JP2016148371A - 車両用シャフト - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な加工によりオイル保持特性を向上させる車両用シャフトを提供する。【解決手段】車両用変速機８に備えられ、複数のスプライン歯１２を外周部に備えた車両用シャフト１０であって、車両用シャフト１０の軸心Ｃ方向において直列に配置された一対のスプライン歯１２の相互間にオイル供給路１６を備え、スプライン歯１２における歯底１８は、スプライン歯１２の延伸方向における中央部１８ｃが端部１８ｅよりも小径側に掘り下げられた曲面とされたものであることから、歯底１８にオイルを保持できることに加え、一回の加工により歯底１８を形成することができる。すなわち、簡単な加工によりオイル保持特性に優れた車両用シャフト１０を提供することができる。【選択図】図２

Description

本発明は、車両用シャフトに関し、特に、簡単な加工によりオイル保持特性を向上させるための改良に関する。

車両用変速機に備えられ、複数のスプライン歯を外周部に備えた車両用シャフトが知られている。斯かる車両用シャフトにおいて、潤滑性を向上させるための技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載されたスプライン機構がその一例である。この技術によれば、インプットシャフトに設けられたスプライン歯の歯底に、オイル溜め用の溝が、前記スプライン歯の長手方向（延伸方向）と直角に延びる方向に設けられていることで、簡単な構成により潤滑性を向上させることができるとされている。

特開昭５１−６２２４１号公報

しかし、前記従来の構成では、スプライン歯の長手方向と直角に延びる方向に複数の溝を切る必要があり、加工数が増えるという弊害があった。このような課題は、車両用シャフトの性能向上を意図して本発明者が鋭意研究を続ける過程において新たに見出したものである。

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、簡単な加工によりオイル保持特性に優れた車両用シャフトを提供することにある。

斯かる目的を達成するために、本発明の要旨とするところは、車両用変速機に備えられ、複数のスプライン歯を外周部に備えた車両用シャフトであって、前記車両用シャフトの軸心方向において直列に配置された一対の前記スプライン歯の相互間にオイル供給路を備え、前記スプライン歯における歯底は、そのスプライン歯の延伸方向における中央部が端部よりも小径側に掘り下げられた曲面とされたことを特徴とするものである。

このようにすれば、前記車両用シャフトの軸心方向において直列に配置された一対の前記スプライン歯の相互間にオイル供給路を備え、前記スプライン歯における歯底は、そのスプライン歯の延伸方向における中央部が端部よりも小径側に掘り下げられた曲面とされたものであることから、前記歯底にオイルを保持できることに加え、一回の加工により前記歯底を形成することができる。すなわち、簡単な加工によりオイル保持特性に優れた車両用シャフトを提供することができる。

本発明が好適に適用される車両用シャフトの構成を例示する図であり、一部を軸心を含む平面で切断して示す部分断面図を含む側面図である。 図１の車両用シャフトにおける破線で囲繞して示す部分の具体的な構成を例示する斜視図である。 図２に示す部分を軸心方向に視た様子を示す正面図である。 図２に示す部分を軸心を含む平面で切断して示す断面図である。 従来の車両用シャフトにおけるスプライン歯が形成された部分を例示する斜視図である。 図５に示す部分を軸心方向に視た様子を示す正面図である。 図５に示す部分を軸心を含む平面で切断して示す断面図である。

以下、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明する。以下の説明に用いる図面において、各部の寸法比等は必ずしも正確には描かれていない。

図１は、本発明が好適に適用される車両用シャフト１０（以下、単にシャフト１０という）の構成を例示する図であり、一部を軸心Ｃを含む平面で切断して示す部分断面図を含む側面図である。本実施例のシャフト１０は、車両用変速機８（以下、単に変速機８という）に備えられ、その変速機８における入力側から出力側までの動力伝達経路の一部を形成する動力伝達軸である。好適には、前記変速機８における入力軸（インプットシャフト）である。前記変速機８は、好適には、運転者による図示しないシフトレバーの手動操作により複数の変速段を選択的に成立させることにより、前記駆動源から入力される回転を所定の変速比で減速或いは増速して出力する公知の手動変速機（マニュアルトランスミッション）である。図１においては、前記変速機８の詳しい構成を省略している。

