JP2005153677A - 車両ステアリング用伸縮軸 - Google Patents

Abstract

【課題】 スライド部のガタの発生を長期に渡って抑制すると共に、スティックスリップを発生させずにスムーズなスライドを長期に渡って維持して、安定した操舵性能を長期に渡って実現すること。
【解決手段】 雌軸２の樹脂コーティング層５をコーティングしていない側の噛合歯４の表面に、ショットピーニング加工が施してある。噛合歯４の表面に、残留歪みが生じ、素材（母材）内部より硬くなった硬化層６が形成される。この硬化層６は、微小な凹凸６ａのある表面になっており、その厚さが１μｍ〜１００μｍである硬化層を構成している。この微小な凹凸６ａのある硬化層６は、グリース溜りの役割を果たし、潤滑性を良好にすることができる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸を相互に回転不能に且つ摺動自在に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸に関する。

自動車の操舵機構部の伸縮軸には、自動車が走行する際に発生する軸方向の変位を吸収し、ステアリングホイール上にその変位や振動を伝えない性能が要求される。さらに、運転者が自動車を運転するのに最適なポジションを得るためにステアリングホイールの位置を軸方向に移動し、その位置を調整する機能が要求される。

これら何れの場合にも、伸縮軸は、ガタ音を低減することと、ステアリングホイール上のガタ感を低減することと、軸方向の摺動動作時における摺動抵抗を低減することとが要求される。

このようなことから、従来、伸縮軸の雄軸に、ナイロン膜をコーティングし、摺動部にグリースを塗布し、金属騒音、金属打音等を吸収または緩和するとともに、摺動抵抗の低減と回転方向ガタの低減を行ってきた。

しかし、使用経過によりナイロン膜の摩耗が進展して回転方向ガタが大きくなるといったことがある。また、エンジンルーム内の高温にさらされる条件下では、ナイロン膜は、体積変化し、摺動抵抗が著しく大きくなったり、摩耗が著しく促進されたりするため、回転方向ガタが大きくなるといったことがある。

このようなことから、特許文献１では、スプラインの歯面に、二硫化モリブデンを含む皮膜を形成しており、この皮膜は、潤滑性を持っているため、スムーズな軸方向スライド実現するとしている。
特開２０００−９１４８号公報

しかしながら、摺動面で起きている現象を考察すると、次のようなことが言える。

二硫化モリブデンは、それ自体が摩耗しながら、母体となる素材の摩擦抵抗を減らす働きをしているので、使用しているうちに、二硫化モリブデン皮膜が磨り減ってきてしまう。

そうすると、雄軸と雌軸の間には、隙間が出来てくるため、ガタ感として、ドライバーが感じるようになる。

これは、不快な異音の発生原因ともなる。また、ガタ付きが発生しない場合であっても、グリース等の潤滑が不足すると、スティックスリップが発生し、ステアリングホイール上に不快な振動が発生するといった虞れがある。

本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、スライド部のガタの発生を長期に渡って抑制すると共に、スティックスリップを発生させずにスムーズなスライドを長期に渡って維持して、安定した操舵性能を長期に渡って実現することができる車両ステアリング用伸縮軸を提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係る車両ステアリング用伸縮軸は、車両のステアリングシャフトに組み込み、雄軸と雌軸を回転不能に且つ摺動自在に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、
前記雄軸又は雌軸の少なくとも一方の嵌合歯の表面に、微小な凹凸が形成してあることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記凹凸のある表面は、素材内部より、硬くなっており、その厚さが１μｍ〜１００μｍである硬化層を構成していることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記凹凸のある表面硬化層は、ショットピーニング加工によって形成してあることを特徴とする。

本発明の請求項４に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記ショットピーニング加工用メディアの表面に、二硫化モリブデンを含む樹脂が被覆してあり、
ショットピーニング加工処理をする際に、二硫化モリブデンを含む樹脂は、前記雄軸又は雌軸の嵌合歯の表面に転写されることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、伸縮軸の雄軸又は雌軸の嵌合歯の表面に、ショットピーニング加工を施すことで、下記の効果をを発揮させることができる。

