JP2007154984A - Power transmission mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
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が介在された動力伝達機構に関するものである。 The present invention relates to a power transmission mechanism in which a drive shaft and a driven shaft are spline-fitted and a rubber-like elastic body is interposed between the fitting portions.
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。
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、ゴム状弾性体に局部的な応力集中が発生し、ゴム状弾性体の耐久性が低下するといった問題点があった。 However, the tooth profile of the spline fitting portion is the same shape (parallel) in the axial direction, and if the deflection angle of the shaft increases, local stress concentration occurs in the rubber-like elastic body, and the durability of the rubber-like elastic body is increased. There was a problem that it decreased.
また、両スプライン部を組み付ける際、両部材間のクリアランスが小さいと、スプラインの歯部が軸方向で平行であると、組付作業性が悪くなるといった難点があった。 Further, when assembling both the spline portions, if the clearance between both the members is small, there is a problem that the assembling workability is deteriorated if the tooth portions of the spline are parallel in the axial direction.
本発明は、上記に鑑み、スプライン部の歯形状を改良し、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。 In view of the above, the present invention improves the tooth shape of the spline part, and can improve the durability even if the deflection angle of the two connected shafts is increased, and can improve the assembly workability. The purpose is to provide a mechanism.
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とを備え、前記雄スプライン部と雌スプライン部の軸方向両端の噛合わせ状態を軸方向中央部分よりも緩やかに噛み合うように設定されたことを特徴とする。 In order to achieve the above object, a power transmission mechanism according to the present invention includes a female spline portion provided on an inner peripheral surface of one end of a drive shaft and a driven shaft, and an outer peripheral surface of an end portion of the other shaft. And a rubber-like elastic body interposed between the male spline portion and the female spline portion, and the meshing state of both ends of the male spline portion and the female spline portion in the axial direction is It is characterized by being set so as to engage more gently than the central portion in the direction.
上記構成によると、両スプライン部の軸方向両端の噛合わせ状態を軸方向中央部分よりも緩やかに噛み合うように設定しているので、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されるゴム状弾性体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、両スプライン部の軸方向両端の噛合わせ状態が軸方向中央部分よりも緩やかであるから、両スプライン部を組み付ける際、両部材間のクリアランスが大きくなり、組付作業性も向上させることができる。 According to the above configuration, since the meshing state of both axial ends of both spline portions is set so as to mesh more gently than the central portion in the axial direction, the declination angle between the drive shaft to be connected and the driven shaft becomes large. However, local stress can be avoided from concentrating on the rubber-like elastic body interposed between the two spline portions, and the durability can be improved. Also, since the meshing state of both axial ends of both spline parts is more gradual than the central part in the axial direction, when assembling both spline parts, the clearance between both members becomes large and the assembling workability can be improved. it can.
ここで、「軸方向両端の噛合わせ状態を軸方向中央部分よりも緩やかに噛み合」わせるには、以下のような具体的手段を採用することで達成することができる。 Here, in order to “engage the meshing state at both ends in the axial direction more gently than in the central part in the axial direction”, the following specific means can be employed.
その一つは、雄スプライン部の軸方向両端で歯形外径を軸方向中央部分よりも小さく設定することであり、他の一つは、雌スプライン部の歯形内径を軸方向両端で軸方向中央部分よりも大きく設定することである。 One is to set the outer diameter of the tooth profile at both axial ends of the male spline part to be smaller than the axial center part, and the other is to set the tooth profile inner diameter of the female spline part at the axial center at both axial ends. It is to set larger than the part.
いずれも駆動軸と従動軸とに偏角が生じても雄スプラインと雌スプラインの軸方向両端部の角部(歯先と歯底の角部)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。 In both cases, even if the drive shaft and the driven shaft are deviated, contact between the corners of the axial ends of the male spline and female spline (tooth tip and bottom corner) can be avoided. Can be dispersed.
