JP2017095035A - 車両用推進軸 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成により開口部内をシールし、エンジン等の速やかな後退を確実に達成できる車両用推進軸を提供することを目的とする。
【解決手段】
本発明に係る車両用推進軸１００は、開口部１ｂを有し、内周面１ａに孔スプライン１２が形成された孔スプライン部材１と、外周面２０ａに軸スプライン２２が形成され、スプライン嵌合により開口部１ｂから外側に延びる軸スプライン部材２と、孔スプライン１２よりも開口部１ｂ寄りの内周面１ａと軸スプライン２２よりも開口部１ｂ寄りの外周面２０ａとの少なくとも一方に形成され、周方向に延在する凹部１１，２１と、凹部１１，２１内に入り込み、内周面１ａと外周面２０ａとの間をシールするシール部３と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両用推進軸に関する。

車体前側にエンジン（原動機）を搭載する後輪駆動車又は四輪駆動車は、車体前側に搭載された変速装置から車体後側に搭載された減速機に動力を伝達するため、前後方向に延びる車両用推進軸（プロペラシャフト）を備える。
このような車両用推進軸は、変速装置と終減速装置との距離が一定でないこと、及び変速装置の出力軸と終減速装置の入力軸との回転中心が同軸上にないことから、変速装置等との間に、例えば十字軸継手などの自在継手を備える。

ところで、近年の車両は、前方から衝突された場合、エンジンルーム内のエンジン、変速装置を速やかに後退させ、エンジンルームを含む車体（ボディ）の圧縮変形により衝突エネルギーを吸収するようになっている。
そして、車両用推進軸は、エンジン等の速やかな後退を達成するため、言い換えると、エンジン等の後退を妨げる「つっかい棒」とならないようにするため、前後方向からの衝突荷重を受けて短縮するようになっている（特許文献１参照）。

詳細に説明すると、特許文献１の車両用推進軸において、十字軸継手を構成し外周面に軸スプラインが形成されたヨーク（以下、「軸スプライン部材」と称する）と、内周面に孔スプラインが形成された筒状のスリーブ（以下、「孔スプライン部材」と称する）と、をスプライン嵌合により連結している。
これにより、前方から衝突され、軸スプライン部材が孔スプライン部材に対して後方に移動し、スプライン嵌合が解除した場合、軸スプライン部材が後方に容易に移動できるようになり、エンジン等が速やかに後退する。

特許第３７２２６１７公報

しかしながら、従来の孔スプライン部材の開口部は、外部に露出している。よって、前輪が巻き上げる泥水等が開口部内に浸入し、スプライン嵌合している部位に錆が発生するおそれがある。
この結果、車両製造時においてスプライン嵌合の解除に必要な荷重を所定値に設定しても、錆の発生によりスプライン嵌合の解除に必要な荷重が大きくなり、エンジン等の速やかな後退を妨げるおそれがある。
一方で、孔スプライン部材の開口部をカバー部材で覆うと、部品点数の増加を招く。

本発明は、このような課題を解決するために創作されたものであり、簡易な構成により開口部内をシールし、エンジン等の速やかな後退を確実に達成できる車両用推進軸を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る車両用推進軸は、開口部を有し、内周面に孔スプラインが形成された孔スプライン部材と、外周面に軸スプラインが形成され、スプライン嵌合により前記開口部から外側に延びる軸スプライン部材と、前記孔スプラインよりも前記開口部寄りの前記内周面と前記軸スプラインよりも前記開口部寄りの前記外周面との少なくとも一方に形成され、周方向に延在する凹部と、前記凹部内に入り込み、前記内周面と前記外周面との間をシールするシール部と、を備える。

前記発明によれば、スプライン嵌合よりも開口部寄りの部位がシール部によりシールされる。よって、開口部に向って水等が飛散しても、開口部内（内周面と外周面との間）に直接、水等が浸入するおそれがない。
また、シール部は、凹部内に入り込んで径方向に拡大していることから、開口部近傍に付着する水がシール部の外周側又は内周側を回り込んで、開口部内（内周面と外周面との間）に浸入し難い。
以上から、スプライン嵌合している部位に水等が浸入し難いため、錆の発生が抑制される。
また、シール部は、内周面と外周面との間をシールし、開口部を覆うカバー材よりも小さいため、簡易な構成である。
さらに、凹部が形成されることにより、シール部と孔スプライン部材の内周面（又は軸スプライン部材の外周面）との接触面積が増加する。
よって、シール剤を凹部内に充填し、硬化させてシール部を形成する場合や環状の弾性体（例えばＯリング）を接着剤により凹部内に接着する場合、シール部と内周面（又外周面）との接着面積が増加し、シール部が内周面（又外周面）から剥離し難い。

