JP2008273268A - 自動車用プロペラシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】 自動車用プロペラシャフトにおいて、軸状インナを支持する環状支持部材の内部への泥水侵入等を低減し、シール性の向上を図るとともに異音の発生を防ぐこと。
【解決手段】 自動車用プロペラシャフト１０において、環状支持部材５０の外方端５０Ａの外周を拡径部９１としてなるもの。
【選択図】 図２

Description

本発明は自動車用プロペラシャフトに関する。

自動車用プロペラシャフトとして、特許文献１に記載の如くのものがある。この自動車用プロペラシャフトは、図４に示す如く、複数の分割シャフト１Ａ、１Ｂを等速継手１Ｃにより連結するに際し、一方の分割シャフト１Ａに設けた等速継手１Ｃの筒状アウタ２に他方の分割シャフト１Ｂに設けた等速継手１Ｃの軸状インナ３を嵌合し、インナ３の軸上に装填したベアリング４を環状支持部材５の内周に支持し、インナ３の軸上でベアリング４を挟む軸方向の両側に設けられるストッパ手段６、７（ストッパ手段７はインナ３に一体に成形されている）によりベアリング４を位置決めする。そして、環状支持部材５の内周であって、ベアリング４を支持する内周の両側の側傍に設けたシール部材８、９がストッパ手段６、７の外周の小径部に摺接する。また、環状支持部材５の軸方向の両側の外方に延びる外方端５Ａ、５Ｂが、両側のストッパ手段６、７の外周の大径部に近接し、この外周の大径部との間の隙間をラビリンスＬa、Ｌbとし、この隙間からベアリング４の側への泥水等の侵入を防止している。
特開2006-151056

従来技術では、環状支持部材５の外方端５Ａ、５Ｂとストッパ手段６、７の外周の大径部との間に形成する隙間は半径方向の外方に開いており、この外方に開く隙間をラビリンスＬa、Ｌbの入口としている。このため、外方から飛散してきて環状支持部材５にかかった泥水が環状支持部材５の外面を伝わった後、環状支持部材５の外方端５Ａ、５Ｂを経てラビリンスＬa、Ｌbに入り易い。ラビリンスＬa、Ｌbに入った泥水はインナ３の回転に伴なう遠心力を受けて環状支持部材５の内周をより内方へ伝わり、シール部材８、９に到達してしまう。シール部材８、９に到達した泥水は排出されずに溜まり、異音を生ずるおそれもある。

本発明の課題は、自動車用プロペラシャフトにおいて、軸状インナを支持する環状支持部材の内部への泥水侵入等を低減し、シール性の向上を図るとともに異音の発生を防ぐことにある。

請求項１の発明は、複数の分割シャフトを継手により連結し、一方の分割シャフトに設けた継手の筒状アウタに他方の分割シャフトに設けた継手の軸状インナを嵌合し、該インナの軸上に装填したベアリングを環状支持部材の内周に支持し、該インナの軸上でベアリングを挟む軸方向の両側に設けられるストッパ手段により該ベアリングを位置決めし、環状支持部材の内周であって、ベアリングを支持する内周の側傍に設けたシール部材がストッパ手段の外周に摺接し、環状支持部材の軸方向の外方に延びる外方端がストッパ手段の外郭に近接し、該外郭との間の隙間をラビリンスとする自動車用プロペラシャフトにおいて、環状支持部材の外方端の外周を拡径部とし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、前記環状支持部材の外方端の外周を軸方向の外方に向けて次第に拡径する拡径部としてなるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項２の発明において更に、前記環状支持部材の外方端がストッパ手段の外側フランジ部と軸方向において相対するとき、前記拡径部の拡径方向が外側フランジ部の外方を通過するようにしたものである。

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、前記環状支持部材がベアリングを嵌合して支持する内環と、内環の外周を被覆するように成形されるゴム状弾性部材とを有し、前記拡径部をゴム状弾性部材の外方端の外周に成形して設けるようにしたものである。

