JP2019177759A - 動力伝達装置の減衰構造 - Google Patents

Abstract

【課題】車体に発生する振動を、伝達用シャフトを用いて低減可能な動力伝達装置の減衰構造を提供すること。【解決手段】オイルが内部に満たされて成るミッションケースと、前記ミッションケース内部に配置され、エンジンの動力が伝達されて回転するアウトプットシャフトと、前記ミッションケースに挿入される挿入部を有し、前記アウトプットシャフトに係合して回転が伝達される伝達用シャフトと、を備え、前記伝達用シャフトは、前記ミッションケース内において孔部と、前記孔部の開口部に設けられるダンパ部と、を有する、動力伝達装置の減衰構造【選択図】図２

Description

本発明は、動力伝達装置の減衰構造に関する。

従来、デファレンシャル装置の強制振動を抑制し、プロペラシャフトの優れたレイアウト性を確保するために、出力軸保持部から突出するスリーブヨークの後端にパワーユニット側締結フランジを結合する一方、プロペラシャフトの前端部にワークユニット側締結フランジに締結するプロペラシャフト側締結フランジを設けて成る車両用プロペラシャフトの締結部構造などがある（特許文献１参照）。

特開２００７−２３０３３７号公報

なお、車両が走行していると、車体に対して撓み及びねじれなどの変形が生じる。車体が変形すると、例えばプロペラシャフトなどの駆動力を伝達するためのシャフト部材に軸線方向に沿った動きが生じる。この伝達用シャフトの軸線方向に沿った動きによって、乗車の快適性などに関わる車体の振動が生じる可能性がある。
しかしながら、上述したプロペラシャフトでは、シャフトの軸線方向に沿った動きに起因する車体の振動を抑制することは困難であった。

これに鑑みて、本発明が解決しようとする課題は、車体に発生する振動を、伝達用シャフトを用いて低減可能な動力伝達装置の減衰構造を提供することである。

前記課題を解決するための手段として、本発明に係る動力伝達装置の減衰構造は、オイルが内部に満たされて成るミッションケースと、前記ミッションケース内部に配置され、エンジンの動力が伝達されて回転するアウトプットシャフトと、前記ミッションケースに挿入される挿入部を有し、前記アウトプットシャフトに係合して回転が伝達される伝達用シャフトと、を備え、前記伝達用シャフトは、前記ミッションケース内において孔部と、前記孔部の開口部に設けられるダンパ部と、を有する。

本発明に係る動力伝達装置の減衰構造において、前記アウトプットシャフトは、内周面に歯が設けられて成り、前記アウトプットシャフトの軸線方向に沿って延在する凹部を有し、前記伝達用シャフトは、前記挿入部の外周面において前記凹部に挿入されたときに前記歯に歯合するスプライン部を有し、前記孔部は、前記挿入部の端部において前記伝達用シャフトの軸線方向に沿って設けられることが好ましい。

本発明に係る動力伝達装置の減衰構造において、前記ダンパ部は、前記孔部の前記開口部を覆うカバー部と、前記カバー部に設けられる貫通孔とを有することが好ましい。

本発明に係る動力伝達装置の減衰構造において、前記ダンパ部は、前記孔部の前記開口部を覆うカバー部と、前記カバー部に設けられ、一方向にのみ開弁することが可能な少なくとも２つの弁体とを有し、前記弁体は、開弁方向が前記伝達用シャフトの軸線方向の一方側又は他方側を指向するように互いに逆向きに設けられることが好ましい。

本発明に係る動力伝達装置の減衰構造において、前記孔部は中空であり、前記ダンパ部は、前記孔部の前記開口部を気密に覆う、可撓性を有する膜部材であることが好ましい。

本発明によると、オイルで満たされたミッションケース内に挿入されて成る伝達用シャフトに軸方向に沿った動きが生じた際に、つまり伝達シャフトがミッションケースに対して挿抜方向に動いた際に、オイルと動いている伝達用シャフトの孔部及びダンパ部とによって伝達用シャフトの動きが減衰される。これにより、伝達用シャフトの動きに起因する車体振動を、伝達用シャフトを用いて低減可能な動力伝達装置の減衰構造を提供することができる。

