JP2011110683A - スプライン加工方法及びスプラインシャフト - Google Patents

Abstract

【課題】スプラインシャフトの摺動面に潤滑剤を行き渡らせ、さらに、摺動面に潤滑剤を保つことのできるスプラインのスプライン加工方法及びスプラインシャフトを提供する。
【解決手段】スプラインシャフトの歯の表面に樹脂層を形成した後、この樹脂層をブローチ加工により所定のオーバピン径に仕上げるスプライン加工方法は、上記樹脂層の形成後、軸方向中間位置と軸方向両端位置の樹脂層の温度を常温よりも上げた状態で、ブローチ型に前記スプラインシャフトを通すことにより、樹脂層を加工する。
【選択図】図１

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等のスプラインシャフト等に樹脂表面を持ち所定のオーバピン径を形成するスプライン加工方法及び、製造されたスプラインシャフトに関するものである。スプラインシャフトとは、特に限定をしない限り雄スプラインのことを示す。

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

従来より、車両ステアリング用伸縮軸等のスプラインシャフトのスプライン表面は、消音、耐摩耗性、摺動荷重の低減等を目的として、ナイロン系樹脂等による樹脂層で被覆されている。この樹脂層の形成には、樹脂層の膜厚を厚めに形成した後、ブローチ加工や切削加工等により所定の膜厚に仕上げている。

しかしながら、従来のブローチ加工では、ブローチ型の歯とスプラインシャフトの歯が周方向において正確に合致しない。このため、従来のブローチ加工により樹脂層の膜厚を２００μｍ以下に仕上げようとすると、スプラインシャフトの歯の左右で樹脂層の膜厚が異なり、ひどい場合には下地が露出するという課題があった。

この部分の改善の先行技術としては、特許第３８５１１０１号公報があり、これはブローチ型の歯とスプラインシャフトの歯との間の間隔が周方向で均一となるように位置関係を決定した状態で、前記ブローチ型に前記スプラインシャフトを通すことにより、樹脂層の膜厚を均一に仕上げるというものである。

しかしながら、この先行技術では、スプラインシャフトの樹脂層をブローチ型で加工をすることで、加工後のスプラインのオーバピン径が軸方向に均一となる。スプラインシャフトでは伸縮による摺動状態を滑らかにするためにグリース等の潤滑剤を摺動面に使用するが、スプラインのオーバピン径が軸方向に均一となると、グリース等の潤滑剤を摺動面に入れて雄スプラインと雌スプラインを組んだときに、雄スプラインの軸方向端部の角で潤滑剤が掻き取られてしまい摺動面に潤滑剤が行き渡りづらいという可能性があるという問題が有った。さらに、スプラインのオーバピン径が軸方向に均一となると、スプラインシャフトの伸縮を繰り返すうちに、摺動面の潤滑剤が減ってしまうという可能性があるという問題が有った。

特許第３８５１１０１号公報

本発明が解決しようとする課題は、スプラインシャフトの摺動面に潤滑剤を行き渡らせ、さらに、摺動面に潤滑剤を保つことのできるスプラインのスプライン加工方法及びスプラインシャフトを提供することである。

上記問題を解決するために、本発明の請求項１に係るスプライン加工方法は、スプラインシャフトの歯の表面に樹脂層を形成した後、この樹脂層をブローチ加工により所定のオーバピン径に仕上げるスプライン加工方法において、上記樹脂層の形成後、軸方向中間位置と軸方向両端位置の樹脂層の温度を常温よりも上げた状態で、ブローチ型に前記スプラインシャフトを通すことにより、樹脂層を加工することを特徴とする。

本発明の請求項２に係るスプライン加工方法は、スプラインシャフトの歯の表面に樹脂層を形成した後、この樹脂層をブローチ加工により所定のオーバピン径に仕上げるスプライン加工方法において、上記樹脂層の形成後、軸方向中間位置と軸方向両端位置の間の位置の樹脂層の温度を常温よりも下げた状態で、ブローチ型に前記スプラインシャフトを通すことにより、樹脂層を加工することを特徴とする。

本発明の請求項３に係るスプラインシャフトは、請求項１または２に記載の加工方法によって加工されたことを特徴とする。

本発明によれば、雄スプラインの両端部はオーバーピン径が小さくなり、組み立て前に摺動面に潤滑剤を入れて雄スプラインと雌スプラインを組んでも雄スプラインの軸方向端部の角で潤滑剤が掻き取られることなく摺動面に潤滑剤が行き渡る。さらに、雄スプラインの軸方向中間部のオーバーピン径が小さくなり、軸方向中間部に潤滑剤を保つことが可能となるという効果が有る。

本発明に係るスプライン加工方法の一実施の形態でのブローチ加工方法を示すための一部断面側面図である。 本発明に係る第1実施形態のブローチ加工を行う前のスプラインシャフトを示す一部断面側面図である。 図２のスプラインシャフトの樹脂層の軸方向中間位置と軸方向両端位置の温度を上げた状態を示す一部断面側面図である。 図３のスプラインシャフトのブローチ加工を行った後のスプラインシャフトを示す一部断面側面図である。 図４のスプラインシャフトの樹脂層の温度を常温まで冷却した後のスプラインシャフトを示す一部断面側面図である。 図５のＡ−Ａ線に沿った正面断面拡大図である。 図５のＢ−Ｂ線に沿った正面断面拡大図である。 本発明に係る第２実施形態のブローチ加工を行う前のスプラインシャフトの樹脂層の軸方向中間位置と軸方向両端位置の間の位置を冷却した状態を示す一部断面側面図である。

