JP2011117496A - スプライン伸縮軸 - Google Patents

Abstract

【課題】外スプラインに対する食い込みの発生を防止できる抜け止め部を有し摺動抵抗を小さくできるスプライン伸縮軸を提供する。
【解決手段】本スプライン伸縮軸としての中間軸５は、軸方向Ｘ１に摺動可能に嵌合された内軸３５および筒状の外軸３６と、内軸３５の外周３５３に設けられた外スプライン４０と、外軸３６の内周３６４に設けられた内スプライン４４と、内スプライン歯４４１の軸方向端部を周方向Ｃ１に塑性変形させてなる抜け止め部４８と、外スプライン４０を被覆する樹脂被膜４６と、を有している。抜け止め部４８の抜け止め面４９は、軸方向Ｘ１に対して直交している。
【選択図】図５

Description

本発明は、スプライン伸縮軸に関する。

スプライン伸縮軸は、例えば自動車のステアリング装置に用いられている。スプライン伸縮軸は、内軸と、この内軸にスプライン嵌合された筒状の外軸とを有している。内軸と外軸とは、互いに軸方向に相対移動できるようになっている。
また、外軸の端部の内周に、当該外軸から内軸が脱落することを防止するための抜け止め突起を形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。抜け止め突起は、内軸の外スプラインの歯に軸方向に対向する傾斜状の抜け止め面を有している。

特許第４１７６４８９号公報

抜け止め時に、傾斜状の抜け止め面に対して内軸の外スプラインの傾斜状の端部が楔状に食い込む虞がある。特に、内軸の外スプラインに樹脂被膜が形成される場合には、この樹脂被膜に抜け止め突起が、いわゆる楔作用により強く食い込むことがある。このような食い込みが生じると、樹脂被膜が塑性変形し、その結果、内軸および外軸がスムーズに相対移動できなくなる。

特許文献１では、上述の食い込みを防止するために、内軸の外スプラインにおいて、抜け止め突起側の略半分の部分には、樹脂被膜を形成しないようにしている。従って、樹脂被膜を形成しない部分のスプライン長さが必要となるため、嵌合長が長くなってしまう。その結果、車両衝突時の衝突安全性を確保するために、中間軸の収縮量を十分に確保すると、中間軸が大型化してしまう。

そこで、本発明の目的は、食い込みの発生を防止できる抜け止め部を有し嵌合長を短くすることが可能なスプライン伸縮軸を提供することである。

上記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、軸方向（Ｘ１）に摺動可能に嵌合された内軸（３５）および筒状の外軸（３６）と、上記内軸の外周（３５３）に設けられた外スプライン（４０）と、上記外軸の内周（３６４）に設けられた内スプライン（４４）と、上記内スプラインの歯（４４１）の軸方向端部（４４２）を周方向（Ｃ１）に塑性変形させてなる抜け止め部（４８）と、上記外スプラインの少なくとも一部を被覆する樹脂被膜（４６）と、を備え、上記抜け止め部の抜け止め面（４９）は、軸方向に対して直交していることを特徴とするスプライン伸縮軸（５）である。

請求項１の発明によれば、抜け止め面は軸方向に対して直交しているので、抜け止め時に楔作用が生じず、楔作用による余分な荷重が抜け止め面にかからずに済む。その結果、例えば、抜け止め面と対向する外スプラインの端面が樹脂被膜により被覆される場合には、抜け止め部が樹脂被膜に食い込むことが防止される。また、抜け止め面と対向する外スプラインの端面が樹脂被膜により被覆されない場合には、抜け止め部と外スプラインとの凝着が防止される。

上述のように食い込みが防止されるので、樹脂被膜が被覆されていない外スプラインの部分を廃止したり小さくしたりできる。従って、軸方向に関して樹脂被膜の長さを外スプラインの長さに等しい値にしたり、この値に近似した値にすることが可能となり、内外スプラインの嵌合長を短くすることが可能となる。また、内スプラインの歯の軸方向端部を周方向に塑性変形させるときに、軸方向外方から容易に作業することができる。

請求項２記載の発明は、軸方向（Ｘ１）に摺動可能に嵌合された内軸（３５）および筒状の外軸（３６）と、上記内軸の外周（３５３）に設けられた外スプライン（４０）と、上記外軸の内周（３６４）に設けられた内スプライン（４４）と、上記内スプラインの谷部（５５；５６）の軸方向端部（５５１）を径方向（Ｒ１）に塑性変形させてなる抜け止め部（４８Ａ）と、上記外スプラインの少なくとも一部を被覆する樹脂被膜（４６）と、を備え、上記抜け止め部の抜け止め面（４９）は、軸方向に対して直交していることを特徴とするスプライン伸縮軸である。

