JP2024046476A - Connection structure between differential gear and shaft - Google Patents
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Abstract
【課題】車両振動等の不快な現象の発生を抑制できる、ディファレンシャルギヤとシャフトとの連結構造を提供する。【解決手段】ディファレンシャルギヤ20と出力軸50との連結構造であって、(a)出力軸50の一端部は、ディファレンシャルギヤ20のサイドギヤ34に連結され、(b)出力軸50の他端部は、出力軸50の第1軸線C1方向にスライド可能な等速ジョイント80に連結され、(c)出力軸50とサイドギヤ34とは、スプライン嵌合を介して連結され、(d)スプライン嵌合されている出力軸50の嵌合歯52aの歯面52sには、凹部54が設けられている。【選択図】図1[Problem] To provide a connection structure between a differential gear and a shaft that can suppress the occurrence of unpleasant phenomena such as vehicle vibration. [Solution] A connection structure between a differential gear 20 and an output shaft 50, in which (a) one end of the output shaft 50 is connected to a side gear 34 of the differential gear 20, (b) the other end of the output shaft 50 is connected to a constant velocity joint 80 that is slidable in the direction of a first axis C1 of the output shaft 50, (c) the output shaft 50 and the side gear 34 are connected via spline fitting, and (d) a recess 54 is provided on a tooth surface 52s of a fitting tooth 52a of the output shaft 50 that is spline fitted. [Selected Figure] Figure 1
Description
本発明は、車両旋回中に一対の駆動輪に対し適宜回転速度差を許容するディファレンシャルギヤと、シャフトと、の連結構造に関する。 The present invention relates to a connection structure between a differential gear and a shaft, which allows an appropriate difference in rotational speed between a pair of drive wheels while the vehicle is turning.
ディファレンシャルギヤとシャフトの一端部とがスプライン嵌合によりすきまばめ、すなわち自由嵌め合いされたディファレンシャルギヤとシャフトとの連結構造であって、シャフトの他端部がトリポード型ユニバーサルジョイントに連結されたものが知られている。例えば、特許文献1に記載されたものがそれである。特許文献1には、ディファレンシャルギヤとシャフトとの連結構造において、ボール及び押圧部材が設けられることによりスプライン嵌合における周方向(=回転方向)のガタが詰められることが記載されている。また、ボールが押圧されるシャフトの係合部の穴の形状をすり鉢形状とすることでシャフトの軸線方向の位置決めをすることが可能になることが記載されている。 A connection structure between the differential gear and the shaft in which the differential gear and one end of the shaft are loosely fitted, that is, freely fitted, by spline fitting, and the other end of the shaft is connected to a tripod type universal joint. It has been known. For example, that is what is described in Patent Document 1. Patent Document 1 describes that in a connection structure between a differential gear and a shaft, by providing a ball and a pressing member, play in the circumferential direction (=rotational direction) in spline fitting is reduced. It is also described that the shaft can be positioned in the axial direction by making the hole in the engaging portion of the shaft into which the ball is pressed into a mortar shape.
しかし、特許文献1に記載されたディファレンシャルギヤとシャフトとの連結構造においても、シャフトはディファレンシャルギヤに対して軸線方向にガタを有する。また、シャフトの軸線方向の位置決めがスナップリング等の止め輪で行われている場合においても、シャフトはディファレンシャルギヤに対して軸線方向にガタを有する。 However, even in the connection structure between the differential gear and the shaft described in Patent Document 1, the shaft has backlash in the axial direction relative to the differential gear. Also, even when the shaft is positioned in the axial direction by a retaining ring such as a snap ring, the shaft has backlash in the axial direction relative to the differential gear.
トリポード型ユニバーサルジョイントのように軸線方向にスライド可能な等速ジョイントにおいては、ジョイント部が交差角を有する状態である場合、径方向の外周側に配置されたアウタ部材の内周面に設けられた案内溝と、径方向の内周側に配置されたインナ部材のトリポードに設けられた各ローラとの間にスライド現象(=相対滑り現象)が生じて、これが軸線方向のスラスト力を誘起する。このスラスト力により、シャフトに振動が発生してこの振動がシャフトの両端部にそれぞれ連結されたディファレンシャルギヤ及び駆動輪へ伝達されることにより車両振動等の不快な現象が生じるおそれがある。 In constant velocity joints that can slide in the axial direction, such as tripod universal joints, when the joint parts are in a state where they have a cross angle, a sliding phenomenon (relative slip phenomenon) occurs between the guide grooves on the inner peripheral surface of the outer member located on the radially outer side and the rollers on the tripods of the inner member located on the radially inner side, which induces a thrust force in the axial direction. This thrust force generates vibrations in the shaft, which are transmitted to the differential gears and drive wheels connected to both ends of the shaft, and this may cause unpleasant phenomena such as vehicle vibrations.
