JP2018112290A - 動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転外径及び重量の増加を防止又は抑制でき、アウターレースの変形に伴う異音や振動の発生を防止又は抑制できる動力伝達装置を提供する。
【解決手段】第１シャフト２と第２シャフト３とを直列に接続する等速ジョイント４を有し、等速ジョイント４が、第１シャフト２に摩擦溶接にて結合された筒状の外側ジョイント部９と、外側ジョイント部９内に軸方向スライド自在に、かつ、周方向の移動を規制されて設けられ第２シャフト３に結合される内側ジョイント部１０と、外側ジョイント部９と第２シャフト３との間を塞ぐブーツ１１と、内側ジョイント部１０より第１シャフト２側の外側ジョイント部９内を塞ぐシールプレート１２とを備えた動力伝達装置１であって、内側ジョイント部１０は第１シャフト２と外側ジョイント部９とを結合する結合部１６内を挿通可能な大きさに形成され、シールプレート１２は、破断可能な樹脂で形成されたものである。
【選択図】図１

Description

本発明は第１シャフトと第２シャフトを等速ジョイントで接続してなる動力伝達装置に関する。

動力伝達装置としては、例えば、特許文献１記載のものが知られている。

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る。また、前記プロペラシャフトは、トランスミッションに連結される第１シャフトに中間軸受を介してスタブシャフトを連結し、該スタブシャフトに等速ジョイントを介して管軸部を連結して構成される。

管軸部は、前記等速ジョイントのアウターレースに摩擦溶接にて結合される。また、管軸部とアウターレースの結合部は、アウターレースの中央部より拡径されている。これにより、車両衝突時等、エンジンやトランスミッションが後退動したとき、等速ジョイントのインナーレース、ボール及びケージなどがカール状の結合部内を通過して前記管軸部の内部に入り込むのを許容し、衝撃を吸収することができる。さらに結合部は、アウターレース内に設けられた潤滑グリース保持用のシールプレートより大径に形成されており、インナーレース等から押されたシールプレートを通過させるようになっている。

特開２００３−１４６０９８号公報

しかしながら、結合部を大径に形成するため、アウターレースの外径及び重量の増加が避けられないという課題があった。

また、シールプレートは一般にスチール製であるため、アウターレース内に圧入するときの高い荷重負荷によりアウターレースが変形し、ボールがアウターレースの溝に沿って転がるとき異音や振動が発生する可能性があった。

そこで本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、アウターレースの外径及び重量の増加を防止又は抑制でき、アウターレースの変形に伴う異音や振動の発生を防止又は抑制できる動力伝達装置を提供することにある。

本発明の一の態様によれば、第１シャフトと第２シャフトとを直列に接続する等速ジョイントを有し、前記等速ジョイントが、前記第１シャフトに摩擦溶接にて結合された筒状の外側ジョイント部と、前記外側ジョイント部内に軸方向スライド自在に、かつ、周方向の移動を規制されて設けられ前記第２シャフトに結合される内側ジョイント部と、前記外側ジョイント部と前記第２シャフトとの間を塞ぐブーツと、前記内側ジョイント部より第１シャフト側の外側ジョイント部内を塞ぐシールプレートとを備えた動力伝達装置であって、前記内側ジョイント部は前記第１シャフトと前記外側ジョイント部とを結合するカール状の結合部内を挿通可能な大きさに形成され、前記シールプレートは、破断可能な樹脂で形成されたことを特徴とする動力伝達装置が提供される。

好ましくは、前記シールプレートは、有底筒体状に形成される蓋本体を有する。

好ましくは、前記外側ジョイント部の内周面には、周方向に延びる取付溝が形成され、前記シールプレートは、前記蓋本体の開放端側外周に形成され前記取付溝に嵌合される爪部を有する。

好ましくは、前記蓋本体の外径は前記結合部の内径より大きく形成される。

好ましくは、前記取付溝及び前記爪部は、前記蓋本体が前記内側ジョイント部から軸方向に押されたとき外れるように形成される。

本発明によれば、アウターレースの外径及び重量の増加を防止又は抑制でき、アウターレースの変形に伴う異音や振動の発生を防止又は抑制できる。

本発明の一実施の形態に係る動力伝達装置の断面図である。 図１の要部拡大図である。 インナーレース等が後方に押し込まれた状態の動力伝達装置の断面図である。 インナーレース等が更に後方に押し込まれてシールプレートが破断した状態の動力伝達装置の断面図である。 図４の要部拡大図である。 インナーレース等が更に後方に押し込まれて結合部に挿通された状態の動力伝達装置の断面図である。 他の実施の形態を示す動力伝達装置の要部拡大断面図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。なお、後述する実施の形態における前後方向は、車両の前後方向をいうものとする。

