【手続補正書】
【提出日】平成17年9月12日(2005.9.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
雄軸と雌軸をトルク伝達可能に且つ相対移動可能に嵌合した伸縮軸において、
前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部にそれぞれ設けられ、トルクを伝達するトルク伝達部と、
前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部の間に設けられ、前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には転動する転動体と、
該転動体に隣接して配置され、該転動体を介して前記雄軸と前記雌軸とに予圧を与える弾性体とからなる予圧部と、
を具備してなることを特徴とする伸縮軸。
【請求項２】
前記トルク伝達部は、前記雄軸の外周面または前記雌軸の内周面の何れか一方に形成された軸方向凸条と前記雌軸の内周面または前記雄軸の外周面の他方に形成され前記軸方向凸条と嵌合する軸方向溝から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮軸。
【請求項３】
前記トルク伝達部は、前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面に形成されたスプライン嵌合部またはセレーション嵌合部からなることを特徴とする請求項１に記載の伸縮軸。
【請求項４】
前記予圧部は、前記雄軸の外周面に設けられた第１の軸方向溝と、該第１の軸方向溝に対向して前記雌軸の内周面に設けられた第２の軸方向溝とを有し、
前記転動体と前記弾性体は、該第１および第２の軸方向溝間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮軸。
【請求項５】
前記予圧部は、前記雄軸と前記雌軸との間に複数配置され、
前記トルク伝達部は、隣り合う前記予圧部の間にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮軸。
【請求項６】
前記予圧部は、周方向に１２０度間隔で等配して配置され、前記予圧部の間に、それぞれ前記トルク伝達部を配置していることを特徴とする請求項５に記載の伸縮軸。
【請求項７】
前記トルク伝達部は、前記予圧部の間に周方向中央部にそれぞれ配置されていることを特徴とする請求項５に記載の伸縮軸。
【請求項８】
前記転動体は、少なくとも１つの球状体からなることを特徴とする請求項１に記載の伸縮軸。
【請求項９】
前記弾性体は、板バネからなることを特徴とする請求項１に記載の伸縮軸。
【請求項１０】
前記雄軸の外周部または前記雌軸の内周部に固体潤滑皮膜が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の伸縮軸。
【請求項１１】
請求項１ないし１０の何れか一項に記載の伸縮軸は、車両ステアリング用に用いられることを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。  
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】伸縮軸
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、車両ステアリング用に好適な伸縮軸に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、安定した摺動荷重を実現すると共に、回転方向のガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達できる伸縮軸を提供することを目的とする。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明に係る伸縮軸は、雄軸と雌軸をトルク伝達可能に且つ相対移動可能に嵌合した伸縮軸において、
記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部にそれぞれ設けられ、トルクを伝達するトルク伝達部と、
前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部の間に設けられ、前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には転動する転動体と、
該転動体に隣接して配置され、該転動体を介して前記雄軸と前記雌軸とに予圧を与える弾性体とからなる予圧部とを具備してなることを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明に係る伸縮軸では、前記トルク伝達部は、前記雄軸の外周面または前記雌軸の内周面の何れか一方に形成された軸方向凸条と前記雌軸の内周面または前記雄軸の外周面の他方に形成され前記軸方向凸条と嵌合する軸方向溝から構成されていることが好ましい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明に係る伸縮軸では、前記トルク伝達部は、前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面に形成されたスプライン嵌合部またはセレーション嵌合部からなることが好ましい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
