JP2018053939A - スプライン伸縮軸 - Google Patents

Abstract

【課題】組立時の組付性が良く使用時の打音を抑制するスプライン伸縮軸を提供する。
【解決手段】スプライン伸縮軸（第１コラムシャフト１１）が、雄軸１４と雌軸１３とを含む。雄軸１４は、第１雄スプライン歯４２と、第２雄スプライン歯４３とを含む。第１雄スプライン歯４２は、周方向Ｙに隣り合う雌スプライン歯５２に対してバックラッシのない状態で噛み合わされた歯面７１，７２と、歯面７１，７２の反対側に配置されて周方向Ｙの隙間空間Ｓに面する背面７１Ｂ，７２Ｂとを含む。第２雄スプライン歯４３は、周方向Ｙに隣接する雌スプライン歯５２に対してバックラッシを有して噛み合わされている。第１雄スプライン歯４２は、第２雄スプライン歯４３よりも剛性の低い材料で形成されている。
【選択図】図４

Description

本発明はスプライン伸縮軸に関する。

ステアリング装置において、一端にステアリングホイールが連結されたコラムシャフトは、雄軸と雌軸とがスプライン嵌合されて形成されているため、ステアリングホイールの位置をコラムシャフトの軸方向に調整するテレスコ調整時に軸方向に伸縮する機能や、二次衝突時に軸方向に収縮する機能を有している。
雄軸と雌軸との嵌合部には、軸方向の摺動性を考慮して、周方向に所定のバックラッシが設けられている。歯強度を確保しつつバックラッシに起因する打音を抑制するために、表面に薄い樹脂被膜が形成された金属歯を用いる技術が提案されている（特許文献１を参照）。

また、ユニバーサルジョイント用スプラインにおいて、雄歯または雌歯に、歯頂部から径方向に延びて歯形を軸方向に貫通するスリットを設けて、各歯を一対の分割歯で構成し、各分割歯をスリット側へ撓ませた状態で、相手方の歯に噛み合わせる技術が提案されている（特許文献２を参照）。
また、電動モータの入出力シャフトの端部と減速機のウォームの端部とを連結する動力伝達機構において、入出力シャフトの外周面に固定された金属製の歯車部材の少なくとも１つの歯部に、軸方向のスリットを設ける技術が提案されている（特許文献３を参照）。特許文献３では、多数の金属製（板金材製または焼結材製）の薄板が軸方向に積層されて歯車部材が形成されている。

特開２００６−１２３８２０号公報 実開昭５９−８５４２２号公報 特開２０１５−５５３１５号公報

特許文献１では、樹脂被膜の膜厚の寸法精度がばらつき易い。このため、隣接するスプライン歯の歯面間に締め代が発生して、コラムシャフトの摺動性が悪化するおそれがある。そこで、摺動性の悪化を回避するために、通例、バックラッシは、大きめに設定される。しかし、その場合、薄い樹脂被膜の圧縮弾性のみでは、回転方向の隙間に起因するガタを吸収できず、打音の抑制が困難になる。

特許文献２，３では、雄軸と雌軸の回転方向のガタを抑制するために、歯の圧縮弾性のみならず歯の曲げ弾性を用いることができるという利点がある。
しかしながら、特許文献２では、全歯が同じ材料で形成され、全歯にスリットが形成されて全歯が予圧を付与された状態で相手方の歯と接している。このため、雄軸と雌軸とを組み付けるときに軸方向の摺動抵抗が大きくなって組付性が悪くなる。

また、特許文献３では、全ての歯部が同じ金属材料で形成されるため、スリットが形成された歯部が、ある程度高い曲げ剛性を有する。このため、雄軸と雌軸とを組み付けるときに軸方向の摺動抵抗が大きくなって組付性が悪くなる。
本発明の目的は、組立時の組付性が良く且つ使用時の打音を抑制することができるスプライン伸縮軸を提供することである。

請求項１の発明は、外周に複数の雄スプライン歯（４２，４３；４２Ｐ，４３；４２Ｑ，４３；４２Ｒ）を有する雄軸（１４；１４Ｐ；１４Ｑ；１４Ｒ）と、前記雄軸とスプライン嵌合すべく内周に前記雄スプライン歯と周方向（Ｙ）に交互に配列された複数の雌スプライン歯（５２；５２Ｒ，５３Ｒ）を有する雌軸（１３；１３Ｒ）と、を備え、前記複数の雄スプライン歯および前記複数の雌スプライン歯の少なくとも一方が、少なくとも１つの第１スプライン歯（４２；４２Ｐ；４２Ｑ；５２Ｒ）を含み、前記複数の雄スプライン歯および前記複数の雌スプライン歯の少なくとも一方が、複数の第２スプライン歯（４３；５３Ｒ）を含み、前記第２スプライン歯は、周方向に隣接する他方のスプライン歯に対してバックラッシを有して噛み合わされており、前記第１スプライン歯は、周方向に隣接する他方のスプライン歯に対してバックラッシがゼロであるか又は前記第２スプライン歯のバックラッシよりも少ないバックラッシを有して噛み合わされた少なくとも１つの歯面（７１，７２；７１Ｐ，７２Ｐ；７１Ｑ，７２Ｑ；９１，９２）と、その歯面の反対側に配置されて周方向の隙間空間（Ｓ；ＳＰ１，ＳＰ２）に面する背面（７１Ｂ，７２Ｂ；７１ＰＢ，７２ＰＢ；７１ＱＢ，７２ＱＢ；９１Ｂ，９２Ｂ）と、を含み、前記第２スプライン歯よりも剛性の低い材料で形成されている、スプライン伸縮軸（１１；１１Ｐ；１１Ｑ；１１Ｒ）を提供する。

なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２のように、前記第１スプライン歯は、合成樹脂で形成されており、前記第２スプライン歯は、金属、又は合成樹脂により被覆された金属で形成されていてもよい。

請求項３のように、前記第１スプライン歯は、第１回転方向側の歯面を有する第１分割歯（６１，６１Ｑ，８１）と、前記第１回転方向の反対側の第２回転方向側の歯面を有する第２分割歯（６２，６２Ｑ，８２）と、を含み、前記隙間空間は、前記第１分割歯の前記歯面の背面（７１Ｂ，７１ＱＢ，９１Ｂ）と前記第２分割歯の前記歯面の背面（７２Ｂ，７２ＱＢ，９２Ｂ）との間に配置されていてもよい。

請求項４のように、前記第１スプライン歯は、第１回転方向側の歯面を有する第１片歯（６１Ｐ）からなる第１タイプの第１スプライン歯と、前記第１回転方向の反対側の第２回転方向側の歯面を有する第２片歯（６２Ｐ）からなる第２タイプの第１スプライン歯とを含み、前記隙間空間は、各タイプの第１スプライン歯の背面（７１ＰＢ，７２ＰＢ）と当該背面に対向する他方のスプライン歯との間に介在していてもよい。

請求項５のように、前記第１片歯および前記第２片歯は、それぞれ複数設けられ、前記第１片歯および前記第２片歯のそれぞれは、周方向に等間隔に配置されていてもよい。
請求項６のように、前記第１スプライン歯の歯面は、周方向に隣接する他方のスプライン歯に噛み合う噛合領域（ＴＡ１，ＴＡ２）を含み、前記噛合領域は、前記第２スプライン歯のピッチ円（ＰＣ）よりも前記第１スプライン歯の歯先側（Ｋ１）に配置されていてもよい。

請求項１の発明では、トルク負荷時に、バックラッシを有しないまたは第２スプライン歯よりもバックラッシの少ない第１スプライン歯が、隙間空間側へ曲げ変形して使用時における歯どうしの打音を抑制することができる。また、第１スプライン歯が、第２スプライン歯よりも剛性の低い材料で形成されているので、第１スプライン歯の曲げ剛性が低く抑制される。このため、雄軸と雌軸とを組み付けるときの軸方向の摺動抵抗を低く抑制することができ、組み付け性がよい。

請求項２の発明では、第１スプライン歯が合成樹脂で形成されているので、第１スプライン歯の曲げ剛性を低く抑制することができる。
請求項３の発明では、第１分割歯と第２分割歯とで第１スプライン歯が形成されているので、第１分割歯と第２分割歯との位置関係が設定し易い。
請求項４の発明では、第１スプライン歯にスリットが形成されていないので、例えば第１スプライン歯を樹脂成形により形成する場合に成形型の型寿命を長くすることができ、製造性が向上する。

請求項５の発明では、雄軸と雌軸との偏心を抑制しつつ、使用時の打音を抑制することができる。
請求項６の発明では、第１スプライン歯において歯面の噛合領域の位置を変更する簡単な構造で、第１スプライン歯の曲げ剛性をより低く抑制することができる。

本発明の第１実施形態のスプライン伸縮軸が適用されたステアリング装置の模式的断面図である。 第１実施形態のスプライン伸縮軸としての第１コラムシャフトの一部破断側面図である。 第１実施形態の第１コラムシャフトの雄軸の断面図である。 第１実施形態の第１コラムシャフトの要部の概略断面図であり、無負荷状態を示している。 本発明の第２実施形態のスプライン伸縮軸の要部の断面図であり、無負荷状態を示している。 本発明の第３実施形態のスプライン伸縮軸の要部の概略断面図であり、無負荷状態を示している。 本発明の第４実施形態のスプライン伸縮軸の要部の断面図であり、無負荷状態を示している。

本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態のスプライン伸縮軸が適用されたステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。図１に示すように、ステアリング装置１は、軸方向Ｘの一端３ａに操舵部材２が連結されたコラムシャフト３と、自在継手４と、インターミディエイトシャフト５と、自在継手６と、ピニオンシャフト７と、転舵軸としてのラックシャフト８と、ハウジング１０と、ステアリングコラム２０と、アシスト機構３０とを備える。

