特許第5835429号(P5835429)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】5835429
(24)【登録日】2015年11月13日
(45)【発行日】2015年12月24日
(54)【発明の名称】伸縮軸
(51)【国際特許分類】
   F16D 3/06 20060101AFI20151203BHJP
【FI】
   F16D3/06 S
【請求項の数】1
【全頁数】17
(21)【出願番号】特願2014-149165(P2014-149165)
(22)【出願日】2014年7月22日
(62)【分割の表示】特願2012-550230(P2012-550230)の分割
【原出願日】2012年10月24日
(65)【公開番号】特開2014-222109(P2014-222109A)
(43)【公開日】2014年11月27日
【審査請求日】2014年9月1日
(31)【優先権主張番号】特願2011-263121(P2011-263121)
(32)【優先日】2011年11月30日
(33)【優先権主張国】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000004204
【氏名又は名称】日本精工株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100090343
【弁理士】
【氏名又は名称】濱田 百合子
(74)【代理人】
【識別番号】100192474
【弁理士】
【氏名又は名称】北島 健次
(74)【代理人】
【識別番号】100105474
【弁理士】
【氏名又は名称】本多 弘徳
(72)【発明者】
【氏名】黒川 祥史
【審査官】 小川 克久
(56)【参考文献】
【文献】 実開平05−075524(JP,U)
【文献】 実開平05−022143(JP,U)
【文献】 実開平06−059630(JP,U)
【文献】 実開昭60−079094(JP,U)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F16D 3/06
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数の突条歯が形成された外周を有する雄シャフトと、
複数の歯溝が形成された内周を有し、前記雄シャフトに外嵌された雌シャフトと、を備え、
前記雄シャフトと前記雌シャフトが軸方向に相対摺動可能、且つ、前記雄シャフトと前記雌シャフトの間で回転トルクを伝達可能に、前記突条歯と前記歯溝が噛み合い、
前記雄シャフトと雌シャフトの少なくとも一方は、前記突条歯と歯溝が噛み合う領域の軸方向範囲における前記雄シャフトと雌シャフトの前記少なくとも一方の部分の半径方向の剛性が、前記雄シャフトと雌シャフトの前記少なくとも一方の他の部分の半径方向の剛性よりも小さくなるように構成されており、
前記雄シャフトは、少なくとも部分的に中実シャフトであり、
前記雄シャフトには、一端部から前記軸方向に沿って、且つ、前記突条歯の軸方向の全長に亘って、均一の内径を有する孔が形成されており、
前記孔の軸方向における一端部は、前記雄シャフトの外部に開放されており、
前記雄シャフトの突条歯の歯面には、当該突条歯と前記雌シャフトの歯溝の間の摺動抵抗を減少させる被覆部が形成されており、
前記突条歯は、前記雄シャフトの一端部から前記軸方向に沿って形成されており、
前記雌シャフトは、前記歯溝の軸方向の全長に亘って縮径部を有し、当該縮径部の外径は、前記雌シャフトの他の部分の外径よりも小さい、伸縮軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回転トルクを伝達可能で軸方向に相対摺動可能な雄シャフトと雌シャフトを有する伸縮軸に関する。
【背景技術】
【0002】
ステアリング装置は、回転トルクを伝達可能に、且つ、軸方向に相対摺動可能に連結された雄シャフトと雌シャフトを有する、中間シャフトやステアリングシャフト等の伸縮軸を備える。中間シャフトは、ステアリングギヤのラック軸に噛合うピニオンシャフトに、自在継手を締結する際に、一旦縮めてからピニオンシャフトに嵌合させて締結するためや、車体フレームとの間の相対変位を吸収するために、伸縮機能が必要である。
【0003】
ステアリングシャフトは、ステアリングホイールの操舵力を車輪に伝達すると共に、運転者の体格や運転姿勢に応じて、ステアリングホイールの位置を軸方向に調整するため、伸縮機能が要求される。
【0004】
近年、車体全体の剛性と走行安定性が向上したために、ステアリングホイールを操作した時に、伸縮軸の回転方向のガタツキを運転者が感じやすくなった。そこで、回転方向のガタツキと摺動抵抗が小さく、潤滑性と耐久性に優れた伸縮軸が望まれている。
【0005】
