(57)【要約】【課題】２本の回転軸を連結させて回転トルクを確実に伝達することができ、回転軸の一方又は両方の熱膨張を吸収することができ、衝突による異音（衝突音）やバックラッシュによる歯打ち音を効果的に抑制することができ、軸心合せおよび軸心合せのための加工が容易であるスプライン軸継手を提供する。【解決手段】端部にスプライン１１ａ，２１ａを有する２本の回転軸１１，２１を同軸に連結させて回転トルクを伝達させるスプライン軸継手１０。回転軸１１，２１の各スプライン１１ａ，２１ａとそれぞれ歯合する１対のスプライン３２ａ，３２ｂを同軸上に有する中間スリーブ３２と、中間スリーブ３２を２本の回転軸の中間位置に向けて熱膨張を吸収可能に付勢する１対の圧縮ばね３４ａ，３４ｂと、を備える。【選択図】図４
2010270808.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部にスプラインを有する２本の回転軸を同軸に連結させて回転トルクを伝達させるスプライン軸継手であって、
前記回転軸の各スプラインとそれぞれ歯合する１対のスプラインを同軸上に有する中間スリーブと、
該中間スリーブを前記２本の回転軸の中間位置に向けて熱膨張を吸収可能に付勢する１対の圧縮ばねと、を備えたことを特徴とするスプライン軸継手。
【請求項２】
前記２本の回転軸のスプラインは、雄スプラインであり、
前記中間スリーブの１対のスプラインは、雌スプラインである、ことを特徴とする請求項１に記載のスプライン軸継手。
【請求項３】
前記２本の回転軸のスプラインは、雌スプラインであり、
前記中間スリーブの１対のスプラインは、雄スプラインである、ことを特徴とする請求項１に記載のスプライン軸継手。
【請求項４】
前記２本の回転軸のスプラインは、一方が雄スプライン、他方が雌スプラインであり、
前記中間スリーブの１対のスプラインは、一方が雌スプライン、他方が雄スプラインである、ことを特徴とする請求項１に記載のスプライン軸継手。
【請求項５】
前記中間スリーブは、その軸方向中間位置に固定され、前記圧縮ばねの一方又は両方により回転軸の中間位置に向けて付勢されるリング状の規制板を有する、ことを特徴とする請求項１に記載のスプライン軸継手。
【請求項６】
前記雄スプラインは、前記２本の回転軸間の偏心と偏角により内部応力が増大しないように、歯筋修正及び／又は歯形修正が施されている、ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のスプライン軸継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軸継手に係り、更に詳しくはスプライン軸継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
「軸継手」とは、２本の回転軸を連結させて回転トルクを伝達させる装置をいう。かかる軸継手には、２本の回転軸間の偏心と偏角を許容するタワミ継手や自在継手が、軸心合せのための特別な加工を必要とせずかつ組み立てが容易なため、一般的に用いられる。しかし、タワミ継手や自在継手は、必然的に軸方向スペースを必要とする問題点がある。
【０００３】
そのため、特に小型化が必要な自動車用などに、図１に示すような「スプライン直結構造」も採用されている。スプライン直結構造は、２本の回転軸１，２の一方に雄スプライン１ａ、他方に雌スプライン２ａを設け、雄スプライン１ａを雌スプライン２ａに直接連結させる構造である。
【０００４】
しかしスプライン直結構造は、軸心合せが困難であり、かつバックラッシュによる歯打ち音（異音）が発生しやすい問題点がある。
【０００５】
そこで、上述した問題点を解決する手段として、特許文献１，２が既に提案されている。
【０００６】
特許文献１は、操舵補助用のモータの出力軸と伝動装置への入力軸とのスプラインによる密な連結を、加工及び組み立ての困難さを伴うことなく実現し、モータの回転力を確実に舵取機構に伝え、安定した動作を可能にすることを目的とする。
