JP2003220846A - プロペラシャフト組立体 - Google Patents
プロペラシャフト組立体Info
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/84—Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor
- F16D3/843—Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor enclosed covers
- F16D3/845—Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor enclosed covers allowing relative movement of joint parts due to the flexing of the cover
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
- F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
- F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
- F16D3/226—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part
- F16D3/227—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part the joints being telescopic
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Motor Power Transmission Devices (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 自動車のプロペラシャフト内部の衝突負荷の
伝達を最小限にする、及び／又は、エネルギを吸収する
ことができる装置を提供する。 【解決手段】 中空シャフト（２０）及び連結シャフト
（１８）を有する恒速自在継手（１２）を含むプロペラ
シャフト組立体（１０）。中空シャフト（２０）は、外
側前方部分（３２）及び外側後方部分（３４）を備える
外側レース面（３１）を有する外側接合部（２３）を含
む。連結シャフト（１８）は、内側前方部分（３５）及
び内側後方部分（３６）を備える内側レース面（３３）
を有する内側接合部（２５）を含む。連結シャフト（１
８）は、更に、くぼんだ表面部分（３８）を含む。ま
た、複数のトルク伝達ボール（２８）を有するボールケ
ージ（２６）が含まれている。衝突時には、トルク伝達
ボール（２８）が前記内側レース面（３３）から移動し
てくぼんだ表面部分（３８）の中に落下し、連結シャフ
ト（１８）を中空シャフト（２０）の中に崩壊させる。
伝達を最小限にする、及び／又は、エネルギを吸収する
ことができる装置を提供する。 【解決手段】 中空シャフト（２０）及び連結シャフト
（１８）を有する恒速自在継手（１２）を含むプロペラ
シャフト組立体（１０）。中空シャフト（２０）は、外
側前方部分（３２）及び外側後方部分（３４）を備える
外側レース面（３１）を有する外側接合部（２３）を含
む。連結シャフト（１８）は、内側前方部分（３５）及
び内側後方部分（３６）を備える内側レース面（３３）
を有する内側接合部（２５）を含む。連結シャフト（１
８）は、更に、くぼんだ表面部分（３８）を含む。ま
た、複数のトルク伝達ボール（２８）を有するボールケ
ージ（２６）が含まれている。衝突時には、トルク伝達
ボール（２８）が前記内側レース面（３３）から移動し
てくぼんだ表面部分（３８）の中に落下し、連結シャフ
ト（１８）を中空シャフト（２０）の中に崩壊させる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に自動車のプ
ロペラシャフトに関し、より詳細には、自動車のプロペ
ラシャフト内部の衝突負荷の伝達を最小にする、及び／
又は、エネルギを吸収することができる装置に関する。
ロペラシャフトに関し、より詳細には、自動車のプロペ
ラシャフト内部の衝突負荷の伝達を最小にする、及び／
又は、エネルギを吸収することができる装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】プロペラシャフトは、自動車の推進に一
般的に使用されている。自動車の前部駆動ユニット及び
後車軸間の距離が長い場合、マルチピースのプロペラシ
ャフトが使用される。マルチピースのプロペラシャフト
は、トルクを駆動ユニットから後車軸に伝達する。マル
チピースのプロペラシャフトは、一般にセンター・ベア
リング及び対応するサポート・ブラケットによって支持
される。センター・ベアリング及びサポート・ブラケッ
トは、プロペラシャフトの中心を支持する一方で、駆動
シャフトの回転を許し、前部駆動ユニットから後車軸へ
機械的エネルギを伝達する。
般的に使用されている。自動車の前部駆動ユニット及び
後車軸間の距離が長い場合、マルチピースのプロペラシ
ャフトが使用される。マルチピースのプロペラシャフト
は、トルクを駆動ユニットから後車軸に伝達する。マル
チピースのプロペラシャフトは、一般にセンター・ベア
リング及び対応するサポート・ブラケットによって支持
される。センター・ベアリング及びサポート・ブラケッ