また、前記発明において、前記凹部は、前記開口部の内周端縁に形成されていることが好ましい。

前記構成によれば、孔スプライン部材の端面を切削することで、凹部を形成できる。よって、凹部の形成作業が容易となる。
そのほか、内周面と外周面との間にシール剤を充填し、硬化させてシール部を形成する場合、シール剤を充填する作業が容易となる。
一方で、シール部が環状の弾性体等である場合、組み付け作業が容易となる。

また、前記発明において、前記凹部は、前記内周面に形成された孔スプライン凹部であり、前記孔スプライン凹部の内径は、前記孔スプラインの大径よりも大きくてもよい。
前記発明において、前記凹部は、前記外周面に形成された軸スプライン凹部であり、前記軸スプライン凹部の外径は、前記軸スプラインの小径よりも小さくてもよい。

本発明によれば、簡易な構成により開口部内をシールし、エンジン等の速やかな後退を確実に達成できる車両用推進軸を提供することができる。

実施形態に係る推進軸を平面視した平面図である。 図１の枠線Ａで囲まれた範囲の拡大図である。 図２のシール部近傍を拡大した拡大図である。 スリーブと第１スタブシャフト（基部）とのスプライン嵌合を示す断面図である。

本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら説明する。
図１に示すように、車両用推進軸１００は、ＦＲ（Front-engine Rear-drive）ベースの四輪駆動車（車両）に搭載されている。
車両用推進軸１００は、車体前側に搭載されたエンジン（不図示）から出力された動力を、車体後側に搭載された終減速装置（図示しない）に伝達させる軸であり、車幅方向中央で前後方向に延びている。

車両用推進軸１００は、動力伝達軸１１０と、動力伝達軸１１０の前端に設けられたスリーブ１と、第１スタブシャフト２を有する第１等速自在継手１２０と、動力伝達軸１１０の後端に設けられた第２等速自在継手１３０と、シール部３と、を備える。

図２に示すように、スリーブ１の内周面１ａには孔スプライン１２が形成され、第１スタブシャフト２の外周面２０ａには軸スプライン２２が形成されている。そして、孔スプライン１２と軸スプライン２２とがスプライン嵌合し、スリーブ１と第１スタブシャフト２とが連結している。
本実施形態のスリーブ１は、特許請求の範囲に記載される「孔スプライン部材」に相当する。
本実施形態の第１スタブシャフト２は、特許請求の範囲に記載される「軸スプライン部材」に相当する。
以下、車両用推進軸１００の各構成について説明する。

（動力伝達軸）
図１に示すように、動力伝達軸１１０は、前後方向に延びる円筒体であり、例えば、炭素鋼で形成されている。動力伝達軸１１０の外周面には、回転バランスを調整するためのバランサ１１１、１１１が固定されている。

（スリーブ）
図２に示すように、スリーブ１は、円筒状を呈する金属部材であり、後端側が動力伝達軸１１０の前端に溶接され、前端側が前側に向って開口している。以下、スリーブ１の前端側を「開口部１ｂ」と称する。

スリーブ１の内周面１ａには、開口部１ｂから後方に向って、孔スプライン凹部１１と、孔スプライン１２と、段差部１３と、被嵌合面１４と、が形成されている。
なお、孔スプライン凹部１１の詳細については、後述する軸スプライン凹部２１と併せて説明する。また、孔スプライン１２の詳細については、軸スプライン２２と併せて説明する。

段差部１３は、後方を向く面であり、第１スタブシャフト２の後述する大径部２３の前端面が当接している。
被嵌合面１４は、段差部１３の外周縁から後方に延びる円筒状の内周面である。
そして、被嵌合面１４には、第１スタブシャフト２の大径部２３が内嵌されている。
また、被嵌合面１４の前後方向中間には、リング部材１５が嵌合するための周方向に延在する溝１４ａが形成されている。

リング部材１５は、段差部１３とで、第１スタブシャフト２の大径部２３を前後方向から挟持し、スリーブ１から第１スタブシャフト２が脱落しないように保持するための略Ｃ字状の部品である。
そして、車両が前方から衝突され、衝突による荷重が第１スタブシャフト２に作用した場合、リング部材１５は、第１スタブシャフト２から後方に向う荷重を受ける（図２の矢印Ｂ参照）。
また、第１スタブシャフト２から受ける荷重が所定値以上の場合、リング部材１５が被嵌合部１４内から抜け落ち、第１スタブシャフト２が後方に移動自在となる。

（第１等速自在継手，第２等速自在継手）
図１に示すように、第１等速自在継手１２０は、外輪部材１２１と、内輪部材１２２と、複数のボール１２３と、ケージ１２４と、第１スタブシャフト２と、を備える。
第２等速自在継手１３０は、外輪部材１３１と、内輪部材１３２と、複数のボール１３３と、ケージ１３４と、第２スタブシャフト１３５と、を備える。

