JPH09295517A - プロペラシャフト - Google Patents

プロペラシャフト

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JPH09295517A
JPH09295517A JP11087896A JP11087896A JPH09295517A JP H09295517 A JPH09295517 A JP H09295517A JP 11087896 A JP11087896 A JP 11087896A JP 11087896 A JP11087896 A JP 11087896A JP H09295517 A JPH09295517 A JP H09295517A
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JP
Japan
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clip
propeller shaft
inner ring
groove
shaft
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Withdrawn
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JP11087896A
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English (en)
Inventor
Yoshimasa Shioda
佳雅 潮田
Tomohide Mizoguchi
知秀 溝口
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 中間軸20の両端部に等速自在継手30,40を取
り付けて成るプロペラシャフト10において、摺動式等速
自在継手の許容スライド量を大きくすることなく車の衝
突時等不慮の事故発生時でも乗員の安全性を確保する。 【解決手段】 等速自在継手20,30の内輪21,31をプロペ
ラシャフト10の軸方向に固定する固定装置22,23,24,25;
27,28,48と、プロペラシャフト10に過大な軸方向力が加
わったとき固定装置による内輪の固定を解除する解除装
置22a,22b;48b,48cとを具備させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明が属する技術分野】この発明は自動車のプロペラ
シャフト(推進軸)の改良に関し、より詳しくは、自動
車の衝突時等にプロペラシャフトに過大な軸方向荷重が
作用したときでも乗員に対する衝撃を緩和して安全性を
確保するようにしたものである。
【0002】
【従来の技術】前置きエンジン後輪駆動の自動車では、
エンジン、クラッチ、変速機が前方に、減速歯車装置、
駆動車軸が後方にあるため、この間の動力伝達にプロペ
ラシャフトを用いる。プロペラシャフトは自在継手及び
すべり継手を有して、変速機と減速歯車装置の相対位置
の変化による長さと角度の変化に対応できる構造を持っ
ている。プロペラシャフトは車両の構造や要求性能によ
り2継手型、3継手型、4継手型などが用いられる。
【0003】近年自動車のNVH性能向上のためプロペ
ラシャフトに等速自在継手(以下、継手と略記する。)
が使用されるケースが増えている。なかでも摺動式継手
はスライド抵抗が小さくNVH性能向上に大きく貢献し
ている。
【0004】自動車の動力伝達用としてのプロペラシャ
フトは、トランスミッション(変速機)/デフ(終減速
装置)間に主として固定式継手と摺動式継手の組合せで
車の前後方向に配置されている。特に摺動式継手は、エ
ンジン等パワープラント系の前後長さ方向の移動を吸収
する機能がある。この移動量は、自動車の種類や懸架装
置等によって異なるが、例えば独立懸架の場合、定常走
行状態ではMAX20〜25mm程度と考えられる。しか
し、自動車の衝突事故等不慮の事態を想定して定常走行
状態に対し必要以上の等速自在継手摺動量を大きくして
いるケースがある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】継手摺動量を大きくと
る理由の一つとして安全性の面がある。すなわち、継手
摺動量が小さいと車の衝突事故等不測の事態が生じたと
き継手の摺動限界を越えてプロペラシャフトに大きな力
が加わり、乗員に大きな衝撃力が作用することが考えら
れる。これを避けるには前述のようにプロペラシャフト
がつっかい棒にならないだけの摺動量を継手で確保すれ
ばよいが、継手摺動量にも設計・製造面の制約から自ず
と限界がある。特に高速回転で使用されるプロペラシャ
フトにとって、継手摺動量を大きくすることは重量増に
つながり、回転バランス性や起振力等機能面で決して好
ましいことではない。
【0006】そこで、この発明の目的は、必要以上に継
手摺動量を大きくすることなく、乗員に対する衝撃を緩
