(57)【要約】【課題】所定部位に対する応力集中を抑制して、静的強度及び疲労強度をより一層向上させることにある。【解決手段】シャフト歯部２２は、歯厚が一定の直線形状からなる山部２２ａと、ハブ歯部２８側に向かって膨出する段差部３０が形成される谷部２２ｂとを有し、ハブ歯部２８は、歯厚が一定の直線状からなり、且つ、端部からシャフトシャンク２４側に向かって一定の外径となる山部２８ａと、該山部２８ａと同様に軸線方向に沿って一定の内径からなる谷部２８ｂとを有する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトに形成されたシャフト歯部と、前記シャフトの外周側に配置されたハブのハブ歯部とが係合することにより、前記シャフト及びハブ間で相互にトルク伝達が可能に結合された機構において、
前記シャフト歯部は、歯厚が一定の直線状からなる山部と、前記シャフトの端部からシャフトシャンク側に向かって外径が変化し前記ハブ歯部側に向かって所定角度傾斜しながら膨出する段差部が形成された谷部とを有し、
前記ハブ歯部は、歯厚が一定の直線状からなり、且つ、前記端部から前記シャフトシャンク側に向かう軸線方向に沿って一定の内径からなる山部と谷部とを有することを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。
【請求項２】
請求項１記載の機構において、
前記段差部の傾斜角度は、５度〜４５度に設定されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。
【請求項３】
シャフトに形成されたシャフト歯部と、前記シャフトの外周側に配置されたハブのハブ歯部とが係合することにより、前記シャフト及びハブ間で相互にトルク伝達が可能に結合された機構において、
前記シャフト歯部は、歯厚が一定の直線状からなる山部と、前記シャフトの端部からシャフトシャンク側に向かって外径が変化する谷部とを有し、
前記ハブ歯部は、歯厚が一定の直線状からなり、且つ、前記端部から前記シャフトシャンク側に向かって内径が変化する山部と、軸線方向に沿って一定の内径からなる谷部とを有することを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。
【請求項４】
請求項３記載の機構において、
前記ハブ歯部の山部には、前記シャフト歯部から離間する方向に向かって徐々に拡径するテーパ部が形成されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。
【請求項５】
請求項４記載の機構において、
前記シャフト歯部の谷部には所定角度傾斜する第１テーパ部が形成され、前記ハブ歯部の山部には、前記第１テーパ部に対向する第２テーパ部が形成され、前記第１テーパ部の立ち上がりの起点と前記第２テーパ部の立ち上がりの起点とがシャフトの軸線方向に沿って所定距離だけオフセットした位置に設定されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。
【請求項６】
請求項３記載の機構において、
前記ハブ歯部の山部には、前記シャフト歯部から離間する方向に所定の曲率で窪んだ円弧部が形成されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。
【請求項７】
請求項６記載の機構において、
前記シャフト歯部の谷部には所定角度傾斜するテーパ部が形成され、前記テーパ部の立ち上がりの起点と前記円弧部の立ち上がりの起点とがシャフトの軸線方向に沿って所定距離だけオフセットした位置に設定されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャフト及びハブからなる２部材間で回転トルクを円滑に伝達することが可能なシャフト及びハブの動力伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両において、エンジンからの駆動力を車軸に伝達するためにシャフトを介して一組の等速ジョイントが用いられている。この等速ジョイントは、アウタ部材とインナ部材との間に配設されたトルク伝達部材を介して前記アウタ部材とインナ部材間のトルク伝達を行うものであり、シャフトに形成されたシャフト歯部とハブに形成されたハブ歯部とが係合した歯部組立体を有するシャフト及びハブのユニットを含む。