表面に硬化層ができ、耐摩耗性が向上する。よって、ガタ付きの発生を長期に渡って抑えられる。

表面に微細な凹凸ができるため、グリース等の潤滑剤が凹部に入り込みスライド時にグリースを供給する役割を持つ。よって、スムーズなスライドができ、更に、ガタ付きの発生を長期に渡って抑えられる。

加工直後の鋭利なバリ等が無くなり、表面粗さが整うため、滑りスライドする際の抵抗が減少する。よって、スムーズなスライドができ、更に、ガタ付きの発生を長期に渡って抑えられる。

このように、本発明によれば、スライド部のガタの発生を長期に渡って抑制すると共に、スティックスリップを発生させずにスムーズなスライドを長期に渡って維持して、安定した操舵性能を長期に渡って実現することができる。

以下、本発明の実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸を図面を参照しつつ説明する。

（車両用ステアリングシャフトの全体構成）
図１は、本発明の実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸を適用した自動車の操舵機構部の側面図である。

図１において、車体側のメンバ１００にアッパブラケット１０１とロアブラケット１０２とを介して取り付けられたアッパステアリングシャフト部１２０（ステアリングコラム１０３と、ステアリングコラム１０３に回転自在に保持されたスアリングシャフト１０４を含む）と、ステアリングシャフト１０４の上端に装着されたステアリングホイール１０５と、ステアリングシャフト１０４の下端にユニバーサルジョイント１０６を介して連結されたロアステアリングシャフト部１０７と、ロアステアリングシャフト部１０７に操舵軸継手１０８を介して連結されたピニオンシャフト１０９と、ピニオンシャフト１０９に連結したステアリングラック軸１１２と、このステアリングラック軸１１２を支持して車体の別のフレーム１１０に弾性体１１１を介して固定されたステアリングラック支持部材１１３とから操舵機構部が構成されている。

ここで、アッパステアリングシャフト部１２０とロアステアリングシャフト部１０７が本発明の実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸（以後、伸縮軸と記す）を用いている。ロアステアリングシャフト部１０７は、雄軸と雌軸とを嵌合したものであるが、このようなロアステアリングシャフト部１０７には自動車が走行する際に発生する軸方向の変位を吸収し、ステアリングホイール１０５上にその変位や振動を伝えない性能が要求される。このような性能は、車体がサブフレーム構造となっていて、操舵機構上部を固定するメンバ１００とステアリングラック支持部材１１３が固定されているフレーム１１０が別体となっておりステアリングラック支持部材１１３がゴムなどの弾性体１１１を介してフレーム１１０に締結固定されている構造の場合に要求される。また、その他のケースとして操舵軸継手１０８をピニオンシャフト１０９に締結する際に作業者が、伸縮軸をいったん縮めてからピニオンシャフト１０９に嵌合させ締結させるため伸縮機能が必要とされる場合がある。さらに、操舵機構の上部にあるアッパステアリングシャフト部１２０も、雄軸と雌軸とを嵌合したものであるが、このようなアッパステアリングシャフト部１２０には、運転者が自動車を運転するのに最適なポジションを得るためにステアリングホイール１０５の位置を軸方向に移動し、その位置を調整する機能が要求されるため、軸方向に伸縮する機能が要求される。前述のすべての場合において、伸縮軸には嵌合部のガタ音を低減することと、ステアリングホイール１０５上のガタ感を低減することと、軸方向摺動時における摺動抵抗を低減することが要求される。

（第１実施の形態）
図２（ａ）は、本発明の第１実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。

図３（ａ）は、図２に示した伸縮軸の一例の断面図であり、（ｂ）は、図２に示した伸縮軸の他例の断面図である。

図４（ａ）は、図２及び図３（ａ）に示した伸縮軸の一例の雌軸の部分的斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の丸印の部分を拡大した図である。

図５（ａ）は、ショットピーニング加工状態を示す模式図であり、（ｂ）は、（ａ）に示した治具の部分的斜視図である。

図２に示すように、車両ステアリング用伸縮軸（以後、伸縮軸と記す）は、相互に回転不能に且つ摺動自在に嵌合した雄軸１と雌軸２とからなる。

具体的には、雄軸１と雌軸２とには、それぞれ、雄スプラインの噛合歯３と雌スプラインの噛合歯４とが形成してあり、これにより、雄軸１と雌軸２とは、スプライン嵌合してある。なお、スプライン嵌合は、セレーション嵌合等であってもよい。

