JP3633219B2

JP3633219B2 - スプライン結合構造

Info

Publication number: JP3633219B2
Application number: JP19335197A
Authority: JP
Inventors: 清明東野; 栄松本; 伸一渕上
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1997-07-04
Filing date: 1997-07-04
Publication date: 2005-03-30
Anticipated expiration: 2017-07-04
Also published as: JPH1122743A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸部材とパイプ部材とのスプライン結合に関する。
【０００２】
【従来の技術】
軸部材とパイプ部材とのスプライン結合において、両者のガタを低減する構造が、例えば、実公昭６３−１７８６２号公報で提案されている。
【０００３】
このものを図１０に示す。軸部材１は、その基端側が第１の自在継手４に連結されており、先端側の外周には外スプライン１ａが形成されている。一方パイプ部材２は、その基端側が第２の自在継手５に連結されていて、先端側の内周には内スプライン２ａが形成されている。また、パイプ２の先端部には、軸方向に沿って４本のスリット２ｂが形成されており、さらに先端縁近傍の外周には環状溝２ｃが形成されている。この環状溝２ｃには弾性材からなる円環状の緊締部材３がはめられている。
【０００４】
パイプ部材２の先端部は、上述の４本のスリット２ｂが形成されていることに基づいて内側への変形が可能となっており、緊締部材３によって先端部が締められることで、外スプライン１ａや内スプライン２ａが摩耗している場合でも、両者間のガタが少なくなる。
【０００５】
なお、上述のようなスプライン結合は、例えば、自動車用にステアリングジョイントに使用されるものであり、上述の例では、軸部材１とパイプ部材２とは、第１の自在継手４と第２の自在継手５との位相が一致するように、スプライン結合がなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来技術によると、軸部材１とパイプ部材２とは、それぞれの外スプライン１ａと内スプライン２ａとを介して軸方向移動可能に連結されているので、緊締部材３だけでは、例えば、輸送中や取扱時等に、パイプ部材２から軸部材１が脱落してしまうおそれがあった。
【０００７】
なお、脱落が発生した場合、第１の自在継手４と第２の自在継手５との位相が不明になって位相を一致させるのに時間がかかったり、また、位相のずれた誤挿入によって実車上で大きなトルク変動が発生したりする等の問題が発生することになる。
【０００８】
そこで、本発明は、軸部材とパイプ部材との脱落を防止するようにしたスプライン結合構造を提供することを目的とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するための、請求項１に係る本発明は、先端部に軸方向のスリットを有するとともに先端部内側に内スプラインを有するパイプ部材に対し、先端部外側に外スプラインを有する軸部材を挿入して前記パイプ部材と前記軸部材とをスプライン結合し、前記パイプ部材の先端外側を緊締部材で締めつけて前記内スプラインに前記外スプラインを密着させるスプライン結合構造において、
前記緊締部材に一体にまたは別体に前記スリットを介して径方向に延びる脱落防止部材が設けてあり、該脱落防止部材は前記緊締部材により前記軸部材または前記パイプ部材に向って径方向に付勢されており、前記パイプ部材に対する前記軸部材の、軸方向の相対的な抜け動作に対し、前記緊締部材と前記軸部材の一部とに同時に係合して抜け方向に対する抵抗となりそれ以上の抜け動作を阻止することを特徴とする。
【００１０】
上述の請求項１の発明によると、軸部材とパイプ部材とはそれぞれの外スプラインと内スプラインを介して、回動不能かつ軸方向移動自在に連結される。さらに、パイプ部材の先端部は、スリットにより、内側に変形可能となっている。したがって、パイプ部材の先端部をその外側から緊締部材によって締めつけると、先端部は内側に変形し、先端部内側の内スプラインが、軸部材の先端部外側の外スプラインに密着される。このため、例えば、長期使用によって、内スプライン及び外スプラインに摩耗が発生している場合でも、両者は有効に密着され、軸部材とパイプ部材との間の相対的な軸方向の移動が円滑に行われる。加えて、軸部材に対するパイプ部材の、またパイプ部材に対する軸部材の軸方向の抜け動作に対しては、脱落防止部材が緊締部材及び軸部材の一部に同時に係合して抵抗として作用する。このため、軸部材とパイプ部材との脱落は防止される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
