(57)【要約】  第１のシャフトと、上記第１のシャフトと駆動可能に接続された第１の等速ジョイントと、第２のシャフトと、上記第２のシャフトと駆動可能に接続された第２の等速ジョイントと、上記第１の等速ジョイントと上記第２の等速ジョイントとを駆動可能に接続する接続シャフトと、上記第２の等速ジョイントの軸方向の端部の周りに配置されたグリースカバーと、を備える、プロペラシャフトである。上記第１の等速ジョイントおよび前記第２の等速ジョイントは、上記外輪の周りに配置されたブーツと、上記外輪と内輪との間に配置されたケージであって、上記ケージは上記ケージ内に複数のボールを収容するように構成された、上記ケージに形成された複数の窓を有する、ケージと、を含む。上記窓は、上記ボールの直径より大きい直径を有する側壁を有し、上記窓の長さは、上記ボールの直径より長い。
2019515198.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のシャフトと、
前記第１のシャフトと駆動可能に接続された第１の等速ジョイントと、
第２のシャフトと、
前記第２のシャフトと駆動可能に接続された第２の等速ジョイントと、
前記第１の等速ジョイントと前記第２の等速ジョイントとに駆動可能に接続された接続シャフトと、
前記第２の等速ジョイントの軸方向の端部の周りに配置された第１のグリースカバーと、を備え、
前記第１の等速ジョイントおよび前記第２の等速ジョイントは、
軸方向の少なくとも一側における開口部および一組の内側向きのボールグルーブを有する外輪と、
前記外輪の内部に配置された、一組の外側向きのボールグルーブを有する内輪と、
前記外輪と前記内輪との間でトルクを伝達するための、前記外輪のボールグルーブと前記内輪のボールグルーブ内で回転可能な複数のボールと、
前記外輪の周りに配置されたブーツと、
前記外輪と前記内輪との間に配置されたケージであって、前記ケージは前記ケージ内に前記複数のボールを収容するように構成された、前記ケージに形成された複数の窓を有する、ケージと、を含み
前記複数の窓は側壁を有し、前記複数の窓の直径は前記複数のボールの直径より大きく、
前記複数の窓の長さは、前記複数のボールの前記直径より長い、プロペラシャフト。
【請求項２】
前記第２の等速ジョイントには、ばねとばね受けとを含むばね機構が設けられており、前記ばね受けは、前記ばね機構の一方の軸方向端部に配置され、且つ、前記第２のシャフトの部分的に出っ張った球状部と嵌合する部分的にへこんだ球状部を有し、前記ばね機構の他方の軸方向端部は、前記第１のグリースカバーの端部に形成されたばね受けと嵌合する、請求項１に記載のプロペラシャフト。
【請求項３】
前記第１の等速ジョイントの軸方向の端部の周りに配置された第２のグリースカバーを更に備え、前記第１の等速ジョイントには、ばねとばね受けとを含むばね機構が設けられており、前記ばね受けは、前記ばね機構の一方の軸方向端部に配置され、且つ、前記第１のシャフトの部分的に出っ張った球状部と嵌合する部分的にへこんだ球状部を有し、前記ばね機構の他方の軸方向端部は、前記第２のグリースカバーの端部に形成されたばね受けと嵌合する、請求項２に記載のプロペラシャフト。
【請求項４】
前記第１の等速ジョイントおよび前記第２の等速ジョイントは、更に、前記複数のボールと前記複数の窓の側壁との間に間隙を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載のプロペラシャフト。
【請求項５】
前記第２の等速ジョイントは、更に、前記ばねと前記第１のグリースカバーとの間に配置された、および、前記第１のグリースカバーに取り付けられたスペーサを有する、請求項２に記載のプロペラシャフト。
【請求項６】
前記第１のグリースカバーは縮径部を有し、前記スペーサは前記第１のグリースカバーに前記縮径部において取り付けられる、請求項５に記載のプロペラシャフト。
【請求項７】
前記ばねは、軸方向の端部および縮径部を有し、前記縮径部の外径は、前記軸方向の端部の外径より小さい、請求項５に記載のプロペラシャフト。
【請求項８】
ブーツカンを更に備え、前記ブーツは、
第１の取付部と、
第２の取付部と、
前記第１の取付部に軸方向に隣接する、徐々に小さくなる直径を有する複数の山および谷を含む第１の組の屈曲部と、
前記第１の組の屈曲部および前記第２の取付部に軸方向に隣接する、複数の山および谷を有する第２の組の屈曲部と、を含み、
前記第１の取付部は、前記接続シャフトに接続され、
前記第２の取付部は、前記ブーツカンに接続される、請求項１から７のいずれか一項に記載のプロペラシャフト。
【請求項９】
前記第２の組の屈曲部は、複数のグループの屈曲部を有し、各グループの屈曲部は、第１の谷、第１の山、第２の谷および第２の山を含み、前記第１の山の外径は、前記第２の山の前記外径より小さく、および、前記第２の山の前記外径は、前記第１の組の屈曲部の最小外径に等しいまたはそれより小さい、請求項８に記載のプロペラシャフト。
【請求項１０】
前記第２の組の屈曲部は、４つのグループの屈曲部を含む、請求項９に記載のプロペラシャフト。
