WO2005015041A1

WO2005015041A1 - シャフト及びハブの動力伝達機構

Info

Publication number: WO2005015041A1
Application number: PCT/JP2004/011080
Authority: WO
Inventors: Masahiko Igarashi; Takeshi Mochizuki; Masanori Kosugi
Original assignee: Honda Motor Co., Ltd.
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2004-08-03
Publication date: 2005-02-17
Also published as: EP1653100A1; US8043023B2; EP1653100B1; EP1653100A4; US20060291954A1

Abstract

　シャフト（１２）の端部に、複数の直線状のスプライン歯（２０）を有するシャフト歯部（２２）が形成され、ハブ（１４）の軸孔（１６）の内周面には、前記シャフト（１２）の端部に嵌合する複数の直線状のスプライン歯（２６）を有するハブ歯部（２８）が形成される。そして、シャフト歯部（２２）の中央点Ｐ０からシャフトシャンク（２４）側に向かって水平方向に移動した点Ｐ１に対して、シャフト歯部（２２）をハブ歯部（２８）側に向かって膨出させた第１段差部（３０）を形成し、ハブ歯部（２８）の山部（２８ａ）側では、前記点Ｐ１からシャフトシャンク（２４）と反対側に水平方向に沿ってオフセットした位置に点Ｐ２を設定し、前記点Ｐ２から半径外方向に拡径した第２段差部（３２）を形成する。

Description

明細書

シャフト及びノヽブの動力伝達機構

技術分野

[0001] 本発明は、シャフト及びハブからなる 2部材間で回転トルクを円滑に伝達することが可能なシャフト及びハブの動力伝達機構に関する。

背景技術

[0002] 自動車等の車両において、エンジンからの駆動力を車軸に伝達するためにシャフトを介して一組の等速ジョイントが用いられている。この等速ジョイントは、ァウタ部材とインナ部材との間に配設されたトルク伝達部材を介してァウタ部材'インナ部材間のトルク伝達を行うものであり、シャフトに形成されたシャフト歯部とハブに形成されたハブ歯部とが係合した歯部組立体を有するシャフト及びハブのユニットを含む。

[0003] ところで、近年、騒音、振動等の動力伝達系のガタに起因して発生する等速ジョイントの円周方向のガタを抑制することが要求されている。従来では、内輪とシャフトとのガタを抑制するために、等速ジョイントの軸セレーシヨンにねじれ角を設けたものがあるが、前記ねじれ角の方向とトルクの負荷方向によって、内輪及びシャフトの強度、寿命にばらつきが生じるおそれがある。

[0004] また、歯車等の技術分野において、例えば、特開平 2—62461号公報、特開平 3_ 69844号公報、特開平 3—32436号公報に示されるように、その歯面部にクラウニングを設ける技術的思想が開示されている。

[0005] なお、本出願人は、スプラインが形成されたスプラインシャフトのクラウニングトップの位置を、スプラインシャフトと等速ジョイントとの嵌合部位に回転トルクが付与された際に最小となるように設けることにより、所定部位に応力が集中することを抑制するとともに、装置の全体構成を簡素化することを提案している（特開 2001— 287122号公報参照）。

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0006] 本発明の一般的な目的は、所定部位に対する応力集中を抑制して、より一層、静的強度及び疲労強度を向上させることが可能なシャフト及びハブの動力伝達機構を提供することにある。

課題を解決するための手段

[0007] 本発明によれば、シャフト歯部とハブ歯部とが係合した状態においてシャフト及びハブ間に回転トルクが付与された場合、応力が集中する部位であるシャフト歯部の谷部の外径を増大させることにより、軸強度を向上させると共に応力を分散させることができる。

[0008] また、本発明では、シャフト歯部の谷部の外径の変化点とハブ歯部の山部の内径の変化点とが所定距離だけオフセットしているため、前記シャフト歯部に付与された応力が一方の変化点と他方の変化点とにそれぞれ分散されることにより応力集中が緩和される。この結果、応力の集中を緩和して分散させることができるため、シャフト歯部とハブ歯部との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させることができる。

図面の簡単な説明

[0009] [図 1]図 1は、本発明の第 1の実施の形態に係る動力伝達機構が適用されたシャフト及びハブのユニットの一部切欠斜視図である。

[図 2]図 2は、図 1に示すユニットにおいて、シャフト歯部とハブ歯部とが係合した状態における部分拡大横断面図である。

[図 3]図 3は、図 1のシャフト歯部の谷部とハブ歯部の山部とが係合した状態におけるシャフトの軸線方向に沿った部分拡大縦断面図である。

[図 4]図 4は、図 3のシャフトにおける第 1段差部の緩やかな傾斜角度 Θとなるテーパ部が形成された状態を示す部分拡大縦断面図である。

[図 5]図 5は、図 4において、シャフト歯部の山部の外径をシャフトシャンク側に向かつて変化させた状態を示す部分拡大縦断面図である。

[図 6]図 6は、シャフト歯部に形成された第 1段差部の傾斜角度 Θと応力緩和及び生産技術性との関係を示す説明図である。

[図 7]図 7は、シャフト歯部及びハブ歯部に第 1段差部及び第 2段差部が形成されてレ、ない場合と、第 1段差部及び第 2段差部が形成された場合におけるシャフトに発生する応力値とその応力値を測定した位置との関係を示す特性曲線図である。

園 8]図 8は、第 1段差部の傾斜角度 Θをさらに緩やかにした状態におけるシャフトに発生する応力値とその応力値を測定した位置との関係を示す特性曲線図である。

[図 9]図 9は、シャフト歯部の径の変化点及びハブ歯部の径の変化点がオフセットした状態とオフセットしていない状態におけるシャフトに発生する応力値とその応力値を測定した位置との関係を示す特性曲線図である。

[図 10]図 10は、回転トルクが付与されたときの入力荷重に応じてシャフトに発生する応力値とその応力値を測定した位置との関係を示す特性曲線図である。

[図 11]図 11は、図 3の XI— XI線に沿った拡大縦断面図である。

[図 12]図 12は、図 3の XII— XII線に沿った拡大縦断面図である。

園 13]図 13は、シャフト歯部及びハブ歯部におけるスプライン歯の断面形状を、インボリユート歯形とした変形例を示す拡大縦断面図である。

[図 14]図 14は、本発明の第 2の実施の形態に係る動力伝達機構が適用されたシャフト及びハブのユニットの一部切欠斜視図である。

園 15]図 15は、図 14のシャフト歯部の谷部とハブ歯部の山部とが係合した状態におけるシャフトの軸線方向に沿った部分拡大縦断面図である。

[図 16]図 16は、シャフト歯部に形成された円弧部の起点である点 P1とハブ歯部に形成された段差部の起点である点 P2とがオフセットされることなく鉛直線上に一致した状態を示す部分拡大縦断面図である。

園 17]図 17は、ハブ歯部に段差部が形成されていない場合と、前記段差部が形成された場合におけるシャフトに発生する応力値とその応力値を測定した位置との関係を示す特性曲線図である。

