JP2000074081A - スプライン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 金属騒音、金属打音等を容易に吸収又は緩和
できると共に、加工工程が少なく簡単な構造で容易且つ
安価に製作でき、しかも仮に溶接を行うような場合でも
その熱影響を防止できるスプライン装置を提供する。 【解決手段】 このスプライン装置は、雄スプライン軸
2 と、この雄スプライン軸2 に嵌合する雌スプライン軸
3 とを備え、雄スプライン軸2 と雌スプライン軸3 との
間に樹脂製の緩衝体を介在し、緩衝体を介して雄スプラ
イン軸2 と雌スプライン軸3 とが軸方向に摺動するよう
にしている。緩衝体は樹脂製スリーブ4 により構成し、
この樹脂製スリーブ4 を雄スプライン軸2 の外周に着脱
自在に嵌合し、雄スプライン軸2 のスプライン歯部9 に
係合凹部18を、この係合凹部18に係合する係合凸部17を
樹脂製スリーブ4 に夫々設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のステアリ
ング系等に使用されるスプライン装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車のステアリング系には、異径断面
形状の雄軸と雌軸とを組み合わせた軸結合装置を採用す
るものと、雄スプライン軸と雌スプライン軸とを組み合
わせたスプライン装置を採用するものがある。この種の
装置では、軸結合装置又はスプライン装置の何れの場合
にも、エンジン室から運転室内に機械的振動による金属
騒音、金属打音等が伝播しないような対策が講じられて
いる。

【０００３】例えば軸結合装置には、従来、実公平７−
１４１０２号公報、特開平９−３１７７２５号公報等に
記載のように、雄軸と、この雄軸の外周に軸方向に摺動
自在で且つトルク伝達可能に嵌合する雌軸とを備え、そ
の雄軸と雌軸との間に弾性体を介在したものがある。ま
た実公昭６２−４３１３７号公報に記載のように、雄軸
と雌軸との間に弾性体を介在し、この弾性体の内外周面
を雄軸及び雌軸に固着したものもある。

【０００４】一方、スプライン装置には、特開平６−５
８３４１号公報に記載のように、雄スプライン軸と、こ
の雄スプライン軸の外周に軸方向に摺動自在で且つトル
ク伝達可能に嵌合する雌スプライン軸とを備え、その雄
スプライン軸の周方向に等間隔をおいて配置された３個
のスプライン歯部の一部を切り欠いて弾性体を設け、こ
の弾性体を雌スプライン軸のスプライン溝部側に押圧さ
せたものがある。

【０００５】この他、スプライン装置には、雄スプライ
ン軸の外周に合成樹脂製の緩衝体をコーティングし、こ
の緩衝体により金属騒音、金属打音等を緩和し又は吸収
するようにしたものもある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】従来の弾性体を組み込
んだ実公平７−１４１０２号公報等の軸結合装置は、弾
性体を雄軸と雌軸との嵌合部分の一部に設け、この弾性
体により雄軸を雌軸の内面に圧接させるようにしたもの
であって、雄軸と雌軸との金属接触を防止できず、金属
騒音、金属打音等の伝播を防止できない。

【０００７】これに対し実公昭６２−４３１３７号公報
の軸結合装置は、弾性体で雄軸と雌軸との金属接触を防
止でき、金属騒音、金属打音等を緩和し又は吸収できる
が、弾性体の内外周面を雄軸及び雌軸に固着しているた
め、製作が煩雑であり、また雄軸と雌軸とが軸方向に相
対移動できない構造になっている。

【０００８】特開平６−５８３４１号公報のスプライン
装置は、弾性体で雄スプライン軸と雌スプライン軸との
ガタツキを防止しながら、複数個のスプライン歯部を介
してトルクを伝達する構造を採用しており、雄スプライ
ン軸と雌スプライン軸とが軸方向に伸縮可能であるが、
この場合にも、雄スプライン軸と雌スプライン軸との両
者が直接金属接触するため、金属騒音、金属打音等の伝
播を防止できない等の欠点がある。

【０００９】これらに比較して雄スプライン軸の外周に
合成樹脂製の緩衝体をコーティングしたスプライン装置
では、雄スプライン軸と雌スプライン軸との直接的な金
属接触がなく、緩衝体によって金属騒音、金属打音等を
比較的容易に吸収し又は緩和できる。

