JP4045112B2 - 伸縮軸及び伸縮軸のコーティング層形成方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のステアリング系に使用されるスプライン軸等の伸縮軸及び伸縮軸のコーティング層形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のステアリング系には、外周に軸心方向のスプライン歯部が周方向に複数個設けられた雄軸と、この雄軸のスプライン歯部に対応する軸心方向のスプライン溝部が周方向に複数個設けられ且つ雄軸の外周に軸心方向に摺動自在に套嵌された雌軸とを備えたスプライン軸等の伸縮軸を採用したものがある。
【０００３】
この種のスプライン軸では、その摺動荷重（摺動抵抗）と回転方向のガタとは相反する関係にある。つまり、回転方向のガタを詰めると摺動荷重が大きくなり、逆に摺動荷重を軽くすると回転方向のガタが大きくなる。従って、摺動荷重と回転方向のガタとの両特性の両立が困難である。
【０００４】
そこで、従来は、雄軸の外周面に摩擦係数の低減を目的としてナイロンコーティング層を形成した後、このナイロンコーティング層の摺動面側を雌軸の内周側の摺動面の内径寸法に合わせて切削したり、或いは雄軸の外周面に二硫化モリブデン、フッ素樹脂等の摩擦係数の低減に効果のある素材を、ガタ詰めを目的として膜厚管理しながらコーティングしてコーティング層を形成することにより、雄軸と雌軸との回転方向のガタを詰めて両特性を比較的高レベルで両立させる方法を採っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の雄軸の外周面にナイロンコーティング層を形成した後、そのナイロンコーティング層の摺動面側を切削する方法では、コーティング層の形成後にその摺動面側を切削する切削工程が必要であるため、その切削が煩わしく非常なコスト高となり、しかも単にコーティング層を切削しただけであるため、摺動面の耐久性に問題がある。
【０００６】
また雄軸の外周面に二硫化モリブデン、フッ素樹脂等を、膜厚管理しながらコーティングする方法では、その膜厚管理が困難でコストがかかると共に、雌軸の内周側の摺動面の内径寸法のバラツキによりガタ詰めも安定せず、しかもコーティング層の表面が柔らかいため、耐久性に劣る欠点がある。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、製作が容易で安価であり、雄軸と雌軸との回転方向のガタがなく、摺動荷重も低減できる伸縮軸及び伸縮軸のコーティング層形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る伸縮軸は、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に前記雄軸の前記摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ前記雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸とを備えた伸縮軸において、前記雄軸の外周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングし、少なくとも前記雄軸の前記各摺動面に、該摺動面側の前記コーティング材料を圧縮して凝縮コーティング層を形成し、該凝縮コーティング層の厚さを前記両軸の前記摺動面間の最大隙間よりも僅かに大とし、前記両軸の前記各歯部の頂面と前記各溝部の底面との間に径方向の隙間を設けたものである。
また別の本発明に係る伸縮軸は、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に前記雄軸の前記摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ前記雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸とを備えた伸縮軸において、前記雌軸の内周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングし、少なくとも前記雌軸の前記各摺動面に、該摺動面側の前記コーティング材料を圧縮して凝縮コーティング層を形成し、該凝縮コーティング層の厚さを前記両軸の前記摺動面間の最大隙間よりも僅かに大とし、前記両軸の前記各歯部の頂面と前記各溝部の底面との間に径方向の隙間を設けたものである。
本発明に係る伸縮軸のコーティング層形成方法は、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に前記雄軸の前記摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ前記雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸との内、前記雄軸の前記各摺動面側に凝縮コーティング層を形成するに際し、前記雄軸の外周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングして１次コーティング層を形成し、次に前記雄軸をゲージに圧入して、該ゲージの入り口側の除去部で前記１次コーティング層の必要以上の肉を除去しながら、少なくとも前記雄軸の前記各摺動面側の前記１次コーティング層を、前記両軸の前記摺動面側の最大隙間よりも僅かに大きな厚さまで前記ゲージにより圧縮し凝縮して前記凝縮コーティング層を形成し、次に前記両軸を嵌合して設定摺動荷重となるまで該両軸を摺動させるものである。
また本発明に係る伸縮軸のコーティング層形成方法は、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に前記雄軸の前記摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ前記雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸との内、前記雌軸の前記各摺動面側に凝縮コーティング層を形成するに際し、前記雌軸の外周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングして１次コーティング層を形成し、次に前記雌軸をゲージに圧入して、該ゲージの入り口側の除去部で前記１次コーティング層の必要以上の肉を除去しながら、少なくとも前記雌軸の前記各摺動面側の前記１次コーティング層を、前記両軸の前記摺動面側の最大隙間よりも僅かに大きな厚さまで前記ゲージにより圧縮し凝縮して前記凝縮コーティング層を形成し、次に前記両軸を嵌合して設定摺動荷重となるまで該両軸を摺動させるものである。
【０００９】
