(57)【要約】【課題】複数の部分を連結した形態のプロペラシャフトの振動を防止する軸受けを提供する。【解決手段】本発明軸受けは中央軸受同調アブソーバ組立体であり、回転プロペラシャフトを支持するための円筒形の中央軸受と、中央軸受の周りに配置された内側スリーブと内側スリーブの外周上に配置されたマス−スプリング組立体とを有する同調アブソーバとを含む。マス−スプリング組立体は、第１の減衰要素によって内側スリーブから半径方向に偏位させて該スリーブに取り付けられた重量部を含む。マス−スプリング組立体は、回転プロペラシャフトに関連する第１曲げ振動数の方向で内側スリーブ上に円周方向に配置される。マス−スプリング組立体は、中央軸受から軸方向又は半径方向に偏位してもよい。【選択図】　　　図２
2004084939.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転プロペラシャフトを支持するための円筒形の中央軸受と、
前記中央軸受の周りに配置された内側スリーブとその内側スリーブの外周上に配置されたマス−スプリング組立体とを含み、そのマス−スプリング組立体が、第１の減衰要素によって内側スリーブから半径方向に偏位させて前記内側スリーブに取り付けられた重量部を含む同調アブソーバと、
を含むことを特徴とする中央軸受同調アブソーバ組立体。
【請求項２】
前記マス−スプリング組立体が、前記中央軸受に対して軸方向に偏位していることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項３】
前記マス−スプリング組立体が、前記中央軸受に対して半径方向に偏位していることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項４】
前記マス−スプリング組立体が、前記第１の減衰要素を前記内側スリーブに連結する支持体によって前記中央軸受から半径方向に偏位していることを特徴とする請求項３に記載の組立体。
【請求項５】
前記マス−スプリング組立体が、前記回転プロペラシャフトの第１曲げ振動に対応した外周上の位置に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項６】
前記同調アブソーバが、前記内側スリーブの周りに配置された外側スリーブと、前記内側スリーブと外側スリーブとの間の第２の減衰要素とを更に含むことを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項７】
前記外側スリーブが、円筒形であって且つ前記中央軸受と長さがほぼ等しく、前記内側スリーブが、前記中央軸受よりも長く且つその中央軸受の前面から後面を越える位置まで軸方向に伸びていることを特徴とする請求項６に記載の組立体。
【請求項８】
２つのマス−スプリング組立体を含み、１つのマス−スプリング組立体が、前記回転プロペラシャフトに関連する垂直方向の第１曲げ振動を吸収するために円周方向に配置され、もう１つのマス−スプリング組立体が、前記回転プロペラシャフトに関連する横方向の第１曲げ振動を吸収するために円周方向に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項９】
前記中央軸受が、内側レースと、外側レースと、軸受スリーブと、前記内側スリーブと外側レースとの間に配置され、前記軸受スリーブによって定位置に保持された複数の軸受とを含むことを特徴とする請求項１に記載の組立体。
【請求項１０】
自動車の下部に前記組立体を取り付けるために、前記外側スリーブの周りに配置された支持ブラケットを含むことを特徴とする請求項６に記載の組立体。
【請求項１１】
回転プロペラシャフトを支持するための中央軸受と、
前記中央軸受の周りに配置された内側スリーブと、前記回転プロペラシャフトの各垂直方向及び横方向第１曲げ振動の方向で前記内側スリーブの外周上にそれぞれ配置されたマス−スプリング組立体とを含み、前記マス−スプリング組立体の各々が、第１の減衰要素によって前記内側スリーブから半径方向に偏位させてそのスリーブに取り付けられた重量部を含む同調アブソーバと、
を含み、
前記同調アブソーバが、前記内側スリーブの周りに配置された外側スリーブと、前記内側スリーブと外側スリーブとの間の第２の減衰要素とを更に含むことを特徴とする中央軸受同調アブソーバ組立体。
【請求項１２】
前記第１及び第２のマス−スプリング組立体が、前記中央軸受に対して軸方向に偏位していることを特徴とする請求項１１に記載の組立体。
【請求項１３】
前記第１及び第２のマス−スプリング組立体が、前記中央軸受に対して半径方向に偏位していることを特徴とする請求項１１に記載の組立体。
