JPS5938133A - ３継手形プロペラシヤフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、８ｇ手形プロペラシャフト［Ｉｇｌする。

従来の３継手形プロペラ７−１ツフトとしては、２１固
のプロペラシャフトと、こｉｔらのプロペラシャフトｊ
Ｗ、一方のプロペラシャフトと変速機との間、他方のプ
ロペラシャフトと終減速装置Ｎとの間を駆動、！！【結
する１１個のフック式自在継千−即ちカルダン継手とに
より構成Ｉ−るものかル、る。しかし、このようなプロ
ペラシャフトにおいては、継手部で角度がつくとプロペ
ラシャフトの回転により２次の偶力が発生する。更に槓
載重叶の変化および発進時、減速時の終減速装置のワイ
ンドアップ、ダウンによりパワートレインのジオメトリ
−か変化するため、この２次偶力を常に小さくすること
は極めて困難であり、従って発進時に正体振市１＋や、
減速時にこもり音が発生する。

このような問題を解決するために、８１固の継手部にそ
れぞれダブルカルダン継手等の等速継手を使用憤るプロ
ペラシャフトが提案された。この構成によれば継手部前
後での回転速度変動かなくなり、従って、継手角度がつ
いても２次偶力か発生しないプロペラシャフトを得るこ
とかできる。

しかしｔｘがら、このように変速（弗から終ン成速装置
に至る第１．第２．および第３のナベでの自在継手にダ
ブルカルダン継手等の等速継手を何月１するプロペラシ
ャフトには、重量ならび（（コストカ増加するという問
題点があった。

本発明は、このような従来の問題欝に着目してなされた
もので、ｍ２継手部および第：４継手部のみに等速継手
を使用し、Ｎ′！、１継手部にはカルダン継手を使用す
ることに、１：す、上記問題点を解決することを目的と
している。

以下、本発明を図面に基づし・て説、明する。第１Ｍは
ｈ継手形プロペラシャフｌ−による変速機から終減速装
置に至るパワートレインのＭ−図である。

一般に８継手形プロペラシャフトは、変速機の出力軸ｌ
と終減速装置の入力軸２どの間に２６いて、ターベアリ
ング５　（ＣＴＲ−ＢＲＧ）と、変速機の出力１ｌＩＩ
ｌを第１プロペラシヤフト８に連結する第１９手ｆｌ　
（Ｆ、Ｊ、　）と、第１プロペラシヤフト８を第２プロ
ペラシヤフト４に連結する第２中間継手？（ＣＪ、）と
、第２プロペラシヤフト４を終減速装置の入力軸２に連
結する第８継＋８（Ｒ，Ｊｉとにより構成する。

この構成により、エンジンおよび変速機からの動力は第
１継手（Ｆ、Ｊ、）、第１プロペラシヤフト８、第２継
手（Ｃ０Ｊ、）、第２プロペラシヤフト４、第８継手（
Ｒ，Ｊ、）を介して終減速装置に伝達される。しかし継
手角ＩＷがつくとプロペラシャフトの回転により２次の
偶力が継手部で発生し、車体への加賑入力となる。継手
角度は加、減速時における終減速装置の傾角の変化およ
び積載（Ｉ七の変化（空Ｓ変化）によって変るため、常
に継手角度を小さくして重体−＼の加振入力を無くすこ
とは極めて固唾である。しかし、／に＋鎗人によれば、
第２継手部および拉８継手部にのみ等速継手をｉ史用し
、第１継手部にはカルダン継手を使用しても力１日肢人
力をほとんど無くすことがでをることな見い出した。以
下この理由を詳細に説明する。

