JPH01127416A - 自動車用プロペラシャフトおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は自動車用プロペラシャフトおよびそのの製造方
法に関し、詳しくは内部に発泡制振体が充填された自動
車用プロペラシャフトおよびそのの製造方法に関する。

［従来の技術］ 自動車のエンジンと駆動輪とを結ぶ動力伝達経路の一部
をなすプロペラシャフトとしては、プＯペラシャフトチ
ューブと、プロペラシャフトチューブの両端に溶接され
た継手とより構成された２継手型のものが知られている
。それぞれの継手には、トランスミッションの出力軸に
接続されるフロントユニバーサルジヨイント、及びデフ
ァレンシャル装置の入力軸に接続されるリヤユニバーサ
ルジヨイントとが結合される。

ところで、トランスミッションまたはデファレンシャル
装置の、内部に設けられた歯車の噛み合い部の遊びが許
容値を越えるとガタが発生する場合がある。また動力伝
達経路の他の部分にガタが発生する場合もある。このよ
うなガタが発生すると、動力伝達経路を介して伝達され
るエンジントルクの変動に伴ってガタ打ちが発生し、こ
の衝撃力がプロペラシャフトチューブに伝達される。ざ
らにプロペラシャフトチューブにはトランスミッション
の中立音なども伝達される。

このようにプロペラシャフトチューブに衝撃力や中立音
などが伝達されると、プロペラシャフトチューブに表面
振動が発生して振動、騒音を発生する場合がある。また
、この振動がユニバーサルジヨイントなどにも伝達され
、プロペラシャフトチューブはもとより、ユニバーサル
ジヨイントの滑動部などをも異常振動させて、その寿命
を低下させる場合もあった。

このような問題を解決するものとして、種々の方法が開
発されている。例えばプロペラシャフトチューブの中に
ダイナミックダンパを入れたＩＶＡプロペラシャフト、
プロペラシャフトチューブを二重にし、ゴムを介してト
ルクを伝達するゴム入りプロペラシャフトなどが知られ
ている。

また、実開昭５４−１１５０２９号公報などには、プロ
ペラシャフトチューブ内に発泡ウレタン樹脂を注入して
発泡させた、吸音、制振作用を有する自動車用プロペラ
シャフトが提案されている。

このプロペラシャフトでは、プロペラシャフトチューブ
の表面の撮動と内部の気柱振動の両方を防止できるため
、吸音、制振の性能に特に優れている。

上記したウレタン発泡体が充填された自動車用プロペラ
シャフトを製造する従来の方法としては、まず筒状のプ
ロペラシャフトチューブに発泡ウレタン樹脂を注入して
発泡させ、その後プロペラシャフトチューブと継手とを
溶接して一体化している。

［発明が解決しようとする問題点〕 プロペラシャフトは、エンジン排気管の熱により高温に
さらされる。そのため、上記したウレタン発泡体が充填
されたプロペラシャフトでは、ウレタン発泡体が熱によ
り徐々に劣化し、吸音、制振性能が経時により劣化する
場合があった。

また、ウレタン発泡体が充填されたプロペラシャフトの
従来の製造方法においては、プロペラシャフトチューブ
と継手との溶接時には、プロペラシャフトチューブ内に
は発泡ウレタン樹脂が発泡して形成されたウレタン発泡
体が充填されている。

もしこのウレタン発泡体がプロペラシャフトチューブの
ほとんど全体を充填している場合には、継手の溶接部付
近に存在するウレタン発泡体は、溶接時の熱により熱変
形したり、燃焼する恐れがある。そこで、このような不
具合を回避するため、従来は第５図に示すように、プロ
ペラシャフトチューブ１００端末部にはウレタンＦｅ泡
体１０２は充填されず、継手１０１の溶接部付近には空
洞２００が生じていた。この空洞２００により熱による
ウレタン発泡体１０２の燃焼などの不具合は回避される
が、反面空洞２００の存在により、吸音、制振作用は充
分とはいえなかった。またプロペラシャフトチューブ１
００内でウレタン発泡体１゜２が移動することも考えら
れ、新たに騒音、振動の発生源となる恐れもある。

本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、
熱による性能劣化の少ない自動車用プロペラシャフト、
およびプロペラシャフトチューブの端末部までウレタン
発泡体を充填することができる自動車用プロペラシャフ
トの製造方法を提供するものである。

