JP2008087517A - 車両用プロペラシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】組み付け作業性および搬送作業性を良好にしつつ、車両衝突時に外輪部材と内輪部材との軸方向相対移動が可能となることにより衝撃力を低減できる車両用プロペラシャフトを提供する。
【解決手段】ケージ１４は、最小内径が内輪部材１２の最大外径より小さく形成され、車両衝突時における車両前後方向の衝撃力に起因して内輪部材１２と外輪部材１１との軸方向相対移動により軸方向に分割するように破断する破断部１４１ａを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンなどによる駆動力を駆動輪に伝達する車両用プロペラシャフト、特に車両衝突における車両前後方向の衝撃力を吸収できる車両用プロペラシャフトに関するものである。

４輪駆動やフロントエンジンリアドライブ（ＦＲ）の車両においては、車両の前後方向に延びるように、プロペラシャフトが設けられている。ここで、車両衝突における車両前後方向の衝撃力が発生した場合に、車両の変形に伴いプロペラシャフトが突っ張る状態となり、車両衝突の衝撃力低減に対して悪影響を及ぼす。

そこで、特開２００１−３４７８４５号公報（特許文献１）に、当該衝撃力を吸収できる車両用プロペラシャフトが提案されている。当該特許文献１には、車両衝突時に、内輪部材がコンパニオンフランジ（外輪延長筒部）の中空部に進入し得るようにしている。このように、車両衝突の際に、内輪部材が外輪部材に対して軸方向に相対移動することにより、衝撃力を低減できる。ここで、内輪部材がコンパニオンフランジの中空部に進入する際にケージに干渉しないようにするために、ケージの最小内径が内輪部材の外径より大きく形成されている。

ところで、この種の等速ジョイントにおいて、例えば、特開２００６−１３２６６９号公報（特許文献２）に開示されたものがある。特許文献２の図２において、内輪部材とケージが、軸方向において係合している。このように、内輪部材とケージが軸方向に係合するように形成することで、等速ジョイントの組み付けの際や組み付け後に搬送する際などに、内輪部材がケージから容易に外れにくくなる。つまり、ボールが外輪部材および内輪部材から容易に脱落することを防止できる。このように、内輪部材とケージを軸方向において係合させることで、等速ジョイントの組み付け作業性および搬送作業性が良好となる。

なお、このような等速ジョイントは、ケージと内輪部材の中心軸を９０度傾けた状態でケージの開口部に内輪部材の突起部を嵌入し、その後両中心軸を一致させ、しかる後にケージの窓部にボールを嵌め込むことで組付けることができる。このように組みつけられた等速ジョイントは内輪部材にシャフトが連結され、外輪部材に組み込まれると、ケージと内輪部材との中心軸が９０度付近まで傾くことはないので、内輪部材がケージから外れることはない。
特開２００１−３４７８４５号公報 特開２００６−１３２６６９号公報

しかし、特許文献１に記載の車両用プロペラシャフトにおいては、ケージの最小内径が内輪部材の外径より大きく形成されている。つまり、当該車両用プロペラシャフトにおいては、ケージと内輪部材とは、軸方向において係合しない。そのため、等速ジョイントを組み付ける際や組み付け後に搬送する際などに、内輪部材がケージから容易に外れ、その結果ボールが外輪部材から脱落するおそれがある。このように、容易に内輪部材がケージから容易に外れることにより、等速ジョイントの組み付け作業性及び搬送作業性が悪くなる。

ここで、特許文献１の車両用プロペラシャフトにおいて、仮にケージの最小内径が内輪部材の外径より小さく形成する場合を考える。この場合、内輪部材と外輪部材がケージおよびボールを介して軸方向に係合する状態となるため、車両の前後方向に衝撃力が発生しても内輪部材がケージから抜け出すことができず、また、ケージもボールを介して外輪部材のボール溝に係合しているので通常の動作範囲を越えて軸方向に相対移動できない。また、ケージの内面が球面状の場合には衝撃に対して極めて強くなり、大きな衝撃力によって内輪部材がケージに強く押し付けられてもケージが破壊しない。即ち、車両衝突による衝撃力の低減ができない。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、組み付け作業性および搬送作業性を良好にしつつ、車両衝突時に外輪部材と内輪部材との軸方向相対移動が可能となることにより衝撃力を低減できる車両用プロペラシャフトを提供することを目的とする。

