JP4278040B2 - スプラインの噛合部構造 - Google Patents
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Description
【発明が属する技術分野】
本発明は、互いに噛合する内スプラインと外スプラインの各歯が、これらスプラインの軸方向で離脱しようとすることを防止して、上記噛合を維持させるようにしたスプラインの噛合部構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
【0003】
【特許文献1】
特開平6−277789号公報
【0004】
上記スプラインの噛合部構造には、従来、上記特許文献1の特に図10で示されるものがある。この公報のものによれば、互いに噛合可能な内スプラインと外スプラインのうち、内スプラインの歯の各作用面が加圧されて塑性変形させられており、これにより、上記各作用面に噛合維持用の凹部が成形されている。
【0005】
つまり、上記凹部によって、上記内スプラインの歯が逆テーパ形状とされ、上記両スプラインの噛合により、これら各歯の各作用面が互いに圧接するときには、この圧接による各スプラインの軸方向分力で、これら各歯が軸方向で互いに離脱しようとすることが防止され、上記噛合が維持される。即ち、上記両スプラインの噛合が無意図的に解除されるということが防止されて、これら両スプラインの噛合による動力伝達が安定して維持される。
【0006】
上記の場合、内スプラインの歯の作用面に凹部を成形するよう工具で加圧する場合、上記歯の基部は加圧し難いことから、一般に、この加圧は上記基部を避けて行われ、この結果、この基部は加圧されないまま残される。
【0007】
このため、上記特許文献1の図10に示されているように、内スプラインの溝の底面におけるその幅方向の各側部には、上記各基部により、各溝の底面から上記各凹部に至る間に段差部が形成されることとなっており、この段差部は上記溝の底面から内スプラインの径方向内方に突出することとされている。
【0008】
そして、互いに噛合した上記内スプラインの段差部と、外スプラインの歯の歯先面とが互いに干渉し合わないようにするため、内スプラインの径方向で、これら段差部と歯先面との間には隙間が設けられている。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記したように、内スプラインの径方向で、この内スプラインの段差部と外スプラインの歯の歯先面との間に単に隙間を設けると、その分、上記内スプラインと外スプラインとの間のがたつきが大きくなりがちとなり、これは、上記両スプラインの噛合による動力伝達時に、無用な騒音を生じさせる原因となるおそれがあって、好ましくない。
【0010】
本発明は、上記のような事情に注目してなされたもので、互いに噛合する内スプラインと外スプラインの各歯が、これらスプラインの軸方向で離脱しようとすることを防止して、この噛合を維持させるよう上記歯の作用面に凹部を成形した場合において、上記両スプラインの間にがたつきが生じないようにして、その噛合による動力伝達時に、無用な騒音が生じないようにすることを課題とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明のスプラインの噛合部構造は、次の如くである。なお、この項において各用語に付記した符号は、本発明の技術的範囲を後述の「発明の実施の形態」の項の内容に限定解釈するものではない。
【0012】
請求項1の発明は、互いに噛合可能な内スプライン14と外スプライン16のうち、いずれか一方のスプライン14の歯21の作用面21aを加圧して噛合維持用の凹部24を成形し、上記一方のスプライン14の歯21の基部により、このスプライン14の溝18の底面から上記凹部24に至る間に段差部21bが形成されたスプラインの噛合部構造において、
【0013】
他方のスプライン16の歯22の歯先面22cに、この歯22の長手方向に沿って延びる突条体29を一体成形し、
【0014】
上記スプライン14,16の径方向で、上記段差部21bと、他方のスプライン16の歯22の歯先面22cとの間の隙間26の寸法よりも、上記一方のスプライン14の溝18の底面と上記突条体29の突出端面との間の隙間31の寸法を、より小さくしたものである。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面により説明する。
【0016】
図2において、符号1は自動車に搭載された変速装置である。
【0017】
上記変速装置1は、その外殻を構成する不図示の変速ケースと、この変速ケースに水平な軸心2回りに回転R自在となるよう支承される駆動側部材3および従動側部材4と、上記駆動側部材3から従動側部材4への動力伝達を断接自在とする同期装置5とを備えている。
