JP3052037B2 - スプライン結合構造 - Google Patents

スプライン結合構造

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、雄部材の外周および雌
部材の内周にそれぞれ設けられるスプライン歯が、両部
材の軸方向に沿う相互圧入により結合され、少なくとも
一方のスプライン歯には、他方のスプライン歯の歯面に
圧入する歯面圧入部を長手方向中央部両側に有するクラ
ウニングが設けられるスプライン結合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、かかる構造は、たとえば実開昭６
１−９７６５５号公報および実開平４−５５１５号公報
等により既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上記従来のものでは、
両部材のスプライン歯の少なくとも一方にクラウニング
が設けられることにより、両部材の相互圧入作業を容易
にするとともに圧入完了時に充分な結合力が得られるよ
うにしているが、両部材の端面と、スプライン歯におけ
る歯底面、歯先面および歯底面とは相互に尖鋭な角部を
形成するように連設されている。このため、両部材を相
互に圧入する際に、前記角部で生じるかじりに伴う損傷
により、クラウニングが設けられているにもかかわら
ず、圧入荷重が大きくなったり、スプライン歯の実圧入
結合部が減少して充分な結合力が得られなかったり、か
じりにより生じた滓が潤滑油通路を詰まらせてしまう等
の不具合が発生する。またクラウニングは、上記かじり
による損傷がないときには両部材の相互離脱作業も比較
的容易とするものであり、損傷がなければ再使用が可能
であるが、上記圧入時のかじりによる損傷が生じたとき
には相互離脱作業が困難となるだけでなく再使用も困難
となる。
【０００４】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、両部材の圧入結合時にかじりが生じることを
回避して上記各不具合の発生を防止するようにしたスプ
ライン結合構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１記載の発明は、雄部材の外周および雌部材
の内周にそれぞれ設けられるスプライン歯が、両部材の
軸方向に沿う相互圧入により結合され、少なくとも一方
のスプライン歯には、他方のスプライン歯の歯面に圧入
する歯面圧入部を長手方向中央部両側に有するクラウニ
ングが設けられるスプライン結合構造において、雄部材
および雌部材の少なくとも一方で両部材の相互圧入前に
他方の部材に対向する端部には、前記一方の部材の端面
ならびにスプライン歯の各歯底面を軸方向外方に膨らん
だ円弧状にして滑らかに結ぶ複数の第１ガイド面と、ス
プライン歯の各歯先面および前記端面を軸方向外方に膨
らんだ円弧状にして滑らかに結ぶ複数の第２ガイド面
と、スプライン歯の各歯面および各第２ガイド面を軸方
向外方に膨らんだ円弧状にして滑らかに結ぶ複数の第３
ガイド面とが相互に滑らかに接続されて成る圧入ガイド
面が設けられ、雄部材の雌部材への圧入方向に沿って前
記歯面圧入部が前記他方のスプライン歯の歯面に圧入を
開始する圧入開始位置にほぼ対応した位置、または前記
圧入開始位置から前記圧入方向に沿う前方にずれた位置
に、雌スプライン歯の歯底面への雄スプライン歯の歯先
面の圧入開始位置が設定される。
【０００６】
【０００７】
【実施例】以下、図面により本発明の一実施例について
説明する。
【０００８】図１ないし図９は本発明の一実施例を示す
ものであり、図１はスプライン結合前の両部材の斜視
図、図２は図１の２部拡大図、図３はスプライン結合前
の両部材の縦断面図、図４は図３の４−４線断面図、図
５は図３の５−５線断面図、図６は図３の６−６線断面
図、図７はクラウニングを有するスプライン歯の平面
図、図８は図７の８−８線断面図、図９は圧入過程を順