【０００３】
ところで、近年、騒音、振動等の動力伝達系のガタに起因して発生する等速ジョイントの円周方向のガタを抑制することが要求されている。従来では、内輪とシャフトとのガタを抑制するために、等速ジョイントの軸セレーションにねじれ角を設けたものがあるが、前記ねじれ角の方向とトルク負荷方向によって、内輪及びシャフトの強度、寿命にばらつきが生じるおそれがある。
【０００４】
また、歯車等の技術分野において、例えば、特許文献１〜３に示されるように、その歯面部にクラウニングを設ける技術的思想が開示されている。
【０００５】
本出願人は、スプラインが形成されたスプラインシャフトのクラウニングトップの位置を、スプラインシャフトと等速ジョイントとの嵌合部位に回転トルクが付与された際に最小となる位置に設けることにより、所定部分に応力が集中することを抑制すると共に、装置の全体構成を簡素化することを提案している（特許文献４参照）。
【０００６】
【特許文献１】特開平２−６２４６１号公報
【特許文献２】特開平３−６９８４４号公報
【特許文献３】特開平３−３２４３６号公報
【特許文献４】特開２００１−２８７１２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、所定部位に対する応力集中を抑制して、より一層、静的強度及び疲労強度を向上させることが可能なシャフト及びハブの動力伝達機構を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記の目的を達成するために、本発明は、シャフトに形成されたシャフト歯部と、前記シャフトの外周側に配置されたハブのハブ歯部とが係合することにより、前記シャフト及びハブ間で相互にトルク伝達が可能に結合された機構において、
前記シャフト歯部は、歯厚が一定の直線状からなる山部と、前記シャフトの端部からシャフトシャンク側に向かって外径が変化し前記ハブ歯部側に向かって所定角度傾斜しながら膨出する段差部が形成された谷部とを有し、
前記ハブ歯部は、歯厚が一定の直線状からなり、且つ、前記端部から前記シャフトシャンク側に向かう軸線方向に沿って一定の内径からなる山部と谷部とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、シャフト歯部とハブ歯部とが係合した状態においてシャフト及びハブ間に回転トルクが付与された場合、応力が集中する部位であるシャフト歯部の谷部径を段差部によって増大させ、前記拡径したシャフト歯部にハブ歯部の山部を接触させることにより応力集中を分散して緩和させると共に、シャフト及びハブの軸強度を向上させることができる。従って、シャフト歯部とハブ歯部との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させることができる。
【００１０】
この場合、前記段差部の傾斜角度を５度〜４５度に設定するとよい。前記傾斜角度を５度未満に設定する応力分散効果を十分に発揮させることができなくなり、一方、前記傾斜角度が４５度を超えるとシャフト歯部の谷部径が増大した段差部に応力が過剰に集中するからである。
【００１１】
また、本発明は、シャフトに形成されたシャフト歯部と、前記シャフトの外周側に配置されたハブのハブ歯部とが係合することにより、前記シャフト及びハブ間で相互にトルク伝達が可能に結合された機構において、
前記シャフト歯部は、歯厚が一定の直線状からなる山部と、前記シャフトの端部からシャフトシャンク側に向かって外径が変化する谷部とを有し、
前記ハブ歯部は、歯厚が一定の直線状からなり、且つ、前記端部から前記シャフトシャンク側に向かって内径が変化する山部と、軸線方向に沿って一定の内径からなる谷部とを有することを特徴とする。
【００１２】
本発明によれば、シャフト歯部とハブ歯部とが係合した状態においてシャフト及びハブ間に回転トルクが付与された場合、応力が集中する部位であるシャフト歯部の谷部の径を増大させると共に、ハブ歯部の山部の内径も増大させることにより、シャフト及びハブの軸強度を向上させ、且つ、応力集中を分散することにより緩和させることができる。従って、シャフト歯部とハブ歯部との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させることができる。
