(57)【要約】【課題】歯打ち音と呼ばれる不快な異音を抑制しつつ、雄型部材と雌型部材との間での摺動抵抗の低減を可能にするとともに、雄型部材を捩じ回した際の初期剛性を従来よりも低減することによってシャフトに対して急激に大きな動力が伝達されることを抑制し、運転者に与える違和感の軽減を可能とするシャフト用構造体、雄型部材、及び、雌型部材を提供する。【解決手段】シャフト用構造体２０は、雄型部材２１と雌型部材２２と、雄型部材２２の外周部表面を覆うように、ゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材２３とを備え、雌型部材２２に雄型部材２１が挿入された初期状態において、繊維部材２３と、雌歯部２２ｂの先端部Ｔ１において繊維部材２３と対向する部位とに囲まれた第１の隙間Ｓ１を有しているとともに、雌歯部２２ｂの一方の側部２２ｄが、対向する繊維部材２３と当接している。【選択図】図３
2014070721.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力を伝達可能なシャフトに組み付けられ、雄型部材を、軸方向に摺動可能に雌型部材に挿入して構成されるシャフト用構造体であって、
複数の雄歯部と複数の雄歯底部とが外周部に形成された雄型部材と、
複数の雌歯部と複数の雌歯底部とが内周部に形成され、前記雄型部材が挿入される雌型部材と、
前記雄型部材の前記外周部表面を覆うように、ゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材と、
を備え、
前記雌型部材に前記雄型部材が挿入された初期状態において、
前記繊維部材と、前記雌型部材の内周部のうち前記雌歯部の先端部及び／又は前記雌歯底部において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第１の隙間を有しているとともに、
前記雌歯部の両側部が、対向する前記繊維部材と当接している
ことを特徴とするシャフト用構造体。
【請求項２】
前記雄型部材の周方向への捩じ回しに伴って前記繊維部材が変形することによって、前記繊維部材と、前記雌型部材の内周部のうち前記雌歯底部と前記雌歯部の先端部との間において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第２の隙間を形成可能であって、
前記第２の隙間が形成される側と反対側にある前記雌歯部の他方の側部が、
前記繊維部材の変形完了後に、前記繊維部材を介して前記雄歯部によって押圧される
ことを特徴とする請求項１に記載のシャフト用構造体。
【請求項３】
動力を伝達可能なシャフトに組み付けられ、雄型部材を、軸方向に摺動可能に雌型部材に挿入して構成されるシャフト用構造体であって、
複数の雄歯部と複数の雄歯底部とが外周部に形成された雄型部材と、
複数の雌歯部と複数の雌歯底部とが内周部に形成され、前記雄型部材が挿入される雌型部材と、
前記雌型部材の前記内周部表面を覆うように、ゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材と、
を備え、
前記雌型部材に前記雄型部材が挿入された初期状態において、
前記繊維部材と、前記雄歯部の先端部及び／又は前記雄歯底部において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第１の隙間を有しているとともに、
前記雄歯部の両側部が、対向する前記繊維部材と当接している
ことを特徴とするシャフト用構造体。
【請求項４】
前記雄型部材の周方向への捩じ回しに伴って前記繊維部材が変形することによって、前記繊維部材と、前記雄型部材の外周部のうち前記雄歯底部と前記雄歯部の先端部との間において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第２の隙間を形成可能であって、
前記繊維部材の変形完了後に、前記第２の隙間が形成される側と反対側にある前記雄歯部の他方の側部によって、前記繊維部材を介して前記雌歯部が押圧される
ことを特徴とする請求項３に記載のシャフト用構造体。
【請求項５】
動力を伝達可能なシャフトに組み付けられ、複数の雌歯部と複数の雌歯底部とが内周部に形成された雌型部材に摺動可能に挿入して構成されるシャフト用構造体に用いられる雄型部材であって、
外周部に形成された複数の雄歯部と、
外周部に形成された複数の雄歯底部と、
前記複数の雄歯部及び前記複数の雄歯底部の外周部表面を覆うように、ゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材と、
を備え、
前記雌型部材に挿入された初期状態において、
前記繊維部材と、前記雌型部材の内周部のうち前記雌歯部の先端部及び／又は前記雌歯底部において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第１の隙間が形成されるとともに、
前記雌歯部の両側部が、対向する前記繊維部材と当接する
ことを特徴とする雄型部材。
【請求項６】
前記雌型部材に挿入された初期状態から、前記雄型部材の周方向への捩じ回しに伴って前記繊維部材が変形することによって、前記繊維部材と、前記雌型部材の内周部のうち前記雌歯底部と前記雌歯部の先端部との間において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第２の隙間を形成可能であって、
前記第２の隙間が形成される側と反対側にある前記雌歯部の他方の側部が、
前記繊維部材の変形完了後に、前記繊維部材を介して前記雄歯部によって押圧される
ことを特徴とする請求項５に記載の雄型部材。
【請求項７】
動力を伝達可能なシャフトに組み付けられ、複数の雄歯部と、複数の雄歯底部とが外周部に形成された雄型部材が摺動可能に挿入されて構成されるシャフト用構造体に用いられる雌型部材であって、
内周部に形成された複数の雌歯部と、
内周部に形成された複数の雌歯底部と、
前記複数の雌歯部及び前記複数の雌歯底部の内周部表面を覆うように、ゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材と、
を備え、
前記雄型部材が挿入された初期状態において、
前記繊維部材と、前記雄歯部の先端部及び／又は前記雄歯底部において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第１の隙間が形成されるとともに、
前記雄歯部の両側部が、対向する前記繊維部材と当接する
ことを特徴とする雌型部材。
【請求項８】
前記雄型部材が挿入された初期状態から、前記雄型部材の周方向への捩じ回しに伴って前記繊維部材が変形することによって、前記繊維部材と、前記雄型部材の外周部のうち前記雄歯底部と前記雄歯部の先端部との間において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第２の隙間を形成可能であって、
前記繊維部材の変形完了後に、前記第２の隙間が形成される側と反対側にある前記雄歯部の他方の側部によって、前記繊維部材を介して前記雌歯部が押圧される
ことを特徴とする請求項７に記載の雌型部材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種産業機械で用いられるシャフトに組み付けられるシャフト用構造体、該シャフト用構造体を構成する雄型部材及び雌型部材に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両のステアリングシャフトに組み込まれる車両ステアリング用伸縮軸として、雄スプライン軸と雌スプライン軸とを備えた伸縮軸が公知となっている（特許文献１の図２参照）。この伸縮軸では、雄スプライン軸の外周面、及び、雌スプライン軸の内周面にスプラインが形成されている。さらに、雄スプライン軸の外周面、及び、雌スプライン軸の内周面の何れか一方には、厚さが０．２５［ｍｍ］程度の合成樹脂（ナイロン等）からなる樹脂被膜が形成されている。
【０００３】
ところが、上記伸縮軸は、雄スプライン軸の外周面、又は、雌スプライン軸の内周面に形成されたスプラインで寸法精度を出すものであるため、雄スプライン軸と雌スプライン軸との間からは、歯打ち音と呼ばれる不快な異音が発生するという問題があった。
【０００４】
一方、雄スプライン軸と雌スプライン軸との隙間の一部に、ニトリルゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム等のゴム材を設けたトルク伝達用継手が公知となっている（特許文献２の図２参照）。この継手は、電動モータの出力軸の先端部に設けたスプライン軸部と、ウォーム軸の基端部に設けたスプライン孔とをスプライン係合させた構造を有している。この継手では、ゴム材によって雄スプライン軸と雌スプライン軸との間のガタが吸収され、雄スプライン軸と雌スプライン軸との間から発生するガタ音（歯打ち音）の抑制が図られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１２０２５０号公報
【特許文献２】特開２００９−１０８８９２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２に記載されたトルク伝達用継手では、上記のガタ音を抑制することができても、ゴム材を設けることによって、雄スプライン軸と雌スプライン軸との間での摺動抵抗が増加するという問題があった。
【０００７】
更に、特許文献２に記載されたトルク伝達用継手では、雌スプライン軸とゴム材との接触面積が大きく、雄スプライン軸を捩じ回した際の初期剛性が高くなる。その結果、電動モータへの通電開始に伴って出力軸からウォーム軸に、急激に大きなトルクが伝達され、ステアリングホイールを操作する運転者に違和感を与えてしまうという問題があった。より具体的には、ステアリングホイールの操作が開始された直後に、突然、ステアリングホイールの操作に要する力が急減し、運転者に違和感を与えてしまうという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、歯打ち音と呼ばれる不快な異音を抑制しつつ、雄スプライン軸と雌スプライン軸との間での摺動抵抗の低減を可能にするとともに、雄型部材を捩じ回した際の初期剛性を従来よりも低減することによってシャフトに対して急激に大きな動力が伝達されることを抑制し、運転者に与える違和感の軽減を可能とするシャフト用構造体、雄型部材、及び、雌型部材を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
（１）本発明のシャフト用構造体は、動力を伝達可能なシャフトに組み付けられ、雄型部材を、軸方向に摺動可能に雌型部材に挿入して構成されるシャフト用構造体であって、複数の雄歯部と複数の雄歯底部とが外周部に形成された雄型部材と、複数の雌歯部と複数の雌歯底部とが内周部に形成され、前記雄型部材が挿入される雌型部材と、前記雄型部材の前記外周部表面を覆うように、ゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材と、を備え、前記雌型部材に前記雄型部材が挿入された初期状態において、前記繊維部材と、前記雌型部材の内周部のうち前記雌歯部の先端部及び／又は前記雌歯底部において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第１の隙間を有しているとともに、前記雌歯部の両側部が、対向する前記繊維部材と当接していることを特徴とする。
