JP2629218B2 - プロペラシャフトの製作方法 - Google Patents

プロペラシャフトの製作方法

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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明はプロペラシャフトの製作方法に関し、特に、
四輪駆動車において後輪を駆動するのに適するプロペラ
シャフトに残存するアンバランスを修正してプロペラシ
ャフトを製作する方法に関する。
(従来技術) 車両、たとえば、自動車の後輪を駆動するプロペラシ
ャフトの固有振動数は、その長さが長くなるほど低下す
るのに対し、横置エンジンのFF車をベースに四輪駆動と
する場合、プロペラシャフトの全長が長くなって現状に
鑑み、プロペラシャフトが共振する可能性を避ける目的
から、プロペラシャフトを複数の短いシャフトと複数の
自在継手との集合体、いわゆるアッセンブリとして構成
することがある。
前述のアッセンブリとしてのプロペラシャフトの静荷
重とモーメントとのアンバランスを修正する、いわゆる
バランス取りは、たとえば、3分割シャフト4自在継手
のアッセンブリを例にとると、次のように行われる。
第3図に示すように、3本のシャフト11、12、13を4
つの自在継手14、15、16、17で結合してアッセンブリと
されたプロペラシャフト10は、4個の軸受18、19、20、
21で支持される。そして、たとえば自在継手14を電動機
に連結してプロペラシャフト10を回転して、軸受18、1
9、20、21で振動が測定される。この測定結果に基づ
き、プロペラシャフト10は4つの修正面A、B、C、D
で修正される。
2本のシャフトを3つの自在継手で結合してアッセン
ブリとされたプロペラシャフトを回転させるためには、
自在継手の数と同数の、3個の軸受で支えなければなら
ない。また、モーメントのつり合いを修正するには、3
つの修正面が必要となる。4本のシャフトを5つの自在
継手で結合してアッセンブリとされたプロペラシャフト
では、同様に、5つの修正面が必要となる。以上から明
らかであるように、アッセンブリとしてのプロペラシャ
フトのバランス取りを最小の工数で行うには、プロペラ
シャフトは自在継手ないしは軸受と同じ数の修正面で修
正される必要がある。
ところで、パートタイム四輪駆動車では、通常、プロ
ペラシャフトに差動装置を組み込み、四輪走行の旋回時
に前輪と後輪との間に生ずる回転数差を前記差動装置で
吸収し、四輪走行する必要がないとき、前記差動装置を
駆動源から切り離すようにしているが、このものでは、
差動装置の接続、切離しの都度、ドライバが手動操作し
なければならない。この煩雑さを解消するために、差動
装置に代えて粘性継手を組み込む方式が採用されること
がある(モータファン1986年11月号113頁)。
(発明が解決しようとする問題点) 粘性継手を組み込んだプロペラシャフトでは、通常の
プロペラシャフトとは異なり、粘性継手を境として前後
に位置する部分が構造上独立していることから、粘性継
手の前後に単独にアンバランスが存在する。その結果、
このプロペラシャフトを前述のバランス取りに従って、
アッセンブリ状態でバランス取りしようとすると、粘性
継手が差動して前後のプロペラシャフトの部分のアンバ
ランスの位相が異なってしまう。これでは、アンバラン
スの位相関係を一定に保った状態でするバランス取りは
できない。
プロペラシャフトに粘性継手を組み込んだ、前記雑誌
に記載された車両では、粘性継手を組み込むべきシャフ
トとして、アンバランスが本来的に小さい小径の中実シ
ャフトを採用することにより、アッセンブリとしてバラ
ンス取りできない不利を補っている。
しかし、小径の中実シャフトを用いた結果、プロペラ
シャフトをたとえば、粘性継手を含む前方部分と、粘性
継手のない後方部分とに分け、それぞれを個別にバラン
ス取りすることをも困難にしている。なぜなら、バラン
ス取りは通常、バランスウエイトをシャフトに溶接して
行うが、シャフト径が小さいと、大きなバランスウエイ
トが必要となるところ、これを小さな径のシャフトの外
周にバランスをとって溶接することが難しいからであ
る。
また、小径の中実シャフトを使用しても、アンバラン
スがなくなるものではなく、粘性継手の前後の部分のア
