JP5381780B2 - スプライン装置 - Google Patents

Description

本発明は、スプライン嵌合しているスリーブ部材と軸部材とを備えているスプライン装置に関する。

例えば特許文献１に開示されているように、雌スプライン部を内周に有しているスリーブ部材と、この雌スプライン部に嵌合している雄スプライン部を外周に有している軸部材とを備えたスプライン装置が知られている。
スリーブ部材と軸部材とは、周方向に相対回転不能であるが、軸方向への相対移動は可能であることから、雌スプライン部と雄スプライン部との嵌合部に潤滑剤（グリース）が塗布されている。また、このようなスプライン装置は、定期的にメンテナンスを行う必要があり、嵌合部にグリースを新たに供給することがある。

図７は従来のスプライン装置の説明図である。スリーブ部材９０は、内周のうち先端側の一部に、軸方向所定長さに形成された雌スプライン部９１を有している。軸部材９２は、雌スプライン部９１よりも軸方向に長く形成された雄スプライン部９３を外周に有している。また、スリーブ部材９０の外周側には、防塵用のカバー部材９４が設けられている。カバー部材９４は筒状であり軸部材９２のフランジ部９２ａに固定されている。

特開昭５９−１９７６２０号公報（第１図参照）

図７に示しているスプライン装置では、スリーブ部材９０の外周側に、筒状のカバー部材９４が設けられているので、スリーブ部材９０の外周側から、雌スプライン部９１と雄スプライン部９３との嵌合部９５へとグリースを供給する作業は困難となる。
すなわち、図７に示しているように、カバー部材９４にプラグ９６を設け、スリーブ部材９０のうち、雌スプライン部９１が形成されている部分にグリースニップル９７を設ける。そして、嵌合部９５にグリースを供給するためには、前記プラグ９６の位置と前記グリースニップル９７の位置とを軸方向に一致させ、プラグ９６を外して、その内側にあるグリースニップル９７から、グリースを注入する。つまり、スリーブ部材９０と軸部材９２とを、軸方向に関して特定の位置へ相対的に移動させる必要がある。

このように、図７のスプライン装置では、スリーブ部材９０と軸部材９２とが軸方向に関して限定された位置関係に存在していないと、嵌合部９５にグリースを供給することができない。このため、スプライン装置の製造者とは別であるユーザーがメンテナンスを行う場合は特に、当該メンテナンスの作業が難しくなる。

なお、スリーブ部材９０のうち、カバー部材９４によって覆われていない部分９８に、例えばグリースニップルを設け（図示せず）、当該部分９８からグリースを内部へ供給してもよいが、この部分９８の内周には、雌スプライン部が存在していない。このため、雌スプライン部９１を構成している複数のスプライン条それぞれの歯面にグリースを与えることができない。

そこで、本発明は、スリーブ部材と軸部材との間の嵌合部に潤滑剤を供給することができ、しかも、スリーブ部材の雌スプライン部と軸部材の雄スプライン部とが軸方向に関してどのような位置関係にあっても、嵌合部に潤滑剤を供給することができるスプライン装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するための本発明のスプライン装置は、軸方向所定長さに形成された雌スプライン部を内周の一部に有しているスリーブ部材と、前記雌スプライン部に嵌合し当該雌スプライン部よりも軸方向に長い範囲で形成された雄スプライン部を外周に有している軸部材と、前記雌スプライン部と前記雄スプライン部との嵌合部に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部とを備え、前記潤滑剤供給部は、前記軸部材の一端部で開口し潤滑剤を当該軸部材内に注入する複数の注入口と、前記雄スプライン部が形成されている領域で開口し潤滑剤を注出する複数の注出口と、前記軸部材内に形成され前記各注入口に注入された潤滑剤を対応する前記注出口に個別に供給するための複数の潤滑剤供給路とを有し、複数の前記注出口は、それぞれ軸方向で異なる位置で開口し、かつ、前記雌スプライン部の軸方向の全長よりも短い寸法間隔で配置されていることを特徴とする。