そこで、本発明者はこの課題を解決すべく鋭意研究し、試行錯誤を重ねた結果、車両衝突に起因する衝撃力によりケージを分割することを思いつき、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の車両用プロペラシャフトは、等速ジョイントと、外輪延長筒部とを備える。ここで、等速ジョイントは、筒状からなり内周面に複数の外輪溝が形成された外輪部材と、外輪部材の内側に配置され外周面に複数の内輪溝が形成された内輪部材と、外輪溝および内輪溝に対して周方向に係合して転動可能に配置された複数のボールと、外輪部材と内輪部材との間に配置されボールをそれぞれ挿通する複数の開口窓部が形成されたケージとを備える。外輪延長筒部は、筒状からなり、外輪部材の一端に設けられ、車両衝突における車両前後方向の衝撃力に起因して内輪部材が外輪部材に対して軸方向相対移動する場合に筒内部に内輪部材を収容可能な部材である。この外輪延長筒部は、外輪部材と一体に形成してもよいし、別体に形成してもよい。

そして、等速ジョイントを構成するケージは、最小内径が内輪部材の最大外径より小さく形成され、衝撃力に起因する軸方向相対移動により軸方向に分割するように破断する破断部を備えるようにする。

つまり、ケージの最小内径が、内輪部材の最大外径より小さく形成されているので、ケージと内輪部材とは軸方向において係合した状態となる。これにより、等速ジョイントを組み付けの際および組み付け後に搬送する際などに、内輪部材がケージから容易に外れることを防止できる。従って、等速ジョイントの組み付け作業性および搬送作業性を良好とすることができる。

さらに、本発明のケージは、破断部を備えている。この破断部は、車両衝突における車両前後方向の衝撃力に起因して生じる内輪部材と外輪部材との軸方向相対移動により、破断する。そして、この破断部の破断により、ケージが軸方向に複数に分割されることになる。つまり、車両衝突の際にケージの破断部が破断すると、分割されたケージの一方の環状部材は外輪部材と共に移動可能となり、分割されたケージの他方の環状部材は内輪部材と共に移動可能となる。

ここで、内輪部材に対して軸方向に係合するケージが一体の状態では、上述したように、内輪部材と外輪部材とが軸方向に自由に相対移動することができない。しかし、車両前後方向の衝撃力に起因してケージが分割されることで、外輪部材と内輪部材とが、軸方向に通常の動作範囲を越えて相対移動することができる。そして、内輪部材が、確実に、外輪延長筒部の筒内部に収容され得る。これにより、車両衝突時の衝撃力を低減できる。

また、本発明のケージの破断部の軸方向引張力に対する破断強さは、破断部の他の破断強さより低くするとよい。これにより、車両衝突の際に、ケージの破断部が確実に破断するようにできる。ここで、破断部の軸方向引張力に対する破断強さは、車両衝突により車両前後方向に生じる衝撃力に応じて、適宜設定することができる。

また、破断部は、ケージの周方向全周に亘って形成されるようにしてもよい。ここで、開口窓部が形成されていない軸方向位置においては、当該周方向全周とは、周方向の全ての位置という意味である。一方、開口窓部が形成される軸方向位置においては、当該周方向全周とは、当該開口窓部を除く部分の周方向の全ての位置という意味である。このように周方向全周に亘って破断部を形成することで、小さな衝撃力により確実に軸方向に分割することができる。なお、破断部は、ケージの周方向全周に亘って形成されず、周方向に断続的に形成されるようにしてもよい。

また、破断部は、切欠形成された部位としてもよい。ここで、切欠形成された部位の径方向の肉厚は、切欠形成されていない部位の径方向の肉厚よりも薄くなる。従って、車両衝突の際に、確実に切欠形成された破断部を破断させることができる。さらに、切欠形成は、非常に容易に成形できる。なお、この切欠は、ケージの内周面に形成してもよいし、ケージの外周面に形成してもよい。

また、ケージは、第１環状部と、第２環状部と、第１環状部と第２環状部とを連結し軸方向に延びるように形成され開口窓部を形成する柱部とを備える。この場合、ケージの破断部は、第１環状部および第２環状部のうち少なくとも何れか一方に形成されるようにするとよい。この場合の破断部は、柱部に形成されない。ここで、等速ジョイントが回転してトルクを伝達する際に、ケージの柱部には、軸方向への引張力が生じる。つまり、等速ジョイントがトルク伝達動作をする際に、柱部には軸方向の所定の引張強度が求められる。一方、第１環状部および第２環状部には、柱部に比べて軸方向の引張強度は要求されない。そして、上記の場合は、破断部を第１環状部または第２環状部に形成し、柱部に形成していないので、等速ジョイントがトルク伝達動作をする際に要求されるケージの引張強度に影響を及ぼさない。従って、ケージに求められる強度を低下することなく、破断部を形成することができる。

