JP7550342B2 - プロペラシャフト - Google Patents

Description

本発明は、プロペラシャフトに関する。

従来のプロペラシャフトとしては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

概略を説明すれば、このプロペラシャフトは、車両のトランスミッションに接続される第１軸部材と、車両のデファレンシャルに接続される第２軸部材と、を有し、第１軸部材と第２軸部材とが、車体に支持されるセンターベアリングを介して一体回転可能に連結されている。第１軸部材は、主として、トランスミッションから駆動力が伝達されるスリーブヨーク部と、このスリーブヨーク部から駆動力が伝達される筒部と、この筒部と繋がるスタブシャフト部と、によって構成されている。

特開２０２０－１７３０３１号公報

しかしながら、前記従来のプロペラシャフトによれば、スリーブヨーク部とスタブシャフト部との強度の関係については何ら考慮されていない。このため、前記従来のプロペラシャフトにおいては、スリーブヨーク部のねじり強度が、スタブシャフト部のねじり強度よりも低くなってしまうおそれがあった。すなわち、第１軸部材において、スリーブヨーク部が最弱部となってしまい、このスリーブヨーク部が破損することによって、当該スリーブヨーク部を受容するトランスミッションのケース内部に充填された潤滑液が漏出してしまうおそれがある点で、改善の余地を残していた。

そこで、本発明は、前記従来のプロペラシャフトの技術的課題に鑑みて案出されたものであり、スリーブヨーク部のねじり強度をスタブシャフト部のねじり強度よりも高く確保することができるプロペラシャフトを提供することを目的としている。

本発明は、その一態様として、第１軸部材のスタブシャフト部において、車両取付部材と重なり合う位置に、前記第１軸部材で最もねじり強度が低い最弱部が設けられている。

本発明によれば、スリーブヨーク部のねじり強度をスタブシャフト部のねじり強度よりも高く確保することができる。

本発明の第１実施形態に係るプロペラシャフトの半縦断面図である。 図１に示すスリーブヨーク部と車両（トランスミッションの出力軸）との接続部を拡大して表示した拡大断面図である。 図２に示す第１駆動側継手部材の縦断面図である。 図１に示す第１軸部材と第２軸部材との接続部を拡大して表示した拡大断面図である。 本発明の第１実施形態に係るプロペラシャフトのスタブシャフト部の拡大断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係るプロペラシャフトのスタブシャフト部の拡大断面図である。 本発明の第２実施形態に係るプロペラシャフトのスタブシャフト部の拡大断面図である。 本発明の第３実施形態に係るプロペラシャフトのスタブシャフト部の拡大断面図である。

以下に、本発明に係るプロペラシャフトの実施形態について、図面に基づき詳述する。なお、下記の実施形態では、当該プロペラシャフトを、従来と同様、自動車用のプロペラシャフトについて適用したものを例示して説明する。

また、以下の説明では、便宜上、各図の左側を「前」、右側を「後」として説明すると共に、図１に示すプロペラシャフトＰＳの回転軸線Ｚに沿う方向を「軸方向」、回転軸線Ｚに直交する方向を「径方向」、回転軸線Ｚ周りの方向を「周方向」として説明する。

（プロペラシャフトの構成）
図１は、本発明の第１実施形態に係るプロペラシャフトＰＳの全体の形態を表示した、当該プロペラシャフトＰＳの半断面図を示している。

図１に示すように、プロペラシャフトＰＳは、車両の前方に配置される回転軸である図示外の第１回転軸と、車両の後方に配置される回転軸である図示外の第２回転軸と、の間に、車両の前後方向に沿って配置される。例えば、駆動方式がＦＲ（フロントエンジン・リアドライブ）の車両の場合、前記第１回転軸は、車両の前方に配置され、エンジンやモータ等の駆動源から回転力が伝達されるトランスミッションの出力軸に相当し、前記第２回転軸は、車両の後方に配置され、車両の後輪へ回転力を伝達するデファレンシャルの入力軸に相当する。

すなわち、本実施形態に係るプロペラシャフトＰＳは、前後で２分割に構成された２ピース構造を有してなるもので、第１継手部材Ｊ１を介して図示外のトランスミッションに接続される第１軸部材１と、第２継手部材Ｊ２を介して図示外のデファレンシャルに接続される第２軸部材２とが、第３継手部材Ｊ３を介して、回転軸線Ｚを中心として一体回転可能に接続されたものである。

第１軸部材１は、前端部が第１継手部材Ｊ１を介して前記図示外のトランスミッションの出力軸と一体回転可能に接続される。また、第１軸部材１の後端部は、車両取付部材５を介して図示外の車体のフロア下部に取り付け支持されると共に、第３継手部材Ｊ３を介して第２軸部材２に接続される。なお、車両取付部材５は、本発明に係る取付部に相当するセンターベアリングサポート５１と、このセンターベアリングサポート５１を介して図示外の車体のフロアに懸架される、本発明に係る被支持部に相当するセンターベアリング５２と、を備える。

第２軸部材２は、前端部が第３継手部材Ｊ３を介して第１軸部材１に一体回転可能に接続され、後端部が第２継手部材Ｊ２を介して前記図示外のデファレンシャルの入力軸に一体回転可能に接続される。また、この第２軸部材２は、前側に配置される円柱状の第１軸部２１と、後側に配置される円筒状の第２軸部２２と、をもって軸方向に２分割に形成されている。そして、この第１軸部２１と第２軸部２２は、後述する雄スプライン部２１０と雌スプライン部２２０とが嵌合してなるスプライン嵌合をもって、軸方向に相対移動可能に接続されている。なお、第１軸部２１と第２軸部２２の間には、前記スプライン嵌合された部分への異物の侵入を抑制するゴム製のカバー部材２３が、第１軸部２１と第２軸部２２とに跨って両者の接続部を覆うように設けられている。

