JP5340098B2 - プロペラシャフトのアンバランス修正装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動２輪車で、後輪への駆動伝達を行うプロペラシャフトのアンバランスを修正する装置であって、該シャフトのアンバランスの修正量を多く確保でき、走行時における風きり音，空気抵抗，騒音の発生を低減し、且つバランスウェイトの溶接固着による溶接熱の悪影響が防振用ゴム材へ及ぶことを防止できるプロペラシャフトのアンバランス修正装置に関する。

自動２輪車（すなわちオートバイ）のエンジンから後輪への駆動伝達形式には、一般、チェーンによる伝達形式と、シャフトによる伝達形式とが存在する。シャフトによる伝達形式では、エンジンの出力軸の回転がシャフトに伝達され、シャフトの回転が後輪に回転を伝達する。このシャフトは、通常インナーシャフトとアウターシャフトから構成され、また自在継手（ジョイント）等の部品も備わっている。そして、前記アウターシャフトとインナーシャフトとの間には防振用の弾性部材が装着されている。

このようなシャフトについて、従来技術として特許文献１及び特許文献２が存在する。以下、特許文献１及び２の内容を説明するにあたり、符号は括弧を付して説明する。特許文献１では、自動２輪車ではないが、トラック用のもので、トランスミッションからの回転トルクをリアアクスルに伝達するプロペラシャラトについて開示されている。なお、特許文献１の説明では、以下においてその符号は括弧付けで記載する。この特許文献１には、第１のバランスピース(35)及び第２のバランスピース(36)をパイプ(24)及びヨークスリーブ(23)の外周面に溶接することによりアンバランスを修正する方法が開示されている。

特許文献１では、第１のバランスピース(35)及び第２のバランスピース(36)は、矩形状の鋼板であり、ヨークスリーブ(23)は鋳物製であり、パイプ(24)は鉄製である。そして、第１のバランスピース(35)及び第２のバランスピース(36)は図３のように、湾曲板(37)及び突起部(38)より形成されている。そして該突起部(38)が溶接されるものである。このようなプロペラシャフトは特許文献１に記載されているように、「回転トルクの伝達」、「位置変動吸収」、「回転振動の遮断」という主に３点の機能を有するものである。

実開平５−９４５５５ 実開昭５５−６１６３７

特許文献１では、プロペラシャフトは多数個の部品から構成されているが、この構成部品は単品部品精度のバラツキ、そしてその後の工程の組み付けのバラツキ等があるため、そのまま組み付けた状態では、ほとんどの場合において、重量配分が不均一な状態すなわちアンバランスが発生する。このため高速で回転するプロペラシャフトが前述した３点の機能（「回転トルクの伝達」，「位置変動吸収」，「回転振動の遮断」）を十分に満足するためには、このプロペラシャフトのアンバランスの修正が重要である。ところで、特許文献１では第１のバランスピース(35)及び第２のバランスピース(36)を溶接しているが、その溶接熱の多くは、バランスピースからプロペラシャフトに伝わっていく。

プロペラシャフトの内部には、前述した３点の機能の中で、回転振動の遮断を達成するため、例えばゴム等によるダンパー等が配置されている。そのため、溶接熱によりプロペラシャフトの構成部品が熱歪みを起こしたり、ゴム等が硬化することによりダンパー等の機能が低下するおそれがある。また、プロペラシャフトのアンバランスを修正するために、バランスピースを溶接固着した場合に、その溶接熱によりプロペラシャフトの構成部品が熱歪みを起こすことになり、プロペラシャフトに新たなアンバランスが生じるおそれもある。このような種々の不具合を解消するために、バランスピースを溶接できる場所は、ダンパー等から極力離れた、軸方向の端の方のごく限られた範囲となり、且つ溶接熱を減らすために溶接量も極力減らす必要がある。

そのため、特許文献１でも、ヨークスリーブ(23)の端部に小さい面積として突起部(38)のみが溶接されている。ただし、前述したようにバランスピースを溶接できるのは軸方向の端の方の限られた範囲であるため、特許文献１の図３に示されているように、バランスピースを単純な四角形状としたものでは、バランスピースの大きさをある一定以上は大きくすることができず、アンバランスの修正量をそれほど多く確保できないという課題があった。すなわち、バランスピースをあまり大きくすると、ダンパーが装着された領域である溶接してはならない範囲にまで、バランスピースの溶接点が食い込んでしまい、ダンパーが溶接熱により劣化してしまうものである。

さらに、特許文献１では、バランスピース(35)には、湾曲板(37)の長手方向に沿って２個の突起部(38)が一列に配列形成されている。そして、プロペラシャフト本体(22)の軸方向にバランスピース(35)の長手方向を一致させて溶接の電極がプロペラシャフト本体(22)及びバランスピース(35)にそれぞれに当てられて、突起部(38)がプロペラシャフト本体(22)に溶接される〔図９（Ａ）,（Ｂ）参照〕。この溶接を行うときに、プロペラシャフト本体(22)の軸方向正面より見てバランスピース(35)は一列の突起部(38)によって接触しているため、バランスピース(35)は幅方向における安定性を得られない状態となる。

