JP7214499B2 - Sliding spline structure for vehicle powertrain - Google Patents
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Description
本開示は車両用パワートレインのスプライン摺動部構造に関する。 The present disclosure relates to a spline sliding portion structure for a vehicle powertrain.
車両用パワートレインは、図8に示すように、軸方向の変位を吸収するためのスプライン摺動部40を備える。
A vehicle powertrain, as shown in FIG. 8, includes a
例えばスプライン摺動部40は、トランスミッションのアウトプットシャフト43の前端部外周に形成された雄側スプライン44と、アウトプットシャフト43の外周を覆うスリーブヨーク41の内周に形成され雄側スプライン44とスプライン嵌合される雌側スプライン42とを備える。雄側スプライン44及び雌側スプライン42は、それぞれ軸方向に延びて形成され、互いに軸方向に摺動自在に構成される。
For example, the
ところで、スプライン摺動部40は、アイドル状態のAT車両をフットブレーキを踏むなどして停止させているときなど、エンジンから流体クラッチを介して比較的大きなトルクを受けている状態では摺動せず、ブレーキリリース時など、雄側スプライン44及び雌側スプライン42に作用するトルクが小さくなったとき摺動しやすい。
By the way, the
また、ブレーキリリース時にスプライン摺動部40が軸方向に急激に摺動した場合、駆動系全体が軸方向に急激に変位することとなり、駆動系から異音や振動が発生しやすい。例えば、アウトプットシャフト43の軸方向D1に対してスリーブヨーク41の軸方向D2が若干傾き、雄側スプライン44の前端E(図9参照)が雌側スプライン42の歯面42aに局所的に当たった状態から摺動し始めた場合、スプライン摺動部40が軸方向に急激に摺動しやすく、駆動系から異音や振動が発生しやすい。
In addition, when the
このため、雌側スプライン42には、摩擦低減のためのコーティングやメッキ等の表面処理が所定の条件のもとで施される。この所定の条件とは耐久性である。例えば、コーティング等が剥がれ、これが異物となってトランスミッション等の内部に侵入した場合、トランスミッション等に機能低下が生じるおそれがある。このため、一定の耐久性を満足する表面処理であることが条件となる。
For this reason, the
しかし、かかる耐久性を満足する表面処理には、十分な摩擦低減効果を有し且つ安価なものが存在しない。このため、耐久性を満足する表面処理のみでは、十分な異音対策および振動対策は困難である。また、特殊な表面処理及び構造はコスト上昇の要因となる。 However, there is no surface treatment that satisfies such durability and that has a sufficient friction-reducing effect and is inexpensive. Therefore, it is difficult to sufficiently deal with abnormal noise and vibration only with surface treatment that satisfies durability. In addition, special surface treatments and structures add to the cost.
そこで本開示は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、駆動系からの異音や振動を安価に抑制できる車両用パワートレインのスプライン摺動部構造を提供することにある。 Accordingly, the present disclosure was created in view of such circumstances, and its object is to provide a spline sliding portion structure for a vehicle powertrain that can suppress noise and vibration from the drive train at low cost.
本開示の一の態様によれば、
前方に延びるアウトプットシャフトの前端部外周に、前後方向に延びて形成された雄側スプラインと、
前記雄側スプラインの外周を囲む筒状に形成されたスリーブ部と、
前記スリーブ部の内周に形成され前記雄側スプラインとスプライン嵌合される雌側スプラインとを備え、
前記雄側スプラインの周方向に向く歯面と前記雄側スプラインの前端面との間には、前記雄側スプラインの歯面と滑らかに接続される曲面状の雄側周方向逃げ面が形成された
ことを特徴とする車両用パワートレインのスプライン摺動部構造が提供される。
According to one aspect of the present disclosure,
a male spline extending in the front-rear direction and formed on the outer circumference of the front end of the output shaft extending forward;
a cylindrically formed sleeve portion surrounding the outer periphery of the male spline;
a female spline formed on the inner periphery of the sleeve portion and spline-fitted with the male spline;
A curved male side circumferential flank smoothly connected to the tooth flank of the male side spline is formed between the tooth flank facing the circumferential direction of the male side spline and the front end surface of the male side spline. There is provided a spline sliding portion structure for a vehicle powertrain characterized by:
好ましくは、前記雄側スプラインの外周面と前記雄側スプラインの前端面との間には、前記外周面と滑らかに接続される曲面状の径方向逃げ面が形成される。 Preferably, a curved radial flank smoothly connected to the outer peripheral surface is formed between the outer peripheral surface of the male spline and the front end surface of the male spline.