【請求項１４】
前記第１及び第２のマス−スプリング組立体が、前記第１の減衰要素を前記内側スリーブに連結するそれぞれの支持体によって前記中央軸受から半径方向に偏位されていることを特徴とする請求項１３に記載の組立体。
【請求項１５】
前記第１及び第２のマス−スプリング組立体のそれぞれの重量部が、異なる重量を有することを特徴とする請求項１１に記載の組立体。
【請求項１６】
前記第１及び第２のマス−スプリング組立体の各第１の減衰要素が異なる減衰特性を有することを特徴とする請求項１１に記載の組立体。
【請求項１７】
前記第１及び第２のマス−スプリング組立体の各第１の減衰要素が異なる減衰特性を有することを特徴とする請求項１５に記載の組立体。
【請求項１８】
前記第１及び第２の減衰要素が異なる減衰特性を有することを特徴とする請求項１１に記載の組立体。
【請求項１９】
前記中央軸受と内側スリーブと外側スリーブとが全て円筒形であり、前記外側スリーブと前記中央軸受とがほぼ等しい長さであることを特徴とする請求項１１に記載の組立体。
【請求項２０】
前記組立体を自動車の下部に取り付けるために、前記外側スリーブの周りに配置された支持ブラケットを含むことを特徴とする請求項１１に記載の組立体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のプロペラシャフト組立体に関する。詳細には、本発明は、動力伝達装置プロペラシャフト組立体のための中央軸受同調アブソーバ支持体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
様々な設計の定速固定継手が知られている。このような継手は、自動車の車輪を駆動するために、主として車両の動力伝達装置に使用される。これらは、プロペラシャフト又はサイドシャフトに使用される。サイドシャフトは、車軸駆動装置から駆動輪まで延びている。例えば、これらは後側車軸の差動装置の出力端を駆動輪のハブに連結する。プロペラシャフトは、前輪駆動装置のギヤボックス出力部からの駆動力を、後側車軸に関連する後側車軸差動装置に伝達する働きをする。
【０００３】
プロペラシャフトは幾つかの異なる設計のものが使用されている。これらは、例えばシャフトの両端部に配置され、前側のギヤボックス出力部と後側の駆動入力装置を連結する働きをする２つの継手を備えている。しかしながら、例えば、プロペラシャフトを２つのプロペラシャフト部分に分け、その間に中央軸受又は中間軸受を設けるように、幾つかの部分から成る動力伝達装置を使用することも可能である。通常、プロペラシャフトの両端部、すなわちギヤボックス出力部側端部と駆動入力装置側端部には自在継手が配置される。また、中央領域に自在継手を設けることも可能である。同様に中央領域に、定速プランジング継手を設けることもできる。
【０００４】
自動車の駆動装置は振動を発生する。これは先行技術による装置においては、運動振動及び固体伝搬音の形でプロペラシャフトに伝達される。更に、プロペラシャフト自体の比較的高い回転速度によっても振動が引き起こされる。これに加えて、動力伝達装置組立体全体に回転運動が伝達されている間、トルク値及び回転速度は絶えず変動している。公称トルクの１０倍に荷重値が突然増大し、回転速度が１０，０００ｒｐｍまで上昇することも稀ではない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
車室内への振動及び固体伝搬音の伝達を低減するために、多分割プロペラシャフトの中間軸受又は中央軸受は、通常プロペラシャフト組立体に沿った結節点に配置される。しかしながら、幾つかの自動車設計においては、プロペラシャフトの結節点ではない位置に中央軸受を配置することが望ましいこともある。例えば、地上高及びフロアの設計外形を考慮することにより、騒音及び振動の観点からの中央軸受に対する最適位置から多少ずらされる可能性がある。従って、車室内から動力伝達装置の振動及び騒音を遮断するための、同調吸収特性を有するプロペラシャフト中央軸受支持体に対する必要性が存在する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、中央軸受同調アブソーバを提供する。本中央軸受同調アブソーバ組立体は、回転プロペラシャフトを支持するための円筒形の中央軸受と同調アブソーバを含み、同調アブソーバは、中央軸受の周りに配置された内側スリーブと内側スリーブの外周上に配置されたマス−スプリング組立体とを有する。マス−スプリング組立体は、第１の減衰要素によって内側スリーブから半径方向に偏位させてスリーブに取り付けられた重量部を含む。マス−スプリング組立体は、回転プロペラシャフトに関連する第１曲げ振動の方向で内側スリーブに円周方向に配置される。マス−スプリング組立体は、中央軸受から軸方向又は半径方向に偏位してもよい。
