JPH1178564A - プロペラシャフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車両（例えば、自動車）の動力伝達系を構成
するプロペラシャフトに関し、コストを低く抑えつつ、
設計を容易に行なえるようにしながら、車両の衝突時の
荷重による衝撃エネルギの吸収を確実に行なえるように
する。 【解決手段】 金属製中空軸２と、金属製中空軸２の少
なくとも一方の端部２ｂにその軸部４Ａを嵌挿され、金
属製中空軸２に対して回転方向に拘束され、且つ軸方向
に所定以上の荷重が加わると変位するように固定された
ヨーク４とを備え、金属製中空軸２とヨーク４とを介し
てエンジンからの駆動力を伝達するとともに、金属製中
空軸２に嵌挿されたＦＲＰ製中空軸５と、ＦＲＰ製中空
軸５の他方の端部には金属製中空軸２の軸方向への移動
を規制する規制手段３とを備え、軸方向に所定以上の荷
重が加わった場合に、ヨーク４と規制手段３との間でＦ
ＲＰ製中空軸５が破壊されることでこの荷重による衝撃
エネルギが吸収される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、車両（例えば、自
動車）の動力伝達系を構成する、プロペラシャフトに関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、車両の動力伝達系においてプ
ロペラシャフトを採用したものがあり、例えばＦＲ（フ
ロントエンジン・リアドライブ）方式の自動車では、エ
ンジンからの駆動力を後輪（駆動輪）へ伝達すべくプロ
ペラシャフトが設けられている。

【０００３】このようなプロペラシャフト１００は、一
般に、図６に示すように、鉄あるいはアルミニウム等の
金属製の中空軸１０１を備えて構成され、この金属製中
空軸１０１の両端部にはそれぞれ金属製のヨーク１０
２，１０３が溶接等により固着されている。また、軽量
化を目的として中空軸を繊維強化プラスティック（ＦＲ
Ｐ）製としたものも提案されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＦＲ方式の
自動車に備えられるプロペラシャフト１００は、例えば
車両の正面衝突時（又は、追突時）に、図７（ａ）に示
すように、プロペラシャフト１００の軸方向に荷重Ｆが
作用すると、図７（ｂ）に示すように、プロペラシャフ
ト１００の金属製中空軸１０１は座屈により変形し、破
壊されることになる。

【０００５】このようにプロペラシャフト１００の金属
製中空軸１０１が座屈により変形する場合、変形に至る
までに大きな荷重が作用することになるため、車両の衝
突時の荷重Ｆによる衝撃エネルギを十分に吸収すること
ができないことになる。このため、少なくとも一方のヨ
ークを、金属製中空軸とは回転方向に対しては拘束さ
れ、且つ軸方向には所定以上の荷重が加わると変位する
ように嵌挿して、車両の正面衝突時（又は、追突時）に
荷重Ｆが作用した場合には、ヨークと金属製中空軸との
間の摩擦抵抗を利用して車両の衝突時の荷重による衝撃
エネルギを吸収できるようにし、乗員の安全性を確保で
きるようにした技術が提案されている。

【０００６】しかしながら、このような技術では、車両
の衝突時の荷重による衝撃エネルギを吸収するのに十分
な摩擦力が生じるようにヨークと中空軸とを設計する必
要があるが、どんなに正確に設計したとしても製造誤差
等により寸法のバラツキが生じるのは避けられないた
め、ヨークと中空軸との間の摩擦力を正確に調整するの
は困難である。

【０００７】また、例えば、特開平４−３３９０２２号
公報には、繊維強化プラスティック（ＦＲＰ）製のプロ
ペラシャフトにおいて、接続部材と中空軸の管端部との
間に結合部材を設け、接続部材と管端部と結合部材との
間の摩擦力によって車両の衝突時の荷重による衝撃エネ
ルギを吸収できるようにした技術が開示されている。こ
の技術は、接続部材と管端部と結合部材との間の摩擦力
によって車両の衝突時の荷重による衝撃エネルギを吸収
するものであるが、結合部材を介在させて製造誤差等に
よる寸法のバラツキを解消できたとしても、車両の衝突
時に発生する接続部材と管端部と結合部材との間の摩擦
力を正確に調整するのは難しく、車両の衝突時の荷重に
よる衝撃エネルギを確実に吸収するのは困難である。