好ましくは、前記雌側スプラインの後端面と前記雌側スプラインの周方向に向く歯面との間には、前記雌側スプラインの歯面と滑らかに接続される曲面状の雌側周方向逃げ面が形成される。 Preferably, a curved female side circumferential flank smoothly connected to the tooth flank of the female spline is provided between the rear end face of the female side spline and the tooth flank facing the circumferential direction of the female side spline. is formed.
好ましくは、前記雄側スプラインの前端面は、径方向外方に向かうにつれて後方に退くように傾斜される。 Preferably, the front end face of the male spline is inclined so as to recede rearward as it extends radially outward.
好ましくは、前記雌側スプラインの後端面は、径方向内方に向かうにつれて前方に退くように傾斜される。 Preferably, the rear end surface of the female spline is inclined so as to recede forward as it goes radially inward.
好ましくは、前記アウトプットシャフトがトランスミッションのアウトプットシャフトで構成され、前記スリーブ部がプロペラシャフトを構成する。 Preferably, the output shaft is an output shaft of a transmission, and the sleeve portion is a propeller shaft.
好ましくは、前記雌側スプラインには、ナイロンコートが施される。 Preferably, the female spline is coated with nylon.
上記の態様によれば、駆動系からの異音や振動を安価に抑制できる。 According to the above aspect, abnormal noise and vibration from the drive system can be suppressed at low cost.
以下、添付図面を参照して本開示の実施形態を説明する。なお、後述する実施の形態においては、説明の便宜のため、トランスミッション3のアウトプットシャフト9の延長方向を前方(車両における前後方向とは逆)とする。
Embodiments of the present disclosure will be described below with reference to the accompanying drawings. In the embodiments described later, for convenience of explanation, the extension direction of the
図1は、本実施形態に係る車両用パワートレイン1を車両における上方から視た概略上面図である。車両用パワートレイン1は、エンジン(内燃機関)2と、エンジン2に接続されるトランスミッション3と、トランスミッション3に接続されるプロペラシャフト4と、プロペラシャフト4に接続されるファイナルギア5とを備える。
FIG. 1 is a schematic top view of a vehicle powertrain 1 according to this embodiment as viewed from above in a vehicle. A vehicle powertrain 1 includes an engine (internal combustion engine) 2 , a transmission 3 connected to the
トランスミッション3は、ハウジング6と、ハウジング6内に収容されエンジン2と接続される流体クラッチ7と、ハウジング6内に収容され流体クラッチ7と接続される変速機構8とを備える。変速機構8はプロペラシャフト4に回転駆動力を伝達するためのアウトプットシャフト9を備える。アウトプットシャフト9は、前方に延びて形成される。また、ハウジング6には、アウトプットシャフト9の外周を径方向に間隔を隔てて覆う筒状のカバー部10が形成されている。
The transmission 3 includes a
プロペラシャフト4は、前後方向に延びるロッド部11と、ロッド部11の後端(トランスミッション3側の端)に設けられアウトプットシャフト9に接続される第1カルダンジョイント12と、ロッド部11の前端に設けられファイナルギア5に接続される第2カルダンジョイント13とを備える。
The
図1及び図2に示すように、第1カルダンジョイント12は、ロッド部11の後端に設けられたU字状の第1結合腕部14と、第1結合腕部14にクロススパイダ15を介して屈曲自在に結合されるスリーブヨーク16とを備える。スリーブヨーク16は、筒状に形成されたスリーブ部17と、スリーブ部17の前端に設けられクロススパイダ15を介して第1結合腕部14に屈曲自在に結合される第2結合腕部18とを備える。スリーブ部17は、アウトプットシャフト9に対して前後方向に摺動自在にスプライン嵌合される。
