(57)【要約】【課題】  位相ずれや振動の発生を防止し、かつ、アウタシャフトとインナシャフトとの組付け時の圧入荷重を低減させて潤滑液の使用量を減らし、耐トルク性能を高める。【解決手段】  一実施形態としての車両用プロペラシャフト１は、アウタシャフト２とインナシャフト３との間に複数個の環状の弾性体４１、４２、４３が所定の間隔で介装され、各弾性体４１、４２、４３は、内周がインナシャフトの外周面に被着する円筒状に形成され、外周に複数の突部と凹部とを周方向に交互に備えて形成されている。突部は、先端部が周方向に傾斜している。これらの弾性体４１、４２、４３のうち、第１の弾性体４１は突部の先端部が周方向の一方を向き、第２の弾性体４２は突部の先端部が周方向の他方を向くように形成されている。また、第３の弾性体４３は、アウタシャフト２の開口端部寄りに配設され、突部及び凹部に加えて開口端部を閉塞する環状の鍔部を有する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体の前後方向に配設される車両用プロペラシャフトにおいて、
円形断面の中空部を有するアウタシャフトと、このアウタシャフトに内装される円形断面の中空部を有するインナシャフトとを備え、アウタシャフトとインナシャフトとの間には複数個の環状の弾性体が所定の間隔で介装され、
各弾性体は、内周がインナシャフトの外周面に被着する円筒状に形成されるとともに外周に複数の突部と凹部とを周方向に交互に備えて形成され、これらの突部は先端部が周方向に傾斜して、弾性変形可能に形成されており、
前記複数個の弾性体のうち、第１の弾性体は突部の先端部が周方向の一方を向くように形成されているのに対し、第２の弾性体は突部の先端部が周方向の他方を向くように形成されていることを特徴とする車両用プロペラシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の車両に備えられるプロペラシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のプロペラシャフトは、車体の前後方向に配設されて、一端がトランスミッションの出力軸に、他端がディファレンシャルギヤのドライブピニオンにそれぞれフィックスジョイントにより連結され、エンジン等の駆動源で発生した回転トルクをディファレンシャルギヤから駆動輪へと伝達している。プロペラシャフトには、車両の種類に応じて１本のもの、或いは複数本のシャフトをユニバーサルジョイント等の各種連結部材で連結された分割式のものがある。また、プロペラシャフトは、インナシャフトに環状のゴム材を外装し、中空パイプ状のアウタシャフトに嵌挿して一体に形成されている。これにより、プロペラシャフトはトルク伝達可能とされるとともに振動騒音を低減させるように構成されている。
【０００３】
通常、プロペラシャフトに介装される環状のゴム材は、あらかじめインナシャフトの外周面に加硫接着され、潤滑液に浸漬する工程を経て、インナシャフトとともにアウタシャフトに圧入されて組付けられている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、プロペラシャフトのアウタシャフトとインナシャフトとの間に円筒状の弾性部材が固着された構成が記載されている。この弾性部材は、軟質ゴムからなるものと、硬質ゴムからなるものとに分割されており、硬質ゴムからなる弾性部材は長さ方向に二つ割りにされてほぼ半円筒状に形成されている。そして、これらの半円筒状の弾性部材は、一方がインナシャフトの外周面に焼き付け固定され、他方がアウタシャフトの内周面に焼き付け固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平４−１３２２４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この種のプロペラシャフトの構造では、プロペラシャフトに高い回転トルクが作用すると、アウタシャフトとインナシャフトの間に介装されたゴム材がスリップし、アウタシャフトとインナシャフト間に位相ずれを生じてしまうおそれがある。また、このように位相ずれを生じると、振動を発生させる要因ともなる。そのため、プロペラシャフトに介装するゴム材は、アウタシャフトとインナシャフトと間に圧接させて、高い回転トルクが作用しても位相ずれを生じないようにする必要がある。
【０００７】
ところが、インナシャフトに環状のゴム材を外装した状態で、インナシャフトをアウタシャフトに嵌挿して組付けるには、圧入荷重が非常に大きくなり、アウタシャフトとの間を潤滑液で潤滑させて圧入する必要があった。そうすると、組付けの際に使用した潤滑液がそのままアウタシャフトとインナシャフトとの間に残存することとなり、組付け後には潤滑液がプロペラシャフトのトルク伝達効率を低下させる要因となってしまう。
