JP5803272B2 - 回転体構造 - Google Patents

Description

本発明は、回転体構造に関し、特に、動力を伝達する第１の回転部材と第２の回転部材とがインボリュートスプライン歯を介して連結された回転体構造に関する。

第１の回転部材および第２の回転部材に形成されているスプラインが互いに嵌合されることにより、一体的に構成される回転体構造を有する動力伝達装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

スプライン歯の形状としては、インボリュートスプライン歯が広く用いられており、このインボリュートスプライン歯は、半径方向にガタを有してスプライン結合されるため、調芯力が発生して第１の回転部材と第２の回転部材の回転中心を合致させることができ、動力の伝達効率を向上させることができることが知られている。

回転体構造をベルト式無段変速機のトランスアクスルケースに回転自在に支持したものとしては、例えば、特許文献２に示すものが知られており、スプライン歯をインボリュートスプラインとした場合には、図１８のように示される。
図１８において、回転体構造は、外周部にインボリュートスプライン歯５１ａが形成された出力軸５１と、内周部にインボリュートスプライン歯５１ａに噛合するインボリュートスプライン歯５２ａが形成されたドライブギヤ５２とを備えており、インボリュートスプライン歯５１ａ、５２ａは、半径方向にガタを有する。

ドライブギヤ５２の外周部には外周歯５２ｂが形成されている。このドライブギヤ５２の外周歯５２ｂは、例えば、ドリブンギヤ５３の外周歯５３ａに噛合されており、出力軸５１の駆動力が、ドライブギヤ５２からドリブンギヤ５３に伝達される。
また、ドライブギヤ５２は、ニードルベアリング５４によってトランスアクスルケース５５に回転自在に支持されている。

このような構成を有する回転体構造にあっては、出力軸５１とドライブギヤ５２とが半径方向にガタを有するインボリュートスプライン歯５１ａ、５２ａによって連結されているため、インボリュートスプライン歯５１ａ、５２ａの噛み合い伝達誤差によってインボリュートスプライン歯５１ａ、５２ａの噛み合い点に強制力が発生する。

噛み合い点に強制力が発生すると、回転体構造が振動し、この振動がトランスアクスルケース５５に伝達され、トランスアクスルケース５５の振動が周囲に放射されることにより、ギヤノイズが発生してしまうおそれがある。このギヤノイズは、例えば、振動や騒音（異音）として搭乗者に不快感を与える場合がある。

なお、噛み合い伝達誤差とは、出力軸５１の回転中心とドライブギヤ５２の回転中心がインボリュートスプライン歯５１ａ、５２ａのガタの範囲内で偏芯し、出力軸５１とドライブギヤ５２との理想的な回転運動に対する回転角度誤差（駆動スプラインに対する被駆動スプラインの進みまたは遅れ）のことである。

図１９において、インボリュートスプラインを用いて強制力の発生メカニズムを説明する。
図１９において、一対のインボリュートスプライン歯５１ａ、５２ａの各噛み合い点Ａ１、Ａ２におけるインボリュートスプライン歯５１ａ、５２ａの変位をそれぞれＸ１、Ｘ２とすると、噛み合い伝達誤差ＴＥは次式（１）で表される。

そして、この噛み合い伝達誤差ＴＥによって噛み合い点Ａ１、Ａ２に強制力（噛み合い点の強制力Ｆ１＝−Ｆ２）が発生し、回転体構造が振動すると、この振動がトランスアクスルケース５５に伝達される。
ＴＥ＝Ｘ１−Ｘ２（＝一定） ・・・（１）
次に、インボリュートスプライン歯５１ａ、５２ａの各噛み合い点Ａ１、Ａ２におけるコンプライアンスをそれぞれφ１、φ２とすると、インボリュートスプライン歯５１ａ、５２ａの変位Ｘ１、Ｘ２は次式（２）、（３）で表される。