そのために、雄シャフトの歯面の外周を摺動抵抗の小さな樹脂等で被覆し、潤滑剤を塗布した後に、当該雄シャフトを雌シャフトに嵌合した伸縮軸がある。図6は、従来の雄シャフトと当該雄シャフトに外嵌された雌シャフトの断面図であり、雄シャフトの被覆部に加わる面圧を示す。図6に示すように、従来の雄シャフト16A(雄スプライン軸)は、軸方向に相対摺動可能に、かつ、回転トルクを伝達可能に雌シャフト16B(雌スプライン筒)に嵌合している。中実の雄シャフト16Aの突条歯51は、突条歯51と雌シャフト16Bの歯溝41との間の摺動抵抗を減少させる樹脂製の被覆部61でコーティングされ、歯溝41の歯面と被覆部61が小さな締め代を有するように歯溝41に嵌合している。
【0006】
このような従来の伸縮軸では、図6に示すように、突条歯51と歯溝41が噛み合う領域の軸方向の両端部に作用する曲げモーメントが大きくなるため、当該両端部における面圧が大きい。従って、被覆部61の軸方向両端部がへたり、雄シャフトと雌シャフトとの間でガタが発生する。被覆部61が設けられていない場合であっても、同様の理由により、雄シャフトと雌シャフトとの間でガタが発生する可能性がある。特に、コラムアシスト型パワーステアリング装置では、自在継手に生じる偶力によって、中間シャフトの突条歯51と歯溝41が噛み合う領域の軸方向の両端部に作用する面圧が大きく雄シャフトと雌シャフトとの間でガタが発生する可能性が大きい。
【0007】
特許文献1の伸縮軸は、マイカ等の板状充填剤を含有した樹脂層で雄シャフトを被覆することによって、樹脂層のへたりを抑制して、雄シャフトと雌シャフトの間のガタを抑制している。しかし、特許文献1は、雄シャフトの軸方向両端部における樹脂層に加わる面圧を考慮していない。
【0008】
特許文献2の伸縮軸は、雄シャフトと雌シャフトの間に設けられたボールを備えている。ボールへの予圧力を長期に渡って維持し、長期間使用しても遊びが生じ難くするために、雌シャフトの周方向の所定領域には、弾性変形が容易な変形促進部が形成され、これによって雌シャフトを撓みやすくして、雌シャフトやボールに負荷される応力を緩和している。しかし、特許文献2は、軸方向における面圧の違いを考慮していない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0009】
【特許文献1】日本国特開2008−222016号公報
【特許文献2】日本国特開2006−112623号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
本発明は、雄シャフトと雌シャフトが噛み合う領域における面圧が軸方向において局部的に大きくなることを抑制し、雄シャフトと雌シャフトの間のガタを抑制した伸縮軸を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
本発明の一態様によれば、伸縮軸は、複数の突条歯が形成された外周を有する雄シャフトと、複数の歯溝が形成された内周を有し、雄シャフトに外嵌された雌シャフトと、を備える。雄シャフトと雌シャフトが軸方向に相対摺動可能、且つ、雄シャフトと雌シャフトの間で回転トルクを伝達可能に、突条歯と歯溝が噛み合う。雄シャフトと雌シャフトの少なくとも一方は、突条歯と歯溝が噛み合う領域の軸方向範囲における雄シャフトと雌シャフトの前記少なくとも一方の部分の半径方向の剛性が、雄シャフトと雌シャフトの前記少なくとも一方の他の部分の半径方向の剛性よりも小さくなるように構成されている。
【0012】
前記雄シャフトは、少なくとも部分的に中実シャフトであり、前記突条歯の軸方向の一端に対応する前記雄シャフトの先端部分には、前記軸方向に沿って孔が形成されている。
【0013】
前記雄シャフトは、少なくとも部分的に中実シャフトであり、前記雄シャフトには、前記軸方向に沿って、且つ、前記突条歯の軸方向の全長に亘って孔が形成されていてもよい。
【0014】
前記雄シャフトは、前記突条歯の軸方向範囲において縮径部を有していてもよい。当該縮径部の外径は、前記突条歯の軸方向範囲における前記雄シャフトの他の部分の外径よりも小さい。
【0015】
前記雄シャフトは、中空シャフトであり、前記突条歯の軸方向の一端または両端に対応する前記雄シャフトの部分の内径は、前記雄シャフトの他の部分の内径よりも大きくてもよい。
【0016】
前記雄シャフトは、中空シャフトであり、前記突条歯の軸方向の全長に亘る前記雄シャフトの部分の内径は、前記雄シャフトの他の部分の内径よりも大きくてもよい。
【0017】
前記雄シャフトは、前記突条歯の軸方向範囲において縮径部を有していてもよい。当該縮径部の外径は、前記突条歯の軸方向範囲における前記雄シャフトの他の部分の外径よりも小さい。
【0018】
