JPH05141432A - スプライン結合部の結合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】内外スプラインのスプライン結合部の結合構造
において、安定した締め付け状態となる３箇所での締め
付け状態を達成してガタの発生を防止し、ガタに起因す
る結合部位での摩耗および異音の発生を防止する。 【構成】内スプライン部のスプライン歯厚を外スプライ
ン部のスプラインスプライン歯厚に対して下記の関係、
（１）周方向の両側へ所定長さ延びる円弧部におけるス
プラインの歯厚を大歯厚２１ｄ、中歯厚２１ｅを小歯厚
２１ｆに形成する。（２）スプライン結合前におけるス
プラインの噛合部の両歯面隙間を、小歯厚２１ｆ、中歯
厚２１ｅにおいては存在させるとともに大歯厚２１ｄで
は略零とし、小歯厚２１ｆでは中歯厚２１ｅより大とす
る。（３）小歯厚２１ｆ、中歯厚２１ｅの各１スプライ
ンの歯厚の前後の歯面隙間を略同一とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は２つ結合部材のスプライ
ン結合部の結合構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】２つの結合部材のスプライン結合部の結
合構造の一形式として、外周側に外スプラインを有する
シャフト状の第１の結合部材と、筒状を呈し内周側に内
スプラインを有するとともに周方向の１点を基点として
縮径可能で前記第１の結合部材上に外嵌される第２の結
合部材とを、同第２の結合部材を縮径して前記第１の結
合部材上に締め付けることによりスプライン結合させる
スプライン結合部の結合構造がある。当該形式の一例で
ある結合構造は実開昭６１−１７３７３号公報に示され
ており、また図４および図５には当該形式の結合構造を
示す断面が示されている。

【０００３】当該形式のスプライン結合部の結合構造に
おいては、これら両図に示されているように両結合部材
１，２の各スプライン１ａ，２ａの歯厚が等歯厚に形成
されていて、第２の結合部材２を第１の結合部材１上に
締め付けると互いに対向するスプライン１ａ，２ａがほ
ぼ完全に噛合して結合するように構成されているととも
に、組付け上各スプライン１ａ，２ａ間には歯面隙間が
存在している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、当該形式の
結合構造においては、上記したように各スプライン１
ａ，２ａが等歯厚に形成されているとともに歯面隙間が
存在しているため、第２の結合部材２の第１の結合部材
１に対する締め付け前の嵌合状態は図４に示す状態とな
る。すなわち、図４に示す嵌合状態においては、第１の
結合部材１は自重により縮径の基点側の各スプライン１
ａ，２ａが小さな隙間を存在させた状態で噛合してお
り、同基点から離れるに従い漸次隙間が大きくなる状態
に噛合している。また、このような各スプライン１ａ，
２ａの噛合状態においては、各スプライン１ａ，２ａの
両歯面隙間δ1，δ2は基点側の歯面隙間δ1が極めて小
さく、かつその反対側の歯面隙間δ2が大きくなってい
る。

【０００５】従って、この状態で第２の結合部材２の両
フランジ部２ｂ，２ｃを図５に示すようにボルト３ａお
よびナット３ｂで締め付けると、第２の結合部材２が第
１の結合部材１上に締め付けられて各スプライン１ａ，
２ａが互いにほぼ完全に噛合してスプライン結合する
が、この締め付けにより第２の結合部材２の基点側に対
して最も離れている部位Ａ，Ｂ部位において大きく変形
して締め付けられる。これにより、第２の結合部材２の
スプライン２ａが第１の結合部材１のスプライン１ａに
食い込んで、第２の結合部材２がδ2分だけ基点側に長
く変形することになる。

【０００６】このため、同図に示すように第２の結合部
材２の基点側の各スプラインの歯間に大きな歯面隙間が
発生して、第１の結合部材１に対する締め付けはＡ，Ｂ
部位の２箇所となり、安定した締め付け状態となる３箇
所での締め付けが達成し得ず、ガタの発生を招く。この
結果、両結合部材１，２をスプライン結合した状態で使
用中に振動等を受けると、ガタに起因して結合部位での
摩耗を発生させるとともに、異音を発生させることにな
る。従って、本発明の目的はこの種の形式のスプライン
結合部の結合構造において、これらの問題を解消するこ
とにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、外周側に外ス
プラインを有するシャフト状の第１の結合部材と、筒状
を呈し内周側に内スプラインを有するとともに周方向の
１点を基点として縮径可能で前記第１の結合部材上に外
嵌される第２の結合部材とを、同第２の結合部材を縮径
して前記第１の結合部材上に締め付けることによりスプ
ライン結合させるスプライン結合部の結合構造であり、
前記第１の結合部材のスプラインに対する前記第２の結
合部材のスプラインの各歯厚の相対的関係を下記
（１），（２）、（３）に示す関係に設定したことを特
徴とするスプライン結合部の結合構造にある。

