(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸部材とこの軸部材に嵌り合う管状部材とが、スプライン継手によって軸方向に相対移動可能でかつ回転方向に相対回動不能に連結されてなる、衝撃吸収可能な動力伝達装置において、
前記軸部材に形成した外スプラインが管状部材に形成した内スプラインに圧入嵌合されると共に、
前記軸部材に形成した外スプラインが管状部材に形成した内スプラインよりも軸方向に長く形成されてなり、
前記軸部材と管状部材とが連結された初期状態において軸部材に形成した外スプラインの両端が管状部材に形成した内スプラインの端部から軸方向に突出していることを特徴とする、衝撃吸収可能な動力伝達装置。
【請求項２】
前記軸部材に形成した外スプラインと管状部材に形成した内スプラインとの何れか一方または両方がヘリカルスプラインであることを特徴とする、請求項１記載の衝撃吸収可能な動力伝達装置。
【請求項３】
前記軸部材に形成した外スプラインがヘリカルスプラインであることを特徴とする、請求項２記載の衝撃吸収可能な動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の推進軸や操向コラム等に使用可能で、軸方向の衝撃エネルギを吸収可能な動力伝達装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の動力伝達装置は、例えば、特開平９−１２３７７４号公報に示されるように、動力伝達装置の軸部材とこの軸部材に嵌り合う管状部材とが、スプライン継手によって軸方向に相対移動可能でかつ回転方向に相対回動不能に連結されると共に、これら軸部材と管状部材との対応する位置に形成した周溝内に装着されたスナップリングによって相互に連結されている。
【０００３】
前記動力伝達装置は、軸部材と管状部材との間で回転駆動力を伝達する一方、軸方向に所定値以上の力が作用した場合には、軸部材が管状部材に対してスプライン継手によって摩擦抵抗を受けつつ軸方向に移動すると共に、スナップリングが周溝内から外れることによって、軸方向の衝撃エネルギを吸収するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来例にあっては、スプライン接手の摩擦抵抗よりも、専らスナップリングが周溝内から外れることによって軸方向の衝撃エネルギを吸収しようとするものであって、スプライン接手の安定した摩擦抵抗を得ることについては格別配慮されるところがない。
【０００５】
即ち、発明者らの研究によれば、従来例のように軸部材に形成した外スプラインの先端が管状部材に形成した内スプラインの軸方向途中にある場合にはスプライン接手の摩擦抵抗にばらつきを生じるものである。
【０００６】
このため、前記従来例にあっては、スプライン接手の摩擦抵抗のばらつきによって、安定した衝撃エネルギ吸収効果が得られなくなる虞がある。
【０００７】
本発明は前記従来の実情に鑑みて案出されたもので、スプライン接手の安定した摩擦抵抗によって衝撃エネルギを吸収することができる、衝撃吸収可能な動力伝達装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
そこで、請求項１記載の発明は、軸部材とこの軸部材に嵌り合う管状部材とが、スプライン継手によって軸方向に相対移動可能でかつ回転方向に相対回動不能に連結されてなる、衝撃吸収可能な動力伝達装置において、
前記軸部材に形成した外スプラインが管状部材に形成した内スプラインに圧入嵌合されると共に、
前記軸部材に形成した外スプラインが管状部材に形成した内スプラインよりも軸方向に長く形成されてなり、
前記軸部材と管状部材とが連結された初期状態において軸部材に形成した外スプラインの両端が管状部材に形成した内スプラインの端部から軸方向に突出している構成にしてある。
【０００９】
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明の構成のうち、前記軸部材に形成した外スプラインと管状部材に形成した内スプラインとの何れか一方または両方がヘリカルスプラインである構成にしてある。
【００１０】
また、請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明の構成のうち、前記軸部材に形成した外スプラインがヘリカルスプラインである構成にしてある。
【００１１】
斯かる構成において、前記外スプライン及び内スプラインの歯形形状、歯数は任意である。また、前記軸部材と管状部材との連結に、スナップリングや可断ピン（剪断ピン）を付設して、大きな衝撃吸収エネルギを得るようにすることは任意に可能である。