【0018】
上記駆動側部材3は、上記軸心2回りに回転R自在となるよう上記変速ケースに支承される駆動軸8と、上記軸心2上で上記駆動軸8に支持されてこの駆動軸8と共に回転Rするハブ9とを備え、このハブ9はその外周部に駆動歯車に相当する外スプライン10を備えている。一方、上記従動側部材4は上記軸心2回りに遊転自在となるよう上記駆動軸8に支承される従動歯車11を備えている。
【0019】
上記同期装置5は、上記軸心2上で上記ハブ9の外スプライン10に噛合すると共に、その軸方向に移動A自在とされる内スプライン14を有するスリーブ15と、上記軸心2上で従動歯車11の側面に成形される外スプライン16と、上記両外スプライン10,16の間に配置されて上記外スプライン16の側面に摩擦接合可能とされるシンクロナイザリング17とを備えている。上記内スプライン14と外スプライン16は、それぞれその外周面に軸方向に延びる複数の溝18,19を有し、各溝18,19の間に歯21,22が形成されている。また、上記外スプライン16と外スプライン10とは互いに同形同大とされている。
【0020】
図2中一点鎖線で示すように、上記スリーブ15の内スプライン14がハブ9の外スプライン10にのみ噛合している状態では、上記駆動側部材3から従動側部材4への動力伝達は切断されており、つまり、上記同期装置5は切断状態とされている。
【0021】
上記同期装置5の切断状態からシフトフォーク23の操作により、上記スリーブ15を従動歯車11の外スプライン16に向って移動Aさせると、まず、上記スリーブ15がシンクロナイザリング17に噛合してこのシンクロナイザリング17を回転Rさせると共に、このシンクロナイザリング17を上記外スプライン16側に摩擦接合させる。すると、上記シンクロナイザリング17と共に上記外スプライン16が回転し始め、同期作用が行われる。この状態から、上記シフトフォーク23の操作により、上記スリーブ15を更に外スプライン16に向かって移動Aさせると、上記スリーブ15の内スプライン14が上記外スプライン16に円滑に噛合して、上記駆動側部材3から従動側部材4に対し動力伝達が行われ、つまり、上記同期装置5は接続状態とされる。
【0022】
全図において、上記同期装置5の接続状態において、互いに噛合する内スプライン14と外スプライン16の各歯21,22が、これら各スプライン14,16の軸方向で離脱しようとすることを防止するため、上記各歯21,22の各作用面21a,22aが工具により加圧されて塑性変形させられ、これにより、上記各作用面21a,22aに噛合維持用の凹部24,25が成形されている。
【0023】
つまり、上記各凹部24,25によって、上記各歯21,22はその長手方向(スプライン14,16の軸方向)におけるそれぞれ噛合開始側の端部に向かっての逆テーパ形状とされ、上記両スプライン14,16の噛合により、これら両スプライン14,16の各歯21,22の各作用面21a,22aが互いに圧接するときには(図1,3)、この圧接による各スプライン14,16の軸方向分力で、これら両スプライン14,16の歯21,22が軸方向で互いに離脱しようとすることが防止され、上記噛合が維持される。
【0024】
上記各歯21,22の各作用面21a,22aに凹部24,25を成形するよう加圧する場合、この加圧は、上記各歯21,22の基部を避けて行われ、この結果、この基部は加圧されないまま残される。
【0025】
このため、上記各スプライン14,16の溝18,19の底面におけるその幅方向(スプライン14,16の周方向)の各側部には、上記各基部により、各溝18,19の底面から上記各凹部24,25に至る間に段差部21b,22bとが形成されることとなっており、この段差部21b,22bは上記溝18,19の底面から各スプライン14,16の径方向に突出し、これら段差部21b,22bの突出面は加圧成形されたまま、機械加工されないままに残されている。この突出寸法は、例えば、0.3mm以下である。
【0026】
上記したように互いに噛合した両スプライン14,16において、各段差部21b,22bと、各歯21,22の各歯先面21c,22cとが、互いに干渉し合わないようにするため、上記各スプライン14,16の径方向で、これら各段差部21b,22bと各歯先面21c,22cとの間には隙間26,27が設けられている。
【0027】
図1,3,5において、上記外スプライン16の歯22の歯先面22cには、この歯22の長手方向(スプライン14,16の軸方向)に沿って延びる突条体29が加圧による塑性変形により一体成形されている。この突条体29は上記歯先面22cの幅方向(スプライン14,16の周方向)のほぼ中央部に位置し、かつ、この歯22の長手方向に沿ってほぼ直線的に延び、かつ、この長手方向で、上記歯先面22cのほぼ全体にわたり延びている。
