JP2956334B2 - Spline structure - Google Patents
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、トルク伝達を行うた
めの機械要素の一つであるスプラインの構造に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a spline which is one of mechanical elements for transmitting torque.
【０００２】[0002]
【従来の技術】スプラインのアウタスプライン歯及びイ
ンナスプライン歯は、一般にホブ加工やブローチ加工あ
るいは転造加工などの機械加工により成形されている。
このため両スプライン歯の間には６０μmm±５０μmmの
歯面隙間が生じる。この結果、両スプライン歯の歯面間
でガタ打ちが発生し、これが振動・騒音の原因となって
いる。2. Description of the Related Art Outer spline teeth and inner spline teeth of a spline are generally formed by machining such as hobbing, broaching or rolling.
Therefore, a tooth gap of 60 μmm ± 50 μmm is generated between the two spline teeth. As a result, rattling occurs between the tooth surfaces of both spline teeth, which causes vibration and noise.
【０００３】これに対処する技術として、例えば特開昭
５６−５９０３０号公報にはスプライン歯（インナスプ
ライン歯）の歯面に樹脂コーティング層を施した構造が
開示されている。この樹脂コーティング層により前記の
振動・騒音を抑え、またスプラインの摺動抵抗の低減を
図っている。As a technique to cope with this, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-59030 discloses a structure in which a resin coating layer is applied to the tooth surface of spline teeth (inner spline teeth). This resin coating layer suppresses the above-mentioned vibration and noise, and also reduces the sliding resistance of the spline.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記樹脂
コーティング層の厚みは、アウタスプライン歯とインナ
スプライン歯との間の前記歯面隙間に基づいて決定され
るため、この樹脂コーティング層の変形許容量を僅かし
か確保できない。この結果、両スプライン歯の間に回転
負荷が加わったときに樹脂コーティング層がその弾性変
形領域を超えて圧縮されることがあり、この樹脂コーテ
ィング層の特性に変化が生じる。However, since the thickness of the resin coating layer is determined based on the tooth gap between the outer spline teeth and the inner spline teeth, the allowable deformation amount of the resin coating layer is determined. Only a few can be secured. As a result, when a rotational load is applied between the two spline teeth, the resin coating layer may be compressed beyond its elastic deformation region, causing a change in the characteristics of the resin coating layer.
【０００５】本発明の技術的課題は、アウタスプライン
歯とインナスプライン歯との歯面同志が接触したとき
に、これらの歯面間に設けられた弾性体がその弾性変形
領域を超えて圧縮されないように肉厚を確保することに
より、該弾性体の特性を長期間にわたって維持するとと
もに、スプライン歯に対するグリースなどの潤滑材を封
入するための溝の加工を不要とすることである。The technical problem of the present invention is that when the outer spline teeth and the inner spline teeth come into contact with each other, the elastic body provided between these tooth faces deforms elastically.
To secure the wall thickness so that it is not compressed beyond the area
Sealing more, while maintaining a long period of time the characteristics of the elastic body, a lubricant, such as grease for spline teeth
This eliminates the need for machining of the groove for insertion .
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明におけるスプラインの構造は次のように構成
されている。すなわちアウタスプライン歯とインナスプ
ライン歯とが歯面隙間をもって嵌合されたスプラインの
構造において、これらのアウタスプライン歯及びインナ
スプライン歯のうち、一方のスプライン歯の3 つの歯面
に溝がそれぞれ形成され、これらの溝に対し他方のスプ
ライン歯の3 つの歯面に接触する弾性体がそれぞれ設け
られ、アウタスプライン歯とインナスプライン歯との歯
面同士が接触したときの前記弾性体の圧縮変形量が、そ
の弾性変形領域内にあるように該弾性体の肉厚を確保
し、しかも前記歯面隙間に突出した各弾性体の間を流体
潤滑材の封入部としている。In order to solve the above problems, the structure of the spline according to the present invention is configured as follows. That is, in the spline structure in which the outer spline teeth and the inner spline teeth are fitted with a tooth gap, grooves are formed on three tooth surfaces of one of the outer spline teeth and the inner spline teeth. An elastic body is provided for each of these grooves to contact the three splines of the other spline teeth, and the teeth of the outer spline teeth and the inner spline teeth.
The amount of compressive deformation of the elastic body when the surfaces come into contact with each other is
Ensure the thickness of the elastic body so that it is within the elastic deformation area of
In addition, fluid flows between the elastic bodies protruding into the tooth surface gap.
This is the lubricating material enclosure.