As shown in FIGS. 1 and 2 , the
第2カルダンジョイント13は、ロッド部11の前端に設けられた第3結合腕部19と、第3結合腕部19にクロススパイダ15を介して屈曲自在に結合されるフランジヨーク20とを備える。フランジヨーク20は、ファイナルギア5の入力軸21にフランジ結合される。
The
さて、本実施の形態にかかる車両用パワートレイン1は、軸方向の変位を吸収するためのスプライン摺動部22を備える。このスプライン摺動部22について説明する。
Now, the vehicle powertrain 1 according to the present embodiment includes a
図2及び図3に示すように、スプライン摺動部22は、アウトプットシャフト9の前端部外周に形成される雄側スプライン23と、スリーブ部17と、スリーブ部17の内周に形成され雄側スプライン23とスプライン嵌合される雌側スプライン24とを備える。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
雄側スプライン23は、前方に延びるアウトプットシャフト9の前端部外周に、前後方向に延びて形成される。また、雄側スプライン23は、アウトプットシャフト9の周方向に沿って複数形成されている。また、アウトプットシャフト9の前端には、その外周に沿って面取26が施されている。これにより、雄側スプライン23の前端面23bは、径方向外方に向かうにつれて後方に退くように傾斜される。
The
スリーブ部17は、筒状に形成される。スリーブ部17は、雄側スプライン23の外周を囲むと共にハウジング6のカバー部10内に挿入される。また、スリーブ部17には、その前端開口を液密に塞ぐプラグ27が設けられる。また、スリーブ部17の前端部には、鍔部28が設けられる。鍔部28は、その後方のスリーブ部17より外径を大きく形成されている。鍔部28には、第2結合腕部18が設けられている。
The
また、鍔部28及びカバー部10には、鍔部28とカバー部10の間に形成される隙間29を覆うためのダストカバー30が設けられる。ダストカバー30は、カバー部10に設けられる親カバー31と、鍔部28に設けられ親カバー31内に遊嵌される子カバー32とを備える。また、鍔部28より後方のスリーブ部17の外周面とカバー部10の内周面との間には、オイルシール33が設けられている。
A
図3に示すように、雄側スプライン23の外周面23aと雄側スプライン23の前端面23bとの間には、曲面状の径方向逃げ面35が形成される。具体的には、径方向逃げ面35は、クラウニング形状に形成される。ここでクラウニング形状とは、凸状に膨らむ緩やかな円弧形状である。また、径方向逃げ面35は、雄側スプライン23の外周面23aと滑らかに接続される。これにより、例えばアウトプットシャフト9の外周面23aとスリーブ部17の溝底面24cとが当接された状態からスリーブ部17が傾斜される場合、その溝底面24cに当接する雄側スプライン23の部分を外周面23aから径方向逃げ面35に滑らかに移行させることができる。そして、雄側スプライン23が雌側スプライン24の溝底面24cに引っ掛かることを抑制できる。
As shown in FIG. 3 , a curved
また、図4に示すように、雄側スプライン23の周方向に向く歯面23cと雄側スプラインの前端面23bとの間には、曲面状の雄側周方向逃げ面36が形成される。具体的には、雄側周方向逃げ面36は、クラウニング形状に形成される。また、雄側周方向逃げ面36は、雄側スプライン23の歯面23cと滑らかに接続される。これにより、例えばスリーブ部17の歯面24bとアウトプットシャフト9の歯面23cとが当接された状態からスリーブ部17が傾斜される場合、スリーブ部17の歯面24bに当接する雄側スプライン23の部分を歯面23cから雄側周方向逃げ面36に滑らかに移行させることができる。そして、雄側スプライン23が雌側スプライン24の歯面24bに引っ掛かることを抑制できる。
Further, as shown in FIG. 4, a curved male side
また、図5に示すように、雌側スプライン24の後端面24aと雌側スプライン24の周方向に向く歯面24bとの間には、曲面状の雌側周方向逃げ面37が形成される。具体的には、雌側周方向逃げ面37は、クラウニング形状に形成される。また、雌側周方向逃げ面37は、雌側スプライン24の歯面24bと滑らかに接続される。
Further, as shown in FIG. 5, a curved female side
なお、径方向逃げ面35、雄側周方向逃げ面36及び雌側周方向逃げ面37は、クラウニング形状に形成されるものとしたが、これに限られない。径方向逃げ面35、雄側周方向逃げ面36及び雌側周方向逃げ面37は、凸状に膨らむ曲面形状であれば、他の形状に形成されてもよい。
Although the
また、雌側スプライン24の後端面24aは、径方向内方に向かうにつれて前方に退くように傾斜して形成される。これにより、スリーブ部17内にアウトプットシャフト9を挿入して雌側スプライン24と雄側スプライン23を嵌合させ始めるとき、雌側スプライン24の後端面24aと雄側スプライン23の前端面23bとが当たって傷つけ合うことを抑制できる。
Further, the
次に本実施の形態の作用について述べる。 Next, the operation of this embodiment will be described.