【００１０】
上記（１）の構成によれば、雄型部材の外周部表面を覆うように、ゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材が設けられるので、雄型部材と雌型部材との間から生じる歯打ち音を抑制しつつ、雄型部材と雌型部材との間での摺動抵抗を低減することができる。更に、雄型部材が雌型部材に挿入された初期状態において、繊維部材と、雌型部材の内周部のうち雌歯部の先端部及び／又は雌歯底部において繊維部材と対向する部位とに囲まれた第１の隙間を設けることによって、雄型部材の周方向への捩じ回しに伴って変形した繊維部材の逃げ道を確保できる。その結果、雄型部材を捩じ回した際の初期剛性を従来よりも低減でき、シャフトに対して急激に大きな動力が伝達されることを抑制できる。これにより、運転者に従来のような違和感を与えてしまうことを防止できる。また、上記初期状態において、雌歯部の両側部が、対向する繊維部材と当接しているので、雄型部材の周方向への捩じ回しを開始した際において、雌歯部の両側部と繊維部材との間のガタツキを抑制できる。
【００１１】
ところで、上記（１）の構成によれば、雄型部材が雌型部材に挿入された状態において雄型部材が捩じ回されると、その力が雌型部材へ伝達されて、第１の隙間の領域が小さくなるように繊維部材が変形する。このとき、繊維部材が圧力を受けた状態で雌型部材の内周面と強く擦れることとなる。しかも、雄型部材が捩じ回される方向は、一方向でなく左右方向に、しかもかなりの頻度でその方向を変えながら捩じ回され続けられ、その都度、繊維部材が雌型部材の内周面との間で繰り返し強く擦れることとなる。したがって、雄型部材の外周部表面を覆うものが通常の未処理の布であれば、すぐさま摩耗して、トルク伝達に支障をきたすおそれがある。この点、本発明のようにゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材を雄型部材の外周部表面を覆うことで、かかるゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材の摩耗が抑制され、シャフト用構造体の寿命の延長を図ることが可能となる。
【００１２】
（２）上記（１）のシャフト用構造体においては、前記雄型部材の周方向への捩じ回しに伴って前記繊維部材が変形することによって、前記繊維部材と、前記雌型部材の内周部のうち前記雌歯底部と前記雌歯部の先端部との間において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第２の隙間を形成可能であって、前記第２の隙間が形成される側と反対側にある前記雌歯部の他方の側部が、前記繊維部材の変形完了後に、前記繊維部材を介して前記雄歯部によって押圧されることが好ましい。
【００１３】
上記（２）の構成によれば、雄型部材の周方向への捩じ回しに伴う繊維部材の変形によって、繊維部材と、雌型部材の内周部のうち雌歯底部と雌歯部の先端部との間において維部材と対向する部位とに囲まれた第２の隙間を形成可能であるので、雄型部材を捩じ回した際の初期剛性を緩やかに立ち上げつつ、周方向への雌型部材の回転を開始させることができる。加えて、繊維部材の変形完了後に、第２の隙間が形成される側と反対側にある雌歯部の他方の側部が、繊維部材を介して雄歯部によって押圧されることで、繊維部材の変形が完了した段階から、雄型部材を捩じ回した際の剛性を急峻に立ち上げつつ、雌型部材を周方向に向けて本格的に回転させることができる。これにより、雄型部材を捩じ回した際の剛性を段階的に立ち上げることができる。その結果、雄型部材を捩じ回した際の初期剛性を効率よく低減することができる。
【００１４】
（３）本発明のシャフト用構造体は、動力を伝達可能なシャフトに組み付けられ、雄型部材を、軸方向に摺動可能に雌型部材に挿入して構成されるシャフト用構造体であって、複数の雄歯部と複数の雄歯底部とが外周部に形成された雄型部材と、複数の雌歯部と複数の雌歯底部とが内周部に形成され、前記雄型部材が挿入される雌型部材と、前記雌型部材の前記内周部表面を覆うように、ゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材と、を備え、前記雌型部材に前記雄型部材が挿入された初期状態において、前記繊維部材と、前記雄歯部の先端部及び／又は前記雄歯底部において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第１の隙間を有しているとともに、前記雄歯部の両側部が、対向する前記繊維部材と当接していることを特徴とする。
【００１５】
上記（３）の構成によれば、雌型部材の内周部表面を覆うように、ゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材が設けられるので、雄型部材と雌型部材との間から生じる歯打ち音を抑制しつつ、雄型部材と雌型部材との間での摺動抵抗を低減することができる。更に、雌型部材に雄型部材が挿入された初期状態において、繊維部材と、雄歯部の先端部及び／又は雄歯底部において繊維部材と対向する部位とに囲まれた第１の隙間を設けることによって、雄型部材の周方向への捩じ回しに伴って変形した繊維部材の逃げ道を確保できる。その結果、雄型部材を捩じ回した際の初期剛性を従来よりも低減でき、シャフトに対して急激に大きな動力が伝達されることを抑制できる。これにより、運転者に従来のような違和感を与えてしまうことを防止できる。また、上記初期状態において、雄歯部の両側部が、対向する繊維部材と当接しているので、雄型部材の周方向への捩じ回しを開始した際において、雄歯部の両側部と繊維部材との間のガタツキを抑制できる。
【００１６】
ところで、上記（３）の構成によれば、雄型部材が雌型部材に挿入された状態において雄型部材が捩じ回されると、その力が雌型部材へ伝達されて、第１の隙間の領域が小さくなるように繊維部材が変形する。このとき、繊維部材が圧力を受けた状態で雄型部材の外周面と強く擦れることとなる。しかも、雄型部材が捩じ回される方向は、一方向でなく左右方向に、しかもかなりの頻度でその方向を変えながら捩じ回され続けられ、その都度、繊維部材が雄型部材の外周面との間で繰り返し強く擦れることとなる。したがって、雌型部材の内周部表面を覆うものが通常の未処理の布であれば、すぐさま摩耗して、トルク伝達に支障をきたすおそれがある。この点、本発明のようにゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材を雌型部材の内周部表面を覆うことで、かかるゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材の摩耗が抑制され、シャフト用構造体の寿命の延長を図ることが可能となる。
【００１７】
（４）上記（３）のシャフト用構造体においては、前記雄型部材の周方向への捩じ回しに伴って前記繊維部材が変形することによって、前記繊維部材と、前記雄型部材の外周部のうち前記雄歯底部と前記雄歯部の先端部との間において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第２の隙間を形成可能であって、前記繊維部材の変形完了後に、前記第２の隙間が形成される側と反対側にある前記雄歯部の他方の側部によって、前記繊維部材を介して前記雌歯部が押圧されることが好ましい。
【００１８】
上記（４）の構成によれば、雄型部材の周方向への捩じ回しに伴う繊維部材の変形によって、繊維部材と、雄型部材の外周部のうち雄歯底部と雄歯部の先端部との間において繊維部材と対向する部位とに囲まれた第２の隙間を形成可能であるので、雄型部材を捩じ回した際の初期剛性を緩やかに立ち上げつつ、周方向への雌型部材の回転を開始させることができる。加えて、繊維部材の変形完了後に、第２の隙間が形成される側と反対側にある雄歯部の他方の側部によって、繊維部材を介して雌歯部が押圧されることで、繊維部材の変形が完了した段階から、雄型部材を捩じ回した際の剛性を急峻に立ち上げつつ、雌型部材を周方向に向けて本格的に回転させることができる。これにより、雄型部材を捩じ回した際の剛性を段階的に立ち上げることができる。その結果、雄型部材を捩じ回した際の初期剛性を効率よく低減することができる。
【００１９】
（５）本発明の雄型部材は、動力を伝達可能なシャフトに組み付けられ、複数の雌歯部と複数の雌歯底部とが内周部に形成された雌型部材に摺動可能に挿入して構成されるシャフト用構造体に用いられる雄型部材であって、外周部に形成された複数の雄歯部と、外周部に形成された複数の雄歯底部と、前記複数の雄歯部及び前記複数の雄歯底部の外周部表面を覆うように、ゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材と、を備え、前記雌型部材に挿入された初期状態において、前記繊維部材と、前記雌型部材の内周部のうち前記雌歯部の先端部及び／又は前記雌歯底部において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第１の隙間が形成されるとともに、前記雌歯部の両側部が、対向する前記繊維部材と当接することを特徴とする。
【００２０】
ところで、上記（５）の構成によれば、雄型部材が雌型部材に挿入された状態において雄型部材が捩じ回されると、その力が雌型部材へ伝達されて、第１の隙間の領域が小さくなるように繊維部材が変形する。このとき、繊維部材が圧力を受けた状態で雌型部材の内周面と強く擦れることとなる。しかも、雄型部材が捩じ回される方向は、一方向でなく左右方向に、しかもかなりの頻度でその方向を変えながら捩じ回され続けられ、その都度、繊維部材が雌型部材の内周面との間で繰り返し強く擦れることとなる。したがって、雄型部材の外周部表面を覆うものが通常の未処理の布であれば、すぐさま摩耗して、トルク伝達に支障をきたすおそれがある。この点、本発明のようにゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材を雄型部材の外周部表面を覆うことで、かかるゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材の摩耗が抑制され、シャフト用構造体の寿命の延長を図ることが可能となる。
【００２１】
上記（５）の構成によれば、雌型部材に挿入された際に、雌型部材との間にゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材が設けられるので、雄型部材と雌型部材との間から生じる歯打ち音を抑制しつつ、雄型部材と雌型部材との間での摺動抵抗を低減することができる。更に、雌型部材に挿入された初期状態において、繊維部材と、雌型部材の内周部のうち雌歯部の先端部及び／又は雌歯底部において繊維部材と対向する部位とに囲まれた第１の隙間を設けることによって、雄型部材の周方向への捩じ回しに伴って変形した繊維部材の逃げ道を確保できる。その結果、雄型部材を捩じ回した際の初期剛性を従来よりも低減でき、シャフトに対して急激に大きな動力が伝達されることを抑制できる。これにより、運転者に従来のような違和感を与えてしまうことを防止できる。また、上記初期状態において、雌歯部の両側部が、対向する繊維部材と当接するので、雄型部材の周方向への捩じ回しを開始した際において、雌歯部の一方の側部と繊維部材との間のガタツキを抑制できる。