コラムシャフト３の軸方向Ｘの他端３ｂが、自在継手４を介してインターミディエイトシャフト５の一端５ａと連結されている。インターミディエイトシャフト５の他端５ｂが、自在継手６を介してピニオンシャフト７に連結されている。
ピニオンシャフト７に設けられたピニオン７ａに、ラックシャフト８に設けられたラック８ａが噛み合わされている。ピニオンシャフト７およびラックシャフト８を含むラックアンドピニオン機構によって、ステアリングギヤ機構Ａが構成されている。

ハウジング１０は、車体側部材９に固定されている。ラックシャフト８は、ハウジング１０によって、車両の左右方向に沿う軸方向（紙面とは直交する方向）に移動可能に支持されている。ラックシャフト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に連結されている。
コラムシャフト３は、第１実施形態のスプライン伸縮軸が適用された第１コラムシャフト１１と、第２コラムシャフト１２とを備える。第１コラムシャフト１１は、スプライン結合を用いて、トルク伝達可能に且つ軸方向Ｘに相対摺動可能に嵌合された雌軸１３および雄軸１４を含む。

雌軸１３および雄軸１４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している。本実施形態では、雌軸１３がアッパーシャフトを構成し、雄軸１４がロアーシャフトを構成する場合に則して説明する。操舵部材２は、アッパーシャフトである雌軸１３の一端（コラムシャフト３の一端３ａに相当）に連結されている。
また、第２コラムシャフト１２は、入力シャフト１５と、出力シャフト１６と、トーションバー１７とを含む。入力シャフト１５は、雄軸１４と同伴回転可能に連結されている。出力シャフト１６は，自在継手４を介してインターミディエイトシャフト５と連結されている。トーションバー１７は、入力シャフト１５および出力シャフト１６を相対回転可能に連結している。

ステアリングコラム２０は、コラムシャフト３の周囲を取り込み、図示しない軸受を介してコラムシャフト３を回転可能に支持している。ステアリングコラム２０は、車体側部材１８，１９に支持されている。
ステアリングコラム２０は、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とを含む。

アシスト機構３０は、電動モータ３１と、減速機構３２とを含む。減速機構３２は、ハウジング２３内に収容されている。減速機構３２は、電動モータ３１の動力を減速して出力シャフト１６に伝達する。
減速機構３２は、駆動ギヤ３３と、駆動ギヤ３３と噛み合う被動ギヤ３４とを含む。駆動ギヤ３３は、電動モータ３１の回転軸（図示せず）と同行回転可能に連結されている。被動ギヤ３４は、出力シャフト１６に一体回転可能に連結されている。駆動ギヤ３３は例えばウォーム軸からなり、被動ギヤ３４は例えばウォームホイールからなる。

インターミディエイトシャフト５は、スプライン結合を用いて、トルク伝達可能に且つ軸方向Ｘに相対摺動可能に嵌合された雌軸３５および雄軸３６を含む。
雌軸３５および雄軸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している。本実施形態では、雌軸３５がアッパーシャフトを構成し、雄軸３６がロアーシャフトを構成する場合に則して説明する。雌軸３５は、自在継手４を介してコラムシャフト３（具体的には第２コラムシャフト１２の出力シャフト１６）と接続されている。雄軸３６は、自在継手６を介してピニオンシャフト７に接続されている。

図２は、第１コラムシャフト１１の一部破断側面図である。図３は、雄軸１４の断面図である。図４は、トルクが負荷されていない無負荷状態の第１コラムシャフト１１の要部の断面図である。
図２に示すように、雄軸１４は、軸方向Ｘの一端から所定長の範囲に、スプライン軸部４１を有する。雌軸１３は、スプライン軸部４１とスプライン嵌合されたスプライン筒部５１を有する金属軸である。

雄軸１４のスプライン軸部４１の表面は、雄軸１４の中心軸線Ｃ１の周囲に配置される。スプライン軸部４１の表面には、複数の外歯部として、複数の第１雄スプライン歯４２と、複数の第２雄スプライン歯４３とが、軸方向Ｘにストレートに延びて形成されている。
雌軸１３のスプライン筒部５１の内面は、雌軸１３の中心軸線Ｃ２の周囲に配置される。スプライン筒部５１の内面には、軸方向Ｘの一端から所定長の範囲に、複数の内歯部としての雌スプライン歯５２が、軸方向にストレートに延びて形成されている。

図３に示すように、雄軸１４のスプライン軸部４１は、金属軸部４４と、樹脂部４５とを含む。金属軸部４４の外周４４ａには、外歯部４４ｂが形成されている。樹脂部４５は、金属軸部４４の外周４４ａの表面を覆う。樹脂部４５は、金属軸部４４を金型内にインサートして形成されている。
複数の第１雄スプライン歯４２は、周方向Ｙに等間隔に配置されている。複数の第１雄スプライン歯４２を除く残りの雄スプライン歯が、第２雄スプライン歯４３で構成されている。

