JP2010101353A - スプラインを用いた圧入構造 - Google Patents

Abstract

【課題】外歯スプラインが内歯スプラインに圧入される圧入構造において、両スプラインの圧入の精度を高める。
【解決手段】外歯スプラインの歯先面１７の両スプラインの嵌合の際に最初に嵌合される先端面１７ｂ側に、進むにつれて高さが次第に減少するように緩く傾斜した歯先嵌合案内面１７ａを形成し、さらに外歯スプラインの歯面１６の先端面側に、進むにつれて歯幅が次第に減少するように緩く傾斜した歯面嵌合案内面１６ａを形成し、この歯面嵌合案内面の後端位置を歯先嵌合案内面の後端位置よりも先端面側に位置させる。内歯スプライン２６の歯面は台形の側辺により形成される先端側平面部とその根本側に続く長方形の側辺により形成される根本側平面部よりなるものとし、先端側平面部と根本側平面部の間に形成される稜線を外歯スプラインの歯面に圧入するようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、外歯スプラインが内歯スプラインに圧入されるように嵌合したスプラインを用いた圧入構造に関する。

この種のスプラインを用いた圧入構造としては、例えば特許文献１（特開平１１−１０８０７０号公報）に開示された技術がある。この技術は、孔の内周に複数の内歯が形成されたリングと、孔の内部に配置され、かつ、複数の内歯に噛合する複数の外歯が形成されたスプライン軸とを備えた軸部材の圧入構造に関するものであり、複数の外歯のいずれかの歯先面と、内歯の歯底面とを当接して相互に塑性変形させた第１圧入部と、第１圧入部が形成される外歯以外の外歯の歯面と、内歯の歯面とを当接して相互に塑性変形させた第２圧入部とを備えたものである。またその実施形態では、外歯の歯面がインボリュート曲線状に成形されている一方、内歯の歯面がほぼ直線状に成形されている構造が開示されており、そのような構造によれば、両スプラインの歯面は両スプラインと同軸的に配置された円筒面上において互いに当接される。
特開平１１−１０８０７０号公報（段落〔００１１〕〜〔００１３〕、段落〔００１７〕、図１〜図６）。

この特許文献１の技術によれば、単一の歯溝に臨む箇所に第１圧入部および第２圧入部が両方共形成されることなく、第１軸部材の円周方向に分散して形成されており、第１軸部材の孔に第２軸部材を嵌合する場合に第１軸部材の孔の内周側が塑性変形するが、孔の円周方向における局部的な応力の集中が緩和されるので、内歯の強度や耐久性が向上し、また、孔の円周方向における局部的な応力の集中が緩和されるため、第１軸部材の外周形状の変形が抑制され、外周形状の精度が維持される。しかしながら、外歯及び／または内歯の形状が複数種類となるので生産性の向上に難が生じるという問題がある。

このような問題を解決する手段として、図４，図１０〜図１５に示すような構造の比較例が考えられる。これは図１５に示すように、第１のギヤ１ａを有する回転軸１の外周に形成した外歯スプライン５が、第２のギヤ２０ａを有するギヤピース２０の内周に形成した内歯スプライン２５に圧入されるように嵌合するものであり、外歯スプライン５と内歯スプライン２５の各歯の形状寸法はそれぞれ同一である。この技術では、図４，図１０〜図１２に示すように、回転軸１とギヤピース２０が互いに圧入され、この両部材１，２０が同軸的に結合されるように、外歯スプライン５の歯先面７が内歯スプライン２５の歯底面２８に圧入され、この圧入の際に最初に嵌合される外歯スプライン５の先端面７ｂ側に、同先端面７ｂに向かって進むにつれて高さが次第に減少するように緩く傾斜した歯先嵌合案内面７ａが形成されている。外歯スプライン５と内歯スプライン２５の各歯形はそれぞれインボリュート及び台形であり、前者の両側の歯面６と後者の両側の歯面２６の幅方向中間部は両スプライン５，２５と同軸的に配置された仮想的な円筒面Ｓ上において円周方向に締め代をもって互いに当接されるようになっている。