ンバランスの位相が粘性継手の差動で変わると、位相の
変化につれて残留アンバランスが大きく変動し、振動や
騒音の原因となる。
本発明の目的は、粘性継手を組み込んだプロペラシャ
フトのバランス取りをしてプロペラシャフトを製作する
方法を提供することにある。
(問題点を解決するための手段) 本発明に係るプロペラシャフトの製作方法は、粘性継
手に連結され、該粘性継手をはさんで配置された第1の
シャフト部分および第2のシャフト部分のそれぞれを軸
受で支えると共に、異なる回転数で回転し、前記2つの
軸受の振動データから前記第1のシャフト部分および第
2のシャフト部分それぞれの修正面のアンバランス量を
求め、その後アンバランスを修正することを含む。
(作用および効果) 粘性継手をはさんで位置する第1のシャフト部分と第
2のシャフト部分とに、アンバランスの修正面を設定
し、ここにバランスウエイトを溶接する。
粘性継手をはさんで一方側に位置する第1のシャフト
部分を、たとえば4000rpmで回転し、他方側に位置する
第2のシャフト部分を、たとえば3950rpmで回転する。
そうすると、第1のシャフト部分を支持する軸受に、40
00rpmで振動加速度がピーク値となる振動モードと、395
0rpmで振動加速度がピーク値となるが、その値は400rpm
のピーク値より小さい振動モードとが現れる。他方、第
2のシャフト部分を支持する軸受に、3950rpmで振動加
速度がピーク値となる振動モードと、4000rpmで振動加
速度がピーク値となるが、その値は3950rpmのピーク値
より小さい振動モードとが現れる。そこで、4000rpmの
振動データから第1のシャフト部分の修正面のアンバラ
ンスを、3950rpmの振動データから第2のシャフト部分
の修正面のアンバランスを求めることができる。
粘性継手を組み込んだプロペラシャフトをアッセンブ
リの状態でバランス取りすることが可能であることか
ら、プロペラシャフトの残留アンバランスを低減でき、
プロペラシャフトをバランス取りして製作する際の生産
性を向上できる。
残留アンバランスが低減される結果、プロペラシャフ
トの回転数の増加、粘性継手の前後を支持する軸受用サ
ポートの設計自由度の増大、プロペラシャフトの振動に
よる車室内のこもり音の低減が可能となり、また、前記
サポートを車体側で固定する部分の剛性を増加する必要
がなくなる。
(実施例) 本発明が対象とするプロペラシャフトは、基本的に
は、駆動側に自在継手を介して連結される中空の第1の
シャフト部分と、従動側に自在継手を介して連結される
中空の第2のシャフト部分と、前記第1および第2のシ
ャフト部分にそれぞれ連結される粘性継手とから構成さ
れる。
第1図に示すプロペラシャフト30は、3本のシャフト
32、34、36と、4つの自在継手38、40、42、44と、粘性
継手46とを含む。自在継手38、42、44はフックスジョイ
ントであり、自在継手40はスライド式レブロジョイント
である。
シャフト32は中空の鋼管からなり、自在継手38を介し
て図示しない駆動側のトランスミッションに連結され
る。シャフト32の後方の端部に自在継手40が連結され
る。
シャフト34は、第1のシャフト部分35aと第2シャフ
ト部分35bとからなり、シャフト部分35bの粘性継手46へ
の接続部を除き、両シャフト部分は、シャフト32と実質
的に同じ外径の中空の鋼管で形成されている。両シャフ
ト部分35a、35bはそれ自体公知の粘性継手46に連結さ
れ、粘性継手46をはさんで配置される。粘性継手46に連
結された状態で、両シャフト部分35a、35bが実質的に同
じ長さで前後に突出する長さであることが好ましい。シ
ャフト部分35aが自在継手40に連結され、シャフト部分3
5bが自在継手42に連結される。
シャフト36は、シャフト32と実質的に同じ外径を有す
る中空の鋼管で形成される。図示の実施例では、シャフ
ト36は、スプライン軸とスプライン孔とからなるそれ自
体公知の長さ調節機構48を一体に有し、長さ調節機構48
を介して自在継手42に連結される。シャフト36の後方の
端部は自在継手44に連結され、自在継手44を介して図示
しない差動装置に連結される。
本発明に係るプロペラシャフトの製作方法は、基本的
には、粘性継手46をはさんで配置された第1のシャフト
