(57)【要約】【課題】周囲の部材の配置関係による制約を受けることなく、軸部材の曲げ剛性を向上させる。【解決手段】プロペラシャフト１は、板厚「Ａ」の円筒状のパイプ２４とパイプの一方の端部又は双方の端部に配置された相手部材２３とが摩擦圧接によって接合された軸部材２を有する。パイプの相手部材と接合される端部２４２は、内周面が段差状又はテーパ状に加工されることによって、先端の厚さが「Ｂ」の薄肉部として形成されている。一方、相手部材のパイプと接合される端部２３３は、先端の厚さが「Ｃ」の円筒状の突起部として形成されている。そして、軸部材は、「Ａ＞Ｃ＞Ｂ」の関係を満たしている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板厚「Ａ」の円筒状のパイプと当該パイプの一方の端部又は双方の端部に配置された相手部材とが摩擦圧接によって接合された軸部材を有するプロペラシャフトであって、
前記パイプの前記相手部材と接合される端部は、その内周面が段差状又はテーパ状に加工されることによって、その先端の厚さが「Ｂ」の薄肉部として形成されており、
前記相手部材の前記パイプと接合される端部は、その先端の厚さが「Ｃ」の円筒状の突起部として形成されており、
前記軸部材は、「Ａ＞Ｃ＞Ｂ」の関係を満たしている
ことを特徴とするプロペラシャフト。
【請求項２】
前記相手部材は、スタブヨーク、等速ジョイント、スタブシャフトのいずれかである
ことを特徴とする請求項１に記載のプロペラシャフト。
【請求項３】
前記パイプの端部は、縮径加工が施され、さらに、その内周面を段差状又はテーパ状に形成する切削加工が施されている
ことを特徴とする請求項１又は請求項２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】
本発明はプロペラシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
プロペラシャフトは、動力を伝達するために、自動車（車両）に搭載される軸である。プロペラシャフトは、車両の幅方向の中央で、車両の前後方向（水平方向）に向けて配置されている。プロペラシャフトは、車両の前側にそれぞれ搭載された原動機及び変速装置で発生し減速された動力を、車両の後側に搭載された終減速装置に伝達する。
【０００３】
プロペラシャフトは、一般に、２個以上の継手（ジョイント）と、プロペラシャフトの中間部分を回転自在に支持するセンターベアリングと、継手と継手との間に設けられた１乃至複数のパイプとを有する構成になっている。
【０００４】
プロペラシャフトは、両端部が変速装置と終減速装置とに連結されている。変速装置及び終減速装置では、比較的高周波なギヤの噛合振動が発生する。そのギヤの噛合振動は、プロペラシャフトを加振する。このとき、ギヤの噛合振動とプロペラシャフトの曲げ振動とが共振することによって、ギヤの噛合振動の音とプロペラシャフトの曲げ振動の音とが共鳴することがある。
【０００５】
その音（以下、「共鳴音」と称する）は、車両の室内に伝播した場合に、騒音となり、不快感を運転者に与える。そのため、プロペラシャフトは、騒音の原因となる共鳴音を低減させることが望まれている。そこで、従来、共鳴音を低減させるための各種の技術を適用したプロペラシャフトが提案されている。
【０００６】
例えば、厚紙が複数巻かれたペーパーダンパーを防振部材としてパイプの内部に挿入して、ギヤの噛合振動とプロペラシャフトの曲げ振動との共振を抑制することによって、共鳴音を低減する技術を適用したプロペラシャフトが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
また、例えば、以下に説明するように、プロペラシャフトの継手と継手との間の長さを最適な長さに設定して、プロペラシャフトの曲げ振動の周波数を特定の数値に設定することによって、共鳴音を低減する技術を適用したプロペラシャフトも提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００８】
例えば、ギヤの噛合振動とプロペラシャフトの曲げ振動との共振は、ギヤの噛合振動の周波数とプロペラシャフトの曲げ振動の周波数とが一致したり又は近くなったりすると、発生する。プロペラシャフトの曲げ振動は、プロペラシャフトの曲げ剛性に応じて、固有の周波数が存在する。そのプロペラシャフトの曲げ剛性は、プロペラシャフトの形状によって決定される。そこで、ギヤの噛合振動とプロペラシャフトの曲げ振動とが共振しないように、プロペラシャフトの継手と継手との間の長さを最適な長さに設定して、プロペラシャフトの曲げ振動の周波数を特定の数値に設定することによって、共鳴音を低減する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３５４４５７９号公報
【特許文献２】特開平１０−６７９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、従来のプロペラシャフトは、以下に説明するように、パイプの周囲の部材の配置関係による制約を受けることなく、軸部材の曲げ剛性を向上させることができない、という課題があった。
【００１１】
例えば、プロペラシャフトは、継手を３箇所に設けて、全体を２つの軸部材に分割した構成のものが一般的になっている。以下、２つに分割されたプロペラシャフトの一方の軸部材を「第１軸部材」と称し、他方の軸部材を「第２軸部材」と称する。