第１軸部２１は、前端部が第３継手部材Ｊ３の後述する第３従動側継手部材Ｊ３２の後端部に圧入によって固定されていて、後端部の外周面に、雄スプライン部２１０が形成されている。第２軸部２２は、軸方向に２分割に構成され、前端側に設けられ、第１軸部２１との接続に供する第２軸部接続部２２１と、後端側に設けられ、第２軸部２２の本体を構成する第２軸部本体部２２２と、を有する。

第２軸部接続部２２１は、所定の金属材料により比較的厚肉な円筒状を呈し、内周側に雌スプライン部２２０が形成されている。第２軸部本体部２２２は、金属材料やＦＲＰに代表される繊維強化プラスチックにより比較的薄肉の円筒状を呈し、前端部が第２軸部接続部２２１の後端部に圧入により固定され、後端部が第２継手部材Ｊ２の後述する第２駆動側継手部材Ｊ２１の前端部に圧入により固定されている。

第１継手部材Ｊ１は、前記図示外のトランスミッションの出力軸に接続され、本発明に係るスリーブヨーク部を構成する第１駆動側継手部材Ｊ１１と、第１軸部材１に接続される第１従動側継手部材Ｊ１２と、第１駆動側継手部材Ｊ１１と第１従動側継手部材Ｊ１２とを一体回転可能に連結する第１十字軸Ｊ１３と、を備える。

第２継手部材Ｊ２は、第２軸部材２の第２軸部２２に接続される第２駆動側継手部材Ｊ２１と、前記図示外のデファレンシャルの入力軸に接続される第２従動側継手部材Ｊ２２と、第２駆動側継手部材Ｊ２１と第２従動側継手部材Ｊ２２とを一体回転可能に連結する第２十字軸Ｊ２３と、を備える。

第３継手部材Ｊ３は、第１軸部材１に接続される第３駆動側継手部材Ｊ３１と、第２軸部材２の第１軸部２１に接続される第３従動側継手部材Ｊ３２と、第３駆動側継手部材Ｊ３１と第３従動側継手部材Ｊ３２とを一体回転可能に連結する第３十字軸Ｊ３３と、を備える。

（トランスミッションの出力軸と第１継手部材の接続構造）
図２は、車両に搭載されたトランスミッション３の出力軸３１と第１駆動側継手部材Ｊ１１との接続部をプロペラシャフトＰＳの回転軸線Ｚに沿って切断した、車両のトランスミッション３の出力軸３１と第１駆動側継手部材Ｊ１１との接続部の部分拡大断面図を示している。なお、本実施形態では、第１駆動側継手部材Ｊ１１が、本発明に係るスリーブヨーク部に相当する。また、図３は、図２に示す第１駆動側継手部材Ｊ１１をプロペラシャフトＰＳの回転軸線Ｚに沿って切断した、第１駆動側継手部材Ｊ１１の縦断面図を示している。

図２に示すように、トランスミッション３は、金属材料によって概ね円筒状に形成されたケース３０の内側を軸方向に沿って貫通する軸貫通孔３００に、図示外の変速ギヤと繋がる出力軸３１が収容されている。すなわち、トランスミッション３のケース３０の軸貫通孔３００が、第１駆動側継手部材Ｊ１１の軸部４１の外径よりも若干大きい内径に設定されていて、後述するスプライン結合により出力軸３１の後端部の外周側に重なり合う軸部４１が、ケース３０の軸貫通孔３００の後端部に挿入されている。

ケース３０の後端部の内周側には、ケース３０の内周面と軸部４１の外周面（軸部側シール面４１２）との間を液密にシールする概ね円環状のシール部材ＳＬを保持可能なシール保持部３２が形成されている。すなわち、このシール保持部３２にシール部材ＳＬが嵌め着けられていて、シール部材ＳＬの外周面がシール保持部３２の内側面に密着し、シール部材ＳＬの内周面が軸部４１の外周面に密着することにより、ケース３０の内部に充填された潤滑液ＴＦの外部への流出が抑制されている。

出力軸３１は、円柱状に形成された一般部３１０と、一般部３１０の後端部の所定領域（軸部貫通孔４１０に挿入される軸方向領域）において当該一般部３１０よりも小さい外径に形成され、第１駆動側継手部材Ｊ１１の従動側スプライン部４１１にスプライン結合する駆動側スプライン部３１１と、を有する。かかる構成から、駆動側スプライン部３１１の形成範囲において駆動側スプライン部３１１と従動側スプライン部４１１が噛み合うことにより、出力軸３１と第１駆動側継手部材Ｊ１１とが軸方向において相対移動可能となっている。

トランスミッション３の出力軸３１に接続される第１駆動側継手部材Ｊ１１は、図２、図３に示すように、出力軸３１にスプライン結合により接続される軸部４１と、この軸部４１の後端部に拡径状に形成されたフランジ状のヨークボディ部４２と、このヨークボディ部４２から二股状に分岐して設けられ、軸方向において軸部４１とは反対の方向に延びる一対のヨーク部４３，４４と、を備え、軸部４１とヨークボディ部４２と一対のヨーク部４３，４４とが鍛造によって一体に形成されている。また、第１駆動側継手部材Ｊ１１は、スタブシャフト部１２（後述する最小径凹部７１）よりも高いねじれ強度に設定されている。