ここで、等速ジョイントとして、例えば、クロスグルーブ型等速ジョイントがある。このクロスグルーブ型等速ジョイントは、外輪溝と内輪溝とが交差するように形成されている。すなわち、本発明の等速ジョイントにおいて、外輪溝は、外輪回転軸に対してねじれる方向に形成され、内輪部材は、外輪部材に対して外輪回転軸方向にスライド可能に外輪部材の内側に配置され、内輪溝は、内輪回転軸に対してねじれる方向に形成され、ボールは、外輪溝と外輪溝に対して交差する内輪溝との交差部に配置される。

このようなクロスグルーブ型等速ジョイントにおいて、ケージは、以下のようにしてもよい。すなわち、ケージは、第１環状部と、第２環状部と、第１環状部と第２環状部とを連結し軸方向に延びるように形成され開口窓部を形成する柱部とを備える。そして、破断部は、柱部に形成されるようにする。

ここで、クロスグルーブ型等速ジョイントの場合には、ボールが、外輪溝、内輪溝およびケージの柱部に係合することにより、外輪部材と内輪部材との軸方向相対移動が規制され得る。そして、この規制力が大きいと、場合によっては、内輪部材と外輪部材とが軸方向に相対移動できないおそれがある。このような場合に、ケージの柱部に破断部を形成することで、車両前後方向の衝撃力により柱部が破断して、柱部によるボールへの係合を解放することができる。これにより、ボールが外輪溝または内輪溝から離脱し得る。その結果、確実に内輪部材と外輪部材とが軸方向に通常の動作範囲を越えて相対移動できる。なお、柱部の強度は通常動作時における引張強度を満足し、かつ、車両の衝突時には破断する適切な強度に設定すべきである。

また、ボールが、外輪溝、内輪溝およびケージの柱部に係合している状態において、ボールによるケージに対する押圧力は、ケージの柱部の軸方向中央部にかかる。そこで、破断部は、柱部の軸方向中央部に形成されるようにするとよい。これにより、確実に柱部が破断して、内輪部材と外輪部材とが軸方向に通常の動作範囲を越えて相対移動できるようになる。

また、上述したクロスグルーブ型等速ジョイント、すなわち、外輪溝が、外輪回転軸に対してねじれる方向に形成され、内輪部材が、外輪部材に対して外輪回転軸方向にスライド可能に外輪部材の内側に配置され、内輪溝が、内輪回転軸に対してねじれる方向に形成され、ボールが、外輪溝と外輪溝に対して交差する内輪溝との交差部に配置され、ケージが、第１環状部と、第２環状部と、第１環状部と第２環状部とを連結し軸方向に延びるように形成され開口窓部を形成する柱部とを備える場合、ケージの柱部は、衝撃力に起因する内輪部材と外輪部材との軸方向相対移動に伴い、ボールに押圧されて周方向幅が収縮変形するようにしてもよい。

ここで、上述したように、クロスグルーブ型等速ジョイントの場合には、ボールが、外輪溝、内輪溝およびケージの開口窓部の全てに係合することにより、外輪部材と内輪部材との軸方向相対移動が規制され得る。換言すると、ケージの柱部は、ボール、外輪溝および内輪溝により押圧されている。このとき、ケージの柱部は、これらに押圧されることにより周方向幅が収縮変形することになる。従って、ケージの柱部の周方向幅が狭くなることで、ボールの可動範囲が広がり、ボールが外輪溝または内輪溝から抜けやすくなる。その結果、確実に内輪部材と外輪部材とが軸方向に通常の動作範囲を越えて相対移動できる。

このように、柱部の周方向幅を収縮変形させるために、例えば、それぞれの柱部が、周方向中央部に貫通孔が形成されるようにしてもよい。柱部の周方向中央部に貫通孔が形成されることで、ボールにより柱部の周方向への圧縮力がかかる場合に、柱部が周方向に潰れやすくなる。その結果、柱部の周方向幅を収縮変形できる。なお、柱部に形成する当該貫通孔の周方向開口幅は、開口窓部の周方向開口幅に比べて、小さく形成されている。