トは、プロペラシャフトの中心を支持する一方で、駆動
シャフトの回転を許し、前部駆動ユニットから後車軸へ
機械的エネルギを伝達する。
【０００３】機械的エネルギの伝達以外に、プロペラシ
ャフトは、適切な衝撃強さ、軽量であること、及び、製
造するのに容易で低コストであることが必要である。衝
撃強さに関して、プロペラシャフトは、それが挫屈する
こと、乗員室を貫通すること、又は、プロペラシャフト
のすぐ近傍の他の自動車構成要素を破損することを防止
するために、軸方向に崩壊することができることが必要
である。いくつかの設計シナリオにおいては、シャフト
が変形エネルギのかなりの量を吸収することが必要であ
ろう。他の設計シナリオにおいては、非常に低い負荷の
下で潰れる性能がより優先される場合がある。
ャフトは、適切な衝撃強さ、軽量であること、及び、製
造するのに容易で低コストであることが必要である。衝
撃強さに関して、プロペラシャフトは、それが挫屈する
こと、乗員室を貫通すること、又は、プロペラシャフト
のすぐ近傍の他の自動車構成要素を破損することを防止
するために、軸方向に崩壊することができることが必要
である。いくつかの設計シナリオにおいては、シャフト
が変形エネルギのかなりの量を吸収することが必要であ
ろう。他の設計シナリオにおいては、非常に低い負荷の
下で潰れる性能がより優先される場合がある。
【０００４】吸収される変形エネルギの量、又は、プロ
ペラシャフトの崩壊を起こすのに必要なエネルギの量
は、自動車の設計及び性能に影響する可能性がある。今
日の自動車は、衝撃吸収帯を用い、自動車に衝突時のエ
ネルギを吸収させてそのような破壊エネルギが自動車の
乗員に伝達するのを防ぎ、同時に乗員室の一体性を維持
するように意図的に設計される。プロペラシャフトを軸
方向に崩壊させるのに必要なエネルギ量、及び、崩壊す
る間に吸収される量は、衝突時に衝撃吸収帯が働く方法
に影響する可能性がある。
ペラシャフトの崩壊を起こすのに必要なエネルギの量
は、自動車の設計及び性能に影響する可能性がある。今
日の自動車は、衝撃吸収帯を用い、自動車に衝突時のエ
ネルギを吸収させてそのような破壊エネルギが自動車の
乗員に伝達するのを防ぎ、同時に乗員室の一体性を維持
するように意図的に設計される。プロペラシャフトを軸
方向に崩壊させるのに必要なエネルギ量、及び、崩壊す
る間に吸収される量は、衝突時に衝撃吸収帯が働く方法
に影響する可能性がある。
【０００５】今日の衝突に対する形態は、多くの場合、
プロペラシャフトをいくつかの負荷条件の下で崩壊させ
るように変形する独立した部材を利用する。これらの独
立部材は、しばしばプロペラシャフト製造の複雑さ及び
コストを増加させる。これらはまた、比較的小さな衝突
力／崩壊力が必要であると同時に通常使用に対する頑強
な強度が要求される場合、設計の困難性を示す可能性が
ある。最後に、今日の衝撃吸収形態は、通常、衝突に関
して単一の抵抗力プロフィールを与えるのみである。継
手の崩壊を達成するのに必要な力を受けた状態で、崩壊
する継手によって追加の衝突エネルギが吸収される分は
比較的わずかであることが多い。衝突エネルギの追加吸
収は、有益な安全性及び性能特性をもたらすことができ
る。
プロペラシャフトをいくつかの負荷条件の下で崩壊させ
るように変形する独立した部材を利用する。これらの独
立部材は、しばしばプロペラシャフト製造の複雑さ及び
コストを増加させる。これらはまた、比較的小さな衝突
力／崩壊力が必要であると同時に通常使用に対する頑強
な強度が要求される場合、設計の困難性を示す可能性が
ある。最後に、今日の衝撃吸収形態は、通常、衝突に関
して単一の抵抗力プロフィールを与えるのみである。継
手の崩壊を達成するのに必要な力を受けた状態で、崩壊
する継手によって追加の衝突エネルギが吸収される分は
比較的わずかであることが多い。衝突エネルギの追加吸
収は、有益な安全性及び性能特性をもたらすことができ
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、速度継手製造
の複雑さ及びコストを増加することなく、設計者に崩壊
力プロフィールを制御する能力を与えることができる衝
撃吸収ツーピースプロペラシャフトの必要性が存在す
る。更に、最初の崩壊力が生じた後で、追加の衝突エネ
ルギを吸収することができる衝撃吸収ツーピースプロペ
ラシャフトを備えることが相当に望まれていると思われ
る。上述の改良を達成することができた場合、自動車の
安全性は向上し、製造コストを低減することができ、衝
突時に吸収されるエネルギに対する制御の向上が実現さ
れるであろう。
の複雑さ及びコストを増加することなく、設計者に崩壊
力プロフィールを制御する能力を与えることができる衝
撃吸収ツーピースプロペラシャフトの必要性が存在す
る。更に、最初の崩壊力が生じた後で、追加の衝突エネ
ルギを吸収することができる衝撃吸収ツーピースプロペ
ラシャフトを備えることが相当に望まれていると思われ
る。上述の改良を達成することができた場合、自動車の
安全性は向上し、製造コストを低減することができ、衝
突時に吸収されるエネルギに対する制御の向上が実現さ
れるであろう。
【０００７】従って、本発明の目的は、プロペラシャフ
ト組立体の改良を提供することである。本発明の利点
は、本発明が衝撃強さの向上と衝突エネルギ吸収に対す
る制御の向上とをもたらし、現存するプロペラシャフト
組立体よりも製造が容易なことである。
ト組立体の改良を提供することである。本発明の利点
は、本発明が衝撃強さの向上と衝突エネルギ吸収に対す
る制御の向上とをもたらし、現存するプロペラシャフト