請求項２の発明によれば、上述の請求項１の発明による作用と同様にして、楔作用に伴う食い込みや凝着の発生を防止でき、しかも、嵌合長を短くできる。また、内スプラインの谷部の軸方向端部を径方向に塑性変形させるときに、径方向外方から容易に作業することができる。また、抜け止め部は内スプラインの谷部に形成されるので、抜け止め部の塑性加工の際に、近傍の内スプラインの歯を変形させてしまうという悪影響を小さく抑制できる。

なお、上記括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を示すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の第１の実施の形態のスプライン伸縮軸としての中間軸を有する車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。 中間軸の一部破断側面図である。 図２のIII −III 線に沿う断面図である。 図２のIV−IV線に沿う断面図である。 図５（ａ）は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、抜け止めをしていない状態を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）と同じ断面において、抜け止めをした状態を示す。 図５（ａ）のVI方向から見た外軸の端部の斜視図である。 抜け止め部を形成するための工具、内軸および軸部材の斜視図である。 図８（ａ）および図８（ｂ）は、本発明の第２の実施の形態のスプライン伸縮軸としての中間軸の断面図であり、図９のVIII−VIII線に沿う断面を示し、図８（ａ）に、抜け止めをしていない状態を示し、図８（ｂ）に抜け止めをした状態を示す。 図８（ａ）のIX−IX線に沿う断面図である。 図８（ａ）の抜け止め部を形成するための第１の工具、第２の工具、内軸および軸部材の斜視図である。 第１の工具、第２の工具、内軸および外軸の断面図である。 本発明の第３の実施の形態の中間軸の要部の断面図である。 本発明の第４の実施の形態の中間軸の要部の断面図であり、図９に示す断面に相当する断面を示す。 従来の中間軸の内軸および外軸の半断面図である。

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。本実施形態では、スプライン伸縮軸が車両用操舵装置の中間軸である場合に則して説明するが、本発明はこれに限らず、車両用操舵装置以外の各種の装置に適用することもできる。
図１は本発明の第１の実施の形態のスプライン伸縮軸が適用された中間軸を有する車両用操舵装置の概略構成図である。図１を参照して、車両用操舵装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結された操舵軸３と、操舵軸３に自在継手４を介して連結されたスプライン伸縮軸としての中間軸５と、中間軸５に自在継手６を介して連結されたピニオン軸７と、ピニオン軸７の端部近傍に設けられたピニオン７ａに噛み合うラック８ａを有する転舵軸としてのラック軸８とを備えている。

ピニオン軸７およびラック軸８を含むラックアンドピニオン機構によって、転舵機構Ａ１が構成されている。ラック軸８は、車体側部材９に固定されたハウジング１０によって、車両の左右方向に沿う軸方向（図１の紙面とは直交する方向）に移動可能に、支持されている。ラック軸８の各端部は、図示していないが、対応するタイロッドおよび対応するナックルアームを介して対応する転舵輪（図示せず）に連結されている。

操舵軸３は、同軸上に互いに連結された第１操舵軸１１と第２操舵軸１２とを備えている。第１操舵軸１１は、スプライン結合を用いて、同伴回転可能に且つ軸方向に相対摺動可能に互いに嵌合されたアッパーシャフト１３およびロアーシャフト１４を有している。アッパーシャフト１３およびロアーシャフト１４の何れか一方が内軸を構成し、他方が筒状の外軸を構成している。なお、図１には、アッパーシャフト１３が内軸を構成し、ロアーシャフト１４が外軸を構成している場合を図示している。

また、第２操舵軸１２は、ロアーシャフト１４と同伴回転可能に連結された入力軸１５と、自在継手４を介して中間軸５に連結された出力軸１６と、入力軸１５および出力軸１６を相対回転可能に連結するトーションバー１７とを有している。
操舵軸３は、車体側部材１８，１９に固定されたステアリングコラム２０によって、図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。

ステアリングコラム２０は、操舵軸３の軸方向に相対移動可能に嵌め合わされた筒状のアッパージャケット２１および筒状のロアージャケット２２と、ロアージャケット２２の軸方向下端に連結されたハウジング２３とを備えている。ハウジング２３内には、操舵補助用の電動モータ２４の動力を減速して出力軸１６に伝達する減速機構２５が収容されている。

