JPH09123774A - 自動車のプロペラシャフト構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】衝撃吸収性能を低下させずに、ガタによる摩耗
や振動を防止でき、かつプロペラシャフトの抜け落ちを
防止できる自動車のプロペラシャフト構造を提供する。 【解決手段】本発明のプロペラシャフト構造は、プロペ
ラシャフト１０を前後のシャフト２０，３０に分割し、
前後のシャフトに互いに圧入嵌合する内外スプライン２
２ａ，３０ａを形成する。前側シャフト２０の内スプラ
イン２２ａ内周に周溝２２ｂを形成し、この周溝に係合
するスナップリング３１を後側シャフト３０の外スプラ
イン３０ａの外周に装着する。通常走行時にはスナップ
リング３１の係合力による軸方向のガタが防止され、摩
耗やプロペラシャフトの抜け落ちを防止できる。正面衝
突時にはスナップリング３１が周溝２２ｂから外れて前
後のシャフト２０，３０が軸方向にスライドするため、
プロペラシャフトが収縮することができ、衝撃吸収性能
が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車のプロペラシ
ャフト構造、特に前後のシャフトに分割してなるプロペ
ラシャフトの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】前面衝突時に乗員を保護するため、自動
車の前部に衝撃吸収性能を持たせたものが知られてい
る。ところが、４輪駆動車やＦＲ式自動車のように車体
の中央部にプロペラシャフトが配設された自動車の場
合、プロペラシャフトが突っ張り棒として作用するた
め、車体Ｇが高くなり、衝撃吸収性能を低下させてしま
う。

【０００３】このような問題を解決するため、プロペラ
シャフトを前後のシャフトに２分割し、両シャフトをス
プラインでスライド可能に連結することにより、前面衝
突時にプロペラシャフトを軸方向に収縮させる構造が知
られている（公開技法番号９３−６７６９参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前後の
シャフトを単にスプライン嵌合させただけでは、トルク
変動によってスプライン部分に騒音や振動が発生した
り、軸方向のスライドによってスプライン部分が摩耗す
るという問題がある。また、プロペラシャフトの前端部
はトランスファや変速機の出力軸とスプライン嵌合して
いるが、上記のようにプロペラシャフトの途中にスプラ
イン部を設けると、通常走行中にこのスプライン部でプ
ロペラシャフトが収縮し、プロペラシャフトの前端部が
トランスファや変速機の出力軸に対して抜け落ちる恐れ
がある。

【０００５】そこで、プロペラシャフトの途中のスプラ
イン部を適正な荷重で圧入嵌合させることにより、軸方
向および回転方向のガタを解消するとともに、プロペラ
シャフトの抜け落ちを防止することが考えられる。しか
し、ガタを確実に吸収しようとすれば、高い圧力で圧入
する必要があるため、前面衝突時に前後のシャフトがス
ムーズにスライドできず、衝撃吸収性能が低下してしま
う。逆に、低い圧力で圧入すれば、軸方向にスライドし
やすくなるものの、ガタによる摩耗や振動を確実に防止
しえない。このように、前面衝突時には軸方向にスムー
ズにスライドでき、通常走行時はプロペラシャフトに加
わる荷重に対して強固に固定するという相反する条件を
満足するには、前後のシャフトの圧入荷重に十分な余裕
を与えることができず、スプライン部分に高い寸法精度
が要求されるという問題があった。

【０００６】そこで、本発明の目的は、衝撃吸収性能を
低下させずに、ガタによる摩耗や振動を防止でき、かつ
プロペラシャフトの抜け落ちを防止できる自動車のプロ
ペラシャフト構造を提供することにある。他の目的は、
前後のシャフトの圧入荷重の余裕度が大きく、高い寸法
精度が要求されない自動車のプロペラシャフト構造を提
供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、プロペラシャフトを前後のシャフトに分
割してなる自動車において、前後のシャフトには互いに
圧入嵌合する内スプライン部と外スプライン部とが形成
され、内スプライン部を形成した一方のシャフトの内周
には内周溝が形成され、外スプライン部を形成した他方
のシャフトの外周には、上記内周溝に係合して前後方向
に係止されるスナップリングが装着され、前後のシャフ
トに設定値以上の軸方向荷重が作用した時、スナップリ
ングが内周溝から外れて前後のシャフトが軸方向にスラ
イド可能であることを特徴とする。