【００１３】
さらに、ハブ歯部の山部に、シャフト歯部から離間する方向に向かって徐々に拡径するテーパ部を形成することにより、前記シャフト歯部とハブ歯部とが係合した状態において、前記シャフト及びハブの間に回転トルクが付与された場合、前記ハブ歯部に徐々に拡径するように形成されるテーパ部と前記拡径したシャフト歯部との共働作用下にシャフト歯部とハブ歯部との係合部位に付与される応力が分散され、応力集中が緩和される。
【００１４】
また、前記テーパ部によって応力が集中する部位であるハブ歯部の山部の径を増大させることができ、軸強度を向上させることができる。
【００１５】
その際、前記シャフト歯部の谷部に所定角度傾斜する第１テーパ部を形成し、前記ハブ歯部の山部に前記第１テーパ部に対向する第２テーパ部を形成し、前記第１テーパ部の立ち上がりの起点と前記第２テーパ部の立ち上がりの起点とがシャフトの軸線方向に沿って所定距離だけオフセットした位置に設定されることにより、より一層応力の集中が緩和される。
【００１６】
さらにまた、ハブ歯部の山部に、シャフト歯部から離間する方向に所定の曲率で窪んだ円弧部を形成することにより、シャフト歯部とハブ歯部とが係合した状態において、前記シャフト及びハブの間に回転トルクが付与された場合、前記ハブ歯部に形成された所定の曲率半径からなる円弧部と前記拡径したシャフト歯部との共働作用下にシャフト歯部とハブ歯部との係合部位に付与される応力が分散され、応力集中が緩和される。
【００１７】
また、前記円弧部によって応力が集中する部位であるハブ歯部の山部の内径を増大させることができ、軸強度を向上させることができる。
【００１８】
その際、前記シャフト歯部の谷部に所定角度傾斜するテーパ部を形成し、前記テーパ部の立ち上がりの起点と前記円弧部の立ち上がりの起点とがシャフトの軸線方向に沿って所定距離だけオフセットした位置に設定されることにより、より一層応力の集中が緩和される。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００２０】
すなわち、応力が集中する部位であるシャフト歯部における谷部の外径を増大させ、シャフト及びハブ間に回転トルクが付与された際、拡径したシャフト歯部をハブ歯部に接触させることにより、軸強度を向上させると共に応力を分散することができる。そのため、シャフト歯部とハブ歯部との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明に係るシャフト及びハブの動力伝達機構について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２２】
図１において参照数字１０は、本発明の実施の形態に係る動力伝達機構が適用されたシャフト及びハブのユニットを示す。このユニット１０は、等速ジョイントの一部を構成するものであり、前記シャフト１２は、駆動力伝達軸として機能し、ハブ１４は、図示しないアウタ部材の開口部内に収納されて図示しないボールが係合する案内溝１５を有するインナリングとして機能するものである。
【００２３】
シャフト１２の一端部及び他端部には、それぞれハブ１４の軸孔１６に嵌合する嵌合部１８が形成される。ただし、図１では、シャフト１２の一端部のみを示し、他端部の図示を省略している。前記嵌合部１８は、シャフト１２の軸線に沿って所定の歯長からなり、周方向に沿って形成された複数のスプライン歯２０を有するシャフト歯部２２を備える。このシャフト歯部２２は、凸状の山部２２ａと凹状の谷部２２ｂとが周方向に沿って交互に連続して構成される。前記シャフト歯部２２の山部２２ａは、図２に示されるように、略同一の歯厚からなり、シャフト１２（図１参照）の軸線と略平行となるように形成されている。
【００２４】
また、シャフト１２の中心側の前記シャフト歯部２２に近接する部位には、シャフトシャンク２４が設けられ、一方、シャフト１２の端部側には、前記ハブ１４の抜け止め機能を有する図示しない止め輪が環状溝（図示せず）を介して装着されている。
【００２５】
