JP3615999B2 - 衝撃吸収型プロペラシャフト - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、衝撃吸収型プロペラシャフトに係り、特に、軸方向に加わる荷重および回転方向に加わるねじり荷重を吸収するエネルギ吸収手段が設けられた衝撃吸収型プロペラシャフトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のプロペラシャフトは、トランスミッション側からデフ側へ駆動力を伝達する回転軸であり、軸交差角が変化しても回転を伝えることができるユニバーサルジョイントと、軸方向に伸縮可能とするためのスプライン部、および軸部により構成されている。
【０００３】
軸部は鋼の円筒管が一般的で、肉厚が薄く偏肉のない電縫鋼管が主に用いられている。
【０００４】
ところで、プロペラシャフトには、自動車の衝突時に発生する衝撃を吸収するためにエネルギ吸収手段が設けられている。
【０００５】
従来、このエネルギ吸収手段は、プロペラシャフトの軸方向に加わる荷重のみを吸収する構造であった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、実際の衝突時にプロペラシャフトに加わる荷重は、その軸方向荷重のみならず、回転慣性力による回転方向への荷重も発生することが想定される。
【０００７】
そのため、従来のプロペラシャフトに軸方向荷重および回転方向の荷重の双方が加わった場合、プロペラシャフトが屈曲して周辺設備に影響を与える可能性を否定できなかった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、軸方向に加わる荷重および回転方向に加わる荷重を吸収するエネルギ吸収手段を有し、衝撃が加わった時に屈曲することのない衝撃吸収型プロペラシャフトを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、軸部を金属円筒管で形成したプロペラシャフトにおいて、軸方向に加わる荷重および回転方向に加わるねじり荷重を吸収するためのエネルギ吸収用の凹部を、上記金属円筒管の外周の軸方向に所定の配列ピッチで、かつ円周方向に所定のねじれ角で、整列するように多数設けると共に、その整列した凹部を、上記金属円筒管の円周方向に所定角度で複数列設けた衝撃吸収型プロペラシャフトである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な一実施形態を添付図面に基づいて詳述する。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る衝撃吸収型プロペラシャフトを示した正面図であり、上半分がその断面を示している。
【００１３】
図２（ａ）は、図１におけるＡ−Ａ線断面図、図２（ｂ）は、軸部を示す斜視図である。
【００１４】
プロペラシャフト１０は、トランスミッション側Ｔからデフ側Ｄへ駆動力を伝達する回転軸であり、図１に示すように、軸交差角が変化しても回転を伝えることができるユニバーサルジョイント１１，１１と、軸方向に伸縮可能とするためのスプライン部１４と、金属製の円筒管１５で形成された軸部１６とで構成されている。
【００１５】
そして、軸部１６を形成する円筒管１５に、軸方向に加わる荷重Ａおよび回転方向に加わるねじり荷重Ｒを吸収するエネルギ吸収用の凹部２０が多数設けられている。
【００１６】
図２に示すように、凹部２０は円筒管１５の外周に円状に形成されると共に、円筒管１５の内側へ向かって円弧状に窪んで形成されている。
【００１７】
凹部２０は、円筒管１５の外周の軸方向に所定の配列ピッチｌで、かつ円周方向に所定のねじれ角θで整列するように多数設けられ、凹部列２１を形成している。
【００１８】
凹部列２１は、図２（ａ）に示すように、円筒管１５の断面において所定角度ψごとに複数列設けられている。
【００１９】
本実施形態では、この角度ψは１２０°であり、凹部列２１が円筒管１５の外周に３列設けられている。
【００２０】
この凹部２０の形状および配列方法は、自動車の特性に合わせて適性に決定される。
【００２１】
即ち、凹部列２１のねじれ角θ、凹部列２１を形成する各凹部２０間の配列ピッチｌ、凹部２０の外径ｄ、凹部２０の板厚ｔ、円筒管１５の断面における各凹部列２１間の角度ψ、凹部２０の窪みの曲率Ｒ、および凹部２０の縁部の曲率ｒで構成されるパラメータを自動車の特性に合わせて設定する。
【００２２】
凹部２０は、プロペラシャフト１０に衝撃が加わった時に、凹部２０を起点として円筒管１５が均等座屈することにより、そのエネルギを吸収するものであり、各種パラメータの設定によって、凹部列２１の座屈荷重等を変更することができる。
【００２３】
なお、各凹部２０は、自動車の通常走行時に座屈することがないよう、十分な強度に設定される。
【００２４】
次に本発明の作用を述べる。
【００２５】
自動車が衝突した場合、プロペラシャフト１０に、軸方向荷重Ａと回転慣性力Ｒとが加わることが想定される。
【００２６】
プロペラシャフト１０に、軸方向荷重Ａと回転慣性力Ｒとの双方が加わり、凹部２０に加わる荷重が凹部２０の座屈荷重を超えると凹部２０が屈曲変形を伴う座屈をおこしてそのエネルギを吸収する。
【００２７】
この時、凹部列２１は、軸部１６の長さ方向に対してねじれ角θでねじれて配列されているため、軸方向荷重Ａと回転慣性力Ｒとの双方が合わさった荷重を凹部列２１が屈曲してねじれることで、そのエネルギを吸収する。
【００２８】
プロペラシャフト１０は、その軸部１６が凹部列２１に沿って均等に変形してエネルギを吸収するため、プロペラシャフト１０自体が屈曲することはない。
【００２９】
このように、衝突によってプロペラシャフト１０に軸方向荷重Ａと回転慣性力Ｒの双方が加わった場合でも、凹部列２１が、その双方を吸収する構造であるので、プロペラシャフト１０は屈曲せず、周辺設備に影響を与えることがない。
【００３０】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、以下に示す如く優れた効果を発揮するものである。
【００３１】
（１）軸方向荷重および回転慣性力双方に対してエネルギ吸収機能を有するプロペラシャフトを提供できる。
【００３２】
（２）衝撃によるプロペラシャフトの屈曲を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプロペラシャフトを示す正面図である。
【図２】（ａ）は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
（ｂ）は、軸部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ プロペラシャフト
１５ 金属円筒管
１６ 軸部
２０ 凹部

Claims (1)

1. 軸部を金属円筒管で形成したプロペラシャフトにおいて、軸方向に加わる荷重および回転方向に加わるねじり荷重を吸収するためのエネルギ吸収用の凹部を、上記金属円筒管の外周の軸方向に所定の配列ピッチで、かつ円周方向に所定のねじれ角で、整列するように多数設けると共に、その整列した凹部を、上記金属円筒管の円周方向に所定角度で複数列設けたことを特徴とする衝撃吸収型プロペラシャフト。

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