【０００８】
したがって、プロペラシャフトにおいて振動及び騒音の発生防止策として介装するゴム材等の弾性体を、プロペラシャフトの高いトルク伝達効率を維持しつつ、圧入荷重を下げることの可能な構造として組付け時の潤滑液の使用を抑え、耐トルク性能をより向上させる必要があった。
【０００９】
本発明は、上記のような問題点にかんがみてなされたものであり、アウタシャフトとインナシャフトとを備えて高負荷に対応し得るプロペラシャフトにおいて、位相ずれや振動の発生を防止し、かつ、アウタシャフトとインナシャフトとの組付け時の圧入荷重を低減させることを可能にし、潤滑液の使用量を低減することにより耐トルク性能を一層高めることのできる車両用プロペラシャフトを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明は、車体の前後方向に配設される車両用プロペラシャフトにおいて、円形断面の中空部を有するアウタシャフトと、このアウタシャフトに内装される円形断面の中空部を有するインナシャフトとを備え、アウタシャフトとインナシャフトとの間には複数個の環状の弾性体が所定の間隔で介装され、各弾性体は、内周がインナシャフトの外周面に被着する円筒状に形成されるとともに外周に複数の突部と凹部とを周方向に交互に備えて形成され、これらの突部は先端部が周方向に傾斜して、弾性変形可能に形成されており、前記複数個の弾性体のうち、第１の弾性体は突部の先端部が周方向の一方を向くように形成されているのに対し、第２の弾性体は突部の先端部が周方向の他方を向くように形成されていることを特徴としている。
【００１１】
このような構成によれば、アウタシャフトとインナシャフトとの組付けに際し、突部と凹部を有する各弾性体が弾性変形し、弾性体の突部がアウタシャフトの内周面に押圧されて扁平形状に圧潰され、圧入荷重を低下させ、アウタシャフト内への圧入を許容する。これにより、潤滑液の使用量を抑えることが可能であり、介装された複数個の弾性体が、アウタシャフトの内周面及びインナシャフトの外周面に対して良好な面当たりを得て圧着し、接触状態を安定的に維持するものとなる。その結果、潤滑液によるスリップを防止でき、プロペラシャフトの回転方向の位相ずれや振動騒音を生じることも防ぐことができ、耐トルク性能を十分に満たすことが可能となる。また、弾性体の突部が、周方向の一方の向きに形成されたものと、反対向きに形成されたものとを含む構成であるので、前進時及び後進時の回転方向のどちらにも対応することができ、駆動源からの回転トルクを正常に伝達することが可能となる。
【００１２】
また、本発明において、前記弾性体として、第１の弾性体及び第２の弾性体の形状のほか、第３の弾性体として、アウタシャフトの開口端部寄りに配設される弾性体を、前記と同様の突部及び凹部に加えて環状の鍔部を有するものとし、アウタシャフトの開口端部とインナシャフトとの間を密閉する構成を備えるようにしても好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
上述のように構成される本発明によれば、アウタシャフトとインナシャフトとを備えて高負荷に対応し得る車両用のプロペラシャフトとしたうえで、位相ずれや振動の発生を防止することができ、かつ、アウタシャフトとインナシャフトとの組付け時の圧入荷重を低減させることも可能にして、潤滑液の使用量を低減することができ、プロペラシャフトの耐トルク性能を一層高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用プロペラシャフトであり、一部断面を含めて記載した側面図である。
【図２】前記プロペラシャフトのインナシャフトとその外周面に配設された第１の弾性体とを示す断面図である。
【図３】前記プロペラシャフトのインナシャフトとその外周面に配設された第２の弾性体とを示す断面図である。
【図４】前記プロペラシャフトのインナシャフトの外周面に配設された第３の弾性体の正面図である。
【図５】前記プロペラシャフトにおける第３の弾性体を介装した箇所を拡大して示す軸方向の部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態に係る車両用プロペラシャフトを実施するための形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１は、実施形態に係る車両用プロペラシャフトを内部断面とともに示す側面図である。