したがって、バランスピース(35)を幅方向においてプロペラシャフト本体(22)に正確に固着しにくく、場合によって、バランスピース(35)が倒れて固着されてしまうことも十分あり得る。たとえば、図９（Ｃ）は、バランスピース(35)がその幅方向において、プロジェクション溶接を行う際に、角度θだけ倒れた（傾いた）状態でプロペラシャフト本体(22)に固着されたことを示すものである。このような状態でバランスピース(35)が固着されたプロペラシャフト本体(22)が回転すると、以下のような問題が生じる。

まず、プロペラシャフト本体(22)は、軸方向正面より見て時計方向に回転するものとする。これに対して軸周方向の空気流は、プロペラシャフト本体(22)の回転方向に対して反対方向に生じることになる。そして、バランスピース(35)の湾曲板(37)は、プロペラシャフト本体(22)の軸方向正面側より見て直径中心を通過する垂直線に対して右側に倒れた場合では、空気流は、バランスピース(35)の湾曲板(37)上を通過し、湾曲板(37)の幅方向左側の表面をプロペラシャフト本体(22)側に向かって押圧する荷重（＋）Ｆが作用する〔図９（Ｄ）,（Ｅ）参照〕。

また、その反対に、バランスピース(35)の湾曲板(37)がプロペラシャフト本体(22)の軸方向正面側より見て直径中心を通過する垂直線に対して左側に倒れた場合では、湾曲板(37)の幅方向右側の裏面に空気流が入り込み、湾曲板(37)の裏面側に衝突するようにして流れ、空気の渦が発生し、これが風圧抵抗となり、バランスピース(35)をプロペラシャフト本体(22)から剥がしてしまおうとする荷重（−）Ｆが作用することになる〔図９（Ｆ），（Ｇ）参照〕。

そして、前記バランスピース(35)はその長手方向に沿って突起部(38)が一列状に形成され、突起部(38)の列方向がプロペラシャフト本体(22)の軸方向に沿っているため、プロペラシャフト本体(22)の軸方向正面より見て左右いずれの方向に倒れたとしても、上記荷重（＋）Ｆ又は（−）Ｆがかかり、バランスピース(35)は、湾曲板(37)の幅方向の両側が自由状態となり、湾曲板(37)の振動によりバタつきが発生し易くなる〔図９（Ｅ），（Ｇ）参照〕。

次に、特許文献２には、プロペラシャフトにおいて環状プレート(3)に外方へ突出する突出線(3c)を折曲によって一体に形成し、この突出線(3c)にバランシングウェイト(4)を固着したものが開示されている。確かにバランシングウェイト(4)を径方向の外方に配置することによってアンバランス修正量を更に大きくすることが可能となる。但し一般的には、プロペラシャフトは車両の進行方向に対して、略並行に前後方向に配置されるものであり、且つプロペラシャフトは高速で回転するものである。

そのためバランシングウェイト(4)に風圧が直撃するため、風切り音が発生したり、バランシングウェイト(4)が空気抵抗になってしまうおそれがある。また、単に突出線(3c)の先にバランシングウェイト(4)を固着しただけでは、先端側の方が重いため、突出線(3c)の根元からバランシングウェイト(4)がシーソー状に揺れ、騒音の発生源となる場合も存在する。これはプロペラシャフトが高速で回転しつつ風圧がランダムの大きさ及び方向で直撃するために発生する現象である。さらに、プロペラシャフトの回転数はランダムに増減するため、バランシングウェイト(4)の揺れもランダムとなるものである。

本発明が解決しようとする目的（技術的課題）は、自動２輪車で、後輪へ駆動伝達するシャフトのアンバランス修正において、該シャフトのアンバランスの修正量を多く確保でき、走行時における風きり音，空気抵抗，騒音の発生を低減し、且つバランスウェイトの溶接固着による溶接熱の悪影響が防振用ゴム材へ及ぶことを防止することにある。