各第１雄スプライン歯４２は、合成樹脂で形成されている。各第１雄スプライン歯４２は、第１分割歯６１と、第２分割歯６２とに分割されている。第１分割歯６１は、歯面として第１歯面７１（第１回転方向Ｚ１側の歯面）を有する第１片歯である。第２分割歯６２は、歯面として第２歯面７２（第１回転方向Ｚ１の反対側の第２回転方向Ｚ２側の歯面）を有する第２片歯である。以後、第１回転方向Ｚ１および第２回転方向Ｚ２を総称して言うときは、単に、回転方向Ｚと言う。

各第１雄スプライン歯４２において、第１分割歯６１と第２分割歯６２との間には、スリット６３が介在する。スリット６３は、第１雄スプライン歯４２の頂部から雄軸１４の径方向Ｋの内方へ延び且つ雄軸１４の軸方向（図３の紙面と直交する方向）に延びている。スリット６３内の空間が、第１分割歯６１と第２分割歯６２との間の周方向Ｙの隙間空間Ｓに相当する。

図４に示すように、第１分割歯６１は、第１歯面７１の反対側の面である第１背面７１Ｂ（スリット６３の一方の内面に相当）を有している。第２分割歯６２は、第２歯面７２の反対側の面である第２背面７２Ｂ（スリット６３の他方の内面に相当）を有している。第１背面７１Ｂおよび第２背面７２Ｂは、隙間空間Ｓに面している。
第１歯面７１および第２歯面７２は、それぞれバックラッシのない状態でそれぞれ隣接する雌スプライン歯５２の歯面５２ａに噛み合わされている。第１歯面７１および第２歯面７２は、それぞれ隣接する雌スプライン歯５２の歯面５２ａに所定の締め代を有して噛み合わされている。従い、第１分割歯６１および第２分割歯６２は、それぞれの歯元部６１０，６２０を支点として隙間空間Ｓ側へ曲げ変形されている。

図３および図４に示すように、第２雄スプライン歯４３は、金属軸部４４の外周４４ａに形成された外歯部４４ｂと、外歯部４４ｂの外面に被覆された合成樹脂製の樹脂被膜４４ｃ（樹脂部４５の一部に相当）とで形成されている。図４に示すように、第２雄スプライン歯４３は、周方向Ｙに隣接する雌スプライン歯５２に対してバックラッシを有して噛み合わされている。

すなわち、負荷トルクがない状態で、第２雄スプライン歯４３の各歯面４３ａとそれぞれ対向する雌スプライン歯５２の歯面５２ａとの間に、所定量の隙間が介在している。
本実施形態では、トルク負荷時に、バックラッシを有しない第１雄スプライン歯４２が、隙間空間Ｓ側へ曲げ変形して使用時における歯どうしの打音を抑制することができる。また、第１雄スプライン歯４２が、第２雄スプライン歯４３よりも剛性の低い材料で形成されているので、第１雄スプライン歯４２の曲げ剛性が低く抑制される。このため、雄軸１４と雌軸１３とを組み付けるときの軸方向Ｘの摺動抵抗を低く抑制することができ、組み付け性がよい。

また、大トルク負荷時には、樹脂被覆された金属で形成され強度がありバックラッシを有する第２雄スプライン歯４３が、大トルクを受ける。
隙間空間Ｓ側へ曲げ変形する第１雄スプライン歯４２が、合成樹脂で形成されているため、第１雄スプライン歯４２の曲げ剛性が低く抑制される。可及的に、第１雄スプライン歯４２の歯面（第１歯面７１，第２歯面７２）の締め代を大きく設定することが可能となる。このため、寸法精度のばらつきに拘らず、回転方向Ｚのガタを抑制することができる。可及的に、寸法公差を緩和することができ、製造性が向上する。しかも、前記締め代を大きくしても、第１雄スプライン歯４２の曲げ剛性が低いので、伸縮時の摺動抵抗の増加を抑制することができる。

また、第１分割歯６１と第２分割歯６２とで第１雄スプライン歯４２が形成されているので、第１分割歯６１と第２分割歯６２との位置関係が設定し易い。このため、第１雄スプライン歯４２のバックラッシの設定が容易になる。
なお、第１実施形態において、第１雄スプライン歯４２は、周方向に少なくとも１つ設けられればよい。また、第１雄スプライン歯４２が、第２雄スプライン歯４３のバックラッシよりも少ないバックラッシを持つようにしてもよい。その場合、組立時に雄軸１４と雌軸１３の組付性をより向上することができる。
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態のスプライン伸縮軸としての第１コラムシャフト１１Ｐの無負荷状態の概略断面図である。