【０００８】一方、プロペラシャフトを構成する中空軸
を繊維強化プラスティック（ＦＲＰ）により構成する場
合、車両の衝突時に所定以上の荷重が作用するとＦＲＰ
製中空軸が破壊されるように設計して衝撃エネルギを吸
収することも考えられる。この場合、プロペラシャフト
は、エンジンからの駆動力を伝達する役割を担うもので
あるとともに、車両の衝突時には、衝突時の荷重による
衝撃エネルギを吸収する役割を担うものである。

【０００９】このため、プロペラシャフトを構成する中
空軸は、エンジンからの駆動力を確実に伝達できるよう
にねじり強度を大きくする必要がある一方、車両の衝突
時に確実に破壊されて衝撃エネルギを吸収できるように
軸圧縮強度を小さくする必要がある。しかしながら、こ
のような条件を満たすようにプロペラシャフトを設計す
るのは難しく、設計自由度も少ない。

【００１０】また、プロペラシャフトの中空軸をＦＲＰ
により構成する場合、ねじり強度を大きくする必要があ
るため、例えば炭素繊維強化プラスティック（ＣＦＲ
Ｐ）等を採用することになるが、このようなねじり強度
の大きい炭素繊維強化プラスティック（ＣＦＲＰ）は一
般に高価なものであるため、コストがかかることにな
る。

【００１１】本発明は、このような課題に鑑み創案され
たもので、コストを低く抑えつつ、設計自由度を多くし
て設計を容易に行なえるようにしながら、車両の衝突時
の荷重による衝撃エネルギの吸収を確実に行なえるよう
にした、プロペラシャフトを提供することを目的とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このため、請求項１記載
の本発明のプロペラシャフトでは、金属製中空軸とヨー
クとを備え、金属製中空軸の少なくとも一方の端部に、
金属製中空軸に対して回転方向に拘束され、且つ軸方向
に所定以上の荷重が加わると変位するようにヨークの軸
部が嵌挿されている。そして、金属製中空軸とヨークと
を介してエンジンからの駆動力が伝達される。また、金
属製中空軸にはＦＲＰ製中空軸が嵌挿されており、ま
た、金属製中空軸の他方の端部にはＦＲＰ製中空軸の軸
方向への移動を規制する規制手段も設けられている。そ
して、プロペラシャフトを構成する金属製中空軸の軸方
向に所定以上の荷重が加わった場合に、ＦＲＰ製中空軸
の一端にヨークの軸部端部が当接する一方、ＦＲＰ製中
空軸の他端に規制手段が当接し、ヨークと規制手段との
間でＦＲＰ製中空軸が破壊されることでこの荷重による
衝撃エネルギが吸収される。これにより、金属製中空軸
及びＦＲＰ製中空軸の設計自由度が多くなる。

【００１３】請求項２記載の本発明のプロペラシャフト
では、ＦＲＰ製中空軸の少なくとも一方の端部側に破壊
起点となる脆弱部が備えられており、この脆弱部はＦＲ
Ｐ製中空軸の該一方の端部に向かうにしたがって肉厚が
減少するように形成されている。そして、プロペラシャ
フトの軸方向に所定以上の荷重が加わった場合には、こ
の脆弱部に応力が集中し、常に、ＦＲＰ製中空軸の端部
から変形（破壊）が開始して、順に変形（破壊）が進行
することになり、衝撃エネルギを確実に吸収できるよう
になる。

【００１４】

【発明の実施形態】以下、図面により、本発明の実施の
形態について説明する。本発明の一実施形態にかかるプ
ロペラシャフトは、例えばＦＲ（フロントエンジン・リ
アドライブ）方式の自動車に備えられ、エンジンからの
駆動力を後輪（駆動輪）へ伝達するものである。

