JPS6253374B2

JPS6253374B2 -

Info

Publication number: JPS6253374B2
Application number: JP54164638A
Authority: JP
Inventors: Arekusaandoru Oren Mitsusheru
Original assignee: Glaenzer Spicer SA
Current assignee: Glaenzer Spicer SA
Priority date: 1978-12-18
Filing date: 1979-12-18
Publication date: 1987-11-10
Also published as: FR2444585A1; DE2950938C2; JPS5587623A; US4365686A; FR2444585B1; DE2950938A1

Description

【発明の詳細な説明】この発明は機関と前車輪との間に自動歯車箱を
有する前輪駆動式車輌に用いられる伝動軸に関す
る。

前輪駆動式車輌における自動歯車箱の使用は、
車輌の車体から機関を隔離するという特別な問題
を提起し、とくに下記の状態の下におけるジーゼ
ル型機関の場合に顕著である。すなわち機関が遊
転速度で作動し、足ブレーキによつて車輌が停止
状態に置かれた状態で、運転者が自動歯車箱を駆
動位置（前進速度）に入れ、水力継手またはコン
バータがその出力軸に約10Kg・ｍの抵抗トルク
Crを発生し、このトルクが伝動軸を介して前車
輪に加えられるときである。

しかし、捩れ強度および曲げに対する剛性から
この伝動軸は捩りに対し極めて剛性を有する。従
つて、この伝動軸は実質的には機関の爆発により
発生され、かつ機関がピストンの横方向作用によ
つてその弾性的に変形可能な懸架装置上で傾斜回
転する結果として、横方向に移動されるとき、増
大される最大トルク値△Crを車輪およびブレー
キを介して車体に減衰を伴わずに伝達する。

これらの最大トルクおよび機関の旋転運動を車
輪および車体に伝達するのを避けるために、例え
ば１Kg・ｍトルク当り１゜乃至３゜の捩れという
ような高い捩り可撓性をこの伝動装置に与えられ
る。しかしこの解決手段は、これら最高トルク値
に対応する平均トルクは、伝動装置が破壊を伴わ
ずに抗すべきトルクの1/10乃至1/20に過ぎないか
ら効率的なものではない。通常の軸に10Kg・ｍの
トルクに対する高い捩り弾性と、最大トルクに対
する充分な強度とを両方与えることは不可能なこ
とが理解される。いずれにせよ、たとえこの二重
の状態を満足し得る例外的な材料を見出し得たと
しても、車輌が伝動軸の両端における慣性を配慮
しつつ車輌が動き始めるとき、トルクを作用する
ために回転は振動や乱調を起こすことは避けられ
ない。

この発明の目的は、上記の明らかに相容れない
両方の状態を満足する伝動軸を提供するにある。

この発明によれば、自動歯車箱を有する前輪駆
動車輌のための伝動軸を提供し、該伝動軸は機関
の出力軸および前車輪にその両端で結合された高
い捩り弾性をもつ第１伝動要素と、これよりも低
い捩り弾性をもち、かつ第１伝動要素と同軸的に
配置された第２伝動要素とを含み、第２伝動要素
が一端において車輪に結合され、他端において前
記軸に加えられるトルクの２つの予め定めた値の
間で１つの回転方向遊隙を有する結合部を介して
機関の出力軸に結合され、機関が遊転状態でしか
も車輌が制動されているとき、前記軸に作用され
るトルクが前記２つの値の間にあるようになつて
いる。

上記のようなこの発明によれば、伝動軸は機関
が遊転しかつ車輛が制動状態にあるとき、コンバ
ータの抵抗に対応したトルクCrの上下側の２つ
のトルク値C₁，C₂間において第１伝動要素によ
り高い捩り弾性を示し、C₁より小さくC₂より大
きいトルクに対しては、その捩り弾性の大部分を
失う。すなわちトルクがC₁，C₂間で変動する機
関の遊転時においては、トルクは第１伝動要素を
介して伝達され、その際その捩り弾性により振動
が減衰し、しかも第２伝動要素と出力軸との結合
が、トルクC₁，C₂間で１つの回転方向遊隙をも
ち、かつ出力軸との間で回転方向強制摩擦力が付
与されない結合部材を介してなされているので、
第２伝動要素には振動が伝達されず、したがつて
車体にも振動は伝達されない。トルクがC₂以上
となる車輛の通常の運転時においては、トルクは
第１伝動要素よりも捩り弾性が低い第２伝動要素
を介して伝達され、その際第１伝動要素にはトル
クが加わらず、したがつて機関の遊転時における
車体への振動伝達防止と、車輛の通常の運転時に
おける高負荷による伝動軸の破壊防止との両方を
満足することができる。

