(57)【要約】エネルギー吸収プランジング型等速ジョイントは、外部ジョイント部分（５０）及び外部拡張軸方向範囲を含む。ジョイントはまた、前記外部ジョイント部分内に配置された内部ジョイント部分（４４）と、前記外部ジョイント部分及び前記内部ジョイント部分間で通常軸方向範囲の範囲内に案内される複数のトルク伝達機構（５８）とを含む。ジョイントは更に、前記外部ジョイント部分上で通常軸方向範囲より遠位にある拡張軸方向範囲内に配置された１つ又はそれ以上のエネルギー吸収面を含む。外部ジョイント部分上のエネルギー吸収面（７１、４８）は、前記外部ジョイント部分が前記通常軸方向範囲を越えて作動する時に、前記内部ジョイント部分又は前記複数のトルク伝達機構の少なくとも１つと干渉する。【選択図】図３
2007513305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部ジョイント部分と外部拡張軸方向範囲と、
前記外部ジョイント部分内に配置された内部ジョイント部分と、
前記外部ジョイント部分と前記内部ジョイント部分との間を通常軸方向範囲内で案内される複数のトルク伝達機構と、
前記通常軸方向範囲より遠位にあり、前記外部ジョイント部分に対し拡張軸方向範囲内に配置された１つ又はそれ以上のエネルギー吸収面と、
を含み、
前記外部ジョイント部分上のエネルギー吸収面が、前記外部ジョイント部分が前記通常軸方向範囲を越えて作動する際に、前記内部ジョイント部分又は少なくとも１つの前記複数のトルク伝達機構と干渉することを特徴とするエネルギー吸収プランジング型等速ジョイント。
【請求項２】
前記エネルギー吸収面の１つがサークリップであることを特徴とする請求項１に記載のジョイント。
【請求項３】
前記サークリップが、変形可能材料で作られることを特徴とする請求項２に記載のジョイント。
【請求項４】
前記変形可能材料が金属であることを特徴とする請求項３に記載のジョイント。
【請求項５】
前記変形可能材料がプラスチックであることを特徴とする請求項３に記載のジョイント。
【請求項６】
前記サークリップがリングであることを特徴とする請求項２に記載のジョイント。
【請求項７】
エネルギー吸収面の１つが、前記外部ジョイント部分の長手方向に延びるトラック上に配置された底面であることを特徴とする請求項１に記載のジョイント。
【請求項８】
前記底面が、１つ又はそれ以上の傾斜、段階的傾斜又は可変傾斜を有することを特徴とする請求項７に記載のジョイント。
【請求項９】
前記底面が、前記外部ジョイント部分と同一の材料要素で作られることを特徴とする請求項７に記載のジョイント。
【請求項１０】
前記エネルギー吸収面の１つがボア表面であることを特徴とする請求項１に記載のジョイント。
【請求項１１】
前記ボア表面が、１つ又はそれ以上の傾斜、段階的傾斜又は可変傾斜を有することを特徴とする請求項１０に記載のジョイント。
【請求項１２】
前記ボア表面が、前記外部ジョイント部分と同一の材料要素で作られることを特徴とする請求項１０に記載のジョイント。
【請求項１３】
前記エネルギー吸収面の１つがトラック面であることを特徴とする請求項１に記載のジョイント。
【請求項１４】
前記トラック面が、１つ又はそれ以上のテーパ又は段階的テーパを有することを特徴とする請求項１３に記載のジョイント。
【請求項１５】
前記トラック面が、前記外部ジョイント部分と同一の材料要素で作られることを特徴とする請求項１４に記載のジョイント。
【請求項１６】
前記外部ジョイント部分が、前記外部ジョイント部分の前記通常軸方向範囲より遠位にあり、且つ前記拡張軸方向範囲に近接して配置された円筒状開口端部と、前記円筒状開口端部にシール可能に取り付けられたグリースカバーとを更に含むことを特徴とする請求項１に記載のジョイント。
【請求項１７】
前記グリースカバーが、前記ジョイントが前記拡張軸方向範囲を越えて軸方向に移動する時に変位可能であることを特徴とする請求項１６に記載のジョイント。
【請求項１８】
前記エネルギー吸収面の１つ又はそれ以上が、前記拡張軸方向範囲内で前記外部ジョイント部分内に機械加工され、鍛造され又は積み重ねられることを特徴とする請求項１に記載のジョイント。
【請求項１９】
車両用プロペラシャフト組立体におけるエネルギー吸収プランジング型等速ジョイントであって、該ジョイントが、
外部ジョイント部分と外部拡張軸方向範囲と、
前記外部ジョイント部分内に配置された内部ジョイント部分と、
前記外部ジョイント部分と前記内部ジョイント部分との間を通常軸方向範囲内で案内される複数のトルク伝達機構と、
前記通常軸方向範囲より遠位にあり、且つ前記外部ジョイント部分上で拡張軸方向範囲内に配置された１つ又はそれ以上のエネルギー吸収面と、
を含み、
前記外部ジョイント部分上のエネルギー吸収面が、前記外部ジョイント部分が前記通常軸方向範囲を越えて作動する際に、前記内部ジョイント部分又は少なくとも１つの前記複数のトルク伝達機構と干渉することを特徴とするジョイント。
【請求項２０】
前記外部ジョイント部分が、前記外部ジョイント部分の前記通常軸方向範囲より遠位にあり且つ前記拡張軸方向範囲に近接して配置された円筒状開口端部と、前記円筒状開口端部にシール可能に取り付けられたグリースカバーとを更に含み、
前記グリースカバーが、前記ジョイントが前記拡張軸方向範囲を越えて軸方向に移動するときに変位可能であることを特徴とする請求項１９に記載のジョイント。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、自動車用プロペラシャフトに関し、より具体的には、自動車用プロペラシャフト内の耐衝突性とエネルギー吸収能力が改善された等速ジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
等速ジョイントは、自動車において一般的な構成要素である。通常、等速ジョイントは、一定速度の回転運動が所望され且つ必要とされる場所で使用される。等速ジョイントの一般的なタイプには、エンドモーション型又はプランジング型、及び固定モーション型設計が含まれる。特に関心が高いのは、トライポッド型ジョイント、ダブルオフセット型ジョイント、クロスグルーブ型ジョイント、クロスグルーブハイブリッド型ジョイントを含む、エンドモーション型又はプランジング型の等速ジョイントである。これらのプランジング型ジョイントの中でもトライポッド型等速ジョイントはトルク伝達部材としてローラーを使用し、他のものはトルク伝達部材としてボールを使用する。通常これらのタイプのジョイントは、車両のフロントサイドシャフトの内方（車両の中央に向って）及びリアのサイドシャフトにおいて内方と外方側、並びに、後輪駆動、全輪駆動、四輪駆動車両において見られるプロペラシャフト上で使用される。
【０００３】
プロペラシャフトは、後輪駆動や全輪駆動車両におけるように、トルクと回転運動を車両の前方からリアアクスルディファレンシャルに伝達するために自動車で一般的に使用される。プロペラシャフトはまた、四輪駆動車両においてトルクと回転運動をフロントアクスルディファレンシャルに伝達するのにも使用される。特に、ツーピースプロペラシャフトは、車両のフロント駆動ユニットとリアアクスルとの間の距離が大きい場合に通常使用される。同様にサイドシャフトは、自動車においてトルクをディファレンシャルから車輪に伝達するのに通常使用される。プロペラシャフトとサイドシャフトは、ジョイント又は一連のジョイントによってこれらそれぞれの駆動入力及び出力構成要素に連結される。プロペラシャフトとサイドシャフトの連結に使用されるジョイントのタイプには、カルダン型ジョイント、ルゼッパ型ジョイント、トライポッド型ジョイント、その他種々のボール型ジョイントが含まれる。
【０００４】
トルクと回転運動の伝達に加えて、プロペラシャフトとサイドシャフトは、多くの自動車用途における軸方向移動を可能にする。具体的には、軸方向移動は、エンドモーション型又はプランジング型等速ジョイントを用いることによりツーピースプロペラシャフト内に設計される。
【０００５】
機械的エネルギーの伝達と軸方向移動への対応に加えて、プランジング型等速ジョイントが適切な耐衝突性を有することが望ましい。特に、等速ジョイントを軸方向で短くして、プロペラシャフト又はサイドシャフトの座屈、室内貫通、或いはプロペラシャフト又はサイドシャフトに近接する別の車両構成要素の損傷を防止するのが望ましい。多くの衝突状況においては、車両のボディは、加速度を低減するエネルギー吸収によって短縮され、変形され、更には乗員と車両を保護する。従って、プロペラシャフトが衝突時に長さを短縮可能であり、等速ジョイントがその作動長を超えて移動可能であることが望ましい。プロペラシャフト内で等速ジョイントが衝突時にかなりの量の変形エネルギーを吸収することも望ましい。衝突状況時でのプロペラシャフト長の短縮は、プロペラシャフトを伸縮自在に収納してその後エネルギーを吸収させることによって達成される場合が多い。
【０００６】
伸縮自在なプロペラシャフト組立体では、ジョイントは、プロペラシャフトの伸縮自在性を実現する前に、等速ジョイントの制限を越えて平行移動する必要がある。幾つかの設計では、プロペラシャフトは、トルクを伝達し、伸縮自在能力を維持する必要がある。別の設計では、ジョイントの伸縮自在性は、ジョイント、ジョイントケージ、又は特定のタイプのジョイント保持リングが破壊された後にだけに生じる。更に別の設計では、ジョイントは、伸縮自在特性が軸方向のジョイント変位のために使用可能となる前に、最初にボールをレース区域から離脱させ平行移動させる必要がある。伸縮自在能力の限界は、衝突状況において軸方向変位が発生し得る前に等速ジョイントが使用不能となる必要があることである。従って、衝突時に軸方向変位に対応可能な等速ジョイントを有することに対する要望が存在する。
【０００７】
更に、エネルギー吸収は、等速ジョイントの機能的限界を超えた後にだけ生じる。これは、プロペラシャフトのエネルギー吸収の時間的遅延を引き起こす。この時初めてエネルギー吸収が完遂され、通常、力の段階的又はインパルスエネルギー吸収パターンを有する。最初のエネルギー吸収の後では通常、プロペラシャフト内に追加のエネルギー吸収は存在しない。しかし別の状況では、ジョイントボールが成功裏にジョイントレースを離脱してプロペラシャフト上に平行移動した後だけではあるが、追加のエネルギー吸収が存在する。従って、特にジョイントの正常な作動範囲を超えたときに、ジョイントの軸方向移動距離範囲にわたって力エネルギー吸収分布が制御され又は調整される等速ジョイントを有する要望が存在する。
【０００８】
トライポッド型ジョイントにおいて上述の特徴を有することは有利となるであろう。自動車製造や供給業者は、トライポッド型ジョイントをＧＩ型ジョイントとして一般的に認知している。本明細書の以下の本発明は、このタイプのジョイントに関する。トライポッド型ジョイントは、回転運動とトルクを伝達しながら、プロペラシャフトにおける角度変位や軸方向変位に対応するのに使用される。同様にプロペラシャフトとサイドシャフトは、駆動ユニットすなわちトランスミッションをリアアクスルギアボックス又はディファレンシャルに連結するのに使用される。トライポッド型ジョイントは、縦方向に延びる複数のトラックの間に円周方向に間隔を置いた複数の外部ボアを内部に有する外部ジョイント部分を含む。各トラックは、対向して配置された２つの縦方向サイドトラック間に間隔を置いた底部を有する。前記外部ジョイント部分内に配置され、複数のトラニオンの間に円周方向に間隔を置いた複数のスパイダー側部を有する内部ジョイント部分が存在する。各トラニオンは、トップレースとインナーレースを有し、前記トラニオンでは、内部ボアを有する複数のローラーが各前記トラニオンの前記インナーレース上に装着される。角度方向と軸方向変位は、内部ジョイントと外部ジョイントとの間に発生する。
