JP2004359100A - プロペラシャフト部品およびプロペラシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】信頼性の高いプロペラシャフトを提供する。
【解決手段】プロペラシャフト部品は、内部空間３０ｉを有する第１の筒状体３０と、第１の筒状体３０の一方端３０ａ側に設けられて内部空間３０ｉを封止する封止部材としてのダストカバー６０を備える。ダストカバー６０には内部空間３０ｉに通じる貫通孔６１が形成されている。プロペラシャフト１は、第１の筒状体３０の内部空間３０ｉに摺動可能に嵌まりあってプロペラシャフト部品と一体となって回転し、潤滑材７０で摺動面が潤滑される部分を有する棒状体としてのシャフトヨークを備える。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、プロペラシャフト部品およびプロペラシャフトに関し、特に自動車等の動力伝達系に使用されるプロペラシャフト部品およびプロペラシャフトに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プロペラシャフトは、たとえば特開平８−２３２９６９号公報（特許文献１）、特公平６−６５８８７号公報（特許文献２）に開示されている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−２３２９６９号公報
【０００４】
【特許文献２】
特公平６−６５８８７号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のプロペラシャフトでは、プロペラシャフトを構成する部品がその長さ方向に摺動して長さを変化するため、摺動部分の長さを長くとる必要があるため、摺動部分の質量アップまたプロペラシャフトの曲げ剛性低下という問題があった。
【０００６】
そこで、この発明は上述のような問題点を解決するためになされた摺動部構造変更に伴い、信頼性の高いプロペラシャフト部品およびプロペラシャフトを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明に従ったプロペラシャフト部品は、一方端と他方端とを有し、一方端と他方端との間に内部空間が形成されている第１の筒状体と、第１の筒状体の一方端側に設けられて内部空間を封止する封止部材とを備える。封止部材には内部空間に通じる貫通孔が形成されている。
【０００８】
このように構成されたプロペラシャフト部品では、内部空間を封止する封止部材を備えるため、一方端側から内部空間へダストの侵入およびグリースの流出することがない。さらに、封止部材には、内部空間に通じる貫通孔が形成されているため、内部空間の圧力が変動しても、圧力変動を貫通孔により緩和することができる。これにより、封止部材が外れることを防止することができ、封止部材を確実に固定することで封止部材の脱落を防止して信頼性の高いプロペラシャフト部品を提供することができる。
【０００９】
また、好ましくは、封止部材は、封止部材の中央部に設けられて内部空間に向かって突出する第１の突出部を含み、第１の突出部に貫通孔が形成されている。
【００１０】
このようなプロペラシャフト部品では、内部空間に向かって突出する第１の突出部に貫通孔が設けられるため、第１の突出部には潤滑材が存在しにくくなり、貫通孔からの潤滑材のもれを防止することができる。
【００１１】
さらに好ましくは、封止部材は、第１の突出部と反対方向に突出して封止部材の内周面に溝を形成する第２の突出部を含む。
【００１２】
このようなプロペラシャフト部品では、第２の突出部が封止部材の内周面に溝を形成するため、溝に潤滑材が溜まり、貫通孔からの潤滑材の漏れを防止することができる。
【００１３】
この発明に従ったプロペラシャフトは、上述のいずれかのプロペラシャフト部品と、第１の筒状体の内部空間に摺動可能に嵌まりあってプロペラシャフト部品と一体となって回転し、潤滑材で摺動面が潤滑される部分を有する棒状体とを備える。
【００１４】
このように構成されたプロペラシャフトでは、内部空間で棒状体がプロペラシャフト部品に対して摺動しても、この内部空間へ一方端側からゴミなどが入ることを防止することができる。さらに、棒状体が摺動して内部空間の容積が変動しても、その変動に対応して空気が貫通孔を介して外部と出入することができる。その結果、棒状部材がスムーズに摺動し、信頼性の高いプロペラシャフトを提供することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、以下の実施の形態では同一または相当する部分については同一の参照符号を付し、その説明は繰返さない。
【００１６】
（実施の形態１）
