JP2015135167A - 自動車用推進軸 - Google Patents

Abstract

【課題】比較的小さい荷重であっても短縮することができ、外管及び内管がアルミ材に限定されず、組み立ての作業性が良く、弾性体が劣化しても確実に回転運動を伝達できる自動車用推進軸を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る自動車用推進軸１は、外管８と、内管９と、外管８の内周面に固着される環状の外側弾性体１１と、内管９の外周面に固着されるとともに、外側弾性体１１内に嵌合される環状の内側弾性体１２と、を備え、外側弾性体１１の内周面には、径方向内側に突出する複数の第１突出部１３が形成され、内側弾性体１２の外周面には、径方向外側に突出する複数の第２突出部１４が形成され、嵌合により、第１突出部１３と第２突出部１４とが周方向に交互に並ぶとともに、第１突出部１３と第２突出部１４とが径方向又は／及び周方向に押し潰された状態となっていることを特徴とする。【選択図】図３

Description

本発明は、自動車用推進軸に関する。

自動車に搭載されて前後方向に延在する自動車用推進軸は、自動車前部に搭載された変速機と自動車後部に搭載された終減速装置とを連結し、変速機の動力により回転することで動力を終減速装置に伝達する。

ところで、自動車では、前方からの衝突エネルギーを吸収するため、原動機及び変速機を後退させてエンジンルームを含む車両前部のボディパネルが変形可能となることが求められている。
そして、原動機及び変速機の後退を図るため、自動車用推進軸では、前方からの衝突による荷重を受けた場合に短縮することが求められている。
このような短縮可能な自動車用推進軸の一つに、直径の異なる２つの管体（以下、径の大きい方を「外管」、径の小さい方を「内管」という場合がある。）と、その外管と内管との間に介在して外管と内管とを連結する弾性体と、を備えたものがある。そして、前方からの衝突による荷重を受けて前側に配置された管体が後方に移動し、自動車用推進軸が短縮するように構成されている。

他方で、上記した短縮可能な自動車用推進軸は、２つの管体の一方が回転した場合に、その管体を保持する弾性体が摺動してしまい、２つの管体の他方に回転運動が伝達されないおそれ、又は回転運動のトルクが損なわれて伝達するおそれがある。
このような問題を解決するため、下記の特許文献では次のような構成になっている。

特許文献１では、弾性体の内周面が内管の外周面に加硫接着（溶着）され、弾性体の外周面が大径パイプの内周面に接着剤により接着されている。
特許文献２では、アルミニウム合金で製造された外管の内周面に径方向内側に押し出し成形にてリブが突設され、そのリブが弾性体の外周面に形成された凹部に嵌合している。また、弾性体の内周面が接着剤により内管に接着されている。
特許文献３では、弾性部材が外管と内管との間に径方向に圧縮された状態で介設されている。

特開平０６−２１３２２７号公報 実開平０１−９１１１５号公報 特開２００６−６４１７９号公報

ここで、自動車用推進軸の回転運動の荷重（トルク）は比較的大きいが、衝突による自動車用推進軸の短縮に要求される荷重は比較的小さい。
このため、特許文献１の技術のように、接着剤の強度が自動車用推進軸の回転運動の荷重（トルク）に耐えられるように設定されると、衝突による荷重が比較的小さい場合に接着剤が破断せずに自動車用推進軸の短縮が図れないというおそれがある。

また、特許文献２の技術によれば、外管の材質がアルミニウム合金に限定されており、外管に接合される対象の材質も限定されるという不利益がある。

さらに、特許文献３の技術によれば、停止部材を用いて位置ずれしないように、外管と内管との間に弾性体を圧着させる必要があり、組み立て作業が煩わしかった。
また、特許文献３の技術によれば、弾性体の劣化により圧着力が弱まり、弾性体が管体を保持できずに摺動するおそれがある。

