JP2015077956A

JP2015077956A - 車両用プロペラシャフト

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Publication number: JP2015077956A
Application number: JP2013239051A
Authority: JP
Inventors: 崔元準; Won Jun Choi; ▲いぇ▼炳佑; Byoung Woo Ye; 金兌烈; Tae Youl Kim; 姜文模; Moon Mo Kang
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp; Dae Seung Co Ltd
Current assignee: Hyundai Motor Co; Dae Seung Co Ltd; Kia Corp
Priority date: 2013-10-17
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2015-04-23
Anticipated expiration: 2033-11-19
Also published as: US20150111653A1; DE102013114461B4; US9303695B2; DE102013114461A1; JP6243709B2; KR101459959B1; CN104565096B; CN104565096A

Abstract

【課題】衝突によって発生した衝撃エネルギーを充分に吸収して乗客が受ける傷害値を最大限低減させる。
【解決手段】端部の外周面に沿ってスプライン結合のための多数の掛かり突起１２０が形成されたシャフト１００と、シャフトが挿入されて接触する内周面に沿って掛かり突起と噛合わされてスプライン結合をなす多数の掛かり溝が形成されたチューブ２００と、チューブの内周面に設置固定され、一端がシャフトの先端部に対応するように形成され、衝突荷重の作用時に破断するように構成されたストッパ部材３００と、チューブの内部で一端がストッパ部材の他端と接触するように設けられ、シャフトと結合してシャフトと共にストッパ部材の両端を支持することによりシャフトのスライディングを制限し、衝突荷重が作用してストッパ部材の破断時にシャフトと共にチューブ内部でスライディングする固定部材４００とを含む車両用プロペラシャフト。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用プロペラシャフトに関する。より詳しくは、衝突事故の発生時、低い崩壊荷重で軸方向の長さ変化を充分に吸収することができるようにし、これによって衝突エネルギーを充分に吸収して乗客の傷害値を最大限軽減させることができる車両用プロペラシャフトに関する。

一般的に、後輪駆動車両に設置されるプロペラシャフト１０は、図１に示されたように、エンジン１と変速機２からなるパワートレーンの駆動力をリアアクスル３まで円滑に伝達する動力伝達装置であって、円滑なトルク伝達のために充分なねじれ強度を確保していなければならず、軸方向に長さが長いので充分な曲げ剛性を確保していなければならない。

また、上記のような基本的な特性以外に、最近は衝突に対する安全規制が重要な性能因子として浮上しているところ、すなわち衝突事故の発生時に軸方向の長さ変化を充分に吸収して乗客の傷害値を軽減させる技術か開発されている。

しかし、従来のプロペラシャフト１０は、衝突事故の発生時、高い崩壊荷重により軸方向の長さ変化が充分ではなく、このため衝撃を充分に吸収することができずに乗客の傷害値を加重させる短所がある。

すなわち、従来のプロペラシャフト１０は、図２に示されたように、変速機２との結合のためのフロントカップリング１１、前記フロントカップリング１１と結合したフロントヨーク１２、前記フロントヨーク１２と結合したフロントチューブ１３、ユニバーサル・ジョイント１４を媒介として連結されたリアチューブ１５、前記リアチューブ１５と結合したリアヨーク１６、リアアクスル３との結合のためのリアカップリング１７を含んだ構成になっている。

ここで、前記フロントチューブ１３は、スウェージング（ｓｗａｇｉｎｇ）工法によって加工された直径変化部１３ａを備えた構成で、前記直径変化部１３ａを基準としてフロントヨーク１２の方へ延長された小径部１３ｂ及びユニバーサル・ジョイント１４の方へ延長された大経部１３ｃに区分される。

前記小径部１３ｂは、大経部１３ｃより直径が小さく形成された部位で、前記小径部１３ｂと大経部１３ｃとを前記直径変化部１３ａが連結する構造なのである。

したがって、衝突事故時に発生した衝突エネルギーがパワートレーンを介してプロペラシャフト１０へ伝達されると、図３のように直径変化部１３ａが変形して小径部１３ｂが大経部１３ｃの中に挿入される変形が発生し、上記のような小径部１３ｂの移動によってプロペラシャフト１０は衝突エネルギーを吸収するようになるのである。

