JP2008213650A - 車両用プロペラシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】車両用プロペラシャフトを搬送する際、および、車両用プロペラシャフトを車両に組み付ける際などにおける作業を容易に行うことが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。
【解決手段】車両用プロペラシャフトは、外輪ボール溝１１ａにおけるボール１３の移動範囲を規制する規制部材１８、１１８を備える。そして、この規制部材１８、１１８は、車両衝突における車両前後方向の衝撃力に起因して、外輪ボール溝１１ａにおけるボール１３の移動範囲の規制を解除するように変形する。
【選択図】図１

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ると、車両衝突の衝撃力低減に対して悪影響を及ぼす。

そこで、当該衝撃力を吸収できる車両用プロペラシャフトとして、例えば、特開２００１−３４７８４５号公報（特許文献１）に記載されたものがある。特許文献１に記載の車両用プロペラシャフトは、車両衝突時に、内輪がコンパニオンフランジ（外輪延長筒部）の内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、内輪が外輪に対して軸方向に大きく相対移動することにより、衝撃力を低減できる。
特開２００１−３４７８４５号公報

ところで、この車両用プロペラシャフトを搬送する際や、車両用プロペラシャフトを車両に組み付ける際などに、外輪と内輪とが軸方向に大きく相対移動して、内輪が外輪延長筒部の内部に進入するおそれがある。そうすると、ボールが外輪ボール溝から離脱するため、再度の組み付けが必要となる。従って、ボールが外輪ボール溝から離脱しないように、より慎重に搬送、組付作業を行う必要がある。

さらに、この種の車両用プロペラシャフトは、外輪の内部と外輪延長筒部の内部とを区画するように、外輪と外輪延長筒部との境界部に取り付けられた区画部材を備えているものがある。この区画部材により、区画された外輪の内部のみにグリースを封入することができる。そして、この区画部材は、車両前後方向の押圧力を受けた場合に外輪から離脱可能とされている。つまり、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、内輪が区画部材を押圧することで、内輪が外輪延長筒部の内部に進入するようにしている。

しかし、区画部材は、車両用プロペラシャフトを搬送する際などに、内輪などが当接するおそれがある。そして、区画部材が外輪から離脱すると、外輪の内部に封入したグリースが漏れるおそれがある。そうすると、区画部材の再度組み付け、さらに、グリースの再度の封入が必要となる。従って、区画部材が離脱しないように、より慎重に搬送、組付作業を行う必要がある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、搬送、組付作業を容易に行うことが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。

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ボール溝が形成された外輪と、外輪の内側に配置され外周面に複数の内輪ボール溝が形成された内輪と、外輪ボール溝および内輪ボール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、外輪と内輪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保持器とを備える。外輪延長筒部は、筒状からなり、外輪の一端に設けられ、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が外輪に対して軸方向に相対移動する場合に内輪を筒状の内部に収容可能である。

そして、車両用プロペラシャフトは、さらに、外輪ボール溝におけるボールの移動範囲を規制する規制部材を備える。この規制部材は、衝撃力に起因して移動範囲の規制を解除するように変形する。

つまり、規制部材は、車両衝突における車両前後方向の衝撃力がかかった場合には移動範囲の規制を解除するように変形するのに対して、当該衝撃力よりも小さい力がかかった場合には移動範囲の規制を解除するようには変形しない。従って、規制部材は、車両衝突における車両前後方向の衝撃力またはそれ相当の力がかかった場合にのみ、ボールの外輪ボール溝における移動範囲の規制を解除する。そして、この場合のみに、ボールは、規制されていた外輪ボール溝における移動範囲を越えて移動可能となる。換言すると、規制部材にかかる力が衝撃力より小さい力であれば、ボールが外輪ボール溝から外れることを防止できる。

