JP6957423B2 - トレランスリング - Google Patents

Description

本発明は、トレランスリングに関する。

特許文献１には、軸部材と、軸部材を周方向に囲む外周部材との間に圧入された状態で嵌合によって配置されるトレランスリングが記載されている。トレランスリングは、ばね性を有する円筒状のリング本体と、リング本体の径方向に突出する複数の突起部を有する。突起部は、リング本体の径方向にばね性を有する。トレランスリングは、リング本体の内周面が軸部材の外周面を覆うように軸部材に組み付けられる。トレランスリングは、軸部材とともに外周部材に組み付けられる。これにより突起部が外周部材の内周面に押し付けられる。

特許文献１に記載するようにトレランスリングは、ロータ軸と、ロータ軸と径方向に対向する外周部材との間に圧入された状態で嵌合されて使用される場合がある。ロータ軸は、スプライン嵌合部を有し、スプライン嵌合部がスプライン歯に噛み合う。トレランスリングは、トルク変動による加速時や減速時等におけるスプライン嵌合部とスプライン歯の歯打ち音を低減するために用いられる。

トレランスリングは、ばね性を有しかつ突起部が形成された金属製の板状部材から形成される。板状部材を曲げ、板状部材の両端縁部を対向させる。これにより板状部材が円筒状となり、板状部材の両端縁部の間に合口部が形成される。合口部を含む領域は、トレランスリングの他の領域と比べて、径方向の剛性が低くなる。例えばトレランスリングは、リング本体に等間隔に配置された複数の突起部を有する。この場合、合口部を含む領域における径方向の剛性は、その領域以外の領域における径方向の剛性よりも低くなる。

スプライン嵌合部を有するロータ軸（軸部材）は、スプライン歯等からラジアル方向に力を受ける。外周部材は筒状で剛性が弱く、圧入したトレランスリングの反力で変形しやすい。そのため、合口部を含む領域と接触する外周部材と比べ、合口部を含む領域以外の領域と接触する外周部材の方がより大きく変形する。結果として、トレランスリングは、外周部材に例えば楕円形状の変形を及ぼすことがある。

特開２０１７−５３３８５号公報

したがって外周部材に変形を及ぼすことの少ないトレランスリングが従来必要とされている。

本開示の１つの特徴によるとトレランスリングは、軸部材と、軸部材を周方向に囲む外周部材との間に配置される。トレランスリングは、ばね性を有する円筒状のリング本体と、リング本体の周方向の両端縁部の間に形成される合口部と、リング本体から径方向に突出しかつ径方向の剛性による反力を有する複数の突起部を有する。トレランスリングは、合口部を中心に含む合口部半周領域と、合口部と径方向において対向する対向部を中心に含む対向部半周領域を有する。トレランスリングは、合口部と対向部を結ぶ直線を境にして第１と第２のＸ方向半周領域を有する。リング本体の軸中心に沿うＺ方向と、リング本体の軸中心と合口部を通るＹ方向と、Ｙ方向とＺ方向に直交するＸ方向を定義する。反力をＸ方向とＹ方向にベクトル分解したとき、第１のＸ方向半周領域における反力のＸ方向成分の総和は、合口部半周領域における反力のＹ方向成分の総和と同一又は小さい。

したがって第１のＸ方向半周領域から外周部材に作用するＸ方向の力が、合口部半周領域から外周部材に作用するＹ方向成分の力と略同一になる。具体的には、合口部半周領域の特に合口部の近縁領域は、他の領域と比べて外周部材に作用する力が相対的に小さくなる傾向にある。これに対して第１のＸ方向半周領域に位置する複数の突起部におけるＸ方向成分の反力総和を、合口部半周領域に位置する複数の突起部におけるＹ方向成分の反力総和以下に設定する。その結果、外周部材の内周面に実際に加わる力が略均一になることがわかった。外周部材は筒状で剛性が弱く、圧入したトレランスリングの反力で変形しやすい。したがって断面真円に近い形状で外周部材が変形する。かくして、外周部材が例えば楕円化するような変形を抑制することができる。

本開示の他の特徴によると、合口部半周領域における反力のＹ方向成分の総和と、対向部半周領域における反力のＹ方向成分の総和の差は、対向部半周領域における反力のＹ方向成分の総和の１０％以下である。したがって合口部半周領域から外周部材に作用するＹ方向の力が、対向部半周領域から外周部材に作用するＹ方向成分の力が略同一になる。外周部材は筒状で剛性が弱く、圧入したトレランスリングの反力で変形しやすい。したがって断面真円に近い形状で外周部材が変形する。

本開示の他の特徴によると、複数の突起部は、周方向の幅又は軸方向の長さが異なる複数種類の突起部を含む。したがって例えば周方向の幅を狭くすることで、突起部の剛性による径方向の反力を高くできる。かくして比較的容易な構造で突起部の反力、詳しくはＸ方向の反力とＹ方向の反力を所定の大きさに設定できる。

本開示の他の特徴によると、合口部半周領域と対向部半周領域は、単体の剛性が略同一である突起部をそれぞれ有する。したがって突起部の配置による反力のＸ方向成分の総和と反力のＹ方向成分の総和の設定が容易になる。これにより外周部材に及ぼす変形を小さくすることを可能とするトレランスリングが設計しやすくなる。

本開示の他の特徴によると、合口部半周領域の突起部の数より、対向部半周領域の突起部の数の方が多い。なお合口部半周領域と対向部領域の境界にまたがる突起部は含めないものとして数える。したがって対向部の近縁領域に形成される突起部が他の領域と比べて密に配置される。具体的には、合口部半周領域の特に合口部の近縁領域は、他の領域と比べて外周部材に作用する力が相対的に小さくなる傾向にある。対向部半周領域の特に対向部の近縁領域も、合口部の近縁領域に準じて、他の領域と比べて外周部材に作用する力が相対的に小さくなる傾向にある。そのため合口部半周領域に剛性の高い突起部が形成され、対向部の近縁領域に突起部が密に形成される。この構成によって外周部材が特にＸ方向に延びた楕円化するような変形を抑制することができる。