【0028】
図1において、上記内スプライン14の溝18の底面と上記突条体29の突出端面との間には隙間31が設けられている。上記スプライン14,16の径方向で、上記隙間31の寸法は、上記段差部21b,22bと、各歯21,22の歯先面21c,22cとの間の上記隙間26,27の寸法よりも小さくされている。
【0029】
図3において、上記内スプライン14の歯21の幅方向で、この歯21の作用面21aから上記凹部24の底面に至る最大深さ寸法Bよりも、上記外スプライン16の歯22の幅方向で、この歯22の作用面22aから上記突条体29に至るまでの最小距離寸法Cが、より大きくされている。
【0030】
図1,3,5において、上記歯22の長手方向における上記突条体29の各部の突出端面は、上記軸心2を中心とするほぼ同径の円弧面とされ、上記突出端面は機械加工による表面仕上げがなされている。また、上記歯22の長手方向における上記突条体29の各部幅寸法Dは互いにほぼ同じとされている。
【0031】
なお、上記突条体29は、上記外スプライン16の歯22に成形されるものに代え、もしくは、これと共に上記内スプライン14の歯21に成形してもよい。
【0032】
上記構成によれば、互いに噛合可能な内スプライン14と外スプライン16のうち、いずれか一方のスプラインである内スプライン14の歯21の作用面21aを加圧して噛合維持用の凹部24を成形したスプラインの噛合部構造において、
【0033】
他方のスプラインである外スプライン16の歯22の歯先面22cに、この歯22の長手方向に沿って延びる突条体29を一体成形してある。
【0034】
このため、上記内スプライン14の歯21の作用面21aに凹部24を加圧成形したとき、この内スプライン14の歯21の基部により、この内スプライン14の溝18の底面から上記凹部24に至る間に形成される段差部21bと、外スプライン16の歯22の歯先面22cとが互いに干渉し合わないようにしようとして、上記スプライン14,16の径方向で、これら段差部21bと歯先面22cとの間に隙間26を設けたとしても、上記突条体29を設けた分、この突条体29の突出端面と、上記内スプライン14の溝18の底面との間の隙間は小さくなる。
【0035】
よって、上記したように、歯21の作用面21aに凹部24を成形した場合でも、上記両スプライン14,16の間にがたつきの生じることが防止され、このため、その噛合による動力伝達時に、無用な騒音が生じるということは防止される。
【0036】
また、前記したように、スプライン14,16の径方向で、上記一方のスプラインである内スプライン14の段差部21bと、他方のスプラインである外スプライン16の歯22の歯先面22cとの間の隙間26の寸法よりも、上記内スプライン14の溝18の底面と上記突条体29の突出端面との間の隙間31の寸法を、より小さくしてある。
【0037】
ここで、上記段差部21bは加圧により凹部24を成形したことに伴い成形されるものであって、寸法精度は低く、また、上記段差部21bは、凹部24の内部に位置していて機械加工がし難い部分である。これに対し、特に、上記外スプライン16の突条体29の突出端面は、外周面に位置するため、その機械加工が比較的容易であって所望の寸法精度の確保が可能である。
【0038】
そこで、上記したように、スプライン14,16の径方向で、上記内スプライン14の段差部21bと、外スプライン16の歯22の歯先面22cとの間の隙間26の寸法よりも、上記内スプライン14の溝18の底面と上記突条体29の突出端面との間の隙間31の寸法を、より小さくしたのであり、このため、上記両スプライン14,16の間にその径方向でがたつきが生じようとしたとき、上記した精度の低い段差部21bと外スプライン16の歯22の歯先面22cとが当接することに先立って、上記内スプライン14の溝18の底面と上記した精度の確保が可能な突条体29の突出端面とが当接することとなる。
【0039】
よって、上記両スプライン14,16の間におけるがたつきの発生は、より確実に防止でき、これにより、その噛合による動力作業時に、無用な騒音が生じるということは、より確実に防止される。
【0040】
また、前記したように、一方のスプライン14の歯21の幅方向で、この歯21の作用面21aから上記凹部24の底面に至る最大深さ寸法Bよりも、上記他方のスプライン16の歯22の幅方向で、この歯22の作用面22aから上記突条体29に至るまでの最小距離寸法Cを、より大きくしてある。
【0041】
このため、上記両スプライン14,16の各歯21,22の各作用面21a,22aが互いに圧接するとき、上記各歯21,22の幅方向で、上記凹部24内に突条体29の一部が入り込むということは防止される。
【0042】