そして、車両用プロペラシャフトを搬送する際や、車両用プロペラシャフトを車両に組み付ける際などに、上述したように、外輪と内輪とが軸方向に相対移動しようとする。しかし、搬送時などに伴う相対移動する力は、車両衝突における車両前後方向の衝撃力に比べて非常に小さい。従って、搬送時などには、規制部材により、ボールは外輪ボール溝における移動範囲が規制されている。つまり、搬送時などに外輪と内輪とが軸方向に相対移動したとしても、規制部材によりその相対移動が所定範囲内に規制される。従って、搬送時などに、ボールが外輪ボール溝から離脱することを防止できる。これにより、車両用プロペラシャフトの搬送、組付作業を容易に行うことができる。

また、本発明の車両用プロペラシャフトは、外輪の内部と外輪延長筒部の内部とを区画するように、外輪と外輪延長筒部との境界部に取り付けられ、且つ、車両前後方向の押圧力を受けた場合に外輪または外輪延長筒部から離脱可能な区画部材を備え、規制部材は、区画部材が内輪、ボールまたは保持器により押圧力を受けないように移動範囲を規制してもよい。

これにより、車両衝突における車両前後方向の衝撃力より小さい力がかかった場合には、規制部材により、内輪、ボールまたは保持器が区画部材を押圧することを防止できる。つまり、車両用プロペラシャフトの搬送時などに、区画部材が内輪などから押圧力を受けることを防止でき、区画部材が外輪または外輪延長筒部から離脱することを防止できる。従って、区画部材により区画された外輪の内部のみにグリースが封入されている場合に、搬送時などにグリースが外輪延長筒部側に漏れることを防止できる。なお、区画部材は、例えば、円盤状に形成され、外輪または外輪延長筒部の内周面に圧入などにより取り付けられている。

また、外輪の内周面に、周方向に向かって係止溝が形成され、規制部材は、環状からなり、係止溝に取り付けられるようにしてもよい。このように、規制部材を環状にすることで、規制部材の形成が容易となる。さらに、規制部材の外輪への取り付けが容易となる。また、規制部材は、何れかの外輪ボール溝におけるボールの移動範囲を規制すればよい。もちろん、規制部材は、全ての外輪ボール溝におけるボールの移動範囲を規制してもよい。

ここで、規制部材は、上述したように、移動範囲の規制を解除するように変形する。具体的には、規制部材は、つぶれ変形する場合、せん断変形する場合、引張変形する場合、または、屈曲変形する場合などがある。

規制部材をつぶれ変形させる場合には、以下のようにするとよい。すなわち、規制部材は、外輪ボール溝の溝底に配置され、衝撃力に起因してボールが押圧することにより移動範囲の規制を解除するようにつぶれ変形するとよい。これにより、確実に、ボールの移動範囲の規制および移動範囲の規制の解除が可能となる。ここで、例えば、規制されるボールの移動範囲のうち最も外輪延長筒部側にボールが位置する場合に、規制部材は、当該ボールの外輪延長筒部側の端部よりも外輪延長筒部側にずれた位置に設けることが考えられる。しかし、この位置に規制部材を設けるためには、外輪の軸方向長さを長くしなければならない場合がある。しかし、規制部材を外輪ボール溝の溝底に配置して、ボールによりつぶれ変形させることで、外輪の軸方向長さを延長することなく、規制部材を配置することができる。

そして、規制部材をつぶれ変形させる場合には、この規制部材は、特に、つぶれ変形する域内において弾性変形する材料からなるようにするとよい。これにより、移動範囲の規制を解除するために必要な力を調整することが容易となる。この規制部材としては、例えば、樹脂、ゴム、金属など、または、これらを組み合わせた材料などを用いることができる。ただし、樹脂、ゴム、またはこれらを組み合わせた材料を用いる方が、より調整しやすい。また、規制部材は、外輪と一体的に形成されるようにしてもよい。特に、規制部材が金属からなる場合には、外輪と一体的に形成することが容易となる。

