JP2020083131A - 動力伝達軸 - Google Patents

Abstract

【課題】動力伝達軸の組み付け作業性を向上させることを目的とする。【解決手段】一端側に第１推進軸１１を備えるとともに、一端側と他端側との間に配置され、防振部材であるマウント２３と、軸受２０と、防振部材を把持するブラケット２５とを備える軸受ユニット１４に支承されるスタブシャフト１９を備えたプロペラシャフト１であって、軸受ユニット１４よりも一端側に、軸心回りの回転を規制する回転規制工具の係合部９が形成されたデフレクタ２を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、動力伝達軸に関する。

自動車のプロペラシャフトは、車両前方の原動機で発生し変速装置で減速された動力を、車両後方に搭載された終減速装置に伝達するものである。プロペラシャフトは二つ以上の自在継手を有し、その間を鋼管等の中空軸で構成するほか、必要に応じて自在継手を増やし、軸受ユニットを設けて車体に取り付ける等の構造がとられている。自在継手は十字軸継手方式のほか、円筒形状をなす等速ジョイントがあるが、いずれの場合でも変速装置および終減速装置の入出力用のフランジに対してボルトを締結して動力伝達するのが主流である。

この締結部で伝達される動力は、ボルトの締め付けで発生する軸力と、フランジ上でのボルトのピッチ円直径とを乗算したもので決まる。そのためボルトは高強度材が用いられ、高いトルクで締め付けられる。ボルトは所定の締め付けトルクで締め付ける必要があるため、全数トルクレンチで締め付ける。このボルトの締付け工程においては、変速装置および終減速装置が空転可能な状態となっているので、ボルトを締め付けようとしてもプロペラシャフトが回ってしまい、作業性が低下するという問題がある。

この問題を解決する技術として、特許文献１に記載のものが挙げられる。特許文献１の技術は、十字軸継手において、フランジヨークに切欠または突起による回り止めを形成したものである。

特許第５９２８９４５号公報

自動車にプロペラシャフトを取り付ける作業工程では、作業員二人で行なう場合もある。この場合、例えば、一人が変速装置側或いは終減速装置側と、フランジヨークでボルトの締め付け作業をしているとき、もう一人もフランジヨークの近傍でプロペラシャフトの回り止めを行なうと、作業姿勢が制限されて作業性が悪くなりやすい。

本発明は、プロペラシャフトのボルト締め付け時の回り止め機能をフランジヨークから離れた位置に設けることで、プロペラシャフトの組み付け作業性を向上させることを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明は、一端側に中空軸を備えるとともに、一端側と他端側との間に配置され、防振部材と、前記防振部材に内嵌される軸受と、前記防振部材を把持するブラケットとを備える軸受ユニットに支承される軸部材を備えた動力伝達軸であって、前記軸受ユニットよりも一端側に、軸心回りの回転を規制する回転規制工具の係合部が形成された環状部材を備える。

本発明によれば、軸心回りの回転を規制する回転規制工具の係合部を環状部材に設けたことにより、ボルト締め付け時の回り止め機能が動力伝達軸のフランジヨークから離間した位置に配置されることとなり、プロペラシャフトの組み付け作業性が向上する。係合部として環状部材を用いることで、中空軸や軸部材に回り止め機能を形成する必要がなく、また、新たな専用の回り止め部材を設ける必要もなく、推進軸の回り止めを行うことができる。

ここで、軸受ユニットに関して、原動機が一定の量だけ後退して一定の荷重が軸方向に作用したとき、軸受ユニットのブラケットを破断させて脱落させることによりプロペラシャフトの後退機能を確保する技術が従来より知られている。本発明の環状部材は、軸受ユニットのブラケットの破断機能と動力伝達軸の回り止め機能の両方を備えている。

前記係合部は、軸心を挟んで互いに反対側を向く少なくとも一対の平面部であることが好ましい。
前記係合部は、周方向に間隔を空けて配置された孔または突起であることが好ましい。

また、前記環状部材は、径方向に延びて前記防振部材よりも大径のフランジ部を備えることが好ましい。
これにより、前方衝突によって生じる荷重を受けてフランジ部が後退し、軸受ユニットのブラケットが破断する。