軸部４１は、本発明に係る車両接続筒部を構成する円筒状を呈し、内周側に、トランスミッション３の出力軸３１を受容する軸部貫通孔４１０が、軸方向に沿って形成されている。また、この軸部貫通孔４１０の軸方向の所定領域には、トランスミッション３の出力軸３１の外周側に形成された駆動側スプライン部３１１とスプライン結合可能な従動側スプライン部４１１が形成されている。また、軸部４１の外周側には、トランスミッション３のケース３０との間に配置されるシール部材ＳＬの内周面が密着可能な平坦状の軸部側シール面４１２が形成されている。すなわち、シール部材ＳＬの内周面が軸部側シール面４１２に密着することにより、トランスミッション３のケース３０内に充填された潤滑液ＴＦの外部への流出が抑制されている。また、軸部貫通孔４１０の後端部には、軸部４１の底部を構成することによりトランスミッション３のケース３０から軸部貫通孔４１０の内部に導かれた潤滑液ＴＦを封止可能な概ね円板状のプラグ６６が圧入によって取り付けられている。

また、軸部４１の先端部の外周縁には、先端に向かって外径を徐々に縮小してなる概ね円錐テーパ状の軸部外周側テーパ部４１３が形成されている。これにより、シール部材ＳＬが配置されたケース３０内に軸部４１を挿入する際、シール部材ＳＬの内周面に対して摺動する軸部４１の先端部によりシール部材ＳＬの内周面を損傷してしまう不具合を抑制することが可能となっている。

ヨークボディ部４２は、概ね円板状を呈し、軸部４１に対して段差拡径状に形成されている。また、このヨークボディ部４２の底部（前端部）には、トランスミッション３のケース３０の後端面と当接することでトランスミッション３の出力軸３１と軸部４１とが互いに近づく方向への移動を規制するストッパ部４５が設けられている。

ストッパ部４５は、ヨークボディ部４２の底部が段差状に縮径されてなり、トランスミッション３のケース３０の後端部よりも僅かに大きな外径に設定されている。また、ストッパ部４５の外周側には、当該ストッパ部４５と軸方向に対向するトランスミッション３のケース３０へと向かって延出する円筒状のカバー部材６１が、圧入により固定されている。カバー部材６１は、軸方向においてトランスミッション３のケース３０と相互に重なるように設けられる。すなわち、カバー部材６１は、トランスミッション３のケース３０とストッパ部４５とが離間した状態で発生するケース３０とストッパ部４５の軸方向隙間を覆うことにより、軸部側シール面４１２への異物の付着を抑制する。

一対のヨーク部４３，４４は、ヨークボディ部４２の外周側端縁から軸方向に沿って延びるように設けられ、軸部４１よりも厚肉に形成されている。また、この一対のヨーク部４３，４４には、第１十字軸Ｊ１３の一対の軸部Ｊ１３１，Ｊ１３２（図１参照）と係合可能な一対の軸貫通孔４３０，４４０が、ヨーク部４３，４４の厚さ方向において回転軸線Ｚを挟んで径方向に対向するように形成されている。

［第１実施形態］
（第１軸部材と第２軸部材の接続部の構成）
図４は、図１に示す第１軸部材１と第２軸部材２との接続部を拡大して表示した当該接続部の拡大断面図を示している。また、図５は、図４に示すスタブシャフト部１２の半断面図を示している。

図４に示すように、第１軸部材１は、第１従動側継手部材Ｊ１２の後端部に接続される筒部１１と、筒部１１の後端部に接続され、第２軸部材２との接続に供するスタブシャフト部１２と、を有する。なお、本発明に係る第１軸部材は、第１継手部材Ｊ１と第１軸部材１とを含む概念であって、第１継手部材Ｊ１の第１駆動側継手部材Ｊ１１からなるスリーブヨーク部と、筒部１１と、スタブシャフト部１２と、を含む。

筒部１１は、ＦＲＰに代表される繊維強化プラスチックにより、比較的薄肉の円筒状に形成されたものである。この筒部１１は、前端部が第１従動側継手部材Ｊ１２の後端部に圧入により固定され、後端部がスタブシャフト部１２の前端部に圧入により固定されている。

スタブシャフト部１２は、図４、図５に示すように、筒部１１に接続される接続部１２１と、軸方向において接続部１２１の反対側に設けられ、第３駆動側継手部材Ｊ３１に設けられた雌スプライン部Ｊ３１１とスプライン結合可能な雄スプライン部１２２と、接続部１２１と雄スプライン部１２２との間に設けられ、センターベアリング５２が固定されるベアリング固定部１２３と、を有する。

接続部１２１は、筒部１１の後端部の内周面に圧入される圧入部１２１ａと、この圧入部１２１ａの後端側に段差状に拡径形成されたフランジ部１２１ｂと、を有する。すなわち、接続部１２１は、フランジ部１２１ｂの前端面を筒部１１の後端面に突き当てるように、圧入部１２１ａが筒部１１の後端部に圧入により固定される。

また、フランジ部１２１ｂの後端側には、例えば車体が前後方向に衝突するなど第１軸部材１と第２軸部材２が相互に近づく方向へ移動した際にセンターベアリングサポート５１（後述する車両取付部５１１）と衝突可能な概ね円板状の衝突部材６０が取り付けられる衝突部材取付部１２４が形成されている。衝突部材取付部１２４は、前端側へ開口する中空形状をなすスタブ筒部１２０の外周側に設けられ、フランジ部１２１ｂの後端側に段差状に縮径した平坦面により形成されている。そして、衝突部材６０の前端面をフランジ部１２１ｂの後端面に突き当てるようにして、衝突部材６０がスタブシャフト部１２の後端側から衝突部材取付部１２４に圧入により固定される。

また、衝突部材取付部１２４の後端側には、ベアリング固定部１２３との間に、概ね円環状のシール部材６２が取り付けられるシール取付部１２５が形成されている。このシール取付部１２５は、センターベアリング５２の内輪５２１よりも大径となる外径に設定されている。そして、シール取付部１２５には、後述するセンターベアリングサポート５１のベアリング支持部５１２の前端部（後述する第２支持部材５１５）との間を液密にシールするシール部材６２が嵌め着けられている。