減速機構２５は、電動モータ２４の回転軸（図示せず）と同行回転可能に連結された駆動ギヤ２６と、駆動ギヤ２６に噛み合い出力軸１６と同伴回転する被動ギヤ２７とを有している。駆動ギヤ２６は例えばウォーム軸からなり、従動ギヤ２７は例えばウォームホイールからなる。
ステアリングコラム２０は、車両後方側のアッパーブラケット２８および車両前方側のロアーブラケット２９を介して車体側部材１８，１９に固定されている。アッパーブラケット２８は、図示しないコラムブラケットを介してステアリングコラム２０のアッパージャケット２１に固定可能とされている。アッパーブラケット２８は、車体側部材１８から下方に突出する固定ボルト（スタッドボルト）３０と、当該固定ボルト３０に螺合するナット３１と、アッパーブラケット２８に離脱可能に保持されたカプセル３２とを用いて、車体側部材１８に固定されている。

ロアーブラケット２９は、ハウジング２３を介して、ステアリングコラム２０のロアージャケット２２に固定されている。また、ロアーブラケット２９は、車体側部材１９から突出する固定ボルト（スタッドボルト）３３と当該固定ボルト３３に螺合するナット３４とを用いて、車体側部材１９に固定されている。
図２は、中間軸５の一部破断側面図である。図１および図２を参照して、スプライン伸縮軸としての中間軸５は、内軸３５および筒状の外軸３６を有している。内軸３５および外軸３６は、互いに同心に配置されている。中間軸５は、内軸３５と筒状の外軸３６とを、当該中間軸５の軸方向Ｘ１（以下、単に軸方向Ｘ１ともいう。）に沿って摺動可能に且つトルク伝達可能にスプライン嵌合させて形成されている。内軸３５および外軸３６の何れか一方がアッパーシャフトを構成し、他方がロアーシャフトを構成する。本実施の形態では、外軸３６がアッパーシャフトを構成し、内軸３５がロアーシャフトを構成する。

図３は、図２のIII −III 線に沿う断面図である。図２および図３を参照して、内軸３５は、軸方向Ｘ１についての一端３５１および他端３５２を有している。内軸３５の一端３５１が、外軸３６の開口端３６１から奥へ嵌め入れられている。他端３５２が、自在継手６に連結されている。
外軸３６は、軸方向Ｘ１についての一端としての開口端３６１と、他端３６２とを有している。外軸３６の他端３６２が、自在継手４に連結されている。

内軸３５の外周３５３は、太径部としての外スプライン４０と、細径部４１とを有している。ここで、外周３５３は、内軸３５の外周面と、この外周面を形成する所定厚さの筒状の部分とを含む。外スプライン４０と細径部４１とは、軸方向Ｘ１に互いに隣接し、外スプライン４０が、細径部４１よりも一端３５１側に配置されている。外スプライン４０は、内軸３５の外周３５３において、軸方向Ｘ１に関して一端３５１から所定距離の範囲内に形成されている。細径部４１は、外スプライン４０の歯溝の溝底の直径と等しいかこの直径よりも小径に形成されており、例えば円筒面により形成されている。

また、内軸３５は、軸方向Ｘ１の中間部に形成された段差部４２を有している。段差部４２は、軸方向Ｘ１に関する外スプライン４０の端面を形成している。段差部４２は、外スプライン４０と細径部４１とを接続している。段差部４２は、軸方向Ｘ１に対して斜めに傾斜する（図５（ａ）参照。）か、または直交している。
外軸３６の内周３６４は、内スプライン４４を有している。内スプライン４４は、外軸３６の内周３６４において、軸方向Ｘ１に関して開口端３６１から他端３６２にわたって形成されている。ここで、内周３６４は、外軸３６の内周面と、この内周面を形成する所定厚さの筒状の部分とを含む。

中間軸５の伸縮の度合いにかかわらず、内軸３５の外スプライン４０の全体が、外軸３６の内部に収容されている。外軸３６の開口端３６１から、図２において、内軸３５の細径部４１が延びだしている。
内軸３５の外スプライン４０は、複数の外スプライン歯４０１を有している。各外スプライン歯４０１は、互いに同様に形成されている。各外スプライン歯４０１は、中間軸５の周方向Ｃ１に関して互いに離隔して、全周にわたって周方向Ｃ１に均等に配置されている。各外スプライン歯４０１は、軸方向Ｘ１に真直に延びる凸条を形成している。また、互いに隣接する外スプライン歯４０１の間に、歯溝が形成されている。各外スプライン歯４０１は、一対の歯面を有している。

