(57)【要約】【課題】  一歯当たりによる荷重集中を従来よりも早期に改善することができるスプラインの提供。【解決手段】  （１）スプライン歯２０とスプライン歯２０が嵌合するスプライン溝３０とを複数備えるスプライン１０であって、スプライン溝３０を形成する溝形成面３１のうちスプライン歯２０と接触する溝側接触面３２と、スプライン歯２０の溝側接触面３２と接触する歯側接触面２１との少なくとも一方の面を、該面を平面で構成した場合よりも接触面積を低減して塑性変形または摩耗を促進させる変形促進形状にした、スプライン１０。（２）変形促進形状は、塑性変形または摩耗するにつれて溝側接触面３２と歯側接触面２１との接触面積が大となるように形成されている。（３）変形促進形状は、溝側接触面３２と歯側接触面２１との少なくとも一方の面に該面の延び方向に付与された凹凸形状である。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
スプライン歯と該スプライン歯が嵌合するスプライン溝とを複数備えるスプラインであって、
前記スプライン溝を形成する溝形成面のうち前記スプライン歯と接触する溝側接触面と、前記スプライン歯の前記溝側接触面と接触する歯側接触面との少なくとも一方の面を、該面を平面で構成した場合よりも接触面積を低減して塑性変形または摩耗を促進させる形状にした、スプライン。
【請求項２】
前記塑性変形または摩耗を促進させる形状は、塑性変形または摩耗するにつれて前記溝側接触面と前記歯側接触面との接触面積が大となるように形成されている、請求項１記載のスプライン。
【請求項３】
前記塑性変形または摩耗を促進させる形状は、前記溝側接触面と前記歯側接触面との少なくとも一方の面に該面の延び方向に付与された凹凸形状である請求項１記載のスプライン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプライン歯とスプライン溝を複数備えるスプラインに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用トランスミッション等において、回転トルクが発生する軸部材と軸部材の回転動を防止する固定部材とをスプラインを用いて嵌合する構造において、複数のスプラインを用いて大きなトルクを受けようとしても軸部材・固定部材の加工精度のばらつきにより、新品の状態ではある特定のスプライン歯に（一歯に）すべての荷重がかかってしまう。計算上複数のスプライン歯によって荷重を受ける構造にしても、製造上の寸法公差により特定のスプライン歯に荷重が集中してしまう。そのため、複数のスプライン歯によって受けるはずの荷重よりも大きな入力を考慮してスプライン歯を設計していた。
【０００３】
しかし、従来のスプラインにはつぎの問題点がある。
大きな入力を考慮して設計を行うと、スペースや軽量化、コストに対しても不利である。
一歯当たりしないように各嵌合部にシムを入れて初期から全歯当たりさせることも考えられるが、各嵌合部のばらつきを確認してその幅分のシムを入れる必要があるため、工数、コスト上不利である。
【特許文献１】実開平１−１７３５５６号公報
【特許文献２】特開平１１−１０１３２８号公報
【特許文献３】特開２００４−１６２７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、一歯当たりによる荷重集中を従来よりも早期に改善することができるスプラインを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成する本発明はつぎの通りである。
（１）  スプライン歯と該スプライン歯が嵌合するスプライン溝とを複数備えるスプラインであって、
前記スプライン溝を形成する溝形成面のうち前記スプライン歯と接触する溝側接触面と、前記スプライン歯の前記溝側接触面と接触する歯側接触面との少なくとも一方の面を、該面を平面で構成した場合よりも接触面積を低減して塑性変形または摩耗を促進させる形状にした、スプライン。
（２）  前記塑性変形または摩耗を促進させる形状は、塑性変形または摩耗するにつれて前記溝側接触面と前記歯側接触面との接触面積が大となるように形成されている、（１）記載のスプライン。