しかし、従来のプロペラシャフト１０は、小径部１３ｂと大経部１３ｃの直径差が大きくないので小径部１３ｂの後方移動量が少なく、このため高い崩壊荷重で軸方向の長さ変化が不充分で衝突エネルギーを充分に吸収することができず、特に車両の大きい減加速度によって乗客が受ける傷害値が大きくなる短所があった。

したがって、小径部１３ｂと大経部１３ｃの直径差を大きくするために、小径部１３ｂの直径を小さくするか又は大経部１３ｃの直径を大きくする方案があるが、上記のように直径に変化を与えれば、基本的な強度に変化が生じたり、又は重量及び周辺部品とのパッケージによる新しい短所が発生するようになる。

また、小径部１３ｂの後方移動量を大きくするために材料の物性を変更して崩壊荷重を下げる方案もあるが、このような方案もプロペラシャフト１０の基本的な強度を低下させる原因になるので望ましくない。

上記の背景技術として説明された事項は、本発明の背景についての理解増進のためだけのもので、この技術分野で通常の知識を有する者に既に知られた従来技術に該当することを認めるものとで受け入れられてはならない。

大韓民国公開特許公報１０−２００９−００４５７３２号

本発明は、このような問題点を解決するために提案されたもので、車両の衝突発生時に軸方向の長さが充分に変化することにより、衝突によって発生した衝撃エネルギーを充分に吸収して車体に伝達される衝撃を減らし、これによって乗客が受ける傷害値を最大限低減させることができる車両用プロペラシャフトを提供するところにその目的がある。

上記の目的を達成するための本発明による車両用プロペラシャフトは、端部の外周面に沿ってスプライン結合のための多数の掛かり突起が形成されたシャフトと、前記シャフトが挿入されて接触する内周面に沿って掛かり突起と噛合わされてスプライン結合をなす多数の掛かり溝が形成されたチューブと、前記チューブの内周面に設置固定され、一端が前記シャフトの先端部に対応するように形成され、衝突荷重の作用時に破断するように構成されたストッパ部材と、前記チューブの内部で一端が前記ストッパ部材の他端と接触するように設けられ、シャフトと結合してシャフトと共にストッパ部材の両端を支持することによりシャフトのスライディングを制限し、衝突荷重が作用してストッパ部材の破断時にシャフトと共にチューブ内部でスライディングする固定部材とを含む。

前記シャフトの掛かり突起とチューブの掛かり溝は、互いに対応するインボリュートギア形状に形成されることができる。

前記チューブは、棒形状の軸ボディと軸ボディの一端部に連結されて内周面に沿って掛かり突起と噛合わされる多数の掛かり溝が形成されたハブとで構成されることができる。

前記軸ボディとハブは、摩擦溶接によって結合され、軸ボディとハブの結合部分には摩擦溶接によってビード部が形成され、前記ストッパ部材は、一端がシャフトの先端部に接触し、他端がビード部に支持されて固定されることができる。

前記ストッパ部材はリング形態に形成され、チューブの内周面に設置固定される縁部と内周面に沿って中心に向かって延長形成されたフランジ部で構成される。

前記チューブには、掛かり溝の他側に前記ストッパ部材が挿入されて固定される設置溝が形成され、前記ストッパ部材の縁部が設置溝に挿入され、フランジ部が縁部からシャフトの先端部に対応するように延長されることができる。

前記ストッパ部材のフランジ部には、縁に沿って多数の破断溝が形成されることができる。

前記ストッパ部材の破断溝は、シャフトの外周面とチューブの内周面が接触する線上に対応するように形成されることができる。

前記ストッパ部材の破断溝は、フランジ部の縁に沿って多数個形成され、上下左右に対称をなすように形成されることができる。

前記固定部材は、ストッパ部材の他側でシャフトと共にストッパ部材の両端を支持するように形成された頭部と、頭部からシャフト側に延長されてシャフトの内側に挟まれて結合されるボディ部で構成されることができる。