図１は本発明の第１実施形態に係る動力伝達装置の断面図であり、図２は図１の要部拡大図である。

図１及び図２に示すように、動力伝達装置１は、第１シャフト２と、第１シャフト２より前方に配置される第２シャフト３と、これら第１シャフト２及び第２シャフト３を直列に接続する等速ジョイント４とを備える。

第１シャフト２は車両のプロペラシャフトを構成する管軸部からなる。第１シャフト２は、筒状に形成され、図示しないファイナルギアに接続される。

第２シャフト３は車両のプロペラシャフトを構成するスタブ軸をなすものである。第２シャフト３は中実に形成されると共に第１シャフト２の内径より小径に形成される。第２シャフト３は、図示しないトランスミッションから延びる出力軸にシャフトやユニバーサルジョイント等を介して同軸に結合される。第２シャフト３は、先端部外周（後端部外周）に後述するインナーレース１８を取り付けるためのスプライン５ａを有すると共に、先端に軸方向に対して直角な先端面６を有する。また、スプライン５ａの先端側には、スナップリング７を取り付けるための溝８が周方向に延びて形成されている。スナップリング７は、インナーレース１８の抜け止めとして機能する。

等速ジョイント４は、第１シャフト２に直列に結合される筒状の外側ジョイント部９と、外側ジョイント部９内に軸方向スライド自在に、かつ、周方向の移動を規制されて設けられ第２シャフト３に結合される内側ジョイント部１０と、外側ジョイント部９と第２シャフト３との間を塞ぐブーツ１１と、内側ジョイント部１０より第１シャフト２側の外側ジョイント部９内を塞ぐシールプレート１２とを備える。

外側ジョイント部９は、アウターレースをなすものである。外側ジョイント部９は、軸方向の中央に形成され内側ジョイント部１０と係合される中央筒部１３と、中央筒部１３の一端側（後端側）に形成され第１シャフト２と結合される第１シャフト側筒部１４と、中央筒部１３の他端側（前端側）に形成され第２シャフト３を挿入させる第２シャフト側筒部１５とを備える。

中央筒部１３は肉厚に形成されると共に、内周に軸方向に延びる係合溝１３ａを有する。係合溝１３ａは周方向に複数形成され、それぞれ後述する内側ジョイント部１０のボール１９と軸方向移動自在かつ周方向移動不能に係合される。

第１シャフト側筒部１４は、内径及び外径が第１シャフト２と同じとなるように形成される。具体的には、第１シャフト側筒部１４は中央筒部１３より外径を小さく形成されると共に内径を大きく形成されている。これにより第１シャフト側筒部１４は薄肉かつ軽量に形成される。また、第１シャフト側筒部１４と第１シャフト２とは互いに端面を突き合わせて摩擦溶接にて結合される。これにより、等速ジョイント４を構成する各部材への熱的影響を極めて小さく抑えることができ、プロペラシャフトが回転したときの振れ精度を高めることができる。また、第１シャフト側筒部１４と第１シャフト２とを摩擦溶接することで形成される結合部１６は、径方向内方に突起してカールすると共に径方向外方に突起してカールする形状に形成される。また、第１シャフト側筒部１４の基端（前端）内周には、後述するようにシールプレート１２を取り付けるための取付溝１７が形成される。取付溝１７は周方向に延びると共に環状に形成される。また、取付溝１７は、内周の開口が若干後方に拡がるように形成されており、後述するシールプレート１２が後方への強い力を受けたとき取付溝１７から外れるのを許容するようになっている。

第２シャフト側筒部１５は、ブーツ１１を中央筒部１３から軸方向に離間させて保持するためのものであり、第１シャフト側筒部１４より薄肉かつ軽量に形成される。第２シャフト側筒部１５の先端（前端）にはブーツ１１が取り付けられる。

内側ジョイント部１０は、第２シャフト３の先端部（後端部）の周りに取り付けられる筒状のインナーレース１８と、インナーレース１８の外周に周方向に離間して複数配置される鋼製のボール１９と、インナーレース１８に設けられボール１９を回転可能に保持するケージ２０とを備える。インナーレース１８は内周にスプライン５ｂを有し、第２シャフト３に形成されたスプライン５ａと嵌合される。ケージ２０は、外周面にボール１９を露出させるための窓穴２１を有し、ボール１９の一部を径方向外方に突出させる。すなわち、内側ジョイント部１０の半径方向の最大寸法Ｄ１／２はインナーレース１８の中心からボール１９の突出端までの寸法となる。また、ケージ２０は、第２シャフト３の先端（後端）より前方に配置される。