図１は本発明の一実施形態である動力伝達装置の減衰構造が設けられる位置を示す模式図である。 図２は、動力伝達装置の減衰構造の一部拡大断面図である。 図３（ａ）〜（ｃ）は、図２に示したダンパ部及び他の変形例を示す一部拡大断面図である。

本発明に係る動力伝達装置の減衰構造の一実施形態について、図１及び図２を参照しつつ説明する。
なお、図１は本発明の一実施形態である動力伝達装置の減衰構造が設けられる位置を示す模式図である。図２は、動力伝達装置の減衰構造の一部拡大断面図である。

図１に示すように、車両１００には、エンジン１０１と、トランスミッション１０２と、プロペラシャフト１０３とが設けられている。図示する車両１００は後輪駆動車として示している。
エンジン１０１は、ガソリンなどを燃焼させることで車両が走行するための動力を発生することが可能な内燃機関である。本発明においては、動力源として機能するものであればエンジンに限らず、電動のモータであっても良い。
トランスミッション１０２は、動力源であるエンジン１０１の動力を、適宜のギアを用いてトルク、回転数及び回転方向などを変えてプロペラシャフト１０３に伝達する。本発明においては、ギアに代えてベルト及びプーリなどを用いた無段変速機であっても良い。
プロペラシャフト１０３は、トランスミッション１０２から後方に延在し、適宜のギア、ユニバーサルジョイントなどを介して、エンジン１０１の動力をトランスミッション１０２から駆動輪に対して伝達する軸状部材である。プロペラシャフト１０３は本発明における伝達用シャフトの一形態である。本発明における伝達用シャフトは、駆動源から動力を取り出し、伝達する軸状部材である限り、全輪駆動車におけるプロペラシャフト、前輪駆動車におけるドライブシャフトなどであっても良い。

図１に曲線矢印で一例を示すように、車両１００には走行によって撓み及びねじれなどの小さな変形が生じる。車両１００の車体を構成する骨格部材、その他の防振部材などで撓みなどを抑えているが、完全に抑えることは困難である。車両１００の撓みなどによって、プロペラシャフト１０３がその軸線方向に沿った前後方向の微小な動きを生じることがある。このプロペラシャフト１０３の動きが種々の部材を介して車両１００に伝達されると、車両１００に振動が生じる。車両１００に振動が生じると、乗車の快適性が低下する可能性がある。よって、シャフトの軸線方向に沿った動きに起因する車両１００の振動を抑制する必要がある。

図２には、トランスミッション１０２とプロペラシャフト１０３との接続部位の断面図を示している。本実施形態に係る動力伝達装置の減衰構造は、ミッションケース１と、アウトプットシャフト２と、プロペラシャフト１０３とを備える。

図２において後端部分が示されているミッションケース１は、トランスミッション１０２において適宜のギアを内蔵する筐体であり、ミッションオイルなどのオイルが内部に満たされる。ミッションケース１の後端部は開口して構成され、オイルの漏出を防止するためにオイルシール３がミッションケース１とプロペラシャフト１０３との間に配設されている。

アウトプットシャフト２は、ミッションケース１内に略前後方向に沿って配設され、上記エンジン１０１からの動力が伝達されて軸線方向を中心に回転する。図２に示すように、アウトプットシャフト２は、後端部において凹部４を有する。凹部４は、アウトプットシャフト２の後端面に設けられ、アウトプットシャフト２の軸線方向に沿って延在する断面円形状の凹状部位である。凹部４の内周面には、凹部４の周方向に沿って歯５が等間隔で列設されて成る。歯５は、アウトプットシャフト２の軸線方向に沿って延在する。
なお、凹部４内にもオイルが満たされている。

