JPH10338046A - プロペラシャフトの衝撃吸収構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 大きな変位による衝撃の吸収が安定して行え
るとともに衝撃吸収特性の設定が容易なプロペラシャフ
トの衝撃吸収構造。 【解決手段】 内燃機関側の駆動力を駆動輪側に伝達す
るプロペラシャフトの軸方向の衝撃吸収構造において、
車体側に回転自在に軸支された連結シャフト10が前側プ
ロペラシャフト１と後側プロペラシャフト２とを前後そ
れぞれ等速ジョイント３，63を介装して連結し、前後の
等速ジョイント３，63に連結シャフト10に対して前側プ
ロペラシャフト１および後側プロペラシャフト２が軸方
向に相対的に変位して衝撃の吸収を行う衝撃吸収部をそ
れぞれ設けたプロペラシャフトの衝撃吸収構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車体前部に内燃機
関を配置し後輪駆動の所謂ＦＲ車および４輪駆動車（４
ＷＤ車）における駆動を後輪に伝達するプロペラシャフ
トに関し、特にその軸方向の衝撃を吸収する構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】ＦＲ車および４ＷＤ車は、前方からの衝
撃に対して前部エンジンルームが効果的に潰れること
で、衝撃を緩和する方法が有効であるが、その際エンジ
ンルーム内の内燃機関を含む駆動ユニットが適当に後退
する必要があり、プロペラシャフトが突張って邪魔する
ことを避けなければならない。

【０００３】その対策を自在継手において講じた例は従
来各種提案されており、例えば特開平６−１４４０４１
号公報に記載された例は、インナー軸部の外周に周設さ
れた軸受（玉）を介してアウターレースが係合した等速
自在継手においてアウターレースに軸受の軸方向止め手
段が設けられるとともに、アウターレースまたはそれに
続く底部に導入テーパが設けられ摩擦嵌合した蓋により
仕切られて空洞が形成されており、衝撃を受けると軸受
が軸方向止め手段で止められてインナー軸が導入テーパ
に案内され、蓋に当たり蓋とともに空洞内に嵌入して衝
撃の吸収を行っている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】衝撃の吸収を行う相対
変位量は、インナー軸の長さおよびインナー軸を導入す
る空洞の長さに依存するので、相対変位量を大きくする
ためにはインナー軸ととともに空洞を長く設定しなけれ
ばならない。

【０００５】長尺のインナー軸を長尺の空洞に安定して
嵌入していくことは難しく、軸の倒れ等によりスムーズ
に短縮が行なわれない。また衝撃吸収特性を設定するこ
とも容易ではない。

【０００６】本発明はかかる点に鑑みなされたもので、
その目的とする処は、大きな変位による衝撃の吸収が安
定して行えるとともに衝撃吸収特性の設定が容易なプロ
ペラシャフトの衝撃吸収構造を供する点にある。

【０００７】

【課題を解決するための手段および作用効果】上記目的
を達成するために、本発明は、内燃機関側の駆動力を駆
動輪側に伝達するプロペラシャフトの軸方向の衝撃吸収
構造において、車体側に回転自在に軸支された連結シャ
フトが前側プロペラシャフトと後側プロペラシャフトと
を前後それぞれ等速ジョイントを介装して連結し、前記
前後の等速ジョイントに前記連結シャフトに対して前記
前側プロペラシャフトおよび後側プロペラシャフトが軸
方向に相対的に変位して衝撃の吸収を行う衝撃吸収部を
それぞれ設けたプロペラシャフトの衝撃吸収構造とし
た。

【０００８】連結シャフトの前後の等速ジョイントにそ
れぞれ衝撃吸収部を設けたので、連結シャフトと前後の
プロペラシャフトとの相対変位は、前後でそれぞれ生
じ、各相対変位量の合計で衝撃吸収がなされる。