前記雌シャフトは、前記雌シャフトの軸方向端部且つ前記歯溝の軸方向範囲において縮径部を有する。当該縮径部の外径は、前記歯溝の軸方向範囲における前記雌シャフトの他の部分の外径よりも小さい。また、前記雄シャフトの孔と前記雌シャフトの縮径部とは、軸方向に重なり合うことなく互いに離隔している。
【0019】
前記雌シャフトは、前記歯溝の軸方向の全長に亘って縮径部を有していてもよい。当該縮径部の外径は、前記雌シャフトの他の部分の外径よりも小さい。
【0020】
前記雌シャフトの歯溝は、締まり嵌めにより前記雄シャフトの突条歯に外嵌していてもよい。前記雄シャフトの突条歯の歯面には、当該突条歯と前記雌シャフトの歯溝の間の摺動抵抗を減少させる被覆部が形成されていてもよい。
【発明の効果】
【0021】
本発明の一態様によれば、突条歯と歯溝が噛み合う領域の軸方向範囲における雄シャフトと雌シャフトの少なくとも一方の部分の半径方向の剛性が、雄シャフトと雌シャフトの前記少なくとも一方の他の部分よりも小さい。従って、軸方向において局部的に大きな面圧が生じないようにして、雄シャフトと雌シャフトとの間のガタを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0022】
図1】ステアリング装置の斜視図である。
図2図1のステアリング装置の伸縮軸(中間シャフト)であって、一部が切り欠かれた伸縮軸の側面図である。
図3A図2の伸縮軸の拡大断面図であり、伸縮軸の雄シャフトがスリーブで被覆された例を示す。
図3B図2の伸縮軸の拡大断面図であり、伸縮軸の雄シャフトが被覆部でコーティングされた例を示す。
図4】本発明の実施例1に係る伸縮軸の雄シャフトの断面図である。
図5図4の雄シャフトと当該雄シャフトに外嵌された雌シャフトの断面図であり、雄シャフトの被覆部に加わる面圧を示す。
図6】従来の雄シャフトと当該雄シャフトに外嵌された雌シャフトの断面図であり、雄シャフトの被覆部に加わる面圧を示す。
図7A】本発明の実施例2に係る伸縮軸の雄シャフトの断面図である。
図7B】本発明の実施例3に係る伸縮軸の雄シャフトの断面図である。
図8A】本発明の実施例4に係る伸縮軸の雄シャフトの断面図である。
図8B】本発明の実施例5に係る伸縮軸の雄シャフトの断面図である。
図9】本発明の実施例6に係る伸縮軸の雄シャフトの断面図である。
図10図9の雄シャフトと当該雄シャフトに外嵌された雌シャフトの断面図であり、雄シャフトの被覆部に加わる面圧を示す。
図11】本発明の実施例7に係る伸縮軸の断面図である。
図12】本発明の実施例8に係る伸縮軸の断面図である。
図13】本発明の実施例9に係る伸縮軸の断面図である。
図14】本発明の実施例10に係る伸縮軸の断面図である。
図15】本発明の実施例11に係る伸縮軸の断面図である。
図16】本発明の実施例12に係る伸縮軸の断面図である。
図17】本発明の実施例13に係る伸縮軸の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0023】
以下、図面を参照して本発明の実施例について詳細に説明する。
【実施例1】
【0024】
図1は、ステアリング装置の一例として、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置を示す。このパワーステアリング装置は、ステアリングホイール11の操作力を軽減するために、操舵補助部20(電動アシスト装置)を有する。操舵補助部20は、コラム13に取付けられている。操舵補助部20からの操舵補助力は、ステアリングシャフトに付与され、中間シャフト16を介して、ステアリングギヤ30のラックを往復移動させ、タイロッド32を介して舵輪を操舵する。
【0025】
図1及び2に示すように、操舵補助部20の前端面から突出した出力軸23は、自在継手15を介して、中間シャフト16の雌中間シャフト16B(以下、雌シャフト)の後端部に連結されている。中間シャフト16の雄中間シャフト16A(以下、雄シャフト)の前端部には、別の自在継手17を介して、ステアリングギヤ30の入力軸31が連結されている。雌シャフト16Bには雌スプラインが形成され、雄シャフト16Aには雄スプラインが形成されて、雌シャフト16Bと雄シャフト16Aがスプライン係合されている。
【0026】
雄シャフト16Aは、雌シャフト16Bに対して、軸方向に相対摺動可能に、且つ、回転トルクを伝達可能に結合されている。入力軸31の前端部には、ピニオンが形成されている。ラックがこのピニオンに噛み合っており、ステアリングホイール11の回転が、タイロッド32を移動させて、車輪を操舵する。本発明の実施例係る伸縮軸は、中間シャフト16に適用するのが好ましいが、ステアリング装置の任意の伸縮軸に適用することができる。
【0027】
図2乃至3Bに示すように、雌シャフト16Bは、中空筒状に形成されている。雌シャフト16Bの内周には、雌シャフト16Bの軸心から放射状に、複数の軸方向の歯溝41が、伸縮範囲(伸縮ストローク)の全長にわたって、等間隔に形成されている。雄シャフト16Aと雌シャフト16Bは、例えば、炭素鋼またはアルミニウム合金で成形されている。