圧入に際しては、内歯スプライン２５を有するギヤピース２０は、図１０、図１３及び図１４の白抜き矢印に示すように、外歯スプライン５を有する回転軸１に向かって移動されるが、圧入装置にセットされる回転軸１とギヤピース２０のセット位置には中心のずれ及び円周方向の誤差がまぬがれず、また各スプライン５，２５の各歯の歯厚及び円周方向ピッチにも多少の製作誤差があるので、両スプライン５，２６の各歯面６，２６が互いに当接する二点鎖線６Ｌ，２６Ｌを通る円筒面Ｓ上における重なり量ｄ１，ｄ２（図１４参照）は相当にばらついた値となる。

圧入の際に回転軸１に向かって移動されるギヤピース２０は、図１０の二点鎖線２０Ｘの位置において、その内歯スプライン２５の先端面２７ａが回転軸１の外歯スプライン５の先端面７ｂに当接し、その状態では図１４からわかるように、先端面２７ａと先端面７ｂはほゞ真正面からぶつかり合う。重なり量ｄ１（またはｄ２）が小さい部分では各スプライン５，２５はそれぞれの先端面７ｂ，２７ａの両側の稜９，２９が局部的に塑性変形して各歯面６，２６が互いに圧入されその変形抵抗はその値も変動も比較的小さいが、重なり量ｄ１（またはｄ２）が大きい部分では塑性変形しきれずに各歯面６，２６には稜線９，２９の部分からむしれを生じるのでその変形抵抗はその値も変動も大きく不規則になる。このため、圧入中に回転軸１とギヤピース２０の各中心軸線の同軸度が低下し、また各中心軸線の間に傾きを生じる。

また、両スプライン５，２５の先端面７ｂ，２７ａが当接する二点鎖線２０Ｘの位置では内歯スプライン２５の歯底面２８の先端部は外歯スプライン５の歯先案内面７ａから離れており、内歯スプライン２５の歯面２６が外歯スプライン５の歯面６に相当程度圧入されてから、内歯スプライン２５の歯底面２８に外歯スプライン５の歯先面７が同軸的となるように圧入されるが、その時点では外歯スプライン５と内歯スプライン２５の各歯面６，２６は中心軸線の同軸度と中心軸線の間の傾きに誤差が生じた状態で相当な長さにわたり圧入されているので、それらの間の誤差を両スプライン５，２５の歯底面２８，７の圧入により完全に修正することはできず、このため圧入された回転軸１とギヤピース２０の各中心軸線の同軸度が低下し、また各中心軸線の間に傾きを生じるという問題がある。本発明はこのような各問題を解決して圧入の精度を高めるることを目的とする。

このために、本発明によるスプラインを用いた圧入構造は、第１部材の外周に形成した外歯スプラインを、第２部材の内周に形成した内歯スプラインに、外歯スプラインの歯先面が内歯スプラインの歯底面に圧入されるように嵌合し、外歯スプラインの歯面と内歯スプラインの歯面は、両スプラインと同軸的に配置された円筒面上において円周方向に締め代をもって互いに当接され円周方向に塑性変形されて圧入され、外歯スプラインの歯先面には、両スプラインの嵌合の際に最初に嵌合される外歯スプラインの先端面側に、同先端面に向かって進むにつれて高さが次第に減少するように緩く傾斜した歯先嵌合案内面を形成したスプラインを用いた圧入構造において、外歯スプラインの歯面の先端面側に、同先端面に向かって進むにつれて歯幅が次第に減少するように緩く傾斜した歯面嵌合案内面を形成し、この歯面嵌合案内面の後端位置を歯先嵌合案内面の後端位置よりも先端面側に位置させたことを特徴とするものである。

