JP3098106B2 - 成形装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スプライン部に樹脂被
覆層を形成し、滑らかな摺動を可能としたスプライン軸
において、そのスプライン軸芯部に樹脂被覆層を容易且
つ高精度に設けることができる成形装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、二つの軸部材を連結する場合
に、回転伝達且つ伸縮可能とするために、スプラインに
よる連結構造とし、例えば自動車のテレスコピック機能
を有するステアリングにそのスプライン連結構造が設け
られている。

【０００３】そのスプラインによる連結箇所では、二つ
の軸部材の伸縮による摺動状態を滑らかにするために、
機械油等の潤滑剤を使用しなくてはならないが、上記テ
レスコピック機能付きのステアリングにおいては液体状
の潤滑剤を使用することは好ましくなく、そこで、スプ
ラインのおすスプラインの周囲に表面が極めて滑らかと
なるように合成樹脂を被覆し、その被覆した樹脂層を形
成することにより、おすスプラインがめすスプラインを
良好に摺動することができるようにしている。

【０００４】そのおすスプラインの表面に樹脂層を形成
する成形装置では、スプラインの相補形状キャビティー
を有する射出成形型と、その射出成形型のキャビティー
の突き当たり部にスプラインと相補形状キャビティーと
の芯合わせ部材を設け、そのキャビティーの開口端部に
栓状部材を設け、射出成形型のキャビティー側部よりス
プラインの角度的な方向決めを行う指状片を設け、スプ
ラインに形成されている環状溝に位置する射出注入口を
射出成形型のキャビティー側部に設けたスプラインの樹
脂層形成装置がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】樹脂被覆層を設けたス
プライン軸を形成する射出成形型は、芯合せ部材と角度
的な位置合わせ部材との基準部材が別々に設けられてい
るので個々の加工精度及び位置精度が高度に要求され、
加工コスト、装置コストが高価なものとなる。

【０００６】また、その成形型には、芯合わせ部材と、
角度的な位置決めを行う指状片との支持摺動穴が一体的
に形成されているので、それら基準部材が破壊又はカジ
リを起こした場合、その支持摺動穴の精度が悪化し、成
形型を交換しなければならない。

【０００７】上記芯合わせは、中実軸に形成されたセン
ター穴を基準に形成されたスプラインには最適である
が、これは軸にセンター穴を有するものでないと使用で
きないという不利な点も存在する。

【０００８】さらにまた、射出成形型内においてキャビ
ティーとスプライン軸芯部との間に形成されるプラスチ
ック材料層形成隙間が非常に小さい空間であるため、そ
のプラスチック材（液状）が固化しないように、瞬時に
注入しなければならないから、注入圧を高くする必要が
ある。

【０００９】このことは、射出成形型の相補形状キャビ
ティーとスプライン軸芯部との間に上記のような隙間が
存在するが、その注入口に対向している部分の多くは、
スプライン軸芯部であり、注入時の圧力がそのスプライ
ン軸芯部に最も強くかかり、注入口の背面側は、その注
入圧により、スプライン軸芯部に連続する軸部に撓みの
発生するおそれがあり、プラスチック材料は環状溝から
スプライン軸芯部へ均一に供給されることが難しくな
り、ひいてはスプライン軸芯部に均一なプラスチック材
料層を形成することができない。

【００１０】スプライン軸芯部に正確にプラスチック材
料層を被覆することができず、層の厚さが不均一であれ
ば、不揃いとなることになり、スプラインとして使用し
た場合には、その被覆した樹脂層の薄い部分より、樹脂
層が剥がれることとなる等の不都合が生じる恐れがあ
る。