次説明するための図である。
【０００９】先ず図１において、雄部材としての軸７の
端部外周には雄スプライン歯８が設けられ、外周にたと
えばヘリカル歯９を有してリング状に形成される雌部材
としての歯車１０の内周には、雌スプライン歯１１が設
けられる。而して軸７および歯車１０は、その軸方向に
沿う相互圧入により雄、雌スプライン歯８，１１が相互
に噛合することにより結合される。しかも両スプライン
歯８，１１の少なくとも一方、たとえば雄スプライン歯
８には、前記相互圧入作業を容易にするとともに圧入完
了時に充分な結合力が得られるようにするためにクラウ
ニング１２が設けられる。
【００１０】軸７および歯車１０のうち、少なくとも一
方、特にスプライン歯８，１１の硬度が異なる場合には
硬度がより高いスプライン歯が設けられている側に、本
発明に従って圧入ガイド面１３が設けられる。ところ
で、軸７には雄スプライン歯８だけでなく、該雄スプラ
イン歯８の近傍にねじが刻設されたりする等、場所によ
って異なる加工や熱処理が施されることが多く、軸７お
よび歯車１０が同一材料で形成されていても前記熱処理
により雄スプライン歯８の硬度が雌スプライン歯１１の
硬度よりも低下することがある。そこで、雌スプライン
歯１１の硬度が雄スプライン歯１１の硬度よりも高い場
合に、少なくとも歯車１０において、軸７および歯車１
０の相互圧入前に軸７側に対向する端部に圧入ガイド面
１３が設けられる。また雄部材である軸７はその軸方向
長さが大となるものであり、そのような長大な部材の端
部に上記圧入ガイド面を形成するための装置は大型化せ
ざるを得ないが、雌部材である歯車１０に圧入ガイド面
１３を形成することにより、加工を容易とし、加工装置
の小型化を図ることが可能となる。
【００１１】図２ないし図６を併せて参照して、圧入ガ
イド面１３は、歯車１０の端面１０ａおよび雌スプライ
ン歯１１の各歯底面１１ａ…を結ぶ複数の第１ガイド面
１３ａ…と、雌スプライン歯１１の各歯先面１１ｂ…お
よび前記端面１０ａを結ぶ複数の第２ガイド面１３ｂ…
と、雌スプライン歯１１の各歯面１１ｃ…および各第２
ガイド面１３ｂ…を結ぶ複数の第３ガイド面１３ｃ…と
が相互に滑らかに接続されて成るものである。
【００１２】第１ガイド面１３ａ…は、端面１０ａおよ
び歯底面１１ａ間を滑らかに結ぶようにして、縦断面形
状が軸方向外方に膨らんだ円弧状となるように形成され
る。また第２ガイド面１３ｂ…は、歯先面１１ｂ…およ
び前記端面１０ａ間を滑らかに結ぶようにして、縦断面
形状が軸方向外方に膨らんだ円弧状となるように形成さ
れる。さらに第３ガイド面１３ｃ…は、歯面１１ｃ…お
よび各第２ガイド面１３ｂ…間を滑らかに結ぶようにし
て、横断面形状が軸方向外方に膨らんだ円弧状となるよ
うに形成される。
【００１３】上記第１ガイド面１３ａ…、第２ガイド面
１３ｂ…および第３ガイド面１３ｃ…を相互に滑らかに
接続することにより圧入ガイド面１３が形成されるの
で、軸７との結合前に該軸７に対向する歯車１０の端部
では、該歯車１０の端面１０ａと、雌スプライン歯１１
の各歯底面１１ａ…、歯先面１１ｂ…および歯面１１ｃ
…とが尖鋭な角部を有しない圧入ガイド面１３で結ばれ
ることになる。
【００１４】このような圧入ガイド面１３において、第
１ガイド面１３ａは、軸７に設けられる雄スプライン歯
８の歯先面８ｂと軸７の端面７ａとの間の第１エッジ１
４ａに対応し、第２ガイド面１３ｂは、雄スプライン歯
８の歯底面８ａと前記端面７ａとの間の第２エッジ１４
ｂに対応し、第３ガイド面１３ｃは、雄スプライン歯８
の歯面８ｃと前記端面７ａとの間の第３エッジ１４ｃに
対応する。
【００１５】図７および図８を併せて参照して、雄スプ
ライン歯８に設けられるクラウニング１２は、歯車１０
の雌スプライン歯１１における歯面１１ｃに圧入する歯
面圧入部１２ａ，１２ａ（図７の鎖線で示す部分）を長
手方向中央部両側に有するものである。また雄スプライ