【００２２】
（６）上記（５）の雄型部材においては、前記雌型部材に挿入された初期状態から、前記雄型部材の周方向への捩じ回しに伴って前記繊維部材が変形することによって、前記繊維部材と、前記雌型部材の内周部のうち前記雌歯底部と前記雌歯部の先端部との間において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第２の隙間を形成可能であって、前記第２の隙間が形成される側と反対側にある前記雌歯部の他方の側部が、前記繊維部材の変形完了後に、前記繊維部材を介して前記雄歯部によって押圧されることが好ましい。
【００２３】
上記（６）の構成によれば、雌型部材に挿入された初期状態から、雄型部材の周方向への捩じ回しに伴う繊維部材の変形によって、繊維部材と、雌型部材の内周部のうち雌歯底部と雌歯部の先端部との間において繊維部材と対向する部位とに囲まれた第２の隙間を形成可能であるので、雄型部材を捩じ回した際の初期剛性を緩やかに立ち上げつつ、周方向への雌型部材の回転を開始させることができる。加えて、繊維部材の変形完了後に、第２の隙間が形成される側と反対側にある雌歯部の他方の側部が、繊維部材を介して雄歯部によって押圧されることで、繊維部材の変形が完了した段階から、雄型部材を捩じ回した際の剛性を急峻に立ち上げつつ、雌型部材を周方向に向けて本格的に回転させることができる。これにより、雄型部材を捩じ回した際の剛性を段階的に立ち上げることができる。その結果、雄型部材を捩じ回した際の初期剛性を効率よく低減することができる。
【００２４】
（７）本発明の雌型部材は、動力を伝達可能なシャフトに組み付けられ、複数の雄歯部と、複数の雄歯底部とが外周部に形成された雄型部材が摺動可能に挿入されて構成されるシャフト用構造体に用いられる雌型部材であって、内周部に形成された複数の雌歯部と、内周部に形成された複数の雌歯底部と、前記複数の雌歯部及び前記複数の雌歯底部の内周部表面を覆うように、ゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材と、を備え、前記雄型部材が挿入された初期状態において、前記繊維部材と、前記雄歯部の先端部及び／又は前記雄歯底部において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第１の隙間が形成されるとともに、前記雄歯部の両側部が、対向する前記繊維部材と当接することを特徴とする。
【００２５】
ところで、上記（７）の構成によれば、雄型部材が雌型部材に挿入された状態において雄型部材が捩じ回されると、その力が雌型部材へ伝達されて、第１の隙間の領域が小さくなるように繊維部材が変形する。このとき、繊維部材が圧力を受けた状態で雄型部材の外周面と強く擦れることとなる。しかも、雄型部材が捩じ回される方向は、一方向でなく左右方向に、しかもかなりの頻度でその方向を変えながら捩じ回され続けられ、その都度、繊維部材が雄型部材の外周面との間で繰り返し強く擦れることとなる。したがって、雌型部材の内周部表面を覆うものが通常の未処理の布であれば、すぐさま摩耗して、トルク伝達に支障をきたすおそれがある。この点、本発明のようにゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材を雌型部材の内周部表面を覆うことで、かかるゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材の摩耗が抑制され、シャフト用構造体の寿命の延長を図ることが可能となる。
【００２６】
上記（７）の構成によれば、雄型部材が雌型部材に挿入された際に、雄型部材との間にゴム又は樹脂を含浸させた繊維部材が設けられるので、雌型部材と雄型部材との間から生じる歯打ち音を抑制しつつ、雌型部材と雄型部材との間での摺動抵抗を低減することができる。更に、雄型部材が挿入された初期状態において、繊維部材と、雄歯部の先端部及び／又は雄歯底部において繊維部材と対向する部位とに囲まれた第１の隙間を設けることによって、雄型部材の周方向への捩じ回しに伴って変形した繊維部材の逃げ道を確保できる。その結果、雄型部材を捩じ回した際の初期剛性を従来よりも低減でき、シャフトに対して急激に大きな動力が伝達されることを抑制できる。これにより、運転者に従来のような違和感を与えてしまうことを防止できる。また、上記初期状態において、雄歯部の両側部が、対向する繊維部材と当接するので、雄型部材の周方向への捩じ回しを開始した際において、雄歯部の一方の側部と繊維部材との間のガタツキを抑制できる。
【００２７】
（８）上記（７）の雌型部材においては、前記雄型部材が挿入された初期状態から、前記雄型部材の周方向への捩じ回しに伴って前記繊維部材が変形することによって、前記繊維部材と、前記雄型部材の外周部のうち前記雄歯底部と前記雄歯部の先端部との間において前記繊維部材と対向する部位と、に囲まれた第２の隙間を形成可能であって、前記繊維部材の変形完了後に、前記第２の隙間が形成される側と反対側にある前記雄歯部の他方の側部によって、前記繊維部材を介して前記雌歯部が押圧されることが好ましい。
【００２８】
上記（８）の構成によれば、雄型部材が雌型部材に挿入された初期状態から、雄型部材の周方向への捩じ回しに伴う繊維部材の変形によって、繊維部材と、雄型部材の外周部のうち雄歯底部と雄歯部の先端部との間において繊維部材と対向する部位とに囲まれた第２の隙間を形成可能であるので、雄型部材を捩じ回した際の初期剛性を緩やかに立ち上げつつ、周方向への雌型部材の回転を開始させることができる。加えて、繊維部材の変形完了後に、第２の隙間が形成される側と反対側にある雄歯部の他方の側部によって、繊維部材を介して雌歯部が押圧されることで、繊維部材の変形が完了した段階から、雄型部材を捩じ回した際の剛性を急峻に立ち上げつつ、雌型部材を周方向に向けて本格的に回転させることができる。これにより、雄型部材を捩じ回した際の剛性を段階的に立ち上げることができる。その結果、雄型部材を捩じ回した際の初期剛性を効率よく低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係るシャフト用構造体を適用した電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図の一例である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係るシャフト用構造体の斜視図の一例である。
【図３】（ａ）図２に示すＡ−Ａ線の矢視断面を拡大した図であって、雌型部材に雄型部材を挿入した初期状態を示す図である。（ｂ）初期状態から雄型部材を周方向へ捩じ回した状態の一例を示す図である。
【図４】本発明の第１の実施形態に係るシャフト用構造体の要部の分解斜視図であって、（ａ）が雄型部材の一例、（ｂ）が雌型部材の一例、（ｃ）が雄型部材の外周部に設けられる繊維部材の一例である。
【図５】本発明の第１の実施形態に係る雄型部材の斜視図の一例であって、雄型部材の外周部に接着剤を用いて繊維部材が貼り付けられた一例である。
【図６】本発明の第２の実施形態に係るシャフト用構造体を適用した電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図の一例である。
【図７】本発明の第２の実施形態に係るシャフト用構造体の斜視図の一例である。
【図８】（ａ）図７に示すＢ−Ｂ線の矢視断面を拡大した図である。（ｂ）初期状態から雄型部材を周方向へ捩じ回した状態の一例を示す図である。
【図９】本発明の第２の実施形態に係るシャフト用構造体の要部の分解斜視図であって、（ａ）が雄型部材の一例、（ｂ）が雌型部材の一例、（ｃ）が雌型部材の内周部に設けられる繊維部材の一例である。
【図１０】本発明の第２の実施形態に係る雌型部材の斜視図の一例であって、雌型部材の内周部に接着剤を用いて繊維部材が貼り付けられた一例である。
【図１１】本発明の第１の実施形態に係るシャフト用構造体の変形例を示す図であって、（ａ）が、雌型部材に雄型部材を挿入した初期状態を示す図である。（ｂ）が、初期状態から雄型部材を周方向へ捩じ回した状態の一例を示す図である。
【図１２】本発明の第１の実施形態に係るシャフト用構造体の別の変形例を示す図であって、（ａ）が、雌型部材に雄型部材を挿入した初期状態を示す図である。（ｂ）が、初期状態から雄型部材を周方向へ捩じ回した状態の一例を示す図である。
【図１３】本発明の第２の実施形態に係るシャフト用構造体の変形例を示す図であって、（ａ）が、雌型部材に雄型部材を挿入した初期状態を示す図である。（ｂ）が、初期状態から雄型部材を周方向へ捩じ回した状態の一例を示す図である。
【図１４】本発明の第２の実施形態に係るシャフト用構造体の別の変形例を示す図であって、（ａ）が、雌型部材に雄型部材を挿入した初期状態を示す図である。（ｂ）が、初期状態から雄型部材を周方向へ捩じ回した状態の一例を示す図である。
【図１５】本発明の第１の実施形態に係るシャフト用構造体の変形例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
［第１の実施形態］
以下、図１〜図５を参照しつつ、本発明の第１の実施形態に係るシャフト用構造体（スプライン）、このシャフト用構造体を構成する雄型部材（雄スプライン軸）及び雌型部材（雌スプライン軸）について説明する。
【００３１】
（電動パワーステアリング装置の全体構成）
ここでは、電動パワーステアリング装置の動作説明を兼ねて、各部の構成を説明する。図１に示すように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１は、操舵部材としてのステアリングホイール２に連結しているステアリングシャフト（シャフト）３と、ステアリングシャフト３の先端部に設けられたピニオンギヤ４及びこのピニオンギヤ４に噛み合うラックギヤ５を有して車両の左右方向に延びる操舵軸としてのラック軸６とを有している。
【００３２】
ラック軸６の両端部にはそれぞれタイロッド７が結合されており、各タイロッド７は対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する車輪８に連結されている。ステアリングホイール２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオンギヤ４およびラックギヤ５によって、車両の左右方向に沿ってのラック軸６の直線運動に変換される。これにより、車輪８の転舵が達成される。
【００３３】