本発明の車両用プロペラシャフトによれば、組み付け作業性および搬送作業性を良好にしつつ、車両衝突時に外輪部材と内輪部材との軸方向相対移動が可能となることにより衝撃力を低減できる。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

（１）第１実施形態
第１実施形態の車両用プロペラシャフトについて、図１を参照して説明する。図１は、車両用プロペラシャフトに用いられるジョイント部の軸方向断面図を示す。ここで、図１において、左側が、車両前方側とし、右側が、車両後方側とする。

車両用プロペラシャフトは、エンジンからディファレンシャル装置へ動力を伝達するためのシャフトである。この車両用プロペラシャフトには、駆動方式によって異なるが、フロントプロペラシャフトとリアプロペラシャフトがある。これらは、何れも、エンジンとディファレンシャル装置との間を連結しており、車両前後方向に延びるように配置されている。

この車両用プロペラシャフトのジョイント部について詳細に説明する。図１に示すように、車両用プロペラシャフトのジョイント部は、等速ジョイント１０と、外輪延長筒部２０とを備えている。この等速ジョイント１０は、いわゆるクロスグルーブ型等速ジョイントである。

等速ジョイント１０は、外輪部材１１と、内輪部材１２と、ボール１３と、ケージ１４と、ブーツ保持金具１５と、ブーツ１６を備えている。

外輪部材１１は、全体として、カップ状（有底筒状）に形成されており、外輪延長筒部２０を介してエンジン側に連結されている。この外輪部材１１は、詳細には、外輪第１部材１１１と、外輪第２部材１１２と、閉塞部材１１３とから構成されている。外輪第１部材１１１は、円筒状からなり、内周面に複数の外輪溝１１１ａが形成されている。この外輪溝１１１ａは、外輪第１部材１１１の外輪回転軸に対してねじれる方向に、且つ、溝中心が直線状になるように形成されている。そして、隣り合う外輪溝１１１ａは、ねじれる方向が逆方向となるように形成されている。つまり、隣り合う外輪溝１１１ａ、１１１ａは、外輪第１部材１１１の一端側（例えば、図１の右端側）において近接し、他端側（例えば、図１の左端側）において遠ざかるように位置する。

外輪第２部材１１２は、円筒状からなり、外輪第１部材１１１の車両前方側に配置されている。この外輪第２部材１１２は、ボルトにより、外輪第１部材１１１に一体的に固定されている。さらに、外輪第２部材１１２の内周面には、外輪第１部材１１１の外輪溝１１１ａに連続するように、外輪溝端部１１２ａが形成されている。この外輪溝端部１１２ａは、例えば、球面状に形成されている。

外輪閉塞板１１３は、円板状で、外周端が屈曲形成されている。この外輪閉塞板１１３は、外輪第２部材１１２の内周面のうち車両前方側に圧入され、外輪第１部材１１１および外輪第２部材１１２の内側の車両前方開口側を閉塞している。つまり、外輪閉塞板１１３は、外輪部材１１のカップ底面として機能する。

内輪部材１２は、円筒状からなり、ディファレンシャル装置（図示せず）のスタブシャフト３０の車両前方端に連結される。この内輪部材１２の最外周面１２ａは、軸方向断面で見た場合に一様な円弧状、つまり部分球面状に近似した形状に形成されている。さらに、内輪部材１２の外周面に、複数の内輪溝１２ｂが形成されている。この内輪溝１２ｂは、内輪部材１２の内輪回転軸に対してねじれる方向に、且つ溝中心が直線状に形成されている。そして、隣り合う内輪溝１２ｂは、ねじれる方向が逆方向となるように形成されている。つまり、隣り合う内輪溝１２ｂ、１２ｂは、内輪部材１２の一端側において近接し、他端側において遠ざかるように位置する。また、内輪部材１２の内周面には、内周スプライン１２ｃが形成されている。この内周スプライン１２ｃは、スタブシャフト３０の一端に形成されている外周スプラインに係合する。

そして、この内輪部材１２は、外輪部材１１の内側に配置されている。具体的には、内輪部材１２の大部分は、外輪第１部材１１１および外輪第２部部材１１２により形成される筒内部に配置されている。さらに、内輪部材１２は、外輪部材１１に対して外輪回転軸方向にスライド可能に配置されている。そして、内輪部材１２の内輪溝１２ｂが、径方向外側から見た状態において、外輪第１部材１１１の外輪溝１１１ａに交差するように配置されている。