本発明は、このような課題を解決するために創作されたものであり、比較的小さい荷重であっても短縮することができ、外管及び内管がアルミ材に限定されず、組み立ての作業性が良く、弾性体が劣化しても確実に回転運動を伝達できる自動車用推進軸を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る自動車用推進軸は、外管と、一端が前記外管の内側に収容される内管と、前記外管と内管との間に介在する弾性体とを備え、衝突により短縮する自動車用推進軸であって、前記弾性体は、前記外管の内周面に固着される環状の外側弾性体と、前記内管の外周面に固着されるとともに、前記外側弾性体内に嵌合される環状の内側弾性体と、を有し、前記外側弾性体の内周面には、径方向内側に突出する複数の第１突出部が形成され、前記内側弾性体の外周面には、径方向外側に突出する複数の第２突出部が形成され、前記嵌合により、前記第１突出部と前記第２突出部とが周方向に交互に並ぶとともに、前記第１突出部と前記第２突出部とが径方向又は／及び周方向に押し潰された状態となっていることを特徴とする。

前記発明に係る自動車用推進軸によれば、外側弾性体は外管に固着され、内側弾性体は内管に固着されている。また、外側弾性体が回転すると、外側弾性体の第１突出部が周方向に移動して第２突出部を周方向に押圧し、内側弾性体が回転するようになっている。
以上から、自動車用推進軸の回転運動時に、外管、外側弾性体、内側弾性体、内管のそれぞれが互いに摺動することが抑制されており、回転運動のトルクが損なわれることなく確実に伝達される。
また、上記する構成は、従来技術で説明したような弾性体の圧着により摺動を抑制するといった構成にはなっていないため、弾性体が劣化したとしても、回転運動のトルクが損なわれるおそれがない。

一方で、前後方向の荷重が外管に作用した場合に、外側弾性体の第１突出部が内側弾性体の第２突出部によりガイドされながら外管がスライドし、自動車用推進軸が短縮する。
また、第１突出部と第２突出部とが径方向又は／及び周方向に押し潰された状態となっているため、第１突出部と第２突出部との弾性力により外側弾性体１１と内側弾性体１２とが圧着している。このため、外側弾性体に対して内側弾性体が径方向又は／及び周方向にガタつくことが防止されている。
さらに、上記する構成によれば、第１突出部と第２突出部とが径方向又は／及び周方向の押し潰し量を調整することで外側弾性体と内側弾性体との圧着力を調整し、外管又は内管がスライドする場合の荷重を設定することができる。
このため、押し潰し量を調整し、衝突時の比較的弱い荷重で外管又は内管がスライドできるように設定するとともに、組み立て時に作用する荷重や自動車走行時に作用する荷重などの極めて弱い荷重では、外管又は内管がスライドしないように設定することができる。

また、前記発明によれば、外管及び内管はアルミ材に限定されないため、接合される対象の材質も限定されるという不利益を回避できる。
さらに、外側弾性体と内側弾性体とのそれぞれは外管、内管に固着されているため、外側弾性体内に内側弾性体を挿入して嵌合させる際に、外側弾性体と内側弾性体とが位置ずれすることなく、組み立てることができ、組立作業の容易化を図ることができる。

また、前記内側弾性体の端部に、径方向外側に延在して前記外側弾性体の端面及び前記外管の端面に当接する当接部が設けられていることが好ましい。

前記構成によれば、衝突により外管が当接部を破断することで外管内に内管が進入し、自動車用推進軸が短縮するようになる。
このため、当接部の厚みを厚く又は薄くするなど、当接部の形状を変更することで、外管が当接部を破断する場合の破断荷重を変更することができ、自動車用推進軸が短縮する場合の荷重を容易に設定することができる。
また、当接部を備えていない場合、自動車用推進軸が短縮する場合の荷重は、第１突出部及び第２突出部の圧縮量と嵌合長さと摩擦力により変動するおそれがある。しかしながら、当接部を設けることで自動車用推進軸が短縮する場合の荷重を任意に設定することができ、かつ、安定させることができる。
また、組み立て時において、外側弾性体内に内側弾性体を挿入した場合、当接部が外側弾性体の端面及び外管の端面に当接するため、位置決めが容易となる。
また、当接部が外側弾性体と内側弾性体との境目を覆うため、外側弾性体と内側弾性体との間に泥水が浸入することを防止できる。
さらに、内側弾性体に当接部を設けたとしても、組み立てで要求される作業がなく、組み立ての作業性が良い。