なお、第２等速自在継手１３０において、外輪部材１３１と内輪部材１３２とボール１３３とケージ１３４は、第１等速自在継手１２０の構成と同じであるため、説明を省略する。また、第２スタブシャフト１３５は、動力伝達軸１１０の後端部に溶接されている。

外輪部材１２１は、略円筒状の部材である。外輪部材１２１は、前端に径方向外側に延びるフランジ部１２１ａが形成され、車体前側に搭載された変速装置の出力軸（不図示）と連結している。内輪部材１２２は、外輪部材１２１内に配置される略円筒状の部材である。

外輪部材１２１の内周面と内輪部材１２２の外周面とのそれぞれには、各ボール１２３が入り込む複数の溝が周方向に等間隔で形成されている。
これにより、外輪部材１２１が回転すると、ボール３１が外輪部材１２１の溝と内輪部材１２２の溝に係り合い、内輪部材１２２が回転する。

溝は、前後方向から視て半円状を呈し、ボール１２３が摺動又は転動自在になっている。よって、ボール１２３が溝内を転動することで、外輪部材１２１及び内輪部材１２２が軸方向において相対的に移動自在に、言い換えると、車両用推進軸１００が収縮自在になっている。

ケージ１２４は、各ボール１２３が同一面上に位置するように調整する略円筒状の部材である。ケージ１２４には、ボール１２３を保持するための窓（開口）が周方向に複数形成されている。ケージ１２４は、内輪部材１２２の外周面に相対的に揺動自在に配置されている。
これにより、外輪部材１２１の回転軸と内輪部材１２２の回転軸とが屈曲した場合、各ボール３１が外輪部材１２１の回転軸と内輪部材１２２の回転軸とがなす二等分面上に位置するようになり、等速性を維持しながら動力が伝達される。

（第１スタブシャフト）
第１スタブシャフト２は、前後方向に延びる略円柱状の金属部材である。
第１スタブシャフト２の前部は、内輪部材１２２にスプライン嵌合している。
第１スタブシャフト２の後部は、スリーブ１内に配置されているとともに、前部及び中間部よりも大径に形成されている。
以下、第１スタブシャフト２の後部を「基部２０」と称する。

図２に示すように、基部２０の外周面２０ａには、前方から後方に向って順に、軸スプライン凹部２１と、軸スプライン２２と、大径部２３とが形成されている。

（孔スプライン凹部，軸スプライン凹部）
図３に示すように、孔スプライン凹部１１と軸スプライン凹部２１は、シール部３を形成するための隙間を径方向に拡大させるためのものである。

孔スプライン凹部１１は、スリーブ１の内周面１ａに形成された径方向外側に窪む窪みであり、周方向に延在している。
また、孔スプライン凹部１１の内径Ｒ２は、孔スプライン１２の大径Ｒ１（内周面１ａの径）よりも大きい。
なお、孔スプライン１２の大径Ｒ１は、孔スプライン歯底径である。

軸スプライン凹部２１は、基部２０の外周面２０ａに形成された径方向内側に窪む窪みであり、周方向に延在している
また、軸スプライン凹部２１の外径ｒ２は、軸スプライン２２の小径ｒ１（外周面２０ａの径）よりも小さい。
なお、軸スプライン２２の小径ｒ１は、軸スプライン歯底径である。

孔スプライン凹部１１と軸スプライン凹部２１は、車両用推進軸１００の前後方向において同じ位置に形成され、孔スプライン凹部１１の第１底面１１ａと、軸スプライン凹部２１の第２底面２１ａとが対向している。

なお、孔スプライン凹部１１は、開口部１ｂの内周端縁に形成されている。このため、スリーブ１の前端面１ｃを切削することにより、孔スプライン凹部１１を容易に形成することができる。

（孔スプライン，軸スプライン）
図４に示すように、孔スプライン１２と軸スプライン２２は、互いの歯面１２ｂ、２２ｂが周方向に係合し、内輪部材１２２の回転運動をスリーブ１に確実に伝達するようになっている。
軸スプライン２２の歯先面２２ａは、孔スプライン１２の底面（スリーブ１の内周面１ａ）に内嵌されている。
嵌め合い公差により、孔スプライン１２の歯面１２ｂ（スリーブ１の円周面）と軸スプライン２２の歯面２２ｂの間には、隙間Ｓ１が形成されている。
また、軸スプライン２２の底面（基部２０の外周面２０ａ）と孔スプライン１２の歯先面１２ａとの間には、隙間Ｓ２が形成されている。

（シール部）
図３に示すように、シール部３は、孔スプライン凹部の第１底面１１ａと軸スプライン凹部２１の第２底面２１ａとの間にシール剤を充填し、そのシール剤を硬化させて形成されたものであり、環状を呈している。