【００１１】

【課題を解決するための手段】そこで、発明者は、上記
課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、本発明をス
プライン軸芯部に樹脂被覆層を設けて樹脂被覆スプライ
ン軸部を成形する成形型と、スプライン軸芯部のキー芯
部に対応し、該キー芯部端部の挿入が可能なる複数の導
入溝条を周囲に設けた導入穴よりなるスプライン軸芯部
導入部を形成し、その少なくも２以上の導入溝条は、該
導入溝条を構成する両側壁面及び頂面が入口側より内部
に向かうに従って、次第に窄まるように、テーパー状に
形成した芯出しブロックとからなる成形装置としたこと
により、スプライン軸のスプライン軸芯部を成形装置の
スプライン成形部内に正確に配置するのに、簡易且つ迅
速にでき、上記課題を解決したものである。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
すると、本発明の成形装置は、図１，図２に示すよう
に、主に成形型Ａ及び芯出しブロックＢからなり、該成
形装置の成形型Ａにスプライン軸Ｓを内装して、そのス
プライン軸Ｓのスプライン軸芯部６に樹脂被覆層ｓを形
成して樹脂被覆スプライン軸部Ｓ1 を形成するものであ
る。

【００１３】その成形型Ａは、内部に樹脂被覆成形部１
が形成され、スプライン軸Ｓのスプライン軸芯部６が配
置されるようになっており、図１（ｂ）に示すように、
その成形型Ａが芯出しブロックＢに連結可能となってい
るものであり、該芯出しブロックＢは、図２に示すよう
に、導入穴３の周囲にキー芯部６ａ，６ａ，…が挿入可
能な導入溝条４，４，…が形成されており、さらに、導
入溝条４，４，…の少なくとも３以上の導入溝条４，
４，…では、テーパー状に形成されている。

【００１４】その導入穴３は、図３，図４及び図６に示
すように、スプライン軸Ｓのスプライン軸芯部６の歯底
円部分が、僅かの隙間を有しつつ挿入可能なものであっ
て、さらにキー芯部６ａ，６ａ，…が導入溝条４，４，
…に挿入するものであり、導入溝条４，４，…内にキー
芯部６ａ，６ａ，…が挿入されるに従い、スプライン軸
芯部６の正確な配置ができる。

【００１５】導入溝条４の形状は、図３，図４に示すよ
うに、キー芯部６ａと略同等形状をなしており、芯出し
ブロックＢの正面側から、内部に向かうに従って次第に
狭くなるように形成されているものであって、さらに、
具体的に導入溝条４が頂面４ｂの幅方向両側に側壁４
ａ，４ａが形成されているものであって、側壁４ａ，４
ａが表面側より内部に向かうに従って、その間隔が次第
に狭くなっているものである。

【００１６】そのスプライン歯導入溝条４の両側壁４
ａ，４ａは、スプライン軸Ｓの導入方向に沿って、左右
対称的に狭くなるようにテーパー状に形成されたもので
あって、図４等に示すように、キー芯部６ａがテーパー
状に形成されている導入溝条４内に挿入してゆくと、キ
ー芯部６ａの軸直角方向の中心Ｃ6 と導入溝条４の両側
壁４ａ，４ａ間の中心Ｃ4 とが一致することにより、ス
プライン軸芯部６の正確な配置となる。

【００１７】即ち、キー芯部６ａを導入溝条４内に挿通
するとキー芯部６ａの軸直角方向両端縁と導入溝条４と
の両側壁４ａ，４ａとが接触した状態でキー芯部６ａが
導入溝条４の両側壁４ａ，４ａの中間に位置する状態と
なり、キー芯部６ａが導入溝条４内に挿通するときに、
たとえキー芯部６ａの軸直角方向の中心と導入溝条４の
溝幅中心とが一致していなくとも、挿通完了後には両者
の中心が一致するものである。

【００１８】その導入溝条４は、図６に示すように、前
述したように、両側壁４ａ，４ａ及び頂面４ｂが窄まら
ない状態のものもあり、スプライン軸Ｓのキー芯部６ａ
が遊挿状態で挿通されるものである。

【００１９】さらに、導入溝条４の頂面４ｂは導入穴３
から内部に向かうに従って、導入穴３の中心方向に傾斜
しており、図５に示すように、キー芯部６ａが導入溝条
４内に挿通すると歯先箇所が当接する構成となってお
り、即ち導入溝条４の両側壁４ａ，４ａにてキー芯部６
ａの軸直角方向を支持し、頂面４ｂにてキー芯部６ａの
歯先箇所を支持することにより、成形型Ａに正確な状態
でスプライン軸芯部６を配置することができる構成とな
っている。

