JP2018155291A - スプライン嵌合体 - Google Patents

Abstract

【課題】組み付け作業の容易化を図りつつ、スプライン嵌合部のガタつきを抑制しつつ、スプライン嵌合体及びスプライン嵌合体の製造方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のスプライン嵌合体は、軸スプライン９ａが形成された軸部材８と、孔スプライン１１が形成された軸筒部材１０と、を備え、軸スプライン歯２０のそれぞれは、軸方向に延在する第１歯２１と、第１歯２１と軸方向に離間する第２歯２２を備え、第１歯２１と第２歯２２は、位相が異なっており、第１歯２１は周方向一方に位置する孔スプライン１１の孔スプライン歯１２に当接し、第２歯２２は周方向他方に位置する孔スプライン歯１２に当接し、軸部材８は、複数の第１歯２１が形成された第１軸部３１と、複数の第２歯２２が形成された第２軸部３２と、第１軸部３１と第２軸部３２との間に介在し、捩じれ変形可能な捩じれ部３３と、を備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、スプライン嵌合体に関する。

車体前側に原動機を搭載する後輪駆動車又は四輪駆動車は、車体前側に搭載された変速装置から車体後側に搭載された減速機に動力を伝達するため、推進軸を備えている。
一般に、変速装置と終減速装置との距離が一定でなく、かつ、変速装置の出力軸と終減速装置の入力軸との回転中心が同軸上にない。このため、推進軸は、例えば十字軸継手などの自在継手を介して、変速装置や終減速装置に連結している。
また、推進軸を構成する鋼管が一定の長さを超えると共振点が低くなる。よって、これを防止すべく、鋼管を二つに分割し、その二つの鋼管を自在継手で連結している。

ところで、近年の車両は、前方から衝突された場合、エンジンルーム内のエンジン、変速装置を速やかに後退させ、エンジンルームを含む車体（ボディ）の圧縮変形により衝突エネルギーを吸収するようになっている。
上記理由から、推進軸等は、エンジン等の後退を妨げる「つっかい棒」とならないようにするため、前後方向からの衝突荷重を受けて短縮するようになっている。

例えば特許文献１では、推進軸の前端に設けられたスリーブ（軸筒部材）と、スリーブに内嵌されたヨーク（軸部材）と、がスプライン嵌合体を構成し、短縮するようになっている。具体的に説明すると、スリーブに孔スプラインが形成され、ヨークに軸スプラインが形成されている。そして、孔スプラインと軸スプラインとがスプライン嵌合し、スリーブとヨークとが軸方向にスライド自在（短縮自在）に連結している。
また、特許文献１では、スプライン嵌合体が短縮する場合の衝突荷重を所定値以上に設定するため、スリーブの後端部を加締めして、ヨークの後退を規制する加締め部を形成している。

特許第３７２２６１７公報

ここで、加工誤差、熱処理による変形などの要因により、軸スプラインを構成する軸スプライン歯と、孔スプラインを構成する孔スプライン歯との間に、周方向の隙間が生じることがある。
このような隙間は、車両が前進する高速回転時において、振動や騒音が生じる原因となる。よって、従来は、高速回転時に振動や騒音が生じないようにするため、軸スプライン歯に微小な捩じれ角を付与し、その軸スプライン歯を孔スプラン歯間に圧入している。

しかしながら、捩じれ角の付与により減少できる軸スプラインと孔スプラインの周方向の隙間が、上記した要因（加工誤差、熱処理による変形など）により、負の隙間となって周方向に締め代を生じさせることがある。このため、組み付け時の圧入荷重が増加し、組み付け作業が困難となった。

本発明は、このような課題を解決するために創作されたものであり、組み付け作業の容易化を図りつつ、高速回転時の不快な振動や騒音の発生することを防止することができるスプライン嵌合体及びスプライン嵌合体の製造方法を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係るスプライン嵌合体は、軸スプラインが外周面に形成された軸部材と、前記軸スプラインとスプライン嵌合する孔スプラインが内周面に形成された軸筒部材と、を備えたスプライン嵌合体であって、前記軸スプラインを構成する軸スプライン歯のそれぞれは、軸方向に延在する第１歯と、前記第１歯と軸方向に離間しつつ、前記第１歯よりも軸方向の長さが短い第２歯と、を備え、前記第１歯と前記第２歯は、位相が異なっており、前記第１歯は、周方向一方に位置する前記孔スプラインの孔スプライン歯に当接し、前記第２歯は、周方向他方に位置する前記孔スプライン歯に当接し、前記軸部材は、複数の前記第１歯が形成された第１軸部と、複数の前記第２歯が形成された第２軸部と、前記第１軸部と前記第２軸部との間に介在し、軸回りに捩じれ変形可能な捩じれ部と、を備えることを特徴とする。

前記発明によれば、第１軸部を孔スプライン歯間に挿入した後、第１歯と第２歯の位相差が減少するように、捩じれ部を捩じる。つぎに、第２歯を孔スプライン歯間に挿入する。つぎに、捩じれ部の捩じりを解除することで、捩じれ部の弾性復元力により、第２歯が周方向他方側に移動し、周方向他方側の孔スプライン歯に当接する。
以上から、軸部材の圧入作業を回避することができ、組み付け作業の容易化を図れる。また、前記構成によれば、スプラインの周方向の隙間を効果的に抑えているため、高回転時の不快な振動や騒音の発生を防止することができる。