走行中のAT車両が比較的急なブレーキで停車した場合、アウトプットシャフト9には、エンジン2から流体クラッチ7を介して回転駆動力が伝わっている。これにより、雄側スプライン23と雌側スプライン24にはトルクが掛かり、雄側スプライン23の歯面23cは雌側スプライン24の歯面24bに圧着された状態となる。そして、雄側スプライン23と雌側スプライン24は、互いに摺動し難い状態となる。またこのとき、スリーブ部17は、停車時のサスペンションの伸縮の影響で、図6に示すように、アウトプットシャフト9に対して前方に移動されると共に、若干傾斜された状態になる。
When a running AT vehicle is stopped by relatively abrupt braking, rotational driving force is transmitted to the
この後、ブレーキが解除されると、雄側スプライン23と雌側スプライン24に掛かっていたトルクは抜け、雄側スプライン23と雌側スプライン24は、摺動しやすい状態になる。これにより、図2に示すように、スリーブ部17に形成された雌側スプライン24は、雄側スプライン23に対して後方に摺動する。また、アウトプットシャフト9に対してスリーブ部17が停車中に若干傾斜されているので、雄側スプライン23に対して雌側スプライン24は若干片当たりの状態から摺動し始める。
After that, when the brake is released, the torque applied to the
図9に示すように、このような場合、従来のスプライン摺動部40にあっては、雄側スプライン44の前端Eが雌側スプライン42の歯面42aに局所的に当たり、スプライン摺動部40が摺動し難い状態から摺動し始めることとなる。このため、スプライン摺動部40が、ブレーキの解除から一瞬遅れて軸方向に急激に摺動することがあった。この場合、駆動系から異音や振動が発生しやすい。また、雌側スプライン42の歯面42aの後端部と雄側スプライン44の歯面44aも局所的に当たった状態から摺動し始めることがあり、駆動系からから異音や振動が発生することもあった。そして、雌側スプライン42にコーティングやメッキ等の表面処理が施されている場合、その表面処理層が剥がれて異物となり、その異物がトランスミッション3内に侵入するおそれがあった。
As shown in FIG. 9, in such a case, in the conventional
しかし、図3及び図4に示すように、本実施の形態に係る雄側スプライン23には、径方向逃げ面35及び雄側周方向逃げ面36が形成される。このため、雌側スプライン24は、雄側スプライン23の先端部と曲面で当接することとなる。たとえ雌側スプライン24と雄側スプライン23が片当たりしていても、雌側スプライン24及び雄側スプライン23の当接部の面圧を下げ、雌側スプライン24に対する雄側スプライン23の引っ掛かりを抑制できる。その結果、スプライン摺動部22はブレーキが解除されると同時にスムーズに摺動し始める。このため、駆動系から異音や振動が発生することを抑えることができる。
However, as shown in FIGS. 3 and 4, a
また、図5に示すように、雌側スプライン24には、雌側周方向逃げ面37が形成される。このため、雌側スプライン24の後端部は、雄側スプライン23の歯面23cに曲面で当接することとなる。このため、スプライン摺動部22の急激な摺動を抑えることができる。
Further, as shown in FIG. 5 , the
図7は、雌側スプライン24及び雄側スプライン23の当接部にかかる回転トルクと、雌側スプライン24及び雄側スプライン23の当接部における軸方向の荷重(スラスト荷重)との関係を表すグラフである。図中、実線は本実施の形態に係るスプライン摺動部22の特性を表し、破線は、従来のスプライン摺動部40の特性を表す。
FIG. 7 shows the relationship between the rotational torque applied to the contact portion of the
図示するように、本実施の形態に係るスプライン摺動部22(実線)は、従来のスプライン摺動部40よりも雌側スプライン24及び雄側スプライン23にかかる回転トルクが大きなうちに摺動し始める。すなわち、本実施の形態に係るスプライン摺動部22は、従来のスプライン摺動部40よりもトルク抜け始めの早い時期から摺動し始める。このため、従来のスプライン摺動部40がトルクの抜け終わりに急激に摺動するのに対して、本実施の形態に係るスプライン摺動部22は、トルクの抜け始めから比較的長い時間をかけてゆっくりと摺動することとなり、駆動系からの異音や振動が発生しにくい。
