(57)【要約】【課題】過度に押し込まれた場合であっても正規位置に復元するスプライン軸の位置決め構造を提供する。【解決手段】スプライン軸の位置決め構造を、外周面部にその中心軸方向に延在する複数の突条部６１ａが形成されたスプライン軸６１と、スプライン軸６１が挿入されかつその内径側にスプライン軸６１の突条部６１ａと係合する溝部４５ａが形成されたスプライン穴４５を有し、スプライン穴４５の中心軸回りに回転可能に支持された被挿入部４４と、スプライン軸６１の中心軸方向におけるスプライン軸６１の被挿入部４４に対する正規位置に対し、スプライン軸６１の挿入深さが増加する方向の変位に応じて、スプライン軸６１を被挿入部４４から抜く方向に付勢する付勢部８０とを備える構成とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面部に複数の突条部が形成されたスプライン軸と、
前記スプライン軸が挿入されかつ前記突条部と係合する溝部が形成されたスプライン穴を有する被挿入部と、
前記スプライン軸の中心軸方向における前記スプライン軸の前記被挿入部に対する正規位置に対し、前記スプライン軸の挿入深さが増加する方向の変位に応じて、前記スプライン軸を前記被挿入部から抜く方向に付勢する付勢部と
を備えるスプライン軸の位置決め構造。
【請求項２】
請求項１に記載のスプライン軸の位置決め構造において、
前記スプライン軸に対して固定され、前記被挿入部の前記スプライン軸が挿入される側の端面と対向して配置される面部を備え、
前記付勢部は、前記面部と前記被挿入部の前記端面との間に挟持される弾性部材を有すること
を特徴とするスプライン軸の位置決め構造。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載のスプライン軸の位置決め構造において、
前記スプライン軸が前記被挿入部に対して前記正規位置にあるときに、前記スプライン軸及び前記被挿入部と係合する位置決め手段を備え、
前記付勢部は、前記スプライン軸が前記正規位置に隣接する範囲にあるときの付勢力が、前記スプライン軸が前記被挿入部に対して前記中心軸方向に相対移動する際の摺動抵抗と、前記位置決め手段が非係合状態から係合状態へ移行する際の抵抗との和よりも大きいこと
を特徴とするスプライン軸の位置決め構造。
【請求項４】
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のスプライン軸の位置決め構造において、
前記被挿入部は、車両の駆動力を左右の駆動輪にそれぞれ伝達するディファレンシャル部に設けられ、
前記スプライン軸は、前記ディファレンシャル部から前記駆動輪に動力を伝達するドライブシャフトの前記ディファレンシャル部側の端部に設けられること
を特徴とするスプライン軸の位置決め構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば自動車のドライブシャフトとディファレンシャルとの接続部等に備えられるスプライン軸の位置決め構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車の動力伝達装置は、左右の駆動輪の回転数差を吸収する差動装置であるディファレンシャルと、ディファレンシャルから各駆動輪に駆動力を伝達するドライブシャフトとを備えている。ドライブシャフトは、そのディファレンシャル側の端部に設けられたスプライン軸を、ディファレンシャルのサイドギアに形成されたスプライン穴に挿入することによってディファレンシャルに接続される（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−１１７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上述したようなスプライン軸は、そのスプライン穴に対して正規の挿入深さまで押し込まれた際に、例えばサークリップ等の位置決め手段によって位置決め及び抜け止めを行うようになっている。しかし、スプライン軸は、組立時等における誤作業や使用時における外力によって、このような位置決め手段が機能する正規の挿入深さよりも、さらに押し込まれる場合があった。この場合、例えばスプライン軸の先端部や、スプライン軸と一体に形成された段付部等の他の部品との干渉（突き当て）が生じ、突き当て部分の磨耗や摺動音発生の原因となる。