また、前記発明において、前記第１歯に捩じれ角が付与されていることが好ましい。

前記構成によれば、第１歯と孔スプライン歯とがより強く圧着し、第１歯と孔スプライン歯との間に隙間が生じ難くなるため、高速回転時の振動や騒音がさらに生じ難くなる。

また、前記発明において、前記捩じれ部の外径は、前記第１軸部の外径及び前記第２軸部の外径よりも小径に形成されていてもよく、又は、前記捩じれ部の内部が肉抜きされていてもよい。

前記構成によれば、捩じれ部の軸回りの剛性が低くなり、変形し（捩じれ）易くなる。よって、組み付け作業の容易化をさらに図れる。

また、前記発明において、前記軸部材の端面には、少なくとも一対以上の対向面からなる治具装着用孔部が形成されていてもよい。
又は、前記発明において、前記軸筒部材の外周面には、少なくとも一対以上の対向面からなる治具装着用係止面が形成されていてもよい。
若しくは、前記軸部材の外周面には、少なくとも一対以上の対向面からなる治具装着用係止面が形成されていてもよい。
なお、前記する治具は、前記第１歯を挿入後に前記第２歯を前記孔スプライン内に挿入する際に前記捩じれ部を捩じるための治具を係合するものである。
よって、前記構成によれば、捩じれ部を捩じる作業を容易とすることができる。

前記構成によれば、捩じれ部を捩じる作業を容易にすることができる。

また、前記課題を解決するため、本発明に係るスプライン嵌合体の製造方法は、軸スプラインが外周面に形成された軸部材と、前記軸スプラインとスプライン嵌合する孔スプラインが内周面に形成された軸筒部材と、を備え、前記軸スプラインを構成する軸スプライン歯のそれぞれは、第１歯と、前記第１歯と軸方向に離間する第２歯と、を備え、前記第１歯と前記第２歯は、位相が異なっており、複数の前記第１歯が形成された第１軸部と、複数の前記第２歯が形成された第２軸部と、前記第１軸部と前記第２軸部との間に介在し、軸回りに捩じれ変形可能な捩じれ部と、を備えたスプライン嵌合体の製造方法であって前記第１軸部を前記軸筒部材内に挿入する工程と、前記捩じれ部を周方向一方へ捩じり、前記第１歯を周方向一方に位置する前記孔スプラインの孔スプライン歯に当接させるとともに、前記第２歯を周方向一方に変位させる工程と、前記第２軸部を前記軸筒部材内に挿入する工程と、を有していることを特徴とする。

前記発明によれば、第１軸部を孔スプライン歯間に挿入した後、第１歯と第２歯の位相差が減少するように、捩じれ部を捩じる。つぎに、第２歯を孔スプライン歯間に挿入する。つぎに、捩じれ部の捩じりを解除することで、捩じれ部の弾性復元力により、第２歯が周方向他方側に移動し、周方向他方側の孔スプライン歯に当接する。
以上から、軸部材の圧入作業を回避することができ、組み付け作業の容易化を図れる。また、前記構成によれば、軸スプラインと孔スプライン間の周方向の隙間を効果的に抑えているため、高回転時の不快な振動や騒音の発生を防止することができる。

本発明によれば、組み付け作業の容易化を図りつつ、高速回転時の不快な振動や騒音の発生することを防止することができるスプライン嵌合体及びスプライン嵌合体の製造方法を提供することができる。

第１実施形態のスプライン嵌合体が適用された十字軸ジョイント及び推進軸を示す断面図である。 （ａ）は図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線矢視断面図であり、（ｂ）は図１のＩＩＩＢ−ＩＩＩＢ線矢視断面図である。 （ａ）は組み付け前の軸部材を回転軸Ｏに沿って切った断面図であり、（ｂ）は組み付け前の軸部材を後方から視た背面図である。 組み付け前のスリーブを前方から視た正面図である。 （ａ）はスリーブ内に軸部材を挿入する過程を示す図であり、（ｂ）は孔スプライン歯間に軸スプライン歯の第１歯のみを挿入した状態を示す図であり、（ｃ）は孔スプライン歯間に軸スプライン歯の第１歯と第２歯を挿入した状態を示す図である。 （ａ）は図５（ｂ）のＶＩＡ−ＶＩＡ線矢視断面図であり、（ｂ）は図６（ａ）の状態から軸部材の後部に回動荷重を加えた状態を示す断面図であり、（ｃ）は図５（ｃ）のＶＩＣ−ＶＩＣ線矢視断面図である。を示す図である。 （ａ）は軸部材が正回転した場合における軸スプラインと孔スプラインとの係合状態を示す断面図であり、（ｂ）は軸部材が逆回転した場合における軸スプラインと孔スプラインとの係合状態を示す断面図である。 第２実施形態のスプライン嵌合体が適用された十字軸ジョイント及び推進軸を示す断面図である。 （ａ）は組み付け前の軸部材を回転軸Ｏに沿って切った断面図であり、（ｂ）は図８のＩＸＢ−ＩＸＢ線矢視断面図である。 （ａ）は図８のＸＡ−ＸＡ線矢視断面図であり、（ｂ）は図９のＸＢ−ＸＢ線矢視断面図である。 （ａ）は軸部材が正回転した場合における軸スプラインと孔スプラインとの係合状態を示す断面図であり、（ｂ）は軸部材が逆回転した場合における軸スプラインと孔スプラインとの係合状態を示す断面図である。 軸部材に形成された軸スプラインの一部を拡大した図である。