また本発明に係る伸縮軸のコーティング層形成方法は、外周に歯部が周方向に複数個設けられた雄軸と、内周に前記歯部に対応する溝部が周方向に複数個設けられ且つ前記雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸との内、その少なくとも一方の軸の摺動面側に凝縮コーティング層を形成するに際し、前記一方の軸の前記摺動面側に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングして１次コーティング層を形成し、次に該一方の軸を、前記雄軸と前記雌軸との周方向に相対向する摺動面側の最大隙間よりも僅かに大きな間隙に設定されたゲージに圧入して、該ゲージにより前記１次コーティング層を前記一方の軸側に圧縮して凝縮するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳述する。
【００１１】
図面は自動車等のステアリング系に使用する自在軸継ぎ手付きのスプライン軸を例示する。図１及び図２において、1 はスプライン軸で、雄軸２と、この雄軸２の外周に軸心方向に摺動自在に嵌合された雌軸３と、雄軸２の外周にコーティングされた凝縮コーティング層４とを備えている。なお、雄軸２及び雌軸３の嵌合側と反対側の端部には、自在軸継ぎ手５，６のヨーク７，８が溶接等によって夫々固定されている。
【００１２】
雄軸２の外周には、軸心方向のスプライン歯部９とスプライン溝部１０とが周方向に交互に複数個形成されている。また雌軸３の内周には、雄軸２のスプライン歯部９とスプライン溝部１０とに対応する軸心方向のスプライン溝部１１とスプライン歯部１２とが周方向に複数個形成されている。
【００１３】
なお、雄軸２のスプライン歯部９とスプライン溝部１０は、その軸心方向の略全長にわたって形成されているが、雄軸２の軸心方向の一部に設けても良い。また雌軸３のスプライン溝部１１とスプライン歯部１２は、自在継ぎ手６と反対側の先端部から軸心方向の中間までの一部に設けられているが、雌軸３の軸心方向の略全長に設けても良い。
【００１４】
凝縮コーティング層４は、図３に示すように雄軸２の外周面の略全面、即ちスプライン歯部９の頂面１４側からスプライン歯部９の周方向の両側の摺動面１５側、及びスプライン溝部１０の底面１６側の略全体にわたって、スプライン歯部９及びスプライン溝部１０の略全面に形成されており、この凝縮コーティング層４を介して雄軸２に雌軸３が軸心方向に摺動自在に嵌合されている。
【００１５】
凝縮コーティング層４には、低摩擦係数のコーティング材料、例えば摩擦係数の低減に効果のある二硫化モリブデン、フッ素樹脂等が使用されている。そして、この凝縮コーティング層４は、図５に示すように、雄軸２の外周面に１次コーティング層４ａを形成した後、その１次コーティング層４ａを雄軸２の外周面側へと圧縮することにより凝縮されている。
【００１６】
この１次コーティング層４ａの圧縮凝縮は、必要以上の１次コーティング層４ａを除肉して摺動荷重を低減すること、及び凝縮コーティング層４の耐久性を向上させることを目的としたものであり、例えば図４（Ａ）（Ｂ）に示すように雌ゲージ１８を使用して、１次コーティング層４ａを形成した後の雄軸２をこの雌ゲージ１８内に圧入することにより行われる。
【００１７】
圧縮凝縮後における凝縮コーティング層４の厚さｔ（図４及び図６参照）は、雄軸２側のスプライン歯部９の摺動面１５と、この摺動面１５と周方向に相対向する雌軸３側のスプライン溝部１１の摺動面１９との計算上の最大隙間ｔ１（図３参照）を基準にして、その最大隙間ｔ１よりも僅かに大きくなっている。
【００１８】
従って、圧縮凝縮後におけるコーティング層４の外径寸法は、雌軸３のスプライン溝部１１の摺動面１９の内径寸法よりも僅かに大であり、その後に雄軸２の外周に雌軸３を嵌合して設定摺動荷重となるまで両者を摺動させることにより、凝縮コーティング層４を介してナジミ嵌合させるようになっている。
【００１９】
なお、圧縮凝縮後における凝縮コーティング層４の厚さｔは、雄軸２側のスプライン歯部９の摺動面１５と、この摺動面１５と周方向に相対向する雌軸３側のスプライン溝部１１の摺動面１９との間に介在される摺動部分１７が最大隙間ｔ１よりも僅かに大となれば良く、またその他の部分では雄軸２のスプライン歯部９の頂面１４側の凝縮コーティング層４と雌軸３のスプライン溝部１１の底面２０との間、雄軸２のスプライン溝部１０の底面１６側の凝縮コーティング層４と雌軸３のスプライン歯部１２の頂面２２との間に夫々所定の隙間ができる程度であれば良い。
【００２０】
なお、スプライン軸１の雄軸２と雌軸３は、回転時にそのスプライン歯部９とスプライン溝部１１との周方向の摺動面１５，１９側を介して正逆方向に回転力を伝達し、また軸心方向に相対的に摺動するため、雄軸２の外周のコーティング層４の全体の内、少なくとも摺動面１５，１９間の摺動部分１７が、雄軸２のスプライン歯部９の摺動面１５側に圧縮し凝縮されておれば十分である。
【００２１】
このスプライン軸１を製作する場合には、雄軸２のスプライン歯部９と雌軸３のスプライン溝部１１との周方向に相対向する摺動面１５，１９側が僅かな隙間になるように、その雄軸２及び雌軸３を加工する。そして、次に図５に示すように、雄軸２側のスプライン歯部９及びスプライン溝部１０を含む外周面の全体に、二硫化モリブデン、フッ素樹脂等のコーティング材料を用いて膜厚ｔ２（図４及び図５参照）の１次コーティング層４ａのコーティングを施す。
【００２２】
このときの１次コーティング層４ａの膜厚ｔ２は、凝縮後における凝縮コーティング層４の最小の厚さｔ以上とすれば良く、厳しい膜厚管理は必要としない。
なお、１次コーティング層４ａの膜厚は、最も薄い部分が圧縮凝縮後の摺動部分１７の最小の厚さｔ以上であり、その最小厚に若干の除肉厚分を加えた厚さであることが望ましい。
【００２３】
次に図４（Ａ）に示すように雄軸２を雌ゲージ１８内に圧入して、この雌ゲージ１８により雄軸２の外周面の１次コーティング層４ａを雄軸２の外周面側に圧縮して凝縮する。
【００２４】
このときに使用する雌ゲージ１８は、図６に示すように雌軸３と同様に、雄軸２のスプライン歯部９、スプライン溝部１０に対応する軸心方向のスプライン溝部２３、スプライン歯部２４を周方向に交互に複数個備え、そのスプライン溝部２３、スプライン歯部２４の内径寸法が、雄軸２のスプライン歯部９側と雌軸３のスプライン溝部１１側との計算上の最大隙間ｔ１を基準にして、雄軸２の外周面と雌ゲージ１８の内周面との隙間が最大隙間ｔ１より僅かに大きく設定されている。
【００２５】
また雌ゲージ１８のスプライン溝部２３及びスプライン歯部２４の内面には、図４（Ｂ）に示すようにその軸心方向の一端の入り口２５側に外広がり状のテーパー案内面２６と、このテーパー案内面２６の外端側の除肉部２９とが形成され、またテーパー案内面２６から反対側に勾配の小さい傾斜圧縮面２７と、軸心方向と平行な平行圧縮面２８とが形成されている。平行圧縮面２８はテーパー案内面２６、傾斜圧縮面２７に比較して十分長くなっている。
【００２６】