図５の第２実施形態の第１コラムシャフト１１Ｐが、図４の第１実施形態の第１コラムシャフト１１と主に異なるのは、下記である。
すなわち、第１コラムシャフト１１Ｐの雄軸１４Ｐのスプライン軸部４１Ｐが、複数の第１雄スプライン歯４２Ｐと、複数の第２雄スプライン歯４３とを含む。第１雄スプライン歯４２Ｐは、第１タイプの雄スプライン歯と、第２タイプの雄スプライン歯とを含む。

第１タイプの雄スプライン歯は、周方向Ｙに隣接する雌スプライン歯５２の歯面５２ａと所定の締め代を有する歯面として第１回転方向Ｚ１側の歯面である第１歯面７１Ｐのみを有する第１片歯６１Ｐからなる。
第２タイプの雄スプライン歯は、周方向Ｙに隣接する雌スプライン歯５２の歯面５２ａと所定の締め代を有する歯面として第２回転方向Ｚ２側の歯面である第２歯面７２Ｐのみを有する第２片歯６２Ｐからなる。

一方、第２雄スプライン歯４３は、周方向Ｙに隣接する雌スプライン歯５２に対してバックラッシを有して噛み合わされている。
第１片歯６１Ｐ（第１タイプの第１雄スプライン歯４２Ｐ）の第１歯面７１Ｐの反対側の第１背面７１ＰＢと、該第１背面７１ＰＢと周方向Ｙに対向する雌スプライン歯５２の歯面５２ａとの間に、隙間空間ＳＰ１が介在している。また、第２片歯６２Ｐ（第２タイプの第１雄スプライン歯４２Ｐ）の第２歯面７２Ｐの反対側の第２背面７２ＰＢと、該第２背面７２ＰＢと周方向Ｙに対向する雌スプライン歯５２の歯面５２ａとの間に、隙間空間ＳＰ２が介在している。

本実施形態では、トルク負荷時に、バックラッシを有しない各タイプの第１雄スプライン歯４２Ｐ（第１片歯６１Ｐ，第２片歯６２Ｐ）が、隙間空間Ｓ１，Ｓ２側へ曲げ変形して使用時における歯どうしの打音を抑制することができる。また、第１雄スプライン歯４２Ｐ（第１片歯６１Ｐ，第２片歯６２Ｐ）が、第２雄スプライン歯４３よりも剛性の低い材料で形成されているので、第１雄スプライン歯４２Ｐの曲げ剛性が低く抑制される。このため、雄軸１４Ｐと雌軸１３とを組み付けるときの軸方向Ｘの摺動抵抗を低く抑制することができ、組み付け性がよい。

また、大トルク負荷時には、樹脂被覆された金属で形成され強度がありバックラッシを有する第２雄スプライン歯４３が、大トルクを受ける。
スプライン歯自体にスリットを形成する場合には、成形型において、スリットを形成する型部分が、変形したり破損したりして、型寿命が短くなるおそれがある。これに対して、本実施形態では、第１タイプおよび第２タイプの第１雄スプライン歯４２Ｐをそれぞれ構成する第１片歯６１Ｐおよび第２片歯６２Ｐにスリットが形成されないので、例えば第１雄スプライン歯４２Ｐを樹脂成形により形成する場合に、スリットが形成される場合と比較して、成形型の型寿命を長くすることができ、製造性が向上する。

隙間空間Ｓ側へ曲げ変形する第１雄スプライン歯４２Ｐ（各片歯６１Ｐ，６２Ｐ）が、合成樹脂で形成されているため、各片歯６１Ｐ，６２Ｐの曲げ剛性が低くされる。可及的に、各片歯６１Ｐ，６２Ｐの歯面７１Ｐ，７２Ｐの締め代を大きく設定することが可能となる。このため、寸法精度のばらつきに拘らず、回転方向Ｚのガタを抑制することができる。可及的に、寸法公差を緩和することができ、製造性が向上する。しかも、前記締め代を大きくしても、第１雄スプライン歯４２Ｐ（各片歯６１Ｐ，６２Ｐ）の曲げ剛性が低いので、伸縮時の摺動抵抗の増加を抑制することができる。

また、第１片歯６１Ｐおよび第２片歯６２Ｐは、それぞれ複数設けられており、周方向Ｙに交互に配置されている。第１片歯６１Ｐおよび第２片歯６２Ｐのそれぞれは、周方向Ｙに等間隔に配置されている。このため、雄軸１４Ｐと雌軸１３との偏心を抑制しつつ、使用時の打音を抑制することができる。
図５の第２実施形態の構成要素において、図４の第１実施形態の構成要素と同じ構成要素には、図４の第１実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。

なお、第２実施形態において、第１片歯６１Ｐおよび第２片歯６２Ｐをそれぞれ一つずつ設けるようにしてもよい。その場合、第１片歯６１Ｐおよび第２片歯６２Ｐを雄軸１４Ｐの径方向の反対側に配置するようにしてもよい。
また、第１雄スプライン歯４２Ｐ（各片歯６１Ｐ，６２Ｐ）が、第２雄スプライン歯４３のバックラッシよりも少ないバックラッシを持つようにしてもよい。その場合、組立時に雄軸１４Ｐと雌軸１３の組付性をより向上することができる。
（第３実施形態）
図６は、本発明の第３実施形態のスプライン伸縮軸としての第１コラムシャフト１１Ｑの無負荷状態の概略断面図である。図６の第３実施形態の第１コラムシャフト１１Ｑが、図４の第１実施形態の第１コラムシャフト１１と主に異なるのは、下記である。