前記ハブ１４の軸孔１６の内周面には、前記シャフト１２の嵌合部１８に嵌合する複数の直線状のスプライン歯２６を有するハブ歯部２８が形成される。このハブ歯部２８は、凸状の山部２８ａと凹状の谷部２８ｂとが周方向に沿って交互に連続して構成され、前記ハブ歯部２８の山部２８ａは、図２に示されるように、略同一の歯厚からなり、シャフト１２（図１参照）の軸線と略平行となるように形成されている。
【００２６】
図３は、シャフト歯部２２の谷部２２ｂとハブ歯部２８の山部２８ａとが係合した状態におけるシャフト１２の軸線方向に沿った一部拡大縦断面図である。図３中において、Ｐ０は、シャフト歯部２２の軸線方向の沿った中央点に対応する位置を示す。
【００２７】
シャフト歯部２２の谷部２２ｂは、図３に示されるように、シャフトシャンク２４側に向かって水平方向に所定距離だけ延在され、中央点Ｐ０からシャフトシャンク２４側に所定距離だけ移動した点Ｐ１を起点としてハブ歯部２８側に向かって所定角度傾斜しながら膨出した段差部３０が形成されている。
【００２８】
この段差部３０は、点Ｐ２を起点として水平方向に所定距離だけ延在してシャフトシャンク２４に連続するように形成されている。換言すると、シャフト歯部２２は、谷部２２ｂにおける谷部径φＡ１から段差部３０における谷部径φＡ２へと変化（増大）するように形成されている。
【００２９】
この場合、前記段差部３０は、例えば、傾斜面又は所定の曲率半径からなる円弧状の曲面又は複合面等によって形成するとよい。
【００３０】
また、シャフト歯部２２の山部２２ａの外径は、図３〜図６に示されるように、軸線方向に沿って一定で変化しないものと、図７に示されるように、山部２２ａの外径が点Ｐ１の近傍部位からシャフトシャンク２４側に向かって徐々に縮径（歯丈が短縮）するように変化するものとの両方が含まれる。前記山部２２ａの外径をシャフトシャンク２４側に向かって徐々に縮径させることにより、後述する転造ラックによる製造が容易となる。また、回転トルクの伝達機能が低下することがない。なお、図７中における記号Ｈは、山部２２ａの外径の変化（落ち込み）と対比するための水平線を示す。
【００３１】
一方、ハブ歯部２８の山部２８ａは、ハブ１４の軸線方向に沿って一定の内径φＢ１で変化しないように形成されると共に、前記山部２８ａと同様に、谷部２８ｂの内径φＢ２も前記ハブ１４の軸線方向に沿って一定で変化しないものとする。
【００３２】
前記谷部径φＡ１、φＡ２は、それぞれ、シャフト１２の軸心からシャフト歯部２２の谷部２２ｂの底面までの離間距離を示したものであり、前記山部径φＢ１は、シャフト１２の軸心からハブ歯部２８の山部２８ａの歯先までの離間距離を示したものである。
【００３３】
従って、シャフト歯部２２とハブ歯部２８とが係合したシャフト１２及びハブ１４のユニット１０に対して回転トルクが付与された場合、前記ユニット１０に付与された応力が、ハブ歯部２８におけるシャフト歯部２２の点Ｐ１と対向するＣ部と、該シャフト歯部２２の段差部３０と対向するＤ部とにそれぞれ分散されることにより応力集中を緩和することができる。
【００３４】
この結果、応力の集中を緩和して分散させることができるため、シャフト歯部２２とハブ歯部２８との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させることができる。
【００３５】
また、図４に示されるように、シャフト歯部２２の谷部２２ｂにおける点Ｐ１、点Ｐ２′、点Ｐ３を結んだ直角三角形の断面積を増大させ、点Ｐ１及び点Ｐ３を結ぶ線分Ｐ１３と点Ｐ１及び点Ｐ２′を結ぶ線分Ｐ１２′とがなす角度θ、すなわち、段差部３０の傾斜角度θを緩やかに設定することにより、前記段差部３０に形成された第１テーパ部３２によって応力集中がより一層緩和される。
【００３６】
前記段差部３０（第１テーパ部３２）の傾斜角度θと応力緩和及び生産技術性との関係を図８に示す。図８から諒解されるように、前記傾斜角度θを５度〜４５度に設定すると良好（○印参照）であり、前記傾斜角度θを１０度〜３５度に設定すると最適（◎印参照）である。
【００３７】
