JP2939938B2 - ２分割プロペラシャフトを用いた動力伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、車両に適用される２分
割プロペラシャフトを用いた動力伝達装置に係り、特
に、低コストでレイアウトの自由度を大きく向上させる
ことができる動力伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば車体前部にエンジンを設置して
後輪を駆動するような車両においては、レイアウト上必
要となるプロペラシャフトの折角を確保するため、通常
センターベアリングを有する２分割３ジョイントタイプ
の動力伝達装置が使用されている。

【０００３】図６の従来例は、比較的小さな折角のレイ
アウトに適用される２分割３ジョイントタイプの動力伝
達装置を示したもので、図中の１はエンジン、２はトラ
ンスミッション、３は終減速装置、４はリヤアクスル
軸、５は後輪、６は燃料タンク、７は前輪を示してい
る。このような場合、トランスミッション２と終減速装
置３との間は、フロントプロペラシャフト８の前端部が
コスト的に有利なカルダンジョイント９（ＣＪ）を介し
てトランスミッション２の出力軸と連結され、同様にフ
ロントプロペラシャフト８とリヤプロペラシャフト１０
との連結部及びリヤプロペラシャフト１０の後端部と終
減速装置３との連結部にも各々カルダンジョイント（Ｃ
Ｊ）１１，１２が使用されている。なお、図中の１３は
センターベアリングを示している。

【０００４】また、図７の従来例は、部品の共通化、燃
料タンク６の容量確保や排気系統等との関係から生じる
レイアウト上の制約等により、プロペラシャフトの折角
が比較的大きくなった場合を示している。このようなレ
イアウトでは、連結部に等速ジョイントを使用してプロ
ペラシャフトの振動を所定値以下にする必要が生じ、た
とえば特開平２−６３９３０号公報には３ケ所の連結部
に全て摺動式の等速ジョイント、すなわちレブロジョイ
ント（ＬＪ）１４を介装したものが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年の車両
設計においては、部品の共通化によるコストの低減が特
に強く望まれている。このため、プロペラシャフトのレ
イアウトに対する制約が多くなるのは避けられず、レイ
アウト上の自由度が高いのは勿論のこと、コストや重量
等の面でも有利な２分割プロペラシャフトを用いた動力
伝達装置が必要となってきた。

【０００６】上述したような動力伝達装置を提供するた
めには、３ケ所で使用するジョイントの選択が大きな問
題となる。一般に等速ジョイントは、折角の大きい連結
部での使用が可能なメリットを有する反面、不等速ジョ
イントであるカルダンジョイントと比較すれば、コスト
が高く重量も重いというデメリットがある。さらに、通
常プロペラシャフト用の等速ジョイントとして使用され
ているレブロジョイントは、角度の大きな場所での使用
が可能である反面、しめ代があってガタが少ないため高
回転時の内部発熱やブーツの異常変形等が問題となる。
ちなみに、レブロジョイントの使用条件では発熱量が大
きくならないように回転数Ｎと角度θとの積を２０，０
００以下（Ｎ×θ＜２０，０００）に制限しなければな
らず、たとえばプロペラシャフトが８，０００ｒｐｍ程
度の高速回転をするような場合には、設定可能な角度θ
の最大値が２．５度程度と小さなものになる。

【０００７】また、トランスミッション出力軸との連結
部にカルダンジョイントのような不等速ジョイントを使
用した場合、特にこの部分の折角を大きくするとトルク
変動がトランスミッション内部に伝達され、ジャジャ音
やガラ音と呼ばれる歯打ちによる異音が発生するという
不具合もあった。

【０００８】そこで、本発明は、レイアウト上の自由度
が大きく、しかもコストや重量等の面にも配慮した２分
割プロペラシャフトを用いた動力伝達装置の提供を目的
としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前述の課題を
解決するためになされたもので、その第１の発明は、フ
ロント及びリヤに２分割されてセンターベアリングを有
するプロペラシャフトが、トランスミッションに連結さ
れるフロント側の前端部と、終減速装置に連結されるリ
ヤ側の後端部と、前記フロント及びリヤの連結部との３
ケ所に各々ジョイントを備え、これらジョイントを介し
て連結されてエンジン出力の伝達をする２分割プロペラ
シャフトを用いた動力伝達装置において、前記フロント
側の前端部及び前記リヤ側の後端部の２ケ所には等速ジ
ョイントを用い、前記フロント及びリヤの連結部には不
等速ジョイントを用いたことを特徴とする２分割プロペ
ラシャフトを用いた動力伝達装置である。