前項に記載のスプラインを用いた圧入構造において、内歯スプラインの歯面は平面とし、外歯スプラインの歯面は上記円筒面上において内歯スプラインの歯面と締め代をもって当接され塑性変形されて圧入される湾曲面とすることが好ましい。

前々項に記載のスプラインを用いた圧入構造において、内歯スプラインの歯面は台形の側辺により形成される先端側平面部とその根本側に続く傾斜角が台形より大きい第２の台形または長方形の側辺により形成される根本側平面部よりなるものとし、先端側平面部と根本側平面部の間の稜線が上記円筒面上において歯面と締め代をもって当接され塑性変形されて圧入されることが好ましい。

前２項に記載のスプラインを用いた圧入構造において、外歯スプラインの歯面はインボリュート面とすることが好ましい。

請求項１に記載の発明によれば、外歯スプラインの歯先面には、両スプラインの嵌合の際に最初に嵌合される外歯スプラインの先端面側に、同先端面に向かって進むにつれて高さが次第に減少するように緩く傾斜した歯先嵌合案内面を形成し、外歯スプラインの歯面には、先端面側に、同先端面に向かって進むにつれて歯幅が次第に減少するように緩く傾斜した歯面嵌合案内面を形成し、この歯面嵌合案内面の後端位置を歯先嵌合案内面の後端位置よりも先端面側に位置させたので、圧入のために第１部材に向かって移動される第２部材は、先ずその内歯スプラインの各歯の先端面の両側の各稜線の一部が、両スプラインと同軸的に配置された仮想的な円筒面上において第１部材の外歯スプラインの両側の歯面の先端面側となる各歯面嵌合案内面の一部に緩い角度で斜めに当接され、この各稜線が滑りながら外歯スプラインの先端面側の歯面嵌合案内面の間に入り込むことにより、両スプラインが相対回動されて各歯面の当接位置付近における円周方向の各重なり量がほゞ均一となるように中心位置及び角度が自動的に修正され、それらの間の中心のずれ及び円周方向の誤差は減少される。この状態で両スプラインは当接部が局部的に塑性変形して各歯面が互いに圧入されされるので、その塑性変形抵抗はその値も変動も小さく安定したものとなり、この圧入の際に各部材の各中心軸線の同軸度が低下したり、各中心軸線の間に傾きを生じたりすることは少なくなる。この圧入が相当進行してから内歯スプラインの歯底面が第１部材の外歯スプラインの歯先面に圧入されるが、そのときの上記塑性変形抵抗はその値も変動も小さく安定しているので、この圧入により両部材の各中心軸線の同軸度及び各中心軸線の間の傾きの誤差は一層減少し、圧入の精度が高い２つの部材の圧入構造が得られる。

内歯スプラインの歯面は平面とし、外歯スプラインの歯面は上記円筒面上において内歯スプラインの歯面と締め代をもって当接し塑性変形されて圧入される湾曲面とした請求項２の発明によれば、両歯面の間の当接部の幅が広くなるのでトルク伝達能力が大きくなる。

内歯スプラインの歯面は台形の側辺により形成される先端側平面部とその根本側に続く傾斜角が台形より大きい第２の台形または長方形の側辺により形成される根本側平面部よりなるものとし、先端側平面部と根本側平面部の間の稜線が上記円筒面上において歯面と締め代をもって当接し塑性変形されて圧入されるようにした請求項３の発明によれば、内歯スプラインの歯面はその稜線が外歯スプラインの歯面に圧入され、両歯面の間の圧入部の幅が狭くなるので、圧入に要する力は小さくなる。しかし根本側平面部は両スプラインの中心から半径方向に延びる平面に対する傾斜角が小さくなるので、トルクの伝達能力の低下は少なくなる。従って、圧入に要する力は小さいにもかかわらず、トルクの伝達能力が大きい２つの部材の圧入構造を得ることができる。