【０００９】したがって前後のプロペラシャフト間の相
対変位量を大きくし変位吸収を大きくしても、連結シャ
フトと各プロペラシャフトとの間の相対変位量は小さく
抑えることができ、連結シャフトと前後のプロペラシャ
フトは安定した相対変位を行うことができるとともに、
衝撃吸収を分割できるため衝撃吸収特性を設定すること
も容易となる。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１記載のプ
ロペラシャフトの衝撃吸収構造において、前記前後の衝
撃吸収部の少なくとも一方に前記連結シャフトに対する
前記前側プロペラシャフトまたは後側プロペラシャフト
の軸方向の相対的変位を所定位置関係で規制する規制部
を設けたことを特徴とする。

【００１１】例えば前側プロペラシャフトと連結シャフ
ト間の相対変位を規制部が所定位置関係で規制すると、
前後のプロペラシャフト間の総合的な相対変位量のうち
前側プロペラシャフトと連結シャフト間の相対変位量が
規制され、残りの相対変位を後側プロペラシャフトと連
結シャフト間で生じるようにし、確実に変位吸収を連結
シャフトの前後に振り分けて行うようにすることがで
き、規制部の位置決めにより所定の衝撃吸収性を容易に
設定することができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下本発明に係る一実施の形態に
ついて図１ないし図７に図示し説明する。図１は自動車
（ＦＲ車または４ＷＤ車）の動力伝達機構の一部を示し
ており、部分的に省略して車両の前側の第１プロペラシ
ャフト１と後側の第２プロペラシャフト２とを連結シャ
フト10が連結した構造をしている。

【００１３】連結シャフト10は、前後方向に指向した長
尺の棒状部材であり、前後所定の対称位置においてベア
リング40，50で回転自在に軸支され、前後のベアリング
40，50はそれぞれ環状支持部材41，51の環状弾性体41
ａ，51ａにより支持され、環状支持部材41，51は車体側
に固定されるブラケット42，52に固着支持される。

【００１４】連結シャフト10は、前側ブラケット42より
前方へ突出する長さと後側ブラケット52より後方へ突出
する長さとが等しく、前端部において第１プロペラシャ
フト１と連結する等速自在継手と後端部において第２プ
ロペラシャフト２と連結する等速自在継手とは前後対称
に構成されている。

【００１５】図２を参照して前側の等速自在継手である
トリポード自在継手３について説明すると、第１プロペ
ラシャフト１の後端はトリポード自在継手３のアウター
レース４が形成され、連結シャフト10の前部がインナー
軸部11を形成し、インナー軸部11の先端部に放射方向に
３個のトリポード５が突設され、アウターレース４の円
筒内周面に軸方向に指向して形成された３条の溝条に各
トリポード５が摺動自在に嵌合してトリポード自在継手
３を構成して等速の動力伝達を行っている。

【００１６】アウターレース４は、有底円筒状をなし、
底壁４ａに対して反対側の開口は、円環部材18とブーツ
19により覆われている。トリポード自在継手３のトリポ
ード５は内環６の外周に３個放射状に突設されており、
内環６は内周面にセレーションが形成され、一方のイン
ナー軸部11の先端部は外周面にセレーションが形成さ
れ、セレーションの前端には溝条11ａが後端には突条11
ｂが周方向に亘って形成されている。

【００１７】したがってトリポード５は、内環６がイン
ナー軸部11の先端部にセレーション嵌合し、内環６の後
端縁が突条11ｂに当接して位置決めされ、溝条11ａに嵌
め込まれたサークリップ７により抜け止めされて所定位
置に固定されインナー軸部11の外周に周設されて一体に
回動する。

【００１８】同トリポード５が有底円筒状のアウターレ
ース４の内周面の溝条に嵌合してインナー軸部11がアウ
ターレース４内に挿入されると、インナー軸部11とトリ
ポード５の前方にアウターレース４の底壁４ａが対向し
ている。

【００１９】この対向する底壁４ａの前面には所定の深
さの環状溝８が形成されており、有底円筒状をしたアウ
ターレース４は、環状溝８を有する底壁４ａとともにプ
レス成形または鍛造により一体に形成されている。