前記シャフト１０には、内周側における軸心Ｃを含む箇所に中空１４が形成されている。この中空１４は、前記軸心Ｃを中心軸とする略円柱形状の空間に相当する。前記中空１４は、後述するように、前記シャフト１０の外周側へオイルを供給するためのオイル供給路の一部として機能する。

図１に示すように、前記シャフト１０は、複数（本実施例では、図３に示すように１８本）のスプライン歯１２を外周部に備えている。前記複数のスプライン歯１２は、前記シャフト１０の外周部における周方向に、略均等な間隔で設けられている。前記スプライン歯１２は、前記シャフト１０の軸心Ｃ方向に延伸して設けられている。すなわち、前記スプライン歯１２の延伸方向は、前記シャフト１０の軸心Ｃ方向と一致する。換言すれば、前記シャフト１０は、その外周部に、前記軸心Ｃ方向に延伸する複数の嵌合溝（スプライン溝）を備えている。

前記シャフト１０には、前記変速機８の要素としての図示しないギヤ及びシンクロメッシュ機構等が組み付けられる。すなわち、前記ギヤの内周側、前記シンクロメッシュ機構におけるシンクロハブの内周側には、前記シャフト１０に備えられた前記スプライン歯１２と相互に噛み合わされるスプライン歯が形成されている。前記ギヤの内周側或いは前記シンクロメッシュ機構におけるシンクロハブの内周側に形成された前記スプライン歯が、前記シャフト１０に備えられた前記スプライン歯１２と嵌合（スプライン嵌合）されることで、前記ギヤ及び前記シンクロメッシュ機構等が、前記シャフト１０に対してその外周側に組付けられる。

図５は、本実施例のシャフト１０との比較のために、従来の車両用シャフト１００（以下、単にシャフト１００という）における一部構成の具体例を示す斜視図である。図５に示す構成は、本実施例のシャフト１０における図１に破線で囲繞して示す部分に相当する構成である。図６は、図５に示す部分を軸心Ｃ方向に視た様子を示す正面図である。図７は、図５に示す部分を軸心Ｃを含む平面で切断して示す断面図である。図５〜図７に示すシャフト１００は、本実施例のシャフト１０と同様に、車両用変速機に備えられた入力軸である。前記シャフト１００は、複数のスプライン歯１０２を外周部に備えている。このスプライン歯１０２は、本実施例のシャフト１０における前記スプライン歯１２に相当する。前記スプライン歯１０２における歯底は、前記シャフト１００の軸心Ｃ方向に延伸する長手状の平面である。すなわち、前記スプライン歯１０２における歯底は、前記軸心Ｃ方向の位置にかかわらず、略均一な径寸法に対応する面とされている。図５〜図７においては、前記シャフト１００における前記スプライン歯１０２に対応する部分を、前記シャフト１００の軸心Ｃに垂直な平面で切断して図示しており、図５及び図６においては左上から右下への破線によるハッチングで切断面を示している。

図５〜図７に示すように、前記シャフト１００には、内周側における軸心Ｃを含む箇所に中空１０４が形成されている。この中空１０４から径方向外側へ向けて、複数のオイル供給路１０６が貫通して設けられている。すなわち、前記オイル供給路１０６は、前記中空１０４から前記シャフト１００の外周面までを貫通（連通）する貫通穴であり、正面視において径方向に放射状に形成されている。前記中空１０４内に供給された潤滑油（オイル）は、前記シャフト１００の回転に伴う遠心力により、前記オイル供給路１０６を介して前記シャフト１００の外周側へ供給される。すなわち、前記中空１０４及び前記オイル供給路１０６は、前記シャフト１００の外周側へオイルを供給するためのオイル供給路の一部として機能する。

