JP2005090694A - スプライン結合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 高剛性のスプライン軸とスプライン孔との間の相対的な微動を防止し、簡略な構造により油脂の漏洩を防止でき、広範な条件下で使用可能なスプライン結合構造の提供。
【解決手段】 スプライン孔１４とスプライン軸１１とのスプライン結合構造において、スプライン軸１１の基端側１２に第１のテーパ面１６を形成し、スプライン孔１４縁に第１のテーパ面１６と面接触する第２のテーパ面１７を形成し、スプライン軸１１をスプライン孔１４にボルト３１によって軸方向に締結する。そして、スプライン孔１４とスプライン軸１１との間の間隙を、第１のテーパ面１６と第２のテーパ面１７とが面接触することで形成されるシール及びボルト３１とボルト孔２５との間のＯリング３０ｃによるシールによって外部から密閉する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、駆動側部分から被駆動側部分へトルクを伝達する軸継手等において使用されるスプライン結合構造に関するものである。

従来、駆動側部分から被駆動側部分へトルクを伝達する軸継手等において、駆動側部分と被駆動側部分とを結合するものの１つにスプライン結合がある。スプライン結合においては、駆動側部分と被駆動側部分とにスプライン軸とスプライン孔とをそれぞれ形成し、スプライン軸をスプライン孔に嵌合して、駆動側部分と被駆動側部分とを結合している。
駆動側部分又は被駆動側部分に設けられるスプライン軸の基端側には、駆動側部分又は被駆動側部分の端面とスプライン軸との間で略直角のコーナー部分が形成されている。

また、スプライン軸とスプライン孔は嵌め合い公差を有して形成されており、バックラッシ等の間隙がスプライン軸とスプライン孔との間のスプライン結合に存在する。この間隙には油脂が充填されており、スプライン軸やスプライン孔の酸化を防止している。
このようなスプライン結合では、バックラッシがあるために、駆動側部分と被駆動側部分との間に両者の同軸度の違いが存在したり、両者の回転に不釣合いが存在したりすると、曲げ荷重をスプライン結合部分が受け、スプライン軸とスプライン孔との間で振動等の相対的微動が生じ、フレッチング腐食等の損傷の原因となったりする。

したがって、スプライン軸とスプライン孔との間の相対的微動が許容されず、バックラッシをなくなさなければならない場合には、スプライン軸をスプライン孔内に固定することが行われている。
スプライン軸をスプライン孔内に固定するために、スプライン結合部分の一部又は全部を変形させる方法がある。このうち、スプライン孔の一部を変形させるものとして、例えば、スプライン孔を有する円筒ボスの本体に、先端から基端にかけて、ボスの半径方向を直交して横切る方向へ左右の真円孔を対向配置すると共に各真円孔の中心部を連通孔により貫通接続した軸方向の変形長孔を穿設し、また、円筒ボスの本体には、ボスの半径方向沿いに前記変形長孔の中央底面と連通する螺子孔を設け、この螺子孔に螺挿された螺子の先端がスプライン孔の内周面を押圧し、スプライン孔の内周面を変形させ、スプライン軸をスプライン孔内に固定装着するスプライン軸の固定装置がある（特許文献１を参照）。

また、スプライン軸の一端をこのスプライン軸に対して垂直なスプライン孔側部分の面に当接させるとともに、スプライン軸の他端から軸方向にボルト等を挿通し、このボルト等によってスプライン孔側部分とスプライン軸とを螺子結合し、スプライン軸をスプライン孔内に固定する方法もある。
実公昭５５―４８８２３号公報

しかしながら、従来のスプライン孔の内周面を変形させる方法では、螺挿された螺子の先端がその螺挿方向の押圧をスプライン孔の内周面に加えることとなり、スプライン孔の内周面がいびつに変形する。スプライン孔の内周面がいびつな形状になると、スプライン軸の外周面とスプライン孔の内周面とが均一に接触せず、両者間の密着が不充分なものとなり、緊密にスプライン軸をスプライン孔に固定することが困難となり、スプライン軸とスプライン孔との間の相対的微動を完全に防止できない。また、スプライン孔の内周面がいびつな形状になるためにスプライン軸が撓んで軸心にずれを生じ、スプライン結合部分に曲げ荷重が働く場合に、スプライン軸の基端側は大きな引張り応力を受け、スプライン軸の基端側のコーナー部に引張り応力が局所的に集中し、割れ等の損傷を生じやすい。

