JP2010169189A

JP2010169189A - 回転軸の締結構造

Info

Publication number: JP2010169189A
Application number: JP2009012211A
Authority: JP
Inventors: Masaru Honda; 賢本田; Kazuaki Amano; 和明天野
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2009-01-22
Filing date: 2009-01-22
Publication date: 2010-08-05

Abstract

【課題】２つの回転軸の端面を互いに突き当てて１つの回転軸として構成することができる、軽量化の図られた新規な回転軸の締結構造を提供する。
【解決手段】本発明は、第一回転軸1の端面1aから突出し当該回転軸1の先端部を形作る嵌合凸部2と、第二回転軸5の端面5aに開口し嵌合凸部２を回り止め保持する嵌合凹部8と、第一回転軸1の外周に嵌合する嵌合孔3aを有し当該回転軸1の軸線O方向に位置決めされるセンターリングブロック3と、当該ブロック3の外周面3bと接触可能な傾斜面9bを有し第二回転軸5に対して進退可能に螺着されるスリーブ部材9とを備え、スリーブ部材9の内周面のうち、ブロック3との接触面9bと、ブロック3の接触面3bとをそれぞれ、同一方向に傾斜させると共に、互いの傾斜角度A₁,A₂を異ならせることで、スリーブ部材9の前進又は後退により、スリーブ部材9の傾斜面側最内周側端縁9eがブロック3の接触面3bに対して軸線O周りに線接触して第一回転軸1及び第二回転軸5の芯出しを可能にする。
【選択図】図１

Description

本発明は、２つの回転軸の端面を互いに突き当てて１つの回転軸として構成するための締結構造に関するものである。

例えば、車両の駆動系では、プロペラシャフトとファイナルドライブギアとを締結する場合、両者の突き当て端部にそれぞれフランジを設け、これらのフランジの端面を合せることが一般的である（例えば、特許文献１参照）。

特開２０００−１６８６１８号公報

しかしながら、こうした従来の締結構造は、プロペラシャフト及びファイナルドライブギアにそれぞれフランジを設け、当該フランジ間をボルト及びナットで締結する必要があるため、軽量化の点において改善の余地があった。

本発明の目的とするところは、軽量化の図られた新規な回転軸の締結構造を提供することにある。

本発明は、第一回転軸の端面から当該第一回転軸の先端部を形作る嵌合凸部を突出させる一方、第一回転軸の外周にセンターリングブロックを設け、当該第一回転軸の嵌合凸部を、第二回転軸の端面に開口し前記嵌合突起を回り止め保持する嵌合凹部に嵌合させると共に、当該センターリングブロックの外周面と接触可能な内周面を有し第二回転軸に対してスリーブ部材を進退可能に螺着させ、
当該スリーブ部材の内周面のうち、センターリングブロックとの接触面と、センターリングブロックの外周面のうち、スリーブ部材との接触面とをそれぞれ、同一方向に傾斜させることで、前記スリーブ部材の前進又は後退により、スリーブ部材の接触面をセンターリングブロックの接触面に押圧させて第一回転軸及び第二回転軸の芯出しを可能とする。

本発明によれば、２つの回転軸にそれぞれ設けるべきフランジと、これらを一体に締結するボルト及びナットに代表される締結要素とに替えて、一方の回転軸に設けた嵌合凸部を他方の回転軸に設けた嵌合凹部に嵌合させることで両回転軸を連結するため、２つの回転軸の連結にあたり実質的な重量増加はなく、実質的な重量増加は、センターリングブロック及びスリーブ部材で済む。従って、本発明によれば、軽量化の図られた新規な回転軸の締結構造を提供することができる。

また、本発明では、スリーブ部材を第二回転軸に更にねじ込めば、嵌合凸部及び嵌合凹部の嵌合状態を保ちつつ、スリーブ部材の接触面をセンターリングブロック３の接触面に沿って押圧させることができる。即ち、本発明によれば、スリーブ部材を用いることでセンターリングブロックを介しての芯出し（調芯）が可能となる。このため、嵌合凸部と嵌合凹部との組み付け作業性を向上させるべく、第一回転軸と第二回転軸との間に遊び（ガタ）を設けても、芯ずれに伴うアンバランスが抑制されることから、静穏性能が向上する。