[図 18]図 18は、図 15の XVIII— XVIII線に沿った拡大縦断面図である。

[図 19]図 19は、図 15の XIX— XIX線に沿った拡大縦断面図である。

[図 20]図 20は、本発明の第 3の実施の形態に係る動力伝達機構が適用されたシャフト及びハブのユニットの一部切欠斜視図である。

[図 21]図 21は、図 20のシャフト歯部の谷部とハブ歯部の山部とが係合した状態におけるシャフトの軸線方向に沿った部分拡大縦断面図である。 [図 22]図 22は、図 21において、シャフト歯部の山部の外径をシャフトシャンク側に向かって変化させた状態を示す部分拡大縦断面図である。

園 23]図 23は、シャフト歯部に形成されたテーパ部の立ち上がり角度 Θと応力緩和及び生産技術性との関係を示す説明図である。

[図 24]図 24は、シャフト歯部及びハブ歯部にテーパ部及び段差部が形成されていない状態と、オフセットすることなくテーパ部及び段差部が形成された状態におけるシャフトに発生する応力値とその応力値を測定した位置との関係を示す特性曲線図である。

園 25]図 25は、シャフト歯部及びハブ歯部にテーパ部及び段差部が形成されていない状態と、前記テーパ部及び段差部のそれぞれの起点がオフセットした状態におけるシャフトに発生する応力値とその応力値を測定した位置との関係を示す特性曲線図である。

[図 26]図 26は、シャフト歯部の径の変化点及びハブ歯部の径の変化点がオフセットした状態とオフセットしていない状態におけるシャフトに発生する応力値とその応力値を測定した位置との関係を示す特性曲線図である。

[図 27]図 27は、図 21の XXVII— XXVII線に沿った拡大縦断面図である。

[図 28]図 28は、図 21の XXVIII— XXVIII線に沿った拡大縦断面図である。

園 29]図 29は、本発明の第 4の実施の形態に係る動力伝達機構が適用されたシャフト及びハブのユニットの一部切欠斜視図である。

[図 30]図 30は、図 29のシャフト歯部の谷部とハブ歯部の山部とが係合した状態におけるシャフトの軸線方向に沿った部分拡大縦断面図である。

園 31]図 31は、図 30のシャフトにおける段差部の緩やかな傾斜角度 Θとなる第 1テーパ部が形成された状態を示す部分拡大縦断面図である。

園 32]図 32は、図 31のシャフトに対してハブ歯部に第 2テーパ部を有するハブを係合させた状態におけるシャフトの軸線方向に沿った部分拡大縦断面図である。園 33]図 33は、図 31のシャフトに対してハブ歯部に所定の曲率半径の円弧部を有するハブを係合させた状態におけるシャフトの軸線方向に沿った部分拡大縦断面図である。 [図 34]図 34は、図 31において、シャフト歯部の山部の外径をシャフトシャンク側に向かって変化させた状態を示す部分拡大縦断面図である。

[図 35]図 35は、シャフト歯部に形成された段差部の傾斜角度 Θと応力緩和及び生産技術性との関係を示す説明図である。

[図 36]図 36は、図 30の XXXVI— XXXVI線に沿った拡大縦断面図である。

[図 37]図 37は、図 30の XXXVII— XXXVII線に沿った拡大縦断面図である。

[図 38]図 38は、シャフト歯部のスプライン歯を転造ラックによつて転造成形する状態を示す一部省略斜視図である。

発明を実施するための最良の形態

[0010] 図 1は、本発明の第 1の実施の形態に係る動力伝達機構が適用されたシャフト及びハブのユニット 10を示す。このユニット 10は、等速ジョイントの一部を構成するものであり、シャフト 12は、駆動力伝達軸として機能し、ハブ 14は、図示しないァウタ部材の開口部内に収納され図示しないボールが係合する案内溝 15を有するインナリングとして機能するものである。

[0011] このユニット 10におけるシャフト 12の一端部及び他端部には、それぞれ、ハブ 14の軸孔 16に嵌合する嵌合部 18が形成される。ただし、図 1では、シャフト 12の一方の端部のみを示し、他方の端部は図示を省略している。前記嵌合部 18は、シャフト 12 の軸線に沿って所定の歯長からなり、周方向に沿って形成された複数のスプライン歯 20を有するシャフト歯部 22を備える。前記シャフト歯部 22は、凸状の山部 22aと凹状の谷部 22bとが周方向に沿って交互に連続して構成される。前記シャフト歯部 22 の山部 22aは、図 2に示されるように、略同一の歯厚からなり、シャフト 12 (図 1参照）の軸線と略平行となるように形成されてレ、る。

[0012] 前記シャフト 12の中心側の前記シャフト歯部 22に近接する部位には、シャフトシャンク 24が設けられ、また、シャフト 12の端部側には、前記ハブ 14の抜け止め機能を有する図示しない止め輪が環状溝（図示せず）を介して装着される。

[0013] 前記ハブ 14の軸孔 16の内周面には、前記シャフト 12の嵌合部 18に嵌合する複数の直線状のスプライン歯 26を有するハブ歯部 28が形成される。前記ハブ歯部 28は、凸状の山部 28aと凹状の谷部 28bとが周方向に沿って交互に連続して構成され、前記ハブ歯部 28の山部 28aは、図 2に示されるように、略同一の歯厚からなり、シャフト 12 (図 1参照）の軸線と略平行となるように形成されている。

[0014] 図 3は、シャフト歯部 22の谷部 22bとハブ歯部 28の山部 28aとが係合した状態におけるシャフト 12の軸線方向に沿った一部拡大縦断面図である。図 3中において、 P0 は、シャフト歯部 22の軸線方向に沿った中央点に対応する位置を示す。

[0015] シャフト歯部 22における谷部 22b (谷部径 φ ΑΙ)のシャフト歯部 22の中央点 P0力、らシャフトシヤンク 24側に向かって水平方向に所定距離 L1だけ移動した点 P 1を設定し、前記点 P1からその谷部 22bをハブ歯部 28側に向かって膨出させ、谷部径 φ A1から谷部径 φ Α2に変化させた第 1段差部 30を形成し、さらに、所定距離 L2だけ谷部径 φ A2を延在させてシャフトシャンク 24に連続させて形成する。

[0016] この場合、シャフト歯部 22側の前記第 1段差部 30は、例えば、傾斜面または所定の曲率半径かならなる円弧状の曲面または複合面等によって形成するとよい。

[0017] なお、シャフト歯部 22の山部 22aの外径は、図 3及び図 4に示されるように、軸線方向に沿って一定で変化しないものと、図 5に示されるように、山部 22aの外径が点 P1 の近傍部分からシャフトシャンク 24側に向かって徐々に縮径（歯丈が短縮)するように変化するものとの両方が含まれる。前記山部 22aの外径をシャフトシャンク 24側に向かって徐々に縮径させることにより、後述する転造ラックによる製造が容易となる。また、前記山部 22aの外径をシャフトシャンク 24側に向かって徐々に縮径させても、回転トルクの伝達機構が低下することがない。なお、図 5中における記号 Hは、山部 2 2aの外径の変化（落ち込み）と対比するための水平線を示す。

[0018] ハブ歯部 28の山部 28a側では、前記シャフト歯部 22の点 P1からシャフトシャンク 2 4と反対側に水平方向に沿った距離 L4だけオフセットした位置に点 P2を設定し、前記点 P2からハブ歯部 28の山部 28aの山部径 φ A3を山部径 φ Α4に変化させた第 2 段差部 32を形成し、さらに、所定距離 L3だけ山部径 φ Α4を延在させて形成する。

