JP2017032083A - 動力伝達構造 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動軸１と回転軸２とをスプライン嵌合した動力伝達構造において、前記スプライン嵌合部分での歯打ち音の発生を安定して抑制できるようにする。【解決手段】内径側に位置する駆動軸１と位置決め部材４とは、少なくとも一方側に設けられるキー溝（１２，４５）とそれに嵌め合わされるキー部材５とにより位置決めされている。駆動軸１は付勢手段（４）により回転軸２へ向けて付勢されている。外径側に位置する回転軸２の軸方向端部には軸方向に延びる凸部２３が設けられている。位置決め部材４において回転軸２と対向する面には、凸部２３が途中まで嵌め入れられる先広がり形状の凹部４３が設けられている。【選択図】図１

Description

本発明は、駆動軸と回転軸とをスプライン嵌合した動力伝達構造に関する。

例えば特許文献１には、モータのロータ軸の内周に駆動軸をスプライン嵌合し、前記ロータ軸の内スプラインと前記駆動軸の外スプラインとの衝突音つまり歯打ち音を低減するために、前記駆動軸の外周にＯリングなどの環状の弾性部材を装着し、この弾性部材を前記ロータ軸の内周面に押し潰した状態にすることが記載されている。

特開２０１１−２１４６４６号公報

上記特許文献１では、前記内スプラインと前記外スプラインとの相対的な位置を定めることができないために、歯打ち音を低減する効果がある場合と無い場合とが起こり得るなど、効果にばらつきがあることが懸念される。

このような事情に鑑み、本発明は、駆動軸と回転軸とをスプライン嵌合した動力伝達構造において、前記スプライン嵌合部分での歯打ち音の発生を安定して抑制できるようにすることを目的としている。

本発明は、駆動軸と、この駆動軸にスプライン嵌合される回転軸と、前記駆動軸および前記回転軸のうちの内径側に位置する方の外周に取り付けられかつ前記駆動軸および前記回転軸のうちの外径側に位置する方の軸方向端部に当接される位置決め部材と、前記駆動軸を前記回転軸へ向けて付勢する付勢手段とを含み、前記内径側に位置する軸と前記位置決め部材とは、少なくとも一方側に設けられるキー溝とそれに嵌め合わされるキー部材とにより位置決めされ、前記外径側に位置する軸の軸方向端部には、軸方向に延びる凸部が設けられ、前記位置決め部材において前記外径側に位置する軸と対向する面には、前記凸部が途中まで嵌め入れられる先広がり形状の凹部が設けられている、ことを特徴としている。

この構成において、無負荷時には、前記先広がり形状の凹部に対する前記凸部の嵌め合いに伴う調心作用によって前記内径側の軸の外スプラインと前記外径側の軸の内スプラインとの相対位置が定められる。これにより、組み付け毎に前記内径側の軸の外スプラインと前記外径側の軸の内スプラインとの相対位置がばらつくことを防止できるようになる。

そして、前記駆動軸からの回転動力の入力に伴い、前記凹部において前記凸部が当接する部位が弾性変形させられる形態、あるいは前記付勢手段の付勢力に抗して前記凹部と前記凸部との嵌め合い深さを徐々に浅くさせる形態になることによって、前記駆動軸のスプラインが前記回転軸のスプラインにゆっくり衝突するようになる。これにより、前記衝突時の衝撃が緩和されることになって、歯打ち音の発生が抑制されるようになる。

このように、無負荷時に前記駆動軸のスプラインと前記回転軸のスプラインとの相対位置を定めたうえで、前記駆動軸からの回転動力の入力時に前記駆動軸のスプラインを前記回転軸のスプラインにゆっくり衝突させるように工夫しているので、前記スプライン嵌合部分での歯打ち音の発生を安定して抑制できる結果となる。

ところで、前記位置決め部材は、その凹部を前記凸部へ向けて付勢するような前記付勢手段の付勢力となる弾性復元力を発生するように弾性変形された状態で設置される弾性体とされ、この位置決め部材の凹部において前記凸部が当接する部位は、前記駆動軸からの回転動力の入力に伴い弾性変形させられることになって前記回転動力を前記回転軸に遅延して伝達させる、構成とすることができる。

この構成では、前記駆動軸からの回転動力の入力に伴い、前記凹部において前記凸部が当接する部位が回転方向下流側に弾性変形させられることになって前記回転動力を前記回転軸に遅延して伝達させるようになるので、前記回転動力の伝達過程において前記駆動軸のスプラインが前記回転軸のスプラインにゆっくり衝突するようになる。これにより、前記衝突時の衝撃が緩和されることになって、歯打ち音の発生が抑制されることになる。