【0028】
図3Aは、雄シャフト16Aの突条歯51が、スリーブで被覆された例を示す。スリーブは、雄シャフト16Aの突条歯51と雌シャフト16Bの歯溝41との間の摺動抵抗を減少させる被覆部61の例である。
【0029】
雄シャフト16Aは、回転トルクを伝達するための非円形の外周形状として、4個の軸方向の突条歯51を有する、雄シャフト16Aの突条歯51は、突条歯51の軸方向の全長に亘って、スリーブで被覆されている。
【0030】
図3Bは、雄シャフト16A(雄スプライン軸)の突条歯51が、被覆部61でコーティングされた例を示す。雄シャフト16Aは、回転トルクを伝達するための非円形の外周形状として、18個の軸方向の突条歯51を有する。雄シャフト16Aの突条歯51は、突条歯51の軸方向の全長に亘って被覆部61でコーティングされ、突条歯51と雌シャフト16B(雌スプライン筒)の軸方向の歯溝41との間の摺動抵抗が減少されてる。被覆部61は、ゴム、例えば、天然ゴム、合成ゴム、または、天然ゴムと合成ゴムの混合物で構成することが好ましい。本発明は、相対的に摺動可能で、回転トルクを伝達可能な任意形状の雄シャフトと雌シャフトを有する伸縮軸に適用することができる。
【0031】
図4は、本発明の実施例1に係る伸縮軸の雄シャフトの断面図である。図4に示すように、実施例1の雄シャフト16Aは、中実シャフトである。雄シャフト16Aの突条歯51には、突条歯51の軸方向の全長に亘って、突条歯51と雌シャフト16Bの歯溝41の間の摺動抵抗を減少させる被覆部61が形成されている。突条歯51の軸方向の一端(図4における左端)に対応する雄シャフト16Aの一端部には、軸方向に沿って孔71が形成され、雄シャフト16Aの一端部の肉厚が雄シャフト16Aの他の部分の肉厚よりも薄くなっている。従って、孔71の軸方向の範囲における雄シャフト16Aの一端部の半径方向の剛性は、雄シャフト16Aの他の部分の半径方向の剛性よりも小さい。半径方向の剛性とは、半径方向の単位変形を起こすのに必要な半径方向の力で表される。
【0032】
図5に示すように、図4の雄シャフト16Aは、歯溝41の歯面と被覆部61が小さな締め代を有するように嵌合し、軸方向に相対摺動可能に、且つ、回転トルクを伝達可能に雌シャフト16Bに嵌合している。歯溝41の歯面と被覆部61との嵌合は、締まり嵌めに限定されず、隙間嵌めや止まり嵌めでもよい。
【0033】
実施例1に係る伸縮軸によれば、図5に示すように、突条歯51と歯溝41が噛み合う領域の軸方向の両端部に大きな曲げモーメントが作用しても、突条歯51の軸方向の一端部に加わる面圧の増加が孔71の軸方向の範囲において抑制され、被覆部61の軸方向の一端のへたりや雄シャフト16Aと雌シャフト16Bの間のガタが抑制される。
【実施例2】
【0034】
次に、図7Aを参照して本発明の実施例2について説明する。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分について説明し、重複する説明は省略する。
【0035】
図7Aに示すように、実施例2に係る雄シャフト16Aは、部分的に中実シャフトである。雄シャフト16Aの突条歯51には、突条歯51の軸方向の全長に亘って、突条歯51と雌シャフト16Bの歯溝41の間の摺動抵抗を減少させる被覆部61が形成されている。突条歯51の軸方向の一端(図7Aにおける左端)に対応する雄シャフト16Aの一端部には、軸方向に沿って孔71が形成され、雄シャフト16Aの一端部の肉厚を薄くしている。
【0036】
また、雄シャフト16Aには、雄シャフト16Aの他端(図7Aにおける右端)から、突条歯51の軸方向の他端(図7Aにおける右端)に対応する雄シャフト16Aの部分まで、軸方向に沿って孔72が形成され、雄シャフト16Aの当該部分の肉厚を薄くしている。従って、孔71の軸方向の範囲と孔72の軸方向の範囲における雄シャフト16Aの部分の半径方向の剛性は、雄シャフト16Aの他の部分の半径方向の剛性よりも小さい。孔72の径は、孔71と径と同じであってもよい。
【0037】
実施例2に係る伸縮軸によれば、突条歯51と歯溝41が噛み合う領域の軸方向の両端部に大きな曲げモーメントが作用しても、突条歯51の軸方向の両端部に加わる面圧の増加が孔71の軸方向の範囲と孔72の軸方向の範囲において抑制され、被覆部61の軸方向両端部のへたりや雄シャフト16Aと雌シャフト16Bの間のガタが抑制される。
【実施例3】
【0038】
次に、図7Bを参照して本発明の実施例3について説明する。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分について説明し、重複する説明は省略する。
【0039】