〈実施の形態１〉
図１、図２に、本発明に係るスプライン結合構造の実施の形態１を示す。なお、図１は、軸部材及びパイプ部材の軸を含む縦断面図を示し、また、図２は、図１のＡ−Ａ線矢視図を示す。
【００１３】
これらの図に示すスプライン結合構造は、軸部材１０と、パイプ部材２０と、緊締部材３０と、脱落防止部材４０とを備えている。
【００１４】
軸部材１０の基端側（図１の左方）には、第１の自在継手５０が取り付けられており、また、パイプ部材２０の基端側（図１の右方）には、第２の自在継手６０が取り付けられている。
【００１５】
まず、これら第１、第２の自在継手５０、６０について簡単に説明し、その後、軸部材１０、パイプ部材２０、緊締部材３０、脱落防止部材４０の順に詳述する。
【００１６】
第１の自在継手５０は、第１のヨーク５１に固定された、Ｃ字形の第１のアーム５２を備えている。アーム５２は、その両端部においてベアリング５３、５３を介して、第１の十字継手５４の一方の軸を回動自在に支持している。第１の十地継手５４の他方の軸は、第２のヨーク５５を回動自在に支持している。本発明を主要構成部材の１つである軸部材１０は、その基端部が、この第２のヨーク５５に固定されている。
【００１７】
第２の自在継手６０は、パイプ部材２０の基端部に取り付けられた円筒状の弾性緩衝筒６１を備えている。弾性緩衝筒６１は、パイプ部材２０の基端部を軸に直角な方向に貫通するトルク伝達部材６２によって貫通されており、トルク伝達部材６２は第３のヨーク６３によって支持されている。つまり、この第３のヨーク６３は、弾性緩衝筒６１を介してパイプ部材２０の基端部を保持するとともに、トルク伝達部材６２を介してパイプ部材２０にトルク伝達するものである。第３のヨーク６３は、その両端部においてベアリング６４、６４を介して、第２の十字軸６５の一方の軸を回動自在に支持しており、第２の十字軸６５の他方の軸は、ベアリングを介して第４のヨーク６６を回動自在に支持している。
【００１８】
上述の第１、第２の自在継手５０、６０にあっては、第１のヨーク５１の回転を、第１のアーム５２、第１の十字軸５４、第２のヨーク５５を介して、軸部材１０に伝える。そして、この軸部材１０の回転は、パイプ部材２０から、第２の自在継手６０のトルク伝達部材６２に伝達され、さらに、第３のヨーク６３、第２の十字軸６５を介して第４のヨーク６６に伝達される。
【００１９】
軸部材１０は、基端側に上述の第１の自在継手５０が連結されており、また、先端側の外周面（外側）には外スプライン１１が形成されている。外スプライン１１は、軸部材１０の全長（軸方向の長さ）の半分よりも少し長く形成されている。外スプライン１１の基端側の一部には、外スプライン１１の有効長さのほぼ半分に当たる長さの切欠部１２が形成されている。この切欠部１２の最先端には、後述の脱落防止部材４０に係合して軸部材１０の脱落を防止する段状の抜け止め１３が設けられている。また切欠部１２の最後端には、同じく後述の脱落防止部材４０に係合して、軸部材１０の挿入限度を規制する段状のストッパ１４が設けられている。
【００２０】
パイプ部材２０は、基端側に上述の第２の自在継手６０が連結されており、また、先端側の内周面（内側）には内スプライン２１が形成されている。内スプライン２１は、パイプ部材２０の全長（軸方向の長さ）のほぼ半分だけ形成されている。パイプ部材２０の先端部には、軸方向に沿って４本のスリット２２が形成されている。このスリット２２の軸方向の長さは、内スプライン２１のほぼ半分である。また、４本のスリーブ２２は、図２に示すように、パイプ部材２０を周方向に４等分する位置に設けられている。さらに、パイプ部材２０の先端縁近傍には、他の部分よりも少し外径の小さい、環状の溝２３が設けてある。この溝２３には、次の緊締部材３０が装着される。
【００２１】
緊締部材３０は、一部に切欠３１を有する円環状の部材であり、軸方向の幅は、上述の溝２３の軸方向の幅よりもわずかに小さく設定されている。したがって緊締部材３０は、溝２３に嵌着すると、軸方向には不動となる。なお、緊締部材３０は、例えば金属によって形成すればよい。
【００２２】