［問題点を解決するための手段］ 第１発明の自動車用プロペラシャフトは、筒状のプロペ
ラシャフトチューブと、プロペラシャフトチューブの両
端にそれぞれ固定された継手と、プロペラシャフトチュ
ーブの内部に充填された発泡割振体と、よりなる自動車
用プロペラシャフトにおいて、 発泡制振体は発泡ウレタンｌ１７４ＩＩｌとアスファル
トとの混合物からなる発泡樹脂が発泡して形成されたも
のであることを特徴とする。

プロペラシャフトチューブとしては、２継手型、３継手
型あるいは４継手型など従来と同様のものが用いられる
。このプロペラシャフトチューブは、特殊な車両でプロ
ペラシャフトが特に短い場合を除けば、一般に鋼の中空
管が用いられる。これは駆動力を伝えるためのねじり強
度が重量の割合いに大きく、かつ曲げ剛性が大きいので
、高速回転に適しているためである。

継手としては、フック式継手、等速継手、たわみ継手、
すべり継手など、従来と同様のものが用いられる。なお
、第２の発明の製造方法を実施するためには、この継手
には、プロペラシャフトチューブに溶接された時にプロ
ペラシャフトチューブ内部と連通する注入孔及び空気抜
き孔が形成されていることが必要である。通常２個の貫
通孔が形成され、一方が注入孔とされ、他方が空気抜き
孔とされる。もちろん２１ｍ１以上の複数個の孔を設け
ることもさしつかえない。

第１の発明の最大の特徴は、プロペラシャフトチューブ
内に、発泡ウレタン樹脂とアスファルトとの混合物から
なる発泡樹脂が発泡して形成された発泡制振体が充填さ
れているところにある。この発ａ　ｉｌｌ　ｍ体は耐熱
性に優れているため経時の熱劣化の程度が小さく、制振
作用を長期間高度に維持することができる。

なお、発泡制振体中には、アスファルトが４０〜８０重
優％含有されていることが望ましい。アスファルトの含
有量が４０重量％より少ないと熱劣化しやすくなり、８
０重量％より多くなると発泡制振体の密度が大きくなっ
て重量が増大するとともに制振作用に劣るようになる。

上記第１発明のプロペラシャフトを製造するための最も
適切な製造方法である第２の発明を以下に説明する。

第２発明の自動重用プロペラシャフトの製造方法は、筒
状のプロペラシャフトチューブの端部に注入孔及び空気
抜き孔をもつ継手を溶接する溶接工程と、 継手の注入孔よりプロペラシャフトチューブ内に発泡ウ
レタン樹脂とアスファルトとの混合物からなる発泡樹脂
を注入して発泡させる注入工程と、注入孔及び空気抜き
孔を塞ぐシール工程、と、よりなる事を特徴とする。

溶接工程は、筒状のプロペラシャフトチューブの端部に
継手を溶接する工程である。この溶接工程時には、プロ
ペラシャフトチューブ内には通常何も充填されておらず
、溶接時の熱による不具合が生じない。

注入工程は、継手の注入孔よりプロペラシャフトチュー
ブ内に発泡樹脂を注入して発泡させる工程である。

発泡樹脂とは、発泡ウレタン樹脂とアスファルトとが混
合された樹脂をいう。発泡ウレタン樹脂としては、通常
ポリエーテルポリオールとイソシアネート樹脂とよりな
り、さらに触媒、架橋剤、発泡剤、整泡剤などが混合さ
れた従来と同様のものを用いることができる。またアス
ファルト仁しては、プローンアスファルト、ストレート
アスファルトのいずれも使用できるが、コスト低減の面
からみればストレートアスファルトを用いるのが好まし
い。

なお、この注入工程では、プロペラシャフトチューブ内
を発泡樹脂が発泡して充填するに伴って、内部の空気は
１個または複数個の空気抜き孔より外部へ排出される。

シール工程は発泡樹脂が発泡、固化した後、注入孔と空
気抜き孔を塞ぐ工程であり、ゴム、樹脂などにより形成
されたキャップをそれぞれの孔に嵌合する方法、ペース
ト状未硬化樹脂をそれぞれの孔に充填した後硬化させる
方法、あるいは発泡樹脂自体で孔を塞いでシールする方
法などにより行なうことができる。このシール工程の目
的は、プロペラシャフトチューブ内に水などが浸入する
のを防止することにあり、この目的を達成するものであ
れば、種々の方法を採用することができる。