本発明の課題は、過度に押し込まれた場合であっても正規位置に復元するスプライン軸の位置決め構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、外周面部に複数の突条部が形成されたスプライン軸と、前記スプライン軸が挿入されかつ前記突条部と係合する溝部が形成されたスプライン穴を有する被挿入部と、前記スプライン軸の中心軸方向における前記スプライン軸の前記被挿入部に対する正規位置に対し、前記スプライン軸の挿入深さが増加する方向の変位に応じて、前記スプライン軸を前記被挿入部から抜く方向に付勢する付勢部とを備えるスプライン軸の位置決め構造である。
【０００５】
請求項２の発明は、請求項１に記載のスプライン軸の位置決め構造において、前記スプライン軸に対して固定され、前記被挿入部の前記スプライン軸が挿入される側の端面と対向して配置される面部を備え、前記付勢部は、前記面部と前記被挿入部の前記端面との間に挟持される弾性部材を有することを特徴とするスプライン軸の位置決め構造である。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のスプライン軸の位置決め構造において、前記スプライン軸が前記被挿入部に対して前記正規位置にあるときに、前記スプライン軸及び前記被挿入部と係合する位置決め手段を備え、前記付勢部は、前記スプライン軸が前記正規位置に隣接する範囲にあるときの付勢力が、前記スプライン軸が前記被挿入部に対して前記中心軸方向に相対移動する際の摺動抵抗と、前記位置決め手段が非係合状態から係合状態へ移行する際の抵抗との和よりも大きいことを特徴とするスプライン軸の位置決め構造である。
請求項４の発明は、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のスプライン軸の位置決め構造において、前記被挿入部は、車両の駆動力を左右の駆動輪にそれぞれ伝達するディファレンシャル部に設けられ、前記スプライン軸は、前記ディファレンシャル部から前記駆動輪に動力を伝達するドライブシャフトの前記ディファレンシャル部側の端部に設けられることを特徴とするスプライン軸の位置決め構造である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）スプライン軸が正規位置よりも押し込まれた場合であっても、挿入深さの増加に応じて付勢部がスプライン軸を被挿入部から抜く方向に付勢するから、スプライン軸を正規位置まで復元させることができる。
（２）スプライン軸に固定された面部と、被挿入部の端面との間に弾性部材を挟持することによって、簡単な構成によって上述した効果を得ることができる。
（３）正規位置においてスプライン軸を被挿入部に対して位置決めする位置決め手段を設け、付勢部の付勢力をスプライン軸の摺動抵抗と位置決め手段を係合状態に移行させる際の抵抗との和よりも大きく設定することによって、スプライン軸を自動的に正規位置において位置決めすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明は、過度に押し込まれた場合であっても正規位置に復元するスプライン軸の位置決め構造を提供するという課題を、ドライブシャフトのスプライン軸が挿入されるディファレンシャルのサイドギアと、スプライン軸に設けられた段部とが対向する面間に、スプライン軸の過度の挿入時に、これを引き抜く方向に付勢力を発生するリターンスプリングを配置することによって解決した。
【実施例】
【０００８】
以下、本発明のスプライン軸の位置決め構造を適用したドライブシャフト位置決め構造について説明する。
図１は、本実施例のドライブシャフト位置決め構造を含むディファレンシャル部の断面図である。
図２は、図１のII部拡大図である。
【０００９】
