(57)【要約】【課題】スティックスリップを抑制することができるプロペラシャフトを提供すること。【解決手段】プロペラシャフト１は、雄スプライン歯１１が外周面に形成された第一中空シャフト１０と、雄スプライン歯１１と係合し、かつ軸方向に摺動可能な雌スプライン歯２１が内周面に形成された第二中空シャフト２０と、を備え、第一中空シャフト１０と第二中空シャフト２０とで形成される空間にグリースが充填されており、第一中空シャフト１０の中空部には、第一中空シャフト１０または第二中空シャフト２０と共動するピストン部が設けられており、中空部とピストン部との間には、第一中空シャフト１０に対して第二中空シャフト２０が軸方向に移動した際に、ピストン部の前後方向へのグリースの移動を許容する隙間が設けられている。【選択図】図１
2019158057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄スプライン歯が外周面に形成された第一中空シャフトと、
前記雄スプライン歯と係合し、かつ軸方向に摺動可能な雌スプライン歯が内周面に形成された第二中空シャフトと、
を備えるプロペラシャフトであって、
前記第一中空シャフトと前記第二中空シャフトとで形成される空間にグリースが充填されており、
前記第一中空シャフトの中空部には、前記第一中空シャフトまたは前記第二中空シャフトと共動するピストン部が設けられており、
前記中空部と前記ピストン部との間には、前記第一中空シャフトに対して前記第二中空シャフトが軸方向に移動した際に、前記ピストン部の前後方向への前記グリースの移動を許容する隙間が設けられていることを特徴とするプロペラシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のプロペラシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、外周スプラインが形成された第一中空シャフトと、周方向において外周スプラインと係合し、かつ軸方向に摺動可能な内周スプラインが形成された第二中空シャフトと、を備える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】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２００７／０４３６３７号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１で開示されたプロペラシャフトでは、第一中空シャフトの外周スプラインと第二中空シャフトの内周スプラインとが摺動する摺動部（スライド部）が縮む際（主に車両の発進時）に、摺動部の静スライド抵抗（静止摩擦抵抗）と動スライド抵抗（動摩擦抵抗）との関係が「静スライド抵抗＞動スライド抵抗」となり、かつ両抵抗の差が大きいと、スティックスリップが発生するおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、スティックスリップを抑制することができるプロペラシャフト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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係るプロペラシャフトは、雄スプライン歯が外周面に形成された第一中空シャフトと、前記雄スプライン歯と係合し、かつ軸方向に摺動可能な雌スプライン歯が内周面に形成された第二中空シャフトと、を備えるプロペラシャフトであって、前記第一中空シャフトと前記第二中空シャフトとで形成される空間にグリースが充填されており、前記第一中空シャフトの中空部には、前記第一中空シャフトまたは前記第二中空シャフトと共動するピストン部が設けられており、前記中空部と前記ピストン部との間には、前記第一中空シャフトに対して前記第二中空シャフトが軸方向に移動した際に、前記ピストン部の前後方向への前記グリースの移動を許容する隙間が設けられていることを特徴とする。
【０００７】
これにより、プロペラシャフトは、雄スプライン歯と雌スプライン歯とが摺動する摺動部が縮む際に、ピストン部の前後方向にグリースが移動することにより、プロペラシャフトの縮み方向への移動を妨げる働きをするため、摺動部の動スライド抵抗を高めることができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るプロペラシャフトによれば、摺動部の動スライド抵抗を高めることができるため、スティックスリップを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るプロペラシャフトの構成を示す部分断面図である。
【図２】図２は、本発明の実施形態に係るプロペラシャフトの構成を示す図であって、図１のＡ部を拡大した部分断面図である。
【図３】図３は、本発明の実施形態に係るプロペラシャフトにおいて、ピストン部の標準搭載位置を示す図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係るプロペラシャフトにおいて、車両の制動時におけるピストン部の状態を示す図である。