そこで、発明者は、上記課題を解決すべく、鋭意、研究を重ねた結果、請求項１の発明を、金属製のアウターシャフトとインナーシャフトとの間に，弾性部材からなる環状のダンパーが軸方向に沿って複数装着されてなるプロペラシャフトと、幅方向に沿って円弧状に形成されると共に平面形状を略方形状とした主ウェイト板部及び補助ウェイト板部が長手方向に沿って連続的に一体形成され且つ前記主ウェイト板部の裏面側の凹状弧状面で且つ４箇所の各隅部から突起片が突出形成されてなるバランスウェイトとからなり、該バランスウェイトの長手方向と、前記アウターシャフトの軸方向とを一致させて、該アウターシャフトの軸方向端部箇所における前記ダンパーの非装着領域に前記主ウェイト板部が配置されると共に、前記バランスウェイトは、前記突起片のみが前記アウターシャフトの外周側面と当接且つ溶接され、前記補助ウェイト板部は前記主ウェイト板部よりも幅方向寸法が小なるプロペラシャフトのアンバランス修正装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項２の発明を、金属製のアウターシャフトとインナーシャフトとの間に，弾性部材からなる環状のダンパーが軸方向に沿って複数装着されてなるプロペラシャフトと、幅方向に沿って円弧状に形成されると共に平面形状を略方形状とした主ウェイト板部及び補助ウェイト板部が長手方向に沿って連続的に一体形成され且つ前記主ウェイト板部の裏面側の凹状弧状面で且つ４箇所の各隅部から突起片が突出形成されてなるバランスウェイトとからなり、該バランスウェイトの長手方向と、前記アウターシャフトの軸方向とを一致させて、該アウターシャフトの軸方向端部箇所における前記ダンパーの非装着領域に前記主ウェイト板部が配置されると共に、前記バランスウェイトは、前記突起片のみが前記アウターシャフトの外周側面と当接且つ溶接され、前記補助ウェイト板部は前記主ウェイト板部の端部から離れるに従い肉厚が次第に薄くなるように形成されてなるプロペラシャフトのアンバランス修正装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項３の発明を、金属製のアウターシャフトとインナーシャフトとの間に，弾性部材からなる環状のダンパーが軸方向に沿って複数装着されてなるプロペラシャフトと、幅方向に沿って円弧状に形成されると共に平面形状を略方形状とした主ウェイト板部及び補助ウェイト板部が長手方向に沿って連続的に一体形成され且つ前記主ウェイト板部の裏面側の凹状弧状面で且つ４箇所の各隅部から突起片が突出形成されてなるバランスウェイトとからなり、該バランスウェイトの長手方向と、前記アウターシャフトの軸方向とを一致させて、該アウターシャフトの軸方向端部箇所における前記ダンパーの非装着領域に前記主ウェイト板部が配置されると共に、前記バランスウェイトは、前記突起片のみが前記アウターシャフトの外周側面と当接且つ溶接され、前記突起片における前記アウターシャフトの外周側面との当接面の形状は三角形状としてなるプロペラシャフトのアンバランス修正装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項４の発明を、請求項１において、前記補助ウェイト板部は前記主ウェイト板部の端部から離れるに従い肉厚が次第に薄くなるように形成されてなるプロペラシャフトのアンバランス修正装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項５の発明を、請求項１，２，３又は４のいずれか１項の記載において、前記主ウェイト板部の裏面側の曲率半径が前記アウターシャフトの半径よりも大なるものとし、前記バランスウェイトが前記アウターシャフトの外周側面に配置された状態で、前記主ウェイト板部の裏面側の曲率半径の中心と、前記アウターシャフトの半径の中心とが一致してなるプロペラシャフトのアンバランス修正装置としたことにより、上記課題を解決した。請求項６の発明を、請求項１又は２において、前記突起片における前記アウターシャフトの外周側面との当接面の形状は三角形状としてなるプロペラシャフトのアンバランス修正装置としたことにより、上記課題を解決した。

請求項1の発明では、バランスウェイトにおけるウェイト板部の裏面側の凹状弧状面で且つ４箇所の各隅部から突起片が突出形成された構成としたので、バランスウェイトの主ウェイト板部は、プロペラシャフトのアウターシャフトの外周側面に対して４点接触状態となり、バランスウェイトは、プロペラシャフトに対して極めて安定した状態で設置でき、特にプロジェクション溶接を行う際に、前述した安定性ゆえに、バランスウェイトのプロジェクション溶接によるプロペラシャフトへの固着を極めて正確に行うことができる。

プロペラシャフトの軸方向において、バランスウェイトが溶接できるのは、弾性部材の装着されていない軸方向の端の方の限られた範囲であるが、バランスウェイトの主ウェイト板部は、前記弾性部材が装着されていない領域内に収まる程度の広さとしておくことにより、主ウェイト板部の４箇所の隅部に形成された突起片は非装着領域内に位置するものである。したがって、突起片を、プロペラシャフトのアウターシャフトにプロジェクション溶接を行っても弾性部材には溶接熱が伝わり難く何ら悪影響を及ぼすことがない。

さらに、バランスウェイトの補助ウェイト板部によって、バランスウェイトの重量を十分に確保することができ、しかも、前記補助ウェイト板部は、主ウェイト板部に連続且つ一体的に形成された部位であり、前記アウターシャフトには全く接触しない部分であるため、アウターシャフトとのプロジェクション溶接が施されていないので、補助ウェイト板部がダンパーの装着領域に重なったとしても、溶接熱は全く伝わることなく、アンバランスの修正を行うことができる。そして、バランスウェイトにおいて、前記補助ウェイト板部の部分を適宜のサイズのものとして種々揃えておくことによって、より一層、アンバランスの修正を広い範囲に亘って修正することができる。

さらに、シャフトの軸方向と、バランスウェイトの主ウェイト板部と補助ウェイト板部との連続する方向（並び方向）が一致して装着されたものであり、補助ウェイト板部は常に軸方向内に収まるように設定されることで、プロペラシャフトの回転動作時の風圧抵抗を低減できる。同様に、プロペラシャフトの自動二輪車への装着した状態において正面側より見て、風圧を受けるのはバランスウェイトの主ウェイト板部及び補助ウェイト板部の板厚分だけであり、そのため、バランスウェイトによる空気抵抗となる量を最小限に抑えることができ、よって自動二輪車の進行方向における風切り音はほとんど発生しないものにできる。