【０００９】
クロスグルーブ型ジョイントにおいて上述の特徴を有することもまた有利となるであろう。クロスグルーブ型ジョイントは、自動車製造と供給業者によってＶＬ型ジョイントとして一般に知られており、以下の本明細書での本発明は、このタイプのジョイントに関する。ＶＬジョイントは、自動車のプロペラシャフトにおいて回転方向と軸方向変位に対応するため、及び連接（角度的に移動）可能に連結された少なくとも２つのシャフト部分を有するリアアクスルギアボックスに駆動ユニットを連結するために使用される。ジョイントは、外部ボールトラックを備える外部ジョイント部分と、内部ボールトラックを備える内部ジョイント部分と、各々が互いに関連付けられた外部と内部ボールトラック内に案内される複数のトルク伝達ボールとを有する。一方の関連付けられた外部ボールトラックや他方の関連付けられた内部ボールトラックが、ジョイントの中心軸に対して交差する角度を形成し、これらは大きさが同じで方向が反対に設定される。ボールは、ボールケージによってジョイントが軸方向に変位しているか又は連接されている場合に等速平面内に保持され、該ボールケージは、各々がボールの１つに対応する複数のケージウィンドウを備えている。外部ジョイント部分は中空シャフトに連結され、内部ジョイント部分は、軸方向変位を許容する連結シャフトに連結される。
【００１０】
クロスグルーブハイブリッド型ジョイントにおいて上述の特徴を有することも有利となるであろう。クロスグルーブハイブリッド型ジョイントは、自動車製造や供給業者によってＳＸ型又はＸＬ型ジョイントとして一般に知られており、以下の本明細書の本発明はこのタイプのジョイントに関する。ＳＸ型ジョイントは、プロペラシャフトにおいて角度方向と軸方向変位に対応するために使用される。プロペラシャフトは、同様に、少なくとも２つの連接可能に連結されたシャフト部分を有するリアアクスルギアボックスに駆動ユニットすなわちトランスミッションを連結するために使用される。ジョイントは、外部ボールトラックを備える外部ジョイント部分と、内部ボールトラックを備える内部ジョイント部分と、互いに関連付けられた外部と内部ボールトラック内に各々が案内される複数のトルク伝達ボールとを有する。一方の関連付けられた外部ボールトラックと、他方の関連付けられた内部ボールトラックとがジョイントの中心軸に対して交差する角度を形成し、これらは大きさが同じで方向が反対に設定される。これらの関連付けられた外部と内部トラックは、軸線に対し軸方向に直線状である内部ボールトラックと外部ボールトラックの対応するペアと交互している。ボールは、ボールケージによってジョイントが軸方向に変位しているか又は連接されている場合に等速平面内に保持され、該ボールケージは、各々がボールの１つに対応する複数のケージウィンドウを備えている。外部ジョイント部分は中空シャフトに連結され、内部ジョイント部分は、軸方向変位を許容する連結シャフトに連結される。
【００１１】
ダブルオフセット型ジョイントにおいて上述の特徴を有することも有利となるであろう。ダブルオフセット型ジョイントは、自動車製造や供給業者によってＤＯ型ジョイントとして一般に知られており、以下の本明細書での本発明は、このタイプのジョイントに関する。ダブルオフセット型ジョイントは、プロペラシャフトにおいて角度方向と軸方向変位に対応するために使用される。プロペラシャフトは、同様に、駆動ユニットすなわちトランスミッションをリアディファレンシャルに連結するために使用される。該ディファレンシャルは、複数の直線型ボールトラックがその内部円筒面上に軸方向に形成される外部ジョイント部分を有する。外部ジョイント部分は、内部ジョイント部分を収容し、該内部ジョイント部分内には、複数の直線型ボールトラックが、その外部球面上に軸方向に形成され、等しい数のトルク伝達ボールが、ボールケージ内のケージウィンドウによって保持され、更に、外部と内部ボールトラックのペア内に位置付けされる。ケージの外部球面の球中心と内部凹面の球中心とが、ケージウィンドウの中心から軸方向で反対側にオフセットしているので、これらは、「ダブルオフセット型」と呼ばれる。この種類のジョイントが動作角を取りながらトルクを伝達すると、ケージは、内部ジョイント部分の傾斜に応答してボールトラック内を移動するトルク伝達ボールの位置まで回転し、動作角と交差する等速平面上にトルク伝達ボールを保持する。更に、外部ジョイント部分と内部ジョイント部分とが軸方向で相対的に変位すると、ケージの外部球面と外部ジョイント部分の内部円筒面との間にスリップが生じ、平滑な軸方向変位（プランジング）が確実なものとする。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、耐衝突性及びエネルギー吸収性を改善するための少なくとも１つのエネルギー吸収要素を有する、車両用ドライブラインで使用する等速ジョイントに関する。特に、本明細書で説明する等速ジョイントの少なくとも１つのエネルギー吸収要素は、ジョイントの通常の軸方向移動範囲を越えた軸方向変位に対してジョイントのエネルギー吸収を制御するように調整される。
【００１３】
本発明の１つの実施態様は、耐衝突性の改善を目的としたエネルギー吸収プランジング型等速ジョイントを提供する。具体的には、等速ジョイントは、通常軸方向範囲と拡張軸方向範囲を内部に備え、さらに、縦方向に延びる複数のトラックの間に円周方向に間隔を置いた複数の外部ボアを内部に備える外部ジョイント部分を有する。各トラックは、対向して配置された２つのサイドトラックの間に間隔を置いた底部を有する。更に、内部ジョイント部分は、前記外部ジョイント部分内に配置されて、複数のトラニオン間に円周方向に間隔を置いた複数のスパイダー側部を有する。各トラニオンは、トップ部及びインナーレースを有する。加えて、各々が内部ボアを有する複数のローラーは、各トラニオンのインナーレースに近接して装着される。角度方向と軸方向変位は、内部ジョイント部分と外部ジョイント部分との間に発生する。少なくとも１つのエネルギー吸収面は、外部ジョイント部分上で拡張軸方向範囲内に配置される。この場合、ジョイントが前記通常軸方向範囲を越えて作動するときにエネルギー吸収面が内部ジョイント部分と干渉し、ジョイントがスラストエネルギーを吸収する。
【００１４】
本発明の更なる実施態様は、耐衝突性の改善を目的としたエネルギー吸収プランジング型等速ジョイントを提供する。具体的には、等速ジョイントは、外部ジョイント部分、内部ジョイント部分、複数のトルク伝達ボール、ボールケージを有し、そのボールケージは外部と内部ジョイント部分の外部と内部ボールトラック内にトルク伝達ボールを保持するためのケージウィンドウを備える。トルク伝達ボールは、ボールケージによって等速平面内に保持されて、外部と内部ボールトラックの対応するペアによって案内される。外部と内部ボールトラックは、軸線に対して交差する角度を形成し、該角度は、大きさが同一であるが互いに反対方向のセットである。外部ジョイント部分と内部ジョイント部分は、プロペラシャフトにおいてトルクを伝達する際に通常軸方向範囲内で作動する。内部ジョイント部分と外部ジョイント部分が通常軸方向範囲を越えてスラストされたときに軸方向運動に対応することができる内部拡張軸方向範囲及び外部拡張軸方向範囲が存在する。外部拡張軸方向範囲内又は内部拡張軸方向範囲内に配置された少なくとも１つのエネルギー吸収面が存在する。エネルギー吸収面は、ジョイントが前記通常軸方向範囲を越えて作動するときにトルク伝達ボールの少なくとも１つに干渉し、ジョイントがスラストエネルギーを吸収するのを可能にする。
【００１５】
本発明の更に別の実施態様は、耐衝突性の改善を目的としたエネルギー吸収プランジング型等速ジョイントを提供する。具体的には、等速ジョイントは、外部ジョイント部分、内部ジョイント部分、複数のトルク伝達ボール、ボールケージを有し、そのボールケージは、外部と内部ジョイント部分の外部と内部ボールトラック内にトルク伝達ボールを保持するためのケージウィンドウを備える。トルク伝達ボールは、ボールケージによって等速平面内に保持されて、外部と内部ボールトラックの対応するペアによって案内される。外部と内部ボールトラックは、軸線に対して交差する角度を形成し、該角度は、大きさが同じだが、互いに逆方向に設定される。外部と内部ボールトラックの対応するペアは、軸線に対して軸方向で直線状である内部ボールトラックと外部ボールトラックに対応する別のペアと変えることができる。外部ジョイント部分と内部ジョイント部分は、プロペラシャフトにおいてトルクを伝達するときに通常軸方向範囲内で作動する。内部ジョイント部分と外部ジョイント部分が通常軸方向範囲を越えてスラストされたときに軸方向運動に対応できる内部拡張軸方向範囲と外部拡張軸方向範囲が存在する。外部拡張軸方向範囲内に又は内部拡張軸方向範囲内に位置付けられた少なくとも１つのエネルギー吸収面が存在する。エネルギー吸収面は、ジョイントが前記通常軸方向範囲を越えて作動するときにトルク伝達ボールの少なくとも１つと干渉して、ジョイントがスラストエネルギーを吸収するのを可能にする。
【００１６】
本発明の更なる実施態様は、耐衝突性の改善を目的としたエネルギー吸収プランジング型等速ジョイントを提供する。具体的には、等速ジョイントは、外部ジョイント部分、内部ジョイント部分、複数のトルク伝達ボール、ボールケージを有し、そのボールケージは、外部と内部ジョイント部分の外部と内部ボールトラック内にトルク伝達ボールを保持するためのケージウィンドウを備える。トルク伝達ボールは、ボールケージによって等速平面内に保持され、外部と内部ボールトラックの対応するペアによって案内される。ボールケージは、外部ジョイント部分の内部ボアによって接触して案内される外部球面、及び、内部ジョイント部分の凸面によって接触して回転可能に案内される内部凹面を有する。外部ジョイント部分は、通常軸方向範囲、拡張軸方向範囲、その拡張軸方向範囲内に配置された少なくとも１つのエネルギー吸収面を有する。この場合、エネルギー吸収面は、ジョイントが通常軸方向範囲を越えて作動する時にトルク伝達ボールの少なくとも１つに干渉して、ジョイントがスラストエネルギーを吸収するのを可能にする。
【００１７】
本発明の１つの特徴は、ジョイントがその通常軸方向範囲を越えてスラストされたときに拡張軸方向範囲内でエネルギーを吸収することである。本発明自体は、更なる目的及び意図された利点と共に添付図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって最も良く理解されるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
本発明をより完全に理解するために、添付図面において極めて詳細に図示され、本発明の実施例を用いて以下で説明する実施形態を参照する必要がある。
【００１９】
以下の説明では、種々の動作パラメータと構成要素が１つの構成された実施形態について説明される。これらの特定のパラメータと構成要素は、例として含められ、限定を意図するものではない。
【００２０】