第１実施形態に係るトレランスリングの斜視図である。 図１のトレランスリングの正面図である。 図１のトレランスリングの半周分を展開した平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面矢視図である。 図３のＶ−Ｖ線断面矢視図である。 第２実施形態に係るトレランスリングの正面図である。 図６のトレランスリングの半周分を展開した平面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線断面矢視図である。 第３実施形態に係るトレランスリングの正面図である。 図９のトレランスリングの半周分を展開した平面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線断面矢視図である。 第４実施形態に係るトレランスリングの正面図である。 図１２のトレランスリングの半周分を展開した平面図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線断面矢視図である。 図１３のＸＶ−ＸＶ線断面矢視図である。 図１３のＸＶＩ−ＸＶＩ線断面矢視図である。 第５実施形態に係るトレランスリングの正面図である。 図１７のトレランスリングの半周分を展開した平面図である。 図１８のＸＩＸ−ＸＩＸ線断面矢視図である。 第６実施形態に係るトレランスリングの正面図である。 図２０のトレランスリングの半周分を展開した平面図である。 図２１のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線断面矢視図である。 図１のトレランスリングの径方向の反力のうちＸ方向半周領域の周方向分布を示すグラフである。 図２３の反力のＸ方向成分の周方向分布を示すグラフである。 図２３の反力のＹ方向成分の周方向分布を示すグラフである。 図１のトレランスリングに係る径方向の反力のＸ方向成分の総和とＹ方向成分の総和とを比較した表である。 図６のＸ方向半周領域に係る径方向の反力のＸ方向成分の周方向分布を示すグラフである。 図６のＸ方向半周領域に係る径方向の反力のＹ方向成分の周方向分布を示すグラフである。 図６のトレランスリングに係る径方向の反力のＸ方向成分の総和とＹ方向成分の総和とを比較した表である。 図９のＸ方向半周領域に係る径方向の反力のＸ方向成分の周方向分布を示すグラフである。 図９のＸ方向半周領域に係る径方向の反力のＹ方向成分の周方向分布を示すグラフである。 図９のトレランスリングに係る径方向の反力のＸ方向成分の総和とＹ方向成分の総和とを比較した表である。 図１２のＸ方向半周領域に係る径方向の反力のＸ方向成分の周方向分布を示すグラフである。 図１２のＸ方向半周領域に係る径方向の反力のＹ方向成分の周方向分布を示すグラフである。 図１２のトレランスリングに係る径方向の反力のＸ方向成分の総和とＹ方向成分の総和とを比較した表である。 図１７のＸ方向半周領域に係る径方向の反力のＸ方向成分の周方向分布を示すグラフである。 図１７のＸ方向半周領域に係る径方向の反力のＹ方向成分の周方向分布を示すグラフである。 図１７のトレランスリングに係る径方向の反力のＸ方向成分の総和とＹ方向成分の総和とを比較した表である。 図２０のＸ方向半周領域に係る径方向の反力のＸ方向成分の周方向分布を示すグラフである。 図２０のＸ方向半周領域に係る径方向の反力のＹ方向成分の周方向分布を示すグラフである。 図２０のトレランスリングに係る径方向の反力のＸ方向成分の総和とＹ方向成分の総和とを比較した表である。

本発明の１つの実施形態を図１〜３、図２３〜２６に基づいて説明する。図１に示すように実施形態１のトレランスリング１は、円筒状のリング本体２と複数の突起部４を有する。トレランスリング１は、図２に示すように軸部材Ｓと外周部材Ｈとの間に嵌合されて用いられる。軸部材Ｓは、例えばスプライン嵌合部を有するロータ軸である。軸部材（ロータ軸）Ｓは、円柱状で例えば中実の金属部材である。外周部材Ｈは、例えば円筒状であって、その中心孔に軸部材Ｓが挿入される。外周部材Ｈは、ロータ軸と径方向に対向する内周面Ｈａを有し、内周面Ｈａがロータ軸を周方向に囲む。軸部材Ｓと外周部材Ｈの間に径方向長さの短い円筒状の隙間が形成される。トレランスリング１はこの円筒状の隙間において圧入された状態で嵌合される。

図１に示すようにリング本体２は、例えば、ばね性を有する帯状板材を丸めることで円筒状に形成される。帯状板材は、金属材料から形成され、例えば高炭素鋼やステンレス鋼等の鉄または合金鋼、銅やニッケル等の非鉄金属、金属合金等から形成される。

図１に示すようにリング本体２は、その長手方向である周方向に両端縁部２ａを有する。両端縁部２ａは、相互に対向し、端縁部２ａの間に合口部３が形成される。リング本体２に複数、例えば１０個の突起部４が形成される。複数の突起部４は、リング本体２から径方向外側に突出しかつ径方向の剛性による反力を有する。複数の突起部４は、リング本体２の軸方向の中央領域に位置し、周方向に所定の間隔を隔てて１列に配置される。リング本体２は、突起部４の形成されていない外周円筒面５を有する。外周円筒面５は、リング本体２の軸方向の両端縁に沿って延出する領域と、突起部４間において軸方向に延出する領域を有する。

図２に示すように外周円筒面５と、リング本体２の内周側である内周部６は、リング本体２の軸中心線２ｂに対して直交する断面において略円形である。トレランスリング１は、合口部３とリング本体２の軸中心を結んだ線上において合口部３と径方向に相対する対向部７を有する。

図２に示すようにトレランスリング１の嵌合状態において、内周部６が軸部材Ｓの外周部と接触する。突起部４の頂部が外周部材Ｈの内周面Ｈａから押圧される。軸部材Ｓと外周部材Ｈは、リング本体２のばね性と突起部４の径方向の剛性によって反力を受ける。軸部材Ｓは、その軸中心に向かう方向の反力を受ける。外周部材Ｈは、軸部材Ｓが受ける反力と反対方向である径方向外側方向に反力を受ける。反力によって軸部材Ｓと外周部材Ｈは変形することがある。軸部材Ｓは、中実であるため圧縮されることによる変形量が小さい。一方、外周部材Ｈは、中空状であるため変形量が軸部材Ｓよりも大きくなる傾向にある。したがってトレランスリング１の反力による変形は、主として外周部材Ｈに及ぼされる。

図１に示すようにトレランスリング１は、相互に直交するＸ方向とＹ方向とＺ方向を用いて説明できる。Ｚ方向は、リング本体２の軸中心線２ｂに沿う方向である。Ｙ方向は、リング本体２の軸中心線２ｂと合口部３を結んだ直線Ｄ１に沿う。Ｘ方向は、Ｙ方向とＺ方向に直交しかつ軸中心線２ｂを通る直線Ｄ２に沿う。換言すると直線Ｄ１はＹ方向に延び、直線Ｄ２はＸ方向に延びる。

