等速ジョイントおよび自動車の推進軸
【課題】軸方向荷重がかかって底突きした際に、連結する２つの伝達軸に屈曲角度を付与できる等速ジョイント、およびこの等速ジョイントを備えて等速ジョイントの近傍で推進軸の破損を生じさせることが可能な自動車の推進軸を提供する。
【解決手段】第一推進軸３に連結される外輪部材１６と、第二推進軸４に連結される動力伝達部材１７と、を備えた等速ジョイント２において、軸心Ｏから偏心した位置において、端壁１５および動力伝達部材１７の少なくとも一方に突当て部２６を突設し、軸方向荷重が加わって端壁１５と動力伝達部材１７とが突当て部２６を介して突き当たったとき、軸心Ｏと直交する方向回りの回転力が外輪部材１６および動力伝達部材１７の少なくとも一方に生ずる構成とした。
【解決手段】第一推進軸３に連結される外輪部材１６と、第二推進軸４に連結される動力伝達部材１７と、を備えた等速ジョイント２において、軸心Ｏから偏心した位置において、端壁１５および動力伝達部材１７の少なくとも一方に突当て部２６を突設し、軸方向荷重が加わって端壁１５と動力伝達部材１７とが突当て部２６を介して突き当たったとき、軸心Ｏと直交する方向回りの回転力が外輪部材１６および動力伝達部材１７の少なくとも一方に生ずる構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速ジョイントおよび自動車の推進軸に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体の前方にエンジンを搭載して動力を後輪に伝達する自動車の場合、基本的に推進軸を車体中央下部に配置して動力を伝達している。車両の前方衝突時に客室前方のエンジンルームをクラッシャブルゾーンとして衝突エネルギを吸収するにあたり、前記推進軸は、クラッシャブルゾーンの変形を確保するために要するエンジンおよび変速機の後方移動に対してつっかえ棒として働くおそれがある。
【０００３】
そのため、推進軸に前方からの所定の荷重が作用したときに、推進軸を意図的に破損もしくは車体から離脱させることによりエンジンや変速機を移動しやすくする技術が提案されている。これらの技術として、推進軸のパイプ部を強化炭素繊維（ＣＦＲＰ）にしたものや、推進軸を等速ジョイントの底部において貫通させることで推進軸の長さを短縮する技術が提案されているが、これらの技術では推進軸の製作コストのアップにつながりやすい。
【０００４】
そこで推進軸に小径部を形成し、ジョイントを屈曲させることにより小径部周りに曲げ荷重を作用させて破損させる構造が開示されている。その構造例を図１１、図１２に示す。図１１、図１２は、２つの軸から構成された２ピース構成の推進軸の場合を示している。図１１において、推進軸６１は、第二ジョイントとしての等速ジョイント６２を介して互いに連結される車両前方寄りの第一推進軸６３と車両後方寄りの第二推進軸６４とから構成される。第一推進軸６３は、前端が十字軸ジョイントからなる第一ジョイント６５を介して自動車のエンジンに結合した変速機（図示せず）に連結し、後端が等速ジョイント６２に連結される。第二推進軸６４は、前端が等速ジョイント６２に連結され、後端が十字軸ジョイントからなる第三ジョイント６６を介して後輪用の終減速機（図示せず）に連結される。車両が前方衝突等した場合、第三ジョイント６６が図１２（ａ）の状態から図１２（ｂ）の状態のように推進軸６１に対して屈曲することで小径部６４Ａ周りが変形、破損する。
【０００５】
推進軸に局所的な加工を施し、車両の衝突時にその加工部を破損させる他の構造例として特許文献１〜４に記載のものが挙げられる。しかし、特許文献１に記載の技術は、推進軸を拡径する方向に加工することから、推進軸の強度が低下しやすいという問題がある。また、特許文献２に記載の技術は、推進軸の加工が複雑となって製造コストが高くなりやすく、推進軸の捩じり強度の低下が懸念される。また、特許文献３に記載の技術は、推進軸の縮径加工範囲が長く、加工が複雑となって製造コストが高くなりやすい。さらに、特許文献４に記載の技術は、推進軸の縮径加工形状が両端で異なるため、加工治具の点数が増加することになり、さらに組み付け方向を誤らないようにするなどの誤作業の防止対策が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１７８１０５号公報
【特許文献２】特開平５−２８０５２７号公報
【特許文献３】特開平１０−１２９２８３号公報
【特許文献４】特開２００２−７９８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
エンジンからの推進軸の軸方向に作用する振動を吸収する方法として摺動式の等速ジョイントを採用する例があり、その多くが図１１に示したように２ピース構成の推進軸の場合、３箇所あるジョイントの内の中央の第二ジョイントに採用している。しかし、摺動式の等速ジョイントは、図１３（ａ）の状態から軸方向の荷重が作用して図１３（ｂ）の状態のように底付きした場合、動力伝達部材６７の前端が外輪部材６８の底部（端壁６９）に周方向に均等に当接するため、ジョイントの屈曲が生じず、推進軸６１に曲げ荷重を作用させることが困難となる。
【０００８】
そのため、ジョイントに屈曲角度を与えることにより曲げ荷重を発生させ推進軸を破損させる場合、図１１に示した第一ジョイント６５或いは第三ジョイント６６を利用してこれらの近傍で推進軸を破損させざるを得ない。したがって、従来では、第一ジョイント６５或いは第三ジョイント６６の近傍での推進軸の破損を考慮しなければならない分、車両の各装置のレイアウトに制約を受けやすいという問題がある。
【０００９】
特に、第一ジョイント６５や第三ジョイント６６を構成する十字軸ジョイントに大きな屈曲角度を付与しようとすると、強度の点からジョイントを構成する２つのヨークの形状を大きくする必要があり、重量の増加と製作コスト高につながる。また、推進軸の径は車両の音振動性能の最適化のためや車両レイアウトの制約により決定されることが多いが、決定された推進軸の径サイズに応じて縮径加工し、その径に応じて大きさの異なる複数種のジョイントを溶接することになるため、部品種類の増加や加工治具の種類の増加につながり、推進軸の生産性が低下しやすいという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するために創案されたものであり、軸方向荷重が作用して底突きした際に、連結する２つの伝達軸に屈曲角度を付与できる等速ジョイント、およびこの等速ジョイントを備えて等速ジョイントの近傍で推進軸の破損を生じさせることが可能な自動車の推進軸を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明は、第一伝達軸に連結され、軸方向に沿う摺動溝が内周面に複数形成されかつ第一伝達軸寄りに端壁が形成された外輪部材と、第二伝達軸に連結され、前記各摺動溝をそれぞれ摺動可能な摺動子を備えた動力伝達部材と、を備えた摺動式等速ジョイントであって、軸心から偏心した位置において、前記端壁および前記動力伝達部材の少なくとも一方に突当て部が突設され、軸方向荷重が加わって前記端壁と前記動力伝達部材とが前記突当て部を介して突き当たったとき、軸心と直交する方向回りの回転力が前記外輪部材および前記動力伝達部材の少なくとも一方に生ずることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、軸方向荷重が作用して端壁と動力伝達部材とが突当て部を介して底突きとして突き当たると、突当て部は軸心から偏心していることにより、外輪部材および動力伝達部材に回転モーメントが生じる。したがって、軸方向荷重の一部が、外輪部材および動力伝達部材の少なくとも一方を軸心と直交する方向回りに回転させる回転力に変換される。これにより、連結する２つの伝達軸に屈曲角度が付与される。
【００１３】
また、本発明は、前記突当て部は、前記端壁の肉盛部から構成されることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、摺動溝の溝長さを変えるのみで突当て部を形成できるため、構造が簡単となり、等速ジョイントの製造コストのアップを抑制できる。
【００１５】
また、本発明は、前記突当て部は、前記摺動溝の溝端面周りに取り付けた突当て部材から構成されることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、摺動溝の溝長さが全て等しい従来既製品の外輪部材に対して別部材からなる突当て部材を取着するのみで突当て部を形成できるため、構造が簡単となり、等速ジョイントの製造コストのアップを抑制できる。