上記のように、雄スプライン部の軸方向両端の歯形の改良と、雌スプライン部の軸方向両端の歯形の改良とを夫々単独で行ってもよく、また、両者を組み合わせた構成であってもよい。 As described above, the improvement of the tooth profile at both ends in the axial direction of the male spline portion and the improvement of the tooth profile at both ends in the axial direction of the female spline portion may be performed individually, or a combination of both may be used. Good.
さらに、「軸方向両端の噛合わせ状態を軸方向中央部分よりも緩やかに噛み合」わせる他の手段は、雄スプライン部及び雌スプライン部の少なくとも一方のスプライン部における軸方向両端の歯の厚みが軸方向中央部分よりも薄く形成することである。 Furthermore, another means for “meshing the meshed state at both ends in the axial direction more gently than at the central portion in the axial direction” is the thickness of the teeth at both ends in the axial direction in at least one of the male and female spline portions. Is formed thinner than the central portion in the axial direction.
上記構成によると、駆動軸と従動軸とに偏角が生じても、トルク伝達時に加わる内歯両端の圧力面の角部の接触による応力集中を防ぐことができ、滑らかな曲面により面同士で接触して集中荷重を分散させ、駆動トルクを伝達させることができる。 According to the above configuration, even if a deviation occurs between the drive shaft and the driven shaft, stress concentration due to contact of the corners of the pressure surfaces at both ends of the internal teeth applied during torque transmission can be prevented, and the smooth curved surfaces The concentrated load can be dispersed by contact, and the driving torque can be transmitted.
また、両スプライン部の少なくとも一方のスプライン部における軸方向両端の歯の厚みを軸方向中央部分よりも薄く形成する構成は、単独あるいは上記雌雄のスプライン部の軸方向両端に施す改良と組み合わせて採用してもよい。 In addition, the configuration in which the thickness of the teeth at both ends in the axial direction in at least one of the spline portions is thinner than that in the central portion in the axial direction is adopted alone or in combination with an improvement applied to both ends in the axial direction of the male and female spline portions. May be.
なお、雌雄のスプライン部間に介在するゴム状弾性体には、特に歯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、雌スプライン部とスプライン係合する外歯をその外周面に、前記雄スプライン部とスプライン係合する内歯をその内周面にそれぞれ有する弾性歯付きスリーブを使用するのが望ましい。 It should be noted that the rubber-like elastic body interposed between the male and female spline portions does not need to have teeth in particular. However, as a preferable configuration for reliably transmitting the driving torque, the female spline portion is engaged with the spline portion. It is desirable to use an elastic toothed sleeve having outer teeth on its outer peripheral surface and inner teeth on its inner peripheral surface that engage with the male spline portion.
以上のとおり、本発明によると、雌雄スプライン部の軸方向両端の噛合わせ状態を軸方向中央部分よりも緩やかに噛み合うように設定しているので、介在されるゴム状弾性体の耐久性を向上させることができる。また、雌雄のスプライン部を組み付ける際、両部材の軸方向端部間のクリアランスが大きくなるため、組付作業性も向上させることができる。 As described above, according to the present invention, the engagement state of both ends in the axial direction of the male and female spline portions is set so as to engage more gently than the central portion in the axial direction, so that the durability of the interposed rubber-like elastic body is improved. Can be made. Moreover, when assembling the male and female spline portions, the clearance between the axial ends of both members is increased, so that the assembly workability can be improved.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
図1は本発明の第1の実施形態を示す動力伝達機構のスプライン嵌合部を示す側面図、図2(a)は雄スプライン部の正面図、(b)は同じくその側面図、図3は雄スプライン部の歯部の平面図、図4はゴム状弾性体の正面図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a side view showing a spline fitting portion of a power transmission mechanism showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 (a) is a front view of a male spline portion, and FIG. Is a plan view of the tooth portion of the male spline portion, and FIG. 4 is a front view of the rubber-like elastic body.