組立体よりも製造が容易なことである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、自動車のため
のプロペラシャフト組立体を提供する。このプロペラシ
ャフト組立体は、自動車のプロペラシャフトに、駆動ユ
ニットを後車軸ギヤボックスに連結する恒速自在継手を
含む。恒速自在継手は、少なくとも２つの連接可能に連
結されたシャフト部分、すなわち、中空シャフト及び連
結シャフトを含む。中空シャフトは、外側前方部分及び
外側後方部分を有する外側レース面を有する外側接合部
に連結される。連結シャフトは、内側前方部分及び内側
後方部分を有する内側レース面を有する内側接合部に連
結される。連結シャフトはまた、くぼんだ表面部分を含
む。複数のトルク伝達ボールがボールケージによって保
持され、それぞれが対応する一対の外側及び内側レース
面に案内される。ボールケージは、トルク伝達ボールが
内側レース面及び外側レース面と連通している時には、
トルク伝達ボールを平面内に保持する。プロペラシャフ
ト組立体が衝突の影響を受けると、トルク伝達ボール
は、内側レース面から移動してくぼんだ表面部分に落下
し、連結シャフトを中空シャフト内に崩壊させる。
のプロペラシャフト組立体を提供する。このプロペラシ
ャフト組立体は、自動車のプロペラシャフトに、駆動ユ
ニットを後車軸ギヤボックスに連結する恒速自在継手を
含む。恒速自在継手は、少なくとも２つの連接可能に連
結されたシャフト部分、すなわち、中空シャフト及び連
結シャフトを含む。中空シャフトは、外側前方部分及び
外側後方部分を有する外側レース面を有する外側接合部
に連結される。連結シャフトは、内側前方部分及び内側
後方部分を有する内側レース面を有する内側接合部に連
結される。連結シャフトはまた、くぼんだ表面部分を含
む。複数のトルク伝達ボールがボールケージによって保
持され、それぞれが対応する一対の外側及び内側レース
面に案内される。ボールケージは、トルク伝達ボールが
内側レース面及び外側レース面と連通している時には、
トルク伝達ボールを平面内に保持する。プロペラシャフ
ト組立体が衝突の影響を受けると、トルク伝達ボール
は、内側レース面から移動してくぼんだ表面部分に落下
し、連結シャフトを中空シャフト内に崩壊させる。
【０００９】本発明のいくつの利点の１つは、本プロペ
ラシャフト組立体が低い衝突負荷ではそれ自体の中で強
制的に崩壊し得ることである。本発明の別の利点は、使
用される構成要素の数を従来のシャフト組立体と比べて
最小にし、それにより自動車用プロペラシャフトの質量
及び不均衡を低減することである。質量及び不均衡の低
減は、品質を改善し、騒音及び振動を減少させ、プロペ
ラシャフトの製品及び製造コストを低減する。
ラシャフト組立体が低い衝突負荷ではそれ自体の中で強
制的に崩壊し得ることである。本発明の別の利点は、使
用される構成要素の数を従来のシャフト組立体と比べて
最小にし、それにより自動車用プロペラシャフトの質量
及び不均衡を低減することである。質量及び不均衡の低
減は、品質を改善し、騒音及び振動を減少させ、プロペ
ラシャフトの製品及び製造コストを低減する。
【００１０】本発明自体は、更なる目的及び付随する利
点と共に、添付図面と関連させて以下の詳細説明を参照
することにより、最も良く理解されるであろう。
点と共に、添付図面と関連させて以下の詳細説明を参照
することにより、最も良く理解されるであろう。
【００１１】従って、本発明をより完全に理解するため
に、添付図面で更に詳しく説明され、以下で説明される
実施形態を本発明の一例として参照する必要がある。
に、添付図面で更に詳しく説明され、以下で説明される
実施形態を本発明の一例として参照する必要がある。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下の説明においては、構成され
た一実施形態に対して、様々な作動パラメータ及び構成
要素が説明される。これらの特定のパラメータ及び構成
要素は一例として含まれており、限定的な意味はない。
た一実施形態に対して、様々な作動パラメータ及び構成
要素が説明される。これらの特定のパラメータ及び構成
要素は一例として含まれており、限定的な意味はない。
【００１３】本発明は、車両のプロペラシャフト内のエ
ネルギを吸収する装置に関して説明されるが、以下の装
置は、自動車、プロペラシャフトを使用するモータ・シ
ステム、又は、プロペラシャフト内のエネルギ吸収を必
要とする他の車両及び非車両用途を含む、様々な目的に
対して適応させることができる。
ネルギを吸収する装置に関して説明されるが、以下の装
置は、自動車、プロペラシャフトを使用するモータ・シ
ステム、又は、プロペラシャフト内のエネルギ吸収を必
要とする他の車両及び非車両用途を含む、様々な目的に
対して適応させることができる。
【００１４】ここで、図１を参照すると、本発明に従
い、あたかも「通常」作動時のように自動車のプロペラ
シャフト１４に配置された恒速（ＣＶ）自在継手１２を
含むプロペラシャフト組立体１０の断面図が示されてい
る。本発明のプロペラシャフト１４は、２つの連接可能
なシャフト部分（連結シャフト部分１８及び中空シャフ
ト部分２０）を有するように示されているが、より多く
のシャフト部分を組み込んでもよい。
い、あたかも「通常」作動時のように自動車のプロペラ
シャフト１４に配置された恒速（ＣＶ）自在継手１２を
含むプロペラシャフト組立体１０の断面図が示されてい
る。本発明のプロペラシャフト１４は、２つの連接可能