上記式（１）および式（２）、（３）と、作用・反作用の関係からＦ１＝−Ｆ２となることとを考慮すれば、強制力Ｆ１は次式（４）で表される。

この式（４）中の（１／（φ１＋φ２））は、（Ｆ＝ｋ×ｘ）で示されるバネ定数ｋに相当するものであり、噛み合い点動剛性Ｋｄと称するものである。

この式（４）より、噛み合い点動剛性Ｋｄに噛み合い伝達誤差ＴＥを掛け合わせたものが強制力Ｆとなる。

従来の回転体構造は、図２０に示すように、ドライブギヤ５２からドリブンギヤ５３にギヤ荷重Ｆ３が伝達されると、ギヤ荷重Ｆ３の反力であるスプライン荷重Ｆ４がインボリュートスプライン歯５２ａ、５３ａの噛み合い点に加わる。

このインボリュートスプライン歯５１ａ、５２ａは、ドライブギヤ５２およびドリブンギヤ５３の円周方向に亘って形成されているため、スプライン荷重Ｆ４は、ドライブギヤ５２およびドリブンギヤ５３の円周方向に均一に分布されてしまい、ドライブギヤ５２とニードルベアリング５４との間で円周方向に荷重を受ける部位が一定となる。

したがって、ニードルベアリング５４とトランスアクスルケース５５の接触位置が一定となり、出力軸５１からトランスアクスルケース５５までの振動の伝達経路が同一となる。

伝達系は、出力軸５１およびドライブギヤ５２の形状、ニードルベアリング５４の半径方向のガタ、出力軸５１からトランスアクスルケース５５までの振動の伝達経路等を含んで成立するものである。

本出願人の発明者は、ギヤノイズの発生要因が噛み合い点動剛性と噛み合い伝達誤差に加えて、振動の伝達系によって決定されることに着目し、伝達系の伝達経路にギヤノイズの発生要因が大きく影響されることを見出した。

具体的には、図２１に示すように、振動の伝達経路が一定の場合の伝達経路特性は、共振周波数のピークを有しており、図２２に示すようにノイズ特性である音圧のピークは、伝達経路特性の影響を大きく受けている。

したがって、伝達系の共振周波数のピークは、伝達経路の共振周波数のピークによって決定されることになり、インボリュートスプライン歯５１ａ、５２ａの噛み合い点に発生した強制力が共振周波数を有する伝達系に同一の伝達経路で入力し続けると、共振が成長してしまい、ギヤノイズが発生してしまうのである。

ここで、特許文献１では、回転体構造を構成する第１回転部材（出力軸５１に相当）および第２回転部材（ドライブギヤ５２に相当）に形成されたスプライン歯が互いに圧入されることにより一体的に構成される回転部材を有する車両用動力伝達装置であって、回転部材のいずれか一方向側への回転時に互いに反力を受ける第１回転部材および第２回転部材のスプライン歯の歯面圧入部の一部において、間隙を形成するようにしている。
このように構成することにより、車両の減速および加速に応じて第１の回転部材および第２の回転部材の結合剛性を異ならすことができ、車両の減速および加速に応じて共振周波数を異ならすことができるものとなっている。

したがって、共振周波数を好適に設定することで、減速および加速のいずれにおいてもギヤノイズ波形のピーク点から共振周波数をずらすことで、ギヤノイズを低減することができるものとなっている。

特開２０１０−１６９２１３号公報

しかしながら、特許文献１に記載される回転体構造は、上述したように伝達系の振動の伝達経路に依存するギヤノイズの発生のメカニズムに着目しておらず、ギヤノイズを充分に抑制することができないという問題があった。