そのため、この装置は、図２に示すように、舵取機構への伝動装置の入力軸となるウォーム軸の延長部３と、操舵補助用のモータの出力軸４との突き合わせ端に、夫々の軸心を中心とする球面部３ａ，４ａを設け、夫々の外周にスプライン歯を形成し、これらのスプライン歯に跨がってスリーブ５を噛合させ、このスリーブ５によりウォーム軸と出力軸とを連結し、スリーブ５の内側に、軸方向の移動を拘束して規制板６を配し、この規制板６の両面に球面部３ａ，４ａの先端面を当接させ、スリーブ５の軸方向の移動を規制するものである。規制板６は、望ましくは、弾性体製である。
【０００７】
特許文献２は、伝動軸のねじり振動を効果的に抑制することができるとともに、耐久性等の向上を図ることのできることを目的とする。
そのため、この装置は、図３に示すように、内燃エンジン等の出力軸７の回転を伝動軸８に伝達するとともに、前記伝動軸８のねじり振動を圧縮コイルばね９の伸縮運動に変換して吸収するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平８−２０７７９２号公報、「動力舵取装置」
【特許文献２】特開２００７−６１０３１号公報、「振動吸収継手及びそれを備えた携帯型刈払機」
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上述したように、スプライン軸結合に関して、特許文献１のような中間スリーブおよび軸方向の移動を抑制する規制板を設けた軸継手や、特許文献２のようにばね構造で軸方向の振動吸収させた軸継手が従来から知られている。
【００１０】
しかし、特許文献１の場合、（１）２本の回転軸の一方又は両方が熱膨張する場合、この熱膨張に対応できない問題点があった。また、（２）中間スプラインの軸方向の拘束力が小さく、２本の回転軸の一方又は両方の軸端と規制板とが衝突して異音（衝突音）が生じやすい、（３）スプラインのバックラッシュによる歯打ち音の抑制効果が低い、等の問題点があった。
また、特許文献２の場合、振動吸収のためのばね構造となっているが、軸心合せおよび軸心合せのための加工に困難さを伴う問題点があった。
【００１１】
本発明は上述した問題点を解決するために創案されたものである。すなわち本発明の目的は、２本の回転軸を連結させて回転トルクを確実に伝達することができ、回転軸の一方又は両方の熱膨張を吸収することができ、衝突による異音（衝突音）やバックラッシュによる歯打ち音を効果的に抑制することができ、軸心合せおよび軸心合せのための加工が容易であるスプライン軸継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明によれば、端部にスプラインを有する２本の回転軸を同軸に連結させて回転トルクを伝達させるスプライン軸継手であって、
前記回転軸の各スプラインとそれぞれ歯合する１対のスプラインを同軸上に有する中間スリーブと、
該中間スリーブを前記２本の回転軸の中間位置に向けて熱膨張を吸収可能に付勢する１対の圧縮ばねと、を備えたことを特徴とするスプライン軸継手が提供される。
【００１３】
本発明の実施形態によれば、前記２本の回転軸のスプラインは、雄スプラインであり、
前記中間スリーブの１対のスプラインは、雌スプラインである。
【００１４】
また本発明の別の実施形態によれば、前記２本の回転軸のスプラインは、雌スプラインであり、
前記中間スリーブの１対のスプラインは、雄スプラインである。
【００１５】
また本発明の別の実施形態によれば、前記２本の回転軸のスプラインは、一方が雄スプライン、他方が雌スプラインであり、
前記中間スリーブの１対のスプラインは、一方が雌スプライン、他方が雄スプラインである。
【００１６】
また、前記中間スリーブは、その軸方向中間位置に固定され、前記圧縮ばねの一方又は両方により回転軸の中間位置に向けて付勢されるリング状の規制板を有する。
【００１７】
さらに、前記雄スプラインは、前記２本の回転軸間の偏心と偏角により内部応力が増大しないように、歯筋修正及び／又は歯形修正が施されている。
【発明の効果】
【００１８】
上述した本発明の構成によれば、中間スリーブが、２本の回転軸の各スプラインとそれぞれ歯合する１対のスプラインを同軸上に有するので、２組のスプライン結合を介して２本の回転軸を連結させ、回転トルクを確実に伝達することができる。
【００１９】
また、１対の圧縮ばねが、中間スリーブを２本の回転軸の中間位置に向けて熱膨張を吸収可能に付勢するので、中間スリーブの軸方向の移動を拘束できると共に、回転軸の一方又は両方の熱膨張を吸収することができ、衝突による異音（衝突音）やバックラッシュによる歯打ち音を効果的に抑制することができる。
