JP2005090607A - プロペラシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】 プロペラシャフトに設けた自在継手用ブーツの異常拡縮、破損を回避可能にするとともに、ブーツの内部への水等の浸入を防止すること。
【解決手段】 自在継手２０の接続空間３０を密封するブーツ３２を有してなるプロペラシャフト１０において、分割シャフト１２の上記接続空間３０に連通する内部空間４０を外界に対して開閉するバルブ５０を該分割シャフト１２の他端側に設け、バルブ５０は接続空間３０及び内部空間４０の正圧と負圧のそれぞれにより開くように構成されてなるもの。
【選択図】 図２

Description

本発明はプロペラシャフトに関する。

従来の車両において、エンジンの出力を後輪に伝達するプロペラシャフトは軸方向に分割され、分割された前後の軸を自在継手で連結している。そして、自在継手のアウタとインナの接続空間へのダスト、泥水等の浸入を防止するためのブーツを用い、ブーツの一端部をインナに嵌着し、他端部をアウタに嵌着して取付けることとしている。

特許文献１では、自在継手の連結部の摩擦発熱による温度変化に基づくブーツの内圧変化、自在継手の摺動、屈曲に伴うブーツの内圧変化に対し、ブーツの異常拡縮、破損等を回避するため、ブーツのインナへの嵌合部にブーツの内外を連通させる溝状の内圧調整用連通路を設けている。
特開平8-28704

特許文献１の従来技術では、ブーツのインナへの嵌合部で、連通路が開口している端面が外界に広く露出しており、車両の走行中の雨水、路面からの跳ね水、高圧洗車に伴なってかかる水等が上記連通路からブーツの内圧が負圧時に内部に直接的に浸入し易い。ブーツの内部に浸入する水が多い場合には、自在継手の油脂潤滑機能を低下させたり、錆発生等により継手機能を損なうおそれもある。

本発明の課題は、プロペラシャフトに設けた自在継手用ブーツの異常拡縮、破損を回避可能にするとともに、ブーツの内部への水等の浸入を防止することにある。

請求項１の発明は、複数の分割シャフトを自在継手により連結し、一方の分割シャフトの一端に自在継手のアウタを設け、他方の分割シャフトの一端に自在継手のインナを設け、自在継手の接続空間を密封するブーツの一端部をアウタに嵌着し、該ブーツの他端部をインナに嵌着してなるプロペラシャフトにおいて、一方の分割シャフトの上記接続空間に連通する内部空間を外界に対して開閉するバルブを該分割シャフトの他端側に設け、バルブは接続空間及び内部空間の正圧と負圧のそれぞれにより開くように構成されてなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記分割シャフトの内部空間とブーツの接続空間との間に隔壁が設けられ、該隔壁にそれらの空間を連通する連通孔を設けたものである。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において更に、前記バルブを分割シャフトの回転軸上に設けたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記バルブが弾性体の隔膜に、接続空間及び内部空間の正圧と負圧のそれぞれにより開くスリットを備えてなるようにしたものである。

（請求項１）
(a)ブーツ（接続空間）の内圧が常態より増大（正圧）すると、この内圧は分割シャフトの内部空間に及んでバルブを開き、外界に解放（正圧の解消）、ブーツの異常拡張、屈曲時の接触破損を回避する。内圧の解放後には、バルブが直ちに閉じ、ブーツの内部への水等の浸入を防止する。

(b)ブーツ（接続空間）の内圧が常態より低減（負圧）すると、この内圧は分割シャフトの内部空間に及んでバルブを開き、大気を吸入（負圧の解消）し、ブーツの異常収縮、破損を回避する。大気の吸入後には、バルブが直ちに閉じ、ブーツの内部への水等の浸入を防止する。

(c)上述(b)の大気の吸入過程で、外界の水等が大気とともにバルブの開口（開き状態のスリット）から分割シャフトの内部空間に浸入しても、この水等は分割シャフトの大きな内部空間の低所等に滞留してブーツの内部（接続空間）にまで浸入しない。尚、この水等は、水蒸気になって前述(a)の内圧解放時に外界に放出される。

（請求項２）
(d)分割シャフトの内部空間とブーツの接続空間との間に連通孔付きの隔壁が設けられるから、上述(c)で分割シャフトの内部空間に浸入した水等の該内部空間への滞留性を確実にし、ブーツの内部（接続空間）への浸入を確実に防止する。

（請求項３）
(e)バルブを分割シャフトの回転軸上に設けた。これにより、分割シャフトのあらゆる回転角度位置で、バルブの地上高が最高位を維持する。仮に、分割シャフトが水没したような場合に、バルブの開口（開き状態のスリット）から分割シャフトの内部空間への外水の浸入を可及的に防止する。

（請求項４）
(f)バルブが弾性体の隔膜にスリットを備えたことにより、正圧の作用時には隔膜を外界に向けて凸状弾性変形させることにてスリットを開き、負圧の作用時には隔膜を外界に向けて凹状弾性変形させることにてスリットを開き、ともにバルブは開く。正圧と負圧の解消後には、隔膜が自らの弾性復元力により瞬時に平坦状に復元し、スリットを閉じ、バルブは直ちに閉じる。