雄スプライン部１２２は、スタブシャフト部１２の後端部において、軸方向の所定領域にわたって形成されている。また、雄スプライン部１２２の後端部には、雄スプライン部１２２よりも小径に形成された小径端部１２６を有し、この小径端部１２６の外周面には、周知の止め輪（例えばスナップリング）６３を嵌め着け可能な環状溝１２６ａが形成されている。すなわち、この環状溝１２６ａに嵌め着けられた止め輪６３が第３駆動側継手部材Ｊ３１の雌スプライン部Ｊ３１１の後端部に有する係止突起Ｊ３１２に係止することにより、雌スプライン部Ｊ３１１に対する雄スプライン部１２２の抜け止めがされている。

ベアリング固定部１２３は、シール取付部１２５の後端側に段差状に縮径し、雄スプライン部１２２の外径よりも若干大きく、かつセンターベアリング５２の内輪５２１を圧入可能な外径を有する平坦状に形成されている。また、ベアリング固定部１２３とシール取付部１２５の間には、ベアリング固定部１２３の外周面に対して概ね垂直に設けられ、センターベアリング５２の内輪５２１の突き当てに供する段差部１２８が形成されている。

センターベアリングサポート５１は、図示外の車体のフロア下部に取り付けられる金属製の車両取付部５１１と、センターベアリング５２を支持する金属製のベアリング支持部５１２と、車両取付部５１１とベアリング支持部５１２とを繋ぐゴム製の弾性支持部５１３と、を備える。すなわち、センターベアリングサポート５１は、センターベアリング５２を介してプロペラシャフトＰＳの中間部を支持するベアリング支持部５１２が弾性支持部５１３によって弾性的に支持されることで、車両走行中に軸方向に変位するプロペラシャフトＰＳが図示外の車体のフロア下部に弾性的に支持される。

ここで、ベアリング支持部５１２は、前端側から後端側へ向かって段差状に縮径する円筒状の第１支持部材５１４と、第１支持部材５１４の前端部の内周側に取り付けられ、前端側に開口するように折り返し状に形成された第２支持部材５１５と、を有する。

第１支持部材５１４は、金属製の薄板を円筒状に形成してなるものであり、前端側に設けられた大径部５１４ａと、この大径部５１４ａから段差状に縮径された中径部５１４ｂと、この中径部５１４ｂから段差状に縮径された小径部５１４ｃと、を有する。大径部５１４ａは、内周側に、第２支持部材５１５が固定される。中径部５１４ｂは、センターベアリング５２の外輪５２２の外周面を保持しつつ、後端側に設けられた段部５１４ｄが外輪５２２の後端部に当接することにより、外輪５２２の後方への移動を規制する。小径部５１４ｃは、軸方向において第３駆動側継手部材Ｊ３１の前端部と重なり合うように後端側へ延出する。

第２支持部材５１５は、金属製の薄板を前端側へ折り返すような縦断面が横Ｕ字形状となるように折り曲げ形成したものであり、この折り曲げ部を挟んで一側部５１５ａが第１支持部材５１４（大径部５１４ａ）に接続されると共に、他側部５１５ｂがシール取付部１２５と対向するように配置され、当該他側部５１５ｂによってシール部材６２を保持している。

センターベアリング５２は、周知のボールベアリングであって、ベアリング固定部１２３に圧入固定される内輪５２１と、センターベアリングサポート５１に支持される外輪５２２と、内輪５２１と外輪５２２の間に転動可能に支持される複数の転動体であるボール５２３と、を有する。内輪５２１は、前端部がシール取付部１２５の後端面に当接し、後端部に第３駆動側継手部材Ｊ３１の前端部が当接することをもって、シール取付部１２５の後端面と第３駆動側継手部材Ｊ３１の前端部との間で挟持状態に保持される。外輪５２２は、ベアリング支持部５１２の中径部５１４ｂにより外周側が保持された状態で、ベアリング支持部５１２の第２支持部材５１５と段部５１４ｄとの間で挟持状態に保持される。

また、スタブシャフト部１２には、軸方向における衝突部材取付部１２４とシール取付部１２５との間に、概ね平坦状のカバー取付部１２７が形成されている。このカバー取付部１２７には、後端側へと向かって延びる概ね円筒状の第１ダストカバー６４が取り付けられている。この第１ダストカバー６４は、カバー取付部１２７に圧入により固定される第１カバー小径部６４１と、軸方向において第１カバー小径部６４１とは反対側に設けられ、第１カバー小径部６４１から後端側へと向かって段差状に拡径形成された第１カバー大径部６４２と、を有し、これらが金属材料によって一体に形成されている。また、第１ダストカバー６４は、第１カバー大径部６４２が軸方向においてセンターベアリングサポート５１の第２支持部材５１５の一側部５１５ａ及び他側部５１５ｂと重なり合うように、第２支持部材５１５の一側部５１５ａと他側部５１５ｂとの間に挿入されている。このように、第１カバー大径部６４２が第２支持部材５１５の前端側開口部に挿入されて第２支持部材５１５の一側部５１５ａ及び他側部５１５ｂと重なり合うように設けられることで、第１ダストカバー６４と第２支持部材５１５とをもって、いわゆるラビリンス構造が形成されている。