従来の螺子結合で固定する方法で締めつけトルクを大きくして、スプライン軸をスプライン孔に緊密に固定し、相対的微動を防止しようとする場合でも、以下の問題が生じて好ましくない。すなわち、駆動側部分と被駆動側部分との間に両者の同軸度の違いが存在する場合、締めつけトルクを大きくしてそのまま固定すると、スプライン結合部分に曲げ荷重が働くときに、スプライン軸の基端側のコーナー部に引張り応力が集中して損傷を生じやすく、締めつけトルクを大きくすることには限度があり、スプライン軸とスプライン孔との間の相対的微動を完全になくすことができない。

また、従来のスプライン結合では、油脂がスプライン結合部分から漏洩することを防止するために、スプライン軸やスプライン孔に特殊なシール加工を施す必要があり、その加工が煩雑なものとなっていた。
本発明は、上記した問題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、スプライン軸とスプライン孔との間の相対的微動を防止し、スプライン軸に高い剛性を付与し、簡略な構造によりスプライン結合部分から油脂が漏洩することを防止でき、広範な条件下で使用できるスプライン結合構造を提供することである。

本発明は、その課題を解決するために以下のような構成をとる。請求項１の発明に係るスプライン結合構造は、駆動側部分と被駆動側部分のうちの一方に形成したスプライン孔と、他方に形成したスプライン軸とのスプライン結合構造であって、スプライン軸は一端にテーパを形成した第１のテーパ面を有し、スプライン孔はスプライン軸の第１のテーパ面と面接触するテーパを形成した第２のテーパ面を有し、スプライン軸とスプライン孔とを軸方向に締結する締結手段を備える。

請求項１の発明によると、スプライン軸とスプライン孔は、第１のテーパ面と第２のテーパ面とが嵌合し、締結手段がスプライン軸とスプライン孔とを軸方向に締結している。締結手段がスプライン孔の第２のテーパ面をスプライン軸の第１のテーパ面に押圧しており、スプライン孔の内径を押し広げる方向の力がスプライン軸の第１のテーパ面からスプライン孔の第２のテーパ面に働く。同時に、第２のテーパ面とは反対側で、スプライン孔の内周面には、径方向内側向きの力が全周にわたって均一に働く。この径方向内側向きの力によってスプライン孔の内周面が全周にわたって均一に変形し、スプライン孔の内径が絞られて狭まる。そして、スプライン孔の内周面の内径が狭まった部分が、スプライン軸の外周面と全周にわたって均一に密着し、スプライン軸がスプライン孔と軸心を一致させて固定される。スプライン軸がスプライン孔に対して相対的に動くことはできなくなり、スプライン結合において相対的微動が生じることはない。

請求項２の発明に係るスプライン結合構造は、請求項１に記載のスプライン結合構造であって、スプライン軸がその基端側に第１のテーパ面を有する。
請求項２の発明によると、スプライン軸の基端側に第１のテーパ面が形成されているので、スプライン軸に働く応力はこのテーパ部分で分散される。したがって、スプライン軸の基端側が応力集中により損傷することは防止され、スプライン軸の剛性も高まる。

請求項３の発明に係るスプライン結合構造は、請求項２に記載のスプライン結合構造であって、駆動側部分と被駆動側部分のうちスプライン孔を形成された方は、スプライン軸の先端側にあるスプライン孔の端部の周囲に、スプライン孔の径方向外側を向く被押圧面を有し、スプライン軸とスプライン孔とを軸方向に締結する締結手段が、スプライン孔の径方向内側を向いて被押圧面と対向する押圧面を有し、被押圧面と押圧面のうちの一方がテーパを形成した第３のテーパ面を有し、締結手段が押圧面を被押圧面に押圧する。