【００１５】このプロペラシャフト１は、図１に示すよ
うに、アウタシャフト２と、アウタシャフト２の一端部
２ａに溶接等により固着された固定ヨーク３と、アウタ
シャフト２の他端部２ｂに移動可能に組み付けられた可
動ヨーク４とを備えて構成され、これらの固定ヨーク
３，アウタシャフト２及び可動ヨーク４を介してエンジ
ン（図示せず）からの駆動力を伝達するようになってい
る。

【００１６】また、このアウタシャフト２にはインナシ
ャフト５が嵌挿されており、プロペラシャフト１を構成
するアウタシャフト２の軸方向に所定以上の荷重Ｆが加
わった場合に、このインナシャフト５が破壊されて衝突
時の荷重による衝撃エネルギを吸収するようになってい
る。このうち、アウタシャフト２は、鉄あるいはアルミ
ニウム等の金属製の中空軸として構成される。

【００１７】このアウタシャフト２は、エンジンからの
駆動力を伝達する役割のみを担うものであるため、その
設計に際しては、車両衝突時の荷重による衝撃エネルギ
を吸収するのに必要な強度（例えば、軸圧縮強度）をあ
まり考慮する必要はなく、主にエンジンからの駆動力を
伝達するのに必要な強度（例えば、ねじり強度）を考慮
すれば良い。このため、アウタシャフト２の設計自由度
が多くなり、容易に設計が行なえるようになる。

【００１８】固定ヨーク３は、例えば金属製であり、先
端側に互いに対向する一対のアーム部３ａ，３ｂを備え
て構成され、これらのアーム部３ａ，３ｂにより構成さ
れるユニバーサルジョイントを介してプロペラシャフト
１がエンジンの出力軸（図示せず）に連結されている。
なお、この固定ヨーク３は、例えば車両の正面衝突時
（又は、追突時）に軸方向に所定以上の荷重が加わった
場合に、インナシャフト５の軸方向への移動を規制する
規制手段として機能することになる。

【００１９】可動ヨーク（単に、ヨークともいう）４
は、例えば金属製であり、先端側に互いに対向する一対
のアーム部４ａ，４ｂを有し、基端側に軸部４Ａを有し
て構成される。この可動ヨーク４の軸部４Ａには、その
外周面の所定の位置にアウタシャフト２の軸方向に沿う
ようにセレーション４Ｂが形成されている。なお、セレ
ーション４Ｂの代わりにスプラインを軸部４Ａの外周面
に設けた構造としても良い。

【００２０】また、アウタシャフト２の他端部２ｂに
は、接合部材６が溶接等により固着されている。そし
て、この接合部材６を可動ヨーク４の軸部４Ａに形成さ
れたセレーション４Ｂの位置でかしめることによって、
可動ヨーク４がアウタシャフト２の回転方向に対して拘
束され、且つ軸方向に対して所定以上の荷重が加わると
変位するように固定されている。

【００２１】このように、可動ヨーク４の軸部４Ａはア
ウタシャフト２の他端部２ｂに嵌挿され、可動ヨーク４
がアウタシャフト２の他端部２ｂに固定されている。な
お、可動ヨーク４の軸部４ＡのストロークＬは、車両の
キャビンが潰れないような長さになるように車両毎に適
宜調整される。このように、可動ヨーク４は、アウタシ
ャフト２の回転方向に対して拘束されるように固定され
るため、エンジンからの駆動力を確実に伝達できること
になる。

【００２２】一方、アウタシャフト２の軸方向に対して
所定以上の荷重が加わると接合部材６による可動ヨーク
４のセレーション４Ｂの位置での固定が外れ、可動ヨー
ク４の軸部４Ａがアウタシャフト２の軸方向に沿ってア
ウタシャフト２内に進入していき、アウタシャフト２内
に嵌挿されたインナシャフト５によって衝撃エネルギが
吸収されるようになっている。

【００２３】インナシャフト５は、ＦＲＰ（繊維強化プ
ラスティック）製の中空軸、例えばＧＦＲＰ（ガラス繊
維強化プラスチック）製の中空軸として構成される。こ
のようにインナシャフト５をＦＲＰ製としたのは、ＦＲ
Ｐは破壊したものがアウタシャフト２内に詰まらないよ
うにすべく肉厚を薄くできる一方、壊れる時の荷重の調
整、即ち軸圧縮強度の調整が容易に行なえるという特性
を有するからである。