【請求項１１】
前記ブーツカンは、前記第１の取付部の下方を軸方向に延びる、丸みを帯びたエッジ部を含む、請求項８に記載のプロペラシャフト。
【請求項１２】
前記ブーツカンは、前記第１の組の屈曲部の前記第１の谷の下方を部分的に延びる、請求項９に記載のプロペラシャフト。
【請求項１３】
前記第２の組の屈曲部の前記第１の谷および前記第２の谷の外径は、前記第１の組の屈曲部の前記谷の最小外径に等しいまたはそれより小さい、請求項９に記載のプロペラシャフト。
【請求項１４】
前記第１の等速ジョイントの軸方向の端部の周りに配置された第２のグリースカバーを更に備え、前記第１のグリースカバーおよび前記第２のグリースカバーは、前記接続シャフトに軸方向の反対側端部において接続されている、請求項１に記載のプロペラシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願］
本願は、２０１６年４月２２日に出願された米国仮特許出願第62/326,192号および２０１６年９月１４日に出願された米国仮特許出願第62/394,541号に基づく優先権を主張し、これらの出願の開示全体は、参照により本明細書に援用される。  本開示は、自動車のプロペラシャフトに関し、より具体的には、２つのクロスグルーブ型等速ジョイントを有するプロペラシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車は、プロペラシャフトまたは駆動シャフトを用いて、等速ジョイントを介して、入力部から出力部へトルクを伝達する。例えば、プロペラシャフトは、全輪駆動車において、駆動部からアクスルデファレンシャルへトルクおよび回転運動を伝達するために用いられる。プロペラシャフトには、入力部と出力部との間の相対位置の変化によって生じる角度変位および軸方向の変位に対応するための等速ジョイントが備わっている。 
【０００３】
典型的な等速ジョイントには、シャフトに接続された円筒形の内輪と、別のシャフトに接続された中空の円筒形の外輪とが含まれる。内輪の外面および外輪の内面はそれぞれ、そこに形成された複数のグルーブを有している。内輪の外面に形成された各グルーブは、外輪の内面に形成された対応するグルーブと関連付けられている。１つのボールが関連するグルーブの組の各々に配置され、これらボールが内輪および外輪の間の駆動的な接続をもたらす。内輪および外輪の間には、グルーブ内のボールを保持するために、概して中空の円筒形のケージが、設けられる。ケージは、ボールを受け、保持するためのその表面に形成された複数の窓を有する。
【０００４】
あるタイプの公知の等速ジョイントは、一般的にクロスグルーブ型等速ジョイントまたはクロスグルーブ型ジョイントと称される。クロスグルーブ型ジョイントでは、内輪の外面に形成されたグルーブは、ジョイントの回転軸に対し交互に傾斜されている。同様に、外輪の内面に形成されたグルーブは、内輪のグルーブの反対方向に交互に傾斜されている。クロスグルーブ型ジョイントは、内輪とケージとの間、および、ケージと外輪との間の相対的な軸方向の動きを可能にする。よって、ジョイントに接続された２つのシャフトの回転軸の交差点によって画されるジョイントの中心は、使用中に軸方向に移動できる。
【０００５】
等速ジョイントは自動車に広く使用されており、一般的にブーツの中に囲まれている。ブーツとは、等速ジョイントの端部を囲み、および、粉塵、デブリ、および湿気をジョイントに入らせないようにしつつ、ジョイントの潤滑油を保持するために用いられる周知の装置である。ブーツは、エラストマまたはプラスチック材料を含む可撓性材料から作成できる。
【０００６】
ある特定のタイプのブーツは、屈曲型ブーツである。屈曲型ブーツは、軸方向に離間した複数の環状屈曲部または折り畳み部を有し、屈曲部はブーツを等速ジョイントの２つの構成部に取り付けるために用いられる２つの取付部の間を延びる。ジョイントが高温条件下にて高速で回転するとき、ブーツは遠心力およびグリースの充填に起因して、半径方向に反転し得る。この半径方向の反転によって、半径方向の変形がもたらされ、ブーツの耐久性が低下する。ブーツの半径方向の反転の度合いは、屈曲部の第１の山と谷の形状によって決まる。その理由は、ブーツは通常、この領域における最大のスイング直径を有するからである。スイング直径が大きくなるにつれ、半径方向の反転の度合いをより大きくさせる傾向がある。また、ブーツは、直進運動（ｐｌｕｎｇｉｎｇ  ｍｏｔｉｏｎ）および関節運動の両方にさらされ得、これら両方の動きを同時に吸収するためには、十分な数の屈曲部を有する必要がある。
【０００７】
従って、２つのクロスグルーブ型ジョイントに対する軸荷重の不均一な分布を防止し、プロペラシャフトの耐久性を増大させることが可能な、２つのクロスグルーブ型ジョイントを用いるプロペラシャフトに対するニーズがあり、等速ジョイントは、半径方向の反転に抵抗し、コスト効率の高い方法でその耐久性を増大させるブーツを有する。
【発明の概要】
【０００８】