［発明の作用および効果］ 本発明のプロペラシャフトでは、プロペラシャフトチュ
ーブ内部に発泡ウレタン樹脂とアスファルトとの混合物
からなる発泡樹脂が発泡して形成された発泡制振体が充
填されている。従って、プロペラシャフトチューブの一
端から振動が入力されても、その振動はプロペラシャフ
トチューブ内を進行するに伴って内部の発泡制振体によ
る減衰吸収作用を受けて次第に減衰する。後述の試験例
にも示すように、この制振作用は従来のウレタン発泡体
より優れているが、これはアスファルトの粘性効果によ
るものと推察される。また、この発泡制振体は耐熱性に
優れているため、熱劣化の程度が小さい。従ってエンジ
ン排気管の熱などにより高温にさらされても、吸音、制
振性能を長期間高度に維持することができる。

また本発明の自動車用プロペラシャフトの製造方法では
、発泡樹脂を発泡させる注入工程より前に、プロペラシ
ャフトチューブと継手とが溶接される。従って溶接時の
熱が発泡制振体に伝わるおそれがないので、発泡樹脂は
プロペラシャフトチューブと継手との溶接部まで充填す
ることができる。

従って本発明の製造方法により得られた自動車用プロペ
ラシャフトによれば、上記したように熱劣化を防止する
とともに、プロペラシャフトチューブには端末部まで発
泡制振体が充填され、従来のような空洞がほとんど存在
しないように構成することができる。従って騒音、振動
の抑止効果に特に優れ、またプロペラシャフトチューブ
内部で発泡制振体が移動するような不具合もないので、
新たに騒音撮動の発生源となるのが確実に防止される。

［実施例］ 以下実施例により具体的に説明する。

第１図に本発明の一実施例の自動車用プロペラシャフト
の断面図を示す。このプロペラシャフトは、筒状のプロ
ペラシャフトチューブ１と、プロペラシャフトチューブ
１の両端にそれぞれ溶接されたフランジヨーク２．５と
、プロペラシャフトチューブ１内に充填された発泡制振
体３と、より構成される。

発泡υ１振体３は発泡ウレタン樹脂とアスファルトとが
同時に発泡して形成されたものであり、−端はフランジ
ヨーク５に接し、他端はフランジヨーク２近傍まで伸び
て充填されている。

なお、フランジヨーク２にはプロペラシャフトチューブ
１に連通する２つの孔２２．２３が形成され、それぞれ
ゴム製シール材４が嵌合して外部からの水などの侵入を
防止している。

このプロペラシャフトの製造方法を以下に説明する。

（溶接工程） まず第２図に示すように、プロペラシャフトチューブ１
の一端開口より、フック式継手の一部を構成するフラン
ジヨーク２の端部を挿入し、第３図に示すように、結合
部分を溶接により一体的に結合する。なおフランジヨー
ク２の２つのフランジ部２０．２１の中間には、注入孔
２２および空気抜き孔２３が穿設されており、溶接によ
り注入孔２２および空気抜き孔２３はプロペラシャフト
チューブ１内部と連通している。またプロペラシャフト
チューブ１の他端には、貫通孔をもたない従来のフラン
ジヨーク５が溶接されて閉塞されている。

（注入工程） ポリプロピレングリコール（商品名ｒＦＡ７２０］三洋
化成工業株式会社製）１００重量部と、ストレートアス
ファルト１８２．６重ｆｆ１部とを混合してエマルショ
ンとする。このエマルションに、さらに触媒としてのダ
プコ３３ＬＶをＯ，ｆＢｔｌｌｉ部と、架橋剤としての
トリエタノールアミンを８重Ｍ部と、発泡剤としての水
を２．５重量部と、整泡剤としてのシリコン０．１５１
ｆｉ部とを混合し、イソシアネート（商品名ｒＣＲ−２
００」三井東圧化学株式会社製）７１．５重間部を混合
してフランジヨーク２に設けられた注入孔２２よりプロ
ペラシャフトチューブ１内へ注入する。そして常温で、
または加温して上記樹脂混合物を発泡させ、第４図に示
すようにプロペラシャフトチューブ１の端末部まで発泡
制振体３を充填する。このとき発泡樹脂の体積の増大に
伴って押し吊される空気は、フランジヨーク２に設けら
れた空気抜き孔２３より外部へ排出される。