請求項３の発明によると、締結手段が、スプライン軸の押圧面をスプライン孔の被押圧面に押圧し、スプライン軸の先端側において、スプライン孔には径方向内側向きの力が働く。この径方向内側向きの力によって、スプライン孔の内周面が変形し、その内径が絞られて狭まる。したがって、スプライン孔の内径を絞って狭める力が、スプライン軸の先端側において、請求項２に記載のスプライン結合構造よりも、スプライン孔により大きく働くこととなり、スプライン軸の外周面とスプライン孔の内周面との密着が一層高まる。

請求項４の発明に係るスプライン結合構造は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のスプライン結合構造であって、スプライン軸の第１のテーパ面とスプライン孔の第２のテーパ面との面接触部分を気密化するとともに、スプライン軸とスプライン孔との間に形成される間隙を密閉するシール手段を有する。
請求項４の発明によると、スプライン軸とスプライン孔との間にできる間隙は、シール手段と、スプライン軸の第１のテーパ面とスプライン孔の第２のテーパ面との面接触部分とにより外部から密閉されるので、この隙間に充填された油脂が外部に漏洩することはない。

本発明のスプライン結合構造は、スプライン軸とスプライン孔との間の相対的微動を防止し、スプライン軸に高い剛性を付与し、簡略な構造によりスプライン結合部分から油脂が漏洩することを防止でき、広範な条件下で使用できるという効果がある。

本発明の第１の実施の形態を図１を参照して説明する。
図１は本実施の形態に係るスプライン結合構造の一部を破断して示す構成図である。
被駆動側部分をなす油圧ポンプ１と、駆動側部分の一部をなすカップリング３とがスプライン結合構造により結合されている。以下、このスプライン結合構造の構成を述べる。
マウント２に固定された油圧ポンプ１には、カップリング３側へ突出するスプライン軸１１が形成されている。スプライン軸１１の基端側１２にはテーパを有する第１のテーパ面１６が形成されており、第１のテーパ面１６においてスプライン軸１１の径がスプライン軸１１先端に向かって徐々に小さくなっている。スプライン軸１１はその外周面上に軸方向に延びる雄スプライン２０の歯を有する。スプライン軸１１先端にはボルト孔２３が開口している。

カップリング３は円筒部材からなり、その内周面がスプライン孔１４を形成している。カップリング３の一方の端面４にはフランジ２７が形成されており、他方の端面５側のスプライン孔１４の縁にはテーパを有する第２のテーパ面１７が形成されている。第２のテーパ面１７のテーパ角度は、第１のテーパ面１６のテーパ角度と同じ大きさである。スプライン孔１４の内周面上には、スプライン軸１１の雄スプライン２０と対応する雌スプライン２１の歯が形成されている。

端面５側から、スプライン孔１４内にスプライン軸１１が挿入されており、雄スプライン２０と雌スプライン２１とが嵌合し、スプライン軸１１の基端側１２とカップリング３の端面５側のスプライン孔１４の縁とが当接し、第１のテーパ面１６と第２のテーパ面１７とが面接触してシールを形成している。雄スプライン２０と雌スプライン２１との間には、両者の嵌合のために必要なバックラッシが存在する。

スプライン孔１４の端面４側はリテーナ２８によって塞がれている。リテーナ２８は段部２９を外周面上に有する円柱状部材であり、リテーナ２８の段部２９がカップリング３のフランジ２７上に着座し、リテーナ２８の小径部分がスプライン孔１４内に挿入されている。
リテーナ２８はその軸方向中心を貫通するボルト孔２４を有し、ボルト３１がボルト孔２４を通ってスプライン軸１１のボルト孔２３内に螺入されており、ボルト３１がスプライン軸１１とスプライン孔１４とを軸方向に締結している。

そして、ボルト３１、ボルト孔２３、ボルト孔２４及びリテーナ２８が締結手段を構成している。
リテーナ２８の小径部分の外周面には、Ｏリング３０ａが嵌められており、Ｏリング３０ａがリテーナ２８の小径部分の外周面とスプライン孔１４の内周面との間をシールしている。また、リテーナ２８の大径側のボルト孔２４の縁は切り欠かれており、この切り欠きにＯリング３０ｂが嵌められており、Ｏリング３０ｂがボルト３１の頭部とボルト孔２４の前記切り欠きとの間に挟まれて、ボルト３１とボルト孔２４との間をシールしている。そして、Ｏリング３０ａがＯリング３０ｂとともにシール手段を構成している。

