JPH077608Y2 - 駆動シャフト - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 《産業上の利用分野》 本考案は、トルク伝達用の駆動シャフト、特に、軽量化
の図られた駆動シャフトに関する。

《従来の技術》 車両の駆動源と車輪との間はトルク伝達系により連結さ
れる。特に、駆動源側と車輪とはその相対位置が変化す
ることを考慮し、自在継手を用い両者の相対位置の変化
を吸収しつつトルク伝達を可能とするよう構成する場合
が多い。即ち、車両のプロペラシャフトはその前後端が
自在継手を介しその他のトルク伝達系に連結されてい
る。このため、プロペラシャフトの直管状のチューブの
両端には自在継手の一部をなすボールヨークが一体結合
されることが多い。

ところで、従来の駆動シャフトとしてのプロペラシャフ
トは、鉄製のチューブ及びボールヨークが互いに溶接に
より一体化された場合、十分に結合剛性、機械的強度の
高いものが得られ、信頼性の高いプロペラシャフトとな
る。

他方、チューブのみが繊維強化合成樹脂材（以後単にFR
Pと記す）で形成され、その端部に金属性のボールヨー
クが一体結合されたプロペラシャフトも知られており、
これは鉄製のものと比べて十分な軽量化を図ることがで
き、これを使用することにより車両の軽量化による燃費
の向上を図り易いという利点がある。

なお、FRP製プロペラシャフトに関する公知技術が実開
昭55−142718号公報、実開昭55−99905号公報に開示さ
れている。

《考案が解決しようとする課題》 ところが、軽量化を図るべくFRP製のプロペラシャフト
を採用すると、金属性のボールヨークとFRP製のチュー
ブの端部での互いの接合面を接着することとなる。しか
し、これでは十分なトルク伝達をなし得る結合剛性を得
ることできない。そこで、ボールヨークとチューブとの
互いの接合面に互いがかみ合う凹凸部を形成し、ここで
の接着材は両部材が長手方向に分離することを防止する
ものとして使用されることとなる。

しかし、このような構成を採った場合、第３図（ａ）に
示すように接着剤の厚さtsより十分大きな幅h1の凹凸部
A,Bを形成する必要が生じ、第３図（ｂ）に示すよう
に、接着剤の厚さtsに凹凸部A,Bの幅h2が近いか、それ
を下回っていると、接着剤にせん断力が大きく加わり、
ねじり剛性が極く小さくなり、問題を生じることとな
る。

そこで本考案の目的は、ボールヨークとチューブとの互
いの接合面の加工を簡素化でき、軽量化をも図れる駆動
シャフトを提供することにある。

《課題を解決するための手段》 本考案による駆動シャフトは、チューブ及びボールヨー
クが共にアルミ合金で形成され、前記ボールヨークの連
結軸部の外周面と前記チューブの端部内周面とに互いに
直接かみ合う凹凸部が形成され、かつ、前記ボールヨー
クのチューブ端対向部とチューブ端部とが溶接されてい
ることを特徴とする。

《作用》 ボールヨークの連結軸部の外周面と、チューブの端部内
周面とにおける各凹凸部が直接かみ合うことにより、ト
ルク伝達を確実に行なえ、ボールヨークのチューブ端対
向部とチューブ端部とが溶接されることにより、トルク
伝達及び両部材の分離を確実に阻止でき、かつ、両部材
がアルミ合金のため軽量化を図り易い。

《実施例》 第１図には本考案による駆動シャフトとしてのプロペラ
シャフトの要部が示され、第２図にはそのプロペラシャ
フトの端部断面が示されている。

第１図のプロペラシャフトは直管状のチューブ１と、同
チューブの両側端に溶接される一対のボールヨーク２
（一方のみを示した）とで構成されている。

ここで、チューブ１は、プロペラシャフトとしての耐久
性を十分確保できるようなねじり剛性、曲げ剛性を得ら
れる断面形状に設定されており、均一な肉厚の直状アル
ミ合金管として形成されている。このチューブ１の両端
部の内周面３には凹凸部としての多数の長溝４が形成さ
れ、同長溝４には後述する連結軸部５の凹凸部が嵌合し
ている。

