WO2013088592A1

WO2013088592A1 - プロペラシャフトの脱落防止構造

Info

Publication number: WO2013088592A1
Application number: PCT/JP2012/003981
Authority: WO
Inventors: 陽平小野
Original assignee: Ｕｄトラックス株式会社
Priority date: 2011-12-16
Filing date: 2012-06-19
Publication date: 2013-06-20
Also published as: EP2792527A4; EP2792527B1; US20140348579A1; US9347483B2; JP5946637B2; JP2013124058A; EP2792527A1

Abstract

【課題】　本発明はプロペラシャフトの脱落防止構造に係り、ナットが緩んで外れても、コンパニオンフランジがスプラインシャフトから完全に抜け出て落下することのない脱落防止構造を提供することを目的とする。【解決手段】　コンパニオンフランジと第一プロペラシャフトのスプラインシャフトとのスプライン噛み合い長さが、第二プロペラシャフトのスプラインヨークとスプラインシャフトとの許容スライド量よりも短いプロペラシャフトであって、ナットが螺着するスプラインシャフトの先端に丸軸部を設け、ナットが螺着するスプラインシャフト先端側の螺刻部と丸軸部との長さを、コンパニオンフランジの先端部からナットの座面までの長さよりも長くすると共に、螺刻部と丸軸部との長さとコンパニオンフランジの先端部からナットの座面までの長さの合計長さを、許容スライド量よりも長くしたことを特徴とする。

Description

プロペラシャフトの脱落防止構造

　本発明は、プロペラシャフトの脱落防止構造に関する。

　車両駆動系にはトランスミッションと終減速装置との間にプロペラシャフトが接続され、エンジンの動力がトランスミッションからプロペラシャフトを介して終減速装置へ伝達され、更に、終減速装置を経て車両後部の駆動輪側へ動力が伝達されるようになっている。

　また、前部機関後輪駆動でホイールベースの長い大型トラック等では、図７及び図８に示すようにプロペラシャフトＰを第一プロペラシャフト１と第二プロペラシャフト３に分割し、両プロペラシャフト１、３をコンパニオンフランジ５で結合すると共に、センタベアリング７でプロペラシャフトＰをフレームに支持している。

　図８に示すようにコンパニオンフランジ５は、第一プロペラシャフト１のスプラインシャフト９にスプライン嵌合しており、スプラインシャフト９の先端側端部にナット１１を螺着して、スプラインシャフト９の軸方向にコンパニオンフランジ５を締め付け固定している。

　そして、コンパニオンフランジ５には、ユニバーサルジョイント１３を介して第二プロペラシャフト３のスプラインヨーク１５が連結され、スプラインヨーク１５に第二プロペラシャフト３のスプラインシャフト１７がスプライン嵌合している。

　ところで、プロペラシャフトＰは、整備時にナット１１を外して部品交換を行うことがあり、作業後にはナット１１を正規の方法で締め付けなければならない。

　しかし、作業ミスや部品不良等によってナット１１が緩んだ状態で使用されると、図９の如く走行中にナット１１が外れ、図１０、図１１に示すように第二プロペラシャフト３が最短になった状態で、コンパニオンフランジ５がスプラインシャフト９から抜け出し、この後、コンパニオンフランジ５が第二プロペラシャフト３のスプラインヨーク１５と共に路上に脱落してしまう虞がある。

　この結果、第二プロペラシャフト３は第一プロペラシャフト１の支持がなくなるため、図７中、Ａ部を支点に振れ回ってプロペラシャフトプロテクタ１９を破壊し、周辺機器を破損してしまう虞があった。尚、図１０、図１１中、ナット１１は図示を省略している。

　一方、特許文献１には、図１２に示すように梁材２１をループ状に曲げ加工して交差させた保護部材２３の両端２５、２７を、ループ状部２９によりプロペラシャフト３１を囲繞した状態でシャーシフレーム３３に取り付けて、プロペラシャフト３１の脱落を防止したプロペラシャフトの保護装置３５が開示されている。