なシャフト部分（連結シャフト部分１８及び中空シャフ
ト部分２０）を有するように示されているが、より多く
のシャフト部分を組み込んでもよい。
【００１５】ＣＶ継手１２は、中心軸線「Ａ」に沿って
突入可能な軸方向突入可能恒速自在継手である。ＣＶ継
手１２は、外側接合部２３、内側接合部２５、ボールケ
ージ２６、及び、各々がケージウインドウ３０に保持さ
れたトルク伝達ボール２８を含む。外側接合部２３は、
外側前方部分３２と外側後方部分３４とを有する外側レ
ース面３１を含む。内側接合部２５は、内側前方部分３
５と内側後方部分３６とを有する内側レース面３３を含
む。通常作動中は、トルク伝達ボール２８は、外側レー
ス面３１と連通し、連結シャフト部分１８の回転で中空
シャフト部分２０を駆動させる。
突入可能な軸方向突入可能恒速自在継手である。ＣＶ継
手１２は、外側接合部２３、内側接合部２５、ボールケ
ージ２６、及び、各々がケージウインドウ３０に保持さ
れたトルク伝達ボール２８を含む。外側接合部２３は、
外側前方部分３２と外側後方部分３４とを有する外側レ
ース面３１を含む。内側接合部２５は、内側前方部分３
５と内側後方部分３６とを有する内側レース面３３を含
む。通常作動中は、トルク伝達ボール２８は、外側レー
ス面３１と連通し、連結シャフト部分１８の回転で中空
シャフト部分２０を駆動させる。
【００１６】従来技術の設計では、多くの場合、外側後
方部分３４と内側前方部分３５をストップとして働か
せ、最小の力が加わるまで内側接合部２５と外側接合部
２３の相対的な運動を防いでいた。これは、トルク伝達
ボール２８が外側後方部分３４と接触した時に、それら
を内側前方部分３５上に完全に残るようにさせることに
よってしばしば達成された。これらの従来技術のシナリ
オにおいては、それ以上の動きは、ボールケージ２６を
分解させるのに十分な力を加えることによってのみ達成
できることが多かった。これは、しばしば崩壊を達成す
るのに望ましくない力をもたらす。本発明は、落下条件
３７を創出することによってこの問題を解消する（図２
を参照されたい）。落下条件３７は、トルク伝達ボール
２８が、それと接触している外部後方部分３４の縁部に
達するよりも先に、内部前方部分３５の縁部を横切るこ
とにより作り出される。これは、ＣＶ継手１２の中に小
さな崩壊力を含むより広い範囲の崩壊力を考慮すること
を可能にする。
方部分３４と内側前方部分３５をストップとして働か
せ、最小の力が加わるまで内側接合部２５と外側接合部
２３の相対的な運動を防いでいた。これは、トルク伝達
ボール２８が外側後方部分３４と接触した時に、それら
を内側前方部分３５上に完全に残るようにさせることに
よってしばしば達成された。これらの従来技術のシナリ
オにおいては、それ以上の動きは、ボールケージ２６を
分解させるのに十分な力を加えることによってのみ達成
できることが多かった。これは、しばしば崩壊を達成す
るのに望ましくない力をもたらす。本発明は、落下条件
３７を創出することによってこの問題を解消する（図２
を参照されたい）。落下条件３７は、トルク伝達ボール
２８が、それと接触している外部後方部分３４の縁部に
達するよりも先に、内部前方部分３５の縁部を横切るこ
とにより作り出される。これは、ＣＶ継手１２の中に小
さな崩壊力を含むより広い範囲の崩壊力を考慮すること
を可能にする。
【００１７】トルク伝達ボール２８が落下条件３７に達
する時、本発明は、連結シャフト１８内に形成されたく
ぼんだ表面部分３８を更に含むことができる（図４を参
照されたい）。これにより、トルク伝達ボール２８は、
それらのケージウインドウ３０から落下することがで
き、崩壊するシャフトを邪魔しない位置に落ち着く。こ
の変更は、連結シャフト部分１８及び中空シャフト部分
２０が崩壊する際に、それらの結合を防ぐのに役立つ。
上述の通り、いくつかの従来技術の設計において、ボー
ルケージ２６は、崩壊するシャフトとの干渉を避けるた
めにしばしば強制的に分解させられた。通常の作動に耐
えるように十分強固であるが崩壊の下では分解すること
ができるようなボールケージ２６の設計に付随するコス
トは、非常に望ましくないものになり得る。更に、ボー
ルケージ２６を分解するのに必要な崩壊力は、多くのコ
ンシューマが必要とする崩壊／力プロフィールと干渉す
ることが知られている。トルク伝達ボール２８をボール
ケージ２６から分離することにより、本発明は、トルク
伝達ボール２８が崩壊するシャフトと干渉するのを防ぐ
ために以前に必要とされた力のプロフィールを低減す
る。
する時、本発明は、連結シャフト１８内に形成されたく
ぼんだ表面部分３８を更に含むことができる（図４を参
照されたい）。これにより、トルク伝達ボール２８は、
それらのケージウインドウ３０から落下することがで
き、崩壊するシャフトを邪魔しない位置に落ち着く。こ
の変更は、連結シャフト部分１８及び中空シャフト部分
２０が崩壊する際に、それらの結合を防ぐのに役立つ。
上述の通り、いくつかの従来技術の設計において、ボー
ルケージ２６は、崩壊するシャフトとの干渉を避けるた
めにしばしば強制的に分解させられた。通常の作動に耐
えるように十分強固であるが崩壊の下では分解すること
ができるようなボールケージ２６の設計に付随するコス
トは、非常に望ましくないものになり得る。更に、ボー
ルケージ２６を分解するのに必要な崩壊力は、多くのコ
ンシューマが必要とする崩壊／力プロフィールと干渉す
ることが知られている。トルク伝達ボール２８をボール
ケージ２６から分離することにより、本発明は、トルク
伝達ボール２８が崩壊するシャフトと干渉するのを防ぐ
