JP2005106189A

JP2005106189A - 伸縮自在シャフト

Info

Publication number: JP2005106189A
Application number: JP2003340761A
Authority: JP
Inventors: Noboru Minamoto; 昇源
Original assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Current assignee: Koyo Seiko Co Ltd
Priority date: 2003-09-30
Filing date: 2003-09-30
Publication date: 2005-04-21

Abstract

【課題】伸縮自在シャフトにおいて、組み立て易くて静粛であり、しかも安価であること。
【解決手段】内軸部２と筒状の外軸部３とを嵌め合わせた後、外軸部３の端部４に環状の締め付け部材５を嵌め合わせる。外軸部３の開口端８から所定長さで延びるスリット９を設け、開口端８から所定長さの領域に縮径可能部１０を設ける。外軸部３のスリット９の長手方向の中間部に、締め付け部材５が外軸部３の軸方向へ移動することを規制するための幅広部９を形成する。スリット９の相対向する縁部９ａ，９ｂに相対向する一対の凹溝１１，１２を形成し、凹溝１１，１２間に幅広部１３を区画する。締め付け部材５の第１および第２の縁部１６，１７がスリット９の各凹溝１１，１２の第１および第２の端部１４，１５にそれぞれ係合可能とする。
【選択図】図１

Description

本発明は伸縮自在シャフトに関するものである。

上記の伸縮自在シャフトは、例えば自動車のステアリングシャフトとして用いられる。また、伸縮自在シャフトは、例えば自動車のステアリングシャフトとラックアンドピニオン機構等の舵取り機構とを接続するインターミディエイトシャフトとして用いられる。この場合、伸縮機能は、車両走行時のステアリングギヤとコラムの相対変位を吸収するためのインターミディエイトシャフトの長さ調整、あるいは、組付時のインターミディエイトシャフトの長さ調整に用いられる。

伸縮自在シャフトに含まれる内軸部および筒状の外軸部を嵌合させる構造として、一般的には、スプライン結合構造が採用されている。
しかしながら、この種のスプライン結合構造を採用した伸縮自在シャフトでは、内軸部および外軸部の互いに嵌合するスプライン歯の間にクリアランスがなければ、組み付け時に内軸部を外軸部に挿入することができない。しかしながら、このクリアランスが災いして、使用時において、内軸部と外軸部が径方向や周方向に相対的に変位し、がたつき音（ラトル音) による不快な騒音を運転乗員に与える原因となる。

そこで、外軸部の端部に軸方向に延びるスリットを設けて弾性的に縮径可能とし、外軸部の端部に環状の締め付け部材を被せて締め付ける伸縮自在シャフトが提案されている（例えば特許文献１）。
この場合、締め付け部材を取り外した状態で内軸部を外軸部にスムーズに挿入して組み立てた後に、外軸部の端部に締め付け部材を装着するようにすることで、組み立て易さと組立後の騒音発生の防止とを両立できるという利点がある。

特許文献１では、外軸部の外周面に環状溝を形成し、環状溝に締め付け部材を嵌め合わせることで、締め付け部材の抜け止めとしている。しかし、筒状の外軸部の全周に環状溝を形成するので、加工コストが高い。また、外軸部の肉厚が薄い場合には、強度が弱くなり過ぎるので、適用できない。
そこで、外軸部の一部に係合凹部を設け、締め付け部材の一部に径方向内方へ突出する係合凸部を設けて、該係合凸部を係合凹部に嵌め合わせることで締め付け部材の抜け止めを達成する伸縮自在シャフトが提供されている（例えば特許文献２）。
実公昭６３−１７８６２号公報特開平１１−３４４０４４号公報

特許文献２では、締め付け部材に係合凸部を設ける必要があり、製造コストの低減が十分でない。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、組み立て易くて静粛であり、しかも安価な伸縮自在シャフトを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、雌スプラインを軸方向に形成した筒状の外軸部の嵌合孔に、上記雌スプラインに係合する雄スプラインを軸方向に形成した内軸部を挿入してなる伸縮自在シャフトにおいて、上記外軸部に設けられた外軸部の開口端から軸方向に所定長さで延びるスリットと、上記スリットを形成することで外軸部の開口端から上記所定長さの領域に設けられた弾性的に縮径可能な縮径可能部と、この縮径可能部の周囲を取り囲んでこれを弾性的に締め付ける環状の締め付け部材と、少なくとも１つのスリットに設けられ締付け部材に係合して締め付け部材が外軸部の軸方向へ移動することを規制するための幅広部とを備えることを特徴とするものである。

