JP2017053395A - 動力伝達構造 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動軸１と回転軸２とをスプライン嵌合した動力伝達構造において、前記スプライン嵌合部分での歯打ち音の発生を安定して抑制できるようにする。
【解決手段】駆動軸１の内周面に第１位置決め溝１２が設けられ、回転軸２の内周面の第２位置決め溝２２が設けられている。弾性連結部材４の長手方向一端側が駆動軸１の第１位置決め溝１２に嵌合することにより駆動軸１と一体回転可能に連結されている。弾性連結部材４の長手方向の他端側が回転軸２の第２位置決め溝２２に嵌合することにより回転軸２と一体回転可能に連結されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、駆動軸と回転軸とをスプライン嵌合した動力伝達構造に関する。

例えば特許文献１には、モータのロータ軸の内周に駆動軸をスプライン嵌合し、前記ロータ軸の内スプラインと前記駆動軸の外スプラインとの衝突音つまり歯打ち音を低減するために、前記駆動軸の外周にＯリングなどの環状の弾性部材を装着し、この弾性部材を前記ロータ軸の内周面に押し潰した状態にすることが記載されている。

特開２０１１−２１４６４６号公報

上記特許文献１では、前記内スプラインと前記外スプラインとの回転方向の相対的な位置を定めることができないために、歯打ち音を低減する効果にばらつきがあることが懸念される。

このような事情に鑑み、本発明は、駆動軸と回転軸とをスプライン嵌合した動力伝達構造において、前記スプライン嵌合部分での歯打ち音の発生を安定して抑制できるようにするものである。

本発明に係る動力伝達構造は、内孔を有し、内周面に第１位置決め溝を有する駆動軸と、この駆動軸にスプライン嵌合されるとともに前記駆動軸の内孔と連通する内孔を有し、内周面に第２位置決め溝を有する回転軸と、前記駆動軸の内孔と前記回転軸の内孔との両方に跨って挿入され、かつ長手方向一端側が前記駆動軸の前記第１位置決め溝に嵌合することにより前記駆動軸と一体回転可能に連結し、また長手方向の他端側が前記回転軸の前記第２位置決め溝に嵌合することにより前記回転軸と一体回転可能に連結される弾性連結部材とを含む、ことを特徴としている。

この構成において、無負荷時には、前記弾性連結部材の長手方向一端側に前記駆動軸を連結して前記弾性連結部材の長手方向他端側に前記回転軸を連結することにより前記駆動軸と前記回転軸との回転方向の相対位置を定めることが可能になるので、前記駆動軸のスプラインと前記回転軸のスプラインとの回転方向の相対位置を定めることができるようになる。これにより、組み付け毎に前記駆動軸のスプラインと前記回転軸のスプラインとの回転方向の相対位置がばらつくことを防止できるようになる。

そして、前記駆動軸からの回転動力の入力に伴い、前記弾性連結部材が弾性的に捩り変形させられることになって前記回転動力を前記回転軸に緩衝して伝達させるようになるので、前記回転動力の伝達過程において前記駆動軸のスプラインが前記回転軸のスプラインにゆっくり衝突するようになる。また、前記回転動力の変動が小さい場合には、前記弾性連結部材による緩衝により前記回転軸のスプラインには伝達されなくなる。これにより、前記衝突時の衝撃が緩和されることになって、歯打ち音の発生が抑制されるようになる。

このように、無負荷時に前記駆動軸のスプラインと前記回転軸のスプラインとの回転方向の相対位置を定めたうえで、前記駆動軸からの回転動力の入力時に前記駆動軸のスプラインを前記回転軸のスプラインにゆっくり衝突させるように工夫しているので、前記スプライン嵌合部分での歯打ち音の発生を安定して抑制できる結果となる。

