(57)【要約】    【課題】スリーブの形状を改良し、連結する２軸の偏角が大きくなっても耐久性を向上させることができ、かつ組み付け作業性を向上させることができる動力伝達機構の提供。    【解決手段】駆動軸２の端部内周面に雌スプライン部３を設ける。従動軸４の端部外周面に雄スプライン部５を設ける。雌スプライン部３と雄スプライン部５との間にゴム状弾性体からなるスリーブ６を介在させる。スリーブ６の軸方向両端の肉厚を軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定することにより、連結する駆動軸２と従動軸４との間の偏角（θ）が大きくなったとき、スリーブ６の軸方向両端の応力を緩和し、さらに、両スプライン部３、５の組付作業性を向上させる。【選択図】  図１
2008039081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動軸および従動軸のうちの一方の軸の端部内周面に設けられた雌スプライン部と、他方の軸の端部外周面に設けられた雄スプライン部と、該雄スプライン部と雌スプライン部との間に介在されるゴム状弾性体からなるスリーブとを備え、
前記スリーブは、軸方向両端の肉厚が軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定されたことを特徴とする動力伝達機構。
【請求項２】
駆動軸および従動軸のうちの一方の軸の端部内周面に設けられた雌スプライン部と、他方の軸の端部外周面に設けられた雄スプライン部と、該雄スプライン部と雌スプライン部との間に介在されるゴム状弾性体からなるスリーブとを備え、
前記スリーブは、その内周面及び外周面のうちの少なくとも一方に、雄スプライン部又は雌スプライン部とスプライン係合する歯溝が形成され、少なくとも前記歯溝の位置において、軸方向両端の肉厚が軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定されたことを特徴とする動力伝達機構。
【請求項３】
駆動軸および従動軸のうちの一方の軸の端部内周面に設けられた雌スプライン部と、他方の軸の端部外周面に設けられた雄スプライン部と、該雄スプライン部と雌スプライン部との間に介在されるゴム状弾性体からなるスリーブとを備え、
前記スリーブは、その内周面及び外周面のうちの少なくとも一方に、雄スプライン部又は雌スプライン部とスプライン係合する歯溝が形成され、内周面の歯溝及び外周面の歯溝のうちの少なくとも一方は、軸方向両端における溝幅が軸方向中央部分における溝幅よりも大きく設定されたことを特徴とする動力伝達機構。
【請求項４】
駆動軸および従動軸のうちの一方の軸の端部内周面に設けられた雌スプライン部と、他方の軸の端部外周面に設けられた雄スプライン部との間に介在されるゴム状弾性体からなる動力伝達機構用スリーブであって、
軸方向両端の肉厚が軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定されたことを特徴とする動力伝達機構用スリーブ。
【請求項５】
駆動軸および従動軸のうちの一方の軸の端部内周面に設けられた雌スプライン部と、他方の軸の端部外周面に設けられた雄スプライン部との間に介在されるゴム状弾性体からなる動力伝達機構用スリーブであって、
内周面及び外周面のうちの少なくとも一方に、雄スプライン部又は雌スプライン部とスプライン係合する歯溝が形成され、少なくとも前記歯溝の位置において、軸方向両端の肉厚が軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定されたことを特徴とする動力伝達機構用スリーブ。
【請求項６】
前記歯溝の位置と共に歯溝を除く部位において、軸方向両端の肉厚が軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定されたことを特徴とする請求項５に記載の動力伝達機構用スリーブ。
【請求項７】
内周面の歯溝及び外周面の歯溝のうちの少なくとも一方は、軸方向両端における溝幅が軸方向中央部分における溝幅よりも大きく設定されたことを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の動力伝達機構用スリーブ。
【請求項８】
駆動軸および従動軸のうちの一方の軸の端部内周面に設けられた雌スプライン部と、他方の軸の端部外周面に設けられた雄スプライン部との間に介在されるゴム状弾性体からなる動力伝達機構用スリーブであって、