プロペラシャフト１０３は、アウトプットシャフト２と軸線を一致させて配置され、ミッションケース１に挿入される挿入部６を有する。また、挿入部６は本体部６１及び縮径部６２を有する。
本体部６１は、円柱形を成し、ミッションケース１の後端開口部から挿入される部位であり、周面がオイルシール３に摺接している。
縮径部６２は、円柱形を成し、本体部６１の前端部から前方に突出する部位であり、本体部６１に比べて径が小さく形成されている。縮径部６２は、図２に示すように、アウトプットシャフト２の凹部４に挿入可能になっている。縮径部６２の外周面には外側に張り出すようにスプライン部６３が突設されている。スプライン部６３は、縮径部６２が凹部４に挿入されたときに、凹部４の歯５と歯合可能に形成されている。歯５とスプライン部６３との歯合によってアウトプットシャフト２とプロペラシャフト１０３との係合状態が実現する。アウトプットシャフト２とプロペラシャフト１０３とが歯５及びスプライン部６３を介して係合することで、アウトプットシャフト２が回転すると、プロペラシャフト１０３も同方向及び同速度で回転することが可能となる。

また、プロペラシャフト１０３は孔部７及びダンパ部８を有している。
具体的には、挿入部６の先端部、つまり縮径部６２の端部において、孔部７が形成されている。孔部７は、プロペラシャフト１０３の軸線方向に沿って延在する断面円形状の凹状部位である。
ダンパ部８は、孔部７の開口部に設けられ、孔部７に作用する圧力変動を減衰する。上述したようにプロペラシャフト１０３には図２に白色矢印で示すようにプロペラシャフト１０３の軸線方向に沿った動きが生じることがある。本発明においてダンパ部としては、プロペラシャフト１０３の動きによって孔部７に作用する圧力が変動したときにその圧力変動を低減することができる限り、様々な形態を採り得る。図２に示したダンパ部８及び変形例であるダンパ部８０及び８００について、図３を参照しつつ詳述する。
なお、図３（ａ）〜（ｃ）は、図２に示したダンパ部８及び変形形態であるダンパ部８０及び８００を示す一部拡大断面図である。

図３（ａ）に示すダンパ部８はカバー部８１とオリフィス８２とを有する。
カバー部８１は、孔部７の開口部に固定的に配置され、該開口部を閉塞する。カバー部８１はオイルによる変質が少ない材料により形成されている。
オリフィス８２は、カバー部８１に形成された小径の貫通孔である。図３（ａ）に矢印で示すように、オリフィス８２を介してオイルが孔部７内に浸入可能となっている。なお、オリフィス８２は、プロペラシャフト１０３に軸線方向に沿った動きが生じていないときには孔部７内にオイルが浸入せず、動きが生じたときにオイルが浸入可能な数、大きさ及び形状に設定されている。

ダンパ部８を有するプロペラシャフト１０３がその軸線方向に沿った動きを生じた場合、挿入部６はミッションケース１内のオイルに満たされた環境下で動くこととなる。つまり、挿入部６はミッションケース１外の空気中で動く場合に比べて、動きに対する抗力をオイルから受けることとなる。この抗力は、挿入部６が軸線方向に沿って動く度に発生する。動きに対する抗力が生じたときに、孔部７及びダンパ部８に対して作用する圧力も変動し、オリフィス８２を通ってオイルが孔部７内に浸入可能である。
一方側への動きが生じたときにオイルがオリフィス８２を通って孔部７内に浸入すると共に、孔部７内がオイルで満たされていれば他方側への動きが生じたときにオイルがオリフィス８２を通って孔部７外に浸出する。