雄軸１と雌軸２との間には、樹脂コーティング層５が設けてある。即ち、図３（ａ）に示すように、樹脂コーティング層５は、雄軸１の噛合歯３の表面に形成してあってもよく、また、これに代えて、図３（ｂ）に示すように、樹脂コーティング層５は、雌軸２の噛合歯４の表面に形成してあってもよい。

尚、樹脂コーティングに使用される樹脂は、耐摩耗性に優れたポリアミド系のものが好ましい。

本実施の形態では、図４に示すように、雌軸２に於いて、スプライン歯（噛合歯４）の表面に、ショットピーニング加工が施してある。尚、ショットピーニング加工は、雄軸１の樹脂コーティング層５の表面に施してもよい。この場合、硬化層の形成は期待できないが、表面には微小な凹凸ができる為、摺動性が向上し、潤滑性も良くなるので、雌軸２のみにショットピーニングを施す場合より更に摺動荷重を低減することができる。

図４（ｂ）に示すように、非コーティングの噛合歯３（又は４）の表面には、このショットピーニング加工により、残留歪みが生じ、素材（母材）内部より硬くなった硬化層６が形成される。

後述するショットピーニング加工用メディア１４が当たることにより、この硬化層６は、微小な凹凸６ａのある表面になっており、その厚さが１μｍ〜１００μｍである硬化層を構成している。

また、この微小な凹凸６ａのある硬化層６は、グリース溜りの役割を果たし、潤滑性を良好にすることができる。

以上から、本実施の形態によれば、伸縮軸の雄軸１又は雌軸２の嵌合歯３，４の表面に、ショットピーニング加工を施すことで、下記の効果を発揮させることができる。

表面に硬化層６ができ、耐摩耗性が向上する。よって、ガタ付きの発生を長期に渡って抑えられる。

表面に微細な凹凸６ａができるため、グリース等の潤滑剤が凹部６ａに入り込みスライド時にグリースを供給する役割を持つ。よって、スムーズなスライドができ、更に、ガタ付きの発生を長期に渡って抑えられる。

加工直後の鋭利なバリ等が無くなり、表面粗さが整うため、滑りスライドする際の抵抗が減少する。よって、スムーズなスライドができ、更に、ガタ付きの発生を長期に渡って抑えられる。

このように、スライド部のガタの発生を長期に渡って抑制すると共に、スティックスリップを発生させずにスムーズなスライドを長期に渡って維持して、安定した操舵性能を長期に渡って実現することができる。

次に、上記のショットピーニング加工は、図５（ａ）（ｂ）に示すようにして行う。ショットピーニング加工用メディア１４を発射するためのメディア発射装置１０には、筒状の治具１１が連結してあり、この筒状の治具１１は、その内部に、メディアの流通路１２を有し、その先端部には、メディア１４を発射するための複数個の発射孔１３を有している。これらの発射孔１３は、図５（ｂ）に示すように、略楕円又は長孔状に形成してある。従って、メディア発射装置１０から射出されたメディア１４は、メディア流通路１２と発射孔１３とを介して、例えば雌軸２の噛合歯４の表面に向けて発射され、これにより、上記のように、噛合歯３（又は４）の表面に、微小な凹凸６ａのある硬化層６が形成される、なお、メディア１４は、例えば直径０．０２〜２ｍｍの鋼球であり、この鋼球を高速で打ち出し、目的とする噛合歯３（又は４）の表面に当てている。

（第２実施の形態）
図５（ｃ）は、本発明の第２実施の形態に係り、ショットピーニング加工用メディアの断面図である。

本実施の形態は、上述した第１実施の形態と基本的構造が同じであり、異なる点についてのみ説明する。

本実施の形態では、大略的には、ショットピーニング加工用メディア１４の表面に、二硫化モリブデンを含む樹脂１５が被覆してあり、ショットピーニング加工処理をする際に、二硫化モリブデンを含む樹脂１５は、雄軸１又は雌軸２の嵌合歯３，４の表面に転写されるようになっている。

すなわち、ショットピーニング加工用メディア１４（鋼球）の表面に、二硫化モリブデンを含む樹脂１５がコーティングしてある。

このメディア１４を目的とする噛合歯３，４の表面に当てることにより、表面の硬化層６を形成すると同時に、二硫化モリブデンを含む樹脂１５は、噛合歯３，４の表面側に転写される。