このような構成の雌ゲージ１８の内周に雄軸２を圧入すると、先ず雌ゲージ１８の除肉部２９が１次コーティング層４ａの外周側を削り取って必要以上の肉を除肉する。そして、続いてテーパー案内面２６がその除肉後の１次コーティング層４ａの外周面側に乗り上がりながら、このテーパー案内面２６及び傾斜圧縮面２７により１次コーティング層４ａを雄軸２の外周面側へと順次圧縮し、その後に平行圧縮面２８で１次コーティング層４ａを安定的に凝縮して、凝縮コーティング層４を形成する。
【００２７】
このように雌ゲージ１８を圧入することによって、１次コーティング層４ａの外周側の必要以上の肉を容易に除肉でき、しかも凝縮前の１次コーティング層４ａの膜厚を略均一にできるため、凝縮後の凝縮コーティング層４の局部的なムラ等の発生を防止できる。
【００２８】
また除肉後の１次コーティング層４ａを、その摺動部分１７の厚さｔが雌軸３のスプライン溝部１１の摺動面１９の内径寸法よりも僅かに大になる程度まで容易に凝縮でき、その後の凝縮コーティング層４の耐久性を向上させることができる。更に雌ゲージ１８には、テーパー案内面２６、傾斜圧縮面２７及び平行圧縮面２８があるため、圧縮凝縮に際して雄軸２の外周面の１次コーティング層４ａを傷めるようなこともない。
【００２９】
そして、最後に現場合わせ、その他で雄軸２と雌軸３とを嵌合し、設定摺動荷重となるまで軸心方向に相対的に摺動させながらナジミ嵌合することにより、摺動面１５，１９間の隙間が殆どなく、しかも摺動抵抗が低く耐久性に優れたスプライン軸１を容易且つ安価に製作できる。
【００３０】
因みに、この実施形態に基づいて製作した本発明に係るスプライン軸１と、雄軸２の外周面にナイロンコーティングを施した従来のスプライン軸とを比較したところ、本発明に係るスプライン軸１は従来に比較して摺動抵抗が約１／２になり、周方向のガタが略０になった。また製作コストは従来の１／３にできた。しかも、本発明に係るスプライン軸１は、従来のナイロンコーティングを施したものでは使用できなかった高温雰囲気での使用が可能となった。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、実施形態では雄軸２の外周のスプライン歯部９及びスプライン溝部１０の略全面に１次コーティング層４ａを施し、その１次コーティング層４ａの略全面を雌ゲージ１８で雄軸２側に圧縮して凝縮するようにようにしているが、圧縮凝縮は全１次コーティング層４ａの内、雄軸２のスプライン歯部９の周方向の摺動面１５に対応する摺動部分１７のみ、又はこの摺動部分１７から周方向の一方又は両側にわたる所定範囲についてのみ行うようにしても良い。
【００３２】
要するに雄軸２の外周の１次コーティング層４ａの内、少なくとも回転及び摺動時に雄軸２と雌軸３とが接触する部分の１次コーティング層４ａを圧縮し凝縮して凝縮コーティング層４とすれば良い。
【００３３】
従って、図３に示すように雌軸３のスプライン溝部１１の底面２０及び／又はスプライン歯部１２の頂面２２との間に径方向の隙間がある場合には、雄軸２のスプライン歯部９の頂面１４側及び／又はスプライン溝部１０の底面１６側の１次コーティング層４ａは、凝縮せずにそのままにして良い。
【００３４】
また雄軸２側に凝縮コーティング層４を形成する場合、その凝縮コーティング層４は雄軸２の外周面の内、少なくともスプライン歯部９の周方向の両側の摺動面１５に形成すれば良く、他の部分の１次コーティング層４ａ、凝縮コーティング層４は省略しても良い。
【００３５】
更に実施形態では、スプライン軸１を構成する雄軸２と雌軸３との内、その雄軸２の外周面に凝縮コーティング層４を形成する場合を例示しているが、雌軸３の内周面に１次コーティング層４ａを形成し、その雌軸３内に雄ゲージを圧入して１次コーティング層４ａを雌軸３の内周面側に圧縮し凝縮して凝縮コーティング層４を形成しても良い。
【００３６】
この場合にも、雌軸３のスプライン溝部１１、スプライン歯部１２の内周面の略全面、又は雌軸３のスプライン溝部１１の摺動面１９に凝縮コーティング層４を形成しても良いし、雌軸３の内周面の略全面に１次コーティング層４ａを形成して、その内の雌軸３のスプライン溝部１１の摺動面１９に対応する部分を凝縮コーティング層４としても良い。
【００３７】
また雄軸２の外周面と雌軸３の内周面との両方に凝縮コーティング層４を設けても良し、雄軸２のスプライン歯部９にはその摺動面１５の一方に、雌軸３のスプライン溝部１１にはその摺動面１９の他方に夫々凝縮コーティング層４を形成しても良い。
【００３８】
従って、凝縮コーティング層４は、雄軸２のスプライン歯部９と雌軸３のスプライン溝部１１との少なくとも周方向に相対向する摺動面１５，１９が凝縮コーティング層４を介して接触するように、その両者のスプライン歯部９とスプライン溝部１１との摺動面１５，１９の内、少なくとも一方の摺動面１５又は摺動面１９にあれば十分である。なお、雄軸２側と雌軸３側との両方に互いに接触するように凝縮コーティング層４を形成する場合には、異なるコーティング材料を使用しても良い。
【００３９】
更にスプライン軸１の他、雄軸２の外周に軸心方向のセレーション歯部とセレーション溝部とを周方向に複数個形成し、この雄軸２の外周に軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸３の内周に軸心方向のセレーション溝部とセレーション歯部とを周方向に複数個形成してなるセレーション式の伸縮軸の場合にも同様に実施可能である。
【００４０】
従って、雄軸２はスプライン歯部９、セレーション歯部等の歯部を備え、また雌軸３はスプライン溝部１１、セレーション溝部等の溝部を備えたものであれば十分である。また歯部及び／又は溝部は、その伸縮軸に要求される伸縮範囲に対応して設けておけば好く、必ずしも軸心方向の略全長にわたって設ける必要はない。
【００４１】
コーティング材料は二硫化モリブデン、フッ素樹脂等が適当であるが、低摩擦係数の材料であれば、二硫化モリブデン等以外のものを使用することも可能である。また圧縮凝縮後の凝縮コーティング層４の厚さｔは、当初から雄軸２と雌軸３との摺動面１５，１９間の最大隙間ｔ１分に合わせておいても良い。
【００４２】
雌ゲージ１８は、入り口２５側の除肉部２９を省略して、テーパー案内面２５の入り口２５側端の直径を１次コーティング層４ａの外径よりも大きくし、１次コーティング層４ａの全てを圧縮し凝縮して凝縮コーティング層４とするように構成しても良い。１次コーティング層４ａの膜厚が比較的少なく均一な場合には、このような雌ゲージ１８を使用しても、圧縮凝縮後の凝縮コーティング層４の厚さのバラツキを防止できる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明では、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に雄軸の摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸とを備えた伸縮軸において、雄軸の外周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングし、少なくとも雄軸の各摺動面に、該摺動面側のコーティング材料を圧縮して凝縮コーティング層を形成し、該凝縮コーティング層の厚さを両軸の摺動面間の最大隙間よりも僅かに大とし、両軸の各歯部の頂面と各溝部の底面との間に径方向の隙間を設けているので、伸縮軸の製作が容易で安価であり、しかも雄軸と雌軸との周方向のガタがなく、摺動荷重も低減できる利点がある。特に雌軸の内周面に凝縮コーティング層を形成する場合に比較して容易に製作できる。
