JP2006329293A

JP2006329293A - 回転駆動力伝達機構

Info

Publication number: JP2006329293A
Application number: JP2005152256A
Authority: JP
Inventors: Toru Mabuchi; 徹馬渕
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-05-25
Filing date: 2005-05-25
Publication date: 2006-12-07

Abstract

【課題】シャフトの一端部に連結されたトリポート型の第１の等速ジョイントと他端部に連結されたトリポート型の第２の等速ジョイントとの位相角度を最適に設定することにある。
【解決手段】第１の等速ジョイント１０ａと第２の等速ジョイント１０ｂは、それぞれ同一の構成からなり、その位相角度が６０度±（公差）だけ異なる逆位相となるように対向配置され、前記公差は、シャフト１４の両端部にそれぞれ設けられたセレーション歯３６の歯数をＺとすると（１８０／Ｚ）度となり（但し、小数点以下は切り上げるものとする）、且つ車両の仕様に関するＮＶＨ（NOISE, VIBRATION,HARSHNESS）特性曲線を上限として設定される。
【選択図】図１

Description

本発明は、シャフトの両端部にそれぞれトリポート型の等速ジョイントが連結された回転駆動力伝達機構に関する。

例えば、自動車等の車両において、駆動軸から従動軸に対して回転駆動力を伝達するために、継手としての等速ジョイントが一般的に使用されている。

本出願人は、従駆動軸の動力伝達系を構成する伝達構造を簡素化して小型・軽量化を図るために、従駆動力が伝達される入力側シャフトの両端部に、トラニオンの外周面に直接的に嵌合される転動ローラを有するトリポートジョイントをそれぞれ設けた４輪駆動車両用従駆動力伝達構造を提案している（特許文献１）。

この場合、入力側シャフトの一端部に連結される一方のトリポートジョイントと、他端部に連結される他方のトリポートジョイントとではその位相が１８０度異なる逆位相に構成されている。

特開平９−１１２５６５号公報

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、シャフトの一端部に連結されたトリポート型の第１の等速ジョイントと他端部に連結されたトリポート型の第２の等速ジョイントとの位相角度を最適に設定することが可能な回転駆動力伝達機構を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、シャフトを間にした一方の端部に軸方向に沿って摺動可能なトリポート型の第１の等速ジョイントがセレーション結合され、他方の端部に軸方向に沿って摺動可能なトリポート型の第２の等速ジョイントがセレーション結合されて回転駆動力を伝達するための機構であって、
前記第１の等速ジョイントと前記第２の等速ジョイントは、それぞれ同一の構成からなり、その位相角度が６０度±（公差）だけ異なる逆位相となるように対向配置され、
前記公差は、シャフトの両端部にそれぞれ設けられたセレーション歯の歯数をＺとすると（１８０／Ｚ）度となり（但し、小数点以下は切り上げるものとする）、且つ車両の仕様に関するＮＶＨ（NOISE, VIBRATION,HARSHNESS）特性曲線を上限として設定されることを特徴とする。

本発明によれば、第１の等速ジョイントと第２の等速ジョイントとを逆位相とし、ＮＶＨ特性曲線をその上限とし且つ前記ＮＶＨ特性曲線と所定仕様（ｘ）の水平直線によって設定される位相角度を６０度±（公差）として予め設定しておくことにより、セレーション結合されるセレーション歯及びセレーション溝の成形加工時における位相管理が不要となり、成形加工工程を簡素化してコストダウンを図ることができる。

セレーション結合されるセレーション歯及びセレーション溝の成形加工時における位相差が発生した場合であっても、前記位相差を吸収してシャフトの一端部に連結されたトリポート型の第１の等速ジョイントと他端部に連結されたトリポート型の第２の等速ジョイントとの位相角度を最適に設定することができる。