【００１０】しかし、このスプライン装置では、雄スプ
ライン軸の外周に合成樹脂製の接着剤を塗布した後、そ
の接着剤を加熱して雄スプライン軸の外周に融着し、更
に機械加工により仕上げて所定の精度を確保しているた
め、製作時に非常に多くの加工工程が必要であり、製作
コストがアップする欠点がある。

【００１１】また自動車のステアリング系に使用するス
プライン装置は、その両端に自在軸継ぎ手のヨークを溶
接等で固定しているが、この自在軸継ぎ手のヨークを雄
スプライン軸の一端に溶接で固定する時に、雄スプライ
ン軸の外周の緩衝体が熱影響を受ける欠点がある。

【００１２】本発明は、かかる従来の問題点に鑑み、金
属騒音、金属打音等を容易に吸収又は緩和できると共
に、加工工程が少なく簡単な構造で容易且つ安価に製作
でき、しかも仮に溶接を行うような場合でもその熱影響
を防止できるスプライン装置を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、雄スプライン
軸と、該雄スプライン軸に嵌合する雌スプライン軸とを
備え、雄スプライン軸と雌スプライン軸との間に樹脂製
の緩衝体を介在し、該緩衝体を介して雄スプライン軸と
雌スプライン軸とが軸方向に摺動するようにしたスプラ
イン装置において、緩衝体を樹脂製スリーブにより構成
し、樹脂製スリーブを雄スプライン軸の外周又は雌スプ
ライン軸の内周に着脱自在に嵌合している。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて詳述する。

【００１５】図面は自動車等のステアリング系に使用す
る自在軸継ぎ手付きのスプライン装置を例示する。図１
において、1 はスプライン装置で、雄スプライン軸2
と、この雄スプライン軸2 の外周に嵌合された雌スプラ
イン軸3 と、これら雄スプライン軸2 及び雌スプライン
軸3 間に介在された合成樹脂製スリーブ4 とを備えてい
る。なお、雄スプライン軸2 及び雌スプライン軸3 の嵌
合側と反対側の端部には、自在軸継ぎ手5,6 のヨーク7,
8 が溶接等によって夫々固定されている。

【００１６】雄スプライン軸2 の外周には、図２、図４
〜図６に示すように、この雄スプライン軸2 の軸方向の
全長に亘ってスプライン歯部9 とスプライン溝部10とが
周方向に交互に複数個、例えば４個形成されている。雌
スプライン軸3 の内周には、雄スプライン軸2 のスプラ
イン歯部9 とスプライン溝部10とに対応するスプライン
溝部11とスプライン歯部12とが雌スプライン軸3 の軸方
向の全長に亘って周方向に交互に４個形成されている。

【００１７】雄スプライン軸2 の外周のスプライン歯部
9 及びスプライン溝部10と、雌スプライン軸3 の内周の
スプライン溝部11及びスプライン歯部12との間には、そ
の全周に亘って所定の間隙があり、この間隙部分に緩衝
体を構成する合成樹脂製スリーブ4 が介在されている。
雄スプライン軸2 の各スプライン歯部9 には、合成樹脂
製スリーブ4 の両端の内側近傍に対応するように係合凹
部18が雄スプライン軸2 の周方向に略同心状に形成され
ている。なお、係合凹部18は、各スプライン歯部9 の頂
部側に、その周方向の全幅に亘って切り欠き状に形成さ
れている。

【００１８】合成樹脂製スリーブ4 は、雄スプライン軸
2 と雌スプライン軸3 との軸方向の標準的な嵌合量に見
合うだけの長さを有し、雄スプライン軸2 の外周に着脱
自在に套嵌し固定され、その外周を雌スプライン軸3 が
軸方向に摺動するようになっている。

【００１９】合成樹脂製スリーブ4 は、図３〜図６に示
すように、雄スプライン軸2 のスプライン歯部9 及び雌
スプライン軸3 のスプライン溝部11に対応する大径円弧
部13と、雄スプライン軸2 のスプライン歯部9 及び雌ス
プライン軸3 のスプライン歯部12に対応する傾斜部14
と、雄スプライン軸2 のスプライン溝部10及び雌スプラ
イン軸3 のスプライン歯部12に対応する小径円弧部15と
を備え、４個の大径円弧部13と小径円弧部15とを傾斜部
14で周方向に接続するように一体に成形されている。