本発明によれば、潤滑剤を軸部材内に注入する複数の注入口が、軸部材の一端部で開口し、潤滑剤を注出する複数の注出口が、雄スプライン部が形成されている領域で開口しており、各注入口に注入された潤滑剤を対応する注出口に個別に供給するための複数の潤滑剤供給路が、軸部材内に形成されているので、スリーブ部材の外周側から潤滑剤を供給する構成が採用できなくても、注入口を選択して対応する注出口まで潤滑剤を送ることにより、スリーブ部材と軸部材との間の嵌合部に潤滑剤を供給することができる。
また、複数の注出口は、それぞれ軸方向で異なる位置で開口し、かつ、雌スプライン部の軸方向の全長よりも短い寸法間隔で配置されているので、雌スプライン部と雄スプライン部とが軸方向に関してどのような位置関係にあっても、雄スプライン部が形成されている領域で開口している少なくとも一つの注出口は、雌スプライン部と径方向に重なることができるため、当該少なくとも一つの注出口から、雄スプライン部と雌スプライン部との間に潤滑剤を供給することができる。

また、前記雄スプライン部に、前記注出口から注出した前記潤滑剤を当該雄スプライン部の周方向に導く凹溝が、前記各注出口に対応させて複数形成されているのが好ましい。
この構成によれば、注出口から注出した潤滑剤は、凹溝を通って雄スプライン部の全周に行き渡ることができ、嵌合部の全周にわたって潤滑剤を供給することが可能となる。

本発明によれば、スリーブ部材の雌スプライン部と軸部材の雄スプライン部とが軸方向に関してどのような位置関係にあっても、雄スプライン部が形成されている領域で開口している少なくとも一つの注出口は、雌スプライン部と径方向に重なることができるため、雄スプライン部と雌スプライン部との間に潤滑剤を供給することができる。このため、スプライン装置のメンテナンスが容易となる。

本発明のスプライン装置の実施の一形態を示す説明図である。 軸部材についての、図１のＡ矢視の断面図である。 軸部材についての、図１のＢ矢視の断面図である。 軸部材についての、図１のＣ矢視の断面図である。 本発明のスプライン装置が最も長くなっている状態を示す説明図である。 注出口が形成されている領域を説明する拡大断面図である。 従来のスプライン装置の説明図である

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明のスプライン装置の実施の一形態を示す説明図であり、主に上側半分を断面で示している。本発明のスプライン装置は、例えば圧延機に搭載されるドライブシャフトに適用することができる。
このスプライン装置は、雌スプライン部１０を内周に有しているスリーブ部材１と、前記雌スプライン部１０に嵌合している雄スプライン部２０を外周に有している軸部材２とを備えている。

スリーブ部材１と軸部材２とは、周方向に相対回転不能であるが、軸方向への相対移動が可能であることから、雌スプライン部１０と雄スプライン部２０とが噛み合っている嵌合部３に潤滑剤（グリース）が塗布されている。そして、スリーブ部材１と軸部材２とは相対的に軸方向に移動可能であることから、スプライン装置はその全長が変更可能となる。

本実施形態では、スリーブ部材１は、左側端部のフランジ部１５と、このフランジ部１５からスプライン装置の軸方向右側へと延びている筒部１６とを有している。筒部１６は、二本の筒形状の部材１６ａ，１６ｂが接合されて構成されており、先端側にある部材１６ａの内周の一部に、雌スプライン部１０が形成されている。つまり、雌スプライン部１０は、筒部１６の全長にわたって形成されているのではなく、筒部１６の内周の一部に軸方向所定長さＬを有して形成されている。そして、雌スプライン部１０は、軸方向に長いスプライン条が周方向に複数形成されていることで構成されている。雌スプライン部１０の全長が前記軸方向所定長さＬとなる。
また、筒部１６のうち雌スプライン部１０が形成されている部分には、筒部１６の周壁を貫通している孔が設けられており、この孔にグリースニップル１７が取り付けられている。