【００２０】
さらに、２組のスプライン結合を介して２本の回転軸を連結するので、軸心合せのための組み立て、加工が容易となる。
【００２１】
また本発明の実施形態によれば、雄スプラインが、２本の回転軸間の偏心と偏角により内部応力が増大しないように、歯筋修正及び／又は歯形修正が施されているので、２組のスプライン結合のそれぞれにおいて偏心と偏角を許容できるので、衝突による異音（衝突音）やバックラッシュによる歯打ち音を効果的に抑制することができるとともに、軸心合せおよび軸心合せのための加工が更に容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】スプライン直結構造の構成図である。
【図２】特許文献１の装置の構成図である。
【図３】特許文献２の装置の構成図である。
【図４】本発明によるスプライン軸継手の第１実施形態を示す図である。
【図５】本発明による雄スプラインの歯形修正と歯筋修正を示す図である。
【図６】本発明によるスプライン軸継手の第２実施形態を示す図である。
【図７】本発明によるスプライン軸継手の第３〜第８実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、各図において共通する部分には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
【００２４】
図４は、本発明によるスプライン軸継手の第１実施形態を示す図である。この図において、（Ａ）は本発明のスプライン軸継手を用いたスクリュー圧縮機の構成図、（Ｂ）は本発明のスプライン軸継手の拡大図である。
【００２５】
図４（Ａ）において、このスクリュー圧縮機は、モータ１０（電動機）、圧縮機本体２０及びスプライン軸継手３０からなる。
モータ１０は、駆動軸１１、モータロータ１２、ステータ１４（コイル）、及び軸受１５，１６からなり、駆動軸１１をその軸心を中心に回転駆動するようになっている。
圧縮機本体２０は、被駆動軸２１、１対のロータ２２、タイミングギヤ２４、シール２５、吸込側軸受２６、及び吐出側軸受２７からなり、被駆動軸２１の回転により、吸込口２８から１対のロータ２２の間に気体を吸込み、圧縮して吐出口２９から加圧した気体を吐出するようになっている。
【００２６】
本発明のスプライン軸継手３０は、２本の回転軸（上述した駆動軸１１と被駆動軸２１）を同軸に連結させて、その間で所定の回転トルクを伝達させる機能を有する。
なお、本発明のスプライン軸継手３０は、上述したモータ１０及び圧縮機本体２０の構成に限定されず、端部にスプラインを有する２本の回転軸を同軸に連結させて回転トルクを伝達させる限りで、その他の装置であってもよい。
【００２７】
図４（Ｂ）において、本発明のスプライン軸継手３０は、中間スリーブ３２と１対の圧縮ばね３４ａ，３４ｂを備える。
【００２８】
２本の回転軸（上述した駆動軸１１と被駆動軸２１）は、その端部にスプライン１１ａ，２１ａをそれぞれ有する。この例において、２本の回転軸１１，２１のスプライン１１ａ，２１ａは、それぞれ雄スプラインである。スプライン１１ａ，２１ａは、この例では、同一であるが、相違してもよい。
【００２９】
中間スリーブ３２は、２本の回転軸１１，２１の各スプライン１１ａ，２１ａとそれぞれ歯合する１対のスプライン３２ａ，３２ｂを同軸上に有する。この例において、中間スリーブ３２の１対のスプライン３２ａ，３２ｂは、雌スプラインである。
【００３０】
１対の圧縮ばね３４ａ，３４ｂは、中間スリーブ３２を２本の回転軸１１，２１の中間位置に向けて熱膨張を吸収可能に付勢する。圧縮ばね３４ａ，３４ｂは、この例で波座金であるが、回転軸１１，２１の軸方向の熱膨張をそのたわみで吸収できる限りで、他のばねであってもよい。
【００３１】
この例において、中間スリーブ３２は、その軸方向中間位置に固定されたリング状の規制板３６を有する。規制板３６は、１対の圧縮ばね３４ａ，３４ｂの両方により、２本の回転軸１１，２１の端面からその中間位置に向けて付勢されている。
【００３２】
図５は、本発明による雄スプラインの歯形修正と歯筋修正を示す図である。この図において、（Ａ）は歯形修正、（Ｂ）は歯筋修正を示している。
【００３３】