また、スタブシャフト部１２には、軸方向における雄スプライン部１２２とベアリング固定部１２３との間に、当該スタブシャフト部１２の外周側で最も外径の小さい最小径凹部７１が形成されている。この最小径凹部７１は、雄スプライン部１２２とベアリング固定部１２３との間に括れ状に形成され、雄スプライン部１２２の根元部の直径よりも小径な外径を有していて、第１軸部材１において最もねじり強度が低い最弱部ＷＰを構成している。より具体的には、最小径凹部７１は、ベアリング固定部１２３から雄スプライン部１２２側へ徐々に外径が減少する第１テーパ部７１ａと、雄スプライン部１２２からベアリング固定部１２３側へ徐々に外径が減少する第２テーパ部７１ｂと、これら第１テーパ部７１ａと第２テーパ部７１ｂとの間に平坦状に設けられ、スタブシャフト部１２の外周側で最小径となる最小径部７１ｃと、を有する。

第３駆動側継手部材Ｊ３１は、スタブシャフト部１２との接続に供する概ね円筒状のシャフト接続部Ｊ３１０を有し、このシャフト接続部Ｊ３１０の内周側に、スタブシャフト部１２の雄スプライン部１２２とスプライン結合可能な雌スプライン部Ｊ３１１が軸方向の所定範囲にわたって形成されている。また、シャフト接続部Ｊ３１０には、雌スプライン部Ｊ３１１の後端部の内周側に、スタブシャフト部１２に取り付けられた止め輪６３が係止可能な係止突起Ｊ３１２が突出形成されている。

また、シャフト接続部Ｊ３１０の外周側は、前端側に向かって段差状に縮径形成されていて、後端側に設けられた一対の第３駆動側継手ヨーク部Ｊ３１３と、第３駆動側継手ヨーク部Ｊ３１３から段差状に縮径形成された第３駆動側継手カバー取付部Ｊ３１４と、第３駆動側継手カバー取付部Ｊ３１４から段差状に縮径形成された第３駆動側継手小径部Ｊ３１５と、を有する。一対の第３駆動側継手ヨーク部Ｊ３１３は、第３十字軸Ｊ３３に接続される。一方、第３駆動側継手小径部Ｊ３１５は、センターベアリングサポート５１における第１支持部材５１４の後端部に挿入され、センターベアリング５２の内輪５２１の後端部に当接するように配置される。

第３駆動側継手カバー取付部Ｊ３１４には、前端側へと延びる概ね円筒状の第２ダストカバー６５が取り付けられている。この第２ダストカバー６５は、第３駆動側継手カバー取付部Ｊ３１４に圧入により固定される第２カバー小径部６５１と、軸方向において第２カバー小径部６５１とは反対側に設けられ、第２カバー小径部６５１から前端側へと向かって段差状に拡径形成された第２カバー大径部６５２と、を有し、これらが金属材料によって一体に形成されている。また、第２ダストカバー６５は、軸方向において第２カバー大径部６５２がセンターベアリングサポート５１の第１支持部材５１４の小径部５１４ｃを包囲するように、軸方向において第２カバー大径部６５２が第１支持部材５１４の小径部５１４ｃの外周側に重なり合うように配置される。このように、第２ダストカバー６５の第２カバー大径部６５２と第１支持部材５１４の小径部５１４ｃとが重なり合うことにより、第２ダストカバー６５と第１支持部材５１４とをもって、いわゆるラビリンス構造が形成されている。

（本実施形態の作用効果）
前記従来のプロペラシャフトでは、スリーブヨーク部とスタブシャフト部の強度の関係については何ら考慮されていないため、スリーブヨーク部のねじり強度がスタブシャフト部のねじり強度よりも低くなってしまうおそれがあった。すなわち、第１継手部材を含む第１軸部材では、スリーブヨーク部が最弱部となってしまい、当該スリーブヨーク部が破損することにより、スリーブヨーク部に繋がるトランスミッションの出力軸からトランスミッションの内部に充填された潤滑液が漏出してしまうおそれがある点で、改善の余地を残していた。

これに対して、本実施形態に係るプロペラシャフトＰＳでは、以下のような効果が奏せられることで、前記従来のプロペラシャフトの技術的課題を解決することができる。

本実施形態に係るプロペラシャフトＰＳは、車両（図示外）の駆動力を伝達するプロペラシャフトであって、車両への取り付けに供する車両取付部材であって、車両に取り付けられる取付部（センターベアリングサポート５１）と、センターベアリングサポート５１に支持される被支持部（センターベアリング５２）と、を有する車両取付部材５と、車両取付部材５を介して車両に支持される第１軸部材であって、車両のトランスミッション３の出力軸３１に接続され、出力軸３１を介して車両の駆動力が伝達されるスリーブヨーク部（第１駆動側継手部材Ｊ１１）と、第１軸部材１の回転軸線Ｚの方向において第１駆動側継手部材Ｊ１１と反対側に設けられ、車両取付部材５のセンターベアリング５２に覆われるスタブシャフト部１２と、第１駆動側継手部材Ｊ１１とスタブシャフト部１２を繋ぐ筒部１１と、を有し、スタブシャフト部１２において、回転軸線Ｚの方向における車両取付部材５と重なり合う位置に、第１軸部材１のうち最もねじり強度が低い最弱部ＷＰ（本実施形態では最小径凹部７１）が設けられた第１軸部材１と、を備えている。

このように、本実施形態によれば、第１軸部材１のスタブシャフト部１２における車両取付部材５と重なり合う位置に最小径凹部７１が設けられていて、この最小径凹部７１によって、第１継手部材Ｊ１を含む第１軸部材１において最もねじり強度が低い最弱部ＷＰが構成されている。このため、第１軸部材１において、第１駆動側継手部材Ｊ１１が最弱部ＷＰとなるおそれがない。これにより、例えば車両衝突時など、第１駆動側継手部材Ｊ１１が破損した場合に、当該第１駆動側継手部材Ｊ１１を受容するトランスミッション３のケース３０の内部に充填された潤滑液ＴＦが漏出する不具合を抑制することができる。