前記固定部材のボディ部の外周面とシャフトの内周面には、ねじ山又はねじ溝がそれぞれ形成されてねじ締結をなすことができる。

一方、本発明の他の実施例の車両用プロペラシャフトは、端部の外周面に沿ってスプライン結合のための多数の掛かり突起が形成されたシャフトと、内周面に沿ってシャフトの掛かり突起と噛合わされてスプライン結合をなす多数の掛かり溝が形成されたハブと棒形状に形成されてハブの他端部に連結される軸ボディで構成され、ハブと軸ボディは摩擦溶接によって結合されることによりビード部が形成されたチューブと、前記ハブの内周面に設置され、一端が前記シャフトの先端部に対応するように形成され、他端が前記チューブのビード部に支持されて固定されることにより衝突荷重の作用時に破断するように構成されたストッパ部材と、前記チューブの内部で一端が前記ストッパ部材の他端と接触するように設けられ、シャフトと結合してシャフトと共にストッパ部材の両端を支持することによりシャフトのスライディングを制限し、衝突荷重が作用してストッパ部材の破断時にシャフトと共にチューブ内部でスライディングする固定部材とを含むことができる。

上述したような構造からなる車両用プロペラシャフトは、車両の衝突発生時に軸方向の長さが充分に変化することにより、衝突によって発生した衝撃エネルギーを充分に吸収して車体に伝達される衝撃を減らし、これによって乗客が受ける傷害値を最大限低減させることができる。

パワートレーンとリアアクスルを連結するようにプロペラシャフトが設置された図面である。従来のプロペラシャフトを説明するための図面である。図２に示された従来のプロペラシャフトの衝突事故時に変形したフロントチューブの直径変化部についての断面図である。本発明の一実施例による車両用プロペラシャフトを示した図面である。図４に示された車両用プロペラシャフトの分解図である。図４に示された車両用プロペラシャフトの構成図である。図４に示された車両用プロペラシャフトの断面図である。本発明の車両用プロペラシャフトの剪断強度に伴うストッパ部材に形成される破断溝を示した図面である。本発明の車両用プロペラシャフトの作動状態を示した図面である。

以下では、添付された図面を参照して本発明の望ましい実施例による車両用プロペラシャフトについて詳察する。

本発明による車両用プロペラシャフトは、図４ないし図９に示されたように、変速機２（図１参照）との結合のためのフロントカップリング１１、前記フロントカップリング１１と結合したフロントヨーク１２、前記フロントヨーク１２に一端が溶接結合されたシャフト１００、前記シャフト１００とスプライン結合Ｂをなすチューブ２００、ユニバーサル・ジョイント１４を媒介として連結されたリアチューブ１５、前記リアチューブ１５と結合したリアヨーク１６、リアアクスル３（図１参照）との結合のためのリアカップリング１７を含んだ構成である。

本発明について具体的に説明すれば、本発明の車両用プロペラシャフトは、端部の外周面に沿ってスプライン結合Ｂのための多数の掛かり突起１２０が形成されたシャフト１００と、前記シャフト１００が挿入されて接触する内周面に沿って掛かり突起１２０と噛合わされてスプライン結合Ｂをなす多数の掛かり溝２２０が形成されたチューブ２００と、前記チューブ２００の内周面に設置固定され、一端が前記シャフト１００の先端部に対応するように形成され、衝突荷重の作用時に破断するように構成されたストッパ部材３００と、前記チューブ２００の内部で一端が前記ストッパ部材３００の他端と接触するように設けられ、シャフト１００と結合してシャフト１００と共にストッパ部材３００の両端を支持することによりシャフト１００のスライディングを制限し、衝突荷重が作用してストッパ部材３００の破断時にシャフト１００と共にチューブ２００内部でスライディングする固定部材４００とを含む。