ン歯８における各歯先面８ｂ…の長手方向中央部には凹
部１５…が設けられており、これらの凹部１５…は、雄
スプライン歯８の歯先面８ｂを雌スプライン歯１１の歯
底面１１ａに圧入する際の圧入荷重を低減し、より円滑
な圧入を可能とする。
【００１６】ところで、クラウニング１２における歯面
圧入部１２ａ，１２ａは、図４で示すように、歯車１０
の圧入ガイド面１３における第３ガイド面１３ｃ，１３
ｃの途中の圧入開始位置Ｐで雌スプライン歯１１の歯面
１１ｃ，１１ｃへの圧入を開始するものであるが、圧入
ガイド面１３における第１ガイド面１３ａは、軸７の歯
車１０への圧入方向１６に沿って前記圧入開始位置Ｐか
ら前方にずれた位置Ｐ′、この実施例では第３ガイド面
１３ｃの歯面１１ｃへの連設部と略同一位置で、雌スプ
ライン歯１１における歯底面１１ａに連設され、雄スプ
ライン歯８における歯先面８ｂの雌スプライン歯１１に
おける歯底面１１ａへの圧入開始位置は、前記圧入開始
位置Ｐとほぼ同一位置に設定される。
【００１７】次にこの実施例の作用について図９を参照
しながら説明すると、図９（ａ）のように雄スプライン
歯８および雌スプライン歯１１の位相がずれた状態で雄
スプライン歯８の雌スプライン歯１１への圧入を実行す
ると、図９（ｂ）で示すように、雄スプライン歯８にお
ける第３エッジ１４ｃ，１４ｃの一方を第３ガイド面１
３ｃがかじりのない状態で滑らかに受入れ、また雄スプ
ライン歯８の第１および第２エッジ１４ａ，１４ｂも第
１および第２ガイド面１３ａ，１３ｂがかじりのない状
態で滑らかに受入れる。而して圧入方向１６への圧入が
進行することにより、雌スプライン歯１１の第３ガイド
面１３ｃ，１３ｃは、図９（ｃ）で示すように、第３エ
ッジ１４ｃ，１４ｃを滑らかに案内してセンタリング作
用を発揮し、クラウニング１２の両歯面圧入部１２ａ，
１２ａが圧入開始位置Ｐに達したときには、雄スプライ
ン歯８および雌スプライン歯１１の位相が一致した状態
となる。このセンタリング後にさらに圧入方向１６への
圧入を進行させると、歯面圧入部１２ａ，１２ａが歯面
１１ｃ，１１ｃに圧入され、最終的に図９（ｄ）で示す
ようになる。而して雄スプライン歯８における歯先面８
ｂの雌スプライン歯１１における歯底面１１ａへの圧入
開始位置は、歯面圧入部１２ａ，１２ａが雌スプライン
歯１１の歯面１１ｃ，１１ｃに圧入を開始する圧入開始
位置Ｐとほぼ同一位置に設定されるものであり、上記セ
ンタンリングが完了した後に雄スプライン歯８の第１エ
ッジ１４ａの歯底面１１ａへの圧入が開始されることに
なる。したがってセンタリング完了前に第１エッジ１４
ａの歯底面１１ａへの圧入が始まることはなく、円滑な
圧入が可能となるとともに、歯面圧入部１２ａおよび歯
面１１ｃ間、ならびに歯先面８ｂおよび歯底面１１ａ間
でそれぞれ充分な結合力が得られる。
【００１８】このようにして歯車１０の端面１０ａおよ
び雌スプライン歯１１間に尖鋭な角部を有しない圧入ガ
イド面１３が設けられていることにより、軸７および歯
車１０の圧入結合時に雄スプライン歯８は圧入ガイド面
１３により円滑に案内されて雌スプライン歯１１側に圧
入され、雄スプライン歯８および雌スプライン歯１１間
でかじりが生じることが極力防止され、そのかじりに伴
う損傷の発生も防止される。したがってクラウニング１
２による効果を最大に発揮して、圧入荷重を小さくする
ことができるとともに充分な結合力を得ることが可能と
なり、前記かじりによる滓の発生もないので潤滑油通路
を詰まらせてしまうこともない。しかも前記かじりによ
る損傷の発生が防止されることに伴い、軸７および歯車
１０の相互離脱作業をクラウニング１２により比較的容
易とし、軸７および歯車１０の再使用も可能となる。
【００１９】また上記圧入結合時に、両スプライン歯
８，１１間に潤滑オイルを給油するのが一般的である
が、圧入ガイド面１３に尖鋭な角部がないことにより潤
滑オイルの油膜が角部で切られてしまうことがなく、し