ために以前に必要とされた力のプロフィールを低減す
る。
【００１８】本発明は、ストップを用いずに利用して最
小限の崩壊抵抗を提供することができるが、特定の破壊
プロフィールを創出するために、本発明は第１のストッ
プ４２と共に使用し得るように意図されている。第１の
ストップ４２は、崩壊の前にＣＶ継手１２が破壊された
状態になるのを防ぐ。更に、第１のストップ４２は、シ
ャフトを崩壊し始めるためにプロペラシャフト組立体１
０に加えるべき最小の軸方向圧縮力を必要とさせる障壁
を作り出す。当業技術において様々な停止技術が公知で
あり、本発明で考慮されている。第１のストップ４２は
様々な形態を呈することができるが、一実施形態におい
ては、グリースキャップ４４の形状をとることになるよ
うに意図される（図１を参照されたい）。グリースキャ
ップ４４は、ＣＶ継手１２内の潤滑を維持し、同時に崩
壊時のエネルギを吸収する二重の目的のために役立つこ
とができる。連結シャフト部分１８が中空シャフト部分
２０の中に崩壊する時、この連結シャフト部分は、第１
のストップ４２として作用するグリースキャップ４４に
衝突する。衝突によるエネルギは、第１のストップ４２
がその固定状態から押されて外される時に吸収される
（図４を参照されたい）。第１のストップ４２は、最小
衝突力の範囲を形成するために、中空シャフト部分２０
の中に圧入されるか、又は、様々な手段で取り付けられ
るであろう。更に、第１のストップ４２は、崩壊を達成
するのに必要な力のプロフィールを作り出すために様々
な形状に形成されてもよい。第１のストップ４２はグリ
ースキャップ４４として説明されたが、様々な第１のス
トップ４２が予想されることを理解する必要がある。更
に、単一のストップ４２が説明されたが、第１のストッ
プ４２に加えて複数のストップ４２が追加されてもよい
ことを理解する必要がある。
小限の崩壊抵抗を提供することができるが、特定の破壊
プロフィールを創出するために、本発明は第１のストッ
プ４２と共に使用し得るように意図されている。第１の
ストップ４２は、崩壊の前にＣＶ継手１２が破壊された
状態になるのを防ぐ。更に、第１のストップ４２は、シ
ャフトを崩壊し始めるためにプロペラシャフト組立体１
０に加えるべき最小の軸方向圧縮力を必要とさせる障壁
を作り出す。当業技術において様々な停止技術が公知で
あり、本発明で考慮されている。第１のストップ４２は
様々な形態を呈することができるが、一実施形態におい
ては、グリースキャップ４４の形状をとることになるよ
うに意図される（図１を参照されたい）。グリースキャ
ップ４４は、ＣＶ継手１２内の潤滑を維持し、同時に崩
壊時のエネルギを吸収する二重の目的のために役立つこ
とができる。連結シャフト部分１８が中空シャフト部分
２０の中に崩壊する時、この連結シャフト部分は、第１
のストップ４２として作用するグリースキャップ４４に
衝突する。衝突によるエネルギは、第１のストップ４２
がその固定状態から押されて外される時に吸収される
（図４を参照されたい）。第１のストップ４２は、最小
衝突力の範囲を形成するために、中空シャフト部分２０
の中に圧入されるか、又は、様々な手段で取り付けられ
るであろう。更に、第１のストップ４２は、崩壊を達成
するのに必要な力のプロフィールを作り出すために様々
な形状に形成されてもよい。第１のストップ４２はグリ
ースキャップ４４として説明されたが、様々な第１のス
トップ４２が予想されることを理解する必要がある。更
に、単一のストップ４２が説明されたが、第１のストッ
プ４２に加えて複数のストップ４２が追加されてもよい
ことを理解する必要がある。
【００１９】本発明は、更に、前方ストップ４０を含む
ように変更することができる（図３を参照されたい）。
前方ストップ４０は、トルク伝達ボール２８が外側前方
部分３２と接触した時にそれが内側後方部分３６上に完
全に残るように外側前方部分３２と内側後方部分３６を
適応させることによって形成することができる。前方ス
トップ４０は、プロペラシャフト組立体１０を取り付け
る前の分解を防ぐのに利用することができる。一実施形
態においては、前方ストップ４０は、分解を防ぐように
形成されることになるように意図される。しかし、代替
的実施形態では、前方ストップ４０は、シャフトを分離
するために所定の力が加えられた時に分解できるように
形成することができる。前方ストップ４０の単一の実施
形態が説明されたが、様々な前方ストップ４０が当業者
には明らかであると思われ、また、本発明で考慮されて
いることを理解する必要がある。
ように変更することができる（図３を参照されたい）。
前方ストップ４０は、トルク伝達ボール２８が外側前方
部分３２と接触した時にそれが内側後方部分３６上に完
全に残るように外側前方部分３２と内側後方部分３６を
適応させることによって形成することができる。前方ス
トップ４０は、プロペラシャフト組立体１０を取り付け
る前の分解を防ぐのに利用することができる。一実施形
態においては、前方ストップ４０は、分解を防ぐように
形成されることになるように意図される。しかし、代替
的実施形態では、前方ストップ４０は、シャフトを分離
するために所定の力が加えられた時に分解できるように
形成することができる。前方ストップ４０の単一の実施
形態が説明されたが、様々な前方ストップ４０が当業者
には明らかであると思われ、また、本発明で考慮されて
いることを理解する必要がある。
【００２０】更に別の実施形態において、本発明は、衝
突時のエネルギ吸収のより更なる制御をもたらすように
