(57)【要約】【課題】中空シャフトの内部に弾性発泡材からなる制振体を充填し、ドライブシャフトが回転する際に生じる振動を抑制する。【解決手段】中空状のシャフト２２の両端部にスエージング加工によって縮径するように細軸部２４ａ、２４ｂが形成される。前記細軸部２４ａ、２４ｂの内部には、シャフト２２の内部に形成される空間部２６と、シャフト２２の端面にそれぞれ形成される充填口３０ａ、３０ｂとを連通する連通路２８ａ、２８ｂが形成されている。そして、前記シャフト２２の全体に焼入れ処理加工が施された後、充填口３０ａ、３０ｂから連通路２８ａ、２８ｂを介して空間部２６に弾性発泡材からなる制振体３２が充填され、前記空間部２６および連通路２８ａ、２８ｂが制振体３２によって満たされる。【選択図】図３
2004239350.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンからの駆動力を伝達するドライブシャフトにおいて、
絞り加工によって一部が半径内方向へと縮径された中空状の中空シャフトと、
前記中空シャフトの端面に形成される充填口より内部に形成される空間部に充填され、前記中空シャフトの振動を抑制する制振機能を有する弾性発泡材からなる制振体と、
を備えることを特徴とするドライブシャフト。
【請求項２】
請求項１記載のドライブシャフトにおいて、
前記弾性発泡材からなる制振体は、非塩素系ゴムまたは非塩素系熱可塑性エラストマーより形成されることを特徴とするドライブシャフト。
【請求項３】
車両のエンジンからの駆動力を伝達するドライブシャフトの製造方法において、
絞り加工によって一部が半径内方向へと縮径した中空状の中空シャフトに熱処理加工が施される工程と、
前記中空シャフトの端面に形成される充填口より内部に形成される空間部に前記中空シャフトの振動を抑制する制振機能を有する弾性発泡材からなる制振体を充填する工程と、
を有することを特徴とするドライブシャフトの製造方法。
【請求項４】
請求項３記載のドライブシャフトの製造方法において、
前記弾性発泡材からなる制振体は、非塩素系ゴムまたは非塩素系熱可塑性エラストマーより形成されることを特徴とするドライブシャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両のエンジンからの駆動力を駆動輪等へと伝達する際に生じる振動を抑制するドライブシャフトおよびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、自動車用のドライブシャフトは、エンジンからの動力伝達経路の一部として設けられ、エンジンの回転運動を回転駆動力として駆動輪等へと伝達している。そして、近年、ドライブシャフトには、軽量化の要請から中空状のパイプ材等が採用されている。
【０００３】
一方、ドライブシャフトには、エンジンの回転駆動力によって回転する際にエンジンのトルク変動や駆動輪からの振動によって前記ドライブシャフトに振動が生じるが、近年、自動車の振動低減に対する要求が高まっているためさらなる振動低減が求められている。
【０００４】
そのため、一般的に、ドライブシャフトを採用する際には、その振動の抑制を目的としてドライブシャフトと一体的に制振手段が設けられている。
【０００５】
前記ドライブシャフトの制振手段としては、例えば、図４に示されるように、環状のダイナミックダンパ１の内部に配設される弾性体２のボス部３を円筒状のドライブシャフト４の外周面に嵌合させ、結合バンド５を介して前記ダイナミックダンパ１を前記ドライブシャフト４に一体的に緊締している。そして、その内部に弾性体２が配設された前記ダイナミックダンパ１によってドライブシャフト４の振動を低減している（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
また、他のドライブシャフトの制振手段としては、例えば、図５に示されるように、プロぺラシャフト１０における中空状の中空軸１１の内部に円筒状の質量体１２を挿入し、前記質量体１２をラバー１３を介して前記中空軸１１の略中央部に一体的に固定している。その後、前記中空軸１１の両端部にヨーク１４を溶接して、前記中空軸１１の両端部を閉塞している。そして、前記質量体１２によってプロぺラシャフト１０に生じる振動を減衰させて低減している（例えば、特許文献２参照）。
【０００７】
【特許文献１】
実開昭５８−１５３７４６号公報（第３頁第８行〜第４頁第３行）
【特許文献２】