本発明は、車両のプロペラシャフト内での耐衝突性を改善した装置に関して説明するが、以下の装置は、自動車の駆動アクスルや伸縮可能プロペラシャフト組立体を必要とする他の車両や非車両用途を含む種々の目的に適応させることが可能である。
【００２１】
次に図１を参照すると、本発明による等速ジョイント１１を使用することによりって利点をもたらすことができる四輪駆動車両用ドライブライン１０の平面図を示す。図１に示すドライブラインは、四輪駆動車両において典型的であるが、本発明による等速ジョイント１１はまた、後輪駆動専用車両、前輪駆動専用車両、全輪駆動車両、四輪駆動車両においても使用可能である点に留意されたい。車両用ドライブライン１０は、トランスミッション１６に連結されたエンジン１４やトランスファーケース１８のような動力取出し装置を含む。フロントディファレンシャル２０は、右側サイドシャフト２２と左側サイドシャフト２４とを含み、その各々が車輪に連結されて、これらに動力を伝達する。右側フロントサイドシャフト２２と左側フロントサイドシャフト２４の両端部上に、等速ジョイント１２がある。フロントプロペラシャフト２５は、フロントディファレンシャル２０をトランスファーケース１８に連結する。プロペラシャフト２６は、トランスファーケース１８をリアディファレンシャル２８に連結し、該リアディファレンシャル２８は、リア右側サイドシャフト３０とリア左側サイドシャフト３２に連結され、これらの各々が、それぞれの車輪に連結される。等速ジョイント１２は、後輪をリアディファレンシャル２８に連結するサイドシャフト３０、３２の両端部上に配置される。図１に示すプロペラシャフト２６は、ツーピースプロペラシャフトである。各端部は、カルダンジョイント、或いは等速ジョイント又は非等速ジョイントの幾つかの種類のいずれか１つを含むことができるロータリージョイント３４を含む。プロペラシャフト２６の２つの部品間には、本発明による高速度等速ジョイント１１と中間シャフト軸受のような支持部３６がある。等速ジョイント１１、１２、３４は、車輪又はシャフト２５、２６が車両のサスペンションの操舵又は昇降に起因した変化する角度を有する場合でさえも、プロペラシャフト２６、フロントプロペラシャフト２５、サイドシャフト２２、２４、３０、３２を介して動力を車輪に伝達する。等速ジョイント１１、１２、３４は、プランジングトライポッド型ジョイント、クロスグルーブ型ジョイント、クロスグルーブハイブリッド型ジョイント又はダブルオフセット型ジョイント、或いは他のいずれかのタイプの等速ジョイントなどの公知で且つ有利に使用される標準的なタイプのいずれかとすることができる。
【００２２】
図２は、本発明の実施形態による１つ又はそれ以上の等速ジョイント１１、３４を含む車両用プロペラシャフト２６組立体の半断面図を示す。プロペラシャフト２６組立体は、等速ジョイント１１、３４の１つ、２つ、又はその組み合わせを含むことができる。等速ジョイントは、一体鋳造型、ディスク型、フランジ型、又は、当該技術分野で公知の別の型であってもよい。プロペラシャフト２６組立体は、プロペラシャフト２６によりトルクをトランスミッション１６からリアディファレンシャル２８に伝達する。等速ジョイント１１、３４は、軸方向にプランジング可能である。等速ジョイント１１、３４は、内部ジョイント部分３８と外部ジョイント部分４０とを有する。等速ジョイント１１の外部ジョイント部分４０は、中空シャフト４２の一方端部に、例えば摩擦溶接によって連結される。中空シャフト４２は、その外径よりも小さな内径と２つの開口端部とを備える円筒型シェルを有するものとして定義される。中空シャフト４２の他端部は、プロペラシャフト２６の向きに応じてリアディファレンシャル２８又はトランスミッション１６に連結可能なロータリージョイント３５に連結される。内部ジョイント部分３８内には連結シャフト４４が挿入されており、該連結シャフト４４は、ジョイント１１から一定の距離でシャフト軸受３６によって支持される。
【００２３】
同様に、組み合わせて、代替として、等速ジョイント３４の外部ジョイント部分４０は、中空シャフト４３の一端部に例えば図示していないボルト連結によって連結される。中空シャフト４３の他端部は、連結シャフト４４の反対側にあるシャフト軸受３６に連結される。内部ジョイント部分３８内には、連結シャフト４５が挿入されており、該連結シャフトは、プロペラシャフト２６の向きに応じてトランスミッション１６又はリアディファレンシャル２８に連結可能である。プロペラシャフト２６組立体は、プロペラシャフト２６によりトルクをトランスミッション１６からリアディファレンシャル２８に伝達する。
【００２４】
トルクの伝達に加えて、プロペラシャフト２６は、等速ジョイント１１、３４内で軸方向と角度方向変位に対応することができる。中空シャフト４３、４３の軸方向移動と連接は、連結シャフト４４、４５に対して相対的である。軸方向移動は、シャフト中心線に対して相対的である。しかしながら、特定の衝突状況では、連結シャフト４４、４５は、調整されたエネルギー吸収面と係合しながらジョイントの正常な作動範囲を越えてシャフト４２、４３へ向って軸方向にスラストする。調整されたエネルギー吸収面は、等速ジョイント１１、３４の拡張軸方向範囲にわたって延びる。この拡張軸方向範囲を超過し、ジョイント部品が中空シャフト４２、４３内に開放されるか、又は中空シャフト４２、４３によって阻止されるまではエネルギーを吸収することができる。エネルギー吸収面によって引き起こされる干渉量の増加又は減少により軸方向移動に必要なスラストを増加又は減少させることが可能である。
【００２５】
以下の本開示事項を明確にするために、内部ジョイント部分５２を図３、図４、図５の半断面図において円筒で示し、該断面図はトラック６０のローラー５８の１つを示すことができる。図３、図４、図５を検討する際には、図６、図７、図８も同様に参照する。
【００２６】
図３は、プロペラシャフト組立体における本発明の１つの実施形態による等速ジョイント１１の半断面図を示す。ジョイント１１は、軸方向にプランジング可能なトライポッド型等速ジョイントであり、外部ジョイント部分５０、内部ジョイント部分５２、複数のローラー５８を含む。外部ジョイント部分５０は、通常軸方向範囲Ｎ、拡張軸方向範囲Ｅ、複数の外部ボア７４を内部に含み、複数の外部ボア７４は縦方向に延びる複数のトラック６０の間に円周方向に間隔を置いて配置され、各トラック６０は、対向して配置された２つのサブトラック８０間に間隔を置いた底部８６を有する。
【００２７】
内部ジョイント部分５２は、前記外部ジョイント部分５０内に配置され、複数のトラニオン５３の間に円周方向に間隔を置いた複数のスパイダー側部５４を有する。トラニオン５３の各々は、トップ部５５とインナーレース５６を有する。複数のローラー５８は内部ボア５９を有する。ローラー５８の各々は、トラニオン５３の１つのインナーレース５６上に装着される。このように、外部ジョイント部分５０と内部ジョイント部分５２は、縦方向に延びるトラック６０内に配置されたローラー５８を介して駆動可能に連結され、内部ジョイント部分５２と外部ジョイント部分５０との間の角度方向と軸方向変位を可能にする。
【００２８】
外部ジョイント部分５０は、例えば摩擦溶接によって外部ジョイント部分に固定される中空シャフト４２に連結される。中空シャフト４２はまた、フランジを付けられて、例えばボルトにより外部ジョイント部分に連結されてもよい。
【００２９】
内部ジョイント部分５２内に連結シャフト４４が挿入されている。プレートキャップ４６は、外部ジョイント部分５０に固定される。回旋形状ブート４７が、プレートキャップ４６を連結シャフト４４に対してシールする。円筒状開口端部６６における、すなわち中空シャフト４２に向うジョイント１１の他の端部は、グリースカバー４８によってシールされる。加えて、グリースカバー４８は、連結シャフト４４が等速ジョイント１１の拡張軸方向範囲Ｅを越えてスラストされる場合に幾らかのエネルギー吸収をもたらすことができる。等速ジョイント１１は、その通常軸方向範囲Ｎ内で動作するように設計されるが、衝突又は偶発的なスラストによる圧縮は、拡張軸方向範囲Ｅ内又はこれを過ぎて内部ジョイント部分５２とローラー５８を押し進めるように印加される。
【００３０】
本発明のこの実施形態では、ジョイントは、サークリップ７１である調整されたエネルギー吸収面７０を有する。サークリップ７１は、拡張軸方向範囲Ｅで円周方向に配置されて、外部ジョイント部分５０の内面５１に結合される。本実施形態では、サークリップ７１は、好ましくは金属又はプラスチックの変形可能材料で作られた環状リングであり、縦方向に延びるトラック６０内にあるように外部ジョイント部分５０内に位置決めされる。衝突などの偶発的な力が作用した結果として、連結シャフト４４が、内部ジョイント部分５２とローラー５８と共にジョイント１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて拡張軸方向範囲Ｅ内にスラストされると、内部ジョイント部分５２のローラー５８、トップ部５５又はスパイダー側部５４は、サークリップ７１と干渉するか、又はサークリップ７１によって阻止される。サークリップ７１の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。サークリップ７１は、ジョイント１１の構成要素の運動を阻止している間、除去、変形、又は破断される可能性がある。サークリップ７１は、様々なレベルの力をもたらすように調整することができ、等速ジョイント１１内で制御されたエネルギー吸収分布の設計を可能にする。この調整を、サークリップ７１の寸法、形状、材質又は位置を変更することによって行うことができる。図示しないが、１つより多いサークリップ７１が、等速ジョイント１１の拡張軸方向範囲Ｅ内に配置されてもよい。
【００３１】
このように、通常の動作条件下では、内部ジョイント部分５２とローラー５８は、等速ジョイント１１の通常軸方向範囲Ｎ内で動作する。しかしながら、特定の衝突状況では、連結シャフト４４が、内部ジョイント部分５２とローラー５８と共に中空シャフト４２に向かってスラストされ、外部ジョイント部分５０の内面５１上でのサークリップ７１の阻止によって引き起こされる拡張軸方向範囲Ｅに沿ってトラックとボアのエネルギーを吸収することが可能となる。サークリップ７１は、塑性エネルギーを吸収する拡張軸方向範囲Ｅ上に存在する異物とすることができることが企図される。
【００３２】