[0019] この場合、ハブ歯部 28側の前記第 2段差部 32は、例えば、傾斜面または所定の曲率半径からなる円弧状の曲面または複合面等によって形成し、前記第 1段差部 30の形状と異なる形状であってもよい。前記第 2段差部 32の傾斜角度は、第 1段差部 30 の傾斜角度に対応して任意に設定される。なお、ハブ歯部 28側の形状は、前記第 2 段差部 32に対応した形状に限定されるものではなぐ例えば、所定の曲率半径を有する R形状、テーパ形状等を含む形状であってもよい。また、ハブ歯部 28の谷部 28 bの内径は、一定で変化しないものとする。

[0020] 前記谷部径 φ Α1、 φ Α2は、それぞれ、シャフト 12の軸心からシャフト歯部 22の谷部 22bの底面までの離間距離を示したものであり、前記山部径 φ A3、 φ Α4は、それぞれ、シャフト 12の軸心力、らハブ歯部 28の山部 28aの歯先までの離間距離を示したものである。

[0021] なお、シャフト歯部 22側の所定距離 L2は、所定距離 L1より大きく設定されるとょレ、

(L1 <L2)。さらに、シャフト歯部 22側の所定距離 L2とハブ歯部 28側の所定距離 L 3とは、それぞれ略等しく（L2 L3)、又はシャフト歯部 22側の所定距離 L2に対してハブ歯部 28側の所定距離 L3が大きくなるように設定されるとよい（L2< L3)。寸法公差及び寸法精度によって後述するオフセットが設定し易くなると共に、組み付け性を向上させることができるからである。なお、図 3において、所定距離 L2と所定距離 L 3との関係は、正確に描出されていない。

[0022] 図 3から諒解されるように、シャフト歯部 22の第 1段差部 30の立ち上がりの起点（変ィ匕）となる点 PIと、ハブ歯部 28の第 2段差部 32の立ち上がりの起点（変化点）となる点 P2とが離間距離 (所定距離) L4だけ略水平方向にオフセットした位置に設定されている。

[0023] 従って、シャフト歯部 22とハブ歯部 28とが係合したシャフト 12及びハブ 14のュニット 10に対して回転トルクが付与された場合、シャフト歯部 22側の点 P1とハブ歯部 28 側の点 P2とが所定距離 L4だけオフセットしているため、前記ユニット 10に付与された応力が前記点 P1と点 P2とにそれぞれ分散されることにより応力集中を緩和することができる。その結果、シャフト歯部 22とハブ歯部 28との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させることができる。

[0024] さらに、図 4に示されるように、点 Pl、点 P3、点 P4を結んだ直角三角形の断面積を増大させ、点 P1と点 P4を結ぶ線分 P14 (基線）と、点 P1と点 P3を結ぶ線分 P13とがなす角度 Θ、すなわち、第 1段差部 30の傾斜角度 Θを緩やかに設定することにより、前記第 1段差部 30に形成されたテーパ部 34によって応力集中が一層好適に緩和される。

[0025] 前記第 1段差部 30の傾斜角度 Θと応力緩和及び生産技術性との関係を図 6に示す。図 6から諒解されるように、前記傾斜角度 Θを 5度一 45度に設定すると良好（〇印参照）であり、前記傾斜角度 Θを 10度一 35度に設定すると最適（◎印参照）である。

[0026] 前記傾斜角度 Θを 3度に設定すると、応力分散効果を十分に発揮することができなレ、と共に、後述する転造ラックによる生産が困難であって不適である。一方、前記傾斜角度 Θを 90度に設定すると、階段状の第 1段差部 30に対して応力が過剰に集中するという問題があると共に、後述する転造ラックの耐久性を劣化させるという他の問題がある。

[0027] ここで、シャフト歯部 22及びハブ歯部 28にそれぞれ第 1段差部 30及び第 2段差部

32が形成されていない比較例に係る応力値の特性曲線 A (破線参照）と、図 4に示されるように所定距離 L4だけオフセットした点 P1及び P2を有するとともに、第 1段差部 30の傾斜角度 Θを大きく設定したときの応力値の特性曲線 B (実線参照）を、それぞれ図 7に示す。特性曲線 Aと特性曲線 Bとを比較すると、図 4に示す構造からなる特性曲線 Bでは、応力値のピークが減少して応力集中が緩和されていることが諒解される。

[0028] また、図 8は、前記第 1段差部 30の傾斜角度 Θを、前記特性曲線 Bと比較して緩や力に設定した際における応力値の特性曲線 Cを示したものであり、前記傾斜角度 Θ を緩やかに設定してテーパ部 34を大きく形成することより、前記テーパ部 34によって応力集中が一層好適に緩和されることが諒解される（図 7に示す特性曲線 Bの α部分と、図 8に示す特性曲線 Cの β部分とを比較参照）。

[0029] 次に、シャフト歯部 22側の点 P1とハブ歯部 28側の点 Ρ2とが所定距離だけオフセットした状態における応力値の特性曲線 Ε (実線参照）と、前記点 P1と点 Ρ2とがオフセットしていない状態、すなわち水平方向に沿った離間距離が零の状態における応力値の特性曲線 F (破線参照）とを図 9に示す。

[0030] この場合、特性曲線 Ε及び特性曲線 Fのオフセットの有無部分（図 9中の _Ί部分参照）を比較すると、オフセットしていない特性曲線 Fに対してシャフト歯部 22側の起点 PI (図 3及び図 4参照）とハブ歯部 28側の起点 P2 (図 3及び図 4参照）とがオフセットした特性曲線 Eが緩やかな曲線となっており、オフセットさせることにより径の変化部分における応力の集中が緩和されている。

[0031] 次に、回転トルクが付与されていない無負荷状態から、回転トルクが付与されて直線形状を有するシャフト歯部 22の山部 22aと直線形状を有するハブ歯部 28の山部 2 8aとが嚙合した状態を図 2に示す。なお、回転トルクによる荷重入力方向は、シャフト歯部 22の軸線と直交する矢印 Y方向に設定した。

[0032] この場合、応力値と測定位置（図 2の矢印 X参照）との関係を表した図 10に示されるように、入力される荷重の度合いを例えば、低荷重 (破線）、中荷重（一点鎖線）、高荷重 (実線)の 3段階とすると、前記段階に対応した低荷重特性曲線、中荷重特性曲線、高荷重特性曲線より応力のピークポイントが、それぞれ点 a、点 b、点 cのように略同一の測定位置 Dとなることがわかる。

[0033] 図 11及び図 12は、シャフト 12とハブ 14とを組み付けた際のシャフト歯部 22の谷部 22bとハブ歯部 28の山部 28aとの接触状態を示す縦断面図である。なお、図 11及び図 12中における φ dl— φ d3は、それぞれシャフト 12の軸心からのピッチ円径を示す。

[0034] シャフト歯部 22を直線状とするとともに、ハブ歯部 28を直線状とすることにより、前記シャフト歯部 22の側面とハブ歯部 28の側面とが、常に面接触した状態となる（図 2 、図 11及び図 12参照）。