よって、上記凹部24を加圧成形したときに生じる段差部21bと、上記突条体29とが互いに干渉し合うということが防止され、つまり、騒音防止のために上記突条体29を設けた場合でも、上記干渉が防止されて、上記両スプライン14,16の円滑な噛合が確保される。
【0043】
また、前記したように、突条体29の長手方向におけるその各部幅寸法Dを互いにほぼ同じとしてある。
【0044】
このため、上記突条体29の突出端面を機械加工する場合、この突条体29の長手方向における各部の加工条件が同じになる分、この加工が容易となり、かつ、加工精度も向上する。
【0045】
【発明の効果】
本発明による効果は、次の如くである。
【0046】
請求項1の発明は、互いに噛合可能な内スプラインと外スプラインのうち、いずれか一方のスプラインの歯の作用面を加圧して噛合維持用の凹部を成形し、上記一方のスプラインの歯の基部により、このスプラインの溝の底面から上記凹部に至る間に段差部が形成されたスプラインの噛合部構造において、
【0047】
他方のスプラインの歯の歯先面に、この歯の長手方向に沿って延びる突条体を一体成形してある。
【0048】
このため、上記一方のスプラインの歯の作用面に凹部を加圧成形したとき、このスプラインの歯の基部により、このスプラインの溝の底面から上記凹部に至る間に形成される段差部と、他方のスプラインの歯の歯先面とが互いに干渉し合わないようにしようとして、上記スプラインの径方向で、これら段差部と歯先面との間に隙間を設けたとしても、上記突条体を設けた分、この突条体の突出端面と、上記一方のスプラインの溝の底面との間の隙間は小さくなる。
【0049】
よって、上記したように、歯の作用面に凹部を成形した場合でも、上記両スプラインの間にがたつきの生じることが防止され、このため、その噛合による動力伝達時に、無用な騒音が生じるということが防止される。
【0050】
また、上記スプラインの径方向で、上記段差部と、他方のスプラインの歯の歯先面との間の隙間の寸法よりも、上記一方のスプラインの溝の底面と上記突条体の突出端面との間の隙間の寸法を、より小さくしてある。
【0051】
ここで、上記段差部は加圧により凹部を成形したことに伴い成形されるものであって、寸法精度は低く、また、上記段差部は、凹部の内部に位置していて機械加工がし難い部分である。これに対し、上記突条体の突出端面は機械加工が比較的容易であって所望の寸法精度の確保が可能である。
【0052】
そこで、上記したように、スプラインの径方向で、上記段差部と、他方のスプラインの歯の歯先面との間の隙間の寸法よりも、上記一方のスプラインの溝の底面と上記突条体の突出端面との間の隙間の寸法を、より小さくしたのであり、このため、上記両スプラインの間にその径方向でがたつきが生じようとしたとき、上記した精度の低い段差部と他方のスプラインの歯の歯先面とが当接することに先立って、上記一方のスプラインの溝の底面と上記した精度の確保が可能な突条体の突出端面とが当接することとなる。
【0053】
よって、上記両スプラインの間におけるがたつきの発生は、より確実に防止でき、これにより、その噛合による動力作業時に、無用な騒音が生じるということは、より確実に防止される。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図2の1‐1線矢視拡大断面図である。
【図2】 変速装置の側面断面図である。
【図3】 図2の3‐3線矢視拡大展開部分断面図である。
【図4】 内スプラインの歯の斜視図である。
【図5】 外スプラインの歯の斜視図である。
【符号の説明】
1 変速装置
2 軸心
3 駆動側部材
4 従動側部材
5 同期装置
14 内スプライン
15 スリーブ
16 外スプライン
18 溝
19 溝
21 歯
21a 作用面
21b 段差部
21c 歯先面
22 歯
22a 作用面
22b 段差部
22c 歯先面
24 凹部
25 凹部
26 隙間
27 隙間
29 突条体
31 隙間
A 移動
B 最大深さ寸法
C 最小距離寸法
D 幅寸法
R 回転
Claims (1)
- 互いに噛合可能な内スプラインと外スプラインのうち、いずれか一方のスプラインの歯の作用面を加圧して噛合維持用の凹部を成形し、上記一方のスプラインの歯の基部により、このスプラインの溝の底面から上記凹部に至る間に段差部が形成されたスプラインの噛合部構造において、
他方のスプラインの歯の歯先面に、この歯の長手方向に沿って延びる突条体を一体成形し、
上記スプラインの径方向で、上記段差部と、他方のスプラインの歯の歯先面との間の隙間の寸法よりも、上記一方のスプラインの溝の底面と上記突条体の突出端面との間の隙間の寸法を、より小さくしたスプラインの噛合部構造。
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