【００１２】
そのプロペラシャフトは、第１軸部材の曲げ振動の周波数と第２軸部材の曲げ振動の周波数との差（図６参照）が比較的小さい場合に、所定のレベルを超える共鳴音が発生して、ギヤの噛合振動が顕在化するという現象が発生する。
【００１３】
図６は、ギヤの噛合振動とプロペラシャフトの曲げ振動の周波数との関係を示すグラフ図である。図６は、横軸を周波数とし、縦軸をプロペラシャフトの回転速度とし、ギヤの噛合振動ＶＧと第１軸部材の曲げ振動Ｖ１とが周波数ＦＢ１で共振し、ギヤの噛合振動ＶＧと第２軸部材の曲げ振動Ｖ２とが周波数ＦＢ２で共振する場合の例を示している。
【００１４】
図６に示す例では、プロペラシャフトの回転速度を低速から高速に上げていくと、プロペラシャフトの共振が以下のように推移する。
（１）まず、プロペラシャフトの回転速度が「ＳＡ」になる手前の時点で、第２軸部材での共振が始まる。つまり、ギヤの噛合振動ＶＧと第２軸部材の曲げ振動Ｖ２との共振が始まる。
（２）この後、第２軸部材での共振は、徐々に強くなり、プロペラシャフトの回転速度が「ＳＡ」のときに最も強くなる。
（３）この後、プロペラシャフトの回転速度を上げると、第２軸部材での共振は、徐々に減少する。その代わりに、プロペラシャフトの回転速度が「ＳＢ」になる手前の時点で、第１軸部材での共振が始まる。つまり、ギヤの噛合振動ＶＧと第１軸部材の曲げ振動Ｖ１との共振が始まる。
（４）この後、第１軸部材での共振は、徐々に強くなり、プロペラシャフトの回転速度が「ＳＢ」のときに、最も強くなる。
（５）この後、プロペラシャフトの回転速度を上げると、第１軸部材での共振は、徐々に減少し、最終的になくなる。
以下、第２軸部材での共振が始まってから第１軸部材での共振がなくなるまでの速度領域を「過渡期」と称する。
【００１５】
ここで、プロペラシャフトは、第１軸部材の曲げ振動Ｖ１の周波数ＦＢ１と第２軸部材の曲げ振動Ｖ２の周波数ＦＢ２との差ΔＦが比較的小さい場合に、過渡期において、第１軸部材での共振と第２軸部材での共振とが互いに影響し合う現象が発生する。これにより、プロペラシャフトは、過渡期において、プロペラシャフト全体の共振の大きさが比較的大きな状態になる。その結果、プロペラシャフトは、過渡期において、所定のレベルを超える共鳴音が発生して、ギヤの噛合振動ＶＧが顕在化する。また、この場合に、所定のレベルを超える共鳴音が過渡期を通して継続して発生する。
【００１６】
この現象について、特許文献１に記載されたプロペラシャフトは、ペーパーダンパー等の防振部材をパイプの内部に挿入するため、第１軸部材の周波数が低下し、差ΔＦが小さくなるため、逆に、過渡期におけるプロペラシャフト全体の共振が増大する可能性がある。
【００１７】
また、この現象について、第１軸部材の曲げ振動Ｖ１の周波数ＦＢ１と第２軸部材の曲げ振動Ｖ２の周波数ＦＢ２との差ΔＦを比較的大きくすることによって、ギヤの噛合振動ＶＧの影響を抑制することが考えられる。
【００１８】
第１軸部材の曲げ振動Ｖ１の周波数ＦＢ１は、第１軸部材の曲げ剛性の大きさによって定まる。同様に、第２軸部材の曲げ振動Ｖ２の周波数ＦＢ２は、第２軸部材の曲げ剛性の大きさによって定まる。そのため、差ΔＦを比較的大きくするには、いずれか一方の軸部材（例えば、第１軸部材）の曲げ剛性を変更する必要がある。
【００１９】
軸部材の曲げ剛性を決定する要素として、軸部材の長さが挙げられる。そのため、軸部材の曲げ剛性を変更する手段として、例えば特許文献２に記載のプロペラシャフトのように、軸部材の長さを変更することが考えられる。
しかしながら、プロペラシャフトは、特に、車両が乗用車の場合に、燃料タンクや排気管等の部材がその周囲に配置されるため、周囲の部材の配置関係による制約を受ける。また、プロペラシャフトは、センターベアリングを取り付けるフロアパネルの形状が客室の足元空間や車体の剛性に大きく影響するため、センターベアリングの位置が周囲の部材の配置関係による制約を受ける。したがって、プロペラシャフトは、第１軸部材と第２軸部材の長さを容易に変更することができない。
【００２０】
また、軸部材の曲げ剛性を決定する要素として、パイプの外径が挙げられる。そのため、軸部材の曲げ剛性を変更する手段として、パイプの外径を変更することが考えられる。
しかしながら、パイプの外径は、パイプの周囲の部材の配置関係による制約を受けるため、容易に拡大することができない。
【００２１】
本発明は、前記した課題を解決するためになされたものであり、周囲の部材の配置関係による制約を受けることなく、軸部材の曲げ剛性を向上させたプロペラシャフトを提供することを主な目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前記目的を達成するため、本発明は、板厚「Ａ」の円筒状のパイプと当該パイプの一方の端部又は双方の端部に配置された相手部材とが摩擦圧接によって接合された軸部材を有するプロペラシャフトであって、前記パイプの前記相手部材と接合される端部は、その内周面が段差状又はテーパ状に加工されることによって、その先端の厚さが「Ｂ」の薄肉部として形成されており、前記相手部材の前記パイプと接合される端部は、その先端の厚さが「Ｃ」の円筒状の突起部として形成されており、前記軸部材は、「Ａ＞Ｃ＞Ｂ」の関係を満たしている構成とする。