【図５】図５は、本発明の実施形態に係るプロペラシャフトにおいて、制動後の車両停止時におけるピストン部の状態を示す図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係るプロペラシャフトにおいて、車両の発進時におけるピストン部の状態を示す図である。
【図７】図７は、本発明の実施形態に係るプロペラシャフトにおいて、グリースの撹拌抵抗を示すグラフである。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係るプロペラシャフトおよび従来技術に係るプロペラシャフトのスライド性能を示すグラフである。
【図９】図９は、従来技術に係るプロペラシャフトの構成を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態に係るプロペラシャフトについて、図面を参照しながら説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。
【００１１】
本実施形態に係るプロペラシャフト１は、車両に搭載されるプロペラシャフトの一部を構成するものであり、図１および図２に示すように、第一中空シャフト１０と、第二中空シャフト２０と、を主に備えている。なお、図２は、プロペラシャフト１において、雄スプライン歯１１と雌スプライン歯２１との摺動部（スライド部）付近を拡大して示した図である。
【００１２】
第一中空シャフト１０は、中空状に形成されている。第一中空シャフト１０の外周面１０ａには、周方向に沿って複数の雄スプライン歯１１が形成されている。また、第一中空シャフト１０の内周側には中空部１２が形成されている。この中空部１２には、後記するように、グリース（潤滑剤）Ｇｒが充填されている。なお、図２〜図６は、プロペラシャフト１の上半分を断面で示した部分断面図であるが、グリースＧｒが充填される範囲については、断面で示していないプロペラシャフト１の下半分にも重ねて図示している。
【００１３】
第二中空シャフト２０は、中空状に形成されている。第二中空シャフト２０の内周面２０ｂには、周方向に沿って、複数の雌スプライン歯２１が形成されている。この雌スプライン歯２１は、雄スプライン歯１１と係合し、かつ軸方向に摺動可能に構成されている。
【００１４】
第二中空シャフト２０には、第一中空シャフト１０が挿入されている。すなわち、第二中空シャフト２０および第一中空シャフト１０は、雌スプライン歯２１および雄スプライン歯１１を介して、スプライン嵌合されている。また、第二中空シャフト２０および第一中空シャフト１０は、図１のＡ部に示す摺動部において、互いに軸方向に摺動可能に構成されている。
【００１５】
ここで、従来技術に係るプロペラシャフトでは、摺動部が伸縮する際に、スティックスリップが発生するおそれがあった。このスティックスリップは、スティック時（制動後の車両停止時）の静スライド抵抗よりも、スリップ時（車両の発進時）の動スライド抵抗のほうが小さく、かつ両抵抗の差が大きい場合に発生する。そこで、本実施形態に係るプロペラシャフト１では、中空部１２内にグリースＧｒを充填し、かつ当該グリースＧｒを撹拌する機構を中空部１２内に設けることにより、グリースＧｒの撹拌抵抗を最大限利用し、スリップ時の動スライド抵抗を増加させることとした。
【００１６】
プロペラシャフト１では、第一中空シャフト１０と第二中空シャフト２０とで形成される空間にグリースＧｒが充填されている。このグリースＧｒは、図２および図３においてドットハッチングを付した範囲に充填されており、具体的には中空部１２内と、雄スプライン歯１１および雌スプライン歯２１の係合部分とに充填されている。
【００１７】
中空部１２内のグリースＧｒは、例えばプロペラシャフト１が回転し、遠心力によって第一中空シャフト１０の内周面１０ｂにグリースＧｒが貼り付いた場合においても、中空部１２の中心軸付近にグリースＧｒが存在する程度の量を充填することが望ましい。すなわち、中空部１２内には、後記するピストン部３０の先端部３１が接触可能な範囲にグリースＧｒを充填することが望ましい。
【００１８】
中空部１２には、第一中空シャフト１０または第二中空シャフト２０と共動するピストン部３０が設けられている。このピストン部３０は、プロペラシャフト１の摺動部が伸びた際に中空部１２内のグリースＧｒを掻き出すとともに、プロペラシャフト１の摺動部が縮んだ際に中空部１２内のグリースＧｒを撹拌するためのものである。
【００１９】
ピストン部３０は、棒状のロッド部３１と、三角錐状の先端部３２と、を備えている。ロッド部３１の一端側は、第二中空シャフト２０に固定されている。これにより、ピストン部３０は、第二中空シャフト２０と共動するように構成されている。また、ロッド部３１の他端側には、先端部３２が設けられている。
【００２０】
先端部３２には、プロペラシャフト１の摺動部が伸びた際（後記する図４参照）に中空部１２内のグリースＧｒの掻き出し量を低減するための斜面３２１と、プロペラシャフト１の摺動部が縮んだ際（後記する図６参照）に中空部１２内のグリースＧｒを押し出して撹拌抵抗を増加させるための垂直面３２２と、が設けられている。
【００２１】
中空部１２とピストン部３０との間には、図３に示すように、第一中空シャフト１０に対して第二中空シャフト２０が軸方向に移動することにより摺動部が伸縮した際に、ピストン部３０の前後方向へのグリースＧｒの移動（流動）を許容する隙間Ｇａが設けられている。