本発明の第１実施形態及び第２実施形態について適宜図面を参照しながら説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、車両は、推進方向（前後方向）に延在する推進軸１と、その推進軸１の前端に連結された十字軸ジョイント２と、を備えている。

（推進軸）
推進軸１は、車体前側に搭載されたエンジン（不図示）から出力された動力を、車体後側に搭載された終減速装置（不図示）に伝達させる軸であり、前後方向に延在している。
推進軸１は、中間部分で分割された２つの円筒状の鋼管（図１において前側の鋼管３のみ図示）により構成され、２ピース構造になっている。
前側の鋼管３と後側の鋼管とは、図示しない等速ジョイントにより連結されている。
前側の鋼管３の前端には、十字軸ジョイント２と鋼管３とを連結するスリーブ１０が設けられている。なお、以下の説明において、前側の鋼管３を単に「鋼管３」という。

（スリーブ）
スリーブ１０は、略円筒状の部材であり、後端部１０ａが鋼管３の前端と摩擦圧接により接合している。スリーブ１０の内部には、孔スプライン１１と、周方向に延在する周溝１６と、が形成されている。周溝１６には、軸方向から視て略Ｃ字状のスナップリング１７が嵌め込まれている。

（十字軸ジョイント）
十字軸ジョイント２は、変速装置の出力軸（不図示）と連結するフランジヨーク４と、スリーブ１０と連結するスタブヨーク５と、フランジヨーク４とスタブヨーク５を連結する十字軸６と、を備えている。

スタブヨーク５は、二又に分かれて十字軸６を回転自在に支持するヨーク部７と、前後方向に延在する円筒部７ａと、を備えている。
ヨーク部７の円筒部７ａには、前後方向に貫通する組み付け孔７ｂが形成されている。この組み付け孔７ｂ内には、孔スプライン７ｃが形成され、軸部材８がスプライン嵌合している。

軸部材８の前部には、孔スプライン７ｃとスプライン嵌合する軸スプライン８ａが形成されている。このため、ヨーク部７と軸部材８は相対回転不能に連結している。
軸部材８には、ヨーク部７の後面に当接するフランジ８ｂが形成されている。
軸部材８の前端面には、組み付け孔７ｂから前方に突出する雄ねじ部８ｃが形成されている。
雄ねじ部８ｃには、ヨーク部７の基部７ａを後方のフランジ８ｂに向って締め付けるナットＮが螺合している。このため、スタブヨーク５は、軸部材８に前後動しないように固定されている。

（後軸部）
軸部材８の後部（以下、後軸部９と称する）は、スリーブ１０内に嵌め込まれている。
後軸部９には、スリーブ１０の孔スプライン１１とスプライン嵌合する軸スプライン９ａが形成されている。このため、スリーブ１０と軸部材８とは、相対回転不能に連結している。
後軸部９の後端には、スリーブ１０内の段差面１８に当接するフランジ９ｂが形成されている。よって、軸部材８は、スリーブ１０に対し前方へ移動しないようになっている。

後軸部９の後端面は、スリーブ１０内のスナップリング１７に当接している。このため、軸部材８に作用する衝突荷重がスナップリング１７を破断できる荷重以上の場合、軸部材８は、スナップリング１７を破断して後方へ移動するようになっている。

スリーブ１０の前側開口部内には、Ｏリング９ｃが設けられている。よって、軸スプライン９ａと孔スプライン１１との隙間に泥水等が浸入しないようになっている。
つぎに、本発明のスプライン嵌合体が適用された後軸部９とスリーブ１０の詳細を説明する。

（スプライン嵌合体）
図２（ａ）に示すように、孔スプライン１１は、周方向に離間して配置される複数の孔スプライン歯１２により構成されている。
孔スプライン歯１２は、後方から視て回転軸Ｏを中心に左回り方向を向く左歯面１３と、右回り方向を向く右歯面１４とを有している。
そして、車両が前進する場合には、孔スプライン歯１２の右歯面１４が後述する軸スプライン歯２０の第１歯２１の歯面２１ａに押圧される。よって、図２（ａ）の矢印Ａで示すように、スリーブ１０が左回りに回転する。
一方で、車両が後退する場合には、孔スプライン歯１２の左歯面１３が軸スプライン歯２０の第１歯２１の歯面２１ｂに押圧され、図２（ａ）の矢印Ｂで示すようにスリーブ１０が右回りに回転する。
以下、矢印Ａが指す方向を正回転方向と称し、矢印Ｂが指す方向を逆回転方向と称する。

図２（ａ）に示すように、軸スプライン９ａは、周方向に互いに離間して配置される複数の軸スプライン歯２０により構成されている。
図３（ａ）に示すように、軸スプライン歯２０のそれぞれは、前側と後側に分割されており、前側に位置する第１歯２１と、後側に位置する第２歯２２と、を備えている。