図４は、本発明の代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図を示す。本実施形態では、ジョイントは、ボア表面７５である調整されたエネルギー吸収面７３を有する。ボア表面７５は拡張軸方向範囲Ｅ内に円周方向に配置され、傾斜Θを有し、縦方向に延びる２つの何らかのトラック６０間で外部ジョイント部分５０の外部ボア７４に結合される。加えて又は代替的に、ボア表面７５は、複数の傾斜、段階的傾斜又は可変傾斜を有することができる。ボア表面７５は、何らかの１つ又はそれ以上の縦方向に延びるトラック６０間に、或いは拡張軸方向範囲Ｅにおける全ての外部ボア上全体に配置することができる。ボア表面７５は、外部ボア７４上への材料の積層化（すなわち溶接）によって、又は、機械加工中の外部ボア７４のアンダーカットによって加工することができる。１つの実施形態では、機械加工中に外部ボア７４を縮径して拡張軸方向範囲Ｅ内に傾斜Θを形成することにより、外部ジョイント部分５０と同じ材料でボア表面７５を加工することが企図される。しかしながら、当業者であれば、ボア表面７５は、幾つかの方法の中でも、外部ボア７４上に材料のタッキング、スタッキング又はリベット締めを行うことによって形成される（図７を参照）ことを理解するであろう。このように、衝突などの偶発的な力が作用した結果として、連結シャフト４４が、内部ジョイント部分５２とローラー５８と共にジョイント１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて拡張軸方向範囲Ｅ内にスラストされると、内部ジョイント部分５２のスパイダー側部５４は、ボア表面７５と干渉するか、或いはボア表面７５によって阻止される。ボア表面７５の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。ボア表面７５は、様々な水準の力をもたらすように調整することができ、等速ジョイント１１内で制御されたエネルギー吸収分布の設計を可能にする。この調整を、ボア表面７５の寸法、形状、材質又は位置を変更することによって行うことができる。図３に示すように、等速ジョイント１１の拡張軸方向範囲Ｅにおいてあらゆる数のボア表面７５をあらゆる数のサークリップ７１と組み合わせて、調整され、制御されたエネルギー吸収速度を実現することができる。
【００３３】
このように、通常の動作条件下では、内部ジョイント部分５２とローラー５８は、等速ジョイント１１の通常軸方向範囲Ｎ内で作動する。しかしながら、特定の衝突状況では、内部ジョイント部分５２とローラー５８と共に連結シャフト４４が中空シャフト４２に向かってスラストされ、外部ジョイント部分５０のボア表面７５の阻止によって引き起こされる拡張軸方向範囲Ｅに沿ったボアのエネルギー吸収が可能となる。
【００３４】
更に、底面８８である、調整されたエネルギー吸収面８７を有するジョイントの代替的な実施形態を図４に示す。底面８８は、拡張軸方向範囲Ｅにおいて円周方向に配置され、傾斜Θ１を有し、縦方向に延びるトラック６０の対向して配置された２つの何らかのサイドトラック８０間で外部ジョイント部分５０の底部８６に連結される。加えて又は代替的に、底面８８は、複数の傾斜、段階的傾斜、又は可変傾斜を有することができる。３つの傾斜を本実施形態の底面８８において図４に示す。底面８８は、拡張軸方向範囲Ｅにおいて１つ又はそれ以上の縦方向に延びるトラック６０のいずれかの間に配置することができる。底面８８は、底部８６上への材料の積層化（すなわち溶接）によって、又は、ブローチ加工中の底面８８のアンダーカットによって加工することができる。１つの実施形態では、機械加工中に底面８８を縮径して拡張軸方向範囲Ｅ内に傾斜Θ１を形成することにより、外部ジョイント部分５０と同じ材料で底面８８を加工することが企図される。しかしながら、当業者であれば、底面８８は、幾つかの方法の中でも、底部８６上に材料のタッキング、スタッキング又はリベット締めを行うことによって形成される（図７を参照）ことを理解するであろう。このように、衝突などの偶発的な力が作用した結果として、内部ジョイント部分５２とローラー５８と共に連結シャフト４４が、ジョイント１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて拡張軸方向範囲Ｅ内にスラストされると、内部ジョイント部分５２のトップ部５５は、底面８８と干渉するか、又は底面８８によって阻止される。底面８８の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。底面８８は、様々な水準の力をもたらすように調整することができ、等速ジョイント１１内で制御されたエネルギー吸収分布の設計を可能にする。この調整を、底面８８の寸法、形状、材質又は位置を変更することによって行うことができる。等速ジョイント１１の拡張軸方向範囲Ｅにおいてあらゆる数の底面８８をあらゆる数のサークリップ７１又はボア表面７５と組み合わせて、調整され制御可能なエネルギー吸収速度を実現することができる。
【００３５】
このように、通常の動作条件下では、内部ジョイント部分５２とローラー５８は、等速ジョイント１１の通常軸方向範囲Ｎ内で作動する。しかしながら、特定の衝突状況では、内部ジョイント部分５２とローラー５８と共に連結シャフト４４が中空シャフト４２に向かってスラストされ、外部ジョイント部分５０の底面８８の阻止によって引き起こされる拡張軸方向範囲Ｅに沿った底部のエネルギー吸収が可能となる。
【００３６】
図５は、本発明の代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図を示す。本実施形態では、ジョイントは、トラック面８２である調整されたエネルギー吸収面８１を有する。トラック面８２は、テーパ８４を有し、外部ジョイント部分５０の縦方向に延びるトラック６０の拡張軸方向範囲Ｅにおいてサイドトラック８０上に配置される。他のサイドトラック８０のいずれかの上に配置された１つ又はそれ以上のトラック面８２が存在してもよい。テーパ８４は、図示のように拡張軸方向範囲Ｅ全体にわたり直線的に延びることができる。或いは、図示はしないが、トラック面は、寸法が増大又は減少する可変テーパ又は階段状テーパを有してもよい。トラック面８２は、サイドトラック８０上への材料の積層化（すなわち溶接）によって、又は、ブローチ加工中のトラック面８２のアンダーカットによって加工することができる。１つの実施形態では、機械加工中に拡張軸方向範囲Ｅにおいてトラック面８２テーパを縮小することにより、トラック面８２が外部ジョイント部分５０と同じ材料で加工される点が企図される。しかしながら、当業者であれば、トラック面８２は、幾つかの方法の中でも、底部８６上に材料のタッキング、スタッキング又はリベット締めを行うことによって形成される（図７を参照）ことを理解するであろう。このように、衝突などの偶発的な力が作用した結果として、連結シャフト４４が、内部ジョイント部分５２とローラー５８と共にジョイント１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて拡張軸方向範囲Ｅ内にスラストされると、ローラー５８は、トラック面８２と干渉するか、又はトラック面８２によって阻止される。トラック面８２の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。トラック面８２は、様々な水準の力をもたらすように調整することができ、等速ジョイント１１内で制御されたエネルギー吸収分布の設計を可能にする。この調整を、トラック面８２の寸法、形状、材質又は位置を変更することによって行うことができる。
【００３７】
このように、通常の動作条件下では、内部ジョイント部分５２とローラー５８は、等速ジョイント１１の通常軸方向範囲Ｎ内で作動する。しかしながら、特定の衝突状況では、内部ジョイント部分５２とローラー５８と共に連結シャフト４４が中空シャフト４２に向かってスラストされ、外部ジョイント部分５０のトラック面８２上での内部ジョイント部分５２のローラー５８の阻止によって引き起こされる拡張軸方向範囲Ｅに沿ったトラックのエネルギー吸収が可能となる。
【００３８】
図６は、本発明による等速ジョイントの外部ジョイント部分の断面図を示す。外部ボア７４と縦方向に延びるトラック６０とを有する外部ジョイント部分５０が示されている。縦方向に延びるトラック６０は、対向して配置された２つの縦方向サイドトラック８０間に間隔を置いた底部８６を有する。拡張軸方向範囲には、エネルギー吸収面７３、８１、８７があり、これらはそれぞれ、ボア表面７５、トラック面８２、底面８８である。ボア表面７５は、外部ボア７４上に配置され、トラック面８２は、サイドトラック８０上に配置され、底面８８は、底部８６上に配置され、これらの全ては、外部ジョイント部分５０の拡張軸方向範囲に存在する。
【００３９】
１つ又はそれ以上のトラック面８２、１つ又はそれ以上のサークリップ７１、１つ又はそれ以上の底面８８、１つ又はそれ以上のボア表面７５を組み合わせて、等速ジョイント１１がその通常軸方向範囲Ｎを越えて作動する際に、制御され、調整されたエネルギー吸収速度を実現することができる。
【００４０】
図１０は、プロペラシャフト組立体における本発明の１つの実施形態による等速ジョイント１１１の半断面図を示す。ジョイント１１１は、軸方向にプランジング可能なクロスグルーブ型等速ジョイントである。等速ジョイント１１１は、外部ジョイント部分１５０、内部ジョイント部分１５２、ボールケージ１５４を含み、さらにケージウィンドウ１５８内に各々が保持される１つより多いトルク伝達ボール１５６を含む。外部ジョイント部分１５０は、中空シャフト１４２に近接して配置された円筒状開口端部１６６と、通常軸方向範囲Ｎ及び外部拡張軸方向範囲Ｅを有する外部ジョイント部分１５０の長さ全体にわたって縦方向に延びる外部ボールトラック１６０とを含む。内部ジョイント部分１５２は、通常軸方向範囲Ｎ及び内部拡張軸方向範囲ＩＥを有する内部ジョイント部分１５２の長さ全体にわたって縦方向に延びる内部ボールトラック１６１を含む。内部ジョイント部分１５２の内部拡張軸方向範囲ＩＥは、外部ジョイント部分１５０の外部拡張軸方向範囲Ｅから反対方向で通常軸方向範囲Ｎ付近に対応して位置付けられる。各内部ボールトラック１６１は、対応する外部ボールトラック１６０と関連付けられ、軸線に対して交差する角度を形成する。この角度は、大きさは同じで逆方向に設定し、内部ボールトラック１６１と外部ボールトラック１６０に対応する。各内部ボールトラック１６１の長さは、各外部ボールトラック１６０の長さと同じ大きさであるが、図面では本発明の態様を明確にするために長さが異なるように示している。或いは、内部ボールトラック１６１と外部ボールトラック１６０は、様々な長さを有することが可能であり、これらの短い方は、２つの長い方の交差角に対応して比例することが理解できる。従って、外部ジョイント部分１５０と内部ジョイント部分１５２は、ボールトラック１６０、１６１内に配置されたトルク伝達ボール１５６を介して駆動可能に連結され、ボールトラック１６０、１６１の各対応するペアに対して１つのトルク伝達ボール１５６が存在する。トルク伝達ボール１５６は、ボールケージ１５４によって等速平面内に位置決めされて維持され、ここではボールケージ１５４が２つのジョイント部分１５０、１５２の間に配置される。ボールケージ１５４が内部ジョイント部分１５２と外部ジョイント部分１５０に位置決め可能に係合していないので、等速ジョイント１１１は軸方向移動を可能にする。
【００４１】
外部ジョイント部分１５０は、例えば摩擦溶接によって外部ジョイント部分に固定される中空シャフト１４２に連結される。中空シャフト１４２はまた、フランジを付けられて、例えばボルトにより外部ジョイント部分に連結されてもよい。
【００４２】
内部ジョイント部分１５２内に連結シャフト１４４が挿入されている。プレートキャップ１４６は、外部ジョイント部分１５０に固定される。回旋状ブート１４７が、プレートキャップ１４６を連結シャフト１４４に対してシールする。円筒状開口端部１６６における、すなわち中空シャフト１４２に向うジョイント１１１の他の端部は、グリースカバー１４８によってシールされる。加えて、カバー１４８は、連結シャフト１４４が等速ジョイント１１１の拡張軸方向範囲Ｅを越えてスラストされる場合に幾らかのエネルギー吸収をもたらすことができる。等速ジョイント１１１は、その通常軸方向範囲Ｎ内で動作するように設計されるが、衝突又は偶発的なスラストによる圧縮は、両方のジョイント構成要素の拡張軸方向範囲Ｅ、ＩＥ内へ又はこれを過ぎて内部ジョイント部分１５２、ボールケージ１５４、トルク伝達ボール１５６を押し進めるように印加される。
