JPH01502442A - 自動車用プロペラ軸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 自動車用プロペラ軸 本発明は、自動車の縦方向軸（通常、および本ヌでにプロペラ軸と言う）として 使用する伝動軸に関する。そのような軸に、車輛内の、前方装着エンジンユニッ トと後方に取シつけられたデファレンシャルギヤユニット。

すなわちギヤボックスとデ７アＶンシャル１間の動力伝達用に用いられている。

軸の長さの、比較的小さい変化に適応できるような車輛のプロペラ軸を提供する のが普通である。そのような長さの変化に、軸の装着を便利にしかつサスペンシ ョンとの幾何学的変動および使用中のエンジンユニットの運動に適合するために 必要でｓｂ、かつこの軸の部分を形成する滑シスプライン継手によって提供する ことができる。しかし、もし車輛が前方および／またに後方衝撃を含む事故に遭 えば、その設計上杵された軸長の短ａｒｚ。

車輛のボデー構造体に縦方向に縮められるので、超過されるであろう。成る種の 車輛、とくに現代の乗用車のボデー構造体がその前方および後方部分の漸進的な 短縮によって衝撃エネルギを吸収するように設計するのが一般に行われているこ とが考えられるであろう。このような環境の下で、プロペラ軸に、可能な危険な 結果を伴って全屈する剛性支柱として作用するであろう。たとえば。

このような全屈に車輛の燃料タンクを破裂させて燃料ラインを破損させ車輛の客 室にまで進入し、ろるいにエンジンユニット七車輛の客室内にまで進入させるよ うな望ましくない状態で移動させる。

従って、もしプロペラ軸が、上記のような危険な事態を避けるために、このよう な事故状態の下で、軸方向へ縮むことができれば望ましいことである。もちろん 、軸は正常使用時には正規の軸として機能しなければならない。さらに、もし軸 が漸進的に短縮することができてそれによってエネルギを吸収できれば、車輛の 構造体のエネルギ吸収設計を助けることができかつ車幅全体の安全を増大するで あろう。本発明の目的に、上述の諸要求事項を満足するプロペラ軸を提供するこ とでろる。

本発明によシ提供されるプロペラ軸に、互いに軸方向に嵌め合う部分をもちかつ 相互間でトルクを伝達しかつ通常の使用状態で遭遇する軸方向の負荷を受けたと き前記要素間の相対軸方向移動を防止する断面形状をもち、かつ前記互いに嵌め 合い部分の形態は、過匿の軸方向の負荷を受けて前記軸要素間の相対軸方向移動 によって軸が短縮している間に、少くとも１つの前記軸要素が漸進的な変形を受 け、それによってエネルギを吸収するように構成されている。

軸が軸方向に短縮するとき、少くとも一方の軸要素が他方の軸要素によって漸進 的に変形されるように配設することによって、プロペラ軸を車輛構造体の残部の 変形を吸収するエネルギに対する要求事項を満足させることができる。もちろん 、最も簡単な安全要求に、短縮動作に対する初度の抵抗に打勝ったのちに、もし 軸がそれ以上の抵抗を伴わずに短縮するが１次いで軸が車輛の構造体の漸進的な 変形を制御するのにそれ以上の分担をとらなければ満足されるであろう。

使用時に、自動車プロペラ軸に、極めて高い速度、たとえば毎分数千回、で回転 することがらる。ここで重要なことに、そのような軸の曲げ剛性に、軸が直すぐ のままに保たれかつそのような速度で平衡状態にあることを十分に保証しなけれ ばならないことである。ゆえに、２つの管状軸要素間の軸方向に嵌め合うトルク 伝達結合は。

軸に十分な曲げ剛性を与えるような性質のものでなけれはならない。

前記嵌合い部分に隣接する前記軸要素は１円形断面をもち、かつその前記嵌め合 い部分は１つのスプライン係合状態に−しよに変形され、すなわち、一方が円周 方向に隔たシ軸方向に逸びる突部と凹部をもつスプライン係合状態で−しよに変 形されることが好ましい。

軸要素の前記部分を−しよに変形することによって。

軸の彎曲に関して剛性をもつ、バンクラツシのない連結が得られる。

嵌め合い部分を最内方にもつ軸要素に、その変形されない外径を出力軸要素の変 形される部分の小直径よシも大きくさせることによって、軸が短縮される間に漸 進的に変形されるように配電させる。後述するように、このような寸法間の差に 、軸が短縮されている間に作用される必要力を決定する。

本発明はさらに、上述のようなプロペラ軸の製造方法に関し、該方法に、嵌合い 関係に合体される２つの管状要素の部分を組立て、これら要素間にトルクを伝達 するための断面形状を提供するように前記部分を−しよに変形し、かつ連結の緊 密さは通常の使用状態で遭遇した軸方向の負荷の下で前記要素間の相対軸方向移 動に十分に抵抗し、前記変形された部分の少くとも一方が、過大な軸方向負荷の 下で前記軸要素間の相対軸方向移動によって軸が短縮している間に、他方の軸要 素の漸進的な変形を起こさせるように配置された寸法をもつ。