【０００７】[0007]
【作用】この構成によれば、一方のスプライン歯に形成
された前記溝の深さ分だけ各弾性体の肉厚を大きくで
き、これらの弾性体がそれぞれの弾性変形領域を超えて
圧縮されることがなく、各弾性体の特性を長期間にわた
って維持できる。また前記封入部に流体潤滑材を封入す
ることで、スプライン歯に潤滑材用の溝などを加工する
ことなく、スプラインの潤滑性を高めることができる。According to this structure, the thickness of each elastic body can be increased by the depth of the groove formed in one of the spline teeth, and these elastic bodies extend beyond their respective elastic deformation regions.
Without being compressed, the characteristics of each elastic body can be
Can be maintained. Further, by enclosing the fluid lubricant to said encapsulation, without processing the like groove for lubricant to the spline teeth, Ru can Rukoto enhance the lubricity of the spline.
【０００８】[0008]
【実施例】次に本発明の一実施例を図面にしたがって説
明する。Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
【０００９】まず図２にアウタスプライン歯１０の一部
が斜視図で示され、図３にアウタスプライン歯１０をイ
ンナスプライン歯２０に嵌合させた状態の一部が断面図
で示されている。これらの図面で示すようにアウタスプ
ライン歯１０の歯先面を含む3 つの各歯面には、その両
端面間にわたって連続する溝１２がそれぞれ形成されて
いる。FIG. 2 is a perspective view showing a part of the outer spline teeth 10 and FIG. 3 is a sectional view showing a part of the outer spline teeth 10 fitted to the inner spline teeth 20. . As shown in these drawings, each of the three tooth surfaces including the tip surface of the outer spline tooth 10 is formed with a groove 12 continuous between both end surfaces.
【００１０】図３から明らかなように前記の両スプライ
ン歯１０，２０は、これらの機械加工上において生じる
歯面隙間ｄをもって互いに嵌合されている。そして前記
の各溝１２の箇所には、前記歯面隙間ｄに溝１２の深さ
を加えた寸法の樹脂充填隙間Ｄが構成されている。As is apparent from FIG. 3, the two spline teeth 10 and 20 are fitted to each other with a tooth surface gap d generated during machining. A resin filling gap D having a size obtained by adding the depth of the groove 12 to the tooth surface gap d is formed at each of the grooves 12.
【００１１】図４に前記樹脂充填隙間Ｄに後述する弾性
体３０を射出成形するための型構造が断面図で示されて
いる。この図面において前記アウタスプライン歯１０と
インナスプライン歯２０とは、互いを嵌合させた状態で
上型４０と下型４２との間にセットされている。この状
態においてアウタスプライン歯１０の両端面と前記上下
型４０，４２との間にはキャビティ４６がそれぞれ構成
されている。FIG. 4 is a sectional view showing a mold structure for injection-molding an elastic body 30 described later in the resin filling gap D. In this drawing, the outer spline teeth 10 and the inner spline teeth 20 are set between an upper mold 40 and a lower mold 42 in a state where they are fitted to each other. In this state, cavities 46 are formed between both end faces of the outer spline teeth 10 and the upper and lower dies 40 and 42, respectively.
【００１２】図４の状態において上型４０のゲート４４
から型内へ所定の樹脂材を射出するのであるが、この射
出圧力を後述するように設定することで前記樹脂充填隙
間Ｄ及びキャビティ４６にのみ樹脂（弾性体３０）が射
出成形される。つまり前記歯面隙間ｄには樹脂成形が行
われない。In the state shown in FIG.
The resin (elastic body 30) is injected only into the resin filling gap D and the cavity 46 by setting the injection pressure as described later. That is, resin molding is not performed on the tooth gap d.
【００１３】図５に弾性体３０が射出成形された後のア
ウタスプライン歯１０の一部が斜視図で示されている。
また図１（Ａ）にこのアウタスプライン歯１０とインナ
スプライン歯２０とを嵌合させた状態の一部が断面図で
示されている。FIG. 5 is a perspective view showing a part of the outer spline teeth 10 after the elastic body 30 is injection-molded.
FIG. 1A is a cross-sectional view showing a part of a state where the outer spline teeth 10 and the inner spline teeth 20 are fitted.
【００１４】これらの図面から明らかなように、弾性体
３０のうち前記樹脂充填隙間Ｄの箇所に成形された弾性
部分については、前記アウタスプライン歯１０の各溝１
２から歯面隙間ｄに突出してインナスプライン歯２０の
各歯面（歯底面を含む）に接触している。これらの弾性
部分と、前記キャビティ４６の箇所に形成された弾性部
分とによりグリースなどの流体潤滑材用の封入部３２が
構成されている。As apparent from these drawings, the elastic portion 30 of the elastic body 30 formed at the resin filling gap D is provided with each groove 1 of the outer spline teeth 10.