また、規制部材をせん断変形または引張変形させる場合には、以下のようにするとよい。すなわち、規制部材は、外輪ボール溝の溝面から溝中心側に向かって突出し、衝撃力に起因してボールが押圧することにより、移動範囲の規制を解除するようにせん断変形または引張変形することに伴い破断するとよい。これにより、確実に、ボールの移動範囲の規制および移動範囲の規制の解除が可能となる。この規制部材は、例えば、外輪ボール溝のうち溝面の２箇所を架橋するように配置してもよい。この場合、規制部材のうち破断する箇所当たりのせん断力または引張力が小さくなる。従って、規制部材が確実に破断するために、規制部材の材料の選定などが容易となる。

また、規制部材を屈曲変形させる場合には、以下のようにするとよい。すなわち、規制部材は、外輪ボール溝の溝面から溝中心側に向かって突出し、衝撃力に起因してボールが押圧することにより移動範囲の規制を解除するように屈曲変形するとよい。これにより、確実に、ボールの移動範囲の規制および移動範囲の規制の解除が可能となる。

また、上述した車両用プロペラシャフトは、以下の外輪ボール溝および内輪ボール溝が形成された等速ジョイントを備えるものに適用すると効果的である。すなわち、外輪ボール溝は、外輪回転軸の軸方向に平行に延びるように形成され、内輪ボール溝は、内輪回転軸の軸方向に平行に延びるように形成されるものに適用するとよい。このような構成からなる等速ジョイントは、外輪と内輪との軸方向への相対移動が構造上規制されていない。従って、このような構成からなる等速ジョイントを用いる場合に、上述した問題が生じやすい。そこで、上述した本発明を適用することで、確実に上述した問題を解消することができる。

本発明の車両用プロペラシャフトによれば、車両用プロペラシャフトを搬送する際、および、車両用プロペラシャフトを車両に組み付ける際などにおける作業を容易に行うことができる。

次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。

＜第一実施形態＞
第一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、第一実施形態の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に切断した断面図（軸方向断面図）である。

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、区画部材３０とを備えている。この等速ジョイント１０は、いわゆるダブルオフセット形等速ジョイントである。

等速ジョイント１０は、いわゆるダブルオフセット形等速ジョイント（ＤＯＪ）から構成される。具体的には、等速ジョイント１０は、外輪１１と、内輪１２と、複数のボール１３と、保持器１４と、ブーツ保持金具１５と、ブーツ１６と、第一規制部材１７、第二規制部材１８とを備えている。

外輪１１は、円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１１の内周面に、複数（例えば、６本）の外輪ボール溝１１ａが周方向に等間隔に形成されている。この外輪ボール溝１１ａは、外輪回転軸の軸方向に平行に延びるように、外輪１１の軸方向全体に亘って形成されている。さらに、外輪ボール溝１１ａの溝延伸方向に直交する断面形状は、円弧凹状に形成されている。

そして、外輪１１の内周面のうち軸方向両端に、周方向全周に亘って、第一係止溝１１ｂおよび第二係止溝１１ｃが形成されている。この第一係止溝１１ｂおよび第二係止溝１１ｃには、それぞれ、第一規制部材１７および第二規制部材１８が係止されている。さらに、外輪１１の外周面のうち図１の右端（外輪延長筒部２０の反対側）に、周方向全周に亘って、外周溝１１ｄ、１１ｄが形成されている。この外周溝１１ｄ、１１ｄには、ブーツ保持金具１５の大径部１５ａが嵌合される。

内輪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４０の端部に連結される。この内輪１２の最外周面１２ａは、軸方向断面で見た場合に一様な円弧凸状、つまり部分球面凸状に近似した形状に形成されている。さらに、内輪１２の外周面に、複数（例えば、６本）の内輪ボール溝１２ｂが周方向に等間隔に形成されている。この内輪ボール溝１２ｂは、内輪回転軸の軸方向に平行に延びるように形成されている。さらに、内輪ボール溝１２ｂの溝延伸方向に直交する断面形状は、円弧凹状に形成されている。また、内輪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４０の端部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１２は、外輪１１の内側に、外輪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１２のそれぞれの内輪ボール溝１２ｂが、外輪１１のそれぞれの外輪ボール溝１１ａに対向するように配置されている。