（シール工程） 発泡制振体３が発泡固化した後、第１図に示すようにゴ
ム製シール材４を注入孔２２および空気抜き孔２３に嵌
合してシールする。

そしてフランジヨーク２．５に十字軸を介して出力、ま
たは入力ヨークが結合され、プロペラシャフトが製造さ
れる。

上記した本発明の一実施例の製造方法により得られたプ
ロペラシャフトでは、第１図に示すように、発泡量Ｊｉ
体３がプロペラシャフトチューブ１の一端から他端まで
充填しているので、騒音、振動の抑止効果に優れている
。また発泡制振体３がプロペラシャフトチューブ１内で
移動するような不具合がないので、新たな騒音振動発生
源となることもない。

（試験例） 本発明のプロペラシャフト内部に充填される発泡制振体
の熱老化特性および制振特性を測定した。

熱老化特性は、実施例と同一組成の発泡樹脂を調製し、
この発泡樹脂よりＪＩＳＫ６３０１のダンベル３号（厚
さ１０ｍｍ）を形成した。そしてＪ　ｒｓＫ６３０１に
示されるギヤオーブン中で５００時間老化させ、２００
ｍｍ／分の速度で引張ってその伸び率を測定した。その
結果を老化させる前の測定結果と合わせて表に示す。

また、制振特性は、実施例と同一組成の発泡樹脂を発泡
、硬化させ、さらに上記と同様に５００時間熱老化させ
たものを試験片とし、片持ばり式に保持された鉄板に１
０ｍｍの厚さでその試験片を粘着テープで貼り付ける。

そして一端側から発蛋機で振動させ、減衰を測定して損
失係数を粋出した。結果を表に示す。

なお、比較のために、アスファルトを含まないこと以外
は実施例と同様の組成の発泡ウレタン樹脂を用いて、上
記と同様に熱老化特性と制振特性を測定した。また、そ
の発泡ウレタン樹脂から形成された試験片に、実施例と
同様のアスファルトを含浸させて熱老化させたものを試
料として、上記と同様に熱老化特性と制振特性を測定し
た。それぞれの結果を表に示す。

表より、従来のウレタン発泡体は熱老化させる前は良好
な伸び率を示しているが、熱老化後には伸び率は２０％
低下し、損失係数も非常に小さくなっている。またアス
ファルトを単に含浸したものでは、損失係数は高（良好
な制振特性を示しているが、伸び率が小さく、熱老化さ
せるとアスファルトが浸み出して伸び率も大きく低下し
ている。

一方、本発明に関わる発泡制振体では、良好な伸び率を
示すとともに、熱老化後には伸び率は上昇する傾向すら
見られる。また損失係数も高く、良好な制振特性を示し
ていることが明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例のプロペラシャフト
に係わる図であり、第１図はその断面図、第２図はプロ
ペラシャフトチューブとフランジヨークの結合前の状態
を示す要部斜視図、第３図はプロペラシャフトチューブ
とフランジヨークとを溶接して結合した状態を示す断面
図、第４図は注入工程で発泡ウレタン樹脂が発泡して固
化した状態を示す断面図である。第５図は従来の製造方
法により製造されたプロペラシャフトの断面図である。 １・・・プロペラシャフトチューブ ２．５・・・フランジヨーク（継手） ３・・・発泡制振体　　　　４・・・シール材２０１２
１・・・フランジ部 ２２・・・注入孔　　　　　　　２３・・・空気抜き孔
第１図 第５図 第２図 ′＄３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）筒状のプロペラシャフトチューブと、該プロペラ
   シャフトチューブの両端にそれぞれ固定された継手と、 該プロペラシャフトチューブの内部に充填された発泡制
   振体と、よりなる自動車用プロペラシャフトにおいて、 該発泡制振体は発泡ウレタン樹脂とアスファルトとの混
   合物からなる発泡樹脂が発泡して形成されたものである
   ことを特徴とする自動車用プロペラシャフト。
2. （２）発泡制振体中にはアスファルトが４０〜８０重量
   ％含有されている特許請求の範囲第１項記載の自動車用
   プロペラシャフト。
3. （３）筒状のプロペラシャフトチューブの端部に注入孔
   及び空気抜き孔をもつ継手を溶接する溶接工程と、 該継手の該注入孔より該プロペラシャフトチューブ内に
   発泡ウレタン樹脂とアスファルトとの混合物からなる発
   泡樹脂を注入して発泡させる注入工程と、 該注入孔及び該空気抜き孔を塞ぐシール工程と、よりな
   る事を特徴とする自動車用プロペラシャフトの製造方法
   。
4. （４）発泡樹脂にはアスファルトが４０〜８０重量％含
   有されている特許請求の範囲第３項記載の自動車用プロ
   ペラシャフトの製造方法。