【００２０】その成形型Ａに形成されている樹脂被覆成
形部１におけるキー成形条１ａ，１ａ，…は、前記芯出
しブロックＢの導入溝条４，４，…に一致するようにし
て連結される構成であり、さらに、位置決め用ブロック
Ｃを設けて、成形型Ａを固定するものである。

【００２１】その位置決め用ブロックＣは、スプライン
軸Ｓの軸部５を固定しつつ、さらに成形型Ａに連結する
ものであって、位置決め用ブロックＣの具体的実施例と
しては、二つのブロック体からなり、それぞれのブロッ
ク体には、半円状の軸挟持用凹部が形成されており、さ
らにそのブロック体は、成形型Ａと連結可能となってい
る。

【００２２】成形型Ａ及び芯出しブロックＢには注入路
Ｐが形成されており、該注入路Ｐより溶けた樹脂を流入
して、スプライン軸芯部６表面に樹脂を被覆して、樹脂
被覆層ｓを形成するものであり、その注入路Ｐが成形装
置に内装されたスプライン軸Ｓのスプライン軸芯部６の
軸方向両端箇所に位置するように設けられることが好ま
しい。

【００２３】その注入路Ｐが設けられる箇所の具体的な
実施例としては、図１に示すように、成形型Ａの樹脂被
覆成形部１の端部箇所及び芯出しブロックＢに形成され
たり、或いは図７に示すように、芯出しブロックＢ側の
みに形成されたり、さらにまた別の実施例としては、図
８に示すように、前記位置決め用ブロックＣに形成され
ることもあり、このように成形装置に内装されたスプラ
イン軸芯部６の軸方向端部箇所より溶けた樹脂が注入さ
れることにより、内部のスプライン軸芯部６に樹脂注入
時の高圧によって、スプライン軸芯部６の位置ずれ、ス
プライン軸芯部６の僅かな撓みの発生を防止することが
できる。

【００２４】そのスプライン軸Ｓは、図１３（ａ）及び
（ｂ）に示すように、テレスコピックステアリングのテ
レスコピック装置を構成する要素として使用されるもの
であって、該スプライン軸Ｓがロアーシャフトとして使
用されるものであって、スプライン軸Ｓに形成される樹
脂被覆スプライン軸部Ｓ1 がおすスプラインとして使用
され、またテレスコピック装置を構成するアッパーシャ
フトＵ内にはめすスプラインＵ1 が形成され、おすスプ
ラインとして使用される樹脂被覆スプライン軸部Ｓ1 に
対し、めすスプラインが摺動して、アッパーシャフトが
軸方向に移動してテレスコピック機能をなすものであ
る。

【００２５】さらに、芯出しブロックＢにはマンドレル
Ｍが装着されることもあり、該マンドレルＭは、スプラ
イン軸Ｓの中空貫通孔Ｓ2 に挿入して芯出しブロックＢ
に補助的に支持するものであって、該マンドレルＭが存
在しない実施例として図９に示している。

【００２６】

【作用】まず、図１（ｂ）に示すように、スプライン軸
Ｓのスプライン軸芯部６の軸方向一端を芯出しブロック
Ｂの導入穴３内に挿入するが、このときにスプライン軸
芯部６のそれぞれのキー芯部６ａ，６ａ，…を導入穴３
周囲に形成されている導入溝条４，４，…に挿入する。

【００２７】導入溝条４，４，…にスプライン軸芯部６
のキー芯部６ａ，６ａ，…を挿入すると、図６に示すよ
うに、導入溝条４，４，…のなかで、両側壁４ａ，４ａ
及び頂面４ｂが窄まっている箇所において、キー芯部６
ａの軸直角方向の両端が両側壁４ａ，４ａ及び頂面４ｂ
に沿って誘導され、導入溝条４の中心とキー芯部６ａの
軸直角方向中心とが一致することになる。