複数（例えば、６個）のボール１３は、それぞれ、外輪１１の外輪ボール溝１１ａおよび内輪１２の内輪ボール溝１２ｂに対して、周方向に係合するように、且つ、外輪ボール溝１１ａおよび内輪ボール溝１２ｂに転動可能に配置されている。つまり、ボール１３により、外輪１１と内輪１２との間でトルク伝達が行われる。

保持器１４は、略円筒状からなる。具体的には、保持器１４の内周面は、内輪１２の最外周面１２ａにほぼ対応する部分球面凹状に形成されている。また、保持器１４の外周面は、部分球面凸状に形成されている。この保持器１４は、外輪１１と内輪１２との間に配置されている。そして、保持器１４の内周面の球面中心と外周面の球面中心は、ジョイント回転中心に対して、軸方向に等距離だけそれぞれ反対側にオフセットさせている。

そして、保持器１４には、周方向に等間隔に複数（例えば、６個）の開口窓部１４ａが形成されている。この開口窓部１４ａは、外輪ボール溝１１ａおよび内輪ボール溝１２ｂと同数形成されている。そして、それぞれの開口窓部１４ａには、ボール１３がそれぞれ挿通されている。つまり、保持器１４は、複数のボール１３を保持している。

ブーツ保持金具１５は、大径部１５ａと小径部１５ｂとが一体的に形成された筒状からなる。そして、ブーツ保持金具１５の大径部１５ａが、外輪１１の外周面に形成された外周溝１１ｄ、１１ｄに嵌合固定されている。ブーツ１６は、ゴムなどの弾性材料により筒状に形成されている。そして、ブーツ１６の径方向外方側がブーツ保持金具１５の小径部１５ｂに固定され、ブーツ１６の径方向内方端がスタブシャフト４０の外周面に取り付けられている。つまり、ブーツ１６は、外輪１１の一端開口側を封止している。

第一規制部材１７および第二規制部材１８は、何れも、ゴムまたは樹脂などの弾性材料からなり、円環状に形成されている。また、第一規制部材１７および第二規制部材１８の無負荷時における断面形状は円形である。そして、第一規制部材１７は外輪１１の第一係止溝１１ｂに嵌め込まれ、第二規制部材１８は第二係止溝１１ｃに嵌め込まれている。つまり、外輪ボール溝１１ａに位置する第一規制部材１７および第二規制部材１８は、外輪ボール溝１１ａの溝底に配置されることになる。そして、第一規制部材１７および第二規制部材１８は、外輪ボール溝１１ａの溝底から溝中心に向かって突出している。つまり、第一規制部材１７および第二規制部材１８は、外輪ボール溝１１ａにおけるボール１３の移動範囲を規制している。特に、第二規制部材１８は、後述する区画部材３０が内輪１２、ボール１３または保持器１４により押圧力を受けないように、すなわち区画部材３０が内輪１２などに当接しないように、外輪ボール溝１１ａにおけるボール１３の移動範囲を規制している。

さらに、第二規制部材１８は、径方向外方に所定の押圧力を受けた場合には、外輪ボール溝１１ａの溝底から溝中心に向かって突出しないようにつぶれ変形する。具体的には、ボール１３により第二規制部材１８が所定の押圧力により押圧される場合に、つぶれ変形する。つまり、第二規制部材１８は、外輪ボール溝１１ａにおけるボール１３の移動範囲の規制を解除するようにつぶれ変形し得る。ここで、ボール１３の移動範囲の規制を解除するための所定の押圧力は、第二規制部材１８の外輪ボール溝１１ａの溝底からの突出量を調整することで、自由に設定できる。さらに、第二規制部材１８は、つぶれ変形する域内において弾性変形するようにしている。これにより、つぶれ変形してボール１３の移動範囲の規制を解除するための所定の押圧力の調整が容易となる。