図7Bに示すように、実施例3に係る雄シャフト16Aは、雄シャフト16Aの軸方向の全長に亘って孔73が形成された中空シャフトである。雄シャフト16Aの突条歯51には、突条歯51の軸方向の全長に亘って、突条歯51と雌シャフト16Bの歯溝41の間の摺動抵抗を減少させる被覆部61が形成されている。突条歯51の軸方向の一端(図7Bにおける左端)に対応する雄シャフト16Aの一端部において、孔73を拡げて孔71が形成され、雄シャフト16Aの一端部の肉厚を薄くしている。即ち、雄シャフト16Aの一端部の内径は、雄シャフト16Aの他の部分の内径よりも大きい。
【0040】
従って、孔71の軸方向の範囲における雄シャフト16Aの一端部の半径方向の剛性は、雄シャフト16Aの他の部分の半径方向の剛性よりも小さい。実施例3に係る伸縮軸によれば、突条歯51と歯溝41が噛み合う領域の軸方向の両端部に大きな曲げモーメントが作用しても、突条歯51の軸方向の一端部に加わる面圧の増加が孔71の軸方向の範囲において抑制され、被覆部61の軸方向の一端のへたりや雄シャフト16Aと雌シャフト16Bの間のガタが抑制される。
【実施例4】
【0041】
次に、図8Aを参照して本発明の実施例4について説明する。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分について説明し、重複する説明は省略する。
【0042】
図8Aに示すように、実施例4に係る雄シャフト16Aは、雄シャフト16Aの軸方向の全長に亘って孔73が形成された中空シャフトである。雄シャフト16Aの突条歯51には、突条歯51の軸方向の全長に亘って、突条歯51と雌シャフト16Bの歯溝41との間の摺動抵抗を減少させる被覆部61が形成されている。実施例3と同様に、突条歯51の軸方向の一端(図8Aにおける左端)に対応する雄シャフト16Aの一端部において、孔73を拡げて孔71が形成され、雄シャフト16Aの一端部の肉厚を薄くしている。
【0043】
また、突条歯51の軸方向の他端(図8Aにおける右端)に対応する雄シャフト16Aの部分において、孔73を拡げて孔74が形成され、雄シャフト16Aの当該部分の肉厚を薄くしている。即ち、突条歯51の軸方向の両端に対応する雄シャフト16Aの部分の内径は、雄シャフト16Aの他の部分の内径よりも大きい。従って孔71の軸方向の範囲と孔74の軸方向の範囲における雄シャフト16Aの部分の半径方向の剛性は、雄シャフト16Aの他の部分の半径方向の剛性よりも小さい。実施例4に係る伸縮軸によれば、突条歯51と歯溝41が噛み合う領域の軸方向の両端部に大きな曲げモーメントが作用しても、突条歯51の軸方向の両端部に加わる面圧が孔71の軸方向の範囲と孔74の軸方向の範囲において抑制され、被覆部61の軸方向両端部のへたりや雄シャフト16Aと雌シャフト16Bの間のガタが抑制される。
【実施例5】
【0044】
次に、図8Bを参照して本発明の実施例5について説明する。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分について説明し、重複する説明は省略する。
【0045】
図8Bに示すように、実施例5に係る雄シャフト16Aは、部分的に中実シャフトである。雄シャフト16Aの突条歯51には、突条歯51の軸方向の全長に亘って、突条歯51と雌シャフト16Bの歯溝41の間の摺動抵抗を減少させる被覆部61が形成されている。雄シャフト16Aには、突条歯51の軸方向の全長に亘って孔75が形成され、雄シャフト16Aの肉厚を突条歯51の軸方向の全範囲において薄くしている。
【0046】
従って、突条歯51の軸方向の全範囲における雄シャフト16Aの部分の半径方向の剛性は、雄シャフト16Aの他の部分の半径方向の剛性よりも小さい。実施例5に係る伸縮軸によれば、突条歯51と歯溝41が噛み合う領域の軸方向の両端部に大きな曲げモーメントが作用しても、突条歯51全体に加わる面圧の増加が抑制され、被覆部61のへたりや雄シャフト16Aと雌シャフト16Bの間のガタが抑制される。
【実施例6】
【0047】
次に、図9と10を参照して本発明の実施例6について説明する。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分について説明し、重複する説明は省略する。
【0048】
図9に示すように、実施例6に係る雄シャフト16Aは、雄シャフト16Aの軸方向の全長に亘って孔73が形成された中空シャフトである。雄シャフト16Aの突条歯51には、突条歯51の軸方向の全長に亘って、突条歯51と雌シャフト16Bの歯溝41の間の摺動抵抗を減少させる被覆部61が形成されている。雄シャフト16Aは、突条歯51の軸方向の全長に亘って孔73を拡げて孔76が形成され、雄シャフト16Aの肉厚を突条歯51の軸方向の全範囲において薄くしている。即ち、突条歯51の軸方向の全範囲における雄シャフト16Aの部分の内径は、雄シャフト16Aの他の部分の内径よりも大きい。