本実施形態の動力伝達機構1は、従動軸3の端部内周面に設けられた雌スプライン部4と、駆動軸2の端部外周面に設けられた雄スプライン部5と、該雄スプライン部5と雌スプライン部4との間に介在されるゴム状弾性体6とを備え、雄スプライン部5と雌スプライン部4の軸方向両端の噛合わせ状態を軸方向中央部分よりも緩やかに噛み合うように設定されている。
The power transmission mechanism 1 of this embodiment includes a
具体的には、雄スプライン部の軸方向両端で歯部7の外径が、軸方向中央部分よりも小さく設定され、全体として太鼓状に歯部7を丸めている。その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。
Specifically, the outer diameter of the
いま、図2に示すように、R1:歯先R、B:雄スプライン部の軸方向長さ、θ1:歯先R角度とすると、
R1=B/{2sin(θ1/2)}・・・・・・(1)
が成立する。
Now, as shown in FIG. 2, when R1: tooth tip R, B: axial length of the male spline part, θ1: tooth tip R angle,
R1 = B / {2sin (θ1 / 2)} (1)
Is established.
そこで、駆動軸のスプライン部の歯がゴム状弾性体6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、最適な歯先円R1を求めると、
B/2<R1<B/(2sinθ)・・・・・・・(3)
となる。
Therefore, the condition for the teeth of the spline portion of the drive shaft to contact the rubber-like
2θ <θ1 <π (rad) (2)
Substituting equation (2) into equation (1) to find the optimum tip circle R1,
B / 2 <R1 <B / (2sinθ) (3)
It becomes.
また、耐久性の向上が期待できる歯先円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。
Also, when considering the use conditions (allowable range) of the tip circle R1 that can be expected to improve durability,
θ <θ1 <π (rad) (4)
it is conceivable that.
(4)式を(1)式に代入すると、
B/2<R1<B/{2sin(θ/2)}・・・・・・(5)
なお、歯部7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。
Substituting equation (4) into equation (1),
B / 2 <R1 <B / {2sin (θ / 2)} (5)
The R shape of the
また、雄スプライン部5及び雌スプライン部5の軸方向両端の歯7の厚みt2が軸方向中央部分の歯の厚みt1よりも薄く形成されている。その厚み部(圧力面)はR形状にされている(図3におけるR2)。いま、図3に示すように、R2:歯圧力面R、B:雄スプライン部の軸方向長さ、θ2:圧力面R角度とすると、
R2=B/{2sin(θ2/2)}・・・・・・(6)
が成立する。
Further, the thickness t2 of the
R2 = B / {2sin (θ2 / 2)} (6)
Is established.
そこで、駆動軸のスプライン部の歯がゴム状弾性体6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、最適な歯圧力面R1を求めると、
B/2<R2<B/(2sinθ)・・・・・・・(8)
となる。
Therefore, the condition for the teeth of the spline portion of the drive shaft to contact the rubber-like
2θ <θ2 <π (rad) (7)
Substituting equation (7) into equation (6) to obtain the optimum tooth pressure surface R1,
B / 2 <R2 <B / (2sinθ) (8)
It becomes.
また、耐久性の向上が期待できる歯先円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。
Also, when considering the use conditions (allowable range) of the tip circle R2 that can be expected to improve durability,
θ <θ2 <π (rad) (9)
it is conceivable that.
(9)式を(6)式に代入すると、
B/2<R2<B/{2sin(θ/2)}・・・・・・(10)
となる。
Substituting equation (9) into equation (6),
B / 2 <R2 <B / {2sin (θ / 2)} (10)
It becomes.
なお、歯部7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形状であってもよい。
Note that the pressure surface R shape of the
また、ゴム状弾性体6は、外周面に雌スプライン部4とスプライン嵌合する外歯8を有し、また、内周面に雄スプライン部5とスプライン嵌合する内歯9を有する弾性歯付きスリーブである。この歯付きスリーブは、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、ゴム状弾性体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、ゴム状弾性体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。
The rubber-like
上記構成においては、両スプライン部の軸方向両端の噛合わせ状態を軸方向中央部分よりも緩やかに噛み合うように設定している。そのため、連結する駆動軸2と従動軸3との間の偏角θが大きくなっても、両スプライン部間に介在されるゴム状弾性体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。
In the above configuration, the meshing state of both ends in the axial direction of both spline portions is set so as to mesh more gently than the central portion in the axial direction. Therefore, even if the deflection angle θ between the driving
また、両スプライン部の軸方向両端の噛合わせ状態が軸方向中央部分よりも緩やかであるから、両スプライン部を組み付ける際、両部材間のクリアランスが大きくなり、組付作業性も向上させることができる。 Also, since the meshing state of both axial ends of both spline parts is more gradual than the central part in the axial direction, when assembling both spline parts, the clearance between both members becomes large and the assembling workability can be improved. it can.