[0035] また、図 11と図 12とを比較して諒解されるように、シャフト歯部 22及びハブ歯部 28 のシャフトシャンク 24に近接する部位に第 1段差部 30 (図 3参照）及び第 2段差部 32 (図 3参照）をそれぞれ形成することにより、応力が集中する領域のシャフト歯部 22の径 φ d2及び φ d3をひだけ増大させることができる。

[0036] 従って、応力が集中する領域のシャフト歯部 22の径 φ d2及び φ d3をひだけ増大させることにより、前記シャフト歯部 22の谷部 22bの歯底 Rの曲率を大きく設定することが可能となり（図 12中の参照）、応力を分散させることができる。また、シャフトシヤンク 24に近接する部位の径を他の部位と比較して増大させることにより、全体応力 (主応力）を低減させることができる。 [0037] なお、図 11及び図 12に示されるシャフト歯部及びハブ歯部の歯形形状を、図 13に示されるように、インボリユート歯形としてもよい。その際、シャフト歯部 22のシャフト歯 22cとハブ歯部 28のハブ歯 28cとが、互いに基準ピッチ円直径 T上で接触した状態となる。すなわち、ラック形工具等によってシャフト 12及びハブ 14に対して簡便に前記シャフト歯部 22及びハブ歯部 28をカ卩ェすることができると共に、前記シャフト歯部 22とハブ歯部 28を係合する際に円滑に係合させることができる。

[0038] 以上のように、第 1の実施の形態では、シャフト 12における第 1段差部 30の立ち上力^の起点となる点 P1と、ハブ 14における第 2段差部 32の立ち上がりの起点となる点 P2とを所定距離 L4だけ略水平方向にオフセットさせて設定している。

[0039] そのため、シャフト歯部 22とハブ歯部 28とが係合したシャフト 12及びハブ 14のュニット 10に対して回転トルクが付与された場合、前記ユニット 10に付与された応力が、前記点 P1と点 P2とにそれぞれ分散されるため応力集中を緩和することができる。その結果、シャフト歯部 22とハブ歯部 28との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させることができる。

[0040] また、シャフト歯部 22における第 1段差部 30の点 P1を起点とした傾斜角度 Θを、例えば、 5度一 45度に設定することにより、前記第 1段差部 30に形成されたテーパ部 3 4によって応力集中が一層好適に緩和される。

[0041] さらに、シャフト 12を駆動力伝達軸とするとともに、ハブ 14を等速ジョイントにおけるァウタ部材の内部に収納されるインナ部材とすることにより、前記駆動力伝達軸から回転トルクが前記ハブ 14へと伝達された際、前記シャフト 12及びハブ 14との係合部位に対する応力集中を好適に緩和して、前記駆動力を等速ジョイントにおけるァウタ部材へと確実に伝達することができる。

[0042] 次に、本発明の第 2の実施の形態に係る動力伝達機構が適用されたシャフト及びハブのユニット 100を図 14に示す。図 15は、シャフト歯部 22の谷部 22bとハブ歯部 2 8の山部 28aとが係合した状態におけるシャフト 12の軸線方向に沿った部分拡大縦断面図である。

[0043] なお、以下の実施の形態において、前記第 1の実施の形態に係るユニット 10と同一の構成要素には、同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。また、同一の作用効果を有する場合には、その詳細な説明を省略する。

[0044] 図 15に示されるように、シャフト歯部 22における谷部 22b (谷部径 φ ΒΙ)の前記シャフト歯部 22の中央点 P0からシャフトシャンク 24側に向かって水平方向に所定距離 L1だけ移動した点 P1を設定し、水平方向に沿った谷部 22bに対して前記点 P1を起点としてハブ歯部 22側に向かって所定の曲率半径 Gで延在する円弧部 130を形成する。換言すると、前記円弧部 130は、点 P1からハブ歯部 28側に向かって略直交して形成される基線 H上の点 P3を中心として形成されている。すなわち、前記円弧部 1 30は、その中心である点 P3を基線 H上に設けるようにすれば、任意の曲率半径でよレ、。

[0045] ハブ歯部 28の山部 28a側では、前記シャフト歯部 22の点 P1からシャフトシャンク 2 4と反対側に水平方向に沿った距離 L2だけオフセットした位置に点 P2を設定し、前記点 P2からハブ歯部 28の山部 28aの山部径 φ Β2を山部径 φ Β3に変化させた段差部 132を形成し、さらに、所定距離 L3だけ山部径 Φ Β3を延在させて形成する。

[0046] この場合、シャフト歯部 22側と反対側に窪んで形成されるハブ歯部 28側の前記段差部 132は、例えば、傾斜面または所定の曲率半径からなる円弧状の曲面または複合面等によって形成するとよい。前記点 Ρ2を起点とする段差部 132の傾斜角度は、円弧部 130に対応して任意に設定される。

[0047] なお、ハブ歯部 28側の形状は、前記段差部 132に対応した形状に限定されるものではなぐ例えば、所定の曲率半径を有する R形状、テーパ形状等を含む形状であつてもよレ、。また、ハブ歯部 28の谷部 28bの内径は、一定で変化しなレ、ものとする。さらに、シャフト歯部 22の山部 22aの外径は、図 15及び図 16に示されるように軸線方向に沿って一定に形成され、あるいは、図 5と同様に、点 P1の近傍部分からシャフトシヤンク 24側に向かって徐々に歯先が短縮するように形成されてもよい。

[0048] 前記谷部径 φ B1は、それぞれ、シャフト 12の軸芯からシャフト歯部 22の谷部 22b の底面までの離間距離を示したものであり、前記山部径 φ Β2、 φ Β3は、シャフト 12 の軸芯からハブ歯部 28の山部 28aの歯先までの離間距離を示したものである。

[0049] 図 15から諒解されるように、シャフト歯部 22の円弧部 130の立ち上がりの起点となる点 P1と、ハブ歯部 28の段差部 132の立ち上がりの起点となる点 P2とが離間距離（所定距離) L2だけ略水平方向にオフセットした位置に設定されている。

[0050] 従って、シャフト歯部 22とハブ歯部 28とが係合したシャフト 12及びハブ 14のュニット 100に対して回転トルクが付与された場合、シャフト歯部 22側の点 P1と、ハブ歯部 28側の点 P2とが所定距離 L2だけオフセットしているため、前記ユニット 100に付与された応力が円弧部 130によってシャフト歯部 22における aO部と al部とにそれぞれ分散され、応力集中を緩和して応力値のピークを低減することができる。その結果、シャフト歯部 22とハブ歯部 28との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させること力できる。

[0051] さらに、図 16に示されるように、シャフト歯部 22側の円弧部 130の起点となる点 P1 とハブ歯部 28の段差部 132の起点となる点 P2とをオフセットさせることなぐ鉛直線上に前記点 P1及び点 P2とが一致するように設定してもよい。この場合、シャフト歯部 22側に形成された円弧部 130とハブ歯部 28側に形成された段差部 132の共働作用下に、シャフト歯部 22の円弧部 130に付与される応力が分散されて応力集中を緩禾ロすること力 Sできる。