第１のシャフトと、上記第１のシャフトと駆動可能に接続された第１の等速ジョイントと、第２のシャフトと、上記第２のシャフトと駆動可能に接続された第２の等速ジョイントと、上記第１の等速ジョイントと上記第２の等速ジョイントとを駆動可能に接続する接続シャフトと、上記第２の等速ジョイントの軸方向の端部の周りに配置されたグリースカバーと、を備える、プロペラシャフトが本明細書に記載される。上記第１の等速ジョイントおよび上記第２の等速ジョイントは、軸方向の少なくとも一側における開口部を有し、および、一組の内側向きのボールグルーブを有する外輪と、上記外輪の内部に配置された、一組の外側向きのボールグルーブを有する内輪と、上記外輪と上記内輪との間でトルクを伝達するための、上記外輪のボールグルーブおよび上記内輪のボールグルーブ内で回転可能な複数のボールと、上記外輪の周りに配置されたブーツと、上記外輪と内輪との間に配置されたケージであって、上記ケージは上記ケージ内に上記複数のボールを収容するように構成された、上記ケージに形成された複数の窓を有するケージと、を含む。上記窓は、上記ボールの直径より大きい直径を有する側壁を有し、上記窓の長さは、上記ボールの直径より長い。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
当業者が、以下の詳細な説明を添付図面に照らし考察すると、上記の内容および本実施形態の他の利点が明らかになる。
【図１Ａ】２つのクロスグルーブ型等速ジョイントを有する公知のプロペラシャフトの概略的な側断面図である。
【図１Ｂ】２つのクロスグルーブ型等速ジョイントを有する公知のプロペラシャフトの概略的な側断面図である。
【図２】プロペラシャフトの好ましい実施形態の概略的な側断面図である。
【図３】プロペラシャフトの別の好ましい実施形態の概略的な側断面図である。
【図４Ａ】プロペラシャフトの別の好ましい実施形態の概略的な側断面図である。
【図４Ｂ】図４Ａ中の１つの等速ジョイントの詳細な断面図である。
【図４Ｃ】図４Ｂ中の等速ジョイントのグルーブおよびグリースカバーの詳細な断面図である。
【図５】プロペラシャフトの別の好ましい実施形態の概略的な側断面図である。
【図６Ａ】プロペラシャフトの別の好ましい実施形態の断面図である。
【図６Ｂ】図６Ａ中のプロペラシャフトのグリースカバーおよびばね機構の詳細な断面図である。
【図６Ｃ】図６Ａ中のプロペラシャフトのブーツの詳細な断面図である。
【図６Ｄ】図６Ｃ中のブーツの取付部の詳細な断面図である。
【図７Ａ】内輪が外輪から軸方向に変位した状態にあるクロスグルーブ型ジョイントの好ましい実施形態の正面図である。
【図７Ｂ】内輪が外輪から軸方向に変位した状態にあるクロスグルーブ型ジョイントの好ましい実施形態の背面図である。
【図７Ｃ】内輪が外輪から軸方向に変位し、且つケージが除去された状態のクロスグルーブ型ジョイントの好ましい実施形態の正面図である。
【図８Ａ】図７Ａ〜７Ｃのクロスグルーブ型ジョイントの内輪の斜視図である。
【図８Ｂ】図７Ａ〜７Ｃのクロスグルーブ型ジョイントの外輪の斜視図である。
【図８Ｃ】図７Ａ〜７Ｃのクロスグルーブ型ジョイントのケージの斜視図である。
【図９Ａ】内輪が外輪と中央揃えされていないときの、図７Ａ〜７Ｃのクロスグルーブ型ジョイントの内輪、ケージおよびボールの側面図である。
【図９Ｂ】内輪が外輪と中央揃えされていないときの、図７Ａ〜７Ｃのクロスグルーブ型ジョイントの内輪およびボールの側面図である。
【図１０Ａ】内輪が外輪と中央揃えされているときの、図７Ａ〜７Ｃのクロスグルーブ型ジョイントの内輪およびボールの側面図である。
【図１０Ｂ】内輪が外輪と中央揃えされているときの、図７Ａ〜７Ｃのクロスグルーブ型ジョイントの内輪、ケージおよびボールの側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
好ましい実施形態は、明示に反対の記載をしない限り、様々な代替的方向およびステップの順番を想定してよいことを理解されたい。また、添付図面中に示された、および、以下の明細書に記載された、特定の装置およびプロセスは、本発明の思想に係る専ら例示的な実施形態であることも理解されたい。従って、開示された実施形態に関する特定の寸法、方向または他の物理的特徴は、限定的なものとみなされるべきではない。
【００１１】
図２を参照すると、２つの等速クロスグルーブ型ジョイント１００、１０２および接続シャフト１０３を含むプロペラシャフト１０が示されている。２つのクロスグルーブ型ジョイント１００、１０２は、接続シャフト１０３によって互いに接続されている。クロスグルーブ型ジョイント１００、１０２はそれぞれ、外輪１１３、１１３'および内輪１１７、１１７'およびケージ１１４、１１４'を有する。外輪１１３、１１３'は、軸方向における少なくとも一側に開口を有する。内輪１１７、１１７'は、外輪１１３、１１３'の内部に摺動可能に配置されており、軸方向の動きを可能にする。いくつかの実施形態において、内輪１１７、１１７'および外輪１１３、１１３'は、限定はされないがスチールを含む剛性材料から作成されてよい。