内周面及び外周面のうちの少なくとも一方に、雄スプライン部又は雌スプライン部とスプライン係合する歯溝が形成され、内周面の歯溝及び外周面の歯溝のうちの少なくとも一方は、軸方向両端における溝幅が軸方向中央部分における溝幅よりも大きく設定されたことを特徴とする動力伝達機構用スリーブ。
【請求項９】
周方向における少なくとも一箇所が周方向に分断されたことを特徴とする請求項４〜８のいずれかに記載の動力伝達用スリーブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動軸と従動軸とがスプライン嵌合され、その嵌合部間にゴム状弾性体からなるスリーブが介在された動力伝達機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の動力伝達機構では、特許文献１に示すように、駆動軸と従動軸とがスプライン嵌合され、その雄スプラインと雌スプラインの間に、軸の偏心及び偏角を吸収するためのゴム状弾性体からなるスリーブが介在され、金属歯同士の噛み合いによる耳障りな異音や振動の発生を防止できるようになっている。
【特許文献１】特開２００５−６９４７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、スプライン嵌合部の歯形は軸方向で同一形状（平行）であり、軸の偏角が大きくなると、スリーブの軸方向両端に局部的な応力集中が発生し、スリーブの耐久性が低下するといった問題点があった。
【０００４】
また、両スプライン部を組み付ける際、スリーブを介在させる両部材間のクリアランスが小さいと、組付作業性が悪くなるといった難点があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑み、スリーブの形状を改良し、連結する２軸の偏角が大きくなっても耐久性を向上させることができ、かつ組み付け作業性を向上させることができる動力伝達機構の提供を目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係る動力伝達機構は、駆動軸および従動軸のうちの一方の軸の端部内周面に設けた雌スプライン部と、他方の軸の端部外周面に設けた雄スプライン部と、これらの雄スプライン部と雌スプライン部との間に介在するゴム状弾性体からなるスリーブとを備えたものであり、そのスリーブの軸方向両端の肉厚を軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定したものである。
【０００７】
上記構成によると、スリーブの軸方向両端の肉厚を軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定しているので、連結する駆動軸と従動軸との間の偏角が大きくなっても、両スプライン部間に介在するスリーブの軸方向両端に局部的な応力が集中するのを避けて、スリーブの耐久性を向上させることができる。また、スリーブの軸方向両端の肉厚を薄くすることにより、両スプライン部間のクリアランスが小さい場合であっても、その組付作業性を向上させることができる。なお、スリーブとは、全体として筒状又は略筒状に構成されるものを意味し、筒状のものに限らず、周方向に複数に分割されたものを含む概念である。
【０００８】
ここで、スリーブの軸方向両端の肉厚を軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定するには、スリーブの軸方向両端の内径を軸方向中央部分の内径よりも大きく設定する手法や、スリーブの軸方向両端の外径を軸方向中央部分の外径よりも小さく設定する手法、さらに、両者を組み合わせた手法を採用することができる。
【０００９】
雌雄のスプライン部間に介在するスリーブには、特に歯溝が形成されていなくてもよいが、駆動トルクを確実に伝達する好適な構成としては、スリーブの内周面及び外周面のうちの少なくとも一方に、雄スプライン部又は雌スプライン部とスプライン係合する歯溝を形成するのが望ましい。この場合、少なくとも歯溝の位置において、軸方向両端の肉厚を軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定するのがよい。これにより、他の部位よりも肉厚が薄くて局部的な応力を生じやすい歯溝の位置における軸方向両端の応力を緩和して、スリーブの耐久性を高めることができる。
【００１０】