実開平７－３１４５３号公報

　しかし、前記保護装置３５は、プロペラシャフト３１が折損して脱落した際に、ループ状部２９でプロペラシャフト３１を緩衝的に受け止めようとするもので、積極的にプロペラシャフトの折損を防止するものではなかった。

　本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、ナットが緩んで外れても、コンパニオンフランジがスプラインシャフトから完全に抜け出て落下することのないプロペラシャフトの脱落防止構造を提供することを目的とする。

斯かる目的を達成するため、請求項１に係るプロペラシャフトの脱落防止構造は、第一プロペラシャフトと第二プロペラシャフトとに分割され、第一プロペラシャフトのスプラインシャフトにコンパニオンフランジがスプライン嵌合し、スプラインシャフトの先端側にナットを螺着して、コンパニオンフランジがスプラインシャフトの軸方向に締め付け固定され、ユニバーサルジョイントを介してコンパニオンフランジに連結された第二プロペラシャフトのスプラインヨークに、第二プロペラシャフトのスプインシャフトがスプライン嵌合し、前記コンパニオンフランジと第一プロペラシャフトのスプラインシャフトとのスプライン噛み合い長さが、第二プロペラシャフトのスプラインヨークとスプラインシャフトとの許容スライド量よりも短いプロペラシャフトであって、前記ナットが螺着するスプラインシャフトの先端に丸軸部を設け、前記ナットが螺着するスプラインシャフト先端側の螺刻部と前記丸軸部との長さを、前記コンパニオンフランジの先端部から前記ナットの座面までの長さよりも長くすると共に、前記螺刻部と丸軸部との長さと前記コンパニオンフランジの先端部からナットの座面までの長さの合計長さを、前記許容スライド量よりも長くしたことを特徴とする。

　そして、請求項２に係るプロペラシャフトの脱落防止構造は、第一プロペラシャフトと第二プロペラシャフトとに分割され、第一プロペラシャフトのスプラインシャフトにコンパニオンフランジがスプライン嵌合し、スプラインシャフトの先端側にナットを螺着して、コンパニオンフランジがスプラインシャフトの軸方向に締め付け固定され、ユニバーサルジョイントを介してコンパニオンフランジに連結された第二プロペラシャフトのスプラインヨークに、第二プロペラシャフトのスプインシャフトがスプライン嵌合したプロペラシャフトであって、前記ナットが螺着するスプラインシャフトの先端に丸軸部を設け、前記コンパニオンフランジと第一プロペラシャフトのスプラインシャフトとのスプライン噛み合い長さを、第二プロペラシャフトのスプラインヨークとスプラインシャフトとの許容スライド量よりも長くしたことを特徴とする。

　請求項１に係る発明によれば、コンパニオンフランジ締め付け用のナットが緩んで外れてコンパニオンフランジがスプラインシャフトから抜け出ようとしても、コンパニオンフランジの内側が丸軸部の先端に接触して、それ以上コンパニオンフランジがスプラインシャフトから抜け出すことができないため、コンパニオンフランジが完全にスプラインシャフトから抜け落ちてしまうことがない。

　また、斯様にコンパニオンフランジの内側が丸軸部の先端に接触するため、第二プロペラシャフトが振れ回る幅が最小限に抑えられてブレーキ配管等の周辺機器を破損してしまうことがないため、異常時でも通常のブレーキ操作で車両を停止することができる。

　更に、ナットが緩んで外れても、丸軸部上でコンパニオンフランジが空転してトルク伝達が遮断されるため、運転者は即座に異常を検知することができる利点を有する。

　請求項２に係る発明によれば、ナットが緩んで外れても、スプライン噛み合い長さが許容スライド量よりも長いため、コンパニオンフランジがスプラインシャフトから抜け落ちることがなく、第二プロペラシャフトが触れ回って周辺機器を破損してしまうことがない。

　また、ナットが緩んで外れるとスプライン噛み合い長さが減少していくが、スプライン噛み合い長さが減少した状態でトルク入力が続くと、異常振動が発生したりスプラインの摩耗によってトルク伝達が遮断されるため、運転者は即座にプロペラシャフトの異常を検知することができる利点を有する。