第２図に示−ｔように、入力軸（図で左１１１１１　）
から自在継手を介して出力＠（図で右側）ＶＣトルクＴ
を伝達する場合、入力軸に働く２次偶力Ｃ１は、Ｃｉ　
　＝　　ＰＩ　　ｓｉｎ　　ｒ また、力のつり合いにより Ｔ＝Ｐｌｃｏｓｒ 一方τは入力輪の位相ψ１（ψ１は人力→ｌ＋と出力軸
を含む一′Ｐ″″″“直交１・入力４１１゛を含を丁子
ｔｉｉ”６？入力軸ヨークの位相）により ↑＋ａｎτ＝　ｔ、ａｎθｃｏｓψ１ 従って入力軸に働く２次偶力は Ｃｉ　　＝　　Ｔ　　ｔａｎ　　θ　ＣＯ８ψ１　中　
Ｔ　θ　Ｃｆ）Ｓ　　ψｉ　　　−ロ）（θが小さいと
きｔ、ａ　Ｔｌｏキθ）出力軸に１動く２次偶力も同様
に Ｃｏ　＝＝　Ｔ　ｔａｎθｓ１ｎψ１中Ｔ　Ｏｓｉｎ　
９５ｉ−°°°゛°°Ｔ２１となる。

よって、　ｆｉｌ　、　＋２１の式から第１図に示す８
継手形プロペラシャフトの各継手部１／ＣＩ動く２次偶
力は以下に示す通りとなる。ただし、φは車体に対する
傾斜角（前上りを正）、θを各軸のなす角度（下に凸を
正）とし、継手の位相かＦ’、Ｊ、と同位相のト＃　（
＋）、ｇＯｏのずれがあるとき（−）と表わす。

Ｆ、Ｊ。

Ｃ＝Ｔθ１ＣＯ８９１ Ｉ Ｃ−１ｒθ１Ｓｉｎψ１ ０ Ｃ，Ｊ、　（Ｔｔ’、Ｊ、と同相：　＋　）Ｃ，、Ｔ、
（Ｆ、Ｊ、と９０°ずれ；−）１−■−１階−■１−■
１■■１−−−ｔＣ２，＝Ｔθ２ｃｏｓψＩ　　　　Ｃ
′ｚｌ：：Ｔθ２ＳｉｎψＩＣ２ｏ＝　Ｔ　Ｏ，Ｓｉｎ
ψｉ　　　　　”２０＝１ｒθ２　ＣｏＳψＩＲ，Ｊ、
　（Ｆ、Ｊ、と同相；　＋　）Ｒ，Ｊ、（Ｆ、、Ｔ、卸
０°ずれ；−）Ｃ８，＝ＴθＢ　ｃｏｓψＩＣ′３□＝
　Ｔ　０８８ｉｎψＩＣ８ｏ＝ＴθＢ　８１ｎψｌＣ’
３ｏ　−’ｒ　０３００８９１次に、これら各２次偶力
によって、プロペラシャフトの各支持点に加わる加振力
は、第８図に示す力のつり合いかＣ）、それぞれ以下の
、１：　’ｌ　Ｋ　ｆｒる。

１０ Ｉ Ｆ　＝＝−ＴＯｓｉｎ９１１．　　Ｆ　＝＝−￥−’ｒ
θ１Ｓｉｎψ１１　Ａ　１　　　　　２ ２１ ２０ ＣＲ□ ｔｃだし、Ｆｌはエンジン１．Ｎ（））および変速機（
Ｔ／Ｍ’）への加４後力、Ｆ゛２はセンターベアリング
（ＣＴＲ−ＢＲＧ　）への加振力、Ｆ、は終減速装置へ
の加振力である。ここで中カッコ１１内の上段は、２次
偶力発生継手の位相がＩＩ’、Ｊ、と同相ｃ＋）、下段
は９０°」“れ（−）の場合を示す。

これらの劣力はいずれも方向、大きさ一定の成分と、大
きさ−＞ピで２９１の速さで方向を変える成分とに分け
ることができる。ｆ動酸分を加え合せろと、 Ｔ／Ｍ入力・・・１８１ 人力・・・（４） となる。

一方、２個の等速継手、例えばダブルカルダン継手を有
するプロペラシャフト（ｖ、４Ｃ図に腺図的に示＋）の
第１および祖２の継手のそれぞれの人、出力側３．−り
Ｖｃ働く２次偶力は第４ｂおよび４Ｃ図に示１−ように
表わせる。ただし、第４ｂ図はｍｌ継手の後方から見た
２次偶力のベクトル図、第４Ｃ図は躯２継手の後方１］
）らｙ、たベクトル図である。ここでθｉ−θ０の場合
、ｒへｌ　ＫＣＲＣ太平側ヨーク、第２継手出力側ヨー
クｌ、で発生する２（欠偶力はセンタボールなどから成
るセンタリング装＋Ｇｔ　ｉｑＫで等しくなり１°θＣ
Ｏｎψとなる。また紀１丁１１に手出力１１１１ヨーク
、第２継手入力側ヨークに発生−４−る２次偶力はセン
タリング装置縦部で’Ｉ’ｖｓｔｎψどなる。