ボール１３は、外輪第１部材１１１の外輪溝１１１ａおよび内輪部材１２の内輪溝１２ｂに対して、周方向に係合するように、且つ、外輪溝１１１ａおよび内輪溝１２ｂに転動可能に配置されている。具体的には、ボール１３は、外輪溝１１１ａと内輪溝１２ｂとが交差する交差部に配置される。つまり、ボール１４により、外輪部材１１と内輪部材１２との間でトルクが伝達される。

ケージ１４は、略円筒状からなる。具体的には、ケージ１４の内周面は、内輪部材１２の最内周面１２ａにほぼ対応する部分球面状に形成され、ケージ１４の外周面も、部分球面状に形成されている。そして、ケージ１４は、外輪部材１１と内輪部材１２との間に配置されている。具体的には、ケージ１４は、主として、外輪第１部材１１１の内周面と内輪部材１２の最外周面１２ａとの間に配置され、通常時には両者に対して強く当接することはない。

このケージ１４は、第１環状部１４１と、第２環状部１４２と、柱部１４３とから構成される。第１環状部１４１は、車両前方側の環状部分である。この第１環状部１４１の最内径は、内輪部材１２の最外径よりも小さく形成されている。また、第１環状部１４１の内周面には、周方向全周に亘って周方向への切欠１４１ａが形成されている。従って、この切欠１４１ａが形成された部位（本発明における破断部に相当する）の肉厚は、他の部位の肉厚よりも薄くなっている。つまり、切欠１４１ａが形成された部位の軸方向引張力に対する破断強さは、他の部位の軸方向引張力に対する破断強さより低くなっている。さらに、第１環状部１４１のうち切欠１４１ａが形成された部位のケージ１４側（車両後方側）の内径は、内輪部材１２の最外径と同等若しくはこれより若干大きくなるようにしている。

第２環状部１４２は、第１環状部１４１に対して車両後方側に離間して位置する環状部分である。この第２環状部１４２の最内径は、内輪部材１２の最外径より小さく形成されている。

そして、柱部１４３は、第１環状部１４１と第２環状部１４２とを連結し、軸方向に延びるように形成された部分である。この柱部１４３は、周方向に等間隔に複数形成されている。つまり、柱部１４３は、第１環状部１４１および第２環状部１４２とにより、等間隔に略矩形孔の開口窓部１４３ａを複数形成することになる。この開口窓部１４３ａは、外輪溝１１１ａおよび内輪溝１２ｂと同数形成されている。この開口窓部１４３ａには、ボール１３がそれぞれ挿通されている。つまり、ケージ１４は、ボール１３を保持している。

ブーツ保持金具１５は、軸方向断面が略Ｌ字型の円筒状からなる。このブーツ保持金具１５の端面が、外輪第１部材１１１の車両後方端面に当接した状態で、外輪第１部材１１１および外輪第２部材１１２にボルトにより固定される。ブーツ１６は、ゴムなどの弾性部材により筒状に形成されている。そして、ブーツ１６の一端側がブーツ保持金具１５に固定され、ブーツ１６の他端側がスタブシャフト３０の外周面に取り付けられている。つまり、ブーツ１６は、外輪部材１１の車両後方開口側を封止している。

外輪延長筒部２０は、円筒状からなる。この外輪延長筒部２０の一端側（車両前方側）が、エンジン側のシャフトに連結されている。また、外輪延長筒部２０の他端側（車両後方側）が、外輪部材１１の外輪第２部材１１２の車両前方端に、摩擦圧接により結合されている。この外輪延長筒部２０の内径は、ケージ１４の最大外径よりも大きく形成されている。さらに、外輪延長筒部２０の内径は、外輪閉塞板１１３の外径よりも大きく形成されている。つまり、外輪延長筒部２０は、後述する車両衝突における車両前後方向の衝撃力が生じた場合に、外輪閉塞板１１３、内輪部材１２、ケージ１４およびスタブシャフト３０の一部を筒内部に収容可能な形状とされている。

次に、上述した等速ジョイント１０の組み付け工程について簡単に説明する。まず、ケージ１４の内側に内輪部材１２を挿入する。このとき、ケージ１４の最内径は内輪部材１２の最外径よりも小さいため、ケージ１４と内輪部材１２とが同軸上に位置している状態では、内輪部材１２をケージ１４の内側に挿入できない。そこで、内輪部材１２の軸をケージ１４の軸に対して大きく傾けた状態で内輪部材１２をケージ１４の内側へ挿入し、その後両者が同軸上に位置するように回転させる。つまり、この時点において、内輪部材１２とケージ１４とが容易に離脱しない。