また、前記外側弾性体の端部に、径方向内側に延在して前記内側弾性体の端面及び前記内管の端面に当接する当接部が設けられていることが好ましい。

前記構成によれば、衝突により内管が当接部を破断することで外管内に内管が進入し、自動車用推進軸が短縮するようになる。
このため、当接部の厚みを厚く又は薄くするなど、当接部の形状を変更することで、外管が当接部を破断する場合の破断荷重を変更することができ、自動車用推進軸が短縮する場合の荷重を容易に設定することができる。
また、当接部を備えていない場合、自動車用推進軸が短縮する場合の荷重は、第１突出部及び第２突出部の圧縮量と嵌合長さと摩擦力により変動するおそれがある。しかしながら、当接部を設けることで自動車用推進軸が短縮する場合の荷重を任意に設定することができ、かつ、安定させることができる。
また、組み立て時において、外側弾性体内に内側弾性体を挿入した場合、当接部が内側弾性体の端面及び内管の端面に当接するため、位置決めが容易となる。
ため、位置決めが容易となる。
さらに、外側弾性体に当接部を設けたとしても、組み立てで要求される作業がなく、組み立ての作業性が良い。

第１実施形態に係る推進軸及び軸受構造体を示す全体構成図である。 図１の枠線Ａで囲まれた範囲を拡大した拡大図である。 図２のＢ−Ｂ線断面図である。 外管が前方からの荷重を受けた場合を示す断面図である。 第１変形例に係る第一推進軸の断面を示す拡大断面図である。 第２変形例に係る第一推進軸の断面を示す拡大断面図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、自動車用推進軸１は、フロアパネル（不図示）の下面に固定された軸受構造体２により回転自在に支持され、フロアパネルの下方で車両前部から車両後部に亘って延在する軸部材である。
また、自動車用推進軸１の前部側が車体前部に搭載された変速装置（不図示）に連結され、自動車用推進軸１の後部側が車両後部の終減速装置（不図示）に連結されている。そして、変速装置の動力で自動車用推進軸１が回転し、変速装置からの動力を終減速装置に伝達する役割を果たしている。

自動車用推進軸１は、前方寄りに設けられて第１ジョイント５を介して変速装置側の出力軸に連結する第一推進軸３と、後方寄りに設けられて第２ジョイント７を介して終減速装置側の入力軸に連結する第二推進軸４と、第一推進軸３と第二推進軸４とを連結する等速ジョイント６と、を備えている。

第一推進軸３は、第一推進軸３の前方寄りに設けられる円筒形の外管８と、外管８よりも小径であって外管８の後端部の内側から後方に延びる円筒形の内管９と、外管８と内管９との間に介在して外管８と内管９とを連結する環状の弾性体１０と、を備えている。
実施形態に係る外管８及び内管９の材質は、鋼であるが、本発明では外管８と内管９の材質について特に限定されない。

図２、図３に示すように、弾性体１０は、弾性変形可能なゴムであり、環状の外側弾性体１１と、外側弾性体１１の内側に配置された環状の内側弾性体１２と、を備えている。
外側弾性体１１は、外径が外管８の内径と同一に形成された円筒形の部材である。
また、加硫接着（溶着）により、外側弾性体１１の外周面が外管８の内周面に固着されており、外管８が回転した場合、外側弾性体１１が摺動することなく、外管８と共に回転するようになっている。
内側弾性体１２は、内径が内管９の外径と同一に形成された円筒形の部材である。
また、加硫接着（溶着）により、内側弾性体１２の内周面が内管９の外周面に固着されており、内側弾性体１２が回転した場合、内管９が摺動することなく、内側弾性体１２と共に回転するようになっている。
そして、外側弾性体１１の内側に内側弾性体１２が嵌合され、外側弾性体１１に固着された外管８と内側弾性体１２に固着された内管９とを連結している。
なお、本実施形態では、外側弾性体１１、内側弾性体１２は、加硫接着（溶着）により外管８、内管９に固着されている。