【００４４】
また別の本発明では、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に雄軸の摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸とを備えた伸縮軸において、雌軸の内周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングし、少なくとも雌軸の各摺動面に、該摺動面側のコーティング材料を圧縮して凝縮コーティング層を形成し、該凝縮コーティング層の厚さを両軸の摺動面間の最大隙間よりも僅かに大とし、両軸の各歯部の頂面と各溝部の底面との間に径方向の隙間を設けているので、伸縮軸の製作が容易で安価であり、しかも雄軸と雌軸との周方向のガタがなく、摺動荷重も低減できる利点がある。
【００４５】
更に本発明では、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に雄軸の摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸との内、雄軸の各摺動面側に凝縮コーティング層を形成するに際し、雄軸の外周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングして１次コーティング層を形成し、次に雄軸をゲージに圧入して、該ゲージの入り口側の除去部で１次コーティング層の必要以上の肉を除去しながら、少なくとも雄軸の各摺動面側の１次コーティング層を、両軸の摺動面側の最大隙間よりも僅かに大きな厚さまでゲージにより圧縮し凝縮して凝縮コーティング層を形成し、次に両軸を嵌合して設定摺動荷重となるまで該両軸を摺動させるので、伸縮軸の製作が容易で安価であり、しかも雄軸と雌軸との周方向のガタがなく、摺動荷重も低減できる利点がある。
【００４６】
また本発明では、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に雄軸の摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸との内、雌軸の各摺動面側に凝縮コーティング層を形成するに際し、雌軸の外周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングして１次コーティング層を形成し、次に雌軸をゲージに圧入して、該ゲージの入り口側の除去部で１次コーティング層の必要以上の肉を除去しながら、少なくとも雌軸の各摺動面側の１次コーティング層を、両軸の摺動面側の最大隙間よりも僅かに大きな厚さまでゲージにより圧縮し凝縮して凝縮コーティング層を形成し、次に両軸を嵌合して設定摺動荷重となるまで該両軸を摺動させる伸縮軸の製作が容易で安価であり、しかも雄軸と雌軸との周方向のガタがなく、摺動荷重も低減できる利点がある。
【００４７】
しかも入り口側に形成された外広がり状のテーパー案内面を有する雌ゲージを使用するため、雄軸の外周のコーティング層を傷めることなく容易に圧縮し凝縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すスプライン軸の正面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すスプライン軸の拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すスプライン軸の要部の拡大断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の一実施形態を示す圧縮凝縮工程の説明図、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図である。
【図５】本発明の一実施形態を示す１次コーティング状態の拡大断面図である。
【図６】本発明の一実施形態を示す圧縮凝縮工程の拡大断面図である。
【符号の説明】
1 スプライン軸
２ 雄軸
３ 雌軸
４ 凝縮コーティング層
４ａ １次コーティング層
９，１２ スプライン歯部
１０，１１ スプライン溝部
１５，１９ 摺動面
１８ 雌ゲージ
２６ テーパー案内面
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のステアリング系に使用されるスプライン軸等の伸縮軸及び伸縮軸のコーティング層形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のステアリング系には、外周に軸心方向のスプライン歯部が周方向に複数個設けられた雄軸と、この雄軸のスプライン歯部に対応する軸心方向のスプライン溝部が周方向に複数個設けられ且つ雄軸の外周に軸心方向に摺動自在に套嵌された雌軸とを備えたスプライン軸等の伸縮軸を採用したものがある。
【０００３】
この種のスプライン軸では、その摺動荷重（摺動抵抗）と回転方向のガタとは相反する関係にある。つまり、回転方向のガタを詰めると摺動荷重が大きくなり、逆に摺動荷重を軽くすると回転方向のガタが大きくなる。従って、摺動荷重と回転方向のガタとの両特性の両立が困難である。
【０００４】
そこで、従来は、雄軸の外周面に摩擦係数の低減を目的としてナイロンコーティング層を形成した後、このナイロンコーティング層の摺動面側を雌軸の内周側の摺動面の内径寸法に合わせて切削したり、或いは雄軸の外周面に二硫化モリブデン、フッ素樹脂等の摩擦係数の低減に効果のある素材を、ガタ詰めを目的として膜厚管理しながらコーティングしてコーティング層を形成することにより、雄軸と雌軸との回転方向のガタを詰めて両特性を比較的高レベルで両立させる方法を採っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の雄軸の外周面にナイロンコーティング層を形成した後、そのナイロンコーティング層の摺動面側を切削する方法では、コーティング層の形成後にその摺動面側を切削する切削工程が必要であるため、その切削が煩わしく非常なコスト高となり、しかも単にコーティング層を切削しただけであるため、摺動面の耐久性に問題がある。
【０００６】