【０００８】前後のシャフトを内外スプライン部で圧入
嵌合させることにより、回転方向のガタは比較的簡単に
防止できる。一方、軸方向のガタはスナップリングと内
周溝との係合によって阻止するので、スプライン部の嵌
合圧力を高く設定する必要がない。また、軸方向のガタ
が防止されるので、スプライン部の摩耗を低減できると
ともに、プロペラシャフトの抜け落ちも防止できる。前
面衝突時のように、スナップリングと内周溝との係合力
以上の軸方向荷重がプロペラシャフトに作用すると、ス
ナップリングが内周溝から外れ、前後のシャフトがスム
ーズにスライドし、プロペラシャフトは収縮する。その
ため、衝撃吸収性能を向上させることができる。

【０００９】また、通常走行時、スナップリングの係合
不良等により軸方向のガタを防げない場合、プロペラシ
ャフトの前後端部と他の軸（例えば変速機またはトラン
スファの出力軸）とのスプライン嵌合が外れ、プロペラ
シャフトが抜け落ちる恐れがある。本発明の望ましい実
施例では、内スプライン部を形成した一方のシャフトの
内部に、他方のシャフトの先端部を位置規制するプラグ
を嵌着し、他方のシャフトの軸方向移動量を規制してい
る。これにより、通常走行時のプロペラシャフトの収縮
量が規制され、プロペラシャフトの抜けを防止すること
ができる。なお、プラグの嵌着力は、スナップリングの
係合力と同様に、前面衝突時の軸方向荷重が作用した時
にプラグが容易に外れる程度に設定するのが望ましい。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明にかかるプロペラシ
ャフトを用いた４輪駆動車の動力伝達機構を示す。１は
エンジン、２は変速機、３はトランスファである。トラ
ンスファ３には、センタデファレンシャル４、フロント
デファレンシャル５およびビスカスカップリング６が内
蔵されている。エンジン出力の一部は、変速機２から、
センタデファレンシャル４、ビスカスカップリング６、
フロントデファレンシャル５を経て前輪７に伝達され、
残部はセンタデファレンシャル４およびビスカスカップ
リング６、リヤデファレンシャル８を経て後輪９に伝達
される。このように、前後輪７，９間にセンタデファレ
ンシャル４とビスカスカップリング６を並列に配置して
あるので、前後輪７，９間の回転差を吸収できるととも
に、回転差に応じてトルクを分配することができる。

【００１１】車体の中央部には、トランスファ３の出力
軸３ａの駆動力をリヤデファレンシャル８に伝達するた
めのプロペラシャフト１０が前後方向に配設されてい
る。このプロペラシャフトは、フロント側の第１シャフ
ト１１とリヤ側の第２シャフト１２とで構成され、両シ
ャフト１１，１２はユニバーサルジョイント１３を介し
て連結されている。第１シャフト１１の後端部には、図
２に示すようにセンタベアリング１４が設けられ、この
ベアリング１４を車体に固定されたベアリングサポート
１５で弾性的に支持することにより、プロペラシャフト
１０全体の撓みを防止している。また、第２シャフト１
２の後端部はユニバーサルジョイント１６を介してリヤ
デファレンシャル８の入力軸８ａと連結されている

【００１２】第１シャフト１１は、図２のように前側シ
ャフト２０と後側シャフト３０とに分割されている。前
側シャフト２０は一体に溶接されたチューブ２１とスリ
ーブ２２とで構成されており、チューブ２１の前端部に
はユニバーサルジョイント２３が設けられ、そのヨーク
に設けられた内スプライン２３ａが、トランスファ３の
出力軸３ａにスライド自在に嵌合している。このスライ
ド代により、プロペラシャフト１０の揺動によるトラン
スファ３とプロペラシャフト１０との相対変位を吸収し
ている。スリーブ２２の内面には内スプライン２２ａが
形成され、この内スプライン２２ａに後側シャフト３０
に形成された外スプライン３０ａが圧入嵌合している。
この圧入荷重は、スプライン２２ａ，３０ａ間で回転方
向のガタが発生せず、かつ軸方向にはスライドしうる程
度に設定されている。