【００１２】
いくつかの実施形態において、図７Ａに示すように、クロスグルーブ型ジョイント１００、１０２はそれぞれ、一組の内側向きのボールグルーブ１１３ａを有する外輪１１３（または１１３'）と、一組の外側向きのボールグルーブ１１７ａを有する内輪１１７（または１１７'）と、内輪１１７および外輪１１３の間に配置されたケージ１１４（または１１４'）と、を有する。
【００１３】
再び図２を参照すると、シャフト１０６、１０６'が、内輪１１７、１１７'内に配置されている。ブーツ１０７、１０７'が、外輪１１３、１１３およびシャフト１０６、１０６を接続する。いくつかの実施形態において、図２に示すように、グリースカバー１１８'が、ブーツ１０７'の反対側のクロスグルーブ型ジョイント１０２の端部に配置されている。上記および以降で言及するシャフトは、ディファレンシャルギア部と、自動車のホイールとを共に接続するために用いられるシャフトであってよく、または、トランスミッション若しくは燃焼エンジンと、ディファレンシャルギア部とを共に接続するために用いられるシャフトであってよいことに留意されたい。
【００１４】
いくつかの実施形態において、図８Ａに示すように、内輪１１７（または１１７'）は、概して円錐形状の外面１１７ｂと、内面１１７ｃとを有する。複数のボールグルーブ１１７ａが、内輪１１７の外面１１７ｂに形成されている。ボールグルーブ１１７ａは、軸方向に延び、概して半円の断面形状を有する。内輪１１７の外面１１７ｂに形成されたボールグルーブ１１７ａは、クロスグルーブ型ジョイント１００、１０２の回転軸に対し、交互に傾斜するように方向付けられる。
【００１５】
内輪１１７、１１７'の内面１１７ｃ、１１７'ｃは、図２に示すように、シャフト１０６、１０６'と係合する穴１１９、１１９'を含む。シャフト１０６、１０６'は、内輪１１７、１１７'の穴１１９、１１９'のスプライン（不図示）と嵌合するようにスプラインされた外面１０６ａ、１０６ａ'を有する。
【００１６】
いくつかの実施形態において、図８Ｂに示すように、外輪１１３（または１１３'）のボールグルーブ１１３ａは、軸方向に特定の角度で傾斜されていている。図７Ａ〜７Ｃに示すように、内輪１１７（または１１７'）のボールグルーブ１１７ａは、交互に傾斜されて形成されている。内輪の各ボールグルーブ１１７ａは、１つの外輪のボールグルーブ１１３ａに連結され、内輪の各ボールグルーブ１１７ａおよび外輪のボールグルーブ１１３ａは互いに面し、クロスのペアを形成する。ボール１１２（または１１２'）が、ボールグルーブ１１３ａ、１１７ａ間に配置され、それらの中で回転可能である。トルクが、外輪１１３と内輪１１７との間でボール１１２を通して伝達される。好ましい実施形態において、クロスグルーブ型ジョイント１００、１０２は、６個のトルク伝達用のグルーブ／ボールを含む。しかしながら、それより多数の対のグルーブおよびボールが使用されてよいことが理解できる。
【００１７】
図７Ａに示すように、ケージ１１４（または１１４'）が、外輪１１３の内面１１３ｂと、内輪１１７の外面１１７ｃとの間に配置される。いくつかの実施形態において、図８Ｃに示すように、ケージ１１４は概して円錐状であり、中空である。ケージ１１４は、等角度に配置された近接する複数の窓１１４ｂを有する。窓１１４ｂの数はボール１１２の数と等しい。いくつかの実施形態において、ケージ１１４は、限定はされないが、スチールを含む剛性材料で作成されてよい。
【００１８】
いくつかの実施形態において、図２に示すように、内輪１１７、１１７'をシャフト１０６、１０６'上で軸方向に保持すべく、スナップリング１１５、１１５'が用いられてよい。内輪１１７、１１７'は、シャフト１０６、１０６'の外面に形成されたグルーブ（不図示）に配置されたスナップリング１１５、１１５'を用いて、シャフト１０６、１０６'に固定される。代替的に、内輪１１７、１１７'をシャフト１０６、１０６'に固定すべく、任意の他のタイプの留め具が用いられてよい。
【００１９】
図２に示すように、シャフト１０６を外輪１１３、１１３'に接続すべく、ブーツ１０７、１０７'が用いられてよい。ブーツ１０７、１０７'は、外輪１１３、１１３'の外面１１３ｃ、１１３ｃ'に、外輪の開口端の位置においてクランプ（不図示）で直接固定されてよい。ブーツ１０７、１０７'の他端は、別のクランプ（不図示）で、シャフト１０６、１０６'の外面に直接固定される。ブーツのクランプは、限定はされないが、スチールを含む材料で作成されてよい。ブーツ１０７、１０７'は、外輪１１３、１１３の開口端を封止する。ブーツ１０７、１０７'は、限定はされないが、熱可塑性材料を含む圧縮可能な材料で作成される。ブーツ１０７、１０７'は、δ１、δ２で示すように軸方向に圧縮されてよく、シャフト１０６、１０６に沿って摺動してよい。ブーツの圧縮により生じる圧縮力Ｆ１、Ｆ２は、２つのジョイント１００、１０２を中心が揃えられた位置に保持する。
【００２０】