この方法によって、噛合歯３，４の表面には、１〜１０μｍの薄い固体潤滑皮膜が形成され、スライド時の摩擦抵抗を最小限に抑えることができる。

なお、特許文献１に関する前述の説明で、二硫化モリブデン皮膜が磨耗してしまうと、ガタ付きが発生すると述べている。しかしながら、本実施の形態の場合は、ショットピーニング加工による硬化層６の効果に加えて、必要最小限の固体潤滑皮膜を形成することにより、プラスアルファの効果を狙っていものである。特許文献１に関して引き合いに出している二硫化モリブデン皮膜の厚さは、２０〜３０μｍと厚いため、この厚さ分が磨耗してなくなってしまうと、ガタ付きが非常に大きい状態となる。

（第３実施の形態）
図６は、本発明の第３実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図である。図７は、図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。

図６に示すように、車両ステアリング用伸縮軸（以後、伸縮軸と記す）は、相互に回転不能に且つ摺動自在に嵌合した雄軸２１と雌軸２２とからなる。

図７に示すように、雄軸２１の外周面には、周方向に１２０度間隔（位相）で等配した３個の軸方向溝２３が延在して形成してある。これに対応して、雌軸２２の内周面にも、周方向に１２０度間隔（位相）で等配した３個の軸方向溝２５が延在して形成してある。

雄軸２１の軸方向溝２３と、雌軸２２の軸方向溝２５との間に、両軸２１，２２の軸方向相対移動の際に転動する複数の剛体の球状体２７（転動体、ボール）が転動自在に介装してある。なお、雌軸２２の軸方向溝２５は、断面略円弧状若しくはゴシックアーチ状である。

雄軸２１の軸方向溝２３は、傾斜した一対の平面状側面２３ａと、これら一対の平面状側面２３ａの間に平坦に形成した底面２３ｂとから構成してある。

雄軸２１の軸方向溝２３と、球状体２７との間には、球状体２７に接触して予圧するための板バネ２９が介装してある。

この板バネ２９は、球状体２７に２点で接触する球状体側接触部２９ａと、球状体側接触部２９ａに対して略周方向に所定間隔をおいて離間してあると共に雄軸２１の軸方向溝２３の平面状側面２３ａに接触する溝面側接触部２９ｂと、球状体側接触部２９ａと溝面側接触部２９ｂを相互に離間する方向に弾性的に付勢する付勢部２９ｃと、軸方向溝２３の底面２３ｂに対向した底部２９ｄと、を有している。

この付勢部２９ｃは、略Ｕ字形状で略円弧状に折曲した折曲形状であり、この折曲形状の付勢部２９ｃによって、球状体側接触部２９ａと溝面側接触部２９ｂを相互に離間するように弾性的に付勢することができる。

図７に示すように、雄軸２１の外周面には、周方向に１２０度間隔（位相）で等配した３個の軸方向溝２４が延在して形成してある。これに対応して、雌軸２２の内周面にも、周方向に１２０度間隔（位相）で等配した３個の軸方向溝２６が延在して形成してある。

雄軸２１の軸方向溝２４と、雌軸２２の軸方向溝２６との間に、両軸２１，２２の軸方向相対移動の際に滑り摺動する複数の剛体の円柱体２８（摺動体、ニードルローラ）が微小隙間をもって介装してある。なお、これら軸方向溝２４，２６は、断面略円弧状若しくはゴシックアーチ状である。

また、図６に示すように、雄軸２１の端部には、小径部２１ａが形成してある。この小径部２１ａには、ニードルローラ２８の軸方向の移動を規制するストッパープレート３０が設けてある。このストッパープレート３０は、軸方向予圧用弾性体３１（皿バネ）と、この軸方向予圧用弾性体３１を挟持する１組の平板３２，３３とからなる。

すなわち、本実施の形態では、ストッパープレート３０は、小径部２１ａに、平板３３、軸方向予圧用弾性体３１、平板３２の順に嵌合し、小径部２１ａに加締めにより堅固に固定してある。