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、車両振動等の不快な現象の発生を抑制できる、ディファレンシャルギヤとシャフトとの連結構造を提供することにある。 The present invention has been made against the background of the above circumstances, and its purpose is to provide a connection structure between a differential gear and a shaft that can suppress the occurrence of unpleasant phenomena such as vehicle vibration. be.
本発明の要旨とするところは、ディファレンシャルギヤとシャフトとの連結構造であって、(a)前記シャフトの一端部は、前記ディファレンシャルギヤのサイドギヤに連結され、(b)前記シャフトの他端部は、前記シャフトの軸線方向にスライド可能な等速ジョイントに連結され、(c)前記シャフトと前記サイドギヤとは、スプライン嵌合を介して連結され、(d)前記スプライン嵌合されている前記シャフトの嵌合部の歯面には、凹部が設けられていることにある。 The gist of the present invention is a connection structure between a differential gear and a shaft, in which (a) one end of the shaft is connected to a side gear of the differential gear, and (b) the other end of the shaft is connected to a side gear of the differential gear. , connected to a constant velocity joint that is slidable in the axial direction of the shaft, (c) the shaft and the side gear are connected via spline fitting, and (d) the spline fitting of the shaft The tooth surface of the fitting portion is provided with a recess.
本発明のディファレンシャルギヤとシャフトとの連結構造によれば、前記スプライン嵌合されている前記シャフトの嵌合部の歯面には、凹部が設けられている。シャフトの嵌合部の歯面に凹部が設けられていない場合に比較して、凹部が設けられている場合には潤滑油が保持されやすいため、シャフトの軸線方向の摩擦力が低減させられる。これにより、シャフトは、ディファレンシャルギヤのサイドギヤに対して摩擦力が低減されたことにより軸線方向に移動しやすくなる。この軸線方向におけるサイドギヤに対するシャフトの相対的な移動のしやすさにより、シャフトの他端部に連結された等速ジョイントにおいて誘起されたスラスト力が低減される。スラスト力の低減によりシャフトでの振動が低減されるため、シャフトの両端部にそれぞれ連結されたディファレンシャルギヤ及び駆動輪への振動の伝達が低減される。これにより、車両振動等の不快な現象の発生が抑制される。 According to the connection structure between the differential gear and the shaft of the present invention, a recess is provided on the tooth surface of the fitting portion of the shaft that is spline-fitted. Compared to a case where a recess is not provided on the tooth surface of the fitting portion of the shaft, when a recess is provided, lubricating oil is more easily retained, and frictional force in the axial direction of the shaft is reduced. As a result, the shaft is more likely to move in the axial direction due to the reduced frictional force against the side gear of the differential gear. This relative ease of movement of the shaft with respect to the side gear in the axial direction reduces the thrust force induced in the constant velocity joint connected to the other end of the shaft. The reduction in thrust force reduces vibration in the shaft, and therefore the transmission of vibration to the differential gear and drive wheels connected to both ends of the shaft is reduced. This suppresses the occurrence of unpleasant phenomena such as vehicle vibration.
以下、本発明の実施例について図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、以下の実施例において図は適宜簡略化或いは変形されており、各部の寸法比及び形状等は必ずしも正確に描かれていない。 The following describes in detail the embodiments of the present invention with reference to the drawings. Note that in the following embodiments, the drawings have been simplified or modified as appropriate, and the dimensional ratios and shapes of the various parts are not necessarily drawn accurately.
図1は、実施例に係るディファレンシャルギヤ20と出力軸50との連結構造を説明する図である。出力軸50は、本発明における「シャフト」に相当する。 Figure 1 is a diagram illustrating the connection structure between the differential gear 20 and the output shaft 50 according to the embodiment. The output shaft 50 corresponds to the "shaft" in the present invention.