変更することができる。くぼんだ表面部分３８は、力／
突入特性に対するより大きく制御できるように変更でき
ることが意図されている。くぼんだ表面部分３８は、中
空シャフト部分２０及びくぼんだ表面部分３８間の干渉
距離Ｄがシャフト１８及び２０が崩壊する時に増加す
る、減少する吸収プロフィール５０（図５を参照された
い）のようなエネルギ吸収プロフィール４８に形成され
てもよい。図６に示す代替的実施形態では、くぼんだ表
面部分３８は、中空シャフト部分２０とくぼんだ表面部
分３８と間の干渉距離Ｄがシャフト１８及び２０が崩壊
する時に減少するような、増加する吸収プロフィール５
２に形成されてもよい。２つの特定のエネルギ吸収プロ
フィール４８が説明されたが、本発明により様々なプロ
フィールが考慮されることを理解する必要がある。これ
らのプロフィールは、プロペラシャフト組立体１０の力
／崩壊率に対する更なる制御を付け加える。
突時のエネルギ吸収のより更なる制御をもたらすように
変更することができる。くぼんだ表面部分３８は、力／
突入特性に対するより大きく制御できるように変更でき
ることが意図されている。くぼんだ表面部分３８は、中
空シャフト部分２０及びくぼんだ表面部分３８間の干渉
距離Ｄがシャフト１８及び２０が崩壊する時に増加す
る、減少する吸収プロフィール５０（図５を参照された
い）のようなエネルギ吸収プロフィール４８に形成され
てもよい。図６に示す代替的実施形態では、くぼんだ表
面部分３８は、中空シャフト部分２０とくぼんだ表面部
分３８と間の干渉距離Ｄがシャフト１８及び２０が崩壊
する時に減少するような、増加する吸収プロフィール５
２に形成されてもよい。２つの特定のエネルギ吸収プロ
フィール４８が説明されたが、本発明により様々なプロ
フィールが考慮されることを理解する必要がある。これ
らのプロフィールは、プロペラシャフト組立体１０の力
／崩壊率に対する更なる制御を付け加える。
【００２１】本発明のプロペラシャフト組立体１０にお
ける構成要素の数は従来の設計と比較して低減され、そ
れにより全体質量も低減される。構成要素数の低減はま
た、はめ合い構成要素の公差及び不均一性から生じる心
振れの量を低減する。心振れは、質量中心が回転軸上に
正確に位置しない（偏心した）プロペラシャフト１０の
ような回転質量における不均衡を生じる。構成要素の低
減は、本発明のプロペラシャフト１０が外側ボール軌道
直径から後部チューブ部分までに１つの心振れだけを有
することを可能にし、それによりプロペラシャフト１０
の不均衡を大幅に最小化する。
ける構成要素の数は従来の設計と比較して低減され、そ
れにより全体質量も低減される。構成要素数の低減はま
た、はめ合い構成要素の公差及び不均一性から生じる心
振れの量を低減する。心振れは、質量中心が回転軸上に
正確に位置しない（偏心した）プロペラシャフト１０の
ような回転質量における不均衡を生じる。構成要素の低
減は、本発明のプロペラシャフト１０が外側ボール軌道
直径から後部チューブ部分までに１つの心振れだけを有
することを可能にし、それによりプロペラシャフト１０
の不均衡を大幅に最小化する。
【００２２】プロペラシャフト組立体が所定の負荷及び
所定の方法によりそれ自体の中へ崩壊するその能力は、
一般に、車両衝突時の安全性を改善し、自動車の衝撃強
さを改善する。連結シャフト１８の中空シャフト２０の
中への崩壊は、プロペラシャフト組立体１０によって衝
突時に中空シャフト２０内で生み出されたあらゆる破片
を包含する。更に、本発明の崩壊設計は、プロペラシャ
フト１０が変形し、プロペラシャフト１０のすぐ近傍の
他の車両構成要素を損傷するのを防ぐ。更に、より少な
い構成要素、均衡性の改良、及び、回転質量の低減は、
プロペラシャフトの生産コストを低減し、作動効率を増
加させる。
所定の方法によりそれ自体の中へ崩壊するその能力は、
一般に、車両衝突時の安全性を改善し、自動車の衝撃強
さを改善する。連結シャフト１８の中空シャフト２０の
中への崩壊は、プロペラシャフト組立体１０によって衝
突時に中空シャフト２０内で生み出されたあらゆる破片
を包含する。更に、本発明の崩壊設計は、プロペラシャ
フト１０が変形し、プロペラシャフト１０のすぐ近傍の
他の車両構成要素を損傷するのを防ぐ。更に、より少な
い構成要素、均衡性の改良、及び、回転質量の低減は、
プロペラシャフトの生産コストを低減し、作動効率を増
加させる。
【００２３】上述の装置は、当業者にとって様々な目的
に適応させることが可能であり、自動車、プロペラシャ
フトを使用するモータ・システム、又は、プロペラシャ
フト内のエネルギ吸収を必要とする他の車両及び非車両
への応用といった用途に限定されない。上述の本発明は
また、特許請求の範囲で意図されている本発明の精神及
び範囲から逸脱することなく変更し得るものである。
に適応させることが可能であり、自動車、プロペラシャ
フトを使用するモータ・システム、又は、プロペラシャ
フト内のエネルギ吸収を必要とする他の車両及び非車両
への応用といった用途に限定されない。上述の本発明は
また、特許請求の範囲で意図されている本発明の精神及
び範囲から逸脱することなく変更し得るものである。
【図１】本発明の一実施形態に従い、あたかも「通常」
作動時のように自動車用プロペラシャフトに配置された
恒速自在継手を含むプロペラシャフト組立体の断面図で
ある。
作動時のように自動車用プロペラシャフトに配置された
恒速自在継手を含むプロペラシャフト組立体の断面図で
ある。
【図２】図１に示す恒速自在継手の詳細を示し、図示の
恒速自在継手が第１の停止位置を説明している断面図で
ある。