また雄軸の外周面に二硫化モリブデン、フッ素樹脂等を、膜厚管理しながらコーティングする方法では、その膜厚管理が困難でコストがかかると共に、雌軸の内周側の摺動面の内径寸法のバラツキによりガタ詰めも安定せず、しかもコーティング層の表面が柔らかいため、耐久性に劣る欠点がある。
【０００７】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、製作が容易で安価であり、雄軸と雌軸との回転方向のガタがなく、摺動荷重も低減できる伸縮軸及び伸縮軸のコーティング層形成方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る伸縮軸は、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に前記雄軸の前記摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ前記雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸とを備えた伸縮軸において、前記雄軸の外周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングし、少なくとも前記雄軸の前記各摺動面に、該摺動面側の前記コーティング材料を圧縮して凝縮コーティング層を形成し、該凝縮コーティング層の厚さを前記両軸の前記摺動面間の最大隙間よりも僅かに大とし、前記両軸の前記各歯部の頂面と前記各溝部の底面との間に径方向の隙間を設けたものである。
また別の本発明に係る伸縮軸は、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に前記雄軸の前記摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ前記雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸とを備えた伸縮軸において、前記雌軸の内周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングし、少なくとも前記雌軸の前記各摺動面に、該摺動面側の前記コーティング材料を圧縮して凝縮コーティング層を形成し、該凝縮コーティング層の厚さを前記両軸の前記摺動面間の最大隙間よりも僅かに大とし、前記両軸の前記各歯部の頂面と前記各溝部の底面との間に径方向の隙間を設けたものである。
本発明に係る伸縮軸のコーティング層形成方法は、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に前記雄軸の前記摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ前記雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸との内、前記雄軸の前記各摺動面側に凝縮コーティング層を形成するに際し、前記雄軸の外周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングして１次コーティング層を形成し、次に前記雄軸をゲージに圧入して、該ゲージの入り口側の除去部で前記１次コーティング層の必要以上の肉を除去しながら、少なくとも前記雄軸の前記各摺動面側の前記１次コーティング層を、前記両軸の前記摺動面側の最大隙間よりも僅かに大きな厚さまで前記ゲージにより圧縮し凝縮して前記凝縮コーティング層を形成し、次に前記両軸を嵌合して設定摺動荷重となるまで該両軸を摺動させるものである。
また本発明に係る伸縮軸のコーティング層形成方法は、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に前記雄軸の前記摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ前記雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸との内、前記雌軸の前記各摺動面側に凝縮コーティング層を形成するに際し、前記雌軸の外周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングして１次コーティング層を形成し、次に前記雌軸をゲージに圧入して、該ゲージの入り口側の除去部で前記１次コーティング層の必要以上の肉を除去しながら、少なくとも前記雌軸の前記各摺動面側の前記１次コーティング層を、前記両軸の前記摺動面側の最大隙間よりも僅かに大きな厚さまで前記ゲージにより圧縮し凝縮して前記凝縮コーティング層を形成し、次に前記両軸を嵌合して設定摺動荷重となるまで該両軸を摺動させるものである。
【０００９】
また本発明に係る伸縮軸のコーティング層形成方法は、外周に歯部が周方向に複数個設けられた雄軸と、内周に前記歯部に対応する溝部が周方向に複数個設けられ且つ前記雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸との内、その少なくとも一方の軸の摺動面側に凝縮コーティング層を形成するに際し、前記一方の軸の前記摺動面側に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングして１次コーティング層を形成し、次に該一方の軸を、前記雄軸と前記雌軸との周方向に相対向する摺動面側の最大隙間よりも僅かに大きな間隙に設定されたゲージに圧入して、該ゲージにより前記１次コーティング層を前記一方の軸側に圧縮して凝縮するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳述する。
【００１１】
図面は自動車等のステアリング系に使用する自在軸継ぎ手付きのスプライン軸を例示する。図１及び図２において、1 はスプライン軸で、雄軸２と、この雄軸２の外周に軸心方向に摺動自在に嵌合された雌軸３と、雄軸２の外周にコーティングされた凝縮コーティング層４とを備えている。なお、雄軸２及び雌軸３の嵌合側と反対側の端部には、自在軸継ぎ手５，６のヨーク７，８が溶接等によって夫々固定されている。
【００１２】
雄軸２の外周には、軸心方向のスプライン歯部９とスプライン溝部１０とが周方向に交互に複数個形成されている。また雌軸３の内周には、雄軸２のスプライン歯部９とスプライン溝部１０とに対応する軸心方向のスプライン溝部１１とスプライン歯部１２とが周方向に複数個形成されている。
【００１３】
なお、雄軸２のスプライン歯部９とスプライン溝部１０は、その軸心方向の略全長にわたって形成されているが、雄軸２の軸心方向の一部に設けても良い。また雌軸３のスプライン溝部１１とスプライン歯部１２は、自在継ぎ手６と反対側の先端部から軸心方向の中間までの一部に設けられているが、雌軸３の軸心方向の略全長に設けても良い。
【００１４】