【００２３】
このプロペラシャフトの軸部材は、パイプの板厚Ａと相手部材の端部（円筒状の突起部）の先端の厚さＣとが「Ａ＞Ｃ」の関係を満たしている。これにより、軸部材は、パイプの板厚「Ａ」が従来のものよりも厚くなり、その結果、曲げ剛性を向上させることができる。これにより、このプロペラシャフトは、ペーパーダンパー等の防振部材を用いることなく、軸部材の振動特性（曲げ振動の周波数）を向上させることができる。
【００２４】
しかも、このプロペラシャフトの軸部材は、パイプの端部の内周面が段差状又はテーパ状に加工されることによって、パイプの端部の外径の増大を最小限に抑えつつ、曲げ剛性を向上させることができる。したがって、このプロペラシャフトは、周囲の部材の配置関係による制約を受けることなく、軸部材の曲げ剛性を向上させることができる。
【００２５】
このプロペラシャフトは、例えば、第１軸部材と第２軸部材とを有する構成になっている場合に、第１軸部材の曲げ剛性を向上させることができるため、過渡期において、第１軸部材での共振と第２軸部材での共振とが互いに影響し合う現象が発生するのを抑制することができる。その結果、このプロペラシャフトは、所定のレベルを超える共鳴音が発生して、ギヤの噛合振動ＶＧが顕在化するのを抑制することができる。
【００２６】
また、このプロペラシャフトは、相手部材の端部（円筒状の突起部）の先端の厚さＣとパイプの端部（薄肉部）の先端の厚さＢとが「Ｃ＞Ｂ」の関係を満たしている。これにより、このプロペラシャフトは、相手部材の設計変更を伴わずに、仕様の異なるパイプを相手部材に好適に接合することができる。
【００２７】
このプロペラシャフトは、好ましくは、前記相手部材が、スタブヨーク、等速ジョイント、スタブシャフトのいずれかである構成にするとよい。
この構成のプロペラシャフトは、これらの部材の周囲で、ギヤの噛合振動が顕在化するのを抑制することができる。
【００２８】
このプロペラシャフトの前記パイプの端部は、好ましくは、縮径加工が施され、さらに、その内周面を段差状又はテーパ状に形成する切削加工が施されている構成にするとよい。
この構成のプロペラシャフトは、大径のパイプを使えるため、パイプの曲げ剛性を向上させることができるとともに、パイプの板厚の調整やパイプの端部の切削加工を容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、周囲の部材の配置関係による制約を受けることなく、軸部材の曲げ剛性を向上させたプロペラシャフトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】実施形態に係るプロペラシャフトの全体の構成を示す図である。
【図２】実施形態に係るプロペラシャフトの主要部の構成を示す図（１）である。
【図３】実施形態に係るプロペラシャフトの主要部の構成を示す図（２）である。
【図４】実施形態に係る第１軸部材のパイプの前端部及び後端部の拡大図である。
【図５】比較例に係るプロペラシャフト及び実施形態に係るプロペラシャフトの振動特性の一例を示す図である。
【図６】ギヤの噛合振動とプロペラシャフトの曲げ振動の周波数との関係を示すグラフ図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態（以下、「本実施形態」と称する）につき詳細に説明する。なお、各図は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示しているに過ぎない。よって、本発明は、図示例のみに限定されるものではない。また、各図において、共通する構成要素や同様な構成要素については、同一の符号を付し、それらの重複する説明を省略する。
【００３２】
≪実施形態≫
本発明は、曲げ剛性を調整する軸部材のパイプ（後記するパイプ２４又はパイプ３２）の板厚を従来のものよりも厚く構成するとともに、そのパイプの一方の端部又は双方の端部の内周面を段差状又はテーパ状に加工することによって、そのパイプの端部を薄肉部として形成することを特徴にしている。
【００３３】
≪プロペラシャフトの全体の構成≫
以下、図１を参照して、本実施形態に係るプロペラシャフト１の構成につき説明する。図１は、本実施形態に係るプロペラシャフト１の全体の構成を示す図である。図１は、一点鎖線よりも下の描画部分がプロペラシャフト１の平面構成を示しており、一点鎖線よりも上の描画部分がプロペラシャフト１の断面構成を示している。
【００３４】
本実施形態に係るプロペラシャフト１は、動力を伝達するために、自動車（車両）に搭載される軸である。プロペラシャフトは、車両の幅方向の中央で、車両の前後方向（水平方向）に向けて配置されている。プロペラシャフトは、車両の前側にそれぞれ搭載された原動機（図示せず）及び変速装置（図示せず）で発生し減速された動力を、車両の後側に搭載された終減速装置（図示せず）に伝達する。
【００３５】
図１に示すように、プロペラシャフト１は、２ピース構造（２分割構造）を有しており、車両の前側（一方側）の第１プロペラシャフト（以下、「第１軸部材」と称する）２と車両の後側（他方側）の第２プロペラシャフト（以下、「第２軸部材」と称する）３とに分割されている。ただし、ピース数（分割数）は、これに限定されず、３ピース構造（３分割構造）等のように適宜変更することができる。