すなわち、第１コラムシャフト１１Ｑにおいて金属軸部４４と樹脂部４５で構成される雄軸１４Ｑが、少なくとも１つの第１雄スプライン歯４２Ｑと、複数の第２雄スプライン歯４３とを含む。第１雄スプライン歯４２Ｑは、スリット６３によって分割された第１分割歯６１Ｑと第２分割歯６２Ｑとを含む。
第１分割歯６１Ｑの歯面である第１歯面７１Ｑと第２分割歯６２Ｑの歯面である第２歯面７２Ｑとが、それぞれ周方向Ｙに隣接する雌スプライン歯５２の歯面５２ａに噛み合う噛合領域ＴＡ１，ＴＡ２を含む。

各噛合領域ＴＡ１，ＴＡ２は、第２雄スプライン歯４３のピッチ円ＰＣよりも、第１雄スプライン歯４２Ｑ（各分割歯６１Ｑ，６２Ｑ）の歯先側（径方向Ｋの外方Ｋ１に相当）に配置されている。具体的には、各歯面７１Ｑ，７２Ｑにピッチ円ＰＣと交差する凹部８０が設けられることで、各噛合領域ＴＡ１，ＴＡ２が、ピッチ円ＰＣよりも第１雄スプライン歯４２Ｑ（分割歯６１Ｑ，６２Ｑ）の歯先側（径方向Ｋの外方Ｋ１に相当）の位置にオフセットされている。

第１分割歯６１Ｑの第１歯面７１Ｑの背面である第１背面７１ＱＢと第２分割歯６２Ｑの第２歯面７２Ｑの背面である第２背面７２ＱＢとが、スリット６３内の隙間空間Ｓに面している。
図６の第３実施形態の構成要素において、図４の第１実施形態の構成要素と同じ構成要素には、図４の第１実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。

本実施形態では、第１雄スプライン歯４２Ｑにおいて各歯面７１Ｑ，７２Ｑの噛合領域ＴＡ１，ＴＡ２の位置を変更する簡単な構造で、第１雄スプライン歯４２Ｑの曲げ剛性をより低く抑制することができる。
（第４実施形態）
図７は本発明の第４実施形態のスプライン伸縮軸としての第１コラムシャフト１１Ｒの無負荷状態の概略断面図である。図７の第４実施形態の第１コラムシャフト１１Ｒが、図４の第１実施形態の第１コラムシャフト１１と異なるのは、下記である。

すなわち、雌軸１３Ｒのスプライン筒部５１Ｒは、金属筒部５４と、樹脂部５５とを含む。金属筒部５４の内周５４ａには、内歯部５４ｂが形成されている。樹脂部５５は、金属筒部５４の内周５４ａの表面を覆う。
雌軸１３Ｒのスプライン筒部５１Ｒの内面には、複数の内歯部として、複数の第１雌スプライン歯５２Ｒと、複数の第２雌スプライン歯５３Ｒとが、軸方向（図７の紙面と直交する方向）にストレートに延びて形成されている。

雄軸１４Ｒは、スプライン筒部５１Ｒとスプライン嵌合されたスプライン軸部４１Ｒを有する金属軸である。スプライン軸部４１Ｒの表面には、軸方向Ｘの一端から所定長の範囲に、複数の外歯部としての雄スプライン歯４２Ｒが、軸方向（図７の紙面と直交する方向）にストレートに延びて形成されている。
複数の第１雌スプライン歯５２Ｒは、周方向Ｙに等間隔に配置されている。複数の第１雌スプライン歯５２Ｒを除く残りの雌スプライン歯が、第２雌スプライン歯５３Ｒで構成されている。

各第１雌スプライン歯５２Ｒは、合成樹脂で形成されている。各第１雌スプライン歯５２Ｒは、第１分割歯８１と、第２分割歯８２とに分割されている。第１分割歯８１は、歯面として第１歯面９１（第１回転方向Ｚ１側の歯面）のみを有する第１片歯である。第２分割歯８２は、歯面として第２歯面９２（第１回転方向Ｚ１の反対側の第２回転方向Ｚ２側の歯面）のみを有する第２片歯である。

各第１雌スプライン歯５２Ｒにおいて、第１分割歯８１と第２分割歯８２との間には、スリット８３が介在する。スリット８３は、第１雌スプライン歯５２Ｒの頂部から雌軸１３Ｒの径方向Ｋの外方へ延び且つ雌軸１３Ｒの軸方向（図７の紙面と直交する方向）に延びている。スリット８３内の空間が、第１分割歯８１と第２分割歯８２との間の周方向Ｙの隙間空間Ｓに相当する。