本発明は、シャフト１００の外周面に多数個の掛かり突起１２０が形成され、チューブ２００の内周面に多数個の掛かり溝２２０が形成され、掛かり突起１２０と掛かり溝２２０が互いに噛合わされてシャフト１００とチューブ２００がスプライン結合Ｂをなすように形成される。すなわち、シャフト１００とチューブ２００は、掛かり突起１２０と掛かり溝２２０が噛合わされてスプライン結合Ｂをなすことにより、エンジン１で発生した回転力が伝達されるに伴ってシャフト１００とチューブ２００が同時に回転するのである。これにより、本発明のシャフト１００とチューブ２００は、それぞれ分割されていてもスプライン結合Ｂによって同時に回転することによりエンジン１で発生する回転力を損失なしに伝達することができるのである。

ここで、前記シャフト１００の掛かり突起１２０とチューブ２００の掛かり溝２２０は、互いに対応するインボリュートギア形状に形成されることができる。

本発明のシャフト１００及びチューブ２００は、掛かり突起１２０と掛かり溝２２０を介して互いに噛合わされて回転力を円滑に伝達しなければならないところ、インボリュートギア形状にすることが望ましい。一般的に、インボリュートギアは歯の強度が大きくて互換性がよく誤差があっても噛合いに影響が少ないため回転力を伝達するのに有利な構造であり、シャフトとチューブの構造をインボリュートギア形状で形成することにより円滑な回転力伝達及びねじれ強度を確保してシャフト１００とチューブ２００の回転力伝達に有利な条件を満足させることができる。

前記のシャフト１００及びチューブ２００にそれぞれ形成された掛かり突起１２０と掛かり溝２２０は、インボリュートギア形状で形成することが最も望ましいが、角形及び歯型等多様な形状で適用が可能である。

一方、前記チューブ２００は、棒形状の軸ボディ２００ａと軸ボディ２００ａの一端部に連結されて内周面に沿って掛かり突起１２０と噛合わされる多数の掛かり溝２２０が形成されたハブ２００ｂとで構成されることができる。

ここで、前記軸ボディ２００ａとハブ２００ｂは摩擦溶接によって結合され、軸ボディ２００ａとハブ２００ｂの結合部分には摩擦溶接によってビード部２００ｃが形成され、前記ストッパ部材３００は一端がシャフト１００の先端部に接触し、他端がビード部２００ｃに支持されて固定されることができる。

本発明で、ハブ２００ｂの構成なしにチューブ２００の軸ボディ２００ａに掛かり突起１２０と噛合わされる掛かり溝２２０を形成してシャフト１００と相互結合されるようにすることができるが、チューブ２００の材質及び構造的特性上、内周面に掛かり突起１２０に対応する掛かり溝２２０を成形するにおいて、製造工法が制限的で費用も増加し精巧な成形に困難が発生し得る。

ここで、軸ボディ２００ａとハブ２００ｂは、摩擦溶接によって結合されるようにする。本発明の軸ボディ２００ａとハブ２００ｂは、円形の棒形態で構成されるところ、摩擦溶接を利用することが効率的であり、少ない動力消耗と能率的な工程がなされることができる。

特に、軸ボディ２００ａとハブ２００ｂは、摩擦溶接を行うことによって結合部分にビード部２００ｃが形成されるが、このようなビード部２００ｃを利用してストッパ部材３００を固定することによりストッパ部材３００の移動を制限するようにする。

本発明のストッパ部材３００は、チューブ２００のハブ２００ｂに固定されて平常時はシャフト１００の軸方向の移動を制限し、衝突荷重の作用時に破断してシャフト１００の移動を許容しなければならないところ、ストッパ部材３００はチューブ２００に堅固に固定されなければならない。通常は、ストッパ部材３００をハブ２００ｂに固定させるために別途の部品を必要とするか、ストッパ部材３００とハブ２００ｂとを溶接する追加的な工程を必要とすることがあり得る。しかし、本発明では摩擦溶接によって形成されたビード部２００ｃを利用してストッパ部材３００の移動を制限するように構成することにより、別途の部品が不要で原価及び重量を節減することができ、シャフト１００、チューブ２００、ストッパ部材３００及び固定部材４００を別途の工程なしに組み立て可能になることにより、作業工程を単純化して組み立て性を向上させることができる。