本発明を採用した車両のプロペラシャフトとファイナルドライブ装置との連結構造を模式的に示す要部側面図である。本発明の一形態である、ピニオンギアとクロスグルーブ形継手との締結構造の上半分側を模式的に示す拡大断面図である。図２の領域Ｘを示す拡大図である。同形態における締結作業を模式的に説明する要部斜視図である。同形態における締結作業を模式的に説明する他の要部斜視図である。

以下、図面を参照して、本発明である、回転軸の締結構造を詳細に説明する。

本形態は、図１に示すように、車両に搭載されたプロペラシャフトＰとファイナルドライブ装置Ｆ_Dとを連結するにあたり、クロスグルーブ形継手Ｃを用いてファイナルドライブ装置Ｆ_DのピニオンギアＧ_pに連結するものである。

符号１は、ピニオンギアＧ_pを備える第一回転軸である。ピニオンギアＧ_pは、ファイナルドライブギア装置Ｆ_Dの入力要素である。符号２は、第一回転軸１の端面１ａから突出し当該第一回転軸１の先端部を形作る嵌合凸部である。嵌合凸部２は、円筒形をなし、その外周面には、軸線Ｏ周りを全周に亘って、当該軸線Ｏに沿って伸びる複数のスプライン突起２ａが形成されている。

また、第一回転軸１は、小径部１ｂと大径部１ｃとからなる。これにより、第一回転軸１の端面１ａに隣接する位置には、軸線Ｏ周りに環状の段差Ｓが形成されている。

符号３は、小径部１ｂの外周に嵌合する嵌合孔３ａを有し軸線Ｏ方向に位置決めされるセンターリングブロックである。センターリングブロック３は、円錐台の部材であって、図３に示す如く、その外周面３ｂが軸線Ｏに対して角度Ａ₁で傾斜した傾斜面としてなる。

また、センターリングブロック３は、図２等に示すように、第一回転軸１の先端部（嵌合凸部２）に向かうに従って傾斜角Ａ₁が大きくなる向きに小径部１ｂに挿入し、その一端面（小径面）３ｃを大径部１ｃ側の端面１ｄに突き当てて大径部１ｃに対して位置決めする一方、その他端面（大径面）３ｄをスナップリングに代表される係止部材４で小径部１ｂに対して位置決めする。

符号５は、第一回転軸１との突き当てにより締結される第二回転軸である。第二回転軸５は、クロスグルーブ形継手Ｃのインナーレースを構成する。第二回転軸５の外周面には、図２に示すように、軸線Ｏ周りに複数配置されたボール６を介して、クロスグルーブ形継手Ｃのアウターレース７が軸線Ｏ周りに回転可能に設けられている。また、第二回転軸５の外周面には、その端面５ａに接するようにねじ部５ｂが形成されている。

アウターレース７は、プロペラシャフトＰの出力端に連結されている。これにより、プロペラシャフトＰは、クロスグルーブ形継手Ｃを介してファイナルドライブギア装置Ｆ_Dに駆動結合される。

符号８は、第二回転軸５の端面５ａに開口し嵌合突起２を回り止め保持する嵌合凹部である。嵌合凹部８は、円筒形をなし、その内周面には、軸線Ｏ周りを全周に亘って、当該軸線Ｏに沿って伸びるスプライン溝８ａが形成されている。これにより、図４に示すように、嵌合凸部２を嵌合凹部８に嵌合させれば、第一回転軸１及び第二回転軸５は互いに回り止め保持された状態になる。

符号９は、第一回転軸１及び第二回転軸５を取り囲む内周面を有するスリーブ部材としての締結ナットである。締結ナット９の内周面には、第二回転軸５のねじ部５ｂに螺着されるねじ部９ａが形成されている。これにより、締結ナット９は、軸線Ｏ周りに時計回り又は反時計回りに回転させることで、第一回転軸１及び第二回転軸５に対して軸線Ｏに沿って進退させることができる。