外軸３６の内スプライン４４は、複数の内スプライン歯４４１を有している。各内スプライン歯４４１は、互いに同様に形成されている。各内スプライン歯４４１は、周方向Ｃ１に関して互いに離隔して、全周にわたって周方向Ｃ１に均等に配置されている。各内スプライン歯４４１は、軸方向Ｘ１に真直に延びる凸条を形成している。また、互いに隣接する内スプライン歯４４１の間に、歯溝が形成されている。各内スプライン歯４４１は、一対の歯面を有している。

外軸３６の内スプライン４４は、複数の谷部５５を有している。各谷部５５は、周方向Ｃ１に互いに隣接する一対の内スプライン歯４４１の間に配置され、内スプライン４４の歯溝の底（歯底）を形成している。
内軸３５の外周３５３の外スプライン４０の全域は、樹脂被膜４６により被覆されており、内軸３５は芯金として機能する。

樹脂被膜４６を形成する樹脂としては、例えば、ポリアミド、ポリアセタールなどの熱可塑性樹脂を用いることができる。樹脂被膜４６により、内軸３５および外軸３６間のガタの発生を防止することができる。また、内軸３５および外軸３６間のいわゆるスティックスリップを防止して、良好な操舵フィーリングを得ることができる。また、スプライン嵌合の歯面間の歯打ち音による騒音を低減することができる。また、樹脂被膜４６は、内軸３５の一端３５１の端面と、段差部４２も被覆している。

図４は、図２のIV−IV線に沿う断面図である。図４を参照して、外軸３６は、当該外軸３６から内軸３５が脱落することを防止するための複数、例えば一対の抜け止め部４８（ひとつのみ図示。）を有している。一対の抜け止め部４８は、例えば、周方向Ｃ１に互いに離隔して、周方向Ｃ１に関して均等に配置されている。一対の抜け止め部４８は、互いに同じに構成されている。

図５（ａ）は、図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図であり、抜け止めをしていない状態を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）と同じ断面において、抜け止めをした状態を示す。
図４および図５（ａ）を参照して、抜け止め部４８は、外軸３６の内周３６４において開口端３６１に近接して配置されている。より具体的には、抜け止め部４８は、内スプライン４４の歯溝内に配置されており、内スプライン４４の内スプライン歯４４１の開口端３６１側にある端部４４２から屈曲状に周方向Ｃ１に延設されている。

複数の内スプライン歯４４１のうちで、各抜け止め部４８に軸方向Ｘ１に沿って隣接した内スプライン歯４４１は、開口端３６１よりも軸方向Ｘ１についての奥側の位置から、軸方向Ｘ１（図４の紙面垂直方向に相当する。）に沿って真直に延びている。上述の奥側の位置は、後述する剪断面の位置に相当し、開口端３６１から抜け止め部４８に見合う距離で軸方向Ｘ１に離隔した位置である。また、各抜け止め部４８に軸方向Ｘ１に沿って隣接した上述の内スプライン歯４４１を除いた残りの内スプライン歯４４１は、外軸３６の開口端３６１から軸方向Ｘ１に沿って真直に所定長さで延びている。

図５（ａ）および図５（ｂ）を参照して、各抜け止め部４８は、外軸３６の内側に配置された抜け止め面４９を有している。抜け止め面４９は、軸方向Ｘ１に対して垂直に形成されている。抜け止め面４９は、段差部４２と軸方向Ｘ１に沿って対向している。抜け止め面４９は、樹脂被膜４６と接触可能な接触面である。中間軸５が最も長く伸長したときに、抜け止め面４９が、樹脂被膜４６を介して、内軸３５の段差部４２を受けるようになっており、これにより、外軸３６から内軸３５が離脱しないようになっている。

図６は、図５（ａ）のVI方向から見た外軸３６の開口端３６１の斜視図である。図７は、抜け止め部４８を形成するための工具５１、内軸３５および軸部材５２の斜視図である。図６および図７を参照して、抜け止め部４８は、内スプライン４４の内スプライン歯４４１の軸方向端部４４２を周方向Ｃ１に塑性変形させてなる。抜け止め部４８は、外軸３６の内スプライン歯４４１と単一部材により一体に形成されている。抜け止め部４８は塑性変形により形成されるので、部品点数を削減でき、その結果、中間軸５の製造コストを安価にできる。抜け止め部４８は、例えば、下記の製造方法により形成できる。

すなわち、工具５１を用いて、外軸３６を形成するための製造用中間体としての軸部材５２を加工することにより、外軸３６を得る。
軸部材５２は、抜け止め部４８が形成されていない点で外軸３６と異なり、他の点では外軸３６と同じに構成されている。軸部材５２の構成要素のうちで、外軸３６と同じ構成要素については、外軸３６の構成要素と同じ符号を付して説明を省略する。軸部材５２の内周３６４の内スプライン４４の各内スプライン歯４４１は、外軸３６の開口端３６１から真直に所定長さで延びている。軸部材５２における歯溝は、開口端３６１において軸方向Ｘ１に開放されている。