【００１０】この場合、等速ジョイントの折れ角を不等
速ジョイントより大きくとるのが望ましく、等速ジョイ
ントには発熱量の少ないバーフィールドジョイント（Ｂ
Ｊ）又はダブルオフセットジョイント（ＤＯＪ）を用
い、かつ、不等速ジョイントに低コストで軽量のカルダ
ンジョイントを用いるとよい。

【００１１】また、第２の発明は、等速ジョイントの外
輪にスリーブ部を一体成形してスリーブヨークと等速ジ
ョイントを一体化し、同等速ジョイントの内輪にプロペ
ラシャフトのスタブシャフトを抜外しを抑止して圧入保
持して成るスリーブヨーク付等速ジョイントをトランス
ミッションの出力軸部に嵌挿し、該スリーブヨーク付等
速ジョイントと終減速装置側に設ける軸方向移動不能な
等速ジョイントとを不等速ジョイントを連結部にもつ２
分割されたプロペラシャフトを介して連結支持したこと
を特徴とする２分割プロペラシャフトを用いた動力伝達
装置である。

【００１２】そして、スリーブヨーク付等速ジョイント
のプロペラシャフトの抜外しを抑止する圧入保持部は、
スタブシャフトに設けた溝と等速ジョイントの内輪とに
跨って係止されるサークリップの抜外しを抑止する前記
内輪側のサークリップ係合面が略スタブシャフトの軸線
と直交する端面となるように形成されていることが好ま
しい。また、この場合の等速ジョイントにはバーフィー
ルドジョイントを用い、かつ、不等速ジョイントにはカ
ルダンジョイントを用いるとよい。

【００１３】

【作用】前述した第１の発明の手段によれば、２個の等
速ジョイントと１個の不等速ジョイントとを組合せて使
用したので、トランスミッション出力軸と終減速装置入
力軸との間に大きなオフセットを設ける場合は、２個の
等速ジョイントで大きな折角をとり、不等速ジョイント
での折角を最小にするというレイアウトが可能になる。
特に、等速ジョイントとして発熱量の少ないバーフィー
ルドジョイント又はダブルオフセットジョイントを用い
ると、プロペラシャフトが高回転になっても大きな折角
を設定できるので、動力伝達装置設計上の自由度はさら
に大きなものとなる。また、コストや重量の面で不利な
等速ジョイントを２個使用するだけで設計自由度が向上
するので、３個の等速ジョイントを使用していたものよ
りコストや重量の増加を抑制できる。

【００１４】次に、前述した第２の発明の手段によれ
ば、等速ジョイント（特にバーフィールドジョイント）
の外輪にスリーブ部を一体成形してスリーブヨークと等
速ジョイントとを一体化したので、スリーブフランジと
ボルト結合するものと比較した場合、部品点数や重量の
低減に加えて外形寸法を小さくできる。また、等速ジョ
イント内輪側のサークリップ係合面が略スタブシャフト
の軸線と直交する端面となるように形成したので、スタ
ブシャフトに内輪からの抜け力が作用した場合、大きな
角度の傾斜面に阻止されて組付後のサークリップの抜き
外しが抑止される。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は従来例の図６及び図７に対応するもの
で、同一部分には同じ符号を付してある。

【００１６】第１の発明では、トランスミッション２の
出力軸とフロントプロペラシャフト８の前端部を連結す
るジョイント及びリヤプロペラシャフト１０の後端部と
終減速装置３とを連結するジョイントとして、各々に大
きな折角を設定できる等速ジョイント１５，１６を用い
ている。これらの等速ジョイント１５，１６としては、
しめ代がないため発熱量の少ないバーフィールドジョイ
ント又はダブルオフセットジョイントが適している。特
に近年の生産技術の向上により、バーフィールドジョイ
ント及びダブルオフセットジョイントは共にガタが少な
くなり、プロペラシャフトの高回転数にも充分耐えられ
るようになっている。また、フロントプロペラシャフト
８とリヤプロペラシャフト１０との連結部には、コスト
や重量の増加を小さくするため、不等速ジョイント１７
を用いる。この不等速ジョイント１７にはカルダンジョ
イントが適しており、センターベアリング１３の位置
は、このカルダンジョイントの折角が最小となるように
設定するのが好ましい。すなわち、トランスミッション
２の出力軸と終減速装置３の入力軸との間に生じるオフ
セットに対しては、プロペラシャフトの両端に配置した
等速ジョイント１５，１６に大きな折角を設定すること
でその大部分が吸収されるようなレイアウトをすればよ
い。