【００２０】環状溝８は、第１プロペラシャフト１およ
びアウターレース４の中心軸を中心にした円環状をして
おり、その直径ｄはインナー軸部11の先端部のセレーシ
ョンの外径に等しい。したがってアウターレース４の底
壁４ａにおける環状溝８内の円形部は、インナー軸部11
にのみ対向している。

【００２１】一方第２プロペラシャフト２と連結シャフ
ト10との連結構造は、以上の第１プロペラシャフト１と
連結シャフト10とのトリポード自在継手３による連結構
造と前後対称的な同じ構造をしている。

【００２２】すなわち第２プロペラシャフト２の前端は
トリポード自在継手63のアウターレース64が形成され、
連結シャフト10の後部がインナー軸部12を形成し、イン
ナー軸部12の先端部に放射方向にトリポード65が突設さ
れ、アウターレース64の内周面の溝条に摺動自在に嵌合
している。

【００２３】アウターレース64の底壁64ａに対して反対
側の開口は、円環部材78とブーツ79により覆われてい
る。前記アウターレース４と同様にアウターレース64の
底壁64ａにも所定の深さの環状溝68が後面に形成されて
いる。またトリポード65のインナー軸部12への取付構造
も前記トリポード５と同様である。

【００２４】そして前側の第１プロペラシャフト１の本
体円筒管内所定位置にストッパー30が嵌着されている。
本プロペラシャフトは、以上のような構造の下で第１プ
ロペラシャフト１と第２プロペラシャフト２が連結シャ
フト10により連結されて回転動力が伝達されるようにな
っている。

【００２５】いま車両が衝突して前方からの衝撃があ
り、第１プロペラシャフト１が後退したとすると、第１
プロペラシャフト１とともにアウターレース４は後方へ
移動して内部深くインナー軸部11がトリポード５ととも
に挿入され、図３に示すようにアウターレース４の底壁
４ａにインナー軸部11とトリポード５とが衝接する。

【００２６】そしてさらにアウターレース４が後退する
ことにより、インナー軸部11がアウターレース４の底壁
４ａの特に環状溝８の内部に衝接するので、環状溝８に
沿って底壁４ａを破壊して図４に示すように貫通する
が、トリポード５は底壁４ａの環状溝８の外側に衝接し
底壁４ａに押され、トリポード５の内環６を位置決めし
ていた突条11ｂのストッパーとしての所定の抗力を越え
て突条11ｂを破壊して内環６がインナー軸部11とのセレ
ーション結合部を摺動してトリポード５とともに後方へ
移動する。

【００２７】なおアウターレース４の後端に接続された
円環部材18とブーツ19は、まず弾性体であるブーツ19が
変形してインナー軸部11よりはずれ、円環部材18は環状
支持部材41の環状弾性体41ａに衝接して破壊し貫入す
る。

【００２８】図４に示すようにアウターレース４の底壁
４ａの中央は環状溝８に沿って切り取られたように破壊
され略直径ｄの円孔が形成されて、そこをインナー軸部
11が貫通しているので、該円孔にインナー軸部11は案内
されて貫通するため、第１プロペラシャフト１と連結部
材10の軸芯が一直線に維持された状態で全体の長さが短
縮される。

【００２９】さらに第１プロペラシャフト１が後退する
と、第１プロペラシャフト１内のストッパー30が連結シ
ャフト10の前端に当たり、第１プロペラシャフト１とと
もに連結シャフト10を後退させる。

【００３０】すると図５に示すように連結シャフト10の
後部インナー軸部12の後端がトリポード65とともにアウ
ターレース64の底壁64ａに衝接し、トリポード65をイン
ナー軸部12に位置決めしていたストッパーを破壊してト
リポード65を底壁64ａに残してインナー軸部12が底壁64
ａを環状溝68に沿って破壊貫通する（図６参照）。

【００３１】こうして連結シャフト10の前半部が第１プ
ロペラシャフト１内に変位吸収され、後半部が第２プロ
ペラシャフト２内に変位吸収される状態（図７参照）ま
で衝撃の吸収が可能である。