第１歯２１は、軸方向に延びており、駆動力を孔スプライン１１に伝達するための歯である。よって、第１歯２１の軸方向の長さは、従来の軸スプライン歯と略同等に形成されており、軸方向に長い。一方で、第２歯２２は、軸方向に延びているものの、第１歯２１よりも軸方向の長さが短く、剛性が低い。

図２（ａ）に示すように、第１歯２１と第２歯２２とは、軸方向から視た歯形が同一に形成されている。
また、第１歯２１は、第２歯２２よりも正回転方向に位置し、第１歯２１と第２歯２２との位相差がθ１となっている。つまり、第１歯２１と第２歯２２は、位相が異なった状態でスプライン嵌合している。

第１歯２１の左歯面２１ａは、周方向に隣り合う２つの孔スプライン歯１２，１２のうち、正回転方向に位置する孔スプライン歯１２の右歯面１４に当接している。
なお、第１歯２１の右歯面２１ｂは、孔スプライン歯１２に当接していない。
一方で、第２歯２２の右歯面２２ｂは、周方向に隣り合う２つの孔スプライン歯１２，１２のうち、逆回転方向に位置する孔スプライン歯１２の左歯面１３に当接している。
なお、第２歯２２の左歯面２２ａは、孔スプライン歯１２に当接していない。

図３（ａ）に示すように、第１歯２１と第２歯２２とは、前後方向に離間している。このため、後軸部９において、軸スプライン歯２０が形成されていない部位が生じている。
なお、後軸部９において、第１歯２１が形成された部分を第１軸部３１と称し、第２歯２２が形成された部分を第２軸部３２と称し、軸スプライン歯２０が形成されていない部位を捩じれ部３３と称する。

捩じれ部３３は、軸スプライン歯２０が形成されていないため、第１軸部３１と第２軸部３２よりも捩じれ荷重に対する強度が小さい。このため、例えば、第１軸部３１を正回転方向に回転させる一方で、第２軸部３２を逆回転方向に回転させるような負荷をかけると、捩じれ部３３が捩じれるようになっている。
また、本実施形態の軸部材８は、機械構造用炭素鋼で形成されており、弾性復元力を有している。このため、捩じれ部３３も弾性復元力を有している。

また、後軸部９の後端面には、前方に向って肉抜き孔９ｄが形成され、捩じれ部３３の内部が肉抜きされている。さらに、捩じれ部３３の外周面には、切り欠き９ｅが設けられ、捩じれ部３３の外径は、第１軸部３１、第２軸部３２よりも小径となっている。このため、捩じれ３３部は、捩じれ荷重に対する強度が更に低減し、捩じれ易くなっている。

また、捩じれ部３３に捩じれ荷重をかけるために、治具用孔９ｆ（図３参照）と、一対の係止面１９，１９（図４参照）と、が形成されている。
図３に示すように、治具用孔９ｆは、軸部材８の後端面に形成された孔であり、肉抜き孔９ｄよりも拡径しており、後方から視て正六角形状（図３（ｂ）参照）に形成されている。これによれば、外径が正六角形状の棒状部材などの治具を治具用孔９ｆに挿入し、後軸部９の後部（第２軸部３２）側に、回転軸Ｏ周りの荷重をかけることが容易となる。
図４に示すように、一対の係止面１９，１９は、スリーブ１０の外周面であって対向する平面である。これによれば、一対の係止面１９，１９を挟持可能なレンチ等の固定用治具を装着し、スリーブ１０を固定することが容易となる。

ここで、図２（ｂ）に示すように、軸部材８をスリーブ１０に組み付ける前において、第１歯２１と第２歯２２との位相差はθ２となっており、組み付け後の位相差θ１よりも大きい。つまり、組み付け前における第１歯２１と第２歯２２とが占める周方向の長さＳは、組み付け後よりも大きく、孔スプライン１１に対し軸スプライン９ａをそのまま圧入できない形状となっている。
以下において、孔スプライン１１に軸スプライン９ａをスプライン嵌合させる工程を含む、スタブヨーク５とスリーブ１０と鋼管３との組み立て工程について説明する。

（組み立て）
最初に、軸部材８とスリーブ１０との連結を行う。
図５（ａ）に示すように、スリーブ１０の後方に軸部材８の前部を向けて配置し、スリーブ１０の後開口部内に軸部材８を挿入する。
図５（ｂ）に示すように、スリーブ１０の孔スプライン歯１２間に、軸スプライン９ａの第１歯２１のみを挿入する。
なお、この状態において、図６（ａ）に示すように、第１歯２１と第２歯２２との位相差はθ２となっている。

つぎに、スリーブ１０の一対の係止面１９，１９（図４参照）に治具を装着してスリーブ１０を固定する。さらに、軸部材８の治具用孔９ｆに治具を装着し、第２軸部３２を正回転方向へ回動させる。
これによれば、後軸部９の第１軸部３１は、第１歯２１が孔スプライン歯１２に係合（当接）し、回転しない（図６（ｂ）参照）。また。回転しない第１軸部３１と回転荷重が作用する第２軸部３２との間に介在する捩じれ部３３が捩じれ、第２軸部３２が正回転方向に回動する。
この結果、図６（ｂ）に示すように、第１歯２１と第２は２２との位相差が小さくなる。なお、捩じれ部３３の捩じれ量は、第１歯２１と第２歯２２との位相差がθ１未満となる程度に行う必要がある。