外輪延長筒部２０は、有底円筒状からなる。この外輪延長筒部２０の底面側が、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の開口側が、外輪１１の一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、それぞれの内輪ボール溝１２ｂに配置された状態の複数のボール１３の外接円とほぼ同等または当該外接円より大きく形成されている。つまり、外輪延長筒部２０には、スタブシャフト４０に内輪１２、ボール１３および保持器１４が組み付けられた状態で、これらが挿入され得る。さらに、外輪延長筒部２０の内径は、区画部材３０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に起因して、内輪１２、保持器１４、スタブシャフト４０の一部および区画部材３０が外輪１１および外輪延長筒部２０に対して相対移動する場合に、これらを筒状の内部に収容可能な形状とされている。

区画部材３０は、円板状で、外周端が屈曲形成されている。この区画部材３０は、外輪１１の内周面のうち外輪延長筒部２０側の端部に圧入され、外輪１１のうち外輪延長筒部２０側の開口を閉塞している。つまり、この区画部材３０は、外輪１１の内部と外輪延長筒部２０の内部とを区画するように、外輪１１と外輪延長筒部２０との境界部に取り付けられている。そして、区画部材３０は、外輪１１から外輪延長筒部２０側への押圧力を受けた場合に、外輪１１から離脱可能とされている。なお、区画部材３０により区画された外輪１１の内部には、グリースが封入されている。

次に、上述したように構成される車両用プロペラシャフトの通常時における動作について説明する。ここで、「通常時」とは、後述する「搬送時」および「車両衝突時」と区別する意味である。通常時は、エンジンの動力が外輪延長筒部２０および外輪１１に伝達され、外輪１１からボール１３を介して内輪１２に伝達され、内輪１２からスタブシャフト４０を介してディファレンシャル装置に伝達される。このとき、等速ジョイント１０がジョイント角をとってある場合には、ボール１３は外輪ボール溝１１ａおよび内輪ボール溝１２ｂを溝形成方向に転動する。ただし、通常時においては、ボール１３は、第一規制部材１７および第二規制部材１８に当接することはない。

次に、車両用プロペラシャフトの搬送時における動作について、図１および図２を参照して説明する。図２は、搬送時における図１のＡ部拡大図である。ここで、「搬送時」とは、組み付けられた車両用プロペラシャフトを搬送する際、および、車両用プロペラシャフトを車両に組み付ける際など、すなわち車両用プロペラシャフトが車両に組み付けられるまでの状態を含む意味である。この場合、外輪１１と内輪１２とは、通常時に比べて軸方向に大きく相対移動できる。つまり、ボール１３は、外輪ボール溝１１ａの全体に亘って移動し得る。

しかし、第一規制部材１７および第二規制部材１８により、ボール１３の外輪ボール溝１１ａにおける移動範囲が規制されている。従って、ボール１３が第一規制部材１７および第二規制部材１８に当接する位置まで、ボール１３は外輪ボール溝１１ａを移動できる。ここで、搬送時において、ボール１３が外輪ボール溝１１ａを移動することにより、ボール１３が第二規制部材１８を押圧する押圧力は、第二規制部材１８がつぶれ変形してボール１３の移動範囲の規制を解除するための所定の押圧力よりも小さい。従って、図２に示すように、第二規制部材１８は、搬送時に、ボール１３の移動範囲の規制を解除しない。