図２に示すようにリング本体２の軸中心から合口部３へ向かう方向（図２中上方向）と平行な方向をＹ１方向と定義する。Ｙ１方向は、直線Ｄ２から上方に向いている。リング本体２の軸中心から対向部７へ向かう方向（図２中下方向）と平行な方向をＹ２方向と定義する。Ｙ２方向は、直線Ｄ２から下方に向いている。リング本体２の軸中心から右方向への向きをＸ１方向と定義する。Ｘ１方向は、直線Ｄ１から右方に向いている。リング本体２の軸中心から左方向への向きをＸ２方向と定義する。Ｘ２方向は、直線Ｄ１から左方に向いている。

図２に示すようにトレランスリング１は、直線Ｄ２を境にして合口部半周領域１１と対向部半周領域１２を有する。合口部半周領域１１は、合口部３を含み、例えば合口部３を円弧中心に含む。対向部半周領域１２は、対向部７を含み、例えば対向部７を円弧中心に含む。トレランスリング１は、直線Ｄ１を境にして第１のＸ方向半周領域１３と第２のＸ方向半周領域１３を有する。第１と第２のＸ方向半周領域１３は、一端に合口部３を有し、他端に対向部７を有する。

図２に示すように第１と第２のＸ方向半周領域１３は、直線Ｄ１に対して互いに対称である。複数の突起部４は、直線Ｄ１に対して互いに対称となる場所に位置する。図３に示すように突起部４は、平面視で矩形状である。図４に示すように突起部４は、リング本体２から径方向外方に突出し、Ｚ方向から見て断面が三角形状の山形である。図５に示すように突起部４は、リング本体２を軸方向に切断した断面において台形状の山形である。

図２〜４に示すように第１のＸ方向半周領域１３の外周円筒面５には、周方向に沿って端縁部２ａから順番に、小突起部４ａ、間隔５ａ、小突起部４ａ、間隔５ｂ、大突起部４ｂ、間隔５ｃ、大突起部４ｂ、間隔５ｄ、小突起部４ａ、間隔５ｅが形成されている。間隔５ｂは、間隔５ａより周方向長さが短い。間隔５ｃは、間隔５ｂよりさらに周方向長さが短い。間隔５ｄは、間隔５ｂと周方向長さがほぼ同じである。間隔５ｅは、間隔５ａより周方向長さが長い。対向部７を間に置く一対の小突起部４ａの距離は、間隔５ｅの２倍に相当する。

図２に示すように小突起部４ａと大突起部４ｂは、径方向の高さがほぼ等しい。したがって小突起部４ａの頂部と大突起部４ｂの頂部は、外周部材Ｈの断面略円形状の内周面Ｈａに対して均等に接触できる。図３に示すように大突起部４ｂは、小突起部４ａと軸方向長さがほぼ同じである。一方で大突起部４ｂは、小突起部４ａより周方向長さが長い。例えば大突起部４ｂは、小突起部４ａを基準として周方向長さが例えば１０〜５０％長い。そのため大突起部４ｂを含む領域の剛性は、小突起部４ａを含む領域の剛性より例えば２０〜４０％低い。

図２に示すように合口部半周領域１１には、端縁部２ａの近縁に第１の小突起部４ａが合口部３を周方向に挟んで一対形成されている。第１の一対の小突起部４ａと間隔５ａを挟んで第２の小突起部４ａが一対形成されている。第２の小突起部４ａと間隔５ｂを挟んで第１の大突起部４ｂの頂部を含む略半分が一対形成されている。

図２に示すように対向部半周領域１２には、対向部７に間隔５ｅが形成されている。間隔５ｅを周方向に挟んで第３の小突起部４ａが一対形成されている。第３の小突起部４ａと間隔５ｄを挟んで第２の大突起部４ｂが一対形成されている。第２の大突起部４ｂと間隔５ｃを挟んで第１の大突起部４ｂの頂部を含まない略半分が一対形成されている。

図２に示すようにトレランスリング１の突起部４の剛性による反力は、トレランスリング１の外周を囲む外周部材Ｈに対して、突起部４の頂部から径方向に作用する。各突起部４の頂部から作用する反力Ｆを、Ｙ１方向成分ＦＹ１と、Ｙ２方向成分ＦＹ２と、Ｘ１方向成分ＦＸ１と、Ｘ２方向成分をＦＸ２にベクトル分解する。この反力のＸ方向成分及びＹ方向成分を図２３〜２６に示す解析結果に基づいて説明する。図２３〜２５において図中右側（横軸の１７０°側）は合口部３側であり、図中左側（横軸の０°側）は対向部７側である。

図２に示すように第１と第２のＸ方向半周領域１３は、直線Ｄ１に対して互いに対称である。そのため反力ＦのＸ２方向成分ＦＸ２は、Ｘ１方向成分ＦＸ１と周方向分布が対称である。したがって解析結果では反力ＦのＸ２方向成分ＦＸ２は、Ｘ１方向成分ＦＸ１からわかるためにＦＸ１の説明のみとし、ＦＸ２の説明は省略する。図２４はＸ方向半周領域１３のＦＸ１の周方向分布を示している。図２５において横軸の０〜９０°は第１のＸ方向半周領域１３のＦＹ２の周方向分布を示している。横軸の９０〜１７０°は第１のＸ方向半周領域１３のＦＹ１の周方向分布を示している。したがって対向部半周領域１２のΣＦＹ２は０〜９０°の反力を２倍したもので表される。合口部半周領域１１のΣＦＹ１は、９０〜１７０°の反力を２倍したもので表される。

図２３〜２４における比較のトレランスリングは、複数の突起部を有し、各突起部が同じ形状を有する。換言すると、図２３〜２４における比較のトレランスリングは、突起部の頂部の位置がトレランスリング１の突起部４の頂部と同じであり、かつトレランスリング１の大突起部４ｂを全て小突起部４ａに代えたものである。