つぎに、捩じれ部３３が捩じれた状態を保持しながら、軸部材８をさらに挿入する。ここで、第１歯２１と第２歯２２との位相差はθ１未満となっているため、第２歯２２の右歯面２２ｂは、孔スプライン歯１２の左歯面１３に接触しない。よって、圧入することなく容易に第２歯２２を孔スプライン歯１２間に挿入できる。
また、軸部材８の挿入は、図５（ｃ）に示すように、軸部材８のフランジ９ｂがスリーブ１０内の段差面１８に当接するまで行う。これにより、第２歯２２の挿入が完了する。

つぎに、治具を外して後軸部９に作用する負荷を解除する。
これによれば、捩じれ部３３が弾性復元力を発揮し、第２軸部３２が逆回転方向に回動する。このため、図６（ｃ）に示すように、第２歯２２は、逆回転方向に移動し、周方向に隣り合う２つの孔スプライン歯１２，１２のうち逆回転方向に位置する孔スプライン歯１２に当接する。

ここで、第２歯２２が孔スプライン歯１２に当接している状態において、第１歯２１と第２歯２２との位相差はθ１であり、捩じれ部３３には（θ２−θ１）分だけ捩じれが残った状態となる。このため、組み付け後の捩じれ部３３は、第１歯２１と第２歯２２とが周方向に離間させるような弾性復元力を発揮している。
この結果、第１歯２１は、正回転方向に位置する孔スプライン歯１２に押圧され（図６（ｃ）の矢印Ａ１参照）、第２歯２２は、逆回転方向に位置する孔スプライン歯１２に押圧される（図６（ｃ）の矢印Ｂ１参照）。

つぎに、軸部材８の前端からＯリング９ｃを挿通させ、スリーブ１０と軸部材８との間にＯリング９ｃを組み付ける（図１参照）。また、スリーブ１０の後側開口部からスナップリング１７を挿入し、スリーブ１０内にスナップリング１７を組み付ける（図１参照）。

つぎに、スリーブ１０と鋼管３とを摩擦圧接により接合する。

つぎに、軸部材８の前部をヨーク部７の組み付け孔７ｂ内に挿入するとともに、軸部材８の雄ねじ部８ｃにナットＮで締結し、軸部材８とヨーク部７とを連結する。
以上が、スタブヨーク５とスリーブ１０と鋼管３との組み付け工程である。

（車両の駆動時）
つぎに、図７を参照しながら、軸部材８からスリーブ１０への動力伝達状態について説明する。
車両の前進時、軸部材８が正回転方向に回転するため、軸スプライン歯２０の第１歯２１及び第２歯２２が正回転方向に移動する。
このため、図７（ａ）の矢印Ａ２に示すように、第１歯２１は当接する孔スプライン歯１２の右歯面１４を正回転方向に押圧し、スリーブ１０が正回転方向に回転する。
また、捩じれ部３３の弾性復元力により、第１歯２１は、孔スプライン歯１２の右歯面１４に押圧されて隙間が生じないようになっている。このため、振動や騒音の発生が抑えられている。

一方で、車両の後退時、軸部材８が逆回転方向に回転するため、軸スプライン歯２０の第１歯２１及び第２歯２２が逆回転方向に移動する。
さらに、軸部材８が回動すると、捩じれ部３３が捩じれ、図７（ｂ）に示すように、第１歯２１の右歯面２１ｂが逆回転方向に位置する孔スプライン歯１２の左歯面１３に当接する。
そして、さらに軸部材８が回動すると、第１歯２１が孔スプライン歯１２を逆回転方向に押圧し、スリーブ１０が逆回転方向に回転する。
なお、軸部材８の逆回転、第１歯２１と押圧される孔スプライン歯１２との間には隙間が形成されているものの、車両の後退時における軸部材８等の回転は低速回転であるため、振動や騒音が生じるおそれがない。

（車両の衝突時）
つぎに、車両が前方から衝突された場合について説明する。
前方からの衝突により、軸部材８に後方に向う衝突荷重が作用する。そして、軸部材８がスナップリング１７を破断した場合、軸部材８は、スリーブ１０内を後退して鋼管３に移動する。
ここで、軸部材８とスリーブ１０とはスプライン嵌合しているものの、孔スプライン歯１２に第１歯２１と第２歯２２とを押し付ける力（図６（ｃ）の矢印Ａ１，Ｂ１参照）は、捩じれ部３３の弾性復元力であって比較的小さな力である。よって、軸部材８に作用する衝突荷重が小さくても軸部材８が後退する。

また、軸スプライン歯２０の第２歯２２がスリーブ１０の孔スプライン歯１２間から脱落すると、軸スプライン９ａと孔スプライン１１とのスプライン嵌合が解除される。このため、軸部材８は、速やかに後退して鋼管３内に進入する。この結果、十字軸ジョイント２及び推進軸１における前後方向の長さが短縮する。

