JP2009002362A - スプライン継手、べスペルスプライン及びサーキュラスプライン - Google Patents

Abstract

【課題】スプライン継手においてがたつきを生じさせない。
【解決手段】べスペルスプライン１３、１４の嵌合穴４１、５１の内壁面４１ａ、５１ａは、それぞれ、サーキュラスプライン１５と反対側ほど直線Ｌとの距離が小さくなるようなテーパ状になっている。サーキュラスプライン１５の嵌合部６１、６２の外周面６１ａ、６２ａは、それぞれ、べスペルスプライン１３、１４側ほど直線Ｌとの距離が小さくなるようなテーパ状になっている。嵌合部６１、６２は、外周面６１ａ、６２ａと内壁面４１ａ、５１ａとの間に隙間がなくなるまで嵌合穴４１、５１に挿入される。このとき、複数の歯４２と複数の歯６３とがかみ合うとともに、複数の歯５２と複数の歯６４とがかみ合うことにより、サーキュラスプライン１５がべスペルスプライン１３、１４に固定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、２つの回転軸を連結するスプライン継手、並びに、スプライン継手を構成するべスペルスプライン及びサーキュラスプラインに関する。

特許文献１には、同一直線上に配置された２本のシャフトの一方に筒状の第１のスプライン部を接続するとともに、他方に筒状の第２のスプライン部を接続し、第１のスプライン部と第２のスプライン部とを中間スプラインを介して連結させることが記載されている。このとき、中間スプラインの両端部がそれぞれ第１のスプライン部及び第２のスプライン部の内部に挿入され、中間スプラインに形成された歯と、第１のスプライン部及び第２のスプライン部に形成された歯とが係合している。

特開２００２−３４０００５号公報

ここで、特許文献１に記載の中間スプラインを第１のスプライン部及び第２のスプライン部に挿入するためには、第１のスプライン部及び第２のスプライン部の内径を中間スプラインの径よりも若干大きくする必要がある。しかしながら、第１のスプライン部及び第２のスプライン部の内径と中間スプラインの径とのわずかな差により、第１のスプライン部及び第２のスプライン部と中間スプラインとの間にがたつきが生じてしまう虞がある。

本発明の目的は、がたつきが生じにくい、２つの回転軸を連結させるスプライン継手、並びに、スプライン継手を構成するべスペルスプライン及びサーキュラスプラインを提供することである。

本発明のスプライン継手は、同一直線上に配置された２つの回転軸を連結するスプライン継手であって、前記２つの回転軸に接続される２つのべスペルスプラインと、前記２つのべスペルスプラインを連結するサーキュラスプラインとを備えている。前記２つのべスペルスプラインは、前記２つの回転軸の軸方向に延び、前記軸方向に関して少なくとも対応する回転軸と反対側が開口した嵌合穴をそれぞれ有しており、前記嵌合穴の内壁面は、対応する回転軸側ほど前記直線との距離が小さくなるようなテーパ状に構成されており、前記嵌合穴の内壁面には、その周方向に沿って配列された複数の第１の歯が形成されている。前記サーキュラスプラインは、前記嵌合穴に嵌合する２つの嵌合部と、前記軸方向に延びて、前記２つの嵌合部を接続する接続部とを有しており、前記２つの嵌合部の外周面は、前記接続部と反対側ほど前記直線との距離が小さくなるようなテーパ状に構成されており、前記２つの嵌合部の外周面には、その周方向に沿って配列された、前記複数の第１の歯と係合する複数の第２の歯が形成されている（請求項１）。

これによると、嵌合部の外周面及び嵌合穴の内壁面がテーパ状となっているので、嵌合部の外周面と嵌合穴の内壁面との間の隙間がなくなるまで嵌合部が嵌合穴に挿入される。これにより、べスペルスプラインとサーキュラスプラインとの間の部分にがたつきが生じるのを防止することができる。

また、本発明のスプライン継手においては、前記べスペルスプラインが、樹脂材料により構成されていることが好ましい（請求項２）。これによると、べスペルスプラインが樹脂材料により構成されているので、スプライン継手の振動を、べスペルスプラインにおいて効率よく吸収することができる。

本発明のべスペルスプラインは、同一直線上に配置された２つの回転軸を連結するスプライン継手を構成する、前記２つの回転軸にそれぞれ接続されるべスペルスプラインであって、前記２つの回転軸の軸方向に延びているとともに、前記軸方向に関して対応する前記回転軸と反対側が開口した嵌合穴を有しており、前記嵌合穴の内壁面は、対応する前記回転軸側ほど前記直線との距離が小さくなるようなテーパ状に構成されており、前記嵌合穴の内壁面には、その周方向に沿って配列された複数の歯が形成されている（請求項３）。