ボールヨーク２は、周知の自在継手の一部をなすもの
で、コ字型の本体６及び本体より延出する連結軸部５と
からなり、アルミ合金で製造されている。このボールヨ
ーク２の連結軸部５は、その外径がチューブ１の内径と
はほぼ等しくなるように形成されている。この連結軸部
５はその外周面７に凹凸部としての多数の長溝８を形成
されている。

ここで、外周面７の長溝８は内周面３の凸条部９を嵌合
し、内周面３の長溝４は外周面７の凸条部10を嵌合して
おり、両凹凸部は互いに直接かみ合い、連結軸部５がチ
ューブ１の端部に圧入されている。即ち、両長溝4,8の
深さｈだけ、相対的なトルクの伝達面を形成するように
構成されている。

更に、チーブ１の端部と本体６のチューブ端対向部11と
は互いに付き合わされ、その上で環状に溶接されてい
る。これにより形成された環状溶接部12は、両部材の相
対的な分離を阻止すると共に、相対的ねじり剛性をも確
保している。

このように構成されたプロペラシャフトは、チューブ１
及びボールヨーク２が共にアルミ合金製であり鉄系のプ
ロペラシャフトと比べて十分な軽量化を図ることができ
る。更に、ボールヨーク２及びチューブ１の各凹凸部を
なす両長溝8,4は、直接、互いにかみ合うことにより、
深さ方向に得られる幅だけ、トルク伝達面を形成でき
る。このため、各溝の深さｈを接着剤層のある場合のよ
うに（第３図（ａ）参照）、大きく取る必要もなく、接
着剤層のある従来のFRPプロペラャフト等と比べ、長溝
加工を簡素に（浅く加工するので、短時間で行なえ、加
工コストの低減を図り易い。更にまた、環状溶接部12が
ボールヨーク２とチューブ１の分離を確実に阻止でき、
この部分自体も十分なトルク伝達部を構成でき、全体と
してのねじり剛性、曲げ剛性が大きく、十分な耐久性と
信頼性を確保できる。

上述の処において、内周面及び外周面の凹凸部は断面が
平行な角溝であったが、軸方向に徐々に狭まるテーパ状
の角溝であってもよく、場合により、断面が三角型や波
型の溝でもよく、上述の長溝4,8に限定されるものでは
ない。

更に、上述の駆動シャフトはプロペラシャフトとして説
明したが、その他のシャフト、たとえば車両の前輪の車
軸に本考案を採用してもよく、この場合も同様の作用、
効果を得られる。

《考案の効果》 以上のように、本考案による駆動シャフトは、アルミ合
金でボールヨーク及びチューブを形成し、互いの凹凸部
をかみ合せ、かつ、要部を溶接したため、軽量化を十分
図れ、これに伴なう燃費の向上を図れる。特に、加工の
簡素化による低加工コスト化を図れ、十分な耐久性及び
信頼性のある駆動シャフトが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示すプロペラシャフトの要
部切欠側断面図、第２図は第１図のII−II線断面図、第
３図（ａ），（ｂ）は従来のプロペラシャフトのボール
ヨークとチューブとの両凹凸部のかみ合い状態の良否を
説明する図である。 １……チューブ、２……ボールヨーク、３……内周面、
４……長溝、５……連結軸部、７……外周面、８……長
溝、12……環状溶接部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】直管状のチューブの端部にボールヨークが
   一体結合されてなる駆動シャフトであって、前記チュー
   ブ及びボールヨークが共にアルミ合金で形成され、前記
   ボールヨークの連結軸部の外周面と前記チューブの端部
   内周面とに互いが直接かみ合う凹凸部が形成され、か
   つ、前記ボールヨークのチューブ端対向部とチューブ端
   部とが溶接されていることを特徴とする駆動シャフト。