本発明は、上述のような従来の問題を解決するためになされたもので、簡素な構成でギヤノイズを低減することができる回転体構造を提供することを目的とする。

本発明に係る回転体構造は、上記目的を達成するため、（１）外周部に第１のインボリュートスプライン歯が形成された第１の回転部材と、内周部に第２のインボリュートスプライン歯が形成された第２の回転部材とを有し、前記第１のインボリュートスプライン歯と前記第２のインボリュートスプライン歯とが半径方向にガタを有して噛み合わされるとともに、前記第２の回転部材が半径方向にガタを有する支持部材を介して本体に回転自在に支持される回転体構造であって、前記第１のインボリュートスプライン歯および前記第２のインボリュートスプライン歯の少なくとも一方が、前記第１の回転部材または前記第２の回転部材の円周方向に対して半分以下の領域に形成され、残りの領域が欠歯されており、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材の噛み合い位置の位相は、円周方向でずれるものから構成されている。

この回転体構造は、第１のインボリュートスプライン歯および第２のインボリュートスプライン歯の少なくとも一方が、第１の回転部材または第２の回転部材の円周方向に対して半分以下の領域に形成され、残りの領域が欠歯しているので、例えば、第２の回転部材に欠歯が形成されている場合には、第１の回転部材と第２の回転部材の回転時に、第１のインボリュートスプライン歯と第２のインボリュートスプライン歯の噛み合い位置の位相が円周方向でずれる。

第１のインボリュートスプライン歯と第２のインボリュートスプライン歯の噛み合い位置の位相が円周方向でずれると、半径方向にガタを有する支持部材に加わる荷重の位相が円周方向でずれ、支持部材と本体の接触位置の位相が円周方向でずれる。

このため、第１、２のインボリュートスプライン歯の噛み合い点に強制力が発生した場合に、振動の伝達経路が時系列で変化し、共振周波数が成長されず、共振周波数のピークが低下する。

この結果、第１インボリュートスプライン歯および第２のインボリュートスプライン歯の少なくとも一方を欠歯するだけの簡素な構成によってギヤノイズを低減することができる。

上記（１）に記載の回転体構造において、（２）前記第１のインボリュートスプライン歯または前記第２のインボリュートスプライン歯が、前記第１の回転部材または前記第２の回転部材の円周方向に対して一部分の領域に連続または非連続で形成されるものから構成されている。

この回転体構造は、第１のインボリュートスプライン歯または第２のインボリュートスプライン歯が、第１の回転部材または第２の回転部材の円周方向に対して連続または非連続で形成されるので、第１のインボリュートスプライン歯と第２のインボリュートスプライン歯の噛み合い位置の位相を円周方向で確実にずらすことができ、振動の伝達経路を時系列で確実に変化させることができる。

上記（１）または（２）に記載の回転体構造において、（３）前記第１のインボリュートスプライン歯または前記第２のインボリュートスプライン歯が、前記第１の回転部材または前記第２の回転部材の円周方向に対して前記半分以下の領域で離隔して形成されており、前記形成領域は、第１の回転部材または前記第２の回転部材の中心軸に対して非対称となっているものから構成されている。

この回転体構造は、第１のインボリュートスプライン歯または第２のインボリュートスプライン歯が形成される領域が、第１の回転部材または第２の回転部材の中心軸に対して非対称となっているので、第１のインボリュートスプライン歯と第２のインボリュートスプライン歯の噛み合い位置の位相を円周方向で確実にずらすことができ、振動の伝達経路を時系列で確実に変化させることができる。

上記（１）ないし（３）に記載の回転体構造において、（４）前記支持部材が転がり軸受またはすべり軸受からなるものから構成されている。
この回転体構造は、支持部材が半径方向にガタを有する転がり軸受またはすべり軸受から構成されるので、第２の回転部材が転がり軸受またはすべり軸受を介して半径方向にガタを有して本体に回転自在に支持される。

このため、第１のインボリュートスプライン歯と第２のインボリュートスプライン歯の噛み合い位置の位相が円周方向でずれたときに、半径方向にガタを有する転がり軸受またはすべり軸受に加わる荷重の位相を円周方向でずらすことができる。このため、支持部材と本体の接触位置の位相を円周方向でずらすことができ、振動の伝達経路を時系列で円周方向に変化させることができる。