本発明に係る回転駆動力伝達機構について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。

図１において参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る回転駆動力伝達機構を示し、この回転駆動力伝達機構１０は、シャフト１４と、前記シャフト１４を間にして一方の端部にセレーション結合され軸方向に摺動可能なトリポート型の第１の等速ジョイント１０ａと、前記トリポート型の等速ジョイント１０ａとその位相角度が後述するように所定角度だけ異なる逆位相となるように他方の端部にセレーション結合され軸方向に摺動可能なトリポート型の第２の等速ジョイント１０ｂによって構成される。

なお、前記トリポート型の等速ジョイント１０ａ、１０ｂは一方と他方とがそれぞれ同一構造によって構成されるため、その一方のみを説明し他方の説明を省略する。

図２に示されるように、このトリポート型の等速ジョイント１０ａ（１０ｂ）は、図示しない第１軸の一端部に一体的に連結されて開口部を有する有底円筒状の外輪部材１２と、第２軸であるシャフト１４の一端部に固着されて外輪部材１２の孔部内に収納されるインナ部材１６とを含む。

さらに前記等速ジョイント１０ａ（１０ｂ）は、一端部が前記外輪部材１２の端部外周面に嵌着され他端部が前記シャフト１４の外周部に嵌着される樹脂製の継手用ブーツ１８と、前記継手用ブーツ１８の一端部及び他端部をそれぞれ緊締する図示しない大径及び小径のブーツバンドとを含む。

前記外輪部材１２の内壁面には、軸線方向に沿って延在し、軸心の回りにそれぞれ１２０度の間隔をおいて３本の案内溝２６ａ〜２６ｃが形成される（但し、案内溝２６ｂ、２６ｃは図示するのを省略している）。前記案内溝２６ａ〜２６ｃは、断面が曲線状に形成された天井部２０と、前記天井部２０の両側に相互に対向し断面円弧状に形成された摺動部２２ａ、２２ｂとから構成される。

シャフト１４にはリング状部分を含むスパイダ２８がセレーション嵌合され、前記スパイダ２８の外周面には、それぞれ案内溝２６ａ〜２６ｃに向かって膨出し軸心の回りに１２０度の間隔をおいて３本のトラニオン３０ａ〜３０ｃが一体的に形成される（但し、トラニオン３０ｂ、３０ｃは、それぞれ図示するのを省略している）。前記各トラニオン３０ａ（３０ｂ、３０ｃ）は、外径が一定の円柱状に形成される。

前記トラニオン３０ａ（３０ｂ、３０ｃ）の外周部には、複数本の転動体３２を介してリング状のローラ部材３４が外嵌される。前記転動体３２は、例えば、ニードル、ころ等を含む転がり軸受けであればよい。なお、前記転動体３２を設けることがなく、トラニオン３０ａ（３０ｂ、３０ｃ）の外周部に対して図示しないローラ部材（リング体）を摺動自在に直接装着するようにしてもよい。

前記シャフト１４の両端部には、それぞれ、シャフト１４の軸線に沿って延在する所定の歯長からなり、周方向に連続して形成された複数のセレーション歯３６を有する嵌合部を備える。一方、前記スパイダ２８の内周面には、前記シャフト１４のセレーション歯３６に嵌合する複数の直線状のセレーション溝３８が形成された被嵌合部が設けられる。

この場合、前記シャフト１４のセレーション歯３６が前記スパイダ２８のセレーション溝３８に対してセレーション嵌合することにより、前記シャフト１４に対してトラニオン３０ａ〜３０ｃを含むスパイダ２８が強固に固定される。

本実施の形態に係る回転駆動力伝達機構１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。

自動車が走行する際には、図示しないディファレンシャルギアの作用下に、等速ジョイント１０ａ（１０ｂ）が回転動作する。この回転力は、外輪部材１２を介してシャフト１４に伝達され、最終的にハブベアリング等によって回動自在に軸支された図示しないタイヤが所定方向に回転する。