前記傾斜角度θを３度に設定すると、応力分散効果を十分に発揮することができないと共に、後述する転造ラックによる生産が困難であって不適である。一方、前記傾斜角度θを９０度に設定すると、階段状の段差部３０に応力が過剰に集中するという問題があると共に、後述する転造ラックの耐久性を劣化させるという他の問題がある。
【００３８】
段差部３０がない通常のシャフト及びハブのスプライン嵌合では、シャフトシャンク２４の近傍部位に応力のピークポイントが発生するが、本実施の形態では、シャフト歯部２２に段差部３０を設けて点Ｐ１と対向するハブ歯部２８にもある程度の応力が集中するように構成し、シャフトシャンク２４側に集中する応力を分散させている。この場合、シャフト歯部２２の段差部３０の傾斜角度θを、例えば、９０度のように大きく設定しすぎると点Ｐ１と対向するハブ歯部２８に応力が過剰に集中しすぎて応力分散（応力緩和）効果を発揮することができない。従って、前記段差部３０の立ち上がり角度である傾斜角度θを適正に設定することにより、シャフトシャンク２４の近傍に発生する応力の集中を好適に分散させて、ピークポイントにおける応力値を低減することができる。
【００３９】
一方、図５に示されるように、上述したシャフト歯部２２に係合されるハブ１４ａにおいて、水平方向に延在するハブ歯部２８の山部２８ａに対して点Ｐ４を立ち上がりの起点とし、シャフトシャンク２４側に向かって所定角度で傾斜して延在する第２テーパ部３４を形成するようにしてもよい。この第２テーパ部３４は、シャフト歯部２２の段差部３０の起点となる点Ｐ１及び第１テーパ部３２と対向するように形成され、前記シャフト歯部２２から離間する方向に山部径φＢ３からφＢ４へと拡径するように形成される。
【００４０】
なお、シャフト歯部２２における段差部３０（第１テーパ部３２）の起点となる点Ｐ１と、ハブ歯部２８における第２テーパ部３４の起点となる点Ｐ４とをシャフト１２の軸線方向に沿って所定距離だけオフセットさせるように設定してもよいし、前記点Ｐ１と点Ｐ４とを鉛直線上に一致させるように設定してもよい。この場合、シャフト歯部２２側に形成された段差部３０とハブ歯部２８側に形成された第２テーパ部３４の共働作用下に、前記ハブ歯部２８の第２テーパ部３４に付与される応力が分散されて応力集中を緩和することができる。
【００４１】
このように第２テーパ部３４が形成されたハブ歯部２８とシャフト歯部２２とが係合したシャフト１２及びハブ１４ａのユニット１０に対して回転トルクが付与された場合、該ユニット１０に付与された応力が第２テーパ部３４によってハブ歯部２８におけるシャフト歯部２２の点Ｐ１と対向するＥ部と、点Ｐ２′と対向するＦ部とにそれぞれ分散され、応力集中を緩和して応力値のピークを低減することができる。その結果、ハブ歯部２８に形成された第１テーパ部３２によってシャフト歯部２２とハブ歯部２８との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させることができる。
【００４２】
さらにまた、図６に示されるように、前記シャフト歯部２２に係合されるハブ１４ｂにおいて、水平方向に延在するハブ歯部２８の山部２８ａに対して点Ｐ５を立ち上がりの起点としてシャフトシャンク２４側に向かって所定の曲率半径Ｇで延在する円弧部３６を形成するようにしてもよい。この円弧部３６は、シャフト歯部２２の段差部３０の起点となる点Ｐ１及び第１テーパ部３２と対向するように形成され、前記シャフト歯部２２より離間する方向に窪んで形成されている。
【００４３】
なお、シャフト歯部２２における段差部３０（第１テーパ部３２）の起点となる点Ｐ１と、ハブ歯部２８における円弧部３６の起点となる点Ｐ５とをシャフト１２の軸線方向に沿って所定距離だけオフセットさせるように設定してもよいし、前記点Ｐ１と点Ｐ５とを鉛直線上に一致させるように設定してもよい。この場合、シャフト歯部２２側に形成された段差部３０とハブ歯部２８側に形成された円弧部３６の共働作用下に、前記ハブ歯部２８の円弧部３６に付与される応力が分散されて応力集中を緩和することができる。
【００４４】