【００３６】
第１軸部材２は、第１自在継手２２と、中空の円筒状のパイプ２４と、有底円筒状の外輪部材２５１とを備えている。一方、第２軸部材３は、スタブシャフト３１と、中空の円筒状のパイプ３２と、第３自在継手３４とを備えている。
【００３７】
ここでは、第１軸部材２の第１自在継手２２及び第２軸部材３の第３自在継手３４は、ともに、十字継手（クロスジョイント）によって構成されているものとして説明する。以下、第１自在継手２２を「クロスジョイント２２」と称する。また、第３自在継手３４を「クロスジョイント３４」と称する。
【００３８】
第１軸部材２のクロスジョイント２２は、図示せぬ変速装置の出力軸にボルトで締結されるフランジヨーク２１と、スパイダ（十字軸）２２１と、スタブヨーク２３とを備えている。フランジヨーク２１は、スパイダ２２１を介してスタブヨーク２３と連結されている。スタブヨーク２３の後端部は、摩擦圧接によってパイプ２４の前端部と接合されている。そのパイプ２４の後端部は、摩擦圧接によって外輪部材２５１の前端部と接合されている。
【００３９】
以下、摩擦圧接によってパイプ２４に接合される部材（図１に示す例では、スタブヨーク２３と外輪部材２５１）を「相手部材」と称する。また、パイプ２４及び相手部材の接合される部位を「接合部位」と称する。なお、「摩擦圧接」の詳細については、後記する。
【００４０】
一方、第２軸部材３のクロスジョイント３４は、スタブヨーク３３と、スパイダ（十字軸）３４１と、図示せぬ終減速装置のドライブピニオンにボルトで締結されるフランジヨーク３５とを備えている。スタブヨーク３３は、スパイダ３４１を介してフランジヨーク３５と連結されている。スタブヨーク３３の前端部は、摩擦圧接によってパイプ３２の後端部と接合されている。そのパイプ３２の前端部は、摩擦圧接によってスタブシャフト３１の後端部と接合されている。スタブシャフト３１の前端部は、第１軸部材２の外輪部材２５１の内部に挿入されている。
【００４１】
そのスタブシャフト３１の前端部には、第１軸部材２の外輪部材２５１とともに、等速ジョイント（第２自在継手）２５を構成するトラニオン２５３が取り付けられている。等速ジョイント（第２自在継手）２５は、第１軸部材２と第２軸部材３とを連結する継手である。トラニオン２５３は、外輪部材２５１の内部を摺動又は転動する内輪部材である。
【００４２】
また、第２軸部材３は、センターベアリング４によって回転自在に支持されている。センターベアリング４は、プロペラシャフト１の中間部分を回転自在に支持する軸受である。センターベアリング４は、ブラケット５によって車両の下部のフロアパネルに取り付けられている。
【００４３】
≪プロペラシャフトの主要部の構成≫
以下、図２〜図４を参照して、プロペラシャフト１の主要部の構成につき説明する。図２及び図３は、それぞれ、プロペラシャフト１の主要部の構成を示す図である。図２は、第１軸部材２のパイプ２４の前端部２４２付近の構成を示している。図３は、第１軸部材２のパイプ２４の後端部２４７付近の構成を示している。図２及び図３は、図１と同様に、一点鎖線よりも下の描画部分がプロペラシャフト１の平面構成を示しており、一点鎖線よりも上の描画部分がプロペラシャフト１の断面構成を示している。図４は、本実施形態に係る第１軸部材２のパイプ２４の前端部２４２及び後端部２４７の拡大図である。図４（ａ）は、前端部２４２の構成を拡大して示しており、図４（ｂ）は、後端部２４７の構成を拡大して示している。
【００４４】
パイプ２４は、板厚が従来のものよりも厚く構成されており、また、一方の端部又は双方の端部の内周面が段差状又はテーパ状に加工されることによって、端部が薄肉部として形成されている。
【００４５】
ここでは、パイプ２４の前端部２４２及び後端部２４７の双方の内周面が段差状に切削加工されている場合を想定して説明する。また、パイプ２４が板厚「Ａ」の板材によって円筒状に形成されており、切削加工された前端部２４２及び後端部２４７の先端の厚さがともに「Ｂ」になっている場合を想定して説明する。ただし、前端部２４２及び後端部２４７は、先端の厚さが前記した「相手部材」の端部の先端の厚さよりも小さければ、前端部２４２と後端部２４７とで、異なる値にすることも可能である。
【００４６】
図２に示すように、第１軸部材２は、フランジヨーク２１とスタブヨーク２３とがスパイダ２２１を介して連結されている。スパイダ２２１は、フランジヨーク２１とスタブヨーク２３とを連結する部材である。スパイダ２２１は、略四角形状に形成された胴体部を中心にして、４本の脚部が胴体部から略９０°間隔で十字方向に突出する構成になっている。
【００４７】
スパイダ２２１は、対角方向の２本の脚部がフランジヨーク２１のアーム部２１１に設けられた貫通孔２１１ａに嵌合され、別の対角方向の２本の脚部がスタブヨーク２３のアーム部２３１に設けられた貫通孔２３１ａに嵌合されている。
【００４８】
スパイダ２２１の４本の脚部は、貫通孔２１１ａ，２３１ａの内部に設けられたニードルベアリング２２２によって回転自在に保持されている。貫通孔２１１ａ，２３１ａの開口部は、ダストシール２２３によって封止されている。
【００４９】
なお、フランジヨーク２１は、アーム部２１１を保持する胴体部２１２が第１軸部材２の軸方向に対して略垂直方向に配置されており、また、２本のアーム部２１１が胴体部２１２から後方に突出する構成になっている。