【００２２】
なお、従来のプロペラシャフト１０１では、例えば図９に示すように、主に雄スプライン歯１１および雌スプライン歯２１の係合部分にグリースＧｒが充填されており、中空部１２内にはグリースＧｒが積極的に充填されていない。また、従来のプロペラシャフト１０１では、第一中空シャフト１１０の末端にキャップ１３が設けられているが、本実施形態に係るプロペラシャフト１では、当該キャップ１３は設けられていない。
【００２３】
以下、本実施形態１に係るプロペラシャフト１の動作について、図３〜図６を参照しながら説明する。図３は、中空部１２内におけるピストン部３０の標準搭載位置を示しており、プロペラシャフト１の摺動部に伸縮が発生していない状態を示している。
【００２４】
これに対して、車両の制動時は、プロペラシャフト１の摺動部に伸びが発生する。これに伴い、図４に示すように、中空部１２内においてピストン部３０が矢印で示す方向に移動し、中空部１２内のグリースＧｒを掻き出す。
【００２５】
また、制動後の車両停止時は、図５に示すように、中空部１２内におけるピストン部３０の移動が停止し、プロペラシャフト１の摺動部が伸び側にスライドした状態でスティック（維持）する。なお、車両停止時もプロペラシャフト１は回転しているため、中空部１２内におけるグリースＧｒは、第一中空シャフト１０の内周面１０ｂに貼り付き、元の油面高さ（図３の油面高さ）へと復帰する。
【００２６】
そして、車両の発進時は、プロペラシャフト１の摺動部に縮みが発生する。これに伴い、図６に示すように、中空部１２内においてピストン部３０が矢印で示す方向に移動し、中空部１２内のグリースＧｒを押し出す。これにより、グリースＧｒの撹拌抵抗の効果により、動スライド抵抗が増加する。
【００２７】
ここで、グリースＧｒの撹拌抵抗（せん断応力）は、図７に示すように、速度（せん断速度）に依存し、速度が速いほど大きくなる。また、車両の制動時にプロペラシャフト１の摺動部が伸びる速度と比較して、車両の発進時（スリップ時）にプロペラシャフト１の摺動部が縮む速度は速いため、スリップ時の動スライド抵抗に対して、グリースＧｒの撹拌抵抗が大きく影響する。
【００２８】
また、図７に示すように、グリースＧｒでは、油粘度の増加に伴って、速度に対する撹拌抵抗の増加代が大きくなる。そのため、高粘度のグリースＧｒを用いることにより、低粘度のグリースＧｒを用いた場合と比較して、ピストン部３０によって中空部１２内のグリースＧｒを押し出した際（図６参照）の動スライド抵抗の増加の効果をより高めることができる。
【００２９】
以上のような構成を備えるプロペラシャフト１によれば、図６に示すように、雄スプライン歯１１と雌スプライン歯２１とが摺動する摺動部が縮む際（スリップ時）に、ピストン部３０の前後方向にグリースＧｒが移動する。これにより、プロペラシャフト１の縮み方向への移動を妨げる働きをするため、摺動部の動スライド抵抗を高めることができ、スティックスリップを抑制することができる。
【００３０】
ここで、図８は、本実施形態に係るプロペラシャフト１と、従来技術に係るプロペラシャフトとのスライド性能を比較したグラフである。同図において、「○」は、本実施形態に係るプロペラシャフト１の構成を、「□」は、従来技術に係るプロペラシャフト１０１の構成（図９参照）を、示している。また、「△」は、プロペラシャフト１０１の雄スプライン歯１１および雌スプライン２１歯に対して表面処理を施すことにより、静スライド抵抗と動スライド抵抗との差を小さくした構成を示している。
【００３１】
また、図８において、「新品」とは、新品の状態のスライド性能を示しており、「耐久後」とは、所定期間動作させた後のスライド性能を示している。同図に示すように、本実施形態に係るプロペラシャフト１によれば、いずれの従来技術と比較しても、動スライド抵抗を増加させることができる。
【００３２】
以上、本発明に係るプロペラシャフトについて、発明を実施するための形態により具体的に説明したが、本発明の趣旨はこれらの記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて広く解釈されなければならない。また、これらの記載に基づいて種々変更、改変等したものも本発明の趣旨に含まれることはいうまでもない。
【符号の説明】
【００３３】
１，１０１  プロペラシャフト
１０，１１０  第一中空シャフト
１０ａ  外周面
１０ｂ  内周面
１１  雄スプライン歯
１２  中空部
１３  キャップ
２０  第二中空シャフト
２０ｂ  内周面
２１  雌スプライン歯
３０  ピストン部
３１  ロッド部
３２  先端部
３２１  斜面
３２２  垂直面
Ｇａ  隙間
Ｇｒ  グリース
【図１】
2019158057.tif 000003
【図２】
2019158057.tif 000004
【図３】
2019158057.tif 000005
【図４】
2019158057.tif 000006
【図５】
2019158057.tif 000007
【図６】
2019158057.tif 000008
【図７】
2019158057.tif 000009
【図８】
2019158057.tif 000010
【図９】
2019158057.tif 000011