図１は、この発明の実施の形態１に従ったプロペラシャフトの一部断面を含む側面図である。図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。図１および図２を参照して、プロペラシャフト１は、ユニバーサルジョイント部品５０ａおよび６０ａと、ユニバーサルジョイント部品５０ａに接続されてユニバーサルジョイント部品５０ａと一体に回転するシャフトヨーク２０と、シャフトヨーク２０にスライド可能に取付けられた第１の筒状体３０と、第１の筒状体３０に接続された第２の筒状体４０と、第２の筒状体４０に接続されたユニバーサルジョイント部品５０ｂおよび６０ｂとを備える。
【００１７】
ユニバーサルジョイント部品６０ａおよび５０ａがユニバーサルジョイントを構成しており、ユニバーサルジョイント部品６０ａおよび５０ａの回転軸はさまざまに角度をなすことが可能である。ユニバーサルジョイント部品５０ａとシャフトヨーク２０とは摩擦溶接により接続されて、摩擦溶接された部分にはフランジ部５３および２３が形成されている。中空の棒状体としてのシャフトヨーク２０はスライディングシャフト２１を有する。シャフトヨーク２０およびスライディングシャフト２１は中実であってもよい。スライディングシャフト２１は、図２で示すように、外側（外周面）にはスプライン歯２５が形成されている。棒状体としてのスライディングシャフト２１の外周面には潤滑材７０が塗布されている。潤滑材７０はグリースにより構成され、スライディングシャフト２１の摺動面を潤滑する。シャフトヨーク２０には、カバー２２が取付けられ、スプライン歯２５部へのダストの侵入を防止している。
【００１８】
第１の筒状体３０は一方端３０ａから他方端３０ｂまで延びており、その一方端３０ａと他方端３０ｂとの間に円筒形状の内部空間３０ｉが形成されている。第１の筒状体３０はスライディングシャフト２１に対して摺動するスライディングスリーブ３１を有する。スライディングスリーブ３１の内表面にはスプライン歯３５が形成されている。
【００１９】
なお、スプライン歯３５のうち１つが欠歯３６となっている。スプライン歯３５および２５が互いに噛み合うことにより、スライディングシャフト２１の回転がスプライン歯２５および３５を介してスライディングスリーブ３１へ伝わる。欠歯３６の数は図２では１つであるが、複数の欠歯３６が設けられてもよい。
【００２０】
欠歯３６を設けるのは、第１の筒状体３０とシャフトヨーク２０とが互いに軸方向に摺動して長さが変化したときに、内部空間３０ｉ内の空気を、欠歯３６部分を介して外部へ放出するためである。すなわち、欠歯３６は、外部と内部空間３０ｉとの間の空気の通路の役割を果たす。なお、欠歯３６が存在しなくてもよい。内部空間３０ｉを封止するように封止部材としてのダストカバー６０が設けられている。ダストカバー６０はフランジ部３３に係合している。
【００２１】
第２の筒状体４０は摩擦溶接（突き合わせ溶接）により第１の筒状体３０に接続される。なお、摩擦溶接を行なうことにより、第１の筒状体３０および第２の筒状体４０には、それぞれフランジ部３３および４３が形成されている。
【００２２】
ユニバーサルジョイント部品５０ｂと第２の筒状体４０とが摩擦溶接により接合されており、摩擦溶接された部分にはフランジ部４４および５３が形成されている。
【００２３】
なお、図１では、ユニバーサルジョイント部品６０ａにエンジンからの動力が入力される。ユニバーサルジョイント部品６０ｂから車輪への動力が出力される。これとは逆に、ユニバーサルジョイント部品６０ｂへエンジンからの動力が入力されて、ユニバーサルジョイント部品６０ａから車輪への動力が出力されてもよい。
【００２４】
実施の形態１に従ったプロペラシャフト部品は、一方端３０ａと他方端３０ｂとを有し、一方端３０ａと他方端３０ｂとの間に内部空間３０ｉが形成されている第１の筒状体３０と、第１の筒状体３０の一方端３０ａ側に係合して、内部空間３０ｉを封止する封止部材としてのダストカバー６０とを備える。第１の筒状体３０には、ダストカバー６０に係合する係合部としてのフランジ部３３が設けられている。
【００２５】
プロペラシャフト１は、上記のプロペラシャフト部品と、内部空間３０ｉに摺動可能に嵌まりあってプロペラシャフト部品と一体となって回転する棒状体としてのシャフトヨーク２０とを備える。
【００２６】
図３は、図１中のＩＩＩで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。図３を参照して、第１の筒状体３０の一方端３０ａ近傍には、フランジ部３３が設けられている。フランジ部３３において、内部空間３０ｉの内径は、近傍部分の内径よりも小さくなっている。このため、ダストカバー６０はフランジ部３３に引っ掛かり外側へ抜けるのを防止することができる。フランジ部３３は「Ｔ」字状（錨状）であり、外側および内側へ張り出した構造となっている。
【００２７】