実開平２−４８４３２号公報（第４頁第１５行〜第５頁第１３行）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、特許文献１に係るドライブシャフト４においては、該ドライブシャフト４の外周面に環状のダイナミックダンパ１を一体的に装着しているため、前記ダイナミックダンパ１によって半径外方向に大型化する。そのため、前記ドライブシャフト４が配設される周辺スペースに制約が生じるという問題がある。
【０００９】
また、特許文献２に係るプロペラシャフト１０においては、中空軸１１の内部にラバー１３を介して質量体１２を固定しているが、前記質量体１２を中空軸１１の中央部へと位置決めする作業が煩雑であり、前記質量体１２を中空軸１１の中央部に精度よく位置決めするためには熟練した作業者による位置決め作業や、別個に位置決め装置を準備する必要がある。
【００１０】
さらに、例えば、中空軸１１の強度を向上させる目的で前記中空軸１１に熱処理加工（例えば、焼入れ処理加工）を施す場合、予め質量体１２が挿入された状態で前記中空軸１１の全体に熱処理加工を施すと、熱処理加工の際に生じる熱によって質量体１２を固定するラバー１３および質量体１２自体にも何らかの悪影響を及ぼすことが懸念される。
【００１１】
一方、前記プロペラシャフト１０の使用状況に応じて前記中空軸１１の両端部を絞り加工などによって半径内方向へと縮径させる場合がある。その際、前記中空軸１１の両端部に対して絞り加工を施す前に、予め質量体１２を中空軸１１の内部に固定しておくことが必要とされる。その場合、前記質量体１２が固定された中空軸１１の中央部近傍に熱処理加工を施すことが制限されるため、前記中空軸１１の全体に熱処理加工を施すことができず、プロペラシャフト１０全体の強度の向上を図ることができないという問題がある。
【００１２】
本発明は、前記の種々の問題等を考慮してなされたものであり、中空シャフトに生じる振動を簡便かつ確実に抑制することができるとともに、前記中空シャフトの強度を向上させることが可能なドライブシャフトおよびその製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、車両のエンジンからの駆動力を伝達するドライブシャフトにおいて、
絞り加工によって一部が半径内方向へと縮径された中空状の中空シャフトと、前記中空シャフトの端面に形成される充填口より内部に形成される空間部に充填され、前記中空シャフトの振動を抑制する制振機能を有する弾性発泡材からなる制振体と、
を備えることを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、中空シャフトの端面から空間部へと充填された制振体によって、前記中空シャフトの内部が満たされた状態となる。そのため、前記制振体によって車両のエンジン等からドライブシャフトへと伝達される振動を好適に抑制することができる。
【００１５】
また、中空シャフトの形状にかかわらず、制振体を中空シャフトの内部へと充填することによって簡便にドライブシャフトの振動を抑制することができるため、ドライブシャフトを製造する際の作業効率を向上させることができる。
【００１６】
さらに、弾性発泡材からなる制振体を非塩素系ゴムまたは非塩素系熱可塑性エラストマーより形成することによって、一層好適に中空シャフトの振動を抑制することができる。
【００１７】
さらにまた、車両のエンジンからの駆動力を伝達するドライブシャフトの製造方法において、
絞り加工によって一部が半径内方向へと縮径した中空状の中空シャフトに熱処理加工が施される工程と、
前記中空シャフトの端面に形成される充填口より内部に形成される空間部に前記中空シャフトの振動を抑制する制振機能を有する弾性発泡材からなる制振体を充填する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、まず、絞り加工が施された中空シャフトに対して熱処理加工を施した後、前記中空シャフトの内部に弾性発泡材からなる制振体を充填している。そのため、熱処理加工の際に生じる熱によって前記制振体が焼失・溶解することがなく、前記中空シャフトの全体に対して好適に熱処理加工を施すことができる。その結果、前記中空シャフトの強度を向上させることができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明に係るドライブシャフトおよびその製造方法について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２０】
図１〜図３において、参照符号２０は、本発明の実施の形態に係るドライブシャフトの製造方法によって製造されたドライブシャフトを示す。
【００２１】