【0049】
従って、孔76の軸方向の範囲における雄シャフト16Aの部分の半径方向の剛性が、雄シャフト16Aの他の部分の半径方向の剛性よりも小さい。実施例6に係る伸縮軸によれば、突条歯51と歯溝41が噛み合う領域の軸方向の両端部に大きな曲げモーメントが作用しても、図10に示すように、突条歯51全体に加わる面圧の増加が抑制され、被覆部61のへたりや雄シャフト16Aと雌シャフト16Bの間のガタが抑制される。
【実施例7】
【0050】
次に、図11を参照して本発明の実施例7について説明する。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分について説明し、重複する説明は省略する。
【0051】
図11に示すように、実施例7に係る雄シャフト16Aは、実施例1と同様の構成を有する中実シャフトである。即ち、雄シャフト16Aの突条歯51の軸方向の一端(図11における左端)に対応する雄シャフト16Aの一端部には、軸方向に沿って孔71が形成され、雄シャフト16Aの一端部の肉厚を薄くしている。
【0052】
また、雌シャフト16Bには、歯溝41の軸方向の一端に対応する雌シャフト16Bの一端部の外径を小さくして縮径部81が形成され、雌シャフト16Bの一端部の肉厚を薄くしている。従って、孔71の軸方向の範囲における雄シャフト16Aの一端部の半径方向の剛性は、雄シャフト16Aの他の部分の半径方向の剛性よりも小さく、縮径部81の軸方向の範囲における雌シャフト16Bの一端部の半径方向の剛性は、雌シャフト16Bの他の部分の半径方向の剛性よりも小さい。
【0053】
実施例7に係る伸縮軸によれば、突条歯51と歯溝41が噛み合う領域の軸方向の両端部に大きな曲げモーメントが作用しても、突条歯51の軸方向の両端に加わる面圧の増加が孔71の軸方向の範囲と縮径部81の軸方向の範囲において抑制され、被覆部61の軸方向両端部のへたりや雄シャフト16Aと雌シャフト16Bの間のガタが抑制される。
【実施例8】
【0054】
次に、図12を参照して本発明の実施例8について説明する。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分について説明し、重複する説明は省略する。
【0055】
図12に示すように、実施例8に係る雄シャフト16Aは、部分的に中実シャフトで、実施例5と同様の構成を有する。雄シャフト16Aの突条歯51には、突条歯51の軸方向の全長に亘って孔75が形成され、雄シャフト16Aの肉厚を突条歯51の軸方向の全範囲において薄くしている。
【0056】
また、雌シャフト16Bには、歯溝41の軸方向の全長に亘って雌シャフト16Bの外径を小さくして縮径部82が形成され、雌シャフト16Bの肉厚を歯溝41の軸方向の全範囲において薄くしている。従って、突条歯51の軸方向の全範囲(孔75の軸方向の範囲)における雄シャフト16Aの部分の半径方向の剛性は、雄シャフト16Aの軸方向の他の部分の半径方向の剛性よりも小さく、歯溝41の軸方向の全範囲(縮径部82の軸方向の範囲)における、雌シャフト16Bの部分の半径方向の剛性は、雌シャフト16Bの軸方向の全長のうちの他の部分の半径方向の剛性よりも小さい。
【0057】
実施例8の伸縮軸によれば、突条歯51と歯溝41が噛み合う領域の軸方向の両端部に大きな曲げモーメントが作用しても、突条歯51全体に加わる面圧の増加が抑制され、被覆部61のへたりや雄シャフト16Aと雌シャフト16Bの間のガタが抑制される。
【実施例9】
【0058】
次に、図13を参照して本発明の実施例9について説明する。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分について説明し、重複する説明は省略する。
【0059】
図13に示すように、実施例9に係る雄シャフト16Aは、雄シャフト16Aの軸方向の全長に亘って中空孔73が形成された中空シャフトである。雄シャフト16Aには、突条歯51の軸方向の全長に亘って孔73を拡げて孔76が形成され、雄シャフト16Aの肉厚を突条歯51の軸方向の全範囲において薄くしている。さらに、突条歯51の軸方向の一端(図13における左端)に対応する雄シャフト16Aの一端部において、孔76を拡げて孔77が形成され、雄シャフト16Aの一端部の肉厚を更に薄くしている。即ち、突条歯51の軸方向の一端に対応する雄シャフト16Aの一端部の内径は、突条歯51の軸方向の範囲における雄シャフト16Aの他の部分の内径よりも大きく、突条歯51の軸方向の範囲における雄シャフト16Aの他の部分の内径は、突条歯51の軸方向の範囲外における内径よりも大きい。
【0060】