たがって両スプライン歯８，１１の圧入結合時の潤滑が
結合完了まで充分に行なわれることになり、圧入作業が
より容易となるとともにかじりの発生もより効果的に防
止されることになる。一方、雌スプライン歯１１および
端面１０ａ間に尖鋭な角部のある面取り加工を施したと
きには、その角部で油膜が切られることにより充分な潤
滑が困難となるものである。
【００２０】さらに硬度がより高いスプライン歯が設け
られている側、すなわち、この実施例では歯車１０側に
圧入ガイド面１３が設けられているので、硬度が高い方
が硬度の低い方に食い込むことが確実に防止され、圧入
結合時のかじりの発生がより効果的に防止されることに
なる。
【００２１】以上、本発明の実施例を詳述したが、本発
明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の
範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計
変更を行なうことが可能である。
【００２２】たとえばクラウニングが設けられている側
に圧入ガイド面が設けられていてもよく、その場合、圧
入ガイド面とクラウニングとが滑らかに連設されていれ
ばよい。また雄スプライン歯８における歯先面８ｂの雌
スプライン歯１１における歯底面１１ａへの圧入開始位
置は、歯面圧入部１２ａ，１２ａが雌スプライン歯１１
の歯面１１ｃ，１１ｃに圧入を開始する圧入開始位置Ｐ
よりも圧入方向１６に沿う前方側に設定されていてもよ
い。
【００２３】
【発明の効果】以上のように請求項１記載の発明によれ
ば、雄部材および雌部材の少なくとも一方で両部材の相
互圧入前に他方の部材に対向する端部には、前記一方の
部材の端面ならびにスプライン歯の各歯底面を軸方向外
方に膨らんだ円弧状にして滑らかに結ぶ複数の第１ガイ
ド面と、スプライン歯の各歯先面および前記端面を軸方
向外方に膨らんだ円弧状にして滑らかに結ぶ複数の第２
ガイド面と、スプライン歯の各歯面および各第２ガイド
面を軸方向外方に膨らんだ円弧状にして滑らかに結ぶ複
数の第３ガイド面とが相互に滑らかに接続されて成る圧
入ガイド面が設けられるので、両部材の圧入結合時に両
スプライン歯間にかじりが生じることを防止し、クラウ
ニングの作用を最大限に発揮させて圧入荷重を小さくし
て充分な結合力を得ることを可能とするとともに両部材
の相互離脱作業を容易として再使用を可能とすることが
でき、またかじりに伴う滓で潤滑油通路が詰まってしま
うことを防止することができ、特に圧入結合時に潤滑オ
イルを用いた場合には該潤滑オイルの油膜が切れてしま
うことを回避して圧入作業をより容易とし、かじりの発
生もより効果的に防止されることになる。
【００２４】また雄部材の雌部材への圧入方向に沿って
クラウニングの歯面圧入部が他方のスプライン歯の歯面
に圧入を開始する圧入開始位置にほぼ対応した位置、ま
たは前記圧入開始位置から前記圧入方向に沿う前方にず
れた位置に、雌スプライン歯の歯底面への雄スプライン
歯の歯先面の圧入開始位置が設定されるので、雄スプラ
イン歯のセンタリング完了後に雄スプライン歯の歯先面
が雌スプライン歯の歯底面に圧入するようにして、エッ
ジによるかじりが生じることを確実に防止して円滑な圧
入を可能とするとともに、歯面圧入部および歯面間、な
らびに歯先面および歯底面間でそれぞれ充分な結合力を
得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スプライン結合前の両部材の斜視図である。
【図２】図１の２部拡大図である。
【図３】スプライン結合前の両部材の縦断面図である。
【図４】図３の４−４線断面図である。
【図５】図３の５−５線断面図である。
【図６】図３の６−６線断面図である。
【図７】クラウニングを有するスプライン歯の平面図で
ある。
【図８】図７の８−８線断面図である。
【図９】圧入過程を順次説明するための図である。
【符号の説明】
