JP2006220187A - プロペラシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】 プロペラシャフトのプロペラチューブの共振を抑制する紙管を、プロペラチューブの内面に密着させて制振機能を高める。
【解決手段】 プロペラチューブ１２の内部に挿入される紙管を、平坦なライナー１６ａの片面に波型の中芯１６ｂを固定した片面ダンボール１６を、その中芯１６ｂが外向きになるように巻き付けて構成し、片面ダンボール１６自身の弾性復元力で中芯１６ｂをプロペラチューブ１２の内面に強く接触させて制振機能を向上させる。また片面ダンボール１６はライナー１６ａおよび中芯１６ｂに薄い紙材を用いることができるので、重量の軽減が可能になる。しかも片面ダンボール１６を巻く場合に中芯１６ｂは畝の方向に対して傾斜した方向に巻くことができないので、プロペラチューブ１２の内部に収納された片面ダンボール１６の巻き形状が斜めにずれることがなくなり、片面ダンボール１６の巻き形状の変化による制振機能の低下を防止することができる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、プロペラチューブ内に紙管からなる制振部材を備えるプロペラシャフトに関する。

自動車のエンジンの駆動力をトランスミッションやトランスファーから駆動輪に伝えるプロペラシャフトにギヤの噛み合い音が伝達されると、その噛み合い音の周波数がプロペラシャフトの共振周波数と一致したときに、プロペラシャフトの本体部分を構成する薄肉円筒状のプロペラチューブが共振して共振騒音を生じる。

こうした共振騒音を抑制するため、例えば下記特許文献１に記載されたものは、厚紙を円筒状に巻いた紙管を制振部材としてプロペラチューブ内に挿入し、厚紙の弾性による復元力で紙管をプロペラチューブの内面に密着させ、その密着力で共振を抑制する制振機能を得るようになっている。また下記特許文献２に記載されたものは、厚紙を複数回巻き付けて紙管を構成することで、２層目および３層目の厚紙の復元力で１層目の厚紙をプロペラチューブの内面に強く押し付け密着力を高め、厚紙が１層だけの紙管よりも制振機能を高めるようになっている。
特開平１−１４８６２１号公報 実用新案登録第２６０１０６７号公報

ところで上記従来のものは、プロペラチューブの共振を抑制する制振部材が重量の小さい紙材で構成されているため、プロペラシャフトの重量を小さく抑えられるという効果があるが、厚紙を円筒状に巻いた紙管は必ずしも真円には形成されないため、この紙管をプロペラチューブ内に挿入した場合、プロペラチューブの内面と紙管の外面との間に隙間が生じたりする問題があった。また厚紙を複数回巻き付けた紙管にあっては、車両の急発進時や急停止時に紙管の軸線方向に慣性力が作用したときに、その紙管は巻き始めの軸線方向一端側と巻き終わりの軸線方向他端側とが軸線方向にずれる場合がある。このようなずれが発生すると、図７に示すように、紙管の外径がテーパー状になって小径側がプロペラチューブの内面から離反したり、紙管の形状の変化によりプロペラチューブの重量バランスが崩れて制振機能が低下する問題があった。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、プロペラシャフトのプロペラチューブの共振を抑制する紙管を、プロペラチューブの内面に密着させて制振機能を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、プロペラチューブ内に紙管からなる制振部材を備えるプロペラシャフトであって、紙管がライナーの片面に中芯を固定した片面ダンボールで形成され、片面ダンボールの中芯がプロペラチューブの内面に接触していることを特徴とするプロペラシャフトが提案される。

請求項１の構成によれば、ライナーの片面に中芯を固定した片面ダンボールで紙管を形成し、その片面ダンボールの中芯をプロペラチューブの内面に接触させたので、波状の中芯が必ずプロペラチューブの内面に接触するだけでなく、中芯に生じる復元荷重により紙管のプロペラチューブの内面への密着力も増し、プロペラチューブの制振機能を高めることができる。また片面ダンボールはライナーおよび中芯に薄い紙材を用いることができるので、厚紙を用いた紙管に比べて同じ密着力を得るための紙管の重量を軽減することができる。しかも片面ダンボールは中芯の畝の方向に対して傾斜した方向に巻くことができないので、プロペラチューブの内部に収納された片面ダンボールの巻き始めの軸線方向一端側と巻き終わりの軸線方向他端側とが軸線方向にずれることがなくなり、紙管の巻き形状が変化して制振機能が低下するのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図６は本発明の一実施例を示すもので、図１はプロペラシャフトの縦断面図、図２は図１の２部拡大図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図２の４−４線断面図、図５は片面ダンボールの巻き付け状態を示す図、図６は片面ダンボールの巻き付け方向による弾性復元力の差を説明する図である。

図１〜図４に示すように、自動車の車体前部に搭載したエンジンの駆動力をトランスミッション（あるいはトランスファー）から後輪に伝達すべく、車体前後方向に配置されるプロペラシャフト１１は、カーボン強化プラスチック製のプロペラチューブ１２と、プロペラチューブ１２の前端および後端にそれぞれ結合された金属製の前部スタブシャフト１３および後部スタブシャフト１４で構成される。

プロペラチューブ１２は概略円筒状の部材であって、長い円筒状の本体部１２ａと、本体部１２ａの前後両端の内周に積層された短い円筒状の補強部１２ｂ，１２ｃとを備えており、本体部１２ａと補強部１２ｂ，１２ｃとは、強度を高めるためにカーボン繊維の巻回方向が交差している。本体部１２ａの前後両端は、補強部１２ｂ，１２ｃの分だけ外径が増加している。