軸部材２は、右側端部のフランジ部２５と、このフランジ部２５からスプライン装置の軸方向左側へと延びている軸本体部２６とを有している。軸本体部２６は、スリーブ部材１の筒部１６とほぼ同じ長さを有している。
そして、軸本体部２６の外周のほぼ全域（ほぼ全長）にわたって、雄スプライン部２０が形成されている。雄スプライン部２０は、雌スプライン部１０よりも軸方向に長い範囲で、軸本体部２６の外周に形成されている。雄スプライン部２０は、軸方向に長いスプライン条が周方向に複数形成されていることで構成されている。
そして、軸部材２とスリーブ部材１とによるスプライン装置の全長が最も短くなっている状態（図１の状態）では、軸本体部２６のほぼ全てが筒部１６によって覆われた状態となる。

このスプライン装置は、筒形状であるカバー部材４を更に備えている。カバー部材４は、スリーブ部材１の外周側に防塵用として設けられており、先端部にスリーブ部材１の外周面に摺動するシール部材４ａが設けられている。カバー部材４の基端部は、軸部材２のフランジ部２５に取り付けられている。カバー部材４は軸方向に所定の長さを有しており、軸部材２に対してスリーブ部材１が、軸方向に最大ストロークで移動した状態（図５）であっても、カバー部材４の先端部が、スリーブ部材１の先端部を覆った状態となる。

本発明のスプライン装置は、雌スプライン部１０と雄スプライン部２０との嵌合部３にグリースを供給する潤滑剤供給部５を備えている。
図２は、軸部材２についての、図１のＡ矢視の断面図であり、図３は図１のＢ矢視の断面図であり、図４は図１のＣ矢視の断面図である。
潤滑剤供給部５は、軸部材２のフランジ部２５で開口しグリースを当該軸部材２内に注入する注入口４１，５１，６１と、雄スプライン部２０が形成されている領域で開口しグリースを注出する注出口４５，５５，６５と、注入口４１，５１，６１それぞれに注入されたグリースを対応する注出口に個別に供給するための供給路（潤滑剤供給路）７，８，９とを有している。これら注入口、注出口及び供給路は、グリースを嵌合部３へ供給するために軸部材２内に形成されている。注入口４１，５１，６１それぞれは独立して形成されており、注出口４５，５５，６５それぞれは独立して形成されており、供給路７，８，９それぞれは独立して形成されている。

図１において、第１の注入口４１は、（後述の）他の注入口５１，６１と周方向で別の位置に独立して、フランジ部２５の外周部に形成されており、さらに、カバー部材４によって覆われていないフランジ部２５の露出面６（外周面）に形成されている。そして、注入口４１にグリースニップル４６が取り付けられている。
第１の供給路７は、第１の注入口４１から径方向内方に延びて形成されている径方向の流路孔４２と、この流路孔４２と繋がっている軸方向の流路孔４３と、この流路孔４３と繋がっている径方向の流路孔４４とを有している。

この第１の供給路７において、軸方向の流路孔４３は、軸本体部２６の中心線Ｃから径方向外側（一方側）に位置ずれした位置に形成されている。そして、径方向の流路孔４４は、軸本体部２６の外周のうち、雄スプライン部２０が形成されている第１の領域Ｓ１で開口しており、第１の注出口４５が形成されている。
以上より、注入口４１は、当該注入口４１から径方向内側に延びた径方向の流路孔４２、当該流路孔４２から軸方向に延びた軸方向の流路孔４３、及び、当該流路孔４３から径方向外側に延びた径方向の流路孔４４を通じて、注出口４５と繋がっている。

第２の注入口５１は、他の注入口４１及び（後述の）注入口６１と周方向で別の位置に独立して、フランジ部２５の外周部に形成されており、さらに、カバー部材４によって覆われていないフランジ部２５の露出面６（外周面）に形成されている。そして、注入口５１にグリースニップル５６が取り付けられている。
第２の供給路８は、第２の注入口５１から径方向内方に延びて形成されている径方向の流路孔５２と、この流路孔５２と繋がっている軸方向の流路孔５３と、この流路孔５３と繋がっている径方向の流路孔５４とを有している。

