(57)【要約】【課題】スプライン部にねじれが発生することを防止できるプロペラシャフトを提供する。【解決手段】プロペラシャフト１は、雄スプライン部１３を有する第一シャフト１０と、第二シャフト２０を備える。第二シャフト２０は、内周面に雄スプライン１３ａに対して軸方向にスライド可能に嵌合する雌スプライン２１ａが形成された雌スプライン部２１と、雌スプライン部２１のうち雌スプライン２１ａの形成範囲を内部に収容し且つ一端側を雌スプライン部２１のうち雌スプライン２１ａの形成範囲より第一ジョイント部１１側に結合された中空のチューブ部２３と、チューブ部２３のうち第一ジョイント部１１と反対側である他端側に結合された第二ジョイント部２４とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一ジョイント部と、前記第一ジョイント部に結合され外周面に雄スプラインが形成された雄スプライン部と、を備える第一シャフトと、
内周面に前記雄スプラインに対して軸方向にスライド可能に嵌合する雌スプラインが形成された雌スプライン部と、前記雌スプライン部のうち前記雌スプラインの形成範囲を内部に収容し且つ一端側を前記雌スプライン部のうち前記雌スプラインの形成範囲より前記第一ジョイント部側に結合された中空のチューブ部と、前記チューブ部のうち前記第一ジョイント部と反対側である他端側に結合された第二ジョイント部と、を備える第二シャフトと、
を備えることを特徴とするプロペラシャフト。
【請求項２】
前記チューブ部の外周面のうち前記雌スプライン部の径方向外方に取り付けられた第一のバランスウエイトと、
前記チューブ部の外周面のうち前記第一のバランスウエイトの取付位置より前記第二ジョイント部側に取り付けられる第二のバランスウエイトと、
を備える請求項１に記載のプロペラシャフト。
【請求項３】
前記第二のバランスウエイトは、前記第一のバランスウエイトが取り付けられる前記チューブ部の外径と同径となる部位に取り付けられる請求項２に記載のプロペラシャフト。
【請求項４】
前記第一シャフトは、前記第一ジョイント部と前記雄スプライン部との間に外周面が円筒状からなる円筒部を備え、
前記第二シャフトは、前記雌スプライン部のうち前記雌スプラインの形成範囲より前記第一ジョイント側に配置され且つ前記円筒部の外周面に当接するシール部を備える請求項２または３に記載のプロペラシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、雌スプラインと雄スプラインとが軸方向にスライド可能に嵌合するプロペラシャフトに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のプロペラシャフトとして、例えば、特開２００７−１７７９５５号公報（特許文献１）および特開平８−２３２９６９号公報（特許文献２）に記載されたものがある。特許文献１に記載のプロペラシャフトにおいては、第一のジョイント部を一端に有する第一シャフトの他端に雄スプライン（スプラインシャフト）を形成し、第二シャフトは、第二のジョイント部と、雌スプラインを形成する雌スプライン部（スプラインスリーブ）と、雌スプライン部のうち第一のジョイント部とは反対側の端部と第二のジョイント部とを結合するチューブ部とを備えている。
【０００３】
特許文献２に記載のプロペラシャフトにおいては、第一のジョイント部を一端に有する第一シャフトの他端に雄スプラインを形成し、第二シャフトは、雌スプラインを形成する雌スプライン部（スリーブシャフト）と、雌スプライン部の外周側のうち軸方向中央部に径方向外方に延びるフランジ部と、一端をフランジ部の外周縁に結合され他端を第二のジョイント部に結合されるチューブ部とを備える。
【特許文献１】特開２００７−１７７９５５号公報
【特許文献２】特開平８−２３２９６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１のプロペラシャフトにおいては、雌スプラインの形成範囲全てが、第二シャフトのチューブ部の端部より第一のジョイント部側に形成されている。また、特許文献２のプロペラシャフトにおいては、雌スプラインの形成範囲のほぼ半分が、第二シャフトのチューブ部の端部より第一のジョイント部側に形成されている。
【０００５】