請求項１の一実施形態に係る脱落防止構造を備えたプロペラシャフトの側面図である。図１に示すプロペラシャフトの通常の状態の側面図である。ナットが緩んで外れた状態のプロペラシャフトの側面図である。第二プロペラシャフトが最短になった状態のプロペラシャフトの側面図である。コンパニオンフランジが抜け出ようとしている状態のプロペラシャフトの側面図である。請求項２の一実施形態に係る脱落防止構造を備えたプロペラシャフトの側面図である。従来のプロペラシャフトを備えた車両駆動系の側面図である。図７に示すプロペラシャフトの通常の状態の側面図である。ナットが緩んで外れた状態のプロペラシャフトの側面図である。第二プロペラシャフトが最短になった状態のプロペラシャフトの側面図である。コンパニオンフランジが抜け出した状態のプロペラシャフトの側面図である。従来のプロペラシャフトの保護装置の斜視図である。

　以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、図７以下に示す従来例と同一のものには同一符号を付して表示する。

図１乃至図５は請求項１の一実施形態に係るプロペラシャフトの脱落防止構造を示し、図７に示すプロペラシャフトＰと同様、プロペラシャフトＰ１は第一プロペラシャフト４１と第二プロペラシャフト３とに分割され、両プロペラシャフト４１、３がコンパニオンフランジ４３で結合されている。

　図１乃至図３に示すように第一プロペラシャフト４１のスプラインシャフト４５には、コンパニオンフランジ４３がスプライン嵌合するスプライン部４７に加え、ナット１１が螺着する螺刻部４９がスプラインシャフト４５の略中央部に形成され、スプラインシャフト４５の先端側に丸軸部５１が形成されている。そして、前記螺刻部４９にナット１１を螺着して、コンパニオンフランジ４３がスプラインシャフト４５の軸方向に締め付け固定されている。

　更に、コンパニオンフランジ４３には、ユニバーサルジョイント１３を介して第二プロペラシャフト３のスプラインヨーク１５が連結され、スプラインヨーク１５に第二プロペラシャフト３のスプラインシャフト１７がスプライン嵌合している。

　そして、図１に示すように、コンパニオンフランジ４３とスプラインシャフト４５とのスプライン噛み合い長さＬ１が、スプラインヨーク１５とスプラインシャフト１７との許容スライド量（第二プロペラシャフト３の許容スライド量）Ｌ３より短く（Ｌ１＜Ｌ３）なっている。

　而して、本実施形態は、上述の如き構成からなるプロペラシャフトＰ１において、前記螺刻部４９と丸軸部５１との長さＬ２を、コンパニオンフランジ４３の先端部からナット１１の座面までの長さＬ４よりも長く（Ｌ２＞Ｌ４）すると共に、螺刻部４９と丸軸部５１との長さＬ２とコンパニオンフランジ４３の先端部からナット１１の座面までの長さＬ４の合計長さを、前記許容スライド量Ｌ３よりも長く（Ｌ２＋Ｌ４＞Ｌ３）したことを特徴とする。尚、図４、図５中、ナット１１は図示を省略している。

　本実施形態はこのように構成されているから、前記ナット１１が十分な締め付けトルクで螺刻部４９に締め付けられている場合、図２に示す通常の状態で、前記許容スライド量Ｌ３の範囲でプロペラシャフトＰ１が伸縮し、エンジンの動力がトランスミッションからプロペラシャフトＰ１を介して終減速装置へ伝達され、終減速装置から車両後部の駆動輪側へ動力が伝達される。

　一方、作業ミスや部品不良等によってナット１１が緩んだ状態で使用されると、図３に示すように走行中にナット１１が外れ、コンパニオンフランジ４３がスプラインシャフト４５から抜け始めてスプライン噛み合い長さＬ１が徐々に減少し、第二プロペラシャフト３が徐々に短くなっていく。図４は第二プロペラシャフト３が最短（許容スライド量Ｌ３＝０）となった状態を示している。