【００１７】
車両用プロペラシャフト１は、自動車の種類に応じて１本のもの或いは複数本のシャフトをユニバーサルジョイント等の各種連結部材で連結したものにより構成されている。例えば後輪駆動車では、プロペラシャフト１は車体の前後方向に配設されて、トランスミッションからディファレンシャルギヤの間を連結し、エンジン等の駆動源で発生する回転トルクを伝達している。
【００１８】
また、プロペラシャフト１は、アウタシャフト２にインナシャフト３がトルク伝達可能に嵌合されている。図１に示すように、アウタシャフト２は、円形断面の中空状に形成されており、一端が開口して大径円筒部２１と小径円筒部２２とを有する。また、このアウタシャフト２に内装されたインナシャフト３も、円形断面の中空状に形成されている。インナシャフト３は、アウタシャフト２の内径よりも小さい外径で形成され、アウタシャフト２の開口端部から嵌挿されている。
【００１９】
アウタシャフト２及びインナシャフト３の他端には、それぞれヨーク５１、５２が一体的に設けられている。ヨーク５１、５２には、図示しないユニバーサルジョイントが結合されて、プロペラシャフト１の連結対象となる軸部材等に連結される。
【００２０】
例示の形態において、これらのアウタシャフト２とインナシャフト３とは、複数個の弾性体４１、４２、４３を両者間に密着状態で介在させて同心的に配設されている。
【００２１】
各弾性体４１、４２、４３は、径方向及び軸方向に弾性的に伸縮しうる弾性材料によって形成され、例えば、ニトリルゴム、フッ素系ゴム、クロロプレンゴム等の合成ゴム系材料や、熱可塑性ポリエステル系エラストマー等の材料が用いられている。かかる弾性体４１、４２、４３は、プロペラシャフトの使用条件等によって材質及び硬度が適宜決定され、アウタシャフト２の内周面及びインナシャフト３の外周面に圧着するように構成されている。
【００２２】
弾性体４１、４２、４３は、いずれも、インナシャフト３の外周面に沿って軸方向に一定幅の接着面を有する環状体に形成されている。各弾性体４１、４２、４３の内周面は、インナシャフト３の外周面に被着する円筒形状を有している。また、各弾性体４１、４２、４３の外周には、周方向に複数の突部４０１…４０１と、断面略Ｕ字状に凹んだ凹部４０２…４０２とが交互に形成されている。この外周の形状により、弾性体４１、４２、４３は、互いに異なる形態を有している。
【００２３】
図２〜図４は、インナシャフト３の外周面に配設された弾性体４１、４２、又は４３を示し、図２は第１の弾性体４１の断面図、図３は第２の弾性体４２の断面図、図４は第３の弾性体４３の正面図である。また、図５は、プロペラシャフト１の軸方向の断面図であり、図４に示す第３の弾性体４３を介装した箇所を拡大して示している。
【００２４】
図２に示すように、第１の弾性体４１は、複数の突部４０１…４０１の先端部が、いずれも周方向の一方を向いて斜め方向に突出した形状とされている。すなわち、弾性体４１の外周は、突部４０１と凹部４０２とによる山と谷とを交互に有する断面形状であるとともに、突部４０１…４０１が図中右回りの方向にそれぞれ傾斜し、先端部が一方向に偏って膨出して形成されている。
【００２５】
また、第２の弾性体４２は、図３に示すように、複数の突部４０１…４０１の先端部が、いずれも周方向の他方を向いて斜め方向に突出した形状とされている。すなわち、第２の弾性体４２の形状は、第１の弾性体４１を反転させた形状であり、突部４０１…４０１が図中左回りの方向にそれぞれ傾斜して先端部が当該方向に偏って膨出している。
【００２６】
また、第３の弾性体４３も、図４に示すように、複数の突部４０１…４０１の先端部が、周方向のいずれか一方を向いて斜め方向に突出した形状を有している。これらの突部４０１及び凹部４０２は、前記第１の弾性体４１又は第２の弾性体４２のどちらかと同様の形状となっている。加えて、第３の弾性体４３には、これらの突部４０１及び凹部４０２に隣接して（図４における手前側に）鍔部４０３が形成されている。鍔部４０３は、図５に示すように、弾性体４３の軸方向の一端縁に張り出して設けられ、突部４０１とほぼ等しい突出量で環状に形成されている。
【００２７】
このような形状を有する３種類の弾性体４１、４２、４３は、インナシャフト３の外周面にあらかじめ接着される。インナシャフト３には、まず、第３の弾性体４３が鍔部４０３を有する側から嵌装され、所定の間隔をおいて複数個の第１の弾性体４１及び第２の弾性体４２が順に嵌装された後、同時に加硫接着されている。
【００２８】