また、スリーブの内周面及び外周面のうちの少なくとも一方に歯溝を形成する場合、スリーブの内周面の歯溝及び外周面の歯溝のうちの少なくとも一方は、軸方向両端における溝幅を軸方向中央部分における溝幅よりも大きく設定するのがよい。そうすれば、駆動軸と従動軸とに偏角が生じたとしても、雄スプライン部又は雌スプライン部の歯部の両端角部がスリーブの歯溝内壁に強く接触するのを防ぐことができ、駆動トルクを伝達させる際、歯部及び歯溝の圧力面同士を滑らかな曲面状に接触させて応力を分散させることができる。しかも、スリーブの軸方向両端における溝幅を大きく設定することにより、雄スプライン部と雌スプライン部とをスリーブを介在させて組み付ける組付作業性を向上させることができる。
【００１１】
また、本発明は、動力伝達機構に装備する動力伝達機構用スリーブを提供する。すなわち、本発明は、駆動軸および従動軸のうちの一方の軸の端部内周面に設けられた雌スプライン部と、他方の軸の端部外周面に設けられた雄スプライン部との間に介在されるゴム状弾性体からなる動力伝達機構用スリーブであって、軸方向両端の肉厚が軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定されたことを特徴とする動力伝達機構用スリーブを提供する。
【００１２】
さらに、本発明は、駆動軸および従動軸のうちの一方の軸の端部内周面に設けられた雌スプライン部と、他方の軸の端部外周面に設けられた雄スプライン部との間に介在されるゴム状弾性体からなる動力伝達機構用スリーブであって、内周面及び外周面のうちの少なくとも一方に、雄スプライン部又は雌スプライン部とスプライン係合する歯溝が形成され、少なくとも前記歯溝の位置において、軸方向両端の肉厚が軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定されたことを特徴とする動力伝達機構用スリーブを提供する。
【００１３】
ここで、歯溝の位置における軸方向両端の肉厚を軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定するには、スリーブの肉厚を全長に渡って一定にしたまま、軸方向両端の歯溝深さを深くする構成を採用可能であるが、別の構成として、歯溝の位置と共に歯溝を除く部位において、軸方向両端の肉厚を軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定することもできる。そうすれば、歯溝を除く部位における応力集中をも防ぐと共に、軸方向に沿って歯溝深さをほぼ一定にすることができる。
【００１４】
さらに、上記構成に加えて、内周面の歯溝及び外周面の歯溝のうちの少なくとも一方について、軸方向両端における溝幅を軸方向中央部分における溝幅よりも大きく設定することもできる。
【００１５】
また、本発明は、駆動軸および従動軸のうちの一方の軸の端部内周面に設けられた雌スプライン部と、他方の軸の端部外周面に設けられた雄スプライン部との間に介在されるゴム状弾性体からなる動力伝達機構用スリーブであって、内周面及び外周面のうちの少なくとも一方に、雄スプライン部又は雌スプライン部とスプライン係合する歯溝が形成され、内周面の歯溝及び外周面の歯溝のうちの少なくとも一方は、軸方向両端における溝幅が軸方向中央部分における溝幅よりも大きく設定されたことを特徴とする動力伝達機構用スリーブを提供する。
【００１６】
これらの動力伝達用スリーブは、筒状（エンドレス形状）の構造であってもよいが、その周方向における少なくとも一箇所を周方向に分断した構造とすることもできる。これにより、一又は複数の略平板状のゴム状弾性体を湾曲させて全体として略筒状に構成し、これを雌スプライン部と雄スプライン部との間に介在させることができるので、動力伝達用スリーブ自体の製造を簡単にすることができる。
【００１７】
なお、これらの動力伝達機構用スリーブは、前述の動力伝達機構が備えるスリーブとその主要部分の構成が同様であり、したがって、前述の動力伝達機構と同じ効果を得ることができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上のとおり、本発明によると、雌雄のスプライン部間に介在するスリーブの軸方向両端の肉厚を軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定しているので、偏角の大きい駆動軸と従動軸とを連結する場合であっても、スリーブの耐久性を向上させることができる。また、スリーブの軸方向両端の肉厚が薄い分、両スプライン部を組み付ける際の組付作業性も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】