第１伝動要素は特に前記予め定めたトルクの値
を調整するために捩りに対しプレストレスがかけ
られる。

機関の出力軸と第２伝動要素との間の結合は、
可撓性ライニングによつて実施されることが好ま
しい。

この発明の他の特色および利点は、図面を参照
してのこの発明の実施例についての以下の説明に
よりあきらかになるであろう。

第１図乃至第４図の伝動装置１は自動歯車箱を
有する前輪駆動式車輌に用いられる。この伝動装
置１は歯車箱に組合わされた差動装置４の出力軸
３を車輌の前車輪のスタブアクスル２に結合す
る。他の前車輪を駆動するのに同様な伝動装置を
用いることが理解されるであろう。この伝動装置
１は順次に三脚型滑動等速回転継手５伝動軸６お
よびさらに別の三脚型非滑動等速回転継手７を含
む。継手５，７は二重関節式伝動を行うものであ
るが、明確にするためにこれらのすべての要素の
中心を同一軸線Ｘ―Ｘ上に置いた状態で示されて
いる。

継手５は滑動型である。この継手は軸３の末端
に固定された三脚要素８を含み、３個の球形ロー
ラ９がニードル軸受によつて３個の円筒形放射状
トラニオン１０上に軸受されている。継手５のチ
ユーリツプ形部材１１はチユーブ状スリーブとし
て形成され、その両端は開口して、その横断面形
状（第２図乃至第４図）は一方の末端から他方の
末端まで一定で、円筒形部分１３で連結された山
形部分１２をもつている。各山形部分１２はロー
ラ９と同一半径の円筒状扇形部分をもつ内側の２
個のレース軌道をもつている。第２図から判るよ
うに、各ローラ９は山形部分１２内に受けられ、
かつ差動装置４と隣接するスリーブ１１の半部内
で滑動可能である。

スリーブ１１の他の半部は弾性かつ可撓性のエ
ラストマ製ライニング１５を含んでいる。このラ
イニング（第４図）はスリーブ１１の内側形状と
適合する外側形状をもつチユーブ状スリーブをも
ち、かつ実質的に均等の厚さを有する。しかし、
この厚さは平坦な支持表面１６ａ，１６ｂを内部
に形成するために、レース軌道１４の区域におい
てわずかに増大している。このスリーブは内側フ
ランジ１７および外側フランジ１８の２つの半径
方向のフランジを両端に具え、これらのフランジ
はスリーブの一部を構成し、かつそれぞれ円形の
中心孔をもつている。

伝動軸６は２個の主要素１９，２０を含む。要
素１９は硬化鋼もしくは高弾性を有する別の材料
製の丸棒で、この棒の一端はスリーブ１１と共に
回転するように剛接された放射状板２１に固定さ
れている。このために第３図に示すように板２１
の形状は主としてスリーブ１１の内側形状に適切
に組合うようになつているが、スリーブの山形部
分の頂部との間に半径方向の間隙を有している。
要素１９の他端はスプライン２２によつて、三脚
型継手７の入力三脚要素２３に結合されている。

軸６の第２要素２０は、棒１９を同軸に囲む主
として普通鋼のチユーブ２４によつて形成されて
いる。このチユーブ２４の一端は継手７の入力要
素２３に溶接され、かつ他端にはチユーブ２４と
接続するチユーブ状ハブ２７から半径方向に延び
る３個の分岐部または羽根２６を含むスパイダ２
５が溶接されている（第４図）。

スパイダ２５は軸方向または半径方向に著るし
い間隙をもたずにライニング１５内に受入れられ
ている。さらに詳しく述べれば、その両端面はラ
イニングのフランジ１７，１８の内側面と接触し
（第１図）、ハブ２７はこのライニングの３個の小
直径扇形部と接触し、羽根２６の先端は実際には
ライニングの山形部分の頂部と接触する（第４
図）。いつぽう、羽根２６の巾はライニング１５
の内側に形成された山形部分の巾よりもはるかに
小さい。さらに詳しく云えば、これらの羽根の回
転方向遊隙または間隙は６゜乃至20゜であること
が好適である。