工具５１は、内スプライン４４の歯溝に挿入されて内スプライン歯４４１を変形させるための押圧部分５１１と、押圧部分５１１を支持する工具本体５１２と、工具本体５１２から径方向外側に突出しており工具本体５１２を周方向Ｃ１に変位させ付勢するための一対の操作部５１３とを有している。
工具本体５１２は、略円弧形状、例えば略Ｃ字形状をなしている。工具本体５１２の両円弧端に、押圧部分５１１および操作部５１３が固定されている。押圧部分５１１は、硬化された金属部材により形成されている。

次に、工具５１の使い方を説明する。内軸３５を軸部材５２にスプライン嵌合させ、全体として短くする。この状態の内軸３５の外周３５３の細径部４１に工具５１の工具本体５１２を取り付ける。押圧部分５１１を、軸部材５２の開口端３６１から内スプライン４４の歯溝に挿入する。
操作部５１３を持って、周方向Ｃ１に工具本体５１２を回転させると、押圧部分５１１は、軸部材５２の内スプライン歯４４１の歯面を周方向Ｃ１に沿って押圧する。これにより、軸部材５２の内スプライン歯４４１の軸方向端部４４２の一部が周方向Ｃ１に剪断されて変形する。このとき、内スプライン歯４４１の所定位置に剪断面が生じる。この剪断面に沿って、内スプライン歯４４１は、歯元がつながった状態で、周方向Ｃ１に剪断されつつ変形する。剪断面は、押圧方向（本実施形態では、周方向Ｃ１に相当する。）に沿うので、剪断された断面（抜け止め面）が、軸方向Ｘ１に直交するようになる。このように剪断を伴って変形した内スプライン歯４４１の軸方向端部４４２が、抜け止め部４８になる。変形した内スプライン歯４４１の剪断面が、抜け止め面４９になる。

図４および図５（ｂ）を参照して、以上説明したように、本実施形態のスプライン伸縮軸としての中間軸５は、内スプライン４４の内スプライン歯４４１の軸方向端部４４２を周方向Ｃ１に塑性変形させてなる抜け止め部４８と、外スプライン４０を被覆する樹脂被膜４６と、を備えている。抜け止め部４８の抜け止め面４９は、軸方向Ｘ１に対して直交している。

本実施形態によれば、抜け止め面４９は軸方向Ｘ１に対して直交しているので、抜け止め時に楔作用が生じず、楔作用による余分な荷重が抜け止め面４９にかからずに済む。その結果、抜け止め部４８が樹脂被膜４６に食い込むことが防止される。従って、例えば、本実施形態の中間軸５を車両へ組み付けるときの作業性の低下を防止できる。
また、上述のように食い込みが防止されるので、樹脂被膜が被覆されていない外スプラインの部分を廃止したり小さくしたりできる。従って、軸方向Ｘ１に関して樹脂被膜４６の長さを外スプライン４０の長さに等しい値にしたり、この値に近似した値にすることができる。その結果、外スプライン４０および内スプライン４４の嵌合長を短くできる。

なお、このような抜け止め面４９による作用効果は、軸方向Ｘ１に直交する抜け止め面４９を有する抜け止め部４８が少なくとも一つあればよい。また、樹脂被膜４６が外スプライン４０の全体を覆う場合の他、後述するように樹脂被膜４６が外スプライン４０を段差部４２を除いて覆う場合にも、上述の効果を得ることが可能である。
また、本実施形態の内スプライン歯４４１の軸方向端部４４２を周方向Ｃ１に塑性変形させるときに、軸方向Ｘ１外方から容易に作業することができる。

また、樹脂被膜４６が外スプライン４０の全体を被覆したので、内軸３５と外軸３６との金属接触を確実に防止でき、内軸３５と外軸３６との摺動抵抗を小さくできる。
図１４は、従来の中間軸１００の内軸１０１および外軸１０２の半断面図であり、主に、抜け止め構造を模式的に示している。図１４を参照して、従来の中間軸１００では、以下に説明するように楔作用が生じる。その結果、延びた中間軸１００を、抜け止め後に収縮させるのに大きな力を要することになっていた。