【００１３】後側シャフト３０の外スプライン３０ａに
は、図３に示すように外周溝３０ｂが形成され、この外
周溝３０ｂにスナップリング３１が装着されている。ス
ナップリング３１はスリーブ２２の内スプライン２２ａ
の内面に形成された内周溝２２ｂに係合し、前側シャフ
ト２０と後側シャフト３０の軸方向のガタを規制してい
る。なお、この実施例では、スナップリング３１が内周
溝２２ｂから比較的容易に外れるように、断面円形のス
ナップリング３１を用い、内周溝２２ｂの前後面はテー
パ面となっている。スリーブ２２の内部には、後側シャ
フト３０の先端との間に一定距離Ｓをあけて碗形プラグ
３２が嵌着されている。このプラグ３２は、通常使用時
において、スナップリング３１の係合不良等により後側
シャフト３０が前方へ一定距離スライドした時に、後側
シャフト３０の先端部を位置規制するものである。プラ
グ３２の嵌着力は、スナップリング３１の係合力と同様
に、通常走行時における前側シャフト２０と後側シャフ
ト３０との軸方向のガタを規制でき、かつ前面衝突時に
軸方向荷重が作用した際には容易に外れるように設定さ
れている。

【００１４】なお、後側シャフト３０の外スプライン３
０ａの後端には、スリーブ２２との間をシールするＯリ
ング３３が装着され、このＯリング３３によってスプラ
イン２２ａ，３０ａに塵や泥水などが浸入するのを防止
している。後側シャフト３０の後部でベアリングサポー
ト１５の直前には、スリーブ２２の後方への移動を規制
するためのストッパフランジ３４が固定されている（図
２参照）。スリーブ２２の後端面とストッパフランジ３
４との距離Ｌが、前面衝突時のプロペラシャフト１０の
最大収縮代となっている。

【００１５】次に、上記構成よりなるプロペラシャフト
１０の作動を説明する。まず、通常走行時にはトランス
ファ３の出力軸３ａから、プロペラシャフト１０を介し
てリヤデファレンシャル８へ駆動トルクが伝達される。
このとき、前側シャフト２０の内スプライン２２ａと後
側シャフト３０の外スプライン３０ａとは圧入嵌合して
いるので、回転方向のガタが規制され、振動や騒音の発
生を防止できる。

【００１６】通常走行中に、車輪がバウンドしたりする
と、トランスファ３と車体との位置関係が変化するが、
この変化はプロペラシャフト１０の前端部の内スプライ
ン２３ａとトランスファ３の出力軸３ａとのスプライン
嵌合部のスライドで吸収される。この時、前側シャフト
２０の内スプライン２２ａと後側シャフト３０の外スプ
ライン３０ａとの間でも軸方向への力が作用するが、内
スプライン２２ａと外スプライン３０ａとはスナップリ
ング３１により軸方向に位置決めされているので、軸方
向のガタが規制される。

【００１７】万一、スナップリング３１が内周溝２２ｂ
に対して十分に係合していない場合であっても、後側シ
ャフト３０の前端部がプラグ３２によって前方への移動
が規制されるので、前後のシャフト２０，３０が必要以
上に収縮することがない。そのため、プロペラシャフト
１０の前端部のスプライン２３ａがトランスファ３の出
力軸３ａと外れる恐れがなく、プロペラシャフト１０の
抜け落ちを防止できる。

【００１８】次に、車両が別の車両あるいは構造物など
に前面衝突すると、車体の前部が塑性変形し、衝撃を吸
収する。この時、エンジン１、変速機２、トランスファ
３などの駆動機構も後方へ押されるため、プロペラシャ
フト１０にも軸方向荷重が作用する。この軸方向荷重が
所定の値を越えると、図４のように、スナップリング３
１が内周溝２２ｂから外れ、前側シャフト２０と後側シ
ャフト３０とが軸方向にスライドする。そのため、プロ
ペラシャフト１０を容易に収縮させることができ、プロ
ペラシャフト１０の突っ張り力により車体の衝撃吸収性
能を低下させることがない。さらに、プロペラシャフト
１０が収縮すると、後側シャフト３０の前端がプラグ３
２に当たるが、プラグ３２の嵌着力はスナップリング３
１の係合力とほぼ同程度に設定されているので、後側シ
ャフト３０の前端がプラグ３２を突き出し、プロペラシ
ャフト１０の収縮を妨げることがない。