図１はプロペラシャフトを示す全体図、図２は図１の要部拡大図、図３は分割シャフトの一端側を示す断面図、図４は分割シャフトの他端側を示す断面図、図５はバルブを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。

自動車のプロペラシャフト１０は、図１に示す如く、前側分割シャフト１１と後側分割シャフト１２に分割された２本のシャフト部材からなり、両分割シャフト１１、１２を等速自在継手（スライダブルジョイント）２０により連結して構成される。前側分割シャフト１１の前端部は、自在継手１４を介して、エンジン側のトランスミッションの出力軸に接続される連結ヨーク１５に連結される。後側分割シャフト１２の後端部には、自在継手１６を介して、デファレンシャルギアに接続される連結ヨーク１７に連結される。尚、自在継手２０の後述するシャフトスタブ２２は、センタベアリング１８、ゴム状弾性部材１８Ａを介してセンタブラケット１９に支持される。

プロペラシャフト１０は、一方の分割シャフト１２の一端に自在継手２０のアウタ２１を接続し、他方の分割シャフト１１の一端に自在継手２０のシャフトスタブ２２を接続し、シャフトスタブ２２の先端部にインナ２３を備える。インナ２３に設けたトリポード２３Ｂに装填したローラ２４を、アウタ２１に設けた溝２１Ａに嵌入して構成される。

自在継手２０にあっては、図２、図３に示す如く、アウタ２１とインナ２３の接続空間（グリース充填室）３０を、金属薄板からなるブーツアダプタ３１とゴム状弾性体からなるブーツ３２を用いて密封し、ローラ２４の摺動性、耐摩耗性を向上するためのグリースをこの接続空間３０に封入する。

即ち、アウタ２１の外周に設けたＯリング等のシール部材３３のまわりに、ブーツアダプタ３１の基部３１Ａを密に挿着して加締め固定するとともに、ブーツ３２の一端部をブーツアダプタ３１の先端部３１Ｂに抱着する如くに密に嵌着し、ブーツ３２の他端部たる嵌合部３２Ａをインナ２３の外周嵌着部２３Ａに密に嵌着し、ブーツバンド３４で被着固定している。

しかるに、分割シャフト１２はパイプ材１２Ａからなり、パイプ材１２Ａの一端に自在継手２０のアウタ２１を摩擦圧接により前述の如くに接続し、図２、図４に示す如く、パイプ材１２Ａの他端に自在継手１６のクロスジョイントヨーク４１を摩擦圧接により接続する。パイプ材１２Ａはアウタ２１、クロスジョイントヨーク４１が溶接される両端部を小径部とし、それらに挟まれる中間部を大径部とし、小径内周部１２Ｂ、１２Ｃと大径内周部１２Ｄを備える。

このとき、分割シャフト１２のパイプ材１２Ａの一端に接続される自在継手２０のアウタ２１はカップ状をなし、アウタ２１のカップの底部側をパイプ材１２Ａに溶接し、カップの底部を隔壁２５とし、隔壁２５に連通孔２５Ａを貫通形成している。また、パイプ材１２Ａの他端に接続されるクロスジョイントヨーク４１のパイプ材１２Ａに溶接される部分もカップ状をなし、該パイプ材１２Ａの他端をこのクロスジョイントヨーク４１によって閉塞し、クロスジョイントヨーク４１により閉塞される内部空間４０をパイプ材１２Ａの内部に形成する。これにより、分割シャフト１２は、パイプ材１２Ａの両端に自在継手２０のアウタ２１と自在継手１６のクロスジョイントヨーク４１を接続され、ブーツ３２により密封されるアウタ２１の内部の接続空間３０と、自在継手１６のクロスジョイントヨーク４１により閉塞されるパイプ材１２Ａの内部の内部空間４０との間に隔壁２５を設け、それらの空間３０、４０を連通する連通孔２５Ａを隔壁２５に設けている。

そして、分割シャフト１２は、接続空間３０に連通する内部空間４０を外界に対して開閉するバルブ５０を、パイプ材１２Ａの他端に接続したクロスジョイントヨーク４１と一体に備える。バルブ５０は、接続空間３０及び内部空間４０の内圧が常態であるときには閉じ、内圧が正圧と負圧のそれぞれに変動したときに開く。