凝縮コーティング層４は、図３に示すように雄軸２の外周面の略全面、即ちスプライン歯部９の頂面１４側からスプライン歯部９の周方向の両側の摺動面１５側、及びスプライン溝部１０の底面１６側の略全体にわたって、スプライン歯部９及びスプライン溝部１０の略全面に形成されており、この凝縮コーティング層４を介して雄軸２に雌軸３が軸心方向に摺動自在に嵌合されている。
【００１５】
凝縮コーティング層４には、低摩擦係数のコーティング材料、例えば摩擦係数の低減に効果のある二硫化モリブデン、フッ素樹脂等が使用されている。そして、この凝縮コーティング層４は、図５に示すように、雄軸２の外周面に１次コーティング層４ａを形成した後、その１次コーティング層４ａを雄軸２の外周面側へと圧縮することにより凝縮されている。
【００１６】
この１次コーティング層４ａの圧縮凝縮は、必要以上の１次コーティング層４ａを除肉して摺動荷重を低減すること、及び凝縮コーティング層４の耐久性を向上させることを目的としたものであり、例えば図４（Ａ）（Ｂ）に示すように雌ゲージ１８を使用して、１次コーティング層４ａを形成した後の雄軸２をこの雌ゲージ１８内に圧入することにより行われる。
【００１７】
圧縮凝縮後における凝縮コーティング層４の厚さｔ（図４及び図６参照）は、雄軸２側のスプライン歯部９の摺動面１５と、この摺動面１５と周方向に相対向する雌軸３側のスプライン溝部１１の摺動面１９との計算上の最大隙間ｔ１（図３参照）を基準にして、その最大隙間ｔ１よりも僅かに大きくなっている。
【００１８】
従って、圧縮凝縮後におけるコーティング層４の外径寸法は、雌軸３のスプライン溝部１１の摺動面１９の内径寸法よりも僅かに大であり、その後に雄軸２の外周に雌軸３を嵌合して設定摺動荷重となるまで両者を摺動させることにより、凝縮コーティング層４を介してナジミ嵌合させるようになっている。
【００１９】
なお、圧縮凝縮後における凝縮コーティング層４の厚さｔは、雄軸２側のスプライン歯部９の摺動面１５と、この摺動面１５と周方向に相対向する雌軸３側のスプライン溝部１１の摺動面１９との間に介在される摺動部分１７が最大隙間ｔ１よりも僅かに大となれば良く、またその他の部分では雄軸２のスプライン歯部９の頂面１４側の凝縮コーティング層４と雌軸３のスプライン溝部１１の底面２０との間、雄軸２のスプライン溝部１０の底面１６側の凝縮コーティング層４と雌軸３のスプライン歯部１２の頂面２２との間に夫々所定の隙間ができる程度であれば良い。
【００２０】
なお、スプライン軸１の雄軸２と雌軸３は、回転時にそのスプライン歯部９とスプライン溝部１１との周方向の摺動面１５，１９側を介して正逆方向に回転力を伝達し、また軸心方向に相対的に摺動するため、雄軸２の外周のコーティング層４の全体の内、少なくとも摺動面１５，１９間の摺動部分１７が、雄軸２のスプライン歯部９の摺動面１５側に圧縮し凝縮されておれば十分である。
【００２１】
このスプライン軸１を製作する場合には、雄軸２のスプライン歯部９と雌軸３のスプライン溝部１１との周方向に相対向する摺動面１５，１９側が僅かな隙間になるように、その雄軸２及び雌軸３を加工する。そして、次に図５に示すように、雄軸２側のスプライン歯部９及びスプライン溝部１０を含む外周面の全体に、二硫化モリブデン、フッ素樹脂等のコーティング材料を用いて膜厚ｔ２（図４及び図５参照）の１次コーティング層４ａのコーティングを施す。
【００２２】
このときの１次コーティング層４ａの膜厚ｔ２は、凝縮後における凝縮コーティング層４の最小の厚さｔ以上とすれば良く、厳しい膜厚管理は必要としない。
なお、１次コーティング層４ａの膜厚は、最も薄い部分が圧縮凝縮後の摺動部分１７の最小の厚さｔ以上であり、その最小厚に若干の除肉厚分を加えた厚さであることが望ましい。
【００２３】
次に図４（Ａ）に示すように雄軸２を雌ゲージ１８内に圧入して、この雌ゲージ１８により雄軸２の外周面の１次コーティング層４ａを雄軸２の外周面側に圧縮して凝縮する。
【００２４】
このときに使用する雌ゲージ１８は、図６に示すように雌軸３と同様に、雄軸２のスプライン歯部９、スプライン溝部１０に対応する軸心方向のスプライン溝部２３、スプライン歯部２４を周方向に交互に複数個備え、そのスプライン溝部２３、スプライン歯部２４の内径寸法が、雄軸２のスプライン歯部９側と雌軸３のスプライン溝部１１側との計算上の最大隙間ｔ１を基準にして、雄軸２の外周面と雌ゲージ１８の内周面との隙間が最大隙間ｔ１より僅かに大きく設定されている。
【００２５】
また雌ゲージ１８のスプライン溝部２３及びスプライン歯部２４の内面には、図４（Ｂ）に示すようにその軸心方向の一端の入り口２５側に外広がり状のテーパー案内面２６と、このテーパー案内面２６の外端側の除肉部２９とが形成され、またテーパー案内面２６から反対側に勾配の小さい傾斜圧縮面２７と、軸心方向と平行な平行圧縮面２８とが形成されている。平行圧縮面２８はテーパー案内面２６、傾斜圧縮面２７に比較して十分長くなっている。
【００２６】
このような構成の雌ゲージ１８の内周に雄軸２を圧入すると、先ず雌ゲージ１８の除肉部２９が１次コーティング層４ａの外周側を削り取って必要以上の肉を除肉する。そして、続いてテーパー案内面２６がその除肉後の１次コーティング層４ａの外周面側に乗り上がりながら、このテーパー案内面２６及び傾斜圧縮面２７により１次コーティング層４ａを雄軸２の外周面側へと順次圧縮し、その後に平行圧縮面２８で１次コーティング層４ａを安定的に凝縮して、凝縮コーティング層４を形成する。
【００２７】
このように雌ゲージ１８を圧入することによって、１次コーティング層４ａの外周側の必要以上の肉を容易に除肉でき、しかも凝縮前の１次コーティング層４ａの膜厚を略均一にできるため、凝縮後の凝縮コーティング層４の局部的なムラ等の発生を防止できる。
【００２８】
また除肉後の１次コーティング層４ａを、その摺動部分１７の厚さｔが雌軸３のスプライン溝部１１の摺動面１９の内径寸法よりも僅かに大になる程度まで容易に凝縮でき、その後の凝縮コーティング層４の耐久性を向上させることができる。更に雌ゲージ１８には、テーパー案内面２６、傾斜圧縮面２７及び平行圧縮面２８があるため、圧縮凝縮に際して雄軸２の外周面の１次コーティング層４ａを傷めるようなこともない。
【００２９】
そして、最後に現場合わせ、その他で雄軸２と雌軸３とを嵌合し、設定摺動荷重となるまで軸心方向に相対的に摺動させながらナジミ嵌合することにより、摺動面１５，１９間の隙間が殆どなく、しかも摺動抵抗が低く耐久性に優れたスプライン軸１を容易且つ安価に製作できる。
【００３０】
因みに、この実施形態に基づいて製作した本発明に係るスプライン軸１と、雄軸２の外周面にナイロンコーティングを施した従来のスプライン軸とを比較したところ、本発明に係るスプライン軸１は従来に比較して摺動抵抗が約１／２になり、周方向のガタが略０になった。また製作コストは従来の１／３にできた。しかも、本発明に係るスプライン軸１は、従来のナイロンコーティングを施したものでは使用できなかった高温雰囲気での使用が可能となった。