以上、第１実施形態によれば、軸部材８（捩じれ部３３）を捩じることで軸部材８とスリーブ１０とを組み合わせることができる。よって、従来行われてきた圧入作業を回避でき、組み付け作業の容易化を図ることができる。

以上、第１実施形態について説明したが、本発明は実施形態で説明した例に限定されない。
第１実施形態では、軸スプライン９ａと孔スプライン１１との隙間に泥水等が浸入することを防止するためにＯリング９ｃを用いているが、代わりに、シール剤を充填してもよい。または、ブーツ状部材又は熱収縮シートにより、スリーブ１０の前開口部を覆ってもよい。

また、第１実施形態のスタブヨーク５は、ヨーク部７と軸部材８とが分離可能なものであって、軸部材８をスリーブ１０の後方から組み付けた例を挙げたが、本発明は、ヨーク部７と軸部材８とが一体なスタブヨーク１０５を用いてもよい。以下、スタブヨーク１０５を用いた第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態の説明では、第１実施形態との相違点のみを説明する。また、第１実施形態で説明した構成と同じ構成には、同一の符号を付している。

（第２実施形態）
図８に示すように、第２実施形態のスタブヨーク１０５は、十字軸６を回転自在に支持するヨーク部１０７と、ヨーク部１０７から後方に延びる軸部１０８と、を備えている。

軸部１０８の後部である後軸部１０９には、スリーブ１０の孔スプライン１１とスプライン嵌合する軸スプライン１０９ａが形成されている。
図９に示すように、軸スプライン１０９ａは、周方向に離間する複数の軸スプライン歯１２０を有している。
また、軸スプライン歯１２０のそれぞれは、前側に位置する第２歯１２２と、第２歯１２２に対して後方に離間して配置される第１歯１２１と、を備えている。

なお、後軸部１０９において、第１歯１２１が形成された部分を第１軸部１３１と称し、第２歯２２が形成された部分を第２軸部１３２と称し、軸スプライン歯１２０が形成されていない部位を捩じれ部１３３と称する。

捩じれ部１３３は、軸スプライン歯１２０が形成されていないため、第１軸部１３１と第２軸部１３２よりも捩じれ荷重に対する強度が小さい。
また、捩じれ部１３３には、肉抜き孔１０９ｄと、外周面に設けられた切り欠き１０９ｅとが形成されており、捩じれ荷重に対する強度が更に低減している。

図１０（ａ）に示すように、第１歯１２１は、第２歯１２２よりも正回転方向に位置し、第１歯１２１と第２歯１２２との位相差がθ３となっている。
また、第１歯１２１は、周方向に隣り合う２つの孔スプライン歯１２，１２のうち、正回転方向に位置する孔スプライン歯１２の右歯面１４に当接している。
一方で、第２歯１２２は、周方向に隣り合う２つの孔スプライン歯１２，１２のうち、逆回転方向に位置する孔スプライン歯１２の左歯面１３に当接している。

図１０（ｂ）に示すように、軸部１０８をスリーブ１０に組み付ける前において、第１歯１２１と第２歯１２２との位相差はθ４となっており、組み付け後の位相差θ３よりも大きく形成されている。
つまり、第２実施形態においても、捩じれ部１３３は、捩じれた状態で組み付けられ、弾性復元力を有している。
このため、第１歯１２１は、正回転方向に位置する孔スプライン歯１２に押圧され（図１０（ａ）の矢印Ａ３参照）、第２歯１２２は、逆回転方向に位置する孔スプライン歯１２に押圧される（図１０（ａ）の矢印Ｂ３参照）。

そのほか、第１実施形態の軸部材８には治具用孔９ｆが形成されていたが（図３（ｂ）参照）、代わりに、第２実施形態ではヨーク部１０７の基部１０７ａに治具を装着できるようになっている。
詳細に説明すると、図９（ｂ）に示すように、ヨーク部１０７の基部１０７ａは、断面形状が正六角形状となっており、レンチ等の治具によりヨーク部１０７及び軸部１０８を回動できるようになっている。

（組み立て）
つぎに、スタブヨーク１０５とスリーブ１０と鋼管３とを組み立てる工程について説明する。
最初にスリーブ１０内にスナップリング１７を組み付け、その後にスリーブ１０の後端と鋼管３の前端とを摩擦圧接により接合する。

つぎに、スリーブ１０の前開口部からスリーブ１０内にスタブヨーク１０５の軸部１０８を挿入する。また、スリーブ１０の孔スプライン歯１２間に、軸スプライン１０９ａの第１歯１２１のみを挿入する。

つぎに、スリーブ１０の一対の係止面１９，１９（図４参照）に治具を装着してスリーブ１０が回動しないように固定する。これによれば、第１歯１２１が孔スプライン歯１２に係合し、後軸部１０９の第１軸部１３１が回動しない。
一方で、基部１０７ａの外周面１０７ｂに治具を装着し、スタブヨーク１０５を正回転方向に回動させ、後軸部１０９の第２軸部１３２を回動させる。
これにより、捩じれ部１３３が捩じれて第１歯１２１と第２歯１２２との位相差が小さくなり、第２歯１２２を孔スプライン歯１２間に挿入できるようになる。