スプライン軸１１の表面とスプライン孔１４の内周面との間には油脂が充填されている。
次に、作用について説明する。
スプライン軸１１の基端側１２とカップリング３の端面５側のスプライン孔１４の縁とが当接し、スプライン軸１１の第１のテーパ面１６とスプライン孔１４の第２のテーパ面１７とが面接触するとともに、ボルト３１頭部がリテーナ２８を介して、カップリング３のフランジ２７を押圧し、さらにスプライン孔１４の第２のテーパ面１７をスプライン軸１１の第１のテーパ面１６に押圧している。この押圧によって、第１のテーパ面１６と第２のテーパ面１７との間には摩擦力が働く。

また、スプライン孔１４の第２のテーパ面１７には、第２のテーパ面１７に垂直な方向の力が、スプライン軸１１の第１のテーパ面１６から働いており、この力によって第２のテーパ面１７におけるスプライン孔１４の内径が押し広げられている。同時に、第２のテーパ面１７とは反対側で、スプライン孔１４の内周面には、径方向内側向きの力が全周にわたって均一に働く。この径方向内側向きの力によってスプライン孔１４の内周面が変形し、スプライン孔１４の内径が絞られて狭まる。スプライン孔１４の内周面の変形は周方向に均一に生じ、内周面が部分的にいびつに変形することはない。そして、スプライン孔１４の内周面の内径が狭まった部分が、スプライン軸１１の外周面と周方向に均一して密着し、スプライン軸１１の軸心とスプライン孔１４の軸心とは互いに一致している（図２を参照）。なお、図２は、スプライン孔１４の内周面の変形の概念図であり、変形量を誇張するとともに、内周面が変形する前のスプライン孔１４の形状を一点鎖線で示す。

すなわち、軸方向にスプライン軸１１とスプライン孔１４とが締結されて、スプライン軸１１の基端側１２とカップリング３の端面５側のスプライン孔１４の縁とが当接し、第２のテーパ面１７と第１のテーパ面１６との間に摩擦力が働くとともに、スプライン軸１１はスプライン孔１４の内周面と密着しているので、スプライン軸１１がスプライン孔１４と軸心を一致させて固定されることとなり、スプライン軸１１とスプライン孔１４との間に相対的微動が生じることはない。

第２のテーパ面１７と第１のテーパ面１６との間の摩擦力及びスプライン孔１４の内周面を変形させる力は、適切な締め付けトルクによりボルト３１をボルト孔２３内に螺入させることにより得られ、締め付けトルクを過度に大きくする必要はない。
曲げ荷重がスプライン結合部分に働くと、スプライン軸１１の基端側１２近傍で応力を生じる。この応力は、第１のテーパ面１６と油圧ポンプ１本体との境界近傍部分、及び、第１のテーパ面１６とスプライン軸１１の外側円筒面との境界近傍部分に分散される。

したがって、応力がスプライン軸１１の基端側１２近傍の一箇所に集中することが防止されており、スプライン軸１１は応力により損傷しにくく、スプライン軸１１の剛性が高まっている。
また、第１のテーパ面１６と第２のテーパ面１７とが面接触してシールを形成しているので、前記油脂が、スプライン軸１１の基端側１２から外部に漏洩することはない。スプライン孔１４とリテーナ２８との間はＯリング３０ａによりシールされ、ボルト３１とリテーナ２８との間はＯリング３０ｂによってシールされているので、前記油脂が、スプライン孔１４とリテーナ２８の間から外部へ漏洩したり、リテーナ２８のボルト孔２４から外部へ漏洩することもない。

第１のテーパ面１６と第２のテーパ面１７との面接触、Ｏリング３０ａ及びＯリング３０ｂによるシールにより、前記油脂の漏洩を防止しているので、特別なシール機構を形成する必要はなく、スプライン結合は簡略な構造となる。
以上説明したように、スプライン軸１１とスプライン孔１４との間の相対的微動がなく、スプライン軸１１の剛性が高く、スプライン結合部分から油脂が漏洩することもないので、スプライン結合構造の使用上の制約が小さくなる。