本実施例のドライブシャフト位置決め構造は、例えば、フロントエンジンのＡＷＤ(All Wheel Drive)乗用車のリヤディファレンシャルと、このリヤディファレンシャルから左右後輪に駆動力を伝達するドライブシャフトとの接続部に設けられている。
図１に示すように、ディファレンシャル１は、ディファレンシャルキャリア１０、ドライブピニオンシャフト２０、ハイポイドドリブンギア３０、ディファレンシャルギアユニット４０、サイドベアリング５０を備え、ドライブシャフト６０が接続されている。
さらに、このドライブシャフト位置決め構造は、サークリップ７０、リターンスプリング８０（図２参照）を備えている。
【００１０】
ディファレンシャルキャリア１０は、ドライブピニオンシャフト２０、ハイポイドドリブンギア３０、ディファレンシャルギアユニット４０、サイドベアリング５０が収容されるケース状の部材である。ディファレンシャルキャリア１０は、例えば鉄系金属による鋳造後、上述した各回転部の支持に用いられるベアリングを保持するハウジング部等が機械加工によって形成されている。また、ディファレンシャルキャリア１０の後端部には、着脱式のリヤカバー１１が設けられている。
【００１１】
ドライブピニオンシャフト２０は、その中心軸が車両の前後方向にほぼ沿って配置された回転軸部であって、ディファレンシャルキャリア１０の前方側に挿入されている。ドライブピニオンシャフト２０は、コンパニオンフランジ２１、ドライブピニオンギア２２、パイロットベアリング２３、フロントベアリング２４、リヤベアリング２５を備えている。
【００１２】
コンパニオンフランジ２１は、ドライブピニオンシャフト２０の前端部に固定され、ディファレンシャルキャリア１０の前端部から突き出した状態で配置され、図示しないプロペラシャフトと接続されるものである。プロペラシャフトは、車両の前方側に配置される図示しないトランスミッションから、このディファレンシャル１に駆動力を伝達する回転軸部である。
ドライブピニオンギア２２は、ドライブピニオンシャフト２０の後端部に設けられ、ハイポイドドリブンギア３０と噛合し、これに駆動力を伝達するものである。
【００１３】
パイロットベアリング２３は、ドライブピニオンシャフト２０の前端部付近をディファレンシャルキャリア１０に対して回転可能に支持するものであって、単列の深溝玉軸受を備えている。
フロントベアリング２４及びリヤベアリング２５は、ドライブピニオンシャフト２０の後端部付近をディファレンシャルキャリア１０に対して回転可能に支持するものであって、背面対向の状態で相互に離間して配置された一対の円すいころ軸受を備えている。
【００１４】
ハイポイドドリブンギア３０は、その回転中心軸が車幅方向に沿って配置されたリングギアである。このハイポイドドリブンギア３０は、ドライブピニオンギア２２と噛合してその回転方向を変換するとともに、最終減速を行うものである。
【００１５】
ディファレンシャルギアユニット４０は、車両の旋回等に起因する図示しない左右の後輪の回転数差を吸収する差動機構部であって、ディファレンシャルケース４１、ピニオンシャフト４２、ピニオンギア４３、サイドギア４４を備えている。
ディファレンシャルケース４１は、ハイポイドドリブンギア３０に固定され、ピニオンシャフト４２、ピニオンギア４３、サイドギア４４を収容した状態でハイポイドドリブンギア３０とともに回転するものである。
ピニオンシャフト４２は、その中心軸をハイポイドドリブンギア３０の回転中心軸と直交させて配置された円柱状の軸部であって、その両端部をディファレンシャルケース４１に支持されている。
【００１６】
ピニオンギア４３は、その内径側にピニオンシャフト４２が挿入された状態で、ピニオンシャフト４２と同心に配置され、サイドギア４４と噛合するベベルギアである。ピニオンギア４３は、ピニオンシャフト４２に対してその中心軸回りに回転可能に装着されている。また、ピニオンギア４３は、ピニオンシャフト４２の両端部に、１つずつ設けられている。
サイドギア４４は、ピニオンギア４３から入力される駆動力をドライブシャフト６０に伝達するベベルギアであって、その回転中心軸を車幅方向に沿って配置されている。