[0052] ここで、ハブ歯部 28に段差部 132が形成されていない比較例に係る応力値の特性曲 (破線参照）と、所定距離だけオフセットした点 P1及び P2を有し、前記点 P2を起点とした段差部 132を設定したときの応力値の特性曲線 Kを、それぞれ図 17に示す。

[0053] 特性曲 IIJと特性曲線 Kとを比較すると、図 15に示す構造からなる特性曲線 Kでは、応力値のピークを aO部と al部とに分散させることにより前記 al部における前記応力値のピークが減少していることが諒解される。すなわち、特性曲線 Kにおける aO部の応力値は、前記特性曲!^における aO部の応力値と比較して僅かに増加しているが、特性曲線 Kの最大応力値である al部の応力値は、特性曲!^に比べて減少しているため、シャフト 12に発生する最大応力値のピークを低減することができる。

[0054] 次に、シャフト歯部 22側の点 P1とハブ歯部 28側の点 P2とが所定距離だけオフセットした状態における応力値と、前記点 P1と点 P2とがオフセットしていない状態、すなわち水平方向に沿った離間距離が零の状態における応力値とは、第 1の実施の形態の図 9に示される特性曲線 Eと特性曲線 Fと同一である。従って、オフセットしていない特性曲線 Fに対してシャフト歯部 22側の起点 PIとハブ歯部 28側の起点 P2とがオフセットした特性曲線 Eが緩やかな曲線となり、オフセットさせることにより径の変化部分における応力の集中を緩和することができる。

[0055] なお、入力される荷重の度合いを、例えば、低荷重 (破線）、中荷重（一点鎖線）、高荷重 (実線)の 3段階とすると、前記段階に対応した低荷重特性曲線、中荷重特性曲線、高荷重特性曲線によって応力のピークポイントが、それぞれ点 a、点 b、点 cのように略同一の測定位置 Dとなることは、第 1の実施の形態と同一である（図 10参照）

[0056] 図 18及び図 19は、シャフト 12とハブ 14とを組み付けた際のシャフト歯部 22の谷部 22bとハブ歯部 28の山部 28aとの接触状態を示す縦断面図である。その作用効果は、第 1の実施の形態と同一であるので詳細な説明を省略する。

[0057] 第 2の実施の形態では、シャフト 12における円弧部 130の立ち上がりの起点となる点 P1と、ハブ 14における段差部 132の立ち上がりの起点となる点 P2とを所定間隔 L 2だけ略水平方向にオフセットさせて設定している。

[0058] そのため、シャフト歯部 22とハブ歯部 28とが係合したシャフト 12及びハブ 14のュニット 100に対して回転トルクが付与された場合、前記ユニット 100に付与された応力力シャフト歯部 22における aO部と al部とにそれぞれ好適に分散されるため応力集中を緩和することができ、 al部における応力値のピークを低減することができる。その結果、応力の集中を緩和して分散させることができるため、シャフト歯部 22とハブ歯部 28との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させることができる。

[0059] 次に、本発明の第 3の実施の形態に係る動力伝達機構が適用されたシャフト及びノヽブのユニット 200を図 20に示す。図 21は、シャフト歯咅の谷き 22bとノヽブ歯き 8の山部 28aとが係合した状態におけるシャフト 12の軸線方向に沿った部分拡大縦断面図である。

[0060] 図 21に示されるように、シャフト歯部 22における谷部 22b (谷部径の前記シャフト歯部 22の中央点 Ρ0からシャフトシャンク 24側に向かって水平方向に所定距離 L1だけ移動した点 P1を設定し、水平方向に沿った谷部 22bに対して所定角度 Θからなり、前記点 P1を起点としてその谷部 22bの外径がハブ歯部 28側に向かって徐々に増大するように形成されたテーパ部 230を設け、前記テーパ部 230を延在させてシャフトシャンク 24に連続させて形成する。

[0061] なお、シャフト歯部 22の山部 22aの外径は、図 21に示されるように、軸線方向に沿つて一定で変化しないものと、図 22に示されるように、山部 22aの外径が点 P1の近傍部分からシャフトシャンク 24側に向かって徐々に縮径 (歯丈が短縮）するように変化するものとの両方が含まれる。

[0062] 前記山部 22aの外径をシャフトシャンク 24側に向かって徐々に縮径させることにより、後述する転造ラックによる製造が容易となる。また、前記山部 22aの外径をシャフトシャンク 24側に向かって徐々に縮径させても、回転トルクの伝達機構が低下することがない。なお、図 22中における記号 Hは、山部 22aの外径の変化（落ち込み）と対比するための水平線を示す。

[0063] ハブ歯部 28の山部 28a側では、前記シャフト歯部 22の点 P1からシャフトシャンク 2 4と反対側に水平方向に沿った所定距離 L2だけオフセットした位置に点 P2を設定し、前記点 P2からハブ歯部 28の山部 28aの山部径 φ C2を山部径 φ C3に変化させた段差部 232を形成し、さらに、所定距離 L3だけ山部径 φ。3を延在させて形成する。

[0064] この場合、ハブ歯部 28側の前記段差部 232は、例えば、傾斜面または所定の曲率半径からなる円弧状の曲面または複合面等によって形成するとよレ、。前記点 Ρ2を起点とする段差部 232の傾斜角度は、テーパ部 230の傾斜角度 Θに対応して任意に設定される。なお、ハブ歯部 28側の形状は、前記段差部 232に対応した形状に限定されるものではなぐ例えば、所定の曲率半径を有する R形状、テーパ形状等を含む形状であってもよい。また、ハブ歯部 28の谷部 28bの内径は、一定で変化しなレ、ものとする。

[0065] 前記谷部径 φ C1は、それぞれ、シャフト 12の軸芯力シャフト歯部 22の谷部 22b の底面までの離間距離を示したものであり、前記山部径 φ C2、 φ C3は、それぞれ、シャフト 12の軸芯からハブ歯部 28の山部 28aの歯先までの離間距離を示したものでめる。

[0066] 図 21から諒解されるように、シャフト歯部 22の谷部 22bから所定角度 Θだけ傾斜した直線状のテーパ部 230の立ち上がりの起点となる点 P1と、ハブ歯部 28の段差部 2 32の立ち上がりの起点となる点 P2とが離間距離 L2だけ略水平方向にオフセットした位置に設定されている。

[0067] 従って、シャフト歯部 22とハブ歯部 28とが係合したシャフト 12及びハブ 14のュニット 10に対して回転トルクが付与された場合、シャフト歯部 22側の点 P1と、ハブ歯部 2 8側の点 P2とが所定距離 L2だけオフセットしているため、前記ユニット 200に付与された応力が前記点 P1と点 P2とにそれぞれ分散されることにより応力集中を緩和すること力 Sできる。その結果、シャフト歯部 22とハブ歯部 28との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させることができる。

[0068] なお、テーパ部 230の傾斜角度 Θを緩やかに設定することにより、応力作用面であるテーパ部 230の面積を増大させることができ、より一層応力集中が緩和される。

[0069] 前記テーパ部 230の立ち上がり角度 Θと応力緩和及び生産技術性との関係を図 2 3に示す。図 23から諒解されるように、前記テーパ部 230の立ち上がり角度 Θを 6度一 65度に設定すると良好（〇印参照）であり、前記立ち上がり角度 Θを 10度一 30度に設定すると最適（◎印参照）である。