しかも、前記位置決め部材が前記付勢手段を兼ねる構成になっているので、本発明に係る動力伝達構造の構成の簡素化が可能になるなど、設備コストの上昇を抑制することができるようになる。

また、前記位置決め部材は剛体とされ、前記付勢手段は、前記位置決め部材の凹部を前記凸部へ向けて付勢するための弾性復元力を発生するように弾性変形された状態で設置される弾性体とされ、前記位置決め部材の凹部と前記凸部との嵌め合い部分は、前記駆動軸から入力される回転動力を、前記弾性体から付勢力に抗して前記凹部と前記凸部との嵌め合い深さを徐々に浅くさせる向きの軸方向推進力に変換しながら前記回転軸に遅延して伝達する、構成とすることができる。

この構成では、前記弾性体からなる付勢手段が前記位置決め部材の凹部を前記凸部へ向けて付勢するように機能する。そして、前記位置決め部材の凹部と前記凸部との嵌め合い部分は、前記駆動軸から入力される回転動力を、前記弾性体からなる付勢手段の付勢力に抗して前記嵌め合い深さを徐々に浅くさせる向きの軸方向推進力に変換することにより、前記内径側の軸の外スプラインおよび前記外径側の軸の内スプラインの一方を他方にゆっくり衝突させるように作用する。これにより、前記衝突時の衝撃が緩和されることになって、歯打ち音の発生が抑制されるようになる。

本発明は、駆動軸と回転軸とをスプライン嵌合した動力伝達構造において、前記スプライン嵌合部分での歯打ち音の発生を安定して抑制することができる。

本発明に係る動力伝達構造の一実施形態を示す断面図である。 図１の動力伝達構造を分解した状態を示す斜視図である。 図１の（３）−（３）線断面の矢視図である。 図１から図３において回転軸の凸部と位置決め部材の凹部との係合状態を示す平面展開図である。 本発明に係る動力伝達構造の他の実施形態を示す断面図である。 図５の動力伝達構造を分解した状態を示す斜視図である。 図５の（７）−（７）線断面の矢視図である。 図５から図７において回転軸の凸部と位置決め部材の凹部との係合状態を示す平面展開図である。

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１から図４に、本発明の一実施形態を示している。図中、１は駆動軸、２は回転軸である。

駆動軸１および回転軸２は、円筒形状に形成されており、駆動軸１の軸方向端部側の外周には外スプライン１１が設けられており、回転軸２の軸方向端部側の内周には内スプライン２１が設けられている。

これら駆動軸１および回転軸２は、転がり軸受３を介して不図示のケースなどに軸方向不動に位置決めされるとともに回転自在となるように支持されている。

駆動軸１の軸方向端部側が回転軸２の内孔の軸方向端部側に挿入されることによって、駆動軸１の外スプライン１１が回転軸２の内スプライン２１に嵌合されるようになっているとともに、駆動軸１の内孔と回転軸２の内孔とが連通連結されていて、そこに潤滑油が流通されるようになっている。

この実施形態では、内径側に位置する駆動軸１の外スプライン１１が外径側に位置する回転軸２の内スプライン２１に衝突するとき、あるいは回転軸２の内スプライン２１が駆動軸１の外スプライン１１に衝突するときに、それぞれ歯打ち音の発生を安定して抑制できるように工夫している。

詳しくは、駆動軸１の先端側の外周面には、位置決め部材４が一体となるように取り付けられている。

この位置決め部材４は、環状の弾性体からなり、円筒部４１の外周面において軸方向の中間に径方向外向きの鍔部４２を設けた構成になっている。

円筒部４１の内周面において円周方向の１ヶ所には、軸方向の全長範囲に連なるキー溝４５が設けられている。鍔部４２は、鉛直方向に波打つような形状になっている。この波打ち形状によって鍔部４２の円周方向に軸方向に後退する凹部４３と軸方向に突出する凸部４４とが交互に存在するようになっている。

この凹部４３は、外径側から見て先広がり形状とされており、凸部４４は、突出部分が外径側から見て先細り形状とされている。

なお、前記凹部４３の先広がり形状については、凹部４３の凹みが開口へ向けて徐々に広がるようになっていて、凹部４３の円周方向両側に位置する２つの側面がテーパ形状になっている。