As shown, the spline sliding portion 22 (solid line) according to the present embodiment slides while the rotational torque applied to the
以上、本開示の実施形態を詳細に述べたが、本開示は以下のような他の実施形態も可能である。 Although the embodiments of the present disclosure have been described above in detail, the present disclosure is also capable of other embodiments as follows.
(1)雄側スプライン23及び雌側スプライン24には、ナイロンコートが施されてもよい。ナイロンコートは、摩擦低減効果に優れ、比較的安価にできる。しかし、従来のスプライン摺動部においては、雄側スプライン23の前端Eが雌側スプライン42の歯面42bに当たって攻撃する。このため、スプライン摺動部40からナイロン摩耗粉が発生することがあった。しかし、本実施の形態に係るスプライン摺動部22においては、スリーブ部17がアウトプットシャフト9に対して傾斜されているとき、雌側スプライン24の歯面24bは、雄側スプライン23の雄側周方向逃げ面36と当接し、雄側スプライン23の歯面23cは、雌側スプライン24の雌側周方向逃げ面37と当接し、雌側スプライン24の溝底面24cは雄側スプライン23の径方向逃げ面35と当接する。このため、表面処理層に求められる耐久性能を下げることができ、ナイロンコートを採用することができる。そして、雄側スプライン23及び雌側スプライン24にナイロンコートを施した場合、雄側スプライン23と雌側スプライン24の摺動抵抗を低減でき、異音や振動の発生をさらに抑制できる。
(1) The
(2)スリーブ部17は、プロペラシャフト4のスリーブヨーク16の一部であるものについて説明したがこれに限られない。例えば、プロペラシャフト4が第1カルダンジョイント12を備えない場合、スリーブ部17は、プロペラシャフト4のロッド部11に一体に設けられるものであってもよい。また、プロペラシャフト4が第1カルダンジョイント12の位置に等速ジョイント(図示せず)を備える場合、スリーブ部17は、等速ジョイントのアウターレース又はインナーレースに一体に設けられるものであってもよい。また、スリーブ部17は、ドライブシャフト(FF駆動車における駆動軸:図示せず)の一部であってもよい。
(2) Although the
(3)アウトプットシャフト9がトランスミッション3のアウトプットシャフト9で構成される場合について説明したが、これに限られない。アウトプットシャフト9は、トランスファー(トランスミッション3からの回転駆動力を分配する装置:図示せず)のものであってもよい。
(3) Although the case where the
前述の各実施形態の構成は、特に矛盾が無い限り、部分的にまたは全体的に組み合わせることが可能である。本開示の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本開示の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本開示に含まれる。従って本開示は、限定的に解釈されるべきではなく、本開示の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 The configurations of the respective embodiments described above can be partially or wholly combined as long as there is no contradiction. Embodiments of the present disclosure are not limited to the above-described embodiments, and include all modifications, applications, and equivalents encompassed by the concept of the present disclosure defined by the claims. Accordingly, the present disclosure should not be construed in a restrictive manner, and can be applied to any other technology that falls within the spirit of the present disclosure.