したがって、チューブ２００は、内周面に掛かり突起１２０に対応する掛かり溝２２０が形成されたハブ２００ｂを別途に構成し、軸ボディ２００ａと摩擦溶接によって完全に固定されるよう連結することにより、費用節減及び製造工程を単純化することができる。

上記のような構成のシャフト１００とチューブ２００は、相互同時回転するように構成されてエンジン１の回転力を伝達すると同時に、車両の衝突発生時、車体に伝達される衝撃を低減することができるように軸方向にスライディングするように構成される。ただし、シャフト１００とチューブ２００は、一般的な走行時に、スライディングを制限して動力伝達の損失及び摩擦発生を防止しなければならないところ、チューブ２００の内周面に設置固定されたストッパ部材３００と、チューブ２００内部に設けられシャフト１００と結合してストッパ部材３００に引っ掛って支持されることによりシャフト１００のスライディングを制限する固定部材４００が設けられる。

ここで、ストッパ部材３００は、一般的な走行状態ではシャフト１００の軸方向のスライディングを制限するが、車両の衝突発生時、衝突荷重によるシャフト１００の移動によって破断することによりシャフト１００の軸方向へのスライディングを許容するように構成される。

まず、前記ストッパ部材３００について説明すれば、ストッパ部材３００はリング形態に形成され、チューブ２００の内周面に設置固定される縁部３２０と内周面に沿って中心に向かって延長形成されたフランジ部３４０で構成されることができる。ここで、前記チューブ２００には、掛かり溝２２０の他側に前記ストッパ部材３００が挿入されて固定される設置溝２４０が形成され、前記ストッパ部材３００の縁部３２０が設置溝２４０に挿入され、フランジ部３４０が縁部３２０からシャフト１００の先端部に対応するように延長されるように形成されるのである。

このように本発明のストッパ部材３００はリング形態に形成され、縁部３２０がチューブ２００の設置溝２４０に設置固定され、シャフト１００の先端部に対応するように中央に向かってフランジ部３４０が延長形成されてシャフト１００がチューブ２００側にスライディングすることを制限する。このような状態で車両の衝突が発生すれば、衝突荷重によってシャフト１００がチューブ側に移動し、衝突荷重によるシャフト１００の移動力がフランジ部３４０の強度より大きくなればフランジ部３４０が破断してシャフト１００のスライディングが許容されるのである。

このように、シャフト１００の軸方向のスライディングが可能になることによって、シャフト１００が衝突荷重によりチューブ２００の内側に移動することにより、衝突によって発生する衝撃エネルギーを充分に吸収することができるのである。

一方、前記ストッパ部材３００のフランジ部３４０には、縁に沿って多数の破断溝３４２が形成されることができる。このような破断溝３４２は、車両の衝突発生時、ストッパ部材３００のフランジ部３４０がシャフト１００の衝突荷重によって円滑に破断することができるように備えられる。

ここで、破断溝３４２は、シャフト１００の外周面とチューブ２００の内周面が接触する線上Ａに対応するように形成されることができる。

また、前記ストッパ部材３００の破断溝３４２は、フランジ部３４０の縁に沿って多数個形成され、上下左右に対称をなすように形成されることができる。

本発明のストッパ部材３００は、車両衝突荷重が一定量以上作用した際に破断するように構成されなければならない。本発明のシャフト１００とチューブ２００は、相互結合した状態で同時回転し、車両衝突時に軸方向にスライディングすることにより衝撃が充分に吸収されるようにしなければならないところ、ストッパ部材３００が一般的な走行状態ではシャフト１００のスライディングを阻止し、衝突発生時に破断してシャフト１００のスライディングを許容するように構成されなければならない。