[0070] 前記立ち上がり角度 Θを 6度未満に設定すると、応力の分散が不十分となり、一方、前記立ち上がり角度 Θが 65度を超えると後述する転造ラックによる廉価な転造成形を使用することができなくなり、生産技術性が劣化するからである。

[0071] ここで、シャフト歯部 22及びハブ歯部 28にそれぞれテーパ部 230及び段差部 232 が形成されていない比較例に係る応力値の特性曲線 M (破線参照）と、点 P1及び P 2がオフセットすることなく鉛直線上に一致して設定されると共に、段差部 232が形成されたときの応力値の特性曲線 N (実線参照）を、それぞれ図 24に示す。オフセットしていない特性曲線 Nでは、特性曲線 Mと比較して応力値のピークが減少して応力の集中が緩和されている力、鉛直線上に一致する点 P1及び P2の部位（図 24中のひ部分参照）に集中して応力値が高くなつていることが諒解される。

[0072] また、図 25は、図 21に示される構造からなり、シャフト歯部 22及びハブ歯部 28にそれぞれテーパ部 230及び段差部 232を形成し、テーパ部 230の起点である点 P1 と段差部 232の起点である点 P2とを水平方向に沿って所定距離 L2だけオフセットさせたときの応力値の特性曲線 Qを示したものであり、オフセットしていない特性曲線 Mと比較して、点 PIと点 P2のオフセットした部位（図 25中の β部分参照）の応力値力り一層緩和されていることが諒解される。

[0073] 次に、シャフト歯部 22側の点 P1とハブ歯部 28側の点 Ρ2とが所定距離だけオフセットした状態における応力値の特性曲線 R (実線）と、前記点 P1と点 Ρ2とがオフセットしていない状態、すなわち水平方向に沿った離間距離が零の状態における応力値の特性曲線 S (破線）とを図 26に示す。

[0074] この場合、特性曲線 R及び特性曲線 Sのオフセットの有無部分（図 26中の γ部分参照）を比較すると、オフセットしていない特性曲線 Νに対してシャフト歯部 22側の起点 P1とハブ歯部 28側の起点 Ρ2とがオフセットした特性曲線 Μが緩やかな曲線となつており、オフセットさせることにより径の変化部分における応力の集中が緩和されている。

[0075] なお、段階に対応した低荷重特性曲線、中荷重特性曲線、高荷重特性曲線によつて応力のピークポイントが、それぞれ点 a、点 b、点 cのように略同一の測定位置 Dとなることは、第 1の実施の形態と同一である（図 10参照）。

[0076] 図 27及び図 28は、シャフト 12とハブ 14とを組み付けた際のシャフト歯部 22の谷部 22bとハブ歯部 28の山部 28aとの接触状態を示す縦断面図であり、その作用効果は、第 1の実施の形態と同一である。また、図 13に示されるように、インボリユート形状としてもよい。

[0077] 以上のように、第 3の実施の形態では、シャフト 12におけるテーパ部 230の立ち上力 Sりの起点となる点 P1と、ハブ 14における段差部 232の立ち上がりの起点となる点 P 2とを所定距離 L2だけ略水平方向にオフセットさせて設定している。

[0078] そのため、シャフト歯部 22とハブ歯部 28とが係合したシャフト 12及びハブ 14のュニット 200に対して回転トルクが付与された場合、前記ユニット 200に付与された応力が前記点 P1と点 P2とにそれぞれ分散されることにより応力集中を緩和することができる。その結果、シャフト歯部 22とハブ歯部 28との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させることができる。

[0079] また、前記シャフト 12を駆動力伝達軸とすると共に、前記ハブ 14を等速ジョイントにおけるァウタ部材の内部に収納されるインナ部材とすることにより、前記駆動力伝達軸から回転トルクが前記ハブ 14へと伝達された際、前記シャフト 12及びハブ 14との係合部位に対する応力を好適に緩和して、前記駆動力を等速ジョイントにおけるァゥタ部材へと確実に伝達することができる。

[0080] 次に、本発明の第 4の実施の形態に係る動力伝達機構が適用されたシャフト及びノヽブのユニット 300を図 29に示す。図 30は、シャフト歯咅の谷き 22bとノヽブ歯き 8の山部 28aとが係合した状態におけるシャフト 12の軸線方向に沿った部分拡大縦断面図である。

[0081] 図 30に示されるように、シャフト歯部 22の谷部 22bは、シャフトシャンク 24側に向かつて水平方向に所定距離だけ延在され、中央点 P0からシャフトシャンク 24側に所定距離だけ移動した点 P1を起点としてハブ歯部 28側に向かって所定角度傾斜しながら膨出した段差部 330が形成されている。

[0082] この段差部 330は、点 P2を起点として水平方向に所定距離だけ延在してシャフトシヤンク 24に連続するように形成されている。換言すると、シャフト歯部 22は、谷部 22b における谷部径 φ D1から段差部 330における谷部径 φ D2へと変化（増大）するように形成されている。

[0083] この場合、前記段差部 330は、例えば、傾斜面又は所定の曲率半径からなる円弧状の曲面又は複合面等によって形成するとよい。

[0084] また、シャフト歯部 22の山部 22aの外径は、図 30—図 33に示されるように、軸線方向に沿って一定で変化しないものと、図 34に示されるように、山部 22aの外径が点 P 1の近傍部位からシャフトシャンク 24側に向かって徐々に縮径（歯丈が短縮)するように変化するものとの両方が含まれる。前記山部 22aの外径をシャフトシャンク 24側に向かって徐々に縮径させることにより、後述する転造ラックによる製造が容易となる。また、回転トルクの伝達機能が低下することがなレ、。なお、図 34中における記号 Hは、山部 22aの外径の変化（落ち込み）と対比するための水平線を示す。

[0085] 一方、ハブ歯部 28の山部 28aは、ハブ 14の軸線方向に沿って一定の内径 φ D3 で変化しないように形成されると共に、前記山部 28aと同様に、谷部 28bの内径 4も前記ハブ 14の軸線方向に沿って一定で変化しないものとする。

[0086] 前記谷部径 φ Dl、 φ D2は、それぞれ、シャフト 12の軸心からシャフト歯部 22の谷部 22bの底面までの離間距離を示したものであり、前記山部径 φ D3は、の軸心からハブ歯部 28の山部 28aの歯先までの離間距離を示したものである。

[0087] 従って、シャフト歯部 22とハブ歯部 28とが係合したシャフト 12及びハブ 14のュニット 300に対して回転トルクが付与された場合、前記ユニット 300に付与された応力が、ハブ歯部 28におけるシャフト歯部 22の点 P1と対向する T1部と、該シャフト歯部 22の段差部 330と対向する T2部とにそれぞれ分散されることにより応力集中を緩和することができる（図 30参照）。

[0088] この結果、応力の集中を緩和して分散させることができるため、シャフト歯部 22とノヽブ歯部 28との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させることができる。