附図を参照して、実施列について本発明を説明する。

第１図に、本発明によるプロペラ軸の一部分の部分切断立面図、 第２図に、第３図の２つの平面内の縦断面図で、軸組立体の部分を示し。

第３図に、軸組立体の部分をとおる横断面図である。

第１図には１本発明によるプロペラ軸の部分が示されている。軸の一端にはフッ ク継手（Ｈｏｏｋｅｓ　ｊｏｉｎｔ　）　が設けられ、その１つのヨークが駆動 フランジ１１に連結され、他のヨークが管状の軸要素１２に溶接されている。

管状の軸要素１２に溶接されている。管状の軸要素１２に、後述するトルク伝達 連結装置によって別の管状の軸要素１４に連結され、この別の要素はそれ自身が 滑動式スプライン継手の外＠要素１５に溶接され、その内側要素に１６で示され ている。軸の残余の部分に図示されていない。スプライン継手１５．１６は装Ｎ を容易にしかつ使用中の比較的価かな軸長の変化に応じ得るために、軸の長さ調 節ができる。

つぎに、第２図および第３図について、トルク伝達連結装置１３およびその製造 方法を詳細に述べる。まず、管状要素１２は、管状要素１４よシも可成り大きい 直径をもち、かつその一部分１７に細い直径にスェージング加工されている。管 状要素１４の一部分１８に、部分１７．１８が互いに軸方向へ緊密に出入可能に 嵌め会うような直径まで拡張てれている。し之がって、このような嵌め合い部分 に１周方向に間隔を保って軸方向に延びる契出部と凹陥部をもつスプライン式ト ルク伝達形態に、互いに同時に変形される。この変形に、マンドレル１９を軸要 素１４の部分１８内に挿入することによって実施逼れ、このマンドレルは、所要 の形態の外側面をもちかつ部分１７．１８の円周方向に間隔をもった部分１７ａ 、１８＆を−しよに内向きに変形する。この作用に、部分１７の外側に配設され た２０で示されたり数の円周方向に隔たったローラを部分１７の外側面と係合さ せて矢印２１の方向に軸方向へ移動することによって実施される。

部分１８の末端２２は拡張された寸法で残される。

軸要素１４、ローラ２０およびマンドレル１９０寸法に、第３図においてムで示 された。外側管状軸要素１２の変形された部分１７の小直径が、非変形内側軸要 素１４の外径よりも小さいように選択され、内側軸要素１４の寸法に第２図にお いてＢで示されている。

嵌め合いかつ変形された部分１７．１８の長さに、完成軸における捩り剛性およ び曲げ剛性を保証するのに十分な値をもたなければならない。

軸の使用に際して、部分１７と１８が変形された結果としての相互間の摩擦力に 、直径Ｂよ）も小さくかつ部分１８の末端２２の直径よりも小さい部分１７の小 直径によって与えられた軸方向の嵌め合い部分とともに１通常生じる軸方向の力 によｈｇｈ得る軸要素１２．１４間の相対運動を防止するのに十分である。スプ ライン結合された継手１５．１６によって吸収できる程度を越えたプロペラ軸の 短縮を生ぜしめるような極めて激しい事故の場合、この連結手段は部分１７．１ ８間の摩擦を十分に打勝つ軸方向の力が加わることが考えられ、プロペラ軸を軸 方向に短縮させるでろろう。そのような軸方向の短縮状態において、寸法Ａが寸 法Ｐよシ小さいという事実に、軸が短縮するとき、軸要素１４が軸要素１２の部 分１７によって変形されるであろうということを意味する。その結果、軸にその 軸方向への短縮中に漸進的にエネルギを吸収して、上述のように安全性を増大す る。寸法ＡとＰとの差に、そのエネルギ吸収の大きさを決定する。

軸要素１２．１４が変形構成されたトルク伝達形態について述べたが、他のトル ク伝達形態も用いることができる。さらに、軸の軸方向短縮中にエネルギを吸収 するため漸進的に変形されるものとして軸要素１４を説明し九が、適切な形態の 他の軸、あるいに両方の軸要素をこのようなエネルギ吸収手段として提供するこ ともできる。

ＦＩＧ、１゜ 補正書の翻訳文提出書　（愼特１１・８４条の８）昭和６３年　６月２９日 需庁長官吉田文毅　殿 １、国際出願番号　ＰＣＴ／ＧＢ　８７１００１５４２、発明の名称 自動車用プロペラ軸 ３、特許出願人 名称　ビー・アール・ディー・カンパニー・リミテツ・ド４、代理人 ６、添付書類の目録 （１）補正書の翻訳文　１通 請求の範囲 １、互いに軸方向に嵌め合い、通常の使用状態の下において、相互間のトルク伝 達を実施しかつ相互間の相対軸方向移動を防止するための断面形状をもつ部分（ １７，１８）を有する２つの管状の軸要素（１２，１４）を含むプロペラ軸であ って、前記嵌め合う部分（１７，１８）の形態が、激しい軸方向負荷の下で前記 軸要素間の相対軸方向移動によって軸が短縮される間、前記軸要素のうちの少く とも一方の軸要素（１４）が漸進的な変形を受けてエネルギを吸収するように定 められているプロペラ軸。