これと同様に、凸部４４の先細り形状については、凸部４４の突出部分が突出端へ向けて徐々に細くなるようになっていて、凸部４４の円周方向両側に位置する２つの側面がテーパ形状になっている。

位置決め部材４のキー溝４５と、駆動軸１の外周面の円周所定位置に設けられるキー溝１２との間にキー部材５を嵌合することによって、位置決め部材４が駆動軸１に円周方向に固定された状態になっている。また、位置決め部材４は、その円筒部４１を駆動軸１の外周面に圧入嵌合することによって軸方向にも固定された状態になっている。

回転軸２の軸方向端部において円周数ヶ所には、軸方向に突出する凸部２２が設けられていて、この円周方向に隣り合う凸部２２の間には凹部２３が存在するようになっている。これにより、回転軸２の軸方向端部は、櫛歯状になっている。

この凸部２２は、外径側から見て矩形状に形成されており、その円周方向の両側面は、回転軸２の中心軸線と平行に形成されている。この回転軸２の凸部２２が位置決め部材４の凹部４３の途中まで嵌め入れられるようになり、回転軸２の凹部２３が位置決め部材４の凸部４４の途中まで嵌まるようになっている。

そして、駆動軸１の外周に固定された位置決め部材４は、駆動軸１からの回転動力の入力に伴い、その波打ち形状の鍔部４２の凹部４３において回転軸２の凸部２２が当接する部位が回転方向下流側に弾性変形させられるようになる。

次に、上記動力伝達構造の作用について説明する。

まず、駆動軸１と回転軸２とを連結した状態において無負荷時には、位置決め部材４の前記先広がり形状の凹部４３に対する回転軸２の凸部２２の嵌め合い、ならびに回転軸２の凹部２３に対する位置決め部材４の前記先細り形状の凸部４４の嵌め合いに伴う調心作用でもって、駆動軸１の外スプライン１１と回転軸２の内スプライン２１との相対位置が定められることになる。特に、この実施形態では、駆動軸１の外スプライン１１の溝部分に対して回転軸２の内スプライン２１の歯部分が円周方向ほぼ中央に非接触に位置する状態にセンタリングされるようになる。これにより、組み付け毎に駆動軸１の外スプライン１１と回転軸２の内スプライン２１との相対位置がばらつくことを防止できるようになる。

そして、駆動軸１から回転動力が入力されたときには、位置決め部材４の凹部４３において回転軸２の凸部２２が当接する部位が回転方向下流側に弾性変形させられることによって、駆動軸１から入力される回転動力が回転軸２に遅延して伝達されるようになるので、駆動軸１の外スプライン１１が回転軸２の内スプライン２１にゆっくり衝突するようになる。これにより、前記衝突時の衝撃が緩和されることになって、歯打ち音の発生が抑制されるようになる。

ところで、駆動軸１から回転軸２への回転動力の伝達途中において駆動軸１の回転動力が一時的に途絶えたときには、回転軸２の凸部２２が位置決め部材４の凹部４３を反回転方向に弾性変形させるようになって、回転軸２の内スプライン２１が駆動軸１の外スプライン１１にゆっくり衝突するようになる。これにより、前記衝突時の衝撃が緩和されることになって、歯打ち音の発生が抑制されるようになる。

以上説明したように本発明を適用した実施形態では、無負荷時に駆動軸１の外スプライン１１と回転軸２の内スプライン２１との相対位置を定めたうえで、駆動軸１からの回転動力の入力時に駆動軸１の外スプライン１１を回転軸２の内スプライン２１にゆっくり衝突させるように工夫しているので、駆動軸１と回転軸２とのスプライン嵌合部分での歯打ち音の発生を安定して抑制できるようになる。

特に、この実施形態では、位置決め部材４を駆動軸１の外径側に取り付けていて、駆動軸１の内孔と回転軸２の内孔との連通部分を塞ぐようなことがないから、潤滑油の流通が妨げられないなど、信頼性を確保できるようになる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。

例えば図５から図８には、本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、位置決め部材４を剛体とし、この位置決め部材４の凹部４３および凸部４４を回転軸２の凸部２２および凹部２３へ向けて付勢するために皿ばね６を用いるようにしている。

この皿ばね６が特許請求の範囲に記載している付勢手段に相当している。つまり、この実施形態では、位置決め部材４と付勢手段（皿ばね６）とを別体としている点が上記実施形態と異なる。