[0089] また、図 31に示されるように、シャフト歯部 22の谷部 22bにおける点 Pl、点、点 P3を結んだ直角三角形の断面積を増大させ、点 P1及び点 P3を結ぶ線分 P13と点 P1及び点を結ぶ線分 P12' とがなす角度 Θ、すなわち、段差部 330の傾斜角度 Θを緩やかに設定することにより、前記段差部 330に形成された第 1テーパ部 3 32によって応力集中がより一層緩和される。

[0090] 前記段差部 330 (第 1テーパ部 332)の傾斜角度 Θと応力緩和及び生産技術性との関係を図 35に示す。図 35から諒解されるように、前記傾斜角度 Θを 5度一 45度に設定すると良好（〇印参照）であり、前記傾斜角度 Θを 10度一 35度に設定すると最適（◎印参照）である。

[0091] 前記傾斜角度 Θを 5度未満に設定すると、応力分散効果を十分に発揮することができないと共に、後述する転造ラックによる生産が困難であって不適である。一方、前記傾斜角度 Θが 45度を超えるように設定されると、階段状の段差部 330に応力が過剰に集中するという問題があると共に、後述する転造ラックの耐久性を劣化させるとレ、う他の問題がある。

[0092] 段差部 330がない通常のシャフト及びハブのスプライン嵌合では、シャフトシャンク 24の近傍部位に応力のピークポイントが発生するが、第 4の実施の形態では、シャフト歯部 22に段差部 330を設けて点 P1と対向するハブ歯部 28にもある程度の応力が集中するように構成し、シャフトシャンク 24側に集中する応力を分散させている。この場合、シャフト歯部 22の段差部 330の傾斜角度 Θを、例えば、 90度のように大きく設定しすぎると点 PIと対向するハブ歯部 28に応力が過剰に集中しすぎて応力分散（応力緩和）効果を発揮することができない。従って、前記段差部 330の立ち上がり角度である傾斜角度 Θを適正に設定することにより、シャフトシャンク 24の近傍に発生する応力の集中を好適に分散させて、ピークポイントにおける応力値を低減することができる。

[0093] 一方、図 32に示されるように、上述したシャフト歯部 22に係合されるハブ 14aにおいて、水平方向に延在するハブ歯部 28の山部 28aに対して点 P4を立ち上がりの起点とし、シャフトシャンク 24側に向かって所定角度で傾斜して延在する第 2テーパ部 334を形成するようにしてもよレ、。この第 2テーパ部 334は、シャフト歯部 22の段差部 330の起点となる点 P1及び第 1テーパ部 332と対向するように形成され、前記シャフト歯部 22から離間する方向に山部径 φ D5から φ D6へと拡径するように形成される。

[0094] なお、シャフト歯部 22における段差部 330 (第 1テーパ部 332)の起点となる点 P1と、ハブ歯部 28における第 2テーパ部 334の起点となる点 P4とをシャフト 12の軸線方向に沿って所定距離だけオフセットさせるように設定してもよレ、し、前記点 P1と点 P4 とを鉛直線上に一致させるように設定してもよい。この場合、シャフト歯部 22側に形成された段差部 330とハブ歯部 28側に形成された第 2テーパ部 334の共働作用下に、前記ハブ歯部 28の第 2テーパ部 334に付与される応力が分散されて応力集中を緩禾ロすること力 Sできる。

[0095] このように第 2テーパ部 334が形成されたハブ歯部 28とシャフト歯部 22とが係合したシャフト 12及びハブ 14aのユニット 300に対して回転トルクが付与された場合、該ユニット 300に付与された応力が第 2テーパ部 334によってハブ歯部 28におけるシャフト歯部 22の点 P1と対向する U1部と、点と対向する U2部とにそれぞれ分散され、応力集中を緩和して応力値のピークを低減することができる。その結果、ハブ歯部 28に形成された第 1テーパ部 332によってシャフト歯部 22とハブ歯部 28との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させることができる。

[0096] さらにまた、図 33に示されるように、前記シャフト歯部 22に係合されるハブ 14bにおいて、水平方向に延在するハブ歯部 28の山部 28aに対して点 P5を立ち上がりの起

：向かって所定の曲率半径 Rで延在する円弧部 336を形成するようにしてもよレ、。この円弧部 336は、シャフト歯部 22の段差部 330の起点となる点 P1及び第 1テーパ部 332と対向するように形成され、前記シャフト歯部 22より離間する方向に窪んで形成されている。

[0097] なお、シャフト歯部 22における段差部 330 (第 1テーパ部 332)の起点となる点 P1と、ハブ歯部 28における円弧部 336の起点となる点 P5とをシャフト 12の軸線方向に沿つて所定距離だけオフセットさせるように設定してもよいし、前記点 P1と点 P5とを鉛直線上に一致させるように設定してもよい。この場合、シャフト歯部 22側に形成された段差部 330とハブ歯部 28側に形成された円弧部 336の共働作用下に、前記ハブ歯部 28の円弧部 336に付与される応力が分散されて応力集中を緩和することができる。

[0098] このように円弧部 336が形成されたハブ歯部 28とシャフト歯部 22とが係合したシャフト 12及びハブ 14bのユニット 300に対して回転トルクが付与された場合、該ユニット 300に付与された応力が円弧部 336によってハブ歯部 28におけるシャフト歯部 22の点 P1と対向する VI部と、点と対向する V2部とにそれぞれ分散され、応力集中を緩和して応力値のピークを低減することができる。その結果、ハブ歯部 28に形成された円弧部 336によってシャフト歯部 22とハブ歯部 28との係合部位に対する静的強度及び疲労強度を向上させることができる。

[0099] シャフト歯部 22に段差部 330が形成されていない比較例に係る応力値の特性曲線 A (破線参照）と、点 P1を起点としてシャフト歯部 22に段差部 330が形成された場合の応力値の特性曲線 B (実線参照）とは、第 1の実施の形態に係る図 7と同一に示される。特性曲線 Aと特性曲線 Bとを比較すると、段差部 330を有する構造の特性曲線 Bでは、応力値のピークが減少して応力の集中が緩和されていることが諒解される。

[0100] また、前記段差部 330の傾斜角度 Θを、前記特性曲線 Bと比較して緩やかに設定したときの応力値の特性曲線 Cは、第 1の実施の形態に係る図 8と同一に示される。前記傾斜角度 Θが緩やかに設定された第 1テーパ部 332を形成することにより、前記第 1テーパ部 332によって応力がより一層緩和されることが諒解される。

[0101] なお、入力される荷重の度合いに対応して付与される応力のピークポイントが、それぞれ、点 a、点 b、点 cのように略同一の測定位置 Dとなることは、第 1の実施の形態と同一である（図 10参照）。

[0102] 図 36及び図 37は、シャフト 12とハブ 14とを組み付けた際のシャフト歯部 22の谷部 22bとハブ歯部 28の山部 28aとの接触状態を示す縦断面図であり、その作用効果は、第 1の実施の形態に係る図 11及び図 12と同一である。

[0103] 次に、シャフト歯部 22のスプライン歯 20の製造方法について説明する。

[0104] 図 38に示されるように、超硬材料によって略直線状に形成された上下一組の転造ラック 40a、 40bの間に、前加工であるツール加工によって所定形状に形成された棒状の被加工物 42を揷入し、相互に対向する一組の転造ラック 40a、 40bによって被加工物 42を押圧した状態において、図示しないァクチユエータの駆動作用下に前記一組の転造ラック 40a、 40bを相互に反対方向（矢印方向）に変位させることにより、被加工物 42の外周面に対してスプライン加工が施される。