また、本発明に係る伸縮軸では、前記予圧部は、前記雄軸の外周面に設けられた第１の軸方向溝と、該第１の軸方向溝に対向して前記雌軸の内周面に設けられた第２の軸方向溝とを有し、
前記転動体と前記弾性体は、該第１および第２の軸方向溝間に配置されていることが好ましい。
また、本発明に係る伸縮軸では、前記予圧部は、前記雄軸と前記雌軸との間に複数配置され、
前記トルク伝達部は、隣り合う前記予圧部の間にそれぞれ配置されていることが好ましい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、本発明に係る伸縮軸では、記予圧部は、周方向に１２０度間隔で等配して配置され、前記予圧部の間に、それぞれ前記トルク伝達部を配置していることが好ましい。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
また、本発明に係る伸縮軸では、前記トルク伝達部は、前記予圧部の間に周方向中央部にそれぞれ配置されていることが好ましい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、本発明に係る伸縮軸では、前記転動体は、少なくとも１つの球状体からなることが好ましい。
また、本発明に係る伸縮軸では、前記弾性体は、板バネからなることが好ましい。
また、本発明に係る伸縮軸では、前記雄軸の外周部または前記雌軸の内周部に固体潤滑皮膜が形成されていることが好ましい。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
なお、軸方向凸条４の曲率と軸方向溝６の曲率は異なっており、軸方向凸条４と軸方向溝６は接触の際に軸方向に連続して接触するようにそれぞれ形成されていても良い。また、雄軸１に形成されている軸方向凸条４が雌軸２側に、雌軸２に形成されている軸方向溝６が雄軸１側に形成されていても本第１実施の形態と同様の作用、効果が得られる。また、軸方向溝５の曲率と転動体７の曲率が異なっていて、両者は点接触するように形成されていても良い。また、転動体７は球状体であっても良い。さらに、弾性体８は板バネであっても良い。また、摺動面および転動面にグリースを塗布することによりさらに低い摺動荷重を得ることが出来る。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３６】
そして、トルク伝達時には、トルク伝達部の軸方向凸条４が軸方向溝６に接触していることによってトルク伝達の役割を果たし、予圧部では弾性体８が弾性変形して転動体７を雄軸１と雌軸２の間で周方向に拘束してガタつきを防止することが出来る。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
さらにトルクが増大していくと、トルク伝達部の軸方向凸条４と軸方向溝６の側面が強く接触し、軸方向凸条４の方が転動体７より反力を強く受け、トルク伝達部が主にトルクを伝達する。そのため、本第１実施の形態では、雄軸１と雌軸２の回転方向ガタを確実に防止すると共に、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
断面形状が略円弧状の軸方向凸条４と軸方向溝６とは、主に軸方向に連続して接触してその荷重を受けるため、点接触で荷重を受ける転動体７よりも接触圧を低く抑えることができるなど、さまざまな効果がある。したがって、全列をボール転がり構造とした従来例に比べ下記の項目が優れている。
・摺動部での減衰能効果が、ボール転がり構造に比べて大きい。よって振動吸収性能が高い。
・同じトルクを伝達するならば、軸方向凸条４の方が接触圧を低く抑えることができるため、トルク伝達部の軸方向の長さを短くできスペースを有効に使うことができる。
・同じトルクを伝達するならば、軸方向凸条４の方が接触圧を低く抑えることができるため、熱処理等によって雌軸の軸方向溝表面を硬化させるための追加工程が不要である。
・部品点数を少なくすることができる。
・組立性をよくすることができる。
・組立コストを抑えることができる。
・トルクの伝達を主にトルク伝達部で担っているため、転動体７の数を少なくすることが出来、コラプスストロークを大きくとることが出来る。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
なお、本第２実施の形態では、固体潤滑皮膜１１は雄軸１の外周面の全体にわたって形成されているが、雄軸１に形成されている３箇所の軸方向凸条４の外周面のみに設けても良い。これは、摺動荷重の主たる要因が、軸方向凸条４と軸方向溝６との接触によるものであり、この接触部の接触抵抗を低減することで軸方向の摺動抵抗を下げることが出来るからである。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４６】