ステアリングシャフト３は、ステアリングホイール２に連なる入力軸９と、ピニオンギヤ４に連なる出力軸１０とに分割されており、これら入、出力軸９，１０はトーションバー１１を介して同一の軸線上で互いに連結されている。また、トーションバー１１を介する入、出力軸９，１０間の相対回転変位量により操舵トルクを検出するトルクセンサ１２が設けられており、このトルクセンサ１２のトルク検出結果は制御部１３に与えられる。制御部１３では、トルク検出結果及び車速検出結果等に基づいて、ドライバ１４を介して操舵補助用の電動モータ１５への印加電圧を制御する。そして、電動モータ１５の回転軸（図示せず）の回転が、減速機構１７を介して減速される。減速機構１７の出力回転は変換機構１８を介してラック軸６の軸方向移動に変換され、操舵が補助される。本電動パワーステアリング装置１はいわゆるラックアシストタイプである。
【００３４】
（シャフト用構造体の構成）
本実施形態に係るシャフト用構造体２０は、例えば、上記のステアリングシャフト３に適用されている。なお、以下において、ステアリングシャフト３を単にシャフト３と略記することがある。
【００３５】
本発明に係るシャフト用構造体２０は、動力を伝達可能なシャフト３に組み付けられ、該動力を伝達可能な雄型部材及び雌型部材を軸方向に摺動可能に挿入して構成されるものであって、図２に示すように、金属製の雄型部材２１、金属製の雌型部材２２、及び、ゴム等で含浸処理されて雄型部材２１の外周部２１ｃ表面を覆うように設けられた繊維部材２３を有する。
【００３６】
雄型部材２１は、図４（ａ）に示すように、略円柱状の基軸部２１ａと、該基軸部２１ａの一端部から凸状に延びる凸状部２１ｂとを有する。この凸状部２１ｂの外周部２１ｃには、凸状部２１ｂの周方向に沿って所定の隙間を隔てて隣り合う例えば６つの雄歯部２１ｄと、各雄歯部２１ｄの間に形成された例えば６つの雄歯底部２１ｅと、が形成されている。
【００３７】
雌型部材２２は、図４（ｂ）に示すように、略円筒状に形成されており、繊維部材２３（図４（ｃ）参照）が外周部２１ｃに覆われた雄型部材２１を挿入可能な内周部２２ａを有する。雌型部材２２の内周部２２ａには、雄型部材２１の凸状部２１ｂに形成されている雄歯部２１ｄと同数（本実施形態では６つ）の雌歯部２２ｂが、雌型部材２２の周方向に所定の隙間を隔てて形成されている。更に、雌型部材２２の内周部２２ａには、隣り合う各雌歯部２２ｂの間において、雄歯底部２１ｅと同数（本実施形態では６つ）の雌歯底部２２ｃが形成されている。なお、この雌歯底部２２ｃは、軸方向断面が略Ｕ字形状となるように形成されている。
【００３８】
繊維部材２３は、アラミド繊維、ナイロン、ウレタン、木綿、絹、麻、アセテート、レーヨン、フッ素を含む繊維、及び、ポリエステル等によって形成可能であって、ゴム又は樹脂で含浸処理されている。繊維の形状は、例えば短繊維形状又は長繊維形状であってもよく、またシート状の布であってもよい。
【００３９】
ゴム又は樹脂により繊維を含浸処理することで、繊維の間にゴム材又は樹脂材が入り込み、繊維同士を接着させてまとめあげ、繊維部材２３のように部材（シート体）として機能させることが可能となる。また、繊維にゴム等が含浸することにより、繊維同士の擦れによる摩耗が低減されると共に、さらには繊維部材２３と雌型部材２２との間で発生する繊維部材２３表面の摩耗性のアップを図ることが可能となる。
【００４０】
なお、ゴムは、繊維を含浸処理できるものであればよい。このゴムとしては、例えば、ウレタンゴム、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロヒドリンゴム、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム等を単独で、又はこれらのゴムを各種変性処理したものを使用することができる。これらのゴムは、単独で使用することができるほか、複数種のゴムをブレンドして用いることもできる。また、ゴムには、加硫剤のほか、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、及び、着色剤等の従来からゴムの配合剤として使用していたものを適量配合することができる。これら以外に、繊維部材２３の潤滑性を向上させるために、グラファイト、シリコンオイル、フッ素パウダー、又は二硫化モリブデン等の固体潤滑剤がゴムに含まれていてもよい。さらに、上記ゴムの代わりに、又は上記ゴムとともに、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＰＥＴ樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン、アルキド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の熱可塑性樹脂、又は熱硬化樹脂を用いることもできる。
【００４１】
上記のゴム又は樹脂による繊維への含浸処理は、ゴム又は樹脂を溶剤等で溶解し液状とした後、所定の繊維（短繊維、長繊維又は布）をディッピング処理する方法が好適に使用される。実際の使用に際しては、繊維をシート状に形成した布を使用することができる。この布のゴム又は樹脂の含浸処理の方法も上記と同様な方法で行われる。
【００４２】
布を構成するものとしては、繊維を不規則にからめた不織布、規則的に成形した織布、及び、編布（ニット）等が挙げられる。これらの布は、繊維（短繊維又は長繊維）のみから構成されたものと比べ、シート状であることから、ゴム等による含浸処理を行い易く（ハンドリングが容易）、さらに後述するシャフト用構造体の表面にも接着し易いといった特徴を有する。なお、上記織布の織り方については、平織、朱子織、及び綾織等が用いられる。
【００４３】
また、上記の布には、ある程度の伸縮性があるものがよい。布を雄歯部２１ｄ及び雄歯底部２１ｅの形状に沿った形へ成型する場合、又は雄型部材２１の外周部２１ｃ表面に接着する場合、いずれも表面が凹凸形状になっていることから、布に伸縮性があることで、布表面が凹凸形状に追従して馴染みやすく、出来上がった繊維部材２３の表面にシワ等が発生しにくく、表面が均一に仕上がるといった利点がある。その結果、雄型部材２１の雌型部材２２への挿入を滑らかなものとすることができる。さらに、雌型部材２２と繊維部材２３との間で発生する摺動抵抗を低減することができる。特に、布の伸縮性を示す方向は、少なくとも円筒状の繊維部材２３の周方向と一致するように繊維部材２３を製造することで、上記のシワ等の発生をより一層抑えることが可能となる。
【００４４】
含浸処理された繊維部材２３は、図４（ｃ）に示すように、雄型部材２１の外周部２１ｃ（図４（ａ）参照）と略同形状の内周部２３ａと、雌型部材２２の内周部２２ａ（図４（ｂ）参照）に挿入可能な外周部２３ｂとを有している。本実施形態では、図５に示すように、雄型部材２１の外周部２１ｃに、含浸処理された繊維部材２３が接着されている。ここで使用される接着剤は、アクリル樹脂系接着剤、オレフィン系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、エチレン−酢酸ビニル樹脂系接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、塩化ビニル樹脂系接着剤、クロロプレンゴム系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、シリコン系接着剤、スチレン−ブタジエンゴム系接着剤、ニトリルゴム系接着剤、ホットメルト接着剤、フェノール樹脂系接着剤、メラミン樹脂系接着剤、ユリア樹脂系接着剤、及びレゾルシノール系接着剤等があり、接着剤を加熱融解した状態にして流動性を付与した上で塗布し冷却することにより硬化・接着する方法、及び、接着剤を加熱することで硬化・接着させる方法等がある。
【００４５】
本実施形態において、含浸処理された繊維部材２３は、雄型部材２１の外周部２１ｃの全周にわたって覆われており、例えば図２に示すように、繊維部材２３が接着された雄型部材２１は、雌型部材２２の端部から軸方向に突き出た先端部分を有している。雄型部材２１の先端部分には、シャフト用構造体２０の使用状況に応じて適宜加工が施される。
【００４６】
図３（ａ）は、図２に示すＡ−Ａ線の矢視断面を拡大した図である。本実施形態のシャフト用構造体２０は、図３（ａ）に示すように、雌型部材２２に雄型部材２１が挿入された初期状態において、閉曲線状の第１の隙間Ｓ１を有している。この第１の隙間Ｓ１は、繊維部材２３と、雌型部材２２の内周部２２ａのうち雌歯部２２ｂの先端部Ｔ１において繊維部材２３と対向する部位と、に囲まれた隙間である。第１の隙間Ｓ１は、雌型部材２２の軸方向に沿って全長に亘って形成されている。更に、シャフト用構造体２０では、図３（ａ）に示すように、上記初期状態において、雌歯部２２ｂの側部２２ｄが、対向する繊維部材２３と当接している。なお、図２では、第１の隙間Ｓ１が示されていないように見えるが、これは便宜上のものであって実際には第１の隙間Ｓ１が存在する。
【００４７】
図３（ｂ）は、上記初期状態（第１の実施形態では図３（ａ）に示される状態）から雄型部材２１を周方向（図３（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）へ捩じ回した状態の一例を示す図であって、雄型部材２１を周方向（図３（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）へ所定角度（本実施形態では５［°］）だけ捩じ回した状態を示している。なお、ここでの所定角度［°］は、シャフト用構造体２０の使用状況に応じて適宜変更できる。図３（ｂ）に示すように、本実施形態のシャフト用構造体２０では、雄型部材２１の周方向（図３（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）への捩じ回しに伴って、繊維部材２３を変形させることによって、雌型部材２２を周方向（図３（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に回転させることができる。
【００４８】
また、本実施形態のシャフト用構造体２０は、図３（ｂ）に示す状態において、閉曲線状の第２の隙間Ｓ２を形成可能に構成されている。この第２の隙間Ｓ２は、繊維部材２３と、雌型部材２２の内周部２２ａのうち雌歯底部２２ｃと雌歯部２２ｂの先端部Ｔ１との間において繊維部材２３と対向する部位と、に囲まれた隙間である。雌歯底部２２ｃと雌歯部２２ｂの先端部Ｔ１との間について、より詳しくは、雌歯底部２２ｃの途中部分Ｈ１から雌歯部２２ｂの側部２２ｅ及び先端部Ｔ１に亘って繊維部材２３と対向する部位である。第２の隙間Ｓ２は、雌型部材２２の軸方向に沿って全長に亘って形成されている。そしてさらに、雄型部材２１が周方向（図３（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に捩じ回されると、繊維部材２３が変形するとともに、雌歯部２２ｂにおいて第２の隙間Ｓ２が形成される側と反対側にある側部２２ｄが、繊維部材２３を介して雄歯部２１ｄによって押圧される。この押圧によって、雌型部材２２を周方向（図３（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に回転させることができる。このようにして、雄型部材２１に追従して雌型部材２２が回転し、ピニオンギヤ４（図１参照）が回転することとなる。
【００４９】