2 protrudes into the tooth space c and is in contact with each tooth surface (including the tooth bottom) of the inner spline tooth 20. The elastic portion and the elastic portion formed at the location of the cavity 46 constitute a sealing portion 32 for a fluid lubricant such as grease.
【００１５】次に前記弾性体３０を射出成形する際の諸
条件等についてより具体的に説明する。まず使用する樹
脂材は、熱可塑性を有するとともに射出成形可能な素材
であれば何でもよいが、成形収縮率の小さいものを選ぶ
ことが好ましい。Next, the conditions and the like for injection molding the elastic body 30 will be described more specifically. First, the resin material used is not particularly limited as long as it has thermoplasticity and can be injection molded, but it is preferable to select a resin material having a small molding shrinkage.
【００１６】そこで例えば弾性変形領域内での限界圧縮
力が８ Kg/mm2 で、かつ歪み量０．０４ mm の樹脂（ナ
イロン）を使用した場合、その変形量と肉厚との関係は
図６で示す特性となっている。前記弾性体３０において
は、図６の変形量が前記歯面隙間ｄであり、肉厚は前記
樹脂充填隙間Ｄに相当する。したがって歯面隙間ｄが仮
に０．０８ mm であれば、図６の特性から弾性体３０の
肉厚、つまり樹脂充填隙間Ｄは２．０ mm に設定されな
ければならない。これにより前記溝１２の深さが決定さ
れる。For example, when a resin (nylon) having a critical compressive force within the elastic deformation region of 8 kg / mm 2 and a strain of 0.04 mm is used, the relationship between the deformation and the wall thickness is shown in FIG. 6 is obtained. In the elastic body 30, the amount of deformation in FIG. 6 is the tooth gap c, and the thickness is equivalent to the resin filling gap D. Therefore, if the tooth gap d is 0.08 mm, the thickness of the elastic body 30, that is, the resin filling gap D must be set to 2.0 mm from the characteristics shown in FIG. Thereby, the depth of the groove 12 is determined.
【００１７】図７に前記樹脂材の射出圧力と肉厚との関
係が示されている。この図面の特性に基づいて前記樹脂
充填隙間Ｄ（２．０ mm ）には射出成形可能で、歯面隙
間ｄには樹脂成形不能な射出圧力を求める。これにより
前述したように樹脂充填隙間Ｄ及びキャビティ４６にの
み弾性体３０が射出成形される。FIG. 7 shows the relationship between the injection pressure and the wall thickness of the resin material. Based on the characteristics of this drawing, an injection pressure that can be injection-molded in the resin filling gap D (2.0 mm) and that cannot be resin-molded in the tooth gap d is determined. Thereby, the elastic body 30 is injection-molded only in the resin filling gap D and the cavity 46 as described above.
【００１８】前記構成のスプライン構造によれば、アウ
タスプライン歯１０とインナスプライン歯２０との歯面
の間に弾性体３０が位置しており、両スプライン歯１
０，２０は金属と樹脂との接触となる。しかも前記封入
部３２にグリースを入れておくことで、良好な潤滑が長
期間にわたって維持される。これらのことからスプライ
ンの摺動特性が大幅に向上する。According to the above-described spline structure, the elastic body 30 is located between the tooth surfaces of the outer spline teeth 10 and the inner spline teeth 20, and both spline teeth 1
0, 20 is the contact between the metal and the resin. Moreover, by putting grease into the enclosing portion 32, good lubrication is maintained for a long period of time. For these reasons, the sliding characteristics of the spline are greatly improved.
【００１９】また図１（Ｂ）で示すようにアウタスプラ
イン歯１０とインナスプライン歯２０との間に回転負荷
が作用した場合には、前記歯面隙間ｄの範囲における弾
性体３０の変形により両スプライン歯１０，２０の間の
衝撃が緩衝される。そしてこのときに歯面隙間ｄが完全
に詰められたとしても、そのときの弾性体３０の圧縮は
弾性変形領域で行われるようにその肉厚を設定している
ので（図６参照）、大きな負荷に対しても充分な緩衝機
能を発揮する。When a rotational load is applied between the outer spline teeth 10 and the inner spline teeth 20 as shown in FIG. 1B, the elastic body 30 is deformed in the range of the tooth surface gap d. The shock between the spline teeth 10, 20 is cushioned. Even if the tooth gap d is completely filled at this time, the thickness of the elastic body 30 is set so that the compression of the elastic body 30 is performed in the elastic deformation region at that time (see FIG. 6). Exhibits a sufficient buffer function against loads.