外歯スプラインの歯面はインボリュート面とした請求項４の発明によれば、高精度の外歯スプラインを低いコストで得ることができる。

先ず図１〜図６及び図１５により本発明によるスプラインを用いた圧入構造の第１の実施形態の説明をする。この第１実施形態は、本発明によるスプラインを用いた圧入構造を、図１５に示すように、第１のギヤ１０ａを有する回転軸（第１部材）１０に第２のギヤ２０ａを有するギヤピース（第２部材）２０を結合するのに適用したものであり、回転軸１０の外周に形成した外歯スプライン１５は、ギヤピース２０の内周に形成した内歯スプライン２５に圧入されている。この第１実施形態は、内歯スプライン２５を含むギヤピース２０は前述した比較例と実質的に同一であり、回転軸１０の外歯スプライン１５だけが比較例の外歯スプライン５と異なっている。

外歯スプライン１５は回転軸１０の外周に等角度間隔で形成されて軸線方向に延びる多数の同一形状寸法のスプライン歯を有しており、各スプライン歯は図３に最もよく示すように、円周方向両側のインボリュート形状の各歯面１６と、各歯面１６の上縁と下縁をそれぞれ連結する歯先面１７及び歯底面１８を有している。外歯スプライン１５の各歯面１６には、図３において左下側となる先端側の両側に、先端側に向かって進むにつれて歯幅が次第に減少するように緩く傾斜した歯面嵌合案内面１６ａが形成されている。また外歯スプライン１５の歯先面１７には、先端側に向かって進むにつれて高さが次第に減少するように緩く傾斜した歯先嵌合案内面１７ａが形成され、その先端には急傾斜の先端面１７ｂが連続して形成されている。歯面嵌合案内面１６ａの後端位置は歯先嵌合案内面１７ａの後端位置よりも先端面１７ｂ側に位置されている。外歯スプライン１５の後端側には先端面１７ｂと同様な急傾斜の後端面が形成されている。歯先面１７及び歯底面１８は回転軸１０の中心線を中心とする円弧面の一部である。

内歯スプライン２５はギヤピース２０の内周に等角度間隔で形成されて軸線方向に延びる多数の同一形状寸法のスプライン歯を有しており、各スプライン歯は主として図２及び図４に示すように、台形の両側辺からなる円周方向両側の平面状の各歯面２６と、各歯面２６の上縁と下縁をそれぞれ連結する歯先面２７及び歯底面２８を有している。図４において右下側となる内歯スプライン２５の先端には急傾斜の先端面２７ａが形成され、その傾斜角は外歯スプライン１５の先端面１７ｂの傾斜角よりも多少大である。内歯スプライン２５の先端面２７ａと反対側には同様な急傾斜の後端面が形成されている。歯先面２７及び歯底面２８はギヤピース２０の中心線を中心とする円弧面の一部である。

外歯スプライン１５の歯先面１７の外径と内歯スプライン２５の歯底面２８の内径は、図２に示すように嵌合された状態では、互いに圧入されるように寸法が設定されている。また外歯スプライン１５の歯底面１８の外径と内歯スプライン２５の内径は、この嵌合状態では、相当な隙間が形成されるように寸法が設定されている。また外歯スプライン１５の歯面嵌合案内面１６ａが形成されていない部分の歯面１６と内歯スプライン２５の歯面２６は、この嵌合状態では、両スプライン１５，２５と同軸的に配置された仮想的円筒面Ｓ上に位置する各スプライン１５，２５の歯筋方向に沿った仮想的直線１６Ｌ，２６Ｌ上において、円周方向に締め代をもって互いに当接され円周方向に塑性変形されて圧入されるように寸法が設定されている。この円筒面Ｓは、外歯スプライン１５の各歯先面１７により形成される円筒面と内歯スプライン２５の各歯先面２７により形成される円筒面の間に位置している。