ここで、シャフト用構造体２０の製法の一例としては、金属材料（図示せず）から図４（ａ），（ｂ）にそれぞれ示された形状を有する雄型部材２１及び雌型部材２２を切り出す工程、繊維部材２３をゴム等で含浸処理する工程、雄型部材２１の外周部２１ｃに含浸処理された繊維部材２３を設ける工程、を順次行うことによる製法を挙げることができる。
【００５０】
また、繊維部材２３の製法としては、以下のような製法を適宜選択することができる。例えば、図４（ｃ）の繊維部材２３を成型する場合、まず内周部２３ａ及び外周部２３ｂをそれぞれ成型することができる内型及び外型を用意する。当然のことながら、内型の外周面及び外型の内周面には、それぞれ、内周部２３ａ及び外周部２３ｂに沿った凹凸形状を備えている。そして、この２つの型の間にゴム又は樹脂で含浸処理された繊維（短繊維又は長繊維、又は布（シート状））を充填したのち、内型及び外型から充填された繊維に圧力及び温度を与え、その後、型から繊維を取り外し、内周部２３ａ及び外周部２３ｂが成型された繊維部材２３を得ることができる。
【００５１】
また、繊維部材２３の製法としては、内型と外型との間に充填する布を、内型の外形に沿う様な円筒形に仕上げ、その布を内型の外形に沿わせた状態で内型に被せ、その後、上記と同様に圧力及び温度を与え、繊維部材２３を成型する方法もある。この場合、布が伸縮性を保有することで、一層、内型及び外型の凹凸形状に沿って繊維部材２３の成型が可能となる。その結果、繊維部材２３の内周部２３ａ又は外周部２３ｂにシワ等が発生することなく、表面均一な状態の成型品を製造することができる。このような表面均一な繊維部材２３が雄型部材２１の外周部２１ｃに設けられることで、軸方向の摺動抵抗を一層低減することが可能となる。尚、布の伸縮性を示す方向が、少なくとも円筒状の繊維部材２３の周方向と一致するように布を円筒形に仕上げることで、より一層上記のシワ等の発生を抑えることができる。
【００５２】
また、図５に示すように、雄型部材２１の外周部２１ｃに、含浸処理された繊維部材２３が接着されている場合の製造方法は、上記製造方法の内型をそのまま雄型部材２１に置き換え、さらに雄型部材２１の金属表面に接着剤を塗ったあと、この雄型部材２１と外型との間にゴム又は樹脂で含浸処理された繊維（短繊維又は長繊維、又は布（シート状））を充填したのち、外型から圧力及び温度を与え、その後、外型を取り外し、雄型部材２１の外周部２１ｃに繊維部材２３が接着された図５の部材を得る。また、上記製造方法と同様に布を雄型部材２１の外形に沿う様な円筒形に仕上げ、その布を雄型部材２１の外径に沿わせた状態で被せてから、圧力を与え、図５の部材を得てもよい。この場合、布が伸縮性を有することで、雄型部材２１の外周部２１ｃに接着された繊維部材２３の表面にシワ等が発生しづらく、表面均一な状態の雄型部材２１を製造することができることから、シャフト用構造体２０の雄型部材２１と雌型部材２２との間での摺動抵抗を一層低減することが可能となる。尚、布の伸縮性を示す方向が、少なくとも雄型部材２１の周方向と一致するように布を円筒形に仕上げることで、より一層上記のシワ等の発生が抑えられることは上述した通りである。
【実施例】
【００５３】
次に、実施例により本発明を具体的に説明する。ここでは、ＪＩＳ（日本工業規格）に規定されている材料試験によって本実施形態に係る繊維部材２３（図２参照）の緩衝部材としての有用性を検討した結果について説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるものではない。より具体的に、本発明者は、ニトリルゴムからなるゴム材料単体（硬度：７０）と、ナイロン６６をニトリルゴムで含浸処理した繊維材料との比較により、ピコ摩耗試験（ＪＩＳ．Ｋ  ６２６４−２）、及び、ヘイドン式の摩擦係数測定試験（ＪＩＳ．Ｋ  ７１２５）を行った。
【００５４】
下記の表１，２は、各試験結果を示している。表１は、上記ピコ摩耗試験の結果である。表２は、上記摩擦係数測定試験の結果である。ここで、表１，２中の「ゴム含浸」とは、本実施形態に係る繊維部材２３を構成する材料であって、ナイロン６６をニトリルゴムで含浸処理した繊維材料を意味している。「ゴム単独」とは、本実施形態に係る繊維部材２３を構成する材料の比較対象であって、ニトリルゴムからなるゴム材料単体を意味している。
【表１】
2014070721.tif 000003
【表２】
2014070721.tif 000004
【００５５】
表１を見ると、ニトリルゴムからなるゴム材料単体の摩耗量［ｍｇ］は、９．９［ｍｇ］であったのに対して、ナイロン６６をニトリルゴムで含浸処理した繊維材料の摩耗量［ｍｇ］は、２．２［ｍｇ］であった。すなわち、ナイロン６６をニトリルゴムで含浸処理した繊維材料では、比較対象であるゴム材料単体と比べて、摩耗量［ｍｇ］を約１／５に低減できることが分かった。
【００５６】
表２を見ると、ニトリルゴムからなるゴム材料単体の摩擦係数は、１．４８であったのに対して、ナイロン６６をニトリルゴムで含浸処理した繊維材料の摩擦係数は、０．５４であった。すなわち、ナイロン６６をニトリルゴムで含浸処理した繊維材料では、比較対象であるゴム材料単体と比べて、摩擦係数を約１／３に低減できることが分かった。
【００５７】
上記の結果から、ナイロン６６をニトリルゴムで含浸処理した繊維材料が緩衝部材として優れていることが分かった。より具体的には、ゴム材料単体を用いた繊維部材を雄型部材２１の外周部２１ｃに形成すると、雄型部材２１と雌型部材２２との間から発生する歯打ち音を抑制できても、摺動抵抗が大きくなる（摩擦係数が大きくなる）ことが分かった。また、ナイロン６６をニトリルゴムで含浸処理した繊維材料を用いた繊維部材２３を雄型部材２１の外周部２１ｃに形成すると、摺動抵抗を下げることができる（ゴム材料単体を用いた繊維部材を雄型部材２１の外周部２１ｃに形成した場合よりも摩擦係数が小さくなる）とともに、耐久性も向上する（ゴム材料単体を用いた繊維部材を雄型部材２１の外周部２１ｃに形成した場合よりも摩耗量を少なくできる）ことが分かった。
【００５８】
（本発明の第１の実施形態に係るシャフト用構造体の特徴）
上記構成によれば、雄型部材２１の外周部２１ｃに、ゴム等を含浸させた繊維部材２３を設けることで、雄型部材２１の外周部２１ｃと雌型部材２２の内周部２２ａとの間から発生する歯打ち音といった不快音の抑制、及び、雄型部材２１と雌型部材２２との間での摺動抵抗の低減といった、互いにトレードオフの関係にある両課題を同時に解決することができる。また、雄型部材２１と雌型部材２２との間での摺動性が向上することによって、雄型部材２１の外周部２１ｃと雌型部材２２の内周部２２ａとの間に潤滑油を供給する必要がなくなり、潤滑油補給等の手間を省くことができる。さらに、繊維部材２３をゴム又は樹脂で含浸処理したことで、繊維部材２３と雌型部材２２の内周部２２ａとの間で発生する繊維部材２３表面の摩耗性を向上させることができる。
【００５９】
また、上記構成に示すように、雄型部材２１が雌型部材２２に挿入された初期状態において、繊維部材２３と、雌型部材２２の内周部２２ａのうち雌歯部２２ｂの先端部Ｔ１において繊維部材２３と対向する部位とに囲まれた第１の隙間Ｓ１を設けることによって、雄型部材２１の周方向への捩じ回しに伴って変形した繊維部材２３の逃げ道を確保できる。その結果、雄型部材２１を捩じ回した際の初期剛性を従来よりも低減でき、シャフト３に対して急激に大きな動力が伝達されることを抑制できる。これにより、運転者に従来のような違和感（ステアリングホイール２の操作が開始された直後に、突然、ステアリングホイール２の操作に要する力が急減するという違和感）を与えてしまうことを防止できる。また、上記初期状態において、雌歯部２２ｂの側部２２ｄが、対向する繊維部材２３と当接しているので、雄型部材２１の周方向への捩じ回しを開始した際において、雌歯部２２ｂの側部２２ｄと繊維部材２３との間のガタツキを抑制できる。
【００６０】
ところで、雄型部材２１が雌型部材２２に挿入された状態において雄型部材２１が捩じ回されると、その力が雌型部材２２へ伝達されて、第１の隙間Ｓ１の領域が小さくなるように繊維部材２３が変形する。このとき、繊維部材２３が圧力を受けた状態で雌型部材２２の内周面と強く擦れることとなる。しかも、雄型部材２２が捩じ回される方向は、一方向でなく左右方向に、しかもかなりの頻度でその方向を変えながら捩じ回され続けられ、その都度、繊維部材２３が雌型部材２２の内周面との間で繰り返し強く擦れることとなる。したがって、雄型部材２１の外周部２１ｃ表面を覆うものが通常の未処理の布であれば、すぐさま摩耗して、トルク伝達に支障をきたすおそれがある。この点、第１の実施形態では、ゴム等を含浸させた繊維部材２３を雄型部材２１の外周部２１ｃの表面を覆うことで、かかるゴム等を含浸させた繊維部材２３の摩耗が抑制され、シャフト用構造体２０の寿命の延長を図ることが可能となる。
【００６１】
また、上記構成に示すように、雄型部材２１の周方向への捩じ回しに伴う繊維部材２３の変形によって、繊維部材２３と、雌型部材２２の内周部２２ａのうち雌歯底部２２ｃの途中部分Ｈ１から雌歯部２２ｂの側部２２ｅ及び先端部Ｔ１に亘って繊維部材２３と対向する部位とに囲まれた第２の隙間Ｓ２を形成可能であるので、雄型部材２１を捩じ回した際の初期剛性を緩やかに立ち上げつつ、周方向への雌型部材２２の回転を開始させることができる。加えて、繊維部材２３の変形完了後に、雌歯部２２ｂにおいて第２の隙間Ｓ２が形成される側と反対側にある側部２２ｄが、繊維部材２３を介して雄歯部２１ｄによって押圧されることで、繊維部材２３の変形が完了した段階から、雄型部材２１を捩じ回した際の剛性を急峻に立ち上げつつ、雌型部材２２を周方向に向けて本格的に回転させることができる。これにより、雄型部材２１を捩じ回した際の剛性を段階的に立ち上げることができる。その結果、雄型部材２１を捩じ回した際の初期剛性を効率よく低減することができる。
【００６２】
［第２の実施の形態］
次に、図６〜図１０を参照しつつ、本発明の第２の実施形態に係るシャフト用構造体（スプライン）、このシャフト用構造体を構成する雄型部材（雄スプライン軸）及び雌型部材（雌スプライン軸）について説明する。なお、第１実施の形態の部位１〜１５，１７，１８と、本実施の形態の部位１０１〜１１５，１１７，１１８とは、順に同様のものであるので、詳細な説明を省略することがある。
【００６３】
（電動パワーステアリング装置の全体構成）
図６に示すように、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）１０１は、操舵部材としてのステアリングホイール１０２に連結しているステアリングシャフト（シャフト）１０３と、ステアリングシャフト１０３の先端部に設けられたピニオンギヤ１０４及びこのピニオンギヤ１０４に噛み合うラックギヤ１０５を有して車両の左右方向に延びる操舵軸としてのラック軸１０６とを有している。
【００６４】
（シャフト用構造体の構成）
本実施形態に係るシャフト用構造体は、例えば、上記のステアリングシャフト１０３に適用されている。なお、以下において、ステアリングシャフト１０３を単にシャフト１０３と略記することがある。
【００６５】
本発明に係るシャフト用構造体１２０は、動力を伝達可能なシャフト１０３に組み付けられ、該動力を伝達可能な雄型部材及び雌型部材を軸方向に摺動可能に挿入して構成されるものであって、図７に示すように、金属製の雄型部材１２１、金属製の雌型部材１２２、及び、ゴム等で含浸処理されて雌型部材１２２の内周部１２２ａ表面を覆うように設けられた繊維部材１２３を有する。