皿ばね６は、駆動軸１において回転軸２と配置側の端部の転がり軸受３の側方に軸方向に弾性的に圧縮された状態つまり弾性復元力を発生するように弾性変形された状態で設置されている。

この皿ばね６を圧縮状態は、図５に示すようにケース７によって保たれるようになっている。ケース７は、転がり軸受３の外輪外径側に圧入などにより不動に嵌め合わされている。

この場合、無負荷時には、前記皿ばね６の弾性復元力により、位置決め部材４の凹部４３および凸部４４と回転軸２の凸部２２および凹部２３との嵌め合い深さが深くなるように付勢されるようになっている。

そのため、無負荷時には、駆動軸１の外スプライン１１の溝に対して回転軸２の内スプライン２１の歯が円周方向ほぼ中央に非接触に位置する状態にセンタリングされるようになっている。

そして、駆動軸１から回転動力が入力されたときには、位置決め部材４の凹部４３および凸部４４と回転軸２の凸部２２および凹部２３との嵌め合い部分は、前記回転動力を、皿ばね６の付勢力に抗して前記嵌め合い深さを徐々に浅くさせる向きの軸方向推進力に変換することにより、駆動軸１の外スプライン１１を回転軸２の内スプライン２１にゆっくり衝突させるように作用する。これにより、前記衝突時の衝撃が緩和されることになって、歯打ち音の発生が抑制されるようになる。

ところで、駆動軸１から回転軸２への回転動力の伝達途中において駆動軸１の回転動力が一時的に途絶えたときは、位置決め部材４の凹部４３および凸部４４と回転軸２の凸部２２および凹部２３との嵌め合い部分は、前記回転動力を、皿ばね６の付勢力に抗して前記嵌め合い深さを徐々に浅くさせる向きの軸方向推進力に変換することにより、回転軸２の内スプライン２１を駆動軸１の外スプライン１１にゆっくり衝突させるように作用する。これにより、前記衝突時の衝撃が緩和されることになって、歯打ち音の発生が抑制されるようになる。

この実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果が得られる。

本発明は、駆動軸と回転軸とをスプライン嵌合した動力伝達構造に好適に利用することが可能である。

１ 駆動軸
１１ 外スプライン
１２ キー溝
２ 回転軸
２１ 内スプライン
２２ 凸部
２３ 凹部
３ 転がり軸受
４ 位置決め部材（付勢手段を兼用）
４１ 円筒部
４２ 鍔部
４３ 凹部
４４ 凸部
４５ キー溝
５ キー部材
６ 皿ばね（付勢手段）
７ ケース

Claims (3)

1. 駆動軸と、この駆動軸にスプライン嵌合される回転軸と、前記駆動軸および前記回転軸のうちの内径側に位置する方の外周に取り付けられかつ前記駆動軸および前記回転軸のうちの外径側に位置する方の軸方向端部に当接される位置決め部材と、前記駆動軸を前記回転軸へ向けて付勢する付勢手段とを含み、
   前記内径側に位置する軸と前記位置決め部材とは、少なくとも一方側に設けられるキー溝とそれに嵌め合わされるキー部材とにより位置決めされ、
   前記外径側に位置する軸の軸方向端部には、軸方向に延びる凸部が設けられ、
   前記位置決め部材において前記外径側に位置する軸と対向する面には、前記凸部が途中まで嵌め入れられる先広がり形状の凹部が設けられている、ことを特徴とする動力伝達構造。
2. 請求項１に記載の動力伝達構造において、
   前記位置決め部材は、その凹部を前記凸部へ向けて付勢するような前記付勢手段の付勢力となる弾性復元力を発生するように弾性変形された状態で設置される弾性体とされ、
   この位置決め部材の凹部において前記凸部が当接する部位は、前記駆動軸からの回転動力の入力に伴い弾性変形させられることになって前記回転動力を前記回転軸に遅延して伝達させる、ことを特徴とする動力伝達構造。
3. 請求項１に記載の動力伝達構造において、
   前記位置決め部材は剛体とされ、
   前記付勢手段は、前記位置決め部材の凹部を前記凸部へ向けて付勢するための弾性復元力を発生するように弾性変形された状態で設置される弾性体とされ、
   前記位置決め部材の凹部と前記凸部との嵌め合い部分は、前記駆動軸から入力される回転動力を、前記弾性体から付勢力に抗して前記凹部と前記凸部との嵌め合い深さを徐々に浅くさせる向きの軸方向推進力に変換しながら前記回転軸に遅延して伝達する、ことを特徴とする動力伝達構造。

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