JP2003312284A - 動力伝達装置の緩衝機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の緩衝機構は、車両の衝突時などにおけ
る十分な衝突エネルギー吸収作用が得られないと共に、
車両に応じた緩衝要求性能が得られない。 【解決手段】 駆動側シャフト２に等速ジョイント４を
介して連結されて軸方向へ摺動自在な円筒状の従動側シ
ャフト３と、駆動側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５と、該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２８とを備えている。保
持部７の他端部７ｂに設けられたブーツ１１の補強芯材
１１ｃとラビリンス機構のシール部材３０とを軸方向で
対向配置させ、前記駆動側シャフトの従動側シャフトに
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、前記補強芯材１１ｃを
シール部材に軸方向から衝突させて、互いの圧潰変形に
より緩衝させるようにした。

Description

【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７
ａ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１
２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７
ｃ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１
０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】前記シートプレート１５は、外周部が１５
ａが保持部７の内端部に形成された円環状の段差溝１８
の内周面に内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、このシートプレート１５は、前記段差溝１８
の端部に嵌着されたＣリング１７によって管状軸８の内
部方向への抜け出しを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６
ａ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２
２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】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、立ち上がり部位
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
伴ってスラブ軸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６は第２の実施形態を示し、Ｃリング１
７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７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
の外周側内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９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１
０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２の実施形態を示す要部縦断面図。

【図７】第３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。

【符号の説明】

１…プロペラシャフト ２…駆動側シャフト（第１シャフト） ３…従動側シャフト（第２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 ７ｂ…他端部 １１…ブーツ １１ｂ…補強芯材 ２０…ボール軸受 ２８…ラビリンス機構 ２９…支持部材 ３０…シール部材

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 近藤 伸一 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 (72)発明者 岸 昌夫 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 Ｆターム(参考） 3D042 AA10 AB01 DA02 DA05 DA11

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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ジョイントを介して連結さ
   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。
2. 【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。
3. 【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。