【００１７】上述したようなレイアウトが可能になれ
ば、たとえば２個の等速ジョイント１５，１６を各々６
〜７度程度の大きな折角に設定し、中間の不等速ジョイ
ント１７をせいぜい２〜３度程度の小さな折角に設定す
ることにより、軽自動車におけるトランスミッション出
力軸と終減速装置入力軸との間に少なくとも１００ｍｍ
程度のオフセットは容易に実現できる。このようなオフ
セット量は、直線上のレイアウトが基本のプロペラシャ
フトにとっては大きな意味があり、これによって部品の
共通化等で生じる設計上の制約を解決できるようにな
る。

【００１８】また、上述したようなジョイントの配置を
することにより、トランスミッション２の出力軸との連
結部にある程度大きな折角を設定してもトルク変動がト
ランスミッション内部まで伝達されることはなく、ジャ
ジャ音やガラ音のような異音発生を抑制できる。さら
に、不等速ジョイント１７の折角が小さいため、該ジョ
イントに起因するトルク変動がボデーに伝達されて発生
する車体こもり音を小さくすることもできる。

【００１９】図２は上述した動力伝達装置を実際に組立
てた状態を示しており、ここでは等速ジョイント１５，
１６にバーフィールドジョイントを使用している。バー
フィールドジョイントはトランスミッション２又は終減
速装置３との連結部にスリーブフランジ１８を使用し、
ジョイント側のフランジとボルト・ナット１９で結合す
るのが一般的である。このような連結構造では、外形寸
法が大きいためトランスミッション２と干渉する場合が
あり、これによってレイアウトの自由度が制約されるこ
ともある。また、バーフィールドジョイントに加えて、
スリーブフランジ１８やボルト・ナット１９を必要とす
るため部品点数が多くなり、コストや重量の面でも不利
であった。

【００２０】そこで、第２の発明では、連結部の外形寸
法が小さくかつ部品点数を低減できる構造の提供を目的
とし、これを図３ないし図５に基づいて説明する。

【００２１】図４に示したスリーブヨーク付等速ジョイ
ント２０は、バーフィールドジョイントの外輪２１にス
リーブ部２２を一体成形してスリーブヨークと等速ジョ
イントとを一体化したもので、内輪２３にはフロントプ
ロペラシャフト８のスタブシャフト２４が抜外しを抑止
して圧入され、スリーブ部２２はトランスミッション２
の出力軸部２ａ（図３参照）に嵌挿される。従って、ス
リーブヨーク付等速ジョイント２０の外形寸法はスリー
ブフランジ１８の外形寸法よりも小さくなるので、その
分だけレイアウト上の自由度が向上する。

【００２２】このようなスリーブヨーク付等速ジョイン
ト２０は、トルク伝達時に出力軸部２ａとの間がスライ
ド不能となるため、スタブシャフト２４に内輪２３から
の抜け力が作用するのを防止する必要がある。しかし、
スリーブヨークを一体化した構造では内輪２３の中側で
スナップリングによるスタブシャフト２４の抜け止めが
できないため、図５に示す如く、スタブシャフト２４に
溝２５を設け、該溝２５と内輪２３とに跨って係止され
るサークリップ２６を使用する。そして、いったん係止
されたサークリップ２６の抜外しを抑止するため、内輪
２３側のサークリップ係合面２７は、スタブシャフト２
４の軸線に対する角度δが略直角に近い端面にしてあ
る。

【００２３】上述したようなスリーブヨーク付等速ジョ
イント２０をトランスミッション２との連結部に使用し
た２分割プロペラシャフトを用いた動力伝達装置は、終
減速装置３との連結部に軸方向移動不能な等速ジョイン
トを、好適にはバーフィールドジョイントを用い、フロ
ントプロペラシャフト８とリヤプロペラシャフト１０と
の連結部に不等速ジョイントを、好適にはカルダンジョ
イントを用いて連結支持された構成になっている。

【００２４】

【発明の効果】上述した本発明によれば、次のような効
果を奏する。

【００２５】第１の発明によれば、２個の等速ジョイン
トと１個の不等速ジョイントを使用して、トランスミッ
ション出力軸と終減速装置入力軸との間に比較的大きな
オフセットを容易に設けることができ、コストや重量の
増加を抑制しつつ駆動系の設計自由度を大きく向上させ
る効果がある。また、トランスミッション内部で発生す
る異音や車体こもり音を低減することもできるので、車
両の商品性を向上させる効果もある。