上記（１）ないし（４）に記載の回転体構造において、（５）前記第１の回転部材が外周部に前記第１インボリュートスプライン歯が形成された変速機の出力軸から構成され、前記第２の回転部材が、内周部に前記第２のインボリュートスプライン歯が形成されるとともに外周歯を有し、前記外周歯が駆動輪側に設けられたドリブンギヤに噛合するドライブギヤから構成されている。

この回転体構造は、変速機から発生するギヤノイズを低減することができる。

本発明によれば、簡素な構成でギヤノイズを低減することができる回転体構造を提供することができる。

本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、回転体構造を備えるベルト式無段変速機の概略構成図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、回転体構造を示すベルト式無段変速機の要部構成図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、図２の矢印Ａ−Ａ方向矢視断面図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、インボリュートスプラインの位相が０°のときの回転体構造に作用する荷重の関係を示す図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、インボリュートスプラインの位相が１８０°のときの回転体構造に作用する荷重の関係を示す図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、インボリュートスプラインの位相が０°のときの伝達経路特性を示す図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、インボリュートスプラインの位相が９０°のときの伝達経路特性を示す図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、インボリュートスプラインの位相が１８０°のときの伝達経路特性を示す図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、インボリュートスプラインの位相が２７０°のときの伝達経路特性を示す図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、周波数と音圧の関係を示す図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、４点音圧和をベンチ試験によって求めた従来品と本実施の形態の回転体構造の周波数と音圧の関係を示す図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、従来品のギヤ加振応答と周波数の関係を示す図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、本実施の形態の回転体構造のギヤ加振応答と周波数の関係を示す図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、他の構造の回転体構造の断面図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、他の構造の回転体構造の断面図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、他の構造の回転体構造の断面図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、他の構造の回転体構造の断面図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、従来の回転体構造の断面図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、強制力が発生するメカニズムを説明するためのインボリュートスプラインの模式図である。 本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、図１８のＢ−Ｂ方向矢視断面図である。 従来の伝達経路特性を示す図である。 従来の周波数と音圧の関係を示す図である。

以下、本発明に係る回転体構造の実施の形態について、図面を用いて説明する。
図１〜図１７は、本発明に係る回転体構造の一実施の形態を示す図であり、回転体構造をベルト式無段変速機に適用した例を示している。

まず、構成を説明する。
図１において、トランスアクスル１は、内燃機関２のクランクシャフト３に連結されたトルクコンバータ４と、トルクコンバータ４に入力軸５を介して連結された前後進切換機構６と、前後進切換機構６に連結されたベルト式無段変速装置（ＣＶＴ：Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）７とを有している。

また、図１、図２に示すように、トランスアクスル１は、変速機としてのベルト式無段変速機７のセカンダリシャフト８の外周部に形成された雌インボリュートスプライン歯８ａにスプライン嵌合する雄インボリュートスプライン歯９ａを内周部に有するドライブギヤ９と、ドライブギヤ９の外周歯９ｂに噛合する外周歯１０ａを有するドリブンギヤ１０と、ドリブンギヤ１０を支持するインターメディエートシャフト１１とを有している。

また、トランスアクスル１は、インターメディエートシャフト１１に支持されたファイナルドライブギヤ１２と、ファイナルドライブギヤ１２と噛み合うリングギヤ１３と、リングギヤ１３に連結され、図示しない駆動軸を介して図示しない左右の駆動輪に連結されるディファレンシャル１４と、これらの各構成要素を収納する本体としてのトランスアクスルケース１５を含んで構成されている。

なお、本実施の形態では、ドライブギヤ９が第１の回転部材を構成し、ドリブンギヤ１０が第２の回転部材を構成している。また、雌インボリュートスプライン歯８ａが第１のインボリュートスプライン歯を構成し、雄インボリュートスプライン歯９ａが第２のインボリュートスプライン歯を構成している。