両者を合成したものがセンタリング装置４部［ｒＪｉｌ
ｌ　＊、第４ｃ図に示すように回転角（ψ）によって変
動しないもの（Ｔθ）と４ｃる。従って各支持点におけ
る反力も周期性を持たず、一定のものとなる（加振力と
ｆｒ　ｌ’コない）。従って２次偶力ｌニよるプロペラ
シャフトの各支持点への加４辰力百は、各継手角度θの
関数とみなすことがで煮る。即ち Ｆ−＝ｆ（θ） とｆｒろ。また継手角変θは終減速装置の傾斜、亜軸（
Ｗ／Ｃ）位置、センターベアリング（（”ＴＲ−ＢＲＧ
　）位置によＩ）決定さ）１ろため、 ？　＝　ｆ’　（終ｌｉ１＋ｎｉイ、Ｔ）ｐｎ斜、　ｗ
、ｚｃ＊ｆ＋　、　ＣＴＲ・ＢＲ。

位置） となる。ここで、終減速装置の１頃斜はワインドアップ
、ダｒ〉ンｔでより、＝！ｒたＷ／Ｃ位１；Ｖは空積変
化により変動する。従って空逍時、ワインドアップ時の
７をすべて小さくするためには、 と−Ｐることか８沙となる。

ｐｐ、　Ｆｌ　１＊＋　ｔｃおいて、終減速装ｊｆ／、
４の傾斜変化、空積変化、　ＣＴＲ−ＢＲＧ位置ｆａｔ
に対するＣＴＲ−ＢＲＧ加振力変化Δ百２を各種の継手
糾合せ（カルダン継手。

ダブルカルダン継手の組合せ）の各１手位相について示
す。過去のパワートレインジオメトリ−の検討忙おいて
、ＣＴＲ−ＢＲＧ入力が小の場合異常振動等が出にくい
という結果が得られているため、ＣＴＲ−ＢＲＧ入カー
　だけを＃ｆｆ曲関数とし、てＩＴいた（Ｊ＝Ｆ、）。

（６）式から考慮寸ろと、第５図の組合せのうち実現性
のある継手組合せは、ｃｃｃ（＋−＋、４＋−）。

（”ＤＤ　、ＤＤＤだけとなる（継手種類はＣ；カルダ
ン継手、Ｄ；ダブルカルダン継手とし、左から１ｌｋｌ
Ｉｃ　Ｆ、Ｊ、　、　Ｃ，Ｊ、　、　Ｒ，Ｊ、であり、
継手位相は十がＦ、Ｊ、と同相、−がＦ、Ｊ、と９０°
ずれをホー１）。

ｇ　ｔｓ図Ｋ　Ｃ’ｒＲ−ＢＲＧＬｔのスペーサ’　”
　＋　１　！’ｉ　ｍｍ時のそれぞれのワインドアップ
、２コ留変化に対オる各種継手組合せのＣ’Ｉ’Ｒ−［
ＩＲＧ加振力を示す。Ａ１１図から、ＣＤＤでは空積、
ワインドアップの影響は小さいが、　ＣＣＣでは特に空
積変化ｆよる加振力変化が大きく、加振力を小と−Ｃる
屯が不１’Ｔ　Ｈ’ｔであることがわかる。

更に、エンジン′からの伝達トルクが一定の場合１本、
プロペラシャフト各軸に伝達ｆｉｈル）　ル、３ｙはダ
ｉ；ｉＪｌ　シ、が８継手凌ではゴ（０□　１−θ２±
θ８　）ｃａｐ、　２ψｉ　ｆｌ　トルク変動が生ずイ
）。こ）１かワインドアップ振動の怖卸１力Ｆ、−１，
！ｌｌ’ｈどかる（ただし、λｆ：最終減速比）。従っ
てＰＡ２　。