【００１９】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る動力伝達機構のスプライン嵌合部を示す軸方向断面図である。図２はスリーブを示す図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図、（ｄ）はＣ−Ｃ断面図である。図３は雌スプライン部を示す図であり、（ａ）は軸方向断面図、（ｂ）は正面図である。図４は雄スプライン部を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。
【００２０】
動力伝達機構１は、駆動軸２の端部内周面に設けられた雌スプライン部３と、従動軸４の端部外周面に設けられた雄スプライン部５と、この雌スプライン部３と雄スプライン部５との間に介在されるゴム状弾性体からなるスリーブ６とを備えたものであり、そのスリーブ６の外周面に雌スプライン部３とスプライン係合する歯溝７が形成され、スリーブ６の内周面に雄スプライン部５とスプライン係合する歯溝８が形成され、さらに、スリーブ６の軸方向両端の肉厚が軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定されている。
【００２１】
具体的には、スリーブ６の外径を全長に渡って一定にしつつ、スリーブ６の内周面を全体として鼓状に丸めて軸方向両端の内径を軸方向中央部分の内径よりも大きく設定し、さらに、内周面の歯溝８の深さをスリーブ６の全長に渡って一定にしている。これにより、歯溝８の位置及び歯溝８を除く位置の両部位において、スリーブ６の軸方向両端の肉厚が軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定されている。
【００２２】
ここで、スリーブ６の内周面及び歯溝８の溝底の軸方向におけるＲ寸法（図２におけるＲ１）は、軸の傾斜度合い（偏角θ）により設定変更する。
【００２３】
いま、図２に示すように、Ｒ１：軸方向における内周面Ｒ及び溝底Ｒ、ｂ：スリーブの軸方向長さ、θ１：軸方向における内周面Ｒ角度及び溝底Ｒ角度とすると、
Ｒ１＝ｂ／｛２ｓｉｎ（θ１／２）｝・・・・・・（１）
が成立する。
【００２４】
そこで、スリーブ６が従動軸４の雄スプライン部５に円弧で接するための条件は、偏角をθとすれば、
２θ＜θ１＜π（ｒａｄ）・・・・・・・・・・・（２）
（２）式を（１）式に代入して、最適なＲ１を求めると、
ｂ／２＜Ｒ１＜ｂ／（２ｓｉｎθ）・・・・・・・（３）
となる。
【００２５】
また、耐久性の向上が期待できるＲ１の使用条件（許容範囲）を検討すると、
θ＜θ１＜π（ｒａｄ）・・・・・・・・・・・・（４）
と考えられる。
【００２６】
（４）式を（１）式に代入すると、
ｂ／２＜Ｒ１＜ｂ／｛２ｓｉｎ（θ／２）｝・・・（５）
なお、スリーブ６の軸方向における内周面及び溝底のＲ形状は円弧状のものに限定されず、軸方向中央部を直線とし、軸方向両端をＲ形状とした組み合わせ歯形状であってもよい。
【００２７】
また、スリーブ６の内周面の歯溝８は、軸方向両端における溝幅が軸方向中央部分における溝幅よりも大きく設定され、これにより、歯溝８の溝幅方向に測ったとき、スリーブ６の軸方向両端における厚みが軸方向中央部分における厚みよりも薄くなっている。
【００２８】
ここで、歯溝８の溝壁（圧力面）は軸方向においてＲ形状にされている（図２におけるＲ２）。いま、図２に示すように、Ｒ２：軸方向における歯溝圧力面Ｒ、ｂ：スリーブの軸方向長さ、θ２：軸方向における圧力面Ｒ角度とすると、
Ｒ２＝ｂ／｛２ｓｉｎ（θ２／２）｝・・・・・・（６）
が成立する。
【００２９】
そこで、スリーブ６の歯溝８が雄スプライン部５の歯部９に円弧で接するための条件は、偏角をθとすれば、
２θ＜θ２＜π（ｒａｄ）・・・・・・・・・・・（７）
（７）式を（６）式に代入して、最適なＲ２を求めると、
ｂ／２＜Ｒ２＜ｂ／（２ｓｉｎθ）・・・・・・・（８）
となる。
【００３０】
また、耐久性の向上が期待できるＲ２の使用条件（許容範囲）を検討すると、
θ＜θ２＜π（ｒａｄ）・・・・・・・・・・・・（９）
と考えられる。
【００３１】
（９）式を（６）式に代入すると、
ｂ／２＜Ｒ２＜ｂ／｛２ｓｉｎ（θ／２）｝・・・（１０）
となる。
【００３２】