【００１２】
斯かる構成によれば、前記軸部材に形成した外スプラインが管状部材に形成した内スプライン内に圧入嵌合され、軸部材と管状部材とが軸方向に相対移動可能でかつ回転方向に相対回動不能に連結される。このとき、前記軸部材の外スプラインは管状部材の内スプラインよりも軸方向に長く形成されており、軸部材と管状部材とが連結された初期状態において、軸部材に形成した外スプラインの両端が管状部材に形成した内スプラインの端部から軸方向に突出するように圧入嵌合される。これによって、前記スプライン接手によって連結された動力伝達装置が形成されることになる。
【００１３】
前記動力伝達装置は、回転トルクの動力伝達を司ると共に、軸方向に所定値以上の力が作用した場合には、軸部材と管状部材とがスプライン接手によって摩擦抵抗を受けつつ軸方向に相対移動することによって、軸方向の衝撃エネルギを吸収する。
【００１４】
ここで、前記軸部材に形成した外スプラインが管状部材に形成した内スプライン内に圧入嵌合される荷重は、図３に示すように、外スプラインが内スプラインに軸方向に圧入嵌合されるにしたがって直線的に増加して、外スプラインの先端が内スプラインを抜け出す時点でピーク値Ａ１を示して以降、やや減少して、Ｂ１からＣ１に略平坦に変化する領域をもった特性を示す。また、これらの圧入荷重特性は、前記外スプライン及び内スプラインの寸法が許容範囲内でばらついている場合には、破線で示すように変化し、それぞれの荷重がＡ２、Ｂ２、Ｃ２となる特性を示す。
【００１５】
ここに、前記圧入嵌合荷重の差は、ピーク値Ａ１、Ａ２の相互差（Ｐ１）は比較的大きく、略平坦な領域の荷重Ｂ１、Ｂ２及びＣ１、Ｃ２の相互差（Ｐ２）は比較的小さいものとなる。即ち、前記軸部材に形成した外スプラインの先端が管状部材に形成した内スプラインの軸方向途中にある場合には圧入嵌合荷重のばらつきが大きく、一方、軸部材に形成した外スプラインの両端が管状部材に形成した内スプラインの端部から軸方向に突出した状態においては、外スプラインの先端側で内スプラインを傷つけることがないから、圧入嵌合荷重のばらつきは小さなものとなる。
【００１６】
つまり、前記動力伝達装置の軸方向に所定値以上の力が作用し、軸部材と管状部材とがスプライン接手によって摩擦抵抗を受けつつ軸方向に相対移動することによって、軸方向の衝撃エネルギを吸収する場合に、摩擦抵抗の大きさは、軸部材と管状部材とが連結された初期状態から更に圧入嵌合されるときの圧入嵌合荷重に相当するものとなるから、圧入嵌合荷重の変化が少ない略平坦な領域の荷重となる。即ち、前記圧入嵌合荷重即ち摩擦抵抗は、ピーク値に比較してばらつきの小さなものとなる。
【００１７】
このため、前記動力伝達装置の軸方向に所定値以上の力が作用した場合に、軸部材に形成した外スプラインと管状部材に形成した内スプラインとが摩擦抵抗を受けつつ軸方向に相対移動して軸方向の衝撃エネルギを吸収するとき、スプライン接手の摩擦抵抗はばらつきが小さく、安定したものとなる。
【００１８】
したがって、スプライン接手の安定した摩擦抵抗によって衝撃エネルギを吸収することができる、衝撃吸収可能な動力伝達装置が得られる。
【００１９】
また、請求項２記載の発明によれば、前記軸部材に形成した外スプラインと管状部材に形成した内スプラインの何れか一方または両方がヘリカルスプラインであることにより、スプラインの歯幅方向の隙間を小さくでき、動力伝達装置の回転方向のがたつきが防止される。
【００２０】
また、請求項３記載の発明によれば、前記軸部材に形成した外スプラインがヘリカルスプラインであることにより、管状部材に形成した内スプラインがヘリカルスプラインである場合に比較して、スプラインの加工が容易になる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳述する。
【００２２】
図１は本発明の衝撃吸収可能な動力伝達装置の要部を示す断面図、図２は図１に示す軸部材が管状部材に嵌り合う前の状態を、軸部材（Ａ）、管状部材（Ｂ）で示す説明図、図３は図１に示す軸部材に形成した外スプラインを管状部材に形成した内スプラインに圧入嵌合する場合の圧入嵌合荷重と圧入ストロークとの関係を示す荷重特性線図である。
【００２３】
図において１は動力伝達装置の軸部材、２はこの軸部材１に嵌り合う管状部材である。前記軸部材１と管状部材２とは、スプライン継手３によって軸方向に相対移動可能でかつ回転方向に相対回動不能に連結してある。即ち、前記軸部材１には外スプライン３ａが形成され、管状部材２には内スプライン３ｂが形成されて、相互に圧入嵌合されている。
