JP2001330056A - 動力伝達軸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 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。 【解決手段】 内輪部材１６と外輪部材１７との間に動
力伝達を司る複数のボール１３を備えた自在接手４を設
ける。前記自在接手４の内輪部材１６を第１軸（軸部
材）２にスプライン結合する。前記内輪部材１６を、こ
の内輪部材１６の軸方向に所定の力が作用したとき切断
可能な可断ピン２２によって軸方向に位置決めした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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１
３と、これら複数のボール１３が転動可能なボール溝１
４，１５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２
２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１
７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１
６の軸方向に所定の力が作用した場合には、可断ピン２
２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１
６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１
６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３
６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

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。