また、雌シャフト16Bには、歯溝41の軸方向の一端(図9における右端)以外の歯溝41の部分に対応する雌シャフト16Bの部分の外径を小さくして縮径部83が形成され、雌シャフト16Bの当該部分の肉厚を薄くしている。従って、孔76の軸方向の範囲における雄シャフト16Aの部分の半径方向の剛性、特に、孔77の軸方向の範囲における雄シャフト16Aの部分の半径方向の剛性は、雄シャフト16Aの他の部分の半径方向の剛性よりも小さく、縮径部83の軸方向の範囲における雌シャフト16Bの部分の半径方向の剛性は、雌シャフト16Bの軸方向の他の部分の半径方向の剛性よりも小さい。
【0061】
実施例9に係る伸縮軸によれば、突条歯51と歯溝41が噛み合う領域の軸方向の両端部に大きな曲げモーメントが作用しても、突条歯51全体に加わる面圧の増加が抑制され、被覆部61のへたりや雄シャフト16Aと雌シャフト16Bの間のガタが抑制される。
【実施例10】
【0062】
次に、図14を参照して、本発明の実施例10について説明する。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分について説明し、重複する説明は省略する。
【0063】
図14に示すように、実施例10雄シャフト16Aは、雄シャフト16Aの軸方向の全長に亘って孔73が形成された中空シャフトである。雄シャフト16Aには、突条歯51の軸方向の全長に亘って孔73を拡げて孔76が形成され、雄シャフト16Aの肉厚を突条歯51の軸方向の全範囲において薄くしている。さらに、突条歯51の軸方向の一端(図14における左端)に対応する雄シャフト16Aの一端部において、孔76を拡げて孔77を形成し、雄シャフト16Aの一端部の肉厚を更に薄くしている。また、突条歯51の軸方向の他端(図14における右端)に対応する雄シャフト16Aの部分においても、孔76を拡げて孔78が形成され、雄シャフト16Aの当該部分の肉厚を更に薄くしている。
【0064】
また、雌シャフト16Bには、歯溝41の軸方向の中間部分に対応する雌シャフト16Bの部分の外径を小さくして縮径部84が形成され、雌シャフト16Bの当該部分の肉厚を薄くしている。従って、孔76の軸方向の範囲、孔77の軸方向の範囲、及び、孔78の軸方向の範囲における雄シャフト16Aの部分の半径方向の剛性は、雄シャフト16Aの他の部分の半径方向の剛性よりも小さく、縮径部84の軸方向の範囲における雌シャフト16Bの部分の半径方向の剛性は、雌シャフト16Bの他の部分の半径方向の剛性よりも小さい。
【0065】
実施例10にかかる伸縮軸によれば、突条歯51と歯溝41が噛み合う領域の軸方向の両端部に大きな曲げモーメントが作用しても、突条歯51の軸方向の両端部及び軸方向の中間部に加わる面圧の増加が抑制され、被覆部61のへたりや雄シャフト16Aと雌シャフト16Bの間のガタが抑制される。
【実施例11】
【0066】
次に、図15を参照して本発明の実施例11について説明する。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分について説明し、重複する説明は省略する。
【0067】
図15に示すように、実施例11に係る雄シャフト16Aは、部分的に中実シャフトである。雄シャフト16Aには、突条歯51の軸方向の全長に亘って孔75が形成され、雄シャフト16Aの肉厚を突条歯51の軸方向の全範囲において薄くしている。さらに、雄シャフト16Aには、突条歯51の軸方向の一端(図15における左端)に対応する雄シャフト16Aの一端部の外径と突条歯51の軸方向の他端(図15の右端)に対応する雄シャフト16Aの部分の外径を小さくして縮径部91、92が形成され、突条歯51の軸方向の両端に対応する雄シャフト16Aの部分の肉厚を薄くしている。
【0068】
また、雌シャフト16Bには、歯溝41の軸方向の全長に亘って雌シャフト16Bの外径を小さくして縮径部82が形成され、歯溝41の軸方向の全範囲において雌シャフト16Bの肉厚を薄くしている。従って、縮径部91の軸方向の範囲と縮径部92の軸方向の範囲における雄シャフト16Aの部分の半径方向の剛性は、雄シャフト16Aのよりも小さく、縮径部82の軸方向の範囲における雌シャフト16Bの部分の半径方向の剛性は、雌シャフト16Bの他の部分の半径方向の剛性よりも小さい。
【0069】
実施例11に係る伸縮軸によれば、突条歯51と歯溝41が噛み合う領域の軸方向の両端部に大きな曲げモーメントが作用しても、突条歯51全体に加わる面圧の増加が抑制され、被覆部61のへたりや雄シャフト16Aと雌シャフト16Bの間のガタが抑制される。
【実施例12】
【0070】
次に、図16を参照して本発明の実施例12について説明する。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分について説明し、重複する説明は省略する。
【0071】