さらに、補助ウェイト板部は前記主ウェイト板部よりも幅方向寸法が小なることにより、プロペラシャフトの回転方向におけるバランスウェイトの補助ウェイト板部の風圧抵抗を低減することができる。特に、プロペラシャフトの回転時では板厚分以外に、補助ウェイト板部が主ウェイト板部に対して幅方向にはみ出すことがないので、プロペラシャフトの軸方向正面側より見ても、前記補助ウェイト板部は、その板厚分の空気抵抗しか受けないものである。よって、プロペラシャフトの軸方向の正面側からの風圧によって、補助ウェイト板部が振動してバタつくような現象が生じ難いものにできる。

請求項２の発明では、補助ウェイト板部は前記主ウェイト板部の端部から離れるに従い肉厚が次第に薄くなるように形成されることで、空気流がバランスウェイトの表面側と裏面側に分流し、風の流れは滑らかに合流する。これにより、より一層風切り音を減少させることができる。また、補助ウェイト板部の端部では、一旦分流した空気の流れは滑らかに合流し、これにより、より一層室気抵抗を減少できるため、自動二輪車の走行エネルギーの損失を減少させることができる。

さらに、補助ウェイト板部は主ウェイト板部から先端部に行くに従って薄くなることによって、補助ウェイト板部とアウターシャフトの外周側面との間の隙間は、前記補助ウェイト板部の先端に行くに従って、大きくなるため、プロジェクション溶接時に、補助ウェイト板部とアウターシャフトとがより一層接触し難いものとなり、主ウェイト板部の突起片のみのプロジェクション溶接を確実に行うことができる。

請求項３の発明では、前記突起片における前記アウターシャフトの外周側面との当接面の形状を三角形状とすることで、プロペラシャフトのアウターシャフトの外周側面との当接における相性が良好となる。請求項４の発明では、請求項１及び請求項２と同等の効果を有する。請求項５の発明では、バランスウェイトの主ウェイト板部の裏面側と、プロペラシャフトのアウターシャフトの外周側面との間の隙間がいずれの位置においても同等（又は均一）となる。そのために、プロペラシャフトが高速回転したときに、軸周方向の空気流は、バランスウェイトの主ウェイト板部の裏面側と、アウターシャフトの外周側面との間を規則正しく略層流状に流れ、乱流になり難く、空気抵抗が生じにくいものにできる。

また、前記バランスウェイトは、プレス加工によって製造される工程で、主ウェイト板部の４箇所の隅部を裏面側に向かって突出するように塑性変形されることで、前記突起片も同時に形成することができ、製造効率を向上させることができる。請求項６の発明では、請求項１乃至請求項３と略同等の効果を有する。

（Ａ）は本発明におけるプロペラシャフトが自動二輪車に装着された状態の平面略示図、（Ｂ）はアウターシャフトとインナーシャフトとの一部切除した状態の平面図、（Ｃ）はアウターシャフトとインナーシャフトとを断面にした平面図。 （Ａ）はバランスウェイトの平面図、（Ｂ）はバランスウェイトの正面図、（Ｃ）はバランスウェイトの裏面図、（Ｄ）は（Ｂ）のＸａ−Ｘａ矢視断面図、（Ｅ）は（Ａ）のＸｂ−Ｘｂ矢視断面図、（Ｆ）はバランスウェイトの斜視図、（Ｇ）はバランスウェイトの裏面側より見た斜視図、（Ｈ）は（Ｇ）の（ア）部拡大図。 （Ａ）はプロペラシャフトのアウターシャフトにバランスウェイトをプロジェクション溶接した状態の縦断正面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図、（Ｃ）はプロペラシャフトのアウターシャフトにバランスウェイトをプロジェクション溶接した状態の要部縦断側面図、（Ｄ）はアウターシャフトとバランスウェイトの突起片との当接状態を示す平面図である。 （Ａ）アウターシャフトとバランスウェイトとの装着状態を示す要部拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸｃ−Ｘｃ矢視断面図、（Ｃ）はバランスウェイトにプロジェクション溶接の電極を接触させた要部拡大断面図である。 （Ａ）はバランスウェイトを装着したプロペラシャフトの回転動作における回転方向と空気流の流れ方向を示す正面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大図、（Ｃ）は（Ｂ）のＸｄ−Ｘｄ矢視断面図である。 （Ａ）はバランスウェイトの補助ウェイト板部の寸法を大きくした平面図、（Ｂ）はバランスウェイトの補助ウェイト板部の寸法を小さくした平面図である。 （Ａ）は突起片の当接面の形状を略方形状としたタイプの裏面図、（Ｂ）は（Ａ）の（イ）部拡大図、（Ｃ）は突起片の当接面の形状を略楕円形状としたタイプの裏面図、（Ｄ）は（Ｃ）の（ウ）部拡大図である。 （Ａ）は主ウェイト板部と補助ウェイト板部の幅方向寸法を同一としたタイプの裏面図、（Ｂ）は補助ウェイト板部の肉厚を均一としたタイプのバランスウェイトの縦断側面図であり突起片の当接面の形状を略三角形状としたタイプの裏面図。 （Ａ）は従来技術の縦断正面図、（Ｂ）は従来技術の要部縦断側面図、（Ｃ）は従来技術においてバランスピースが倒れた状態でプロジェクション溶接されることを示す要部拡大正面図、（Ｄ）はバランスピースが右側に倒れた状態の縦断正面図、（Ｅ）は（Ｄ）の（エ）部拡大図、（Ｆ）はバランスピースが左側に倒れた状態の縦断正面図、（Ｇ）は（Ｆ）の（オ）部拡大図である。

