JP2013117271A - 摺動式スプライン軸装置 - Google Patents

Abstract

【課題】プラグ取付部位がねじり変形したとしても潤滑油の漏出を抑制できる摺動式スプライン軸装置を提供することを目的とする。
【解決手段】筒部１１の貫通孔１１ａのうち雌スプライン１１ｂよりヨーク１２側の開口部を閉塞するプラグ３０は、貫通孔１１ａの内周面を径方向外方へ押圧する環状弾性体３１と、環状弾性体３１の径方向内方に固定され、環状弾性体３１の径方向内方への変形を規制する補強部材３２とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、摺動式スプライン軸装置に関するものである。

例えば、実開平４−９０１７６号公報（特許文献１）などに、車両のプロペラシャフトなどの駆動力伝達軸として、軸方向に摺動可能な構成とするためにスプライン嵌合させることが記載されている。スプライン嵌合部の摺動性を確保するために、スプライン嵌合部には潤滑油などが封入されている。そのため、雌スプラインの開口部を閉塞するプラグが溶接により固定されている。

実開平４−９０１７６号公報

ここで、駆動力を伝達する際に、摺動式スプライン軸装置にはトルクがかかる。従って、プラグの溶接箇所を局所的に見た場合に、当該溶接箇所の軸方向範囲において、ねじり変形する。そのため、溶接部位に亀裂が生じて、内部に封入している潤滑油が漏出するおそれがある。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、プラグ取付部位がねじり変形したとしても潤滑油の漏出を抑制できる摺動式スプライン軸装置を提供することを目的とする。

（請求項１）本発明に係る摺動式スプライン軸装置は、軸方向の貫通孔を有し当該貫通孔の内周面に雌スプラインを有する筒部と、前記筒部の軸方向一端に一体的に形成されたヨークと、を備えるヨークシャフトと、前記雌スプラインに対して軸方向に摺動可能かつ回転規制されるように嵌合する雄スプラインを外周面に有し、前記筒部の貫通孔のうち前記ヨークと反対側から挿入される軸部材と、前記貫通孔のうち前記雌スプラインより前記ヨーク側の開口部を閉塞するプラグと、を備え、前記プラグは、前記貫通孔の内周面を径方向外方へ押圧する環状弾性体と、前記環状弾性体の径方向内方に固定され、前記環状弾性体の径方向内方への変形を規制する補強部材と、を備える。

（請求項２）また、前記貫通孔の内周面のうち前記雌スプラインより前記ヨーク側に環状溝が形成され、前記環状弾性体は、前記環状溝の溝底面を径方向外方へ押圧し、前記環状溝に対して軸方向に係合するようにしてもよい。
（請求項３）また、前記補強部材の軸直交方向断面形状は、Ｃ字形状に形成されるようにしてもよい。

（請求項１）本発明によれば、プラグの外周側を環状弾性体により形成し、当該環状弾性体がヨークシャフトの内周面を押圧している。環状弾性体はそれ自体の弾性変形を許容できるため、ヨークシャフトのうち環状弾性体を取り付ける部位がねじれ変形したとしても、環状弾性体はヨークシャフトのねじれ変形に追従することができる。従って、本発明によれば、従来の溶接によるプラグの接合の場合のように溶接部位に亀裂が生じて潤滑油が漏出するということを防止できる。

また、仮にプラグが環状弾性体のみにより形成されている場合には、環状弾性体によるヨークシャフトの内周面への押圧力が十分に確保できないおそれがある。そこで、本発明によれば、補強部材を環状弾性体の径方向内方に固定している。この補強部材により、環状弾性体の径方向内方への変形を規制することができる。その結果、環状弾性体をヨークシャフトの内周面に対して径方向外方へ押圧する状態を維持できる。このように、環状弾性体と補強部材とを備えるプラグにより、プラグとヨークシャフトとの間から潤滑油の漏出を確実に防止できる。

（請求項２）また、プラグの環状弾性体は、ヨークシャフトの環状溝の溝底面を径方向外方へ押圧し、環状溝に対して軸方向に係合している。つまり、環状弾性体がヨークシャフトの内周面の環状溝に嵌め入れられている。環状弾性体を環状溝に対して軸方向に係合させることで、プラグがヨークシャフトから脱落することを防止できる。また、プラグの環状弾性体が環状溝の溝底面を径方向外方へ押圧することで、プラグとヨークシャフトとの間から潤滑油が漏出することを防止できる。
（請求項３）補強部材をＣ字形状とすることで、プラグを筒部に取り付ける際に補強部材が縮径する。従って、プラグを筒部に容易に取り付けることができる。

第一実施形態：摺動式スプライン軸装置の軸方向断面図である。 図１の摺動式スプライン軸装置を構成するプラグの径方向断面図である。 図２のプラグの軸方向拡大断面図である。 第二実施形態：摺動式スプライン軸装置の軸方向断面図である。 図４の摺動式スプライン軸装置を構成するプラグの径方向断面図である。

