(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空軸部材と、その中空軸部材のトルク入力側端部に設けられ、カルダンジョイントの十字軸と連結可能なヨーク部材と、を有する自動車用のプロペラシャフトにおいて、
ヨーク部材は、中空軸部材に接続される筒状部と、その筒状部から反中空軸部材側に突設され、前記十字軸と連結可能な連結部と、前記筒状部の内周側に圧着された略円板状の圧着部材と、を備えていて、
前記筒状部の内周面に前記圧着部材の外周縁部を受容する溝部が周方向へ沿って形成されているとともに、
前記圧着部材の外周縁部が前記溝部の底壁に弾接し、その圧着部材が前記筒状部の外周壁部を拡径する方向に付勢していて、
前記筒状部の内周面のうちその開口端側には大径部が、前記筒状部の内周面のうちその反開口端側には前記大径部よりも小径な小径部がそれぞれ形成されているとともに、これらの大径部と小径部との間の境界部分に前記溝部が形成されていることを特徴とするプロペラシャフト。
【請求項２】
前記中空軸部材が繊維強化樹脂をもって形成されていて、その中空軸部材のうち一端部の内周側に前記ヨーク部材の筒状部が圧入固定されてい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】
自動車の車両前方側に配置された原動機とクラッチを介さずに連結され、その原動機の出力を少なくとも後輪に伝達するようになっていることを特徴とする請求項１または２に記載のプロペラシャフト。
【請求項４】
自動車用のプロペラシャフトのうち中空軸部材のトルク入力側端部に一体に接続され、その中空軸部材を車両の原動機と接続するためのカルダンジョイントの一部を構成するヨーク部材において、
前記中空軸部材と接続される筒状部と、その筒状部から反中空軸部材側に突設され、カルダンジョイントの十字軸と連結可能な連結部と、前記筒状部の内周側に圧着された略円板状の圧着部材と、を備えていて、
前記筒状部の内周面に前記圧着部材の外周縁部を受容する溝部が周方向へ沿って形成されているとともに、
前記圧着部材の外周縁部が前記溝部の底壁に弾接し、その圧着部材が前記筒状部の外周壁部を拡径する方向に付勢していて、
前記筒状部の内周面のうちその開口端側には大径部が、前記筒状部の内周面のうちその反開口端側には前記大径部よりも小径な小径部がそれぞれ形成されているとともに、これらの大径部と小径部との間の境界部分に前記溝部が形成されていることを特徴とするプロペラシャフト用のヨーク部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車に用いられるプロペラシャフトおよびプロペラシャフト用のヨーク部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車の動力伝達装置に用いられるプロペラシャフトとして例えば特許文献１に記載のものが提案されている。この特許文献１に記載のプロペラシャフトは、トランスミッションから入力した駆動トルクをディファレンシャル装置に伝達するものであって、トランスミッションおよびディファレンシャル装置に接続するためのヨーク部材が車両の前後方向に沿って配設される中空軸部材の両端にそれぞれ溶接固定されている。
【特許文献１】特開２００５−５３４７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、このようなプロペラシャフトにおいては、例えば燃費の向上を目的とした車両の軽量化のために、従来の鋼材製のものに代えて例えばアルミ合金製や繊維強化樹脂（ＦＲＰ）製のものとすることが望ましい。
【０００４】
しかしながら、上述したような材料を採用する場合には、捩りや曲げに対する強度を確保すべくプロペラシャフト自体を大径化する必要があり、この大径化に伴って膜共振周波数が低下するため、プロペラシャフトが膜振動したときに発生する放射音が共振現象によって増大する恐れがある。
【０００５】
本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであって、プロペラシャフトの膜振動を抑制することで共振現象の発生を回避し、プロペラシャフト回転時に発生する騒音を低減したプロペラシャフトおよびプロペラシャフト用のヨーク部材を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、プロペラシャフトのヨーク部材が、中空軸部材に接続される筒状部と、その筒状部から反中空軸部材側に突設され、前記十字軸と連結可能な連結部と、前記筒状部の内周側に圧着された略円板状の圧着部材と、を備えていて、前記筒状部の内周面に前記圧着部材の外周縁部を受容する前記溝部が周方向へ沿って形成されているとともに、前記圧着部材の外周縁部が前記溝部の底壁に弾接し、その圧着部材が前記筒状部の外周壁部を拡径する方向に付勢している。そして、前記筒状部の内周面のうちその開口端側には大径部が、前記筒状部の内周面のうちその反開口端側には前記大径部よりも小径な小径部がそれぞれ形成されているとともに、これらの大径部と小径部との間の境界部分に前記溝部が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
