专利名称：传动轴的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种具备输入轴以及输出轴的传动轴。
背景技术：
众所周知，作为以往的传动轴，公开有下述一种传动轴，S卩，其具备输入轴以及输出轴，介于变速器与差速器之间，从而将变速器的输出传递到差速器(例如，专利文献1)。输入轴具有圆筒部，并经由第1联轴器部而与变速器的输出部连结。输出轴经由伸缩部而与输入轴连接，且经由第2联轴器部而与差速器的输入部连结。在输出轴的外侧周围配置有可伸缩的波纹状的密封部件(保护罩(boots))，该密封部件内封有作为润滑油的润滑脂，且覆盖输入轴的圆筒部的一部分。由此，伸缩部被密封，密封性得以提高。伸缩部由具有凹凸(内外周)花键的花键滑动机构构成，配置于输入轴的圆筒部的内周面与输出轴的外周面之间。根据以上的结构，当输入轴和输出轴经由伸缩部沿轴向相对移动时，传动轴则与密封部件同时伸缩。专利文献1 日本特开平6-173934号公报然而，在这种传动轴中，一般都知道当表示伸缩部(内外周花键之间)的摩擦系数(μ)与滑行速度(ν)之间的关系的μ-ν特性(直线)为负斜率时，则在伸缩时会产生两轴的断续性移动(粘滑运动(stick slip))。因此，为了抑制粘滑运动的产生，有必要使得μ-V特性形成为正斜率，换句话说， 使得相对于内外周花键之间的滑行速度的增大而言的滑动阻力的降低变小就显得尤为重要。另一方面，为了抑制粘滑运动的产生，虽利用润滑脂等使内外周花键之间的摩擦系数变小(低μ化)，但还是不能得到充分的抑制粘滑运动的产生的效果。另外，虽然通过类钻碳(Diamond Like Carbon :DLC)等固体润滑覆膜的表面涂层处理能够抑制粘滑运动的产生，但在该情况下成本会较高。因此，本发明者为了能够廉价地得到抑制粘滑运动的产生的效果，开始了使相对于内外周花键之间的滑行速度的增大而言的滑动阻力的降低减小的研究，发现了在该过程中，当在内外周花键的各齿面存在相互交叉的微细槽时，相对于在内外周花键之间产生的滑行速度的增大而言的滑动阻力的降低会变小。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种即使不实施基于DLC等的表面涂层处理也能使 μ -ν特性成为正斜率的传动轴。本发明为了达成上述目的，提供下述(1) (6)技术方案的传动轴。(1) 一种传动轴具备第1花键轴，其在转矩传递面具有沿着第1方向延伸的多个第1微细槽；以及第2花键轴，其以能够沿着上述第1花键轴的轴线方向相对移动的方式连结于该第1花键轴，且在转矩传递面具有沿着与上述第1方向交叉的第2方向延伸的多个第2微细槽。(2)在上述(1)技术方案中记载的传动轴中，上述第1花键轴的上述多个第1微细槽为沿着上述轴线方向延伸的油槽，上述第2花键轴的上述多个第2微细槽为沿着与上述轴线方向正交的方向延伸的油槽。(3)在上述(1)或( 技术方案中记载的传动轴中，上述第1花键轴的上述多个第 1微细槽的槽间距被设定成比上述多个第2微细槽的槽间距小的尺寸。(4)在上述C3)技术方案中记载的传动轴中，上述多个第1微细槽的槽间距P1被设定为满足100 μ m < P1 < 500 μ m的尺寸，上述多个第2微细槽的槽间距P2被设定为满足 Imm ^ p2 ^ 2mm 的尺寸。(5)在上述C3)技术方案中记载的传动轴中，上述多个第1微细槽的槽深hi被设定为满足5 μ m < hi < 40 μ m的尺寸，上述多个第2微细槽的槽深h2被设定为满足 2 μ m ^ h2 ^(6)在上述(1) ( 技术方案中的任一个记载的传动轴中，上述第1花键轴由内花键轴形成，上述第2花键轴由外花键轴形成。根据本发明，即使不实施基于DLC等的表面涂层处理也能够使μ -ν特性成为正斜率。