【００４３】
本発明の本実施形態では、ジョイントは、サークリップ１７６である調整されたエネルギー吸収面１７４を有する。サークリップ１７６は、外部拡張軸方向範囲Ｅで円周方向に配置されて、外部ジョイント部分１５０に結合される。本実施形態では、サークリップ１７６は、好ましくは金属又はプラスチックの変形可能材料で作られた環状リングであり、外部ボールトラック１６０内にあるように外部ジョイント部分１５０内に位置決め可能である。衝突などの偶発的な力が作用した結果として、内部ジョイント部分１５２、トルク伝達ボール１５６、ボールケージ１５４と共に連結シャフト１４４が、ジョイント１１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて外部拡張軸方向範囲Ｅ内にスラストされると、トルク伝達ボール１５６は、サークリップ１７６と干渉するか、又はサークリップ１７６によって阻止される。サークリップ１７６の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント１１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。サークリップ１７６は、様々な水準の力をもたらすように調整することができ、等速ジョイント１１１内で制御されたエネルギー吸収分布の設計を可能にする。この調整を、サークリップ１７６の寸法、形状、材質又は位置を変更することによって行うことができる。１つより多いサークリップ１７６が、等速ジョイント１１１の外部拡張軸方向範囲Ｅ内に配置されてもよい。
【００４４】
加えて又は代替的に、サークリップ１７６は、内部拡張軸方向範囲ＩＥ内に円周方向に配置されて、内部ジョイント部分１５２（図３には示さず）に結合されもよい。衝突などの偶発的な力が作用した結果として、内部ジョイント部分１５２、トルク伝達ボール１５６、ボールケージ１５４と共に連結シャフト１４４が、ジョイント１１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて内外部拡張軸方向範囲ＩＥ内にスラストされると、トルク伝達ボール１５６は、サークリップ１７６と干渉するか、又はサークリップ１７６によって阻止される。サークリップ１７６の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント１１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。
【００４５】
このように、通常の動作条件下では、トルク伝達ボール１５６は、等速ジョイント１１１の通常軸方向範囲Ｎ内で作動する。しかしながら、特定の衝突状況では、内部ジョイント部分１５２、ボールケージ１５４、トルク伝達ボール１５６と共に連結シャフト１４４が、中空シャフト１４２に向かってスラストされ、外部ジョイント部分１５０上か又は内部ジョイント部分１５２に対するそれぞれサークリップ１７６の阻止によって引き起こされる外部拡張軸方向範囲Ｅ又は内部拡張軸方向範囲ＩＥに沿ったトラックとボアのエネルギー吸収が可能となる。本ジョイントが、外部拡張軸方向範囲Ｅ内に位置付けられるときには、ジョイントはこれに対応して内部拡張軸方向範囲ＩＥ内に位置付けられる。サークリップ１７６は、この実施形態において与えられたリングと同等のエネルギー吸収効果を有し、塑性エネルギーを吸収する、外部拡張軸方向範囲Ｅ又は内部拡張軸方向範囲ＩＥ上に存在する異物とすることができることが企図される。
【００４６】
図１１は、本発明の代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図を示す。本実施形態では、ボア表面１８２である調整されたエネルギー吸収面１８０が存在する。ボア表面１８２は、拡張軸方向範囲Ｅ内に円周方向に配置され、傾斜Θを有し、２つの何らかのボールトラック１６０間で外部ジョイント部分１５０の内部ボア１６４に結合される。加えて又は代替的に、ボア表面１８２は、複数の傾斜、段階的傾斜又は可変傾斜を有することができる。ボア表面１８２は、１つ又はそれ以上の外部ボールトラック１６０の何らかのセットの間に、或いは外部拡張軸方向範囲Ｅにおける内部ボア表面１６４全体に配置することができる。ボア表面１８２は、外部ジョイント部分１５０の内部ボア表面１６４上への材料の積層化（すなわち溶接）によって、又は、機械加工中の内部ボア表面１６４のアンダーカットによって加工することができる。１つの実施形態では、機械加工中に内部ボア１６４を縮径して外部拡張軸方向範囲Ｅ内に傾斜Θを形成することにより、外部ジョイント部分１５０と同じ材料でボア表面１８２を加工することが企図される。しかしながら、当業者であれば、ボア表面１８２は、幾つかの方法の中でも、内部ボア１６４上に材料のタッキング、スタッキング又はリベット締めを行うことによって形成されることを理解するであろう。このように、衝突などの偶発的な力が作用した結果として、連結シャフト１４４が、内部ジョイント部分１５２、トルク伝達ボール１５６、ボールケージ１５４と共に、ジョイント１１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて外部拡張軸方向範囲Ｅ内にスラストされると、ボールケージ１５４は、ボア表面１８２と干渉するか、又はボア表面１８２によって阻止される。ボア表面１８２の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント１１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。ボア表面１８２は、様々な水準の力をもたらすように調整することができ、等速ジョイント１１１内で制御されたエネルギー吸収分布の設計を可能にする。この調整を、ボア表面１８２の寸法、形状、材質又は位置を変更することによって行うことができる。
【００４７】
加えて又は代替的に、エネルギー吸収面１８０は、内部ジョイント部分１５２の外面１６２上で内部拡張軸方向範囲ＩＥ内に配置された内部エネルギー吸収面１８１とすることができる。衝突などの偶発的な力が作用した結果として、連結シャフト１４４が、内部ジョイント部分１５２、トルク伝達ボール１５６、ボールケージ１５４と共に、ジョイント１１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて内部拡張軸方向範囲ＩＥ内にスラストされると、ボールケージ１５４は、内部エネルギー吸収面１８１と干渉するか、又は内部エネルギー吸収面１８１によって阻止される。内部エネルギー吸収面１８１の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント１１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。
【００４８】
このように、通常の動作条件下では、ボールケージ１５４は、等速ジョイント１１１の通常軸方向範囲Ｎ内で作動する。しかしながら、特定の衝突状況では、連結シャフト１４４が、内部ジョイント部分１５２、ボールケージ１５４、トルク伝達ボール１５６と共に中空シャフト１４２に向かってスラストされ、外部ジョイント部分１５０又は内部ジョイント部分１５２に対するそれぞれエネルギー吸収面１８０の阻止によって引き起こされる外部拡張軸方向範囲Ｅ及び又は内部拡張軸方向範囲ＩＥに沿ったボアのエネルギー吸収が可能となる。
【００４９】
等速ジョイント１１１の外部拡張軸方向範囲Ｅ又は内部拡張軸方向範囲ＩＥにおいて、あらゆる数の内部エネルギー吸収面１８１又はボア表面１８２を図１０に示すあらゆる数のサークリップ１７６と組み合わせて、調整され、制御されたエネルギー吸収特性を実現することができる。
【００５０】
図１２は、本発明の代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図を示す。本実施形態では、トラック面１８８である調整されたエネルギー吸収面１８６が存在する。トラック面１８８は、テーパ１９０を有し、外部ジョイント部分１５０の外部ボールトラック１６０の外部拡張軸方向範囲Ｅにおいて縦方向に配置される。他の外部ボールトラック１６０のいずれかの１つの上に配置された１つ又はそれ以上のトラック面１８８が存在してもよい。テーパ１９０は、図１３の配置図に示すように外部拡張軸方向範囲Ｅ全体にわたり直線的に延びることができる。或いは、トラック面は、寸法が増大又は減少する可変テーパ又は階段状テーパを有してもよい。このように、衝突などの偶発的な力が作用した結果として、連結シャフト１４４が、内部ジョイント部分１５２、トルク伝達ボール１５６、ボールケージ１５４と共に、ジョイント１１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて外部拡張軸方向範囲Ｅ内にスラストされると、トルク伝達ボール１５６は、トラック面１８８と干渉するか、又はトラック面１８８によって阻止される。トラック面１８８の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント１１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。トラック面１８８は、様々な水準の力をもたらすように調整することができ、等速ジョイント１１１内で制御されたエネルギー吸収分布の設計を可能にする。この調整を、トラック面１８８の寸法、形状、材質又は位置を変更することによって行うことができる。サークリップ１７６は、図１２に示すようにトラック面１８８と組み合わせられるが、任意選択的であり必須ではない。
【００５１】
加えて又は代替的に、テーパ１９１を有するトラック面１８９は、内部ジョイント部分１５２の内部ボールトラック１６１の内部拡張軸方向範囲ＩＥにおいて縦方向に配置される。他の内部ボールトラック１６１のいずれかの１つの上に配置された１つ又はそれ以上のトラック面１８９が存在してもよい。テーパ１９１は、図１４の配置図に示すように内部拡張軸方向範囲ＩＥ全体にわたり直線的に延びることができる。或いは、トラック面は、寸法が増大又は減少する可変テーパ又は階段状テーパを有してもよい。このように、衝突などの偶発的な力が作用した結果として、連結シャフト１４４が、内部ジョイント部分１５２、トルク伝達ボール１５６、ボールケージ１５４と共に、ジョイント１１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて内部拡張軸方向範囲ＩＥ内にスラストされると、トルク伝達ボール１５６は、トラック面１８９と干渉するか、又はトラック面１８９によって阻止される。トラック面１８９の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント１１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。
【００５２】