和して乗員保護のための安全性を確保することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明のプロペラシャ
フトは、中間軸の両端部に等速自在継手を取り付けて成
るプロペラシャフトであって、等速自在継手の内輪をプ
ロペラシャフトの軸方向に固定する固定装置と、プロペ
ラシャフトに所定値を越える軸方向荷重が作用したとき
前記固定装置による内輪の固定を解除する解除装置とを
具備したものである。
【0008】固定装置はプロペラシャフトに設けたクリ
ップ溝にクリップを装着して等速自在継手の内輪を軸方
向に固定し、解除装置はプロペラシャフトに所定値を越
える軸方向荷重が作用したときクリップをクリップ溝か
ら抜け出させる。
【0009】プロペラシャフトの外周面に設けたクリッ
プ溝に弾性変形により拡径・縮径が可能なクリップを装
着して内輪の端面と当接させることによって内輪を軸方
向に固定するようにした固定装置を採用した場合、クリ
ップ溝の反軸端側の側壁と、当該側壁と接するクリップ
の側面に、互いに対応する傾斜角の斜面を形成すること
によって解除装置を構成させる。
【0010】傾斜角θAは、20°以下では半径方向分
力が大きくなりすぎてクリップを不必要に拡径させるお
それがあり、一方、45°以上になると半径方向分力が
小さくなってクリップを拡径させにくくなるため、20
°<θA<45°に設定するのが好ましい。
【0011】反軸端側の側壁の輪郭が、溝の底部側を占
める前記斜面部分と、前記斜面部分に連なる曲線部分と
からなるようにすれば、抜け始めたクリップをその後一
気に抜け出させることができる。
【0012】プロペラシャフトの外周面に設けたクリッ
プ溝と内輪の内周面に設けたクリップ溝との間に弾性変
形によって拡径・縮径可能なクリップを介在させて内輪
を軸方向に固定するようにした固定装置を採用した場合
には、解除装置としては、内輪のクリップ溝の反軸端側
の側壁の輪郭を、拡径してクリップ溝と係合した状態の
クリップと当接する部分からクリップ溝の溝底に向かう
第一の斜面と、前記部分から内周面に向かう第二の斜面
とで構成させる。
【0013】この場合、第一の斜面の傾斜角θB1と第二
の斜面の傾斜角θB2との関係をθB1≦θB2に設定するの
が好ましい。
【0014】また、クリップ溝の反軸端側の側壁の輪郭
がクリップの断面形状に滑らかにつながるような曲線部
分を有するようにすれば、クリップの抜け出しがスムー
ズになる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照してこの発明の
実施の形態を説明する。
【0016】図1に、中間軸(20)とその両端部の継
手(30,40)とで成り立っている2継手型プロペラ
シャフト(10)を示す。中間軸(20)には一般に鋼
の中空管が用いられるが、繊維強化プラスチックス等の
複合材料で中間軸(20)を造ったコンポジットプロペ
ラシャフトも知られている。
【0017】図1の右側の継手(30)はダブルオフセ
ット型の摺動式継手であり、図2(a)に示すように、
軸方向に平行な直線状ボール溝を形成した外球面を有す
る内輪(31)と、軸方向に平行な直線状ボール溝を形
成した円筒形内周面を有する外輪(32)と、軸方向に
オフセットした内球面及び外球面にて内輪(31)の外
球面及び外輪(32)の円筒形内周面と接するケージ
(33)と、内輪のボール溝と外輪のボール溝との間に
介在しケージ(33)により位置決め保持されたトルク
伝達ボール(34)とを主要な構成要素とし、開口部分
が粉塵や水等の浸入を防止するためのブーツ(35)で
覆われている。外輪(32)は動力伝達系の他の要素と
結合するためのフランジ(36)を持っている。内輪
(31)はセレーション穴(37)を有し、中間軸(2
0)の端部のセレーション軸(21)と結合している。
【0018】図2(b)に示すように、セレーション軸
(21)の外周面に形成された環状のクリップ溝(2
2,23)に一対のクリップ(24,25)を装着し、
これらのクリップ(24,25)を内輪(31)の軸方
向両側の端面に当接させて内輪(31)の軸方向の位置
決めをする。各クリップ(24,25)は円環の一部を
分断した形状のいわゆるC型クリップであって、クリッ
プ溝(22,23)に装着するに際しては、強制的に弾
性変形させて拡径させた状態でセレーション軸(21)
の軸端からそれぞれのクリップ溝(22,23)まで移
動させる。
【0019】軸端側に関してはクリップ(25)及びク
リップ溝(23)のいずれも通常のものと変わりはな
い。反軸端側のクリップ(24)に関しては、図2
(c)に拡大して示すように、クリップ溝(22)の反
軸端側の側壁(22a)をセレーション軸(21)の軸
線に対して角度θA だけ傾斜させる。この傾斜した側壁
(22a)に対応する側のクリップ(24)の側面(2
4a)にも、セレーション軸(21)の軸線に対して角
度θA だけ傾斜した斜面部(24b)を設ける。
【0020】このようにクリップ溝(22)の傾斜した