次に、アウタシャフト２の開口端部から、弾性体４１、４２、４３を被着したインナシャフト３を圧入して組み付ける。弾性体４１、４２、４３は、突部４０１…４０１の先端部において最大外径を有し、アウタシャフト２の内径よりも僅かに大きい径で形成されている。
【００２９】
前記のように、各弾性体４１、４２、４３は、径方向及び軸方向に弾性的に伸縮しうる材料によって形成されているので、インナシャフト３がアウタシャフト２に圧入される際、これにともなって弾性変形する。このとき、弾性体４１、４２、４３の各突部４０１は、アウタシャフト２の内周面に当接して押圧力を受け、先端部が傾斜している方向に畳まれる形となる。さらに、各突部４０１は、アウタシャフト２の内周面に押圧されて扁平形状に圧潰され、アウタシャフト２内への圧入を許容するものとなる。
【００３０】
したがって、アウタシャフト２とインナシャフト３との組付けに際し、弾性体４１、４２、４３のかかる弾性変形によってインナシャフト３の圧入荷重を低下させることが可能となり、潤滑液の使用量を減らし、若しくは潤滑液を不要とすることができる。
【００３１】
また、図１に示すように、インナシャフト３に被着した第３の弾性体４３は、アウタシャフト２に対して最後に圧入されるものとなり、アウタシャフト２の開口端部寄りに配設される。第３の弾性体４３は、他の弾性体４１、４２と同様に、突部４０１…４０１が扁平形状に弾性変形してアウタシャフト２の内周面に圧着する。また、図５に示すように、鍔部４０３の外周面がアウタシャフト２の内周面に密着する。これにより、アウタシャフト２の開口端部とインナシャフト３との間が隙間なく密閉され、プロペラシャフト１の内部に水や泥が浸入するのを防ぐことができる。
【００３２】
このように、複数個の弾性体４１、４２、４３が、アウタシャフト２の内周面及びインナシャフト３の外周面に対して圧接状に介装されているので、アウタシャフト２の内周面に弾性体４１、４２、４３の押圧力が受け止められて、その圧接した部位にて良好な面当たりを得ることができる。また、各弾性体４１、４２、４３がその弾性力によってアウタシャフト２の内周面に圧着し、接触状態を安定的に維持するものとなる。
【００３３】
また、かかるプロペラシャフト１は、弾性体４１、４２、４３の突部４０１…４０１が、周方向の一方の向きに形成されたものと、反対向きに形成されたものとを含むので、前進時及び後進時の回転方向のどちらにも対応することができるものであり、駆動源からの回転トルクを正常に伝達することが可能となる。
【００３４】
第１の弾性体４１と第２の弾性体４２の個数及び配置形態は、逆トルクの発生量に応じて、適宜決定することができる。なお、第１の弾性体４１及び第２の弾性体４２は、図示した配置形態に限定されるものではなく、どのような並び順で介装されていてもよい。また、第３の弾性体４３は、少なくともアウタシャフト２の開口端部寄りに配設されることが好ましいが、第１の弾性体４１又は第２の弾性体４２を配置した箇所にも、同様に用いることができる。
【００３５】
さらに、プロペラシャフト１は、アウタシャフト２とインナシャフト３の組付け時に、潤滑液の使用量を低減することができるので、アウタシャフト２とインナシャフト３との間に残留する潤滑液によるスリップを防止することができる。したがって、プロペラシャフト１の回転方向の位相ずれや振動騒音を生じることがなくなり、耐トルク性能を十分に満たすことができる。
【００３６】
なお、このようなプロペラシャフト１のアウタシャフト２としては、上記の形態のほか、小径の中空シャフトと大径の中空シャフトとを軸方向で連結した２ピース構造のものであってもよい。また、上記の形態では、プロペラシャフト１を後輪駆動車のトランスミッションからディファレンシャルギヤの間で用いる例について説明したが、例えば四輪駆動車のトランスファーからリアディファレンシャルギヤの間で用いるリアプロペラシャフト、又はトランスファーからフロントディファレンシャルギヤの間で用いるフロントプロペラシャフトにも同様に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、自動車等の車両に備えられるプロペラシャフトに好適に利用することができる。
【符号の説明】
【００３８】
１    プロペラシャフト
２    アウタシャフト
３    インナシャフト
４１    第１の弾性体
４２    第２の弾性体
４３    第３の弾性体
４０１    突部
４０２    凹部
４０３    鍔部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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