JP2004360776A - 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。シャフトヨーク２０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第１の筒状体３０と一体となって回転する。
【選択図】 図１

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係合して内部空間を封止する封止部材とを備える。第１の筒状体には、封止部材に係合する係合部が設けられている。
【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、この封止部に係合するように、第１の筒状体には、係合部が設けられているため、封止部材が外れることを防止することができる。その結果、封止部材を確実に固定でき、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、係合部は、フランジ部を含む。フランジ部では、フランジ部近傍よりも内部空間の内径が小さい。
【００１０】
このようなプロペラシャフト部品では、フランジ部の内径が小さくなるため、封止部材はこのフランジ部に係合してより確実に封止部材の脱落を防止することができる。
【００１１】
さらに好ましくは、プロペラシャフト部品は、一方端に接続された第２の筒状体をさらに備える。フランジ部は第１および第２の筒状体を摩擦溶接することで形成される。この場合、第１および第２の筒状体を摩擦溶接する工程でフランジ部を形成することができるため、特にフランジ部を形成するための別段の工程を用いなくてもフランジ部を確実に一方端に形成することができる。その結果、特に製造工程を増加させることなくフランジ部を形成することができる。
【００１２】
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する棒状体とを備える。
【００１３】
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ダストの侵入およびグリースの流出を防止することができる。その結果、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。
【００１４】
【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。
【００１５】
（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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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Ｒ１であり、その近傍部分の内径Ｒ２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。フランジ部３３での内部空間３０ｉの内径はＲ１であり、フランジ部３３近傍での内部空間３０ｉの内径Ｒ２よりも小さい。
【００２６】
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、図２で示した欠歯３６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。
【００２７】
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。図５および図６は、第１および第２の筒状体３０および４０の接合方法を説明するための図である。図５を参照して、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。
【００２８】
図６を参照して、第１の筒状体３０に、矢印１３０で示す方向に力を加える。第２の筒状体４０には、矢印１４０で示す方向に力を加える。これにより、第１の筒状体３０と第２の筒状体４０の端部同士が接触する。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。
【００２９】
また、接合過程において、それぞれの端部が矢印１３０および１４０で示す方向に力が加えられ、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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。その結果、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。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。
【００３３】
（実施の形態２）
図７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７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、第１の筒状体３０に係合部としてのかしめ部３０ｃ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。係合部としてのかしめ部３０ｃは、第１の筒状体３０の一部分に矢印２０１で示す方向に力を加えることにより形成される。このかしめ部３０ｃがダストカバー６０を固定し、ダストカバー６０が第１の筒状体３０から脱落することを防止することができる。かしめ部３０ｃを形成する場合には、第１の筒状体３０を構成する材料としては、特にかしめに適した材料を用いる。
【００３４】
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と同様の効果がある。
【００３５】
（実施の形態３）
図８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８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、第１の筒状体３０にかしめ部３０ｃ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。かしめ部３０ｃは、第１の筒状体３０に矢印２０２で示す方向から力を加えることで形成される。
【００３６】
係合部としてのかしめ部３０ｃは、ダストカバー６０に係合するため、ダストカバー６０がかしめ部３０ｃにより固定される。これにより、ダストカバー６０の脱落を防止することができる。
【００３７】
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１に従ったプロペラシャフトと同様の効果がある。
【００３８】
（実施の形態４）
図９は、この発明の実施の形態４に従ったプロペラシャフトの一部断面図である。図９を参照して、この発明の実施の形態４に従ったプロペラシャフト１では、第１の筒状体３０の一部分に、矢印２３０で示す方向に圧力を加えて、第１の筒状体３０に絞り加工を施すことで、この部分がダストカバー６０に係合する。すなわち、絞り加工を加えられた部分は、内側へ変形しようとする。この変形しようとする応力により、第１の筒状体３０の一部分とダストカバー６０とが係合する。
【００３９】
このように構成された、この発明の実施の形態４に従ったプロペラシャフト１では、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】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
【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】第１および第２の筒状体３０および４０の接合方法の第１工程を説明するための図である。
【図６】第１および第２の筒状体３０および４０の接合方法の第２工程を説明するための図である。
【図７】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８】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９】この発明の実施の形態４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、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係合して前記内部空間を封止する封止部材とを備え、
   前記第１の筒状体は、封止部材に係合する係合部を含む、プロペラシャフト部品。
2. 前記係合部は、フランジ部を含み、前記フランジ部では、前記フランジ部近傍よりも前記内部空間の内径が小さい、請求項１に記載のプロペラシャフト部品。
3. 前記一方端に接続された第２の筒状体をさらに備え、前記フランジ部は、前記第１および第２の筒状体を摩擦溶接することで形成される、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前記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を備えた、プロペラシャフト。

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