ここで、アウタ２１の隔壁２５に形成される連通孔２５Ａと、クロスジョイントヨーク４１に設けられるバルブ５０は、分割シャフト１２の回転軸上に配置される。

バルブ５０は、図５に示す如く、ゴム又は樹脂等の弾性体から構成され、クロスジョイントヨーク４１のカップの底部中心部に設けた取付孔４２に該バルブ５０の外周くびれ部５１が装着される。バルブ５０は、中心部に通気孔５２を備え、通気孔５２の一端を内部空間４０に常時開放するとともに、通気孔５２の他端を薄肉の隔膜５３で塞ぎ、隔膜５３の中央部にスリット５４を設けている。スリット５４は、内部空間４０の内圧が常態であって隔膜５３が平坦状であるときには閉じ、内部空間４０の内圧の変化により隔膜５３が外界に対して凸状又は凹状に弾性変形するときに開く。隔膜５３は内部空間４０の内圧が常態に復帰したとき自らの弾性復元力により瞬時に平坦状に復元してスリット５４を直ちに閉じる。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ブーツ３２（接続空間３０）の内圧が常態より増大（正圧）すると、この内圧は分割シャフト１２の内部空間４０に及んでバルブ５０を開き、外界に解放（正圧の解消）、ブーツ３２の異常拡張による変形破損、また、屈曲時の接触破損等を回避する。内圧の解放後には、バルブ５０が直ちに閉じ、ブーツ３２の内部への水等の浸入を防止する。

(b)ブーツ３２（接続空間３０）の内圧が常態より低減（負圧）すると、この内圧は分割シャフト１２の内部空間４０に及んでバルブ５０を開き、大気を吸入（負圧の解消）し、ブーツ３２の異常収縮による変形破損を回避する。大気の吸入後には、バルブ５０が直ちに閉じ、ブーツ３２の内部への水等の浸入を防止する。

(c)上述(b)の大気の吸入過程で、外界の水等が大気とともにバルブ５０の開口（開き状態のスリット５４）から分割シャフト１２の内部空間４０に浸入しても、この水等は分割シャフト１２の内部の低所等（分割シャフト１２のパイプ材１２Ａの大径内周部１２Ｄであって鉛直方向の最下部に位置する部分等）に滞留してブーツ３２の内部（接続空間３０）にまで浸入しない。尚、この水等は、水蒸気になって前述(a)の内圧解放時に外界に放出される。

(d)分割シャフト１２の内部空間４０とブーツ３２の接続空間３０との間に連通孔２５Ａ付きの隔壁２５が設けられるから、上述(c)で分割シャフト１２の内部空間４０に浸入した水等の該内部空間４０への滞留性を確実にし、ブーツ３２の内部（接続空間３０）への浸入を確実に防止する。

(e)バルブ５０を分割シャフト１２の回転軸上に設けた。これにより、分割シャフト１２のあらゆる回転角度位置で、バルブ５０の地上高が最高位を維持する。分割シャフト１２が水没したときに、バルブ５０の開口（開き状態のスリット５４）から分割シャフト１２の内部空間４０への外水の浸入を可及的に防止する。

(f)バルブ５０が弾性体の隔膜５３にスリット５４を備えたことにより、正圧の作用時には隔膜５３を外界に向けて凸状弾性変形させることにてスリット５４を開き、負圧の作用時には隔膜５３を外界に向けて凹状弾性変形させることにてスリット５４を開き、ともにバルブ５０を開く。正圧と負圧の解消後には、隔膜５３が自らの弾性復元力により瞬時に平坦状に復元し、バルブ５０を直ちに閉じる。

尚、プロペラシャフト１０にあっては、ブーツ３２の嵌合部３２Ａ等に、ブーツ３２の内圧調整用連通路を設ける必要がなく、ブーツ３２のインナ２３に対するシール性が確保され、組付性も容易になる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

図１はプロペラシャフトを示す全体図である。 図２は図１の要部拡大図である。 図３は分割シャフトの一端側を示す断面図である。 図４は分割シャフトの他端側を示す断面図である。 図５はバルブを示し、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は断面図である。

符号の説明

１０ プロペラシャフト
１２ 分割シャフト
２０ 自在継手
２１ アウタ
２３ インナ
２５ 隔壁
２５Ａ 連通孔
３０ 接続空間
３２ ブーツ
４０ 内部空間
５０ バルブ
５３ 隔膜
５４ スリット

Claims (4)

1. 複数の分割シャフトを自在継手により連結し、一方の分割シャフトの一端に自在継手のアウタを設け、他方の分割シャフトの一端に自在継手のインナを設け、
   自在継手の接続空間を密封するブーツの一端部をアウタに嵌着し、該ブーツの他端部をインナに嵌着してなるプロペラシャフトにおいて、
   一方の分割シャフトの上記接続空間に連通する内部空間を外界に対して開閉するバルブを該分割シャフトの他端側に設け、バルブは接続空間及び内部空間の正圧と負圧のそれぞれにより開くように構成されてなることを特徴とするプロペラシャフト。
2. 前記分割シャフトの内部空間とブーツの接続空間との間に隔壁が設けられ、該隔壁にそれらの空間を連通する連通孔を設けた請求項１に記載のプロペラシャフト。
3. 前記バルブを分割シャフトの回転軸上に設けた請求項１又は２に記載のプロペラシャフト。
4. 前記バルブが弾性体の隔膜に、接続空間及び内部空間の正圧と負圧のそれぞれにより開くスリットを備えてなる請求項１〜３のいずれかに記載のプロペラシャフト。
   

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