(57)【要約】【課題】優れた曲げ剛性を備える車両用シャフトを提供する。【解決手段】中空部５を有する長尺体で、その軸を中心に回転可能に車両に設置される車両用シャフト（ドライブシャフト）３，４であって、中空部５を内部から補強する補強部材６を備える。中空部５を内部から補強する補強部材６によって、ドライブシャフト３，４の径を大きくすることなく、ドライブシャフト３，４の曲げ剛性を向上させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空部を有する長尺体で、その軸を中心に回転可能に車両に設置される車両用シャフトであって、
前記中空部を内部から補強する補強部材を備える車両用シャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中空部を有する車両用シャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライブシャフトやプロペラシャフトなどの車両用シャフトは、その軸を中心に回転可能に車両に設置される。車両用シャフトは、その両端の端末部を他の部材に接続して使用される。左右の端末部は通常、端末部を除く中間部よりも細くなっている。このような車両用シャフトは、軽量化などを目的として少なくとも一部が中空状に形成されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、パイプ状部材の両端部を塑性加工することで、全長にわたって中空に形成されたドライブシャフトが開示されている。また、特許文献２には、中空体の中間部の両端部に、中間部とは別に用意した中実体または中空体の端末部を圧入することで形成されるドライブシャフトやプロペラシャフトが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７５８２４号公報
【特許文献２】特開２０１１−１０６５６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
車両用シャフトには、車両の旋回時などに曲げ応力が作用する。特に、車両用シャフトの中間部には大きな曲げ応力が作用し易い。その対策として、車両用シャフトの中間部の径を大きくするにも限界があるし、中間部と端末部との径差が大きくなって、両部の境界が応力の集中箇所となる恐れがある。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、優れた曲げ剛性を備える車両用シャフトを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様に係る車両用シャフトは、
中空部を有する長尺体で、その軸を中心に回転可能に車両に設置される車両用シャフトであって、
前記中空部を内部から補強する補強部材を備える。
【発明の効果】
【０００８】
上記構成によれば、中空部を内部から補強する補強部材によって、車両用シャフトの径を太くすることなく、車両用シャフトの曲げ剛性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施形態１に示すドライブシャフト構造の概略図である。
【図２】（Ａ），（Ｂ）は、中空部の内周面を径方向に支持する補強部材を備えるドライブシャフトの概略断面図である。
【図３】（Ａ），（Ｂ）は、中空部の内周面を弦方向に支持する補強部材を備えるドライブシャフトの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、実施形態に係る車両用シャフトを具体的に説明する。なお、本発明は、これらの例示に限定されず、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００１１】
＜実施形態１＞
実施形態１では、本発明の一例として、図１に示すドライブシャフト構造１を説明する。ドライブシャフト構造１は、ファイナルドライブユニット２と車両左側のタイヤ８とを繋ぐドライブシャフト３の長さと、ファイナルドライブユニット２と車両右側のタイヤ９とを繋ぐドライブシャフト４の長さと、が異なる非等長ドライブシャフト構造である。本例のドライブシャフト構造１の特徴の一つとして、ドライブシャフト３，４の内部に補強部材を設けたことを挙げることができる。
【００１２】
≪ドライブシャフト≫
本例のドライブシャフト３，４は、従来のドライブシャフトと同様、中間部３０，４０とその両端に位置する端末部（ゴムブーツで覆われる部分）とを備える。本例では、ドライブシャフト３，４の全長にわたって中空に形成されており、中間部の内径と端末部の内径は一様となっている。つまり、一つの筒状体を用意し、その筒状体の両端部の外周を機械加工するだけでドライブシャフト３，４の中間部３０，４０と端末部を作製することができる。
【００１３】
ここで、ドライブシャフト３，４は、その一部が中空に形成されていても構わない。例えば、特許文献２のように、中間部３０，４０が中空で、端末部が中実である形態を挙げることができる。その場合、例えば、中空の中間部３０，４０の両端に、中実の端末部を圧入したり摩擦圧接したりして、中間部３０，４０と端末部とを接合すると良い。
【００１４】