【００２４】このインナシャフト５は、車両衝突時の荷
重による衝撃エネルギを吸収する役割のみを担うもので
あるため、その設計に際しては、エンジンからの駆動力
を伝達するのに必要な強度（例えば、ねじり強度）を考
慮する必要はなく、車両衝突時の荷重による衝撃エネル
ギを吸収するのに必要な強度（例えば、軸圧縮強度）の
みを考慮すれば良い。このため、インナシャフト５の設
計自由度が多くなり、容易に設計が行なえるようにな
る。

【００２５】具体的には、インナシャフト５は、車両の
衝突時の荷重による衝撃エネルギを確実に吸収するのに
必要な軸圧縮強度が得られるように、ガラス繊維の巻き
角度等の繊維配向が選定され、多数のガラス繊維を巻い
て積層した構造が採用される。なお、このガラス繊維の
巻き数や巻き角度を調整することによりインナシャフト
５の軸圧縮強度を調整することができる。

【００２６】また、ここではコストがかからないＧＦＲ
Ｐ（ガラス繊維強化プラスチック）を採用しているが、
ＦＲＰの材質を変更することによってもインナシャフト
５の軸圧縮強度を調整することもできる。したがって、
インナシャフト５の軸圧縮強度の要求度合に応じてＦＲ
Ｐの材質を変更すれば良い。例えば、多少コストがかか
っても軸圧縮強度を高めたい場合は、炭素繊維強化プラ
スティック（ＣＦＲＰ）を採用すれば良い。

【００２７】このようにＦＲＰはガラス繊維強化プラス
ティック（ＧＦＲＰ）に限られるものではなく、コスト
等の諸条件を満たすのであれば、炭素繊維強化プラステ
ィック（ＣＦＲＰ）やアラミド繊維強化プラスティック
（ＡＦＲＰ）等の他の強化繊維を用いたものであっても
良い。また、インナシャフト５の形状は、応力分布が均
一となり、軸圧縮強度の調整が容易である円筒状とする
のが好ましい。これは、角状であると衝突時に荷重が作
用した場合に角部に応力が集中してしまうため軸圧縮強
度の調整が難しくなるからであり、また、プロペラシャ
フト１は高回転で回転するものであるため、角状である
と回転中心が偏心しやすくガタツキの原因になるからで
ある。しかしながら、このような課題を解決できるので
あれば、必ずしも円筒状とする必要はない。

【００２８】インナシャフト５は、上述のように構成さ
れるため、例えば車両の正面衝突時（又は、追突時）に
は、図２に示すように、インナシャフト５の一端に可動
ヨーク４の軸部端部４ＡＡが当接する一方、インナシャ
フト５の他端に固定ヨーク３が当接し、可動ヨーク４と
固定ヨーク３との間でインナシャフト５が押し潰されて
破壊（圧壊）され、これにより、車両の衝突時の荷重Ｆ
による衝撃エネルギが吸収されることになる。

【００２９】ところで、インナシャフト５の端部には、
インナシャフト５の破壊起点となるテーパ部（脆弱部）
５ａが形成されている。このテーパ部５ａは、例えばイ
ンナシャフト５の端部に向かうに従って肉厚が減少する
ように形成される。インナシャフト５の端部をこのよう
に形成することにより、荷重Ｆの入力時に強度的に弱く
なっているインナシャフト５のテーパ部５ａに応力を集
中させて、常に、インナシャフト５の端部から変形（破
壊）が起きるようにすることができる。

【００３０】これにより、インナシャフト５の強度の弱
いところから剪断破壊等により折れて衝突時の衝撃エネ
ルギを吸収できないという事態を防止し、インナシャフ
ト５の端部から順に変形（破壊）させながら衝撃エネル
ギを吸収することができることになる。なお、ここでは
肉厚を変えることによりテーパ部５ａを形成するように
しているが、例えば肉厚を変えずに端部だけ強化繊維の
積層数を他の部分よりも少なくして脆弱部を形成するよ
うにしても良い。