そのため、第一シャフトと第二シャフトとの間でトルク伝達が行われる際に、軸方向にスライドするスプライン部にねじれが生じる。スプライン部のねじれにより、スプライン部の面圧が軸方向に不均一となり、スライド抵抗が増加し、その結果、車両のＮＶ性能を低下することにつながる。さらに、スプライン部の面圧不均一は、スプライン部の偏摩耗を生じるおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、スプライン部にねじれが発生することを防止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】
【０００７】
本発明のプロペラシャフトは、
第一ジョイント部と、前記第一ジョイント部に結合され外周面に雄スプラインが形成された雄スプライン部と、を備える第一シャフトと、
内周面に前記雄スプラインに対して軸方向にスライド可能に嵌合する雌スプラインが形成された雌スプライン部と、前記雌スプライン部のうち前記雌スプラインの形成範囲を内部に収容し且つ一端側を前記雌スプライン部のうち前記雌スプラインの形成範囲より前記第一ジョイント部側に結合された中空のチューブ部と、前記チューブ部のうち前記第一ジョイント部と反対側である他端側に結合された第二ジョイント部と、を備える第二シャフトと、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、第二シャフトの雌スプライン部における雌スプラインの形成範囲全てが、第二シャフトのチューブ部の一端側より第二ジョイント部側に位置している。つまり、雌スプラインの形成範囲は、チューブ部の一端側より第一ジョイント部側に位置していない。さらに、第一シャフトの雄スプライン部における雄スプラインの形成範囲のうち、雌スプラインと嵌合する部位は、チューブ部の一端側より第二ジョイント部側に位置しており、第一ジョイント部側に位置していない。
【０００９】
従って、第一シャフトと第二シャフトとの間でトルク伝達が行われる際に、第一シャフトにおいてねじれが生じる部位は、第一ジョイント部から第二シャフトのチューブ部の一端が位置する部位までの間となり、第二シャフトにおいてねじれが生じる部位は、第二シャフトのチューブ部および第二ジョイント部となる。
【００１０】
つまり、第一シャフトにおいて雄スプラインのうち雌スプラインと嵌合する範囲、および、第二シャフトにおいて雌スプラインのうち雄スプラインと嵌合する範囲には、トルク伝達の際にねじれが生じることを防止できる。これにより、スプライン部の面圧が軸方向に不均一になることを防止でき、結果として、スライド抵抗の増加防止、車両のＮＶ性能の低下防止、スプライン部の偏摩耗の発生防止の効果を奏する。
【００１１】
ここで、従来、プロペラシャフトは、軸直交方向への力のつり合いを持たせること、および、各ジョイント部回りのモーメントを低減するため、バランスウエイトを取り付けていた。
【００１２】
一般に、第一ジョイント部回りのモーメントを低減するためには、第一ジョイント部から遠い位置にバランスウエイトが設置されると、小さな質量により調整が容易となる。そして、第二ジョイント部回りのモーメントを低減するためには、第二ジョイント部から遠い位置にバランスウエイトが設置されると、小さな質量により調整が容易となる。そこで、第一のバランスウエイトは、第二ジョイント部回りのモーメントを低減するための調整用として第一ジョイント部に近い位置に設置されることが望ましく、第二のバランスウエイトは、第一ジョイント部回りのモーメントを低減するための調整用として第二ジョイント部に近い位置に設置されることが望ましい。
【００１３】
さらに、第一ジョイント部回りのモーメントを低減するための調整に際して、第一のバランスウエイトによる影響を小さくするためにも、第一のバランスウエイトは第一ジョイント部に近い位置に設置されることが望ましい。また、第二ジョイント部回りのモーメントを低減するための調整に際して、第二のバランスウエイトによる影響を小さくするためにも、第二のバランスウエイトは第二ジョイント部に近い位置に設置されることが望ましい。
【００１４】
そこで、本発明の好適な態様として、本発明のプロペラシャフトは、前記チューブ部の外周面のうち前記雌スプライン部の径方向外方に取り付けられた第一のバランスウエイトと、前記チューブ部の外周面のうち前記第一のバランスウエイトの取付位置より前記第二ジョイント部側に取り付けられる第二のバランスウエイトとを備える。
【００１５】