また、摺動面及び転動面にグリースを塗布することによりさらに低い摺動荷重を得ることが出来る。また、軸方向凸条４の曲率と軸方向溝６の曲率は異なっており、軸方向凸条４と軸方向溝６は接触の際に軸方向に連続して接触するようにそれぞれ形成されていても良い。また、雄軸１に形成されている軸方向凸条４が雌軸２側に、雌軸２に形成されている軸方向溝６が雄軸１側に形成されていても本願実施の形態と同様の作用、効果が得られる。また、軸方向溝５の曲率と転動体７の曲率が異なっていて、両者は点接触するように形成されていても良い。また、転動体７は球状体であっても良い。さらに、弾性体８は板バネであっても良い。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
（第３実施の形態）
図７は、本発明の第３実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の断面図であり、図８は、図７のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。第２実施の形態と同様の構成には同じ符号を付し説明を省略する。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５０】
また、軸方向凸条４の曲率と軸方向溝６の曲率は異なっており、軸方向凸条４と軸方向溝６は接触の際に軸方向に連続して接触するようにそれぞれ形成されていても良い。また、雄軸１に形成されている軸方向凸条４が雌軸２側に、雌軸２に形成されている軸方向溝６が雄軸１側に形成されていても本願実施の形態と同様の作用、効果が得られる。また、軸方向溝５の曲率と転動体７の曲率は異なっていて、両者は点接触するように形成されていても良い。また、転動体７は球状体であっても良い。さらに、弾性体８は板バネであっても良い。また、摺動面および転動面にグリースを塗布することによりさらに低い摺動荷重を得ることが出来る。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５５】
なお、本第４実施の形態では、固体潤滑皮膜１１は雌軸２の内周面の全体にわたって形成されているが、雌軸２に形成されている３箇所の軸方向溝６の内周面のみに設けても良い。これは、摺動荷重の主たる要因が、軸方向凸条４と軸方向溝６との接触によるものであり、この接触部の接触抵抗を低減することで軸方向の摺動抵抗を下げることが出来るからである。
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
また、摺動面及び転動面にグリースを塗布することによりさらに低い摺動荷重を得ることが出来る。また、軸方向凸条４の曲率と軸方向溝６の曲率は異なっており、軸方向凸条４と軸方向溝６は接触の際に軸方向に連続して接触するようにそれぞれ形成されていても良い。また、雄軸１に形成されている軸方向凸条４が雌軸２側に、雌軸２に形成されている軸方向溝６が雄軸１側に形成されていても本願実施の形態と同様の作用、効果が得られる。また、軸方向溝５の曲率と転動体７の曲率が異なっていて、両者は点接触するように形成されていても良い。また、転動体７は球状体であっても良い。さらに、弾性体８は板バネであっても良い。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６１】
雄軸１の外周面の１個所にスプライン嵌合用の軸方向凸条１４に替えて略Ｕ字形状の第１の軸方向溝３（以後、軸方向溝３と記す）が延在して形成してある。これに対応して雌軸２の内周面には、軸方向溝３と対向する位置に略円弧状の第２の軸方向溝５（以後、軸方向溝５と記す）が延在して形成されている。軸方向溝３と軸方向溝５との間に予圧用の波型形状の弾性体８を介して、転動体７が介装されている。転動体７は雄軸１と雌軸２との軸方向に相対移動の際には転動し、回転の際には弾性体８に拘束されてガタつきを防止する。
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６２】
弾性体８は、その両側の平坦部８ａ、８ａで軸方向溝３の両側の壁部３ａ、３ａに圧接してあり、弾性体８全体が周方向に移動できないようになっている。そして弾性体８は転動体７に予圧を与えると共に、転動体７と軸方向凸条１４を雌軸２に対してガタ付きのない程度に予圧する働きをする。このようにして本第１実施例の伸縮軸が構成されている。
【手続補正２７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
以上のように構成した伸縮軸では、雄軸１と雌軸２の間にトルク伝達部である軸方向凸条１４と軸方向溝１６とをスプライン嵌合させると共に、転動体７を弾性体８を介して軸方向溝３と軸方向溝５の間に介装し、弾性体８により、転動体７と軸方向凸条１４とを雌軸２に対してガタ付きのない程度に予圧してある。
【手続補正２８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６６】
トルク伝達時には、トルク伝達部の軸方向凸条１４と軸方向溝１６とのスプライン嵌合部が主なトルク伝達の役割を果たし、予圧部では弾性体８が弾性変形して転動体７を雄軸１と雌軸２の間で周方向に拘束してガタつきを防止することが出来る。