ベルト式無段変速機７は、Ｖ溝状のプーリ溝を備えた駆動側のプライマリプーリ１８と従動側のセカンダリプーリ１９とにベルト２０を巻き掛け、一方のプーリのプーリ溝の溝幅を拡大すると同時に他方のプーリのプーリ溝の溝幅を狭くすることにより、それぞれのプーリに対するベルト２０の巻き掛け半径（有効径）を連続的に変化させて変速比を無段階に設定するように構成されている。

また、ベルト式無段変速機７は、入力軸５と略同軸に延在し、プライマリプーリ１８と一体回転するプライマリシャフト２１と、プライマリシャフト２１と平行に延在し、セカンダリプーリ１９と一体回転する出力軸としてのセカンダリシャフト８とを有している。

そして、これらプライマリシャフト２１およびセカンダリシャフト８は、それぞれトランスアクスルケース１５に軸受２４ａ、２４ｂ、２５ａ、２５ｂを介して回転自在に支持されている。

一方、図３に示すように、雄インボリュートスプライン歯９ａは、ドライブギヤ９の円周方向の半分以下の領域に形成されており、残りの領域が欠歯している。また、雌インボリュートスプライン歯８ａは、セカンダリシャフト８の円周方向の全周に形成されており、雌インボリュートスプライン歯８ａおよび雄インボリュートスプライン歯９ａは、半径方向および円周方向にガタを有して噛合している。

雌インボリュートスプライン歯８ａおよび雄インボリュートスプライン歯９ａは、公知のようにインボリュート曲面で形成された歯形を有するものである。

この雌インボリュートスプライン歯８ａおよび雄インボリュートスプライン歯９ａは、半径方向にガタを有して噛合しているため、調芯力によりセカンダリシャフト８の回転中心とドライブギヤ９の回転中心を合致させることができ、動力の伝達効率を向上させることができる。

また、ドライブギヤ９は、一対のニードルベアリング２６、２７によってトランスアクスルケース１５に回転自在に支持されている。

ニードルベアリング２６、２７は、トランスアクスルケース１５に取付けられたアウタレース２６ａ、２７ａと、円周方向に離隔するようにして複数のニードル２６ｂ、２７ｂを回転自在に保持する保持器２６ｃ、２７ｃとを備えており、ニードル２６ｂ、２７ｂは、内周部がドライブギヤ９に接触しているとともに、外周部がアウタレース２６ａ、２７ａに接触している。本実施の形態のニードルベアリング２６、２７がインナレースを兼ねている。

ニードルベアリング２６、２７は、アウタレース２６ａ、２７ａとニードル２６ｂ、２７ｂとの間に半径方向のガタを有している。

したがって、ニードルベアリング２６、２７は、アウタレース２６ａ、２７ａとトランスアクスルケース１５との間およびニードル２６ｂ、２７ｂとドライブギヤ９との間には半径方向に若干の隙間が形成されるようにしてトランスアクスルケース１５に取付けられている。

次に、作用を説明する。
本実施の形態では、セカンダリシャフト８およびドライブギヤ９からなる回転体構造から発生するノイズギヤに着目して説明を行う。

ギヤノイズは、雌インボリュートスプライン歯８ａおよび雄インボリュートスプライン歯９ａの噛み合い点における噛み合い伝達誤差および噛み合い点動剛性による強制力と、セカンダリシャフト８からトランスアクスルケース１５までの振動の伝達系によって決定される。

本実施の形態では、雄インボリュートスプライン歯９ａは、ドライブギヤ９の円周方向の半分以下の領域に形成されており、残りの領域が欠歯している。このため、ドライブギヤ９の円周方向の一部分に連続して形成された雄インボリュートスプライン歯９ａがセカンダリシャフト８の雌インボリュートスプライン歯８ａに噛合している。

このため、セカンダリシャフト８の回転トルクが雌インボリュートスプライン歯８ａおよび雄インボリュートスプライン歯９ａを介してドライブギヤ９に伝達されるときに、雌インボリュートスプライン歯８ａおよび雄インボリュートスプライン歯９ａの噛み合い位置の位相がドライブギヤ９の円周方向で変化する。