【００２８】その状態で芯出しブロックＢと成形型Ａと
をスプライン軸部導入部Ｂ1 の導入溝条４，４，…と成
形型Ａの樹脂被覆スプライン軸部Ｓ1 とを位置的に適正
に一致させることで、スプライン軸芯部６を樹脂被覆成
形部１内に正確に配置固定する。

【００２９】次に、注入路Ｐより樹脂被覆成形部１内に
溶けた液状樹脂を注入し、スプライン軸Ｓのスプライン
軸芯部６に樹脂を被覆する。

【００３０】

【発明の効果】請求項１においては、スプライン軸芯部
６に樹脂被覆層ｓを設けて樹脂被覆スプライン軸部Ｓ1
を成形する成形型Ａと、スプライン軸芯部６のキー芯部
６ａに対応し、該キー芯部６ａ端部の挿入が可能なる複
数の導入溝条４，４，…を周囲に設けた導入穴３よりな
るスプライン軸芯部導入部Ｂ1 を形成し、その少なくも
２以上の導入溝条４，４，…は、該導入溝条４を構成す
る両側壁面４ａ，４ａ及び頂面４ｂが入口側より内部に
向かうに従って、次第に窄まるように、テーパー状に形
成した芯出しブロックＢとからなる成形装置としたこと
により、先ず第１に芯出し及び角度的な位置決めを簡易
且つ迅速にすることができるし、第２に成形装置の構成
を簡単にすることができるし、第３に極めて容易に精度
の高い樹脂被覆スプライン軸部Ｓ1 を構成することがで
きる等の効果を奏する。

【００３１】上記効果を詳述すると、芯出しブロックＢ
は、スプライン軸芯部６のキー芯部６ａに対応するよう
にして、導入穴３の周囲にキー芯部６ａ，６ａ，…の端
部を挿入可能な導入溝条４，４，…を設けており、また
その少なくとも３以上の導入溝条４，４，…において
は、該導入溝条４を構成する両側壁４ａ，４ａ及び頂面
４ｂが入口側より内部に向かうに従って、次第に窄まる
ように、テーパー状に形成していることで、スプライン
軸Ｓのスプライン軸芯部６を芯出しブロックＢの導入穴
３に差し込むときに、それぞれのキー芯部６ａ，６ａ，
…を導入溝条４，４，…内に挿入することで、そのキー
芯部６ａは、前述した両側壁面４ａ，４ａ及び頂面４ｂ
が次第に窄まるように、テーパー状に形成された導入溝
条４，４，…により、キー芯部６ａの軸直角方向両端と
導入溝条４の両側壁４ａ，４ａ及び頂面４ｂにより、導
入溝条４の幅方向中心とキー芯部６ａの中心とが一致す
るように設置することができる。

【００３２】さらに、芯出しブロックＢに成形型Ａをス
プライン軸部導入部Ｂ1 と樹脂被覆スプライン軸部Ｓ1
とを適正に一致するように連結し、適宜に固定し、溶け
た樹脂剤を注入するのみでスプライン軸Ｓに樹脂を被覆
することができる。

【００３３】このように、スプライン軸Ｓを芯出しブロ
ックＢにスプライン軸芯部６より差し込むだけで、正確
に位置を設定することができるものであり、その作業は
極めて簡単であるのみならず、略瞬間的にできるもので
ある。

【００３４】次に、少なくとも成形型Ａと芯出しブロッ
クＢからの構成であり、成形型Ａと芯出しブロックＢの
連結もボルト，ナット等の固着具のみで連結することが
可能となり、極めて簡単なる構成とすることができる。

【００３５】次に、芯出しブロックＢの導入溝条４，
４，…は、少なくとも３以上の導入溝条４，４，…を両
側壁４ａ，４ａ及び頂面４ｂが次第に窄まるように、テ
ーパー状に形成しているので、正確な芯だしをすること
で、精密な樹脂被覆スプライン軸部Ｓ1 を成形すること
ができるとともに、テーパー状に形成されない導入溝条
４，４，…でのキー芯部６ａにおける樹脂被覆箇所は樹
脂被覆部分の体積が大きくすることができ、極めて強固
な樹脂被覆スプライン軸部Ｓ1 にすることができる利点
もある。