第１分割歯８１は、第１歯面９１の反対側の面である第１背面９１Ｂ（スリット８３の一方の内面に相当）を有している。第２分割歯８２は、第２歯面９２の反対側の面である第２背面９２Ｂ（スリット８３の他方の内面に相当）を有している。第１背面９１Ｂおよび第２背面９２Ｂは、隙間空間Ｓに面している。
第１歯面９１および第２歯面９２は、それぞれバックラッシのない状態でそれぞれ隣接する雄スプライン歯４２Ｒの歯面に噛み合わされている。第１分割歯８１および第２分割歯８２は、それぞれの歯元部８１０，８２０を支点として隙間空間Ｓ側へ曲げ変形されている。第１歯面９１および第２歯面９２は、それぞれ隣接する雄スプライン歯４２Ｒの歯面に所定の締め代を有して噛み合わされている。

第２雌スプライン歯５３Ｒは、金属筒部５４の内周５４ａに形成された内歯部５４ｂと、内歯部５４ｂの表面に被覆された合成樹脂製の樹脂被膜５４ｃ（樹脂部５５の一部に相当）とで形成されている。
第２雌スプライン歯５３Ｒは、周方向Ｙに隣接する雄スプライン歯４２Ｒに対してバックラッシを有して噛み合わされている。すなわち、負荷トルクがない状態で、第２雌スプライン歯５３Ｒの各歯面とそれぞれ対向する雄スプライン歯４２Ｒの歯面との間に、所定量の隙間が介在している。

本実施形態では、トルク負荷時に、バックラッシを有しない第１雌スプライン歯５２Ｒが、隙間空間Ｓ側へ曲げ変形して使用時における歯どうしの打音を抑制することができる。また、第１雌スプライン歯５２Ｒが、第２雌スプライン歯５３Ｒよりも剛性の低い材料で形成されているので、第１雌スプライン歯５２Ｒの曲げ剛性が低く抑制される。このため、雄軸１４Ｒと雌軸１３Ｒとを組み付けるときの軸方向Ｘの摺動抵抗を低く抑制することができ、組み付け性がよい。

第１雌スプライン歯５２Ｒが、合成樹脂で形成されているため、第１雌スプライン歯５２Ｒの曲げ剛性が低く抑制される。可及的に、第１雌スプライン歯５２Ｒの歯面９１，９２の締め代を大きく設定することが可能となる。このため、寸法精度のばらつきに拘らず、回転方向Ｚのガタを抑制することができる。可及的に、寸法公差を緩和することができる。しかも、前記締め代を大きくしても、第１雌スプライン歯５２Ｒの曲げ剛性が低いので、伸縮時の摺動抵抗の増加を抑制することができる。

また、大トルク負荷時には、樹脂被覆された金属で形成されて強度がある第２雌スプライン歯５３Ｒが、大トルクを受ける。
また、第１分割歯８１と第２分割歯８２とで第１雌スプライン歯５２Ｒが形成されているので、第１分割歯８１と第２分割歯８２との位置関係が設定し易い。このため、第１雌スプライン歯５２Ｒのバックラッシの設定が容易になる。

なお、第４実施形態において、第１雌スプライン歯５２Ｒは、周方向に少なくとも１つ設けられればよい。また、第１雌スプライン歯５２Ｒが、第２雌スプライン歯５３Ｒのバックラッシよりも少ないバックラッシを持つようにしてもよい。その場合、組立時に雄軸１４Ｒと雌軸１３Ｒの組付性をより向上することができる。
本発明は各前記実施形態に限定されるものではなく、図６の第３実施形態の各分割歯６１Ｑ，６２Ｑの歯面７１Ｑ，７２Ｑの構成が、図５の第２実施形態の各片歯６１Ｐ，６２Ｐの歯面７１Ｐ，７２Ｐに適用されてもよい。

また、図示していないが、図５の第２実施形態の片歯６１Ｐ，６２Ｐの構成や図６の第３実施形態の歯面７１Ｑ，７２Ｑの噛合領域ＴＡ１，ＴＡ２の構成が、図７の第４実施形態の雌軸１３Ｒの一部の第１雌スプライン歯５２Ｒに適用されてもよい。分割歯や片歯の構成は、雄スプライン歯および雌スプライン歯の少なくとも一方のスプライン歯の一部に適用されてもよい。

第１スプライン歯および第２スプライン歯は、各前記実施形態のように、雄軸および雌軸の何れか一方に設けられてもよいし、また、図示していないが、第１スプライン歯および第２スプライン歯が、雄軸および雌軸の双方に設けられてもよい。また、図示していないが、第１スプライン歯が、雄軸のみに設けられ、第２スプライン歯が雌軸のみに設けられてもよい。また、図示していないが、第１スプライン歯が、雌軸のみに設けられ、第２スプライン歯が、雄軸のみに設けられてもよい。