請求項５の発明は、請求項４の発明において更に、前記ゴム状弾性部材の外方端が内環の端部よりも軸方向の外方に延在し、この延在部分の外周を拡径部とするようにしたものである。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれかの発明において更に、前記環状支持部材がベアリングを挟む軸方向の両側に延在し、該環状支持部材のそれら両側の外方端のそれぞれに拡径部を設けたものである。

（請求項１）
(a)環状支持部材の外方端の外周を拡径部とすることにより、この拡径部の拡径の起点域に環状排水路を形成できる。このため、外方から飛散してきて環状支持部材にかかった泥水は、環状支持部材の外面を伝わった後、環状支持部材の外方端を通過する手前で上述の拡径部が形成する環状排水路に捕捉され、この環状排水路にガイドされて環状支持部材の外周を周方向に伝わって下方に流れ落ちる。従って、環状支持部材にかかった泥水がラビリンスに入ることを回避するものになり、結果として環状支持部材の内部のシール部材の側への泥水等の侵入を低減し、シール機能の低下を押さえて異音の発生を防ぐことができる。

（請求項２）
(b)環状支持部材の外方端の外周を軸方向の外方に向けて次第に拡径する拡径部とすることにより、特に車輌の走行中に環状支持部材にかかる多量の泥水のうちで、拡径部が形成する上述(a)の環状排水路により捕捉しきれなかった泥水は、拡径部の斜めに連続する拡径方向に沿って環状支持部材の外方端から半径方向の外方向き成分をもって放散される。これによっても、環状支持部材にかかった泥水等がラビリンスに入ることを回避するものになる。

（請求項３）
(c)環状支持部材の外方端がストッパ手段の外側フランジ部と軸方向において相対するとき、前記拡径部の拡径方向が外側フランジ部の外方を通過するものとすることにより、上述(b)の環状支持部材の外方端から半径方向の外方に放散される泥水は、ストッパ手段の外側フランジ部に衝突することなくその外方を通過し、ラビリンスに直接入ることがない。

（請求項４）
(d)環状支持部材を構成するゴム状弾性部材の外方端の外周に拡径部を成形して設けることにより、ゴム状弾性部材のモールド成形と同時に拡径部を設けることができる。

（請求項５）
(e)上述(d)において、ゴム状弾性部材の外方端が内環の端部よりも軸方向の外方に延在し、この延在部分の外周を拡径部とすることにより、ゴム状弾性部材のモールド成形時に外方端のたわみ量を大きくでき、金型からの型抜き性を向上できる。

（請求項６）
(f)軸状インナを支持する環状支持部材の前後両側の外方端に拡径部を設けることにより、環状支持部材の前後両側において上述(a)〜(e)を実現できる。

図１は自動車用プロペラシャフトを示す断面図、図２は図１の要部拡大断面図、図３は環状支持部材の拡大断面図、図４は従来例を示す断面図である。

自動車（ＦＲ車又は４ＷＤ車）用プロペラシャフト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を等速継手（スライダブルジョイント）１３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と連結され、後側分割シャフト１２の後端部は、自在継手を介して、デファレンシャルギアに接続される連結ヨークと連結される。

プロペラシャフト１０は、一方の分割シャフト１１を構成する中空パイプの一端に等速継手１３の筒状アウタ２０を摩擦溶接により接続する。また、他方の分割シャフト１２の一端に等速継手１３の軸状インナ３０を接続する。インナ３０をアウタ２０に嵌合する。等速継手１３の内部構造については詳述しない。

プロペラシャフト１０は、インナ３０を構成するインナシャフト３１の軸上に装填したベアリング４０を環状支持部材５０の内周に回転自在に支持し、車体側に固定される支持ベース６０の取付部（アウタリング）６１に環状支持部材５０を設けている。