なお、歯溝８の圧力面Ｒ形状は円弧状のものに限定されず、軸方向中央部を直線とし、軸方向両端をＲ形状とした組み合わせ歯溝形状であってもよい。
【００３３】
上記構成によれば、スリーブ６の軸方向両端の肉厚が軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定している。そのため、連結する駆動軸２と従動軸４との間の偏角θが大きくなっても、両スプライン部３、５間に介在されるスリーブ６に局部的な応力が集中するのを避けることができ、耐久性を向上させることができる。また、両スプライン部３、５間に介在するスリーブ６の軸方向両端の肉厚が薄い分、両部材を組み付ける際の組付作業性を向上させることもできる。
【００３４】
特に、θ１（スリーブ６の軸方向における内周面及び溝底のＲ角度）を２θ（θ：駆動軸及び従動軸の偏角）以上に設定すれば、駆動軸２と従動軸３とに偏角θが生じても、スリーブ６への雄スプライン部５の軸方向両端部の角部（歯先及び溝底の角部）の接触を回避することができ、集中荷重を分散することができる。
【００３５】
また、歯溝８の溝幅についても、軸方向両端で溝幅が大きくなるように歯溝８の圧力面をＲ形状にすれば、駆動軸２と従動軸４に偏角θが生じてもトルク伝達時に加わる歯両端の圧力面の角部の接触による応力集中を防ぎ、滑らかなＲ部により面で接触して集中荷重を防止し、駆動トルクを伝達させることができる。
【００３６】
なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、スリーブ６の外径を一定にして、スリーブ６の内周面を鼓状に丸める代わりに、スリーブ６の内径を一定にすると共に、スリーブ６の外周面を太鼓状に丸めて、軸方向両端の外径を軸方向中央部分の外径よりも小さく設定することにより、あるいは、スリーブ６の内周面を鼓状に丸めると共に、スリーブ６の外周面を太鼓状に丸めることにより、スリーブ６の軸方向両端の肉厚を軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定するようにしてもよい。
【００３７】
また、少なくとも外周面の歯溝７又は内周面の歯溝８の位置において、スリーブ６の軸方向両端の肉厚を軸方向中央部分の肉厚よりも薄く設定すればよいので、スリーブ６の内外径を一定にして、歯溝７及び／又は歯溝８の深さをスリーブ６の軸方向に沿って変化させるようにしてもよい。さらに、スリーブ６の肉厚を一定にしたまま、歯溝７及び／又は歯溝８の溝幅を変化させるようにしてもよい。
【００３８】
また、上記実施形態では、駆動軸２に雌スプライン部３を形成し、従動軸４に雄スプライン部５を形成した例を示したが、駆動軸に雄スプライン部を、従動軸に雌スプライン部を形成するようにしてもよい。
【００３９】
また、スリーブ６は、歯面を歯布で覆い、及び／又は内部に芯線を埋設したものも採用することができる。さらに、スリーブ６は、上記のように歯が形成されたものに限定されるものではなく、歯が形成されていないものを使用してもよい。さらに、スリーブ６は、天然ゴム、合成ゴムなどの各種ゴム素材のみならず、ゴム状の弾性を有する各種樹脂素材であってもよい。
【００４０】
また、筒状（エンドレス形状）のスリーブ６に代えて、その周方向における少なくとも一箇所を周方向に分断した構造のスリーブを採用することもできる。この場合、一又は複数の略平板状のゴム状弾性体を湾曲させて全体として略筒状に構成し、これを雌スプライン部３と雄スプライン部５との間に介在させればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明に係る動力伝達機構のスプライン嵌合部を示す軸方向断面図
【図２】スリーブを示す図であり、（ａ）は横断面図、（ｂ）はＡ−Ａ断面図、（ｃ）はＢ−Ｂ断面図、（ｄ）はＣ−Ｃ断面図
【図３】雌スプライン部を示す図であり、（ａ）は軸方向断面図、（ｂ）は正面図
【図４】雄スプライン部を示す図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図
【符号の説明】
【００４２】
１      動力伝達機構
２      駆動軸
３      雌スプライン部
４      従動軸
５      雄スプライン部
６      スリーブ
７、８  歯溝
【図１】
2008039081.tif 000003
【図２】
2008039081.tif 000004
【図３】
2008039081.tif 000005
【図４】
2008039081.tif 000006