このように、通常の動作条件下では、トルク伝達ボール１５６は、等速ジョイント１１１の通常軸方向範囲Ｎ内で作動する。しかしながら、特定の衝突状況では、連結シャフト１４４が、内部ジョイント部分１５２、ボールケージ１５４、トルク伝達ボール１５６と共に、中空シャフト１４２に向かってスラストされ、外部ジョイント部分１５０又は内部ジョイント部分１５２にそれぞれ対するトラック面１８８、１８９の阻止によって引き起こされる外部拡張軸方向範囲Ｅ及び又は内部拡張軸方向範囲ＩＥに沿ったトラックのエネルギー吸収が可能となる。
【００５３】
１つ又はそれ以上のトラック面１８８、１８９、１つ又はそれ以上のサークリップ１７６、１つ又はそれ以上の内部エネルギー吸収面１８１、１つ又はそれ以上のボア表面１８２を組み合わせて、等速ジョイント１１１が通常軸方向範囲Ｎを越えて作動する際に、制御され、調整されたエネルギー吸収速度を実現することができる。
【００５４】
図１３は、本発明の１つの実施形態による外部ボールトラック１６０の配置図を示す。本配置図は、等速ジョイント１１１の拡張軸方向範囲Ｅ内に配置されたテーパ１９０を備えたトラック面１８８を有する、外部ボールトラック１６０を表している。図１４は、本発明の１つの実施形態による内部ボールトラック１６１の配置図を示す。本配置図は、等速ジョイント１１１の内部拡張軸方向範囲ＩＥ内に配置されたテーパ１９１を備えたトラック面１８９を有する、典型的な内部ボールトラック１６１である。
【００５５】
図１５は、プロペラシャフト組立体における本発明の１つの実施形態による等速ジョイントの半断面図である。ジョイント２１１は、軸方向にプランジング可能なクロスグルーブハイブリッド型等速ジョイントである。等速ジョイント２１１は、外部ジョイント部分２５０、内部ジョイント部分２５２、ボールケージ２５４を含み、さらにケージウィンドウ１５８内に各々が保持される１つより多いトルク伝達ボール２５６を含む。外部ジョイント部分２５０は、中空シャフト２４２に近接して配置された円筒状開口端部２６６と、通常軸方向範囲Ｎ及び外部拡張軸方向範囲Ｅを有する外部ジョイント部分２５０の長さ全体にわたって縦方向に延びる外部ボールトラック２６０とを含む。内部ジョイント部分２５２は、通常軸方向範囲Ｎ及び内部拡張軸方向範囲ＩＥを有する内部ジョイント部分２５２の長さ全体にわたって縦方向に延びる内部ボールトラック２６１を含む。内部ジョイント部分２５２の内部拡張軸方向範囲ＩＥは、外部ジョイント部分２５０の外部拡張軸方向範囲Ｅから反対方向で通常軸方向範囲Ｎ付近に対応して位置付けられる。各内部ボールトラック２６１は、対応する外部ボールトラック２６０と関連付けられる。外部ボールトラック２６０と内部ボールトラック２６１の対応するセットは、軸線に対し直線状であるトラックと軸線に対して交差する角度を形成するトラックとの間を交互する。この交差する角度は、大きさは同じで逆方向に設定し、内部ボールトラック２６１と外部ボールトラック２６０に対応する。各内部ボールトラック２６１の長さは、各外部ボールトラック２６０の長さと同じ大きさである。或いは、内部ボールトラック２６１と外部ボールトラック２６０は、様々な長さを有することが可能であり、これらの短い方は、２つの長い方の交差角に対応して比例することが理解できる。従って、外部ジョイント部分２５０及び内部ジョイント部分２５２は、ボールトラック２６０、２６１内に配置されたトルク伝達ボール２５６を介して駆動可能に連結され、ボールトラック２６０、２６１の交互するセットの各対応するペアに対して１つのトルク伝達ボール２５６が存在する。トルク伝達ボール２５６は、ボールケージ２５４によって等速平面内に位置決めされて維持され、ここではボールケージ２５４が、２つのジョイント部分２５０、２５２の間に配置される。ボールケージ２５４が内部ジョイント部分２５２と外部ジョイント部分２５０に位置決め可能に係合していなので、等速ジョイント２１１は軸方向移動を可能にする。
【００５６】
外部ジョイント部分２５０は、例えば摩擦溶接によって外部ジョイント部分に固定される中空シャフト２４２に連結される。中空シャフト２４２はまた、フランジを付けられて、例えばボルトにより外部ジョイント部分に連結されてもよい。
【００５７】
内部ジョイント部分２５２の内に連結シャフト２４４が挿入されている。プレートキャップ２４６は、外部ジョイント部分２５０に固定される。回旋状ブート２４７が、プレートキャップ２４６を連結シャフト２４４に対してシールする。円筒状開口端部２６６における、すなわち中空シャフト２４２に向うジョイント２１１の他の端部は、グリースカバー２４８によってシールされる。加えて、カバー２４８は、連結シャフト２４４が等速ジョイント２１１の拡張軸方向範囲Ｅを越えてスラストされる場合に幾らかのエネルギー吸収をもたらすことができる。等速ジョイント２１１は、その通常軸方向範囲Ｎ内で動作するように設計されるが、衝突又は偶発的なスラストによる圧縮が、両方のジョイント構成要素の拡張軸方向範囲Ｅ、ＩＥ内へ又はこれを過ぎて内部ジョイント部分２５２、ボールケージ２５４、トルク伝達ボール２５６を押し進めるように印加される。
【００５８】
本発明の本実施形態では、ジョイントは、サークリップ２７６である調整されたエネルギー吸収面２７４を有する。サークリップ２７６は、外部拡張軸方向範囲Ｅで円周方向に配置されて、外部ジョイント部分２５０に結合される。本実施形態では、サークリップ２７６は、好ましくは金属又はプラスチックの変形可能材料で作られた環状リングであり、外部ボールトラック２６０内にあるように外部ジョイント部分２５０内に位置決め可能である。衝突などの偶発的な力が作用した結果として、連結シャフト２４４が、内部ジョイント部分２５２、トルク伝達ボール２５６、ボールケージ２５４と共に、ジョイント２１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて外部拡張軸方向範囲Ｅ内にスラストされると、トルク伝達ボール２５６は、サークリップ２７６と干渉するか、又はサークリップ２７６によって阻止される。サークリップ２７６の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント２１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。サークリップ２７６は、様々な水準の力をもたらすように調整することができ、等速ジョイント２１１内で制御されたエネルギー吸収分布の設計を可能にする。この調整を、サークリップ２７６の寸法、形状、材質又は位置を変更することによって行うことができる。１つより多いサークリップ２７６が、等速ジョイント２１１の外部拡張軸方向範囲Ｅ内に配置されてもよい。加えて又は代替的に（図１５に示さず）、サークリップ２７６は、内部拡張軸方向範囲ＩＥ内に円周方向に配置されて、内部ジョイント部分２５２に結合されもよい。
【００５９】
このように、通常の動作条件下では、トルク伝達ボール２５６は、等速ジョイント２１１の通常軸方向範囲Ｎ内で作動する。しかしながら、特定の衝突状況では、連結シャフト２４４が、内部ジョイント部分２５２、ボールケージ２５４、トルク伝達ボール２５６と共に、中空シャフト２４２に向かってスラストされ、外部ジョイント部分２５０又は内部ジョイント部分２５２に対するそれぞれサークリップ２７６の阻止によって引き起こされる外部拡張軸方向範囲Ｅ又は内部拡張軸方向範囲ＩＥに沿ったトラックとボアのエネルギー吸収が可能となる。本ジョイントが、外部拡張軸方向範囲Ｅ内に位置付けられるときには、ジョイントはこれに対応して内部拡張軸方向範囲ＩＥ内に位置付けられる。サークリップ２７６は、この実施形態で与えられたリングと同等のエネルギー吸収効果を有し、塑性エネルギーを吸収する、外部拡張軸方向範囲Ｅ又は内部拡張軸方向範囲ＩＥ上に存在する異物とすることができることが企図される。
【００６０】
図１６は、本発明の代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図を示す。本実施形態では、ボア表面２８２である調整されたエネルギー吸収面２８０が存在する。ボア表面２８２は、拡張軸方向範囲Ｅ内に円周方向に配置され、傾斜Θを有し、２つの何らかの外部ボールトラック２６０間で外部ジョイント部分２５０の内部ボア２６４に結合される。加えて又は代替的に、ボア表面２８２は、複数の傾斜、段階的傾斜又は可変傾斜を有することができる。ボア表面２８２は、１つ又はそれ以上の外部ボールトラック２６０の何らかのセットの間に、或いは、外部拡張軸方向範囲Ｅにおける内部ボア表面２６４全体に配置することができる。ボア表面２８２は、外部ジョイント部分２５０の内部ボア表面２６４上への材料の積層化（すなわち溶接）によって、又は、機械加工中の内部ボア表面２６４のアンダーカットによって加工することができる。１つの実施形態では、機械加工中に内部ボア２６４を縮径して外部拡張軸方向範囲Ｅ内に傾斜Θを形成することにより、外部ジョイント部分２５０と同じ材料でボア表面２８２を加工することが企図される。しかしながら、当業者であれば、ボア表面２８２は、幾つかの方法の中でも、内部ボア２６４上に材料のタッキング、スタッキング又はリベット締めを行うことによって形成されることを理解するであろう。このように、衝突などの偶発的な力が作用した結果として、連結シャフト２４４が、内部ジョイント部分２５２、トルク伝達ボール２５６、ボールケージ２５４と共に、ジョイント２１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて外部拡張軸方向範囲Ｅ内にスラストされると、ボールケージ２５４は、ボア表面２８２と干渉するか、又はボア表面２８２によって阻止される。ボア表面２８２の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント２１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。ボア表面２８２を、様々な水準の力をもたらすように調整することができ、等速ジョイント２１１内で制御されたエネルギー吸収分布の設計を可能にする。この調整を、ボア表面２８２の寸法、形状、材質又は位置を変更することによって行うことができる。
【００６１】
加えて又は代替的に、エネルギー吸収面２８０は、内部ジョイント部分２５２の外面２６２上で内部拡張軸方向範囲ＩＥ内に配置された内部エネルギー吸収面２８１とすることができる。衝突などの偶発的な力が作用した結果として、連結シャフト２４４が、内部ジョイント部分２５２、トルク伝達ボール２５６、ボールケージ２５４と共に、ジョイント２１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて内部拡張軸方向範囲ＩＥ内にスラストされると、ボールケージ２５４は、内部エネルギー吸収面２８１と干渉するか、又は内部エネルギー吸収面２８１によって阻止される。内部エネルギー吸収面２８１の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント２１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。
【００６２】
このように、通常の動作条件下では、ボールケージ２５４は、等速ジョイント２１１の通常軸方向範囲Ｎ内で作動する。しかしながら、特定の衝突状況では、連結シャフト２４４が、内部ジョイント部分２５２，ボールケージ２５４、トルク伝達ボール２５６と共に、中空シャフト２４２に向かってスラストされ、外部ジョイント部分２５０又は内部ジョイント部分２５２に対するそれぞれエネルギー吸収面２８０の阻止によって引き起こされる外部拡張軸方向範囲Ｅ及び又は内部拡張軸方向範囲ＩＥに沿ったボアのエネルギー吸収が可能となる。