図２３に示すようにトレランスリング１と比較のトレランスリングのいずれにおいても合口部３の近縁領域（図２３の右端近縁）の径方向の剛性による反力Ｆは、合口部半周領域１１のうちの図中１３５°〜１７０°の他の領域と比べて小さい。特に大突起部４ｂが形成されるトレランスリング１の領域（図２３の約４０°〜１００°）における径方向の剛性による反力Ｆは、比較のトレランスリングの対応する領域と比べて弱くなっている。これは大突起部４ｂの剛性が小突起部４ａの剛性より小さいことが起因している。図２４に示すように大突起部４ｂが形成されるトレランスリング１の領域における反力ＦのＸ１方向成分ＦＸ１は、比較のトレランスリングの対応する領域と比べて小さい。

図２６に示すように対向部半周領域１２における反力ＦのＹ２方向成分ＦＹ２の総和ΣＦＹ２は、合口部半周領域１１における反力ＦのＹ１方向成分ＦＹ１の総和ΣＦＹ１より、総和ΣＦＹ２の約０．５％分だけわずかに大きい。第１のＸ方向半周領域１３における反力ＦのＸ１方向成分ＦＸ１の総和ΣＦＸ１（＝ΣＦＸ２）は、総和ΣＦＹ１の９９．７％であり、総和ΣＦＹ２の９９．２％である。換言すると総和ΣＦＸ１は、総和ΣＦＹ１または総和ΣＦＹ２よりわずかに小さくなるよう設定されている。

図２，２６を参照するように第１のＸ方向半周領域１３における反力のＸ１方向成分ＦＸ１の総和ΣＦＸ１は、合口部半周領域１１における反力のＹ１方向成分ＦＹ１の総和ΣＦＹ１よりわずかに小さい。したがって第１のＸ方向半周領域１３から外周部材Ｈの内周面Ｈａに作用するＸ方向の力が、合口部半周領域１１から外周部材Ｈの内周面Ｈａに作用するＹ方向成分の力と略同一になる。

具体的には、合口部半周領域１１の特に合口部３の近縁領域は、他の領域と比べて外周部材Ｈの内周面Ｈａに作用する力が相対的に小さくなる傾向にある。これに対して第１のＸ方向半周領域１３に位置する複数の突起部４におけるＸ１方向成分の反力ＦＸ１の総和ΣＦＸ１を、合口部半周領域１１に位置する複数の突起部４におけるＹ１方向成分の反力ＦＹ１の総和ΣＦＹ１以下に設定する。その結果、外周部材Ｈの内周面Ｈａに実際に加わる力が略均一になることがわかった。すなわち断面真円に近い形状で外周部材Ｈが変形する。かくして外周部材Ｈが例えば楕円化するような変形を抑制することができる。

図２，２６を参照するように合口部半周領域１１における反力のＹ１方向成分ＦＹ１の総和ΣＦＹ１と、対向部半周領域１２における反力のＹ２方向成分ＦＹ２の総和ΣＦＹ２の差は、ΣＦＹ２の１０％以下、例えば約０．５％である。したがって合口部半周領域１１から外周部材Ｈの内周面Ｈａに作用するＹ方向の力が、対向部半周領域１２から外周部材Ｈの内周面Ｈａに作用するＹ方向成分の力と略同一になる。したがって断面真円に近い形状で外周部材Ｈが変形する。

図２，２３を参照するように複数の突起部４は、周方向の幅が異なる小突起部４ａと大突起部４ｂを含む。周方向の幅を小突起部４ａのように狭くすることで、突起部４の剛性による径方向の反力を高くできる。かくして比較的容易な構造で突起部４の反力、詳しくはＸ１方向の反力ＦＸ１とＹ１方向の反力ＦＹ１とＹ２方向の反力ＦＹ２を所定の大きさに設定できる。

図２を参照するように合口部半周領域１１と対向部半周領域１３は、単体の剛性が略同一である突起部４ａをそれぞれ有する。したがって突起部４の配置によって、反力ＦのＸ１方向成分の総和ΣＦＸ１と反力のＹ１方向成分の総和ΣＦＹ１とをＹ２方向成分の総和ΣＦＹ２を適宜設定することが容易になる。これにより外周部材Ｈに及ぼす変形を小さくすることを可能とするトレランスリング１が設計しやすくなる。

図６〜８、図２７〜３０に基づいて他の実施形態を説明する。図６〜８に示すトレランスリング２０は、図２に示すトレランスリング１の複数の突起部４と外周円筒面５に代えて、複数、例えば８個の突起部２４と外周円筒面２５を有する。図６に示すようにトレランスリング２０は、直線Ｄ２を境にして合口部半周領域３１と対向部半周領域３２を有する。合口部半周領域３１は、合口部３を含み、例えば合口部３を円弧中心に含む。対向部半周領域３２は、対向部７を含み、例えば対向部７を円弧中心に含む。トレランスリング２０は、直線Ｄ１を境にして第１のＸ方向半周領域３３と第２のＸ方向半周領域３３を有する。第１と第２のＸ方向半周領域３３は、一端に合口部３を有し、他端に対向部７を有する。

図６〜８に示すように第１のＸ方向半周領域３３の外周円筒面２５には、周方向に沿って端縁部２ａから順番に、小突起部２４ａ、間隔２５ａ、小突起部２４ａ、間隔２５ｂ、大突起部２４ｂ、間隔２５ｃ、小突起部２４ａ、間隔２５ｄが形成されている。間隔２５ｂは、間隔２５ａより周方向長さが長い。間隔２５ｃは、間隔２５ａと周方向長さがほぼ同じである。間隔２５ｄは、間隔２５ａより周方向長さが短い。対向部７を間に置く一対の小突起部２４ａの距離は、間隔２５ｄの２倍に相当する。

図６に示すように合口部半周領域３１には、端縁部２ａの近縁に第１の小突起部２４ａが合口部３を周方向に挟んで一対形成されている。第１の小突起部２４ａと間隔２５ａを挟んで第２の小突起部２４ａが一対形成されている。第２の一対の小突起部２４ａの周方向両隣から直線Ｄ２をまたいで間隔２５ｂが一対形成されている。

図６に示すように対向部半周領域３２には、対向部７に間隔２５ｄが形成されている。間隔２５ｄを周方向に挟んで第３の小突起部２４ａが一対形成されている。第３の小突起部２４ａと間隔２５ｃを挟んで大突起部２４ｂが一対形成されている。一対の大突起部２４ｂの周方向両隣から直線Ｄ２をまたいで間隔２５ｂが一対形成されている。

