JPS62251523A - 回転軸の連結方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 開示技術は回転軸の回転トルクを同意一体的に他の回転
体に伝達する場合の回転軸の連結方法の技術分野に属す
る。

而して、この発明は回転軸に外スプラインを設け、該回
転軸に連結される回転体に内スプラインを設け、外スプ
ラインと内スプラインを嵌合させることによって回転軸
と回転体とを同意一体的に連結する方法に関する発明で
必り、特に、回転軸と回転体の一方を焼入れ処理を施し
た鋼材等の硬質金属材とし、他方を焼入れ処理を施さな
い鋼材等の軟質金属材とし、焼入れ処理による変態特性
を利用して回転軸と回転体とを強固に係合させるように
した回転軸の連結方法に係る発明でおる。

〈従来技術〉 周知の如く、各種機械装置は数多くの機械要素が複雑に
組合わされて成り、例えば、エンジンヤモータ等の動力
を伝達する為の装置にはスプライン、ギヤ、カム等の各
種機械要素が用いられている。

而して、一般に回転軸の回転トルクをそのまま他の回転
体に同意一体的に伝達する手段としてはスプラインによ
る回転軸の連結方法が採用される場合が多く、該種技術
は、実開昭５８−１６４２９号公報、同５８−１６４３
０号公報等にも開示されているように回転軸に外スプラ
インを形成し、回転体に内スプラインを形成して、外ス
プラインと内スプラインを嵌合させることによって回転
軸と回転体とを一体的に連結するものでおる。

そして、このようなスプラインを用いた回転軸の連結方
法は自動車の車軸とホイール部との連結に際しても用い
られ、この場合、第５図に示す様に、ホイール部にボー
ルベアリング１を介して予めセットされるアクスルハブ
２に内スプライン３を形成し、アクスルシャフトの先部
のアウトボードジヨイント４に外スプライン５を形成し
ておき、アクスルハブ２の内スプライン３に対してその
裏側よりアウトボードジヨイント４の外スプライン５を
嵌入して、その後、アクスルハブ２の表側よりアウトボ
ードジヨイント４の先部のねじ部６にセンタナツト７を
螺合し、それによってボールベアリング１に所定のプレ
ロードを付与した状態でアクスルハブ２に対してアウト
ボードジヨイント４が固定される。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、上述従来の回転軸の連結方法は、各スプ
ライン部の加工精度に限界かあるために、外スプライン
と内スプラインの相互間に隙間か生じ、動力伝達時には
それが原因でスプライン部にガタつきが生じて振動発生
や回転トルクのロス等を伴うといった欠点があった。

而して、第５図に示す様な自動車の車軸とホイール部と
の連結の場合には、アウトボードジヨイント４の外スプ
ライン４に歯すじ方向に捩れ（リード）を設け、動力伝
達時の回転方向のガタ付きを無くす工夫が施されている
が、一般にアウトボードジヨイント４にはその耐久性や
強度の面を考慮して焼入れ処理が施されるため、外スプ
ライン４に歯すじ方向に設けられた捩れ（リード）がば
らついてしまい、それによってまた新たな不具合が生じ
ていた。

即ち、ボールベアリング１に付与するプレロードはボー
ルベアリング１のボールとその転勤面との間隙をセンタ
ナツト７の締付はトルクによって管理し調整しているた
め、外スプライン４の捩れ量が大ぎい場合にはボールベ
アリング１に付与すべきプレロードが外スプライン４の
捩れ部分に吸収されてしまい、結果としてボールベアリ
ング１に付与すべくプレロードの正確な管理が不可能に
なり、ボールベアリング１の耐久性が低下し、走行時の
ドライブフィーリングが悪化することもあるという不具
合があった。

この発明の目的は上述従来技術に基づく回転軸の連結方
法の問題点を解決すべき技術的課題とし、連結部のガタ
つきを無くしスムーズな回転トルクの伝達を可能にして
機械製造産業における動力伝達技術利用分野に益する優
れた回転軸の連結方法を提供せんとするものである。

く問題点を解決するための手段・作用〉上述目的に沿い
先述特許請求の範囲を要旨とするこの発明の構成は前述
問題点を解決するために、外スプラインを有する回転軸
と内スプラインを有する回転体の一方を硬質金属材とし
、他方を軟質金属材とし、軟質金属材側のスプライン部
の一部を焼入れ処理によってマルテンサイト化し、その
マルテンサイト化され膨出した部位を硬質金属材側のス
プライン部に係合させるようにして、回転軸の外スプラ
インを回転体の内スプラインに圧入するようにした技術
的手段を講じたものでおる。

〈実施例〉　　　　゛ 次に、この発明の１実施例を第１．２図に基づいて説明
すれば以下の通りである。尚、従来態様の説明に用いた
第５図はそのまま援用して説明に用いるものとする。

８はこの発明の回転軸の連結方法が採用される自動車の
ホイール組付は部であり、車両本体に支持される回転体
としてのホイール部９と、該ホイール部９にエンジンの
回転トルクを伝達する回転軸としてのアウトボードジョ
イン１〜４より成る。

ホイール部９はナックル１０の略円筒状のケーシング部
１１の内側にボールベアリング１を介してアクスルハブ
２が嵌入され、該アクスルハブ２の車両外側よりに設け
られた７ランク部１２に複数のボルト１３・・・とそれ
に対応するナツト１４・・・を介してホイール１５が固
定されている。