歯形修正とは、図５（Ａ）に示すように、雄スプラインを正面から見た歯形の一部（この例では先端部）を追加工することをいう。この例で、雄スプラインは、インボリュート形状であり、その先端の両側面を雌スプラインとの干渉を無くすように、歯形修正している。
なお、スプラインはインボリュート形状に限定されず、角形スプライン又はその他のスプラインであってもよい。
【００３４】
また、歯筋修正とは、図５（Ｂ）に示すように、雄スプラインの歯筋を本来の直線から円弧状に修正（クラウニング）することをいう。
【００３５】
本発明において、２本の回転軸１１，２１の雄スプライン１１ａ，２１ａは、２本の回転軸１１，２１間の偏心と偏角により内部応力が増大しないように、上述した歯筋修正及び／又は歯形修正を施工する。
【００３６】
上述した図４、図５の構成により、モータ１０の出力軸（駆動軸１１）、およびモータの回転を圧縮機本体２０に伝える入力軸（被駆動軸２１）にスプライン１１ａ，２１ａを設け、このスプライン１１ａ，２１ａに跨る中間スリーブ３２を設け、雄スプライン１１ａ，２１ａのスプライン歯に歯筋修正、歯形修正を設けたことにより各々の軸の心合せを容易にし、また軸心合せのための加工を容易にすることができる。
また、中間スリーブ３２を２本の回転軸１１，２１の中間位置に向けて熱膨張を吸収可能に付勢する１対の圧縮ばね３４ａ，３４ｂを設けることにより中間スリーブ３２の軸方向の移動を拘束でき、圧縮ばね３４ａ，３４ｂにより端面に当接させることによりスプラインのバックラッシュによる歯打ち音および振動を抑制でき安定した動作が可能となる。
【００３７】
図６は、本発明によるスプライン軸継手の第２実施形態を示す図である。この図において、（Ａ）は本発明のスプライン軸継手を用いたスクリュー圧縮機の構成図、（Ｂ）は本発明のスプライン軸継手の拡大図である。
【００３８】
図６（Ａ）において、このスクリュー圧縮機は、モータ１０（電動機）、圧縮機本体２０及びスプライン軸継手３０からなる。モータ１０と圧縮機本体２０の構成は、第１実施形態と同様である。
【００３９】
図６（Ｂ）において、本発明のスプライン軸継手３０は、中間スリーブ３２と１対の圧縮ばね３４ａ，３４ｂを備える。
【００４０】
２本の回転軸（駆動軸１１と被駆動軸２１）は、その端部にスプライン１１ａ，２１ａをそれぞれ有する。この例において、回転軸１１のスプライン１１ａは、雄スプラインであり、回転軸２１のスプライン２１ａは、雌スプラインである。スプライン１１ａ，２１ａは、この例では、同径であるが、相違してもよい。
【００４１】
中間スリーブ３２は、２本の回転軸１１，２１の各スプライン１１ａ，２１ａとそれぞれ歯合する１対のスプライン３２ａ，３２ｂを同軸上に有する。この例において、中間スリーブ３２の１対のスプライン３２ａ，３２ｂは、それぞれ雌スプラインと雄スプラインである。
【００４２】
１対の圧縮ばね３４ａ，３４ｂは、中間スリーブ３２を２本の回転軸１１，２１の中間位置に向けて熱膨張を吸収可能に付勢する。
この例では、上述したリング状の規制板３６はなく、圧縮ばね３４ａは回転軸１１の軸端面と中間スリーブ３２との間に挿入され、圧縮ばね３４ｂは回転軸２１と中間スリーブ３２の軸端面との間に挿入されている。この構成により、規制板３６なしに、１対の圧縮ばね３４ａ，３４ｂの両方により中間スリーブ３２を２本の回転軸１１，２１の中間位置に向けて付勢することができる。
その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００４３】
この例において、回転軸１１の雄スプライン１１ａと中間スリーブ３２のスプライン３２ｂは、いずれも雄スプラインであり、２本の回転軸１１，２１間の偏心と偏角により内部応力が増大しないように、上述した歯筋修正及び／又は歯形修正を施工する。
【００４４】
図７は、本発明によるスプライン軸継手の第３〜第８実施形態を示す図である。
【００４５】
図７において、第３実施形態（Ａ）と第４実施形態（Ｂ）は、２本の回転軸１１，２１の各スプライン１１ａ，２１ａが雄スプラインであり、中間スリーブ３２の１対のスプライン３２ａ，３２ｂが雌スプラインである例である。
図７（Ａ）は、上述した第１実施形態と類似しており、１対の圧縮ばね３４ａ，３４ｂがコイルばねである点のみが相違する。その他の構成は第１実施形態と同様である。
