(57)【要約】【課題】  初期および二次アンバランスの調整のための第１および第２バランス部材を貼付するために要求される軸方向寸法を抑える。【解決手段】  プロペラシャフトＰＳの回転バランス調整を行う方法が、プロペラシャフトの初期アンバランス量を測定するステップと、初期バランス修正量に付加バランス量を加えて第１バランス修正量を算出するステップと、第１バランス修正量を有した第１バランス修正部材をスタブヨーク２０のネック部２２の外周の所定位置に貼付して二次アンバランス量を測定するステップと、二次アンバランス量を修正する第２バランス修正量を算出するステップと、第２バランス修正量を有した第２バランス修正部材をネック部２２の外周に貼付するステップとから構成される。【選択図】  図３
2006057704.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動部材からの回転駆動力を回転被駆動部材に伝達する回転動力伝達部材の回転バランス調整を行う方法であって、
前記回転動力伝達部材の初期アンバランス量を測定するステップと、
前記初期アンバランス量を修正するに必要な初期バランス修正量に所定の付加バランス量を加えて第１バランス修正量を算出するステップと、
前記第１バランス修正量を有した第１バランス修正部材を、前記回転動力伝達部材における前記初期アンバランス量を修正するために要求される位置に貼付して、前記回転動力伝達部材の二次アンバランス量を測定するステップと、
前記二次アンバランス量を修正するに必要な第２バランス修正量を算出するステップと、
前記第２バランス修正量を有した第２バランス修正部材を、前記回転動力伝達部材における前記二次アンバランス量を修正するために要求される位置に貼付するステップと
からなることを特徴とする回転動力伝達部材の回転バランス調整方法。
【請求項２】
前記第１バランス修正部材の貼り付け位置に対して前記第２バランス修正部材の貼り付け位置が周方向に重なることがないように、前記付加バランス量の大きさが設定されることを特徴とする請求項１に記載の回転バランス調整方法。
【請求項３】
前記回転動力伝達部材が、非鉄系材料製のパイプ状部材の両端に、前記回転駆動部材および前記回転被駆動部材と連結される鉄系材料製の連結部材を取り付けて構成され、前記第１バランス修正部材および前記第２バランス修正部材が、前記連結部材の外周面に貼り付けられることを特徴とする請求項１もしくは２に記載の回転バランス調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転駆動部材からの回転駆動力を回転被駆動部材に伝達する回転動力伝達部材、例えば、自動車等においてエンジンからの駆動力を車両側に伝達するプロペラシャフトの回転バランス調整を行う方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＲ駆動形式や、四輪駆動形式の自動車等では、エンジン駆動力を車輪に伝達する動力伝達装置が、エンジン出力を変速して出力する変速機（回転駆動部材）からプロペラシャフト（回転動力伝達部材）を介してアクスル装置（回転被駆動部材）に回転駆動力を伝達するように構成する場合が多い。例えば、車両の前部にエンジンを配設し、このエンジンに結合して配設された変速機からの出力回転をプロペラシャフトを介してリアアクスル装置に伝達する構成がある。このような動力伝達装置は従来から種々のものが知られており、特許文献１や、特許文献２等に開示のものがある。
【０００３】
ところで、動力伝達装置において回転部材にアンバランスがあると回転伝達時にこのアンバランスにより振動が発生しやすいという問題がある。特に、プロペラシャフトは車体前後に延びて配設される長尺円筒状部材であり、回転アンバランスが発生しやすい。また、このプロペラシャフトの両端と変速機およびアクスル装置とを連結するカップリング装置は、その構成部品であるスタブヨーク、フランジヨーク、コンパニオンフランジ等が鍛造部品から作られ、完全な回転形状（リング状もしくは円筒状形状）ではないため、回転アンバランスが発生しやすい。このため、プロペラシャフトの端部に接続されたフランジヨークとコンパニオンフランジとを回転アンバランスを打ち消し合うように連結したり（特許文献３参照）、プロペラシャフトのアンバランスを打ち消すように調整ウエート（バランス修正部材）を取り付けてバランス調整が行われたりしている（例えば、特許文献４、特許文献５参照）。