恒速自在継手が第１の停止位置を説明している断面図で
ある。
【図３】図１に示す恒速自在継手の詳細を示し、図示の
恒速自在継手が代わりの逆停止位置を説明している断面
図である。
恒速自在継手が代わりの逆停止位置を説明している断面
図である。
【図４】本発明の一実施形態に従い、あたかも「崩壊」
作動時のように自動車用プロペラシャフトに配置された
恒速自在継手を含むプロペラシャフト組立体の断面図で
ある。
作動時のように自動車用プロペラシャフトに配置された
恒速自在継手を含むプロペラシャフト組立体の断面図で
ある。
【図５】図４に示す恒速自在継手の詳細を示し、図示の
恒速自在継手が、くぼんだ表面部分の減少するエネルギ
吸収実施形態を説明している断面図である。
恒速自在継手が、くぼんだ表面部分の減少するエネルギ
吸収実施形態を説明している断面図である。
【図６】図４に示す恒速自在継手の詳細を示し、図示の
恒速自在継手が、くぼんだ表面部分の増加するエネルギ
吸収実施形態を説明している断面図である。
恒速自在継手が、くぼんだ表面部分の増加するエネルギ
吸収実施形態を説明している断面図である。
１０ プロペラシャフト組立体
１２ 恒速自在継手
１８ 連結シャフト
２０ 中空シャフト
２３ 外側接合部
２５ 内側接合部
２６ ボールケージ
２８ トルク伝達ボール
３１ 外側レース面
３２ 外側前方部分
３３ 内側レース面
３４ 外側後方部分
３５ 内側前方部分
３６ 内側後方部分
３８ くぼんだ表面部分
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 セオドア・エイチ・コリンズ
アメリカ合衆国・48309・ミシガン州・ロ
チェスター ヒルズ・ブルックウッド レ
ーン イースト・820
(72)発明者 ヨアヒム・プロエルス
ドイツ連邦共和国・64372・オーベル−ラ
ムシュタット・イエナエル シュトラー
セ・13エイ
Ｆターム(参考） 3D042 AA06 AA07 AA10 AB01 DA02
DA05 DA12 DA15 DA17 DC07
Claims (20)
- 【請求項１】 外側前方部分及び外側後方部分を有する
外側レース面を有する外側接合部と、 内側前方部分及び内側後方部分を有する内側レース面を
有する内側接合部と、 対応する一対の前記外側及び内側レース面にそれぞれ案
内された複数のトルク伝達ボールと、 前記トルク伝達ボールが前記内側レース面及び前記外側
レース面と連通している時、それぞれが前記トルク伝達
ボールの１つを収容して前記トルク伝達ボールを平面に
保持する複数のケージウインドウを有するボールケージ
と、 後部開口領域を有する前記外側接合部に連結された中空
シャフトと、 前記内側接合部に連結され、くぼんだ表面部分を有する
連結シャフトとを有する恒速自在継手を含み、 衝突時に前記トルク伝達ボールが前記内側レース面から
移動して前記くぼんだ表面部分の中に落下し、前記連結
シャフトを前記中空シャフトの中に崩壊させることを特
徴とする、車両のためのプロペラシャフト組立体。 - 【請求項２】 前記外側前方部分及び前記内側後方部分
は、前方ストップとして働くようになっていることを特
徴とする請求項１に記載のプロペラシャフト組立体。 - 【請求項３】 前記連結シャフトが前記中空シャフトの
中に崩壊することに抵抗する第１のストップを更に含む
ことを特徴とする請求項１に記載のプロペラシャフト組
立体。 - 【請求項４】 前記第１のストップは、グリースキャッ
プからなることを特徴とする請求項３に記載のプロペラ
シャフト組立体。 - 【請求項５】 前記くぼんだ表面部分は、エネルギ吸収
プロフィールを含むことを特徴とする請求項１に記載の
プロペラシャフト組立体。 - 【請求項６】 前記エネルギ吸収プロフィールは、減少
する吸収プロフィールを含むことを特徴とする請求項５
に記載のプロペラシャフト組立体。 - 【請求項７】 前記エネルギ吸収プロフィールは、増加
する吸収プロフィールを含むことを特徴とする請求項５
に記載のプロペラシャフト組立体。 - 【請求項８】 外側前方部分及び外側後方部分を有する
外側レース面を有する外側接合部と、 内側前方部分及び内側後方部分を有する内側レース面を
有する内側接合部と、 対応する一対の前記外側及び内側レース面にそれぞれ案
内された複数のトルク伝達ボールと、 前記トルク伝達ボールが前記内側レース面及び前記外側
レース面と連通している時、それぞれが前記トルク伝達
ボールの１つを収容して前記トルク伝達ボールを平面に
保持する複数のケージウインドウを有するボールケージ
と、 後部開口領域を有する前記外側接合部に連結された中空
シャフトと、 前記内側接合部に連結され、くぼんだ表面部分を有する
連結シャフトと、 第１のストップとを有する恒速自在継手を含み、 衝突時に前記トルク伝達ボールが前記内側レース面から
移動して前記くぼんだ表面部分の中に落下し、前記連結
シャフトを前記中空シャフトの中に崩壊させることを特
徴とする、車両のためのプロペラシャフト組立体。 - 【請求項９】 前記トルク伝達ボールは、前記トルク伝
達ボールに接触している前記外側後方部分よりも先に前
記内側前方部分の縁部を横切ることを特徴とする請求項
８に記載のプロペラシャフト組立体。 - 【請求項１０】 前記第１のストップは、グリースキャ
ップを含むことを特徴とする請求項８に記載のプロペラ
シャフト組立体。 - 【請求項１１】 前記連結シャフトが前記中空シャフト
の中に崩壊することに抵抗する第２のストップを更に含
むことを特徴とする請求項８に記載のプロペラシャフト