【００３１】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、趣旨を逸脱しない範囲内で種々の変更が可能である。例えば、実施形態では雄軸２の外周のスプライン歯部９及びスプライン溝部１０の略全面に１次コーティング層４ａを施し、その１次コーティング層４ａの略全面を雌ゲージ１８で雄軸２側に圧縮して凝縮するようにようにしているが、圧縮凝縮は全１次コーティング層４ａの内、雄軸２のスプライン歯部９の周方向の摺動面１５に対応する摺動部分１７のみ、又はこの摺動部分１７から周方向の一方又は両側にわたる所定範囲についてのみ行うようにしても良い。
【００３２】
要するに雄軸２の外周の１次コーティング層４ａの内、少なくとも回転及び摺動時に雄軸２と雌軸３とが接触する部分の１次コーティング層４ａを圧縮し凝縮して凝縮コーティング層４とすれば良い。
【００３３】
従って、図３に示すように雌軸３のスプライン溝部１１の底面２０及び／又はスプライン歯部１２の頂面２２との間に径方向の隙間がある場合には、雄軸２のスプライン歯部９の頂面１４側及び／又はスプライン溝部１０の底面１６側の１次コーティング層４ａは、凝縮せずにそのままにして良い。
【００３４】
また雄軸２側に凝縮コーティング層４を形成する場合、その凝縮コーティング層４は雄軸２の外周面の内、少なくともスプライン歯部９の周方向の両側の摺動面１５に形成すれば良く、他の部分の１次コーティング層４ａ、凝縮コーティング層４は省略しても良い。
【００３５】
更に実施形態では、スプライン軸１を構成する雄軸２と雌軸３との内、その雄軸２の外周面に凝縮コーティング層４を形成する場合を例示しているが、雌軸３の内周面に１次コーティング層４ａを形成し、その雌軸３内に雄ゲージを圧入して１次コーティング層４ａを雌軸３の内周面側に圧縮し凝縮して凝縮コーティング層４を形成しても良い。
【００３６】
この場合にも、雌軸３のスプライン溝部１１、スプライン歯部１２の内周面の略全面、又は雌軸３のスプライン溝部１１の摺動面１９に凝縮コーティング層４を形成しても良いし、雌軸３の内周面の略全面に１次コーティング層４ａを形成して、その内の雌軸３のスプライン溝部１１の摺動面１９に対応する部分を凝縮コーティング層４としても良い。
【００３７】
また雄軸２の外周面と雌軸３の内周面との両方に凝縮コーティング層４を設けても良し、雄軸２のスプライン歯部９にはその摺動面１５の一方に、雌軸３のスプライン溝部１１にはその摺動面１９の他方に夫々凝縮コーティング層４を形成しても良い。
【００３８】
従って、凝縮コーティング層４は、雄軸２のスプライン歯部９と雌軸３のスプライン溝部１１との少なくとも周方向に相対向する摺動面１５，１９が凝縮コーティング層４を介して接触するように、その両者のスプライン歯部９とスプライン溝部１１との摺動面１５，１９の内、少なくとも一方の摺動面１５又は摺動面１９にあれば十分である。なお、雄軸２側と雌軸３側との両方に互いに接触するように凝縮コーティング層４を形成する場合には、異なるコーティング材料を使用しても良い。
【００３９】
更にスプライン軸１の他、雄軸２の外周に軸心方向のセレーション歯部とセレーション溝部とを周方向に複数個形成し、この雄軸２の外周に軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸３の内周に軸心方向のセレーション溝部とセレーション歯部とを周方向に複数個形成してなるセレーション式の伸縮軸の場合にも同様に実施可能である。
【００４０】
従って、雄軸２はスプライン歯部９、セレーション歯部等の歯部を備え、また雌軸３はスプライン溝部１１、セレーション溝部等の溝部を備えたものであれば十分である。また歯部及び／又は溝部は、その伸縮軸に要求される伸縮範囲に対応して設けておけば好く、必ずしも軸心方向の略全長にわたって設ける必要はない。
【００４１】
コーティング材料は二硫化モリブデン、フッ素樹脂等が適当であるが、低摩擦係数の材料であれば、二硫化モリブデン等以外のものを使用することも可能である。また圧縮凝縮後の凝縮コーティング層４の厚さｔは、当初から雄軸２と雌軸３との摺動面１５，１９間の最大隙間ｔ１分に合わせておいても良い。
【００４２】
雌ゲージ１８は、入り口２５側の除肉部２９を省略して、テーパー案内面２５の入り口２５側端の直径を１次コーティング層４ａの外径よりも大きくし、１次コーティング層４ａの全てを圧縮し凝縮して凝縮コーティング層４とするように構成しても良い。１次コーティング層４ａの膜厚が比較的少なく均一な場合には、このような雌ゲージ１８を使用しても、圧縮凝縮後の凝縮コーティング層４の厚さのバラツキを防止できる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明では、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に雄軸の摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸とを備えた伸縮軸において、雄軸の外周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングし、少なくとも雄軸の各摺動面に、該摺動面側のコーティング材料を圧縮して凝縮コーティング層を形成し、該凝縮コーティング層の厚さを両軸の摺動面間の最大隙間よりも僅かに大とし、両軸の各歯部の頂面と各溝部の底面との間に径方向の隙間を設けているので、伸縮軸の製作が容易で安価であり、しかも雄軸と雌軸との周方向のガタがなく、摺動荷重も低減できる利点がある。特に雌軸の内周面に凝縮コーティング層を形成する場合に比較して容易に製作できる。
【００４４】
また別の本発明では、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に雄軸の摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸とを備えた伸縮軸において、雌軸の内周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングし、少なくとも雌軸の各摺動面に、該摺動面側のコーティング材料を圧縮して凝縮コーティング層を形成し、該凝縮コーティング層の厚さを両軸の摺動面間の最大隙間よりも僅かに大とし、両軸の各歯部の頂面と各溝部の底面との間に径方向の隙間を設けているので、伸縮軸の製作が容易で安価であり、しかも雄軸と雌軸との周方向のガタがなく、摺動荷重も低減できる利点がある。
【００４５】