【０００４】
このように調整ウエート（バランス修正部材）を取り付けて行うバランス調整は、従来では以下のようにして行われている。まず、プロペラシャフトの回転アンバランス量および位置（初期アンバランス量および位置）を測定し、この初期アンバランスを打ち消すために必要な第１バランス修正部材をプロペラシャフト外周面の所定位置（回転軸を挟んで初期アンバランス位置と反対側の位置）にスポット溶接等により貼付する。これにより初期（もしくは一次）バランス調整が完了するが、これだけではバランス調整が不十分な場合も多く、第１バランス修正部材を貼付したプロペラシャフトの回転アンバランス量および位置を測定（二次測定）する。そして、このように測定された二次アンバランスを打ち消すために必要な第２バランス修正部材をプロペラシャフト外周面の所定位置（二次アンバランス位置と回転軸を挟んで反対側の位置）にスポット溶接等により貼付する。
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−１９４００４号公報
【特許文献２】実開平７−８６３２号公報
【特許文献３】特開２００２−１０４００２号公報
【特許文献４】実用登録第２６０５１８５号公報
【特許文献５】特開平６−１９３６８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、プロペラシャフトはスチールパイプの両端にジョイント部材（ユニバーサルジョイントを構成するヨーク部材）が溶接接合されて構成されていたが、最近においては、軽量化等のためにスチールパイプに換えてＣＦＲＰ（Carbon-Fiber Reinforced Plastic）等の非鉄系部品が用いられることも多い。ところが、ＣＦＲＰ製のパイプを用いたプロペラシャフトの場合には、バランス修正部材をその外周面に接合することが難しいという問題がある。このため、特許文献５においては、ＦＲＰ製のパイプの両端に継ぎ手を圧入して構成されるプロペラシャフトにおいて、ＦＲＰ製パイプの端部における継ぎ手圧入部の外周にアルミニウム合金製のリングを嵌着し、このリングの外周にバランス修正部材を貼付するという構成を採用している。
【０００７】
しかしながら、この構成ではリングを嵌着する必要があり構成が複雑化するという問題があるため、従来では図５に示すように、鉄系材料製のスタブヨーク５１のネック部５３にバランス修正部材６０ａ，６０ｂをスポット溶接等により貼付する構成が取られていた。この図５に示す構成をもう少し詳しく説明する。プロペラシャフト５０は、ＣＦＲＰ製のパイプ５５の端部に金属材料製のスタブヨーク５１の円筒状圧入部５４を圧入して構成される。このとき、圧入部５４の外周面にはスプラインが形成されており、各スプライン歯がパイプ５５の内周面に食い込んでパイプ５５の端部にスタブヨーク５１がしっかりと接合される。なお、スタブヨーク５１は、圧入部５４より小径の円筒状に形成されたネック部５３と、ネック部５３の先端に繋がった側面視Ｙ字状のヨーク部５２とから構成される。そして、ヨーク部５２が十字ピン５６を介してフランジヨーク５７と連結され、フランジヨーク５７のフランジ部５７ａが相手部材（回転駆動部材となる変速機出力シャフトや、回転被駆動部材となるディファレンシャル機構入力シャフト）と接続される。
【０００８】
このような構成のプロペラシャフト５０のバランス調整を上述のようにして行った場合には、まず、初期アンバランスを打ち消すために必要な第１バランス修正部材６０ａをスタブヨーク５１のネック部５３の外周面に図示のように貼付する。次いで、このように第１バランス修正部材６０ａを貼付した状態のプロペラシャフト５０の回転アンバランス量および位置を測定（二次測定）し、測定された二次アンバランスを打ち消すために必要な第２バランス修正部材６０ｂをスタブヨーク５１のネック部５３の外周面の所望位置に図示のように貼付する。
【０００９】
ここで、第２バランス修正部材６０ｂは第１バランス修正部材６０ａでは修正しきれなかったアンバランスを修正するものであり、その質量は第１バランス修正部材６０ａより小さなものであるが、その貼付位置は図示のように第１バランス修正部材６０ｂと同一位置になることもあれば、反対側となることも、中間位置となることもある。このため、ネック部５３は少なくとも第１および第２バランス修正部材６０ａ，６０ｂが図５に示すように軸方向に並んで貼付できるだけの軸方向長さが必要であり、スタブヨーク５１の軸方向寸法が長くなり、少なくともこの寸法分だけ軽量化が図れなくなるという問題がある。