【００２６】次に、第２の発明によれば、等速ジョイン
ト連結部の外形寸法が小さくなるので、周辺機器と干渉
する可能性も小さくなってレイアウト上の自由度を向上
させる効果がある。また、部品点数が少なくてすむの
で、コストや重量を低減させる効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に係る２分割プロペラシャフトを用
いた動力伝達装置のレイアウトを示す図である。

【図２】第１の発明に係る動力伝達装置の実際の組立て
状態を示す図である。

【図３】第２の発明に係る動力伝達装置の実際の組立て
状態を示す図である。

【図４】第２の発明に係るスリーブヨーク付等速ジョイ
ントの構造を示す断面図である。

【図５】図４のＡ部拡大図である。

【図６】比較的折角の小さい場合に適用される従来の動
力伝達装置のレイアウト図である。

【図７】比較的折角の大きい場合に適用される従来の動
力伝達装置のレイアウト図である。

【符号の説明】

２ トランスミッション ２ａ 出力軸部 ３ 終減速装置 ８ フロントプロペラシャフト ９，１１，１２，１７ 不等速ジョイント（カルダンジ
ョイント） １０ リヤプロペラシャフト １３ センターベアリング １４ 等速ジョイント（レブロジョイント） １５，１６ 等速ジョイント（バーフィールドジョイン
ト又はダブルオフセットジョイント） ２０ スリーブヨーク付等速ジョイント（バーフィー
ルドジョイント） ２１ 外輪 ２２ スリーブ部 ２３ 内輪 ２４ スタブシャフト ２５ 溝 ２６ サークリップ ２７ サークリップ係合面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹内 正 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動 車工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭61−27727（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−36726（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60K 17/22 F16D 3/38

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】フロント及びリヤに２分割されてセンター
   ベアリングを有するプロペラシャフトが、トランスミッ
   ションに連結されるフロント側の前端部と、終減速装置
   に連結されるリヤ側の後端部と、前記フロント及びリヤ
   の連結部との３ケ所に各々ジョイントを備え、これらジ
   ョイントを介して連結されてエンジン出力の伝達をする
   ２分割プロペラシャフトを用いた動力伝達装置におい
   て、前記フロント側の前端部及び前記リヤ側の後端部の
   ２ケ所には等速ジョイントを用い、前記フロント及びリ
   ヤの連結部には不等速ジョイントを用いたことを特徴と
   する２分割プロペラシャフトを用いた動力伝達装置。
2. 【請求項２】前記等速ジョイントは折れ角が不等速ジョ
   イントより大きいことを特徴とする請求項１記載の動力
   伝達装置。
3. 【請求項３】前記等速ジョイントがバーフィールドジョ
   イント（ＢＪ）又はダブルオフセットジョイント（ＤＯ
   Ｊ）で、かつ、前記不等速ジョイントがカルダンジョイ
   ント（ＣＪ）であることを特徴とする請求項１記載の動
   力伝達装置。
4. 【請求項４】等速ジョイントの外輪にスリーブ部を一体
   成形してスリーブヨークと等速ジョイントを一体化し、
   同等速ジョイントの内輪にプロペラシャフトのスタブシ
   ャフトを抜外しを抑止して圧入保持して成るスリーブヨ
   ーク付等速ジョイントをトランスミッションの出力軸部
   に嵌挿し、該スリーブヨーク付等速ジョイントと終減速
   装置側に設ける軸方向移動不能な等速ジョイントとを不
   等速ジョイントを連結部にもつ２分割されたプロペラシ
   ャフトを介して連結支持したことを特徴とする２分割プ
   ロペラシャフトを用いた動力伝達装置。
5. 【請求項５】スリーブヨーク付等速ジョイントのプロペ
   ラシャフトの抜外しを抑止する圧入保持部は、スタブシ
   ャフトに設けた溝と等速ジョイントの内輪とに跨って係
   止されるサークリップの抜外しを抑止する前記内輪側の
   サークリップ係合面が略スタブシャフトの軸線と直交す
   る端面となるように形成されていることを特徴とする請
   求項４記載の動力伝達装置。
6. 【請求項６】前記等速ジョイントがバーフィールドジョ
   イント（ＢＪ）で、かつ、前記不等速ジョイントがカル
   ダンジョイント（ＣＪ）であることを特徴とする請求項
   ４記載の動力伝達装置。