本発明では、締め付け部材の装着前の外軸部に内軸部をスムーズに組み付けた後、締め付け部材を外軸部に嵌め合わせることで、両軸部のガタを除去し、騒音発生を抑制することができる。特に、環状の締め付け部材の縁部がスリットの幅広部に係合することで、締め付け部材の移動を規制できる。したがって、外軸部の全周に環状溝を加工する必要がなく、また、締め付け部材に係合凸部を設ける必要がないので、製造コストを格段に安くすることができる。

上記スリットの相対向する縁部に相対向する一対の凹溝が形成され、これら一対の凹溝間に上記幅広部が区画され、各凹溝の端部が締め付け部材の対応する縁部に係合可能とされている場合には、凹溝付きのスリットを形成すれば良いので、製造がし易いという利点がある。
特に、上記スリットおよび対応する一対の凹溝はプレスにより打ち抜き形成されてなる場合には、幅広部付きのスリットを一括して形成でき、製造コストをより安くすることができて好ましい。

本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。
図１Ａおよび図１Ｂは本発明の一実施の形態の伸縮自在シャフト１の組立工程を順次に示す伸縮自在シャフト１の要部の概略側面図である。伸縮自在シャフト１は、図１Ａに示すように内軸部２と筒状の外軸部３とを嵌め合わせた後、図１Ｂに示すように、外軸部３の端部４に環状の締め付け部材５を嵌め合わせてなる。内軸部２の外周２ａには雄スプライン歯６が軸方向に延びて形成されている。筒状の外軸部３の嵌合孔３ａの内周３ｂには、上記雄スプライン歯６に回動不能且つ摺動可能に係合する雌スプライン歯７が形成されている。

上記外軸部３の端部４には、開口端８から所定長さで外軸部３の軸線方向に延びる複数のスリット９が形成されている。これら複数のスリット９は、図２Ａに示すように、外軸部３の周方向に等間隔で配置されており、例えば図示の例のように４つのスリット９を設ける場合は９０°間隔で配置される。仮に２つのスリット９を設けるとすると、１８０°間隔で配置することになる。上記のスリット９の働きで、外軸部３において、開口端８から上記所定長さの領域Ａが弾性的に縮径可能な縮径可能部１０となっている。

再び図１Ａを参照して、少なくとも１つのスリット９、好ましくは各スリット９の長手方向の中間部には、締め付け部材５が外軸部３の軸方向へ移動することを規制するための幅広部１３が形成されている。具体的には、スリット９の相対向する縁部９ａ，９ｂに相対向する一対の凹溝１１，１２が形成されており、これら一対の凹溝１１，１２間に幅広部１３が区画されている。各凹溝１１，１２は矩形状をなしてスリット９内に開放しており、外軸部３の先端寄りの第１の端部１４と、これの反対側の第２の端部１５とを有している。スリット９とこれに設けられる一対の凹溝１１，１２はプレスにより一括して同時に打ち抜き形成されてなる。

上記の締め付け部材５は縮径可能部１０の周囲を取り囲んでこれを弾性的に締め付けるように機能する。締め付け部材５の第１および第２の縁部１６，１７が、図１Ｂおよび図３に示すように、スリット９の各凹溝１１，１２の第１および第２の端部１４，１５にそれぞれ係合可能とされることで、締め付け部材５が外軸部３の軸方向へ移動することが規制される。

図２Ｂに示すように、外軸部３の嵌合孔３ａの内周３ｂには、本来、雌スプライン歯７を設けるべきところの歯を無くした欠歯領域Ｂが形成されており、スリット９は外軸部３の欠歯領域Ｂに対応して形成されている。具体的には、スリット９が欠歯領域Ｂを包含して形成されるようになっており、外軸部３にスリット９を形成するときに、同時に欠歯領域Ｂも形成されることになり、加工性が良い。

図４を参照して、締め付け部材５の周方向の第１の端部５ａは二股状に分かれると共に、第２の端部５ｂはその二股の間に延びており、各端部５ａ，５ｂの先端はそれぞれ径方向外方へ直角状に折り曲げられた操作部１８，１９となっている。これら操作部１８，１９に対してこれらが周方向に互いに近づくように力を付加することで、締め付け部材５を弾力的に拡径できるようになっている。透孔２０は締め付け荷重を均等化するために設けられる例えば逆三角形の孔である。