組立体。 - 【請求項１２】 前記第２のストップは、グリースキャ
ップを含むことを特徴とする請求項１１に記載のプロペ
ラシャフト組立体。 - 【請求項１３】 前記くぼんだ表面部分は、エネルギ吸
収プロフィールを含むことを特徴とする請求項８に記載
のプロペラシャフト組立体。 - 【請求項１４】 前記エネルギ吸収プロフィールは、減
少する吸収プロフィールを含むことを特徴とする請求項
１３に記載のプロペラシャフト組立体。 - 【請求項１５】 前記エネルギ吸収プロフィールは、増
加する吸収プロフィールを含むことを特徴とする請求項
１３に記載のプロペラシャフト組立体。 - 【請求項１６】 外側前方部分及び外側後方部分を有す
る外側レース面を有する外側接合部と、 内側前方部分及び内側後方部分を有する内側レース面を
有する内側接合部と、 対応する一対の前記外側及び内側レース面にそれぞれ案
内された複数のトルク伝達ボールと、 前記トルク伝達ボールが前記内側レース面及び前記外側
レース面と連通している時、それぞれが前記トルク伝達
ボールの１つを収容して前記トルク伝達ボールを平面に
保持する複数のケージウインドウを有するボールケージ
と、 後部開口領域を有する前記外側接合部に連結された中空
シャフトと、 前記内側接合部に連結された連結シャフトとを有する恒
速自在継手を含み、 前記外側後方部分及び前記内側前方部分は、第１のスト
ップとして働くようになっており、 衝突時に、前記トルク伝達ボールは、前記トルク伝達ボ
ールに接触している前記外側後方部分よりも先に前記内
側前方部分の縁部を横切り、それによって前記ボールケ
ージを分解することなく前記連結シャフトを前記中空シ
ャフトの中に崩壊させることを特徴とする、車両のため
のプロペラシャフト組立体。 - 【請求項１７】 前記連結シャフトは、くぼんだ表面部
分を含み、前記トルク伝達ボールが、前記内側前方部分
の前記縁部を横切った後に前記くぼんだ表面部分の中に
落下することを特徴とする請求項１６に記載のプロペラ
シャフト組立体。 - 【請求項１８】 前記くぼんだ表面部分は、エネルギ吸
収プロフィールを含むことを特徴とする請求項１７に記
載のプロペラシャフト組立体。 - 【請求項１９】 前記エネルギ吸収プロフィールは、減
少する吸収プロフィールを含むことを特徴とする請求項
１８に記載のプロペラシャフト組立体。 - 【請求項２０】 前記エネルギ吸収プロフィールは、増
加する吸収プロフィールを含むことを特徴とする請求項
１８に記載のプロペラシャフト組立体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/944926 | 2001-08-31 | ||
| US09/944,926 US6585601B2 (en) | 2001-08-31 | 2001-08-31 | Long plunge VL joint |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003220846A true JP2003220846A (ja) | 2003-08-05 |
| JP2003220846A5 JP2003220846A5 (ja) | 2005-10-27 |
| JP4316848B2 JP4316848B2 (ja) | 2009-08-19 |
Family
ID=25482306
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002251171A Expired - Fee Related JP4316848B2 (ja) | 2001-08-31 | 2002-08-29 | プロペラシャフト組立体 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6585601B2 (ja) |
| JP (1) | JP4316848B2 (ja) |
| DE (1) | DE10240192B4 (ja) |
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| KR100957380B1 (ko) | 2004-12-03 | 2010-05-11 | 현대자동차주식회사 | 프로펠러 샤프트 |
| KR200456411Y1 (ko) | 2009-06-26 | 2011-10-28 | 주식회사 센트랄디티에스 | 자동차의 충격 흡수 기능을 가진 프로펠러 샤프트 |
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| WO2022185425A1 (ja) * | 2021-03-03 | 2022-09-09 | 株式会社ジェイテクト | 等速ジョイント |
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|---|---|---|---|---|
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| US7040991B2 (en) * | 2003-12-11 | 2006-05-09 | Gkn Driveline North America, Inc. | Plunging constant velocity joint for a propshaft tuned for energy absorption |
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