この第２の供給路８において、軸方向の流路孔５３は、軸本体部２６の中心線Ｃから径方向外側（他方側）に位置ずれした位置に形成されている。そして、径方向の流路孔５４は、軸本体部２６の外周のうち、雄スプライン部２０が形成されている第２の領域Ｓ２で開口しており、第２の注出口５５が形成されている。
この第２の注出口５５は、第１の注出口４５と、軸方向で異なる位置で開口している。そして、第２の注出口５５と第１の注出口４５とは、雌スプライン部１０の前記軸方向所定長さＬよりも短い寸法間隔Ｐ１で配置されている（Ｌ＞Ｐ１）。

さらに、本実施形態では、図２と図３とに示しているように、第２の注出口５５は、第１の注出口４５と、周方向についても異なる位置に設けられている。
以上より、注入口５１は、当該注入口５１から径方向内側に延びた径方向の流路孔５２、当該流路孔５２から軸方向に延びた軸方向の流路孔５３、及び、当該流路孔５３から径方向外側に延びた径方向の流路孔５４を通じて、注出口５５と繋がっている。

第３の注入口６１は、他の注入口４１，５１と周方向で別の位置に独立して、フランジ部２５の外周部に形成されており、さらに、カバー部材４によって覆われていないフランジ部２５の露出面６（外周面）に形成されている。そして、注入口６１にグリースニップル６６が取り付けられている。
第３の供給路９は、第３の注入口６１から径方向内方に延びて形成されている径方向の流路孔６２と、この流路孔６２と繋がっている軸方向の流路孔６３と、この流路孔６３と繋がっている径方向の流路孔６４とを有している。

この第３の供給路９において、軸方向の流路孔６３は、軸本体部２６の中心線Ｃと一致した位置に形成されている。そして、径方向の流路孔６４は、軸本体部２６の外周のうち、雄スプライン部２０が形成されている第３の領域Ｓ３で開口しており、第３の注出口６５が形成されている。
この第３の注出口６５は、第１の注出口４５及び第２の注出口５５と、軸方向で異なる位置で開口している。そして、第３の注出口６５と第２の注出口５５とは、雌スプライン部１０の前記軸方向所定長さＬよりも短い寸法間隔Ｐ２で配置されている（Ｌ＞Ｐ２）。なお、本実施形態では、第１の注出口４５と第２の注出口５５との軸方向についての間隔Ｐ１と、第２の注出口５５と第３の注出口６５との軸方向についての間隔Ｐ２とは、同じに設定されている（Ｐ１＝Ｐ２）。

さらに、本実施形態では、図２と図３と図４に示しているように、第３の注出口６５は、第２の注出口５５及び第１の注出口４５と、周方向についても異なる位置に設けられている。また、図４に示しているように、径方向の流路６４は、軸方向の流路３から分岐するようにして２本形成されている。つまり、第３の注出口６５が２カ所形成されている。
以上より、注入口６１は、当該注入口６１から径方向内側に延びた径方向の流路孔６２、当該流路孔６２から軸方向に延びた軸方向の流路孔６３、及び、当該流路孔６３から径方向外側に延びた径方向の流路孔６４を通じて、注出口６５と繋がっている。

前記実施形態に示したスプライン装置によれば、外周側にカバー部材４が存在していることによって、特にスプライン装置が短縮状態では、スリーブ部材２の外周側から嵌合部３にグリースを供給する構成を採用し難い。しかし、軸部材２の内部に、露出している注入口に注入されたグリースを注出口に供給するための複数の供給路７，８，９が形成されており、これら注入口から注出口までグリースを送ることにより、嵌合部３にグリースを供給することができる。

特に、本実施形態では、注入口から注出口までの流路となる供給路７，８，９それぞれは、軸部材２内で独立して形成されているので、これら供給路７，８，９それぞれは互いに連通していない構成となる。このため、三つの注入口４１，５１，６１（グリースニップル４６，５６，６６）から択一的に選択された注入口に、グリースを注入することで、選択された注入口と繋がっている注出口から当該グリースが注出され、当該注出口が形成されている領域にある特定の嵌合部３の両スプライン条の歯面に、グリースを与えることが可能となる。