【００１０】
本発明はこのような問題に鑑み、第１および第２バランス部材を貼付するために要求される軸方向寸法を抑えることができるような回転バランス調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
このような目的達成のため、本発明の方法は、回転駆動部材（例えば、実施形態におけるトランスファー装置ＴＦの出力シャフト）からの回転駆動力を回転被駆動部材（例えば、実施形態におけるハイポイドギヤ機構ＨＧの入力シャフト）に伝達する回転動力伝達部材（例えば、実施形態におけるプロペラシャフトＰＳ）の回転バランス調整を行う方法であって、回転動力伝達部材の初期アンバランス量を測定するステップと、初期アンバランス量を修正するに必要な初期バランス修正量に所定の付加バランス量を加えて第１バランス修正量を算出するステップと、第１バランス修正量を有した第１バランス修正部材を、回転動力伝達部材における初期アンバランス量を修正するために要求される位置に貼付して回転動力伝達部材の二次アンバランス量を測定するステップと、二次アンバランス量を修正するに必要な第２バランス修正量を算出するステップと、第２バランス修正量を有した第２バランス修正部材を回転動力伝達部材における二次アンバランス量を修正するために要求される位置に貼付するステップとから構成される。
【００１２】
なお、第１バランス修正部材の貼り付け位置に対して第２バランス修正部材の貼り付け位置が周方向に重なることがないように、付加バランス量の大きさが設定されるのが好ましい。
【００１３】
また、回転動力伝達部材が、非鉄系材料製のパイプ状部材の両端に、回転駆動部材および回転被駆動部材と連結される鉄系材料製の連結部材を取り付けて構成され、第１バランス修正部材および第２バランス修正部材が、連結部材の外周面に貼り付けられるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本願発明の回転バランス調整方法によれば、初期アンバランス量を修正するに必要な初期バランス修正量に所定の付加バランス量を加えて算出された第１バランス修正量を有した第１バランス修正部材を、回転動力伝達部材における初期アンバランス量を修正するために要求される位置に貼付して初期バランス調整が行われるため、初期バランス調整後の回転動力伝達部材は、初期アンバランス位置とは反対側近傍に二次アンバランスが発生する。このため、この二次アンバランスを修正する第２バランス修正部材は第１バランス修正部材と反対側に貼付されることになり、第１および第２バランス修正部材を並べて貼付する事態が生じることがない。このため、第１および第２バランス修正部材を貼付するための軸方向寸法を小さくすることができる。
【００１５】
このようなことに鑑みれば、第１バランス修正量を算出するために初期バランス修正量に加えられる付加バランス量は、第１バランス修正部材の貼り付け位置に対して第２バランス修正部材の貼り付け位置が周方向に重なることがないように設定することが求められ、このように設定することにより、第１および第２バランス修正部材を並べて貼付することを確実に防止して、第１および第２バランス修正部材を貼付するための軸方向寸法を小さくすることができる。
【００１６】
なお、非鉄系材料（例えば、ＣＦＲＰ）製のパイプ状部材の両端に、回転駆動部材および回転被駆動部材と連結される鉄系材料製の連結部材（例えば、スタブヨーク）を取り付けて回転動力連結部材（例えば、プロペラシャフト）が構成され、第１バランス修正部材および第２バランス修正部材が、連結部材の外周面（例えば、スタブヨークのネック部の外周面）に貼り付けられる構成とすることが考えられるが、この構成に本願発明の方法を適用すれば、連結部材の外周面（例えば、スタブヨークのネック部の外周面）の軸方向寸法を短縮化でき、鉄系材料性の連結部材を小型化して回転駆動伝達部材を軽量化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照して本発明の回転バランス調整方法により調整される回転動力伝達部材となるプロペラシャフトを有した自動車の動力伝達装置を、図１を参照して説明する。