ところで、前記弾性連結部材は、棒状のトーションバーとすることができる。ここでは、前記弾性連結部材の形状を特定している。

本発明は、駆動軸と回転軸とをスプライン嵌合した動力伝達構造において、前記スプライン嵌合部分での歯打ち音の発生を安定して抑制することができる。

本発明に係る動力伝達構造の一実施形態を示す断面図である。 図１の動力伝達構造を分解した状態を示す斜視図である。 図１の（３）−（３）線断面の矢視図である。 図１の（４）−（４）線断面の矢視図である。 本発明に係る動力伝達構造の他の実施形態を示す断面図である。 図５の動力伝達構造を分解した状態を示す斜視図である。 図５の（７）−（７）線断面の矢視図である。 図５の（８）−（８）線断面の矢視図である。 本発明に係る動力伝達構造の他の実施形態を示す断面図である。 図９の動力伝達構造を分解した状態を示す斜視図である。 図９の（１１）−（１１）線断面の矢視図である。 図９の（１２）−（１２）線断面の矢視図である。 本発明に係る動力伝達構造の他の実施形態を示す断面図である。 図１３の動力伝達構造を分解した状態を示す斜視図である。 図１３の（１５）−（１５）線断面の矢視図である。 図１３の（１６）−（１６）線断面の矢視図である。

以下、本発明を実施するための最良の実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。

図１から図４に、本発明の一実施形態を示している。図中、１は駆動軸、２は回転軸である。

駆動軸１および回転軸２は、円筒形状に形成されており、駆動軸１の軸方向端部側の外周には外スプライン１１が設けられており、回転軸２の軸方向端部側の内周には内スプライン２１が設けられている。

これら駆動軸１および回転軸２は、転がり軸受３を介して不図示のケースなどに軸方向不動に位置決めされるとともに回転自在となるように支持されている。

駆動軸１の軸方向端部側が回転軸２の内孔の軸方向端部側に挿入されることによって、駆動軸１の外スプライン１１が回転軸２の内スプライン２１に嵌合されるようになっているとともに、駆動軸１の内孔と回転軸２の内孔とが連通連結されている。

この実施形態では、内径側に位置する駆動軸１の外スプライン１１が外径側に位置する回転軸２の内スプライン２１に衝突するとき、あるいは回転軸２の内スプライン２１が駆動軸１の外スプライン１１に衝突するときに、それぞれ歯打ち音の発生を安定して抑制できるように工夫している。

そこで、駆動軸１の内孔と回転軸２の内孔との両方に跨って、弾性連結部材４を挿入するようにしている。

弾性連結部材４は、例えば棒状のトーションバーとされる。この弾性連結部材４の長手方向一端側は駆動軸１の内孔に一体回転可能に連結されており、また、長手方向他端側は回転軸２の内孔に一体回転可能に連結されている。

詳しくは、弾性連結部材４の長手方向一端側には長手方向中間領域よりも大径の大径軸部４１が設けられている。この大径軸部４１の外形形状は円形とされており、その外周面において１８０度対向する２ヶ所にはキー溝４３が設けられている。

また、弾性連結部材４の長手方向他端側には前記長手方向一端側よりも大径の鍔部４２が設けられている。この鍔部４２の外形形状は円形とされており、その外周面において１８０度対向する２ヶ所には、キー溝４４が設けられている。

一方、駆動軸１の内周面において１８０度対向する２ヶ所には、第１位置決め溝としてのキー溝１２が設けられている。また、回転軸２の内周面において１８０度対向する２ヶ所には、第２位置決め溝としてのキー溝２２が設けられている。

そして、弾性連結部材４の大径軸部４１のキー溝４３と鍔部４２のキー溝４４とにそれぞれキー部材５，６を径方向から圧入嵌合しておき、弾性連結部材４の鍔部４２を回転軸２の内孔にルーズフィット状態で嵌合しながら、弾性連結部材４の鍔部４２のキー溝４４に圧入嵌合したキー部材６を回転軸２のキー溝２２に軸方向から圧入嵌合することによって、弾性連結部材４を回転軸２に円周方向ならびに軸方向に固定させて一体回転可能な状態にさせる。

その後、駆動軸１の外スプライン１１を回転軸２の内スプライン２１に嵌合させながら、弾性連結部材４の大径軸部４１のキー溝４３に圧入嵌合しているキー部材５を駆動軸１のキー溝１２に軸方向から圧入嵌合することによって、弾性連結部材４を駆動軸１に円周方向ならびに軸方向に固定させて一体回転可能な状態にさせる。

これにより、弾性連結部材４の大径軸部４１が駆動軸１の内孔に、また、弾性連結部材４の鍔部４２が回転軸２の内孔に、それぞれ円周方向に位置決めされるようになっている。それにより駆動軸１の外スプライン１１と回転軸２の内スプライン２１との回転方向の相対位置が定められるようになる。