特に、歯先θ1を2θ以上に設定すれば、駆動軸2と従動軸3とに偏角θが生じても雄スプライン部5と雌スプライン部6の軸方向両端部の角部(歯先と歯底の角部)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。
In particular, if the tooth tip θ1 is set to 2θ or more, even if a deviation angle θ occurs between the
また、歯の厚みtについても、軸方向両端で厚みが薄くなるように歯7の圧力面をR形状にすれば、駆動軸2と従動軸3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。
As for the tooth thickness t, if the pressure surface of the
なお、このような動力伝達機構のスプライン歯部の加工は、専用ホブを製作し、NCホブ盤により加工する。また、焼結や転造、プレス加工、さらには放電加工等により量産することも可能である。 In addition, the processing of the spline tooth part of such a power transmission mechanism manufactures a dedicated hob, and processes it with an NC hobbing machine. Further, mass production can be performed by sintering, rolling, pressing, electric discharge machining, or the like.
<第2の実施形態>
図5は本発明の第2の実施形態を示す動力伝達機構のスプライン嵌合部を分解した状態を示す側面図であり、ゴム状弾性体6を図示するのを省略している。
<Second Embodiment>
FIG. 5 is a side view showing a state in which the spline fitting portion of the power transmission mechanism showing the second embodiment of the present invention is disassembled, and illustration of the rubber-like
本実施形態では、従動軸3の端部内周面に設けられた雌スプライン部4と、駆動軸2の端部外周面に設けられた雄スプライン部5と、雌雄のスプライン部の間に介在されるゴム状弾性体6とを備え、雌スプライン部4の軸方向両端で歯形10の内径が軸方向中央部分よりも大きく設定されている。また、雌雄のスプライン部4,5における軸方向両端の歯部7の厚みが軸方向中央部分よりも薄く形成されている。
In the present embodiment, the
上記構成においても、駆動軸2と従動軸3との間に偏角θが生じても雄スプライン部5と雌スプライン部4の軸方向両端部の角部(歯先と歯底の角部、および歯圧力面の角部)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。
Even in the above-described configuration, even if the deflection angle θ is generated between the
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、上記実施形態では、従動軸3に雌スプライン部4を形成し、駆動軸2に雄スプライン部5を形成した例を示したが、駆動軸に雌スプライン部を、従動軸に雄スプライン部を形成するようにしてもよい。
In addition, this invention is not limited to said embodiment, A change can be suitably added within the scope of the present invention. For example, in the above embodiment, the
また、本発明は、上記実施形態以外に、雄スプライン部の軸方向両端で歯形外径を軸方向中央部分よりも小さく設定し、かつ雌スプライン部の軸方向両端で歯形内径を軸方向中央部分よりも大きく設定し、さらに、雌雄のスプライン部の少なくとも一方のスプライン部における軸方向両端の歯の厚みを軸方向中央部分よりも薄く形成する態様であってもよい。 In addition to the above embodiment, the present invention sets the outer diameter of the tooth profile at both axial ends of the male spline portion to be smaller than the axial central portion, and sets the inner diameter of the tooth profile at both axial ends of the female spline portion. It may be set larger than that, and the thickness of teeth at both ends in the axial direction in at least one of the male and female spline portions may be formed thinner than the central portion in the axial direction.
1 動力伝達機構
2 駆動軸
3 従動軸
4 雌スプライン部
5 雄スプライン部
6 ゴム状弾性体
7 歯部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005350252A JP2007154984A (en) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | Power transmission mechanism |
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JP2005350252A Pending JP2007154984A (en) | 2005-12-05 | 2005-12-05 | Power transmission mechanism |
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