【００１８】
図１に示す自動車は四輪駆動車であり、車体前部に横置きにエンジンＥＮが配設され、エンジンＥＮの出力端に一体に繋がってトランスミッションＴＭが取り付けられている。このトランスミッションＴＭ内にはフロントディファレンシャル機構ＤＦとトランスファー機構ＴＦとが設けられている。トランスミッションＴＭにより変速されたエンジンＥＮの動力（パワー）は、フロントディファレンシャル機構ＤＦにおいて左右のフロントアクスルシャフトＳＦＡに分割されて伝達され、左右の前輪ＷＦを駆動する。上記エンジン動力はトランスファー機構ＴＦにおいても分割されてフロントカップリングＦＣからプロペラシャフトＰＳに伝達される。このプロペラシャフトＰＳはリアカップリングＲＣを介してリアアクスル装置ＡＲに繋がる。
【００１９】
リアアクスル装置ＡＲは、プロペラシャフトＰＳの回転をこれと直交するリアアクスルシャフトＳＲＡに伝達できるように回転方向を変換するとともにこの回転を減速するハイポイドギヤ機構ＨＧ（終減速機構）と、ハイポイドギヤ機構ＨＧの左右に位置してハイポイドギヤ機構ＨＧの回転動力を左右のリアアクスルシャフトＳＲＡに伝達するリアディファレンシャル機構ＤＲとを有する。リアアクスル装置ＡＲにおいては、プロペラシャフトＰＳを介して伝達されるエンジン動力が、ハイポイドギヤ機構ＨＧを介して回転方向の変換がなされるとともに減速され、リアディファレンシャル機構ＤＲにより左右のリアアクスルシャフトＳＲＡに分割されて伝達され、左右の後輪ＷＲを駆動可能となっている。
【００２０】
以上説明した動力伝達装置において、プロペラシャフトＰＳが本発明の回転動力伝達部材に該当し、図２に示すように構成される。すなわち、プロペラシャフトＰＳは、中空円筒状に形成されたＣＦＲＰ製のパイプ１０と、パイプ１０の端部に圧入接合された金属材料製のスタブヨーク２０と、十字ピン３０を介してスタブヨーク２０に連結されたフランジヨーク４０とから構成される。なお、図２にはパイプ１０の片方の端部のみを示しているが、他方の端部も同様な構成を有している。
【００２１】
スタブヨーク２０は、先端がＹ字状に形成されたヨーク部２１と、後端に位置して外周面にスプライン歯が形成された円筒状の圧入部２３と、ヨーク部２１と圧入部２３とを繋ぐ小径の円筒状に形成されたネック部２２とから一体に形成されている。ヨーク部２１に十字ピン３０の一対のアーム部が枢結され、十字ピンの他の一対のアーム部がフランジヨーク４０のヨーク部４１と枢結されて、いわゆるユニバーサルジョイント（自在継手）が構成される。圧入部２３がパイプ１０の端部内に圧入され、圧入部２３の外周のスプライン歯がパイプ１０の内周面に食い込んでパイプ１０とスタブヨーク２０とがしっかりと接合される。このためパイプ１０の端部は肉厚に形成されている。
【００２２】
一方、フランジヨーク４０は、十字ピンが枢結されるヨーク部４１と、ヨーク部４１と一体に繋がった矩形状フランジ部４２とから構成される。このフランジ部４２は、プロペラシャフトＰＳの一端側においてトランスファー機構ＴＦの出力シャフトと繋がれ、他端側においてリアアクスル装置ＡＲを構成するハイポイドギヤ機構ＨＧの入力シャフトと繋がれる。
【００２３】
このような構成のプロペラシャフトＰＳの回転バランス調整方法を図３および図４を参照して説明する。
【００２４】
この方法では、まず、なにもバランス調整を行わない状態でのプロペラシャフトＰＳの回転バランス測定、すなわち、初期アンバランス測定を行い、プロペラシャフトＰＳのアンバランス量および位置を測定する（ステップＳ１）。なお、この初期アンバランス測定において測定されたアンバランス量および位置を初期アンバランス量および位置と称する。
【００２５】
次に、この初期アンバランス量を修正するに必要な初期バランス修正量を算出し（ステップＳ２）、この初期バランス修正量に予め定められた付加バランス量を加えて第１バランス修正量を算出する（ステップＳ３）。そして、この第１バランス修正量を有した第１バランス修正板１をスタブヨーク２０のネック部２２の外周に貼付する。ここで、初期バランス修正量は、図４（Ａ）に示すように、スタブヨーク２０のネック部２２の外周に貼付して初期アンバランス量を修正するに必要な質量であり、初期アンバランスを修正するために要求される位置に貼付されることによりバランス調整を行うことができる。例えば、初期アンバランス位置Ｐ１に対して中心軸Ｏを挟んで反対側の外周面に貼付される初期バランス調整板１ａである。この初期バランス調整部１ａに付加バランス量に対応する付加バランス調整部１ｂを加えた大きさの調整板が第１バランス修正板１であり、ネック部２２の外周における初期アンバランスを修正するために要求される位置にスポット溶接等により貼付される（ステップＳ４）。