トレランスリング２０の突起部２４の剛性による反力のＸ方向成分及びＹ方向成分について、図２７〜２９に示す解析結果に基づいて説明する。図２７，２８において図中右側（横軸の１７０°側）は合口部３側であり、図中左側（横軸の０°側）は対向部７側である。図２７は図２４と同様である。図２７における比較のトレランスリングは、複数の突起部を有し、各突起部が同じ形状を有する。換言すると図２７における比較のトレランスリングは、突起部の頂部の位置がトレランスリング２０の突起部２４の頂部と同じであり、かつトレランスリング２０の大突起部２４ｂを小突起部２４ａに代えたものである。

図２７に示すように大突起部２４ｂが形成されるトレランスリング２０の領域における反力ＦのＸ１方向成分ＦＸ１は、比較のトレランスリングの対応する領域と比べて小さい。

図２９に示すように対向部半周領域３２における反力ＦのＹ２方向成分ＦＹ２の総和ΣＦＹ２は、合口部半周領域３１における反力ＦのＹ１方向成分ＦＹ１の総和ΣＦＹ１より、総和ΣＦＹ２の約２．１％分だけ大きい。第１のＸ方向半周領域３３における反力ＦのＸ１方向成分ＦＸ１の総和ΣＦＸ１（＝ΣＦＸ２）は、総和ΣＦＹ１の９９．５％であり、総和ΣＦＹ２の９７．４％である。換言すると総和ΣＦＸ１は、総和ΣＦＹ１及び総和ΣＦＹ２よりわずかに小さくなるよう設定されており、すなわち略同一になっている。

図２，６，２６，２９を参照するようにトレランスリング２０は、図１に示すトレランスリング１と同様の作用効果を奏する。したがって断面真円に近い形状で外周部材Ｈが変形する。かくして外周部材Ｈが例えば楕円化するような変形を抑制することができる。

図９〜１１、図３０〜３２に基づいて他の実施形態を説明する。図９〜１１に示すトレランスリング４０は、図２に示すトレランスリング１の複数の突起部４と外周円筒面５に代えて、複数、例えば６個の突起部４４と外周円筒面４５を有する。図９に示すようにトレランスリング４０は、直線Ｄ２を境にして合口部半周領域５１と対向部半周領域５２を有する。合口部半周領域５１は、合口部３を含み、例えば合口部３を円弧中心に含む。対向部半周領域５２は、対向部７を含み、例えば対向部７を円弧中心に含む。トレランスリング４０は、直線Ｄ１を境にして第１のＸ方向半周領域５３と第２のＸ方向半周領域５３を有する。第１と第２のＸ方向半周領域５３は、一端に合口部３を有し、他端に対向部７を有する。

図９〜１１に示すように第１のＸ方向半周領域５３の外周円筒面４５には、周方向に沿って端縁部２ａから順番に、小突起部４４ａ、間隔４５ａ、大突起部４４ｂ、間隔４５ｂ、小突起部４４ａ、間隔４５ｃが形成されている。間隔４５ｂは、間隔４５ａより周方向長さが長い。間隔４５ｃは、間隔４５ａより周方向長さが短い。対向部７を間に置く一対の小突起部４４ａの距離は、間隔４５ｃの２倍に相当する。

図９に示すように合口部半周領域５１には、端縁部２ａの近縁に第１の小突起部４４ａが合口部３を周方向に挟んで一対形成されている。第１の小突起部４４ａと間隔４５ａを挟んで一対の大突起部４４ｂが位置する。大突起部４４ｂの頂部を含む約４分の３が合口部半周領域５１に位置し、残りの約４分の１が対向部半周領域５２に位置する。

図９に示すように対向部半周領域５２には、対向部７に間隔４５ｃが形成されている。間隔４５ｃを周方向に挟んで第２の小突起部４４ａが一対形成されている。第２の小突起部４４ａと間隔４５ｂを挟んで大突起部４４ｂが一対形成されている。

トレランスリング４０の突起部４４の剛性による反力のＸ方向成分及びＹ方向成分について、図３０〜３２に示す解析結果に基づいて説明する。図３０，３１において図中右側（横軸の１７０°側）は合口部３側であり、図中左側（横軸の０°側）は対向部７側である。図３０は図２４と同様である。図３０における比較のトレランスリングは、複数の突起部を有し、各突起部が同じ形状を有する。換言すると図３０における比較のトレランスリングは、突起部の頂部の位置がトレランスリング４０の突起部４４の頂部と同じであり、かつトレランスリング４０の大突起部４４ｂを小突起部４４ａに代えたものである。

図３０に示すように大突起部４４ｂが形成されるトレランスリング４０の領域における反力ＦのＸ１方向成分ＦＸ１は、比較のトレランスリングの対応する領域と比べて小さい。

図３２に示すように対向部半周領域５２における反力ＦのＹ２方向成分ＦＹ２の総和ΣＦＹ２は、合口部半周領域５１における反力ＦのＹ１方向成分ＦＹ１の総和ΣＦＹ１より、総和ΣＦＹ２の約０．４％分だけわずかに小さい。第１のＸ方向半周領域５３における反力ＦのＸ１方向成分ＦＸ１の総和ΣＦＸ１（＝ΣＦＸ２）は、総和ΣＦＹ１の９９．５％であり、総和ΣＦＹ２の９９．９％である。換言すると総和ΣＦＸ１は、総和ΣＦＹ１及び総和ΣＦＹ２よりわずかに小さくなるよう設定されており、すなわち略同一になっている。

図２，９，２６，３２を参照するようにトレランスリング４０は、図１に示すトレランスリング１と同様の作用効果を奏する。したがって断面真円に近い形状で外周部材Ｈが変形する。かくして外周部材Ｈが例えば楕円化するような変形を抑制することができる。

図１２〜１６、図３３〜３５に基づいて他の実施形態を説明する。図１２〜１６に示すトレランスリング６０は、図２に示すトレランスリング１の複数の突起部４と外周円筒面５に代えて、複数、例えば６個の突起部６４と外周円筒面６５を有する。図１２に示すようにトレランスリング６０は、直線Ｄ２を境にして合口部半周領域７１と対向部半周領域７２を有する。合口部半周領域７１は、合口部３を含み、例えば合口部３を円弧中心に含む。対向部半周領域７２は、対向部７を含み、例えば対向部７を円弧中心に含む。トレランスリング６０は、直線Ｄ１を境にして第１のＸ方向半周領域７３と第２のＸ方向半周領域７３を有する。第１と第２のＸ方向半周領域７３は、一端に合口部３を有し、他端に対向部７を有する。