円筒面Ｓ上おける外歯スプライン１５の歯厚は、歯面嵌合案内面１６ａが形成されていない部分では一定であるが、歯面嵌合案内面１６ａが形成された部分では先端面１７ｂ側に進むにつれて次第に減少している。これにより先端面１７ｂにおける円筒面Ｓに沿った外歯スプライン１５の歯厚は、歯面嵌合案内面１６ａが形成されていない部分の円筒面Ｓに沿った歯厚よりも小さくなり、従って内歯スプライン２５の互いに向かい合う歯面２６の間の谷部の円筒面Ｓに沿った幅よりも小さくなっている。

圧入の際には、図１，図５及び図６に示すように、ギヤピース２０及び回転軸１０は内歯スプライン２５の先端面２７ａと外歯スプライン１５の先端面１７ｂの間の谷部が向かい合うように圧入装置にセットされ、白抜き矢印に示すように内歯スプライン２５が外歯スプライン１５に向かって前進されて嵌合される。前述のように、圧入装置にセットされる回転軸１０とギヤピース２０のセット位置には中心のずれ及び円周方向の誤差がまぬがれず、また各スプライン１５，２５の各歯の歯厚及び円周方向ピッチにも多少の製作誤差があるので、嵌合される前の状態では、円筒面Ｓ上における各スプライン１５，２５の間の重なり量ｄ１，ｄ２（図６参照）は相当にばらついた値となっている。

ギヤピース２０が回転軸１０に向かって前進されて、図１の二点鎖線２０Ｘで示す位置となった状態では、内歯スプライン２５の歯先面２７の延長面と歯面１６の先端面１７ｂの延長面は、円筒面Ｓの位置において交差する。前述のように、先端面１７ｂにおける外歯スプライン１５の円筒面Ｓに沿った歯厚は、内歯スプライン２５の歯面２６の間の谷部の円筒面Ｓに沿った幅よりも小さいので、内歯スプライン２５が二点鎖線２５Ｘを多少越えた位置では、図６より明らかなように、先端面１７ｂ付近における外歯スプライン１５の歯面嵌合案内面１６ａと、内歯スプライン２５の先端面２７ａの両側の稜線２９との間には、多少の隙間が存在する。またこの位置では、図１の二点鎖線２０Ｘに示すように、外歯スプライン１５の先端面１７ｂ付近における歯先嵌合案内面１７ａと、内歯スプライン２５の先端面２７ａ付近における歯底面２８との間にも、多少の隙間が存在する。

この二点鎖線２０Ｘ，２５Ｘを多少越えた位置から、ギヤピース２０がさらに前進されれば、これらの隙間は次第に減少され、先ずその内歯スプライン２５の先端面２７ａの両側の稜線２９の何れか１つの円筒面Ｓ付近となる一部が、回転軸１０の外歯スプライン１５の歯面１６の１つの先端面１７ｂ側となる各歯面嵌合案内面１６ａの円筒面Ｓ付近となる一部に緩い角度で斜めに当接され、この稜線２９が滑りながら外歯スプライン１５の先端面１７ｂ側の歯面嵌合案内面１６ａと係合して歯面１６が歯面２６の間に入り込むことにより両部材１０，２０は相対回動される。この相対回動により残る稜線２９も順次対応する歯面嵌合案内面１６ａに当接され、これにより両スプライン１５，２５は各歯面１６，２６の当接位置付近における円周方向の各重なり量ｄ１，ｄ２がほゞ均一となるように中心位置及び角度が自動的に修正される。次いで内歯スプライン２５の歯面２６の先端部は外歯スプライン１５の歯面嵌合案内面１６ａの途中から歯面１６と当接され、両歯面１６，２６は当接部が局部的に塑性変形して互いに圧入されされる。