また、締結ナット９の内周面の一部は、センターリングブロック３の外周面（以下、「ブロック側傾斜面」）３ｂと接触可能な傾斜面（接触面）９ｂとしてなる。この傾斜面（以下、「ナット側傾斜面」）９ｂは、ブロック側傾斜面３ｂと同一方向に、軸線Ｏに対して角度Ａ₂で傾斜している。

特に、本形態では、図３に示すように、締結ナット９の傾斜角度（以下、「ナット側傾斜角度」）Ａ₂がセンターリングブロック３の傾斜角度（以下、「ブロック側傾斜角度」）Ａ₁よりも大きくなるように、ブロック側傾斜角度Ａ₁とナット側傾斜角度Ａ₂とを異ならせている。このため、締結ナット９とセンターリングブロック３とが接触するときは、実質、図３に示すように、ナット側傾斜面９ｂの最内周側端縁９ｅが、ブロック側傾斜面３ｂに対して軸線Ｏ周りに環状に接触する線接触となる。

次に、本形態の組み付け工程を説明する。

先ず、第一回転軸１に締結ナット９を通した状態で、センターリングブロック３を第一回転軸１の小径部１ｂに圧入することで、第一回転軸１に対してセンターリングブロック３を固定する。次いで、第一回転軸１の小径部１ｂに係止部材４を装着することで、センターリングブロック３を軸線Ｏに対して位置決めすると共に抜け止め保持する。これにより、図４に示すように、締結ナット９を有するユニットとして第一回転軸１側を構成する。

第一回転軸１側をユニット化した後は、嵌合凸部２を第二回転軸５の嵌合凹部８に差し込み、その後、締結ナット９を軸線Ｏ周りに時計回り又は反時計回りに回転させることで、当該締結ナット９を第二回転軸５にねじ込む。これにより、締結ナット９がアウターレース７（プロペラシャフトＰ）側に前進して、ナット側傾斜面９ｂの最内周側端縁９ｅがブロック側傾斜面３ｂと接触すれば、第一回転軸１及び第二回転軸５は、互いに軸線Ｏに対して抜け止め保持された状態で締結される。

かかる構成によれば、従来のように、第一回転軸１及び第二回転軸５にそれぞれ設けるべきフランジと、これらを一体に締結するボルト及びナットに代表される締結要素とに替えて、第一回転軸１に設けた嵌合凸部２を第二回転軸５に設けた嵌合凹部８に嵌合させることで両回転軸１，５を連結するため、２つの回転軸１，５の連結にあたり実質的な重量増加はなく、実質的な重量増加は、センターリングブロック３及び締結ナット９で済む。従って、本形態の締結構造によれば、軽量化の図ることができる。

また、本形態では、締結ナット９を第二回転軸５に更にねじ込めば、嵌合凸部２及び嵌合凹部８の嵌合状態を保ちつつ、ナット側傾斜面９ｂの最内周側端縁９ｅをブロック側傾斜面３ｂに沿って押圧させることができる。即ち、本発明によれば、締結ナット９を用いることでセンターリングブロック３を介しての、第一回転軸１と第二回転軸５との間の芯出し（調芯）が可能となる。このため、第一回転軸１と第二回転軸５との組み付け作業性を向上させるべく、嵌合凸部２と嵌合凹部８との間に遊び（ガタ）を設けても、車体に載置した場合における、芯ずれに伴うアンバランスが抑制されることから、静穏性能が向上する。

特に、本形態では、上述したとおり、ナット側傾斜角度Ａ₂がブロック側傾斜角度Ａ₁よりも大きいことから、締結ナット９とセンターリングブロック３とが接触するときは、実質、ナット側傾斜面９ｂの最内周側端縁９ｅが、センターリングブロック３の傾斜面３ｂに対して軸線Ｏ周りに環状に接触する線接触となる。

この場合、ナット側傾斜面９ｂとブロック側傾斜面３ｂとで面接触する場合に比べて、締結ナット９とセンターリングブロック３との接触面積が減少するため、万が一、スプライン突起２ａ又はスプライン溝８ａが破損する等した場合、締結ナット９とセンターリングブロック３との接触部では滑りを生じるため、第一回転軸１と第二回転軸５とは互いに空転することで、当該破損を検知することができる。