図４に示すように、反時計回転方向である矢印Ｒ方向に回転中のドライブギヤ９の雄インボリュートスプライン歯９ａの位置が鉛直方向下方に位置しているときに、雄インボリュートスプライン歯９ａの位相を０°とすると、雄インボリュートスプライン歯９ａにギヤ荷重Ｆ５の反力であるスプライン荷重Ｆ６が左向きに加わる。

スプライン荷重Ｆ６が発生すると、ニードルベアリング２６、２７の左端面（０°からの回転角度で２７０°の位置）にスプライン荷重Ｆ６の反力として右向きの支持荷重Ｆ７が発生する（図４では、ニードルベアリング２７を図示していないがニードルベアリング２６と同様の機能を有している）。

ニードルベアリング２６、２７は、半径方向にガタを有しているため、アウタレース２６ａ、２７ａとトランスアクスルケース１５との間に若干の隙間が形成されている。したがって、支持荷重Ｆ７によってニードルベアリング２６、２７のアウタレース２６ａ、２７ａの左端側の外周部とトランスアクスルケース１５とが接触する。

次いで、図５に示すように、雄インボリュートスプライン歯９ａの位置が鉛直方向上方に位置しているときに、雄インボリュートスプライン歯９ａの位相を１８０°とすると、雄インボリュートスプライン歯９ａにギヤ荷重Ｆ５の反力であるスプライン荷重Ｆ８が右向きに加わるため、ニードルベアリング２６、２７の右端面（０°からの回転角度で９０°の位置）にスプライン荷重Ｆ８の反力として左向きの支持荷重Ｆ９が発生する。

このとき、支持荷重Ｆ９によってニードルベアリング２６、２７のアウタレース２６ａ、２７ａの右端側の外周面とトランスアクスルケース１５とが接触する。

また、図示しないが、雄インボリュートスプライン歯９ａが右側に位置する９０°の位相や左側に位置する２７０°の位相等にずらすと、支持荷重がニードルベアリング２６、２７の上端面や下端面に発生するため、ニードルベアリング２６、２７のアウタレース２６ａ、２７ａの上端側や下端側の外周面とトランスアクスルケース１５とが接触する。

このように強制力が発生したときに雌インボリュートスプライン歯８ａおよび雄インボリュートスプライン歯９ａの噛み合い点における噛み合い伝達誤差および噛み合い点動剛性による強制力が発生してセカンダリシャフト８およびドライブギヤ９が振動すると、この振動のトランスアクスルケース１５への伝達経路が時系列で変化する。

図６〜図９は、雄インボリュートスプライン歯９ａの噛み合い位置がそれぞれ０°〜２７０°の４つの位相のときの振動の伝達経路特性を示す図である。図６〜図９に示すように、セカンダリシャフト８およびドライブギヤ９の回転中に伝達経路が変化すると、噛み合い位置の位相に応じて伝達経路特性、すなわち、共振周波数が異なることが分かる。

ギヤノイズは、振動の伝達経路特性に大きく影響を受けることから、セカンダリシャフト８およびドライブギヤ９の回転中に伝達経路を変化させることにより、図１０に示すように、共振を成長させないようにして従来のギヤノイズに対してピークを低下させることができ、音圧を低減することができる。

また、図１１に示すように、雄インボリュートスプライン歯９ａの位相が０°、９０°、１８０°、２７０°のそれぞれの位置にあるときの４点音圧和をベンチ試験によって求めた場合に、ドライブギヤの円周方向の全周に雄インボリュートスプライン歯が形成された従来品に比べてギヤノイズを低減することができることが確認された。

一方、図１２は、内周面の円周方向の全周に雄インボリュートスプライン歯が形成されたドライブギヤを用い、雄インボリュートスプライン歯の特定の部位の位相が０°と１８０°とずれたときの加振試験結果を示す図である。

従来の回転体構造は、振動の伝達経路が一定であるため、図１２に示すように、実線で示す位相が０°のときと、破線で示す位相が１８０°のときの両方において振動特性が変化せずに、振動の共振周波数のピークが成長してしまうことが分かる。