【手続補正２９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
なお、上述の第１実施例から第３実施例において、摺動面および転動面にグリースを塗布することによりさらに低い摺動荷重を得ることが出来る。また、雄軸１に形成されている軸方向凸条１４が雌軸２側に、雌軸２に形成されている軸方向溝１６が雄軸１側に形成されていても本願実施の形態と同様の作用、効果が得られる。また、軸方向溝５の曲率と転動体７の曲率が異なっていて、両者は点接触するように形成されていても良い。また、転動体７は球状体であっても良い。さらに、弾性体８は板バネであっても良い。
【手続補正３０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７６】
なお、摺動面および転動面にグリースを塗布することによりさらに低い摺動荷重を得ることが出来る。また、雄軸１に形成されている軸方向凸条１４が雌軸２側に、雌軸２に形成されている軸方向溝１６が雄軸１側に形成されていても本願実施の形態と同様の作用、効果が得られる。また、軸方向溝５の曲率と転動体７の曲率が異なっていて、両者は点接触するように形成されていても良い。また、転動体７は球状体であっても良い。さらに、弾性体８は板バネであっても良い。
【手続補正３１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８０】
なお、摺動面および転動面にグリースを塗布することによりさらに低い摺動荷重を得ることが出来る。また、雄軸１に形成されている軸方向凸条１４が雌軸２側に、雌軸２に形成されている軸方向溝１６が雄軸１側に形成されていても本願実施の形態と同様の作用、効果が得られる。また、軸方向溝５の曲率と転動体７の曲率が異なっていて、両者は点接触するように形成されていても良い。また、転動体７は球状体であっても良い。さらに、弾性体８は板バネであっても良い。
【手続補正３２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
また、本発明の全ての実施の形態において、下記の事が言える。雌軸２の先端を内側に加締めることで、雄軸１の引抜を防止し、分解できない構造にしても良い。転動体７は、熱処理され、且つ研磨されたものを使用してもよい。雄軸１の外周面に、ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）または、二硫化モリブデンを含む樹脂皮膜処理を施したものを使用してもよい。雄軸１を冷間引き抜き成型で製造した中実または中空の鋼材を使用してもよい。雄軸１を冷間押し出し成形で製造したアルミニウム材を使用してもよい。雄軸１を冷間鍛造で製造した中実の鋼材または、アルミニウム材を使用してもよい。雌軸２を冷間引き抜き成型で製造した中空の鋼材を使用してもよい。雄軸１を冷間鍛造成形する際には、素材に金属石鹸処理（ボンデ処理）を施すことが望ましい。雌軸２は中空の鋼材を素材として用い、金属石鹸処理（ボンデ処理）した後に、求める径に絞り又は拡管加工し、溝部をプレス成形しても良い。雌軸２は窒化処理されていてもよい。雌軸２の内周面にＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）または、二硫化モリブデンを含む樹脂皮膜処理を施したものを使用してもよい。
【手続補正３３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９１】
【図１】本発明の実施形態に係る車両ステアリング用伸縮軸を適用した自動車の操舵機構部の側面図である。
【図２】本発明の第１実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の断面図である。
【図３】図１のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図４】第１実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸のストロークと摺動荷重の関係を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の断面図である。
【図６】図４のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図７】本発明の第３実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の断面図である。
【図８】図７のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図９】本発明の第４実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の断面図である。
【図１０】本発明の第５実施の形態の（ａ）第１実施例、（ｂ）第２実施例、（ｃ）第３実施例に係る車両ステアリング用伸縮軸の断面図である。
【図１１】本発明の第６実施の形態の（ａ）第１実施例、（ｂ）第２実施例、（ｃ）第３実施例に係る車両ステアリング用伸縮軸の断面図である。
【図１２】本発明の第７実施の形態の（ａ）第１実施例、（ｂ）第２実施例、（ｃ）第３実施例に係る車両ステアリング用伸縮軸の断面図である。