内歯スプライン２５の歯面２６と外歯スプライン１５の歯面１６の圧入が開始されるのと前後して、内歯スプライン２５の歯底面２８の先端部は外歯スプライン１５の歯先面１７の歯先嵌合案内面１７ａの途中に当接されて圧入が開始されされる。なおこれらの圧入が完了した状態では、各歯面嵌合案内面１６ａとこれに対応する内歯スプライン２５の各歯面２６の間、及び歯先嵌合案内面１７ａとこれに対応する歯底面２８の間には、先端面１７ｂ側に進むにつれて次第に増大する鋭いくさび形の隙間が形成されている。

上述した第１実施形態によれば、両スプライン１５，２５は、先ず各歯面１６，２６の当接位置付近における円周方向の各重なり量ｄ１，ｄ２がほゞ均一となるように中心位置及び角度が自動的に修正されるので、両スプライン１５，２５の間の中心のずれ及び円周方向の誤差は減少される。次いで内歯スプライン２５の歯面２６と外歯スプライン１５の歯面１６の歯面嵌合案内面１６ａが形成されていない部分は、当接部が局部的に塑性変形して互いに圧入されされるが、両スプライン１５，２５の各歯面１６，２６の円筒面Ｓ上付近における円周方向の各重なり量ｄ１，ｄ２がほゞ均一となっているので、その塑性変形抵抗はその値も変動も小さく安定したものとなり、この圧入の際に各部材１０，２０の各中心軸線の同軸度が低下したり、各中心軸線の間に傾きを生じたりすることは少ない。

そして、このように両スプライン１５，２５は各歯面１６，２６の間の塑性変形抵抗が変動も小さく安定し、各部材１０，２０の各中心軸線の同軸度が低下したり、各中心軸線の間に傾きを生じたりすることが少ない状態で、外歯スプライン１５の歯先面１７が内歯スプライン２５の歯底面２８に圧入されるので、両部材１０，２０の各中心軸線の同軸度及び各中心軸線の間の傾きの誤差は一層減少される。従って圧入の精度が高い２つの部材の圧入構造が得られる。

またこの第１実施形態によれば、内歯スプライン２５の歯面２６は台形の両側辺からなる平面とし、外歯スプライン１５の歯面１６は円筒面Ｓ上において内歯スプライン２５の歯面２６と締め代をもって当接し塑性変形されて圧入されるインボリュート面としており、このようにすれば両歯面１５，１６の間の当接部の幅を広くすることができるのでトルク伝達能力を大きくすることができる。

なお、上述した第１実施形態では、回転軸１０の外歯スプライン１５とギヤピース２０の内歯スプライン２５は、何れも全ての歯形がそれぞれ同一であるので、生産性がよいものが得られる。

次に図７〜図９に示す第２実施形態の説明をする。この第２実施形態は、ギヤピース（第２部材）２０Ａの内歯スプライン２５Ａだけが第１実施形態の内歯スプライン２５と異なっており、回転軸（第１部材）１０の外歯スプライン１５は第１実施形態のものと同一であるので、主としてこの相違部分についてのみ説明する。

内歯スプライン２５Ａは、第１実施形態の内歯スプライン２５と同様、ギヤピース２０Ａの内周に等角度間隔で形成されて軸線方向に延びる多数の同一形状寸法のスプライン歯を有しており、各スプライン歯は主として図８及び図９に示すように、円周方向両側の各歯面２６Ａと、各歯面２６Ａの上縁と下縁をそれぞれ連結する第１実施形態と実質的に同様な歯先面２７及び歯底面２８を有している。各歯面２６Ａは、台形の側辺により形成される先端側平面部２６Ａａと、その根本側に続く横長の長方形の側辺により形成される根本側平面部２６Ａｂよりなり、この両平面部２６Ａａ，２６Ａｂの間には稜線２６Ａｃが形成されている点が第１実施形態の各歯面２６と異なっている。この各稜線２６Ａｃは、第１実施形態と同様の両スプライン１５，２５Ａと同軸的に配置された仮想的円筒面Ｓ上に位置している。なおこの第２実施形態の歯面２６Ａの根本側平面部２６Ａｂは、長方形の側辺の代わりに、先端側平面部２６Ａａの傾斜角より大きい傾斜角の側辺を両側に有する第２の台形の側辺により形成し、先端側平面部２６Ａａとの間に稜線２６Ａｃを形成するようにしてもよい。この第２実施形態の内歯スプライン２５Ａは、歯面２６Ａの形状が歯面２６と異なるのを除き、第１実施形態の内歯スプライン２５と実質的に同じである。