加えて、本形態の如く、ナット側傾斜角度Ａ₂がブロック側傾斜角度Ａ₁よりも大きい場合、締結ナット９とセンターリングブロック３との接触部における半径（以下、「接触部半径」）Ｒが、図３に示すように、ナット側傾斜面９ｂにおける最内周側端縁９ｅの内径側半径になることで、当該接触部半径Ｒが小さくなるように設定している。

この場合、締結ナット９とセンターブロック３とが面接触する場合に比べて接触部半径Ｒが減少することで、万が一、スプライン破損が生じて、ナット側傾斜面９ｂの最内周側端縁９ｅからブロック側傾斜面３ｂにトルクが伝達されることになっても、当該最内周側端縁９ｅからは大きなトルクが伝達できなくなるため、スプライン破損時において第一回転軸１に高いトルクが伝達されることに起因する、二次的な不具合をも防止できる。

加えて、本形態の如く、センターリングブロック３が、第一回転軸１の外周に嵌合する嵌合孔３ａを有し当該第一回転軸１と別体に構成されるものであって、その軸線Ｏ方向に位置決めをスナップリングに代表される係止部材４で行うものとすれば、同形態のセンターリングブロック３のように、当該センターリングブロック３の外径寸法が締結ナット９の内径寸法よりも大きいときでも、上述した工程を経て組み付ければ、同形態の締結構造を実現することができる。

上述したところは、本発明の好適な形態を示したものであるが、特許請求の範囲内において、種々の変更を加えることができる。本発明に従えば、嵌合凸部を嵌合凹部で回り止め保持する構成に関しては、スプライン嵌合に限定されることなく、単なる突起と溝との関係とすることもできる。また、本発明の締結構造は、プロペラシャフトＰとファイナルドライブギア装置Ｆ_Dとの間の連結に用いることができる。即ち、本発明の締結構造は、２つの回転軸の端面を互いに突き当てて１つの回転軸として構成するもの全般に採用することができる。

１第一回転軸
１ａ第一回転軸端面
１ｂ小径部
１ｃ大径部
１ｄ大径部側の端面
２嵌合凸部
２ａスプライン突起
３センターリングブロック
３ａ嵌合孔
３ｂセンターリングブロックの傾斜外周面（接触面）
４係止部材（スナップリング）
５第二回転軸（継手インナーレース）
５ａ第二回転軸端面
５ｂねじ部
６ボール
７継手アウターレース
８嵌合凹部
８ａスプライン溝
９締結ナット（スリーブ部材）
９ａねじ部
９ｂ締結ナットの内周面側接触面（傾斜面）
９ｅ締結ナットの傾斜面側最内周側端縁
Ａ₁ センターリングブロックの傾斜角度
Ａ₂ 締結ナットの傾斜角度

Claims

第一回転軸の端面から突出し当該第一回転軸の先端部を形作る嵌合凸部と、第二回転軸の端面に開口し前記嵌合凸部を回り止め保持する嵌合凹部と、第一回転軸の外周に設けたセンターリングブロックと、当該センターリングブロックの外周面と接触可能な内周面を有し第二回転軸に対して進退可能に螺着されるスリーブ部材とを備え、
当該スリーブ部材の内周面のうち、センターリングブロックとの接触面と、センターリングブロックの外周面のうち、スリーブ部材との接触面とをそれぞれ、同一方向に傾斜させることで、前記スリーブ部材の前進又は後退により、スリーブ部材の接触面をセンターリングブロックの接触面に押圧させて第一回転軸及び第二回転軸の芯出しを可能にしたことを特徴とする、回転軸の締結構造。
請求項１において、スリーブ部材の接触面における最内周側端縁がセンターリングブロックの接触面に対して軸線周りに線接触するように、スリーブ部材の傾斜角度とセンターリングブロックの傾斜角度とを異ならせたことを特徴とする、回転軸の締結構造。
請求項１又は２において、センターリングブロックは、第一回転軸の外周に嵌合する嵌合孔を有し当該第一回転軸の軸線方向に位置決めされるものであることを特徴とする、回転軸の締結構造。