(57)【要約】【課題】回転潰れモードにおいて発生が懸念された放射音を効果的に軽減できるプロペラシャフトを提案する。【解決手段】円筒体からなるシャフト本体（１）と、このシャフト本体（１）の少なくとも一端に設けられ、他の軸（３）との相互間においてカルダンジョイントを形成するヨーク（２）とを備えた動力伝達用のプロペラシャフトにおいて、前記シャフト本体（１）の、プロペラシャフトの潰れモードにおける腹部（１ａ）の剛性を、節部（１ｂ）の剛性よりも低く設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒体からなるシャフト本体と、このシャフト本体の少なくとも一端に設けられ、他の軸との相互間においてカルダンジョイントを形成するヨークとを備えた動力伝達用のプロペラシャフトであって、
前記シャフト本体は、潰れモードが励起された際の腹部に対応する周壁部位が、潰れモードの節部に対応する周壁部位よりも低い剛性を有することを特徴とする動力伝達用のプロペラシャフト。
【請求項２】
前記腹部に対応する周壁部位の剛性は、シャフト本体の内部へ通じる窓孔を設けることによって低下させたものである、請求項１記載の動力伝達用のプロペラシャフト。
【請求項３】
前記腹部に対応する周壁部位の剛性は、シャフト本体の肉厚を変更することによって低下させたものである、請求項１記載の動力伝達用のプロペラシャフト。
【請求項４】
前記腹部に対応する周壁部位の剛性は、シャフト本体の外径を周方向に沿い変化させることによって低下させたものである、請求項１記載の動力伝達用のプロペラシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両等の動力伝達手段として用いられるプロペラシャフトに関するものであり、該プロペラシャフトを放射源とする異音（駆動系異音）を効果的に抑制しようとするものである。
【背景技術】
【０００２】
車両等の動力伝達手段として適用されるプロペラシャフトは、円筒状をなすシャフト本体（チューブ状のもの）と、このシャフト本体の端部に固定され、駆動側に位置する軸、被駆動側に位置する軸との相互間でカルダンジョイントを形成するヨークにて構成されている。
【０００３】
プロペラシャフトにおいて使用されるカルダンジョイントとは、一般的なユニバーサルジョイントを指すものであり、軸端に設けられたヨークを互い違いに組み合わせ、その相互をクロススパイダー（十字軸）を介して揺動可能に連結することにより軸とプロペラシャフトとを接続するものであり、プロペラシャフトと各軸との折れ角をカルダンジョイントにより吸収しつつ動力を伝達している（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平５−５７４２５号公報
【０００４】
ところで、この種のプロペラシャフトは、固有の振動モードをもっているため、変速機や最終減速機等のギヤノイズやガタ打ち音等の駆動系異音の放射源になることがあった。
【０００５】
ここに、プロペラシャフトが異音の放射源となる理由は、プロペラシャフトの回転に際してヨークが捩り方向へ力を受け、その取り付け位置が変位し、これに伴ってシャフト本体が楕円状に変形（弾性的な変形）する潰れモードが励起されるからである。
【０００６】
従来、このようなシャフト本体の潰れモードにおける変形は、内部空間にダンピング材を封入することによって抑制する対策がとられていたが、かかる対策ではシャフトの重量増加につながるとともに、この重量増加によってプロペラシャフトそのものがもつ潰れモードの固有値を低下させる（低い回転速度で放射音が発生しやすくなる）等の原因になることが懸念されており、その解決が求められていた。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の課題は、重量増加や特性劣化等を引き起こすことなしに駆動系異音を軽減できる動力伝達用のプロペラシャフトを提案するところにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、潰れモードが励起された際の腹部に対応する周壁部位の剛性を、該潰れモードの節部に対応する周壁部位の剛性よりも低くするところに特徴を有する。
【発明の効果】
【０００９】
シャフト本体の腹部に対応する周壁部位の剛性を低下させると、潰れモードが励起され難くなり、シャフト本体表面の振動振幅レベル及び振動速度レベルが低減され、その結果として放射音のレベルが低下する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明をより具体的に説明する。