また、本発明のスプライン伸縮軸の構成がインターミディエイトシャフト５に適用されてもよい。また、本発明のスプライン伸縮軸の構成が、アシスト機構３０を有していないマニュアル操舵のステアリング装置のコラムシャフトまたはインターミディエイトシャフトに適用されてもよい。

１…ステアリング装置、２…操舵部材、３…コラムシャフト、５…インターミディエイトシャフト、１１；１１Ｐ；１１Ｑ；１１Ｒ…第１コラムシャフト（スプライン伸縮軸）、１３；１３Ｒ…雄軸、１４；１４Ｐ；１４Ｑ；１４Ｒ…雌軸、３５…雄軸、３６…雌軸、４１；４１Ｐ；４１Ｒ…スプライン軸部、４２；４２Ｐ；４２Ｑ…第１雄スプライン歯、４３…第２雄スプライン歯、４３ａ…歯面、４４…金属軸部、４４ａ…外周、４４ｂ…外歯部、４４ｃ…樹脂被膜、４５…樹脂部、５１；５１Ｒ…スプライン筒部、５２…雌スプライン歯、５２ａ…歯面、５２Ｒ…第１雌スプライン歯、５３Ｒ…第２雌スプライン歯、６１；６１Ｑ；８１…第１分割歯、６１Ｐ…第１片歯、６２；６２Ｑ；８２…第２分割歯、６２Ｐ…第２片歯、６３；８３…スリット、７１；７１Ｐ；７１Ｑ；９１…第１歯面、７１Ｂ；７１ＰＢ；７１ＱＢ；９１Ｂ…第１背面、７２；７２Ｐ；７２Ｑ；９２…第２歯面、７２Ｂ；７２ＰＢ；７２ＱＢ；９２…第２背面、Ｃ１，Ｃ２…中心軸線、Ｋ…径方向、Ｋ１…（径方向の）外方、Ｓ；ＳＰ１，ＳＰ２…隙間空間、ＰＣ…ピッチ円、ＴＡ１，ＴＡ２…噛合領域、Ｘ…軸方向、Ｙ…周方向、Ｚ…回転方向、Ｚ１…第１回転方向、Ｚ２…第２回転方向

Claims (6)

1. 外周に複数の雄スプライン歯を有する雄軸と、
   前記雄軸とスプライン嵌合すべく内周に前記雄スプライン歯と周方向に交互に配列された複数の雌スプライン歯を有する雌軸と、を備え、
   前記複数の雄スプライン歯および前記複数の雌スプライン歯の少なくとも一方が、少なくとも１つの第１スプライン歯を含み、
   前記複数の雄スプライン歯および前記複数の雌スプライン歯の少なくとも一方が、複数の第２スプライン歯を含み、
   前記第２スプライン歯は、周方向に隣接する他方のスプライン歯に対してバックラッシを有して噛み合わされており、
   前記第１スプライン歯は、周方向に隣接する他方のスプライン歯に対してバックラッシがゼロであるか又は前記第２スプライン歯のバックラッシよりも少ないバックラッシを有して噛み合わされた少なくとも１つの歯面と、その歯面の反対側に配置されて周方向の隙間空間に面する背面と、を含み、前記第２スプライン歯よりも剛性の低い材料で形成されている、スプライン伸縮軸。
2. 前記第１スプライン歯は、合成樹脂で形成されており、
   前記第２スプライン歯は、金属、又は合成樹脂により被覆された金属で形成されている、請求項１に記載のスプライン伸縮軸。
3. 前記第１スプライン歯は、第１回転方向側の歯面を有する第１分割歯と、前記第１回転方向の反対側の第２回転方向側の歯面を有する第２分割歯と、を含み、
   前記隙間空間は、前記第１分割歯の前記歯面の背面と前記第２分割歯の前記歯面の背面との間に配置されている、請求項１または２に記載のスプライン伸縮軸。
4. 前記第１スプライン歯は、第１回転方向側の歯面を有する第１片歯からなる第１タイプの第１スプライン歯と、前記第１回転方向の反対側の第２回転方向側の歯面を有する第２片歯からなる第２タイプの第１スプライン歯とを含み、
   前記隙間空間は、各タイプの第１スプライン歯の背面と当該背面に対向する他方のスプライン歯との間に介在している、請求項１または２に記載のスプライン伸縮軸。
5. 前記第１片歯および前記第２片歯は、それぞれ複数設けられ、
   前記第１片歯および前記第２片歯のそれぞれは、周方向に等間隔に配置されている、請求項３に記載のスプライン伸縮軸。
6. 前記第１スプライン歯の歯面は、周方向に隣接する他方のスプライン歯に噛み合う噛合領域を含み、前記噛合領域は、前記第２スプライン歯のピッチ円よりも前記第１スプライン歯の歯先側に配置されている、請求項１から５の何れか一項に記載のスプライン伸縮軸。

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