【００２４】
前記軸部材１に形成した外スプライン３ａは軸方向に平行に形成されており、その軸方向長さは寸法ａとなっている。また、前記管状部材２に形成した内スプライン３ｂは軸方向に平行に形成されており、その軸方向長さは寸法ｂとなっている（図２参照）。前記軸部材１に形成した外スプライン３ａの形成寸法ａは、管状部材２に形成した内スプライン３ｂの形成寸法ｂよりも長くなっており、これによって、軸部材１と管状部材２とが連結された初期状態において外スプライン３ａの両端が内スプライン３ｂの端部から軸方向に突出するように圧入嵌合されている（図１参照）。
【００２５】
ここで、前記軸部材１に形成した外スプライン３ａが管状部材２に形成した内スプライン３ｂ内に圧入嵌合される荷重は、図３に示すように、外スプライン３ａが内スプライン３ｂに軸方向に圧入嵌合されるにしたがって直線的に増加して、外スプライン３ａの先端が内スプライン３ｂを抜け出す時点でピーク値Ａ１を示して以降、やや減少して、Ｂ１からＣ１に略平坦に変化する領域をもった特性を示す。また、これらの圧入荷重特性は、前記外スプライン３ａ及び内スプライン３ｂの寸法が許容範囲内でばらついている場合には、破線で示すように変化し、それぞれの荷重がＡ２、Ｂ２、Ｃ２となる特性を示す。
【００２６】
ここに、前記圧入嵌合荷重の差は、ピーク値Ａ１、Ａ２の相互差（Ｐ１）は比較的大きく、略平坦な領域の荷重Ｂ１、Ｂ２及びＣ１、Ｃ２の相互差（Ｐ２）は比較的小さいものとなる。即ち、前記軸部材１に形成した外スプライン３ａの先端が管状部材２に形成した内スプライン３ｂの軸方向途中にある場合には圧入嵌合荷重のばらつきが大きく、一方、記軸部材１に形成した外スプライン３ａの両端が管状部材２に形成した内スプライン３ｂの端部から軸方向に突出した状態においては、外スプライン３ａの先端側で内スプライン３ｂを傷つけることがないから、圧入嵌合荷重のばらつきは小さなものとなる。
【００２７】
４は動力伝達を司るチューブで、このチューブ４は金属材料や繊維強化合成樹脂材料等からなり、管状部材２の端部、図１において右側の端部５Ａに取付けられている。詳しくは、前記管状部材２の右側の端部５Ａの外周が所定の長さに亘ってチューブ４の肉厚寸法に略等しい寸法だけ縮径されており、チューブ４は、その端部が管状部材２の端部５Ａの縮径された外周部分に圧入され、かつ溶接や接着によって取付けられている。
【００２８】
斯かる構成によれば、前記軸部材１に形成した外スプライン３ａが管状部材２に形成した内スプライン３ｂ内に左側の端部５Ｂ側から圧入嵌合され、軸部材１と管状部材２とが軸方向に相対移動可能でかつ回転方向に相対回動不能に連結される。このとき、前記軸部材１の外スプライン３ａは管状部材２の内スプライン３ｂよりも軸方向に長く形成されており、軸部材１と管状部材２とが連結された初期状態において、軸部材１に形成した外スプライン３ａの両端が管状部材２に形成した内スプライン３ｂの端部から軸方向に突出するように圧入嵌合される。これによって、前記スプライン接手３によって連結された動力伝達装置が形成されることになる。
【００２９】
前記動力伝達装置は、軸部材１が図外の駆動装置に連結され、管状部材２がチューブ４を介して図外の被駆動装置に連結されて使用され、駆動装置と被駆動装置との間の回転トルクの動力伝達を司る。また、前記動力伝達装置の軸方向に所定値以上の力が作用した場合には、軸部材１と管状部材２とがスプライン接手３によって摩擦抵抗を受けつつ軸方向に相対移動することによって、軸方向の衝撃エネルギを吸収する。
【００３０】
ここで、前記軸部材１に形成した外スプライン３ａが管状部材２に形成した内スプライン３ｂ内に圧入嵌合される荷重は、図３をもって前述したように、外スプライン３ａの先端が内スプライン３ｂを抜け出す時点でピーク値Ａ１（Ａ２）を示して以降、やや減少して、Ｂ１（Ｂ２）からＣ１（Ｃ２）に略平坦に変化する領域をもった特性を示し、図３に示す荷重特性線図の略平坦な領域の荷重Ｂ１、Ｂ２及びＣ１、Ｃ２の相互差（Ｐ２）は比較的小さいものとなっている。即ち、前記軸部材１に形成した外スプライン３ａの両端が管状部材２に形成した内スプライン３ｂの端部から軸方向に突出した状態においては、外スプライン３ａの先端側で内スプライン３ｂを傷つけることがないから、圧入嵌合荷重のばらつきは小さなものとなっている。
【００３１】
つまり、前記動力伝達装置の軸方向に所定値以上の力が作用し、軸部材１と管状部材２とがスプライン接手３によって摩擦抵抗を受けつつ軸方向に相対移動することによって、軸方向の衝撃エネルギを吸収する場合に、摩擦抵抗の大きさは、軸部材１と管状部材２とが連結された初期状態から更に圧入嵌合されるときの圧入嵌合荷重に相当するものとなるから、圧入嵌合荷重の変化が少ない略平坦な領域の荷重となる。即ち、前記圧入嵌合荷重即ち摩擦抵抗は、ピーク値に比較してばらつきの小さなものとなる。