２、前記嵌め合う部分に隣接する前記軸要素（１２，１４）が、円形断面形状を もち、且つその前記嵌め合う部分（１７，１８）が、円周方向に間隔を保ち軸方 向に延びる突部と凹部をもつ請求の範囲第１項記載のプロペラ軸。

３、前記部分（１７，１８）の円周方向に間隔を保って形成された部分（１７ａ 、１８ａ）が、前記断面形状に−しょに変形されている請求の範囲第２項記載の プロペラ軸。

４、外側軸要素（１２）の各前記変形された部分（１７ａ）の小直径（Ａ）が、 前記内側軸要素（１４）の非変形部分の外径（Ｂ）よりも小さい請求の範囲第３ 項記載のプロペラ軸。

５．２つの管状軸要素（１２，１４）の部分（１７，１８）を嵌め合い関係で− しょに組立て、および通常の使用時に遭遇した軸方向の負荷を受けて相互間にト ルクを伝達する断面形状と前記要素間の相対軸方向移動に抵抗するのに十分な緊 密な連結手段を提供するための前記部分（１７，１８）を−しょに変形すること を含み、前記変形された部分の少くとも一方の部分（１７）が、激しい軸方向負 荷を受けたとき前記軸要素間の相対軸方向移動によって軸の短縮状態中に他方の 軸要素（１４）の漸進的な変形を起こさせるように配置された寸法をもつプロペ ラ軸の製造方法。

６、前記変形が、前記部分（１７，１８）の多数の円周方向に間隔を保ち軸方向 に延びる部分（１７ａ、１８ａ）を内向きに移動することを含む請求の範囲第５ 項記載の方法。

７、前記部分それぞれの前記移動がローラ（２０）によって実施される請求の範 囲第６項記載の方法。

８、前記変形中に内側マンドレル（１９）によって前記部分（１７，１８）を支 持することをさらに含む請求の範囲第６項または第７項記載の方法。

９、前記部分が通常の使用状態においても軸の長さが変化し得るように成した前 記請求の範囲第１項乃至第４項のうちのいづれか１項に記載のプロペラ軸。

国際調査報告 ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　Ｔ）：Ｅ　ＩＮＴＥＲＮＡτｌ０ＮＡＬ　５ＥＡＲＣ）！　 ’ＲＸ？ＯＦＬτＯＮ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. １．互いに軸方向に嵌め合い、通常の使用状態の下において、相互間のトルク伝 達を実施しかつ相互間の相対軸方向移動を防止するための断面形状をもつ部分（ １７、１８）を有する２つの管状の軸要素（１２、１４）を含むプロペラ軸であ って、前記嵌め合う部分（１７、１８）の形態が、激しい軸方向負荷の下で前記 軸要素間の相対軸方向移動によって軸が短縮される間、前記軸要素のうちの少く とも一方の軸要素（１４）が漸進的な変形を受けてエネルギを吸収するように定 められているプロペラ軸。
2. ２．前記嵌め合う部分に隣接する前記軸要素（１２、１４）が、円形断面形状を もち、かつその前記嵌め合う部分（１７、１８）が、円周方向に間隔を保ち軸方 向に延びる突部と凹部をもつ請求の範囲第１項記載のプロペラ軸。
3. ３．前記部分（１７、１８）の円周方向に間隔を保って形成された部分（１７ａ 、１８ａ）が、前記断面形状に一しよに変形されている請求の範囲第２項記載の プロペラ軸。
4. ４．外側軸要素（１２）の各前記変形された部分（１７ａ）の小直径（Ａ）が、 前記内側軸要素（１４）の非変形部分の外径（Ｂ）よりも小さい請求の範囲第３ 項記載のプロペラ軸。
5. ５．２つの管状軸要素（１２、１４）の部分（１７、１８）を嵌め合い関係で一 しよに組立て、および通常の使用時に遭遇した軸方向の負荷を受けて相互間にト ルクを伝達する断面形状と前記要素間の相対軸方向移動に挺抗するのに十分な緊 密な連結手段を提供するために前記部分（１７、１８）を一しよに変形すること を含み、前記変形された部分の少くとも一方の部分（１７）が、激しい軸方向負 荷を受けたとき前記軸要素間の相対軸方向移動によって軸の短縮状態中に他方の 軸要素（１４）の漸進的な変形を起こさせるように配置された寸法をもつプロペ ラ軸の製造方法。
6. ６．前記変形が、前記部分（１７、１８）の多数の円周方向に間隔を保ち軸方向 に延びる部分（１７ａ、１８ａ）を内向きに移動することを含む請求の範囲第５ 項記載の方法。
7. ７．前記部分それぞれの前記移動がローラ（２０）によって実施される請求の範 囲第６項記載の方法。
8. ８．前記変形中に内側マンドレル（１９）によって前記部分（１７、１８）を支 持することをさらに含む請求の範囲第６項または第７項記載の方法。