また、本実施形態では、前記取付部は、センターベアリングサポート５１であり、前記被支持部は、スタブシャフト部１２を回転支持するセンターベアリング５２である。

このように、本実施形態では、第１軸部材１が、ベアリング固定部１２３に固定されるセンターベアリング５２、及びこれを支持するセンターベアリングサポート５１を介して、車体に支持されている。このため、例えば車両衝突時など、プロペラシャフトＰＳが最弱部ＷＰである最小径凹部７１において破損した場合でも、第１軸部材１は、センターベアリング５２及びセンターベアリングサポート５１を介して車体に支持されることとなる。これにより、最小径凹部７１の破損時におけるプロペラシャフトＰＳの車体からの脱落を抑制することができる。

また、本実施形態では、スタブシャフト部１２は、筒部１１に接続される接続部１２１と、回転軸線Ｚの方向において接続部１２１の反対側の外周面に設けられた雄スプライン部１２２と、接続部１２１と雄スプライン部１２２の間に設けられ、センターベアリング５２が固定されるベアリング固定部１２３と、を有し、最弱部ＷＰは、回転軸線Ｚの方向において、ベアリング固定部１２３と雄スプライン部１２２の間に設けられている。

このように、本実施形態では、スタブシャフト部１２のベアリング固定部１２３が、センターベアリング５２及びこれを支持するセンターベアリングサポート５１により車体に支持されている。このため、第１軸部材１の最弱部ＷＰに相当する最小径凹部７１が破損して第１軸部材１が分断されてしまった場合でも、第１軸部材１のうち、最小径凹部７１よりもベアリング固定部１２３側については、センターベアリング５２及びセンターベアリングサポート５１を介して車体に支持されることとなる。これにより、最小径凹部７１の破損時における当該最小径凹部７１よりもベアリング固定部１２３側（前端側）の脱落を抑制することができる。

また、本実施形態では、最小径凹部７１が、軸方向において、ベアリング固定部１２３と雄スプライン部１２２の間に設けられている。このため、ベアリング固定部１２３に対するセンターベアリング５２の圧入に影響を与えることなく、最小径凹部７１を設けることができる。

また、本実施形態では、雄スプライン部１２２に係合可能な雌スプライン部Ｊ３１１を介して第１軸部材１に接続される第２軸部材２を備え、第２軸部材２の雌スプライン部Ｊ３１１の外周側には、回転軸線Ｚの方向においてセンターベアリングサポート５１の内周部（第１支持部材５１４）を包囲する筒状のカバー部材（第２ダストカバー６５）が設けられている。

このように、本実施形態では、第２軸部材２の外周側に設けられた第２ダストカバー６５が、回転軸線Ｚの方向において、センターベアリングサポート５１と重なり合うように設けられている。具体的には、第２ダストカバー６５の第２カバー大径部６５２が、センターベアリングサポート５１の第１支持部材５１４の小径部５１４ｃの外周側を包囲するように配置されている。このため、例えば車両衝突時など、第１軸部材１の最弱部ＷＰを構成する最小径凹部７１が破損して第１軸部材１と第２軸部材２が分断された場合であっても、最小径凹部７１よりも後端側に位置する第２軸部材２については、第２ダストカバー６５の第２カバー大径部６５２が第１支持部材５１４の小径部５１４ｃに引っかかることにより車体に支持されることとなる。これにより、最小径凹部７１の破損時における第２軸部材２の脱落についても抑制することができる。

また、本実施形態では、最弱部ＷＰを構成する最小径凹部７１は、スタブシャフト部１２の外周面に設けられ、回転軸線Ｚに対する径方向において、雄スプライン部１２２の根元部の直径よりも小径に形成された凹部である。

このように、本実施形態では、最小径凹部７１が、雄スプライン部１２２の根元部の直径よりも小径に形成された凹部によって構成されている。すなわち、比較的小径となる雄スプライン部１２２の根元部に、当該根元部よりも小径の最小径凹部７１が形成されている。これにより、比較的少ない加工量で最小径凹部７１を形成可能となり、当該最小径凹部７１を容易かつ歩留まりよく形成することができる。

また、本実施形態では、最弱部ＷＰを構成する最小径凹部７１は、回転軸線Ｚの方向において、スタブシャフト部１２の外周面で最も小径に形成されている。

このように、本実施形態では、最弱部ＷＰを構成する最小径凹部７１が、スタブシャフト部１２の外周面における最小径部に設定されている。これにより、最小径凹部７１を容易に形成できるメリットがある。

また、本実施形態では、第１駆動側継手部材Ｊ１１は、車両と接続され、車両から潤滑液が導かれる車両接続筒部（軸部４１の軸部貫通孔４１０）と、車両と接続される側とは反対側に設けられ、軸部４１の軸部貫通孔４１０を封止する底部（プラグ６６）と、を有し、最弱部ＷＰよりもねじり強度が高く設定されている。

このように、本実施形態では、第１駆動側継手部材Ｊ１１が最弱部ＷＰよりも高いねじり強度を有していて、当該第１駆動側継手部材Ｊ１１が最弱部ＷＰとなってしまうおそれがない。このため、最弱部ＷＰとなる最小径凹部７１の破損によって第１駆動側継手部材Ｊ１１の内部に封入された潤滑液ＴＦが漏出してしまう不具合を抑制することができる。

（変形例）
図６は本発明に係るプロペラシャフトの第１実施形態の変形例を示し、前記第１実施形態に係る最小径凹部７１の配置を変更したものである。なお、かかる変更点以外の基本的な構成については前記第１実施形態と同様であるため、当該第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。