本発明のサーキュラスプラインは、同一直線上に配置された２つの回転軸を連結するスプライン継手を構成するサーキュラスプラインであって、その両端部に配置された２つの嵌合部と、前記２つの回転軸の軸方向に延びて、前記２つの嵌合部を接続する接続部とを備えており、前記２つの嵌合部の外周面は、前記接続部と反対側ほど前記直線との距離が小さくなるようなテーパ状に構成されており、前記２つの嵌合部の外周面には、その周方向に沿って配列された複数の歯が形成されている（請求項４）。

以下、本発明に係る実施の形態について説明する。

図１は、本実施の形態に係るスプライン継手の概略を示す斜視図である。図２は図１を紙面手前方向から見たときの側面図である。図３は図２を矢印ＩＩＩＡ、矢印ＩＩＩＢの方向から見たときの側面図である。ただし、図２を矢印ＩＩＩＡから見たときの形状と、矢印ＩＩＩＢから見たときの形状とは同じであるので、図３においては、図２を矢印ＩＩＩＡ、ＩＩＩＢの方向から見た図を同じ図面で示し、前者に関しては括弧を付けずに符号を付し、後者に関しては括弧付きで符号を付している。

図１〜図３に示すように、スプライン継手１は、直線Ｌ上（同一直線上）に配置された２つのシャフト（回転軸）２、３を連結させるものであり、シャフト２の回転がスプライン継手１を介してシャフト３に伝達される。スプライン継手１は、スプライン１１、１２、べスペルスプライン１３、１４及びサーキュラスプライン１５により構成されている。シャフト２、３の先端には、それぞれ、スプライン継手１を取り付けるための略円形の取り付け板４、５が固定されている。

スプライン１１は、金属材料からなり、固定部２１、筒状部２２を有している。固定部２１は、図３の紙面と直交する方向から見て略円形の、取り付け板４に固定される部分である。スプライン１１は、固定部２１において６組のボルト１６及びナット１７により取り付け板４の図２における右側の側面に接合されている。

筒状部２２は固定部２１の図２における右側の側面の略中央部から右方に延びている。筒状部２２の内部には図２の左右方向に延びているとともにその右端において開口した穴２３が形成されている。穴２３の内壁面２３ａは、図２における左側ほど直線Ｌとの距離が小さくなるようなテーパ状になっている。また、穴２３の内壁面２３ａには、図３に示すように、その周方向に沿って等間隔に配列された複数の歯２４が形成されている。

スプライン１２は、金属材料からなり、固定部３１、筒状部３２を有している。固定部３１は、図３の紙面と直交する方向から見て略円形の、取り付け板５に固定される部分である。スプライン１２は、固定部３１において６組のボルト１６及びナット１７により取り付け板５の図２における左側の側面に接合されている。

筒状部３２は固定部３１の図２における左側の側面の略中央部から左方に延びている。筒状部３２の内部には図２の左右方向に延びているとともにその左端において開口した穴３３が形成されている。穴３３の内壁面３３ａは、図２のおける右側ほど直線Ｌとの距離が小さくなるようなテーパ状になっている。また、穴３３の内壁面３３ａには、図３に示すように、その周方向に沿って等間隔に配列された複数の歯３４が形成されている。

図４（ａ）は図２の手前方向から見たときのべスペルスプライン１３及び図２の紙面奥から見たときのべスペルスプライン１４の側面図である。図４（ｂ）は図４（ａ）を矢印ＩＶＢの方向から見た側面図である。なお、べスペルプライン１３と１４とは同じ構造を有しているので、図４（ａ）、図４（ｂ）においては、べスペルスプライン１３、１４を同じ図面で示し、べスペルスプライン１３に関しては括弧を付けずに符号を付すとともに、べスペルスプライン１４に関しては括弧つきで符号を付している。

図１〜図４に示すように、べスペルスプライン１３は、樹脂材料からなる、図４（ｂ）の方向から見て略円形の筒状体であり、穴２３に挿入されている。ここで、べスペルスプライン１３が樹脂材料により構成されているので、べスペルスプライン１３において、スプライン継手１の振動を効率よく吸収することができる。べスペルスプライン１３の外周面１３ａは、図２における左側ほど直線Ｌとの距離が小さくなるようなテーパ状になっている。ここで、べスペルスプライン１３の外周面１３ａのテーパ角は、穴２３の内壁面２３ａのテーパ角とほぼ同じとなっている。また、べスペルスプライン１３の外周面１３ａには、図４（ｂ）に示すように、その周方向に沿って等間隔に配列された複数の歯４３が形成されている。