すなわち、図１に示しているように、スプライン装置が最も短くなっている状態では、第１の供給路７の注入口４１に、グリースを注入することで、雄スプライン部２０が形成されている第１の領域Ｓ１で開口している注出口４５から当該グリースが注出される。そして、この状態では、スリーブ部材１の一部に形成されている雌スプライン部１０が、前記第１の領域Ｓ１と径方向で重なった状態にあるため、雄スプライン部２０のうち前記第１の領域Ｓ１及びその周囲と、雌スプライン部１０との間に、グリースを供給することが可能となる。

また、図５に示しているように、軸部材２に対してスリーブ部材１が、軸方向に最大ストロークで移動し、スプライン装置が最も長くなっている状態では、第３の供給路９の注入口６１に、グリースを注入することで、雄スプライン部２０が形成されている第３の領域Ｓ３で開口している注出口６５から当該グリースが注出される。そして、この状態では、スリーブ部材１の一部に形成されている雌スプライン部１０が、前記第３の領域Ｓ３と径方向で重なった状態にあるため、雄スプライン部２０のうち前記第３の領域Ｓ３及びその周囲と、雌スプライン部１０との間に、グリースを供給することが可能となる。
なお、スプライン装置が最大ストロークを有している状態では、前記グリースニップル１７が、カバー部材４によって覆われておらず、露出しているため、当該グリースニップル１７からグリースを注入してもよい。

また、図示しないが、軸部材２に対してスリーブ部材１が、軸方向に最大ストロークの半分について移動し、スプライン装置が中間的な長さとなっている状態では、第２の供給路８の注入口５１に、グリースを注入することで、雄スプライン部２０が形成されている第２の領域Ｓ２で開口している注出口５５から当該グリースが注出される。そして、この状態では、スリーブ部材１の一部に形成されている雌スプライン部１０が、前記第２の領域Ｓ２と径方向で重なった状態にあるため、雄スプライン部２０のうち前記第２の領域Ｓ２及びその周囲と、雌スプライン部１０との間に、グリースを供給することが可能となる。

このように、注出口４５，５５，６５は、それぞれ軸方向で異なる位置で開口しており、かつ、雌スプライン部１０の軸方向所定長さＬよりも短い寸法による間隔で配置されているので、雌スプライン部１０と雄スプライン部２０とが軸方向に関してどのような位置関係にあっても、つまり、スプライン装置がどのような長さの状態にあっても、雄スプライン部２０が形成されている領域で開口している少なくとも一つの注出口は、雌スプライン部１０と径方向に重なることができる。このため、スプライン装置がどのような長さの状態にあっても、雄スプライン部２０と雌スプライン部１０との間にグリースを供給することができる。この結果、雄スプライン部２０及び雌スプライン部１０それぞれを構成しているスプライン条の歯面に、グリースを与えることができる。

図６は、注出口が形成されている領域を説明する拡大断面図である。
図２と図６において、雄スプライン部２０は、複数のスプライン条２１が周方向に並んで構成されている。スプライン条２１それぞれにおいて、各スプライン条２１が軸方向の途中で途切れている欠損部（図６では欠損部２２）が形成されており、欠損部は軸方向で複数箇所に形成されている。
本実施形態では、図１に示しているように、注出口４５，５５，６５と同数である三つの欠損部２２，２３，２４が形成されている。このため、各スプライン条２１は、長手方向に四分割された構成となっている。

また、欠損部２２，２３，２４は、全てのスプライン条２１に形成されており、しかも、全てのスプライン条２１において軸方向に関して同じ位置で途切れるようにして形成されている。
このため、これら欠損部２２，２３，２４により、雄スプライン部２０には周方向に連続している凹溝２７（図６参照）が形成される。そして、軸方向で複数箇所（三カ所）に欠損部２２，２３，２４が形成されていることから、凹溝２７は、軸方向で複数箇所（三カ所）に形成されている。
そして、これら三カ所の凹溝２７が、注出口４５，５５，６５それぞれの位置に対応させて形成されている。つまり、三カ所の凹溝２７それぞれが形成されている領域に、注出口４５，５５，６５それぞれが配置されている。凹溝２７は、注出口４５，５５，６５それぞれから注出したグリースを、雄スプライン部２０の周方向に導くことができる。
なお、欠損部２２，２３，２４及び注出口４５，５５，６５は、いずれも同じ構成であり、図６は、代表として、欠損部２２及び第１の供給路７の注出口４５を示している。