图1是为了说明本发明的实施方式所涉及的整体的传动轴而示出的局部截面图。图2是为了说明本发明的实施方式所涉及的传动轴的花键嵌合部而示出的截面图。图3是图1的A-A的截面图。图4是为了说明本发明的实施方式所涉及的传动轴的主要部分而模拟性地示出的剖面图。图5中的(a)及(b)是为了说明本发明的实施方式所涉及的传动轴的第1花键轴的齿面而示出的立体图和该齿面的M部分的截面图。(a)表示立体图，(b)表示截面图。图6中的(a)及(b)是为了说明本发明的实施方式所涉及的传动轴的第2花键轴的齿面而示出的立体图和该齿面的N部分的截面图。(a)表示立体图，(b)表示剖面图。图7是为了说明本发明的实施方式所涉及的传动轴的在得到抑制粘滑运动的产生的效果的情况下的测定方法而示出的立体图。图8中，(a)及(b)是表示本发明的实施方式所涉及的传动轴的内花键轴的齿面的截面侧视的图表。图9是表示本发明的实施方式所涉及的传动轴的外花键轴的齿面的截面侧视的图表。图10是表示考察本发明的实施方式所涉及的传动轴的抑制粘滑运动的产生的效果后得到的结果的图表。标号说明如下
1…传动轴；2…第1轴；2a…小径的轴部；20…花键部；20a…内周花键齿；200a-齿面；2b…大径的轴部；3…第2轴；30…花键部；30a…外周花键齿；300a…齿面；4…万向联轴节；5…第1微细槽；6…第2微细槽；0…轴线方向。
具体实施例方式以下，一边参照附图，一边对本发明的实施方式所涉及的传动轴进行详细的说明。(传动轴的整体结构)图1是表示车辆的传动轴的整体。图2及图3表示传动轴的花键嵌合状态。如图 1 图3所示，传动轴1具备第1轴2以及第2轴3，配置于变速器(未图示)与差速器(未图示)之间。并且，传动轴1构成为，将驱动力从发动机经由变速器传递到差速器。在传动轴1，可伸缩地安装有由橡胶等构成的波纹状的密封部件(未图示)，该密封部件内封有作为润滑油的润滑脂，且对内周花键部(后述的花键部20)与外周花键部 (后述的花键部30)之间进行密封。(第1轴2的结构)第1轴(第1花键轴)2由各自外径互不相同的一大一小2个轴部2a、2b构成，小径的轴部加可沿其轴线方向相对于第2轴3移动地连结于该第2轴3，另外，大径的轴部 2b经由万向联轴节4连结于变速器，第1轴整体上例如由S30C等机械构造用碳素钢构成的中空的内花键轴形成。小径的轴部加在内周面具有花键部20，并且配置于第1轴2的差速器侧。在花键部20的外周面，设置有沿着第1轴2的轴线方向0延伸的内周花键齿20a。之后再对内周花键齿20a进行详细说明。大径的轴部2b配置于第1轴2的变速器侧，且与小径的轴部加焊接。(第2轴3的结构)第2轴(第2花键轴)3在外周面具有与第1轴2(小径的轴部加)的花键部20 对应的花键部30，并且该第2轴经由万向联轴节(未图示)连结于差速器，第2轴整体上例如由S35C等机械构造用碳素钢构成的中空的外花键轴形成。并且，第2轴3构成为，通过与第1轴2的花键嵌合而沿着轴线方向0移动，且与第1轴2同时旋转。在花键部30设置有与内周花键齿20a花键嵌合的外周花键齿30a。接着，结合图4 图6，对外周花键齿30a以及内周花键齿20a进行说明。图4是表示传动轴的花键嵌合状态的放大图。图5(a)及图5(b)表示内周花键齿。图6(a)及图 6(b)表示外周花键齿。如图4所示，内周花键齿20a设置于第1轴2(在图3中示出)的花键部20，并且外周花键齿30a设置于第2轴3 (在图3中示出)的花键部30。如图5(a)所示，在内周花键齿20a设置有由油槽构成的多个第1微细槽5，其中该油槽开设于转矩传递面(齿面)200a,且沿着作为第1方向的齿宽方向(第1轴2的轴线方向0)延伸。多个第1微细槽5被配置成在内周花键齿20a的齿面200a上从该齿底面朝向齿顶面并排排列。