本実施の形態では、シャフト１４を間にして一方の端部にセレーション結合されたトリポート型の等速ジョイント１０ａと、他方の端部にセレーション結合されたトリポート型の等速ジョイント１０ｂとのその位相角度が６０度±（公差）だけ異なる逆位相となるように設定されることにより、誘起スラスト力に起因して発生するシャフト１４の軸方向への振動が互いに反対方向となって打ち消され、前記軸方向への振動を好適に防止することができる。

すなわち、本実施の形態では、前記第１の等速ジョイント１０ａと前記第２の等速ジョイント１０ｂとを、それぞれ同一構成とし、その位相角度が６０度±（公差）だけ異なる逆位相となるように対向配置されている（図３参照）。従って、図４Ａに示されるように、逆位相に対向配置された本実施の形態では、第１の等速ジョイント１０ａと第２の等速ジョイント１０ｂによって発生するシャフト１４の中央部へ向かう振動（軸力）が相互に反対方向となって互いに打ち消されるように作用するため（矢印参照）、シャフト１４は軸方向に沿ってほとんど動作することがない。

これに対して、図４Ｂに示されるように、同位相に対向配置された比較例では、第１の等速ジョイント１０ａと第２の等速ジョイント１０ｂとによって発生するシャフト１４の中央部へ向かう振動（軸力）が互いに同方向となって加重されるため（矢印参照）、シャフト１４は軸方向の一端部側又は他端部側の左右に振れるように動作する。

次に、位相角度の公差について説明する。この公差は、シャフト１４の両端部にそれぞれ設けられたセレーション歯３６の歯数をＺとすると（１８０／Ｚ）度と表され（但し、小数点以下は切り上げるものとする）、且つ車両特性に関するＮＶＨ（NOISE, VIBRATION,HARSHNESS）の特性曲線Ｔをその上限として前記ＮＶＨ特性曲線Ｔの下側に設定される。

具体例を用いて以下に説明する。シャフト１４のセレーション歯３６の歯数Ｚが、例えば、２５歯であると仮定すると、３６０度／２５歯＝１４．４度となり、小数点以下を切り上げて±で表示すると、公差は、±８度に設定される。なお、図５は、シャフト１４の端部に形成されたセレーション歯３６のピッチ円径Ｑとピッチと公差との関係を示したものであり、この場合、セレーション歯３６の１歯分の公差幅が１４．４度となる。

従って、トリポート型の第１の等速ジョイント１０ａのトラニオン３０ａ〜３０ｂを有するスパイダ２８と、トリポート型の第２の等速ジョイント１０ｂのトラニオン３０ａ〜３０ｂのスパイダ２８との位相角度は、６０±８度（公差）の範囲に設定されると最適である。

さらに、自動車（車両）のＮＶＨ（NOISE, VIBRATION,HARSHNESS）の特性曲線Ｔと位相角度との関係を示すと、図６となる。この場合、「ＮＶＨ」とは、NOISE, VIBRATION, HARSHNESSを意味し、これらを低下させることは自動車の技術開発にとって最重要課題である。

従って、位相角度６０度のときにＮＶＨ特性曲線Ｔが最も低下し、このＮＶＨ特性曲線Ｔを上限とし前記ＮＶＨ特性曲線Ｔを超えない下部側で、且つ所定の仕様（ｘ）に係る水平直線Ｒと前記ＮＶＨ特性曲線Ｔとの交点（ｔ１、ｔ２）を通る鉛直線（前記位相角度６０の両側で±８度の位相角度（公差））によって囲繞される領域Ｓ（図６中の斜線部分）に設定されるとよい。

この場合、従来技術では、シャフト１４の一方の端部に形成されるセレーション歯３６と他方の端部に形成されるセレーション歯３６との間で位相差が発生しないように、両端のセレーションの位相管理をした状態でシャフト１４の両端部に対する転造成形が行われている。また、従来技術では、スパイダ２８の内壁のセレーション溝３８とトラニオン３０ａ〜３０ｃの軸線との間の位置関係を考慮してスパイダが製造されている。