プロペラチューブ１２の前端に結合される前部スタブシャフト１３は、円筒部１３ａ、段部１３ｂおよび軸部１３ｃを同軸上に備えており、円筒部１３ａと段部１３ｂとの間にフランジ１３ｅが突設される。プロペラチューブ１２の後端に結合される後部スタブシャフト１４は、円筒部１４ａ、段部１４ｂおよび軸部１４ｃを同軸上に備えているが、円筒部１４ａと段部１４ｂとの間にフランジは突設されていない。前部スタブシャフト１３および後部スタブシャフト１４の円筒部１３ａ，１４ａの外周にはセレーション１３ｄ…，１４ｄ…が加工されており、このセレーション１３ｄ…，１４ｄ…をプロペラチューブ１２の補強部１２ｂ，１２ｃに接着剤１５を介して圧入することで、前部スタブシャフト１３および後部スタブシャフト１４がプロペラチューブ１２に対してトルク伝達可能に結合される。このとき、プロペラチューブ１２の前端は前部スタブシャフト１３のフランジ１３ｅの後面に当接する。

図１〜図４に図５を併せて参照すると明らかなように、プロペラシャフト１１のプロペラチューブ１２の内部には、片面ダンボール１６が約４重に巻き付けられた状態で収納される。図５に最も良く示されるように、片面ダンボール１６は平坦なライナー１６ａの片面に多数の畝を有する波型断面の中芯１６ｂを一体に接着したもので、梱包用の箱等に一般的に使用されている両面ダンボールから、片側のライナーを取り除いたものに相当する。片面ダンボール１６は対向する二つの辺が中芯１６ｂの畝の延びる方向に平行になるように矩形状に切断され、ライナー１６ａが径方向内側に位置して中芯１６ｂが径方向外側に位置し、かつ中芯１６ｂの畝が母線と平行になるように円筒状に巻き付けられて制振部材としての紙管を構成する。

このようにして巻き付けられた片面ダンボール１６をプロペラシャフト１１のプロペラチューブ１２の内部に収納すると、その片面ダンボール１６が元の平坦な形状に復元しようとする自己の弾性復元力で、中芯１６ｂの畝の先端部分がプロペラチューブ１２の内面に必ず密着し、共振騒音の発生を効果的に防止する。即ち、トランスミッションやトランスファーのギヤの噛み合い音がプロペラシャフト１１に伝達されると、薄肉円筒状のプロペラチューブ１２が特定の共振周波数で共振して騒音を発する場合があるが、そのプロペラチューブ１２の内面に片面ダンボール１６の中芯１６ｂを密着させると、共振周波数がずれて騒音の発生が抑制される。

特に、片面ダンボール１６を円筒状に巻き付けることで、厚紙を円筒状に巻き付ける場合に比べて紙管の弾性復元力を高めることができ、紙管のプロペラシャフト１２の内面への密着力が増す。何故ならば、図６に示すように、片面ダンボール１６を円筒状に巻き付けると、ライナー１６ａだけでなく引張荷重ａで引き伸ばされた中芯１６ｂにも元の形状に復帰しようとする復元荷重が生じるからである。

また片面ダンボール１６はライナー１６ａおよび中芯１６ｂに薄い紙材を用いることができるので、厚紙を用いた紙管に比べて、同じ密着性を得るための重量を軽減することができる。しかも片面ダンボール１６を巻く場合、その中芯１６ｂの畝の方向に対して傾斜した方向に巻くことができないので、プロペラチューブ１２の内部に収納された片面ダンボール１２の巻き形状が、図７に示す従来例のように崩れることがなくなり、紙管の巻き形状の変化による制振機能の低下を確実に防止することができる。

また車両が追突された衝撃で後部スタブシャフト１４が前部スタブシャフト１３に向けて前進したとき、フランジを持たない後部スタブシャフト１４はプロペラチューブ１２の内部に突入して該プロペラチューブ１２を破断する。このとき、前向きの荷重を受けたプロペラチューブ１２の前端は前部スタブシャフト１３のフランジ１３ｅに突き当たって移動を阻止されるため、前部スタブシャフト１３とプロペラチューブ１２との連結が外れることはない。このように、追突を受けたときにプロペラチューブ１２は後部で破断して前部スタブシャフト１３を中心として下向きに垂れ下がるため、プロペラチューブ１２が路面に引っ掛かって損傷を大きくする虞が無い。

以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施例では片面ダンボール１６を４重に巻き付けているが、その巻き数は１重を含めて任意である。但し、片面ダンボール１６の巻き数を増加させるほど、内側層の復元力が外側層に伝達されて中芯１６ｂがプロペラチューブ１２の内面に強く密着するため、共振騒音の発生を一層効果的に防止することができる。

また実施例ではプロペラチューブ１２がカーボン強化プラスチック製であったが、本発明はスチール製のプロペラチューブにおいても同様の効果が得られるものである。

プロペラシャフトの縦断面図 図１の２部拡大図 図２の３−３線断面図 図２の４−４線断面図 片面ダンボールの巻き付け状態を示す図 片面ダンボールの巻き付け方向による弾性復元力の差を説明する図 従来の紙管の巻き付け状態がずれた状態を示す図

符号の説明

１１ プロペラシャフト
１２ プロペラチューブ
１６ 片面ダンボール
１６ａ ライナー
１６ｂ 中芯

Claims (1)

1. プロペラチューブ（１２）内に紙管からなる制振部材を備えるプロペラシャフト（１１）であって、
   紙管がライナー（１６ａ）の片面に中芯（１６ｂ）を固定した片面ダンボール（１６）で形成され、片面ダンボール（１６）の中芯（１６ｂ）がプロペラチューブ（１２）の内面に接触していることを特徴とするプロペラシャフト。
   

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