【００２０】合成樹脂製スリーブ4 の内周側の全周面の
内、少なくとも大径円弧部13及び傾斜部14の内面は雄ス
プライン軸2 の外周面に略密着している。勿論、小径円
弧部15の内面を含む合成樹脂製スリーブ4 の内周の略全
面を雄スプライン軸2 側に密着させても良い。

【００２１】合成樹脂製スリーブ4 の大径円弧部13及び
傾斜部14は、図４に示すように、小径円弧部15よりも若
干肉厚が厚くなっており、この大径円弧部13及び傾斜部
14の外周が雌スプライン軸3 の摺動面となっている。換
言すれば、合成樹脂製スリーブ4 は、雌スプライン軸3
の摺動面側の肉厚が他の部分よりも若干大になってい
る。なお、雌スプライン軸3 は、小径円弧部15の外周を
含む合成樹脂製スリーブ4 の外周の略全面で接触して摺
動するようしても良い。

【００２２】合成樹脂製スリーブ4 には、周方向の１か
所に軸方向の全長に亘って拡開用のスリット16が形成さ
れると共に、雄スプライン軸2 の外周に套嵌した時に、
各スプライン歯部9 の係合凹部18に係脱自在に係合する
係合凸部17が形成されている。

【００２３】スリット16は、図２、図４〜図６に示すよ
うに、雄スプライン軸2 のスプライン溝部10に対応する
１個の小径円弧部15の幅方向の略中央に、その全長に亘
って軸方向と平行に形成されており、合成樹脂製スリー
ブ4 を雄スプライン軸2 に着脱する時に、このスリット
16の部分で合成樹脂製スリーブ4 を弾性的に拡開させる
と共に、合成樹脂製スリーブ4 を雄スプライン軸2 の外
周に套嵌した時に、所定の弾性力で合成樹脂製スリーブ
4 の内周が雄スプライン軸2 の外周に押圧し密着するよ
うになっている。

【００２４】各係合凸部17は、雄スプライン軸2 のスプ
ライン歯部9 側の各係合凹部18に対応して、大径円弧部
13の内周側に周方向の円弧状に形成されており、合成樹
脂製スリーブ4 の弾性力によって各係合凹部18に係脱自
在に係合されている。従って、合成樹脂製スリーブ4
は、その内周が雄スプライン軸2 の外周に密着し、係合
凸部17が係合凹部18に係合するため、雄スプライン軸2
に対して殆どガタツキのない状態で固定されている。

【００２５】なお、合成樹脂製スリーブ4 は、ナイロン
等の耐摩耗性に優れ且つ振動等の吸収性に優れた合成樹
脂材料を使用して、金型内での射出成形等により一体に
成形されている。また合成樹脂製スリーブ4 の大径円弧
部13、傾斜部14の両端部は、図２及び図３に示すよう
に、先端側の肉厚が薄くなるようにテーパー状になって
いる。

【００２６】上記構成によれば、次のような利点があ
る。自動車のステアリング系に組み込む場合には、両端
側の自在軸継ぎ手5,6 を所定の回転軸に連結する。する
と必要に応じて雄スプライン軸2 の外周に固定された合
成樹脂製スリーブ4 上を雌スプライン軸3 が軸方向に摺
動し、また合成樹脂製スリーブ4 を介してトルクを伝達
できる。従って、雄スプライン軸2 と雌スプライン軸3
とが直接的に金属接触することはなく、この合成樹脂製
スリーブ4 によって金属騒音、金属打音等を容易に吸収
又は緩和できる。

【００２７】また製作に際しては、合成樹脂製スリーブ
4 を射出成形等で成形し、その後、スリット16部分で合
成樹脂製スリーブ4 を拡開して、その拡開状態の合成樹
脂製スリーブ4 を雄スプライン軸2 の外周に套嵌し、合
成樹脂製スリーブ4 側の係合凸部17を雄スプライン軸2
の係合凹部18に係合させると、合成樹脂製スリーブ4自
体の弾性力によって、その内周が雄スプライン軸2 の外
周に密着するので、合成樹脂製スリーブ4 を雄スプライ
ン軸2 の外周に容易且つ確実に固定できる。