脱落防止部材４０は、ほぼ直方体状に形成されている。脱落防止部材４０の長さＬは、図１に示すように、緊締部材３０の幅よりも長く、また脱落防止部材４０の幅Ｗは、図２に示すように、スリット２２の幅よりも少し短く設定されている。脱落防止部材４０は、図１に示すように、高さ方向の中央より少し上に、同図中の左方に開口部４１を有し右方に向かう切欠４２を有する。なお、切欠４２は同図中の右方には開口していない。この切欠４２を緊締部材３０に嵌合させた状態において、脱落防止部材４０の下面４３は、軸部材１０の切欠部１２から少し浮いた状態となる。なお、この下面４３を切欠部１２に接触させるときは、これにより軸部材１０を下方に押し下げる力が作用し、軸部材１０とパイプ部材２０とのガタを防止することができる。
【００２３】
上述構成の、スプラインの結合構造は、次のようにして組み立てる。
【００２４】
第１の自在継手５０と第２の自在継手６０の位相を合わせた状態で、パイプ部材２０の先端から軸部材１０を挿入して、外スプライン２１に内スプライン１１を係合させる。その後、パイプ部材２０の先端縁近傍の溝２３に緊締部材３０を嵌める。これにより、スリット２２を有するパイプ部材２０の先端部は内側に向かって変形し、軸部材１０の外スプライン１１とパイプ部材２０の内スプライン２１との間のガタが低減される。そして、パイプ部材２０の４本のスリット２２の内の上方に位置するスリット２２の、緊締部材３０よりもパイプ部材２０の基端側の位置に、脱落防止部材４０を嵌め、図１中の左方にスライドさせるようにして、軸部材１０の切欠部１２に落とし込み、開口部４１を介して緊締部材３０に嵌め込む。この状態において、脱落防止部材４０の下面４３が、切欠部１２に内部に入り込むようにする。
以上の組立作業により、図１、図２に示す状態となる。この状態において、緊締部材３０は、パイプ部材２０の溝２３に嵌められているので、パイプ部材２０の軸方向に移動することはできず、さらに、この緊締部材３０に対して脱落防止部材４０は同図中の左方（軸部材４０の抜け方向）には移動することができない。すなわち、脱落防止部材４０は、軸部材１０の抜け方向に作用する力に対しては、パイプ部材２０と一体となるように構成されている。
【００２５】
ここで、軸部材１０に抜け方向に移動すると、軸部材１０の切欠部１２の抜け止め１３が脱落防止部材４０の下端に突き当たる。このとき脱落防止部材４０は、上述のように、パイプ部材２０と一体になっているので、軸部材１０は、パイプ部材２０に対してこれ以上の抜け方向に移動は阻止される。すなわち、パイプ部材２０からの軸部材１０の脱落が防止される。
【００２６】
なお、軸部材１０が挿入方向に移動した場合は、脱落防止部材４０に、切欠部１２のストッパ１４が突き当たり、これ以上の挿入動作が阻止される。
【００２７】
〈実施の形態２〉
図３に実施の形態２を示す。本実施の形態２は、実施の形態１と脱落防止部材４０のみが異なる。なお、他の同一な点については同じ符号を付して重複説明は省略するものとする（これは実施の形態３以降についても同様とする。）。
【００２８】
すなわち、実施の形態２では、パイプ部材２０に軸部材１０を挿入して、緊締部材３０を装着した後、緊締部材３０の一部を、図３に示すように、ほぼ直角に下方に折り曲げて屈曲部３２とする。この屈曲部３２は、スリット２２を介して軸部材１０の切欠部１２に入り込むようにする。この屈曲部３２が、実施の形態１の脱落防止部材４０と同様に作用する。
【００２９】
〈実施の形態３〉
図４、図５（ａ）（ｂ）に実施の形態３を示す。本実施の形態３は、実施の形態１と比べて、軸部材１０に切欠部１２を設けない点、及び脱落防止部材４０に代えて図示の脱落防止部材７０を使用する点が異なる。
【００３０】
脱落防止部材７０は、一部に切欠７１ａを有する環状部材７１と、２本の脚部７２によって構成されている。各脚部７２は、基端部が環状部材７１に連結されており、また先端部には爪部７２ａが形成されている。
【００３１】
本実施の形態３の脱落防止部材７０は、図４に示すように、軸部材１０における、外スプライン１１とそれ以外部分（以下「非スプライン部１５」という）との境界１６近傍における、非スプライン部１５側に環状部材７１を嵌め、パイプ部材２０の上方と下方のスリット２２に脚部７２を嵌める。この状態において、脚部７２の爪部７２ａの先端はスリット２２の外側に突出するようにする。なお、上述の非スプライン部１５の直径は、外スプライン１１の各歯先を結ぶ円周の直径より小さいので、境界部１６には段部が形成されることになる。
【００３２】
ここで、軸部材１０が抜け方向に移動すると、軸部材１０の境界部１６の段部が、環状部材７１に突き当たり、また、脚部７２の爪部７２ａが緊締部材３０に突き当たる。これにより、軸部材１０の抜け動作が禁止される。
【００３３】
上述の脱落防止部材７０は、例えば、鉄等の金属によって形成することができる。
【００３４】
なお、鉄に代えて、例えば、合成樹脂で形成する場合には、図６（ａ）（ｂ）の脱落防止部材７３に示すように、環状部材７４を切欠のないものとし、かつ爪部７５ａを有する脚部７５を４本設けるようにしてもよい。