図１（ａ）（ｂ）は本発明にしたがう動力伝達用のプロペラシャフトを模式的に示した図であり、図２は図１のプロペラシャフトを、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）と最終減速機（Ｒ／Ｇ）との間に適用した事例として示したものである。
【００１１】
図１（ａ）（ｂ）、図２における１は円筒体からなるシャフト本体、２はシャフト本体１の端部に設けられたコの字形状をなすヨークである。このヨーク２は間隔をおいて平行に配置された板状のブロック２ａ、２ｂからなっている。
【００１２】
ヨーク２は図３に要部を拡大して示すように、他の軸３（例えばトランスミッションの出力軸等）に設けられたヨーク４との間でクロススパイダー５を介して揺動可能に軸受け支持されており、ヨーク２、ヨーク４及びクロススパイダー５の組み合わせによってカルダンジョイントＣを形成する。
【００１３】
また、６はシャフト本体１に設けられたスリット状の窓孔である。この窓孔６は潰れモードが励起された際の腹部１ａに対応する周壁部位に形成されており、該腹部１ａの剛性を節部１ｂの剛性よりも低くするものであって、この窓孔６を形成することによってシャフト本体１が楕円状に変形するのを抑制する。
【００１４】
潰れモードが励起された場合におけるシャフト本体１の節部１ｂとは、図１（ｂ）に示すように、シャフト本体１の端面を基準面とした場合において、該シャフト本体１の中心Ｏを通り前記ヨーク２の幅方向の中央を結ぶ直線Ｌがシャフト本体１の周壁部位で交わる位置Ｐと、シャフト本体１の中心Ｏを通り該直線Ｌと直交する向きの直線Ｌ１がシャフト本体１の周壁部位で交わる位置Ｐ１に存在し、この節部１ｂは、潰れモードが励起されても変形をきたすことのない部位であり、この節部１ｂの相互間に腹部１ａが存在する。
【００１５】
図４は通常のプロペラシャフトのシャフト本体の端面につき、その停止状態における形状（仮想線で表示）と、潰れモードが励起された状態における形状（実線で表示）を示したものである（符号は図１と同じ）。プロペラシャフトの回転によりヨークが捩り方向へ力を受けると、潰れモードが励起され、節部１ｂの位置は変位することはないものの、腹部１ａについては図示の如く変形し、シャフト本体１がその断面形状で楕円状を呈するようになり、このような変形が繰り返される結果として放射音を発生させることになっていたのである。
【００１６】
本発明は、シャフト本体１の腹部１ａに対応する周壁部位に窓孔６を設けてその部位の剛性を低下させるようにしたため回転潰れモードが励起されにくくなり（腹部が弾性変形しにくくなる）、これにより放射音が効果的に低減される。
【００１７】
上掲図１に示したプロペラシャフトにおいて窓孔６はシャフト本体１の周りに沿い４箇所設けた場合について示したが、この場合、動力（トルク）の伝達を行う接続部は該窓孔６を除く４箇所の節部１ｂの領域となる（腹部１ａは他の軸との接続部とはならない）。
【００１８】
図５は本願発明にしたがうプロペラシャフトの他の実施の形態を示した図である。
このプロペラシャフトはシャフト本体１の腹部１ａの対向する２箇所において窓孔６を形成した構造のものであり、この場合、動力の受け渡しを行う接続部は計２箇所に分割されることとなるが、潰れモードは励起されにくくなり、放射音は低減される。
【００１９】
腹部１ａにスリット状の窓孔６を設けることでその部位の剛性を節部１ｂの剛性よりも低くする場合について図示したが、その他の手段としてシャフト本体１の肉厚を変更するか、あるいはシャフト本体１の外径を周方向に沿って変化させてもよい。
【００２０】
図６（ａ）（ｂ）〜図８（ａ）（ｂ）は本発明にしたがうプロペラシャフトのさらに他の実施の形態を要部の外観及び断面について示したものである。
【００２１】
図６（ａ）（ｂ）は、シャフト本体１の端部から寸法Ｍの範囲を四角形断面（外観形状）とし内部空間を円形状に構成したものである。
【００２２】
かかる構成になるプロペラシャフトは、シャフト本体１の腹部１ａの肉厚ｔが節部１ｂの肉厚ｔ１よりも薄くなり（シャフト本体１の外径が周方向に沿って変化する場合であるとも言える）、これにより腹部１ａの剛性が節部１ｂの剛性よりも低下することになり潰れモードが励起されにくくなる。
【００２３】
図７（ａ）（ｂ）は、シャフト本体１の外観は円形状を呈するが寸法Ｍの範囲で内部空間を四角形状に構成したものである。
【００２４】
かかる構成のプロペラシャフトは、シャフト本体１の腹部１ａの肉厚ｔが節部１ｂの肉厚ｔ１よりも薄くなり、これにより腹部１ａの剛性が節部１ｂの剛性よりも低下する。
【００２５】