すなわち、外軸１０２の突起状の抜け止め部１０３の傾斜状の抜け止め面１０４が、内軸１０１の外スプラインの傾斜状の端面１０５を覆う樹脂被膜１０６を受け止めるようになっていた。抜け止め時には、内軸１０１の樹脂被膜１０６が抜け止め部１０３に押し付けられる。このとき、軸方向に対して傾斜した従来の抜け止め面１０４と、内軸１０１の端面１０５を覆う樹脂被膜１０６が互いに当接し、内軸１０１に軸方向荷重Ｐが作用する。これに伴い、軸方向に対してα度で傾斜した抜け止め面１０４には、抗力Ｎ、および摩擦力Ｆが作用する。摩擦係数をμとするときに、摩擦力Ｆは、Ｆ＝μＮで表される。これら３つの力Ｐ，Ｎ，Ｆは、軸方向に関して釣り合うので、下記式（１）が成り立つ。

Ｐ−Ｎ＊（ｓｉｎα）−μＮ＊（ｃｏｓα）＝０…（１）
従って、Ｎ＝Ｐ／（μ＊（ｃｏｓα）＋（ｓｉｎα））…（２）
式（２）から、傾斜角α＝９０°のときには、抗力Ｎ＝Ｐである。一方で、傾斜角αが０°に近づくにしたがって、抗力Ｎは増加する（これを楔作用という。）。
よって、傾斜角αが９０°よりも小さい（α＜９０°）従来の場合には、抜け止め面１０４に、上述の抗力Ｎとして、上述の軸方向荷重Ｐ（抜け荷重）の何倍もの荷重が作用することがあった。つまり、抜け止め面１０４が樹脂被膜１０６を径方向に強固に締め付ける。その結果、抜け止め面１０４と接触する樹脂被膜１０６の接触部が変形し、抜け止め面１０４が樹脂被膜１０６に食い込むことになる。

また、内軸１０１の端面１０５が樹脂被膜１０６により被覆されていない場合には、内軸１０１の端面１０５と外軸１０２の抜け止め面１０４との凝着が生じることがある。
このように、食い込みや凝着が生じると、延びた中間軸１００を、抜け止め後に収縮させるのに大きな力を要する。また、中間軸１００を所要の長さに調節するのに手間がかかる。その結果、中間軸１００の組み付け作業の邪魔になっていた。

図５（ｂ）を参照して、これに対して本実施形態では、抜け止め面４９は軸方向Ｘ１に対して直交しているので、上述した楔作用が生じず、抜け止め面４９に余分な荷重が掛からないので、抜け止め部４８が樹脂被膜４６に食い込むことが防止される。また、後述する実施形態のように、抜け止め面４９と段差部４２との凝着が防止される。
また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明する。なお、他の構成については、上述の実施形態と同様である。

図８（ａ）および図８（ｂ）は、本発明の第２の実施形態のスプライン伸縮軸としての中間軸５の断面図であり、図９のVIII−VIII線に沿う断面を示し、図８（ａ）に抜け止めをしていない状態を示し、図８（ｂ）に抜け止めをした状態を示す。図９は、図８（ａ）のIX−IX線に沿う断面図である。
第２の実施形態の中間軸５は、図４の抜け止め部４８に代えて、図９の抜け止め部４８Ａを有している。本実施形態の抜け止め部４８Ａは、図４に示す抜け止め部４８とは、以下の点で異なり、他の構成については同じとされている。

図８（ａ）と図９を参照して、外軸３６の各内スプライン歯４４１は、外軸３６の開口端３６１から軸方向Ｘ１に沿って真直に所定長さで延びている。抜け止め部４８Ａは、外軸３６の内周３６４において、周方向Ｃ１に関して、複数カ所、例えば２箇所に配置されている（１箇所のみ図示。）。２つの抜け止め部４８Ａは、互いに同じに形成されており、周方向Ｃ１に互いに離隔して、周方向Ｃ１に均等に配置されている。

図８（ｂ）および図９を参照して、抜け止め部４８Ａは、外軸３６の内スプライン４４の谷部５５の軸方向端部５５１に配置されている。抜け止め部４８Ａは、内スプライン４４の谷部５５から径方向Ｒ１の内方に突出している。抜け止め部４８Ａは、内スプライン４４の谷部５５と単一部材により一体に形成されており、谷部５５の軸方向端部５５１を径方向Ｒ１に塑性変形させてなる。なお、抜け止め部４８Ａは、少なくとも一つがあればよい。抜け止め部４８Ａは、例えば下記の製造方法により製造することができる。