板２１と同形の保持板２８は、ライニングのフ
ランジ１８の外側面に隣接して配置される。板２
１、フランジ１７、スパイダ２５、フランジ１８
および板２８は、第３図に示すようにスリーブ１
１の円筒状扇形部１３に形成された溝内に受入れ
られた２個のサークリツプ２９によつて締付られ
ずに保持されている。

棒１９に対するチユーブ２４の相対的角度位置
は、他部のトルクが無い状態で、スパイダの羽根
２６が内部プレストレストルクCoをもつてライ
ニング１５の平坦表面１６ａに衝合し、このトル
クCoは機関が遊転し、歯車箱が前進速度に係合
され、かつ車輌がブレーキによつて静止状態に維
持されているとき、軸３、三脚要素８、スリーブ
１１および板２１によつて棒１９に加えられる瞬
間トルクの下限C₁よりもわずかに低くなるよう
に定められる。

数個の弾性案内リング３０が棒１９をチユーブ
２４内でセンタリングさせている。リング３０の
１つはスパイダ２５の自由端近くに配置され、か
つスパイダのハブ２７と棒１９との間の環状空所
を封止状態に充たす。

３個のベロー３１，３２，３３が配設されてい
る。ベロー３１は軸３とスリーブ１１に、ベロー
３２はスリーブ１１とチユーブ２４に、ベロー３
３はチユーブ２４と等速回転継手７の出力チユリ
ツプ形要素３４に固定されている。これらのベロ
ーは軸３、チユーブ２４およびチユリツプ形要素
３４と共に、適当な潤滑剤を収納した２個の封止
囲い部３５，３６を形成する。

上記の遊転状態において、三脚要素８に加えら
れたトルクＣはスリーブ１１、板２１および棒１
９に伝動される。棒の捩りに対する可撓性のため
にスリーブ１１および板２１を或る角度だけ回転
し、かつこれと共にライニング１５を駆動する。
トルクＣ，C₁，C₀の関係はＣ＞C₁＞C₀であるか
ら、このライニング１５はわずかにスパイダ２５
から離反する。機関の爆発および運動の影響を受
けてトルクがC₁，C₂間で循環的に変動すると、
棒１９の捩り弾性は、支持面１６ａ，１６ｂに接
触せずに、第５図に示す中間位置を中心としてス
パイダ２５の羽根２６をライニング１５の山形部
分内で振動するように変動させる。上記の状態を
生ぜしめるために、スパイダ２５の羽根２６の回
転方向間隙は、上述の振動および遊転時の機関の
トルクに起り得る変動を考慮に入れて、充分な大
きさに設定しなければならない。上記の値、すな
わち自由振動角度は±３゜乃至±10゜程度が好適
である。

潤滑剤はとくにライニング１５の山形部分を充
たしてスパイダ２５の羽根２６を浸し、かつトル
クCrに対応する臨界期間中振動の減衰に貢献す
ることに注目すべきである。

ブレーキを放してから車輌を動き出させるため
に、運転者が機関の全トルクを加えるとき、棒１
９の捩れは急速に十分な大きさとなり、第６図に
示すようにスパイダ２５の羽根２６を支持面１６
ａとは反対側の支持面１６ｂにおいてライニング
１５と当接させる。次いで、機関トルクＣがこの
新規な接触が生じた値C₂を越えて増大すると、
トルクＣ―C₂がスパイダ２５およびはるかに捩
り弾性の低いチユーブ２４によつて継手７の三脚
要素２３に伝動される。すなわち実際には、全始
動トルクはこのようにして伝動される。従つてト
ルクＣの値のいかんに拘らず、棒１９にはそれに
対して定められた上限トルクC₂よりも高いトル
クがかからないことを保証する。

この伝動軸６の機能は第７図を参照しつつ次の
ように要約される。すなわち、 C₁，C₂間の機関のトルクに対し（機関の遊転
および車輌制動時）、振動を大巾に減衰しつつす
べてのトルクを伝動するのは棒１９であり、車輌の正常運転時においてC₂よりも高い機関
トルクに対し、初動を与えるのはさらに弾性の低
いチユーブ２４で、この伝動軸は一層剛性を示
し、しかも一層強度が高いが、この軸は路上の駆
動状態において起り得る高周波振動に対し有利な
或る種の減衰作用を提供する。

このような伝動軸の利点を数値例によつて示
す。

いま、C₂＝12m・Kg、軸３は爆発により±１゜
の差動振動を受けるものとする。計算の結果、直
径Ｄ＝22mm、長さＬ＝400mmの普通型伝動軸は、
0.00217rad／ｍ・Kgに等しい捩り弾性をもち、ま
たこの結果、車輪およびブレーキを介して車体に
伝達される振動性交番トルクは±8.042m・Kgに
等しい。