【０００７】
本発明の別の態様においては、第１及び第２のマス−スプリング組立体が、回転プロペラシャフトの各垂直方向及び横方向の第１曲げ振動の方向で内側スリーブの外周上に配置される。各マス−スプリング組立体は、第１の減衰要素によって内側スリーブから半径方向に偏位させてスリーブに取り付けられた重量部を含む。同調アブソーバは、内側スリーブの周りに配置された外側スリーブと、内側スリーブと外側スリーブとの間の第２の減衰要素とを更に含む。
【０００８】
中央軸受同調アブソーバを、車両の動力伝達装置のプロペラシャフトに沿った多様な位置に配置することが可能であり、且つ自動車の動力伝達装置内の曲げ振動を低減又は排除するように構成されているという点で本発明は有利である。
本発明の他の利点は、実施例を用いて本発明の特徴を例証的に示す添付図面を参照しながら、以下の詳細な説明を読むことにより当業者には明らかになるであろう。
本発明をより完全に理解するために、添付図面により詳細に示され且つ以下において例証的に説明された実施形態を参照する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下の説明においては、種々の動作パラメータ及び構成要素が、一実施形態に関連させて記述される。これらの特定のパラメータ及び構成要素は、例証として挙げたものであり、本発明を限定するものではない。図面を参照すると、各図面の同じ構成要素は同じ参照番号を使用している。図１は、本発明による中央軸受同調アブソーバを有利に使用することができるプロペラシャフト組立体を備えた自動車の駆動力伝達装置の線図を示す。図１の駆動力伝達装置組立体は、本発明による中央軸受同調アブソーバを使用することができる環境を示している。また、単一プロペラシャフト構成、又は後輪駆動車又は四輪駆動車のための多分割プロペラシャフト構成を含む他の駆動力伝達装置設計は、本明細書で説明される中央軸受同調アブソーバを用いることにより改良することができる。また、本発明による中央軸受同調アブソーバは、サイドシャフト組立体にも使用することができる。
【００１０】
図１の実施例においては、四輪駆動車の駆動力伝達装置が示されている。２つの前輪１と２つの後輪２が駆動される。また、図１は、ギヤボックス出力部４を備えたギヤボックス３を示している。後側車軸の領域には、駆動力入力部６を備えた車軸駆動装置５が設けられている。２つの前輪１は、サイドシャフト７によって駆動される。２つの後輪２は、車軸駆動装置５から始まるサイドシャフト８によって駆動される。ギヤボックス３と車軸駆動装置５とは、２つのプロペラシャフト部分９及び１０を含むプロペラシャフト組立体により連結される。更に、プロペラシャフト組立体は、中間軸受１１によって、車両のフロア組立体に支持される。中間軸受は、この実施例ではほぼ中央に配置されている。この場合、中間又は中央軸受１１は、以下で更に詳細に説明するように、本発明による中央軸受同調アブソーバ組立体である。
【００１１】
プロペラシャフト組立体は、その第１のプロペラシャフト部分９に、ギヤボックス出力部４の近傍に配置された定速固定継手の形式の第１の継手１２を含む。２つのプロペラシャフト部分９、１０を連結するために、定速固定継手の形式の第２の継手１３が設けられている。第２のプロペラシャフト部分１０の端部には定速固定継手の形式の第３の継手１４が設けられている。この第３の継手は、連結機構を介して、後側車軸領域にある車軸駆動装置５の駆動力入力部６に連結されている。ほとんどの用途において、プロペラシャフト部分９、１０は、エンジンからマニュアル変速装置又は自動変速装置に伝達される速度よりも高い速度で回転する。後輪２の減速は車軸駆動装置５内で行われる。例えばプロペラシャフト部分９、１０及びこれらに関係した継手１２、１３、１４とを備えたプロペラシャフト組立体は、最高１０，０００ｒｐｍの速度で回転しなければならず、それ故、後輪２を駆動するためのサイドシャフト８の速度は、最高約２，５００ｒｐｍに達する。
【００１２】
このように図１の駆動力伝達装置組立体は、２つのプロペラシャフト部分９、１０を含む多分割プロペラシャフト駆動力伝達装置組立体である。また、中央軸受同調アブソーバ組立体１１は、単一のプロペラシャフト（第２の継手１３を省く）又は２つ以上のプロペラシャフト部分を有するプロペラシャフト組立体を有する駆動力伝達装置組立体に対しても有利に使用することができる。
【００１３】