ここで、スタブシャフト２０には、予めブーツ１６およびブーツ保持金具１５を挿入しておく。そして、この状態のスタブシャフト２０の外周スプラインを、ケージ１４の内側に挿入された内輪部材１２の内周スプライン１２ｃに嵌め込む。

続いて、外輪第１部材１１１の内側に内輪部材１２およびケージ１４を配置した状態にして、ボール１３を外輪溝１１１ａ、内輪溝１２ｂおよび開口窓部１４３ａに挿入する。ここで、このボール１３を挿入する際には、外輪第１部材１１１と内輪部材１２とを傾けながら行う。

続いて、外輪第２部材１１２に、内輪部材１２などが組み付けられた外輪第１部材１１１、および、ブーツ保持金具１５をボルトにより締結する。なお、外輪閉塞板１１３を外輪第２部材１１２へ圧入する工程は、ボルト締結後に行ってもよいし、ボルト締結の前に行ってもよい。

このように組み付けられた状態の等速ジョイント１０によれば、外輪部材１１と内輪部材１２とが同軸上に位置している状態では、各構成部品が分離しない。この理由は、内輪部材１２の最外径がケージ１４の第１環状部１４１および第２環状部１４２の最内径より大きく形成されていることにより、内輪部材１２がケージ１４の外側に離脱しないためである。これに加えて、ボール１３の内輪溝１２ｂに対する可動範囲がケージ１４により規制されるため、ボール１３を介した内輪部材１２と外輪部材１１との相対位置もまた規制されるためである。従って、外輪部材１１と内輪部材１２とが同軸上に位置しておくことで、等速ジョイント１０を組み付けられた状態を維持しながら搬送できる。

次に、車両衝突時における車両用プロペラシャフトについて、図２を参照して説明する。図２は、車両衝突時におけるジョイント部の軸方向断面図を示す。

車両前方または車両後方が外部物体に衝突した時（以下、「車両前方衝突時」という）には、車両に対して車両前後方向に衝撃力が生じる。ここで、車両用プロペラシャフトは、車両前後方向に向かって配置している。従って、車両前方衝突時には、車両用プロペラシャフトが車両後方に移動しようとするため、結果として車両用プロペラシャフトは車両前後方向に縮むようになる。

このとき、車両用プロペラシャフトを構成する等速ジョイント１０において、外輪部材１１が内輪部材１２に対して車両後方へ移動しようとする。この外輪部材１１の移動に伴って、ケージ１４も車両後方へ移動しようとする。そうすると、内輪部材１２の外周面のうち車両前方側が、ケージ１４の内周面のうち車両前方側に衝突する。

この状態において、さらに車両前後方向の衝撃力が加わると、ケージ１４は、ボール１３と内輪部材１２とにより、車両前後方向に引張力を受けることになる。そうすると、図２に示すように、この引張力により、ケージ１４の第１環状部１４１のうち切欠１４１ａが形成された部位が破断する。そして、ケージ１４が、車両前後方向に２つに分割される。

その結果、外輪部材１１およびボール１３が、ケージ１４のうち当該切欠１４１ａよりも車両後方側の部分と共に、車両後方側へ移動する。一方、相対的に、内輪部材１２が、ケージ１４のうち当該切欠１４１ａよりも車両前方側の部分と共に、車両前方へ移動する。そして、内輪部材１２が、外輪閉塞板１１３を押圧して、外輪延長筒部２０の筒内部に進入する。

つまり、車両前方衝突時に発生する車両前後方向の衝撃力に起因してケージ１４が車両前後方向に２つに分割される。さらに、この車両前後方向の衝撃力に起因して内輪部材１２が外輪部材１１に対して車両前後方向の相対移動することにより、外輪延長筒部２０の筒内部に内輪部材１２とケージ１４の一部が収容される。従って、車両前方衝突時に発生する車両前後方向の衝撃力を低減できる。