いくつかの実施形態において、グリースカバー１１８'がクロスグルーブ型ジョイント１０２の一端に配置される。グリースカバー１１８'は概して、カップ状の外観を有する。グリースカバー１１８'は一般に金属材料で作成されるが、プラスチック、ゴム、セラミック、複合材料等のいずれが用いられてもよい。いくつかの実施形態において、グリースカバー１１８'は、外輪１１３'の外面１１３ｃ'に、留め具（不図示）または限定はされないが接合等を含む他の固定方法によって、圧入または接続されている。グリースカバー１１８'は、潤滑油として用いられるグリースがクロスグルーブ型ジョイント１０２から漏れることを防止する。
【００２１】
別の実施形態においては、図８Ｃに示すように、ケージ１１４（または１１４'）は、内輪１１７（または１１７'）が外輪１１３（または１１３'）から軸方向に外側に移動する際、ボール１１２の動きを制限する複数の窓１１４ｂを含む。窓１１４ｂは、側壁１１４ａを有するように形成されている。本実施形態においては、図９Ａおよび１０Ｂに示すように、窓１１４ｂの直径１１４ｃは、ボール１１２（または１１２'）の直径より僅かに大きく、そのため、いずれの場合であっても、窓１１４ｂの側壁１１４ａとボール１１２との間には小さな間隙Ｘが存在する。窓１１４ｂの長さ１１４ｄは、ボール１１２の直径より大きく、そのため、ボール１１２と窓１１４ｂとの間には間隙Ｙが存在する。
【００２２】
図１０Ａ〜１０Ｂに示すように、内輪１１７（または１１７'）が外輪１１３（または１１３'と軸方向に整列されているとき、ボール１１２（または１１２'）は、内輪のグルーブ１１３ａおよび窓１１４ｂの中心にあり、間隙Ｘがボール１１２と窓１１４ｂとの間に存在する。内輪１１７が外輪１１３から軸方向に整列しないように移動したとき、図９Ｂに示すように、ボール１１２は内輪のグルーブ１１３ａの端部へと移動する。図９Ａに示すように、ボール１１２は、内輪１１７の軸方向の変位に関わらず、ケージの側壁１１４ａによってクロスグルーブ型ジョイント内に保持される。
【００２３】
別の好ましい実施形態においては、図３に示すように、プロペラシャフト２０は、ばね１０５'とばね受け１０４'とが含まれるばね機構１２０を含む。プロペラシャフト２０は実質的に、プロペラシャフト１０と同様であり、同様の構成部品には図２に示すのと同様の番号が示されている。これらの構成部品については、上記の説明を参照されたい。ばね機構１２０は、グリースカバー１１８'とシャフト１０６'との間に配置される。ばね受け１０４'は、ばね機構１２０の一方の軸方向端部に配置され、シャフト１０６'の部分的に出っ張った球状部１０６ｂ'と嵌合する部分的にへこんだ球状部１０４ａ'を有する。ばね機構１２０の他方の軸方向端部は、グリースカバー１１８の端部に形成されたばね受け１１８ｂ'と嵌合する。
【００２４】
いくつかの実施形態において、ばね１０５'は、ばね機構１２０の２つの軸方向端部間で圧縮された状態で配置される。ばね１０５'は、力Ｆｓを接続シャフト１０３の他端に加え、接続シャフト１０３を反対側のクロス型グルーブ１００に押し付け、それによって、ノイズの発生およびプロペラシャフト２０の移動する構成部品の振動を防止する。よって、ばね機構１２０は、接続シャフト１０３が２つのクロスグルーブ型ジョイント１００、１０２間で特定の角度にあるときに生じる軸荷重を低減する。
【００２５】
別の好ましい実施形態においては、図４Ａ〜４Ｃに示すように、プロペラシャフト３０は、クロスグルーブ型ジョイント１００に適用される第２のばね機構１２２を含む。プロペラシャフト３０は実質的にプロペラシャフト１０と同様であり、同様の構成部品には、図２に示すのと同様の番号が示されている。これらの構成部品については、上記の説明を参照されたい。第２のばね機構１２２は、クロスグルーブ型ジョイント１００にシャフト１０６と接続シャフト１０３との間において配置されている。ばね機構１２２のばね受け１０４は、シャフト１０６の部分的に出っ張った球状部１０６ｂと嵌合する部分的にへこんだ球状部１０４ａを有する。ばね機構１２２の他方の軸方向端部は、外輪１１３の底部にあるばね受け１２６と嵌合する。ばね１０５は、ばね機構１２０、１２２の２つの軸方向端部間で圧縮された状態で配置される。ばね１０５'は力Ｆｓ１を接続シャフト１０３の他端に加え、接続シャフト１０３を反対側のクロスグルーブ型ジョイント１００に押し付ける。また、ばね１０５は力Ｆｓ２も加え、接続シャフト１０３をクロスグルーブ型ジョイント１０２に押し付ける。よって、ばね機構１２０、１２２は、接続シャフト１０３が２つのクロスグルーブ型ジョイント１００、１０２間で特定の角度にあるときに生じる軸荷重を低減する。ばね機構１２０の他方の軸方向端部は、グリースカバー１１８'の端部に形成されたばね受け１１８ｂ'と嵌合する。いくつかの実施形態において、図４Ｂに示すように、グリースカバー１１８'（または１１８）のばね受け１０４'（または１０４）は、グリースカバーの内面にグルーブ１１８３を有する。グルーブ１１８３の内径は、増大した直径ＯＤ１と幅Ｗとを有する。グルーブ１１８３は、ばね１０５'（または１０５）がグルーブ１１８３から軸方向に抜けることを防止するように設計されている。