　しかし、図４の状態から、図５の如くコンパニオンフランジ４３がスプラインシャフト４５から抜け出ようとしても、螺刻部４９と丸軸部５１との長さＬ２が、コンパニオンフランジ４３の先端部からナット１１の座面までの長さＬ４よりも長く（Ｌ２＞Ｌ４）設定され、且つ螺刻部４９と丸軸部５１との長さＬ２とコンパニオンフランジ４３の先端部からナット１１の座面までの長さＬ４の合計長さが、許容スライド量Ｌ３よりも長く（Ｌ２＋Ｌ４＞Ｌ３）設定されているため、コンパニオンフランジ４３の内側が丸軸部５１の先端に接触して、これ以上コンパニオンフランジ４３がスプラインシャフト４５から抜け出すことができず、丸軸部５１上でコンパニオンフランジ４３が空転する。この結果、トルク伝達（終減速装置への動力伝達）が遮断されることとなる。

　また、斯様にコンパニオンフランジ４３がスプラインシャフト４５から抜け出すことができず、コンパニオンフランジ４３の内側が丸軸部５１の先端に接触することで、第二プロペラシャフト３が振れ回る幅が最小限に抑えられることとなる。

　このように本実施形態に係るプロペラシャフトＰ１の脱落防止構造によれば、ナット１１が緩んで外れて、コンパニオンフランジ４３がスプラインシャフト４５から抜け出ようとしても、コンパニオンフランジ４３の内側が丸軸部５１の先端に接触して、それ以上コンパニオンフランジ４３がスプラインシャフト４５から抜け出すことができないため、コンパニオンフランジ４３が完全にスプラインシャフト４５から抜け落ちてしまうことがない。

　また、斯様にコンパニオンフランジ４３の内側が丸軸部５１の先端に接触するため、第二プロペラシャフト３が振れ回る幅が最小限に抑えられてブレーキ配管等の周辺機器を破損してしまうことがないため、異常時でも通常のブレーキ操作で車両を停止することができる。

　更に、既述したようにナット１１が緩んで外れても、丸軸部５１上でコンパニオンフランジ４３が空転してトルク伝達が遮断されるため、運転者は即座に異常を検知することができる利点を有する。

　図６は請求項２の一実施形態に係るプロペラシャフトの脱落防止構造を示し、本実施形態のプロペラシャフトＰ２も第一プロペラシャフト５３と第二プロペラシャフト３とに分割され、両プロペラシャフト５５、３がコンパニオンフランジ４３で結合されている。

　そして、第一プロペラシャフト５３のスプラインシャフト５５に、コンパニオンフランジ４３がスプライン嵌合するスプライン部５７が形成されると共に、ナット１１が螺着する螺刻部がスプラインシャフト５５の先端側に形成され、スプラインシャフト５５の先端に丸軸部５９が形成されている。

而して、本実施形態は、上述の如き構成において、図１のプロペラシャフトＰ１に比し、螺刻部と丸軸部５９との長さＬ２を短くすると共に、コンパニオンフランジ４３とスプラインシャフト５５とのスプライン噛み合い長さＬ１を長尺に形成して、コンパニオンフランジ４３とスプラインシャフト５５とのスプライン噛み合い長さＬ１を、スプラインヨーク１５とスプラインシャフト１７との許容スライド量（第二プロペラシャフト３の許容スライド量）Ｌ３より長く（Ｌ１＞Ｌ３）したことを特徴としている。尚、その他の構成は前記実施形態と同一であるため、同一のものには同一符号を付してそれらの説明は省略する。

　本実施形態はこのように構成されているから、ナット１１が十分な締め付けトルクで螺刻部に締め付けられている場合、許容スライド量Ｌ３の範囲でプロペラシャフトＰ２が伸縮し、プロペラシャフトＰ２を介してトルク伝達が行われる。

　一方、作業ミスや部品不良等によってナット１１が緩んだ状態で使用されると、走行中にナット１１が外れ、コンパニオンフランジ４３がスプラインシャフト４５から抜け始めてスプライン噛み合い長さＬ１が徐々に減少していく。