【００１７】
また、本発明は、等速ジョイントがトリポート型ジョイントであることを特徴とする。
さらに、本発明は、等速ジョイントがダブルオフセット型ジョイントであることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、汎用のトリポート型ジョイント或いはダブルオフセット型ジョイントを利用できるため、等速ジョイントの製造コストのアップを抑制できる。
【００１９】
また、本発明は、前端が自動車のエンジンに結合した変速機に連結し、後端が終減速機に連結される推進軸を備え、複数設けられたジョイントの一部に等速ジョイントを設け、前端側から軸方向荷重が加わって前記端壁と前記動力伝達部材とが前記突当て部を介して突き当たったとき、軸心と直交する方向回りの回転力が推進軸に生ずることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、車両が前方衝突すると、等速ジョイントにおいて端壁と動力伝達部材とが突当て部を介して突き当たる。突当て部が軸心から偏心していることにより外輪部材および動力伝達部材に回転モーメントが生じ、軸方向荷重の一部が、外輪部材および動力伝達部材の少なくとも一方を、軸心と直交する方向回りに回転させる回転力に変換される。この回転力により等速ジョイントが屈曲し、推進軸に屈曲角度が付与される。
【００２１】
また、本発明は、前記等速ジョイントに溶接される推進軸の等速ジョイント寄りの軸径を小径に形成したことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、等速ジョイントの近傍に位置する小径の部位において推進軸を破損させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、軸方向荷重が作用したときに、等速ジョイントを屈曲点として、連結する２つの伝達軸に屈曲角度を付与できるため、等速ジョイントの近傍において伝達軸を効果的に破損できる。したがって、本発明の等速ジョイントを備える自動車の推進軸によれば、等速ジョイントの近傍において推進軸を破損できる。特に、この等速ジョイントを２ピース構成の推進軸において中央の第二ジョイントとして備えた場合、従来では推進軸の破損箇所を推進軸の前端の第一ジョイント或いは後端の第三ジョイントの近傍に設定せざるを得なかったところ、第二ジョイントの近傍においても破損可能となることから、その分、車両のレイアウト設計の自由度を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る等速ジョイントおよび推進軸の全体構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る等速ジョイントおよび推進軸の要部の側断面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る等速ジョイントおよび推進軸の作用説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る等速ジョイントおよび推進軸の要部の側断面図である。
【図６】図５におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る等速ジョイントおよび推進軸の要部の側断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る等速ジョイントおよび推進軸の要部の側断面図である。
【図９】１ピース構成の推進軸に本発明の等速ジョイントを適用した場合の側断面図である。
【図１０】２ピース構成の推進軸において、本発明の等速ジョイントの動力伝達部材を第一推進軸側に連結した場合の側断面図である。
【図１１】従来の推進軸の全体構成図である。
【図１２】従来の推進軸における十字軸ジョイント周りの側面図である。
【図１３】従来の推進軸における等速ジョイント周りの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る等速ジョイントを自動車の推進軸（プロペラシャフト）に適用した形態について説明する。図１において、推進軸１は、２つの軸から構成されたいわゆる２ピース構成の推進軸であって、第二ジョイントとしての等速ジョイント２を介して互いに連結される車両前方寄りの第一推進軸３と車両後方寄りの第二推進軸４とから構成される。
【００２６】
「第１実施形態」
第一推進軸３は、中空管からなる部材であって、前端が第一ジョイント５を介して自動車のエンジンに結合した変速機（図示せず）に連結し、後端が等速ジョイント２に連結される。第一ジョイント５は、変速機と第一推進軸３の前端とにそれぞれ取り付けた一対のコ字形のヨーク６、７を十字軸８を介して互いに軸支するいわゆる十字軸ジョイントである。また、第一推進軸３の後端寄りは、後に詳述するように管の座屈を意図的に生じさせるための小径部３Ａとして成形されている。小径部３Ａは例えば中空管の絞り加工により成形される。
【００２７】
第二推進軸４も中空管からなる部材であって、前端が等速ジョイント２に連結され、後端が第三ジョイント９を介して後輪用の終減速機（図示せず）に連結される。具体的には、第二推進軸４の前端は連結軸１０を介して等速ジョイント２に連結される。連結軸１０は第二推進軸４の前端に溶接等により一体化されている。連結軸１０には中間軸受１１が組み付けられており、この中間軸受１１のアウタケース側が弾性体からなる防振部材１２とブラケット１３とを介して車体側に支持されている。第三ジョイント９は、終減速機と第二推進軸４の後端とにそれぞれ取り付けた一対のコ字形のヨーク６、７を十字軸８を介して互いに軸支する十字軸ジョイントである。また、第二推進軸４の後端寄りにも絞り加工等による小径部４Ａが形成されている。
【００２８】
等速ジョイント２は、摺動式の等速ジョイントであって、第一推進軸３（第一伝達軸）に連結され、軸方向に沿う摺動溝１４が内周面に等間隔で複数形成されかつ第一推進軸３寄りに端壁１５が形成された外輪部材１６と、第二推進軸４（第二伝達軸）に連結され、各摺動溝１４をそれぞれ摺動可能な摺動子を備えた動力伝達部材１７と、を備えて構成される。
【００２９】
等速ジョイント２としては例えばトリポート型等速ジョイントであり、図２、図３に示すように、外輪部材１６の内周面には３本の摺動溝１４が円周方向に等間隔で形成されている。外輪部材１６は一端側が端壁１５により閉塞され、他端側が開口形成された筒状を呈した部材であり、図２に示すように、摺動溝１４の溝端面１８は端壁１５において形成される。端壁１５の外壁側には第一推進軸３の後端が溶接等により一体化されている。前記連結軸１０の前端周りは外輪部材１６の開口部１９を挿通して外輪部材１６の内部に同軸状に位置する。開口部１９は、外輪部材１６に取着したシール支持部材２０と連結軸１０との間に掛け渡した弾性体からなるシール部材２１により塞がれる。
【００３０】
動力伝達部材１７は、連結軸１０の前端に外嵌固定されるボス部２２およびボス部２２の円周方向等分位置から径方向外方に突出した三本のトラニオンジャーナル２３を有するスパイダ２４と、 各トラニオンジャーナル２３の回りにワッシャやニードルローラ等を介して回転自在に取り付けられ、トルクを伝達する前記摺動子としてのローラ２５と、を備える。ローラ２５が摺動溝１４を摺動（転動）することで外輪部材１６と動力伝達部材１７とが軸方向に相対移動可能となり、さらにローラ２５の外周が球面に形成されているため、外輪部材１６と連結軸１０とに角度がついた場合であってもスパイダ２４が傾斜した状態でローラ２５は摺動溝１４をスムーズに摺動可能である。
【００３１】
等速ジョイント２の軸心Ｏから偏心した位置において、端壁１５および動力伝達部材１６の少なくとも一方には、端壁１５と動力伝達部材１７とが互いに近接する方向の軸方向荷重が加わったときに両者を局所的に突き当てる突当て部２６が突設される。図２は端壁１５側に突当て部２６を設けた態様を示しており、具体的には３つある摺動溝１４の内の１つの摺動溝１４の溝端面１８を突当て部２６に充てている。すなわち、端壁１５の肉盛部が突当て部２６を構成する。なお、突当て部２６を設けない場合の溝端面１８を仮想線にて示してある。突当て部２６を構成する溝端面１８と他の溝端面１８はいずれも、軸心Ｏに向かうにしたがい第一伝達軸（第一推進軸３）側に変位する傾斜状、かつ第一伝達軸側に向けて凸となる曲面状に形成されている。