【００２６】
いくつかの実施形態において、ブーツ１０７、１０７'がジョイント１００、１０２の周りに配置されており、図４Ａ〜４Ｂに示すように、ブーツの一端は接続シャフト１０６、１０６'に取り付けられ、他端はブーツカン１１１、１１１'に取り付けられている。ブーツ１０７、１０７'はその設置後に、軸方向に圧縮される。ブーツ１０７、１０７の軸方向の圧縮によって、２つのジョイント１００、１０２を軸方向の中心に保持する力を生じさせる。いくつかの実施形態において、ブーツ１０７、１０７'は、山および谷を形成する複数の屈曲部を有してよい。
【００２７】
ジョイント１００、１０２が高温条件下にて高速で回転するとき、ブーツ１０７、１０７'は遠心力およびグリースの充填に起因して、半径方向に反転し得る。ブーツ１０７、１０７'の半径方向の反転の度合いは、ブーツ１０７、１０７'の屈曲部の第１の山と第１の谷の形状によって主に決まる。その理由は、ブーツ１０７、１０７'は通常、この領域における最大のスイング直径を有するからである。
【００２８】
別の好ましい実施形態において、図５に示すように、プロペラシャフト４０は、２つのクロスグルーブ型ジョイント１００、１０２および接続シャフト１０３を含む。プロペラシャフト４０は実質的にプロペラシャフト１０と同様であり、同様の構成部品には、図２に示すのと同様の番号が示されている。これらの構成部品については、上記の説明を参照されたい。２つのクロスグルーブ型ジョイント１００、１０２は、接続シャフト１０３によって互いに接続されている。クロスグルーブ型ジョイント１００、１０２は、それぞれ外輪１１３、１１３'、内輪１１７、１１７'およびケージ１１４、１１４'を有する。内輪１１７、１１７'は、外輪１１３、１１３'の内部に摺動可能に配置されており、軸方向の動きを可能にする。内輪１１７、１１７'および外輪１１３、１１３'は、限定はされないがスチールを含む剛性材料から作成されてよい。シャフト１０６、１０６'が内輪１１７、１１７の内部に配置され、ブーツ１０７、１０７'が外輪１１３、１１３'およびシャフト１０６、１０６'に接続され、グリースカバー１１８、１１８'がブーツ１０７、１０７'の反対側のクロスグルーブ型ジョイント１００、１０２の端部に配置される。
【００２９】
内輪１１７、１１７'の内面１１７ｃ、１１７ｃ'は、シャフト１０６、１０６と係合するための穴１１９、１１９'を含む。ケージ１１４（または１１４'）が、外輪１１３の内面１１３ｃと、内輪１１７'の外面１１７ｃとの間に配置される。
【００３０】
いくつかの実施形態において、グリースカバー１１８、１１８'がクロスグルーブ型ジョイント１００、１０２の一端に配置される。いくつかの実施形態において、グリースカバー１１８、１１８'は概して、カップ状の外観を有する。グリースカバー１１８、１１８'は一般に金属材料で作成されるが、プラスチック、ゴム、セラミック、複合材料等のいずれが用いられてもよい。グリースカバー１１８、１１８'は、外輪１１３、１１３'の外面１１３ｃ、１１３ｃ'に、留め具（不図示）または限定はされないが接合等を含む他の固定方法によって、圧入または接続されている。グリースカバー１１８、１１８'は、潤滑油として用いられるグリースがクロスグルーブ型ジョイント１００、１０２から漏れることを防止する。グリースカバー１１８、１１８'は、２つのクロスグルーブ型ジョイント１００、１０２を接続する接続シャフト１０３の軸方向に対向する端部に接続される。
【００３１】
図６Ａ〜６Ｄは、プロペラシャフト５０の別の好ましい実施形態を示す。プロペラシャフト５０は、実質的に、プロペラシャフト１０と同様であり、同様の構成部品には図２に示すのと同様の番号が示されている。これらの構成部品については、上記の説明を参照されたい。プロペラシャフト５０は、接続シャフト２０３および２つのクロスグルーブ型ジョイント２００、２０２を含む。ジョイント２００、２０２は、外輪２１３、２１３'と、内輪２１７、２１７'と、ケージ２１４、２１４'と、複数のトルク伝達要素またはボール２１２、２１２'と、ブーツ２０７、２０７'と、ブーツカン２１１、２１１'と、グリースカバー２１８、２１８'と、を含む。
【００３２】
いくつかの実施形態において、外輪２１３（または２１３'）は、限定はされないがスチールを含む剛性材料から形成される中空の円柱体である。複数の外トラックが外輪２１３の内面に等間隔に形成される。
【００３３】
いくつかの実施形態において、内輪２１７（または２１７'）は、スチール等の剛性材料から形成された中空部材である。しかしながら、内輪２１７は任意の剛性材料で形成されてよいことを理解されたい。内輪２１７は、内輪の外面および内輪の内面を含む。内輪の内面は、内輪２１７を貫通する円筒状の穴を画定する。シャフト２０６に駆動可能に係合するために複数のスプライン（不図示）が内輪の内面上に形成される。複数の内トラックが内輪の外面に軸の周りに等間隔に置かれている。
【００３４】