環状支持部材５０は、図２に示す如く、ベアリング４０を嵌合して支持する内環５１と、支持ベース６０の取付部６１に圧入される外環５２と、内環５１の外周と外環５２の内周を被覆するように成形されるゴム状弾性部材５３とを有する。

環状支持部材５０は、内環５１と外環５２の間に加硫ゴム等のゴム状弾性部材５３をモールド成形することにより製作される。ゴム状弾性部材５３は、内環５１の側の内環状部５４と、外環５２の側の外環状部５５と、内環状部５４と外環状部５５をつなぐつなぎ環状部５６を有する。つなぎ環状部５６は、環状支持部材５０の中心軸を含む断面視（図１〜図３)で概ねＳ字断面状をなし（Ｕ字断面状、平板断面状等の他の断面状をなしても可）、内環状部５４として軸方向の前方に延びる前側内環状部５４Ａと後方に延びる後側内環状部５４Ｂを設け、前側内環状部５４Ａとつなぎ環状部５６の間に前方に拡開するＵ字状の前側環状凹部５７Ａを形成するとともに、後側内環状部５４Ｂとつなぎ環状部５６の間に後方に拡開するＵ字状の後側環状凹部５７Ｂを形成して備える。

環状支持部材５０は、内環状部５４の前後の内環状部５４Ａ、５４Ｂの先端部を前後の外方端５０Ａ、５０Ｂとし、本実施例では、これらの外方端５０Ａ、５０Ｂを内環５１の前後の端部（小径部５１Ａと大径部５１Ｃ）よりも軸方向の外方にまで延在させている。環状支持部材５０は、前外方端５０Ａを後述する前側ストッパ手段７０の外郭（本実施例では外側フランジ部７２の内側端面）に相対する位置まで延在し、後外方端５０Ｂを後述する後側ストッパ手段８０の外郭（本実施例では外側フランジ部８２の内側端面）に相対する位置まで延在している。内環５１は、ゴム状弾性部材５３の内環状部５４に包まれる範囲で、前後方向に小径部５１Ａ、中径部５１Ｂ、大径部５１Ｃの順に径をかえて連なる段付円筒状をなし、中径部５１Ｂの内周にベアリング４０の外輪を嵌合する。

プロペラシャフト１０は、環状支持部材５０の内環５１の中径部５１Ｂに嵌合されたベアリング４０をインナ３０のインナシャフト３１に装填し、この状態において、インナシャフト３１の軸上でベアリング４０を挟む軸方向の両側に設けられる前後のストッパ手段７０、８０によりベアリング４０を位置決めする。本実施例では、前ストッパ手段７０はインナシャフト３１に圧入される円環状ストッパピースにより構成され、後ストッパ手段８０はインナシャフト３１に一体に成形されて構成される。これにより、ベアリング４０の内輪が前ストッパ手段７０の端面と後ストッパ手段８０の段差面に挟持されて位置決めされる。

プロペラシャフト１０は、環状支持部材５０の内周であって、ベアリング４０を支持する中径部５１Ｂの両側傍の小径部５１Ａ、大径部５１Ｃの内周のそれぞれにシール部材４１、４２を装填する。シール部材４１は前ストッパ手段７０の外周に摺接し、シール部材４２は後ストッパ手段８０の外周に摺接し、シール部材４１とシール部材４２でベアリング４０を両側からシールする。

プロペラシャフト１０は、前ストッパ手段７０の外周であって、シール部材４１が摺接する外周よりも軸方向の外方側にある内外２位置に内側フランジ部７１と外側フランジ部７２を設け、内側フランジ部７１と外側フランジ部７２の間に環状溝７３を設ける。また、後ストッパ手段８０の外周であって、シール部材４２が摺接する外周よりも軸方向の外方側にある内外２位置に内側フランジ部８１と外側フランジ部８２を設け、内側フランジ部８１と外側フランジ部８２の間に環状溝８３を設ける。