側壁(22a)とクリップ(24)の側面の斜面部(2
4b)が互いに接していることから、セレーション軸
(21)に軸方向の力が作用すると、その半径方向分力
がクリップ(24)を拡径(二点鎖線参照)させる向き
に働く。したがって、角度θA と、クリップ(24)の
半径方向の弾性力とを勘案して、所定値を越える軸方向
力がセレーション軸(21)に作用した時に、クリップ
(24)を拡径させてセレーション軸(21)がクリッ
プ(24)に対して軸方向に移動するのを許容させるよ
うにすることができる。これは、継手(30,40)間
の距離が短くなることを意味し、プロペラシャフト(1
0)全体として見れば全長が縮小することになる。
【0021】角度θAは具体的には、20°<θA<45
°の範囲に設定するのが望ましい。θAが20°以下で
は半径方向分力が大きくなりすぎてクリップ(24)を
不必要に拡径させるおそれがあり、一方、θAが45°
以上になると半径方向分力が小さくなってクリップ(2
4)を拡径させにくくなるためである。
【0022】また、クリップ溝(22)の反軸端側の側
壁(22a)の輪郭を、図2(d)に示すように、クリ
ップ溝(22)の底部側を占める直線部分(m)と、こ
の斜面部分に連なる曲線部分(n)とからなるようにす
れば、抜け始めたクリップ(24)をその後一気に抜け
出させることができる。すなわち、プロペラシャフト
(10)に過大な軸方向荷重が作用してその軸方向分力
がクリップ(24)を拡径させるように働いたとき、最
初抜け荷重は大きいが、抜け始めると一気に抜ける。
【0023】なお、継手(30)の内部に充填した潤滑
グリースの漏出を防ぐため外輪(32)のフランジ(3
6)側の開口部にキャップ(38)を装着してある。こ
のキャップ(38)にはセレーション軸(21)の進入
を許容する逃がし部(39)を設けてある。
【0024】次に、図1の左側の継手(40)はバーフ
ィールド型の固定式継手で、図3(a)に示すように、
円弧状ボール溝を形成した外球面を有する内輪(41)
と、円弧状ボール溝を形成した内球面を有する外輪(4
2)と、内輪の外球面及び外輪の内球面と接する同心の
内球面及び外球面を有するケージ(43)と、内輪(4
1)及び外輪(42)の軸方向にオフセットした円弧状
ボール溝内に介在しケージにより位置決め保持されたト
ルク伝達ボール(44)とを主要な構成要素とし、開口
部分が粉塵や水等の浸入を防ぐためのブーツ(45)で
覆われている。外輪(42)は動力伝達系の他の要素と
結合するためのフランジ(46)を持っている。内輪
(41)はセレーション穴(47)を有し、中間軸(2
0)の端部のセレーション軸(26)と結合している。
【0025】図3(b)に示すように、セレーション軸
(26)に形成された環状のクリップ溝(27)にクリ
ップ(28)が装着され、このクリップ(28)により
内輪(41)の軸方向の位置決めがなされる。クリップ
(28)は円環の一部を分断した形状のいわゆるC型ク
リップであって、装着するに際しては、弾性を利用して
強制的に縮径させてセレーション軸(26)のクリップ
溝(27)に収容させたまま内輪(41)をセレーショ
ン軸(26)に沿って移動させ、クリップ(28)が内
輪(41)のクリップ溝(48)の位置に合致したとき
弾性力で拡径させてクリップ溝(48)にはまり込ませ
る。
【0026】内輪(41)のクリップ溝(48)は図3
(c)に拡大して示すような断面形状を呈している。す
なわち、軸端側の側壁(48a)は軸線に垂直、すなわ
ち半径方向に延在しているのに対し、反軸端側の側壁は
傾斜面(48b,48c)で構成されている。傾斜面
(48b,48c)はクリップ(28)と当接する部分
(p)を境にして連なっており、クリップ溝(48)の
溝底側の傾斜面(48b)は半径方向に対して角度θB1
だけ傾斜し、軸芯側の傾斜面(48c)は半径方向に対
して角度θB2だけ傾斜している。
【0027】角度θB1、θB2の関係は、θB1≦θB2で、
かつ、20°<θB1<45°に設定するのが望ましい。
これは、通常は傾斜角θB1の傾斜面(48b)でクリッ
プ(28)とクリップ溝とのすきまを少なくして内輪
(41)の軸方向の動き量を少なくしつつも、過大な軸
方向の力が作用した時には傾斜角θB2の傾斜面(48
c)で一気に抜けるように意図したものである。傾斜角
θB1の範囲を上記のように設定するのは、20°より小
さいと半径方向分力が小さくなってクリップ(28)を
縮径させにくくなり、一方、45°を越えると半径方向
分力が大きくなりすぎてクリップを不必要に縮径させる
おそれがあるからである。
【0028】また、過大な軸方向荷重が作用したときに
クリップ(28)がクリップ溝(48)から抜け出すの
を容易にするため、図3(d)に示すように、クリップ
溝(48)の側壁(48b,48c)の輪郭をクリップ
(28)の断面形状に滑らかにつながる曲線とするのが
望ましい。
【0029】クリップ溝(48)がこのような断面形状
を有していることから、継手(30,40)を介してプ