【００６６】
雄型部材１２１は、図９（ａ）に示すように、略円柱状の基軸部１２１ａと、該基軸部１２１ａの一端部から凸状に延びる凸状部１２１ｂとを有する。この凸状部１２１ｂの外周部１２１ｃには、凸状部１２１ｂの周方向に沿って所定の隙間を隔てて隣り合う例えば６つの雄歯部１２１ｄと、各雄歯部１２１ｄの間に形成された例えば６つの雄歯底部１２１ｅと、が形成されている。凸状部１２１ｂの外周部１２１ｃは、繊維部材１２３（図９（ｃ）参照）で内周部１２２ａが覆われた雌型部材１２２へ挿入可能に構成されている。
【００６７】
雌型部材１２２は、図９（ｂ）に示すように、略円筒状に形成されている。雌型部材１２２の内周部１２２ａには、雄型部材１２１の凸状部１２１ｂに形成されている雄歯部１２１ｄと同数（本実施形態では６つ）の雌歯部１２２ｂが、雌型部材１２２の周方向に所定の隙間を隔てて形成されている。更に、雌型部材１２２の内周部１２２ａには、隣り合う各雌歯部１２２ｂの間において、雄歯底部１２１ｅと同数（本実施形態では６つ）の雌歯底部１２２ｃが形成されている。なお、この雌歯底部１２２ｃは、軸方向断面が略Ｕ字形状となるように形成されている。
【００６８】
繊維部材１２３は、第１の実施形態の繊維部材２３と同様の材料を用いて形成可能であって、ゴム又は樹脂で含浸処理されている。繊維の形状は、例えば短繊維形状又は長繊維形状であってもよく、またシート状の布であってもよい。
【００６９】
ゴム又は樹脂により繊維を含浸処理することで、繊維の間にゴム材又は樹脂材が入り込み、繊維同士を接着させてまとめあげ、繊維部材１２３のように部材（シート体）として機能させることが可能となる。また、繊維にゴム等が含浸することにより、繊維同士の擦れによる摩耗が低減されると共に、さらには繊維部材１２３と雄型部材１２１との間で発生する繊維部材１２３表面の摩耗性のアップを図ることが可能となる。
【００７０】
なお、ゴムは、繊維を含浸処理できるものであればよく、第１の実施形態で例示したものを使用することができる。これらのゴムは、第１の実施形態と同様に、単独で使用することができるほか、複数種のゴムをブレンドして用いることもできる。また、ゴムには、第１の実施形態で例示した配合剤を適量配合することができる。これら以外に、繊維部材１２３の潤滑性を向上させるために、グラファイト、シリコンオイル、フッ素パウダー、又は二硫化モリブデン等の固体潤滑剤がゴムに含まれていてもよい。さらに、上記ゴムの代わりに、又は上記ゴムとともに、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＰＥＴ樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレン、ＡＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン、アルキド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の熱可塑性樹脂、又は熱硬化樹脂を用いることもできる。
【００７１】
上記のゴム又は樹脂による繊維への含浸処理は、第１の実施形態と同様に、ゴム又は樹脂を溶剤等で溶解し液状とした後、所定の繊維（短繊維、長繊維又は布）をディッピング処理する方法が好適に使用される。実際の使用に際しては、繊維をシート状に形成した布を使用することができる。この布のゴム又は樹脂の含浸処理の方法も上記と同様な方法で行われる。
【００７２】
また、上記の布には、第１の実施形態と同様に、ある程度の伸縮性があるものがよい。布を雌歯部１２２ｂ及び雌歯底部１２２ｃの形状に沿った形へ成型する場合、又は雌型部材１２２の内周部１２２ａ表面に接着する場合、いずれも表面が凹凸形状になっていることから、布に伸縮性があることで、布表面が凹凸形状に追従して馴染みやすく、出来上がった繊維部材１２３の表面にシワ等が発生しにくく、表面が均一に仕上がるといった利点がある。その結果、雄型部材１２１の雌型部材１２２への挿入を滑らかなものとすることができる。さらに、雄型部材１２１と繊維部材１２３との間で発生する摺動抵抗を低減することができる。特に、布の伸縮性を示す方向は、少なくとも円筒状の繊維部材１２３の周方向と一致するように繊維部材１２３を製造することで、上記のシワ等の発生をより一層抑えることが可能となる。
【００７３】
含浸処理された繊維部材１２３は、図９（ｃ）に示すように、雄型部材１２１の外周部１２１ｃ（図９（ａ）参照）を挿入可能な内周部１２３ａと、雌型部材１２２の内周部１２２ａ（図９（ｂ）参照）と略同形状の外周部１２３ｂとを有している。本実施形態では、図１０に示すように、雌型部材１２２の内周部１２２ａに、含浸処理された繊維部材１２３が接着されている。ここで使用される接着剤は、第１の実施形態で例示したものを使用することができる。
【００７４】
本実施形態において、含浸処理された繊維部材１２３は、雌型部材１２２の内周部１２２ａの全周にわたって覆われており、例えば図７に示すように、雄型部材１２１は、雌型部材１２２の端部から軸方向に突き出た先端部分を有している。雄型部材１２１の先端部分には、シャフト用構造体１２０の使用状況に応じて適宜加工が施される。
【００７５】
図８（ａ）は、図７に示すＢ−Ｂ線の矢視断面を拡大した図である。本実施形態のシャフト用構造体１２０は、図８（ａ）に示すように、雌型部材１２２に雄型部材１２１が挿入された初期状態において、閉曲線状の第１の隙間Ｓ１１を有している。この第１の隙間Ｓ１１は、繊維部材１２３と、雄歯底部１２１ｅにおいて繊維部材１２３と対向する部位と、に囲まれた隙間である。第１の隙間Ｓ１１は、雌型部材１２２の軸方向に沿って全長に亘って形成されている。更に、シャフト用構造体１２０では、図８（ａ）に示すように、上記初期状態において、雄歯部１２１ｄの側部１２１ｆが、対向する繊維部材１２３と当接している。なお、図７では、第１の隙間Ｓ１１が示されていないように見えるが、これは便宜上のものであって、実際には存在する。
【００７６】
図８（ｂ）は、上記初期状態（第２の実施形態では図８（ａ）に示される状態）から雄型部材１２１を周方向（図８（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）へ捩じ回した状態の一例を示す図であって、雄型部材１２１を周方向（図８（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）へ所定角度（本実施形態では５［°］）だけ捩じ回した状態を示している。なお、ここでの所定角度［°］は、シャフト用構造体１２０の使用状況に応じて適宜変更できる。図８（ｂ）に示すように、本実施形態のシャフト用構造体１２０では、雄型部材１２１の周方向（図８（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）への捩じ回しに伴って、繊維部材１２３を変形させることによって、雌型部材１２２を周方向（図８（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に回転させることができる。
【００７７】
また、本実施形態のシャフト用構造体１２０は、図８（ｂ）に示す状態において、閉曲線状の第２の隙間Ｓ１２を形成可能に構成されている。この第２の隙間Ｓ１２は、繊維部材１２３と、雄型部材１２１の外周部１２１ｃのうち雄歯底部１２１ｅと雄歯部１２１ｄの先端部Ｔ１１との間において繊維部材１２３と対向する部位と、に囲まれた隙間である。雄歯底部１２１ｅと雄歯部１２１ｄの先端部Ｔ１１との間について、より詳しくは、雄歯底部１２１ｅの途中部分Ｈ１１から雄歯部１２１ｄの側部１２１ｇ及び先端部Ｔ１１に亘って繊維部材１２３と対向する部位である。第２の隙間Ｓ１２は、雌型部材１２２の軸方向に沿って全長に亘って形成されている。そしてさらに、雄型部材１２１が周方向（図８（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に捩じ回されると、繊維部材１２３が変形するとともに、雄歯部１２１ｄにおいて第２の隙間Ｓ１２が形成される側と反対側にある側部１２１ｆによって、繊維部材１２３を介して雌歯部１２２ｂが押圧される。この押圧によって、雌型部材１２２を周方向（図８（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に回転させることができる。このようにして、雄型部材１２１に追従して雌型部材１２２が回転し、ピニオンギヤ１０４（図６参照）が回転することとなる。
【００７８】
ここで、シャフト用構造体１２０の製法の一例としては、金属材料（図示せず）から図９（ａ），（ｂ）にそれぞれ示された形状を有する雄型部材１２１及び雌型部材１２２を切り出す工程、繊維部材１２３をゴム等で含浸処理する工程、雌型部材１２２の内周部１２２ａに含浸処理された繊維部材１２３を設ける工程、を順次行うことによる製法を挙げることができる。
【００７９】
また、繊維部材１２３の製法としては、以下のような製法を適宜選択することができる。例えば、図９（ｃ）の繊維部材１２３を成型する場合、まず内周部１２３ａ及び外周部１２３ｂをそれぞれ成型することができる内型及び外型を用意する。当然のことながら、内型の外周面及び外型の内周面には、それぞれ、内周部１２３ａ及び外周部１２３ｂに沿った凹凸形状を備えている。そして、この２つの型の間にゴム又は樹脂で含浸処理された繊維（短繊維又は長繊維、又は布（シート状））を充填したのち、内型及び外型から充填された繊維に圧力及び温度を与え、その後、型から繊維を取り外し、内周部１２３ａ及び外周部１２３ｂが成型された繊維部材１２３を得ることができる。
【００８０】
また、繊維部材１２３の製法としては、内型と外型との間に充填する布を、内型の外形に沿う様な円筒形に仕上げ、その布を内型の外形に沿わせた状態で内型に被せ、その後、上記と同様に圧力及び温度を与え、繊維部材１２３を成型する方法もある。この場合、布が伸縮性を保有することで、一層、内型及び外型の凹凸形状に沿って繊維部材１２３の成型が可能となる。その結果、繊維部材１２３の内周部１２３ａ又は外周部１２３ｂにシワ等が発生することなく、表面均一な状態の成型品を製造することができる。このような表面均一な繊維部材１２３が雌型部材１２２の内周部１２２ａに設けられることで、軸方向の摺動抵抗を一層低減することが可能となる。尚、布の伸縮性を示す方向が、少なくとも円筒状の繊維部材１２３の周方向と一致するように布を円筒形に仕上げることで、より一層上記のシワ等の発生を抑えることができる。
【００８１】