図８（ａ）（ｂ）は、シャフト本体１の端部から寸法Ｍの範囲で外径Ｄを周方向に沿って変化させた構成のものである。
【００２６】
かかる構成のプロペラシャフトは、シャフト本体１の腹部１ａの肉厚ｔが節部１ｂの肉厚ｔ１よりも薄くなり、これによって腹部１ａの剛性が腹部１ｂの剛性よりも低下することになり回転潰れモードが励起されにくくなる。
【００２７】
シャフト本体の外径が１００ｍｍ、内径が９０ｍｍ、長さ１２００ｍｍになる図１（ａ）（ｂ）に示すようなプロペラシャフト（窓孔のサイズ：幅２ｍｍ、長さ２５ｍｍ）を、回転速度２０００ｒｐｍの下で回転させて放射音の発生状況について調査したところ、潰れモードにおける固有値のピークレベルが通常のプロペラシャフトに比較して９ｄＢ程度低減された。
【００２８】
また、図５に示すような構成になるプロペラシャフト（シャフト本体については図１と同じサイズ、内径が９０ｍｍ、長さ１２００ｍｍ）については回転潰れモード固有値のピークレベルが５ｄＢ程度低減され、さらに、一辺の長さ９２ｍｍ、厚さｔ１ｍｍ、厚さｔ１２０ｍｍになる図６に示すような断面形状になるプロペラシャフトについては４ｄＢ程度低減され、内部空間の一辺の長さ６９ｍｍ、厚さｔ１ｍｍ、厚さｔ１１５ｍｍ、になる図７に示したようなプロペラシャフトについては４ｄＢ程度低減され、さらに、腹部における径Ｄ１１００ｍｍ、長さ１２００ｍｍになる図８に示したようなプロペラシャフトについては４ｄＢ程度低減された。
【００２９】
本発明は、円筒体からなるシャフト本体と、このシャフト本体の少なくとも一端に設けられ、他の軸との相互間においてカルダンジョイントを形成するヨークとを備えた動力伝達用のプロペラシャフトについて、シャフト本体の潰れモードにおける腹部の剛性を、節部よりも低い剛性とするところに特徴を有するものであり、該腹部の剛性を低下させるための手段としては、腹部にシャフト本体の内部へ通じる窓孔を設けか、あるいは、シャフト本体の該当部位の肉厚を変更するか、シャフト本体の外径を周方向に沿い変化させることの有効性について説明したが、腹部１ａにおいて剛性を低下させるための手段として窓孔６を設ける場合にはその形状は種々変更可能であり矩形状のものには限定されない。
【００３０】
また、シャフト本体１の断面形状あるいは内部空間の形状も図示のものに限定されることはなく、プロペラシャフトのサイズや仕様等に応じて適宜変更される。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
重量増加、特性低下等を伴うことなしに駆動系異音を効果的に軽減できるプロペラシャフトの安定的な供給が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）（ｂ）は本発明にしたがうプロペラシャフトの実施の形態（第１実施例）を示した外観斜視図とその断面を示した図である。
【図２】図１に示したプロペラシャフトをトランスミッションと最終減速機との間に適用した事例を示した図である。
【図３】図１に示したプロペラシャフトの要部拡大図である。
【図４】従来のプロペラシャフトの停止状態及び回転状態における断面形状の説明図である。
【図５】本発明にしたがうプロペラシャフトの他の実施の形態（第２実施例）を断面で示した図である。
【図６】（ａ）（ｂ）は本発明にしたがうプロペラシャフトの他の実施の形態（第３実施例）を示した図であり、（ａ）は要部外観図、（ｂ）は断面図である。
【図７】（ａ）（ｂ）は本発明にしたがうプロペラシャフトの他の実施の形態（第４実施例）を示した図であり、（ａ）は要部外観図、（ｂ）は断面図である。
【図８】（ａ）（ｂ）は本発明にしたがうプロペラシャフトの他の実施の形態（第５実施例）を示した図であり、（ａ）は要部外観図、（ｂ）は断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１    シャフト本体
１ａ  腹部
１ｂ  節部
２ａ  ヨーク
２ｂ  ヨーク
３    他の軸
４    ヨーク
５    クロススパイダー
６    窓孔
Ｌ    直線
Ｌ１  直線
Ｐ    直線Ｌがシャフト本体の周壁で交わる部位
Ｐ１  直線Ｌ１がシャフト本体の周壁で交わる部位
ｔ    肉厚
ｔ１  肉厚
【図１】
2010096321.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010096321.tif 000007
【図６】
2010096321.tif 000008
【図７】
2010096321.tif 000009
【図８】
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