図２に示すように、サイドギア４４は、ギア歯が形成されたギア部４４ａと、ギア部４４ａの車幅方向外側の端面から車幅方向外側へ突き出して形成された円筒状の筒部４４ｂとを備えている。
このサイドギア４４は、ドライブシャフト６０の後述するスプライン軸部６１が挿入されるスプライン穴４５が形成された被挿入部である。
【００１７】
スプライン穴４５は、サイドギア４４を貫通して形成された開口の内周面に、スプライン軸部６１の突条部（キー）６１ａと係合する複数の溝部（キー溝）４５ａを、その周方向に分布させて形成したものである。これらの溝部４５ａは、スプライン穴４５の中心軸方向と平行に延在している。
また、スプライン穴４５は、その内周面部に、後述するサークリップ７０が挿入される周方向溝４６が形成されている。
【００１８】
サイドベアリング５０は、後述するドライブシャフト６０の段付部６３を、ディファレンシャルキャリア１０に対して回転可能に支持する円すいころ軸受である。上述したハイポイドドリブンギア３０及びディファレンシャルギアユニット４０は、ドライブシャフト６０を介し、このサイドベアリング５０によって、ディファレンシャルキャリア１０に対して回転可能に支持されている。
また、サイドベアリング５０は、その外輪を保持するとともに、ディファレンシャルキャリア１０の側部に着脱可能に装着されたサイドベアリングリテーナ５１を備えている。
【００１９】
ドライブシャフト６０は、ディファレンシャル１から図示しない後輪に駆動力を伝達する回転軸部であって、その両端部に等速ジョイントを備えている。また、ドライブシャフト６０は、スプライン軸部６１を備えている。
スプライン軸部６１は、ドライブシャフト６０のディファレンシャル１側の端部に設けられ、インボード側のダブルオフセットジョイントのアウターレースに接続されている。スプライン軸部６１は、その外周面部に、サイドギア４４のスプライン穴４５の溝部４５ａと係合する複数の突条部６１ａが、周方向に分布して形成されている。これらの突条部６１ａは、スプライン軸部６１の中心軸方向（以下、単に「軸方向」と称する）と平行に延在している。
また、スプライン軸部６１は、その先端部に、先細りに形成されたテーパ部６１ｂが形成されている。
【００２０】
また、ドライブシャフト６０は、周方向溝６２、段付部６３を備えている。
周方向溝６２は、スプライン軸部６１の外周面部に形成され、サークリップ７０が挿入されるものである。この周方向溝６２は、上述したスプライン穴４５側の周方向溝４６と、サークリップ７０を介して係合することによって、スプライン軸部６１のサイドギア４４に対する位置（挿入深さ）を、所定の正規位置に保持するものである。
段付部６３は、スプライン軸部６１の車幅方向外側の端部に隣接して設けられ、スプライン軸部６１よりも段状に外径を大きく形成された部分である。この段付部６３の車幅方向内側（ディファレンシャル１側）の端面は、スプライン軸部６１の中心軸と直交する平面状に形成されるとともに、上述した正規位置において、サイドギア４４の筒部４４ｂの車幅方向外側の端面と隙間を隔てて対向して配置されている。
【００２１】
サークリップ７０は、スプライン軸部６１がサイドギア４４のスプライン穴４５に対して正規位置にある際に、その位置決め及び抜け止めを行う位置決め手段である。
サークリップ７０は、例えばバネ鋼等の弾性を有する材料の丸棒状の線材を用いて環状に形成され、その周上における一部に切欠部が設けられたものである。サークリップ７０は、外力を受けない状態において、その外径がスプライン穴４５の内径よりも大きく、かつ、その内径がスプライン軸部６１の外径よりも大きく形成されている。また、サークリップ７０は、線材の弾性変形により上述した切欠部が周方向に近接又は離間することによって、その径が変化するようになっている。
サークリップ７０は、ドライブシャフト６０をディファレンシャル１に組み付ける際は、予めサイドギア４４の周方向溝４６内に嵌めこまれる。そして、スプライン軸部６１をスプライン穴４５に挿入すると、サークリップ７０はスプライン軸部６１の先端部に設けられたテーパ部６１ｂによって広げられ、サイドギア４４側の周方向溝４６内に収容され、これによってスプライン軸部６１のサイドギア４４に対する相対移動が許容される。