トランスアクスル10は、不図示のトランスミッション(=変速機)とファイナルドライブギヤ(=終減速機)とを同じハウジング70内に組み込んだユニットである。ファイナルドライブギヤは、トランスミッションからの動力を最終的に減速し、トルクを増やしてドライブシャフト(=一対の駆動輪を駆動する回転軸)に伝えるギヤで、ディファレンシャルギヤ20と一体になっている。
The transaxle 10 is a unit that incorporates a transmission (not shown) and a final drive gear (not shown) in the
ディファレンシャルギヤ20は、例えば自動変速機の出力軸から伝達された走行用駆動力を受けて、一対の出力軸50,60に対し適宜回転速度差を許容しつつ相互に等しい駆動トルクを伝達する。
The differential gear 20 receives driving force transmitted from, for example, an output shaft of an automatic transmission, and transmits equal driving torque to the pair of
ディファレンシャルギヤ20は、デフケース22、一対のピニオン24,26、及び一対のサイドギヤ連結軸30,40を備える。デフケース22は、軸受を介して非回転部材であるハウジング70に支持され、第1軸線C1まわりに回転可能とされている。円柱状のピニオンシャフト28の両端部がデフケース22に保持されているため、ピニオンシャフト28は、第1軸線C1を中心にしてデフケース22と一体的に回転する。一対のピニオン24,26のそれぞれは、例えば傘歯歯車であって、ピニオンシャフト28の外周に回転可能な状態でそれぞれ嵌め付けられている。不図示のデフリングギヤは、例えばボルトによってデフケース22に固定されている。トランスミッションからの動力は、デフリングギヤを経由してデフケース22に伝達される。
The differential gear 20 includes a
サイドギヤ連結軸30は、第1軸線C1方向に延びる円筒状の軸部32と、軸部32の一端部に設けられたサイドギヤ34と、を備える。サイドギヤ34は、一対のピニオン24,26のそれぞれに噛み合い且つ第1軸線C1を中心に回転可能であって、例えば傘歯歯車である。軸部32の内周面には、嵌合歯32aが設けられている。なお、第1軸線C1は、本発明における「軸線」に相当し、サイドギヤ34は、本発明における「サイドギヤ」に相当する。
The side gear connecting shaft 30 comprises a
出力軸50は、その一端部に設けられた第1軸線C1方向に延びる円筒状の小径軸部52と、その他端部に設けられた第1軸線C1方向に延びる円筒状の大径軸部56と、を備える。小径軸部52の外周面には、嵌合歯52aが設けられている。大径軸部56の内周面には、第1軸線C1方向に延びる3個の案内溝56aが設けられている。出力軸50の嵌合歯52aは、サイドギヤ連結軸30の軸部32に設けられた嵌合歯32aとスプライン嵌合されている。このように、出力軸50とサイドギヤ34とは、スプライン嵌合を介して連結されている。このスプライン嵌合は、すきまばめ、すなわち自由嵌め合いである。なお、嵌合歯52aは、本発明における「嵌合部」に相当する。
The output shaft 50 includes a cylindrical small-
出力軸50は、スナップリング等の止め輪68により、サイドギヤ連結軸30の軸部32に対して第1軸線C1方向の位置決めがされている。止め輪68による位置決めにおいて、出力軸50は、軸部32に対して第1軸線C1方向にガタを有する。
The output shaft 50 is positioned in the first axis C1 direction relative to the
車輪駆動軸90は、その一端部が出力軸50と等速ジョイント80で連結され、その他端部が不図示の一対の駆動輪のうちの一方に連結されている。等速ジョイント80は、例えばトリポード型ユニバーサルジョイントである。車輪駆動軸90の一端部には、トリポード84を介して3個のローラ86が設けられている。3個のローラ86は、それぞれ出力軸50の大径軸部56の内周面に設けられた案内溝56aにそれぞれ嵌め入れられている。この案内溝56aに3個のローラ86が嵌め入れられた部分が、等速ジョイント80のジョイント部82である。ジョイント部82において、出力軸50の大径軸部56の第1軸線C1と車輪駆動軸90の第2軸線C2とが交差角θ[deg](≠0)を有する状態である場合には、出力軸50が回転すると、各ローラ86が案内溝56a内を第1軸線C1方向に移動させられる。交差角θは、第1軸線C1と第2軸線C2とがなす角度である。これにより、大径軸部56の内周面に設けられた案内溝56aと、車輪駆動軸90の一端部に設けられた各ローラ86との間にスライド現象が生じて、これが第1軸線C1方向のスラスト力Fth(図2(b)参照)を誘起する。このスラスト力Fthにより、出力軸50及び車輪駆動軸90に振動が発生する。
One end of the wheel drive shaft 90 is connected to the output shaft 50 by a constant velocity joint 80, and the other end is connected to one of a pair of drive wheels (not shown). The constant velocity joint 80 is, for example, a tripod-type universal joint. Three
サイドギヤ連結軸40は、第1軸線C1方向に延びる円筒状の軸部42と、軸部42の一端部に設けられたサイドギヤ44と、を備える。サイドギヤ44は、一対のピニオン24,26にそれぞれ噛み合い且つ第1軸線C1を中心に回転可能であって、例えば傘歯歯車である。軸部42及びサイドギヤ44の内周面には、嵌合歯40aが設けられている。