プロペラシャフト１０は、環状支持部材５０の軸方向の前方の外方に延びる前外方端５０Ａが前側ストッパ手段７０の内側フランジ部７１、外側フランジ部７２を含む外郭に近接し、該外郭との間の隙間をラビリンスＬaとする。また、環状支持部材５０の軸方向の後方の外方に延びる後外方端５０Ｂが後ストッパ手段８０の内側フランジ部８１、外側フランジ部８２を含む外郭に近接し、該外郭との間の隙間をラビリンスＬbとする。ラビリンスＬa、Ｌbは環状支持部材５０の外部空間とベアリング４０の側の内部空間の間で、上述の隙間により狭く折れ曲がった経路を形成し、車両走行時に外方から飛散してくる泥水が環状支持部材５０の内部へ侵入することの抵抗になる。ラビリンスＬa、Ｌbを通過して環状支持部材５０の内部に侵入した泥水は、インナシャフト３１の回転に伴う遠心力を受けて環状支持部材５０の内周、本実施例では前側内環状部５４Ａ、後側内環状部５４Ｂの内周を内方へ伝わり、内側フランジ部７１と外側フランジ部の７２の間の環状溝７３、又は内側フランジ部８１と外側フランジ部８２の間の環状溝８３に捕捉されガイドされて下方へ落下し、シール部材４１、４２の側への侵入を阻止される。

しかるに、プロペラシャフト１０は、インナ３０を支持する環状支持部材５０の内部への泥水等の侵入を低減するため、以下の構成を具備する。

環状支持部材５０の前後の外方端５０Ａ、５０Ｂの外周を拡径部９１、９２とし、この拡径部９１、９２の拡径の起点域に環状排水路９１Ａ、９２Ａを形成する。

本実施例では、ゴム状弾性部材５３の内環状部５４における前後の内環状部５４Ａ、５４Ｂの先端部（前後の外方端５０Ａ、５０Ｂ）の外周に拡径部９１、９２をモールド成形して備える。このとき、ゴム状弾性部材５３の前側内環状部５４Ａ、後側内環状部５４Ｂにおいて、内環５１の前後の端部である小径部５１Ａ、大径部５１Ｃよりも軸方向の外方に延在している先端部の外周に、拡径部９１、９２を備える。

本実施例では更に、前後の拡径部９１、９２を、環状支持部材５０の前後の外方端５０Ａ、５０Ｂ（前後の内環状部５４Ａ、５４Ｂの先端部）の外周において、軸方向の外方に向けてテーパ面をなすように次第に拡径する。そして、環状支持部材５０の前外方端５０Ａが前側ストッパ手段７０の外側フランジ部７２の内側（後側）端面（環状溝７３の一方の壁となる端面）と軸方向において相対するとき、拡径部９１のテーパ面に沿う拡径方向が外側フランジ部７２の外方を通過する（外側フランジ部７２に当たらない）。また、環状支持部材５０の後外方端５０Ｂが後側ストッパ手段８０の外側フランジ部８２の内側（前側）端面（環状溝８３の一方の壁となる端面）と軸方向において相対するとき、拡径部９２のテーパ面に沿う拡径方向が外側フランジ部８２の最大外径部の外方を略通過する（外側フランジ部８２の最大外径部に当たらない）。

従って、プロペラシャフト１０にあっては、環状支持部材５０の前外方端５０Ａに拡径部９１を設けたことにより以下の作用効果を奏する。尚、図１〜図３において、Ａは環状支持部材５０の前外方端５０Ａの側における泥水の流れ経路を示す。

(a)環状支持部材５０の前外方端５０Ａの外周を拡径部９１とすることにより、この拡径部９１の拡径の起点域に環状排水路９１Ａを形成できる。このため、外方から飛散してきて環状支持部材５０にかかった泥水は、環状支持部材５０の外面を伝わった後、環状支持部材５０の前外方端５０Ａを通過する手前で上述の拡径部９１が形成する環状排水路９１Ａに捕捉され、この環状排水路９１Ａにガイドされて環状支持部材５０の外周を周方向に伝わって下方に流れ落ちる。従って、環状支持部材５０にかかった泥水がラビリンスＬaに入ることを回避するものになり、結果として環状支持部材５０の内部のシール部材４１の側への泥水等の侵入を低減し、シール機能の低下を押さえて異音の発生を防ぐことができる。