[0105] 転造成形を用いることにより、シャフト歯部 22のスプライン歯 20を簡便に成形することができる。なお、前記ツールカ卩ェによりシャフト歯部 22のスプライン歯 20の歯先には、約 50 μ m程度の深さからなる図示しなレ、ツール溝（ツール目 )が形成される。

[0106] また、転造成形を用いた場合、圧造 (鍛造)成形と比較して、成形サイクルが速ぐ前記転造ラック 40a、 40b等の成形歯具の耐久性を向上させることができる。さらに、転造成形では、転造ラック 40a、 40b等の成形歯を再研磨して再利用することが可能である。従って、転造成形を用いた場合、圧造 (鍛造)成形と比較して、寿命、成形サイタル、再利用等の点からコスト的に有利である。

[0107] ただし、転造成形の場合は歯先へ向かっての肉流れによって成形されるため、歯先の断面形状は必ずしも均等でなレ、場合がある。

Claims

請求の範囲

[1] シャフト（12)に形成されたシャフト歯部（22)と、前記シャフト（12)の外周側に配置されたハブ（14)のハブ歯部（28)とが係合することにより、前記シャフト（12)及びハブ（14)間で相互にトルク伝達が可能に結合された機構において、

前記シャフト歯部（22)は、歯厚が一定の直線状からなる山部（22a)と、前記シャフト（12)の端部からシャフトシャンク（24)側に向かって外径が変化する谷部（22b)とを有し、

前記ハブ歯部（28)は、歯厚が一定の直線状からなり、且つ、端部からシャフトシャンク（24)側に向かって内径が変化する山部（28a)と、軸線方向に沿って一定の内径からなる谷部（28b)とを有し、

前記シャフト歯部（22)の谷部（22b)には、ハブ歯部（28)側に向かって膨出する第 1段差部（30)が形成され、前記ハブ歯部（28)の山部（28a)には、該シャフト歯部 (22)側と反対方向に窪んだ第 2段差部（32)が形成されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。

[2] 請求項 1記載の機構において、

前記第 1段差部（30)の起点（P1)と前記第 2段差部（32)の起点（P2)とがそれぞれ所定距離 (L4)だけオフセットした位置に設定されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。

[3] 請求項 1記載の機構において、

前記第 1段差部（30)の傾斜角度（ Θ )は、 5度一 45度に設定されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。

[4] 請求項 1記載の機構において、

前記シャフト歯部（22)の山部（22a)の外径は、軸線方向に沿って一定に形成されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。

[5] 請求項 1記載の機構において、

前記シャフト歯部（22)の山部（22a)の端部近傍の外径は、シャフトシャンク（24)側に向かって徐々に縮径するように形成されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。

[6] シャフト（12)に形成されたシャフト歯部（22)と、前記シャフト（12)の外周側に配置されたハブ（14)のハブ歯部（28)とが係合することにより、前記シャフト（12)及びハブ（14)間で相互にトルク伝達が可能に結合された機構において、

前記シャフト歯部（22)の谷部（22b)には、前記ハブ歯部（28)側に向かって所定の曲率で延在する円弧部（130)が形成され、前記ハブ歯部（28)の山部（28a)には、前記円弧部（130)に臨み、該シャフト歯部（22)側と反対方向に窪んだ段差部（13 2)が形成されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。

[7] 請求項 6記載の機構において、

前記シャフト歯部（22)の谷部（22b)に連続する円弧部（130)の起点（P1 )と、前記ハブ歯部（28)の山部（28a)に連続する段差部（132)の起点（P2)とは、それぞれ所定距離 (L2)だけオフセットした位置に設定されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。

[8] シャフト（12)に形成されたシャフト歯部（22)と、前記シャフト（12)の外周側に配置されたハブ（14)のハブ歯部（28)とが係合することにより、前記シャフト（12)及びハブ（14)間で相互にトルク伝達が可能に結合された機構において、

前記シャフト歯部（22)の谷部（22b)には、前記ハブ歯部（28)側に向かって徐々に拡径するテーパ部（230)が形成され、前記ハブ歯部（28)の山部（28a)には、前記テーパ部（230)に臨み該シャフト歯部（22)側と反対方向に窪んだ段差部（232) が形成されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。

[9] 請求項 8記載の機構において、

前記テーパ部（230)の起点（P1)と前記段差部（232)の起点（P2)とがそれぞれ所定距離 (L2)だけオフセットした位置に設定されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。

[10] 請求項 8記載の機構において、

前記シャフト歯部（22)に形成されたテーパ部（230)の立ち上がり角度（ Θ )は、 6 度一 65度に設定されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。

[11] シャフト（12)に形成されたシャフト歯部（22)と、前記シャフト（12)の外周側に配置されたハブ（14)のハブ歯部（28)とが係合することにより、前記シャフト（12)及びハブ（14)間で相互にトルク伝達が可能に結合された機構において、

前記シャフト歯部（22)は、歯厚が一定の直線状からなる山部（22a)と、前記シャフト（12)の端部からシャフトシャンク（24)側に向かって外径が変化し前記ハブ歯部（2 8)側に向かって所定角度傾斜しながら膨出する段差部（330)が形成された谷部（2 2b)とを有し、

前記ハブ歯部（28)は、歯厚が一定の直線状からなり、且つ、前記端部から前記シャフトシヤンク（24)側に向力う軸線方向に沿って一定の内径からなる山部（28a)と谷部（28b)とを有することを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。

[12] 請求項 11記載の機構において、

前記段差部（330)の傾斜角度（ Θ )は、 5度一 45度に設定されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。

[13] シャフト（12)に形成されたシャフト歯部（22)と、前記シャフト（12)の外周側に配置されたハブ（14)のハブ歯部（28)とが係合することにより、前記シャフト（12)及びハブ（14)間で相互にトルク伝達が可能に結合された機構において、

前記シャフト歯部（22)の谷部（22b)には所定角度傾斜するテーパ部（332)が形成されることを特徴とするシャフト及びノヽブの動力伝達機構。

[14] 請求項 13記載の機構において、

前記ハブ歯部（28)の山部（28a)には、前記シャフト歯部（22)の谷部（22b)に形成された前記第 1テーパ部（332)に対向する第 2テーパ部（334)が形成されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。

[15] 請求項 13記載の機構において、

前記第 1テーパ部（332)の立ち上がりの起点（P1)と前記第 2テーパ部（334)の立ち上がりの起点（P4)とがシャフト（12)の軸線方向に沿って所定距離だけオフセットした位置に設定されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。

[16] 請求項 13記載の機構において、

前記ハブ歯部（28)の山部（28a)には、前記シャフト歯部（22)から離間する方向に所定の曲率で窪んだ円弧部（336)が形成されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。

[17] 請求項 16記載の機構において、

前記テーパ部（332)の立ち上がりの起点（P1)と前記円弧部（336)の立ち上がりの起点（P5)とがシャフト（12)の軸線方向に沿って所定距離だけオフセットした位置に設定されることを特徴とするシャフト及びハブの動力伝達機構。