プロペラシャフト部品は、一方端３０ａと他方端３０ｂとを有し、一方端３０ａと他方端３０ｂとの間に内部空間３０ｉが形成されている第１の筒状体３０と、第１の筒状体３０の一方端側に設けられて内部空間３０ｉを封止する封止部材としてのダストカバー６０を備える。ダストカバー６０には内部空間３０ｉに通じる貫通孔６１が形成されている。
【００２８】
プロペラシャフト１は、第１の筒状体３０の内部空間３０ｉに摺動可能に嵌まりあってプロペラシャフト部品と一体となって回転し、潤滑材７０で摺動面が潤滑される部分を有する棒状体としてのシャフトヨーク２０を備える。
【００２９】
図３では、ダストカバー６０はフランジ部３３に係合しているが、必ずしも係合させる必要はなく、溶接によりダストカバー６０を第１の筒状体３０に取り付けてもよい。また、接着材、ロウ材などによりダストカバー６０を第１の筒状体３０に取り付けてもよい。
【００３０】
貫通孔６１が存在するために、矢印１６０ａで示されるように、内部空間３０ｉ内の空気が外部へ放出されることが可能である。また、矢印１６０ａとは逆に、外部から内部空間３０ｉに空気が流入することも可能である。
【００３１】
図４は、軸方向に伸縮するプロペラシャフトを示す一部断面を含む側面図である。図４の（ａ）は伸びたプロペラシャフトを示し、図４の（ｂ）は縮んだプロペラシャフトを示す。図４で示すように、プロペラシャフト１は軸方向に伸縮することが可能である。この場合、スライディングスリーブ３１とスライディングシャフト２１が互いに摺動することで、全体の長さが調節される。なお、このようにプロペラシャフト１に伸縮機能を設けるのは、通常自動車が走行すると、リアアクスルが車体の進行方向に移動し、このリアアクスルの移動をプロペラシャフト１で吸収するためである。図４で示すようにプロペラシャフト１が軸方向に伸縮すると、内部空間３０ｉ内の空気が外部へ放出され、または内部空間３０ｉへ外部から空気が流入する。このとき、欠歯３６および貫通孔６１の部分を空気が通過する。プロペラシャフト１の伸縮量は特に制限されるものではなく、その車種に応じて適宜設定される。
【００３２】
次に、図１から図３で示すプロペラシャフトの第１の筒状体３０と第２の筒状体４０の接合方法について説明する。まず、第１の筒状体３０の内部空間３０ｉ内にダストカバー６０を挿入する。次に、第１の筒状体３０と第２の筒状体４０の端部同士を接触させる。この状態で、第１の筒状体３０に対して第２の筒状体４０を回転させる。回転により、第１の筒状体３０と第２の筒状体４０との接触面で摩擦熱が生じる。この摩擦熱が第１の筒状体３０と第２の筒状体４０の端部を溶融させ、溶融した端部同士が互いに固相拡散することにより接合される。
【００３３】
また、接合過程において、それぞれの端部に力が加えられ、さらに溶融によりそれらを構成する材質が内部および外部へ移動することにより、図３で示されるフランジ部３３および４３が形成される。このようにして第１および第２の筒状体３０および４０が接合される。すなわち、フランジ部３３は第１および第２の筒状体３０および４０を摩擦溶接することで形成される。
【００３４】
なお、第１および第２の筒状体３０および４０の接合方法は、摩擦溶接に限られず、電気溶接またはガス溶接などの、外部からの熱を加える溶接としてもよい。
【００３５】
さらに、第１の筒状体３０に第２の筒状体４０をかしめて固定してもよい。また、第１および第２の筒状体３０および４０をボルトやリベットなどの締結手段を用いて接合してもよい。
【００３６】
このように構成された、この発明の実施の形態１に従ってプロペラシャフト１では、係合部としてのフランジ部３３を設け、このフランジ部３３によりダストカバー６０を係合させているため、ダストカバー６０の脱落を防止できる。また、プロペラシャフトが伸縮して内部空間３０ｉの容積が変動しても、貫通孔６１から空気が流出・流入するため、内部空間３０ｉ内の圧力変動を防止することができる。その結果、ダストカバー６０の脱落を防止して、信頼性の高いプロペラシャフトを提供することができる。
【００３７】
また、フランジ部３３を形成する工程は、第１の筒状体３０と第２の筒状体４０とを摩擦溶接する工程でフランジ部３３が形成されるため、フランジ部３３を形成するために新たに別の工程を設ける必要がない。その結果、製造工程の増加を抑えて信頼性の高いプロペラシャフト部品を提供することができる。
【００３８】
（実施の形態２）
図５は、この発明の実施の形態２に従ったプロペラシャフトの一部断面図である。図５を参照して、この発明の実施の形態２に従ったプロペラシャフト１では、ダストカバー６０の中央部には、内部空間３０ｉに向かって突出する第１の突出部６２が形成されており、その第１の突出部６２に貫通孔が設けられている点で、実施の形態１に従ったプロペラシャフトと異なる。
【００３９】
このように構成された、この発明の実施の形態２に従ったプロペラシャフト１でも、実施の形態１に従ったプロペラシャフト１と同様の効果がある。