次に、上記動力伝達構造の作用について説明する。

まず、駆動軸１と回転軸２とを連結した状態において無負荷時には、前記したようなキー部材５，６による連結でもって、駆動軸１の外スプライン１１と回転軸２の内スプライン２１との回転方向の相対位置が定められることになる。

特に、この実施形態では、駆動軸１の外スプライン１１の溝部分に対して回転軸２の内スプライン２１の歯部分が円周方向ほぼ中央に非接触に位置する状態にセンタリングされるように設定している。これにより、組み付け毎に駆動軸１の外スプライン１１と回転軸２の内スプライン２１との回転方向の相対位置がばらつくことを防止できるようになる。

そして、駆動軸１から回転動力が入力されたときには、弾性連結部材４の大径軸部４１側が回転方向下流側に弾性的に捩り変形させられることによって、駆動軸１から入力される回転動力が回転軸２に緩衝して伝達されるようになるので、駆動軸１の外スプライン１１が回転軸２の内スプライン２１にゆっくり衝突するようになる。また、前記回転動力の変動が小さい場合には、弾性連結部材４による緩衝により回転軸２の内スプライン２１には伝達されなくなる。これにより、前記衝突時の衝撃が緩和されることになって、歯打ち音の発生が抑制されるようになる。

ところで、駆動軸１から回転軸２への回転動力の伝達途中において駆動軸１の回転動力が一時的に途絶えたときには、弾性連結部材４の鍔部４２側を反回転方向に弾性的に捩り変形させるようになって、回転軸２の内スプライン２１が駆動軸１の外スプライン１１にゆっくり衝突するようになる。これにより、前記衝突時の衝撃が緩和されることになって、歯打ち音の発生が抑制されるようになる。

以上説明したように本発明を適用した実施形態では、無負荷時に駆動軸１の外スプライン１１と回転軸２の内スプライン２１との回転方向の相対位置を定めたうえで、駆動軸１からの回転動力の入力時に駆動軸１の外スプライン１１を回転軸２の内スプライン２１にゆっくり衝突させるように工夫しているので、駆動軸１と回転軸２とのスプライン嵌合部分での歯打ち音の発生を安定して抑制できるようになる。

しかも、この実施形態では、駆動軸１の内孔と回転軸２の内孔との両方に跨って、弾性連結部材４を挿入する形態にしているから、使用可能な弾性連結部材４の体積を可及的に大きくできるようになって、弾性連結部材４の捩り剛性の設定範囲を広く確保できるようになる。

なお、本発明は、上記実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲内で適宜に変更することが可能である。

（１）例えば図５から図８には、本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、弾性連結部材４の大径軸部４１と駆動軸１とを連結するキー部材５の設置場所に対し、弾性連結部材４の鍔部４２と回転軸２とを連結するキー部材６の設置場所を９０度ずらしている。

この実施形態では、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる他、駆動軸１に対する弾性連結部材４の連結部分は１８０度対向配置されるキー部材５を結ぶ方向においてガタなく強固に連結されるとともに、回転軸２に対する弾性連結部材４の連結部分は１８０度対向配置されるキー部材６を結ぶ方向（前記方向と直交する方向）にガタなく強固に連結される。これにより、弾性連結部材４を駆動軸１および回転軸２に対してそれぞれ精度良く連結できるようになるので、無負荷時に駆動軸１の外スプライン１１と回転軸２の内スプライン２１との回転方向の相対位置をさらに精度良く定めることが可能になる。

（２）例えば図９から図１２には、本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、上記図１および図５の実施形態に示すキー部材５，６を無くして、弾性連結部材４の軸方向一端側と他端側とをキー部材５，６と同一の役割を果たす形状にしている。

詳しくは、弾性連結部材４全体を帯板形状に形成し、この弾性連結部材４の軸方向一端側の幅方向一端側および他端側を駆動軸１の２つのキー溝１２にそれぞれ軸方向から圧入嵌合させることにより駆動軸１に弾性連結部材４の軸方向一端側を一体回転可能に連結する一方で、弾性連結部材４の軸方向他端側に幅広な幅広部４２Ａを形成し、当該幅広部４２Ａの幅方向一端側および他端側を回転軸２の２つのキー溝２２にそれぞれ軸方向から圧入嵌合させることにより回転軸２に弾性連結部材４の軸方向他端側を一体回転可能に連結するようにしている。