【００３５】
〈実施の形態４〉
図７、図８に実施の形態４を示す。なお、図７は上半部のみ断面としており、また、図８は図７のＢ−Ｂ線矢視図である。
【００３６】
本実施の形態４の、上述の実施の形態３と異なる点は、上述の脱落防止部材７０に代えて、軸部材１０に溝部１７を形成し、さらにこの溝部１７に脱落防止部材７６を嵌合させる点にある。
【００３７】
軸部材１０の外スプライン１１の一部に環状の溝部１７を設ける。そしてこの溝部１７に、半円状の脱落防止部材７６を嵌着する。脱落防止部材７６の中央には、パイプ部材２０のスリット２２から上方に突出する突出部７７を設ける。
【００３８】
軸部材１０が抜け方向に移動すると、この突出部７７が緊締部材３０に突き当たって、それ以上の向け動作を阻止するものである。
【００３９】
〈実施の形態５〉
図９に示す実施の形態９は、上述の実施の形態４の溝を細くして溝１８とし、この溝１８に脱落防止部材７８としてワイヤを巻き付けてその一部がスリット２２から突出するようにしたものである。
【００４０】
軸部材１０が抜け方向に移動すると、このワイヤが緊締部材３０に突き当たって、それ以上の向け動作を阻止するものである。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、パイプ部材のスリットを介して緊締部材と軸部材との間に脱落防止部材を介装し、パイプ部材に対する軸部材の、軸方向の相対的な抜け動作に対し、脱落防止部材が緊締部材と軸部材の一部とに同時に係合して抜け方向に対する抵抗となるようにすることにより、それ以上の抜け動作を阻止して脱落を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スプライン係合構造の実施の形態１の、軸を含む縦断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図。
【図３】スプライン係合構造の実施の形態２の、軸を含む縦断面図。
【図４】スプライン係合構造の実施の形態３の、軸を含む縦断面図。
【図５】実施の形態３における脱落防止部材の単品図。
【図６】実施の形態３における他の脱落防止部材の単品図。
【図７】スプライン係合構造の実施の形態４の、一部破断正面図。
【図８】図７のＢ−Ｂ線矢視図。
【図９】スプライン係合構造の実施の形態５の、一部破断正面図。
【図１０】従来技術のスプライン係合構造の一例を示す縦断面図。
【符号の説明】
１０軸部材
１１外スプライン
２０パイプ部材
２１内スプライン
２２スリット
３０緊締部材
３２脱落防止部材（屈曲部）
４０、７０、７３、７６、７８
脱落防止部材

Claims

先端部に軸方向のスリットを有するとともに先端部内側に内スプラインを有するパイプ部材に対し、先端部外側に外スプラインを有する軸部材を挿入して前記パイプ部材と前記軸部材とをスプライン結合し、前記パイプ部材の先端外側を緊締部材で締めつけて前記内スプラインに前記外スプラインを密着させるスプライン結合構造において、
前記緊締部材に一体にまたは別体に前記スリットを介して径方向に延びる脱落防止部材が設けてあり、該脱落防止部材は前記緊締部材により前記軸部材または前記パイプ部材に向って径方向に付勢されており、前記パイプ部材に対する前記軸部材の、軸方向の相対的な抜け動作に対し、前記緊締部材と前記軸部材の一部とに同時に係合して抜け方向に対する抵抗となりそれ以上の抜け動作を阻止することを特徴とするスプライン結合構造。
前記脱落防止部材は前記軸部材または前記パイプ部材に接触していることを特徴とする請求項１に記載のスプライン結合構造。
前記脱落防止部材は前記緊締部材に固設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結合構造。
前記軸部材外周には長さ方向に延びる切欠きが形成してあり、前記脱落防止部材の内径側端部は該切欠き端部に係合可能であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載のスプライン結合構造。
前記緊締部材の先端部が径方向内向きに折り曲げられて前記脱落防止部材が形成されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のスプライン結合構造。
前記脱落防止部材は前記軸部材に嵌着された概ね環状部材と該環状部材から前記スリットを介して径方向外向きに延び前記緊締部材に係接可能な爪部とから成ることを特徴とする請求項１に記載のスプライン結合構造。
前記脱落防止部材は金属または合成樹脂であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか一項に記載のスプライン結合構造。