The side
出力軸60は、その一端部に設けられた第1軸線C1方向に延びる円筒状の軸部を有し、その軸部の外周面には嵌合歯62aが設けられている。出力軸60の嵌合歯62aは、サイドギヤ連結軸40の軸部42及びサイドギヤ44に設けられた嵌合歯40aとスプライン嵌合されている。出力軸60の他端部は、不図示の車輪駆動軸を介して一対の駆動輪のうちの他方に連結されている。
The
出力軸50及び車輪駆動軸90並びに出力軸60及び不図示の車輪駆動軸は、それぞれ一対のドライブシャフトを構成する。
The output shaft 50 and the wheel drive shaft 90, and the
図2は、ディファレンシャルギヤ20にスプライン嵌合されている出力軸50の嵌合歯52aの歯面52sの形状を説明する図であって、(a)は、図1に示す切断線II‐IIで切断されたサイドギヤ連結軸30の軸部32及び出力軸50の小径軸部52の断面図であり、(b)は、図2(a)に示す切断線X‐Xで切断された、スプライン嵌合されているサイドギヤ連結軸30の軸部32及び出力軸50の小径軸部52の断面図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating the shape of the
図2(a)に示すように、サイドギヤ連結軸30の軸部32及び出力軸50の小径軸部52は、例えば角型スプラインでスプライン嵌合されている。
As shown in FIG. 2(a), the
図2(b)に示すように、スプライン嵌合されている箇所において、サイドギヤ連結軸30の軸部32の歯面32sと、出力軸50の嵌合歯52aの歯面52sと、が互いに対向している。歯面32sの凹凸に比較して、歯面52sの凹凸の方が大きい。具体的には、歯面32sには、凹凸が設けられていないのに対して、歯面52sには、第1軸線C1方向に周期的な凹凸が設けられている。このように、歯面52sは、第1軸線C1方向に周期的な凹部54を複数有する。凹部54は、例えば歯面52sにホブ等による切削加工や砥石による研削加工など、種々の加工方法により形成される。また、必要に応じて高周波焼入や浸炭焼入等の表面硬化処理が施される。歯面32sと歯面52sとの間に潤滑油が導入されることにより、歯面32sに対する歯面52sの第1軸線C1方向の摩擦力が小さくなる。歯面52sには凹部54が設けられているため、歯面32sと歯面52sとの間には潤滑油が保持されやすい。
As shown in FIG. 2B, at the spline-fitted portion, the
本実施例のディファレンシャルギヤ20と出力軸50との連結構造によれば、(a)出力軸50の一端部は、ディファレンシャルギヤ20のサイドギヤ連結軸30が備えるサイドギヤ34に連結され、(b)出力軸50の他端部は、出力軸50の第1軸線C1方向にスライド可能な等速ジョイント80に連結され、(c)出力軸50とサイドギヤ34とは、スプライン嵌合を介して連結され、(d)スプライン嵌合されている出力軸50の嵌合歯52aの歯面52sは、第1軸線C1方向に周期的に複数設けられた凹部54を有する。出力軸50の嵌合歯52aの歯面52sに凹部54が設けられていない場合に比較して、凹部54が設けられている場合には潤滑油が保持されやすいため、出力軸50の第1軸線C1方向の摩擦力が低減させられる。軸部32に対して出力軸50が有する第1軸線C1方向のガタの大きさの分だけ、出力軸50は、摩擦力が低減されたことにより第1軸線C1方向に移動しやすくなる。第1軸線C1方向におけるサイドギヤ連結軸30の軸部32に対する出力軸50の相対的な移動のしやすさ(すなわち、第1軸線C1方向において軸部32に対して出力軸50が実質的に伸縮しやすいこと)により、出力軸50の他端部に連結された等速ジョイント80において誘起されたスラスト力Fthが低減される。スラスト力Fthの低減により出力軸50及び車輪駆動軸90での振動が低減されるため、出力軸50及び車輪駆動軸90にそれぞれ連結されたディファレンシャルギヤ20及び駆動輪への振動の伝達が低減される。これにより、車両振動等の不快な現象の発生が抑制される。
According to the connection structure between the differential gear 20 and the output shaft 50 of this embodiment, (a) one end of the output shaft 50 is connected to the side gear 34 provided on the side gear connection shaft 30 of the differential gear 20, (b) the other end of the output shaft 50 is connected to a constant velocity joint 80 that can slide in the first axis C1 direction of the output shaft 50, (c) the output shaft 50 and the side gear 34 are connected via a spline fit, and (d) the
以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はその他の態様においても適用される。 The above describes in detail an embodiment of the present invention based on the drawings, but the present invention can also be applied in other aspects.