内輪２１７および外輪２１３の当該複数のトラックは、軸方向に傾斜されており、内輪および外輪に交互に形成されている。当該複数のトラックは互いにクロスしており、複数のトルク伝達要素２１２（または２１２'）、すなわちボールが、内輪２１７と外輪２１３のトラック間に配置される。内輪２１７と外輪２１３の対応するトラックの各組に１つのボール２１２が配置される。
【００３５】
ケージ２１４（または２１４'）が外輪２１３と内輪２１７との間に配置される。ケージ２１４は、限定はされないがスチールを含む剛性材料で作成された中空体である。ケージ２１４は、当該複数の傾斜したトラックによって任意の関節角度で形成される二等分の平面上にボール２１２を置く。
【００３６】
その外面上にスプラインを有するシャフト２０６は内輪２１７の円筒状の穴を通って延び、接続シャフトのスプライン２０１６は、内輪２１７のスプラインと嵌合する。スナップリング２１５（または２１５'）が、内輪２１７をシャフト２０６上で軸方向に保持する。
【００３７】
ブーツ２０７（または２０７'）がシャフト２０６の周りに配置され、シャフト２０６およびブーツカン２１１に封止係合する。ブーツカン２１１（または２１１'）はシャフト２０６の周りに配置され、一方の軸方向端部はブーツ２０７に取り付けられ、他方の軸方向端部は外輪２１３に取り付けられる。一実施形態において、ブーツ２０７をシャフト２０６とブーツカン２１１とに固定するために、クランプ装置２１０が用いられてよい。 クランプ装置２１０は帯タイプのクランプであってよいが、他のタイプのクランプ装置が用いられてよいことを理解されたい。
【００３８】
また、ジョイント２００、２０２は、ばね機構２２０も含んでよい。ばね機構２２０は、ばね機構の一方の軸方向端部にへこんだ形状を有するばね受け２０４を有するばね２０５を含んでよい。ばね受け２０４は、シャフト２０６の出っ張った形状を有する一方の軸方向端部２０６ｂと嵌合する。ばねアセンブリの他端は、グリースカバー２１８に形成されたばね受け２１８ｂまたは外輪２１３のばね受け２２６のいずれかと嵌合する。
【００３９】
図６Ｂに示すように、一実施形態において、スペーサ２２１が、ばね２０５（または２０５'）とグリースカバー２１８（または２１８'）との間に配置される。スペーサ２２１は、ばね２０５の端部の周りにあるばね受け２１８ｂ近くに適合する。また、グリースカバー２１８は、その軸方向の端部の近くに、フランクまたは縮径部２１８ｃを有してよい。いくつかの実施形態において、グリースカバー２１８はスペーサ２２１に取り付けられる。グリースカバー２１８は、フランク部２１８ｃの箇所でスペーサ２２１にコーキングまたはカシメられてよい。フランク部２１８ｃは、スペーサ２２１の外面にある同様の形状のグルーブと整列してよく、または、嵌合してよく、当該グルーブはスペーサ２２１が動くのを防止する。また、ばね２０５は、ばねの端部近くに外径ＯＤを持つ縮径部２０５ｂと、ＯＤより大きい外径ＯＤ１および幅Ｗを有する軸方向の端部２２１ｂと、を有してよい。端部２２１ｂの幅は、ばね２０５が軸方向に動くのを防止する。
【００４０】
図６Ｃは、ブーツ２０７の一実施形態を示す。ブーツ２０７（またはブーツ２０７'）は、クランプ装置２１０を用いて、ブーツカン２１１（または２１１'）およびシャフト２０６に取り付けられている。いくつかの実施形態において、ブーツ２０７は熱可塑性材料で構成される。
【００４１】
いくつかの実施形態において、ブーツ２０７は、第１の取付部２０９４、第２の取付部２０９６、および第１の取付部２０９４と第２の取付部２０９６との間の複数の屈曲部を含む。第１の取付部２０９４は、シャフト２０６に接続され、第２の取付部２０９６はブーツカン２１１に接続される。いくつかの実施形態において、ブーツ２０７をシャフト２０６およびブーツカン２１１のそれぞれに固定すべく、クランプ装置２１０がブーツ２０７の取付部２０９４、２０９６の周りに配置される。しかしながら、他の留め具が用いられてもよいことを理解されたい。
【００４２】
一実施形態において、図６Ｃに示すように、ブーツ２０７は、複数の屈曲部を有する。好ましい一実施形態において、ブーツ２０７は、第１の谷２０７１、第１の山２０７２、第２の谷２０７３、第２の山２０７４、第３の谷２０７５、第３の山２０７６、第４の谷２０７７、第４の山２０７８、第５の谷２０７９、第５の山２０８０、第６の谷２０８１、第６の山２０８２、第７の谷２０８３、第７の山２０８４、第８の谷２０８５、第８の山２０８６、第９の谷２０８７、第９の山２０８８、第１０の谷２０８９、第１０の山２０９０、第１１の谷２０９１、第１１の山２０９２を含む１１個の屈曲部を有する。谷および山２０７１、２０７２、２０７３、２０７４、２０７５、２０７６、２０７７、２０７８、２０７９、２０８０、２０８１、２０８２、２０８３、２０８４、２０８５、２０８６、２０８７、２０８８、２０８９、２０９０、２０９１、２０９２は、２つの取付部２０９４、２０９６間に軸方向に配置される。
【００４３】