【００５０】
一方、スタブヨーク２３は、アーム部２３１を保持する胴体部２３２が第１軸部材２の軸方向に対して垂直方向に配置されており、また、２本のアーム部２３１が、フランジヨーク２１の２本のアーム部２１１に対して第１軸部材２の回転方向に９０°位相をずらした状態で、胴体部２３２から前方に突出する構成になっている。
【００５１】
スタブヨーク２３の後端部は、後方に向けて突出する円筒状の突起部２３３として形成されている。スタブヨーク２３の円筒状の突起部２３３は、円筒状のパイプ２４の前端部２４２と摩擦圧接によって接合される。
【００５２】
パイプ２４は、板厚「Ａ」の板材によって、中空の円筒状に形成されている。パイプ２４の端部（図２〜図４に示す例では、前端部２４２及び後端部２４７）は、縮径加工が施され、さらに、その内周面を段差状又はテーパ状に形成する切削加工が施されている。以下、縮径加工が施された部位を「縮径加工部」と称する。また、切削加工が施された部位を「切削加工部」と称する。「切削加工部」は「薄肉部」でもある。図２及び図４（ａ）に示す例では、パイプ２４の前側の部分に縮径加工部２４１が形成され、その中の前端部２４２に切削加工部（薄肉部）が形成されている。また、図３及び図４（ｂ）に示す例では、パイプ２４の後側の部分に縮径加工部２４１が形成され、その中の後端部２４７に切削加工部（薄肉部）が形成されている。
【００５３】
パイプ２４の端部（図２〜図４に示す例では、前端部２４２及び後端部２４７）は、その内周面が段差状又はテーパ状に切削加工されることによって、その先端の厚さが「Ｂ」になっている。
【００５４】
図２及び図４（ａ）に示すように、パイプ２４の前端部２４２は、摩擦圧接によってスタブヨーク２３の突起部２３３と接合されている。スタブヨーク２３の突起部２３３の外径は、パイプ２４の前端部２４２の外径と略同等になっている。また、スタブヨーク２３の突起部２３３の先端の厚さ「Ｃ」は、パイプ２４の板厚「Ａ」よりも小さな値で、かつ、パイプ２４の前端部２４２の先端の厚さ「Ｂ」よりも若干（例えば、コンマ数ミリ）大きな値になっている。すなわち、パイプ２４の板厚「Ａ」とパイプ２４の前端部２４２の先端の厚さ「Ｂ」とスタブヨーク２３の突起部２３３の先端の厚さ「Ｃ」は、「Ａ＞Ｃ＞Ｂ」の関係になっている。なお、厚さＡ，Ｂ，Ｃを「Ａ＞Ｃ＞Ｂ」の関係に設定する理由については、後記する。
【００５５】
一方、図３及び図４（ｂ）に示すように、パイプ２４の後端部２４７は、摩擦圧接によって等速ジョイント２５を構成する外輪部材２５１の突起部２５２と接合されている。外輪部材２５１は、有底円筒状の部材である。外輪部材２５１は、前端部が前方に向けて突出するとともに、後端部が後方に向けて突出する円筒状の突起部２５２として形成されている。外輪部材２５１の突起部２５２の外径は、パイプ２４の後端部２４７の外径と略同等になっている。また、外輪部材２５１の突起部２５２の先端の厚さ「Ｃ」は、パイプ２４の板厚「Ａ」よりも小さな値で、かつ、パイプ２４の後端部２４７の先端の厚さ「Ｂ」よりも若干（例えば、コンマ数ミリ）大きな値になっている。すなわち、パイプ２４の板厚「Ａ」とパイプ２４の後端部２４７の先端の厚さ「Ｂ」と外輪部材２５１の突起部２５２の先端の厚さ「Ｃ」は、「Ａ＞Ｃ＞Ｂ」の関係になっている。
【００５６】
ただし、パイプ２４の端部（図２〜図４に示す例では、前端部２４２及び後端部２４７）の先端の厚さ「Ｂ」は、相手部材の端部（図２〜図４に示す例では、スタブヨーク２３の突起部２３３及び外輪部材２５１の突起部２５２）の先端の厚さ「Ｃ」よりも小さければ（すなわち、「Ｃ＞Ｂ」の関係を満たしていれば）、前端部２４２と後端部２４７とで、異なる値にすることが可能である。また、相手部材の端部の先端の厚さ「Ｃ」は、パイプ２４の板厚「Ａ」よりも小さく、かつ、パイプ２４の端部の先端の厚さ「Ｂ」よりも大きければ（すなわち、「Ａ＞Ｃ＞Ｂ」の関係を満たしていれば）、パイプ２４の前端部２４２側と後端部側２４７とで、異なる値にすることが可能である。
【００５７】
なお、図３に示すように、外輪部材２５１は、トラニオン２５３とともに、等速ジョイント２５を構成している。ここでは、等速ジョイント２５がトリポート型の等速ジョイントとして構成されている場合を想定して説明する。ただし、等速ジョイント２５の型式は、適宜変更することができる。例えば、等速ジョイント２５は、ダブルオフセット型や、レブロ型、バーフィールド型等に変更することできる。
【００５８】
トリポート型の等速ジョイント２５は、トラニオン２５３が外輪部材２５１の内部に挿入された構成になっている。トラニオン２５３は、第２軸部材３のスタブシャフト３１の前端部に取り付けられている。トラニオン２５３は、外嵌部２５３ａと、３本の軸部２５３ｂと、ローラ２５３ｃと、ニードルローラ２５３ｄとを備えている。
【００５９】
外嵌部２５３ａは、スタブシャフト３１の前端部に外嵌するとともに、スプライン結合された環状の部材である。３本の軸部２５３ｂは、外嵌部２５３ａと一体に成形され、径方向に延びるとともに、周方向に等間隔で配置された部位である。トラニオン２５３は、３本の軸部２５３ｂを備えることによって、軸方向から見た形状が三つ又状になっている。ローラ２５３ｃは、各軸部２５３ｂを中心にして回転とする部材である。ニードルローラ２５３ｄは、軸部２５３ｂとローラ２５３ｃとの間に設けられた軸受部材である。等速ジョイント２５は、ニードルローラ２５３ｄの代わりに、別の構成の軸受部材を用いることができる。