したがって、本発明によれば、プロペラシャフトにおけるヨーク部材の潰れ変形が圧着部材によって抑制されるから、そのプロペラシャフトの膜振動を抑制して共振現象の発生を回避し、プロペラシャフト回転時に発生する騒音を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は本発明が前提とする技術として自動車に適用されるプロペラシャフト１の断面図を示している。
【０００９】
プロペラシャフト１は、図１に示すように、いわゆる２ジョイント型と称されるものであって、車両前方側に配置された図示外のトランスミッションと車両後方側に配置された図示外のディファレンシャル装置とを連結して両者の間で動力を伝達するようになっている。このプロペラシャフト１は、自動車の車両前後方向に沿って配設される中空軸部材としてのチューブ２と、そのチューブ２の両端にそれぞれ摩擦溶接によって相対回転不能に固定された入力側ヨーク部材３および出力側ヨーク部材４と、を有している。なお、チューブ２は、アルミ合金をもって形成され、断面略円形状をなしている。
【００１０】
入力側ヨーク部材３は、十字軸５を介してスリーブヨーク６と連結され、それら入力側ヨーク部材３と十字軸５およびスリーブヨーク６をもって入力側カルダンジョイント７が構成されている。一方、出力側ヨーク部材４は、十字軸８を介してフランジヨーク９と連結され、それら出力側ヨーク部材４と十字軸８およびフランジヨーク９をもって出力側カルダンジョイント１０が構成されている。そして、スリーブヨーク６が図示外のトランスミッションに連結される一方、フランジヨーク９が図示外のディファレンシャル装置に連結されることになる。つまり、図示外の原動機たるエンジンの出力トルクが図示外のクラッチおよびトランスミッションを介して入力側ヨーク部材３からプロペラシャフト１に入力され、そのトルクがプロペラシャフト１のうち出力側ヨーク部材４から図示外のディファレンシャル装置へ伝達されることとなる。
【００１１】
図２は図１に示すプロペラシャフト１のうちスリーブヨーク６側端部、すなわちトルク入力側端部の拡大図であって、図３はチューブ２に溶接固定される前の状態の入力側ヨーク部材３を単体で示す断面図である。なお、両ヨーク部材３，４のうち代表例として入力側ヨーク部材３について以下に説明するが、図示外の出力側ヨーク部材４も入力側ヨーク部材３と同様に構成されている。
【００１２】
入力側ヨーク部材３は、図２，３に示すように、チューブ２の端部に溶接固定される筒状部３ａと、その筒状部３ａから反チューブ２側に突出する連結部としての一対の突出部３ｂと、を有していて、その両突出部３ｂが十字軸５に連結されている。なお、筒状部３ａの内周面は切削加工をもってチューブ２の内周面よりも高精度に仕上げられている。
【００１３】
入力側ヨーク部材３のうち筒状部３ａの内周側には、略湾曲円板形状の圧着部材たる変形抑制プレート１１が筒状部３ａの内周面に圧着するように圧入固定されている。この変形抑制プレート１１はその中心部がチューブ２側に突出するように湾曲しており、その変形抑制プレート１１の外周縁部がその全周にわたって筒状部３ａの内周面３ｃに圧接している。
【００１４】
以上のように構成されたプロペラシャフト１では、図示外のエンジンの出力トルクが図示外のクラッチおよびトランスミッションを介して入力側ヨーク部材３からプロペラシャフト１に入力され、そのトルクによって筒状部３ａが捩り変形したときに、これに伴う筒状部３ａの潰れ変形が圧着部材である変形抑制プレート１１をもって抑制されることになる。
【００１５】
したがって、このプロペラシャフト１の構造によれば、図示外のエンジンの出力トルクが入力側ヨーク部材３からプロペラシャフト１に入力されたときに、入力したトルクによる筒状部３ａの潰れ変形が変形抑制プレート１１をもって抑制されるから、これによってプロペラシャフト１の膜振動を抑制してその膜振動による共振現象の発生を回避し、プロペラシャフト１回転時に発生する騒音を低減できるようになる。
【００１６】
また、内周面がチューブ２の内周面よりも高精度に仕上げられた筒状部３ａに変形抑制プレート１１を圧入しているため、チューブ２に変形抑制プレート１１を圧入する場合と比較して変形抑制プレート１１の組付を比較的容易に行うことができるメリットがある。
【００１７】
なお、上記プロペラシャフト１の構造では、入力側および出力側の両ヨーク部材３，４にそれぞれ変形抑制プレート１１を設けているが、少なくとも入力側ヨーク部材３に変形抑制プレート１１を設ければ騒音低減効果を得ることが可能である。
【００１８】
また、上記プロペラシャフト１の構造では、チューブ２をアルミ合金から形成しているが、チューブを繊維強化樹脂（ＦＲＰ）から形成することも可能である。この場合には、両ヨーク部材３，４の筒状部をチューブの両端部内周側にそれぞれ圧入固定するとよい。
【００１９】
図４は、上記プロペラシャフト１が適用された全輪駆動車の動力伝達装置１２を示している。
【００２０】