第一のバランスウエイトをチューブ部の外周面のうち雌スプライン部の径方向外方に取り付けているので、第一のバランスウエイトが第一ジョイント部に可能な限り近い位置に設置されていることになる。このことは、本発明のプロペラシャフトにおいて、雌スプライン部をチューブ部の内部に収容することにより達成できたものである。また、第二のバランスウエイトは、第二ジョイント部にできるだけ近い位置に設置される。
【００１６】
このように、本発明の好適な態様においては、第一のバランスウエイトを第一ジョイント部に非常に近い位置に設置でき、且つ、第二のバランスウエイトを第二ジョイント部に近い位置に設置できることで、各ジョイント部回りのモーメントを低減するための調整が非常に容易となる。
【００１７】
また、上記の本発明の好適な態様において、さらに、前記第二のバランスウエイトは、前記第一のバランスウエイトが取り付けられる前記チューブ部の外径と同径となる部位に取り付けられるとよい。つまり、第一のバランスウエイトと第二のバランスウエイトとして、同一種類のものを用いることができる。
【００１８】
ここで、特許文献１、２に記載のプロペラシャフトにおいて、第一のバランスウエイトを、雌スプラインの形成範囲のうち第一ジョイント部側に取り付けようとした場合には、雌スプライン部そのものの外周側に取り付けなければならなかった。そうすると、第一のバランスウエイトを取り付ける雌スプライン部の外径と、第二のバランスウエイトを取り付けるチューブ部の外径とが異なり、両バランスウエイトに同一種類のものを適用することができなかった。
【００１９】
これに対して、本発明によれば、雌スプライン部がチューブ部の内部に収容されているため、雌スプラインの形成範囲のうち第一ジョイント部側に第一のバランスウエイトを取り付ける場合に、チューブ部の外周面に取り付けることができる。これにより、上記したように、第一のバランスウエイトおよび第二のバランスウエイトに同一種類のものを適用できるようになったものである。従って、部品点数を増加することなく、モーメントの調整を容易にすることができる。
【００２０】
また、本発明の他の好適な態様において、前記第一シャフトは、前記第一ジョイント部と前記雄スプライン部との間に外周面が円筒状からなる円筒部を備え、
前記第二シャフトは、前記雌スプライン部のうち前記雌スプラインの形成範囲より前記第一ジョイント側に配置され且つ前記円筒部の外周面に当接するシール部を備える。
【００２１】
シール部を第二シャフトに設け、第一シャフトの円筒部の外周面に当接させることで、第一のバランスウエイトの取り付け位置を、より第一ジョイント側にすることができる。仮に、特許文献２のようにシール部を第一シャフトに取り付け、第二シャフトのチューブ部の外周面に当接する場合には、当該位置にバランスウエイトを取り付けることができない。従って、その分、バランスウエイトの取り付け位置が、第一ジョイントから遠ざかる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に、実施形態を挙げ、本発明をより詳しく説明する。本実施形態のプロペラシャフトについて、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本実施形態のプロペラシャフト１の図である。図１において、軸中心より上方のうち左側部分を一部断面図として示す。図２は、Ａ部拡大図である。図３は、図１のＢ−Ｂ部分断面図である。なお、以下の説明において、特に断らない限り、左とは図１の左を意味し、右とは図１の右を意味する。
【００２３】
プロペラシャフト１は、エンジンからディファレンシャル装置へ動力を伝達するためのシャフトである。このプロペラシャフト１には、駆動方式によって異なるが、フロントプロペラシャフトとリアプロペラシャフトがある。これらは、何れも、エンジンとディファレンシャル装置との間を連結しており、車両前後方向に延びるように配置されている。
【００２４】
本実施形態のプロペラシャフト１は、図１および図２に示すように、第一シャフト１０と、第一シャフト１０に対して軸方向にスライド可能に配置された第二シャフト２０と、第一、第二のバランスウエイト３０、４０とを備えている。
【００２５】