既存のプロペラシャフトには軸線方向に沿った動きを低減する機構が組み込まれていることが多いが、動き自体を完全に無くすことは難しい。図３（ａ）に示した実施形態によれば、プロペラシャフト１０３が軸線方向に沿って動いたとき、特に動き始めのときにプロペラシャフト１０３に対して作用する応力を、オリフィス８２を介したオイルの通過によって低減することができる。つまり、既存のプロペラシャフトにおける軸線方向の動き低減機構では吸収し難かった又は吸収し切れなかった動き始めの応力を、本実施形態に係るプロペラシャフト１０３の孔部７及びダンパ部８によって低減することができる。結果として、乗車の快適性を阻害し得る振動を車体に生じさせ難くすることができる。

図３（ｂ）に示すダンパ部８０はカバー部８０１と第１弁体８０２と第２弁体８０３とを有する。
カバー部８０１は、上記カバー部８１と略同様の部材であり、孔部７の開口部に固定的に配置され、該開口部を閉塞する。
第１弁体８０２は、カバー部８０１に形成され、一方向にのみ開弁することが可能な逆止弁である。また、第２弁体８０３は、第１弁体８０２と同様に、カバー部８０１に形成され、一方向にのみ開弁することが可能な逆止弁である。第１弁体８０２と第２弁体８０３とは、開弁方向がプロペラシャフト１１３の軸線方向の一方側（例えば図３（ｂ）の右側）又は他方側（例えば図３（ｂ）の左側）を指向するように、互いに逆向きに設けられている。図３（ｂ）に矢印で示すように、第１弁体８０２を介してオイルが孔部７内に浸入可能でかつ第２弁体８０３を介してオイルが孔部７内から浸出可能となっている。なお、第１弁体８０２及び第２弁体８０３は、プロペラシャフト１１３に軸線方向に沿った動きが生じていないときには孔部７内外にオイルが浸出入せず、動きが生じたときにオイルが浸出入可能な数、大きさ及び形状に設定されている。

ダンパ部８０を有するプロペラシャフト１１３がその軸線方向に沿った動きを生じた場合、挿入部６はミッションケース１内のオイルに満たされた環境下で動くこととなる。挿入部６が受けるプロペラシャフト１１３の動きに対する抗力が生じたときに、孔部７及びダンパ部８０に対して作用する圧力も変動し、第１弁体８０２及び第２弁体８０３を通ってオイルが孔部７内外に浸出入可能である。
挿入部６がより一層ミッションケース１に挿入される方向（図３（ｂ）の左側）への動きがプロペラシャフト１１３に生じたときにオイルが第１弁体８０２を通って孔部７内に浸入する。また、挿入部６がミッションケース１から抜去される方向（図３（ｂ）の右側）への動きがプロペラシャフト１１３に生じたときにオイルが第２弁体８０３を通って孔部７外に浸出する。

図３（ｂ）に示した実施形態によれば、プロペラシャフト１１３が軸線方向に沿って動いたとき、特に動き始めのときにプロペラシャフト１１３に対して作用する応力を、第１弁体８０２及び第２弁体８０３を介したオイルの通過によって低減することができる。つまり、既存のプロペラシャフトにおける軸線方向の動き低減機構では吸収し難かった又は吸収し切れなかった動き始めの応力を、本実施形態に係るプロペラシャフト１１３の孔部７及びダンパ部８０によって低減することができる。結果として、乗車の快適性を阻害し得る振動を車体に生じさせ難くすることができる。

図３（ｃ）に示すダンパ部８００は膜部８０４を有する。
本実施形態に係る孔部７は中空である。
膜部８０４は、孔部７の開口部に固定的に配置され、該開口部を気密に閉塞する。膜部８０４は可撓性を有する膜状部材であり、オイルによって変質が少ない材料により形成されている。
図３（ｃ）に矢印で示すように、膜部８０４はプロペラシャフト１２３の軸線方向の一方側及び他方側への撓み変形が可能となっている。なお、膜部８０４の撓み変形が生じた後に、膜部８０４自体の復元力によって初期位置に戻る。