次に、本発明の第２の実施の形態を図３を参照して説明する。図３は本実施の形態に係るスプライン結合構造の一部を破断して示す構成図である。
本実施の形態に係るスプライン結合構造は、リーテーナ２８の段部２９及びカップリング３のフランジ２７の構成を除き、第１の実施の形態と同様の構成を有する。第１の実施の形態と同様の部分については、同じ符合を付する。

すなわち、被駆動側部分をなす油圧ポンプ１と、駆動側部分の一部をなすカップリング３とがスプライン結合構造により結合されており、油圧ポンプ１には、カップリング３側へ突出するスプライン軸１１が形成されている。スプライン軸１１は、その基端側１２に第１のテーパ面１６を有し、外周面上に雄スプライン２０の歯を有し、先端にはボルト孔２３を有する。

カップリング３は、その円筒内周面にスプライン孔１４が形成され、カップリング３の一方の端面４にフランジ２７を有し、他方の端面５側のスプライン孔１４の縁に第２のテーパ面１７を有する。スプライン孔１４は、その内周面上に雌スプライン２１の歯を有する。
端面５側から、スプライン孔１４内にスプライン軸１１が挿入されて、雄スプライン２０と雌スプライン２１とが嵌合し、スプライン軸１１の基端側１２とカップリング３の端面５側のスプライン孔１４の縁とが当接し、第１のテーパ面１６と第２のテーパ面１７とが面接触してシールを形成している。

スプライン孔１４の端面４側はリテーナ２８によって塞がれている。リテーナ２８は段部２９を境として小径部分と大径部分を外周面上に有する円柱状部材であり、リテーナ２８の軸方向中心をボルト孔２４が貫通している。
リーテーナ２８の段部２９の外側縁沿いには、断面が台形の環状の突起４０がフランジ２７側に向けて段部２９から突設されている。突起４０の径方向内側を向く内周面が押圧面４１を形成している。押圧面４１にはテーパが形成されており、押圧面４１が第３のテーパ面をなしている。

カップリング３のフランジ２７上には、スプライン孔１４の開口の周りに、環状の溝５０が形成されている。溝５０の径方向内側の側壁面が被押圧面５１を形成している。被押圧面５１には、押圧面４１のテーパと対応するテーパが形成されており、被押圧面５１が第４のテーパ面をなしている。
被押圧面５１とフランジ２７表面との境界部分が描く円の直径は、突起４０の先端側の押圧面４１縁が描く円の直径よりもやや小さく、溝５０内に突起４０の先端部分が嵌合可能に構成されている。

リテーナ２８の小径部分がスプライン孔１４内に挿入されており、ボルト３１がボルト孔２４を通ってスプライン軸１１のボルト孔２３内に螺入され、ボルト３１がスプライン軸１１とスプライン孔１４とを軸方向に締結している。
リーテーナ２８の突起４０の先端部分がフランジ２７上の溝５０内に嵌合し、押圧面４１と被押圧面５１とが、フランジ２７側のスプライン孔１４の開口の周りで環状に面接触している。

そして、ボルト３１、ボルト孔２３、ボルト孔２４及びリテーナ２８が締結手段を構成している。
また、リテーナ２８の小径部分の外周面にはＯリング３０ａが嵌められており、リテーナ２８の大径側のボルト孔２４の縁は切り欠かれて、この切り欠きにＯリング３０ｂが嵌められている。Ｏリング３０ａがリテーナ２８の小径部分の外周面とスプライン孔１４の内周面との間をシールし、Ｏリング３０ｂがボルト３１の頭部とボルト孔２４の前記切り欠きとの間に挟まれて、ボルト３１とボルト孔２４との間をシールしている。
さらに、スプライン軸１１の表面とスプライン孔１４の内周面との間には油脂が充填されている。