本実施の形態では、第１の等速ジョイント１０ａと第２の等速ジョイント１０ｂとを逆位相とし、ＮＶＨ特性曲線Ｔをその上限とし且つ前記ＮＶＨ特性曲線Ｔと所定仕様（ｘ）の水平直線Ｒとの交点（ｔ１、ｔ２）によって設定される位相角度を６０度に対する±公差として予め設定しておくことにより、前記のような成形加工時における位相管理が不要となり、成形加工工程を簡素化してコストダウンを図ることができる。

すなわち、本実施の形態では、シャフト１４の左右に加工成形されるセレーションの位相を考慮することがなく、転造ラック等を用いてシャフト１４に対する転造作業を簡便に遂行することができ、また、トラニオン３０ａ〜３０ｃとの位置関係を考慮することがなくスパイダ２８の内壁へのセレーション溝加工を遂行することができる。

換言すると、本実施の形態では、成形加工時において一方と他方のセレーション歯との間に仮に位相差が発生した場合であっても、前記位相差が好適に吸収されるようにセレーション１歯分の公差幅（シャフト１４に対してスパイダ２８を組み付けた状態における最大の公差幅）が予め設定されており、成形加工時の位相管理が不要となる。

さらに本実施の形態では、シャフト１４の両端部に成形されるセレーション歯の１歯分の位相差（公差）がＮＶＨの領域Ｓ内に収まるように歯数Ｚを任意に設定することができる。

なお、本実施の形態では、エンジンからの回転駆動力をタイヤに向かって伝達する回転駆動力伝達軸を含む回転駆動力伝達機構に基づいて説明しているがこれに限定されるものではなく、回転駆動力の伝達を伴わない従駆動力伝達軸を有する従駆動力伝達機構に適用してもよいことは勿論である。

本発明の実施の形態に係る回転駆動力伝達機構の軸線方向に沿った一部省略縦断面構造図である。前記回転駆動力伝達機構を構成するトリポート型の等速ジョイントの軸線と直交する方向に沿った部分拡大縦断面図である。第１の等速ジョイントのトラニオンと第２の等速ジョイントのトラニオンとの位相角度を示す側面図である。図４Ａは、本発明の実施の形態に係る回転駆動力伝達機構であって第１の等速ジョイントと第２の等速ジョイントとが逆位相に対向配置された状態を示す一部省略縦断面図であり、図４Ｂは、比較例に係る回転駆動力伝達機構であって第１の等速ジョイントと第２の等速ジョイントとが同位相に対向配置された状態を示す一部省略縦断面図である。シャフトの端部に形成されたセレーション歯のピッチ円直径とピッチと公差との関係を示す部分拡大図である。ＮＶＨと位相角度との関係を示す特性図である。

符号の説明

１０…回転駆動力伝達機構１０ａ、１０ｂ…等速ジョイント
１２…外輪部材１４…シャフト
２６ａ〜２６ｃ…案内溝２８…スパイダ
３０ａ〜３０ｃ…トラニオン３４…ローラ部材
３６…セレーション歯３８…セレーション溝

Claims

シャフトを間にした一方の端部に軸方向に沿って摺動可能なトリポート型の第１の等速ジョイントがセレーション結合され、他方の端部に軸方向に沿って摺動可能なトリポート型の第２の等速ジョイントがセレーション結合されて回転駆動力を伝達するための機構であって、
前記第１の等速ジョイントと前記第２の等速ジョイントは、それぞれ同一の構成からなり、その位相角度が６０度±（公差）だけ異なる逆位相となるように対向配置され、
前記公差は、シャフトの両端部にそれぞれ設けられたセレーション歯の歯数をＺとすると（１８０／Ｚ）度となり（但し、小数点以下は切り上げるものとする）、且つ車両の仕様に関するＮＶＨ（NOISE, VIBRATION,HARSHNESS）特性曲線を上限として設定されることを特徴とする回転駆動力伝達機構。