つまり、ボール１３は、第一規制部材１７と第二規制部材１８とに当接する位置までしか移動できない。ここで、第二規制部材１８は、区画部材３０が内輪１２などに当接しないように、外輪ボール溝１１ａにおけるボール１３の移動範囲を規制している。従って、搬送時において、内輪１２、ボール１３および保持器１４は、区画部材３０に当接しない。その結果、搬送時において、区画部材３０が外輪１１から離脱することを防止できる。従って、搬送時に、外輪１１の内部に封入されたグリースが外輪延長筒部２０側に漏れることを防止できる。

次に、車両用プロペラシャフトの車両衝突時における動作について、図１および図３を参照して説明する。図３は、車両衝突時における図１のＡ部拡大図である。また、図１における二点鎖線は、車両衝突時における内輪１２および区画部材３０などを示す。

ここで、「車両衝突時」とは、車両前方または車両後方が外部物体に衝突した場合を意味する。つまり、車両衝突時において、車両には車両前後方向の衝撃力が生じる。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、内輪１２、ボール１３および保持器１４が外輪１１に対して車両前後方向に相対移動しようとする。具体的には、内輪１２などが外輪１１側から外輪延長筒部２０側へ移動しようとする。そうすると、ボール１３が第二規制部材１８に当接する。

ここで、車両衝突における車両前後方向の衝撃力は、第二規制部材１８がつぶれ変形してボール１３の移動範囲の規制を解除するための所定の押圧力よりも大きい。従って、図３に示すように、ボール１３が第二規制部材１８をつぶれ変形させて、外輪ボール溝１１ａにおけるボール１３の移動範囲の規制を解除する。つまり、ボール１３は、規制されていた外輪ボール溝１１ａにおける移動範囲を超えて移動可能となる。

そして、内輪１２、ボール１３および保持器１４は、さらに外輪延長筒部２０側へ移動して、区画部材３０に当接し、区画部材３０が外輪１１から離脱する。その後、図１の二点鎖線にて示すように、内輪１２、ボール１３、保持器１４および区画部材３０が、外輪延長筒部２０の筒状の内部に進入する。このように、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１２などが外輪延長筒部２０の筒状の内部に進入することで、当該衝撃力を吸収することができる。

ここで、第二規制部材１８は、外輪ボール溝１１ａの溝底に配置され、ボール１３によりつぶれ変形することによりボール１３の移動範囲の規制を解除している。ここで、第二規制部材１８は、ボール１３以外、例えば保持器１４などによりつぶれ変形させることも考えられる。この場合、第二規制部材１８を外輪１１に配置するために、外輪１１の軸方向長さを長くしなければならない場合がある。しかし、第二規制部材１８を外輪ボール溝１１ａの溝底に配置してボール１３によりつぶれ変形することにより、外輪１１の軸方向長さを延長することなく、第二規制部材１８を配置することができる。

＜第二実施形態＞
次に、第二実施形態の車両用プロペラシャフトについて、図４および図５を参照して説明する。図４は、第二実施形態の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に切断した断面図（軸方向断面図）である。また、図４における二点鎖線は、車両衝突時における内輪１２および区画部材３０などを示す。図５は、図４のＢ−Ｂ断面図である。ここで、第二実施形態における車両用プロペラシャフトは、上記第一実施形態の車両用プロペラシャフトに対して、第二係止溝１１１ｃおよび第二規制部材１１８のみが相違する。そこで、第二係止溝１１１ｃおよび第二規制部材１１８のみについて説明し、その他の構成については、同一符号を付して説明を省略する。

第二係止溝１１１ｃは、第一実施形態の第二係止溝１１ｃと同様に、外輪１１の内周面のうち外輪延長筒部２０側の端部に、周方向全周に亘って形成されている。ただし、第二実施形態の第二係止溝１１１ｃは、第一実施形態の第二係止溝１１ｃよりも、外輪延長筒部２０側に形成されている。

第二規制部材１１８は、ゴムまたは樹脂などの弾性材料からなり、非円形の環状に形成されている。具体的には、第二規制部材１１８は、周方向に波状、すなわち、外周側および内周側が何れも凹凸状となるように形成されている。この第二規制部材１１８の無負荷時における断面形状は円形である。