もし、ストッパ部材３００の強度が弱すぎる場合、小さな衝撃量でもフランジ部３４０が容易に破断することがあり得るし、強度が強すぎる場合、衝突発生時にもフランジ部３４０が破断せずにシャフト１００のスライディングが阻止されるおそれがある。したがって、本発明のストッパ部材３００は、衝突発生時に一定の衝突量によって適切に破断してシャフト１００のスライディングを許容するように構成されなければならないところ、ストッパ部材３００の剪断強度を調節するように破断溝３４２を構成するのである。

ここで、ストッパ部材３００の破断溝３４２は、シャフト１００の外周面とチューブ２００の内周面が接触する線上Ａに対応するように形成されるのが望ましい。本発明のシャフト１００は、衝突荷重の発生時、チューブ２００の内周面に沿ってスライディングするように構成されるが、ストッパ部材３００の破断溝３４２をシャフト１００の外周面とチューブ２００の内周面が接触する線上Ａに対応するように形成することにより、衝突荷重に伴うシャフト１００の移動力によってストッパ部材３００の円滑な破断を誘導することができる。

このように破断溝３４２はフランジ部３４０で対称をなすようにすることにより、ストッパ部材３００が同一荷重でシャフト１００を支持するように構成することができ、車両の衝突発生時にストッパ部材３００がある一方向に片寄った破断がなされないようにしてストッパ部材３００の正しい破断を誘導することができる。

上記のようなストッパ部材３００に形成される破断溝３４２は、図８で示すように、車両の仕様及び設計に応じて、衝突発生時のシャフト１００の移動に対するストッパ部材３００の破断強度を破断溝３４２の大きさ、個数等を調節して適切にチューニングすることができる。

一方、前記固定部材４００は、ストッパ部材３００の他側でシャフト１００と共にストッパ部材３００の両端を支持するように形成された頭部４２０と、頭部４２０からシャフト１００側に延長されてシャフト１００の内側に挟まれて結合されるボディ部４４０で構成されることができる。

ここで、前記固定部材４００のボディ部４４０の外周面とシャフト１００の内周面には、ねじ山４４２又はねじ溝１０２がそれぞれ形成されてねじ締結Ｃをなすようにすることができる。

本発明のシャフト１００は、平常時には軸方向へのスライディングが阻止されるように構成されなければならない。先のストッパ部材３００の説明時の際に、シャフト１００はストッパ部材３００によってチューブ２００側方向の移動が制限される。それと共に、シャフト１００はチューブ２００の反対方向（一側方向）の移動も制限されなければならないところ、固定部材４００が設けられるのである。

このような固定部材４００は、頭部４２０がストッパ部材３００の他端に接触するように形成されてシャフト１００が一側方向に移動することが制限され、頭部４２０からシャフト１００側に延長されるボディ部４４０がシャフト１００の内側に挟まれて結合されることによりシャフト１００の一側方向の動きを制限するのである。

これで、ストッパ部材３００はシャフト１００と固定部材４００との間に設けられ、シャフト１００と固定部材４００は互いに結合されることによって平常時にはストッパ部材３００によって軸方向の動きが制限され、衝突発生時にシャフト１００の移動力によってストッパ部材３００が破断してシャフト１００がスライディングするのである。

このように固定部材４００とシャフト１００をねじ締結Ｃされるようにすることにより、固定部材４００又はシャフト１００を近接に引き寄せて締結するところ、これによってシャフト１００とチューブ２００の回転方向の隙を最大限減らすことができる長所がある。

また、変速機２の遊動による瞬間的な衝撃荷重がシャフト１００とチューブ２００の結合部の方に伝達されても、固定部材４００とシャフト１００のねじ締結Ｃによる強い締結力によってシャフト１００とチューブ２００の分離を予防できるようになることにより、信頼性の高い安全装置を提供することができる長所もある。