次に図２を参照すると、本発明の一実施形態による中央軸受同調アブソーバ組立体１１の斜視図が示されている。図２の中央軸受同調アブソーバ組立体１１は、フロアパン又は車両の下部構造要素に本中央軸受１１を固定するための取付ブラケット２０によって支持される。ブラケット２０は、中央軸受１１の両側にフランジ２２を含み、各フランジは、留め具を受けるために形成された開口２４を備えている。ブラケット２０の他の構造も本発明に含まれる。特定の用途及び中央軸受１１の所望の取付け位置によってその構造が左右される。
【００１４】
中央軸受同調アブソーバ１１は中央軸受３０と同調アブソーバ４０とを含む。中央軸受３０は、内側レース３２、軸受スリーブ３４、及び外側レース３６を含む。内側レース３２は円筒形であり、駆動力伝達装置組立体のプロペラシャフト部分（図示せず）を受けるための開口を形成している。外側レース３６は、内側レース３２を囲み、同様に円筒形である。軸受スリーブ３４は、プロペラシャフトを支持する内側レース３２が、回転不能に固定された外側レース３６に対して自由に回転可能であるように、内側レース３２と外側レース３６に接する軸受（ローラ又はボール）を定位置に保持する。また、プロペラシャフトを支持する内側レース３２が、典型的には車両の下部に直接又は間接的に回転不能に固定された外側レース３６に対して自由に回転可能であるような中央軸受３０の他の実施形態も又、本発明によって意図されたものである。
【００１５】
同調アブソーバ４０は、内側スリーブ４２を介して中央軸受３０の外側レース３６に取り付けられたマス−スプリング系である。内側スリーブ４２は円筒形であり、中央軸受よりも長い。内側スリーブは、中央軸受３０の前面から始まり、中央回転軸線（Ｘ軸）に沿って、中央軸受３０の後面を越えた位置まで伸びるのが好ましい。内側スリーブ４２は、減衰要素４８により支持された固体重量のような重量部４６を含む、少なくとも１つのマス−スプリング組立体４４を支持する。図２の実施例においては、２つのマス−スプリング組立体４４が、内側スリーブ４２の周りに円周方向で、１つがＹ軸方向にほぼ中心があり、又もう１つがＺ軸方向にほぼ中心があるように配置されている。
【００１６】
また、同調アブソーバ４０は、円筒形状で、内側スリーブ４２を囲む外側スリーブ５０を含む。外側スリーブ５０は、中央軸受組立体３０と長さがほぼ等しく且つ同軸である。外側スリーブ５０と内側スリーブ４２との間には、弾性減衰要素５２がある。この減衰要素５２は、固体重量部４６を支持する減衰要素４８と同じ材料からなるものとすることができるが、減衰要素５２の領域において発生が予想される振動を吸収又は減衰するように具体的に設計された異なる材料を含んでもよい。
【００１７】
マス−スプリング組立体４４の減衰要素４８は、例えば弾性ポリマーであり、マス−スプリング組立体４４の動的質量の約１０から２０％を含む。例えば、減衰要素４８は、臨界減衰の１５％以上の減衰特性を有する。マス−スプリング組立体４４の円周方向位置並びに内側スリーブ上に配置されたマス−スプリング組立体４４の数は、中央軸受３０により支持されたプロペラシャフト部分の振動動作の関数である。特に、マス−スプリング組立体は、プロペラシャフトの第１曲げ振動に同調される。更に別のマス−スプリング組立体を追加して、異なる垂直方向及び横方向の第１曲げ振動に適合するように個別に同調される。従って、図２及び図３のマス−スプリング組立体は、ほぼＹ軸方向及びＺ軸方向で示されているが、特定の用途に応じて内側スリーブ４２の円周方向に沿った別の位置に配置されてもよい。プロペラシャフトの特定の動特性によっては、１つ、２つ、又は３つのマス−スプリング組立体が必要とされることがある。また、マス−スプリング組立体４４、特に固体重量部４６のサイズ（重量）は各マス−スプリング組立体毎に相違してもよい。更に、マス−スプリング組立体に求められる減衰特性は、中央軸受同調アブソーバ組立体１１によって支持されたプロペラシャフトに生じる振動の大きさに直接関係する。固体重量部４６が大きくなるほど、その変位方向における共振振動（プロペラシャフト曲げ振動）の分割に対して、アブソーバはより大きな影響力を有することになる。各方向におけるプロペラシャフト曲げ振動は、分割されて、相互に独立して低減させることができる。同様に、減衰要素４８の減衰特性は、検討される特定用途で求められているような異なるマス−スプリング組立体に対して変更することができる。
【００１８】