図１２〜１６に示すように第１のＸ方向半周領域７３の外周円筒面６５には、周方向に沿って端縁部２ａから順番に、小突起部６４ａ、間隔６５ａ、大突起部６４ｂ、間隔６５ｂ、小突起部６４ａ、間隔６５ｃが形成されている。間隔６５ｂは、間隔６５ａより周方向長さが長い。間隔６５ｃは、間隔６５ａより周方向長さが長く間隔６５ｂより周方向長さが短い。対向部７を間に置く一対の小突起部６４ａの距離は、間隔６５ｃの２倍に相当する。

図１３〜１６に示すように大突起部６４ｂは、小突起部６４ａより軸方向長さが長く、小突起部６４ａより周方向長さも長い。そのため大突起部６４ｂの剛性は、小突起部６４ａの剛性より低い。

図１２に示すように合口部半周領域７１には、端縁部２ａの近縁に第１の小突起部６４ａが合口部３を周方向に挟んで一対形成されている。第１の小突起部６４ａと間隔６５ａを挟んで大突起部６４ｂが一対形成されている。大突起部６４ｂの頂部を含む大部分は合口部半周領域７１に位置し、残りのわずかな部分は対向部半周領域７２に位置する。

図１２に示すように対向部半周領域７２には、対向部７に間隔６５ｃが形成されている。間隔６５ｃを周方向に挟んで第２の小突起部６４ａが一対形成されている。第２の小突起部６４ａの周方向両隣から合口部半周領域７１との境界にかけて間隔６５ｂが一対形成されている。

トレランスリング６０の突起部６４の剛性による反力のＸ方向成分及びＹ方向成分について、図３３〜３５に示す解析結果に基づいて説明する。図３３，３４において図中右側（横軸の１７０°側）は合口部３側であり、図中左側（横軸の０°側）は対向部７側である。図３３は図２４と同様である。図３３における比較のトレランスリングは、複数の突起部を有し、各突起部が同じ形状を有する。換言すると図３３における比較のトレランスリングは、突起部の頂部の位置がトレランスリング６０の突起部６４の頂部と同じであり、かつトレランスリング６０の大突起部６４ｂを小突起部６４ａに代えたものである。

図３３に示すように大突起部６４ｂが形成されるトレランスリング６０の領域における反力ＦのＸ１方向成分ＦＸ１は、比較のトレランスリングの対応する領域と比べて小さい。

図３５に示すように対向部半周領域７２における反力ＦのＹ２方向成分ＦＹ２の総和ΣＦＹ２は、合口部半周領域７１における反力ＦのＹ１方向成分ＦＹ１の総和ΣＦＹ１より、総和ΣＦＹ２の約０．３％分だけわずかに大きい。第１のＸ方向半周領域７３における反力ＦのＸ１方向成分ＦＸ１の総和ΣＦＸ１（＝ΣＦＸ２）は、総和ΣＦＹ１の９８．０％であり、総和ΣＦＹ２の９７．７％である。換言すると総和ΣＦＸ１は、総和ΣＦＹ１及び総和ΣＦＹ２よりわずかに小さくなるよう設定されており、すなわち略同一になっている。

図２，１２，２６，３５を参照するようにトレランスリング６０は、図１に示すトレランスリング１と同様の作用効果を奏する。したがって断面真円に近い形状で外周部材Ｈが変形する。かくして外周部材Ｈが例えば楕円化するような変形を抑制することができる。

図１７〜１９、図３６〜３８に基づいて他の実施形態を説明する。図１７〜１９に示すトレランスリング８０は、図２に示すトレランスリング１の複数の突起部４と外周円筒面５に代えて、複数、例えば９個の突起部８４と外周円筒面８５を有する。図１７に示すようにトレランスリング８０は、直線Ｄ２を境にして合口部半周領域９１と対向部半周領域９２を有する。合口部半周領域９１は、合口部３を含み、例えば合口部３を円弧中心に含む。対向部半周領域９２は、対向部７を含み、例えば対向部７を円弧中心に含む。トレランスリング８０は、直線Ｄ１を境にして第１のＸ方向半周領域９３と第２のＸ方向半周領域９３を有する。第１と第２のＸ方向半周領域９３は、一端に合口部３を有し、他端に対向部７を有する。この実施形態は突起部を奇数個配置した場合でも、突起部の剛性による反力のバランスをとれる例である。

図１７〜１９に示すように第１のＸ方向半周領域９３の外周円筒面８５には、周方向に沿って端縁部２ａから順番に、小突起部８４ａ、間隔８５ａ、小突起部８４ａ、間隔８５ｂ、小突起部８４ａ、間隔８５ｃ、大突起部８４ｂ、間隔８５ｄ、小突起部８４ａが形成されている。間隔８５ｂは、間隔８５ａより周方向長さが長い。間隔８５ｃは、間隔８５ａより周方向長さが短い。間隔８５ｄは、間隔８５ａと周方向長さがほぼ同じである。

図１７に示すように合口部半周領域９１には、端縁部２ａの近縁に第１の小突起部８４ａが合口部３を周方向に挟んで一対形成されている。第１の小突起部８４ａと間隔８５ａを挟んで第２の小突起８４ａが一対形成されている。第２の小突起部８４ａの周方向両隣から対向部半周領域７２との境界にかけて間隔８５ｂが一対形成されている。

図１７に示すように対向部半周領域９２には、対向部７に頂部を有する第４の小突起部８４ａが１つ形成されている。第４の小突起部８４ａの周方向両隣に間隔８５ｄを挟んで大突起部８４ｂが一対形成されている。大突起部８４ｂと間隔８５ｃを挟んで第３の小突起部８４ｃが一対形成されている。