また、衝撃吸収構造に問題が発生しても、シャフト１００と固定部材４００のねじ締結Ｃによる強い締結力によってシャフト１００とチューブ２００が持続的な結合状態を維持できるようになるところ、これによって一時的な非常走行が可能な長所もある。

上述したような本発明の車両用プロペラシャフトは、端部の外周面に沿ってスプライン結合Ｂのための多数の掛かり突起１２０が形成されたシャフト１００と、内周面に沿ってシャフト１００の掛かり突起１２０と噛合わされてスプライン結合Ｂをなす多数の掛かり溝２２０が形成されたハブ２００ｂと棒形状に形成されてハブ２００ｂの他端部に連結される軸ボディ２００ａで構成され、ハブ２００ｂと軸ボディ２００ａは摩擦溶接によって結合されることによりビード部２００ｃが形成されたチューブ２００と、前記ハブ２００ｂの内周面に設置され、一端が前記シャフト１００の先端部に対応するように形成され、他端が前記チューブ２００のビード部２００ｃに支持されて固定されることにより衝突荷重の作用時に破断するように構成されたストッパ部材３００と、前記チューブ２００の内部で一端が前記ストッパ部材３００の他端と接触するように設けられ、シャフト１００と結合してシャフト１００と共にストッパ部材３００の両端を支持することによりシャフト１００のスライディングを制限し、衝突荷重が作用してストッパ部材３００の破断時にシャフト１００と共にチューブ２００内部でスライディングする固定部材４００とを含むことができる。

このような構成によって費用節減及び製造工程を単純化して軸ボディ２００ａとハブ２００ｂを結合すると共に、摩擦結合によって形成されたビード部２００ｃを利用してストッパ部材３００の設置及び移動を制限するように構成することができる。

特に、平常時にはストッパ部材３００がシャフト１００の移動を制限し、車両衝突発生時にシャフト１００がストッパ部材３００を破断後にチューブ２００の内側にスライディングして軸方向の長さが充分に変化することにより、衝突によって発生した衝撃エネルギーを充分に吸収して車体に伝達される衝撃を減らし、これによって乗客が受ける傷害値を最大限低減させることができる。

上で説明した本発明のプロペラシャフトの作動状態について詳察すれば、図９は、本発明のプロペラシャフトの衝突の前／後の圧縮量を示した図面であり、衝突前にはシャフト１００とチューブ２００が結合された状態でストッパ部材３００及び固定部材４００によって軸方向への移動が制限され、衝突発生時にはシャフト１００のスライディングを制限するストッパ部材３００が破断されてシャフト１００がチューブ２００の内部に挿入されるのである。このように、本発明のプロペラシャフトは、車両衝突時にシャフト１００がチューブ２００の内部に挿入されて軸方向の長さを充分に変形させることにより、衝突発生による衝撃をシャフト１００が移動して自体で充分に吸収するようにすることができる。このようなプロペラシャフトは、チューブ２００内部に挿入されるシャフト１００の長さを調節すれば、プロペラシャフトの軸方向の変形量を調節することができるので多様な車種にも容易に適用が可能な長所がある。

すなわち、本発明は、シャフト１００とチューブ２００がスプライン結合Ｂによって同時に回転するようにすることにより、エンジン１で発生する回転力を損失なしに伝達することができ、車両の衝突発生時、シャフト１００の移動を制限するストッパ部材３００が破断することによってシャフト１００がチューブ２００の内側から軸方向に移動して、衝撃を吸収するのに有利な条件が満足されるのである。

本発明は、特定の実施例に関して図示して説明したが、以下の特許請求の範囲によって提供される本発明の技術的思想を逸脱しない限度内で、本発明が多様に改良及び変化することができるということは、当業界で通常の知識を有する者において自明である。

１００シャフト
１２０掛かり突起
２００チューブ
２００ａ軸ボディ
２００ｂハブ
２００ｃビード部
２２０掛かり溝
２４０設置溝
３００ストッパ部材
３２０縁部
３４０フランジ部
３４２破断溝
４００固定部材
４２０頭部
４４０ボディ部