このドライブシャフト２０は、中空状のパイプ材等からなるシャフト（中空シャフト）２２と、前記シャフト２２の両端部の外周面に対して絞り加工（例えば、スエージング加工）が施され、半径内方向へと縮径された細軸部２４ａ、２４ｂと、前記シャフト２２の内部に軸線方向に沿って延在する空間部２６とによって形成されている。前記空間部２６は、その両端部に向かって段階的に縮径するように形成されている。
【００２２】
また、細軸部２４ａ、２４ｂの内部には、軸線方向に沿って延在する連通路２８ａ、２８ｂが空間部２６より縮径して形成されている。そして、前記連通路２８ａ、２８ｂはそれぞれ空間部２６と連通するとともに、前記シャフト２２の両端面に開口した一対の充填口３０ａ、３０ｂを介して外部と連通している。
【００２３】
さらに、シャフト２２の全体に対して強度の向上を目的として熱処理加工（例えば、焼入れ処理加工）が施された後、図３に示されるように、空間部２６の内部には、充填口３０ａ、３０ｂから連通路２８ａ、２８ｂを介してスポンジ状の弾性発泡材（例えば、エチレンプロピレンジエンモノマー）からなる制振体３２が充填されている。すなわち、シャフト２２の内部における空間部２６および連通路２８ａ、２８ｂは制振体３２によって満たされている。
【００２４】
弾性発泡材からなる制振体３２は、例えば、天然ゴム（ＮＲ）、エチレンプロピレンジエンモノマー（ＥＰＤＭ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等、シャフト２２の振動を抑制する制振機能を有する非塩素系ゴムから形成されている。
【００２５】
また、制振体３２は、例えば、エステル系エラストマー（ＴＰＥＥ）、オレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）、ウレタン系エラストマー等のシャフト２２の振動を抑制する制振機能を有する非塩素系熱可塑性エラストマーから形成してもよい。
【００２６】
本発明の実施の形態に係るドライブシャフト２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその製造方法について説明する。
【００２７】
図１に示されるように、中空状のパイプ材（二点鎖線参照）等からなるシャフト２２の両端部が絞り加工（例えば、スエージング加工）によって縮径され、前記シャフト２２の両端部に該シャフト２２の両端部より縮径した細軸部２４ａ、２４ｂがそれぞれ形成される。なお、細軸部２４ａ、２４ｂの半径方向の略中央部には、シャフト２２の端面に開口する充填口３０ａ、３０ｂを介して外部と連通する連通路２８ａ、２８ｂが軸線方向に延在するように形成される。
【００２８】
また、シャフト２２の軸線方向に沿った略中央部には空間部２６が形成され、前記連通路２８ａ、２８ｂを介して外部と連通している。
【００２９】
次に、図２に示されるように、スエージング加工によって両端部に細軸部２４ａ、２４ｂが形成されたシャフト２２に対して、図示しない熱処理装置を介して前記シャフト２２の全体に焼入れ処理加工（熱処理加工）を施す。その結果、シャフト２２の全体が好適に焼入れされた状態となり、前記シャフト２２全体の強度が向上する。
【００３０】
また、前記シャフト２２に焼入れ処理加工が施される際には、前記シャフト２２の空間部２６に制振体３２が充填されていないため、焼入れ処理加工の際に生じる熱によって前記制振体３２が焼失・溶解することがない。
【００３１】
次に、前記焼入れ処理加工が施されて高温となったシャフト２２を、制振体３２が溶解することのない温度（例えば、常温）にまで冷却する。
【００３２】
最後に、図３に示されるように、前記シャフト２２の一方の充填口３０ａより弾性発泡材（例えば、ＥＰＤＭ）からなる制振体３２を一方の連通路２８ａを介して空間部２６へと充填する。
【００３３】
その際、前記制振体３２はスポンジ状の弾性発泡材からなるため、前記連通路２８ａおよび空間部２６の内部で発泡して膨張するとともに、前記制振体３２が連通路２８ａ、空間部２６および他方側の連通路２８ｂを介して他方側の充填口３０ｂに充填されることにより、弾性発泡材が固化した際に充填口３０ｂを閉塞する蓋部材として機能する。なお、他方側の充填口３０ｂから制振体３２を空間部２６、連通路２８ａおよび充填口３０ａへと充填した場合においても、前記充填口３０ａが閉塞される。
【００３４】
すなわち、空間部２６に充填された制振体３２の漏出を防止するために充填口３０ａ、３０ｂを閉塞する蓋部材を設ける必要がない。
【００３５】