【００３１】また、ここでは、インナシャフト５の端部
のうち、可動ヨーク４側の端部（図１中、右側）にテー
パ部５ａを形成するようにしているが、固定ヨーク３側
の端部（図１中、左側）にテーパ部５ａを形成するよう
にしても良い。また、インナシャフト５の両方の端部に
テーパ部５ａを形成するようにしても良い。また、イン
ナシャフト５の端部に形成される脆弱部の形状は、これ
に限られるものではなく、インナシャフト５の端部に向
かうに従って肉厚が減少するようになっていれば、例え
ば、図３（ａ）〜（ｄ）に示すように形成することもで
きる。

【００３２】つまり、図３（ａ）は、インナシャフト５
の端部にその断面が三角形状となるように脆弱部５ｂを
形成したものを示している。また、図３（ｂ）は、イン
ナシャフト５の端部にその外周が尖るようなテーパ部と
して脆弱部５ｃを形成したものを示しており、図３
（ｃ）は、インナシャフト５の端部にその断面がＶ溝に
なるように脆弱部５ｄを形成したものを示している。さ
らに、図３（ｄ）は、インナシャフト５の端部にその断
面が円弧状になるように脆弱部５ｅを形成してものを示
している。

【００３３】また、このように構成されるインナシャフ
ト５をアウタシャフト２に嵌挿する際には、高速回転す
るプロペラシャフト１にガタツキが生じないように、イ
ンナシャフト５とアウタシャフト２との間にはゴム等の
緩衝材を介在させるのが望ましい。このように緩衝材を
介在させることにより、インナシャフト５とアウタシャ
フト２との間の寸法誤差も許容されることになり、イン
ナシャフト５とアウタシャフト２とを確実に嵌合させる
ことができることになる。

【００３４】また、このように構成されるプロペラシャ
フト１は、ここでは、固定ヨーク３が車両前方側、可動
ヨーク４が車両後方側になるように車両に配置している
が、この配置については、車両の重量配分を考慮して決
定すればよく、固定ヨーク３を車両後方側、可動ヨーク
４を車両前方側になるように配置しても良い。また、こ
こでは、アウタシャフト２の両端に組み付けられるヨー
クの構造を固定ヨーク３と可動ヨーク４として異なるも
のとしているが、これに限られるものではなく、図４に
示すように、両方とも可動ヨーク４として構成しても良
い。

【００３５】本発明の一実施形態としてのプロペラシャ
フトは、上述のように構成されるため、以下に示すよう
な作用，効果がある。例えば、車両の正面衝突時に車体
の前方側から衝撃力が加わり、プロペラシャフト１に軸
方向から圧縮させるような所定以上の荷重Ｆが加わった
とする。この場合、接合部材６による可動ヨーク４のセ
レーション４Ｂの部分での固定が外れて、可動ヨーク４
の軸部４Ａがアウタシャフト２内に進入し、可動ヨーク
４の軸部端部４ＡＡが車両前方方向に向けて変位する。

【００３６】これにより、可動ヨーク４の軸部端部４Ａ
Ａがインナシャフト５のテーパ部５ａに当接して、強度
的に弱くなっているテーパ部５ａに応力が集中するよう
に荷重Ｆが加わり、インナシャフト５の軸部に形成され
たテーパ部５ａから変形（破壊）が起きる。このテーパ
部５ａの破壊に続いて、可動ヨーク４の車両前方方向へ
の変位に従って逐次インナシャフト５の破壊が進行し、
この変位（破壊）は時間の経過とともに増大するから、
この破壊を利用して衝撃エネルギが確実に吸収されるこ
とになる。

【００３７】実験によれば、図５の軸圧縮による荷重変
位曲線の線図中、破線Ａで示される特性のように、その
端部にテーパ部５ａがないＧＦＰＲ製のインナシャフト
５の場合は大きな圧縮荷重を加えないと破壊しないこと
がわかる。しかも、変形は強度の弱い部分にだけ、例え
ばインナシャフト５の軸方向中央だけが折れるという現
象となって現れるから、衝撃エネルギの吸収には至らな
いこともわかる。