(b)環状支持部材５０の前外方端５０Ａの外周を軸方向の外方に向けて次第に拡径する拡径部９１とすることにより、特に車輌の走行中に環状支持部材５０にかかる多量の泥水のうちで、拡径部９１が形成する上述(a)の環状排水路９１Ａにより捕捉しきれなかった泥水は、拡径部９１の斜めに連続する拡径方向に沿って環状支持部材５０の前外方端５０Ａから半径方向の外方向き成分をもって放散される。これによっても、環状支持部材５０にかかった泥水等がラビリンスＬaに入ることを回避するものになる。

(c)環状支持部材５０の前外方端５０Ａが前側ストッパ手段７０の外側フランジ部７２と軸方向において相対するとき、前記拡径部９１の拡径方向が外側フランジ部７２の外方を通過するものとすることにより、上述(b)の環状支持部材５０の前外方端５０Ａから半径方向の外方に放散される泥水は、前側ストッパ手段７０の外側フランジ部７２に衝突することなくその外方を通過し、ラビリンスＬaに入る量を減少させる。

(d)環状支持部材５０を構成するゴム状弾性部材５３の前外方端５０Ａの外周に拡径部９１を成形して設けることにより、ゴム状弾性部材５３のモールド成形と同時に拡径部９１を設けることができる。

(e)上述(d)において、ゴム状弾性部材５３の前外方端５０Ａが内環５１の端部よりも軸方向の外方に延在し、この延在部分の外周を拡径部９１とすることにより、ゴム状弾性部材５３のモールド成形時に前外方端５０Ａのたわみ量を大きくでき、金型からの型抜き性を向上できる。

また、環状支持部材５０の後外方端５０Ｂに拡径部９２を設けたことにより以下の作用効果を奏する。尚、図１〜図３において、Ｂは環状支持部材５０の後外方端５０Ｂの側における泥水の流れ経路を示す。

(a)環状支持部材５０の後外方端５０Ｂの外周を拡径部９２とすることにより、この拡径部９２の拡径の起点域に環状排水路９２Ａを形成できる。このため、外方から飛散してきて環状支持部材５０にかかった泥水は、環状支持部材５０の外面を伝わった後、環状支持部材５０の後外方端５０Ｂを通過する手前で上述の拡径部９２が形成する環状排水路９２Ａに捕捉され、この環状排水路９２Ａにガイドされて環状支持部材５０の外周を周方向に伝わって下方に流れ落ちる。従って、環状支持部材５０にかかった泥水がラビリンスＬbに入ることを回避するものになり、結果として環状支持部材５０の内部のシール部材４２の側への泥水等の侵入を低減し、シール機能の低下を押さえて異音の発生を防ぐことができる。

(b)環状支持部材５０の後外方端５０Ｂの外周を軸方向の外方に向けて次第に拡径する拡径部９２とすることにより、特に車輌も走行中に環状支持部材５０にかかる多量の泥水のうちで、拡径部９２が形成する上述(a)の環状排水路９２Ａにより捕捉しきれなかった泥水は、拡径部９２の斜めに連続する拡径方向に沿って環状支持部材５０の後外方端５０Ｂから半径方向の外方向き成分をもって放散される。これによっても、環状支持部材５０にかかった泥水等がラビリンスＬbに入る量を減少させるものになる。