これに対して、本実施の形態では、図１３に示す加振試験結果から明らかなように、雄インボリュートスプライン歯９ａの位相が０°（破線）と１８０°（実線）とにずれたときの振動特性を異ならせることができ、共振周波数のピークを成長させないようにすることができる。

このように本実施の形態は、外周部に雌インボリュートスプライン歯８ａが形成されたセカンダリシャフト８と、内周部に雄インボリュートスプライン歯９ａが形成されたドライブギヤ９とを有し、雌インボリュートスプライン歯８ａと雄インボリュートスプライン歯９ａとが半径方向にガタを有して噛合されるとともに、ドライブギヤ９が半径方向にガタを有するニードルベアリング２６、２７を介してトランスアクスルケース１５に回転自在に支持される回転体構造において、雄インボリュートスプライン歯９ａが、ドライブギヤ９の円周方向に対して半分以下の領域に形成され、残りの領域が欠歯しているものから構成した。

このため、雌インボリュートスプライン歯８ａおよび雄インボリュートスプライン歯９ａの噛み合い点に強制力が発生した場合に、振動の伝達経路を時系列で変化させて共振周波数が成長しないようにすることができ、振動および音圧の共振周波数のピークが低下させることができる。

この結果、雄インボリュートスプライン歯９ａを欠歯するだけの簡素な構成によってギヤノイズを低減することができる。

また、本実施の形態では、ドライブギヤ９を半径方向にガタを有するニードルベアリング２６、２７を介してトランスアクスルケース１５に回転自在に支持しているので、雌インボリュートスプライン歯８ａと雄インボリュートスプライン歯９ａとの噛み合い位置の位相が円周方向でずれたときに、ニードルベアリング２６、２７に加わる荷重の位相を円周方向でずらすことができる。このため、ニードルベアリング２６、２７とトランスアクスルケース１５の接触位置の位相を円周方向でずらすことができ、振動の伝達経路を時系列で円周方向に変化させることができる。

なお、本実施の形態では、雄インボリュートスプライン歯９ａをドライブギヤ９の内周部の円周方向に対して半分以下の領域に連続して形成し、残りの領域を連続して欠歯させているが、雄インボリュートスプライン歯９ａの構成は、これに限定されるものではない。

例えば、図１４〜図１６に示すように第２のインボリュートスプライン歯としての雄インボリュートスプライン歯９ｃ、９ｄ、９ｅをドライブギヤ９の内周部の円周方向に対して半分以下の領域に非連続で形成してもよい。

図１４では、連続する２歯の雄インボリュートスプライン歯９ｃと１歯の雄インボリュートスプライン歯９ｃとの間に１歯だけ欠歯された状態で雄インボリュートスプライン歯９ｃが非連続に形成されている。

図１５では、連続する２歯の雄インボリュートスプライン歯９ｄと連続する２歯の雄インボリュートスプライン歯９ｄとの間に１歯だけ欠歯された状態で雄インボリュートスプライン歯９ｄが非連続に形成されている。
図１６では、それぞれ連続する２歯の雄インボリュートスプライン歯９ｅが１歯だけ欠歯された状態で非連続に形成されている。

図１４〜図１６では、雄インボリュートスプライン歯９ｃ〜９ｅは、ドライブギヤ９の中心軸に対して非対称となっている。

また、本実施の形態では、ドライブギヤ９の内周部のみに欠歯を形成しているが、図１７に示すように、セカンダリシャフト８の外周部に形成された第１のインボリュートスプラインとしての雌インボリュートスプライン歯８ｂをセカンダリシャフト８の円周方向に対して半分以下の領域に形成し、残りの領域を欠歯させるように構成し、雌インボリュートスプライン歯８ｂおよび雄インボリュートスプライン歯９ａを噛合させるようにしてもよい。