このように円弧部３６が形成されたハブ歯部２８とシャフト歯部２２とが係合したシャフト１２及びハブ１４ｂのユニット１０に対して回転トルクが付与された場合、該ユニット１０に付与された応力が円弧部３６によってハブ歯部２８におけるシャフト歯部２２の点Ｐ１と対向するＩ部と、点Ｐ２′と対向するＪ部とにそれぞれ分散され、応力集中を緩和して応力値のピークを低減することができる。その結果、ハブ歯部２８に形成された円弧部３６によってシャフト歯部２２とハブ歯部２８との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させることができる。
【００４５】
ここで、シャフト歯部２２に段差部３０が形成されていない比較例に係る応力値の特性曲線Ｋ（破線参照）と、点Ｐ１を起点としてシャフト歯部２２に段差部３０が形成された場合の応力値の特性曲線Ｌ（実線参照）を、それぞれ図９に示す。特性曲線Ｋと特性曲線Ｌとを比較すると、段差部３０を有する構造の特性曲線Ｌでは、応力値のピークが減少して応力の集中が緩和されていることが諒解される。
【００４６】
また、図１０は、前記段差部３０の傾斜角度θを、前記特性曲線Ｌと比較して緩やかに設定したときの応力値の特性曲線Ｍを示したものであり、前記傾斜角度θが緩やかに設定された第１テーパ部３２を形成することにより、前記第１テーパ部３２によって応力がより一層緩和されることが諒解される（図９に示す特性曲線Ｌのア部分と図１０に示す特性曲線Ｍのイ部分とを比較参照）。
【００４７】
次に、回転トルクが付与されていない無負荷状態から、回転トルクが付与されて直線形状を有するシャフト歯部２２の山部２２ａと直線形状を有するハブ歯部２８の山部２８ａとが噛合した状態を図２に示す。なお、回転トルクによる荷重入力方向は、シャフト歯部２２の軸線と直交する矢印Ｙ方向に設定した。
【００４８】
この場合、応力値と測定位置（図２の矢印Ｘ参照）との関係を表した図１１に示されるように、入力される荷重の度合いを、例えば、低荷重（破線）、中荷重（一点鎖線）、高荷重（実線）の３段階とすると、前記段階に対応した低荷重特性曲線、中荷重特性曲線、高荷重特性曲線より、応力のピークポイントが、それぞれ、点ａ、点ｂ、点ｃのように略同一の測定位置Ｎ（図２参照）となることがわかる。
【００４９】
図１２及び図１３は、シャフト１２とハブ１４とを組み付けた際のシャフト歯部２２の谷部２２ｂとハブ歯部２８の山部２８ａとの接触状態を示す縦断面図である。なお、図１２及び図１３中におけるφｄ１〜φｄ３は、それぞれシャフト１２の軸心からのピッチ円径を示す。
【００５０】
シャフト歯部２２を直線形状とすると共に、ハブ歯部２８を直線状とすることにより、前記シャフト歯部２２の側面とハブ歯部２８の側面とが、常に、面接触した状態となる（図２、図１２及び図１３参照）。
【００５１】
また、図１２及び図１３とを比較して諒解されるように、シャフト歯部２２及びハブ歯部２８のシャフトシャンク２４に近接する部位に段差部３０を形成することにより、応力が集中する領域のシャフト歯部２２の径φｄ２及びφｄ３をαだけ増大させることができる。
【００５２】
従って、応力が集中する領域のシャフト歯部２２の径φｄ２及びφｄ３をαだけ増大させることにより、前記シャフト歯部２２の谷部２２ｂの歯底Ｒの曲率を大きく設定することが可能となり（図１３中のＲ′参照）、応力を分散させることができる。また、シャフトシャンク２４に近接する部位の径を他の部位と比較して増大させることにより、全体応力（主応力）を低減させることができる。
【００５３】
なお、図１２及び図１３に示されるシャフト歯部及びハブ歯部の歯形形状を、図１４に示されるように、インボリュート歯形としてもよい。その際、シャフト歯部２２のシャフト歯２２ｃとハブ歯部２８のハブ歯２８ｃとが、互いの基準ピッチ円直径Ｔ上で接触した状態となる。すなわち、ラック形工具等によってシャフト１２及びハブ１４に対して簡便に前記シャフト歯部２２及びハブ歯部２８を加工することができると共に、前記シャフト歯部２２とハブ歯部２８を係合する際に円滑に係合させることができる。
【００５４】
次に、シャフト歯部２２のスプライン歯２０の製造方法について説明する。
【００５５】
図１５に示されるように、超硬材料によって略直線状に形成された上下一組の転造ラック３８ａ、３８ｂの間に、前加工であるツール加工によって所定形状に形成された棒状の被加工物４０を挿入し、相互に対向する一組の転造ラック３８ａ、３８ｂによって被加工物４０を押圧した状態において、図示しないアクチュエータの駆動作用下に前記一組の転造ラック３８ａ、３８ｂを相互に反対方向（矢印方向）に変位させることにより、被加工物４０の外周面に対してスプライン加工が施される。