【００３８】これに対し、本実施形態にかかるインナシ
ャフト５では、ＧＦＰＲ製のインナシャフト５の端部に
テーパ部５ａが形成された構造となっているため、図５
の軸圧縮による荷重変位曲線の線図中、実線Ｂで示され
る特性のように、小さな圧縮荷重でインナシャフト５は
破壊を起こし、しかもこの変位（破壊）は時間の経過と
ともに増大するから、この破壊を利用して衝撃エネルギ
の吸収が確実に行なわれることになるのである。

【００３９】したがって、本実施形態にかかるプロペラ
シャフトによれば、エンジンからの駆動力伝達はアウタ
シャフト２に行なわせる一方、車両の正面衝突時（又
は、追突時）の荷重による衝撃エネルギの吸収はインナ
シャフト５に行なわせるようにしているため、アウタシ
ャフト２及びインアシャフト５の設計自由度が多くな
り、設計が容易になるという利点がある。

【００４０】つまり、アウタシャフト２は、エンジンか
らの駆動力を伝達する役割のみを担うものであり、その
設計に際しては、エンジンからの駆動力を伝達するのに
必要な強度（例えば、ねじり強度）のみを考慮すれば良
いため、アウタシャフト２の設計自由度が多くなり、容
易に設計が行なえるという利点がある。一方、インナシ
ャフト５は、車両衝突時の荷重による衝撃エネルギを吸
収する役割のみを担うものであり、その設計に際して
は、車両衝突時の荷重による衝撃エネルギを吸収するの
に必要な強度（例えば、軸圧縮強度）のみを考慮すれば
良いため、インナシャフト５の設計自由度が多くなり、
容易に設計が行なえるという利点がある。

【００４１】また、車両の衝突時の荷重による衝撃エネ
ルギの吸収をコストを低く抑えながら確実に行なえると
いう利点がある。つまり、車両衝突時の荷重による衝撃
エネルギを吸収するのに必要な強度（例えば、軸圧縮強
度）のみを考慮すればよいため、例えばコストがかから
ないＧＦＲＰ（ガラス繊維強化プラスチック）を採用す
ることができ、コストを低く抑えることができるという
利点もある。

【００４２】また、インナシャフト５の端部に向かうに
したがって肉厚が減少するようにテーパ部５ａを形成す
ることにより、プロペラシャフト１の軸方向に所定以上
の荷重が加わった場合には、このテーパ部５ａに応力を
集中させるようになっているため、常に、インナシャフ
ト５の端部から変形（破壊）が開始し、順に変形（破
壊）が進行するようにして衝撃エネルギを確実に吸収で
きるようにすることができるという利点がある。

【００４３】なお、本実施形態にかかるプロペラシャフ
トでは、１本のプロペラシャフトを備える場合について
説明してきたが、例えば、プロペラシャフトを複数本に
分割して配置する場合には、そのうちの少なくとも１本
を上述のような構成のプロペラシャフトとすれば良い。
また、本プロペラシャフトでは、アウタシャフト２の他
端部２ｂと可動ヨーク４の軸部４Ａとは接合部材６をか
しめることにより固定しているが、これに限られるもの
ではなく、アウタシャフト２の他端部２ｂと可動ヨーク
４の軸部４Ａとにそれぞれ孔を形成し、この孔にピンを
挿入しておいて、このピンが所定以上の荷重Ｆが作用し
た場合に折れるように構成しても良い。

【００４４】また、本プロペラシャフトでは、ＦＲＰ製
中空軸５を金属製中空軸２に内挿しているが、逆に、Ｆ
ＲＰ製中空軸５を金属製中空軸２に外挿してもよい。こ
の場合、可動ヨーク４の軸部４Ａは金属製中空軸２の端
部の外周に嵌挿し、車両の衝突時には、可動ヨークの軸
部４Ａが金属製中空軸２の軸方向に沿って変位するよう
にする必要がある。また、金属製中空軸２の固定ヨーク
３側の端部には、規制手段として、例えば突起部のよう
なものを設け、車両の衝突時にＦＲＰ製中空軸５の端部
が当接するようにする必要もある。