そして、べスペルスプライン１３を穴２３に挿入すると、歯４３が隣接する歯３４の間に配置されるとともに、歯３４が隣接する歯４３の間に配置されることにより複数の歯３４と歯４３とが互いにかみ合い、べスペルスプライン１３がスプライン１１に固定される。すなわち、べスペルスプライン１３は、スプライン１１及び取り付け板４を介してシャフト２に固定される。このとき、穴２３の内壁面２３ａ及びべスペルスプライン１３の外周面１３ａがテーパ状になっているので、べスペルスプライン１３の外周面１３ａと穴２３の内壁面２３ａとの間に隙間がなくなるまで、べスペルスプライン１３は穴２３に挿入される。これにより、べスペルスプライン１３とスプライン１１との間にがたつきが生じにくくなる。

また、べスペルスプライン１３の内部には、図２の左右方向に延びてべスペルスプライン１３を貫通する嵌合穴４１が形成されている。嵌合穴４１の内壁面４１ａは、図２の左側ほど、すなわち、シャフト２（対応する回転軸）側ほど直線Ｌとの距離が小さくなるようなテーパ状になっている。また、嵌合穴４１の内壁面４１ａには、その周方向に沿って等間隔に配列された複数の歯（第１の歯）４２が形成されている。

べスペルスプライン１４は、樹脂材料からなる、図４（ｂ）の方向から見て略円形の筒状体であり、穴３３に挿入されている。ここで、べスペルスプライン１４が樹脂材料により構成されているので、べスペルスプライン１４において、スプライン継手１の振動を効率よく吸収することができる。べスペルスプライン１４の外周面１４ａは、図２の右側ほど直線Ｌとの距離が小さくなるようなテーパ状になっている。ここで、べスペルスプライン１４の外周面１４ａのテーパ角は、穴３３の内壁面３３ａのテーパ角とほぼ同じとなっている。また、べスペルスプライン１４の外周面１４ａには、図４（ｂ）に示すように、その周方向に沿って等間隔に配列された複数の歯５３が形成されている。

そして、べスペルスプライン１４を穴３３に挿入すると、歯５３が隣接する歯４４の間に配置されるとともに、歯４４が隣接する歯５３の間に配置されることにより複数の歯４４と歯５３とが互いにかみ合い、べスペルスプライン１４がスプライン１２に固定される。すなわち、べスペルスプライン１４は、スプライン１２及び取り付け板５を介してシャフト３に固定される。このとき、穴３３の内壁面３３ａ及びべスペルスプライン１４の外周面１４ａがテーパ状になっているので、べスペルスプライン１４の外周面１４ａと穴３３の内壁面３３ａとの間に隙間がなくなるまで、べスペルスプライン１４が穴３３に挿入される。これにより、べスペルスプライン１４とスプライン１２との間にがたつきが生じにくくなる。

また、べスペルスプライン１４の内部には、図２の左右方向に延びてべスペルスプライン１４を貫通する嵌合穴５１が形成されている。嵌合穴５１の内壁面５１ａは、図２の右側ほど、すなわち、シャフト３（対応する回転軸）側ほど直線Ｌとの距離が小さくなるようなテーパ状になっている。また、嵌合穴５１の内壁面５１ａには、その周方向に沿って等間隔に配列された複数の歯（第１の歯）５２が形成されている。

図５（ａ）は図２の方向から見たサーキュラスプライン１５の側面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）を矢印ＶＢａ及び矢印ＶＢｂの方向から見た、後述する嵌合部６１、６２の側面図である。ただし、図５（ａ）を矢印ＶＢａの方向から見た嵌合部６１の形状と、矢印ＶＢｂの方向から見た嵌合部６２の形状とは同じであるので、図５（ｂ）では、嵌合部６１、６２を同じ図面で示し、嵌合部６１に関しては括弧を付けずに符号を付すとともに、嵌合部６２に関しては括弧付きで符号を付している。