トレランスリング８０の突起部８４の剛性による反力のＸ方向成分及びＹ方向成分について、図３６〜３８に示す解析結果に基づいて説明する。図３６，３７において図中右側（横軸の１７０°側）は合口部３側であり、図中左側（横軸の０°側）は対向部７側である。図３６は図２４と同様である。図３６における比較のトレランスリングは、複数の突起部を有し、各突起部が同じ形状を有する。換言すると図３６における比較のトレランスリングは、突起部の頂部の位置がトレランスリング８０の突起部８４の頂部と同じであり、かつトレランスリング８０の大突起部８４ｂを小突起部８４ａに代えたものである。第４の小突起部４ａの剛性による反力については、第１と第２のＸ方向半周領域９３それぞれに２分の１の大きさで作用しているものとして解析した。

図３６に示すように大突起部８４ｂが形成されるトレランスリング８０の領域における反力ＦのＸ１方向成分ＦＸ１は、比較のトレランスリングの対応する領域と比べて小さい。

図３８に示すように対向部半周領域９２における反力ＦのＹ２方向成分ＦＹ２の総和ΣＦＹ２は、合口部半周領域９１における反力ＦのＹ１方向成分ＦＹ１の総和ΣＦＹ１より、総和ΣＦＹ２の約０．１％分だけわずかに小さい。第１のＸ方向半周領域９３における反力ＦのＸ１方向成分ＦＸ１の総和ΣＦＸ１（＝ΣＦＸ２）は、総和ΣＦＹ１の９９．０％であり、総和ΣＦＹ２の９９．１％である。換言すると総和ΣＦＸ１は、総和ΣＦＹ１及び総和ΣＦＹ２よりわずかに小さくなるよう設定されており、すなわち略同一になっている。

図２，１７，２６，３８を参照するようにトレランスリング８０は、図１に示すトレランスリング１と同様の作用効果を奏する。したがって断面真円に近い形状で外周部材Ｈが変形する。かくして外周部材Ｈが例えば楕円化するような変形を抑制することができる。

図１７を参照するように合口部半周領域９１の突起部８４の数は例えば４個であり、対向部半周領域９２の突起部８４の数は例えば５個である。したがって対向部７の近縁領域に形成される突起部８４は他の領域と比べて密に配置される。具体的には、合口部半周領域９１の特に合口部３の近縁領域は、他の領域と比べて外周部材Ｈの内周面Ｈａに作用する力が相対的に小さくなる傾向にある。対向部半周領域９２の特に対向部７の近縁領域も、合口部３の近縁領域に準じて、他の領域と比べて外周部材Ｈの内周面Ｈａに作用する力が相対的に小さくなる傾向にある。そのため合口部半周領域９１に剛性の高い突起部８４が形成され、対向部７の近縁領域に突起部８４が密に形成される。この構成によって外周部材Ｈが特にＸ方向に延びた楕円化するような変形を抑制することができる。

図２０〜２２、図３９〜４１に基づいて他の実施形態を説明する。図２０〜２２に示すトレランスリング１００は、図２に示すトレランスリング１の複数の突起部４と外周円筒面５に代えて、複数、例えば１０個の突起部１０４と外周円筒面１０５を有する。図２０に示すようにトレランスリング１００は、直線Ｄ２を境にして合口部半周領域１１１と対向部半周領域１１２を有する。合口部半周領域１１１は、合口部３を含み、例えば合口部３を円弧中心に含む。対向部半周領域１１２は、対向部７を含み、例えば対向部７を円弧中心に含む。トレランスリング１００は、直線Ｄ１を境にして第１のＸ方向半周領域１１３と第２のＸ方向半周領域１１３を有する。第１と第２のＸ方向半周領域１１３は、一端に合口部３を有し、他端に対向部７を有する。この実施形態は突起部を連続形成した場合でも、突起部の剛性による反力のバランスをとれる例である。

図２０〜２２に示すように第１のＸ方向半周領域１１３の外周円筒面１０５には、周方向に沿って端縁部２ａから順番に、小突起部１０４ａ、小突起部１０４ａ、大突起部１０４ｂ、大突起部１０４ｂ、小突起部１０４ａが形成されている。突起部１０４同士の間には間隔が形成されていない。小突起部１０４ａは、図２〜５に示すトレランスリング１の小突起部４ａと同様の形状であるが、小突起部４ａよりも周方向長さが長い。大突起部１０４ｂは、図２〜５に示すトレランスリング１の大突起部４ｂと同様の形状であるが、大突起部４ｂよりも周方向長さが長い。そのため小突起部１０４ａの剛性は、小突起部４ａの剛性より小さい。大突起部１０４ｂの剛性は、大突起部４ｂの剛性より小さい。図２０に示すように小突起部１０４ａと大突起部１０４ｂは、径方向の高さがほぼ等しい。したがって小突起部１０４ａの頂部と大突起部１０４ｂの頂部は、外周部材Ｈの断面略円形状の内周面Ｈａに対して均等に接触できる。

図２０に示すように合口部半周領域１１１には、端縁部２ａの近縁に第１の小突起部１０４ａが合口部３を周方向に挟んで一対形成されている。第１の小突起部１０４ａと隣接して第２の小突起１０４ａが一対形成されている。第２の小突起部１０４ａと隣接して一対第１の大突起部１０４ｂが形成される。大突起部１０４ｂの頂部を含む略半分が合口部半周領域１１１に位置し、大突起部１０４ｂの頂部を含まない残りの略半分が対向部半周領域１１２に位置する。

図２０に示すように対向部半周領域１１２には、対向部７を介して横並びに第３の小突起部１０４ａが一対形成されている。第３の小突起部１０４ａと隣接して第２の大突起部１０４ｂが一対形成されている。第２の大突起部１０４ｂと隣接して一対の第１の大突起部１０４ｂが形成されている。

トレランスリング１００の突起部１０４の剛性による反力のＸ方向成分及びＹ方向成分について、図３９〜４１に示す解析結果に基づいて説明する。図３９，４０において図中右側（横軸の１７０°側）は合口部３側であり、図中左側（横軸の０°側）は対向部７側である。図３９は図２４と同様である。図３９における比較のトレランスリングは、複数の突起部を有し、各突起部が同じ形状を有する。換言すると図３９における比較のトレランスリングは、突起部の頂部の位置がトレランスリング１００の突起部１０４の頂部と同じであり、かつトレランスリング１００の大突起部１０４ｂを小突起部１０４ａに代えたものである。