ブーツ２０７は、取付部２０９４、２０９６並びに屈曲部の谷および山２０７１、２０７２、２０７３、２０７４、２０７５、２０７６、２０７７、２０７８、２０７９、２０８０、２０８１、２０８２、２０８３、２０８４、２０８５、２０８６、２０８７、２０８８、２０８９、２０９０、２０９１、２０９２を含む単一の構造体である。
【００４４】
いくつかの実施形態において、第１の谷２０７１、第１の山２０７２、第２の谷２０７３、第２の山２０７４、第３の谷２０７５および第３の山２０７６を含む、第１の組の屈曲部が、取付部２０９６に軸方向に隣接して配置され、主にジョイント２００、２０２の関節運動を吸収する。更なる実施形態において、第２の組の屈曲部が、第１の組の屈曲部に軸方向に隣接して配置され、第２の組の屈曲部は第４の谷２０７７、第４の山２０７８、第５の谷２０７９、第５の山２０８０、第６の谷２０８１、第６の山２０８２、第７の谷２０８３、第７の山２０８４、第８の谷２０８５、第８の山２０８６、第９の谷２０８７、第９の山２０８８、第１０の谷２０８９、第１０の山２０９０、第１１の谷２０９１、第１１の山２０９２を含み、第２の組の屈曲部は主にジョイント２００、２０２の直進運動（ｐｌｕｎｇｉｎｇ  ｍｏｔｉｏｎ）を吸収する。
【００４５】
山および谷２０７１、２０７２、２０７３、２０７４、２０７５、２０７６、２０７７、２０７８、２０７９、２０８０、２０８１、２０８２、２０８３、２０８４、２０８５、２０８６、２０８７、２０８８、２０８９、２０９０、２０９１、２０９２は、ジョイント２００、２０２の中心と、ブーツ２０７の外面との間の距離で画される外径を有する。第１の組の屈曲部の山の外径は、第１の山２０７２から第３の山２０７６へと徐々に小さくなる。また、第１の組の屈曲部の谷の外径は、第１の谷２０７１から第３の谷２０７５へと徐々に小さくなる。
【００４６】
いくつかの実施形態において、第２の組の屈曲部は、山および谷から成る４つの均一のグループを有する。第１のグループは、第３の山２０７６および第５の山２０８０の外径より小さい外径を有する第４の山２０７８を含む。第２のグループは、第５の山２０８０および第７の山２０８４の外径より小さい外径を有する第６の山２０８２を含む。第３のグループは、第７の山２０８４および第９の山２０８８の外径より小さい外径を有する第８の山２０８６を含む。第４のグループは、第９の山２０８８および第１１の山２０９２の外径より小さい外径を有する第１０の山２０９０を含む。
【００４７】
一実施形態において、第３の山２０７６、第５の山２０８０、第７の山２０８４、第９の山２０８８および第１１の山２０９２の外径は、比較的互いに等しい。第４の谷２０７７、第５の谷２０７９、第６の谷２０８１、第７の谷２０８３、第８の谷２０８５、第９の谷２０８７、第１０の谷２０８９および第１１の谷２０９１の外径は比較的互いに等しく、および、第３の谷２０７５の外径より小さい。
【００４８】
いくつかの実施形態において、図６Ｄに示すように、ジョイント２００、２０２に含まれるグリースの装填による第１の谷２０７１および第１の山２０７２の半径方向の反転を最小化すべく、ブーツカン２１１は、丸みを帯びたエッジ２１１１を有し、丸みを帯びたエッジ２１１１は、ブーツ２０７の取付部２０９６の下方を軸方向に延び、および、第１の組の屈曲部の第１の谷２０７１の下方を部分的に延びる。
【００４９】
特許法の規定に従い、実施形態はその最も好ましい実施形態を表わすと思われるものについて記載している。しかしながら、本発明は、具体的に図示および記載したものとは異なるように実施してもよく、そのことにより本発明の趣旨または範囲から逸脱することはないことを留意されたい。
【図１Ａ】
2019515198.tif 000003
【図１Ｂ】
2019515198.tif 000004
【図２】
2019515198.tif 000005
【図３】
2019515198.tif 000006
【図４Ａ】
2019515198.tif 000007
【図４Ｂ】
2019515198.tif 000008
【図４Ｃ】
2019515198.tif 000009
【図５】
2019515198.tif 000010
【図６Ａ】
2019515198.tif 000011
【図６Ｂ】
2019515198.tif 000012
【図６Ｃ】
2019515198.tif 000013
【図６Ｄ】
2019515198.tif 000014
【図７Ａ】
2019515198.tif 000015
【図７Ｂ】
2019515198.tif 000016
【図７Ｃ】
2019515198.tif 000017
【図８Ａ】
2019515198.tif 000018
【図８Ｂ】
2019515198.tif 000019
【図８Ｃ】
2019515198.tif 000020
【図９Ａ】
2019515198.tif 000021
【図９Ｂ】
2019515198.tif 000022
【図１０Ａ】
2019515198.tif 000023
【図１０Ｂ】
2019515198.tif 000024
【国際調査報告】
2019515198.tif 000025
2019515198.tif 000026