また、図１０に示すように、雌型部材１２２の内周部１２２ａに、含浸処理された繊維部材１２３が接着されている場合の製造方法は、上記製造方法の内型をそのまま雌型部材１２２に置き換え、さらに雌型部材１２２の金属表面に接着剤を塗ったあと、この雌型部材１２２と外型との間にゴム又は樹脂で含浸処理された繊維（短繊維又は長繊維、又は布（シート状））を充填したのち、外型から圧力及び温度を与え、その後、外型を取り外し、雌型部材１２２の内周部１２２ａに繊維部材１２３が接着された図１０の部材を得る。また、上記製造方法と同様に布を雌型部材１２２の内形に沿う様な円筒形に仕上げ、その布を雄型部材２１の内径に沿わせた状態で被せてから、圧力を与え、図１０の部材を得てもよい。この場合、布が伸縮性を有することで、雌型部材１２２の内周部１２２ａに接着された繊維部材１２３の表面にシワ等が発生しづらく、表面均一な状態の雌型部材１２２を製造することができることから、シャフト用構造体１２０の雄型部材１２１と雌型部材１２２との間での摺動抵抗を一層低減することが可能となる。尚、布の伸縮性を示す方向が、少なくとも雌型部材１２２の周方向と一致するように布を円筒形に仕上げることで、より一層上記のシワ等の発生が抑えられることは上述した通りである。
【００８２】
（本発明の第２の実施形態に係るシャフト用構造体の特徴）
上記構成によれば、雌型部材１２２の内周部１２２ａに、ゴム等を含浸させた繊維部材１２３を設けることで、雄型部材１２１の外周部２１ｃと雌型部材１２２の内周部１２２ａとの間から発生する歯打ち音といった不快音の抑制、及び、雄型部材１２１と雌型部材１２２との間での摺動抵抗の低減といった、互いにトレードオフの関係にある両課題を同時に解決することができる。また、雄型部材１２１と雌型部材１２２との間での摺動性が向上することによって、雄型部材１２１の外周部１２１ｃと雌型部材１２２の内周部１２２ａとの間に潤滑油を供給する必要がなくなり、潤滑油補給等の手間を省くことができる。さらに、繊維部材１２３をゴム又は樹脂で含浸処理したことで、繊維部材１２３と雄型部材１２１の外周部１２１ｃとの間で発生する繊維部材１２３表面の摩耗性を向上させることができる。
【００８３】
また、上記構成に示すように、雌型部材１２２に雄型部材１２１が挿入された初期状態において、繊維部材１２３と、雄歯底部１２１ｅにおいて繊維部材１２３と対向する部位とに囲まれた第１の隙間Ｓ１１を設けることによって、雄型部材１２１の周方向への捩じ回しに伴って変形した繊維部材１２３の逃げ道を確保できる。その結果、雄型部材１２１を捩じ回した際の初期剛性を従来よりも低減でき、シャフト１０３に対して急激に大きな動力が伝達されることを抑制できる。これにより、運転者に従来のような違和感（ステアリングホイール１０２の操作が開始された直後に、突然、ステアリングホイール１０２の操作に要する力が急減するという違和感）を与えてしまうことを防止できる。また、上記初期状態において、雄歯部１２１ｄの側部１２１ｆが、対向する繊維部材１２３と当接しているので、雄型部材１２１の周方向への捩じ回しを開始した際において、雄歯部１２１ｄの側部１２１ｆと繊維部材１２３との間のガタツキを抑制できる。
【００８４】
ところで、雄型部材１２１が雌型部材１２２に挿入された状態において雄型部材１２２が捩じ回されると、その力が雌型部材１２２へ伝達されて、第１の隙間Ｓ１１の領域が小さくなるように繊維部材１２３が変形する。このとき、繊維部材１２３が圧力を受けた状態で雄型部材１２１の外周部１２１ｃと強く擦れることとなる。しかも、雄型部材１２１が捩じ回される方向は、一方向でなく左右方向に、しかもかなりの頻度でその方向を変えながら捩じ回され続けられ、その都度、繊維部材１２３が雄型部材１２２の外周面との間で繰り返し強く擦れることとなる。したがって、雌型部材１２２の内周部１２２ａ表面を覆うものが通常の未処理の布であれば、すぐさま摩耗して、トルク伝達に支障をきたすおそれがある。この点、第２の実施形態では、ゴム等を含浸させた繊維部材１２３を雌型部材１２２の内周部１２２ａ表面を覆うことで、かかるゴム等を含浸させた繊維部材１２３の摩耗が抑制され、シャフト用構造体１２０の寿命の延長を図ることが可能となる。
【００８５】
また、上記構成に示すように、雄型部材１２１の周方向への捩じ回しに伴う繊維部材１２３の変形によって、繊維部材１２３と、雄型部材１２１の外周部１２１ｃのうち雄歯底部１２１ｅの途中部分Ｈ１１から雄歯部１２１ｄの側部１２１ｇ及び先端部Ｔ１１に亘って繊維部材１２３と対向する部位とに囲まれた第２の隙間Ｓ１２を形成可能であるので、雄型部材１２１を捩じ回した際の初期剛性を緩やかに立ち上げつつ、周方向への雌型部材１２２の回転を開始させることができる。加えて、繊維部材１２３の変形完了後に、雄歯部１２１ｄにおいて第２の隙間Ｓ２が形成される側と反対側にある側部１２１ｆによって、繊維部材１２３を介して雌歯部１２２ｂが押圧されることで、繊維部材１２３の変形が完了した段階から、雄型部材１２１を捩じ回した際の剛性を急峻に立ち上げつつ、雌型部材１２２を周方向に向けて本格的に回転させることができる。これにより、雄型部材１２１を捩じ回した際の剛性を段階的に立ち上げることができる。その結果、雄型部材１２１を捩じ回した際の初期剛性を効率よく低減することができる。
【００８６】
以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものではない。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。
【００８７】
例えば、上記各実施形態では、本実施形態に係るシャフト用構造体を車両用のステアリングシャフト３，１０３に適用する例について述べたが、本発明はこれに限定されず、各種産業機械で用いられるシャフトに適用できる。
【００８８】
また、上記各実施形態では、繊維部材２３，１２３をゴム等で含浸処理する例について述べたが、本発明はこれに限定されず、ゴム等で含浸処理することができるとともに金属面との間での摺動抵抗が低い繊維であれば良く、また繊維をシート状に形成した布でもよい。例えば、ゴム等で含浸処理された帆布、ベルベット、デニム、織布、編布を採用することができる。また、縦横一方に伸縮する、又は縦横両方に伸縮する繊維を採用してもよい。
【００８９】
なお、上記第１実施形態では、シャフト用構造体２０が、雌型部材２２に雄型部材２１が挿入された初期状態において、閉曲線状の第１の隙間Ｓ１を有する例について述べたが（図３（ａ）参照）、本発明はこれに限定されない。図１１は、本発明の第１の実施形態に係るシャフト用構造体の変形例を示す図であって、（ａ）が、雌型部材に雄型部材を挿入した初期状態を示す図である。（ｂ）が、初期状態から雄型部材を周方向へ捩じ回した状態の一例を示す図である。本変形例に係るシャフト用構造体２２０は、動力を伝達可能なシャフトに組み付けられ、該動力を伝達可能な雄型部材及び雌型部材を軸方向に摺動可能に挿入して構成されるものであって、図１１に示すように、金属製の雄型部材２２１、金属製の雌型部材２２２、及び、ゴム等で含浸処理されて雄型部材２２１の外周部表面を覆うように設けられた繊維部材２２３を有する。なお、第１実施形態の部位２１，２２と、本変形例の部位２２１，２２２（図示していない部位がある）とは、順に同様のものであるので、説明を省略することがある。シャフト用構造体２２０は、図１１（ａ）に示すように、雌型部材２２２に雄型部材２２１が挿入された初期状態において、閉曲線状の第１の隙間Ｓ２１を有している。この第１の隙間Ｓ２１は、繊維部材２２３と、雌型部材２２２の内周部２２２ａのうち雌歯底部２２２ｃにおいて繊維部材２２３と対向する部位と、に囲まれた隙間である。第１の隙間Ｓ２１は、雌型部材２２２の軸方向に沿って全長に亘って形成されている。更に、シャフト用構造体２２０では、図１１（ａ）に示すように、上記初期状態において、雌歯部２２２ｂの側部２２２ｄが、対向する繊維部材２２３と当接している。
【００９０】
図１１（ｂ）は、上記初期状態（本変形例では図１１（ａ）に示される状態）から雄型部材２２１を周方向（図１１（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）へ捩じ回した状態の一例を示す図であって、雄型部材２２１を周方向（図１１（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）へ所定角度（本実施形態では５［°］）だけ捩じ回した状態を示している。なお、ここでの所定角度［°］は、シャフト用構造体２２０の使用状況に応じて適宜変更できる。図１１（ｂ）に示すように、シャフト用構造体２２０では、雄型部材２２１の周方向（図１１（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）への捩じ回しに伴って、繊維部材２２３を変形させることによって、雌型部材２２２を周方向（図１１（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に回転させることができる。
【００９１】
また、シャフト用構造体２２０は、図１１（ｂ）に示す状態において、閉曲線状の第２の隙間Ｓ２２を形成可能に構成されている。この第２の隙間Ｓ２２は、繊維部材２２３と、雌型部材２２２の内周部２２２ａのうち雌歯底部２２２ｃと雌歯部２２２ｂの先端部Ｔ２１との間において繊維部材２３と対向する部位と、に囲まれた隙間である。雌歯底部２２２ｃと雌歯部２２２ｂの先端部Ｔ２１との間について、より詳しくは、雌歯底部２２２ｃの途中部分Ｈ２１から雌歯部２２２ｂの側部２２２ｅ及び先端部Ｔ２１に亘って繊維部材２２３と対向する部位である。第２の隙間Ｓ２２は、雌型部材２２２の軸方向に沿って全長に亘って形成されている。そしてさらに、雄型部材２２１が周方向（図１１（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に捩じ回されると、繊維部材２２３が変形するとともに、雌歯部２２２ｂにおいて第２の隙間Ｓ２２が形成される側と反対側にある側部２２２ｄが、繊維部材２２３を介して雄歯部２２１ｄによって押圧される。この押圧によって、雌型部材２２２を周方向（図１１（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に回転させることができる。このようにして、雄型部材２２１に追従して雌型部材２２２が回転し、ピニオンギヤ（不図示）が回転することとなる。本変形例に係るシャフト用構造体２２０においても、上記第１実施形態に係るシャフト用構造体２０と同様の効果を得ることができる。
【００９２】
図１２は、本発明の第１の実施形態に係るシャフト用構造体の別の変形例を示す図であって、（ａ）が、雌型部材に雄型部材を挿入した初期状態を示す図である。（ｂ）が、初期状態から雄型部材を周方向へ捩じ回した状態の一例を示す図である。本変形例に係るシャフト用構造体３２０は、動力を伝達可能なシャフトに組み付けられ、該動力を伝達可能な雄型部材及び雌型部材を軸方向に摺動可能に挿入して構成されるものであって、図１２に示すように、金属製の雄型部材３２１、金属製の雌型部材３２２、及び、ゴム等で含浸処理されて雄型部材３２１の外周部表面を覆うように設けられた繊維部材３２３を有する。なお、第１実施形態の部位２１，２２と、本変形例の部位３２１，３２２（図示していない部位がある）とは、順に同様のものであるので、説明を省略することがある。シャフト用構造体３２０は、図１２（ａ）に示すように、雌型部材３２２に雄型部材３２１が挿入された初期状態において、閉曲線状の第１の隙間Ｓ３１（Ｓ３１ａ，Ｓ３１ｂ）を有している。第１の隙間Ｓ３１は、雌型部材３２２の軸方向に沿って全長に亘って形成されている。第１の隙間Ｓ３１のうち隙間Ｓ３１ａは、繊維部材３２３と、雌型部材３２２の内周部３２２ａのうち雌歯部３２２ｂの先端部Ｔ３１において繊維部材３２３と対向する部位と、に囲まれた隙間である。第１の隙間Ｓ３１のうち隙間Ｓ３１ｂは、繊維部材３２３と、雌型部材３２２の内周部３２２ａのうち雌歯底部３２２ｃにおいて繊維部材３２３と対向する部位と、に囲まれた隙間である。更に、シャフト用構造体３２０では、図１２（ａ）に示すように、上記初期状態において、雌歯部３２２ｂの側部３２２ｄが、対向する繊維部材３２３と当接している。