氾：（継手部に等速に１゛に手を使用寸矛１１．θ２．
θ、・二〇とみなヤことができ、士たθ１−０とするこ
とによりてトルク変動による車体人力を低減寸ろことが
できろ。

以とのことトから継手の、η［１合せに関ｌ−で次の結
論が得られる。即ち Ｄ　Ｄ　Ｄ　−−Ｃべての継手での２次＋ｉ！％力がゼ
ロであり、最も留ましい。

ＣＤＤ−ワインドアップ・ダウン時、窒檀時において、
百をゼロに近づけることができる。

ただし、ＣＴＲ−ＢＲ（）位１１ｔを変えることにより
？　　＝０とすることが必要である。

ＣＣＣ−ワインドアップ・ダウン時、うＰ漬時を両立さ
ぜることは不可ｆ＋？。

以上の説明から明らかかよさに、本発明のように８継手
形プロペラシャフトの第２継手部および第３継手部σ）
みを等速継手とオろ構造にすることによってコスト、ｌ
ｆ賃の増１１（１を９小眼に抑えろととがで■るととも
に１発進時のイ辰１ｉｉ１Ｂ、減速時のこもり皆を低／
１ｃ−ｉることがでキ、またプロペラシャフト伝達トル
クオ１ｉｒｂによるこもり音をもイ氏渇；することがで
六るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

、Ａｌし１は、−％八（４手形プロペラシャフトによる
変速機から終減速装置ａまでのパワートレインの線図、
第２図は、自在玲′手を介ｔ２て入力軸から出力軸にト
ルクを伝達するときのベクトル図、第８図は、：３屓十
；手形プロペラシャフトにおける各２次偶力によりプロ
ペラシャフトの各支持小ニ加わる力の関１糸を示−１厨
明（ソ１゜Ｔｈ４ａし１は−２１１４の等速継手を使用
してトルクを伝達する状（４１４を示す線図的説、明図
、ａ！　４　ｂ図は第４ａ図の第１継手の人力ｆｌｔ１
１ヨーク丸；よび出力１則コークｆ発牛才ろ２次偶力の
継手の後方から見たベクトル図、訊４ｃ［！ｖｌはｈＮ
４　ａ図め第２継手ｌでおける第４ｂし１と同様のベク
トル図、泣４ｄ図は鉋４ａ図（ハセンタ＋１ング装置ｒ
おけろ２次偶力のべ・クトル図、　　　・ Ｐ△５図は、各種の継手組合せ姓′おける終減速装置前
の１１斜兎′化、？情愛化、　ＣＴｐ、　ｋ　ＢＲＧ位
ｊｄｆ化ｆ対するＣＴＨ−’ＲＲＧ加′辰力変化ΔＬの
関係を示すグラフ、 第６図は、ＣＴＲ−８１３０部のスペーサがＱ　ｓｎ　
。 １５Ｍｍ時のワインドアップ」ｄよび窒４ｊ［化ｆおけ
る各挿継手絹合セのＣ’ｒ　Ｒ・ＢＲ（）１１１１１局
力に及ぼ−゛Ｊ″Ｊ″影響グラフである。 １・・・変速機の出力ｑｑｌ＋、２・・・終減速装置・
の人り紬、３・・・ｔｐ、ｌ　７’ロベラシヤフト、４
・・・繊２プロペラシャフト、 ５・・・センターベγリング＜　ＣｒＲ，−ＢＲＧ　）
、６・・・第１継手０．Ｊ、）、？・・・第２継手（ｃ
、Ｊ、　）、８　・・・　〜１８　削氷　手　（Ｒ，Ｊ
　　　）　。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｌ　変速機と妃■プロペラシャフトトの間の第１自在継
   手、２１プロベランヤフトと第２プロペラシヤフトとの
   間のシｔ２自在林手、第２プロペラシヤフトと終減速装
   置１′ｔとの間の第８自在継手を具える８継牛形プロペ
   ラシヤフトにおいて、小１自イｊユ淋十をカルダン継手
   とし、第２自在継手および８１λ８白イ１゜継手を等速
   継手としたことを特徴とする８継手形プロペラシャフト
   。