圧入の際には、第１実施形態の場合と同様にしてギヤピース２０Ａ及び回転軸１０は圧入装置にセットされ、内歯スプライン２５Ａが外歯スプライン１５に向かって前進されて嵌合される。この場合も内歯スプライン２５Ａが外歯スプライン１５に向かって前進されて二点鎖線２０Ｘの位置を越えれば、前述と同様、先端面１７ｂ付近における外歯スプライン１５の歯面嵌合案内面１６ａ及び歯先嵌合案内面１７ａと内歯スプライン２５Ａの稜線２６Ａｃの先端と歯底面２８とは、それらの間の隙間が次第に減少され、次いで当接されて両部材１０，２０Ａは相対回動され、両スプライン１５，２５は円筒面Ｓ上となる歯面１６と稜線２６Ａｃの当接位置付近における円周方向の各重なり量ｄ１，ｄ２がほゞ均一となるように中心位置及び角度が自動的に修正される。次いで内歯スプライン２５Ａの稜線２６Ａｃは外歯スプライン１５の歯面１６の歯面嵌合案内面１６ａから歯面１６に嵌合され、歯面１６と稜線２６Ａｃは当接部が局部的に塑性変形して互いに圧入されされる。この第２実施形態でも、内歯スプライン２５Ａの歯面２６Ａが外歯スプライン１５の歯面１６と嵌合されるのと前後して、外歯スプライン１５の歯先面１７が内歯スプライン２５Ａの歯底面２８に圧入される。

この第２実施形態でも、前述した第１実施形態と同様、両スプライン１５，２５Ａは、先ず歯面１６と稜線２６Ａｃの当接位置付近における円周方向の各重なり量ｄ１，ｄ２がほゞ均一となるように中心位置及び角度が自動的に修正されて、両スプライン１５，２５Ａの間の中心のずれ及び円周方向の誤差は減少される。次いで内歯スプライン２５Ａの歯面２６Ａの稜線２６Ａｃと外歯スプライン１５の歯面１６は、当接部が局部的に塑性変形して互いに圧入されされるが、両スプライン１５，２５Ａの歯面１６と稜線２６Ａｃの当接位置付近における円周方向の各重なり量ｄ１，ｄ２がほゞ均一となっているので、第１の実施形態と同様、この圧入の際に各部材１０，２０Ａの各中心軸線の同軸度が低下したり、各中心軸線の間に傾きを生じたりすることは少ない。またこのような状態で外歯スプライン１５の歯先面１７が内歯スプライン２５Ａの歯底面２８に圧入され、これにより両部材１０，２０Ａの各中心軸線の同軸度及び各中心軸線の間の傾きの誤差は一層減少するので、圧入の精度が高い２つの部材の圧入構造が得られる。

またこの第２実施形態によれば、内歯スプライン２５Ａの歯面２６Ａはその稜線２６Ａｃが外歯スプライン１５の歯面１６に圧入され、両歯面１６，２６Ａの間の圧入部の幅が狭くなるので、圧入に要する力は小さくなる。しかし根本側平面部２６Ａｂは両スプラインの中心から半径方向に延びる平面に対する傾斜角が、この平面に対する第１実施形態の歯面２６の傾斜角よりも小さくなるので、トルクの伝達能力の低下は少なくなる。従って、圧入に要する力は小さいにもかかわらず、トルクの伝達能力が大きい２つの部材の圧入構造を得ることができる。