【００２６】
このようにして第１バランス修正板１が貼付されると、この状態のプロペラシャフトＰＳの回転バランス測定、すなわち、二次アンバランス測定を行い、プロペラシャフトＰＳのアンバランス量および位置を測定する（ステップＳ５）。なお、この二次アンバランス測定において測定されたアンバランス量および位置を二次アンバランス量および位置と称する。
【００２７】
そして、この二次アンバランス量を修正するに必要な第２バランス修正量を算出し（ステップＳ６）、この第２バランス修正量を有した第２バランス修正板２をスタブヨーク２０のネック部２２の外周に貼付する（ステップＳ７）。ここで上述のように、第１バランス修正板１は初期アンバランス量を修正するに必要な初期バランス修正量に予め定められた付加バランス量を加えた質量を有しており、二次アンバランス位置Ｐ２は図４（Ｂ）に示すように、第１バランス修正板１を貼付した部分に発生する。
【００２８】
このため、第２バランス修正板２の貼付位置は二次アンバランス位置Ｐ２に対して中心軸Ｏを挟んだ反対側となり、第１および第２バランス修正板１，２が周方向に重なることがなく、図２に示すように、スタブヨーク２０のネック部２２の外周面における互いに反対側となる位置に貼付される。すなわち、ネック部２２は第１および第２修正板１，２を、図５に示すように軸方向に並んで貼付することはなくなり、図２に示す本発明の例と図５に示す従来例とを対比すればよく分かるように、ネック部２２の幅を小さくすることができる。この結果、比重の軽いＣＦＲＰ製のパイプ１０の軸方向長さを長くするとともに比重の重いスタブヨーク２０の軸方向長さを短くして、プロペラシャフトＰＳの軽量化を図ることができる。
【００２９】
また、上述の軽量化によりプロペラシャフト本体の持つ曲げ固有値を下げなくてすむという効果が達成される。通常、プロペラシャフト本体の持つ曲げの固有値とエンジン振動が共振してこもり音が発生するが、エンジンの振動と共振しない領域までプロペラシャフト本体の持つ曲げの固有値を上げる必要がある。そのためには、チューブ径を大きくするか、チューブ軸方向長さを短くする対策方法があるが、軸方向長さを短くすることは車体レイアウト上の制約から難しく、従来はチューブ径を大きくすることで対応していた。しかしながら、本発明のように、ＣＦＲＰ製のチューブを採用して軽量化することによりプロペラシャフト本体の持つ曲げの固有値を下げなくてもすむため、チューブ径を大きくすることが必要ではなくなり、車体レイアウト上での制約が少なくなる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る回転バランス調整方法の調整対象となるプロペラシャフトを有した四輪駆動車の動力伝達系を示す概略図である。
【図２】上記プロペラシャフトの一端側を示す斜視図である。
【図３】本発明に係る方法によりプロペラシャフトの回転バランス調整を行う手順を示すフローチャートである。
【図４】上記回転バランス調整方法によりバランス調整を行う工程を説明するためのスタブヨークのネック部の断面図である。
【図５】従来の回転バランス調整が行われるプロペラシャフトの端部を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００３１】
ＡＲ  リアアクスル装置
ＨＧ  ハイポイドギヤ機構（回転被駆動部材）
ＰＳ  プロペラシャフト（回転動力伝達部材）
ＴＦ  トランスファー装置（回転駆動部材）
１  第１バランス修正板
１ａ  初期バランス調整部
１ｂ  付加バランス調整部
２  第２バランス修正板
１０  パイプ
２０  スタブヨーク
２１  ヨーク部
２２  ネック部
２３  圧入部
３０  十字ピン
４０  フランジヨーク
【図１】
2006057704.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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