【００４５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１記載の本
発明のプロペラシャフトによれば、エンジンからの駆動
力伝達は金属製中空軸に行なわせる一方、車両の正面衝
突時の荷重による衝撃エネルギの吸収はＦＲＰ製中空軸
に行なわせるようにしているため、金属製中空軸及びＦ
ＲＰ製中空軸の設計自由度が多くなり、設計が容易にな
るという利点がある。また、ＦＲＰ製中空軸の設計に際
しては、車両衝突時の荷重による衝撃エネルギを吸収す
るのに必要な強度（例えば、軸圧縮強度）のみを考慮す
ればよいため、例えばコストがかからないＧＦＲＰ（ガ
ラス繊維強化プラスチック）を採用することができ、コ
ストを低く抑えることができるという利点もある。

【００４６】請求項２記載の本発明のプロペラシャフト
によれば、ＦＲＰ製中空軸の端部に向かうにしたがって
肉厚が減少するように脆弱部が形成されており、プロペ
ラシャフトの軸方向に所定以上の荷重が加わった場合に
は、この脆弱部に応力を集中させるようになっているた
め、常に、ＦＲＰ製中空軸の端部から変形（破壊）が開
始し、順に変形（破壊）が進行するようにして衝撃エネ
ルギを確実に吸収できるようにすることができるという
利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかるプロペラシャフト
の全体構成を模式的に示す断面図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかるプロペラシャフト
の荷重作用時の状態を模式的に示す断面図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかるプロペラシャフト
のインナシャフトの破壊起点となる脆弱部の形状を示す
模式的断面図であり、（ａ）はその断面が三角形状にな
るように脆弱部を形成したもの、（ｂ）はその外周が尖
るように脆弱部を形成したもの、（ｃ）はその断面がＶ
溝になるように脆弱部を形成したもの、（ｄ）はその断
面が円弧状になるように脆弱部を形成したものをそれぞ
れ示している。

【図４】本発明の一実施形態にかかるプロペラシャフト
の変形例の全体構成を模式的に示す断面図である。

【図５】本発明の一実施形態にかかるプロペラシャフト
の軸圧縮による荷重変位曲線を示す図である。

【図６】従来のプロペラシャフトの全体構成を模式的に
示す断面図である。

【図７】従来のプロペラシャフトの荷重作用時の破壊状
態を説明するための模式的な断面図であり、（ａ）は荷
重作用前の状態、（ｂ）は荷重作用後の座屈した状態を
それぞれ示している。

【符号の説明】

１ プロペラシャフト ２ アウタシャフト（金属製中空軸） ２ａ アウタシャフトの一端部 ２ｂ アウタシャフトの他端部（端部） ３ 固定ヨーク（規制手段） ４ 可動ヨーク（ヨーク） ４Ａ 軸部 ４ＡＡ 軸部端部 ４Ｂ セレーション ５ インナシャフト（ＦＲＰ製中空軸） ５ａ〜５ｅ 脆弱部 ６ 接合部材

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 金属製中空軸と、 該金属製中空軸の少なくとも一方の端部に軸部を嵌挿さ
   れ、該金属製中空軸に対して回転方向に拘束され、且つ
   軸方向に所定以上の荷重が加わると変位するように固定
   されたヨークとを備え、 該金属製中空軸と該ヨークとを介してエンジンからの駆
   動力を伝達するとともに、 該金属製中空軸に嵌挿されたＦＲＰ製中空軸と、 該金属製中空軸の他方の端部に設けられ、該ＦＲＰ製中
   空軸の軸方向への移動を規制する規制手段とを備え、 該軸方向に所定以上の荷重が加わった場合に、該ＦＲＰ
   製中空軸の一端に該ヨークの軸部端部が当接する一方、
   該ＦＲＰ製中空軸の他端に該規制手段が当接し、該ヨー
   クと該規制手段との間で該ＦＲＰ製中空軸が破壊される
   ことで該荷重による衝撃エネルギを吸収することを特徴
   とする、プロペラシャフト。
2. 【請求項２】 該ＦＲＰ製中空軸が、少なくとも一方の
   端部側に破壊起点となる脆弱部を備え、 該脆弱部が、該ＦＲＰ製中空軸の該一方の端部に向かう
   にしたがって肉厚が減少するように形成されていること
   を特徴とする、請求項１記載のプロペラシャフト。