第一シャフト１０は、ユニバーサルジョイントのヨークを構成する第一ジョイント部１１と、第一ジョイント部１１の底部（右端）に一体成形されシャフト軸に同軸状に配置された円筒状からなる円筒部１２と、円筒部１２の第一ジョイント部１１とは反対側の端部（右端）に一体成形され外周面に雄スプライン１３ａを形成する筒状の雄スプライン部１３とを備える。ここで、円筒部１２の外周面は、軸方向に亘って同径となるように形成されている。円筒部１２の内周面の内径と雄スプライン部１３の内周面の内径は、同径とされている。また、雄スプライン部１３における雄スプライン１３ａの軸方向の形成範囲はＷ１である。
【００２６】
第二シャフト２０は、雌スプライン部２１と、シール部２２と、チューブ部２３と、第二ジョイント部２４とから構成される。
【００２７】
雌スプライン部２１は、円筒状からなり、その内周面に雌スプライン２１ａが形成されている。この雌スプライン２１ａの歯先内径は、雄スプライン部１３の雄スプライン１３ａの歯底外径と同程度であり、雌スプライン２１ａの歯元内径は、雄スプライン１３ａの歯先外径と同程度である。さらに、雌スプライン２１ａの軸方向の形成範囲は、雄スプライン１３ａの軸方向の形成範囲Ｗ１よりも長くされている。そして、雌スプライン２１ａは、雄スプライン１３ａに対して軸方向にスライド可能に嵌合するように配置されている。また、雌スプライン部２１の外周面は、軸方向に亘って同径となるように形成されている。
【００２８】
シール部２２は、雌スプライン部２１の左端に配置されている。つまり、シール部２２は、雌スプライン部２１のうち雌スプライン２１ａの形成範囲より第一ジョイント１０側に配置されている。このシール部２２は、雌スプライン部２１の左端に一体成形される内周凹溝を形成する凹溝形成部材２２ａと、凹溝形成部材２２ａの内周凹溝に嵌入されるシールゴム２２ｂとを備えている。凹溝形成部材２２ａの内径は、第一シャフト１０の円筒部１２の外径よりも僅かに大きく形成され、凹溝形成部材２２ａの外径は、雌スプライン部２１の外径よりも大きく形成されている。そして、シールゴム２２ｂの内周面が、第一シャフト１０の円筒部１２の外周面全周に当接した状態となる。つまり、第一シャフト１０と第二シャフト２０とが軸方向にスライドした場合に、シールゴム２２ｂが、第一シャフト１０の円筒部１２の外周面を摺動することにより、シール機能を発揮する。
【００２９】
チューブ部２３は、雌スプライン２１の軸方向長さよりも十分に長尺であって、中空状に形成されている。このチューブ部２３の左端は、シール部２２の凹溝形成部材２２ａの外周面に全周溶接により結合されている。つまり、チューブ部２３は、雌スプライン部２１全てを内部に収容している。換言すると、チューブ部２３の左端は、雌スプライン部２１のうち雌スプライン２１ａの形成範囲より第一ジョイント部１１側に結合されている。そして、このチューブ部２３の軸方向中央部の大部分における外径は、同径となるように形成されている。
【００３０】
第二ジョイント部２４は、ユニバーサルジョイントのヨークを構成し、チューブ部２３の右端（第一ジョイント部１１とは反対側の端部）に結合されている。
【００３１】
第一、第二のバランスウエイト３０、４０は、図３に示すように、長尺板状の部材を湾曲形成して、ほぼ円弧状に形成されている。そして、第一、第二のバランスウエイト３０、４０は、その周方向の２か所が中心に突出するように形成されている。このとき、中心に突出する２か所の半径が、チューブ部２３の軸方向中央部における外径とほぼ同一となるようにされている。
【００３２】
そして、第一のバランスウエイト３０は、チューブ部２３の外周面のうち雌スプライン部２１の径方向外方に、プロジェクション溶接により取り付けられている。つまり、第一のバランスウエイト３０は、チューブ部２３の外周面のうち、第一ジョイント部１１に最も近い位置に設置されている。第二のバランスウエイト４０は、チューブ部２３の外周面のうち第一のバランスウエイト３０の取付位置より第二ジョイント部２４側に、プロジェクション溶接により取り付けられている。さらに、この第二のバランスウエイト４０は、第一のバランスウエイト３０が取り付けられるチューブ部２３の外径と同径となる部位に取り付けられている。
【００３３】
ここで、第一、第二のバランスウエイト３０、４０は、プロペラシャフト１全体の力のつり合いのためと、第一ジョイント部１１回りのモーメントを低減するためと、第二ジョイント部２４回りのモーメントを低減するためのものである。
【００３４】