この図４に示す動力伝達装置１２は、原動機であるエンジン１３の出力を前輪２１および後輪１８にそれぞれ伝達するものであって、エンジン１３が車両前方側に、トランスミッション１４とリアディファレンシャル装置１５およびクラッチ１６を一体に組み付けた駆動ユニット１７が車体後方側にそれぞれ配置されている。そして、プロペラシャフト１のトルク入力側端部がエンジン１３にクラッチを介さずに接続されている一方、プロペラシャフト１のトルク出力側端部が駆動ユニット１７に接続されていて、エンジン１３の出力がプロペラシャフト１および駆動ユニット１７を介して左右の後輪１８に伝達されるようになっている。
【００２１】
また、駆動ユニット１７は、フロントディファレンシャル装置２０にフロントプロペラシャフト１９を介して接続されていて、駆動ユニット１７からフロントプロペラシャフト１９およびフロントディファレンシャル装置２０を介して左右の前輪２１に動力が伝達されるようになっている。
【００２２】
したがって、図４の動力伝達装置１２では、エンジン１３の出力がクラッチを介さずにプロペラシャフト１へ伝達されるから、プロペラシャフト１がエンジン１３の出力軸とともに常時回転することになる。このため、プロペラシャフト１の騒音低減効果をより効果的に発揮することができる。
【００２６】
図５は図１〜３の構造を前提とした本発明の第１の実施の形態を示しており、チューブ２に溶接固定される前の状態の入力側ヨーク部材３と、その入力側ヨーク部材３へ組み付ける前の状態の変形抑制プレート２３と、を示す図である。なお、両ヨーク部材３，４のうち代表例として入力側ヨーク部材３について以下に説明するが、図示外の出力側ヨーク部材４も入力側ヨーク部材３と同様に構成される。
【００２７】
この図５に示す第１の実施の形態は、入力側ヨーク部材３のうち筒状部３ａの内周面３ｃにその周方向に沿った環状溝３ｄを形成し、その環状溝３ｄに略湾曲円板形状の圧着部材たる変形抑制プレート２３の外周縁部を嵌合させたものである。変形抑制プレート２３の外周縁部は環状溝３ｄの底壁に弾接していて、その変形抑制プレート２３が筒状部３ａの外周壁部を拡径する方向に付勢している。なお、他の部分は上述した図１〜３の構造と同様である。
【００２８】
より詳細には、筒状部３ａの内周面３ｃは略段付形状をなしている。この筒状部３ａの内周面３ｃのうち開口端側には大径部３ｅが形成されている一方、筒状部３ａの内周面３ｃのうち反開口端側には大径部３ｅよりも小径な小径部３ｆが形成されている。そして、筒状部３ａの内周面３ｃのうち大径部３ｅと小径部３ｆとの間の境界部分に環状溝３ｄが形成されている。
【００２９】
他方で、変形抑制プレート２３の外周側には、筒状部３ａの開口端側に膨出する環状の膨出部２３ａが形成されている。つまり、変形抑制プレート２３は、自由状態でその中心部が軸方向一方側に突出するように湾曲しており、その変形抑制プレート２３を筒状部３ａに圧入すべく、当該変形抑制プレート２３の中心部をその突出方向側から押圧したときに、当該変形抑制プレート２３の中心部が筒状部３ａの底部側へ陥没し、膨出部２３ａが形成される。そして、このように変形抑制プレート２３の中心部が陥没するのに伴って当該変形抑制プレート２３が拡径し、その変形抑制プレート２３がその外周縁部を筒状部３ａの開口端側に移動させてそれ自体を拡径させる方向の復元力を発生するとともに、その変形抑制プレート２３の外周縁部が環状溝３ｄに嵌合することになる。
【００３０】
したがって、この第１の実施の形態によれば、筒状部３ａに形成された環状溝３ｄが変形抑制プレート２３の外周縁部を受容するようになっていることから、変形抑制プレート２３の筒状部３ａへの組付時に、その変形抑制プレート２３の筒状部３ａに対する軸方向の位置決めを容易且つ確実に行うことができるほか、その組付後には、当該変形抑制プレート２３の筒状部３ａに対する軸方向の位置ずれを確実に防止できるメリットがある。
【００３１】
その上、変形抑制プレート２３の外周縁部を環状溝３ｄの底壁に弾接させ、筒状部３ａの外周壁部を拡径する方向に付勢することにより、プロペラシャフト１の潰れ変形をより有効に抑制できるから、プロペラシャフト１回転時に発生する騒音をさらに効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明が前提とする技術として自動車のプロペラシャフトを示す断面図。
【図２】図１に示すプロペラシャフトのうち入力側端部の拡大図。
【図３】図１に示すヨーク部材がチューブに溶接固定される前の状態を示す断面図。
【図４】図１〜３のプロペラシャフトが適用された自動車の動力伝達装置を示す図。
【図５】本発明の第１の実施の形態として、チューブに溶接固定される前の状態のヨーク部材を示す断面図。
【符号の説明】
【００３８】
１…プロペラシャフト
２…チューブ（中空軸部材）
３…入力側ヨーク部材
３ａ…筒状部
３ｂ…突出部（連結部）
３ｃ…内周面
３ｄ…環状溝
３ｅ…大径部
３ｆ…小径部
４…出力側ヨーク部材
５…十字軸
７…入力側カルダンジョイント
８…十字軸
１０…出力側カルダンジョイント
１１…変形抑制プレート（圧着部材）
１２…動力伝達装置
１３…エンジン（原動機）
１４…トランスミッション
１６…クラッチ
１８…後輪
２３…変形抑制プレート（圧着部材）
【図１】
0005016529.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005016529.tif 000005
【図５】
0005016529.tif 000006