図１〜図３及び図５（ａ）、（ｂ）に示すように、サーキュラスプライン１５は、金属材料からなり、２つの嵌合部６１、６２及び接続部６３を有している。

嵌合部６１は、サーキュラスプライン１５の図２における左端部を構成する部分であり、嵌合部６１が嵌合穴４１に嵌合している。また、嵌合部６１の外周面６１ａは、図２の左側ほど、つまり、接続部６３と反対側ほど直線Ｌとの距離が小さくなるようなテーパ状に構成されている。ここで、嵌合部６１の外周面６１ａのテーパ角は、嵌合穴４１の内壁面４１ａのテーパ角とほぼ同じになっている。

嵌合部６１を嵌合穴４１に嵌合させる際には、嵌合部６１を図２の右方から嵌合穴４１に挿入する。このとき、嵌合穴４１の内壁面４１ａ及び嵌合部６１の外周面６１ａがテーパ状に構成されていることから、嵌合穴４１の内壁面４１ａと嵌合部６１の外周面６１ａとの間に隙間がなくなるまで、嵌合部６１が嵌合穴４１に挿入されることになる。したがって、べスペルスプライン１３とサーキュラスプライン１５との間にがたつきが生じにくくなる。

また、嵌合部６１の外周面６１ａには、その周方向沿って等間隔に配列された複数の歯（第２の歯）６４が形成されている。そして、嵌合部６１を嵌合穴４１に嵌合させると、隣接する歯４２の間に歯６４が配置されるとともに、隣接する歯６４の間に歯４２が配置されることにより複数の歯４２と歯６４とがかみ合い、サーキュラスプライン１５がべスペルスプライン１３に固定される。

嵌合部６２は、サーキュラスプライン１５の図２における右端部を構成する部分であり、嵌合部６２が嵌合穴５１に嵌合している。また、嵌合部６２の外周面６２ａは、図２の右側ほど、つまり、接続部６３と反対側ほど直線Ｌとの距離が小さくなるようなテーパ状に構成されている。ここで、嵌合部６２の内壁面５１ａのテーパ角は、嵌合穴５１の外周面６２ａのテーパ角とほぼ同じになっている。

嵌合部６２を嵌合穴５１に嵌合させる際には、嵌合部６２を図２の左方から嵌合穴５１に挿入する。このとき、嵌合穴５１の内壁面５１ａ及び嵌合部６２の外周面６２ａがテーパ状に構成されていることから、嵌合穴５１の内壁面５１ａと嵌合部６２の外周面６２ａとの間に隙間がなくなるまで、嵌合部６２が嵌合穴５１に挿入されることになる。したがって、べスペルスプライン１４とサーキュラスプライン１５との間にがたつきが生じにくくなる。

また、嵌合部６２の外周面６２ａには、その周方向に沿って等間隔に配列された複数の歯（第２の歯）６５が形成されている。そして、嵌合部６２を嵌合穴５１に嵌合させると、隣接する歯５２の間に歯６５が配置されるとともに、隣接する歯６４の間に歯４２が配置されることにより複数の歯４２と歯６５とがかみ合い、サーキュラスプライン１５がべスペルスプライン１４に固定される。

接続部６３は、図２の左右方向に延びており、その両端部が、それぞれ、嵌合部６１の右端部及び嵌合部６２の左端部に固定されている。

以上に説明した実施の形態によると、嵌合穴４１の内壁面４１ａ及び嵌合部６１の外周面６１ａがテーパ状に構成されているので、嵌合部６１を嵌合穴４１に挿入したときに、嵌合穴４１の内壁面４１ａと嵌合部６１の外周面６１ａとの間に隙間がなくなるまで、嵌合部６１が嵌合穴４１に挿入されることになる。また、嵌合穴５１の内壁面５１ａ及び嵌合部６２の外周面６２ａがテーパ状に構成されているので、嵌合部６２を嵌合穴５１に挿入したときに、嵌合穴５１の内壁面５１ａと嵌合部６２の外周面６２ａとの間に隙間がなくなるまで、嵌合部６２が嵌合穴５１に挿入されることになる。したがって、べスペルスプライン１３、１４とサーキュラスプライン１５との間にがたつきが生じにくくなる。

また、べスペルスプライン１３、１４が樹脂材料により構成されているので、べスペルスプライン１３、１４においてスプライン継手１の振動を効率よく吸収することができる。

次に、本実施の形態に種々の変更を加えた変形例について説明する。

本実施の形態においては、図２の左右方向に関して、べスペルスプライン１３の歯４２と、べスペルスプライン１４の歯５２とが対称な位置に形成されているとともに、サーキュラスプライン１５の嵌合部６１の歯６４と嵌合部６２の歯６５とが対称な位置に形成されていたが、図２の左右方向に関して、歯４２と歯５２及び歯６４と歯６５とが対称でない位置に形成されていてもよい。