＜第一実施形態＞
第一実施形態の摺動式スプライン軸装置について、図１〜図３を参照して説明する。摺動式スプライン軸装置は、例えば、自動車のプロペラシャフトなどに適用され、エンジンなどの駆動源により発生されたトルクを車輪側へ伝達する。この摺動式スプライン軸装置は、ヨークシャフト１０と、軸部材２０と、プラグ３０とを備えて構成される。

ヨークシャフト１０は、筒部１１と、当該筒部１１の軸方向一端に一定的に形成されたヨーク１２とを備える。筒部１１は、ほぼ円筒形状、すなわち軸方向に貫通する貫通孔１１ａを有する。また、筒部１１の貫通孔１１ａの内周面には、雌スプライン１１ｂを有する。ここで、貫通孔１１ａのうち軸方向一端側（図１の右側）には、雌スプライン１１ｂが形成されていない部分がある。さらに、貫通孔１１ａの内周面のうち雌スプライン１１ｂよりヨーク１２側に環状溝１１ｃが形成されている。この環状溝１１ｃの内径は、雌スプライン１１ｂの溝底直径より大きく形成されている。

ヨーク１２は、ユニバーサルジョイントの一部を構成する。一般に、ユニバーサルジョイントは、一対のヨークとこれらを回転可能に支持する十字軸とを備える。つまり、当該ヨーク１２が、他のヨークに対して所定角度を維持した状態で回転可能となる。そして、ヨークシャフト１０を構成するヨーク１２は、軸方向一方側（図１の右側）に開口するＵ字形状に形成されている。つまり、ヨーク１２の底部付近に、筒部１１の環状溝１１ｃが形成されている。

軸部材２０は、例えば、エンジンなどの出力側の軸部材を構成し、エンジンなどの駆動源のトルクが伝達される。この軸部材２０は、ヨークシャフト１０に対して軸方向に相対的に摺動可能であり、かつ、回転規制される。具体的には、軸部材２０は、先端側の外周面に雄スプライン２１を備える。この雄スプライン２１は、雌スプライン１１ｂに対して軸方向に摺動可能かつ回転規制されるように嵌合する。また、軸部材２０は、筒部１１の貫通孔１１ａのうちヨーク１２とは反対側（図１の左側）から挿入される。

プラグ３０は、円盤状に形成されており、環状溝１１ｃに嵌め込まれている。つまり、プラグ３０は、筒部１１の貫通孔１１ａのうち雌スプライン１１ｂよりヨーク１２側の開口部を閉塞する。このプラグ３０は、スプライン嵌合部に充填された潤滑油の漏出を防止する。プラグ３０は、環状弾性体３１と、補強部材３２と、中心弾性体３３とを備える。

環状弾性体３１は、ゴム弾性体により環状に形成されている。環状弾性体３１の外径は、筒部１１の環状溝１１ｃの溝底径より僅かに大きく形成されている。つまり、環状弾性体３１は、貫通孔１１ａの内周面のうち環状溝１１ｃの溝底面を径方向外方へ押圧する状態となる。

補強部材３２は、環状弾性体３１の径方向内方に固定されており、環状弾性体３１の径方向内方への変形を規制する。この補強部材３２は、樹脂または金属により、Ｃ字形状に形成されている。従って、補強部材３２は、縮径可能な形状に形成されている。この補強部材３２の外接円直径は、環状溝１１ｃの溝開口部の内径より小さく形成されている。そして、補強部材３２の外周側に環状弾性体３１が接合されることにより、補強部材３２と環状弾性体３１とが一体的に形成されている。

中心弾性体３３は、Ｃ字形状の補強部材３２の径方向内方領域を閉塞するように形成されている。つまり、中心弾性体３３が圧縮変形することにより、補強部材３２の縮径を僅かに許容することができる。この中心弾性体３３は、環状弾性体３１と同一材質により一体的に形成されている。

次に、プラグ３０を環状溝１１ｃへ取り付ける際のプラグ３０の動作について説明する。プラグ３０は、ヨーク１２側から貫通孔１１ａの環状溝１１ｃに嵌め入れる。ここで、プラグ３０の外径、すなわち環状弾性体３１の外径は、環状溝１１ｃの溝底径より僅かに大きく形成されている。つまり、プラグ３０の外径は、環状溝１１ｃの溝開口部の内径よりも当然に大きい。

従って、環状弾性体３１を縮径させる必要がある。環状弾性体３１を縮径させるとき、中心弾性体３３を圧縮変形させることにより、Ｃ字形状の補強部材３２も縮径させる。そうするとことで、プラグ３０を環状溝１１ｃに嵌め入れることができる。

次に、摺動式スプライン軸装置の動作について説明する。エンジンなどの駆動源のトルクが軸部材２０に伝達される。軸部材２０の回転によって、軸部材２０の雄スプライン２１に嵌合する雌スプライン１１ｂの部位が回転する。そうすると、雌スプライン１１ｂに一体的な筒部１１の他の部位およびヨーク１２が回転する。