図１０は、図８（ａ）の抜け止め部４８Ａを形成するための第１の工具５７、第２の工具５８、内軸３５および軸部材５２の斜視図である。図１１は、第１の工具５７、第２の工具５８、内軸３５および外軸３６の断面図である。図１０と図１１を参照して、下記の製造方法では、外軸３６を形成するための製造用中間体としての上述の軸部材５２と、第１の工具５７としてのポンチと、第２の工具５８としての受け部材とを用いる。軸部材５２を第１および第２の工具５７，５８により加工し、外軸３６を得る。なお、第２の工具５８を用いない場合も考えられるが、本実施形態では、第２の工具５８を用いる場合に則して説明する。

本実施形態の軸部材５２は、抜け止め部４８Ａが形成されていない点で本実施形態の外軸３６と異なっている。
第１の工具５７は、押圧部５７１を有する。この押圧部５７１は、硬化された金属部材により形成されており、軸方向Ｘ１に直交する剪断面を軸部材５２に形成できるような形状とされている。また、第２の工具５８は、周方向Ｃ１に関して相隣接する一対の内スプライン歯４４１の歯先（小径部）を受ける受け部５８１と、この受け部５８１に隣接する段部５８２とを有している。受け部５８１で受けられる一対の内スプライン歯４４１の間の谷部５５に、抜け止め部４８Ａが形成されることになる。

先ず、軸部材５２に内軸３５を嵌合し、全体として短くする。この状態の軸部材５２の開口端３６１から、軸部材５２の内周３６４と内軸３５の外周３５３との間の隙間に、第２の工具５８の受け部５８１を挿入する。具体的には、抜け止め部４８Ａを形成しようとする谷部５５を挟んだ両側の内スプライン歯４４１の歯先と、内軸３５の外周３５３の細径部４１との間の径方向隙間に、第２の工具５８の受け部５８１を挿入する。また、第２の工具５８の段部５８２を軸部材５２の開口端３６１に沿わせる。

次に、第１の工具５７で、抜け止め部４８Ａを形成しようとする谷部５５の背面側にある軸部材５２の外周の一部（一点鎖線５２１で図示）を押圧し、軸部材５２の谷部５５の軸方向端部５５１を径方向Ｒ１の内方に塑性変形させる。これにより、軸部材５２の外周に窪みが形成され、これとともに、軸部材５２の内周３６４の谷部５５の軸方向端部５５１が、径方向Ｒ１の内方に向けて突起状に突出する。このとき、軸部材５２の谷部５５の軸方向端部５５１が剪断されて変形し、抜け止め部４８Ａになる。また、剪断面が、抜け止め面４９になる。

図２を参照して、その後、外軸３６の他端３６２および内軸３５の他端３５２のそれぞれに、対応する自在継手４，６を取り付ける。これにより、中間軸５を得る。
図８（ｂ）および図９を参照して、本実施形態のスプライン伸縮軸としての中間軸５は、内スプライン４４の谷部５５の軸方向端部５５１を、径方向Ｒ１に塑性変形させてなる抜け止め部４８Ａと、外スプライン４０を被覆する樹脂被膜４６と、を備えている。抜け止め部４８Ａの抜け止め面４９は、軸方向Ｘ１に対して直交している。

本実施形態では、上述の実施形態と同様に、抜け止め面４９は軸方向Ｘ１に対して直交しているので、抜け止め時に楔作用が生じず、楔作用による余分な荷重が抜け止め面４９にかからずに済む。その結果、抜け止め部４８Ａが樹脂被膜４６に食い込むことが防止される。
また、食い込みが防止されるので、樹脂被膜が被覆されていない外スプラインの部分を廃止したり小さくしたりできる。従って、軸方向Ｘ１に関して樹脂被膜４６の長さを外スプライン４０の長さに等しい値にしたり、この値に近似した値にすることができる。その結果、外スプライン４０および内スプライン４４の嵌合長を短くできる。

また、内スプライン４４の谷部５５の軸方向端部５５１を径方向Ｒ１に塑性変形させるときに、径方向Ｒ１の外方から容易に作業することができる。また、抜け止め部４８Ａは内スプライン４４の谷部５５に形成されるので、抜け止め部４８Ａの塑性加工の際に、近傍の内スプライン歯４４１を変形させてしまうという悪影響を小さく抑制できる。
図１２に示す第３の実施形態は、第２の実施形態において内軸３５の段差部４２およびその近傍にある外スプライン４０の一部が、樹脂被膜４６により被覆されずに、露出している場合に相当する。