【００３２】
従来、３つの摺動溝１４の開口部１９からの溝長さは全て等しく、溝端面１８とローラ２５との距離は３つの摺動溝１４において全て等しい関係にある。これに対し、本発明では、１つの摺動溝１４の開口部１９からの溝長さを他の摺動溝１４よりも短くしている。これにより、溝長さを短くした摺動溝１４の溝端面１８が突当て部２６を構成することとなり、この突当て部２６を構成する溝端面１８とローラ２５との距離は、他の溝端面１８とローラ２５との距離よりも短く設定されることになる。
【００３３】
図４を参照して推進軸１の作用を説明する。図４（ａ）は推進軸１の平常時の状態を示し、ローラ２５は摺動溝１４の溝長さ方向中程に位置している。車両が前方衝突するなどして第一推進軸３が後退すると、この第一推進軸３と一体に連結された外輪部材１６も後退し、図４（ｂ）に示すように、突当て部２６を構成する溝端面１８のみがローラ２５に突き当たる。
【００３４】
突当て部２６を構成する溝端面１８とローラ２５とが突き当たったまま、図４（ｃ）に示すように、第一推進軸３からの軸方向荷重を受けて第一推進軸３および連結軸１０が一体となって後退するので、防振部材１２の一部が後方に伸びるように変形する。突当て部２６が軸心Ｏから偏心していることにより外輪部材１６および動力伝達部材１７には回転モーメントが生じ、第一推進軸３からの軸方向荷重がさらに大きくなると、軸方向荷重の一部が、外輪部材１６および動力伝達部材１７の少なくとも一方を、突当て部２６を回転中心として軸心Ｏと直交する方向（図４における紙面奥−手前方向）回りに回転させる回転力に変換される。特に、本実施形態では、突当て部２６を構成する溝端面１８が傾斜状かつ曲面状に形成されているため、この溝端面１８とローラ２５の外周面との間での前記回転力の発生が比較的スムーズとなる。この回転力により、図４（ｄ）に示すように、第一推進軸３と第二推進軸４との互いの軸心に角度が付与され、第一推進軸３および第二推進軸４に曲げ応力が生ずる。これと前後して防振部材１２は第一推進軸３からのさらなる軸方向荷重を受けて破断し、推進軸１は連結軸１０においてブラケット１３からの支持が解かれるようになっている。
【００３５】
さらに第一推進軸３と第二推進軸４とが互いに傾くと、図４（ｅ）に示すように、残り２つの摺動溝１４においても溝端面１８とローラ２５とが突き当たる。この状態でさらに第一推進軸３から軸方向荷重がかかり、第一推進軸３、第二推進軸４に生じた曲げ応力が材料の許容値を超えると、第一推進軸３、第二推進軸４の少なくとも一方が変形し、車両の衝突エネルギが吸収される。本実施形態では、第一推進軸３の後端周りに小径部３Ａを形成しているため、図４（ｆ）に示すように、主にこの小径部３Ａと大径部との段差辺りで座屈が生じることにより車両の衝突エネルギが吸収されるようになっている。また、第一推進軸３からの軸方向荷重の大きさによっては座屈箇所が破断し、これにより第一推進軸３の後方移動が許容される。
【００３６】
以上のように、軸心Ｏから偏心した位置において、端壁１５および動力伝達部材１７の少なくとも一方に突当て部２６を突設し、軸方向荷重が加わって端壁１５と動力伝達部材１７とが突当て部２６を介して突き当たったとき、軸心Ｏと直交する方向回りの回転力が外輪部材１６および動力伝達部材１７の少なくとも一方に生ずる等速ジョイント２とすれば、軸方向荷重が作用したときに、等速ジョイント２を屈曲点として、外輪部材１６に連結される第一伝達軸の軸心と動力伝達部材１７に連結される第二伝達軸の軸心とに交差角度を与えることができる。これにより、第一伝達軸および第二伝達軸の少なくとも一方に曲げ応力を生じさせることができ、等速ジョイント２の近傍において第一伝達軸や第二伝達軸を効果的に変形させることができる。
【００３７】
また、前端が自動車のエンジンに結合した変速機に連結し、後端が終減速機に連結される推進軸１を備え、複数設けられたジョイントの一部に本発明の等速ジョイント２を設け、前端側から軸方向荷重が加わって端壁１５と動力伝達部材１７とが突当て部２６を介して突き当たったとき、軸心Ｏと直交する方向回りの回転力が推進軸１に生ずる構成としたことにより、車両の前方衝突時等に等速ジョイント２の近傍において推進軸１を効果的に変形させることができ、エンジンや変速機を後方へ移動しやすくすることができる。
本実施形態のように、２ピース構成の推進軸１において中央の第二ジョイントに等速ジョイント２を設けた場合、従来では推進軸の破損箇所を推進軸の前端の第一ジョイント或いは後端の第三ジョイントの近傍に設定せざるを得なかったところ、第二ジョイントの近傍においても破損可能となることから、その分、車両のレイアウト設計の自由度を広げることができる。
【００３８】
特に、推進軸１の等速ジョイント２寄りの軸径を小径に形成すれば、この小径の部位にて推進軸１を変形させることができる。本実施形態の場合、第一推進軸３の後端周りに小径部３Ａを形成したので、等速ジョイント２の近傍に位置するこの小径部３Ａにおいて曲げ応力を効果的に生じさせることができ、主に大径部側との段差辺りにおいて座屈などの変形を引き起こすことができる。
【００３９】
さらに、突当て部２６を、端壁１５の肉盛部から構成すれば、摺動溝１４の溝長さを変えるのみで突当て部２６を形成できるため、構造が簡単となり、等速ジョイント２の製造コストのアップを抑制できる。
【００４０】
「第２実施形態」
図５および図６は第２実施形態にかかる図面であり、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
第２実施形態は、等速ジョイント２をダブルオフセット型ジョイントとした形態に関するものである。
【００４１】
この等速ジョイント２は、第一推進軸３（第一伝達軸）に連結され、軸方向に沿う摺動溝３４が内周面に等間隔で複数形成されかつ第一推進軸３寄りに端壁３５が形成された外輪部材３６と、第二推進軸４（第二伝達軸）に連結され、各摺動溝３４をそれぞれ摺動可能な摺動子を備えた動力伝達部材３７と、を備えて構成される。
【００４２】
外輪部材３６の内周面には複数（本実施形態では８本）の摺動溝３４が円周方向に等間隔で形成されている。外輪部材３６は一端側が端壁３５により閉塞され、他端側が開口形成された筒状を呈した部材であり、摺動溝３４の溝端面３８は端壁３５において形成される。端壁３５の外壁側には第一推進軸３の後端が溶接等により一体化されている。連結軸１０の前端周りは外輪部材３６の開口部３９を挿通して外輪部材３６の内部に同軸状に位置する。
【００４３】
動力伝達部材３７は、連結軸１０の前端に外嵌固定される内輪部材４０と、トルクを伝達する前記摺動子としての複数（本実施形態では８個）のボール４１と、ケージ４２とを備える。ケージ４２は内外周面が球面を呈した円筒形状をなし、周方向に等間隔でボール保持孔が形成されている。各ボール４１はケージ４２のボール保持孔に保持される。ボール４１が摺動溝３４を摺動することで外輪部材３６と動力伝達部材３７とが軸方向に相対移動可能となり、さらにケージ４２のボール保持孔の孔内周面が球面に形成されているため、外輪部材３６と連結軸１０とに角度がついた場合であってもケージ４２が傾斜した状態でボール４１が摺動溝３４をスムーズに摺動する。
【００４４】
等速ジョイント２の軸心Ｏから偏心した位置において、端壁３５には、端壁３５と動力伝達部材３７とが互いに近接する方向の軸方向荷重が加わったときに両者を局所的に突き当てる突当て部２６が突設される。この第２実施形態も第１実施形態と同様に突当て部２６として摺動溝の溝端面を利用しており、摺動溝３４の内の１つの摺動溝３４の溝端面３８を突当て部２６に充てている。すなわち、端壁３５の肉盛部が突当て部２６を構成する。突当て部２６を構成する溝端面３８と他の溝端面３８はいずれも、軸心Ｏに向かうにしたがい第一伝達軸側に変位する傾斜状、かつ第一伝達軸側に向けて凸となる曲面状に形成されている。
【００４５】
以上のダブルオフセット型の等速ジョイント２によっても、車両が前方衝突するなどして第一推進軸３から軸方向加重が作用すると、突当て部２６を構成する溝端面３８のみがボール４１に突き当たるため、外輪部材３６および動力伝達部材３７の少なくとも一方を、突当て部２６を回転中心として軸心Ｏと直交する方向回りに回転させる回転力が生じ、第一推進軸３と第二推進軸４との互いの軸心がずれて、第一推進軸３および第二推進軸４に曲げ応力が生ずる。これにより、小径部３Ａ等において第一推進軸３を効率的に座屈させることができる。また、突当て部２６を、摺動溝３４の溝端面３８自体から構成することにより、摺動溝３４の溝長さを変えるのみで突当て部２６を形成できるため、構造が簡単となり、ダブルオフセット型の等速ジョイント２の製造コストのアップを抑制できる。