次に、作用について説明する。
第１の実施の形態において述べたように、スプライン孔１４の第２のテーパ面１７にスプライン軸１１の第１のテーパ面１６から働く力によって、スプライン孔１４の内周面が変形する。
また、ボルト３１頭部がリテーナ２８を押圧し、リテーナ２８が突起４０を介してフランジ２７を押圧すると、溝５０の被押圧面５１は突起４０の押圧面４１により押圧される。突起４０の押圧面４１が溝５０の被押圧面５１を押圧する力は、溝５０の全周にわたって均一に働いており、被押圧面５１に垂直、且つ径方向内側向きの力である。この被押圧面５１を押圧する力によって、フランジ２７側でスプライン孔１４の内周面が変形して内径が絞られて狭まる。この変形は周方向に均一に生じ、スプライン孔１４の内周面が部分的にいびつに変形することはない。そして、フランジ２７側でスプライン孔１４の内周面の内径が狭まった部分が、スプライン軸１１の先端側の外周面と周方向に均一して密着する。

したがって、スプライン軸１１とスプライン孔１４との固定がより強固なものとなる。
他の作用は、第１の実施の形態の作用と同様である。
次に、本発明の第３の実施の形態を図４を参照して説明する。なお、第１の実施の形態と同様の部分については、同じ符合を付する。
図４は本実施の形態に係るスプライン結合構造の一部を破断して示す構成図である。

マウント２に固定されて被駆動側部分をなす油圧ポンプ１と、駆動側部分の一部をなすカップリング３とがスプライン結合構造により結合されている。
油圧ポンプ１には、カップリング３側へ突出する円筒状突起７が形成されており、この円筒状突起７の内周面がスプライン孔１４をなす。スプライン孔１４の底面中央にはボルト孔２５が形成されており、円筒状突起７の先端面８側のスプライン孔１４の縁にはテーパを有する第２のテーパ面１７が形成されている。スプライン孔１４の内周面上には、軸方向に延びる雌スプライン２１の歯が形成されている。

カップリング３は、フランジ２７とその中央にあるスプライン軸１１とからなる。スプライン軸１１の基端側１２には、テーパを有する第１のテーパ面１６が形成されており、第１のテーパ面１６においてスプライン軸１１の径がスプライン軸１１先端に向かって徐々に小さくなっている。第１のテーパ面１６のテーパ角度は、第２のテーパ面１７のテーパ角度と同じ大きさである。スプライン軸１１はその外周面上にスプライン孔１４の雌スプライン２１と対応する雄スプライン２０の歯が形成されている。スプライン軸１１はボルト孔２３を有し、ボルト孔２３がスプライン軸１１を軸方向に貫通している。

スプライン孔１４内にスプライン軸１１が挿入されており、雄スプライン２０と雌スプライン２１とが嵌合し、スプライン軸１１の基端側１２とスプライン孔１４の縁とが当接し、第１のテーパ面１６と第２のテーパ面１７とが面接触してシールを形成している。雄スプライン２０と雌スプライン２１との間には、両者の嵌合のために必要なバックラッシが存在する。

ボルト３１がフランジ２７側からボルト孔２３を通ってスプライン孔１４のボルト孔２５内に螺入されており、ボルト３１がスプライン軸１１とスプライン孔１４とを軸方向に締結している。
そして、ボルト３１、ボルト孔２３及びボルト孔２５が締結手段を構成している。
また、フランジ２７側でボルト孔２３の縁は切り欠かれており、シール手段をなすＯリング３０ｃが嵌められている。Ｏリング３０ｃがボルト３１の頭部と前記切り欠きとの間に挟まれて、ボルト３１とボルト孔２３との間をシールしている。
さらに、スプライン軸１１の表面とスプライン孔１４の内周面との間の間隙には油脂が充填されている。