前記シャフト１００を備えた車両用変速機において、車両運転中には前記シャフト１００がその軸心Ｃを中心として回転駆動される。斯かる状態においては、前記シャフト１００の回転に伴い回転させられる図示しないギヤによりオイルが掻き上げられる等して、前記シャフト１００の外周部に設けられたスプライン歯１０２にオイルが供給される。一方、停車時には前記シャフト１００の回転が停止させられ、それに伴い前記ギヤ等の回転も停止させられる。斯かる状態においては、図７に破線矢印で示すように、前記スプライン歯１０２に供給されたオイル（特に、鉛直方向上側のオイル）が重力で流れ落ちる。この状態で車両の運転が再開される（再始動される）と、前記スプライン歯１０２に十分なオイルが供給されていない所謂オイルレスの状態で前記スプライン歯１０２に係る転動が行われる。すなわち、前記シャフト１０の回転速度がある程度上昇するまで前記スプライン歯１０２に係る部分に対するオイルの供給が不十分となり、装置の耐久性に影響が出るおそれがある。

以上に説明した従来の技術における問題を解決するために、従来の対応としては、前記車両用変速機内に供給されるオイルの量を多くして内部潤滑を早める手法が考えられる。しかしながら、斯かる手法では、供給されるオイルの量を増やすことで原価及び質量が増加すると共に、撹拌抵抗の増加により伝達効率が悪化するという新たな弊害を生じさせるものであった。前記問題を解決するために、他の従来の対応としては、前記シャフト１００の回転速度が比較的低速である状態においてもオイルを掻き上げられるように、オイル供給装置を設定する手法が考えられる。しかしながら、斯かる手法では、前記オイル供給装置を追加することにより部品点数が増加し、製造コスト及び質量が増加するという新たな弊害を生じさせるものであった。すなわち、前記何れの手法においても、新たな弊害を生じさせることなく前記スプライン歯１０２に係る構成における潤滑性を向上させることは困難であった。

前記従来の技術における問題を解決するため、本実施例のシャフト１０は、図２〜図４に示すような構成を備えている。図２は、本実施例のシャフト１０におけるシャフトスプライン部、すなわち図１に破線で囲繞して示す部分の具体的な構成を例示する斜視図である。図３は、図２に示す部分を軸心Ｃ方向に視た様子を示す正面図である。図４は、図２に示す部分を軸心Ｃを含む平面で切断して示す断面図である。図２〜図４においては、前記シャフト１０における前記スプライン歯１２に対応する部分すなわち図１に破線で囲繞して示す部分を、前記シャフト１０の軸心Ｃに垂直な平面で切断して図示しており、図２及び図３においては左上から右下への破線によるハッチングで切断面を示している。

図２〜図４に示すように、前記シャフト１０には、前記中空１４から径方向外側へ向けて、複数（本実施例では２本）のオイル供給路１６が貫通して設けられている。すなわち、前記オイル供給路１６は、前記中空１４から前記シャフト１０の外周面までを貫通（連通）する貫通穴であり、正面視において径方向に放射状に形成されている。前記中空１４内に供給されたオイル（潤滑油）は、前記シャフト１０の回転に伴う遠心力により、前記オイル供給路１６を介して前記シャフト１０の外周側へ供給される。すなわち、前記中空１４及び前記オイル供給路１６は、前記シャフト１０の外周側へオイルを供給するためのオイル供給路の一部として機能する。

図２〜図４に示すように、本実施例のシャフト１０において、前記スプライン歯１２における歯底１８は、そのスプライン歯１２の延伸方向すなわち軸心Ｃ方向における中央部１８ｃが、両端部１８ｅよりも小径側に掘り下げられた曲面とされたものである。本実施例において、前記スプライン歯１２における歯底１８とは、相互に隣接する前記スプライン歯１２相互間における谷底である。換言すれば、前記シャフト１０の外周部の周方向に関して、径寸法が極小となる部分に相当する。

図２〜図４等に示すように、本実施例のシャフト１０においては、前記軸心Ｃ方向に、略等しい径寸法とされた一対のスプライン歯１２が直列に配置されている。それら一対のスプライン歯１２相互間には、前記シャフト１０の周方向全周に渡って、前記シャフト１０が径方向に掘り下げられた溝部２０が形成されている。この溝部２０には、前記スプライン歯１２が形成されていない。前記オイル供給路１６は、前記溝部２０において前記シャフト１０の外周側に開口している。