図３に示すように、外側弾性体１１の内周面に、径方向内側に突出する第１突出部１３が周方向に等間隔で６つ形成されている。
一方、内側弾性体１２の内周面にも、径方向外側に突出する第２突出部１４が周方向に等間隔で６つ形成されている。
そして、第１突出部１３と第２突出部１４とが周方向にずれて設けられ、第１突出部１３と第２突出部１４とが周方向に交互に並んでおり、第１突出部１３と第２突出部１４とが係合している。
このため、外管８が回転すると、第１突出部１３が周方向へ移動して第２突出部１４を押圧する。そして、第２突出部１４も周方向に移動して内管９が回転し、外管８の回転運動が内管９に伝達される。
また、外管８が前方から荷重を受けた場合には、図４の矢印Ｃに示すように、外側弾性体１１の第１突出部１３が内側弾性体１２の第２突出部１４にガイドされながら、外管８と外側弾性体１１とが後方にスライドし、第一推進軸３が短縮する。そして、外管８と外側弾性体１１とがさらに後方にスライドした場合に、外側弾性体１１と内側弾性体１２との嵌合状態が解除される。
なお、本実施形態では、第１突出部１３と第２突出部１４とが６個ずつ形成されているが、本発明はこれに限定されるものでなく、適宜変更してもよいものである。

また、第１突出部１３と第２突出部１４とが径方向と周方向とに押し潰されて弾性変形した状態で、外側弾性体１１の内側に内側弾性体１２が嵌合されている。
このため、第１突出部１３と第２突出部１４との弾性力が作用して外側弾性体１１と内側弾性体１２とが圧着している。この結果、外側弾性体１１に対して内側弾性体１２が径方向と周方向にガタつくことが防止されるとともに、外側弾性体１１が後方へスライドし難くなっている。

そして、本実施形態では、第１突出部１３と第２突出部１４とにおける径方向及び周方向の押し潰し量が調節されて、外側弾性体１１に対する内側弾性体１２の圧着力が適切なものに設定されている。
ここで、適切な圧着力とは、外管８又は内管９に作用する前後方向に荷重が、例えば自動車の前方からの衝突など比較的弱い荷重を受けた場合に外管８が後方へスライドできる一方で、組み立て時に作用する荷重や自動車走行時に作用する荷重などの極めて弱い荷重の場合には、外管８が後方に又は内管９が前方にスライドしない程度のものをいう。

つぎに、自動車用推進軸１における第一推進軸３の組み立て方法について説明する。
最初に、外管８の後端部の内周面に外側弾性体１１を溶着させるとともに、内管９の先端部の外周面に内側弾性体１２を溶着させる。
つぎに、内側弾性体１２の外周面を押し潰しながら外側弾性体１１内に挿入し、外側弾性体１１内に内側弾性体１２を嵌合させる。
ここで、内側弾性体１２を外側弾性体１１内に挿入する際に、第２突出部１４が摺動する外側弾性体１１には、前方に向かう荷重が作用する一方で、第１突出部１３が摺動する
内側弾性体１２には、後方に向かう荷重が作用するが、外側弾性体１１と内側弾性体１２とのそれぞれは、外管８、内管９に固着されているため、前後方向に位置ずれするおそれがない。このため、外側弾性体１１と内側弾性体１２とが位置ずれしないようにするための治具が不要となっている。

以上、実施形態に係る自動車用推進軸１によれば、外管８と外側弾性体１１とが固着され、内管９と内側弾性体１２も固着されている。そして、外側弾性体１１が回転すると、第１突出部１３が周方向に移動して第２突出部１４を周方向に押圧し、内側弾性体１２が回転するようになっている
このため、自動車用推進軸１の回転運動時に、外管８、外側弾性体１１、内側弾性体１２、内管９のそれぞれが互いに摺動することが抑制されており、回転運動のトルクが損なわれることなく確実に伝達することができる。
また、上記する実施形態に係る自動車用推進軸１は、従来技術で説明したような弾性体の圧着により摺動を抑制するといった構成にはなっていないため、外側弾性体１１及び内側弾性体１２が劣化したとしても、回転運動のトルクが損なわれるおそれがない。

また、上記する実施形態に係る自動車用推進軸１によれば、前方からの衝突による荷重が小さい場合であっても、外管８が後方にスライドするようになっている。このため、エンジン及び変速装置が後方に移動し、自動車の前部で衝突エネルギーを吸収することができる。
さらに、上記する実施形態に係る自動車用推進軸１によれば、外側弾性体１１の第１突出部１３と内側弾性体１２の第２突出部１４との径方向又は／及び周方向の押し潰し量で調整すること、外管８が後方へスライドする場合の荷重を設定することができる。

また、上記する実施形態に係る自動車用推進軸１によれば、治具を用いることなく組みたてることができ、組立作業の容易化を図ることができる。
また、上記する実施形態に係る自動車用推進軸１によれば、外管８及び内管９の材質が限定されない。このため、従来技術の説明で挙げた技術のように、外管８及び内管９に接合される対象がアルミニウム合金よりなる部材に限定されるという不利益を回避できる。