Claims

端部の外周面に沿ってスプライン結合のための多数の掛かり突起が形成されたシャフトと、
前記シャフトが挿入されて接触する内周面に沿って掛かり突起と噛合わされてスプライン結合をなす多数の掛かり溝が形成されたチューブと、
前記チューブの内周面に設置固定され、一端が前記シャフトの先端部に対応するように形成され、衝突荷重の作用時に破断するように構成されたストッパ部材と、
前記チューブの内部で一端が前記ストッパ部材の他端と接触するように設けられ、シャフトと結合してシャフトと共にストッパ部材の両端を支持することによりシャフトのスライディングを制限し、衝突荷重が作用してストッパ部材の破断時にシャフトと共にチューブ内部でスライディングする固定部材とを含むことを特徴とする車両用プロペラシャフト。
前記シャフトの掛かり突起とチューブの掛かり溝は、互いに対応するインボリュートギア形状に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用プロペラシャフト。
前記チューブは、棒形状の軸ボディと軸ボディの一端部に連結されて内周面に沿って掛かり突起と噛合わされる多数の掛かり溝が形成されたハブとで構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用プロペラシャフト。
前記軸ボディとハブは、摩擦溶接によって結合され、軸ボディとハブの結合部分には摩擦溶接によってビード部が形成され、
前記ストッパ部材は、一端がシャフトの先端部に接触し、他端がビード部に支持されて固定されたことを特徴とする請求項３に記載の車両用プロペラシャフト。
前記ストッパ部材はリング形態に形成され、チューブの内周面に設置固定される縁部と内周面に沿って中心に向かって延長形成されたフランジ部で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用プロペラシャフト。
前記チューブには、掛かり溝の他側で前記ストッパ部材が挿入されて固定される設置溝が形成され、前記ストッパ部材の縁部が設置溝に挿入され、フランジ部が縁部からシャフトの先端部に対応するように延長されたことを特徴とする請求項５に記載の車両用プロペラシャフト。
前記ストッパ部材のフランジ部には、縁に沿って多数の破断溝が形成されたことを特徴とする、請求項５に記載の車両用プロペラシャフト。
前記ストッパ部材の破断溝は、シャフトの外周面とチューブの内周面が接触する線上に対応するように形成されたことを特徴とする請求項７に記載の車両用プロペラシャフト。
前記ストッパ部材の破断溝は、フランジ部の縁に沿って多数個形成され、上下左右に対称をなすように形成されたことを特徴とする請求項７に記載の車両用プロペラシャフト。
前記固定部材は、ストッパ部材の他側でシャフトと共にストッパ部材の両端を支持するように形成された頭部と、頭部からシャフト側に延長されてシャフトの内側に挟まれて結合されるボディ部で構成されたことを特徴とする請求項１に記載の車両用プロペラシャフト。
前記固定部材のボディ部の外周面とシャフトの内周面には、ねじ山又はねじ溝がそれぞれ形成されてねじ締結をなすことを特徴とする請求項１０に記載の車両用プロペラシャフト。
端部の外周面に沿ってスプライン結合のための多数の掛かり突起が形成されたシャフトと、
内周面に沿ってシャフトの掛かり突起と噛合わされてスプライン結合をなす多数の掛かり溝が形成されたハブと棒形状に形成されてハブの他端部に連結される軸ボディで構成され、ハブと軸ボディは摩擦溶接によって結合されることによりビード部が形成されたチューブと、
前記ハブの内周面に設置され、一端が前記シャフトの先端部に対応するように形成され、他端が前記チューブのビード部に支持されて固定されることにより衝突荷重の作用時に破断するように構成されたストッパ部材と、
前記チューブの内部で一端が前記ストッパ部材の他端と接触するように設けられ、シャフトと結合してシャフトと共にストッパ部材の両端を支持することによりシャフトのスライディングを制限し、衝突荷重が作用してストッパ部材の破断時にシャフトと共にチューブ内部でスライディングする固定部材とを含む車両用プロペラシャフト。