そして、アクスルハブ２は焼入れ処理を施さない鋼材よ
り形成され、その軸芯部には所定形状の内スプライン３
が形成され、更に、内スプライン３の表面側の開口縁部
１６には、その内周全滅に亘り高周波焼入れが施され、
その部位がマルテンサイト化されて内スプライン３の中
心方向に幾分膨出し、各歯の間隔も幾分狭くなるように
されている。

一方、アウトボードジヨイント４はその先部が縮径状に
形成され、その縮径部位にはアクスルハブ２の内スプラ
イン３に対応する外スプライン５が形成され、更に、そ
の、縮径部位の最先部にはねじ部６が設けられており、
又、アウトボードジヨイント４はその機能上高い耐久性
と強度を要求されるため、鋼材によって造形された後、
焼入れが行われ、その全面が硬化処理される。

而して、アウトボードジヨイント４とホイール部９との
連結に際しては、まず、アクスルハブ２の内スプライン
３に対してその裏面側よりアウトボートジヨイント４の
先部が挿入され、アウトボードジヨイント４の外スプラ
イン５かアクスルハブ２の内スプライン３に嵌入される
。

そして、この際、アラ１〜ボードジヨイント４の外スプ
ライン５はアクスルハブ２の内スプライン３にカイトさ
れて挿入され、外スプライン５が所定長ざまで挿入され
た時点でアクスルハブ２の表面に貫通したアウトボード
ジヨイント４の最先部のねじ部６にセンタナツト７が螺
着され、以後該センタナツト７の締付は力によって内ス
プライン３に外スプライン５が漸次挿入される。

更に、センタナツト７の締付は力により内スプライン３
に対して外スプライン５が所定長ざまで挿入され、その
先部がマルテンサイト化された内スプライン３の表面側
の開口縁部１６に達すると、外スプライン５はその部位
によって所定の抗力を印加されるようになり、更に、そ
の状態で外スプライン５の内スプライン３に対する挿入
が進み、センタナツト７による締付けが完了すると、ア
ウトボードジヨイント４の基端の拡径部分はボールベア
リング１の一端を所定荷重で押圧するようになる。

その結果、アウトボードジヨイント４の外スプライン５
はアクスルハブ２の内スプライン３の開口縁部１６に圧
入され、外スプライン５と内スプライン３との回転方向
のガタつきが無くなり、又、この際外スプライン５の圧
入により発生する応力は焼入れ処理が施される部位がア
クスルハブ２のフランジ側の開口縁部１６であるため、
ボールベアリング１にはさして影響を与えない。。

尚、この発明の実施態様は上述実施例に限るものでない
ことは勿論であり、例えば、内スプライン３の焼入れ処
理を施す部位は、第３図に示す様に、開口縁部１Ｇに限
らず軸方向の他の部位であってもよく、又、第４図に示
す様に周方向に数ケ所スポット的に設けるようにしても
よい等地の種々の態様が採用可能である。

〈発明の効果〉 以上、この発明によれば、基本的に回転軸の連結部のガ
タつきを無くし、スムーズな回転トルクの伝達を可能に
するという優れた効果が奏される。

即ち、外スプラインと内スプラインの嵌合に際して軟質
金属材に設けられた焼入れ処理部位が硬質金属材側のス
プライン面に係合されるようにしたことにより嵌合終了
時には外スプラインと内スプラインが強固に係合され、
回転方向のガタつきが無くなるという効果が奏される。

又、軟質金属材側の焼入れ処理部位はスプライン部の全
面ではなく、その一部に設けるようにしたことにより、
加工に際しての微調整が可能になり、最適なスプライン
嵌合が可能になるという優れた効果が秦される。

更に又、従来自動車のホイール組付は部等に採用されて
いた外スプラインに捩れ（リード）を設ける態様と比較
した場合、スプライン嵌合終了時における必要外の応力
の発生が少なくなり、その応力による回転軸、或いは、
回転体に組み付けられる他部品への悪影響かより少なく
なるという優れた効果も奏される。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図はこの発明の１実施例を示すものであり、第
１図は第２図工対応拡大断面図、第２図は部品の断面図
、第３．４図は他の実施例のを示すものでおり、第３図
は第２図■対応断面図、第４図は第２図ＩＶ　−ＩＶ対
応断面図、第５図は従来態様を示す断面図でおる。 ４・・・回転軸、　　５・・・外スプライン、２・・・
回転体、　　３・・・内スプライン、１６・・・焼入れ
処理部位 出願人　　トヨタ自動車株式会社 第１図 り ２−−−Ｏｏｊ！＃　　　　　　　　　３−−一内スブ
ウΔン４−−−　ｒｉｌＩ！ＩＥＩＩ　　　　　　　　
　　　　　５−−一タトス７’７４ン１６−−−戊λ幻
暇壕邪位 ！３　図　　　　　　”４１１ 第５ｖｌａ 一 手続補正書（酸） 昭和６１年５月２？　日 １許庁長官　宇　買　通　部　殿 事件の表示 昭和６１年　特許願　第０９０１６４号２、発明の名称 回転軸の連結方法 ３゜ 代表者　　松　木　　清

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 回転軸に外スプラインを設け、該回転軸に連結される回
   転体に内スプラインを設け、回転軸と回転体とを外スプ
   ラインと内スプラインを嵌合させて連結する回転軸の連
   結方法において、上記回転軸と回転体の一方を硬質金属
   材とし、他方を軟質金属材とし、更に軟質金属材側のス
   プライン部の一部を焼入れ処理を施して膨出させ、回転
   軸の外スプラインと回転体の内スプラインを嵌合するに
   際して軟質金属材側の焼入れ処理部位を硬質金属材側の
   スプライン部に押圧係合させるようにしたことを特徴と
   する回転軸の連結方法。