そして、第一ジョイント部１１回りのモーメントを低減するため、第一ジョイント部１１から遠い位置に設置された第二のバランスウエイト４０が調整用バランスウエイトとなる。この調整用である第二のバランスウエイト４０は、第一ジョイント部１１から遠い位置に設置されることが望ましい。本実施形態においては、第二のバランスウエイト４０は、第一ジョイント部１１から十分に遠い位置に設置されている。また、第一ジョイント部１１回りのモーメント低減を調整するためには、第一のバランスウエイト３０の影響を排除するために、第一のバランスウエイト３０が第一ジョイント部１１にできるだけ近い位置に設置されていることが望ましい。
【００３５】
本実施形態においては、第一のバランスウエイト３０は、チューブ部２３の外周面のうち雌スプライン部２１の径方向外方に取り付けられており、第一ジョイント部１１に十分に近い位置に設置されている。さらに、シール部２２のシールゴム２２ｂを第二シャフト２０に設け、第一シャフト１０の円筒部１２の外周面に当接させることで、第一のバランスウエイト３０の取り付け位置を、より第一ジョイント１１側にすることができる。従って、第一ジョイント部１１回りのモーメント低減の調整が容易に行うことができる。
【００３６】
また、第二ジョイント部２４回りのモーメントを低減するため、第二ジョイント部２４から遠い位置に設置された第一のバランスウエイト３０が調整用バランスウエイトとなる。この調整用である第一のバランスウエイト３０は、第二ジョイント部２４から遠い位置に設置されることが望ましい。本実施形態においては、第一のバランスウエイト３０は、第二ジョイント部２４から十分遠い位置に設置されている。また、第二ジョイント部２４回りのモーメント低減を調整するためには、第二のバランスウエイト４０の影響を排除するために、第二のバランスウエイト４０が第二ジョイント部２４にできるだけ近い位置に設置されていることが望ましい。本実施形態においては、第二のバランスウエイト４０が、第二ジョイント部２４に十分に近い位置に設置されている。従って、第二ジョイント部２４回りのモーメント低減の調整が容易に行うことができる。
【００３７】
以上説明した構成からならなるプロペラシャフト１によれば、以下の効果を奏する。雌スプライン部２１における雌スプライン２１ａの形成範囲全てが、第二シャフト２０のチューブ部２３の左端より第二ジョイント部２４側に位置している。つまり、雌スプライン２１ａの形成範囲は、チューブ部２３の左端側より第一ジョイント部１１側に位置していない。さらに、雄スプライン部１３における雄スプライン１３ａの形成範囲のうち、雌スプライン２１ａと嵌合する部位は、チューブ部２３の左端側より第二ジョイント部２４側に位置しており、第一ジョイント部１１側に位置していない。
【００３８】
従って、第一シャフト１０と第二シャフト２０との間でトルク伝達が行われる際に、第一シャフト１０においてねじれが生じる部位は、第一ジョイント部１１および円筒部１２であり、第二シャフト２０においてねじれが生じる部位は、チューブ部２３および第二ジョイント部２４となる。つまり、第一シャフト１０において雄スプライン１３ａのうち雌スプライン２１ａと嵌合する範囲、および、第二シャフト２０において雌スプライン２１ａのうち雄スプライン１３ａと嵌合する範囲には、トルク伝達の際にねじれが生じることを防止できる。これにより、両スプライン部１３、２１の面圧が軸方向に不均一になることを防止でき、結果として、スライド抵抗の増加防止、車両のＮＶ性能の低下防止、スプライン部１３、２１の偏摩耗の発生防止の効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施形態のプロペラシャフト１の図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】図１のＢ−Ｂ部分断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１：プロペラシャフト
１０：第一シャフト、  １１：第一ジョイント部、  １２：円筒部
１３：雄スプライン部、  １３ａ：雄スプライン
２０：第二シャフト、  ２１：雌スプライン部、  ２１ａ：雌スプライン
２２：シール部、  ２２ａ：凹溝形成部材、  ２２ｂ：シールゴム
２３：チューブ部、  ２４：第二ジョイント部
３０：第一のバランスウエイト、  ４０：第二のバランスウエイト
【図１】
2009107415.tif 000003
【図２】
2009107415.tif 000004
【図３】
2009107415.tif 000005