ブーツ１１は、ゴム等の弾性材料からなる。ブーツ１１は、第２シャフト側筒部１５と第２シャフト３との間を塞ぐリング状に形成されると共に第２シャフト側筒部１５及び第２シャフト３間の中間部を後方に撓ませる形状に形成される。ブーツ１１及びシールプレート１２間の外側ジョイント部９内には、グリス等からなる潤滑材が収容される。

シールプレート１２は、例えばナイロン等の破断可能な樹脂で一体に形成される。シールプレート１２は、有底筒体状に形成される蓋本体２２と、蓋本体２２の開放端側外周に形成され取付溝１７に嵌合される爪部２３とを備える。

蓋本体２２は、筒状に形成されるガイド筒部２２ａと、ガイド筒部２２ａの後端を塞ぐ蓋板部２２ｂとを備える。

ガイド筒部２２ａは、外径Ｄ２を結合部１６の内径Ｄ３より大きく形成されると共に、内径Ｄ４を内側ジョイント部１０の半径方向の最大寸法Ｄ１／２を半径とする円の直径Ｄ１より小さく形成されている（Ｄ４＜Ｄ１＜Ｄ３＜Ｄ２）。これにより、シールプレート１２は、内側ジョイント部１０に押されて後方に移動したとき結合部１６に当たるようになっている。

また、蓋板部２２ｂの外周隅部は、断面円弧状に丸められており、結合部１６と当たったとき結合部１６と全周に亘って均等に当接され、結合部１６と同軸の姿勢で結合部１６に保持されるようになっている。

爪部２３はガイド筒部２２ａから径方向外方に突起される。爪部２３は、ガイド筒部２２ａの全周に亘って環状に形成されており、径方向内側が前方に突起する傾斜面２３ａを有すると共に、軸方向に対して垂直な後端面２３ｂを有する。なお、爪部は、周方向に複数、一定の間隔を隔てて形成されるものであってもよい。この場合、取付溝も爪部の配置に合わせて周方向に複数間隔を隔てて形成されるものであってもよい。

次に本実施の形態の作用を述べる。

車両が正面衝突するなどして図示しないエンジン及びミッションが後方に押されると、図３に示すように、第２シャフト３及び内側ジョイント部１０も後方に押され、移動される。これにより、ブーツ１１は容易に引き延ばされて破断され、第２シャフト３の移動を許容する。そして、第２シャフト３の先端面６がシールプレート１２の蓋板部２２ｂに当接してシールプレート１２を後方に押す。

蓋板部２２ｂの径方向の中央を押されたシールプレート１２は、爪部２３を径方向内方に移動させるように撓み、爪部２３が取付溝１７から外れる。これにより、シールプレート１２が第２シャフト３に押されて後方に移動する。このとき、内側ジョイント部１０のボール１９と第１シャフト側筒部１４との間にガイド筒部２２ａが介在されるため、ガイド筒部２２ａのガイド機能により、内側ジョイント部１０は第１シャフト側筒部１４の中心軸に沿って移動される。この後、蓋板部２２ｂの外周隅部がカール状の結合部１６に当接すると、蓋板部２２ｂの外周隅部は全周に亘って均等にカール状の結合部１６に当接され、結合部１６に保持される。

この後、図４及び図５に示すように、シールプレート１２が第２シャフト３によって更に後方に押されると、シールプレート１２は例えば図示例のように蓋板部２２ｂの外周端部の位置においてせん断破断される。このとき内側ジョイント部１０はガイド筒部２２ａによって径方向の移動を規制されているため、安定して蓋板部２２ｂの中心部を押し続け、蓋板部２２ｂを破断させる。

この後、図５及び図６に示すように内側ジョイント部１０は結合部１６の内周側を通過し、エンジン及びトランスミッションからの衝撃を良好に吸収することができる。

このように、内側ジョイント部１０は第１シャフト２と外側ジョイント部９とを結合するカール状の結合部１６内を挿通可能な大きさに形成され、シールプレート１２は、破断可能な樹脂で形成されるものとしたため、結合部１６の内径Ｄ３をガイド筒部２２ａの外径Ｄ２より大きくすることなく車両衝突時における等速ジョイント４の十分な緩衝効果を得ることができ、結合部１６の内径Ｄ３をガイド筒部２２ａの外径より大きくした場合のように外側ジョイント部９の外径や重量が増えるのを防止又は抑制できる。また、仮にシールプレート１２をスチール製にした場合にシールプレート１２からの高い荷重負荷によって外側ジョイント部９が変形するのを防止又は抑制でき、外側ジョイント部９の変形による異音の発生や振動の発生も防止又は抑制できる。