【０００８】（１）第１の結合部材の前記基点から周方
向の両側へ所定長さ延びる円弧部におけるスプラインの
歯厚を大歯厚に、同歯厚のスプライン部から所定長さ延
びる円弧部におけるスプラインの歯厚を中歯厚に、同歯
厚のスプライン部から所定長さ延びる円弧部におけるス
プラインの歯厚を小歯厚に形成する。

【０００９】（２）スプライン結合前における前記第１
および第２の結合部材のスプラインの噛合部の両歯面隙
間を、小歯厚のスプライン部と中歯厚のスプライン部に
おいては存在させるとともに大歯厚のスプライン部では
略零とし、かつ小歯厚のスプライン部においては中歯厚
のスプライン部より大とする。

【００１０】（３）前記小歯厚のスプライン部、および
中歯厚のスプライン部における各１スプラインの歯厚の
前後の歯面隙間を略同一とする。

【００１１】

【発明の作用・効果】このように構成したスプライン結
合部の結合構造においては、第２の結合部材の第１の結
合部材への締め付け前におけるスプラインの噛合状態は
図１に示すように、大歯厚のスプライン部においては歯
面隙間が零になっているとともに、中歯厚のスプライン
部においては歯面隙間が小さく、かつ小歯厚のスプライ
ン部においては歯面隙間が大きくなっている。また、中
歯厚のスプライン部内および小歯厚のスプライン部内に
おける各スプラインの両歯面隙間δ1，δ2は略同一であ
ることから、第２の結合部材を第１の結合部材に締め付
けた状態においては、上記歯面隙間δ2が従来の歯面隙
間δ2の略半分であるため、第２の結合部材の締め付け
時の変形量は図４および図５に示す従来の結合構造に比
較して半分程度となる。

【００１２】従って、以上の理由により第２の結合部材
を第１の結合部材に締め付けた状態においては、少なく
とも大歯厚のスプライン部および両小歯厚のスプライン
部の３箇所において締め付けが可能となってより強固な
締め付け効果が得られるとともに、ガタが解消されて使
用時の摩耗の発生、異音の発生を大きく抑制することが
できる。

【００１３】

【実施例】以下本発明の一実施例を図面に基づいて説明
すると、図１および図２には本発明に係る結合構造を構
成する第１の結合部材である図３に示すステアリングシ
ャフト１０のインタミディエイトシャフト１１と第２の
結合部材である自在継手２０のヨーク２１とが示されて
いる。当該自在継手２０はメインシャフト１２をインタ
ミディエイトシャフト１１に連結するものであり、ヨー
ク２１はメインシャフト１２に連結した他方のヨーク２
２と回動自在に連結されている。インタミディエイトシ
ャフト１１は第２の自在継手３０を介して図示しないギ
ヤボックスに連結されている。

【００１４】インタミディエイトシャフト１１はシャフ
ト部１１ａの外周に外スプライン部を備えており、また
ヨーク２１は断面Ｃ形の筒状を呈していて、筒部２１ａ
の一端部に締め付け用の一対のフランジ部２１ｂ，２１
ｃを備えているとともに、筒部２１ａの内周に内スプラ
イン部を備えている。ヨーク２１はインタミディエイト
シャフト１１の外周に嵌合され、両フランジ部２１ｂ，
２１ｃに挿通したボルト２３ａ，２３ｂによりインタミ
ディエイトシャフト１１に締め付けられて、スプライン
を互いに噛合してスプライン結合している。

【００１５】インタミディエイトシャフト１１の各スプ
ライン１１ｂの歯厚は全て等しい歯厚に形成されてお
り、一方ヨーク２１のスプラインにおいては、その歯厚
が大歯厚、中歯厚および小歯厚の３つの異なる歯厚の群
に形成されている。図１にはインタミディエイトシャフ
ト１１とヨーク２１の嵌合状態における締め付け前の状
態が示されており、この締め付け前の状態においてヨー
ク２１は各フランジ部２１ｂ，２１ｃ間の中央に対向す
る部位が縮径する基点Ｃとなっている。

【００１６】ヨーク２１のスプライン部においては、そ
の基点Ｃを中心としてその両側が互いに対称の歯厚に形
成されいている。すなわち、ヨーク２１の基点Ｃの両側
のスプラインは大歯厚のスプライン（大歯厚スプライン
２１ｄ）に、同スプライン２１ｄの両側のスプラインは
中歯厚のスプライン（中歯厚スプライン２１ｅ）に、か
つ同スプライン２１ｅの両側のスプラインは小歯厚のス
プライン（小歯厚スプライン２１ｆ）にそれぞれ形成さ
れている。