【００４０】
さらに、第１の突出部６２は、その周囲よりも高くなっているため、第１の突出部６２には、潤滑材７０が集まりにくくなる。その結果、矢印１６０ａで示すように内部空間３０ｉ内の空気が外部へ流出しても、潤滑材が外部へ流出することを防止できる。
【００４１】
（実施の形態３）
図６は、この発明の実施の形態３に従ったプロペラシャフトの一部断面図である。図６を参照して、この発明の実施の形態３に従ったプロペラシャフト１では、ダストカバー６０は、第１の突出部６２と反対方向に突出してダストカバー６０の内周面に溝６４を形成する第２の突出部６３を含む点で、実施の形態２に従ったプロペラシャフトと異なる。
【００４２】
このように構成された、この発明の実施の形態３に従ったプロペラシャフト１でも、実施の形態２に従ったプロペラシャフト１と同様の効果がある。
【００４３】
さらに、溝６４に潤滑材７０が集まりやすくなる。その結果、矢印１６０ａで示すように内部空間３０ｉ内の空気が外部へ流出しても、潤滑材が外部へ流出することを防止できる。
【００４４】
以上、この発明の実施の形態について説明したが、ここで示した実施の形態はさまざまに変形することが可能である。まず、この発明で用いられるプロペラシャフトは、後輪駆動車のトランスミッションからリアデファレンシャルギアの間で用いられるプロペラシャフトに限られず、四輪駆動車においてトランスファーからリアデファレンシャルギアの間で用いられるリアプロペラシャフトおよびトランスファーからフロントデファレンシャルギアの間で用いられるフロントプロペラシャフトのいずれにも採用することが可能である。
【００４５】
また、プロペラシャフトの各部材を構成する材質としては、金属だけでなく、樹脂をも用いることができる。ただし、樹脂を用いた場合には、摩擦溶接が困難となるため、別の方法で２つの部材を接合する必要がある。
【００４６】
さらに、プロペラシャフト１の端部にはユニバーサルジョイントが用いられたが、このユニバーサルジョイントを、公知の等速ジョイントに変更することも可能である。
【００４７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて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。
【００４８】
【発明の効果】
この発明に従えば、信頼性の高いプロペラシャフトおよびプロペラシャフト部品を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１に従ったプロペラシャフトの一部断面を含む側面図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】図１中のＩＩＩで囲んだ部分を拡大して示す断面図である。
【図４】軸方向に伸縮するプロペラシャフトを示す一部断面を含む側面図である。
【図５】この発明の実施の形態２に従ったプロペラシャフトの一部断面図である。
【図６】この発明の実施の形態３に従ったプロペラシャフトの一部断面図である。
【符号の説明】
１ プロペラシャフト、２０ シャフトヨーク、２１ スライディングシャフト、２２ カバー、２５，３５ スプライン歯、３０ 第１の筒状体、３０ａ 一方端、３０ｂ 他方端、３０ｉ 内部空間、３１ スライディングスリーブ、２３，３３，４３，５３ フランジ部、４０ 第２の筒状体、５０ａ，５０ｂ，６０ａ，６０ｂ、ユニバーサルジョイント部品、６０ ダストカバー、６１ 貫通孔、６２ 第１の突出部、６３ 第２の突出部、６４ 溝、７０ 潤滑材。

Claims (4)

1. 一方端と他方端とを有し、一方端と他方端との間に内部空間が形成されている第１の筒状体と、
   前記第１の筒状体の一方端側に設けられて前記内部空間を封止する封止部材とを備え、
   前記封止部材には前記内部空間に通じる貫通孔が形成されている、プロペラシャフト部品。
2. 前記封止部材は、前記封止部材の中央部に設けられて前記内部空間に向かって突出する第１の突出部を含み、前記第１の突出部に前記貫通孔が形成されている、請求項１に記載のプロペラシャフト部品。
3. 前記封止部材は、前記第１の突出部と反対方向に突出して前記封止部材の内周面に溝を形成する第２の突出部を含む、請求項２に記載のプロペラシャフト部品。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のプロペラシャフト部品と、
   前記第１の筒状体の内部空間に摺動可能に嵌まりあってプロペラシャフト部品と一体となって回転し、潤滑材で摺動面が潤滑される部分を有する棒状体とを備えた、プロペラシャフト。

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