前記環状部材は、前記軸部材に取り付けてもよいし、前記中空軸と前記軸部材とを連結する自在継手を備えている場合には、前記自在継手に取り付けてもよい。

本発明によれば、ボルト締め付け時の回り止め機能を動力伝達軸のフランジヨークから離間した位置に設けることで、複数の作業者により動力伝達軸の組み付け作業を行う際の作業性を向上させるができる。

推進軸の平断面図である。 第１実施形態の環状部材周りの平断面図である。 第１実施形態の環状部材周りの外観斜視図である。 第２実施形態の環状部材周りの平断面図である。 第２実施形態の環状部材周りの外観斜視図である。 第３実施形態の環状部材周りの平断面図である。 第３実施形態の環状部材の正面図である。 第３実施形態の回転規制工具の外観斜視図である。 等速ジョイントが軸受ユニットよりも前側に配置された場合のデフレクタの取付構造を示す平断面図である。

図１において、推進軸（プロペラシャフト）１は、車両の前側に配置された変速機（図示せず）が出力する動力を、車両の後側に配置された終減速装置（図示せず）に伝達する動力伝達軸であり、車両前後方向に延びている。推進軸１は、例えば２ピース構造であり、前側（一端側）の中空軸である第１推進軸１１と、後側（他端側）の中空軸である第２推進軸１２と、第１推進軸１１と第２推進軸１２とを連結する自在継手としての等速ジョイント１３と、推進軸１の前後方向中程で推進軸１を車体に支持する軸受ユニット１４と、を備えている。軸受ユニット１４は等速ジョイント１３よりも前側に配置されている。第１推進軸１１は自在継手１５で変速機に連結し、第２推進軸１２は自在継手１６で終減速装置に連結している。

等速ジョイント１３は、第２推進軸１２の前端に溶接で接合された円筒状の外輪部材１７と、外輪部材１７内を揺動する動力伝達部材１８と、動力伝達部材１８に連結する中実の軸部材であるスタブシャフト１９と、を備えている。

軸受ユニット１４は、スタブシャフト１９に外嵌する軸受２０と、内環２１と、外環２２と、マウント２３と、ブラケットリング２４と、ブラケット２５と、を備えている。内環２１は、軸受２０の外輪に外嵌する円筒状の部材である。外環２２は、内環２１よりも大径の円筒状の部材であり、内環２１と同軸に配置されている。マウント２３は、ゴム材料で一体形成された環状の部材であり、断面視して後方に開口した略Ｕ字形を呈している。マウント２３は、内環２１と外環２２の間に設けられて内環２１および外環２２に加硫接着されている。内環２１と外環２２とマウント２３とで防振部材を構成する。マウント２３が弾性変形することで、内環２１の振動がマウント２３で減衰され、車体への振動伝達が低減される。

ブラケットリング２４は、円筒状の部材であり、外環２２に外嵌している。ブラケット２５は、ブラケットリング２４の下半分を囲うように軸心Ｏ方向視で半円弧状を呈する半円弧状部２５Ａと、半円弧状部２５Ａの左右の上端からそれぞれ左方、右方に延びる左締結部２５Ｂ，右締結部２５Ｃと、を備えている。ブラケット２５は、左締結部２５Ｂ，右締結部２５Ｃの各ボルト孔２５Ｄに挿通されるボルト（図示せず）により車体に締結される。

「デフレクタ（環状部材）２」
推進軸１は、軸受ユニット１４よりも前側に、前方衝突等の軸方向の荷重入力時に軸受ユニット１４に衝突可能であって、回転規制工具Ｔを係合させるための係合部９が形成されたデフレクタ２を備えている。回転規制工具Ｔは、推進軸１の軸心Ｏ回りの回転を規制するための工具である。デフレクタ２は、車両が前方衝突してスタブシャフト１９が後退したときに、後記するフランジ部３の縁部５の後端がブラケット２５に衝突することで、ボルト孔２５Ｄを破断させ中間軸受ユニット１４を車体から脱落させる機能を有する。デフレクタ２は、スタブシャフト１９に対して、溶接、ねじの螺合、リベット留め、ボルト留め等の機械的な接合手段で接合されている。以下、デフレクタ２について複数の実施形態を説明する。