また、シールプレート１２は、有底筒体状に形成される蓋本体２２を有するため、後方に押されたとき姿勢を維持しつつ移動することができると共に、破断後の破片（ガイド筒部２２ａ）により内側ジョイント部１０をガイドすることができる。

また、シールプレート１２は、蓋本体２２の開放端側外周に形成され取付溝１７に嵌合される爪部２３を有するため、簡単な構造で外側ジョイント部９に取り付けることができる。

蓋本体２２の外径Ｄ２は結合部１６の内径Ｄ３より大きく形成されるため、結合部１６に蓋本体２２を確実に当てることができ、蓋本体２２を安定してせん断破断させることができる。

なお、爪部２３の前方又は後方の取付溝１７内には、Ｏリング等のシールが設けられてもよい。

また、シールプレート１２は、外側ジョイント部９の取付溝１７に嵌合される爪部２３を有するものとしたが、これに限るものではない。例えばシールプレートは爪部２３を有さず、外側ジョイント部９に接着されるものであってもよく、外側ジョイント部９にカシメられるものであってもよく、外側ジョイント部９の内周に径方向内方に突起して設けられた爪（図示せず）に係止されるものであってもよく、外側ジョイント部９にネジ等で締結されるものであってもよい。

また、シールプレートはナイロン以外の樹脂で形成されるものであってもよい。そして、シールプレートを硬質の樹脂で形成し、取付溝１７から外れる前に破損するものとしてもよい。

また、図７に示すように、シールプレート３０は、板状に形成されるものであってもよく、第２シャフト３の先端部と嵌合される嵌合部３１を有するものであってもよい。

また、等速ジョイントは、トリポード型であってもよい。

また、第２シャフト３が後方に移動したとき、その先端面６がシールプレート１２に当接されるものとしたが、第２シャフト３の後方にケージ２０等を位置させ、ケージ２０等がシールプレート１２に当接されるものとしてもよい。

また、第２シャフト３はトランスミッション側に接続され、第１シャフト２はファイナルギアに接続されるものとしたが、第２シャフト３がファイナルギアに接続され、第１シャフト２がトランスミッション側に接続されるものとしてもよい。

またさらに、上述の衝撃吸収構造は、プロペラシャフト以外の動力伝達装置に適用することも可能である。

前述の各実施例は、特に矛盾が無い限り、部分的にまたは全体的に組み合わせることが可能である。本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。

１ 動力伝達装置
２ 第１シャフト
３ 第２シャフト
４ 等速ジョイント
９ 外側ジョイント部
１０ 内側ジョイント部
１１ ブーツ
１２ シールプレート
１６ 結合部

Claims (5)

1. 第１シャフトと第２シャフトとを直列に接続する等速ジョイントを有し、
   前記等速ジョイントが、前記第１シャフトに摩擦溶接にて結合された筒状の外側ジョイント部と、前記外側ジョイント部内に軸方向スライド自在に、かつ、周方向の移動を規制されて設けられ前記第２シャフトに結合される内側ジョイント部と、前記外側ジョイント部と前記第２シャフトとの間を塞ぐブーツと、前記内側ジョイント部より第１シャフト側の外側ジョイント部内を塞ぐシールプレートとを備えた動力伝達装置であって、
   前記内側ジョイント部は前記第１シャフトと前記外側ジョイント部とを結合するカール状の結合部内を挿通可能な大きさに形成され、
   前記シールプレートは、破断可能な樹脂で形成されたことを特徴とする動力伝達装置。
2. 前記シールプレートは、有底筒体状に形成される蓋本体を有することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
3. 前記外側ジョイント部の内周面には、周方向に延びる取付溝が形成され、
   前記シールプレートは、前記蓋本体の開放端側外周に形成され前記取付溝に嵌合される爪部を有することを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置。
4. 前記蓋本体の外径は前記結合部の内径より大きく形成されたことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の動力伝達装置。
5. 前記取付溝及び前記爪部は、前記蓋本体が前記内側ジョイント部から軸方向に押されたとき外れるように形成されたことを特徴とする請求項３に記載の動力伝達装置。

Images