締め付け部材５を取り外した状態の外軸部３に対して内軸部２を容易に挿入することができるように、両スプライン歯６，７間のクリアランスが設定されている。
図５を参照して、内軸部２の雄スプライン歯６が、スリット９に対応する第１雄スプライン歯６ａと、スリット９に対応しない第２雄スプライン歯６ｂ（通常のスプライン歯に相当）とを含み、第１雄スプライン歯６ａの歯たけＬ１が第２雄スプライン歯６ｂの歯たけＬ２に比べて低くされている。これにより、第１雄スプライン歯６ａの歯先円直径Ｄ１が第２雄スプライン歯６ｂの歯先円直径Ｄ２よりも小さくなっている。

仮にスリット９の近傍にプレス加工等により外軸部３の内方へ突出するバリ等が生じていたとしても、摺動時にバリ等が内軸部２と干渉することがない。したがって、摺動抵抗が増加するおそれがない。多少のバリは許容できることから、バリ取り作業を簡素化でき、製造コストを安くすることができる。
スリット９を外軸部３の欠歯領域Ｂに対応付けて形成することで、スリット９の縁部に生ずるバリ等を格段に小さくできるので、摺動時にバリ等が内軸部２と干渉することをより確実に防止することができる。

本実施の形態によれば、締め付け部材５を取り外した状態の筒状の外軸部３に対して内軸部２を容易に挿入して組み立てることができる。また、組立後に、締め付け部材５を装着することで、両スプライン歯６，７間のクリアランスを詰めてガタ殺しを達成でき、その結果、ガタに起因する騒音発生を確実に抑制することができる。
特に、環状の締め付け部材５の第１および第２の縁部１６，１７がスリット９の幅広部１３に係合することで、締め付け部材５の移動を規制できるので、外軸部３の全周に締め付け部材保持用の環状溝を加工する必要がなく、しかも、締め付け部材５に係合凸部を設ける必要がないので、製造コストを格段に安くすることができる。

また、凹溝１１，１２付きのスリット９を形成すれば良いので、製造がし易く、特に、スリット９および対応する一対の凹溝１１，１２をプレスにより打ち抜き形成することで、製造コストを格段に安くすることができる。
なお、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、締め付け部材５としては、本実施の形態のような有端のものに限らず、無端状のリングを用いることもできる。また、外軸部３の外周において、スリット９の内奥側の端部の近傍位置に周溝を設けて、縮径可能部１０をより撓み易くするようにしても良い。

図１Ａは本発明の一実施の形態の伸縮自在シャフトの組み立て過程を示す伸縮自在シャフトの要部の一部破断側面図であり、図１Ｂは組み立てられた伸縮自在シャフトの要部の一部破断側面図である。図２Ａは図１ＡのＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、図２Ｂは図２Ａの要部の拡大図である。組み立て状態の伸縮自在シャフトの一部破断側面図である。締め付け部材の概略斜視図である。伸縮自在シャフトの要部の模式的断面図である。

符号の説明

１伸縮自在シャフト
２内軸部
２ａ外周
３外軸部
３ａ嵌合孔
３ｂ内周
３ｃ外周
４端部
５締め付け部材
５ａ第１端部
５ｂ第２端部
６雄スプライン歯
６ａ第１雄スプライン歯
６ｂ第２雄スプライン歯
７雌スプライン歯
８開口端
９スリット
１０縮径可能部
１１，１２凹溝
１３幅広部
１４第１の端部
１５第２の端部
１６第１の縁部
１７第２の縁部
１８，１９操作部
Ａ開口端から所定長さの領域

Claims

雌スプラインを軸方向に形成した筒状の外軸部の嵌合孔に、上記雌スプラインに係合する雄スプラインを軸方向に形成した内軸部を挿入してなる伸縮自在シャフトにおいて、
上記外軸部に設けられた外軸部の開口端から軸方向に所定長さで延びるスリットと、
上記スリットを形成することで外軸部の開口端から上記所定長さの領域に設けられた弾性的に縮径可能な縮径可能部と、
この縮径可能部の周囲を取り囲んでこれを弾性的に締め付ける環状の締め付け部材と、少なくとも１つのスリットに設けられ締付け部材に係合して締め付け部材が外軸部の軸方向へ移動することを規制するための幅広部とを備えることを特徴とする伸縮自在シャフト。
請求項１において、上記スリットの相対向する縁部に相対向する一対の凹溝が形成され、これら一対の凹溝間に上記幅広部が区画され、各凹溝の端部が締め付け部材の対応する縁部に係合可能とされていることを特徴とする伸縮自在シャフト。
請求項２において、上記スリットおよび対応する一対の凹溝はプレスにより打ち抜き形成されてなることを特徴とする伸縮自在シャフト。