【００３２】上記変位吸収がなされる間に、トリポード
５のインナー軸部11からの脱落、底壁４ａの破壊、環状
支持部材41の環状弾性体41ａの破壊、トリポード65のイ
ンナー軸部12からの脱落、底壁64ａの破壊、環状支持部
材51の環状弾性体51ａの破壊が順次なされて徐々に衝突
エネルギーが吸収されるとともに、大幅な変位吸収がな
される。

【００３３】以上のように連結シャフト10の前後のトリ
ポード自在継手３，63にそれぞれ衝撃吸収構造を構成し
たので、前後の第１，第２プロペラシャフト１，２間の
相対変位量を大きく変位吸収を大きくしても、第１プロ
ペラシャフト１と連結シャフト10および連結シャフト10
と第２プロペラシャフト２の間の各相対変位量は小さく
抑えることができ、前後それぞれ安定した相対変位を行
うことができる。また上記のように順次衝撃エネルギー
を吸収していく衝撃吸収特性を容易に設定することがで
きる。

【００３４】以上の実施例では、第１プロペラシャフト
１内に変位吸収される連結シャフト10を前半部だけに規
制するストッパー30を第１プロペラシャフト１内所定位
置に設けたが、連結シャフト10側の所定位置にフランジ
状にストッパーを設けてもよい。

【００３５】すなわち前方からの衝撃で後退するアウタ
ーレース４の底壁４ａに当接して一体に移動するトリポ
ード５を、連結シャフトに形成された該ストッパーが受
け止め、以後は連結シャフトも一体に後退するように
し、第１プロペラシャフト１内に変位吸収される連結シ
ャフト10を前半部だけに規制することができ、こうする
ことで確実に変位吸収を連結シャフトの前後に振り分け
て行うことができる。

【００３６】前記実施の形態では、トリポード自在継手
を用いた例であったが、その他のベンディクス形やバー
フィールド形等の等速自在継手であっても適用可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る自動車の動力伝達
機構の一部を示す一部断面とした平面図である。

【図２】同一部拡大図である。

【図３】前方からの衝撃により第１プロペラシャフトが
後退したときの一状態を示す一部断面とした平面図であ
る。

【図４】図３よりさらに時間経過したときの同平面図で
ある。

【図５】図４よりさらに時間経過したときの同平面図で
ある。

【図６】図５よりさらに時間経過したときの同平面図で
ある。

【図７】図６よりさらに時間経過したときの同平面図で
ある。

【符号の説明】

１…第１プロペラシャフト、２…第２プロペラシャフ
ト、３…トリポード自在継手、４…アウターレース、５
…トリポード、８…環状溝、10…連結シャフト、11，12
…インナー軸部、18…円環部材、19…ブーツ、30…スト
ッパー、40…ベアリング、41…環状支持部材、42…ブラ
ケット、50…ベアリング、51…環状支持部材、52…ブラ
ケット、63…トリポード自在継手、64…アウターレー
ス、65…トリポード、68…環状溝、78…円環部材、79…
ブーツ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関側の駆動力を駆動輪側に伝達す
   るプロペラシャフトの軸方向の衝撃吸収構造において、 車体側に回転自在に軸支された連結シャフトが前側プロ
   ペラシャフトと後側プロペラシャフトとを前後それぞれ
   等速ジョイントを介装して連結し、 前記前後の等速ジョイントに前記連結シャフトに対して
   前記前側プロペラシャフトおよび後側プロペラシャフト
   が軸方向に相対的に変位して衝撃の吸収を行う衝撃吸収
   部をそれぞれ設けたことを特徴とするプロペラシャフト
   の衝撃吸収構造。
2. 【請求項２】 前記前後の衝撃吸収部の少なくとも一方
   に前記連結シャフトに対する前記前側プロペラシャフト
   または後側プロペラシャフトの軸方向の相対的変位を所
   定位置関係で規制する規制部を設けたことを特徴とする
   請求項１記載のプロペラシャフトの衝撃吸収構造。