【００６３】
等速ジョイント２１１の外部拡張軸方向範囲Ｅ又は内部拡張軸方向範囲ＩＥにおいて、あらゆる数の内部エネルギー吸収面２８１又はボア表面２８２を、図１５に示すあらゆる数のサークリップ２７６と組み合わせて、調整され、制御されたエネルギー吸収特性を実現することができる。
【００６４】
図１７は、本発明の代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図を示す。本実施形態では、トラック面２８８である調整されたエネルギー吸収面２８６が存在する。トラック面２８８は、テーパ２９０を有し、外部ジョイント部分２５０の外部ボールトラック２６０の外部拡張軸方向範囲Ｅ内に長手方向に配置される。他の外部ボールトラック２６０のいずれかの１つの上に配置された１つ又はそれ以上のトラック面２８８が存在してもよい。テーパ２９０は、図１８の配置図に示すように外部拡張軸方向範囲Ｅ全体にわたり直線的に延びることができる。或いは、トラック面は、寸法が増大又は減少する可変テーパ又は階段状テーパを有してもよい。このように、衝突などの偶発的な力が作用した結果として、連結シャフト２４４が、内部ジョイント部分２５２、トルク伝達ボール２５６、ボールケージ２５４と共に、ジョイント２１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて外部拡張軸方向範囲Ｅ内にスラストされると、トルク伝達ボール２５６は、トラック面２８８と干渉するか、又はトラック面２８８によって阻止される。トラック面２８８の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント２１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。トラック面２８８は、様々な水準の力をもたらすように調整することができ、等速ジョイント２１１内で制御されたエネルギー吸収分布の設計を可能にする。この調整を、トラック面２８８の寸法、形状、材質又は位置を変更することによって行うことができる。サークリップ２７６は、図１７に示すようにトラック面２８８と組み合わせられるが、任意選択的であり必須ではない。
【００６５】
加えて又は代替的に、トラック面２８９である調整されたエネルギー吸収面２８６は、テーパ２９１を有し、内部ジョイント部分２５２の内部ボールトラック２６１の内部拡張軸方向範囲ＩＥにおいて長手方向に配置される。別の内部ボールトラック２６１のいずれかの１つの上に配置された１つ又はそれ以上のトラック面２８９が存在してもよい。テーパ２９１は、図１９の配置図に示すように内部拡張軸方向範囲ＩＥ全体にわたり直線的に延びることができる。或いは、トラック面は、寸法が増大又は減少する可変テーパ又は階段状テーパを有してもよい。このように、衝突などの偶発的な力が作用した結果として、連結シャフト２４４が、内部ジョイント部分２５２、トルク伝達ボール２５６、ボールケージ２５４と共に、ジョイント２１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて内部拡張軸方向範囲ＩＥ内にスラストされると、トルク伝達ボール２５６は、トラック面２８９と干渉するか、又はトラック面２８９によって阻止される。トラック面２８９の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント２１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。
【００６６】
このように、通常の動作条件下では、トルク伝達ボール２５６は、等速ジョイント２１１の通常軸方向範囲Ｎ内で作動する。しかしながら、特定の衝突状況では、連結シャフト２４４が、内部ジョイント部分２５２，ボールケージ２５４、トルク伝達ボール２５６と共に、中空シャフト２４２に向かってスラストされ、外部ジョイント部分２５０又は内部ジョイント部分２５２にそれぞれ対するトラック面２８８、２８９の阻止によって引き起こされる外部拡張軸方向範囲Ｅ又は内部拡張軸方向範囲ＩＥに沿ったトラックのエネルギー吸収が可能となる。
【００６７】
１つ又はそれ以上のトラック面２８８、２８９、１つ又はそれ以上のサークリップ２７６、１つ又はそれ以上の内部エネルギー吸収面２８１、１つ又はそれ以上のボア表面２８２を組み合わせて、等速ジョイント２１１が通常軸方向範囲Ｎを越えて作動する際に、制御され、調整されたエネルギー吸収速度を実現することができる。
【００６８】
図１８は、本発明の代替的な実施形態による外部ボールトラックの配置図を示す。本配置図は、通常軸方向範囲Ｎ及び拡張軸方向範囲Ｅ全体にわたり軸方向に延びる交互する複数の外部ボールトラック２６０を有する、軸線の周りで展開された外部ジョイント部分２５０を表している。エネルギー吸収面２８６、２８０、２７４は、全て外部ジョイント部分２５０の拡張軸方向範囲Ｅの範囲内にある。トラック面２８８であるエネルギー吸収面２８６の１つの実施形態は、テーパ２９０を有するように示されている。別の代替的な実施形態は、外部ボールトラック２６０内で材料の溶接、タッキング、又はリベット締めすることによるものであり、トラック面２９２であるエネルギー吸収面２８６を形成する。或いは、内部ボア２６４上への溶接ビード２８３の積層化又は材量２８４のリベット締めは、外部ジョイント部分２５０上にエネルギー吸収面２８０を形成する。
【００６９】
図１９は、本発明の代替的な実施形態による内部ボールトラックの配置図を示す。本配置図は、通常軸方向範囲Ｎと内部拡張軸方向範囲ＩＥにわたり軸方向に延びる交互する複数の内部ボールトラック２６１を有する、軸線の周りで展開された内部ジョイント部分２５２を表している。エネルギー吸収面２８６、２８０、２７４は全て、内部ジョイント部分２５２の内部拡張軸方向範囲ＩＥの範囲内にある。トラック面２８９であるエネルギー吸収面２８６の１つの実施形態は、テーパ２９１を有して示されている。別の代替的な実施形態は、外部ボールトラック２６１内の材料の溶接、タッキング、又はリベット締めによるものであり、トラック面２９３であるエネルギー吸収面２８６を形成する。或いは、内部ボア２６４上への溶接ビード２８５の積層化は、外部ジョイント部分２５０上にエネルギー吸収面２８０を形成する。
加えて、図１８、図１９は、ジョイント２１１の特定の連接方向と軸方向変位に対するトルク伝達ボール２５６の位置を対応して示している。
【００７０】
図２０は、プロペラシャフト組立体における本発明の１つの実施形態による等速ジョイント３１１の半断面図である。ジョイント３１１は、軸方向にプランジング可能なダブルオフセット型等速ジョイントである。等速ジョイント３１１は、外部ジョイント部分３５０、内部ジョイント部分３５２、ボールケージ３５４を含み、さらにケージウィンドウ３５８内に各々が保持される１つより多いトルク伝達ボール３５６を含む。外部ジョイント部分３５０は、内部ボア３６４と、中空シャフト３４２に近接して内部ボア３６４の端部に配置された円筒状開口端部３６６と、外部ジョイント部分３５０の長さ全体にわたって長手方向に延びる１つより多い外部ボールトラック３６０と、通常軸方向範囲Ｎと、拡張軸方向範囲Ｅとを含む。内部ジョイント部分３５２は、凸状案内面３７０と、内部ジョイント部分３５２の長さ全体にわたって長手方向に延びる１つより多い内部ボールトラック３６１とを含む。各内部ボールトラック３６１は、対応する外部ボールトラック３６０を有する。このように、外部ジョイント部分３５０と内部ジョイント部分３５２は、軸方向に直線状であるボールトラック３６０、３６１内に配置されたトルク伝達ボール３５６を介して駆動可能に連結され、各対応するボールトラックのペア３６０、３６１に対して１つのトルク伝達ボール３５６が存在する。トルク伝達ボール３５６は、ボールケージ３５４によって等速平面内に位置決めされて維持される。ボールケージ３５４は、２つのジョイント部分３５０、３５２間に配置され、軸方向にオフセットした外部球面３６２と等速平面を定める凹状案内面３６３を有する。内部ジョイント部分３５２の凸状案内面３７０が、ボールケージ３５４の凹状案内面３６３と位置決め可能に係合して、外部ジョイント部分３５０の内部ボア３６４が、ボールケージ３５４の外部球面３６２を案内するので、等速ジョイント３１１は軸方向移動を可能にする。
【００７１】
外部ジョイント部分３５０は、例えば摩擦溶接によって外部ジョイント部分に固定される中空シャフト３４２に連結される。中空シャフト３４２はまた、フランジを付けられて、例えばボルトにより外部ジョイント部分に連結されてもよい。
【００７２】
内部ジョイント部分３５２の内に連結シャフト３４４が挿入されている。プレートキャップ３４６は、外部ジョイント部分３５０に固定される。回旋状ブート３４７が、プレートキャップ３４６を連結シャフト３４４に対してシールする。円筒状開口端部３６６における、すなわち中空シャフト３４２に向うジョイント３１１の他の端部は、グリースカバー３４８によってシールされる。加えて、カバー３４８は、連結シャフト３４４が等速ジョイント３１１の拡張軸方向範囲Ｅを越えてスラストされる場合に幾らかのエネルギー吸収をもたらすことができる。等速ジョイント３１１は、その通常軸方向範囲Ｎ内で動作するように設計されるが、衝突又は偶発的なスラストによる圧縮は、拡張軸方向範囲Ｅ内に又はこれを過ぎて内部ジョイント部分３５２、ボールケージ３５４、トルク伝達ボール３５６を押し進めるように印加される。
【００７３】
本発明の本実施形態では、サークリップ３７６である調整されたエネルギー吸収面３７４がある。サークリップ３７６は、拡張軸方向範囲Ｅ内で円周方向に配置されて、外部ジョイント部分３５０の内面３５１に結合される。本実施形態では、サークリップ３７６は、好ましくは金属又はプラスチックの変形可能材料で作られた環状リングであり、外部ボールトラック３６０内にあるように外部ジョイント部分３５０内に位置決め可能である。衝突などの偶発的な力が作用した結果として、連結シャフト３４４は、内部ジョイント部分３５２、トルク伝達ボール３５６、ボールケージ３５４と共に、ジョイント３１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて拡張軸方向範囲Ｅ内にスラストされると、トルク伝達ボール３５６は、サークリップ３７６と干渉するか、又はサークリップ３７６によって阻止される。サークリップ３７６の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント３１１とプロペラシャフト３２６によるエネルギーの吸収が可能になる。サークリップ３７６は、様々な水準の力をもたらすように調整することができ、等速ジョイント３１１内で制御されたエネルギー吸収分布の設計を可能にする。この調整を、サークリップ３７６の寸法、形状、材質又は位置を変更することによって行うことができる。図示はしないが、１つより多いサークリップ３７６が、等速ジョイント３１１の拡張軸方向範囲Ｅ内に配置されてもよい。
【００７４】