　しかし、コンパニオンフランジ４３とスプラインシャフト５５とのスプライン噛み合い長さＬ１が、スプラインヨーク１５とスプラインシャフト１７との許容スライド量（第二プロペラシャフト３の許容スライド量）Ｌ３より長く（Ｌ１＞Ｌ３）設定されているため、コンパニオンフランジ４３がスプラインシャフト４５から抜け落ちることがない。

　そして、コンパニオンフランジ４３とスプラインシャフト５５とのスプライン噛み合い長さＬ１が減少した状態でトルク入力（エンジンからの動力伝達）が続くと、異常振動が発生し、また、スプラインの摩耗によりトルク伝達が遮断されることとなる。

　このように本実施形態に係るプロペラシャフトＰ２の脱落防止構造によれば、ナット１１が緩んで外れても、コンパニオンフランジ４３がスプラインシャフト４５から抜け落ちることがないため、第二プロペラシャフト３が触れ回って周辺機器を破損してしまうことがない。

　また、ナット１１が緩んで外れるとスプライン噛み合い長さＬ１が減少していくが、スプライン噛み合い長さＬ１が減少した状態でトルク入力が続くと、異常振動が発生したりスプラインの摩耗によってトルク伝達が遮断されるため、運転者は即座にプロペラシャフトＰ２の異常を検知することができる利点を有する。

３　第二プロペラシャフト
７　センタベアリング
１１　ナット
１３　ユニバーサルジョイント
１５　第二プロペラシャフトのスプラインヨーク
１７　第二プロペラシャフトのスプラインシャフト
４１、５３　第一プロペラシャフト
４３　コンパニオンフランジ
４５、５５　第一プロペラシャフトのスプラインシャフト
４７、５７　スプライン部
４９　螺刻部
５１、５９　丸軸部
Ｐ１、Ｐ２  プロペラシャフト
Ｌ１  スプライン噛み合い長さ
Ｌ２  螺刻部と丸軸部との長さ
Ｌ３　第二プロペラシャフトの許容スライド量
Ｌ４　コンパニオンフランジの先端部からナットの座面までの長さ

Claims

　第一プロペラシャフトと第二プロペラシャフトとに分割され、
　第一プロペラシャフトのスプラインシャフトにコンパニオンフランジがスプライン嵌合し、
　スプラインシャフトの先端側にナットを螺着して、コンパニオンフランジがスプラインシャフトの軸方向に締め付け固定され、
　ユニバーサルジョイントを介してコンパニオンフランジに連結された第二プロペラシャフトのスプラインヨークに、第二プロペラシャフトのスプインシャフトがスプライン嵌合し、
　前記コンパニオンフランジと第一プロペラシャフトのスプラインシャフトとのスプライン噛み合い長さが、第二プロペラシャフトのスプラインヨークとスプラインシャフトとの許容スライド量よりも短いプロペラシャフトであって、
　前記ナットが螺着するスプラインシャフトの先端に丸軸部を設け、
　前記ナットが螺着するスプラインシャフト先端側の螺刻部と前記丸軸部との長さを、前記コンパニオンフランジの先端部から前記ナットの座面までの長さよりも長くすると共に、
　前記螺刻部と丸軸部との長さと前記コンパニオンフランジの先端部からナットの座面までの長さの合計長さを、前記許容スライド量よりも長くしたことを特徴とするプロペラシャフトの脱落防止構造。
　第一プロペラシャフトと第二プロペラシャフトとに分割され、
　第一プロペラシャフトのスプラインシャフトにコンパニオンフランジがスプライン嵌合し、
　スプラインシャフトの先端側にナットを螺着して、コンパニオンフランジがスプラインシャフトの軸方向に締め付け固定され、
　ユニバーサルジョイントを介してコンパニオンフランジに連結された第二プロペラシャフトのスプラインヨークに、第二プロペラシャフトのスプインシャフトがスプライン嵌合したプロペラシャフトであって、
　前記ナットが螺着するスプラインシャフトの先端に丸軸部を設け、
　前記コンパニオンフランジと第一プロペラシャフトのスプラインシャフトとのスプライン噛み合い長さを、第二プロペラシャフトのスプラインヨークとスプラインシャフトとの許容スライド量よりも長くしたことを特徴とするプロペラシャフトの脱落防止構造。