ロペラシャフト(20)の軸方向にプロペラシャフト
(20)を圧縮する向きの力が作用すると、クリップ溝
(48)の反軸端側の側壁の各傾斜面(48b,48
c)にて半径方向分力が発生してクリップ(28)を縮
径させるように作用する。したがって、角度θB1、θB2
と、クリップ(28)の半径方向の弾性力とを勘案し
て、所定値を越える軸方向力がプロペラシャフト(2
0)に作用した時に、クリップ(28)を縮径させてセ
レーション軸(26)が、したがってまたプロペラシャ
フト(20)が、クリップ(28)に対して軸方向に移
動するのを許容させるようにすることができる。これ
は、継手(30,40)間の距離が短くなることを意味
し、プロペラシャフト(10)全体として見れば全長が
縮小することになる。
【0030】
【発明の効果】この発明のプロペラシャフトは、等速自
在継手の摺動限界を越える過大な軸方向の力が加わった
とき、解除装置が作動して等速自在継手の内輪の固定を
解除するようにしているため、等速自在継手とプロペラ
シャフトの中間軸との間で軸方向の相対移動が許容さ
れ、プロペラシャフト両端の等速自在継手間の距離が縮
小する。したがって、車体に過大な軸方向力が作用した
時のショックを軽減し、これにより、乗員にかかる衝撃
力を緩和することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態を示すプロペラシャフト
の縦断面図である。
【図2】(a)は一方の継手の拡大図である。(b)
(c)(d)はクリップ溝部分の拡大図である。
【図3】(a)は他方の継手の拡大図である。(b)
(c)(d)はクリップ溝部分の拡大図である。
【符号の説明】
10 プロペラシャフト 20 中間軸 21,26 セレーション軸 22,23,27 クリップ溝 24、25、28 クリップ 22a 反軸端側側壁 24b 斜面部 30 等速自在継手 38 キャップ 39 逃がし部 40 等速自在継手 48 反軸端側側壁 48b,48c 斜面部

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中間軸の両端部に等速自在継手を取り付
    けて成るプロペラシャフトにおいて、等速自在継手の内
    輪をプロペラシャフトの軸方向に固定する固定装置と、
    プロペラシャフトに所定値を越える軸方向荷重が作用し
    たとき前記固定装置による内輪の固定を解除する解除装
    置とを具備したプロペラシャフト。
  2. 【請求項2】 前記固定装置がプロペラシャフトに設け
    たクリップ溝にクリップを装着して等速自在継手の内輪
    を軸方向に固定し、前記解除装置がプロペラシャフトに
    所定値を越える軸方向荷重が作用したときクリップをク
    リップ溝から抜け出させることを特徴とする請求項1の
    プロペラシャフト。
  3. 【請求項3】 プロペラシャフトの外周面に設けたクリ
    ップ溝に弾性変形により拡径・縮径が可能なクリップを
    装着して内輪の端面と当接させ、前記クリップ溝の反軸
    端側の側壁と、当該側壁と接するクリップの側面に、互
    いに対応する傾斜角の斜面を形成したことを特徴とする
    請求項2のプロペラシャフト。
  4. 【請求項4】 前記傾斜角θAを20°<θA<45°に
    設定したことを特徴とする請求項3のプロペラシャフ
    ト。
  5. 【請求項5】 前記反軸端側の側壁の輪郭が、溝の底部
    側を占める前記斜面部分と、前記斜面部分に連なる曲線
    部分とからなる請求項3又は4のプロペラシャフト。
  6. 【請求項6】 プロペラシャフトの外周面に設けたクリ
    ップ溝と内輪の内周面に設けたクリップ溝との間に弾性
    変形によって拡径・縮径可能なクリップを介在させて内
    輪を軸方向に固定し、内輪のクリップ溝の反軸端側の側
    壁の断面形状を、拡径してクリップ溝と係合した状態の
    クリップと当接する部分からクリップ溝の溝底に向かう
    第一の斜面と、前記部分から内周面に向かう第二の斜面
    とで構成した請求項2のプロペラシャフト。
  7. 【請求項7】 第一の斜面の傾斜角θB1と第二の斜面の
    傾斜角θB2との関係をθB1≦θB2に設定した請求項6の
    プロペラシャフト。
  8. 【請求項8】 クリップ溝の反軸端側の輪郭がクリップ
    の断面形状に滑らかにつながるような曲線部分を有する
    請求項6又は7のプロペラシャフト。
JP11087896A 1996-05-01 1996-05-01 プロペラシャフト Withdrawn JPH09295517A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009174640A (ja) * 2008-01-24 2009-08-06 Ntn Corp 等速自在継手
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