如图5 (b)所示，第1微细槽5的槽间距P1被设定为满足100 μ m彡P1彡500 μ m 的尺寸，并且槽深Ii1被设定为满足5 μ m < Ill < 40 μ m的尺寸。另一方面，如图6(a)所示，在外周花键齿30a设置有由油槽构成的多个第2微细槽6，其中该油槽开设于转矩传递面(齿面)300a，且沿着在花键嵌合状态(相互对应的内周花键齿20a与外周花键齿30a相抵接的状态)下与第1微细槽5的第1方向正交的第2 方向(从外周花键齿30a的齿底面到齿顶面的方向)延伸。多个第2微细槽6被配置成在外周花键齿30a的齿面300a上沿着该齿宽方向并排排列。如图6 (b)所示，第2微细槽6的槽间距P2被设定为满足Imm彡P2彡2mm的尺寸， 并且槽深Ii2被设定为满足2 μ m < Ii2 < 8 μ m的尺寸。多个第2微细槽6能够通过在外周花键齿30a的形成(滚刀加工)时调整外周花键齿30a的加工速度来形成。(传动轴1的动作)接着，结合图1，对本发明的实施方式示出传动轴1的动作进行说明。本实施方式所示出的传动轴1的动作，通过汽车行驶来进行。即，在汽车的启动、 或行驶中，悬吊车轮的悬挂装置进行动作，伴随于此，容许两个万向联轴节4(只示出一个) 之间的长度以及角度变化，驱动力从发动机经由变速器、传动轴1传递到差速器。在该情况下，当第1轴2与第2轴3分别经由内周花键齿20a、外周花键齿30a而沿着轴向相对移动时，传动轴1与密封部件(未图示)同时沿着轴线方向伸缩。此时，相互嵌合的内周花键齿20a与外周花键齿30a在齿面200a、300a之间的多个位置进行点接触。因此，内周花键齿20a与外周花键齿30a之间的接触区域减少，这样内周花键齿20a及外周花键齿30a的作用于各齿面200a、300a的润滑脂所导致的油压反作用力减小。由此，即便滑行速度提高，也能够维持固体润滑。由此，在本实施方式中，能够减小内周花键齿20a与外周花键齿30a之间的滑行阻力(滑动阻力)的降低，能够抑制粘滑运动的产生。此处，结合图7 图10，对本实施方式所示的传动轴1的抑制粘滑运动的产生效果进行考察。本考察通过如下所述来测试的，S卩，首先准备出具有微细槽的内花键轴与不具有微细槽的内花键轴，将这两种内花键轴分别花键嵌合于带有微细槽(滚刀槽)的外花键轴， 在制作出两种传动轴之后，以规定的速度使这两种传动轴旋转，并且如图7所示，在使这两种传动轴的内外花键轴以相对滑行速度V(0 < V^O. 5m/sec)进行动作的情况下，测定从内花键轴(第1轴幻向外花键轴(第2轴幻传递的转矩T (在相对滑行速度V设定为V =0时，转矩TO为TO = 1，而当V = 0. 05 0. 5时，相对于TO的转矩T)。该结果，在使具有微细槽的内花键轴与带有滚铣刀槽的外花键轴花键嵌合而成的传动轴中，内花键的微细槽的槽间距P1被设定为满足100 μ m彡P1彡500 μ m的尺寸，并且将槽深h被设定为满足5 μ m < Ill < 40 μ m的尺寸，另外，外花键轴的滚刀槽的槽间距P2 被设定为满足Imm彡P2彡2mm的尺寸，并且槽深Ii2被设定为满足2 μ m彡1 彡8 μ m的尺寸，在该情况下，获知了内外花键轴之间的滑行阻力的降低变小，具有抑制粘滑运动的产生的效果。图8(a)及(b)是在得到抑制粘滑运动的产生的效果的情况下的内花键轴的微细槽的截面侧视的一例。另外，图9是在得到抑制粘滑运动的产生的效果的情况下的外花键轴的滚铣刀槽的截面侧视的一例。对此，在不具有微细槽的内花键轴与带有滚刀槽的外花键轴花键嵌合而成的传动轴中，内外花键轴之间的滑行阻力的降低变大，没有得到所希望的抑制粘滑运动的产生的效果。
6