つぎに、捩じれ部１３３が捩じれた状態を保持しながら、スタブヨーク１０５をさらに挿入し、後軸部１０９の後端面をスナップリング１７に当接させる。
つぎに、治具を外して軸部１０８に作用する負荷を解除する。これによれば、捻じれ部１３３が弾性復元力を発揮し、第２軸部１３２が逆回転方向に回動する。この結果、図１０（ａ）に示すように、第２歯１２２は、逆回転方向に移動し、周方向に隣り合う２つの孔スプライン歯１２，１２のうち逆回転方向に位置する孔スプライン歯１２に当接する。
つぎに、スリーブ１０の前開口部とスタブヨーク１０５の後軸部１０９との間に、シール剤を充填し、軸スプライン１０９ａと孔スプライン１１との間に泥水等が浸入しないようにする。
以上がスタブヨーク５とスリーブ１０と鋼管３との組み付け工程である。

（車両の駆動時）
つぎに、図１１を参照しながら、スタブヨーク１０５からスリーブ１０への動力伝達状態について説明する。
車両の前進時、スタブヨーク１０５が正回転方向に回転するため、軸スプライン１２０の第１歯１２１及び第２歯１２２が正回転方向に移動する。
このため、図１１（ａ）の矢印Ａ４に示すように、第１歯１２１は当接する孔スプライン歯１２の右歯面１４を正回転方向に押圧し、スリーブ１０が正回転方向に回転する。
また、捩じれ部１３３の弾性復元力により、第１歯１２１は、孔スプライン歯１２の右歯面１４に押圧されて隙間が生じないようになっている。このため、振動や騒音の発生を抑えることができる。
なお、捩じれ部１３３は、第１歯１２１が孔スプライン歯１２の右歯面１４に押圧する際の反力に対抗できる弾性復元力を有するように設定されている。

一方で、車両の後退時、スタブヨーク１０５が逆回転方向に回転するため、軸スプライン１２０の第１歯１２１が逆回転方向に移動する。
車両の前進時は、捩じれ部１３３の弾性復元力により第１歯１２１はＡ４方向に押圧されるが、後退時は捩じれ部１３３がさらに捩じられることで第１歯１２１はＢ４方向に移動することが可能となる。

（車両の衝突時）
つぎに、車両が前方から衝突された場合を簡単に説明する。
第２実施形態において、スタブヨーク１０５の軸部１０８とスリーブ１０とはスプライン嵌合しているものの、孔スプライン歯１２に第１歯１２１と第２歯１２２とを押し付ける力（図１０（ａ）の矢印Ａ３，Ｂ３参照）は、捩じれ部１３３の弾性復元力であってスナップリング１７を破断するのに要する荷重に対して極めて小さい。よって、車両の衝突時に推進軸の短縮に影響しない。

また、軸スプライン歯１２０の第１歯１２１がスリーブ１０の孔スプライン歯１２間から脱落すると、軸スプライン１０９ａと孔スプライン１１とのスプライン嵌合が解除される。このため、軸部１０８は、速やかに後退して鋼管３内に進入する。この結果、十字軸ジョイント２及び推進軸１における前後方向の長さが短縮する。

以上、第２実施形態によっても、従来行われてきた圧入作業を回避でき、組み付け作業の容易化を図ることができる。また、小さな衝突荷重でも軸部１０８が後退するため、車両の衝突時にスプライン嵌合体を確実に短縮することができる。

以上、第２実施形態について説明したが、変形例としては、スタブヨーク１０５の後軸部１０９に形成される軸スプライン１０９ａに関し、第１歯１２１を前側に配置し、第２歯１２２を後側に配置してもよい。

なお、第１実施形態、第２実施形態において、第１歯２１，１２１は、軸方向に直線状に形成されているが、本発明は、図１２に示すように、第１歯２２１に捩じり角（リード角）θ５が付与されたヘリカルスプラインであってもよい。

１ 推進軸
２ 十字軸ジョイント
３ 鋼管
５，１０５ スタブヨーク
７ ヨーク部
８ 軸部材
９，１０９ 後軸部
９ａ，１０９ａ 軸スプライン
９ｄ 肉抜き孔
９ｆ 治具用孔
１０ スリーブ（軸筒部材）
１１ 孔スプライン
１２ 孔スプライン歯
２０，１２０ 軸スプライン歯
２１，１２１ 第１歯
２２，１２２ 第２歯
３１，１３１ 第１軸部
３２，１３２ 第２軸部
３３，１３３ 捩じれ部

前記課題を解決するため、本発明に係るスプライン嵌合体は、軸スプラインが外周面に形成された軸部材と、前記軸スプラインとスプライン嵌合する孔スプラインが内周面に形成された軸筒部材と、を備えたスプライン嵌合体であって、前記軸スプラインを構成する軸スプライン歯のそれぞれは、軸方向に延在する第１歯と、前記第１歯と軸方向に離間しつつ、前記第１歯よりも軸方向の長さが短い第２歯と、を備え、前記第１歯と前記第２歯は、位相が異なっており、前記第１歯は、周方向一方に位置する前記孔スプラインの孔スプライン歯に当接し、前記第２歯は、周方向他方に位置する前記孔スプライン歯に当接し、前記軸部材は、複数の前記第１歯が形成された第１軸部と、複数の前記第２歯が形成された第２軸部と、前記第１軸部と前記第２軸部との間に介在し、軸回りに捩じれ変形可能な捩じれ部と、を備え、前記第１軸部と前記第２軸部と前記捩じれ部とは、同一材料から一体形成され、前記スプライン嵌合している状態で前記捩じれ部が弾性復元力を発揮しており、前記弾性復元力により、前記第１歯が周方向一方に位置する前記孔スプラインの孔スプライン歯に押圧されるとともに、前記第２歯が周方向他方に位置する前記孔スプライン歯に押圧されていることを特徴とする。