抜け止め面４９は、内軸３５の段差部４２と接触可能な接触面である。中間軸５が最も長く伸長したときに、抜け止め面４９が、内軸３５の段差部４２を直接に受けるようになっており、これにより、外軸３６から内軸３５が離脱しないようになっている。抜け止め時の抜け止め面４９と段差部４２とは、互いに当接し、例えば、金属接触する。
本実施形態では、抜け止め面４９は、軸方向Ｘ１に対して直交するので、上述の実施形態と同様に、楔作用が生じない。従って、楔作用に伴う抜け止め面４９と段差部４２との凝着の発生を防止できる。また、樹脂被膜４６が被覆していない外スプライン４０の部分は、段差部４２およびその近傍だけの僅かな部分であるので、軸方向Ｘ１に関して樹脂被膜４６の長さは外スプライン４０の長さに近似した値となる。従って、外スプライン４０および内スプライン４４の嵌合長を実質的に短くできる。

図１３の第４の実施形態に示すように、第２の実施形態の抜け止め部４８Ａが形成された谷部５６が、内スプライン４４の周方向Ｃ１の一部に形成された、いわゆる欠け歯領域５７を含んでいてもよい。
欠け歯領域５７は、本来、内スプライン歯４４１が設けられるべきところの歯を少なくとも一つ無くした領域であり、その歯の周方向両側の歯底が周方向に延設されている。欠け歯領域５７を含む谷部５６には、抜け止め部４８Ａを容易に形成することができる。

内スプライン４４は、周方向Ｃ１の幅が相対的に狭い複数の谷部５５と、周方向Ｃ１の幅が相対的に広い少なくとも一つの谷部５６とを有している。
外スプライン４０は、周方向Ｃ１の幅が相対的に狭い複数の外スプライン歯４０１と、周方向Ｃ１の幅が相対的に広い少なくとも一つの外スプライン歯４０２と有している。外スプライン歯４０２は、谷部５６と同数で形成されており、この谷部５６に対応する歯溝に噛み合っている。外スプライン歯４０２が、抜け止め時に抜け止め面４９により受けられるようになっている。なお、全ての歯の周方向の幅が均等な第１の実施形態の外スプライン４０を用いることもできる。

また、第４の実施形態と同様に、第３の実施形態の抜け止め部４８Ａが形成された谷部が、欠け歯領域を含んでいてもよい。
また、第１の実施形態において、内軸３５の段差部４２およびその近傍にある外スプライン４０の一部が、樹脂被膜４６により被覆されずに、露出している場合も考えられる。この場合においても、第３の実施形態と同様に、楔作用を防止でき、また、外スプライン４０と内スプライン４４の嵌合長を実質的に短くできる。

また、上述の各実施の形態のスプライン伸縮軸の特徴は、ボールスプライン軸に適用されてもよいし、内軸３５の断面形状が非円形の異形スプライン軸に適用されてもよい。
また、上述の各実施の形態では、車両用操舵装置１が、操舵軸３に操舵補助力を付与する、いわゆるコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置である場合に則して説明したが、ピニオン軸７に操舵補助力を付与する、いわゆるピニオンアシスト式の電動パワーステアリング装置であってもよいし、ラック軸８に操舵補助力を付与する、いわゆるラックアシスト式の電動パワーステアリング装置であってもよい。また、マニュアルステアリングの車両用操舵装置に適用するようにしてもよい。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

５…中間軸（スプライン伸縮軸）、３５…内軸、３６…外軸、４０…外スプライン、４４…内スプライン、４６…樹脂被膜、４８，４８Ａ…抜け止め部、４９…抜け止め面、３５３…内軸の外周、３６４…外軸の内周、４４１…内スプライン歯（内スプラインの歯）、４４２…内スプライン歯の端部（内スプラインの歯の軸方向端部）、５５，５６…谷部、５５１…（谷部の）軸方向端部、Ｃ１…周方向、Ｒ１…径方向、Ｘ１…軸方向。

Claims (2)

1. 軸方向に摺動可能に嵌合された内軸および筒状の外軸と、
   上記内軸の外周に設けられた外スプラインと、
   上記外軸の内周に設けられた内スプラインと、
   上記内スプラインの歯の軸方向端部を周方向に塑性変形させてなる抜け止め部と、
   上記外スプラインの少なくとも一部を被覆する樹脂被膜と、を備え、
   上記抜け止め部の抜け止め面は、軸方向に対して直交していることを特徴とするスプライン伸縮軸。
2. 軸方向に摺動可能に嵌合された内軸および筒状の外軸と、
   上記内軸の外周に設けられた外スプラインと、
   上記外軸の内周に設けられた内スプラインと、
   上記内スプラインの谷部の軸方向端部を径方向に塑性変形させてなる抜け止め部と、
   上記外スプラインの少なくとも一部を被覆する樹脂被膜と、を備え、
   上記抜け止め部の抜け止め面は、軸方向に対して直交していることを特徴とするスプライン伸縮軸。

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