【００３６】次に、請求項２においては、スプライン軸
芯部６に樹脂被覆層ｓを設けて樹脂被覆スプライン軸部
Ｓ1 を成形する成形型Ａと、スプライン軸芯部６のキー
芯部６ａに対応し、該キー芯部６ａ端部の挿入が可能な
る複数の導入溝条４，４，…を周囲に設けた導入穴３よ
りなるスプライン軸芯部導入部Ｂ1 を形成し、その少な
くも２以上の導入溝条４，４，…は、該導入溝条４を構
成する両側壁面４ａ，４ａ及び頂面４ｂが入口側より内
部に向かうに従って、次第に窄まるように、テーパー状
に形成した芯出しブロックＢとからなり、そのスプライ
ン軸芯部６を内装した状態で、軸方向端部箇所に注入路
Ｐを位置するようにした成形装置としたことにより、ス
プライン軸芯部６の軸方向両側箇所に注入路Ｐを設けて
いることにより、図１０に示すように、樹脂剤注入時の
注入圧力が直接にスプライン軸芯部６に当たることがな
いので、スプライン軸芯部６が偏芯したりすることがな
く、樹脂被覆層ｓの厚さを常に一定にすることができ、
極めて良好な樹脂被覆スプライン軸部Ｓ1 を成形するこ
とができる。

【００３７】

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は本発明の成形装置にスプライン軸を配
置した状態を示す断面図 （ｂ）は本発明の成形装置にスプライン軸を配置する工
程を示す断面図

【図２】本発明の成形型の斜視図

【図３】芯出しブロックの要部斜視図

【図４】芯出しブロックの要部の縦断平面図

【図５】芯出しブロックの要部の縦断側面図

【図６】導入溝条の形状を示す略示図

【図７，図８】注入路の実施例の断面図

【図９】成形型の実施例の断面図

【図１０】成形型内に溶けた樹脂を注入する状態を示す
略示図

【図１１】スプライン軸の斜視図

【図１２】スプライン軸の断面図

【図１３】（ａ）ステアリングラック装置の全体図 （ｂ）ステアリングラック装置の要部断面図

【符号の説明】

Ａ…成形型 Ｂ…芯出しブロック Ｂ1 …スプライン軸芯部導入部 ３…導入穴 ４…導入溝条 ４ａ…側壁面 ４ｂ…頂面 ６…スプライン軸芯部 ６ａ…キー芯部 Ｐ…注入路 ｓ…樹脂被覆層 Ｓ1 …樹脂被覆スプライン軸部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16C 3/02 B29C 45/36 B29C 31/06

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スプライン軸芯部に樹脂被覆層を設けて
   樹脂被覆スプライン軸部を成形する成形型と、スプライ
   ン軸芯部のキー芯部に対応し、該キー芯部端部の挿入が
   可能なる複数の導入溝条を周囲に設けた導入穴よりなる
   スプライン軸芯部導入部を形成し、その少なくも２以上
   の導入溝条は、該導入溝条を構成する両側壁面及び頂面
   が入口側より内部に向かうに従って、次第に窄まるよう
   に、テーパー状に形成した芯出しブロックとからなるこ
   とを特徴とした成形装置。
2. 【請求項２】 スプライン軸芯部に樹脂被覆層を設けて
   樹脂被覆スプライン軸部を成形する成形型と、スプライ
   ン軸芯部のキー芯部に対応し、該キー芯部端部の挿入が
   可能なる複数の導入溝条を周囲に設けた導入穴よりなる
   スプライン軸芯部導入部を形成し、その少なくも２以上
   の導入溝条は、該導入溝条を構成する両側壁面及び頂面
   が入口側より内部に向かうに従って、次第に窄まるよう
   に、テーパー状に形成した芯出しブロックとからなり、
   そのスプライン軸芯部を内装した状態で、軸方向端部箇
   所に注入路を位置するようにしたことを特徴とした成形
   装置。