前述の実施例では、出力軸50の嵌合歯52aは、サイドギヤ連結軸30の軸部32に設けられた嵌合歯32aとスプライン嵌合された態様であったが、本発明はこれに限らない。例えば、サイドギヤ連結軸30が内周側に中空部を有するサイドギヤ34のみを備える場合、出力軸50の嵌合歯52aは、そのサイドギヤ34の内周面に設けられた嵌合歯にスプライン嵌合される態様であっても良い。
In the above embodiment, the
前述の実施例では、嵌合歯52aの歯面52sは、第1軸線C1方向に周期的に複数設けられた凹部54を有する態様であったが、本発明はこれに限らない。例えば、歯面52sに凹部54が非周期的に複数設けられた態様であっても良いし、凹部54が単数(1箇所)だけ設けられた態様であっても良い。このような態様であっても、凹部54が設けられていない場合に比較して、凹部54が設けられている場合には潤滑油が保持されやすいため、出力軸50の第1軸線C1方向の摩擦力が低減させられる。これにより、等速ジョイント80において誘起されたスラスト力Fthのディファレンシャルギヤ20及び駆動輪への伝達が低減されて車両振動等の不快な現象の発生が抑制される。
In the above embodiment, the
前述の実施例では、等速ジョイント80は、第1軸線C1方向にスライド可能な3個のローラ86が設けられたトリポード型ユニバーサルジョイントであったが、本発明はこれに限らない。本発明における等速ジョイント80は、第1軸線C1方向にスライド可能であれば良く、例えば出力軸50の大径軸部56の内周面に4個の案内溝56aが設けられ、4個の案内溝56aにローラ86がそれぞれ嵌め入れられたユニバーサルジョイントであっても良いし、クロスグルーブ型ユニバーサルジョイントであっても良い。
In the above embodiment, the constant velocity joint 80 is a tripod type universal joint provided with three
前述の実施例では、スプライン嵌合は、角型スプラインの形状であったが、インボリュートスプラインの形状であっても良い。 In the above embodiment, the spline engagement was in the form of a square spline, but it may also be in the form of an involute spline.
なお、上述したのはあくまでも本発明の実施例であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。 The above is merely an example of the present invention, and the present invention can be implemented in various forms with various modifications and improvements based on the knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the invention.
20:ディファレンシャルギヤ、34:サイドギヤ(サイドギヤ)、50:出力軸(シャフト)、52a:嵌合歯(嵌合部)、52s:歯面、54:凹部、80:等速ジョイント、C1:第1軸線(軸線) 20: differential gear, 34: side gear, 50: output shaft, 52a: mating teeth, 52s: tooth surface, 54: recess, 80: constant velocity joint, C1: first axis
Claims (1)
前記シャフトの一端部は、前記ディファレンシャルギヤのサイドギヤに連結され、
前記シャフトの他端部は、前記シャフトの軸線方向にスライド可能な等速ジョイントに連結され、
前記シャフトと前記サイドギヤとは、スプライン嵌合を介して連結され、
前記スプライン嵌合されている前記シャフトの嵌合部の歯面には、凹部が設けられている
ことを特徴とするディファレンシャルギヤとシャフトとの連結構造。 A connection structure between a differential gear and a shaft,
one end of the shaft is connected to a side gear of the differential gear,
The other end of the shaft is connected to a constant velocity joint that is slidable in the axial direction of the shaft,
The shaft and the side gear are connected via spline fitting,
A connection structure between a differential gear and a shaft, characterized in that a recess is provided in a tooth surface of a fitting portion of the spline-fitted shaft.
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