【００４６】
「第３実施形態」
図７は第３実施形態にかかる図面であり、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
第１実施形態が突当て部２６を端壁１５の肉盛部から構成したのに対し、第３実施形態は、突当て部２６を摺動溝１４の溝端面１８周りに取り付けた突当て部材５１から構成したことを特徴とする。
【００４７】
突当て部材５１としては例えばボルトを利用することができる。図７では、軸心Ｏから偏心した位置の端壁１５に雌螺子を螺設し、この雌螺子にボルトの雄螺子をねじ込み固定した態様を示している。これにより、摺動溝１４の溝端面１８においてボルト頭が位置することとなり、このボルト頭にローラ２５が突き当たることで、第１実施形態と同様に、軸心Ｏと直交する方向回りに回転させる回転力が生じ、第一推進軸３と第二推進軸４との互いの軸心がずれて、小径部３Ａにおいて第一推進軸３が座屈する。ボルトは例えばねじ込み作業をしやすいように六角孔付きボルトからなる。
【００４８】
この第３実施形態によれば、摺動溝１４の溝長さを変える必要がなくなり、摺動溝１４の溝長さが全て等しい従来既製品の外輪部材１６に対して別部材からなる突当て部材５１を取着するのみで突当て部２６を形成することができる。特に突当て部材５１をボルトから構成し、このボルトを外輪部材１６にねじ込む構造とすれば、組み付け作業も容易となる。なお、ダブルオフセット型の等速ジョイント２においても突当て部２６を突当て部材５１から構成することができる。
【００４９】
「第４実施形態」
図８は第４実施形態にかかる図面であり、第２実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
第１実施形態〜第３実施形態が突当て部２６を端壁１５、３５側に突設したのに対し、第４実施形態は突当て部２６を動力伝達部材３７側に突設した形態に関するものである。
【００５０】
図８は、等速ジョイント２をダブルオフセット型の等速ジョイントとし、突当て部２６を構成する突設部材５２をケージ４２の前端に取着した態様を示している。突設部材５２は例えば溶接等によりケージ４２に固定される。突当て部２６をケージ４２に一体成形する態様でも差し支えない。
【００５１】
この第４実施形態によっても、車両が前方衝突するなどして第一推進軸３から軸方向加重がかかると、端壁３５が突設部材５２に突き当たり、外輪部材３６および動力伝達部材３７の少なくとも一方を、突当て部２６を回転中心として軸心Ｏと直交する方向回りに回転させる回転力が生じ、第一推進軸３と第二推進軸４との互いの軸心がずれて、第一推進軸３および第二推進軸４に曲げ応力が生ずる。これにより、小径部３Ａ等において第一推進軸３を効果的に座屈させることができる。
【００５２】
以上、等速ジョイント２とこれを備える自動車の推進軸１の好適な実施形態を説明した。本発明は、軸心Ｏと直交する方向回りの回転力が外輪部材１６、３６および動力伝達部材１７、３７の少なくとも一方に生じるように突当て部２６を設ければよいのであり、突当て部２６の形成箇所は１つに限られることはない。
【００５３】
例えば、軸心Ｏから偏心した位置であって、かつ互いに近接した位置に２つまたはそれ以上の突当て部２６を形成しても、外輪部材１６、３６および動力伝達部材１７、３７の少なくとも一方に、軸心Ｏと直交する方向回りの回転力を生じさせることが可能である。第２実施形態を例にすると、互いに隣接する２つの摺動溝３４の溝端面３８にそれぞれ突当て部２６を形成しても、外輪部材１６および動力伝達部材１７には回転モーメントが生じるため、軸心Ｏと直交する方向回りの回転力が生じることとなる。
【００５４】
また、例えば突当て部２６を構成する端壁１５，３５の肉盛部にスリットや切欠き、中空孔等を形成して、肉盛部の軽量化を図ることができる。
さらに、突当て部２６による偏心質量を相殺する手段として、等速ジョイント２に肉盛りや研削加工等が適宜に施される。
【００５５】
さらに、自動車の推進軸としては概ね車両レイアウトに応じて１ピース構成から３ピース構成まであり、等速ジョイントも目的に応じて配置箇所が様々であり、本発明はいずれの構成、配置箇所においても適用可能である。
【００５６】
例えば、図９は１ピース構成の推進軸１を示し、単体の推進軸５３は、前端が第一ジョイント５４を介して自動車のエンジンに結合した変速機に連結し、後端が第二ジョイント５５を介して後輪用の終減速機に連結されている。本発明の等速ジョイント２は図示するように第一ジョイント５４に適用可能であり、また第二ジョイント５５にも適用可能である。
【００５７】
さらに、図１０は２ピース構成の推進軸１において、本発明の等速ジョイント２の動力伝達部材１７を第一推進軸３側に、外輪部材１６を第二推進軸４側に連結した態様を示している。すなわち、この推進軸１は、前端が第一ジョイント５を介して自動車のエンジンに結合した変速機に連結し、後端が連結部材１０を介して動力伝達部材１７に連結される第一推進軸３と、前端が外輪部材１６に連結され、後端が第三ジョイント９を介して後輪用の終減速機に連結される第二推進軸４とを備える。第二推進軸４の前端周りは小径部４Ａとして成形されている。この推進軸１によっても、車両の前方衝突時等に等速ジョイント２の近傍に位置する小径部４Ａにおいて推進軸１を効果的に変形させることができる。等速ジョイント２を第一ジョイント５或いは第三ジョイント９に適用することも可能である。
【００５８】
また、３ピース構成の推進軸においては４つのジョイントの内のいずれかに本発明の等速ジョイント２を適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 推進軸
２ 等速ジョイント
３ 第一推進軸（第一伝達軸）
３Ａ 小径部
４ 第二推進軸（第二伝達軸）
１４，３４ 摺動溝
１５，３５ 端壁
１６，３６ 外輪部材
１７，３７ 動力伝達部材
１８，３８ 溝端面
２５ ローラ（摺動子）
２６ 突当て部
４１ ボール（摺動子）
５１ 突当て部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速ジョイントおよび自動車の推進軸に関する。
【背景技術】
【０００２】
車体の前方にエンジンを搭載して動力を後輪に伝達する自動車の場合、基本的に推進軸を車体中央下部に配置して動力を伝達している。車両の前方衝突時に客室前方のエンジンルームをクラッシャブルゾーンとして衝突エネルギを吸収するにあたり、前記推進軸は、クラッシャブルゾーンの変形を確保するために要するエンジンおよび変速機の後方移動に対してつっかえ棒として働くおそれがある。
【０００３】
そのため、推進軸に前方からの所定の荷重が作用したときに、推進軸を意図的に破損もしくは車体から離脱させることによりエンジンや変速機を移動しやすくする技術が提案されている。これらの技術として、推進軸のパイプ部を強化炭素繊維（ＣＦＲＰ）にしたものや、推進軸を等速ジョイントの底部において貫通させることで推進軸の長さを短縮する技術が提案されているが、これらの技術では推進軸の製作コストのアップにつながりやすい。
【０００４】
そこで推進軸に小径部を形成し、ジョイントを屈曲させることにより小径部周りに曲げ荷重を作用させて破損させる構造が開示されている。その構造例を図１１、図１２に示す。図１１、図１２は、２つの軸から構成された２ピース構成の推進軸の場合を示している。図１１において、推進軸６１は、第二ジョイントとしての等速ジョイント６２を介して互いに連結される車両前方寄りの第一推進軸６３と車両後方寄りの第二推進軸６４とから構成される。第一推進軸６３は、前端が十字軸ジョイントからなる第一ジョイント６５を介して自動車のエンジンに結合した変速機（図示せず）に連結し、後端が等速ジョイント６２に連結される。第二推進軸６４は、前端が等速ジョイント６２に連結され、後端が十字軸ジョイントからなる第三ジョイント６６を介して後輪用の終減速機（図示せず）に連結される。車両が前方衝突等した場合、第三ジョイント６６が図１２（ａ）の状態から図１２（ｂ）の状態のように推進軸６１に対して屈曲することで小径部６４Ａ周りが変形、破損する。