図３９に示すように大突起部１０４ｂが形成されるトレランスリング１００の領域における反力ＦのＸ１方向成分ＦＸ１は、比較のトレランスリングの対応する領域と比べて小さい。

図４１に示すように対向部半周領域１１２における反力ＦのＹ２方向成分ＦＹ２の総和ΣＦＹ２は、合口部半周領域１１１における反力ＦのＹ１方向成分ＦＹ１の総和ΣＦＹ１より、総和ΣＦＹ２の約５．５％分だけ大きい。第１のＸ方向半周領域１１３における反力ＦのＸ１方向成分ＦＸ１の総和ΣＦＸ１（＝ΣＦＸ２）は、総和ΣＦＹ１の９９．４％であり、総和ΣＦＹ２の９４．９％である。換言すると総和ΣＦＸ１は、総和ΣＦＹ１及び総和ΣＦＹ２よりわずかに小さくなるよう設定されており、すなわち略同一になっている。

図２，２０，２６，４１を参照するようにトレランスリング１００は、図１に示すトレランスリング１と同様の作用効果を奏する。したがって断面真円に近い形状で外周部材Ｈが変形する。かくして外周部材Ｈが例えば楕円化するような変形を抑制することができる。

以上説明したトレランスリング１，２０，４０，６０，８０，１００には種々変更を加えることができる。Ｘ方向半周領域における突起部の剛性による反力のＸ方向成分ＦＸの総和ΣＦＸは、合口部半周領域における突起部の剛性による反力のＹ１方向成分ＦＹ１の総和ΣＦＹ１に対する比率が１に近いことが好ましく、かつ対向部半周領域における突起部の剛性による反力のＹ２方向成分ＦＹ２の総和ΣＦＹ２との比率が１に近いことが好ましい。ΣＦＹ１に対するΣＦＸの比率及びΣＦＹ２に対するΣＦＸの比率は、０．７７〜１．２の間で適宜変更することができる。比率が０．７７よりも小さい場合、外周部材ＨがＹ方向へ無視できない程度の楕円変形する場合がある。比率が１．２よりも大きい場合、外周部材ＨがＸ方向へ無視できない程度の楕円変形する場合がある。

トレランスリングの周方向に１列に突起部が並んだ各実施形態を説明したが、突起部の配置はこれに限定されない。例えば周方向に並んだ突起部の列が、軸方向に２列以上並列される構成としてもよい。突起部の形状について適宜変更してもよく、例えば突起部４ａや４ｂの周方向長さや軸方向長さを変更させた突起部を採用してもよい。例えば突起部４に代えて径方向から見て三角形状や六角形状といった形状を採用してもよい。トレランスリングに形成する突起部の個数や、小突起部あるいは大突起部といった突起部の種類、隣接する突起部同士の間隔等については、各実施形態に限定されることなく選択することができる。軸部材Ｓと外周部材Ｈとの間に嵌合される状態で使用するトレランスリングであれば、例えばスプライン嵌合を有する軸部材Ｓに嵌合する場合に限らず、様々なトレランスリングに本発明を適用させることができる。

１…トレランスリング（第１実施形態）
２…リング本体、２ａ…端縁部、２ｂ…軸中心線
３…合口部
４…突起部、４ａ…小突起部、４ｂ…大突起部
７…対向部
１１…合口部半周領域
１２…対向部半周領域
１３…Ｘ方向半周領域
２０…トレランスリング（第２実施形態）
２４…突起部、２４ａ…小突起部、２４ｂ…大突起部
３１…合口部半周領域
３２…対向部半周領域
３３…Ｘ方向半周領域
４０…トレランスリング（第３実施形態）
４４…突起部、４４ａ…小突起部、４４ｂ…大突起部
５１…合口部半周領域
５２…対向部半周領域
５３…Ｘ方向半周領域
６０…トレランスリング（第４実施形態）
６４…突起部、６４ａ…小突起部、６４ｂ…大突起部
７１…合口部半周領域
７２…対向部半周領域
７３…Ｘ方向半周領域
８０…トレランスリング（第５実施形態）
８４…突起部、８４ａ…小突起部、８４ｂ…大突起部
９１…合口部半周領域
９２…対向部半周領域
９３…Ｘ方向半周領域
１００…トレランスリング（第６実施形態）
１０４…突起部、１０４ａ…小突起部、１０４ｂ…大突起部
１１１…合口部半周領域
１１２…対向部半周領域
１１３…Ｘ方向半周領域

Claims (5)

1. 軸部材と前記軸部材を周方向に囲む外周部材との間に配置されるトレランスリングであって、
   ばね性を有する円筒状のリング本体と、
   前記リング本体の周方向の両端縁部の間に形成される合口部と、
   前記リング本体から径方向に突出しかつ前記径方向の剛性による反力を有する複数の突起部を有し、
   前記トレランスリングは、前記合口部を中心に含む合口部半周領域と、前記合口部と径方向において対向する対向部を中心に含む対向部半周領域を有し、
   前記トレランスリングは、前記合口部と前記対向部を結ぶ直線を境にして第１と第２のＸ方向半周領域を有し、
   前記リング本体の軸中心に沿うＺ方向と、前記リング本体の前記軸中心と前記合口部を通るＹ方向と、前記Ｙ方向と前記Ｚ方向に直交するＸ方向を定義し、前記反力を前記Ｘ方向と前記Ｙ方向にベクトル分解したとき、前記第１のＸ方向半周領域における前記反力の前記Ｘ方向成分の総和は、前記合口部半周領域における前記反力の前記Ｙ方向成分の総和と同一又は小さいトレランスリング。
2. 請求項１に記載のトレランスリングであって、
   前記合口部半周領域における前記反力のＹ方向成分の総和と、前記対向部半周領域における前記反力のＹ方向成分の総和の差は、前記対向部半周領域における前記反力の前記Ｙ方向成分の総和の１０％以下であるトレランスリング。
3. 請求項１又は２に記載のトレランスリングであって、
   前記複数の突起部は、周方向の幅又は軸方向の長さが異なる複数種類の突起部を含むトレランスリング。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載のトレランスリングであって、
   前記合口部半周領域と前記対向部半周領域は、単体の剛性が略同一である前記突起部をそれぞれ有するトレランスリング。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載のトレランスリングであって、
   前記合口部半周領域の前記突起部の数より、前記対向部半周領域の前記突起部の数の方が多いトレランスリング。

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