【００２８】従って、合成樹脂製スリーブ4 を雄スプラ
イン軸2 及び雌スプライン軸3 とは別に成形し、その
後、この合成樹脂製スリーブ4 を雄スプライン軸2 の外
周に套嵌すれば良いので、従来の雄スプライン軸の外周
に緩衝体をコーティングする構造のものに比較して、製
作時の加工工程が少なくなり容易且つ安価に製造でき
る。

【００２９】特に、雄スプライン軸2 の端部に自在軸継
ぎ手5,6 のヨーク7 を溶接する場合にも、その溶接後に
雄スプライン軸2 に合成樹脂製スリーブ4 を套嵌すれば
良く、このため合成樹脂製スリーブ4 を使用しているに
も拘わらず、合成樹脂製スリーブ4 が溶接時の熱影響を
受ける問題もない。

【００３０】更に合成樹脂製スリーブ4 にスリット16と
係合凸部17とを設け、雄スプライン軸2 側に係合凹部18
を設ければ良いので、簡単な構造で容易且つ安価に製作
できる。しかも雄スプライン軸2 側のスプライン歯部9
に係合凹部18を形成し、この係合凹部18に対応して合成
樹脂製スリーブ4 の大径円弧部13の内周に係合凸部17を
設けているため、雄スプライン軸2 側に余分な凸部等を
設ける必要がない。従って、雌スプライン軸3 には従来
と殆ど同じ構造のものを使用できる。

【００３１】合成樹脂製スリーブ4 の大径円弧部13及び
傾斜部14の肉厚を小径円弧部15よりも大にしており、こ
れらの外周を雌スプライン軸3 が摺動するようにしてい
るため、合成樹脂製スリーブ4 の耐久性が向上する。ま
た合成樹脂製スリーブ4 のスリット16を小径円弧部15に
設けているため、雌スプライン軸3 が合成樹脂製スリー
ブ4 の外周を軸方向に摺動する場合にも、スリット16側
を損傷することもない。勿論、スリット16が小径円弧部
15にあるため、雄スプライン軸2 と雌スプライン軸3 と
の間でのトルクの伝達時に、合成樹脂製スリーブ4 のス
リット16近傍に周方向の大きな外力が加わることもな
い。

【００３２】しかも、合成樹脂製スリーブ4 には雌スプ
ライン軸3 が摺動する大径円弧部13の両端側の内周に係
合凸部17があるので、雌スプライン軸3 の摺動時に大き
な摩擦抵抗が作用するようなことがあっても、合成樹脂
製スリーブ4 を係合凸部17と係合凹部18との係合構造で
確実に固定でき、合成樹脂製スリーブ4 の両端部分が外
側にめくれ上がる等の問題も生じ難い。

【００３３】以上、本発明の実施形態について詳述した
が、本発明は、この実施形態に限定されるものではな
い。例えば、合成樹脂製スリーブ4 は、大径円弧部13、
小径円弧部15及び傾斜部14の全体を略同一の肉厚にして
も良い。

【００３４】またスリット16は、合成樹脂製スリーブ4
の周方向の１か所、取り分け小径円弧部15に軸方向の全
長に亘って直線状に設けるのが最も望ましいが、他の箇
所に設けても良いし、若干斜め方向に設けるか、又は小
径円弧部15の幅内にジグザグ状に設けても良い。スプラ
イン装置1 は、その両端の自在軸継ぎ手5,6 を省略した
ものでも良い。またスプライン装置1 の用途は自動車用
のステアリング系に限定されるものではなく、自動車の
他の動力伝達系等に使用しても良いし、他の機械器具類
に使用しても良い。

【００３５】更に実施形態では、雄スプライン軸2 の外
周に合成樹脂製スリーブ4 を設けているが、雌スプライ
ン軸3 の内周に合成樹脂製スリーブ4 を設け、この合成
樹脂製スリーブ4 の内周側を雄スプライン軸2 が摺動す
るように構成することも可能である。この場合には、合
成樹脂製スリーブ4 の弾性力により、その外周面が雌ス
プライン軸3 の内周に密着するように構成し、雌スプラ
イン軸3 のスプライン歯部12に係合凹部18を、合成樹脂
製スリーブ4 の小径円弧部15の外周に係合凸部17を夫々
設ければ良い。