７ 雄部材としての軸 ８ 雄スプライン歯 １１ 雌スプライン歯 １２ クラウニング １２ａ 歯面圧入部 １０ 雌部材としての歯車 １０ａ 端面 １１ａ 歯底面 ８ｂ，１１ｂ 歯先面 １１ｃ 歯面 １３ 圧入ガイド面 １３ａ 第１ガイド面 １３ｂ 第２ガイド面 １３ｃ 第３ガイド面 １６ 圧入方向 Ｐ 圧入開始位置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 花本 剛 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 高木 良有 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式 会社本田技術研究所内 (72)発明者 大塚 秀夫 栃木県芳賀郡芳賀町芳賀台143番地 株 式会社ＰＳＧ内 (56)参考文献 特開 平１−279120（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−62461（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−140744（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−251524（ＪＰ，Ａ) 実開 昭52−63688（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−97655（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭47−50052（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16D 1/02 - 1/06 F16H 55/17

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 雄部材（７）の外周および雌部材（１
    ０）の内周にそれぞれ設けられるスプライン歯（８，１
    １）が、両部材（７，１０）の軸方向に沿う相互圧入に
    より結合され、少なくとも一方のスプライン歯（８）に
    は、他方のスプライン歯（１１）の歯面（１１ｃ）に圧
    入する歯面圧入部（１２ａ）を長手方向中央部両側に有
    するクラウニング（１２）が設けられるスプライン結合
    構造において、 雄部材（７）および雌部材（１０）の少なくとも一方
    （１０）で両部材（７，１０）の相互圧入前に他方の部
    材（７）に対向する端部には、前記一方の部材（１０）
    の端面（１０ａ）ならびにスプライン歯（１１）の各歯
    底面（１１ａ）を軸方向外方に膨らんだ円弧状にして滑
    らかに結ぶ複数の第１ガイド面（１３ａ）と、スプライ
    ン歯（１１）の各歯先面（１１ｂ）および前記端面（１
    ０ａ）を軸方向外方に膨らんだ円弧状にして滑らかに結
    ぶ複数の第２ガイド面（１３ｂ）と、スプライン歯（１
    １）の各歯面（１１ｃ）および各第２ガイド面（１３
    ｂ）を軸方向外方に膨らんだ円弧状にして滑らかに結ぶ
    複数の第３ガイド面（１３ｃ）とが相互に滑らかに接続
    されて成る圧入ガイド面（１３）が設けられ、 雄部材（７）の雌部材（１０）への圧入方向（１６）に
    沿って前記歯面圧入部（１２ａ）が前記他方のスプライ
    ン歯（１１）の歯面（１１ｃ）に圧入を開始する圧入開
    始位置（Ｐ）にほぼ対応した位置、または前記圧入開始
    位置（Ｐ）から前記圧入方向（１６）に沿う前方にずれ
    た位置（Ｐ′）に、雌スプライン歯（１１）の歯底面
    （１１ａ）への雄スプライン歯（８）の歯先面（８ｂ）
    の圧入開始位置が設定される ことを特徴とする、スプラ
    イン結合構造。
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