部分35aを軸受50で、第2のシャフト部分35bを軸受52で
支えると共に、両シャフト部分35a、35bを異なる回転数
で回転し、2つの軸受50、52の振動データから第1のシ
ャフト部分35aの修正面Eと第2のシャフト部分35bの修
正面Fとのアンバランス量を求め、その後アンバランス
を修正することを含む。
この方法は、図示のプロペラシャフト30の場合、次の
ように実施される。
自在継手38の前方部分を第1の電動機58に連結すると
共に、軸受54で支持し、自在継手44の後方部分を、第1
の電動機とは異なる回転数で回転可能な第2の電動機60
に連結すると共に、軸受56で支持する。その結果、第1
のシャフト32に2つの修正面G、Hが、第2のシャフト
34に2つの修正面E、Fが、第3のシャフト36に2つの
修正面I、Jがそれぞれ設定される。
修正面が6つあるのに対し、軸受は4個であり、前述
したバランス取りの原則からすれば、この修正は不可で
あるが、本発明方法では、粘性継手46の前後で回転数を
変えることにより、この修正を可能にしている。
第1の電動機58を、たとえば、4000rpmで回転し、第
2の電動機60を、たとえば、3950rpmで回転すると、軸
受54には第2図aに示すように、4000rpmで振動加速度
がピーク値となる振動モードM1が現れ、軸受50には同図
bのように、3950rpmで振動加速度がピーク値となる振
動モードM2と、4000rpmで振動加速度がピーク値とな
り、その値が振動モードM2のピーク値より大きい振動モ
ードM3とが現れる。さらに、軸受52には、同図cのよう
に、3950rpmで振動加速度がピーク値となる振動モードM
4と、4000rpmで振動加速度がピーク値となり、その値が
振動モードM4のピーク値より小さい振動モードM5とが現
れ、軸受56には、同図dのように、3950rpmで振動加速
度がピーク値となる振動モードM6が現れる。
すなわち、粘性継手46の前後にある軸受50と軸受52と
は、4000rpmと3950rpmとの振動を分離して検出できる。
そこで、軸受54、50、52の4000rpmの振動データから修
正面G、H、Eのアンバランス量を、軸受50、52、56の
3950rpmの振動データから修正面F、I、Jのアンバラ
ンス量を求めることができる。かくて、粘性継手46を組
み込んだプロペラシャフト30のアッセンブリ状態での6
面修正が可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明が対象とするプロペラシャフトの平面
図、第2図a〜dは各軸受に現れる振動モードのグラ
フ、第3図は従来のプロペラシャフトの模式図である。 30:プロペラシャフト、 32、34、36:シャフト、 35a、35b:シャフト部分、 38、40、42、44:自在継手、 46:粘性継手、 50、52、54、56:軸受。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷山 清 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−85729(JP,A) 実開 昭58−81128(JP,U) 実開 昭60−130137(JP,U) 実開 昭55−61637(JP,U)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】粘性継手に連結され、該粘性継手をはさん
    で配置された第1のシャフト部分および第2のシャフト
    部分のそれぞれを軸受で支えると共に、異なる回転数で
    回転し、前記2つの軸受の振動データから前記第1のシ
    ャフト部分および第2のシャフト部分それぞれの修正面
    のアンバランス量を求め、その後アンバランスを修正す
    ることを含む、プロペラシャフトの製作方法。
JP62309552A 1987-12-09 1987-12-09 プロペラシャフトの製作方法 Expired - Lifetime JP2629218B2 (ja)

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DE3841052A1 (de) 1989-08-31
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