ところで、ケージ１４に形成される切欠１４１ａは、第１環状部１４１に形成されている。つまり、ケージ１４の柱部１４３に形成されていない。ここで、ケージ１４の柱部１４３は、等速ジョイント１０を回転してトルクを伝達する際に、軸方向（車両前後方向）へ引張力が生じる。つまり、等速ジョイント１０がトルク伝達動作をする際に、柱部１４３には軸方向の所定の引張強度が求められる。一方、第１環状部１４１および第２環状部１４２には、柱部１４３に比べて軸方向の引張強度は要求されない。そして、切欠１４１ａは、柱部１４３に形成していないので、等速ジョイント１０がトルク伝達動作をする際に要求されるケージ１４の引張強度に影響を及ぼさない。

（２）第１実施形態におけるケージ１４の変形態様
次に、第１実施形態におけるケージ１４についての変形態様について説明する。ケージ１４の第１環状部１４１に形成した切欠１４１ａは、内周側ではなく外周側に周方向全周に亘って形成してもよい。もちろん、当該切欠は、第２環状部１４２の内周側または外周側に周方向全周に亘って形成してもよい。ただし、第２環状部１４２に切欠を形成する場合は、車両衝突時に、複数のボール１３が内輪部材１２と共に移動するため、外輪第２部材１１２および外輪延長筒部２０の内径は、ボール１３の外接円よりも大きくする必要がある。この他の効果は、第１実施形態の場合と同様である。

また、当該切欠は、ケージ１４の柱部１４３に周方向全周に亘って形成してもよい。つまり、車両前方衝突時に破断する場所が、ケージ１４の柱部１４３となる。ただし、この場合には、切欠を柱部１４３に形成しない場合に比べて柱部１４３の引張強度が低下する。従って、柱部１４３の引張強度が、要求される引張強度以上となるようにしなければならない。

ここで、上記実施形態のようなクロスグルーブ型等速ジョイントにおいては、ボール１３が、外輪溝１１１ａ、内輪溝１２ｂおよびケージ１４の開口窓部１４３ａの全てに係合することにより、外輪部材１１と内輪部材１２との軸方向相対移動が規制され得る。そして、この規制力が大きいと、場合によっては、車両前方衝突時に外輪部材１１と内輪部材１２とが軸方向に相対移動できないおそれがある。このような場合に、ケージ１４の柱部１４３に切欠を形成することで、車両前後方向の衝撃力により柱部１４３が破断して、柱部１４３によるボールへの係合を解放することができる。これにより、ボール１３が外輪溝１１１ａまたは内輪溝１２ｂから離脱し得る。その結果、確実に外輪部材１１と内輪部材１２とが軸方向に相対移動できる。

特に、切欠は、柱部１４３の軸方向中央部に形成するとよい。ボール１３によるケージ１４に対する押圧力は、ケージ１３の柱部１４３の軸方向中央部にかかる。そのため、確実に柱部１４３が破断して、外輪部材１１と内輪部材１２とが軸方向に相対移動できるようになる。

また、他のケージ１０４について、図３を参照して説明する。図３は、他のケージ１０４の側面図を示す。ここで、当該ケージ１０４において、第１実施形態のケージ１４と同一構成について同一符号を付して説明を省略する。図３に示すように、ケージ１０４は、それぞれの柱部１４３の周方向中央部に貫通孔１０４ａが形成されている。この貫通孔１０４ａの周方向開口幅は、開口窓部１４３ａの周方向開口幅よりも非常に小さく形成されている。ケージ１０４の内周面には上記実施形態と同様の図略の切欠が設けられているが、この切欠は外周側に設けてもよい。

車両前方衝突時に、ボール１３が外輪溝１１１ａ、内輪溝１２ｂおよびケージ１０４の柱部１４３に係合して、外輪部材１１と内輪部材１２の相対的な軸方向移動が規制されている。このとき、ボール１３とケージ１０４の柱部１４３のみに着目した場合には、隣り合うボール１３、１３が、それらに挟まれるケージ１０４の柱部１４３を周方向に挟み込むように圧縮している。

ここで、貫通孔１０４ａが形成されていることにより、柱部１４３が周方向に圧縮された場合に、柱部１４３の周方向幅が収縮変形する。つまり、車両前方衝突時には、柱部１４３の周方向幅が収縮変形する。これにより、外輪部材１１と内輪部材１２の相対的な軸方向移動の規制力が低減し、ボールの可動範囲が広がり、ボールが外輪溝または内輪溝から抜けやすくなる。従って、車両前方衝突時に、確実に、外輪部材１１と内輪部材１２とが軸方向に通常の動作範囲を超えて相対移動できる。