直径Ｄ＝10mm、長さＬ＝350mmの弾性棒１９を
有するこの発明による軸に関し、捩り弾性は
0.0445rad／ｍ・Kgに等しく、これは±0.392m・
Kgに等しい車輪に加わる交番残留トルクに対応す
る。

よつて振動交番トルクは普通の軸の1/20で、こ
れは安価かつ継続する方式で得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例の一部縦断正面図、
第２図乃至第４図は第１図の線２―２、３―３、
および４―４に沿つてとられた断面図、第５図お
よび第６図は、同上の２種の異つた動作状態にお
ける第４図と類似の図面、第７図は第１図のもの
の機械的性質をあらわすグラフで、加えられた機
関のトルクを縦座標に、捩れ角を横座標にプロツ
トした図面である。１……伝動装置、２……スタブアクスル、３…
…出力軸、４……差動装置、５……三脚型滑動等
速回転継手、６……伝動軸、７……非滑動等速回
転継手、８……三脚要素、９……球形ローラ、１
０……トラニオン、１１……チユリツプ形部材、
１２……山形部分、１３……円筒形部分、１４…
…レース軌道、１５……可撓ライニング、１６
ａ，１６ｂ……平坦支持面、１７……内側フラン
ジ、１８……外側フランジ、１９……第１伝動要
素、２０……第２伝動要素、２１……放射状板、
２２……スプライン、２３……入力三脚要素、２
４……チユーブ、２５……スパイダ、２６……羽
根、２８……保持板、２９……サークリツプ、３
０……案内リング、３４……チユリツプ形要素、
３５，３６……密封囲い。

Claims

【特許請求の範囲】１自動歯車箱を有する前輪駆動式車輛用の伝動
軸であつて、該伝動軸が機関の出力軸および前車
輪軸とその各端において結合された高い捩り弾性
を有する第１伝動要素と、第１伝動要素と同軸の
これより低い捩り弾性を有する第２伝動要素とを
含み、第２伝動要素が一端において前車輪軸に結
合され、他端において伝動軸に加えられるトルク
の２つの予め定められた確定値間で１つの回転方
向遊隙をもち、かつ機関の出力軸との間で回転方
向強制摩擦力が付与されない結合部材を介して該
出力軸に結合され、機関が遊転しかつ車輛がブレ
ーキをかけて静止状態にあるとき、伝動軸に加え
られるトルクが前記２つの値の間にあるようにな
つていることを特徴とする伝動軸。２第１伝動要素が前記予め定められたトルクの
値を調整するために捩り的にプレストレスがかけ
られている特許請求の範囲第１項記載の伝動軸。３前記出力軸と第２伝動要素との間の結合が可
撓性ライニングを介して達成されている特許請求
の範囲第１項あるいは第２項記載の伝動軸。４前記出力軸と第２伝動要素との間の結合が円
周方向に均等に間隔を置いて配置され、かつ出力
軸と共に回転するように結合された要素内で大き
い回転方向の空胴内に受入れられた第２伝動要素
の半径方向突起を介して達成される特許請求の範
囲第１項乃至第３項のいずれか１項記載の伝動
軸。５前記出力軸に結合された前記要素が滑動可能
な三脚型継手のチユーリツプ形要素を構成する３
個の山形部分をもつチユーブ状スリーブであり、
かつ前記山形部分が前記空胴を構成している特許
請求の範囲第４項記載の伝動軸。６前記出力軸と第１伝動要素との間の結合が前
記スリーブを介して達成されて第１伝動要素の末
端に固定され、かつスリーブの内側断面形状と適
合する形状をもつ放射状板によつて得られる特許
請求の範囲第５項記載の伝動軸。７可撓性ライニングが内側および外側フランジ
を具備するスリーブの形態をもち、前記フランジ
がサークリツプによつて軸方向に維持された前記
放射状板および第２板との間で維持されている特
許請求の範囲第３項または第６項に記載の伝動
軸。８第１伝動要素が硬化鋼の丸棒であり、かつ第
２伝動要素が本質的に普通鋼のチユーブで造られ
ている特許請求の範囲第１項乃至第７項のいずれ
か１項記載の伝動軸。９回転方向の遊隙が６゜乃至20゜の回転角度を
許す特許請求の範囲第１項乃至第８項のいずれか
１項記載の伝動軸。