【００３６】また実施形態では合成樹脂材料により成形
された合成樹脂製スリーブにより緩衝体を構成している
が、合成樹脂材料の他、天然樹脂材料により成形された
ものを使用しても良い。

【００３７】

【発明の効果】本発明では、緩衝体を樹脂製スリーブに
より構成し、樹脂製スリーブを雄スプライン軸の外周又
は雌スプライン軸の内周に着脱自在に嵌合しているの
で、金属騒音、金属打音等を容易に吸収又は緩和できる
と共に、加工工程が少なく簡単な構造で容易且つ安価に
製作でき、しかも仮に溶接を行うような場合でもその熱
影響を防止できる。

【００３８】また雄スプライン軸又は雌スプライン軸の
スプライン歯部に係合凹部を、該係合凹部に係合する係
合凸部を樹脂製スリーブに夫々設けているので、樹脂製
スリーブを簡単な構造で雄スプライン軸又は雌スプライ
ン軸に容易且つ確実に固定できる。

【００３９】更に樹脂製スリーブに、雄スプライン軸の
１か所のスプライン溝部に対応して軸方向の全長に亘っ
てスリットを設け、樹脂製スリーブを雄スプライン軸の
外周に套嵌しているので、樹脂製スリーブを雄スプライ
ン軸に対して着脱する際に、樹脂製スリーブを容易に拡
開できると共に、雌スプライン軸が樹脂製スリーブの外
周を摺動する時にも、スリット側を損傷することがな
い。

【００４０】しかも樹脂製スリーブの軸方向の両端部内
周に、雄スプライン軸の各スプライン歯部に対応して係
合凸部を設け、雄スプライン軸の各スプライン歯部に、
係合凸部が係合する係合凹部を設けているので、簡単な
構造で樹脂製スリーブを雄スプライン軸の外周に確実に
固定できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す自在軸継ぎ手付きスプ
ライン装置の正面図である。

【図２】本発明の一実施例を示すスプライン装置の断面
図である。

【図３】本発明の一実施例を示すスプライン装置の部分
拡大断面図である。

【図４】図２のＡ−Ａ矢視図である。

【図５】図２のＢ−Ｂ矢視図である。

【図６】図２のＣ−Ｃ矢視図である。

【符号の説明】

1 スプライン装置 2 雄スプライン軸 3 雌スプライン軸 4 合成樹脂製スリーブ 9,12 スプライン歯部 10,11 スプライン溝部 16 スリット 17 係合凸部 18 係合凹部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 雄スプライン軸と、該雄スプライン軸に
   嵌合する雌スプライン軸とを備え、前記雄スプライン軸
   と前記雌スプライン軸との間に樹脂製の緩衝体を介在
   し、該緩衝体を介して前記雄スプライン軸と前記雌スプ
   ライン軸とが軸方向に摺動するようにしたスプライン装
   置において、前記緩衝体を樹脂製スリーブにより構成
   し、前記樹脂製スリーブを前記雄スプライン軸の外周又
   は前記雌スプライン軸の内周に着脱自在に嵌合したこと
   を特徴とするスプライン装置。
2. 【請求項２】 前記雄スプライン軸又は前記雌スプライ
   ン軸のスプライン歯部に係合凹部を、該係合凹部に係合
   する係合凸部を前記樹脂製スリーブに夫々設けたことを
   特徴とする請求項１に記載のスプライン装置。
3. 【請求項３】 前記樹脂製スリーブに、前記雄スプライ
   ン軸の１か所のスプライン溝部に対応して軸方向の全長
   に亘ってスリットを設け、前記樹脂製スリーブを前記雄
   スプライン軸の外周に套嵌したことを特徴とする請求項
   １又は２に記載のスプライン装置。
4. 【請求項４】 前記樹脂製スリーブの軸方向の両端部内
   周に、前記雄スプライン軸の前記各スプライン歯部に対
   応して前記係合凸部を設け、前記雄スプライン軸の前記
   各スプライン歯部に、前記係合凸部が係合する前記係合
   凹部を設けたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに
   記載のスプライン装置。