本発明によるスプラインを用いた圧入構造の第１実施形態の要部を示す部分拡大断面図である。 図１の２−２断面図である。 図１に示す第１実施形態の外歯スプラインの１つの歯を示す部分拡大斜視図である。 図１に示す第１実施形態の内歯スプラインの２つの歯を示す部分拡大斜視図である。 図１及び図２の５−５線に沿った外歯スプライン及び内歯スプラインの断面図である。 図５の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。 本発明によるスプラインを用いた圧入構造の第２実施形態の要部を示す部分拡大断面図である。 図７の８−８断面図である。 図７に示す第２実施形態の内歯スプラインの２つの歯を示す部分拡大斜視図である。 スプラインを用いた圧入構造の１つの比較例の要部を示す部分拡大断面図である。 図１０の１１−１１断面図である。 図１０に示す比較例の外歯スプラインの１つの歯を示す部分拡大斜視図である。 図１０及び図１１の１３−１３線に沿った外歯スプライン及び内歯スプラインの断面図である。 図１３の一部を拡大して示す部分拡大断面図である。 本発明によるスプラインを用いた圧入構造の第１実施形態及び比較例が適用される回転軸とギヤピースの連結構造の１例を示す側断面図である。

符号の説明

１０…第１部材（回転軸）、１５…外歯スプライン、１６…歯面、１６ａ…歯面嵌合案内面、１７…歯先面、１７ａ…歯先嵌合案内面、１７ｂ…先端面、２０，２０Ａ…第２部材（ギヤピース）、２５，２５Ａ…内歯スプライン、２６，２６Ａ…歯面、２６Ａａ…先端側平面部、２６Ａｂ根本側平面部、２６Ａｃ…稜線、２８…歯底面、Ｓ…円筒面。

Claims (4)

1. 第１部材の外周に形成した外歯スプラインを、第２部材の内周に形成した内歯スプラインに、前記外歯スプラインの歯先面が前記内歯スプラインの歯底面に圧入されるように嵌合し、前記外歯スプラインの歯面と前記内歯スプラインの歯面は、前記両スプラインと同軸的に配置された円筒面上において円周方向に締め代をもって互いに当接され円周方向に塑性変形されて圧入され、前記外歯スプラインの歯先面には、前記両スプラインの嵌合の際に最初に嵌合される前記外歯スプラインの先端面側に、同先端面に向かって進むにつれて高さが次第に減少するように緩く傾斜した歯先嵌合案内面を形成したスプラインを用いた圧入構造において、
   前記外歯スプラインの歯面の前記先端面側に、同先端面に向かって進むにつれて歯幅が次第に減少するように緩く傾斜した歯面嵌合案内面を形成し、この歯面嵌合案内面の後端位置を前記歯先嵌合案内面の後端位置よりも前記先端面側に位置させたことを特徴とするスプラインを用いた圧入構造。
2. 請求項１に記載のスプラインを用いた圧入構造において、前記内歯スプラインの歯面は平面とし、前記外歯スプラインの歯面は前記円筒面上において前記内歯スプラインの歯面と締め代をもって当接され塑性変形されて圧入される湾曲面としたことを特徴とするスプラインを用いた圧入構造。
3. 請求項１に記載のスプラインを用いた圧入構造において、前記内歯スプラインの歯面は台形の側辺により形成される先端側平面部とその根本側に続く傾斜角が前記台形より大きい第２の台形または長方形の側辺により形成される根本側平面部よりなるものとし、前記先端側平面部と根本側平面部の間の稜線が前記円筒面上において前記歯面と締め代をもって当接され塑性変形されて圧入されることを特徴とするスプラインを用いた圧入構造。
4. 請求項２または請求項３に記載のスプラインを用いた圧入構造において、前記外歯スプラインの歯面はインボリュート面としたことを特徴とするスプラインを用いた圧入構造。

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