【００１７】これらの各スプライン２１ｄ，２１ｅ，２
１ｆの歯厚の関係は以下の通りに設定されている。すな
わち、 （１）締め付け前におけるインタミディエイトシャフト
１１とヨーク２１のスプラインの噛合部の両歯面隙間
を、小歯厚スプライン２１ｆと中歯厚スプライン２１ｅ
においては存在させるとともに大歯厚スプライン２１ｄ
は略零とし、かつ小歯厚スプライン２１ｆにおいては中
歯厚スプライン２１ｅより大としている （２）小歯厚スプライン２１ｆ、および中歯厚スプライ
ン２１ｅにおける各１スプラインの歯厚の前後の歯面隙
間を略同一とする という関係に設定されている。

【００１８】このように構成したスプライン結合部の結
合構造においては、ヨーク２１のインタミディエイトシ
ャフト１１への締め付け前におけるスプラインの噛合状
態は図１に示すように、大歯厚スプライン２１ｄにおい
ては歯面隙間が零になっているとともに、中歯厚スプラ
イン２１ｅにおいては歯面隙間が小さく、かつ小歯厚ス
プライン２１ｆにおいては歯面隙間が大きくなってい
る。また、中歯厚スプライン２１ｅ内および小歯厚スプ
ライン２１ｆ内における各スプライン２１ｅ，２１ｆの
両歯面間隔δ1，δ2は略同一であることから、ヨーク２
１をインタミディエイトシャフト１１に締め付けた状態
においては、上記歯面隙間δ2が従来の歯面隙間δ2の略
半分であるため、ヨーク２１の締め付け時の変形量は図
４および図５に示す従来の結合構造に比較して半分程度
となる。

【００１９】従って、かかる理由によりヨーク２１をイ
ンタミディエイトシャフト１１に締め付けた状態におい
ては図２に示すように、少なくとも大歯厚スプライン２
１ｄおよび両小歯厚スプライン２１ｆの３箇所において
締め付けが可能となってより強固な締め付け効果が得ら
れるとともに、ガタが解消されて使用時の摩耗の発生、
異音の発生を大きく抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に一実施例に係るスプライン結合構造を
構成する２結合部材の嵌合状態を示す図３のボルト締め
付け部における断面図である。

【図２】同結合構造を示す図１に対応する断面図であ
る。

【図３】同結合構造を採用したステアリングシャフトの
概略構成を示す側面図である。

【図４】従来のスプライン結合構造を示す図１に対応す
る断面図である。

【図５】同スプライン結合構造を示す図２に対応する断
面図である。

【符号の説明】

１０…ステアリングシャフト、１１…インタミディエイ
トシャフト（第１の結合部材）、１１ｂ…スプライン、
２０…自在継手、２１…ヨーク（第２の結合部材）、２
１ｄ…大歯厚スプライン、２１ｅ…中歯厚スプライン、
２１ｆ…小歯厚スプライン。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ６２Ｄ 1/16 9142−3Ｄ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】外周側に外スプラインを有するシャフト状
   の第１の結合部材と、筒状を呈し内周側に内スプライン
   を有するとともに周方向の１点を基点として縮径可能で
   前記第１の結合部材上に外嵌される第２の結合部材と
   を、同第２の結合部材を縮径して前記第１の結合部材上
   に締め付けることによりスプライン結合させるスプライ
   ン結合部の結合構造であり、前記第１の結合部材のスプ
   ラインに対する前記第２の結合部材のスプラインの各歯
   厚の相対的関係を下記（１）、（２）、（３）に示す関
   係に設定したことを特徴とするスプライン結合部の結合
   構造。 （１）第１の結合部材の前記基点から周方向の両側へ所
   定長さ延びる円弧部におけるスプラインの歯厚を大歯厚
   に、同歯厚のスプライン部から所定長さ延びる円弧部に
   おけるスプラインの歯厚を中歯厚に、同歯厚のスプライ
   ン部から所定長さ延びる円弧部におけるスプラインの歯
   厚を小歯厚に形成する。 （２）スプライン結合前における前記第１および第２の
   結合部材のスプラインの噛合部の両歯面隙間を、小歯厚
   のスプライン部と中歯厚のスプライン部においては存在
   させるとともに大歯厚のスプライン部では略零とし、か
   つ小歯厚のスプライン部においては中歯厚のスプライン
   部より大とする。 （３）前記小歯厚のスプライン部、および中歯厚のスプ
   ライン部における各１スプラインの歯厚の前後の歯面隙
   間を略同一とする。