【０００５】
推進軸に局所的な加工を施し、車両の衝突時にその加工部を破損させる他の構造例として特許文献１〜４に記載のものが挙げられる。しかし、特許文献１に記載の技術は、推進軸を拡径する方向に加工することから、推進軸の強度が低下しやすいという問題がある。また、特許文献２に記載の技術は、推進軸の加工が複雑となって製造コストが高くなりやすく、推進軸の捩じり強度の低下が懸念される。また、特許文献３に記載の技術は、推進軸の縮径加工範囲が長く、加工が複雑となって製造コストが高くなりやすい。さらに、特許文献４に記載の技術は、推進軸の縮径加工形状が両端で異なるため、加工治具の点数が増加することになり、さらに組み付け方向を誤らないようにするなどの誤作業の防止対策が必要となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平５−１７８１０５号公報
【特許文献２】特開平５−２８０５２７号公報
【特許文献３】特開平１０−１２９２８３号公報
【特許文献４】特開２００２−７９８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
エンジンからの推進軸の軸方向に作用する振動を吸収する方法として摺動式の等速ジョイントを採用する例があり、その多くが図１１に示したように２ピース構成の推進軸の場合、３箇所あるジョイントの内の中央の第二ジョイントに採用している。しかし、摺動式の等速ジョイントは、図１３（ａ）の状態から軸方向の荷重が作用して図１３（ｂ）の状態のように底付きした場合、動力伝達部材６７の前端が外輪部材６８の底部（端壁６９）に周方向に均等に当接するため、ジョイントの屈曲が生じず、推進軸６１に曲げ荷重を作用させることが困難となる。
【０００８】
そのため、ジョイントに屈曲角度を与えることにより曲げ荷重を発生させ推進軸を破損させる場合、図１１に示した第一ジョイント６５或いは第三ジョイント６６を利用してこれらの近傍で推進軸を破損させざるを得ない。したがって、従来では、第一ジョイント６５或いは第三ジョイント６６の近傍での推進軸の破損を考慮しなければならない分、車両の各装置のレイアウトに制約を受けやすいという問題がある。
【０００９】
特に、第一ジョイント６５や第三ジョイント６６を構成する十字軸ジョイントに大きな屈曲角度を付与しようとすると、強度の点からジョイントを構成する２つのヨークの形状を大きくする必要があり、重量の増加と製作コスト高につながる。また、推進軸の径は車両の音振動性能の最適化のためや車両レイアウトの制約により決定されることが多いが、決定された推進軸の径サイズに応じて縮径加工し、その径に応じて大きさの異なる複数種のジョイントを溶接することになるため、部品種類の増加や加工治具の種類の増加につながり、推進軸の生産性が低下しやすいという問題がある。
【００１０】
本発明は、このような課題を解決するために創案されたものであり、軸方向荷重が作用して底突きした際に、連結する２つの伝達軸に屈曲角度を付与できる等速ジョイント、およびこの等速ジョイントを備えて等速ジョイントの近傍で推進軸の破損を生じさせることが可能な自動車の推進軸を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記課題を解決するため、本発明は、第一伝達軸に連結され、軸方向に沿う摺動溝が内周面に複数形成されかつ第一伝達軸寄りに端壁が形成された外輪部材と、第二伝達軸に連結され、前記各摺動溝をそれぞれ摺動可能な摺動子を備えた動力伝達部材と、を備えた摺動式等速ジョイントであって、軸心から偏心した位置において、前記端壁および前記動力伝達部材の少なくとも一方に突当て部が突設され、軸方向荷重が加わって前記端壁と前記動力伝達部材とが前記突当て部を介して突き当たったとき、軸心と直交する方向回りの回転力が前記外輪部材および前記動力伝達部材の少なくとも一方に生ずることを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、軸方向荷重が作用して端壁と動力伝達部材とが突当て部を介して底突きとして突き当たると、突当て部は軸心から偏心していることにより、外輪部材および動力伝達部材に回転モーメントが生じる。したがって、軸方向荷重の一部が、外輪部材および動力伝達部材の少なくとも一方を軸心と直交する方向回りに回転させる回転力に変換される。これにより、連結する２つの伝達軸に屈曲角度が付与される。
【００１３】
また、本発明は、前記突当て部は、前記端壁の肉盛部から構成されることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、摺動溝の溝長さを変えるのみで突当て部を形成できるため、構造が簡単となり、等速ジョイントの製造コストのアップを抑制できる。
【００１５】
また、本発明は、前記突当て部は、前記摺動溝の溝端面周りに取り付けた突当て部材から構成されることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、摺動溝の溝長さが全て等しい従来既製品の外輪部材に対して別部材からなる突当て部材を取着するのみで突当て部を形成できるため、構造が簡単となり、等速ジョイントの製造コストのアップを抑制できる。
【００１７】
また、本発明は、等速ジョイントがトリポート型ジョイントであることを特徴とする。
さらに、本発明は、等速ジョイントがダブルオフセット型ジョイントであることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、汎用のトリポート型ジョイント或いはダブルオフセット型ジョイントを利用できるため、等速ジョイントの製造コストのアップを抑制できる。
【００１９】
また、本発明は、前端が自動車のエンジンに結合した変速機に連結し、後端が終減速機に連結される推進軸を備え、複数設けられたジョイントの一部に等速ジョイントを設け、前端側から軸方向荷重が加わって前記端壁と前記動力伝達部材とが前記突当て部を介して突き当たったとき、軸心と直交する方向回りの回転力が推進軸に生ずることを特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、車両が前方衝突すると、等速ジョイントにおいて端壁と動力伝達部材とが突当て部を介して突き当たる。突当て部が軸心から偏心していることにより外輪部材および動力伝達部材に回転モーメントが生じ、軸方向荷重の一部が、外輪部材および動力伝達部材の少なくとも一方を、軸心と直交する方向回りに回転させる回転力に変換される。この回転力により等速ジョイントが屈曲し、推進軸に屈曲角度が付与される。
【００２１】
また、本発明は、前記等速ジョイントに溶接される推進軸の等速ジョイント寄りの軸径を小径に形成したことを特徴とする。
【００２２】
本発明によれば、等速ジョイントの近傍に位置する小径の部位において推進軸を破損させることができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、軸方向荷重が作用したときに、等速ジョイントを屈曲点として、連結する２つの伝達軸に屈曲角度を付与できるため、等速ジョイントの近傍において伝達軸を効果的に破損できる。したがって、本発明の等速ジョイントを備える自動車の推進軸によれば、等速ジョイントの近傍において推進軸を破損できる。特に、この等速ジョイントを２ピース構成の推進軸において中央の第二ジョイントとして備えた場合、従来では推進軸の破損箇所を推進軸の前端の第一ジョイント或いは後端の第三ジョイントの近傍に設定せざるを得なかったところ、第二ジョイントの近傍においても破損可能となることから、その分、車両のレイアウト設計の自由度を広げることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の第１実施形態に係る等速ジョイントおよび推進軸の全体構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る等速ジョイントおよび推進軸の要部の側断面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態に係る等速ジョイントおよび推進軸の作用説明図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る等速ジョイントおよび推進軸の要部の側断面図である。