図６において、欠損部２２によって構成されている凹溝２７の溝底２８が、スプライン条２１の歯底２９と共通する面となっている。このため、図６に示しているように、凹溝２７の溝底２８と、雌スプライン部１０を構成している複数のスプライン条１１それぞれの歯先１２との間には、周方向に連続している環状の空間が形成されている。

そして、注出口４５から注出されたグリースは、周方向に連続している前記空間（凹溝２７）を通って、全周に行き渡ることができる。そして、空間（凹溝２７）の外周側には、雌スプライン部１０が周方向に連続して存在していることから、グリースは全周に行き渡り易く、グリースを嵌合部３全体に行き渡らせることができる。

以上のように、本実施形態のスプライン装置によれば、嵌合部３にグリースを供給することができ、また、図１と図５に示したように、スリーブ部材１の雌スプライン部１０と軸部材２の雄スプライン部２０とが軸方向に関してどのような位置関係にあっても、雄スプライン部２０が形成されている領域で開口している注出口が、雌スプライン部１０と径方向に重なることができる。
このため、スリーブ部材１と軸部材２とが軸方向に関してどのような位置関係にあっても、つまり、スプライン装置がどのような長さの状態にあっても、雄スプライン部２０と雌スプライン部１０との間にグリースを供給することができる。この結果、このスプライン装置に対して行う、グリースを供給するメンテナンスが容易となり、その作業時間が短縮化される。

本発明のスプライン装置は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。例えば、前記実施形態では、流路孔を三つとし、注出口を三つ形成したが、これ以外として、注出口が、それぞれ軸方向で異なる位置で開口しており、かつ、雌スプライン部１０の軸方向の全長（軸方向所定長さＬ）よりも短い寸法間隔で配置されていれば、注出口の数は二つであってもよく、また、四つ以上であってもよい。
すなわち、スプライン装置の長さ（最大ストローク長）、雌スプライン部１０の歯切り長さ（つまり前記軸方向所定長さＬ）に応じて、注出口の数、及び、その配置（間隔）が設定される。
今回開示した実施形態は、本発明の例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の構成と均等な意味、及び、範囲内での全ての変更が含まれる。

１：スリープ部材、 ２：軸部材、 ３：嵌合部、 ４：カバー部材、 ５：潤滑剤供給部、 ７：第１の供給路、 ８：第２の供給路、 ９：第３の供給路、 １０：雌スプライン部、 ２０：雄スプライン部、 ２１：スプライン条、 ４１，５１，６１：注入口、 ４５，５５，６５：注出口、 Ｌ：軸方向所定長さ、 Ｐ１，Ｐ２：間隔、 Ｓ１：第１の領域、 Ｓ２：第２の領域、 Ｓ３：第３の領域

Claims (2)

1. 軸方向所定長さに形成された雌スプライン部を内周の一部に有しているスリーブ部材と、
   前記雌スプライン部に嵌合し当該雌スプライン部よりも軸方向に長い範囲で形成された雄スプライン部を外周に有している軸部材と、
   前記雌スプライン部と前記雄スプライン部との嵌合部に潤滑剤を供給する潤滑剤供給部と、を備え、
   前記潤滑剤供給部は、
   前記軸部材の一端部で開口し潤滑剤を当該軸部材内に注入する複数の注入口と、
   前記雄スプライン部が形成されている領域で開口し潤滑剤を注出する複数の注出口と、
   前記軸部材内に形成され前記各注入口に注入された潤滑剤を対応する前記注出口に個別に供給するための複数の潤滑剤供給路と、を有し、
   複数の前記注出口は、それぞれ軸方向で異なる位置で開口し、かつ、前記雌スプライン部の軸方向の全長よりも短い寸法間隔で配置されていることを特徴とするスプライン装置。
2. 前記雄スプライン部に、前記注出口から注出した前記潤滑剤を当該雄スプライン部の周方向に導く凹溝が、前記各注出口に対応させて複数形成されている請求項１に記載のスプライン装置。

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