【００６０】
等速ジョイント２５は、摺動溝２５４が、軸方向に沿って外輪部材２５１の内部に設けられている。そして、等速ジョイント２５は、トラニオン２５３のローラ２５３ｃが、摺動溝２５４の内壁面との間で極小隙間を形成しながら、摺動溝２５４に沿って軸方向に摺動又は転動する構成になっている。これにより、等速ジョイント２５は、自在継手としての伸縮機能及び屈曲機能を果たしている。なお、等速ジョイント２５は、ローラ２５３ｃの摺動又は転動に伴うローラ２５３ｃ及び摺動溝２５４の磨耗や焼き付きを防止するために、グリース（潤滑油）が摺動溝２５４に封入されている。
【００６１】
≪厚さＡ，Ｂ，Ｃの関係≫
以下、厚さＡ，Ｂ，Ｃを「Ａ＞Ｃ＞Ｂ」の関係に設定する理由につき説明する。
パイプ２４は、摩擦圧接によって相手部材と接合される。ここで、「摩擦圧接」とは、パイプ２４を回転させずに固定保持し、パイプ２４の両端部に高速で回転する相手部材（スタブヨーク２３及び外輪部材２５１）を押し付けて、その摩擦熱で双方の部材（パイプ２４と相手部材）を軟化させるとともに、押圧で双方の部材の表面に形成されていた酸化層を除去して、酸化層の深部にある鉄の原子同士を結合させることによって、双方の部材を接合させる技術である。
【００６２】
「摩擦圧接」は、双方の部材の接合部位を適度に軟化させて、双方の部材の原子同士を結合させる必要がある。そのため、「摩擦圧接」では、双方の部材の接合部位に対して、一定の厚さの関係を持たせることが望ましい。なお、例えば、第１軸部材２では、スタブヨーク２３の円筒状の突起部２３３の先端、パイプ２４の前端部（薄肉部）２４２の先端、パイプ２４の後端部（薄肉部）２４７の先端、及び、外輪部材２５１の突起部２５２の先端が、「接合部位」となる。
【００６３】
ここで、プロペラシャフト１は、第１軸部材２の曲げ振動Ｖ１の周波数ＦＢ１と第２軸部材３の曲げ振動Ｖ２の周波数ＦＢ２との差ΔＦ（図６参照）が比較的小さい場合に、過渡期（第２軸部材３での共振が始まってから第１軸部材２での共振がなくなるまでの速度領域）において、第１軸部材２での共振と第２軸部材３での共振とが互いに影響し合う現象が発生する。すなわち、ギヤの噛合振動ＶＧと第１軸部材の曲げ振動Ｖ１との共振と、ギヤの噛合振動ＶＧと第２軸部材の曲げ振動Ｖ２との共振とが、互いに影響し合う現象が発生する。これにより、プロペラシャフト１全体の共振が増大する。その結果、プロペラシャフト１は、所定のレベルを超える共鳴音が発生して、ギヤの噛合振動が顕在化する。
【００６４】
したがって、プロペラシャフト１は、このような現象の発生を抑制する必要がある。そのためには、プロペラシャフト１は、第１軸部材２の曲げ振動Ｖ１の周波数ＦＢ１と第２軸部材３の曲げ振動Ｖ２の周波数ＦＢ２との差ΔＦが比較的大きくなるように、一方の軸部材（例えば、第１軸部材２）の曲げ剛性を向上させることが好ましい。
【００６５】
第１軸部材２の曲げ剛性を向上させる手法としては、パイプ２４の外径を拡大する手法がある。しかしながら、パイプ２４の外径を拡大する手法は、パイプ２４の周囲の部材の配置関係によって制約されるため、限界がある。
【００６６】
そこで、本実施形態に係るプロペラシャフト１は、パイプ２４の外径を従来と同じ外径のままにし（又は、許容される範囲内で、パイプ２４の外径を拡大し）、その代わりに、パイプ２４の板厚Ａを厚くすることによって、第１軸部材２の曲げ剛性を向上させるものとする。
【００６７】
ただし、「摩擦圧接」は、接合する双方の部材の接合部位の厚さを略同等にすることが望ましい。なお、各種の実験結果によれば、高速で回転させる相手部材の接合部位の厚さＣを、固定保持されたパイプ２４の接合部位の厚さＢよりも若干（例えば、コンマ数ミリ）大きくすると、良好な接合を実現できることが確認されている。そのため、「摩擦圧接」は、相手部材の接合部位の厚さをパイプ２４の接合部位の厚さよりも若干（例えば、コンマ数ミリ）大きくすることが望ましい。
【００６８】
しかしながら、プロペラシャフト１は、単純にパイプ２４の板厚を厚くすると、これに合わせて相手部材の接合部位の厚さを厚くする必要があるため、パイプ２４の接合部位の厚さの違いに応じて複数種類の相手部材を用意する必要がある。したがって、プロペラシャフト１は、単純にパイプ２４の板厚を厚くすると、複数種類の相手部材を用意する必要があり、相手部材の共通化を阻害してしまうため、好ましくない。
【００６９】
そこで、本実施形態に係るプロペラシャフト１は、パイプ２４の板厚Ａを従来よりも厚くするとともに、パイプ２４の接合部位を切削加工することによって、パイプ２４の接合部位の厚さＢを薄くするものとする。つまり、本実施形態に係るプロペラシャフト１の特徴は、パイプ２４の接合部位と相手部材の接合部位とが摩擦圧接によって良好に接合される範囲内で、パイプ２４の接合部位の厚さＢを薄くしたことにある。
【００７０】
このようなプロペラシャフト１は、パイプ２４の板厚Ａが従来よりも厚くなるため、第１軸部材２の曲げ剛性を向上させることができる。また、プロペラシャフト１は、パイプ２４の接合部位の厚さＢの違いに応じて複数種類の相手部材を用意する必要がないため、相手部材の共通化を図りながら、パイプ２４の接合部位を相手部材の接合部位に良好に接合させることができる。