これにより、ストッパープレート３０が軸方向に固定してある。なお、ストッパープレート３０の固定方法は、加締めに限らず、止め輪、螺合手段、プッシュナット等であってもよい。また、ストッパープレート３０は、平板３３をニードルローラ２８に当接させて、軸方向予圧用弾性体３１（皿バネ）により、ニードルローラ２８を軸方向に動かないように適度に予圧できるようになっている。

また、本実施の形態では、雌軸２２の６個の軸方向溝２５，２６に、径方向に隙間を介して、雄軸２１の外周面に６個の軸方向溝２３，２４と軸方向に同軸に形成した６個の略円弧状の突起部３４が嵌合してある。

従って、球状体２７，円柱体２８が何らかの原因によって雄軸２１から脱落し又は破損した場合等には、雌軸２２の軸方向溝２５，２６に、雄軸２１の突起部４４が嵌合し、これにより、雄軸２１と雌軸２２とは、トルクを伝達することができ、フェイルセーフ機能の役割を果たすことができる。

また、この際、軸方向溝２５，２６と、突起部３４との間には、隙間が設けてあるため、運転者は、ステアリングホイール上に大きなガタ付きを感じることができ、ステアリング系の故障等を察知することができる。

さらに、雄軸２１の突起部３４は、球状体２７，円柱体２８と軸方向に同軸であることから、球状体２７，円柱体２８の軸方向の移動を規制するストッパーの役割も果たし、球状体２７，円柱体２８の抜けの可能性を減少して、フェイルセーフ機能をより一層向上することができる。

さらに、雄軸２１の突起部３４は、球状体２７，円柱体２８と軸方向に同軸であることから、雄軸２１と雌軸２２の径方向寸法を小さくして、コンパクト化を図ることができる。

さらに、雄軸２１の軸方向溝２３、雌軸２２の軸方向溝２５、板バネ２９、及び球状体２７の間には、潤滑剤が塗布してあってもよい。また、雄軸２１の軸方向溝２４、円柱体２８、及び雌軸２２の軸方向溝２６の間にも、潤滑剤が塗布してあってもよい。

以上のように構成した伸縮軸では、雄軸２１と雌軸２２の間に球状体２７を介装し、板バネ２９により、球状体２７を雌軸２２に対してガタ付きのない程度に予圧してあるため、トルク非伝達時は、雄軸２１と雌軸２２の間のガタ付きを確実に防止することができると共に、雄軸２１と雌軸２２は軸方向に相対移動する際には、ガタ付きのない安定した摺動荷重で摺動することができる。

トルク伝達時には、板バネ２９が弾性変形して球状体２７を周方向に拘束すると共に、雄軸２１と雌軸２２の間に介装した３列の円柱体２８が主なトルク伝達の役割を果たす。

例えば、雄軸２１からトルクが入力された場合、初期の段階では、板バネ２９の予圧がかかっているため、ガタ付きはなく、板バネ２９がトルクに対する反力を発生させてトルクを伝達する。この時は、雄軸２１・板バネ２９・球状体２７・雌軸２２間の伝達トルクと入力トルクがつりあった状態で全体的なトルク伝達がなされる。

さらにトルクが増大していくと、円柱体２８を介した雄軸２１、雌軸２２の回転方向のすきまがなくなり、以後のトルク増加分を、雄軸２１、雌軸２２を介して、円柱体２８が伝達する。そのため、雄軸２１と雌軸２２の回転方向ガタを確実に防止するとともに、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。

以上から、本実施の形態によれば、球状体２７以外に、円柱体２８を設けているため、大トルク入力時、負荷量の大部分を円柱体２８で支持することができる。従って、雌軸２２の軸方向溝２５と球状体２７との接触圧力を低下して、耐久性を向上することができると共に、大トルク負荷時には、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。

また、円柱体２８が雄軸２１及び雌軸２２に接触していることから、球状体２７への捩りトルクを低減し、板バネ２９の横滑りを抑えて、その結果、ヒステリシスが過大となることを抑えることができる。

このように、本実施の形態によれば、安定した摺動荷重を実現すると共に、回転方向ガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。