そして、スプライン軸部６１がサイドギア４４に対して所定の正規位置まで押し込まれると、サークリップ７０は、その内周縁部がスプライン軸部６１側の周方向溝６２に挿入され、これによってスプライン軸部６１のサイドギア４４に対する位置決め及び抜け止めが行われる。
【００２２】
リターンスプリング８０は、サイドギア４４の車幅方向外側の端面と、ドライブシャフト６０の段付部６３の車幅方向内側の端面との間に、これらに挟まれた状態で配置されたテーパワッシャ状の皿バネである。
リターンスプリング８０は、ドライブシャフト６０のスプライン軸部６１が、サイドギア４４のスプライン穴４５に対して、正規位置よりも深く挿入された場合に、スプライン軸部６１をサイドギア４４から抜く方向（正規位置に復元させる方向）に付勢力を発生するものである。
【００２３】
上述したリターンスプリング８０の機能について、以下より詳細に説明する。
図３は、サークリップ７０の周辺部の拡大図であって、図３（ａ）は、スプライン軸部６１が正規位置にある状態を示し、図３（ｂ）は、スプライン軸部６１が正規位置よりも車幅方向内側に距離Ｌだけ押し込まれた状態を示す。
図３に示すように、スプライン穴４５側の周方向溝４６は、その側面が、スプライン軸部６１の中心軸方向とほぼ直交する平面状に形成されている。また、この側面の間隔（周方向溝４６の溝幅）は、サークリップ７０を構成する線材の直径ｄに対して、不可避的に設けられる隙間だけ大きく設定され、サークリップ７０の上述した径の変化を妨げないようになっている。
一方、スプライン軸部６１側の周方向溝６２は、その側面が、上述した中心軸方向に対して傾斜した斜面として形成され、スプライン軸部６１の外周面からの深さに応じて溝幅が小さくなるテーパ状に形成されている。
【００２４】
図３（ａ）に示す正規位置の状態においては、サークリップ７０の線径中心Ｏは、スプライン穴４５側の周方向溝４６内に収容されている。また、サークリップ７０の一部は、スプライン穴４５の内周面から突き出すとともに、スプライン軸部６１側の周方向溝６２内に挿入され、その表面は上述した斜面に当接している。
図３（ｂ）に示すように、スプライン軸部６１が正規位置よりも押し込まれた状態は、例えば、車両組立時の不適切な作業や、車両の使用中における想定外の外力等によって発生する。このとき、一旦周方向溝６２内にその一部が挿入されたサークリップ７０は、スプライン軸部６１の軸方向力によって、周方向溝６２の斜面を乗り越え、径が大きくなってそのほぼ全体が再びスプライン穴４５側の周方向溝４６内に収容される。
ここで、図３（ｂ）に示す状態においては、サークリップ７０の線材の中心Ｏは、その軸方向における位置が、周方向溝６２の軸方向における端部よりも、距離ｙだけ溝の内部側に配置されている。
【００２５】
ここで、正規位置に対するスプライン軸部６１の押し込まれる方向における変位量（移動量）をＬ、この変位量Ｌにおけるリターンスプリング８０のたわみ量をδＬ、スプライン軸部６１がディファレンシャル１に対して押し込まれる際にスプライン穴４５やその他の摺動部との摺動等によって発生する摺動抵抗をＦｓ、サークリップ７０の周方向溝６２への挿入に必要な軸方向力をＦｉｎとすると、リターンスプリング８０のバネ定数Ｋは、以下の式１を充足するように設定されている。
δＬ×Ｋ−Ｆｓ＞Ｆｉｎ  ・・・  （式１）
また、リターンスプリング８０は、スプライン軸部６１が正規位置にあるときに、そのバネ反力が実質的にゼロとなるか、又は、バネ反力が発生している場合であっても、このバネ反力によってサークリップ７０が周方向溝６２を乗り越え、スプライン軸部６１の挿入深さが正規位置よりも浅くならないようにバネ定数及び設置位置が設定されている。
【００２６】
次に、上述した実施例の効果を、以下説明する本発明の比較例と対比して説明する。なお、比較例において、上述した実施例と実質的に同様の箇所については、同じ符号を付して説明を省略する。
図４は、比較例のドライブシャフト位置決め構造の要部断面図であって、実施例における図２に相当する断面を示すものである。