该结果与图10示出的一样。图10是表示考察了传动轴的抑制粘滑运动的产生的效果的结果的图表。在图10中，(a)表示内花键不具有槽的情况下的转矩比⑴与相对滑行速度(V)之间的关系的T-V特性(V = 0 0. 013)为负斜率，(b)内花键具有槽的情况下的T-V特性为正斜率。此外，在图10中，用纵轴表示转矩比，并且用横轴表示相对滑行速度。[实施方式的效果]根据以上说明的实施方式，得到如下所示的效果。不需要基于DLC的表面涂层处理及利用润滑的第1花键轴2与第2花键轴3之间的低μ化，能够廉价地得到充分的抑制粘滑运动的产生的效果。以上，虽基于上述实施方式对本发明的传动轴进行了说明，但本发明并不局限于上述的实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内能够实施各种方式，例如，可以进行以下所示的变形。(1).在上述实施方式中，虽对第2微细槽6沿着与第1微细槽5的第1方向(内周花键齿20a的齿宽方向)正交的第2方向(从外周花键齿30a的齿底面到齿顶面的方向)延伸的情况进行了说明，但本发明并不局限于此，也可以是沿着与第1微细槽的第1方向交叉的第2方向延伸的第2微细槽。(2).在上述实施方式中，虽对作为第1轴2以及第2轴3的各自材料而使用机械构造用碳素钢的情况进行了说明，但本发明并不局限于此，在能够确保与实施方式相同的机械性强度的情况下，例如，也可以使用碳纤维增强复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic =CFRP)等其他材料。(3).在上述实施方式中，虽对第1轴2与变速器连结、且第2轴3与差速器连结的情况进行了说明，但本发明并不局限于此，将第2轴连结于变速器、且将第1轴连结于差速器也没有关系。
权利要求
1.一种传动轴，其特征在于，具备第1花键轴，其在转矩传递面具有沿着第1方向延伸的多个第1微细槽；以及第2花键轴，其以能够沿着上述第1花键轴的轴线方向相对移动的方式连结于该第1 花键轴，且在转矩传递面具有沿着与上述第1方向交叉的第2方向延伸的多个第2微细槽。
2.根据权利要求1所述的传动轴，其特征在于，上述第1花键轴的上述多个第1微细槽为沿着上述轴线方向延伸的油槽，上述第2花键轴的上述多个第2微细槽为沿着与上述轴线方向正交的方向延伸的油槽。
3.根据权利要求1或2所述的传动轴，其特征在于，上述第1花键轴的上述多个第1微细槽的槽间距被设定成比上述多个第2微细槽的槽间距小的尺寸。
4.根据权利要求3所述的传动轴，其特征在于，上述多个第1微细槽的槽间距P1被设定为满足100 μ m < P1 < 500 μ m的尺寸， 上述多个第2微细槽的槽间距P2被设定为满足Imm彡P2彡2mm的尺寸。
5.根据权利要求3所述的传动轴，其特征在于，上述多个第1微细槽的槽深hi被设定为满足5 μ m < hi < 40 μ m的尺寸， 上述多个第2微细槽的槽深Ii2被设定为满足2 μ m < Ii2 < 8 μ m的尺寸。
6.根据权利要求1 5中任一项所述的传动轴，其特征在于， 上述第1花键轴由内花键轴形成，上述第2花键轴由外花键轴形成。
全文摘要
本发明提供一种即使不实施基于DLC等的表面涂层处理也能使μ-v特性成为正斜率的传动轴。该传动轴具备第1轴(2)，其在转矩传递面(200a)具有沿着第1方向(齿宽方向)延伸的多个第1微细槽(5)；以及第2轴(3)，其可着沿轴线方向相对移动地与第1轴(2)连结、在转矩传递面(300a)具有沿着与第1方向交叉的第2方向延伸的多个第2微细槽(6)。
文档编号F16D3/26GK102345684SQ201110210890
公开日2012年2月8日 申请日期2011年7月20日 优先权日2010年7月27日
发明者安藤淳二, 小川友树, 铃木知朗 申请人:株式会社捷太格特