【図６】図５におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係る等速ジョイントおよび推進軸の要部の側断面図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係る等速ジョイントおよび推進軸の要部の側断面図である。
【図９】１ピース構成の推進軸に本発明の等速ジョイントを適用した場合の側断面図である。
【図１０】２ピース構成の推進軸において、本発明の等速ジョイントの動力伝達部材を第一推進軸側に連結した場合の側断面図である。
【図１１】従来の推進軸の全体構成図である。
【図１２】従来の推進軸における十字軸ジョイント周りの側面図である。
【図１３】従来の推進軸における等速ジョイント周りの側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明に係る等速ジョイントを自動車の推進軸（プロペラシャフト）に適用した形態について説明する。図１において、推進軸１は、２つの軸から構成されたいわゆる２ピース構成の推進軸であって、第二ジョイントとしての等速ジョイント２を介して互いに連結される車両前方寄りの第一推進軸３と車両後方寄りの第二推進軸４とから構成される。
【００２６】
「第１実施形態」
第一推進軸３は、中空管からなる部材であって、前端が第一ジョイント５を介して自動車のエンジンに結合した変速機（図示せず）に連結し、後端が等速ジョイント２に連結される。第一ジョイント５は、変速機と第一推進軸３の前端とにそれぞれ取り付けた一対のコ字形のヨーク６、７を十字軸８を介して互いに軸支するいわゆる十字軸ジョイントである。また、第一推進軸３の後端寄りは、後に詳述するように管の座屈を意図的に生じさせるための小径部３Ａとして成形されている。小径部３Ａは例えば中空管の絞り加工により成形される。
【００２７】
第二推進軸４も中空管からなる部材であって、前端が等速ジョイント２に連結され、後端が第三ジョイント９を介して後輪用の終減速機（図示せず）に連結される。具体的には、第二推進軸４の前端は連結軸１０を介して等速ジョイント２に連結される。連結軸１０は第二推進軸４の前端に溶接等により一体化されている。連結軸１０には中間軸受１１が組み付けられており、この中間軸受１１のアウタケース側が弾性体からなる防振部材１２とブラケット１３とを介して車体側に支持されている。第三ジョイント９は、終減速機と第二推進軸４の後端とにそれぞれ取り付けた一対のコ字形のヨーク６、７を十字軸８を介して互いに軸支する十字軸ジョイントである。また、第二推進軸４の後端寄りにも絞り加工等による小径部４Ａが形成されている。
【００２８】
等速ジョイント２は、摺動式の等速ジョイントであって、第一推進軸３（第一伝達軸）に連結され、軸方向に沿う摺動溝１４が内周面に等間隔で複数形成されかつ第一推進軸３寄りに端壁１５が形成された外輪部材１６と、第二推進軸４（第二伝達軸）に連結され、各摺動溝１４をそれぞれ摺動可能な摺動子を備えた動力伝達部材１７と、を備えて構成される。
【００２９】
等速ジョイント２としては例えばトリポート型等速ジョイントであり、図２、図３に示すように、外輪部材１６の内周面には３本の摺動溝１４が円周方向に等間隔で形成されている。外輪部材１６は一端側が端壁１５により閉塞され、他端側が開口形成された筒状を呈した部材であり、図２に示すように、摺動溝１４の溝端面１８は端壁１５において形成される。端壁１５の外壁側には第一推進軸３の後端が溶接等により一体化されている。前記連結軸１０の前端周りは外輪部材１６の開口部１９を挿通して外輪部材１６の内部に同軸状に位置する。開口部１９は、外輪部材１６に取着したシール支持部材２０と連結軸１０との間に掛け渡した弾性体からなるシール部材２１により塞がれる。
【００３０】
動力伝達部材１７は、連結軸１０の前端に外嵌固定されるボス部２２およびボス部２２の円周方向等分位置から径方向外方に突出した三本のトラニオンジャーナル２３を有するスパイダ２４と、 各トラニオンジャーナル２３の回りにワッシャやニードルローラ等を介して回転自在に取り付けられ、トルクを伝達する前記摺動子としてのローラ２５と、を備える。ローラ２５が摺動溝１４を摺動（転動）することで外輪部材１６と動力伝達部材１７とが軸方向に相対移動可能となり、さらにローラ２５の外周が球面に形成されているため、外輪部材１６と連結軸１０とに角度がついた場合であってもスパイダ２４が傾斜した状態でローラ２５は摺動溝１４をスムーズに摺動可能である。
【００３１】
等速ジョイント２の軸心Ｏから偏心した位置において、端壁１５および動力伝達部材１６の少なくとも一方には、端壁１５と動力伝達部材１７とが互いに近接する方向の軸方向荷重が加わったときに両者を局所的に突き当てる突当て部２６が突設される。図２は端壁１５側に突当て部２６を設けた態様を示しており、具体的には３つある摺動溝１４の内の１つの摺動溝１４の溝端面１８を突当て部２６に充てている。すなわち、端壁１５の肉盛部が突当て部２６を構成する。なお、突当て部２６を設けない場合の溝端面１８を仮想線にて示してある。突当て部２６を構成する溝端面１８と他の溝端面１８はいずれも、軸心Ｏに向かうにしたがい第一伝達軸（第一推進軸３）側に変位する傾斜状、かつ第一伝達軸側に向けて凸となる曲面状に形成されている。
【００３２】
従来、３つの摺動溝１４の開口部１９からの溝長さは全て等しく、溝端面１８とローラ２５との距離は３つの摺動溝１４において全て等しい関係にある。これに対し、本発明では、１つの摺動溝１４の開口部１９からの溝長さを他の摺動溝１４よりも短くしている。これにより、溝長さを短くした摺動溝１４の溝端面１８が突当て部２６を構成することとなり、この突当て部２６を構成する溝端面１８とローラ２５との距離は、他の溝端面１８とローラ２５との距離よりも短く設定されることになる。
【００３３】
図４を参照して推進軸１の作用を説明する。図４（ａ）は推進軸１の平常時の状態を示し、ローラ２５は摺動溝１４の溝長さ方向中程に位置している。車両が前方衝突するなどして第一推進軸３が後退すると、この第一推進軸３と一体に連結された外輪部材１６も後退し、図４（ｂ）に示すように、突当て部２６を構成する溝端面１８のみがローラ２５に突き当たる。
【００３４】
突当て部２６を構成する溝端面１８とローラ２５とが突き当たったまま、図４（ｃ）に示すように、第一推進軸３からの軸方向荷重を受けて第一推進軸３および連結軸１０が一体となって後退するので、防振部材１２の一部が後方に伸びるように変形する。突当て部２６が軸心Ｏから偏心していることにより外輪部材１６および動力伝達部材１７には回転モーメントが生じ、第一推進軸３からの軸方向荷重がさらに大きくなると、軸方向荷重の一部が、外輪部材１６および動力伝達部材１７の少なくとも一方を、突当て部２６を回転中心として軸心Ｏと直交する方向（図４における紙面奥−手前方向）回りに回転させる回転力に変換される。特に、本実施形態では、突当て部２６を構成する溝端面１８が傾斜状かつ曲面状に形成されているため、この溝端面１８とローラ２５の外周面との間での前記回転力の発生が比較的スムーズとなる。この回転力により、図４（ｄ）に示すように、第一推進軸３と第二推進軸４との互いの軸心に角度が付与され、第一推進軸３および第二推進軸４に曲げ応力が生ずる。これと前後して防振部材１２は第一推進軸３からのさらなる軸方向荷重を受けて破断し、推進軸１は連結軸１０においてブラケット１３からの支持が解かれるようになっている。
【００３５】
さらに第一推進軸３と第二推進軸４とが互いに傾くと、図４（ｅ）に示すように、残り２つの摺動溝１４においても溝端面１８とローラ２５とが突き当たる。この状態でさらに第一推進軸３から軸方向荷重がかかり、第一推進軸３、第二推進軸４に生じた曲げ応力が材料の許容値を超えると、第一推進軸３、第二推進軸４の少なくとも一方が変形し、車両の衝突エネルギが吸収される。本実施形態では、第一推進軸３の後端周りに小径部３Ａを形成しているため、図４（ｆ）に示すように、主にこの小径部３Ａと大径部との段差辺りで座屈が生じることにより車両の衝突エネルギが吸収されるようになっている。また、第一推進軸３からの軸方向荷重の大きさによっては座屈箇所が破断し、これにより第一推進軸３の後方移動が許容される。
【００３６】