また、前記発明において、前記捩じれ部の外径は、前記第１軸部の外径及び前記第２軸部の外径よりも小径に形成されていてもよく、又は、前記捩じれ部は、内部が肉抜きされて筒状を呈していてもよい。

また、前記発明において、前記軸部材の端面には、軸回りの荷重を前記軸部材に作用させるための治具を装着可能な治具装着用孔部が形成され、前記治具装着用孔部の内周面には、軸方向から視て互いに平行であり前記治具を係合させることができる一対の平面を少なくても１つ以上形成されていてもよい。
又は、前記発明において、前記軸筒部材の外周面には、軸回りの荷重を前記軸筒部材に作用させるための治具を装着可能な治具装着用係止面が形成され、前記治具装着用係止面は、軸方向から視て互いに平行であり前記治具を係合させることができる一対の平面を少なくても１つ以上有していてもよい。
若しくは、前記軸部材の外周面には、軸回りの荷重を前記軸部材に作用させるための治具が装着可能な治具装着用係止面が形成され、
前記治具装着用係止面は、軸方向から視て互いに平行であり前記治具を係合させることができる一対の平面を少なくても１つ以上有していてもよい。
なお、前記する治具は、前記第１歯を挿入後に前記第２歯を前記孔スプライン内に挿入する際に前記捩じれ部を捩じるための治具を係合するものである。

また、前記課題を解決するため、本発明に係るスプライン嵌合体の製造方法は、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載のスプライン嵌合体の製造方法であって、前記第１軸部を前記軸筒部材内に挿入する工程と、前記捩じれ部を周方向一方へ捩じり、前記第１歯を周方向一方に位置する前記孔スプラインの孔スプライン歯に当接させるとともに、前記第２歯を周方向一方に変位させる工程と、前記第２軸部を前記軸筒部材内に挿入する工程と、を有していることを特徴とする。

Claims (8)

1. 軸スプラインが外周面に形成された軸部材と、前記軸スプラインとスプライン嵌合する孔スプラインが内周面に形成された軸筒部材と、を備えたスプライン嵌合体であって、
   前記軸スプラインを構成する軸スプライン歯のそれぞれは、
   軸方向に延在する第１歯と、
   前記第１歯と軸方向に離間しつつ、前記第１歯よりも軸方向の長さが短い第２歯と、
   を備え、
   前記第１歯と前記第２歯は、位相が異なっており、
   前記第１歯は、周方向一方に位置する前記孔スプラインの孔スプライン歯に当接し、
   前記第２歯は、周方向他方に位置する前記孔スプライン歯に当接し、
   前記軸部材は、
   複数の前記第１歯が形成された第１軸部と、
   複数の前記第２歯が形成された第２軸部と、
   前記第１軸部と前記第２軸部との間に介在し、軸回りに捩じれ変形可能な捩じれ部と、
   を備えることを特徴とするスプライン嵌合体。
2. 前記第１歯に捩じれ角が付与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嵌合体。
3. 前記捩じれ部の外径は、前記第１軸部の外径及び前記第２軸部の外径よりも小径に形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のスプライン嵌合体。
4. 前記捩じれ部の内部が肉抜きされていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のスプライン嵌合体。
5. 前記軸部材の端面には、少なくとも一対以上の対向面からなる治具装着用孔部が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスプライン嵌合体。
6. 前記軸筒部材の外周面には、少なくとも一対以上の対向面からなる治具装着用係止面が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスプライン嵌合体。
7. 前記軸部材の外周面には、少なくとも一対以上の対向面からなる治具装着用係止面が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のスプライン嵌合体。
8. 軸スプラインが外周面に形成された軸部材と、
   前記軸スプラインとスプライン嵌合する孔スプラインが内周面に形成された軸筒部材と、を備え、
   前記軸スプラインを構成する軸スプライン歯のそれぞれは、第１歯と、前記第１歯と軸方向に離間する第２歯と、を備え、
   前記第１歯と前記第２歯は、位相が異なっており、
   複数の前記第１歯が形成された第１軸部と、
   複数の前記第２歯が形成された第２軸部と、
   前記第１軸部と前記第２軸部との間に介在し、軸回りに捩じれ変形可能な捩じれ部と、を備えたスプライン嵌合体の製造方法であって
   前記第１軸部を前記軸筒部材内に挿入する工程と、
   前記捩じれ部を周方向一方へ捩じり、前記第１歯を周方向一方に位置する前記孔スプラインの孔スプライン歯に当接させるとともに、前記第２歯を周方向一方に変位させる工程と、
   前記第２軸部を前記軸筒部材内に挿入する工程と、を有していることを特徴とするスプライン嵌合体の製造方法。

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