図７（Ｂ）では、１対の規制板３７が２本の回転軸１１，２１に設けられ、これと中間スリーブ３２の両端面との間に１対の圧縮ばね３４ａ，３４ｂが挿入されている。その他の構成は第３実施形態と同様である。
【００４６】
図７において、第５実施形態（Ｃ）と第６実施形態（Ｄ）は、２本の回転軸１１，２１の各スプライン１１ａ，２１ａが雌スプラインであり、中間スリーブ３２の１対のスプライン３２ａ，３２ｂが雄スプラインである例である。
図７（Ｃ）では、上述したリング状の規制板３６はなく、圧縮ばね３４ａは回転軸１１と中間スリーブ３２の軸端面との間に挿入され、圧縮ばね３４ｂは回転軸２１と中間スリーブ３２の軸端面との間に挿入されている。
図７（Ｄ）では、中間スリーブ３２は、その軸方向中間位置に固定されたリング状の規制板３６を有する。規制板３６は、１対の圧縮ばね３４ａ，３４ｂの両方により２本の回転軸１１，２１の中間位置に向けて付勢されている。その他の構成は第５実施形態と同様である。
【００４７】
図７において、第７実施形態（Ｅ）と第８実施形態（Ｆ）は、２本の回転軸１１，２１の各スプライン１１ａ，２１ａが、一方が雄スプライン、他方が雌スプラインである。また、中間スリーブ３２の１対のスプライン３２ａ，３２ｂが、一方が雌スプライン、他方が雄スプラインである例である。
図７（Ｅ）では、上述したリング状の規制板３６はなく、圧縮ばね３４ａは回転軸１１と中間スリーブ３２の軸端面との間に挿入され、圧縮ばね３４ｂは回転軸２１と中間スリーブ３２の軸端面との間に挿入されている。
図７（Ｆ）では、中間スリーブ３２は、その軸方向中間位置に固定されたリング状の規制板３６を有する。中間スリーブ３２は、１対の圧縮ばね３４ａ，３４ｂの両方により２本の回転軸１１，２１の中間位置に向けて付勢されている。その他の構成は第７実施形態と同様である。
【００４８】
上述した本発明の構成によれば、中間スリーブ３２が、２本の回転軸１１，２１の各スプライン１１ａ，２１ａとそれぞれ歯合する１対のスプライン３２ａ，３２ｂを同軸上に有するので、２組のスプライン結合を介して２本の回転軸１１，２１を連結させ、回転トルクを確実に伝達することができる。
【００４９】
また、１対の圧縮ばね３４ａ，３４ｂが、中間スリーブ３２を２本の回転軸１１，２１の中間位置に向けて熱膨張を吸収可能に付勢するので、中間スリーブ３２の軸方向の移動を拘束できると共に、回転軸１１，２１の一方又は両方の熱膨張を吸収することができ、衝突による異音（衝突音）やバックラッシュによる歯打ち音を効果的に抑制することができる。
【００５０】
さらに、２組のスプライン結合を介して２本の回転軸１１，２１を連結するので、軸心合せのための組み立て、加工が容易となる。
【００５１】
また本発明の実施形態によれば、雄スプラインが、２本の回転軸間の偏心と偏角により内部応力が増大しないように、歯筋修正及び／又は歯形修正が施されているので、２組のスプライン結合のそれぞれにおいて偏心と偏角を許容できるので、衝突による異音（衝突音）やバックラッシュによる歯打ち音を効果的に抑制することができるとともに、軸心合せおよび軸心合せのための加工が更に容易となる。
【００５２】
なお、本発明は上述した実施の形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得ることは勿論である。上述した実施形態の圧縮機は、自動車用（例えば、燃料電池の空気源用）であるが、本発明は自動車用圧縮機以外にも適用可能である。
【符号の説明】
【００５３】
１０  モータ（電動機）、
１１  駆動軸（回転軸）、１１ａ  スプライン、
１２  モータロータ、１４  ステータ（コイル）、１５，１６  軸受、
２０  圧縮機本体、
２１  被駆動軸（回転軸）、２１ａ  スプライン、
２２  ロータ、２４  タイミングギヤ、２５  シール、
２６  吸込側軸受、２７  吐出側軸受、２８  吸込口、２９  吐出口、
３０  スプライン軸継手、
３２  中間スリーブ、３２ａ，３２ｂ  スプライン、
３４ａ，３４ｂ  圧縮ばね、３６  規制板、３７  規制板
【図１】
2010270808.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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