以上のように、軸心Ｏから偏心した位置において、端壁１５および動力伝達部材１７の少なくとも一方に突当て部２６を突設し、軸方向荷重が加わって端壁１５と動力伝達部材１７とが突当て部２６を介して突き当たったとき、軸心Ｏと直交する方向回りの回転力が外輪部材１６および動力伝達部材１７の少なくとも一方に生ずる等速ジョイント２とすれば、軸方向荷重が作用したときに、等速ジョイント２を屈曲点として、外輪部材１６に連結される第一伝達軸の軸心と動力伝達部材１７に連結される第二伝達軸の軸心とに交差角度を与えることができる。これにより、第一伝達軸および第二伝達軸の少なくとも一方に曲げ応力を生じさせることができ、等速ジョイント２の近傍において第一伝達軸や第二伝達軸を効果的に変形させることができる。
【００３７】
また、前端が自動車のエンジンに結合した変速機に連結し、後端が終減速機に連結される推進軸１を備え、複数設けられたジョイントの一部に本発明の等速ジョイント２を設け、前端側から軸方向荷重が加わって端壁１５と動力伝達部材１７とが突当て部２６を介して突き当たったとき、軸心Ｏと直交する方向回りの回転力が推進軸１に生ずる構成としたことにより、車両の前方衝突時等に等速ジョイント２の近傍において推進軸１を効果的に変形させることができ、エンジンや変速機を後方へ移動しやすくすることができる。
本実施形態のように、２ピース構成の推進軸１において中央の第二ジョイントに等速ジョイント２を設けた場合、従来では推進軸の破損箇所を推進軸の前端の第一ジョイント或いは後端の第三ジョイントの近傍に設定せざるを得なかったところ、第二ジョイントの近傍においても破損可能となることから、その分、車両のレイアウト設計の自由度を広げることができる。
【００３８】
特に、推進軸１の等速ジョイント２寄りの軸径を小径に形成すれば、この小径の部位にて推進軸１を変形させることができる。本実施形態の場合、第一推進軸３の後端周りに小径部３Ａを形成したので、等速ジョイント２の近傍に位置するこの小径部３Ａにおいて曲げ応力を効果的に生じさせることができ、主に大径部側との段差辺りにおいて座屈などの変形を引き起こすことができる。
【００３９】
さらに、突当て部２６を、端壁１５の肉盛部から構成すれば、摺動溝１４の溝長さを変えるのみで突当て部２６を形成できるため、構造が簡単となり、等速ジョイント２の製造コストのアップを抑制できる。
【００４０】
「第２実施形態」
図５および図６は第２実施形態にかかる図面であり、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
第２実施形態は、等速ジョイント２をダブルオフセット型ジョイントとした形態に関するものである。
【００４１】
この等速ジョイント２は、第一推進軸３（第一伝達軸）に連結され、軸方向に沿う摺動溝３４が内周面に等間隔で複数形成されかつ第一推進軸３寄りに端壁３５が形成された外輪部材３６と、第二推進軸４（第二伝達軸）に連結され、各摺動溝３４をそれぞれ摺動可能な摺動子を備えた動力伝達部材３７と、を備えて構成される。
【００４２】
外輪部材３６の内周面には複数（本実施形態では８本）の摺動溝３４が円周方向に等間隔で形成されている。外輪部材３６は一端側が端壁３５により閉塞され、他端側が開口形成された筒状を呈した部材であり、摺動溝３４の溝端面３８は端壁３５において形成される。端壁３５の外壁側には第一推進軸３の後端が溶接等により一体化されている。連結軸１０の前端周りは外輪部材３６の開口部３９を挿通して外輪部材３６の内部に同軸状に位置する。
【００４３】
動力伝達部材３７は、連結軸１０の前端に外嵌固定される内輪部材４０と、トルクを伝達する前記摺動子としての複数（本実施形態では８個）のボール４１と、ケージ４２とを備える。ケージ４２は内外周面が球面を呈した円筒形状をなし、周方向に等間隔でボール保持孔が形成されている。各ボール４１はケージ４２のボール保持孔に保持される。ボール４１が摺動溝３４を摺動することで外輪部材３６と動力伝達部材３７とが軸方向に相対移動可能となり、さらにケージ４２のボール保持孔の孔内周面が球面に形成されているため、外輪部材３６と連結軸１０とに角度がついた場合であってもケージ４２が傾斜した状態でボール４１が摺動溝３４をスムーズに摺動する。
【００４４】
等速ジョイント２の軸心Ｏから偏心した位置において、端壁３５には、端壁３５と動力伝達部材３７とが互いに近接する方向の軸方向荷重が加わったときに両者を局所的に突き当てる突当て部２６が突設される。この第２実施形態も第１実施形態と同様に突当て部２６として摺動溝の溝端面を利用しており、摺動溝３４の内の１つの摺動溝３４の溝端面３８を突当て部２６に充てている。すなわち、端壁３５の肉盛部が突当て部２６を構成する。突当て部２６を構成する溝端面３８と他の溝端面３８はいずれも、軸心Ｏに向かうにしたがい第一伝達軸側に変位する傾斜状、かつ第一伝達軸側に向けて凸となる曲面状に形成されている。
【００４５】
以上のダブルオフセット型の等速ジョイント２によっても、車両が前方衝突するなどして第一推進軸３から軸方向加重が作用すると、突当て部２６を構成する溝端面３８のみがボール４１に突き当たるため、外輪部材３６および動力伝達部材３７の少なくとも一方を、突当て部２６を回転中心として軸心Ｏと直交する方向回りに回転させる回転力が生じ、第一推進軸３と第二推進軸４との互いの軸心がずれて、第一推進軸３および第二推進軸４に曲げ応力が生ずる。これにより、小径部３Ａ等において第一推進軸３を効率的に座屈させることができる。また、突当て部２６を、摺動溝３４の溝端面３８自体から構成することにより、摺動溝３４の溝長さを変えるのみで突当て部２６を形成できるため、構造が簡単となり、ダブルオフセット型の等速ジョイント２の製造コストのアップを抑制できる。
【００４６】
「第３実施形態」
図７は第３実施形態にかかる図面であり、第１実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
第１実施形態が突当て部２６を端壁１５の肉盛部から構成したのに対し、第３実施形態は、突当て部２６を摺動溝１４の溝端面１８周りに取り付けた突当て部材５１から構成したことを特徴とする。
【００４７】
突当て部材５１としては例えばボルトを利用することができる。図７では、軸心Ｏから偏心した位置の端壁１５に雌螺子を螺設し、この雌螺子にボルトの雄螺子をねじ込み固定した態様を示している。これにより、摺動溝１４の溝端面１８においてボルト頭が位置することとなり、このボルト頭にローラ２５が突き当たることで、第１実施形態と同様に、軸心Ｏと直交する方向回りに回転させる回転力が生じ、第一推進軸３と第二推進軸４との互いの軸心がずれて、小径部３Ａにおいて第一推進軸３が座屈する。ボルトは例えばねじ込み作業をしやすいように六角孔付きボルトからなる。
【００４８】
この第３実施形態によれば、摺動溝１４の溝長さを変える必要がなくなり、摺動溝１４の溝長さが全て等しい従来既製品の外輪部材１６に対して別部材からなる突当て部材５１を取着するのみで突当て部２６を形成することができる。特に突当て部材５１をボルトから構成し、このボルトを外輪部材１６にねじ込む構造とすれば、組み付け作業も容易となる。なお、ダブルオフセット型の等速ジョイント２においても突当て部２６を突当て部材５１から構成することができる。
【００４９】
「第４実施形態」
図８は第４実施形態にかかる図面であり、第２実施形態と同一の構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。
第１実施形態〜第３実施形態が突当て部２６を端壁１５、３５側に突設したのに対し、第４実施形態は突当て部２６を動力伝達部材３７側に突設した形態に関するものである。
【００５０】
図８は、等速ジョイント２をダブルオフセット型の等速ジョイントとし、突当て部２６を構成する突設部材５２をケージ４２の前端に取着した態様を示している。突設部材５２は例えば溶接等によりケージ４２に固定される。突当て部２６をケージ４２に一体成形する態様でも差し支えない。
【００５１】
この第４実施形態によっても、車両が前方衝突するなどして第一推進軸３から軸方向加重がかかると、端壁３５が突設部材５２に突き当たり、外輪部材３６および動力伝達部材３７の少なくとも一方を、突当て部２６を回転中心として軸心Ｏと直交する方向回りに回転させる回転力が生じ、第一推進軸３と第二推進軸４との互いの軸心がずれて、第一推進軸３および第二推進軸４に曲げ応力が生ずる。これにより、小径部３Ａ等において第一推進軸３を効果的に座屈させることができる。
【００５２】
以上、等速ジョイント２とこれを備える自動車の推進軸１の好適な実施形態を説明した。本発明は、軸心Ｏと直交する方向回りの回転力が外輪部材１６、３６および動力伝達部材１７、３７の少なくとも一方に生じるように突当て部２６を設ければよいのであり、突当て部２６の形成箇所は１つに限られることはない。