このような実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。しかも、この実施形態では、キー部材５，６を無くして、弾性連結部材４の軸方向一端側と他端側とをキー部材５，６と同一の役割を果たす形状にしているから、コストアップを回避できるようになる。また、この実施形態では、弾性連結部材４を帯板形状に形成することにより駆動軸１の内孔と回転軸２の内孔との連通部分を塞がずに連通させるように工夫しているから、駆動軸１の内孔と回転軸２の内孔との間での潤滑油の流通が妨げられなくなる。

（３）例えば図１３から図１６には、本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、上記図１および図５の実施形態に示す弾性連結部材４の鍔部４２を無くして、その代わりに弾性連結部材４の軸方向他端側において１８０度対向する２ヶ所にキー溝４４を設け、このキー溝４４に四角柱形状のキー部材７を圧入嵌合し、このキー部材７を駆動軸１の貫通孔１３を介して回転軸２のキー溝２２に圧入嵌合することにより、駆動軸１の内孔と回転軸２の内孔との両方に跨って弾性連結部材４を挿入する形態で駆動軸１と回転軸２との間に弾性連結部材４を取り付けるようにしている。なお、キー部材７は貫通孔１３に対して非接触となるように設定されている。

この動力伝達構造の組立手順としては、まず、駆動軸１の内孔に弾性連結部材４の大径軸部４１をキー部材５を介して固定し、この駆動軸１の貫通孔１３にその外径側からキー部材７を差し入れて弾性連結部材４の軸方向他端側のキー溝４４に外径側から圧入嵌合する。この後、駆動軸１を回転軸２にスプライン嵌合させながら弾性連結部材４の大径軸部４１に固定しているキー部材７を回転軸２の先端側のキー溝２２に軸方向から圧入嵌合させるようにする。

このような実施形態においても、上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

（４）上記実施形態では、内径側に位置する軸を駆動軸１として、外径側に位置する軸を回転軸２とした例を挙げているが、本発明はこれのみに限定されるものではない。

図示していないが、例えば外径側に位置する軸を駆動軸として、内径側に位置する軸を回転軸とすることが可能である。

（５）上記実施形態では、駆動軸１と弾性連結部材４の軸方向一端側との連結を駆動軸１に設けた２つのキー溝１２と弾性連結部材４の軸方向一端側に取り付けた２つのキー部材５とで行うようにしているとともに、回転軸２と弾性連結部材４の軸方向他端側との連結を回転軸２に設けた２つのキー溝２２と弾性連結部材４の軸方向他端側に取り付けた２つのキー部材６とで行うようにしていた例を挙げているが、図示していないが、前記キー溝１２，２２およびキー部材５，６の数は特に限定されない。

本発明は、駆動軸と回転軸とをスプライン嵌合した動力伝達構造に好適に利用することが可能である。

１ 駆動軸
１１ 外スプライン
１２ キー溝
２ 回転軸
２１ 内スプライン
２２ キー溝
３ 転がり軸受
４ 弾性連結部材
４１ 大径軸部
４２ 鍔部
４３ 大径軸部のキー溝
４４ 鍔部のキー溝
５，６ キー部材

Claims (2)

1. 内孔を有し、内周面に第１位置決め溝を有する駆動軸と、
   この駆動軸にスプライン嵌合されるとともに前記駆動軸の内孔と連通する内孔を有し、内周面に第２位置決め溝を有する回転軸と、
   前記駆動軸の内孔と前記回転軸の内孔との両方に跨って挿入され、かつ長手方向一端側が前記駆動軸の前記第１位置決め溝に嵌合することにより前記駆動軸と一体回転可能に連結し、また長手方向の他端側が前記回転軸の前記第２位置決め溝に嵌合することにより前記回転軸と一体回転可能に連結される弾性連結部材と、
   を含むことを特徴とする動力伝達構造。
2. 請求項１に記載の動力伝達構造において、
   前記弾性連結部材は、棒状のトーションバーとされる、ことを特徴とする動力伝達構造。

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