車両用プロペラシャフトに用いられるジョイント部の軸方向断面図を示す。 車両衝突時におけるジョイント部の軸方向断面図を示す。 他のケージ１０４の側面図を示す。

符号の説明

１０：等速ジョイント、
１１：外輪部材、 １２：内輪部材、 １２ａ：最外周面、 １２ｂ：内輪溝、
１２ｃ：内周スプライン、 １３：ボール、 １４、１０４：ケージ、
１５：ブーツ保持金具、 １６：ブーツ、
２０：外輪延長筒部、 ３０：スタブシャフト、
１０４ａ：貫通孔、
１１１：外輪第１部材、 １１１ａ：外輪溝、 １１２：外輪第２部材、
１１２ａ：外輪溝端部、 １１３：閉塞部材、
１４１：第１環状部、 １４１ａ：切欠、 １４２：第２環状部、 １４３：柱部、
１４３ａ：開口窓部

Claims (9)

1. 筒状からなり内周面に複数の外輪溝が形成された外輪部材と、前記外輪部材の内側に配置され外周面に複数の内輪溝が形成された内輪部材と、前記外輪溝および前記内輪溝に対して周方向に係合して転動可能に配置された複数のボールと、前記外輪部材と前記内輪部材との間に配置され前記ボールをそれぞれ挿通する複数の開口窓部が形成されたケージと、を備える等速ジョイントと、
   筒状からなり、前記外輪部材の一端に設けられ、車両衝突における車両前後方向の衝撃力に起因して前記内輪部材が前記外輪部材に対して軸方向相対移動する場合に筒内部に前記内輪部材を収容可能な外輪延長筒部と、
   を備える車両用プロペラシャフトであって、
   前記ケージは、
   最小内径が前記内輪部材の最大外径より小さく形成され、
   前記衝撃力に起因する前記軸方向相対移動により軸方向に分割するように破断する破断部を備えることを特徴とする車両用プロペラシャフト。
2. 前記破断部の軸方向引張力に対する破断強さは、前記破断部の他の前記破断強さより低い請求項１に記載の車両用プロペラシャフト。
3. 前記破断部は、前記ケージの周方向全周に亘って形成される請求項１または２に記載の車両用プロペラシャフト。
4. 前記破断部は、切欠形成された部位である請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用プロペラシャフト。
5. 前記ケージは、第１環状部と、第２環状部と、前記第１環状部と前記第２環状部とを連結し軸方向に延びるように形成され前記開口窓部を形成する柱部とを備え、
   前記破断部は、前記第１環状部および前記第２環状部のうち少なくとも何れか一方に形成される請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用プロペラシャフト。
6. 前記外輪溝は、外輪回転軸に対してねじれる方向に形成され、
   前記内輪部材は、前記外輪部材に対して前記外輪回転軸方向にスライド可能に前記外輪部材の内側に配置され、
   前記内輪溝は、内輪回転軸に対してねじれる方向に形成され、
   前記ボールは、前記外輪溝と前記外輪溝に対して交差する前記内輪溝との交差部に配置され、
   前記ケージは、第１環状部と、第２環状部と、前記第１環状部と前記第２環状部とを連結し軸方向に延びるように形成され前記開口窓部を形成する柱部とを備え、
   前記破断部は、前記柱部に形成される請求項１〜４の何れか一項に記載の車両用プロペラシャフト。
7. 前記破断部は、前記柱部の軸方向中央部に形成される請求項６に記載の車両用プロペラシャフト。
8. 前記外輪溝は、外輪回転軸に対してねじれる方向に形成され、
   前記内輪部材は、前記外輪部材に対して前記外輪回転軸方向にスライド可能に前記外輪部材の内側に配置され、
   前記内輪溝は、内輪回転軸に対してねじれる方向に形成され、
   前記ボールは、前記外輪溝と前記外輪溝に対して交差する前記内輪溝との交差部に配置され、
   前記ケージは、第１環状部と、第２環状部と、前記第１環状部と前記第２環状部とを連結し軸方向に延びるように形成され前記開口窓部を形成する柱部とを備え、
   前記柱部は、前記衝撃力に起因する前記軸方向相対移動に伴い前記ボールに押圧されて周方向幅が収縮変形する請求項１〜７の何れか一項に記載の車両用プロペラシャフト。
9. それぞれの前記柱部は、周方向中央部に貫通孔が形成される請求項８に記載の車両用プロペラシャフト。

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