【００５６】
本実施の形態では、転造成形を用いることにより、シャフト歯部２２のスプライン歯２０を簡便に成形することができる。なお、前記ツール加工によりシャフト歯部２２のスプライン歯２０の歯先には、約５０μｍ程度の深さからなる図示しないツール溝（ツール目）が形成される。
【００５７】
また、転造成形を用いた場合、圧造（鍛造）成形と比較して、成形サイクルが速く、前記転造ラック３８ａ、３８ｂ等の成形歯具の耐久性を向上させることができる。さらに、転造成形では、転造ラック３８ａ、３８ｂ等の成形歯を再研磨して再利用することが可能である。従って、転造成形を用いた場合、圧造（鍛造）成形と比較して、寿命、成形サイクル、再利用等の点からコスト的に有利である。
【００５８】
ただし、転造成形の場合は歯先へ向かっての肉流れによって成形されるため、歯先の断面形状は必ずしも均等でない場合がある。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１】本発明の実施の形態に係る動力伝達機構が適用されたシャフト及びハブのユニットの一部切欠斜視図である。
【図２】シャフト歯部とハブ歯部とが係合した状態における部分拡大横断面図である。
【図３】図１のシャフト歯部の谷部とハブ歯部の山部とが係合した状態におけるシャフトの軸線方向に沿った部分拡大縦断面図である。
【図４】図３のシャフトにおける段差部の緩やかな傾斜角度θとなる第１テーパ部が形成された状態を示す部分拡大縦断面図である。
【図５】図４のシャフトに対してハブ歯部に第２テーパ部を有するハブを係合させた状態におけるシャフトの軸線方向に沿った部分拡大縦断面図である。
【図６】図４のシャフトに対してハブ歯部に所定の曲率半径の円弧部を有するハブを係合させた状態におけるシャフトの軸線方向に沿った部分拡大縦断面図である。
【図７】図４において、シャフト歯部の山部の外径をシャフトシャンク側に向かって変化させた状態を示す部分拡大縦断面図である。
【図８】シャフト歯部に形成された段差部の傾斜角度θと応力緩和及び生産技術性との関係を示す説明図である。
【図９】シャフト歯部に段差部が形成されていない状態と、前記段差部が形成された状態におけるハブに発生する応力値とその応力を測定した位置との関係を示す特性曲線図である。
【図１０】段差部の傾斜角度θをさらに緩やかにした状態におけるシャフトに発生する応力値とその応力を測定した位置との関係を示す特性曲線図である。
【図１１】回転トルクが付与されたときの入力荷重に対応してシャフトに発生する応力値とその応力を測定した位置との関係を示す特性曲線図である。
【図１２】図３のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った拡大縦断面図である。
【図１３】図３のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿った拡大縦断面図である。
【図１４】シャフト歯部及びハブ歯部におけるスプライン歯の断面形状を、インボリュート歯形とした変形例を示す拡大縦断面図である。
【図１５】シャフト歯部のスプライン歯を転造ラックによって転造成形する状態を示す一部省略斜視図である。
【符号の説明】
【００６０】
１０…ユニット                      １２…シャフト
１４、１４ａ、１４ｂ…ハブ          １６…軸孔
１８…嵌合部                        ２０、２６…スプライン歯
２２…シャフト歯部                  ２２ａ、２８ａ…山部
２２ｂ、２８ｂ…谷部                ２４…シャフトシャンク
２８…ハブ歯部                      ３０…段差部
３２…第１テーパ部                  ３４…第２テーパ部
３６…円弧部
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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