また、ドライブギヤ９の内周部に円周方向の全周に雄インボリュートスプライン歯を形成し、セカンダリシャフト８の外周部に形成された雌インボリュートスプライン歯８ａをセカンダリシャフト８の円周方向に対して半分以下の領域に形成し、残りの領域を欠歯させるようにしてもよい。

また、セカンダリシャフト８の外周部に雄インボリュートスプライン歯を形成し、ドライブギヤ９の内周部に雌インボリュートスプライン歯を形成し、雄インボリュートスプライン歯および雌インボリュートスプライン歯の少なくとも一方に欠歯を形成するようにしてもよい。

また、本実施の形態は、回転体構造をベルト式無段変速機に適用しているが、これに限定されるものではない。

要は、外周部に第１のインボリュートスプライン歯が形成された第１の回転部材と、内周部に第２のインボリュートスプライン歯が形成された第２の回転部材とを有し、前記第１のインボリュートスプライン歯と第２のインボリュートスプライン歯とが半径方向にガタを有して噛合されるとともに、第２の回転部材が半径方向にガタを有する軸受等の支持部材を介して本体に回転自在に支持される回転体構造を有するものであれば、どのような装置にも適用できる。

また、本実施の形態では、支持部材をニードルベアリング２６、２７から構成しているが、半径方向にガタを有するすべり軸受から構成してもよい。

以上のように、本発明に係る回転体構造は、簡素な構成でギヤノイズを低減することができるという効果を有し、動力を伝達する第１の回転部材と第２の回転部材とがインボリュートスプライン歯を介して連結された回転体構造等として有用である。

７ ベルト式無段変速機（変速機）
８ セカンダリシャフト（第１の回転部材）
８ａ、８ｂ 雌インボリュートスプライン歯（第１インボリュートスプライン歯）
９ ドライブギヤ（第２の回転部材）
９ａ、９ｃ、９ｄ、９ｅ 雄インボリュートスプライン歯（第２のインボリュートスプライン歯）
９ｂ 外周歯
１５ トランスアクスルケース（本体）
２６、２７ ニードルベアリング（支持部材）

Claims (5)

1. 外周部に第１のインボリュートスプライン歯が形成された第１の回転部材と、内周部に第２のインボリュートスプライン歯が形成された第２の回転部材とを有し、前記第１のインボリュートスプライン歯と前記第２のインボリュートスプライン歯とが半径方向にガタを有して噛み合わされるとともに、前記第２の回転部材が半径方向にガタを有する支持部材を介して本体に回転自在に支持される回転体構造であって、
   前記第１のインボリュートスプライン歯および前記第２のインボリュートスプライン歯の少なくとも一方が、前記第１の回転部材または前記第２の回転部材の円周方向に対して半分以下の領域に形成され、残りの領域が欠歯されており、
   前記第１の回転部材と前記第２の回転部材の噛み合い位置の位相は、前記第１の回転部材と前記第２の回転部材の回転時に、円周方向でずれることを特徴とする回転体構造。
2. 前記第１のインボリュートスプライン歯または前記第２のインボリュートスプライン歯が、前記第１の回転部材または前記第２の回転部材の円周方向に対して一部分の領域に連続または非連続で形成されること特徴とする請求項１に記載の回転体構造。
3. 前記第１のインボリュートスプライン歯または前記第２のインボリュートスプライン歯が、前記第１の回転部材または前記第２の回転部材の円周方向に対して離隔して形成され、前記形成領域は、第１の回転部材または前記第２の回転部材の中心軸に対して非対称となっていること特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転体構造。
4. 前記支持部材が転がり軸受またはすべり軸受からなることを特徴とする請求項１に記載の回転体構造。
5. 前記第１の回転部材が外周部に前記第１インボリュートスプライン歯が形成された変速機の出力軸から構成され、前記第２の回転部材が、内周部に前記第２のインボリュートスプライン歯が形成されるとともに外周歯を有し、前記外周歯が駆動輪側に設けられたドリブンギヤに噛合するドライブギヤから構成されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１の請求項に記載の回転体構造。

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