本発明のプロペラシャフトＡは、図１（Ａ）に示すように、自動二輪車において、エンジンから伝達された動力が変速機及びクラッチを介して、後輪に伝達するための構成部材である。プロペラシャフトＡは、エンジンと後輪との間に、プロペラシャフトＡが配置されるものであり、自動二輪車の進行方向とプロペラシャフトＡの軸方向とが一致するようにして配置される。或いはプロペラシャフトＡの軸方向と、自動二輪車の前後方向とが一致する。換言すると、プロペラシャフトＡは、その軸方向が、自動二輪車の進行方向に沿って配置される。プロペラシャフトＡは、図１（Ｂ），（Ｃ）に示すように、主にアウターシャフト１，インナーシャフト２，ダンパー３及びヨークジョイント４とから構成されたものである。

前記アウターシャフト１，インナーシャフト２は、金属製であり、具体的には鉄材である。アウターシャフト１は、中空状に形成されたものであり、前記インナーシャフト２が前記アウターシャフト１内に収納される。インナーシャフト２は、収納軸部２１と出力軸部２２とから構成され、収納軸部２１は前記アウターシャフト１の内部に収納される。出力軸部２２は、外部に露出した軸である。該出力軸部２２は、実際には、アウターシャフト１よりも軸方向において長く形成されている〔図１（Ａ）参照〕。

前記アウターシャフト１の内周側面１ｂと、インナーシャフト２の収納軸部２１の外周側面２１ａとの間には、図１（Ｃ）に示すように、ダンパー３が装着されている。該ダンパー３は、インナーシャフト２の収納軸部２１の外周側面２１ａと、アウターシャフト１の内周側面１ｂとの隙間に軽圧入及び接着の組み合わせにより取り付けられる。ダンパー３は、略扁平円筒状の環状（又はリング状）に形成された弾性部材であり、具体的には、円筒形状のゴム製のラバーが使用される。

前記ダンパー３の外周側はアウターシャフト１の内周側面１ｂに密着し、ダンパー３の内周側はインナーシャフト２の収納軸部２１の外周側面２１ａに密着している。インナーシャフト２の収納軸部２１は、ダンパー３からの回転トルクを出力軸部２２に伝達する。ダンパー３は、プロペラシャフトＡによる回転振動の遮断の機能を有するが、回転トルク自体は全て伝達するものである。すなわちダンパー３とアウターシャフト１の内周側に収納されたインナーシャフト２の収納軸部２１は、共に同一回転数にて同期して回転する。

このような構造にて、ダンパー３によって、アウターシャフト１とインナーシャフト２とが強固に連結固着されると共に、アウターシャフト１からインナーシャフト２に回転を伝達する際に発生する振動をダンパー３が吸収して低減させる役目をなす。本発明では、ダンパー３は、アウターシャフト１とインナーシャフト２の軸方向に沿って５列配置されている〔図１（Ｃ）参照〕。前記アウターシャフト１の軸端部には、ヨークジョイント４が装着されている〔図１（Ｂ），（Ｃ）参照〕。ヨークジョイント４は、プロペラシャフトＡの軸方向の正面側端部に装着され、エンジンからの回転を受ける〔図１（Ａ）参照〕。ヨークジョイント４は、プロペラシャフトＡの軸方向に沿って一直線となっていなくても回転トルクを伝達することができる機能を有する。

次に、バランスウェイトＢについて説明する。バランスウェイトＢは、プロペラシャフトＡのアンバランスを修正し、振れの極めて少ない良好な回転動作を確保する役目をなすものである〔図１（Ｂ）参照〕。バランスウェイトＢは、プロペラシャフトＡに対して最大で２箇所に取り付けられるが、１箇所のみの取付によってアンバランス修正が行われて、アンバランスが解消できる場合には、バランスウェイトＢの取付は、１箇所のみでも構わない。

バランスウェイトＢは、板状の鋼材からプレス加工にて形状が形成される。バランスウェイトＢは、図２（Ａ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｆ）等に示すように、主ウェイト板部５と補助ウェイト板部６とから構成される。主ウェイト板部５と補助ウェイト板部６とは、図２（Ａ），（Ｃ）に示すように、一列状となるように連続的に一体形成される。その主ウェイト板部５と補助ウェイト板部６の一列となる方向をバランスウェイトＢの長手方向とする〔図２（Ｂ），（Ｃ）参照〕。

また、前記バランスウェイトＢの幅方向とは、前述した長手方向に直交する方向となる〔図２（Ｂ），（Ｃ）参照〕。主ウェイト板部５は、長方形又は正方形等の略方形状の板材が円弧状に湾曲形成された形状となっている。主ウェイト板部５には、表面側５ａと裏面側５ｂとが存在し、前記表面側５ａが凸面であり、前記裏面側５ｂが凹面となる〔図２（Ｂ），（Ｄ）参照〕。略方形状とした主ウェイト板部５の裏面側５ｂの四つの各隅部５ｃ，５ｃ，…には、それぞれ突起片５１，５１，…が形成されている〔図２（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）参照〕。

