９が自在接手４の外輪部材１７に取付けられ、ブーツ３０の他端が折り返された状態で第１軸２の外周に取付けられている。前記ブーツアダプタ２９と外輪部材１７との間にはシールリング３１が設けてある。また、前記ブーツ３０の他端は取付けバンド３２によって取付けてある。
【００２７】
斯かる構成において、前記プロペラシャフト１は、車体の前後方向に配置され、第１軸２と第２軸３との間で回転駆動力を伝達し、変速機から終減速機への動力伝達を司る。
【００２８】
一方、前記プロペラシャフト１を搭載した自動車が車体の前方から衝突した場合等、プロペラシャフト１に衝撃エネルギが作用した場合、即ち内輪部材１６の軸方向に所定の力が作用した場合には、可断ピン２２が切断して、この可断ピン２２による内輪部材１６の位置決めが解除され、内輪部材１６と第１軸（軸部材）２とが相対移動する。つまり、前記プロペラシャフト１に衝撃荷重が加わり、自在接手４の内輪部材１６と外輪部材１７とが軸方向に相対移動して、ボール１３が外輪部材１７のボール溝１５の端部に当接してその軸方向移動が停止した以降は、内輪部材１６に力が作用することになるから、これによって、可断ピン２２が貫通孔９内から突出した部分において切断（剪断）し、内輪部材１６と第１軸２とが相対移動する。これによって、前記プロペラシャフト１の軸方向長さが短縮化し、プロペラシャフト１に与えられる軸方向の衝撃エネルギを吸収する（図３参照）。尚、この場合に、前記皿型プラグ２５はその取付け位置から外れると共に、封止部材２８のブーツ３０は切断する場合がある。
【００２９】
ここで、前記内輪部材１６の軸方向に力が与えられたとき、この内輪部材１６が第１軸（軸部材）２に対して相対移動し始める荷重は、可断ピン２２の切断荷重で決定されることになる。このため、前記可断ピン２２の断面係数を所定の値にしておくことによって、可断ピン２２の切断荷重、即ち内輪部材１６が第１軸２に対して移動し始める荷重は安定した値となり、ばらつきが可及的に抑制される。
【００３０】
したがって、前記自在接手４の内輪部材１６の軸方向に力が与えられたとき、この内輪部材１６が軸部材（第１軸２）に対して移動し始める荷重を安定して得ることが可能な動力伝達軸（プロペラシャフト１）が得られる。
【００３１】
図４乃至図１１は本発明の別の実施の形態を示す図面で、以下、これらの実施の形態について順次説明する。尚、説明に際して、前記実施の形態と同一構成部分には同一符号を付し、その重複する説明を省略する。
【００３２】
図４及び図５に示す実施の形態は、前記実施の形態におけるサークリップ２１を廃止して、内輪部材１６の軸方向両側に位置して可断ピン２２を設けることによって、内輪部材１６が軸方向に位置決めしてある。
【００３３】
斯かる構成においても、前記実施の形態で述べたと同様の作用及び効果が得られる。
【００３４】
図６乃至図８に示す実施の形態は、前記可断ピン２２が、貫通孔９から突出した部分において、内輪部材１６に形成された貫通孔３５内に挿通されている。
【００３５】
前記貫通孔３５は、内輪部材１６の端部に軸方向の延出部３６を形成して、この延出部３６に形成してある。前記貫通孔３５は、第１軸２に形成した貫通孔９に同心に整合配置されており、これら貫通孔３５，９内に可断ピン２２が挿入されることによって、内輪部材１６が軸方向に位置決めしてある。
【００３６】
斯かる実施の形態においても、前記実施の形態と同様の作用及び効果が得られる。加えて、前記可断ピン２２が内輪部材１６に形成された貫通孔３５内に挿入されているから、１本の可断ピン２２のみで内輪部材１６の軸方向の位置決めをすることができる。また、前記内輪部材１６の軸方向端部に軸方向の延出部３６が形成されており、この延出部３６に可断ピン２２が挿通される貫通孔３５が形成されているから、可断ピン２２を自在接手４の作動に影響を与えない位置に配置することができる。
【００３７】
図９乃至図１１に示す実施の形態は、前記内輪部材１６に形成した延出部３６が、第１軸２の先端側（第２軸３に近い側）に配置してある。前記延出部３６には貫通孔３５が形成してあり、この貫通孔３５は第１軸２に形成した貫通孔９に整合配置してある。また、前記貫通孔３５，９内に可断ピン２２が挿入されることによって、内輪部材１６が軸方向に位置決めしてある。
【００３８】
斯かる実施の形態においても、前記実施の形態で述べたと同様の作用及び効果が得られる。加えて、前記内輪部材１６に形成した延出部３６が第１軸２の先端側に配置してあるから、図１１に示すように、内輪部材１６が第１軸２に対して相対移動可能なストローク量（Ｌ２）を、図６乃至図８に示す実施の形態のストローク量（Ｌ１）に比較して大きく確保することができる。
【００３９】
以上、実施の形態を図面に基づいて説明したが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。例えば、自動車のプロペラシャフトに適用した実施の形態について述べたが、これに限ることなく、操向コラム等の各種動力伝達軸に採用することが可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、自在接手の内輪部材の軸方向に力が与えられたとき、この内輪部材が軸部材に対して移動し始める荷重を安定して得ることが可能な動力伝達軸が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す動力伝達軸としてのプロペラシャフトの要部を断面して示す図面である。
【図２】図１の要部を拡大して示す図面である。
【図３】図１に示す内輪部材の軸方向に所定の力が作用して、内輪部材が軸部材に対して相対移動した状態を示す、図１と同様な図面である。
【図４】本発明の別の実施の形態を示す、図１と同様な図面である。
【図５】図４の要部を拡大して示す図面である。
【図６】本発明の別の実施の形態を示す、図１と同様な図面である。
【図７】図６の要部を拡大して示す図面である。
【図８】図６に示す内輪部材の軸方向に所定の力が作用して、内輪部材が軸部材に対して相対移動した状態を示す、図６と同様な図面である。
【図９】本発明の別の実施の形態を示す、図１と同様な図面である。
【図１０】図９の要部を拡大して示す図面である。
【図１１】図９に示す内輪部材の軸方向に所定の力が作用して、内輪部材が軸部材に対して相対移動した状態を示す、図９と同様な図面である。
【符号の説明】
１  プロペラシャフト（動力伝達軸）
２  第１軸（軸部材）
３  第２軸
４  自在接手
１３  ボール
１６  内輪部材
１７  外輪部材
２２  可断ピン
【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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【図８】
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【図９】
0003833052.tif 000010
【図１０】
0003833052.tif 000011
【図１１】
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