図６は、本発明の第１実施形態の変形例に係る第１軸部材１のスタブシャフト部１２の半断面図を示している。

本変形例に係るプロペラシャフトＰＳは、図６に示すように、第１軸部材１のスタブシャフト部１２における段差部１２８に、最小径凹部７１が設けられている。すなわち、本変形例に係るプロペラシャフトＰＳでは、ベアリング固定部１２３の前端部であって当該ベアリング固定部１２３と段差部１２８との境界部の外径が、スタブシャフト部１２において最小となるように構成されていて、この段差部１２８に設けられた最小径凹部７１によって、第１継手部材Ｊ１を含む第１軸部材１において最もねじれ強度が低い最弱部ＷＰが構成されている。

以上のように、本変形例では、スタブシャフト部１２は、筒部１１に接続される接続部１２１と、回転軸線Ｚの方向において接続部１２１の反対側の外周面に設けられた雄スプライン部１２２と、接続部１２１と雄スプライン部１２２の間に設けられ、センターベアリング５２が固定されるベアリング固定部１２３と、接続部１２１とベアリング固定部１２３の間に設けられ、センターベアリング５２の内輪５２１よりも大径に形成されると共に、センターベアリング５２の内輪５２１が突き当てられる段差部と、を有し、最弱部ＷＰは、段差部１２８に設けられている。

このように、本変形例によれば、最弱部ＷＰを構成する最小径凹部７１が、センターベアリング５２の内輪５２１を突き当てる段差部１２８に設けられている。これにより、スタブシャフト部１２の加工時において、段差部１２８と最小径凹部７１とを同時に加工することが可能となり、プロペラシャフトＰＳの良好な生産性を確保することができる。

［第２実施形態］
図７は本発明に係るプロペラシャフトの第２実施形態を示し、前記第１実施形態に係る最弱部ＷＰの構成を変更したものである。なお、かかる変更点以外の基本的な構成については前記第１実施形態と同様であるため、当該第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。

図７は、本発明の第２実施形態に係る第１軸部材１のスタブシャフト部１２の半断面図を示している。

本実施形態に係るプロペラシャフトＰＳは、図７に示すように、第１軸部材１のスタブシャフト部１２において前記中空状のスタブ筒部１２０を構成する衝突部材取付部１２４に、最弱部ＷＰが設けられている。具体的には、本実施形態に係るプロペラシャフトＰＳは、衝突部材取付部１２４の前端部であって当該衝突部材取付部１２４と接続部１２１のフランジ部１２１ｂとの境界部に、径方向内側へ比較的大きく凹む凹部７２が設けられている。この凹部７２は、径方向内側へ大きく凹むことにより、スタブ筒部１２０の肉厚を局部的に減少させ、かかる薄肉部によって、第１継手部材Ｊ１を含む第１軸部材１において最もねじれ強度が低い最弱部ＷＰが形成されている。

以上のように、本実施形態では、スタブシャフト部１２は、筒部１１に接続される接続部１２１と、回転軸線Ｚの方向において接続部１２１の反対側の外周面に設けられた雄スプライン部１２２と、接続部１２１と雄スプライン部１２２の間に設けられ、センターベアリング５２が固定されるベアリング固定部１２３と、接続部１２１とベアリング固定部１２３の間に設けられ、センターベアリング５２の内輪５２１よりも大径に形成されると共に、センターベアリング５２の内輪５２１が突き当てられる段差部１２８と、接続部１２１と段差部１２８の間に形成されたスタブ筒部１２０と、を有し、最弱部ＷＰは、スタブ筒部１２０に設けられている。

このように、本実施形態では、接続部１２１と段差部１２８との間にスタブ筒部１２０が設けられている。このため、中空状のスタブ筒部１２０をもってスタブシャフト部１２の軽量化を図りつつ、当該中空形状により最弱部ＷＰを構成する凹部７２の肉厚を薄くすることが可能となり、当該凹部７２によって最弱部ＷＰをより効果的に形成することができる。

［第３実施形態］
図８は本発明に係るプロペラシャフトの第３実施形態を示し、前記第１実施形態に係る最弱部ＷＰの構成を変更したものである。なお、かかる変更点以外の基本的な構成については前記第１実施形態と同様であるため、当該第１実施形態と同一の構成については、同一の符号を付すことにより、その説明を省略する。

図８は、本発明の第３実施形態に係る第１軸部材１のスタブシャフト部１２の半断面図を示している。

本実施形態に係るプロペラシャフトＰＳは、図８に示すように、第１軸部材１のスタブシャフト部１２における雄スプライン部１２２とベアリング固定部１２３との間に、焼きなまし加工が施された焼きなまし加工部７３が設けられている。この焼きなまし加工部７３は、雄スプライン部１２２の根元部と同等の外径であって環状溝１２６ａよりも大きな外径に設定された平坦状部１２９に設けられている。そして、本実施形態では、かかる焼きなまし加工部７３によって、第１継手部材Ｊ１を含む第１軸部材１において最もねじれ強度が低い最弱部ＷＰが構成されている。

以上のように、本実施形態では、最弱部ＷＰは、焼きなまし加工により形成されている。

このように、本実施形態では、最弱部ＷＰが、焼きなまし加工部７３により形成されている。このため、最弱部ＷＰを、前記最小径凹部７１や前記凹部７２のような溝状に形成する必要がなくなる。換言すれば、最弱部ＷＰを溝状に形成する場合、当該最弱部ＷＰの加工に供する工具の形状に応じて溝深さのみならず溝幅も確保する必要があるが、焼きなまし加工の場合は、加工を施す熱処理範囲を指示するのみで最弱部ＷＰを形成することができる。これにより、スタブシャフト部１２の形状の自由度を向上させることができる。

すなわち、最弱部ＷＰを溝状に形成した場合、かかる溝状の最弱部ＷＰには部品を圧入することができないため、当該最弱部ＷＰの分だけスペースを確保する必要があり、当該最弱部ＷＰのレイアウト性に制約を生じる場合がある。ところが、焼きなまし加工の場合には、最弱部ＷＰを平坦状に形成することが可能となるため、当該最弱部ＷＰに部品の圧入を行う設計も可能となる。