【００５３】
例えば、軸心Ｏから偏心した位置であって、かつ互いに近接した位置に２つまたはそれ以上の突当て部２６を形成しても、外輪部材１６、３６および動力伝達部材１７、３７の少なくとも一方に、軸心Ｏと直交する方向回りの回転力を生じさせることが可能である。第２実施形態を例にすると、互いに隣接する２つの摺動溝３４の溝端面３８にそれぞれ突当て部２６を形成しても、外輪部材１６および動力伝達部材１７には回転モーメントが生じるため、軸心Ｏと直交する方向回りの回転力が生じることとなる。
【００５４】
また、例えば突当て部２６を構成する端壁１５，３５の肉盛部にスリットや切欠き、中空孔等を形成して、肉盛部の軽量化を図ることができる。
さらに、突当て部２６による偏心質量を相殺する手段として、等速ジョイント２に肉盛りや研削加工等が適宜に施される。
【００５５】
さらに、自動車の推進軸としては概ね車両レイアウトに応じて１ピース構成から３ピース構成まであり、等速ジョイントも目的に応じて配置箇所が様々であり、本発明はいずれの構成、配置箇所においても適用可能である。
【００５６】
例えば、図９は１ピース構成の推進軸１を示し、単体の推進軸５３は、前端が第一ジョイント５４を介して自動車のエンジンに結合した変速機に連結し、後端が第二ジョイント５５を介して後輪用の終減速機に連結されている。本発明の等速ジョイント２は図示するように第一ジョイント５４に適用可能であり、また第二ジョイント５５にも適用可能である。
【００５７】
さらに、図１０は２ピース構成の推進軸１において、本発明の等速ジョイント２の動力伝達部材１７を第一推進軸３側に、外輪部材１６を第二推進軸４側に連結した態様を示している。すなわち、この推進軸１は、前端が第一ジョイント５を介して自動車のエンジンに結合した変速機に連結し、後端が連結部材１０を介して動力伝達部材１７に連結される第一推進軸３と、前端が外輪部材１６に連結され、後端が第三ジョイント９を介して後輪用の終減速機に連結される第二推進軸４とを備える。第二推進軸４の前端周りは小径部４Ａとして成形されている。この推進軸１によっても、車両の前方衝突時等に等速ジョイント２の近傍に位置する小径部４Ａにおいて推進軸１を効果的に変形させることができる。等速ジョイント２を第一ジョイント５或いは第三ジョイント９に適用することも可能である。
【００５８】
また、３ピース構成の推進軸においては４つのジョイントの内のいずれかに本発明の等速ジョイント２を適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 推進軸
２ 等速ジョイント
３ 第一推進軸（第一伝達軸）
３Ａ 小径部
４ 第二推進軸（第二伝達軸）
１４，３４ 摺動溝
１５，３５ 端壁
１６，３６ 外輪部材
１７，３７ 動力伝達部材
１８，３８ 溝端面
２５ ローラ（摺動子）
２６ 突当て部
４１ ボール（摺動子）
５１ 突当て部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一伝達軸に連結され、軸方向に沿う摺動溝が内周面に複数形成されかつ第一伝達軸寄りに端壁が形成された外輪部材と、
第二伝達軸に連結され、前記各摺動溝をそれぞれ摺動可能な摺動子を備えた動力伝達部材と、を備えた摺動式等速ジョイントであって、
軸心から偏心した位置において、前記端壁および前記動力伝達部材の少なくとも一方に突当て部が突設され、
軸方向荷重が加わって前記端壁と前記動力伝達部材とが前記突当て部を介して突き当たったとき、軸心と直交する方向回りの回転力が前記外輪部材および前記動力伝達部材の少なくとも一方に生ずることを特徴とする等速ジョイント。
【請求項２】
前記突当て部は、前記端壁の肉盛部から構成されることを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイント。
【請求項３】
前記突当て部は、前記摺動溝の溝端面周りに取り付けた突当て部材から構成されることを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイント。
【請求項４】
トリポート型ジョイントであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の等速ジョイント。
【請求項５】
ダブルオフセット型ジョイントであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の等速ジョイント。
【請求項６】
前端が自動車のエンジンに結合した変速機に連結し、後端が終減速機に連結される推進軸を備え、
複数設けられたジョイントの一部に請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の等速ジョイントを設け、
前端側から軸方向荷重が加わって前記端壁と前記動力伝達部材とが前記突当て部を介して突き当たったとき、軸心と直交する方向回りの回転力が推進軸に生ずることを特徴とする自動車の推進軸。
【請求項７】
前記等速ジョイントに溶接される推進軸の等速ジョイント寄りの軸径を小径に形成したことを特徴とする請求項６に記載の自動車の推進軸。
【請求項１】
第一伝達軸に連結され、軸方向に沿う摺動溝が内周面に複数形成されかつ第一伝達軸寄りに端壁が形成された外輪部材と、
第二伝達軸に連結され、前記各摺動溝をそれぞれ摺動可能な摺動子を備えた動力伝達部材と、を備えた摺動式等速ジョイントであって、
軸心から偏心した位置において、前記端壁および前記動力伝達部材の少なくとも一方に突当て部が突設され、
軸方向荷重が加わって前記端壁と前記動力伝達部材とが前記突当て部を介して突き当たったとき、軸心と直交する方向回りの回転力が前記外輪部材および前記動力伝達部材の少なくとも一方に生ずることを特徴とする等速ジョイント。
【請求項２】
前記突当て部は、前記端壁の肉盛部から構成されることを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイント。
【請求項３】
前記突当て部は、前記摺動溝の溝端面周りに取り付けた突当て部材から構成されることを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイント。
【請求項４】
トリポート型ジョイントであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の等速ジョイント。
【請求項５】
ダブルオフセット型ジョイントであることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の等速ジョイント。
【請求項６】
前端が自動車のエンジンに結合した変速機に連結し、後端が終減速機に連結される推進軸を備え、
複数設けられたジョイントの一部に請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の等速ジョイントを設け、
前端側から軸方向荷重が加わって前記端壁と前記動力伝達部材とが前記突当て部を介して突き当たったとき、軸心と直交する方向回りの回転力が推進軸に生ずることを特徴とする自動車の推進軸。
【請求項７】
前記等速ジョイントに溶接される推進軸の等速ジョイント寄りの軸径を小径に形成したことを特徴とする請求項６に記載の自動車の推進軸。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−２２５４８３（Ｐ２０１２−２２５４８３Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−９６０９２（Ｐ２０１１−９６０９２）
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（０００１４６０１０）株式会社ショーワ (715)
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１５日（２０１２．１１．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年４月２２日（２０１１．４．２２）
【出願人】（０００１４６０１０）株式会社ショーワ (715)
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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