【００１９】なお、本発明は上記実施例の構造に限定さ
れるものではない。例えば、後側シャフトに内スプライ
ンを有するスリーブを設け、前側シャフトに外スプライ
ンを設けてもよい。また、プラグは碗形に限るものでは
なく、シャフトの軸方向移動を一定荷重の範囲内で規制
できるものであれば、如何なる形状でもよい。さらに、
本発明は４輪駆動車にのみ適用されるものではなく、Ｆ
Ｒ式自動車にも適用できる。プロペラシャフトも、フロ
ント側の第１シャフトとリヤ側の第２シャフトとに分割
し、両者をユニバーサルジョイントで連結したものに限
らない。したがって、プロペラシャフトの中間部がベア
リングサポートによって車体に支持されていなくてもよ
い。内周溝はシャフトの内周であれば、内スプラインの
内周に設ける必要はない。また、スナップリングもシャ
フトの外周であれば、外スプラインの外周に設ける必要
もない。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
プロペラシャフト構造は、プロペラシャフトを前後のシ
ャフトに分割し、前後のシャフトに互いに圧入嵌合する
内外スプライン部を形成したので、回転方向のガタがな
く、トルク変動による振動や騒音を防止できる。また、
一方のシャフトの内周に内周溝を形成し、この内周溝に
係合するスナップリングを他方のシャフトの外周に装着
したので、通常走行時にはスナップリングの係合力によ
る軸方向のガタが防止され、摩耗やプロペラシャフトの
抜け落ちを防止できる。さらに、前面衝突時にはスナッ
プリングが内周溝から外れて前後のシャフトが軸方向に
スライドするため、プロペラシャフトが収縮することが
でき、衝撃吸収性能を向上させることができる。また、
内外スプライン部の圧入荷重は回転方向のガタが生じな
い程度に設定すればよいので、設定圧入荷重の余裕度が
大きく、高い寸法精度が要求されない。そのため、製造
が非常に簡単で、信頼性の高いプロペラシャフト構造を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のプロペラシャフト構造を適用した４輪
駆動車の動力伝達機構図である。

【図２】本発明のプロペラシャフトの前部の側面図であ
る。

【図３】図２のプロペラシャフトの通常走行時の要部拡
大図である。

【図４】図２のプロペラシャフトの前面衝突時の要部拡
大図である。

【符号の説明】

１０ プロペラシャフト １１ 第１シャフト １２ 第２シャフト ２０ 前側シャフト ２１ チューブ ２２ スリーブ ２２ａ 内スプライン ２２ｂ 内周溝 ２３ ユニバーサルジョイント ３０ 後側シャフト ３０ａ 外スプライン ３１ スナップリング ３２ プラグ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】プロペラシャフトを前後のシャフトに分割
   してなる自動車において、 前後のシャフトには互いに圧入嵌合する内スプライン部
   と外スプライン部とが形成され、 内スプライン部を形成した一方のシャフトの内周には内
   周溝が形成され、 外スプライン部を形成した他方のシャフトの外周には、
   上記内周溝に係合して前後方向に係止されるスナップリ
   ングが装着され、 前後のシャフトに設定値以上の軸方向荷重が作用した
   時、スナップリングが内周溝から外れて前後のシャフト
   が軸方向にスライド可能であることを特徴とする自動車
   のプロペラシャフト構造。
2. 【請求項２】請求項１に記載の自動車のプロペラシャフ
   ト構造において、 内スプライン部を形成した一方のシャフトの内部に、他
   方のシャフトの先端部を位置規制するプラグが嵌着され
   ていることを特徴とする自動車のプロペラシャフト構
   造。