前記隅部５ｃは、図２（Ｃ）に示すように、出隅部分であり、方形状の主ウェイト板部５の４箇所の角となる。すなわち、バランスウェイトＢは、４個の突起片５１,５１,…によって、プロジェクション溶接にて固着されるものである。そして、バランスウェイトＢは、主ウェイト板部５の幅方向両端箇所に突起片５１，５１が位置しているので、バランスウェイトＢはアウターシャフト１に対して４点接触状態により、前記アウターシャフト１の外周側面１ａに安定した状態で設置することができ、長手方向（アウターシャフト１の軸方向）及び幅方向（アウターシャフト１の軸周方向）のいずれの方向にても極めて安定した状態に固着できる（図３参照）。

前記突起片５１の突出方向は、主ウェイト板部５の裏面側５ｂの曲率半径Ｒ5の中心Ｐ5に向かう方向である〔図２（Ｂ）参照〕。しかし前記突起片５１の突出方向は、主ウェイト板部５の幅方向において、その両端の隅部５ｃ，５ｃから平行する状態で突起片５１が形成されても良い。前記突起片５１は、プロペラシャフトＡのアウターシャフト１の外周側面１ａに当接する部位であり、突起片５１におけるアウターシャフト１の外周側面１ａとの当接面５１ａの形状は、略三角形状である〔図２（Ｃ），（Ｄ），（Ｈ）等参照〕。

また、当接面５１ａは、長方形又は正方形等の略方形状としたり〔図７（Ａ），（Ｂ）参照〕、或いは円形又は楕円形状に形成されることもある〔図７（Ｃ），（Ｄ）参照〕。バランスウェイトＢは、前述したようにプレス加工によって、形成されるものであるが、そのプレス形成の加工工程で、円弧状に形成された主ウェイト板部５の幅方向両端箇所に形成されるバリ状の塑性変形部分を利用して仕上げ加工することによって突起片５１とすることもある。特に、バランスウェイトＢの主ウェイト板部５のプレス加工による加工工程で、発生するバリをそのまま突起片５１の形成に利用すれば、前述した当接面５１ａの形状は、略三角形状にできる。

主ウェイト板部５の湾曲形成された円弧状の曲率半径Ｒ5は、プロペラシャフトＡのアウターシャフト１の直径方向における直径中心位置Ｐ1と同一となる同心円とする。すなわち、主ウェイト板部５の曲率半径Ｒ5の半径中心Ｐ５は、前記アウターシャフト１の直径中心Ｐ1と位置が一致する〔図３（Ｂ）参照〕。主ウェイト板部５の裏面側５ｂに形成された４個の突起片５１，５１，…がプロペラシャフトＡのアウターシャフト１の外周側面に当接した状態で、主ウェイト板部５の裏面側５ｂと、アウターシャフト１の外周側面１ａとの隙間の間隔ｔはいずれの位置においても同一である。

主ウェイト板部５の曲率半径Ｒ5は、プロペラシャフトＡのアウターシャフト１の半径Ｒ1に対して僅かに大きく形成される。たとえば、主ウェイト板部５の裏面側５ｂと、前記アウターシャフト１の外周側面１ａとの間隔が０．２ミリとすると、Ｒ5＝Ｒ1＋０．２である。つまり、バランスウェイトＢとプロペラシャフトＡの外周側の中空シャフトの間には狭い隙間の間隔ｔが形成される。

前述したように、主ウェイト板部５の湾曲形成された円弧状の曲率半径Ｒ5は、プロペラシャフトＡのアウターシャフト１の直径方向における直径中心位置Ｐ1と同一となる同心円とすることで、バランスウェイトＢの主ウェイト板部５の裏面側５ｂと、プロペラシャフトＡのアウターシャフト１の外周側面１ａとの間の隙間ｔがいずれの位置においても同等（又は均一）となる。そのために、プロペラシャフトＡが軸周方向に高速回転したときに、軸周方向の空気流はプロペラシャフトＡの回転方向と反対方向となるが〔図５（Ａ）参照〕、その空気流はバランスウェイトＢの主ウェイト板部５の裏面側５ｂと、アウターシャフト１の外周側面１ａとの間の隙間を規則正しく略層流状に流れることができ、前記隙間を流れる空気とバランスウェイトＢの表面を流れる空気は、再び合流するときにも円滑に合流し、空気抵抗が最も生じ難いものにできる〔図５（Ｂ）参照〕。

補助ウェイト板部６は、図２（Ａ），（Ｃ），（Ｄ）に示すように、前記主ウェイト板部５に一体的に連続形成されたものであり、前記補助ウェイト板部６の幅方向寸法Ｗ６は、前記主ウェイト板部５の幅方向寸法Ｗ5よりも小さく形成されたものである〔図２（Ａ）参照〕。また、主ウェイト板部５の幅方向寸法Ｗ5と、前記補助ウェイト板部６の幅方向寸法Ｗ6とが同一寸法の場合も存在する〔図８（Ａ）参照〕。補助ウェイト板部６は、長方形又は正方形等の方形状に形成され、基本的に幅方向において円弧状に湾曲形成されている。そして、補助ウェイト板部６についても、前記主ウェイト板部５と同様に、表面側６ａと裏面側６ｂとが存在する。