「第１実施形態」
図２、図３において、デフレクタ２は、第１推進軸１１とスタブシャフト１９との間に同軸に配置されてそれぞれに溶接される円筒部４と、円筒部４の軸方向中程の外周から径外方向に延びるフランジ部３と、を備えている。円筒部４は、フランジ部３から軸方向に延びる係合ベース部４０を構成する。フランジ部３の外端は、若干後方に延びる縁部５として形成されている。フランジ部３と円筒部４と縁部５とは例えば一体成型で形成されている。円筒部４の前端は第１推進軸１１の後端に突き当てられて溶接、具体的には摩擦圧接で接合され、円筒部４の後端はスタブシャフト１９の前端に突き当てられて摩擦圧接で接合されている。

係合部９は、軸心Ｏを挟んで互いに反対側を向く少なくとも一対の平面部１０から構成されている。回転規制工具Ｔの取り回し性を考慮した場合、平面部１０は６面程度の多面とすることが好ましい。平面部１０は、円筒部４の外周に形成されている。回転規制工具Ｔは、軸心Ｏを挟んで互いに反対側を向く一対の平面部１０に係合するスパナ状の工具である。

推進軸１の組み付け作業例を説明する。先ず、変速装置および終減速装置が組み付けられた車両をハンガー等によりリフトアップさせる。この状態では、変速装置の出力軸や終減速装置の入力軸は空転状態にある。リフトアップ状態の車両の下方において、推進軸１を例えばリフタに載置し、該リフタを上昇させて推進軸１を変速装置の出力軸や終減速装置の入力軸にボルトとナットで連結する。このとき、変速装置の出力軸、終減速装置の入力軸は空転状態であるので、そのままボルトを締め付けようとすると、推進軸１が回ってしまう。そのため、作業者の一人は回転規制工具Ｔを係合部９に係合させて推進軸１の回り止めを行い、他の作業者がトルクレンチによりボルトの締め付け作業を行う。

以上のように、軸受ユニット１４の脱落機能を有するデフレクタ２に、軸心Ｏ回りの推進軸１の回転を規制する回転規制工具Ｔの係合部９を形成すれば、第１推進軸１１やスタブシャフト１９に回り止め機能を形成することなく、また、新たな専用の回り止め部材を設けることなく、推進軸１の回り止めを行うことができる。

係合部９を、軸心Ｏを挟んで互いに反対側を向く少なくとも一対の平面部１０とすれば、回転規制工具Ｔの取り回し性が良好となる。また、デフレクタ２を、軸受ユニット１４に衝突可能なフランジ部３と、フランジ部３から軸方向に延び、平面部１０が形成された係合ベース部４０と、から構成すれば、フランジ部３の衝突機能を確保しつつ、平面部１０を容易に形成できる。また、フランジ部３の外径を軸受ユニット１４の防振部材（内環２１と外環２２とマウント２３）よりも大径とすることで、衝突時にブラケット２５を確実に破断させることが可能となる。

「第２実施形態」
図４、図５において、第１推進軸１１の後端とスタブシャフト１９の前端とは互いに突き合わされて摩擦圧接で接合されている。デフレクタ２Ａは、内周にねじ孔６を有する円筒部４と、円筒部４の前端から径外方向に延びるフランジ部３と、フランジ部３の径方向中程の前面から前方に延びる係合ベース部４０と、を備えている。一方、スタブシャフト１９の外周には、ねじ部７が形成されている。デフレクタ２Ａは、後方側からねじ孔６がねじ部７に螺合されたうえで、円筒部４の後端４ａが径内側に折り曲げられてスタブシャフト１９に加締められる。

係合部９は、係合ベース部４０の外周に形成されている。本実施形態でも、係合部９は、軸心Ｏを挟んで互いに反対側を向く少なくとも一対の平面部１０から構成されている。平面部１０は６面程度の多面とすることが好ましい。回転規制工具Ｔは、第１実施形態と同様のスパナ状の工具である。