シール部３は、スプライン嵌合している孔スプライン１２及び軸スプライン２２よりも前方に位置している。
これにより、前輪に巻き上げられ、開口部１ｂ内に向って飛散する水等は（図２の矢印Ｃ参照）、シール部３に接触し、隙間Ｓ１、Ｓ２内に直接浸入しないようになっている。

図３に示すように、シール部３の外周側は、孔スプライン凹部１１内に入り込み、シール部３の外径Ｒ２がスリーブ１の内径Ｒ１よりも拡径している。
そして、シール部３の外周側は、孔スプライン凹部１１の第１底面１１ａ及び第１側面１１ｂに当接（接着）している。
これにより、開口部１ｂに近傍に付着する水がシール部３の外周側を回り込んで隙間Ｓ１、Ｓ２内に浸入することを防止できる。
なお、第１側面１１ｂは第１底面１１ａの後端縁から径方向内側に延在する面である。

シール部３の内周側は、軸スプライン凹部２１内に入り込み、シール部３の内径ｒ２が基部２０の外径ｒ１よりも縮径している。
そして、シール部３の内周側が軸スプライン凹部２１の第２底面２１ａ及び第２側面２１ｂに当接（接着）している。これにより、開口部１ｂに近傍に付着する水がシール部３の内周側を回り込んで隙間Ｓ１、Ｓ２内に浸入することを防止できる。
なお、第２側面２１ｂは第２底面２１ａの後端縁から径方向外側に延在する面である。

シール部３は、第１底面１１ａ及び第２底面２１ａのみならず、第１側面１１ｂ及び第２側面２１ｂにも接着している。よって、孔スプライン凹部１１及び軸スプライン凹部２１を形成しない場合、シール部３との接触面は、第１底面１１ａ及び第２底面２１ａのみであるが、本実施形態によれば、第１側面１１ｂ及び第２側面２１ｂの分だけ増加している。これにより、シール部３は、スリーブ１及び第１スタブシャフト２から剥離し難い。

以上、実施形態によれば、隙間Ｓ１，Ｓ２内に水が浸入し難く、孔スプライン１２及び軸スプライン２２に錆が発生し難い。よって、車両製造時に設定された荷重によりスプライン嵌合が解除され、エンジン等の速やかな後退が確実に達成される。
また、実施形態のシール部３は、従来技術で説明したような開口部を覆うカバー材よりも小さく、簡易な構成である。

以上、実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されない。
たとえば、第１底面１１ａ及び第２底面２１ａを切り欠いて凹凸を形成し、接着面積を増加させてもよい。
また、本実施形態では、孔スプライン凹部１１と軸スプライン凹部２１との両方を形成しているが、孔スプライン凹部１１と軸スプライン凹部２１との少なくても一方のみであってもよい。

また、シール部３として、例えばＯリングなど、環状のシール部材を用いてもよい。
孔スプライン凹部１１の位置は、孔スプライン１２よりも開口部１ｂ寄りであればよく、実施形態のように開口部１ｂの内周端縁に限定されない。
同様に、軸スプライン凹部２１の位置も、軸スプライン２２よりも開口部１ｂ寄りであればよく、特に限定されない。

１００ 車両用推進軸
１ スリーブ（孔スプライン部材）
１ａ 内周面
１ｂ 開口部
２ 第１スタブシャフト（軸スプライン部材）
３ シール部
１１ 孔スプライン凹部
１２ 孔スプライン
２０ 基部
２０ａ 外周面
２１ 軸スプライン凹部
２２ 軸スプライン
Ｓ１ 隙間
Ｓ２ 隙間

Claims (4)

1. 開口部を有し、内周面に孔スプラインが形成された孔スプライン部材と、
   外周面に軸スプラインが形成され、スプライン嵌合により前記開口部から外側に延びる軸スプライン部材と、
   前記孔スプラインよりも前記開口部寄りの前記内周面と前記軸スプラインよりも前記開口部寄りの前記外周面との少なくとも一方に形成され、周方向に延在する凹部と、
   前記凹部内に入り込み、前記内周面と前記外周面との間をシールするシール部と、
   を備える車両用推進軸。
2. 前記凹部は、前記開口部の内周端縁に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用推進軸。
3. 前記凹部は、前記内周面に形成された孔スプライン凹部であり、
   前記孔スプライン凹部の内径は、前記孔スプラインの大径よりも大きい
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の車両用推進軸。
4. 前記凹部は、前記外周面に形成された軸スプライン凹部であり、
   前記軸スプライン凹部の外径は、前記軸スプラインの小径よりも小さい
   ことを特徴とする請求項１に記載の車両用推進軸。

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