前記補助ウェイト板部６は、図２（Ｄ），図３（Ｃ），図４（Ｂ）等に示すように、前記主ウェイト板部５との付け根箇所から軸方向に沿って端部に亘って、次第に厚さが薄くなるように形成されている。ただし、補助ウェイト板部６の表面側６ａは、主ウェイト板部５の表面側５ａと同一平面であり、補助ウェイト板部６の裏面側５ｂが傾斜面となる。具体的には、主ウェイト板部５との付け根箇所では板厚が２．９ｍｍであるが、軸方向の先端部では、板厚が２ｍｍと薄くなっている。また、補助ウェイト板部６の肉厚は、いずれの位置にても均一の厚さとすることもある〔図８（Ｂ）参照〕。

補助ウェイト板部６は、前記主ウェイト板部５の端部から離れるに従い肉厚が次第に薄くなるように形成されることで、空気流がバランスウェイトの表面側５ａ，６ａと裏面側５ｂ，６ｂに分流し、空気流は滑らかに合流する。これにより、より一層風切り音を減少させることができる〔図５（Ｃ）参照〕。さらに、補助ウェイト板部６は、主ウェイト板部５から先端部に行くに従って薄くなることによって、補助ウェイト板部６とアウターシャフト１の外周側面１ａとの間の隙間は、前記補助ウェイト板部６の先端に行くに従って、大きくなるため、プロジェクション溶接時に、補助ウェイト板部６とアウターシャフト１の外周側面１ａとがより一層接触し難いものとなり、主ウェイト板部５の突起片５１のみのプロジェクション溶接を確実に行うことができる。

バランスウェイトＢでは、前記補助ウェイト板部６の寸法の大小によって、重量の異なるものを種々備えることができる。すなわち、補助ウェイト板部６が種々のサイズとなる複数の異なるバランスウェイトＢを用意し、プロペラシャフトＡのアンバランスの修正に必要な重量のバランスウェイトＢを選択して使用するものである。

たとえば、基準の重量を有するバランスウェイトＢに対して、補助ウェイト板部６の長手方向の長さをΔＬだけ長くして、基準のバランスウェイトＢよりも重いバランスウェイトＢとしたり〔図６（Ａ）参照〕、或いは補助ウェイト板部６を長手方向にΔＬだけ短くして基準のバランスウェイトＢよりも軽くしたバランスウェイトＢも存在する〔図６（Ｂ）参照〕。そして、これらの種々の重量を有するバランスウェイトＢを適宜選択することにより、プロペラシャフトＡのアンバランスの修正をより精密に行うことができる。

プロペラシャフトＡのアンバランスを修正するために、バランスウェイトＢを固着するには、プロペラシャフトＡを構成するアウターシャフト１の外周側面１ａに、バランスウェイトＢの長手方向を、前記アウターシャフト１の軸方向に対して略一致させる〔図１（Ｂ），図３（Ｃ），（Ｄ）参照〕。そして、該アウターシャフト１の軸方向端部箇所における前記ダンパー３の非装着領域Ｋに前記主ウェイト板部５が配置される。

該非装着領域Ｋとは、アウターシャフト１の軸方向端部において、その内部に前記ダンパー３が装着されていないアウターシャフト１の外周側面１ａにおける領域のことである〔図１（Ｃ），図３（Ｃ），（Ｄ）参照〕。また、バランスウェイトＢの補助ウェイト板部６は、前記主ウェイト板部５よりもアウターシャフト１の軸方向中央側に位置するように設定される〔図１（Ｂ），図３（Ｃ），（Ｄ）参照〕。すなわち、バランスウェイトＢの主ウェイト板部５は、前記アウターシャフト１の固着された状態で常時軸方向の外方側寄りとなる。

前記バランスウェイトＢとアウターシャフト１の外周側面１ａとは、４個の突起片５１，５１，…のみが当接し、前記アウターシャフト１の外周側面１ａとバランスウェイトＢの主ウェイト板部５の裏面側５ｂ及び補助ウェイト板部６の裏面側６ｂは、離間しており非接触状態である〔図３（Ｃ），（Ｄ）参照〕。ただし、前記補助ウェイト板部６は、前記非装着領域Ｋと位置的に重なる重なり領域Ｋａが存在する。該重なり領域Ｋａは、前述したように、アウターシャフト１の外周側面１ａにおける非装着領域Ｋとは、非接触である。

バランスウェイトＢは、プロペラシャフトＡのアウターシャフト１に対して、４個の突起片５１，５１，…が当接され、該突起片５１，５１，…とアウターシャフト１の外周側面１ａとの当接点において溶接されて固着される。溶接の手段としては、プロジェクション溶接が用いられる。本発明におけるバランスウェイトＢは、特にプロジェクション溶接に好適であり、バランスウェイトＢの主ウェイト板部５に形成された４個の突起片５１，５１，…は、方形状に配列されているので、プロペラシャフトＡを構成するアウターシャフト１の外周側面１ａに対して４点接触となり〔図３（Ｄ）参照〕、プロジェクション溶接の電極７を前記バランスウェイトＢと前記アウターシャフト１の外周側面１ａとに接触させるときにバランスウェイトＢが幅方向及び長手方向にふらつくことなく、安定した状態でプロジェクション溶接を行うことができる（図４参照）。