そして、第二規制部材１１８は、第二係止溝１１１ｃに嵌め込まれている。このとき、第二規制部材１１８のうち外輪ボール溝１１ａに位置する部分が、外輪ボール溝１１ａ以外に位置する部分に比べて、外輪１１の中心側に位置するようにされている。つまり、第二規制部材１１８は、外輪ボール溝１１ａのうち溝面の２箇所を架橋するように配置されている。さらに、換言すると、第二規制部材１１８は、外輪ボール溝１１ａのうち溝面から溝中心側に向かって突出するように配置されている。

つまり、第二規制部材１１８は、外輪ボール溝１１ａにおけるボール１３の移動範囲を規制している。さらに、第二規制部材１１８は、搬送時において、区画部材３０が内輪１２、ボール１３または保持器１４により押圧力を受けないように、すなわち区画部材３０が内輪１２などに当接しないように、外輪ボール溝１１ａにおけるボール１３の移動範囲を規制している。

さらに、第二規制部材１１８は、外輪ボール溝１１ａに溝延伸方向に所定の押圧力を受けた場合には、第二規制部材１１８のうち外輪ボール溝１１ａの溝面付近の部分が、せん断変形または引張変形することに伴って破断する。具体的には、ボール１３により第二規制部材１１８が所定の押圧力により押圧される場合に、当該部分が破断する。つまり、第二規制部材１１８は、外輪ボール溝１１ａにおけるボール１３の移動範囲の規制を解除するように、せん断変形または引張変形して破断する。ここで、所定の押圧力は、搬送時における車両前後方向の力より大きく、車両衝突における車両前後方向の衝撃力より小さい。

このように構成される車両用プロペラシャフトの動作について説明する。通常時および搬送時における動作は、第一実施形態と同様であるので説明を省略する。ここでは、車両衝突時における動作についてのみ説明する。

車両衝突時には、内輪１２、ボール１３および保持器１４が外輪１１および外輪延長筒部２０に対して車両前後方向に相対移動しようとする。具体的には、内輪１２などが外輪１１側から外輪延長筒部側へ移動しようとする。そうすると、ボール１３が第二規制部材１１８に当接する。ここで、車両衝突における車両前後方向の衝撃力は、第二規制部材１１８が破断してボール１３の移動範囲の規制を解除するための所定の押圧力よりも大きい。従って、ボール１３が第二規制部材１１８のうち外輪ボール溝１１ａの溝面付近の部分をせん断変形または引張変形することに伴い破断して、外輪ボール溝１１ａにおけるボール１３の移動範囲の規制を解除する。つまり、ボール１３は、規制されていた外輪ボール溝１１ａにおける移動範囲を超えて移動可能となる。

そして、内輪１２、ボール１３および保持器１４は、さらに外輪延長筒部２０側へ移動して、区画部材３０に当接し、区画部材３０が外輪１１から離脱する。その後、図４の二点鎖線にて示すように、内輪１２、ボール１３、保持器１４および区画部材３０が、外輪延長筒部２０の筒状の内部に進入する。このように、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１２などが外輪延長筒部２０の筒状の内部に進入することで、当該衝撃力を吸収することができる。

＜第三実施形態＞
次に、第三実施形態の車両用プロペラシャフトについて説明する。構成は、実質的に、第二実施形態の車両用プロペラシャフトと同様であるので説明を省略する。第三実施形態の車両用プロペラシャフトは、第二実施形態の車両用プロペラシャフトに対して、以下の点が相違する。すなわち、第二実施形態においては、第二規制部材１１８は破断したのに対して、第三実施形態においては破断せずに屈曲変形する。