次に、作用について説明する。
第１の実施の形態と同様に、スプライン軸１１の基端側１２とスプライン孔１４の縁とが当接し、スプライン軸１１の第１のテーパ面１６とスプライン孔１４の第２のテーパ面１７とが面接触し、ボルト３１頭部の座面がフランジ２７を押圧し、スプライン孔１４の第２のテーパ面１７をスプライン軸１１の第１のテーパ面１６に押圧して、第２のテーパ面１７と第１のテーパ面１６との間に摩擦力が働く。また、スプライン孔１４の第２のテーパ面１７はスプライン軸１１の第１のテーパ面１６からスプライン孔１４の内径を押し広げる方向の力を受け、同時に、第２のテーパ面１７とは反対側のスプライン孔１４の内周面は径方向内側向きの力を全周にわたって均一に受け、この径方向内側向きの力によってスプライン孔１４の内径が絞られて狭まる。スプライン孔１４の内周面の変形は周方向に均一に生じ、スプライン孔１４の内周面の内径が狭まった部分が、スプライン軸１１の外周面と周方向に均一して密着し、スプライン軸１１の軸心とスプライン孔１４の軸心とは互いに一致している。

すなわち、軸方向にスプライン軸１１とスプライン孔１４とが締結されて、スプライン軸１１の基端側１２とスプライン孔１４の縁とが当接し、第２のテーパ面１７と第１のテーパ面１６との間に摩擦力が働くとともに、スプライン軸１１はスプライン孔１４の内周面と密着しているので、スプライン軸１１がスプライン孔１４と軸心を一致させて固定されることとなり、スプライン軸１１とスプライン孔１４との間に相対的微動が生じることはない。

第２のテーパ面１７と第１のテーパ面１６との間の摩擦力及びスプライン孔１４の内周面を変形させる力は、適切な締め付けトルクによりボルト３１をボルト孔２５内に螺入させることにより得られる。
第１の実施の形態と同様、曲げ荷重がスプライン結合部分に働き、スプライン軸１１の基端側１２近傍に生じる応力は、第１のテーパ面１６とフランジ２７との境界近傍部分、及び、第１のテーパ面１６とスプライン軸１１の外側円筒面との境界近傍部分に分散される。すなわち、応力がスプライン軸１１の基端側１２近傍の一箇所に集中することが防止され、スプライン軸１１は応力により損傷しにくく、スプライン軸１１の剛性が高まっている。

また、第２のテーパ面１７と第１のテーパ面１６とによりシールが形成されて、前記油脂がスプライン軸１１の基端側１２から外部に漏洩することはない。ボルト３１とボルト孔２３との間はＯリング３０ｃによってシールされて、前記油脂がボルト孔２３から外部へ漏洩することもない。
第１のテーパ面１６と第２のテーパ面１７との面接触及びＯリング３０ｃによるシールにより、前記油脂の漏洩を防止しているので、特別なシール機構を必要とせず、スプライン結合は簡略な構造となる。

第１の実施の形態と同様に、スプライン軸１１とスプライン孔１４との間の相対的微動がなく、スプライン軸１１の剛性が高く、スプライン結合部分から油脂が漏洩することもないので、スプライン結合構造の使用上の制約が小さくなる。
なお、第１の実施の形態及び第２の実施の形態において、第１のテーパ面１６とスプライン軸１１の外側円筒面との境界部分、及び、第１のテーパ面１６と油圧ポンプ１本体との境界部分をなだらかな湾曲面により形成すると、これらの境界部分に働く応力の分散効果を一層高めることができ、スプライン軸１１の剛性も一層高まる。同様に、第３の実施の形態において、第１のテーパ面１６とスプライン軸１１の外側円筒面との境界部分、及び、第１のテーパ面１６とフランジ２７との境界部分をなだらかな湾曲面により形成し、スプライン軸１１の剛性を一層高めることもできる。

第１の実施の形態及び第２の実施の形態において、スプライン孔１４とリテーナ２８との間をＯリング３０ａによりシールするが、代わりに、スプライン孔１４の端面４側の縁を切り欠いてテーパ面とし、このテーパ面と対応するテーパ面をリテーナ２８の外周面に形成し、両テーパ面を面接触させ、スプライン孔１４とリテーナ２８との間をシールすることも可能である。

第１の実施の形態において、カップリング３とリテーナ２８とが別々の部材からなるが、代わりに、カップリング３とリテーナ２８とを一体構造とすることも可能である。
第２の実施の形態において、環状の突起４０を形成しているが、代わりに、段部２９において周方向に一定の間隔をあけて並ぶ複数の突起を形成することも可能である。この場合、複数の各突起の先端が嵌合可能な複数の溝をフランジ２７に形成することが可能である。