図２及び図３のマス−スプリング組立体４４は、中央軸受３０に対し軸方向に移動させて示している。これらの外形は外側スリーブ５０の外形にほぼ対応している。しかしながら、マス−スプリング組立体は、外側スリーブ５０の外周よりも半径方向に更に伸びてもよく、或いは外側スリーブ５０の外周よりも半径方向へ小さくてもよい。しかしながら、実装上で制約がある場合、図２及び図３の中央軸受同調アブソーバ１１は、別の減衰中央軸受の外形を変更することなく、本発明を実施することができる方法の一実施例を示している。以下で図５を参照しながらより詳細に説明するように、マス−スプリング組立体４４は、支持されたプロペラシャフトに生じる第１曲げ振動を減衰させるようなマスオンスプリング（ｍａｓｓ−ｏｎ−ｓｐｒｉｎｇ）特性をマス−スプリング組立体が有する限り、多くの異なる形状からなることも可能である。
【００１９】
次に図４を参照すると、図３の線４−４に沿って切った中央軸受同調アブソーバ１１の断面図が示されている。図４から分かるように、マス−スプリング組立体４４は、回転軸Ｘの方向で中央軸受３０に対して軸方向に偏位している。図４の実施例においては、内側レース３２と外側レース３６との間の軸受６０は、ボールベアリングとして示されているが、ローラベアリング又はニードルベアリングのような他の型式のベアリングを使用することも可能である。
【００２０】
次に図５を参照すると、本発明による中央軸受同調アブソーバの別の実施形態が示されている。図５の実施形態においては、中央軸受３０は、２つのマス−スプリング組立体４４を取り付けた内側スリーブ４２を含む同調アブソーバ組立体によって囲まれている。図５の中央軸受同調アブソーバは、マス−スプリング組立体４４が中央軸受３０に対して軸方向ではなく半径方向に偏位している点で、図２から図４の中央軸受同調アブソーバと相違する。支持体６２によって、減衰要素４８と固体重量部４６が内側スリーブ４２に連結されている。支持体６２は、スチール又はアルミニウムのような剛体とすることができ、或いは減衰要素４８の材料と同一又は異なる弾性ポリマーからなるものであってもよい。
【００２１】
軸方向と半径方向とに偏位したマス−スプリング組立体の組み合わせも又本発明の意図するところである。従って、例えば、Ｙ軸方向のマス−スプリング組立体を、中央軸受３０に対して半径方向にずらしてもよく、Ｚ軸に関係するマス−スプリング組立体を、中央軸受３０に対してＸ軸に沿って軸方向にずらしてもよい。
【００２２】
別の実施形態においては、図２と図３のマス−スプリング組立体４４が、マス−スプリング組立体４４を中心回転軸（Ｘ軸）に対して半径方向に延ばすための図５の支持体６２のような支持体を含むことができる。
【００２３】
動作中、本発明の中央軸受同調アブソーバ１１は、垂直方向及び横方向の第１曲げ振動が車両の車体構造に伝達するのを排除するために、中央軸受同調アブソーバ組立体によって支持されたプロペラシャフトの第１曲げ振動を吸収又は減衰するように構成されている。
【００２４】
【発明の効果】
以上の説明から、先行技術による中央軸受支持組立体よりも有利な、新規の且つ改良された中央軸受同調アブソーバが当技術分野にもたらされたことが分かるであろう。本発明を１つ又はそれ以上の実施形態に関して説明してきたが、本発明はそれらの実施形態に限定されるものでは無い点に留意されたい。逆に、本発明は、請求項の精神及び範囲内に含むことができるような、代替物、変更形態、及び等価なもの全てを含む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を有利に使用することができるプロペラシャフト組立体を有する車両の動力伝達装置の線図である。
【図２】本発明の一実施形態によるに中央軸受同調アブソーバの斜視図である。
【図３】図１の中央軸受同調アブソーバの別の斜視図である。
【図４】図３の線４−４に沿って切った中央軸受同調アブソーバの断面図である。
【図５】本発明によるに中央軸受同調アブソーバの別の実施形態である。
【符号の説明】
１　前輪
２　後輪
３　ギヤボックス
４　ギヤボックス出力部
５　車軸駆動装置
６　駆動力入力部
７　サイドシャフト（前輪のための）
８　サイドシャフト（後輪のための）
９　プロペラシャフト部分
１０　プロペラシャフト部分
１１　中央軸受同調アブソーバ組立体
１２　第１の継手
１３　第２の継手
１４　第３の継手
２０　取付ブラケット
２２　フランジ
２４　開口
３０　中央軸受
３２　内側レース
３４　軸受スリーブ
３６　外側レース
４０　同調アブソーバ
４２　内側スリーブ
４４　マス−スプリング組立体
４６　重量部
４８　減衰要素
５０　外側スリーブ
５２　減衰要素
【図１】
2004084939.tif 000003
【図２】
2004084939.tif 000004
【図３】
2004084939.tif 000005
【図４】
2004084939.tif 000006
【図５】
2004084939.tif 000007