（第一実施形態）
図１は本発明に係るスプライン加工方法の一実施の形態でのブローチ加工方法を示すための一部断面側面図であり、図２は本発明に係る第1実施形態のブローチ加工を行う前のスプラインシャフトを示す一部断面側面図であり、図３は図２のスプラインシャフトの樹脂層の軸方向中間位置と軸方向両端位置の温度を上げた状態を示す一部断面側面図であり、図４は図３のスプラインシャフトのブローチ加工を行った後のスプラインシャフトを示す一部断面側面図であり、点線部は、ブローチ型での加工により削り落とされた樹脂層を示す。図５は図４のスプラインシャフトの樹脂層の温度を常温まで冷却した後のスプラインシャフトを示す一部断面側面図であり、図６は図５のＡ−Ａ線に沿った正面断面拡大図であり、図７は図５のＢ−Ｂ線に沿った正面断面拡大図である。以下、図に基づいてこのスプライン加工方法について説明する。

本実施の形態のスプライン加工方法においては、樹脂粉末がスプラインシャフト１に付着して熱で溶融することにより、樹脂層３が形成される。ここでは、樹脂層３の膜厚を求められる膜厚より厚めに形成している。

次に、スプラインシャフトの樹脂層の軸方向中間位置と軸方向両端位置の樹脂層３に熱を加えて樹脂を膨張させる。そして、ブローチ型２とスプラインシャフト１をスプラインシャフト１の軸方向に相対移動させることにより、ブローチ型２により樹脂層３が削り落とされて所定のオーバピン径のスプラインシャフトに仕上げられる。このように加工することにより、熱を加えたスプラインシャフトの樹脂層の軸方向中間位置と軸方向両端位置の樹脂層が、軸方向中間位置と軸方向両端位置の間の位置の樹脂層に比べ結果的に多くの樹脂層を削り落とすことになる。

その後、樹脂層３を冷やして常温にする。以上のように加工することによって、スプラインシャフトの樹脂層の軸方向中間位置と軸方向両端位置のオーバピン径を小さくすることが出来る。

上記のようにして作られたスプラインシャフトは、樹脂層の軸方向中間位置と軸方向両端位置のオーバピン径が小さく、樹脂層の軸方向中間位置と軸方向両端位置の間の位置のオーバピン径が大きくなるため、グリース等の潤滑剤を摺動面に入れて雄スプラインと雌スプラインを組んだときに、雄スプラインの軸方向端部の角で潤滑剤が掻き取られてしまうことなく、スプラインシャフトの摺動面に潤滑剤を行き渡らせることができ、さらに、摺動面に潤滑剤を保つことができる。

樹脂に熱を加える方法は、インダクションヒータでシャフト内部の金属部分を誘導加熱する、熱した物を近づける若しくは接触させる、熱い空気を当てる、熱伝導によるなどにより加熱してもよい。

（第二実施形態）
図８は本発明に係る第２実施形態のブローチ加工を行う前のスプラインシャフトの樹脂層の軸方向中間位置と軸方向両端位置の間の位置を冷却した状態を示す一部断面側面図である。

本第２実施の形態では、スプラインシャフトの樹脂層の軸方向中間位置と軸方向両端位置の間の位置の樹脂層３を冷却し樹脂を収縮させる。そして、ブローチ型２とスプラインシャフト１をスプラインシャフト１の軸方向に相対移動させることにより、ブローチ型２により樹脂層３が削り落とされて所定のオーバピン径のスプラインシャフトに仕上げられる。このように加工することにより、冷却していないスプラインシャフトの樹脂層の軸方向中間位置と軸方向両端位置の樹脂層が、軸方向中間位置と軸方向両端位置の間の位置の樹脂層に比べ結果的に多くの樹脂層を削り落とすことになる。

その後、樹脂層３を温めて常温にする。以上のように加工することによって、スプラインシャフトの樹脂層の軸方向中間位置と軸方向両端位置のオーバピン径を小さくすることが出来る。

上記のようにして作られたスプラインシャフトは、樹脂層の軸方向中間位置と軸方向両端位置のオーバピン径が小さく、樹脂層の軸方向中間位置と軸方向両端位置の間の位置のオーバピン径が大きくなるため、グリース等の潤滑剤を摺動面に入れて雄スプラインと雌スプラインを組んだときに、雄スプラインの軸方向端部の角で潤滑剤が掻き取られてしまうことなく、スプラインシャフトの摺動面に潤滑剤を行き渡らせることができ、さらに、摺動面に潤滑剤を保つことができる。

樹脂を冷却する方法は、冷やした物を近づける若しくは接触させる、冷たい空気を当てる、などにより冷却してもよい。

本実施の形態では、樹脂層の加工にブローチを用いているが、これに限られるものではなく、仕上げ加工ツールを用いても構わない。

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等のスプラインシャフト等に使用できる。

１ スプラインシャフト
２ ブローチ型
３ 樹脂層

Claims (3)

1. スプラインシャフトの歯の表面に樹脂層を形成した後、この樹脂層をブローチ加工により所定のオーバピン径に仕上げるスプライン加工方法において、上記樹脂層の形成後、軸方向中間位置と軸方向両端位置の樹脂層の温度を常温よりも上げた状態で、ブローチ型に前記スプラインシャフトを通すことにより、樹脂層を加工することを特徴とするスプライン加工方法。
2. スプラインシャフトの歯の表面に樹脂層を形成した後、この樹脂層をブローチ加工により所定のオーバピン径に仕上げるスプライン加工方法において、上記樹脂層の形成後、軸方向中間位置と軸方向両端位置の間の位置の樹脂層の温度を常温よりも下げた状態で、ブローチ型に前記スプラインシャフトを通すことにより、樹脂層を加工することを特徴とするスプライン加工方法。
3. 請求項１または２に記載の加工方法によって加工されたスプラインシャフト。

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