ドライブシャフト３，４は、中空となっている部分（中空部）に補強部材を備える。補強部材は中空部を内部から支持し、ドライブシャフト３，４に曲げに対する耐性を付与する部材であって、補強部材の形状を変化させることで、ドライブシャフト３，４の曲げ剛性を調整することができる。補強部材は、中空部の全長にわたって設けられていても良いし、特に曲げ応力が作用し易い中空部の一部に設けられていても良い。本例のドライブシャフト３，４では、その全長にわたって中空部が形成されているが、補強部材は中間部３０，４０のほぼ中央の位置で、かつ中間部３０，４０の長さの約半分にわたって設けられている。
【００１５】
補強部材の具体的な形状について図２，３の概略断面図を参照して説明する。図２の補強部材６は、中空部５の径方向に延びる支持片によってドライブシャフト３，４の中空部５の内周面を等間隔に支持する例である。図２（Ａ）の補強部材６は、断面が三つ又状で、中空部５の中心（即ち、ドライブシャフト３，４の中間部の中心）から径方向外方に延びる三つの支持片で構成される。ドライブシャフト３，４の周方向に隣接する二つの支持片の間の角度は１２０°である。一方、図２（Ｂ）の補強部材６は、断面が十字状で、中空部５の中心から径方向外方に延びる４つの支持片で構成され、ドライブシャフト３，４の周方向に隣接する二つの支持片の間の角度は９０°である。ここで、支持片の数は、中空部５の内周面を等間隔に支持するものであれば特に限定されない。例えば、支持片が五本なら、二つの支持片の間の角度は７２°、支持片の数が六本なら、二つの支持片の間の角度は６０°とすると良い。
【００１６】
図３の補強部材６は、中空部５の弦方向に延びる支持片によって中空部５の内周面を等間隔に支持する例である。図３（Ａ）の補強部材６は、中空部５の弦方向に延びる三つの支持片で構成される。三つの支持片はその断面形状が正三角形状に組み合わされている。つまり、ドライブシャフト３，４の周方向に隣接する二つの支持片の間の角度は６０°であり、二つの支持片の外周側の角部で中空部５の内周面を等間隔に支持できる。一方、図３（Ｂ）の補強部材６は、中空部５の弦方向に延びる四つの支持片を、その断面形状が正方形状に組み合わせて構成されており、ドライブシャフト３，４の周方向に隣接する二つの支持片の間の角度は９０°である。ここで、支持片の数は、中空部５の内周面を等間隔に支持するものであれば特に限定されない。
【００１７】
上記補強部材６は、ドライブシャフト３，４の中空部５に圧入することで中空部５の内部に配置することができる。本例のドライブシャフト３，４は、中間部と端末部の内径が同じであるので、端末部から中間部の位置にある中空部５に補強部材６を圧入することができる。端末部を中実とする場合、中間部となるとなる筒状体に補強部材６を圧入した後で、筒状体の両端部に中実の端末部を圧入したり、摩擦圧接したりすることで、ドライブシャフト３，４を作製すると良い。その他、ドライブシャフト３，４の材質によっては、押出や引抜きによって中空部５の補強部材６を形成することもできる。
【００１８】
≪効果≫
補強部材６を設けることで、ドライブシャフト３，４の曲げ強度を向上させることができる。本例では、図１のドライブシャフト３，４の中間部３０，４０を補強部材６（図２，３）で補強することで、中間部３０，４０の外径を太くすることなく、ドライブシャフト３，４の曲げ強度を向上させることに成功している。
【００１９】
補強部材６の形状や太さなどを変化させることでドライブシャフト３，４の共振周波数を変化させることができる。例えば、補強部材６の形状や太さなどを変化させて、左側のドライブシャフト３と右側のドライブシャフト４とで共振周波数をほぼ同じとすることが挙げられる。このようにすることで、従来、ドライブシャフト３，４の振動を抑制するために中間部３０，４０（図１参照）の外周に設けられていたダイナミックダンパを省略しても、ドライブシャフト３，４の振動を抑制することができる。なお、本発明はダイナミックダンパの使用を否定するものではなく、ドライブシャフト３，４にダイナミックダンパを設けても良いことは言うまでもない。
【００２０】
≪その他≫
中空部５の両端部、本例の場合は端末部の端部をフタによって封止しても構わない。その場合、中空部５の内部にグリースやゴミなどが侵入することを抑制できる。また、中空部５の内部に流動性の防振剤を封入し、ドライブシャフト３，４の共振周波数を調整することもできる。
【００２１】
＜実施形態２＞
ミドルシャフトを介在させ、左側のドライブシャフトと右側のドライブシャフトの長さを同じにした等長ドライブシャフト構造に、実施形態１で説明した補強部材を備えるドライブシャフト３，４を適用することもできる。
【００２２】
＜実施形態３＞
実施形態１で説明した補強部材６を備える車両用シャフトは、プロペラシャフトであっても構わない。その場合も、プロペラシャフトのうち、少なくとも曲げ応力が作用し易い箇所に補強部材６を設けると良い。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明の車両用シャフトは、ドライブシャフトやプロペラシャフトに好適に利用でき、車両の軽量化に資することができる。
【符号の説明】
【００２４】
１  ドライブシャフト構造
２  ファイナルドライブユニット
３，４  ドライブシャフト（車両用シャフト）
３０，４０  中間部
５  中空部
６  補強部材
８，９  タイヤ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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