（３）  前記塑性変形または摩耗を促進させる形状は、前記溝側接触面と前記歯側接触面との少なくとも一方の面に該面の延び方向に付与された凹凸形状である（１）記載のスプライン。
【発明の効果】
【０００６】
上記（１）〜（３）のスプラインによれば、溝側接触面と歯側接触面との少なくとも一方の面を接触面積を低減して塑性変形または摩耗を促進させる形状にしたので、一歯に全ての荷重がかかった場合でも早期に塑性変形または摩耗して早期に他の歯でも荷重を受けることができる。そのため、一歯当たりによる荷重集中を従来よりも早期に改善することができる。
上記（２）のスプラインによれば、塑性変形または摩耗を促進させる形状が塑性変形または摩耗するにつれて溝側接触面と歯側接触面との接触面積が大となるように形成されているので、上記（１）のスプラインで一歯当たりによる荷重集中を早期に改善するとともに各歯の溝側接触面と歯側接触面の面圧も徐々に低くなっていくので、全歯当たり後にスプライン歯の塑性変形または摩耗を止めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１〜図５は、本発明実施例のスプラインと該スプラインが設けられる部材を示している。
本発明実施例のスプライン１０は、自動車用トランスミッションの遊星歯車の要素固定部、自動車用オートマチックトランスミッションのブレーキセパレータプレートの固定部等に設けられる。ただし、スプライン１０はその他の部位に設けられていてもよい。
スプライン１０は、図１に示すように、スプライン歯２０と、スプライン歯２０が嵌合するスプライン溝３０とを複数備える。
【０００８】
スプライン歯２０は回転トルクを発生する軸部材に設けられ、スプライン溝３０は該軸部材の回転動を防止するまたは該回転動によって回転する（動きを伝達する）部材に設けられる。ただし、スプライン歯２０が直線動可能な直線動部材に設けられ、スプライン溝３０が該直線動部材の直線動を防止するまたは該直線動によって直線動する（動きを伝達する）部材に設けられていてもよい（本発明図示例では、スプライン歯２０が回転トルクを発生する軸部材４０に設けられ、スプライン溝３０が軸部材４０の回転動を防止する固定部材５０に設けられている場合を示している）。以下、本発明実施例では、スプライン歯２０が回転トルクを発生する軸部材４０に設けられ、スプライン溝３０が軸部材４０の回転動を防止する固定部材５０に設けられている場合を例にとって説明する。
軸部材４０は、図２に示すように、周方向の一側のみに回転トルクを発生する部材であってもよく、図３に示すように、周方向の両側に回転トルクを発生する部材であってもよい。
【０００９】
スプライン歯２０は、図１に示すように、軸部材４０に３個設けられる。ただし、スプライン歯２０は、軸部材４０に複数設けられていればよく、２個であってもよく、４個以上であってもよい。スプライン歯２０は、軸部材４０の外周面に設けられる。各スプライン歯２０は、軸部材４０の周方向に等間隔に配置されている。スプライン歯２０は、軸部材４０の外周面から、軸部材４０の半径方向外側に突出して設けられている。
スプライン歯２０は、図２、図３に示すように、スプライン溝３０の溝形成面３１と接触する歯側接触面２１を備える。歯側接触面２１は、スプライン歯２０の表面のうち、軸部材４０の半径方向と平行な方向に延びる面にある。
【００１０】
スプライン溝３０は、図１に示すように、固定部材５０に、スプライン歯２０と同数設けられる。スプライン溝３０は、固定部材５０の内周面に設けられる。各スプライン溝３０は、固定部材５０の内周面の周方向に等間隔に配置されている。
スプライン溝３０は、図２、図３に示すように、歯側接触面２１と接触する溝側接触面３２を備える。溝側接触面３２は、スプライン溝３０を形成する溝形成面３１の一部である。溝側接触面３２は、溝形成面３１のうち、歯側接触面２１の延び方向と同方向に延びる面にある。
【００１１】