なお、球状体２７は、剛体のボールが好ましい。また剛体の円柱体２８は、ニードルローラが好ましい。

円柱体（以後、ニードルローラと記す）２８は、線接触でその荷重を受けるため、点接触で荷重を受けるボールよりも接触圧を低く抑えることができるなど、さまざまな効果がある。したがって、全列をボール転がり構造とした場合よりも下記の項目が優れている。摺動部での減衰能効果が、ボール転がり構造に比べて大きい。よって振動吸収性能が高い。ニードルローラが雄軸と雌軸に微小に接触していることにより、摺動荷重変動幅を低く抑えることができ、その変動による振動がステアリングまで伝わらない。同じトルクを伝達するならば、ニードルローラの方が接触圧を低く抑えることができるため、軸方向の長さを短くできスペースを有効に使うことができる。同じトルクを伝達するならば、ニードルローラの方が接触圧を低く抑えることができるため、熱処理等によって雌軸の軸方向溝表面を硬化させるための追加工程が不要である。部品点数を少なくすることができる。組立性をよくすることができる。組立コストを抑えることができる。

このようにニードルローラは、雄軸２１と雌軸２２の間のトルク伝達のためのキーの役割をするとともに、雌軸２２の内周面とすべり接触する。ニードルローラの使用が従来のスプライン嵌合と比較して、優れている点は下記のとおりである。ニードルローラは大量生産品であり、非常に低コストである。ニードルローラは熱処理後、研磨されているので、表面硬度が高く、耐摩耗性に優れている。ニードルローラは研磨されているので、表面粗さがきめ細かく摺動時の摩擦係数が低いため、摺動荷重を低く抑えることができる。使用条件に応じて、ニードルローラの長さや配置を変えることができるため、設計思想を変えること無く、さまざまなアプリケーションに対応することができる。使用条件によっては、摺動時の摩擦係数をさらに下げなければならない場合がある、この時ニードルローラだけに表面処理をすればその摺動特性を変えることができるため、設計思想を変えること無く、さまざまなアプリケーションに対応することができる。ニードルローラの外径違い品を安価に数ミクロン単位で製造することができるため、ニードルローラ径を選択することによって雄軸・ニードルローラ・雌軸間のすきまを最小限に抑えることができる。よって軸の捩り方向の剛性を向上させることが容易である。

また、板バネ２９は、球状体２７に２点で接触する球状体側接触部２９ａと、球状体側接触部２９ａに対して略周方向に所定間隔をおいて離間してあると共に雄軸２１の軸方向溝２３の平面状側面２３ａに接触する溝面側接触部２９ｂと、球状体側接触部２９ａと溝面側接触部２９ｂを相互に離間する方向に弾性的に付勢する付勢部２９ｃと、軸方向溝２３の底面２３ｂに対向した底部２９ｄと、を左右に対で有している。

この付勢部２９ｃは、略Ｕ字形状で略円弧状に折曲した折曲形状であり、この折曲形状の付勢部２９ｃによって、球状体側接触部２９ａと溝面側接触部２９ｂを相互に離間するように弾性的に付勢することができる。従って、板バネ２９は、その球状体側接触部２９ａが付勢部２９ｂを介して十分に撓むことができ、撓み量を十分に確保することができる。

さて、本実施の形態では、図６及び図７に示すように、雌軸２２のスプライン歯面（即ち、軸方向溝２５，２６）に、上述した実施の形態と同様のショットピーニング加工が施してある。

なお、ショットピーニング加工を施すのは、雌軸２２に限らず、ニードルローラ２８であってもよい。

ショットピーニング加工を施した軸方向溝２５の歯面は、ボール２７が接触する転がり面であり、このボール２７との接触面は、ボール２７との点接触で発生する面圧に十分耐える表面硬さを得ることができ、しかも、耐摩耗性を向上することができる。

また、ショットピーニング加工を施した軸方向溝２６の歯面は、ニードルローラ２８と滑りスライドする面である。この滑りスライドする面は、上記の第１実施の形態で示されたスプライン嵌合と同様の効果があり、特に、相手側のニードルローラ２８との接触においては、グリース潤滑切れを起こしにくい状態となる為、耐摩耗性を飛躍的に向上することができる。

その他の構成、作用、及び効果は、上述した第１及び第２実施の形態と同様である。

（第４実施の形態）
本実施の形態は、特に図示しないが、上述した第３実施の形態に係る伸縮軸（即ち、雄軸と雌軸の間にボールとローラとを介在させた伸縮軸）に、上述した第２実施の形態に係る伸縮軸（即ち、ショットピーニング加工の際に、二硫化モリブデンを含む樹脂１５（図５（ｃ））が雄軸又は雌軸の嵌合歯の表面に転写された伸縮軸）を組み合わせたものである。