【００７１】
≪プロペラシャフトの振動特性≫
以下、図５を参照して、プロペラシャフト１の振動特性につき説明する。ここでは、分かり易く説明するために、比較例に係るプロペラシャフト１Ｐ（図示せず）の振動特性と比較して、本実施形態に係るプロペラシャフト１の振動特性を説明する。
【００７２】
図５は、比較例に係るプロペラシャフト１Ｐ及び本実施形態に係るプロペラシャフト１の振動特性の一例を示す図である。図５は、プロペラシャフト１Ｐ，１での共振の状態を波線で模式的に示している。なお、図５に示す撓み量は、波線の振幅の大きさ（すなわち、共振の大きさ）を意味している。
【００７３】
比較例に係るプロペラシャフト１Ｐ（図示せず）は、従来のプロペラシャフトと同様の構成のものである。比較例に係るプロペラシャフト１Ｐは、本実施形態に係るプロペラシャフト１（図２参照）と比較すると、パイプ２４の代わりに、全域に亘って厚さが均一なパイプ２４Ｐ（図示せず）を備える点で相違している。パイプ２４Ｐの厚さ「Ｔ」は、本実施形態に係るプロペラシャフト１のパイプ２４の端部の先端の厚さ「Ｂ」と略同等になっている。
【００７４】
このような比較例に係るプロペラシャフト１Ｐは、第１軸部材２の曲げ振動Ｖ１の周波数ＦＢ１と第２軸部材３の曲げ振動Ｖ２の周波数ＦＢ２との差ΔＦ（図６参照）が比較的小さな構成になっている。
【００７５】
比較例に係るプロペラシャフト１Ｐの振動特性の一例を図５（ａ１）〜図５（ａ３）に示す。図５（ａ１）は、プロペラシャフト１Ｐが回転速度ＳＡ（図６参照）で回転している場合の共振の状態を示している。図５（ａ２）は、プロペラシャフト１Ｐが回転速度ＳＡと回転速度ＳＢ（図６参照）との間の回転速度で回転している場合の共振の状態を示している。図５（ａ３）は、プロペラシャフト１Ｐが回転速度ＳＢで回転している場合の共振の状態を示している。
【００７６】
比較例に係るプロペラシャフト１Ｐは、第１軸部材２の曲げ剛性が本実施形態に係るプロペラシャフト１の第１軸部材２よりも低いため、過渡期において、一方の軸部材（ここでは、第２軸部材３）での共振が減少し、他方の軸部材（ここでは、第１軸部材２）での共振が発生し始める過程で、第１軸部材２での共振と第２軸部材３での共振とが互いに影響し合う現象が発生する。これにより、プロペラシャフト１Ｐは、過渡期において、プロペラシャフト１Ｐ全体の共振の大きさが比較的大きな状態になる。したがって、比較例に係るプロペラシャフト１Ｐは、過渡期における振動特性が悪化する。その結果、プロペラシャフト１Ｐは、過渡期において、所定のレベルを超える共鳴音が発生して、ギヤの噛合振動ＶＧが顕在化する。
【００７７】
また、プロペラシャフト１Ｐは、所定のレベルを超える共鳴音が過渡期を通して継続して発生する。したがって、プロペラシャフト１Ｐは、所定のレベルを超える共鳴音の発生範囲（プロペラシャフト１Ｐの回転速度の領域）が比較的広い。
【００７８】
その結果、比較例に係るプロペラシャフト１Ｐの振動特性は、以下に説明する本実施形態に係るプロペラシャフト１の振動特性と比較すると明らかなように、過渡期におけるプロペラシャフト１Ｐの共振の大きさが本実施形態に係るプロペラシャフト１の共振の大きさよりも大きくなる。
【００７９】
また、比較例に係るプロペラシャフト１Ｐの振動特性は、共振の発生範囲（プロペラシャフト１Ｐの回転速度の領域）が本実施形態に係るプロペラシャフト１の共振の発生範囲よりも広くなる。
【００８０】
これに対して、本実施形態に係るプロペラシャフト１は、パイプ２４の板厚が「Ａ」となっており、そのパイプ２４の板厚「Ａ」が比較例に係るプロペラシャフト１Ｐのパイプ２４Ｐの板厚「Ｔ」よりも厚くなっている。また、本実施形態に係るプロペラシャフト１は、パイプ２４の端部（図２及び図３に示す例では、前端部２４２及び後端部２４７）の厚さが「Ｂ」となっており、そのパイプ２４の端部の厚さ「Ｂ」が比較例に係るプロペラシャフト１Ｐのパイプ２４Ｐの端部の厚さ「Ｔ」と略同等になっている。
【００８１】
このような本実施形態に係るプロペラシャフト１は、第１軸部材２の曲げ振動Ｖ１の周波数が「ＦＢ１」から「ＦＢ１’（図６参照）」に変わるため、第１軸部材２の曲げ振動Ｖ１の周波数ＦＢ１’と第２軸部材３の曲げ振動Ｖ２の周波数ＦＢ２との差ΔＦが比較的大きな構成になっている。
【００８２】
本実施形態に係るプロペラシャフト１の振動特性の一例を図５（ｂ１）〜図５（ｂ５）に示す。図５（ｂ１）は、プロペラシャフト１が回転速度ＳＡ（図６参照）で回転している場合の共振の状態を示している。図５（ｂ２）〜図５（ｂ３）は、プロペラシャフト１が回転速度ＳＡと回転速度ＳＢ（図６参照）との間の回転速度で回転している場合の共振の状態を示している。図５（ｂ４）は、プロペラシャフト１が回転速度ＳＢで回転している場合の共振の状態を示している。図５（ｂ５）は、プロペラシャフト１が回転速度ＳＢ’（図６参照）で回転している場合の共振の状態を示している。なお、回転速度ＳＢ’は、本実施形態に係るプロペラシャフト１の第１軸部材２でのギヤの噛合振動との共振が最も強くなるときのプロペラシャフト１の回転速度である。
【００８３】