以上、実施形態に係る自動車用推進軸１について説明したが、本発明は実施形態で説明した例に限定されるものでなく、適宜変更してもよいものである。
例えば、図５に示すように、内側弾性体１２の後端部に、径方向外側に延在して外側弾性体１１の端面と外管８の端面に当接する当接部１５を設けてもよい。
これによれば、当接部１５の厚み等を調整することで、外管８が当接部１５を破断して後方に移動する場合の荷重（破断荷重）を設定することができ、自動車用推進軸１が短縮する場合の荷重の設定が容易となる。
また、実施形態の自動車用推進軸１では、外管８が後方へ移動する場合の荷重が、第１突出部１３及び第２突出部１４の圧縮量と嵌合長さと摩擦力により変動するおそれがあるところ、変形例のように当接部１５を設けることで、その荷重を任意に設定でき、かつ、安定させることができる。
また、自動車用推進軸１を組み立てるために、外側弾性体１１に内側弾性体１２を挿入した場合、当接部１５が外側弾性体１１の後端面及び外管８の後端面に当接するため、位置決めが容易となる。
また、当接部１５が外側弾性体１１と内側弾性体１２との境目を覆うため、外側弾性体１１と内側弾性体１２との間に泥水が浸入することが抑制される。
さらに、内側弾性体１２が当接部１５を備えたとしても、自動車用推進軸１の組み立てで要求される作業がないため、組み立ての作業性も良い。

なお、内管９が外管８よりも前側に配置されている場合には、内側弾性体１２の前端部に、径方向外側に延在して外側弾性体１１の前端面と外管８の前端面に当接する当接部１５を設けてもよい。
当該構成によっても、内管９が後方へ移動する場合の荷重を容易かつ任意に設定することができ、自動車用推進軸１が短縮する場合の荷重が安定する。また、位置決めの容易化を図ることがでるとともに、シール効果が得られ、組み立ての作業性も良い。

また、内側弾性体１２の後端部又は前端部に当接部１５が設けられた第１変形例を説明したが、本発明は、図６に示すように、外側弾性体１１の前端部に、径方向内側に延在して内側弾性体１２の端面と内管９の端面に当接する当接部１６を設けてもよい。
当該構成によっても、外管８が後方へ移動する場合の荷重を容易かつ任意に設定することができ、自動車用推進軸１が短縮する場合の荷重が安定する。また、位置決めの容易化を図ることがでるとともに、外側弾性体１１が当接部１６を備えたとしても、組み立てで要求される作業がないため、組み立ての作業性も良い。
なお、内管９が外管８よりも前側に配置されている場合には、外側弾性体１１の後端部に、径方向内側に延在して内側弾性体１２の端面と内管９の端面に当接する当接部１６を設けてもよい。

１ 自動車用推進軸
３ 第一推進軸
４ 第二推進軸
８ 外管
９ 内管
１０ 弾性体
１１ 外側弾性体
１２ 内側弾性体
１３ 第１突出部
１４ 第２突出部
１５、１６ 当接部

Claims (3)

1. 外管と、一端が前記外管の内側に収容される内管と、前記外管と内管との間に介在する弾性体とを備え、衝突により短縮する自動車用推進軸であって、
   前記弾性体は、
   前記外管の内周面に固着される環状の外側弾性体と、
   前記内管の外周面に固着されるとともに、前記外側弾性体内に嵌合される環状の内側弾性体と、
   を有し、
   前記外側弾性体の内周面には、径方向内側に突出する複数の第１突出部が形成され、
   前記内側弾性体の外周面には、径方向外側に突出する複数の第２突出部が形成され、
   前記嵌合により、前記第１突出部と前記第２突出部とが周方向に交互に並ぶとともに、前記第１突出部と前記第２突出部とが径方向又は／及び周方向に押し潰された状態となっていることを特徴とする自動車用推進軸。
2. 前記内側弾性体の端部に、径方向外側に延在して前記外側弾性体の端面及び前記外管の端面に当接する当接部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用推進軸。
3. 前記外側弾性体の端部に、径方向内側に延在して前記内側弾性体の端面及び前記内管の端面に当接する当接部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の自動車用推進軸。

Images