すなわち、本実施の形態では、ショットピーニング加工用メディア１４（図５（ｃ））の表面に、二硫化モリブデンを含む樹脂１５（図５（ｃ））が被覆してあり、ショットピーニング加工する際に、二硫化モリブデンを含む樹脂１５（図５（ｃ））は、図６及び図７で示したニードルローラ２８又は雌軸２２の噛合歯（軸方向溝２５，２６）の表面に転写されるようになっている。

このメディア１４（図５（ｃ））を目的とする噛合歯（軸方向溝２５，２６）の表面に当てることにより、表面の硬化層を形成すると同時に、二硫化モリブデンを含む樹脂１５（図５（ｃ））は、噛合歯（軸方向溝２５，２６）の表面側に転写される。

これにより、噛合歯（軸方向溝２５，２６）の表面には、１〜１０μｍの薄い固体潤滑皮膜が形成され、スライド時の摩擦抵抗を最小限に抑えることができる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。

本発明の実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸を適用した自動車の操舵機構部の側面図である。 （ａ）は、本発明の第１実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図であり、（ｂ）は、（ａ）のｂ−ｂ線に沿った断面図である。 （ａ）は、図２に示した伸縮軸の一例の断面図であり、（ｂ）は、図２に示した伸縮軸の他例の断面図である。 （ａ）は、図２及び図３（ａ）に示した伸縮軸の一例の雌軸の部分的斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の丸印の部分を拡大した図である。 （ａ）は、ショットピーニング加工状態を示す模式図であり、（ｂ）は、治具の部分的斜視図である。（ｃ）は、本発明の第２実施の形態に係り、ショットピーニング加工用メディアの断面図である。 本発明の第３実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図である。 図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。

符号の説明

１ 雄軸
２ 雌軸
３，４ 噛合歯
５ 樹脂コーティング層
６ 硬化層
６ａ 凹凸
１０ メディア発射装置
１１ 治具
１２ メディアの流通路
１３ 発射孔
１４ メディア
１５ 二硫化モリブデンを含む樹脂
２１ 雄軸
２２ 雌軸
２３ 軸方向溝
２３ａ 平面状側面
２３ｂ 底面
２４ 軸方向溝
２５ 軸方向溝
２５ａ 平面状側面
２５ｂ 底面
２６ 軸方向溝
２７ 球状体（ボール、転動体）
２８ 円柱体（ニードルローラ、摺動体）
２９ 板バネ（弾性体）
２９ａ 球状体側接触部（伝達部材側接触部）
２９ｂ 溝面側接触部
２９ｃ 付勢部
２９ｄ 底部
３０ ストッパープレート
３１ 軸方向予圧用弾性体
３２，３３ 平板
３４ 突起部
１００ メンバ
１０１ アッパブラケット
１０２ ロアブラケット
１０３ ステアリングコラム
１０４ ステアリングシャフト
１０５ ステアリングホイール
１０６ ユニバーサルジョイント
１０７ ロアステアリングシャフト部
１０８ 操舵軸継手
１０９ ピニオンシャフト
１１０ フレーム
１１１ 弾性体
１１２ ステアリングラック軸
１１３ ステアリングラック支持部材
１２０ アッパステアリングシャフト部

Claims (4)

1. 車両のステアリングシャフトに組み込み、雄軸と雌軸を回転不能に且つ摺動自在に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、
   前記雄軸又は雌軸の少なくとも一方の嵌合歯の表面に、微小な凹凸が形成してあることを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。
2. 前記凹凸のある表面は、素材内部より、硬くなっており、その厚さが１μｍ〜１００μｍである硬化層を構成していることを特徴とする請求項１に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
3. 前記凹凸のある表面硬化層は、ショットピーニング加工によって形成してあることを特徴とする請求項１又は２に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
4. 前記ショットピーニング加工用メディアの表面に、二硫化モリブデンを含む樹脂が被覆してあり、
   ショットピーニング加工処理をする際に、二硫化モリブデンを含む樹脂は、前記雄軸又は雌軸の嵌合歯の表面に転写されることを特徴とする請求項３に記載の車両ステアリング用伸縮軸。

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