歯側接触面２１と溝側接触面３２の少なくとも一方の面は、該面を平面で構成した場合よりも、歯側接触面２１と溝側接触面３２との接触面積を低減して塑性変形または摩耗を促進させる形状（以下、変形促進形状という）とされている（本発明図示例では、変形促進形状が溝側接触面３２のみに形成されている場合を示している）。なお、変形促進形状は、歯側接触面２１と溝側接触面３２のいずれか一方のみに形成される場合には、スプライン溝３０が形成される部材とスプライン歯２０のうち硬度が低い方の部材に形成されていることが望ましい。以下、本発明実施例では、変形促進形状が溝側接触面３２のみに形成されている場合を例にとって説明する。
【００１２】
変形促進形状は、全スプライン溝３０の溝側接触面３２に形成されている。変形促進形状は、塑性変形または摩耗するにつれて歯側接触面２１と溝側接触面３２との接触面積が大となるように形成されている。変形促進形状は、溝側接触面３２に溝側接触面３２の延び方向（歯側接触面２１の延び方向と同方向であり軸部材４０の径方向）に付与された凹凸形状である。変形促進形状は、溝側接触面３２に凹部６０を設けて凸部６１を形成する加工を施すことにより、形成される。凹部６０は、溝側接触面３２に少なくとも１個（望ましくは複数であり図示例では３個）形成される。凸部６１の形状は、たとえば、歯側接触面２１に近づくにつれて断面積が小となる、円錐形状、三角錐形状、截頭円錐（頭部が切除されている円錐）形状、截頭三角錐（頭部が切除されている三角錐）形状等である。
【００１３】
つぎに、本発明実施例の作用を説明する。
溝側接触面３２を変形促進形状にしたので、図４に示すように、変形促進形状にしない場合（従来、通常形状）に比べて、複数のスプライン歯２０のうちの一歯に全ての荷重がかかった場合でも、該一歯が当る溝側接触面３２が早期に塑性変形または摩耗する。そのため、早期に第２歯目でも荷重を受けることができる。また、変形促進形状が全スプライン溝３０の溝側接触面３２に形成されているので、第２歯目も早期に塑性変形または摩耗する。そのため、早期に第３歯目でも荷重を受けることができる。したがって、従来に比べて、一歯当たりによる荷重集中を早期に改善することができ、早期に全歯で荷重を受けることができる。
【００１４】
変形促進形状が塑性変形または摩耗するにつれて溝側接触面３２と歯側接触面２１との接触面積が大となるように（面圧が低くなるように）形成されており、また、複数歯で（全歯で）荷重を受けるため、塑性変形または摩耗は止まる。
【００１５】
一歯当たりする回数を低減できるので、図５に示すように、従来よりも応力低減できる。一歯当たりする回数を低減できるので、従来と異なり、複数のスプライン歯によって受けるはずの荷重よりも大きな入力を考慮してスプライン歯の設計をする必要がなくなる。その結果、スプライン歯２０の強度の最適化を図ることができ、スペースや軽量化、コストに対して有利である。
一歯当たりする回数を低減できるので、スプライン嵌合部の製造上の寸法公差を従来に比べて大幅に緩和できる。そのため、スプライン嵌合部を鋳抜きのままで変形促進形状加工のみでコストダウンが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明実施例のスプラインとスプラインが設けられる部材を示す断面図である。
【図２】本発明実施例のスプラインとその近傍のみを示す、軸部材が周方向の一側のみに回転トルクを発生する場合の、図１のＡ部拡大断面図である。
【図３】本発明実施例のスプラインとその近傍のみを示す、軸部材が周方向の両側に回転トルクを発生する場合の、図１のＡ部拡大断面図である。
【図４】本発明実施例のスプラインの、摩耗量―荷重入力回数のグラフである。
【図５】本発明実施例のスプラインの、初めに当る歯の入力応力―荷重入力回数のグラフである。
【符号の説明】
【００１７】
１０  スプライン
２０  スプライン歯
２１  歯側接触面
３０  スプライン溝
３１  溝形成面
３２  溝側接触面
４０  軸部材
５０  固定部材
６０  凹部
６１  凸部
【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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