以上のように、本実施の形態では、シャフト２２に対して焼入れ処理加工を施した後にシャフト２２の空間部２６および連通路２８ａ、２８ｂの内部に弾性発泡材からなる制振体３２を充填している。そのため、前記制振体３２が焼入れ処理加工の際に生じる熱によって焼失・溶解することなく好適に制振効果を発揮することができる。また、シャフト２２に焼入れ処理加工を行う際には、前記シャフト２２の内部に制振体３２が充填されていないため、前記シャフト２２の全体に対して好適に焼入れ処理加工を施すことができる。その結果、前記シャフト２２全体の強度を好適に向上させることができる。
【００３６】
また、弾性発泡材からなる制振体３２は、充填口３０ａ、３０ｂより連通路２８ａ、２８ｂを介して空間部２６の内部へと流動しながら充填されるため、シャフト２２の両端部に縮径した細軸部２４ａ、２４ｂを有するか否かにかかわらず、制振体３２を好適にシャフト２２の内部へと充填することができる。
【００３７】
換言すると、シャフト２２の形状に左右されることなく、制振体３２を好適にシャフト２２の内部に充填させることができるため、前記シャフト２２の内部に充填されて満たされた制振体３２によって、ドライブシャフト２０が回転した際に生じる種々の振動をより一層好適に抑制することができる。
【００３８】
さらに、シャフト２２の空間部２６および連通路２８ａ、２８ｂに充填口３０ａ、３０ｂより制振体３２を充填するという簡便な作業のみでドライブシャフト２０の制振効果を得ることができる。そのため、従来のように、中空状の中空軸１１の内部に質量体１２を位置決めする等の煩雑な作業が不要となり、ドライブシャフト２０を製造する際の作業効率を向上させることができる。
【００３９】
さらにまた、シャフト２２の振動を抑制するための制振体３２は、前記シャフト２２の内部に充填されているため、ドライブシャフト２０の外周形状が大型化することがなく、前記ドライブシャフト２０が設置される周辺スペースを有効に活用することができる。
【００４０】
またさらに、前記シャフト２２の空間部２６および連通路２８ａ、２８ｂの内部に制振体３２を充填した際、前記制振体３２は、シャフト２２の内部で発泡して膨張するとともに粘度が高いため、シャフト２２の端面に形成される充填口３０ａ、３０ｂから制振体３２が外部に漏出することがない。そのため、前記充填口３０ａ、３０ｂに制振体３２の漏出防止を目的とした蓋部材を設ける必要がない。その結果、部品点数を削減することができるとともに作業工程を短縮化することができる。
【００４１】
また、弾性発泡材からなる制振体３２は、金属製材料と比較して材料密度が小さいため、ドライブシャフト２０の内部に充填した際においても、前記ドライブシャフト２０の重量が増大することを抑制することができる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００４３】
すなわち、中空シャフトの端面から空間部へと充填された制振体によって前記中空シャフトの内部が満たされた状態となるため、前記制振体によって車両のエンジン等からドライブシャフトへと伝達される振動を好適に抑制することができる。
【００４４】
また、前記中空シャフトの形状にかかわらず、簡便にドライブシャフトの振動を抑制することができるため、前記ドライブシャフトを製造する際の作業効率を向上させることができる。
【００４５】
さらに、中空シャフトに熱処理加工が施された後に前記中空シャフトの内部に弾性発泡材からなる制振体を充填しているため、前記中空シャフトの全体に対して好適に熱処理加工を施して強度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るドライブシャフトの両端部がスエージング加工された状態を示す側面図である。
【図２】図１のドライブシャフトに焼入れ処理加工が施された状態を示す縦断面図である。
【図３】図２のドライブシャフトの内部に制振体が充填された状態を示す縦断面図である。
【図４】特許文献１に係るドライブシャフトを示す縦断面図である。
【図５】特許文献２に係るダイナミックダンパが装着されたプロペラシャフトを示す縦断面図である。
【符号の説明】
２０…ドライブシャフト            ２２…シャフト
２４ａ、２４ｂ…細軸部            ２６…空間部
２８ａ、２８ｂ…連通路            ３０ａ、３０ｂ…充填口
３２…制振体
【図１】
2004239350.tif 000003
【図２】
2004239350.tif 000004
【図３】
2004239350.tif 000005
【図４】
2004239350.tif 000006
【図５】
2004239350.tif 000007