ここで、雄スプライン２１から雌スプライン１１ｂにトルクが伝達されると、筒部１１のうち雌スプライン１１ｂの部位からヨーク１２側の部位にトルクが伝達されることで、筒部１１がねじれ変形する。環状溝１１ｃの部位を局所的に見ると、環状溝１１ｃにおける軸方向一端側（図３における「Ａ」）と軸方向他端側（図３における「Ｂ」）との間でねじり変形している。

環状溝１１ｃの溝底面には、プラグ３０の環状弾性体３１が当接している。環状弾性体３１は弾性変形を許容できる。そのため、トルク伝達に伴って環状溝１１ｃが軸方向においてねじり変形したとしても、当該ねじり変形に環状弾性体３１が追従して変形することができる。従って、環状溝１１ｃが軸方向においてねじり変形したとしても、環状弾性体３１の外周面は環状溝１１ｃの溝底面に当接した状態を維持する。これにより、当該部位から潤滑油の漏出を防止できる。

また、補強部材３２が環状弾性体３１の径方向内方への変形を規制している。そのため、環状弾性体３１の外周面は、環状溝１１ｃの溝底面を径方向外方へ押圧する状態となっている。このように、環状弾性体３１は、環状溝１１ｃの溝底面に当接した状態であって、かつ、溝底面を径方向外方へ押圧した状態を維持できる。従って、潤滑油の漏出を確実に防止できる。

さらに、プラグ３０の環状弾性体３１は、環状溝１１ｃに対して軸方向に係合している。つまり、環状弾性体３１が環状溝１１ｃに嵌め入れられている。環状弾性体３１を環状溝１１ｃに対して軸方向に係合させることで、プラグ３０がヨークシャフト１０から脱落することを防止できる。

＜第二実施形態＞
第二実施形態における摺動式スプライン軸装置について、図４および図５を参照して説明する。第二実施形態の摺動式スプライン軸装置は、第一実施形態の摺動式スプライン軸装置に対して、プラグ１３０が相違する。第二実施形態の摺動式スプライン軸装置において、第一実施形態の摺動式スプライン軸装置と同一構成については同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

プラグ１３０は、円盤状に形成されており、環状溝１１ｃに嵌め込まれている。このプラグ１３０は、第一実施形態の環状弾性体３１と同様の環状弾性体３１と、補強部材１３２とを備える。補強部材１３２は、樹脂または金属により、円盤状に形成されている。そして、補強部材１３２の外周面に環状弾性体３１が接合されることにより、補強部材１３２は、環状弾性体３１の径方向内方への変形を規制する。

本実施形態におけるプラグ１３０によれば、トルク伝達に伴って環状溝１１ｃが軸方向においてねじり変形したとしても、当該ねじり変形に環状弾性体３１が追従して変形することができる。従って、環状溝１１ｃが軸方向においてねじり変形したとしても、環状弾性体３１の外周面は環状溝１１ｃの溝底面に当接した状態を維持する。これにより、当該部位から潤滑油の漏出を防止できる。

＜その他＞
なお、上記実施形態においては、筒部１１に環状溝１１ｃを形成して、当該環状溝１１ｃにプラグ３０，１３０を嵌め入れることとした。この他に、筒部１１に環状溝１１ｃを形成せずに、プラグ３０，１３０を圧入により固定することもできる。ただし、環状溝１１ｃにプラグ３０，１３０を嵌め入れる方が、プラグ３０，１３０の脱落防止効果は高い。

１０：ヨークシャフト、 １１：筒部、 １１ａ：貫通孔、 １１ｂ：雌スプライン、 １１ｃ：環状溝、 １２：ヨーク、 ２０：軸部材、 ２１：雄スプライン、 ３０，１３０：プラグ、 ３１：環状弾性体、 ３２，１３２：補強部材、 ３３：中心弾性体

Claims (3)

1. 軸方向の貫通孔を有し当該貫通孔の内周面に雌スプラインを有する筒部と、前記筒部の軸方向一端に一体的に形成されたヨークと、を備えるヨークシャフトと、
   前記雌スプラインに対して軸方向に摺動可能かつ回転規制されるように嵌合する雄スプラインを外周面に有し、前記筒部の貫通孔のうち前記ヨークと反対側から挿入される軸部材と、
   前記貫通孔のうち前記雌スプラインより前記ヨーク側の開口部を閉塞するプラグと、
   を備え、
   前記プラグは、
   前記貫通孔の内周面を径方向外方へ押圧する環状弾性体と、
   前記環状弾性体の径方向内方に固定され、前記環状弾性体の径方向内方への変形を規制する補強部材と、
   を備える摺動式スプライン軸装置。
2. 請求項１の摺動式スプライン軸装置において、
   前記貫通孔の内周面のうち前記雌スプラインより前記ヨーク側に環状溝が形成され、
   前記環状弾性体は、前記環状溝の溝底面を径方向外方へ押圧し、前記環状溝に対して軸方向に係合する。
3. 請求項１または２の摺動式スプライン軸装置において、
   前記補強部材の軸直交方向断面形状は、Ｃ字形状に形成される。

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