第２の実施の形態において、押圧面４１と被押圧面５１とが面接触するが、図５の変形例に示すように、押圧面４１と被押圧面５１とが線接触する構成とすることも可能である。
すなわち、フランジ２７側のスプライン孔１４の開口の縁沿いに、環状の突起５２が軸方向に突出しており、突起５２の内周面はスプライン孔１４の内周面の一部をなしている。突起５２の外周面の径は軸方向に変化せず一定しており、この外周面が被押圧面５１をなしている。また、突起４０の押圧面４１は第２の実施の形態と同様に構成されており、第３のテーパ面をなしている。突起５２の先端側の被押圧面５１の縁部分が描く円の直径は、突起４０の先端側の押圧面４１の縁部分が描く円の直径よりもやや小さく、突起４０の押圧面４１とリテーナ２８の小径部分の外周面との間に、突起５２の先端部分が進入可能に構成されている。そして、突起４０の押圧面４１とリテーナ２８の小径部分の外周面との間に突起５２の先端部分が進入し、突起５２の先端側の被押圧面５１の縁部分が押圧面４１に線接触している。

したがって、ボルト３１頭部がリテーナ２８を押圧すると、突起５２の先端側の被押圧面５１の縁部分が押圧面４１により径方向内側に押圧され、フランジ２７側におけるスプライン孔１４の内周面が変形して内径が絞られて狭まる。
上記変形例において、突起４０の押圧面４１にテーパを形成する代わりに、突起５２の被押圧面５１にテーパを形成し、被押圧面５１を第３のテーパ面とし、突起４０の先端側の押圧面４１の縁部分が被押圧面５１に線接触する構成とすることも可能である。

第１の実施の形態に係るスプライン結合の一部を破断した構成図である。 スプライン孔の内周面に生じる変形の概念図である。 第２の実施の形態に係るスプライン結合の一部を破断した構成図である。 第３の実施の形態に係るスプライン結合の一部を破断した構成図である。 第２の実施の形態の変形例に係るスプライン結合の一部を破断した構成図である。

符号の説明

１ 油圧ポンプ
２ マウント
３ カップリング
４、５ カップリングの端面
７ 円筒状突起
８ 円筒状突起の先端面
１１ スプライン軸
１２ スプライン軸の基端側
１４ スプライン孔
１６ 第１のテーパ面
１７ 第２のテーパ面
２０ 雄スプライン
２１ 雌スプライン
２３、２４、２５ ボルト孔
２７ フランジ
２８ リテーナ
２９ リテーナの段部
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ Ｏリング
３１ ボルト
４０、５２ 突起
４１ 押圧面
５０ 溝
５１ 被押圧面

Claims (4)

1. 駆動側部分と被駆動側部分のうちの一方に形成したスプライン孔と、他方に形成したスプライン軸とのスプライン結合構造であって、
   スプライン軸は一端にテーパを形成した第１のテーパ面を有し、スプライン孔はスプライン軸の第１のテーパ面と面接触するテーパを形成した第２のテーパ面を有し、
   スプライン軸とスプライン孔とを軸方向に締結する締結手段を備えることを特徴とするスプライン結合構造。
2. スプライン軸がその基端側に第１のテーパ面を有することを特徴とする請求項１に記載のスプライン結合構造。
3. 駆動側部分と被駆動側部分のうちスプライン孔を形成された方は、スプライン軸の先端側にあるスプライン孔の端部の周囲に、スプライン孔の径方向外側を向く被押圧面を有し、
   スプライン軸とスプライン孔とを軸方向に締結する締結手段が、スプライン孔の径方向内側を向いて被押圧面と対向する押圧面を有し、
   被押圧面と押圧面のうちの一方がテーパを形成した第３のテーパ面を有し、
   締結手段が押圧面を被押圧面に押圧することを特徴とする請求項２記載のスプライン結合構造。
4. スプライン軸の第１のテーパ面とスプライン孔の第２のテーパ面との面接触部分を気密化するとともに、スプライン軸とスプライン孔との間に形成される間隙を密閉するシール手段を有することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載のスプライン結合構造。

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