【００２０】これにより両スプライン歯１０，２０の歯
面間のガタ打ちが防止されることとなり、これに伴う振
動・騒音が低減される。なおこの振動・騒音の低減機能
は、弾性体３０を射出成形する樹脂に成形収縮率の小さ
いものを使用すれば、より効果的である。As a result, rattling between the tooth surfaces of the spline teeth 10 and 20 is prevented, and the accompanying vibration and noise are reduced. The function of reducing vibration and noise is more effective if a resin having a small molding shrinkage is used as the resin for injection molding the elastic body 30.
【００２１】[0021]
【発明の効果】このように本発明は、アウタスプライン
歯とインナスプライン歯との歯面同志が接触したときの
弾性体の圧縮変形量がその弾性変形領域内に収まり、も
って弾性体の特性が長期間にわたって維持され、またこ
れらの弾性体の相互間の封入部にグリースを封入するこ
とでスプライン歯にグリース溝を加工する工程が不要と
なる。As described above, according to the present invention, the amount of compressive deformation of the elastic body when the outer spline teeth and the inner spline teeth come into contact with each other falls within the elastic deformation area, and the characteristics of the elastic body are thus reduced. The grease is maintained for a long time, and the step of forming a grease groove in the spline teeth becomes unnecessary by sealing grease into the sealing portion between these elastic bodies.
【図１】樹脂成形後のアウタスプライン歯とインナスプ
ライン歯とを嵌合させた状態の一部を表した断面図であ
る。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a part of a state where outer spline teeth and inner spline teeth after resin molding are fitted.
【図２】樹脂成形前のアウタスプライン歯の一部を表し
た斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a part of outer spline teeth before resin molding.
【図３】樹脂成形前のアウタスプライン歯とインナスプ
ライン歯とを嵌合させた状態の一部を表した断面図であ
る。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a part of a state where outer spline teeth and inner spline teeth before resin molding are fitted.
【図４】樹脂（弾性体）を射出成形するための型構造を
表した断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a mold structure for injection-molding a resin (elastic body).
【図５】樹脂成形後のアウタスプライン歯の一部を表し
た斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing a part of outer spline teeth after resin molding.
【図６】樹脂（ナイロン）の変形量と肉厚との関係を表
した特性図である。FIG. 6 is a characteristic diagram showing a relationship between a deformation amount and a wall thickness of a resin (nylon).
【図７】樹脂（ナイロン）の射出圧力と肉厚との関係を
表した特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between an injection pressure and a wall thickness of a resin (nylon).
１０ アウタスプライン歯 １２ 溝 ２０ インナスプライン歯 ３０ 弾性体 ３２ グリース用の封入部 ｄ 歯面隙間 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Outer spline tooth 12 Groove 20 Inner spline tooth 30 Elastic body 32 Enclosed part for grease d Tooth surface gap
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16D 3/06 F16D 3/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F16D 3/06 F16D 3/12
Claims (1)
歯とが歯面隙間をもって嵌合されたスプラインの構造に
おいて、 これらのアウタスプライン歯及びインナスプライン歯の
うち、一方のスプライン歯の3 つの歯面に溝がそれぞれ
形成され、これらの溝に対し他方のスプライン歯の3 つ
の歯面に接触する弾性体がそれぞれ設けられ、アウタス
プライン歯とインナスプライン歯との歯面同士が接触し
たときの前記弾性体の圧縮変形量が、その弾性変形領域
内にあるように該弾性体の肉厚を確保し、しかも前記歯
面隙間に突出した各弾性体の間を流体潤滑材の封入部と
したことを特徴とするスプラインの構造。In a spline structure in which an outer spline tooth and an inner spline tooth are fitted with a tooth surface gap, three of the outer spline tooth and the inner spline tooth have grooves in three tooth surfaces. Are formed, and three of the other spline teeth are
An elastic body in contact with the tooth surface are provided respectively, Autasu
When the tooth surfaces of the ply tooth and the inner spline tooth contact each other,
The amount of compressive deformation of the elastic body when
A spline structure wherein the thickness of the elastic body is ensured so as to be within the space, and a space between the elastic bodies protruding into the gap between the tooth surfaces is a sealing portion for a fluid lubricant .
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