図16に示すように、実施例12に係る雄シャフト16Aは、部分的に中実シャフトである。雄シャフト16Aには、突条歯51の軸方向の全長に亘って孔75が形成され、突条歯51の軸方向の全範囲において雄シャフト16Aの肉厚を薄くしている。さらに、雄シャフト16Aには、突条歯51の軸方向の中間部分に対応する雄シャフト16Aの部分の外径を小さくして縮径部93が形成され、雄シャフト16Aの当該部分の肉厚を薄く形成している。
【0072】
また、雌シャフト16Bには、歯溝41の軸方向の全長に亘って雌シャフト16Bの外径を小さくして縮径部82が形成され、歯溝41の軸方向の全範囲において雌シャフト16Bの肉厚を薄くしている。従って、縮径部93の軸方向の範囲における雄シャフト16Aの部分の半径方向の剛性は、雄シャフト16Aの他の部分の半径方向の剛性よりも小さく、縮径部82の軸方向の範囲における雌シャフト16Bの部分の半径方向の剛性は、雌シャフト16Bの他の部分の半径方向の剛性よりも小さい。
【0073】
実施例12に係る伸縮軸によれば、突条歯51と歯溝41が噛み合う領域の軸方向の両端部に大きな曲げモーメントが作用しても、突条歯51全体に加わる面圧の増加が抑制され、被覆部61のへたりや雄シャフト16Aと雌シャフト16Bの間のガタが抑制される。
【実施例13】
【0074】
次に、図17を参照して本発明の実施例13について説明する。以下の説明では、上記実施例と異なる構造部分について説明し、重複する説明は省略する。
【0075】
図17に示すように、実施例13に係る雄シャフト16Aは、部分的に中実シャフトである。雄シャフト16Aには、突条歯51の軸方向の全長に亘って孔75が形成され、突条歯51の軸方向の全範囲においての雄シャフト16Aの肉厚を薄くしている。さらに、雄シャフト16Aには、突条歯51の軸方向の一端(図17における左端)に対応する雄シャフト16Aの一端部の外径を小さくして縮径部91が形成され、雄シャフト16Aの一端部の肉厚を薄くしている。
【0076】
また、雌シャフト16Bには、歯溝41の軸方向の全長に亘って雌シャフト16Bの外径を小さくして縮径部82が形成され、歯溝41の軸方向の全範囲において雌シャフト16Bの肉厚を薄くしている。従って、縮径部91の軸方向の範囲における雄シャフト16Aの一端部の半径方向の剛性は、雄シャフト16Aの他の部分の半径方向の剛性よりも小さく、縮径部82の軸方向の範囲における雌シャフト16Bの部分の半径方向の剛性は、雌シャフト16Bの他の部分の半径方向の剛性よりも小さい。
【0077】
実施例13に係る伸縮軸によれば、突条歯51と歯溝41が噛み合う領域の軸方向の両端部に大きな曲げモーメントが作用しても、突条歯51全体に加わる面圧の増加が抑制され、被覆部61のへたりや雄シャフト16Aと雌シャフト16Bの間のガタが抑制される。上記実施例11〜13の縮径部91〜93は、例えば図9に示されるような中空の雄シャフト16Aに形成されてもよい。
【0078】
上記実施例では、スプラインを有する伸縮軸に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、セレーションを有する伸縮軸に適用してもよい。上記実施例では、雄シャフト16Aの突条歯51に摺動抵抗を減少させる被覆部61が形成されているが、雌シャフト16Bの歯溝41に被覆部61を形成してもよい。また、雄シャフト16Aの突条歯51と雌シャフト16Bの歯溝41の両方に、被覆部61を形成してもよい。さらに、雄シャフト16Aまたは雌シャフト16B全体を、被覆部61と同一の材質で成形してもよい。或いは、雄シャフト16Aと雌シャフト16Bのいずれにも被覆部61を形成しなくてもよい。
【0079】
また、上記実施例では、中間シャフト16に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、ステアリングシャフト等、ステアリング装置を構成する任意の伸縮軸に適用することができる。また、上記実施例では、電動アシスト装置20を有するステアリング装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明は、電動アシスト装置を有さないステアリング装置に適用してもよい。
【0080】
本発明は、2011年11月30日出願の日本特許出願2011−263121号に基づき、その内容は参照としてここに取り込まれる。
【産業上の利用可能性】
【0081】
本発明は、相対的に摺動可能で、回転トルクを伝達可能な雄シャフトと雌シャフトを有する伸縮軸に適用可能である。
【符号の説明】
【0082】
16 中間シャフト
16A 雄中間シャフト(雄シャフト)
16B 雌中間シャフト(雌シャフト)
41 歯溝
51 突条歯
61 被覆部
71〜78 孔
81〜84,91〜93 縮径部
図1
図2
図3A
図3B
図4
図5
図6
図7A
図7B
図8A
図8B
図9
図10
図11
図12
図13
図14
図15
図16
図17