ダンパ部８００を有するプロペラシャフト１２３がその軸線方向に沿った動きを生じた場合、挿入部６はミッションケース１内のオイルに満たされた環境下で動くこととなる。挿入部６が受けるプロペラシャフト１２３の動きに対する抗力が生じたときに、孔部７及びダンパ部８００に対して作用する圧力も変動する。この圧力変動に応じて、膜部８０４がプロペラシャフト１２３の軸線方向の一方側及び他方側への撓み変形を生じる。
挿入部６がより一層ミッションケース１に挿入される方向（図３（ｃ）の左側）への動きがプロペラシャフト１２３に生じたときに、膜部８０４がプロペラシャフト１２３の動きとは逆方向（図３（ｃ）の右側）に撓み変形する。また、挿入部６がミッションケース１から抜去される方向（図３（ｃ）の右側）への動きがプロペラシャフト１２３に生じたときに、膜部８０４がプロペラシャフト１２３の動きとは逆方向（図３（ｃ）の左側）に撓み変形する。

図３（ｃ）に示した実施形態によれば、プロペラシャフト１２３が軸線方向に沿って動いたとき、特に動き始めのときにプロペラシャフト１２３に対して作用する応力を、膜部８０４の撓み変形によって低減することができる。つまり、既存のプロペラシャフトにおける軸線方向の動き低減機構では吸収し難かった又は吸収し切れなかった動き始めの応力を、本実施形態に係るプロペラシャフト１２３の孔部７及びダンパ部８００によって低減することができる。結果として、乗車の快適性を阻害し得る振動を車体に生じさせ難くすることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により、本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

１００：車両、１０１：エンジン、１０２：トランスミッション、１０３、１１３及び１２３：プロペラシャフト、１：ミッションケース、２：アウトプットシャフト、３：オイルシール、４：凹部、５：歯、６：挿入部、６１：本体部、６２：縮径部、６３：スプライン部、７：孔部、８、８０及び８００：ダンパ部、８１及び８０１：カバー部、８２：オリフィス、８０２：第１弁体、８０３：第２弁体、８０４：膜部

Claims (5)

1. オイルが内部に満たされて成るミッションケースと、
   前記ミッションケース内部に配置され、エンジンの動力が伝達されて回転するアウトプットシャフトと、
   前記ミッションケースに挿入される挿入部を有し、前記アウトプットシャフトに係合して回転が伝達される伝達用シャフトと、を備え、
   前記伝達用シャフトは、前記ミッションケース内において孔部と、前記孔部の開口部に設けられるダンパ部と、を有する、
   動力伝達装置の減衰構造。
2. 前記アウトプットシャフトは、内周面に歯が設けられて成り、前記アウトプットシャフトの軸線方向に沿って延在する凹部を有し、
   前記伝達用シャフトは、前記挿入部の外周面において前記凹部に挿入されたときに前記歯に歯合するスプライン部を有し、
   前記孔部は、前記挿入部の端部において前記伝達用シャフトの軸線方向に沿って設けられる、
   請求項１に記載の動力伝達装置の減衰構造。
3. 前記ダンパ部は、前記孔部の前記開口部を覆うカバー部と、前記カバー部に設けられる貫通孔とを有する、
   請求項１又は２に記載の動力伝達装置の減衰構造。
4. 前記ダンパ部は、前記孔部の前記開口部を覆うカバー部と、前記カバー部に設けられ、一方向にのみ開弁することが可能な少なくとも２つの弁体とを有し、
   前記弁体は、開弁方向が前記伝達用シャフトの軸線方向の一方側又は他方側を指向するように互いに逆向きに設けられる、
   請求項１又は２に記載の動力伝達装置の減衰構造。
5. 前記孔部は中空であり、
   前記ダンパ部は、前記孔部の前記開口部を気密に覆う、可撓性を有する膜部材である、
   請求項１又は２に記載の動力伝達装置の減衰構造。