図２及び図４に示すように、本実施例のシャフト１０において、前記スプライン歯１２は、前記軸心Ｃ方向に延伸する部分それぞれについて前述の構成とされている。すなわち、前記軸心Ｃ方向に延伸する一続きの前記スプライン歯１２それぞれにおける歯底１８が、前記両端部１８ｅよりも前記中央部１８ｃが小径側に掘り下げられた曲面とされている。すなわち、本実施例において、前記歯底１８における前記スプライン歯１２の延伸方向の端部１８ｅとは、前記軸心Ｃ方向に連続する一続きの前記スプライン歯１２を単位としたそのスプライン歯１２の延伸方向に関しての前記歯底１８の端部である。前記歯底１８における前記スプライン歯１２の延伸方向の中央部１８ｃとは、前記軸心Ｃ方向に連続する一続きの前記スプライン歯１２を単位としたそのスプライン歯１２の延伸方向に関しての前記歯底１８の中央部である。

前述した本実施例の構成によれば、前記両端部１８ｅよりも前記中央部１８ｃが小径側に掘り下げられた曲面とされていることで、図４に破線で示すように、前記スプライン歯１２における前記歯底１８（特に、鉛直方向上側の歯底１８）にオイルが保持される。すなわち、停車状態からの車両発進時等において、前記シャフト１０の回転速度が十分に上がりきらない状態においても、必要十分なオイルが存在する状態で前記スプライン歯１２が転動させられる。本実施例のシャフト１０によれば、前記変速機８内に供給されるオイルの量を従来技術よりも低減できるため、撹拌抵抗の低減による伝達効率の向上、質量低減、及び原価低減等の効果を実現できる。更に、前記スプライン歯１２におけるオイル保持特性が向上するため、部品寿命の向上、組付け性向上、及びＮＶ（騒音振動）の低減等の効果を実現できる。すなわち、前記変速機８に備えられたシャフト１０において、前記スプライン歯１２が形成されたシャフトスプライン部における小径部分をくぼみ形状とすることで、その部分にオイル溜まりとしての機能を付与できる。これにより、新たな弊害を生じさせることなく、始動時すなわち前記シャフト１０の回転開始時の潤滑性向上を実現できる。

本発明によれば、前記シャフト１０の軸心Ｃ方向において直列に配置された一対の前記スプライン歯１２の相互間にオイル供給路１６を備え、前記スプライン歯１２における歯底１８は、そのスプライン歯１２の延伸方向における中央部１８ｃが端部１８ｅよりも小径側に掘り下げられた曲面とされたものであることから、前記歯底１８にオイルを保持できることに加え、一回の加工により前記歯底１８を形成することができる。すなわち、工数を増加させることなく、簡単な加工によりオイル保持特性に優れたシャフト１０を提供することができる。

更に、本実施例によれば、前記歯底１８が前記軸心Ｃ方向に延伸して形成されており、前記軸心Ｃ方向に段差形状すなわち径寸法が急峻に変化させられる形状を有しないため、前記シャフト１０の変形による応力集中を好適に避けることができる。前記歯底１８が前記軸心Ｃ方向に延伸して形成されているため、その歯底１８を加工する際（すなわちスプライン歯１２を加工する際）にバリが出にくいという効果も得られる。

以上、本発明の好適な実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲内において種々の変更が加えられて実施されるものである。

８：車両用変速機、１０：車両用シャフト、１２：スプライン歯、１６：オイル供給路、１８：歯底、１８ｃ：中央部、１８ｅ：端部

Claims (1)

1. 車両用変速機に備えられ、複数のスプライン歯を外周部に備えた車両用シャフトであって、
   前記車両用シャフトの軸心方向において直列に配置された一対の前記スプライン歯の相互間にオイル供給路を備え、
   前記スプライン歯における歯底は、該スプライン歯の延伸方向における中央部が端部よりも小径側に掘り下げられた曲面とされたものである
   ことを特徴とする車両用シャフト。

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