更に本発明では、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に雄軸の摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸との内、雄軸の各摺動面側に凝縮コーティング層を形成するに際し、雄軸の外周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングして１次コーティング層を形成し、次に雄軸をゲージに圧入して、該ゲージの入り口側の除去部で１次コーティング層の必要以上の肉を除去しながら、少なくとも雄軸の各摺動面側の１次コーティング層を、両軸の摺動面側の最大隙間よりも僅かに大きな厚さまでゲージにより圧縮し凝縮して凝縮コーティング層を形成し、次に両軸を嵌合して設定摺動荷重となるまで該両軸を摺動させるので、伸縮軸の製作が容易で安価であり、しかも雄軸と雌軸との周方向のガタがなく、摺動荷重も低減できる利点がある。
【００４６】
また本発明では、周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に雄軸の摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸との内、雌軸の各摺動面側に凝縮コーティング層を形成するに際し、雌軸の外周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングして１次コーティング層を形成し、次に雌軸をゲージに圧入して、該ゲージの入り口側の除去部で１次コーティング層の必要以上の肉を除去しながら、少なくとも雌軸の各摺動面側の１次コーティング層を、両軸の摺動面側の最大隙間よりも僅かに大きな厚さまでゲージにより圧縮し凝縮して凝縮コーティング層を形成し、次に両軸を嵌合して設定摺動荷重となるまで該両軸を摺動させる伸縮軸の製作が容易で安価であり、しかも雄軸と雌軸との周方向のガタがなく、摺動荷重も低減できる利点がある。
【００４７】
しかも入り口側に形成された外広がり状のテーパー案内面を有する雌ゲージを使用するため、雄軸の外周のコーティング層を傷めることなく容易に圧縮し凝縮できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すスプライン軸の正面図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すスプライン軸の拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すスプライン軸の要部の拡大断面図である。
【図４】（Ａ）は本発明の一実施形態を示す圧縮凝縮工程の説明図、（Ｂ）は（Ａ）の部分拡大図である。
【図５】本発明の一実施形態を示す１次コーティング状態の拡大断面図である。
【図６】本発明の一実施形態を示す圧縮凝縮工程の拡大断面図である。
【符号の説明】
1 スプライン軸
２ 雄軸
３ 雌軸
４ 凝縮コーティング層
４ａ １次コーティング層
９，１２ スプライン歯部
１０，１１ スプライン溝部
１５，１９ 摺動面
１８ 雌ゲージ
２６ テーパー案内面
Claims (5)
- 周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に前記雄軸の前記摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ前記雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸とを備えた伸縮軸において、前記雄軸の外周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングし、少なくとも前記雄軸の前記各摺動面に、該摺動面側の前記コーティング材料を圧縮して凝縮コーティング層を形成し、該凝縮コーティング層の厚さを前記両軸の前記摺動面間の最大隙間よりも僅かに大とし、前記両軸の前記各歯部の頂面と前記各溝部の底面との間に径方向の隙間を設けたことを特徴とする伸縮軸。
- 周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に前記雄軸の前記摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ前記雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸とを備えた伸縮軸において、前記雌軸の内周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングし、少なくとも前記雌軸の前記各摺動面に、該摺動面側の前記コーティング材料を圧縮して凝縮コーティング層を形成し、該凝縮コーティング層の厚さを前記両軸の前記摺動面間の最大隙間よりも僅かに大とし、前記両軸の前記各歯部の頂面と前記各溝部の底面との間に径方向の隙間を設けたことを特徴とする伸縮軸。
- 周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に前記雄軸の前記摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ前記雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸との内、前記雄軸の前記各摺動面側に凝縮コーティング層を形成するに際し、前記雄軸の外周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングして１次コーティング層を形成し、次に前記雄軸をゲージに圧入して、該ゲージの入り口側の除去部で前記１次コーティング層の必要以上の肉を除去しながら、少なくとも前記雄軸の前記各摺動面側の前記１次コーティング層を、前記両軸の前記摺動面側の最大隙間よりも僅かに大きな厚さまで前記ゲージにより圧縮し凝縮して前記凝縮コーティング層を形成し、次に前記両軸を嵌合して設定摺動荷重となるまで該両軸を摺動させることを特徴とする伸縮軸のコーティング層形成方法。
- 周方向の両側に摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられた雄軸と、周方向の両側に前記雄軸の前記摺動面と周方向に対向する摺動面を有する軸心方向の歯部が溝部を介して周方向に複数個設けられ且つ前記雄軸に対して軸心方向に摺動自在に嵌合する雌軸との内、前記雌軸の前記各摺動面側に凝縮コーティング層を形成するに際し、前記雌軸の外周面に低摩擦係数のコーティング材料をコーティングして１次コーティング層を形成し、次に前記雌軸をゲージに圧入して、該ゲージの入り口側の除去部で前記１次コーティング層の必要以上の肉を除去しながら、少なくとも前記雌軸の前記各摺動面側の前記１次コーティング層を、前記両軸の前記摺動面側の最大隙間よりも僅かに大きな厚さまで前記ゲージにより圧縮し凝縮して前記凝縮コーティング層を形成し、次に前記両軸を嵌合して設定摺動荷重となるまで該両軸を摺動させることを特徴とする伸縮軸のコーティング層形成方法。
- 入り口側に形成された外広がり状のテーパー案内面を有する前記雌ゲージを使用することを特徴とする請求項３又は４に記載の伸縮軸のコーティング層形成方法。
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