このように、通常の動作条件下では、トルク伝達ボール３５６は、等速ジョイント３１１の通常軸方向範囲Ｎ内で作動する。しかしながら、特定の衝突状況では、連結シャフト３４４が、内部ジョイント部分３５２、ボールケージ３５４、トルク伝達ボール３５６と共に、中空シャフト３４２に向かってスラストされ、外部ジョイント部分３５０の内面３５１に対しサークリップ３７６の阻止によって引き起こされる拡張軸方向範囲Ｅに沿ったトラックとボアのエネルギー吸収が可能となる。サークリップ３７６は、塑性エネルギーを吸収する、拡張軸方向範囲Ｅ上に存在する異物とすることができることが企図される。
【００７５】
図２１は、本発明の代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図を示す。本実施形態では、ボア表面３８２である調整されたエネルギー吸収面３８０が存在する。ボア表面３８２は、拡張軸方向範囲Ｅ内に円周方向に配置され、傾斜Θを有し、２つの何らかの近接するボールトラック３６０間で外部ジョイント部分３５０の内部ボア３６４に結合される。加えて又は代替的に、ボア表面３８２は、複数の傾斜、段階的傾斜又は可変傾斜を有することができる。ボア表面３８２は、１つ又はそれ以上の外部ボールトラック３６０の何らかのセットの間に、或いは、拡張軸方向範囲Ｅにおける内部ボア表面３６４全体に配置することができる。ボア表面３８２は、内部ボア表面３６４上への材料の積層化（すなわち溶接）によって、又は、機械加工中の内部ボア表面３６４のアンダーカットによって加工することができる。１つの実施形態では、機械加工中に内部ボア３６４を縮径して拡張軸方向範囲Ｅ内に傾斜Θを形成することにより、外部ジョイント部分３５０と同じ材料でボア表面３８２を加工することが企図される。しかしながら、当業者であれば、ボア表面３８２は、幾つかの方法の中でも、内部ボア３６４上に材料のタッキング、スタッキング又はリベット締めを行うことによって形成されることを理解するであろう。このように、衝突などの偶発的な力が作用した結果として、連結シャフト３４４が、内部ジョイント部分３５２、トルク伝達ボール３５６、ボールケージ３５４と共に、ジョイント３１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて拡張軸方向範囲Ｅ内にスラストされると、ボールケージ３５４は、ボア表面３８２と干渉するか、又はボア表面３８２によって阻止される。ボア表面３８２の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント３１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。ボア表面３８２を、様々な水準の力をもたらすように調整することができ、等速ジョイント３１１内で制御されたエネルギー吸収分布の設計を可能にする。この調整を、ボア表面３８２の寸法、形状、材質又は位置を変更することによって行うことができる。等速ジョイント３１１の拡張軸方向範囲Ｅにおいて、あらゆる数のボア表面３８２は、図２０に示すようにあらゆる数のサークリップ３７６と組み合わせて、調整され且つ制御可能なエネルギー吸収速度を実現することができる。
【００７６】
このように、通常の動作条件下では、ボールケージ３５４は、等速ジョイント３１１の通常軸方向範囲Ｎ内で作動する。しかしながら、特定の衝突状況では、連結シャフト３４４が、内部ジョイント部分３５２、ボールケージ３５４、トルク伝達ボール３５６と共に、中空シャフト３４２に向かってスラストされ、外部ジョイント部分３５０の内面３５１に対するボア表面３８２の阻止によって引き起こされる拡張軸方向範囲Ｅに沿ったボアのエネルギー吸収が可能となる。
【００７７】
図２２は、本発明の代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図を示す。本実施形態では、トラック面３８８である調整されたエネルギー吸収面３８６が存在する。トラック面３８８は、テーパ３９０を有し、外部ジョイント部分３５０の外部ボールトラック３６０の拡張軸方向範囲Ｅ内に長手方向に配置される。他の外部ボールトラック３６０のいずれかの１つの上に配置された１つ又はそれ以上のトラック面３８８が存在してもよい。テーパ３９０は、図２３の配置図に示すように拡張軸方向範囲Ｅ全体にわたり直線的に延びることができる。或いは、図示はしないが、トラック面は、寸法が増大又は減少する可変テーパ又は階段状テーパを有してもよい。このように、衝突などの偶発的な力が作用した結果として、連結シャフト３４４が、内部ジョイント部分３５２、トルク伝達ボール３５６、ボールケージ３５４と共に、ジョイント３１１の通常軸方向範囲Ｎを越えて拡張軸方向範囲Ｅ内にスラストされると、トルク伝達ボール３５６は、トラック面３８８と干渉するか、又はトラック面３８８によって阻止される。トラック面３８８の阻止により、軸方向運動に要するスラストが増大し、等速ジョイント３１１とプロペラシャフト２６によるエネルギーの吸収が可能になる。トラック面３８８は、様々な水準の力をもたらすように調整することができ、等速ジョイント３１１内で制御されたエネルギー吸収分布の設計を可能にする。この調整は、トラック面３８８の寸法、形状、材質又は位置を変更することによって行うことができる。サークリップ３７６は、図２２に示すようにトラック面３８８と組み合わせられるが、必須ではない。
【００７８】
このように、通常の動作条件下では、トルク伝達ボール３５６は、等速ジョイント３１１の通常軸方向範囲Ｎ内で作動する。しかしながら、特定の衝突状況では、連結シャフト３４４が、内部ジョイント部分３５２、ボールケージ３５４、トルク伝達ボール３５６と共に、中空シャフト３４２に向かってスラストされ、外部ジョイント部分３５０の内面３５１に対するトラック面３８８の阻止によって引き起こされる拡張軸方向範囲Ｅに沿ったトラックのエネルギー吸収が可能となる。
【００７９】
１つ又はそれ以上のトラック面３８８、１つ又はそれ以上のサークリップ３７６、１つ又はそれ以上のボア表面３８２を組み合わせて、等速ジョイント３１１が通常軸方向範囲Ｎを越えて作動する際に、制御され、調整されたエネルギー吸収速度を実現することができる。
【００８０】
図２３は、本発明の１つの実施形態による外部ボールトラック３６０の配置図を示す。本配置図は、等速ジョイント３１１の拡張軸方向範囲Ｅ内に配置されたテーパ３９０を備えたトラック面３８８を有する、外部ボールトラック３６０を表している。
【００８１】
上記から、新規の改善された耐衝突性のある等速ジョイントが当技術分野にもたらされたことが理解できたであろう。本発明を１つ又はそれ以上の実施形態に関連して説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されないことを理解されたい。反対に、本発明は、添付の請求項の精神及び範囲内に含めることができる全ての代替物、修正物、均等物を保護する。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の使用により利点をもたらすことができる四輪駆動車両用ドライブラインの平面図である。
【図２】本発明の１つの実施形態による１つ又はそれ以上の等速ジョイントを含む車両用プロペラシャフト組立体の半断面図である。
【図３】プロペラシャフト組立体における本発明の１つの実施形態による等速ジョイントの半断面図である。
【図４】本発明の１つの代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図である。
【図５】本発明の１つの代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図である。
【図６】本発明による等速ジョイントの外部ジョイント部分の断面図である。
【図７】本発明による等速ジョイントの外部ジョイント部分の端面図である。
【図８】本発明による等速ジョイントの内部ジョイント部分の平面図である。
【図９】図８の内部ジョイント部分の断面図である。
【図１０】プロペラシャフト組立体における本発明の１つの実施形態による等速ジョイントの半断面図である。
【図１１】本発明の代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図である。
【図１２】本発明の代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図である。
【図１３】本発明の１つの実施形態による外部ボールトラックの配置図である。
【図１４】本発明の１つの実施形態による内部ボールトラックの配置図である。
【図１５】プロペラシャフト組立体における本発明の１つの実施形態による等速ジョイントの半断面図である。
【図１６】本発明の代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図である。
【図１７】本発明の代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図である。
【図１８】本発明の代替的な実施形態による外部ボールトラックの配置図である。
【図１９】本発明の代替的な実施形態による内部ボールトラックの配置図である。
【図２０】プロペラシャフト組立体における本発明の１つの実施形態による等速ジョイントの半断面図である。
【図２１】本発明の代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図である。
【図２２】本発明の代替的な実施形態による等速ジョイントの部分図である。
【図２３】本発明の１つの実施形態による外部ボールトラックの配置図である。
【符号の説明】
【００８３】
１１  等速ジョイント、４２  中空シャフト、４４  連結シャフト、４６  プレートキャップ、４７  回旋状ブート、４８  グリースカバー、５０  外部ジョイント部分、５２  内部ジョイント部分、５８  ローラー、６０  トラック、７０  エネルギー吸収面、７１  サークリップ、７４  外部ボア、８０  サブトラック、８６  底部 
【図１】
2007513305.tif 000003
【図２】
2007513305.tif 000004
【図３】
2007513305.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2007513305.tif 000010
【図９】
2007513305.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2007513305.tif 000014
【図１３】
2007513305.tif 000015
【図１４】
2007513305.tif 000016
【図１５】
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【図１６】
2007513305.tif 000018
【図１７】
2007513305.tif 000019
【図１８】
2007513305.tif 000020
【図１９】
2007513305.tif 000021
【図２０】
2007513305.tif 000022
【図２１】
2007513305.tif 000023
【図２２】
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【図２３】
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【国際調査報告】
2007513305.tif 000026
2007513305.tif 000027