また、本実施の形態においては、べスペルスプライン１３、１４が樹脂材料により構成されていたが、べスペルスプラインが１３、１４が金属材料などによって構成されていてもよい。

また、本実施の形態においては、嵌合穴４１、５１が、それぞれ、べスペルスプライン１３、１４を貫通するように構成されているが、嵌合穴４１、５１が、それぞれサーキュラスプライン１５側の端のみが開口しており、サーキュラスプライン１３、１４を貫通していなくてもよい。

また、本実施の形態においては、べスペルスプライン１３が、スプライン１１及び取り付け板４を介してシャフト２に固定されており、べスペルスプライン１４が、スプライン１２及び取り付け板５を介してシャフト３に固定されていたが、これには限られず、べスペルスプライン１３、１４がそれぞれシャフト２、３に固定されていれば、他の形態であってもよい。

本発明における実施の形態に係るスプライン継手の概略を示す斜視図である。 図１を紙面と直交する方向から見たときの側面図である。 図２を矢印ＩＩＩＡ、ＩＩＩＢの方向から見たときの側面図である。 （ａ）が図２の手前方向から見たときのべスペルスプラインの側面図であり、（ｂ）が（ａ）を矢印ＩＶＢの方向から見たときの側面図である。 （ａ）が図２の手前方向から見たときのサーキュラスプラインの側面図であり、（ｂ）が（ａ）を矢印ＶＢａ、ＶＢｂの方向から見たときの側面図である。

符号の説明

１ スプライン継手
２、３ シャフト
１３、１４ べスペルスプライン
１５ サーキュラスプライン
４１ 嵌合穴
４１ａ 内壁面
４２ 歯
５１ 嵌合穴
５１ａ 内壁面
５２ 歯
６１、６２ 嵌合部
６１ａ、６２ａ 外周面
６３ 接続部
６４、６５ 歯

Claims (4)

1. 同一直線上に配置された２つの回転軸を連結するスプライン継手であって、
   前記２つの回転軸に接続される２つのべスペルスプラインと、
   前記２つのべスペルスプラインを連結するサーキュラスプラインとを備えており、
   前記２つのべスペルスプラインは、
   前記２つの回転軸の軸方向に延び、前記軸方向に関して少なくとも対応する回転軸と反対側が開口した嵌合穴をそれぞれ有しており、
   前記嵌合穴の内壁面は、対応する回転軸側ほど前記直線との距離が小さくなるようなテーパ状に構成されており、
   前記嵌合穴の内壁面には、その周方向に沿って配列された複数の第１の歯が形成されており、
   前記サーキュラスプラインは、
   前記嵌合穴に嵌合する２つの嵌合部と、
   前記軸方向に延びて、前記２つの嵌合部を接続する接続部とを有しており、
   前記２つの嵌合部の外周面は、前記接続部と反対側ほど前記直線との距離が小さくなるようなテーパ状に構成されており、
   前記２つの嵌合部の外周面には、その周方向に沿って配列された、前記複数の第１の歯と係合する複数の第２の歯が形成されていることを特徴とするスプライン継手。
2. 前記べスペルスプラインが、樹脂材料により構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスプライン継手。
3. 同一直線上に配置された２つの回転軸を連結するスプライン継手を構成する、前記２つの回転軸にそれぞれ接続されるべスペルスプラインであって、
   前記２つの回転軸の軸方向に延びているとともに、前記軸方向に関して対応する前記回転軸と反対側が開口した嵌合穴を有しており、
   前記嵌合穴の内壁面は、対応する前記回転軸側ほど前記直線との距離が小さくなるようなテーパ状に構成されており、
   前記嵌合穴の内壁面には、その周方向に沿って配列された複数の歯が形成されていることを特徴とするべスペルスプライン。
4. 同一直線上に配置された２つの回転軸を連結するスプライン継手を構成するサーキュラスプラインであって、
   その両端部に配置された２つの嵌合部と、
   前記２つの回転軸の軸方向に延びて、前記２つの嵌合部を接続する接続部とを備えており、
   前記２つの嵌合部の外周面は、前記接続部と反対側ほど前記直線との距離が小さくなるようなテーパ状に構成されており、
   前記２つの嵌合部の外周面には、その周方向に沿って配列された複数の歯が形成されていることを特徴とするサーキュラスプライン。

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