(c)環状支持部材５０の後外方端５０Ｂが後側ストッパ手段８０の外側フランジ部８２と軸方向において相対するとき、前記拡径部９２の拡径方向が外側フランジ部８２の外方を通過するものとすることにより、上述(b)の環状支持部材５０の後外方端５０Ｂから半径方向の外方に放散される泥水は、後側ストッパ手段８０の外側フランジ部８２に衝突することなくその最大径外方を通過し、ラビリンスＬbに入ることがない。

(d)環状支持部材５０を構成するゴム状弾性部材５３の後外方端５０Ｂの外周に拡径部９２を成形して設けることにより、ゴム状弾性部材５３のモールド成形と同時に拡径部９２を設けることができる。

(e)上述(d)において、ゴム状弾性部材５３の後外方端５０Ｂが内環５１の端部よりも軸方向の外方に延在し、この延在部分の外周を拡径部９２とすることにより、ゴム状弾性部材５３のモールド成形時に後外方端５０Ｂのたわみ量を大きくでき、金型からの型抜き性を向上できる。

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。例えば、本発明の拡径部は、環状支持部材５０のゴム状弾性部材５３（内環状部５４）に一体成形するものに限らず、環状支持部材５０の内環５１に一体成形するもの、環状支持部材５０の各部とは別体にして付設するもの等であっても良い。また、本発明の拡径部は、環状支持部材の外方端の外周にテーパ状をなして拡径するものに限らず、環状突部等により段差状をなして拡径するものでも良い。

図１は自動車用プロペラシャフトを示す断面図である。 図２は図１の要部拡大断面図である。 図３は環状支持部材の拡大断面図である。 図４は従来例を示す断面図である。

符号の説明

１０ プロペラシャフト
１１、１２ 分割シャフト
１３ 継手
２０ 筒状アウタ
３０ 軸状インナ
４０ ベアリング
４１、４２ シール部材
５０ 環状支持部材
５０Ａ、５０Ｂ 外方端
５１ 内環
５３ ゴム状弾性部材
７０、８０ ストッパ手段
７２、８２ 外側フランジ部
９１、９２ 拡径部
Ｌa、Ｌb ラビリンス

Claims (6)

1. 複数の分割シャフトを継手により連結し、一方の分割シャフトに設けた継手の筒状アウタに他方の分割シャフトに設けた継手の軸状インナを嵌合し、該インナの軸上に装填したベアリングを環状支持部材の内周に支持し、該インナの軸上でベアリングを挟む軸方向の両側に設けられるストッパ手段により該ベアリングを位置決めし、
   環状支持部材の内周であって、ベアリングを支持する内周の側傍に設けたシール部材がストッパ手段の外周に摺接し、
   環状支持部材の軸方向の外方に延びる外方端がストッパ手段の外郭に近接し、該外郭との間の隙間をラビリンスとする自動車用プロペラシャフトにおいて、
   環状支持部材の外方端の外周を拡径部としてなることを特徴とする自動車用プロペラシャフト。
2. 前記環状支持部材の外方端の外周を軸方向の外方に向けて次第に拡径する拡径部としてなる請求項１に記載の自動車用プロペラシャフト。
3. 前記環状支持部材の外方端がストッパ手段の外側フランジ部と軸方向において相対するとき、前記拡径部の拡径方向が外側フランジ部の外方を通過する請求項２に記載の自動車用プロペラシャフト。
4. 前記環状支持部材がベアリングを嵌合して支持する内環と、内環の外周を被覆するように成形されるゴム状弾性部材とを有し、
   前記拡径部をゴム状弾性部材の外方端の外周に成形して設ける請求項１〜３のいずれかに記載の自動車用プロペラシャフト。
5. 前記ゴム状弾性部材の外方端が内環の端部よりも軸方向の外方に延在し、この延在部分の外周を拡径部とする請求項４に記載の自動車用プロペラシャフト。
6. 前記環状支持部材がベアリングを挟む軸方向の両側に延在し、該環状支持部材のそれら両側の外方端のそれぞれに拡径部を設けた請求項１〜５のいずれかに記載の自動車用プロペラシャフト。

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