本実施形態によっても、係合部９を、軸心Ｏを挟んで互いに反対側を向く少なくとも一対の平面部１０としたことにより、回転規制工具Ｔの取り回し性が良好となる。また、デフレクタ２を、軸受ユニット１４に衝突可能なフランジ部３と、フランジ部３から軸方向に延び、平面部１０が形成された係合ベース部４０と、から構成したことにより、フランジ部３の衝突機能を確保しつつ、平面部１０を容易に形成できる。また、本実施形態においても、フランジ部３の外径を軸受ユニット１４の防振部材（内環２１と外環２２とマウント２３）よりも大径とすることで、衝突時にブラケット２５を確実に破断させることが可能となる。
なお、螺合構造の緩み止めとして加締めによる手段を例示したが、これに限らず接着剤、点溶接等の手段を用いてもよい。

「第３実施形態」
図６〜図８において、デフレクタ２Ｂは、第１実施形態と同様に、第１推進軸１１とスタブシャフト１９との間に同軸に配置されてそれぞれに溶接される円筒部４と、円筒部４の軸方向中程の外周から径外方向に延びるフランジ部３と、を備えている。第３実施形態が第１実施形態と異なる点は、第１実施形態が係合部９として平面部１０を円筒部４に形成したのに対し、第３実施形態は、係合部９として係合孔４１をフランジ部３に形成している。

係合孔４１は、フランジ部３を前後に貫通する貫通孔であり、周方向に等間隔で配置されている。係合孔４１は、軸心Ｏを挟んで少なくとも一対配置すればよいが、回転規制工具Ｔの取り回し性を考慮した場合、係合孔４１は６つ程度に多数配置することが好ましい。回転規制工具Ｔには、軸心Ｏを挟んだ一対の係合孔４１に係合する係合突起４２が形成されている。

本実施形態によっても、係合部９を、周方向に間隔を空けて配置された係合孔４１としたことにより、回転規制工具Ｔの取り回し性が良好となる。また、フランジ部３に係合孔４１を形成することで、デフレクタ２Ｂの形状を簡素化できる。
なお、係合部９としてデフレクタ２Ｂ側に係合突起を形成し、回転規制工具Ｔ側にこの係合突起に係合する係合孔を形成してもよい。また、本実施形態においても、フランジ部３の外径を軸受ユニット１４の防振部材（内環２１と外環２２とマウント２３）よりも大径とすることで、衝突時にブラケット２５を確実に破断させることが可能となる。

以上、好適な実施形態を説明した。図９に示すように、等速ジョイント１３が軸受ユニット１４よりも前側に配置されている場合には、例えば、デフレクタ２Ｃを等速ジョイント１３の外輪部材１７に、溶接、ねじの螺合等により取り付けてもよい。そして、デフレクタ２Ｃの円筒部４に平面部１０等の係合部９を形成しておけばよい。

１ 推進軸（動力伝達軸）
２，２Ａ〜２Ｃ デフレクタ（環状部材）
３ フランジ部
４ 円筒部
６ ねじ孔
７ ねじ部
９ 係合部
１０ 平面部
１１ 第１推進軸（中空軸）
１２ 第２推進軸
１４ 軸受ユニット
１９ スタブシャフト（軸部材）
４０ 係合ベース部
４１ 係合孔
Ｔ 回転規制工具

Claims (6)

1. 一端側に中空軸を備えるとともに、一端側と他端側との間に配置され、防振部材と、前記防振部材に内嵌される軸受と、前記防振部材を把持するブラケットとを備える軸受ユニットに支承される軸部材を備えた動力伝達軸であって、
   前記軸受ユニットよりも一端側に、軸心回りの回転を規制する回転規制工具の係合部が形成された環状部材を備える動力伝達軸。
2. 前記係合部が、軸心を挟んで互いに反対側を向く少なくとも一対の平面部である請求項１に記載の動力伝達軸。
3. 前記係合部が、周方向に間隔を空けて配置された孔または突起である請求項１に記載の動力伝達軸。
4. 前記環状部材は、径方向に延びて前記防振部材よりも大径のフランジ部を備える請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の動力伝達軸。
5. 前記環状部材が、前記軸部材に取り付けられる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の動力伝達軸。
6. 前記中空軸と前記軸部材とを連結する自在継手を備え、
   前記環状部材が、前記自在継手に取り付けられる請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の動力伝達軸。

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