本実施形態に係るプロペラシャフト１は、第１軸部材２の曲げ剛性が比較例に係るプロペラシャフト１Ｐの第１軸部材２よりも高いため、過渡期において、一方の軸部材（ここでは、第２軸部材３）での共振が減少し、他方の軸部材（ここでは、第１軸部材２）での共振が発生し始める過程で、第１軸部材２での共振と第２軸部材３での共振とが互いに影響し合う現象が発生しない。そのため、プロペラシャフト１は、過渡期において、プロペラシャフト１全体の共振の大きさが減少する。したがって、本実施形態に係るプロペラシャフト１は、過渡期における振動特性が悪化しない。その結果、プロペラシャフト１は、過渡期において、所定のレベルを超える共鳴音が発生せず、また、ギヤの噛合振動ＶＧが顕在化することがない。
【００８４】
その結果、本実施形態に係るプロペラシャフト１の振動特性は、過渡期におけるプロペラシャフト１の共振の大きさを比較例に係るプロペラシャフト１Ｐの共振の大きさよりも小さくすることができる。
【００８５】
また、本実施形態に係るプロペラシャフト１の振動特性は、共振の発生範囲（プロペラシャフト１の回転速度の領域）を比較例に係るプロペラシャフト１Ｐの共振の発生範囲よりも狭くすることができる。
【００８６】
このようなプロペラシャフト１は、以下の特徴を有している。
（１）プロペラシャフト１の曲げ剛性を調整する軸部材は、パイプ２４の板厚Ａと相手部材の端部（スタブヨーク２３の突起部２３３及び外輪部材２５１の突起部２５２）の先端の厚さＣとが「Ａ＞Ｃ」の関係を満たしている。ここでは、曲げ剛性を調整する軸部材が第１軸部材２であるものとして説明する。これにより、第１軸部材２は、パイプ２４の板厚「Ａ」が従来のものよりも厚くなり、その結果、曲げ剛性を向上させることができる。これにより、プロペラシャフト１は、ペーパーダンパー等の防振部材を用いることなく、第１軸部材２の振動特性（曲げ振動の周波数）を向上させることができる。
【００８７】
しかも、プロペラシャフト１の第１軸部材２は、パイプ２４の端部の内周面が段差状又はテーパ状に切削加工されることによって、パイプ２４の端部の外径の増大を最小限に抑えつつ、曲げ剛性を向上させることができる。したがって、プロペラシャフト１は、周囲の部材の配置関係による制約を受けることなく、第１軸部材２の曲げ剛性を向上させることができる。
【００８８】
このようなプロペラシャフト１は、第１軸部材２の曲げ剛性が比較例に係るプロペラシャフト１Ｐの第１軸部材２よりも高いため、過渡期において、第１軸部材２での共振と第２軸部材３での共振とが互いに影響し合う現象が発生するのを抑制することができ。その結果、プロペラシャフト１は、所定のレベルを超える共鳴音が発生して、ギヤの噛合振動ＶＧが顕在化するのを抑制することができる。
【００８９】
（２）また、プロペラシャフト１は、相手部材の端部（スタブヨーク２３の突起部２３３及び外輪部材２５１の突起部２５２）の先端の厚さＣとパイプ２４の端部（薄肉部）２４２，２４７の先端の厚さＢとが「Ｃ＞Ｂ」の関係を満たしている。これにより、プロペラシャフト１は、摩擦圧接によって接合される相手部材の設計変更を伴わずに、仕様の異なるパイプ２４を相手部材に好適に接合することができる。
【００９０】
以上の通り、本実施形態に係るプロペラシャフト１によれば、周囲の部材の配置関係による制約を受けることなく、軸部材の曲げ剛性を向上させることができる。
【００９１】
本発明は、前記した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や変形を行うことができる。
【００９２】
例えば、本発明は、パイプ２４の端部に接合される相手部材を、スタブヨーク２３、等速ジョイント２５（その外輪部材２５１）、スタブシャフト３１のいずれかにすることができる。これにより、プロペラシャフト１は、これらの部材の周囲で、ギヤの噛合振動が顕在化するのを抑制することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１    プロペラシャフト
２    第１プロペラシャフト（第１軸部材）
３    第２プロペラシャフト（第２軸部材）
４    センターベアリング
５    ブラケット
２１，３５    フランジヨーク
２２    第１自在継手（クロスジョイント）
２３    スタブヨーク（相手部材）
２４，３２    パイプ
２５    等速ジョイント（第２自在継手）
３１    スタブシャフト
３３    スタブヨーク
３４    第３自在継手（クロスジョイント）
２１１，２３１    アーム部
２１１ａ，２３１ａ    貫通孔
２１２，２３２    胴体部
２２１，３４１    スパイダ（十字軸）
２２２    ニードルベアリング
２２３    ダストシール
２３３，２５２    突起部
２４１，２４６    縮径加工部
２４２    前端部（切削加工部；薄肉部）
２４７    後端部（切削加工部；薄肉部）
２５１    外輪部材（相手部材）
２５３    トラニオン（内輪部材）
２５３ａ    外嵌部
２５３ｂ    軸部
２５３ｃ    ローラ
２５３ｄ    ニードルローラ（軸受部材）
２５４    摺動溝
【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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【図６】
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