1 車両用パワートレイン
2 エンジン
3 トランスミッション
4 プロペラシャフト
5 ファイナルギア
6 ハウジング
7 流体クラッチ
8 変速機構
9 アウトプットシャフト
10 カバー部
11 ロッド部
12 第1カルダンジョイント
13 第2カルダンジョイント
14 第1結合腕部
15 クロススパイダ
16 スリーブヨーク
17 スリーブ部
18 第2結合腕部
19 第3結合腕部
20 フランジヨーク
21 入力軸
22 スプライン摺動部
23 雄側スプライン
23a 外周面
23b 前端面
23c 歯面
24 雌側スプライン
24a 後端面
24b 歯面
26 面取
27 プラグ
28 鍔部
29 隙間
30 ダストカバー
31 親カバー
32 子カバー
33 オイルシール
35 径方向逃げ面
36 雄側周方向逃げ面
37 雌側周方向逃げ面
40 スプライン摺動部
41 スリーブヨーク
42 雌側スプライン
42a 歯面
43 アウトプットシャフト
44 雄側スプライン
44a 歯面
E 前端
1
Claims (6)
前記雄側スプラインの外周を囲む筒状に形成されたスリーブ部と、
前記スリーブ部の内周に形成され前記雄側スプラインとスプライン嵌合される雌側スプラインとを備え、
前記雄側スプラインの周方向に向く歯面と前記雄側スプラインの前端面との間には、前記雄側スプラインの歯面と滑らかに接続される曲面状の雄側周方向逃げ面が形成され、
前記雌側スプラインの後端面は、径方向内方に向かうにつれて前方に退くように傾斜された
ことを特徴とする車両用パワートレインのスプライン摺動部構造。 a male spline extending in the front-rear direction and formed on the outer circumference of the front end of the output shaft extending forward;
a cylindrical sleeve portion surrounding the outer circumference of the male spline;
a female spline formed on the inner periphery of the sleeve portion and spline-fitted with the male spline;
A curved male side circumferential flank smoothly connected to the tooth flank of the male side spline is formed between the tooth flank facing the circumferential direction of the male side spline and the front end surface of the male side spline. ,
The rear end face of the female spline is inclined so as to recede forward as it goes radially inward.
A spline sliding portion structure for a vehicle powertrain, characterized by:
請求項1に記載の車両用パワートレインのスプライン摺動部構造。 2. The vehicle power according to claim 1, wherein a curved radial flank smoothly connected to the outer peripheral surface is formed between the outer peripheral surface of the male spline and the front end surface of the male spline. Train spline sliding structure.
請求項1又は2に記載の車両用パワートレインのスプライン摺動部構造。 A curved female side circumferential flank smoothly connected to the tooth flank of the female side spline is formed between the rear end face of the female side spline and the tooth flank facing the circumferential direction of the female side spline. The spline sliding portion structure for a vehicle powertrain according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか一項に記載の車両用パワートレインのスプライン摺動部構造。 The spline sliding portion structure for a vehicle powertrain according to any one of claims 1 to 3, wherein a front end face of the male side spline is inclined so as to recede rearward as it goes radially outward.
前記スリーブ部がプロペラシャフトを構成する
請求項1から4のいずれか一項に記載の車両用パワートレインのスプライン摺動部構造。 wherein the output shaft is an output shaft of a transmission;
The spline sliding portion structure for a vehicle powertrain according to any one of claims 1 to 4 , wherein the sleeve portion constitutes a propeller shaft.
請求項1から5のいずれか一項に記載の車両用パワートレインのスプライン摺動部構造。 The spline sliding portion structure for a vehicle powertrain according to any one of claims 1 to 5 , wherein a nylon coat is applied to the female spline.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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