比較例のドライブシャフト位置決め構造は、実施例におけるリターンスプリング８０を省略したこと以外は、実質的に実施例と同様の構成を備えている。
【００２７】
比較例においては、スプライン軸部６１は、例えば車両の組立時における不適切な作業や、走行中の外力によって正規位置よりも押し込まれた場合には、例えばスプライン軸部６１の先端部とピニオンシャフト４２の外周面との間や、サイドギア４４の筒部４４ｂの端面とドライブシャフト６０の段付部６３の端面との間において突き当てが生ずる状態となるまで押し込まれることが多い。そして、このような突き当てが生じた状態で車両の運転が行われると、突き当て部分における磨耗や、摺動音等の異音が発生する原因となる。
【００２８】
これに対し、本実施例によれば、スプライン軸部６１が正規位置よりも押し込まれた場合には、リターンスプリング８０の反力（付勢力）によって、スプライン軸部６１は、サイドギア４４から抜かれる方向に変位する。そして、スプライン軸部６１が正規位置まで復元すると、サークリップ７０の一部がその弾性力によって周方向溝６２に挿入され、これによってスプライン軸部６１は、サイドギア４４のスプライン穴４５に対して、位置決め及び抜け止めが行われる。
このように、スプライン軸部６１は、過度に押し込まれた場合であっても自動的に正規位置に復元して位置決め等が行われるから、例えばドライブシャフト６０を自動組付機によってディファレンシャル１に組み付ける際に、自動組付機の組付け精度を緩和することができ、生産性が向上する。また、手組みの場合であっても、作業者はドライブシャフトを少なくとも正規位置以上の深さまで挿入すれば、自動的に正規位置において位置決め等が行われるから、誤った組付けを防止することができる。
【００２９】
（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施例は、例えば、自動車のリヤディファレンシャルとドライブシャフトとの接続部に係るものであったが、本発明はこれに限らず、例えばフロントディファレンシャルとドライブシャフトとの接続部や、その他のスプライン嵌合部にも適用することができる。
（２）付勢部の構成や形状は、実施例のものに限らず、適宜変更することができる。例えば、実施例のようにスプライン軸及び被挿入部であるサイドギアの間に狭持されるものに限らず、スプライン軸と被挿入部とを間接的に付勢するものであってもよい。また、付勢部は、実施例のような皿バネに限らず、例えばコイルスプリング等の他の種類のバネや、その他の弾性部材であってもよい。
（３）実施例において、位置決め手段は、例えばサークリップであるが、これに限らず、例えばスナップリング等であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施例であるドライブシャフト位置決め構造を含むディファレンシャル部の断面図である。
【図２】図１のII部拡大図である。
【図３】図１のドライブシャフト位置決め構造におけるサークリップ周辺部の拡大図である。
【図４】本発明の比較例のドライブシャフト位置決め構造における要部断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    ディファレンシャル
１０    ディファレンシャルキャリア
２０    ドライブピニオンシャフト
２１    コンパニオンフランジ
２２    ドライブピニオンギア
３０    ドリブンハイポイドギア
４０    ディファレンシャルギアユニット
４１    ディファレンシャルケース
４２    ピニオンシャフト
４３    ピニオンギア
４４    サイドギア
４５    スプライン穴
４６    周方向溝
５０    サイドベアリング
６０    ドライブシャフト
６１    スプライン軸部
６２    周方向溝
６３    段付部
７０    サークリップ
８０    リターンスプリング
【図１】
2007239976.tif 000003
【図２】
2007239976.tif 000004
【図３】
2007239976.tif 000005
【図４】
2007239976.tif 000006