バランスウェイトＢがプロペラシャフトＡに固着された状態は、アウターシャフト１の外周側面１ａに対して薄い円弧状板が略面接触しているように見えるが、実際にはアウターシャフト１の外周側面１ａと、主ウェイト板部５の裏面側５ｂ及び補助ウェイト板部６の裏面側６ｂとの間には僅かの隙間ｔを有している〔図３（Ｂ）参照〕。バランスウェイトＢのプロペラシャフトＡに対する溶接範囲としては、アウターシャフト１内のダンパー３が存在しない非装着領域Ｋとなる。

プロペラシャフトＡのアンバランス量の測定は、プロペラシャフトＡが組み上がり、各構成部品の部品精度のバラツキ、組み付け精度のバラツキを合計（総合）して考慮できる状態で行われる。そして、ある一定回転数（ｐｍ）でプロペラシャフトを回転させながらアンバランス量（ｇ・Ｃｍ）（Ｓ１単位の場合ではＮ・ｍ）を測定し、測定結果に基づいて、種々の重量のバランスウェイトＢから選択して溶接する。これによりプロペラシャフト全体としてのアンバランス量を小さくし、回転時のブレを減少させることができる。

Ａ…プロペラシャフト、１…アウターシャフト、１ａ…外周側面、
２…インナーシャフト、３…ダンパー、Ｂ…バランスウェイト、
５…主ウェイト板部、５ｂ…裏面側、５１…突起片、６…補助ウェイト板部、
Ｒ5…曲率半径。

Claims (6)

1. 金属製のアウターシャフトとインナーシャフトとの間に，弾性部材からなる環状のダンパーが軸方向に沿って複数装着されてなるプロペラシャフトと、幅方向に沿って円弧状に形成されると共に平面形状を略方形状とした主ウェイト板部及び補助ウェイト板部が長手方向に沿って連続的に一体形成され且つ前記主ウェイト板部の裏面側の凹状弧状面で且つ４箇所の各隅部から突起片が突出形成されてなるバランスウェイトとからなり、該バランスウェイトの長手方向と、前記アウターシャフトの軸方向とを一致させて、該アウターシャフトの軸方向端部箇所における前記ダンパーの非装着領域に前記主ウェイト板部が配置されると共に、前記バランスウェイトは、前記突起片のみが前記アウターシャフトの外周側面と当接且つ溶接され、前記補助ウェイト板部は前記主ウェイト板部よりも幅方向寸法が小なることを特徴とするプロペラシャフトのアンバランス修正装置。
2. 金属製のアウターシャフトとインナーシャフトとの間に，弾性部材からなる環状のダンパーが軸方向に沿って複数装着されてなるプロペラシャフトと、幅方向に沿って円弧状に形成されると共に平面形状を略方形状とした主ウェイト板部及び補助ウェイト板部が長手方向に沿って連続的に一体形成され且つ前記主ウェイト板部の裏面側の凹状弧状面で且つ４箇所の各隅部から突起片が突出形成されてなるバランスウェイトとからなり、該バランスウェイトの長手方向と、前記アウターシャフトの軸方向とを一致させて、該アウターシャフトの軸方向端部箇所における前記ダンパーの非装着領域に前記主ウェイト板部が配置されると共に、前記バランスウェイトは、前記突起片のみが前記アウターシャフトの外周側面と当接且つ溶接され、前記補助ウェイト板部は前記主ウェイト板部の端部から離れるに従い肉厚が次第に薄くなるように形成されてなることを特徴とするプロペラシャフトのアンバランス修正装置。
3. 金属製のアウターシャフトとインナーシャフトとの間に，弾性部材からなる環状のダンパーが軸方向に沿って複数装着されてなるプロペラシャフトと、幅方向に沿って円弧状に形成されると共に平面形状を略方形状とした主ウェイト板部及び補助ウェイト板部が長手方向に沿って連続的に一体形成され且つ前記主ウェイト板部の裏面側の凹状弧状面で且つ４箇所の各隅部から突起片が突出形成されてなるバランスウェイトとからなり、該バランスウェイトの長手方向と、前記アウターシャフトの軸方向とを一致させて、該アウターシャフトの軸方向端部箇所における前記ダンパーの非装着領域に前記主ウェイト板部が配置されると共に、前記バランスウェイトは、前記突起片のみが前記アウターシャフトの外周側面と当接且つ溶接され、前記突起片における前記アウターシャフトの外周側面との当接面の形状は三角形状としてなることを特徴とするプロペラシャフトのアンバランス修正装置。
4. 請求項１において、前記補助ウェイト板部は前記主ウェイト板部の端部から離れるに従い肉厚が次第に薄くなるように形成されてなることを特徴とするプロペラシャフトのアンバランス修正装置。
5. 請求項１，２，３又は４のいずれか１項の記載において、前記主ウェイト板部の裏面側の曲率半径が前記アウターシャフトの半径よりも大なるものとし、前記バランスウェイトが前記アウターシャフトの外周側面に配置された状態で、前記主ウェイト板部の裏面側の曲率半径の中心と、前記アウターシャフトの半径の中心とが一致してなることを特徴とするプロペラシャフトのアンバランス修正装置。
6. 請求項１又は２において、前記突起片における前記アウターシャフトの外周側面との当接面の形状は三角形状としてなることを特徴とするプロペラシャフトのアンバランス修正装置。

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