さらに、最弱部ＷＰを焼きなまし加工により形成した場合、当該最弱部ＷＰを溝状に形成する場合に比べて、雄スプライン部１２２の長さをより長く確保することが可能となる。これにより、雄スプライン部１２２の歯部に作用する単位面積当たりの荷重が低減され、当該雄スプライン部１２２の強度アップを図ることができる。

本発明は、前記実施形態等で例示した構成や態様に限定されるものではなく、前述した本発明の作用効果を奏し得るような形態であれば、適用対象の仕様やコスト等に応じて自由に変更可能である。

１…第１軸部材、１１…筒部、１２…スタブシャフト部、２…第２軸部材、３…トランスミッション、３１…出力軸、５…車両取付部材、５１…センターベアリングサポート（取付部）、５２…センターベアリング（被支持部）、７１…最小径凹部（最弱部）、７２…凹部（最弱部）、７３…焼きなまし加工部（最弱部）、Ｊ１…第１継手部材、Ｊ１１…第１駆動側継手部材（スリーブヨーク部）、ＰＳ…プロペラシャフト、Ｚ…回転軸線、

Claims (10)

1. 車両の駆動力を伝達するプロペラシャフトであって、
   前記車両への取り付けに供する車両取付部材であって、前記車両に取り付けられる取付部と、前記取付部に支持される被支持部と、を有する前記車両取付部材と、
   前記車両取付部材を介して前記車両に支持される第１軸部材であって、前記車両のトランスミッションの出力軸に接続され、前記出力軸を介して前記車両の駆動力が伝達されるスリーブヨーク部と、前記第１軸部材の回転軸線の方向において前記スリーブヨーク部と反対側に設けられ、前記車両取付部材の前記被支持部に覆われるスタブシャフト部と、前記スリーブヨーク部と前記スタブシャフト部を繋ぐ筒部と、を有し、前記スタブシャフト部において、前記回転軸線の方向における前記車両取付部材と重なり合う位置に、前記第１軸部材のうち最もねじり強度が低い最弱部が設けられた前記第１軸部材と、
   を備えたことを特徴とするプロペラシャフト。
2. 請求項１に記載のプロペラシャフトであって、
   前記取付部は、センターベアリングサポートであり、
   前記被支持部は、前記スタブシャフト部を回転支持するベアリングであることを特徴とするプロペラシャフト。
3. 請求項２に記載のプロペラシャフトであって、
   前記スタブシャフト部は、前記筒部に接続される接続部と、前記回転軸線の方向において前記接続部の反対側の外周面に設けられた雄スプライン部と、前記接続部と前記雄スプライン部の間に設けられ、前記ベアリングが固定されるベアリング固定部と、を有し、
   前記最弱部は、前記回転軸線の方向において、前記ベアリング固定部と前記雄スプライン部の間に設けられていることを特徴とするプロペラシャフト。
4. 請求項３に記載のプロペラシャフトであって、
   前記雄スプライン部に係合可能な雌スプライン部を介して第１軸部材に接続される第２軸部材を備え、
   前記第２軸部材の前記雌スプライン部の外周側には、前記回転軸線の方向において前記センターベアリングサポートの内周部を包囲する筒状のカバー部材が設けられていることを特徴とするプロペラシャフト。
5. 請求項３に記載のプロペラシャフトであって、
   前記最弱部は、前記スタブシャフト部の外周面に設けられ、前記回転軸線に対する径方向において、前記雄スプライン部の根元部の直径よりも小径に形成された凹部であることを特徴とするプロペラシャフト。
6. 請求項１に記載のプロペラシャフトであって、
   前記最弱部は、前記回転軸線の方向において、前記スタブシャフト部の外周面で最も小径に形成されていることを特徴とするプロペラシャフト。
7. 請求項２に記載のプロペラシャフトであって、
   前記スタブシャフト部は、前記筒部に接続される接続部と、前記回転軸線の方向において前記接続部の反対側の外周面に設けられた雄スプライン部と、前記接続部と前記雄スプライン部の間に設けられ、前記ベアリングが固定されるベアリング固定部と、前記接続部と前記ベアリング固定部の間に設けられ、前記ベアリングの内輪よりも大径に形成されると共に、前記ベアリングの内輪が付き当てられる段差部と、を有し、
   前記最弱部は、前記段差部に設けられていることを特徴とするプロペラシャフト。
8. 請求項２に記載のプロペラシャフトであって、
   前記スタブシャフト部は、前記筒部に接続される接続部と、前記回転軸線の方向において前記接続部の反対側の外周面に設けられた雄スプライン部と、前記接続部と前記雄スプライン部の間に設けられ、前記ベアリングが固定されるベアリング固定部と、前記接続部と前記ベアリング固定部の間に設けられ、前記ベアリングの内輪よりも大径に形成されると共に、前記ベアリングの内輪が付き当てられる段差部と、前記接続部と前記段差部の間に形成されたスタブ筒部と、を有し、
   前記最弱部は、前記スタブ筒部に設けられていることを特徴とするプロペラシャフト。
9. 請求項１に記載のプロペラシャフトであって、
   前記最弱部は、焼きなまし加工により形成されていることを特徴とするプロペラシャフト。
10. 請求項１に記載のプロペラシャフトであって、
    前記スリーブヨーク部は、前記車両と接続され、前記車両から潤滑液が導かれる車両接続筒部と、前記車両と接続される側とは反対側に設けられ、前記車両接続筒部を封止する底部と、を有し、前記最弱部よりもねじり強度が高く設定されていることを特徴とするプロペラシャフト。

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