【００３２】
このため、前記動力伝達装置の軸方向に所定値以上の力が作用した場合に、軸部材１に形成した外スプライン３ａと管状部材２に形成した内スプライン３ｂとが摩擦抵抗を受けつつ軸方向に相対移動して軸方向の衝撃エネルギを吸収するとき、スプライン接手３の摩擦抵抗はばらつきが小さく、安定したものとなる。
【００３３】
したがって、スプライン接手３の安定した摩擦抵抗によって衝撃エネルギを吸収することができる、衝撃吸収可能な動力伝達装置が得られる。
【００３４】
図４乃至図６は本発明の別の実施の形態を示す図面で、これら実施の形態が前記実施の形態と変わるところは、前記軸部材１に形成した外スプライン３ａと管状部材２に形成した内スプライン３ｂとの何れか一方または両方をヘリカルスプラインにした点である。以下、これらの実施の形態について説明する。なお、説明に際して、前記実施の形態と同一構成部分には同一符号を付し、その重複する説明を省略する。
【００３５】
先ず、図４に示す実施の形態は、前記軸部材１に形成した外スプライン３ａは軸方向に平行なスプラインとし、管状部材２に形成した内スプライン３ｂをヘリカルスプラインとしてある。
【００３６】
また、図５に示す実施の形態は、前記軸部材１に形成した外スプライン３ａをヘリカルスプラインとし、管状部材２に形成した内スプライン３ｂは軸方向に平行なスプラインとしてある。
【００３７】
また、図６に示す実施の形態は、前記軸部材１に形成した外スプライン３ａ及び管状部材２に形成した内スプライン３ｂの両方をヘリカルスプラインとしてある。
【００３８】
斯かる構成においても、前記軸部材１と管状部材２とが連結された初期状態において、軸部材１に形成した外スプライン３ａの両端が管状部材２に形成した内スプライン３ｂの端部から軸方向に突出した状態にあるから、動力伝達装置の軸方向に所定値以上の力が作用してその衝撃エネルギを吸収するとき、スプライン接手３の摩擦抵抗はばらつきが小さく、安定したものとなる。
【００３９】
したがって、これらの実施の形態においても、スプライン接手３の安定した摩擦抵抗によって衝撃エネルギを吸収することができる、衝撃吸収可能な動力伝達装置が得られる。
【００４０】
加えて、前記軸部材１に形成した外スプライン３ａと管状部材２に形成した内スプライン３ｂの何れか一方または両方がヘリカルスプラインであることにより、スプライン３ａ、３ｂの歯幅方向の隙間を小さくでき、動力伝達装置の回転方向のがたつきが防止される。
【００４１】
とりわけ、前記軸部材１に形成した外スプライン３ａをヘリカルスプラインとすることにより、管状部材２に形成した内スプライン３ｂをヘリカルスプラインとする場合に比較して、スプラインの加工が容易になる。
【００４２】
以上、実施の形態を図面に基づいて説明したが、具体的構成はこの実施の形態に限られるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【００４３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、スプライン接手の安定した摩擦抵抗によって衝撃エネルギを吸収することができる、衝撃吸収可能な動力伝達装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の衝撃吸収可能な動力伝達装置の要部を示す断面図である。
【図２】図１に示す軸部材が管状部材に嵌り合う前の状態を、軸部材（Ａ）、管状部材（Ｂ）で示す説明図である。
【図３】図１に示す軸部材に形成した外スプラインを管状部材に形成した内スプラインに圧入嵌合する場合の圧入嵌合荷重と圧入ストロークとの関係を示す荷重特性線図である。
【図４】本発明の別の実施の形態を示す、図２と同様な図面である。
【図５】本発明の別の実施の形態を示す、図２と同様な図面である。
【図６】本発明の別の実施の形態を示す、図２と同様な図面である。
【符号の説明】
１  軸部材
２  管状部材
３  スプライン継手
３ａ  外スプライン
３ｂ  内スプライン
４  チューブ
【図１】
0003712540.tif 000002
【図２】
0003712540.tif 000003
【図３】
0003712540.tif 000004
【図４】
0003712540.tif 000005
【図５】
0003712540.tif 000006
【図６】
0003712540.tif 000007