具体的には、第二規制部材１１８が車両衝突における車両前後方向の衝撃力に起因してボール１３から外輪ボール溝１１ａの溝延伸方向の押圧力を受けた場合に、ボール１３により第二規制部材１１８のうち外輪ボール溝１１ａの溝面付近の部分が屈曲変形する。このようにして、第二規制部材１１８は、外輪ボール溝１１ａにおけるボール１３の移動範囲の規制を解除する。つまり、ボール１３は、規制されていた外輪ボール溝１１ａにおける移動範囲を超えて移動可能となる。

第一実施形態の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に切断した断面図である。 搬送時における図１のＡ部拡大図である。 車両衝突時における図１のＡ部拡大図である。 第二実施形態の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に切断した断面図である。 図４のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

１０：等速ジョイント、
１１：外輪、 １１ａ：外輪ボール溝、 １１ｂ：第一係止溝、
１１ｃ、１１１ｃ：第二係止溝、 １１ｄ：外周溝、
１２：内輪、 １２ａ：最外周面、 １２ｂ：内輪ボール溝、
１２ｃ：内周スプライン、
１３：ボール、 １４：保持器、 １４ａ：開口窓部、
１５：ブーツ保持金具、 １５ａ：大径部、 １５ｂ：小径部、
１６：ブーツ、
１７：第一規制部材、 １８、１１８：第二規制部材、
２０：外輪延長筒部、 ３０：区画部材、 ４０：スタブシャフト

Claims (8)

1. 筒状からなり内周面に複数の外輪ボール溝が形成された外輪と、前記外輪の内側に配置され外周面に複数の内輪ボール溝が形成された内輪と、前記外輪ボール溝および前記内輪ボール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、前記外輪と前記内輪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保持器と、を備える等速ジョイントと、
   筒状からなり、前記外輪の一端に設けられ、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が前記外輪に対して軸方向に相対移動する場合に前記内輪を筒状の内部に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、
   前記外輪ボール溝における前記ボールの移動範囲を規制する規制部材を備え、
   前記規制部材は、前記衝撃力に起因して前記移動範囲の規制を解除するように変形することを特徴とする車両用プロペラシャフト。
2. 前記外輪の内部と前記外輪延長筒部の内部とを区画するように、前記外輪と前記外輪延長筒部との境界部に取り付けられ、且つ、車両前後方向の押圧力を受けた場合に前記外輪または前記外輪延長筒部から離脱可能な区画部材を備え、
   前記規制部材は、前記区画部材が前記内輪、前記ボールまたは前記保持器により前記押圧力を受けないように、前記移動範囲を規制する請求項１に記載の車両用プロペラシャフト。
3. 前記外輪の内周面に、周方向に向かって係止溝が形成され、
   前記規制部材は、環状からなり、前記係止溝に取り付けられる請求項１または２に記載の車両用プロペラシャフト。
4. 前記規制部材は、前記外輪ボール溝の溝底に配置され、前記衝撃力に起因して前記ボールが押圧することにより前記移動範囲の規制を解除するようにつぶれ変形する請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用プロペラシャフト。
5. 前記規制部材は、つぶれ変形する域内において弾性変形する材料からなる請求項４に記載の車両用プロペラシャフト。
6. 前記規制部材は、前記外輪ボール溝の溝面から溝中心側に向かって突出し、前記衝撃力に起因して前記ボールが押圧することにより、前記移動範囲の規制を解除するようにせん断変形または引張変形することに伴い破断する請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用プロペラシャフト。
7. 前記規制部材は、前記外輪ボール溝の溝面から溝中心側に向かって突出し、前記衝撃力に起因して前記ボールが押圧することにより前記移動範囲の規制を解除するように屈曲変形する請求項１〜３の何れか一項に記載の車両用プロペラシャフト。
8. 前記外輪ボール溝は、外輪回転軸の軸方向に平行に延びるように形成され、
   前記内輪ボール溝は、内輪回転軸の軸方向に平行に延びるように形成される請求項１〜７の何れか一項に記載の車両用プロペラシャフト。

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