【００９３】
図１２（ｂ）は、上記初期状態（本変形例では図１２（ａ）に示される状態）から雄型部材３２１を周方向（図１２（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）へ捩じ回した状態の一例を示す図であって、雄型部材３２１を周方向（図１２（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）へ所定角度（本実施形態では５［°］）だけ捩じ回した状態を示している。なお、ここでの所定角度［°］は、シャフト用構造体３２０の使用状況に応じて適宜変更できる。図１２（ｂ）に示すように、シャフト用構造体３２０では、雄型部材３２１の周方向（図１２（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）への捩じ回しに伴って、繊維部材３２３を変形させることによって、雌型部材３２２を周方向（図１２（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に回転させることができる。
【００９４】
また、シャフト用構造体３２０は、図１２（ｂ）に示す状態において、閉曲線状の第２の隙間Ｓ３２を形成可能に構成されている。この第２の隙間Ｓ３２は、繊維部材３２３と、雌型部材３２２の内周部３２２ａのうち雌歯底部３２２ｃと雌歯部３２２ｂの先端部Ｔ３１との間において繊維部材３２３と対向する部位と、に囲まれた隙間である。雌歯底部３２２ｃと雌歯部３２２ｂの先端部Ｔ３１との間について、より詳しくは、雌歯底部３２２ｃの途中部分Ｈ３１から雌歯部３２２ｂの側部３２２ｅ及び先端部Ｔ３１に亘って繊維部材３２３と対向する部位である。第２の隙間Ｓ３２は、雌型部材３２２の軸方向に沿って全長に亘って形成されている。そしてさらに、雄型部材３２１が周方向（図１２（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に捩じ回されると、繊維部材３２３が変形するとともに、雌歯部３２２ｂにおいて第２の隙間Ｓ３２が形成される側と反対側にある側部３２２ｄが、繊維部材３２３を介して雄歯部３２１ｄによって押圧される。この押圧によって、雌型部材３２２を周方向（図１２（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に回転させることができる。このようにして、雄型部材３２１に追従して雌型部材３２２が回転し、ピニオンギヤ（不図示）が回転することとなる。本変形例に係るシャフト用構造体３２０においても、上記第１実施形態に係るシャフト用構造体２０と同様の効果を得ることができる。
【００９５】
なお、上記第２実施形態では、シャフト用構造体１２０が、雌型部材１２２に雄型部材１２１が挿入された初期状態において、閉曲線状の第１の隙間Ｓ１１を有する例について述べたが（図８（ａ）参照）、本発明はこれに限定されない。図１３は、本発明の第２の実施形態に係るシャフト用構造体の変形例を示す図であって、（ａ）が、雌型部材に雄型部材を挿入した初期状態を示す図である。（ｂ）が、初期状態から雄型部材を周方向へ捩じ回した状態の一例を示す図である。本変形例に係るシャフト用構造体４２０は、動力を伝達可能なシャフトに組み付けられ、該動力を伝達可能な雄型部材及び雌型部材を軸方向に摺動可能に挿入して構成されるものであって、図１３に示すように、金属製の雄型部材４２１、金属製の雌型部材４２２、及び、ゴム等で含浸処理されて雌型部材４２２の内周部表面を覆うように設けられた繊維部材４２３を有する。なお、第２実施形態の部位１２２，１２３と、本変形例の部位４２２，４２３（図示していない部位がある）とは、順に同様のものであるので、説明を省略することがある。シャフト用構造体４２０は、図１３（ａ）に示すように、雌型部材４２２に雄型部材４２１が挿入された初期状態において、閉曲線状の第１の隙間Ｓ４１を有している。この第１の隙間Ｓ４１は、繊維部材４２３と、雄歯部４２１ｄの先端部Ｔ４１において繊維部材４２３と対向する部位と、に囲まれた隙間である。第１の隙間Ｓ４１は、雌型部材４２２の軸方向に沿って全長に亘って形成されている。更に、シャフト用構造体４２０では、図１３（ａ）に示すように、上記初期状態において、雄歯部４２１ｄの側部４２１ｆが、対向する繊維部材１２３と当接している。
【００９６】
図１３（ｂ）は、上記初期状態（本変形例では図１３（ａ）に示される状態）から雄型部材４２１を周方向（図１３（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）へ捩じ回した状態の一例を示す図であって、雄型部材４２１を周方向（図１３（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）へ所定角度（本実施形態では５［°］）だけ捩じ回した状態を示している。なお、ここでの所定角度［°］は、シャフト用構造体４２０の使用状況に応じて適宜変更できる。図１３（ｂ）に示すように、シャフト用構造体４２０では、雄型部材４２１の周方向（図１３（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）への捩じ回しに伴って、繊維部材４２３を変形させることによって、雌型部材４２２を周方向（図１３（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に回転させることができる。
【００９７】
また、シャフト用構造体４２０は、図１３（ｂ）に示す状態において、閉曲線状の第２の隙間Ｓ４２を形成可能に構成されている。この第２の隙間Ｓ４２は、繊維部材４２３と、雄型部材４２１の外周部４２１ｃのうち雄歯底部４２１ｅと雄歯部４２１ｄの先端部Ｔ４１との間において繊維部材４２３と対向する部位と、に囲まれた隙間である。雄歯底部４２１ｅと雄歯部４２１ｄの先端部Ｔ４１との間について、より詳しくは、雄歯底部４２１ｅの途中部分Ｈ４１から雄歯部４２１ｄの側部４２１ｇ及び先端部Ｔ４１に亘って繊維部材４２３と対向する部位である。第２の隙間Ｓ４２は、雌型部材４２２の軸方向に沿って全長に亘って形成されている。そしてさらに、雄型部材４２１が周方向（図１３（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に捩じ回されると、繊維部材４２３が変形するとともに、雄歯部４２１ｄにおいて第２の隙間Ｓ４２が形成される側と反対側にある側部４２１ｆによって、繊維部材４２３を介して雌歯部４２２ｂが押圧される。この押圧によって、雌型部材４２２を周方向（図１３（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に回転させることができる。このようにして、雄型部材４２１に追従して雌型部材４２２が回転し、ピニオンギヤ（不図示）が回転することとなる。本変形例に係るシャフト用構造体４２０においても、上記第２実施形態に係るシャフト用構造体１２０と同様の効果を得ることができる。
【００９８】
図１４は、本発明の第２の実施形態に係るシャフト用構造体の別の変形例を示す図であって、（ａ）が、雌型部材に雄型部材を挿入した初期状態を示す図である。（ｂ）が、初期状態から雄型部材を周方向へ捩じ回した状態の一例を示す図である。本変形例に係るシャフト用構造体５２０は、動力を伝達可能なシャフトに組み付けられ、該動力を伝達可能な雄型部材及び雌型部材を軸方向に摺動可能に挿入して構成されるものであって、図１４に示すように、金属製の雄型部材５２１、金属製の雌型部材５２２、及び、ゴム等で含浸処理されて雌型部材５２２の内周部表面を覆うように設けられた繊維部材５２３を有する。なお、第２実施形態の部位１２２，１２３と、本変形例の部位５２２，５２３（図示していない部位がある）とは、順に同様のものであるので、説明を省略することがある。シャフト用構造体５２０は、図１４（ａ）に示すように、雌型部材５２２に雄型部材５２１が挿入された初期状態において、閉曲線状の第１の隙間Ｓ５１（Ｓ５１ａ，Ｓ５１ｂ）を有している。第１の隙間Ｓ５１は、雌型部材５２２の軸方向に沿って全長に亘って形成されている。第１の隙間Ｓ５１のうち隙間Ｓ５１ａは、繊維部材５２３と、雄歯底部４２１ｅにおいて繊維部材５２３と対向する部位と、に囲まれた隙間である。第１の隙間Ｓ５１のうち隙間Ｓ５１ｂは、繊維部材５２３と、雄歯部５２１ｄの先端部Ｔ５１において繊維部材５２３と対向する部位と、に囲まれた隙間である。更に、シャフト用構造体５２０では、図１４（ａ）に示すように、上記初期状態において、雄歯部５２１ｄの側部５２１ｆが、対向する繊維部材５２３と当接している。
【００９９】
図１４（ｂ）は、上記初期状態（本変形例では図１４（ａ）に示される状態）から雄型部材５２１を周方向（図１４（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）へ捩じ回した状態の一例を示す図であって、雄型部材５２１を周方向（図１４（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）へ所定角度（本実施形態では５［°］）だけ捩じ回した状態を示している。なお、ここでの所定角度［°］は、シャフト用構造体５２０の使用状況に応じて適宜変更できる。図１４（ｂ）に示すように、シャフト用構造体５２０では、雄型部材５２１の周方向（図１４（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）への捩じ回しに伴って、繊維部材５２３を変形させることによって、雌型部材５２２を周方向（図１４（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に回転させることができる。
【０１００】
また、シャフト用構造体５２０は、図１４（ｂ）に示す状態において、閉曲線状の第２の隙間Ｓ５２を形成可能に構成されている。この第２の隙間Ｓ５２は、繊維部材５２３と、雄型部材５２１の外周部５２１ｃのうち雄歯底部５２１ｅと雄歯部５２１ｄの先端部Ｔ５１との間において繊維部材５２３と対向する部位と、に囲まれた隙間である。雄歯底部５２１ｅと雄歯部５２１ｄの先端部Ｔ５１との間について、より詳しくは、雄歯底部５２１ｅの途中部分Ｈ５１から雄歯部５２１ｄの側部５２１ｇ及び先端部Ｔ５１に亘って繊維部材５２３と対向する部位である。第２の隙間Ｓ５２は、雌型部材５２２の軸方向に沿って全長に亘って形成されている。そしてさらに、雄型部材５２１が周方向（図１４（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に捩じ回されると、繊維部材５２３が変形するとともに、雄歯部５２１ｄにおいて第２の隙間Ｓ５２が形成される側と反対側にある側部５２１ｆによって、繊維部材５２３を介して雌歯部５２２ｂが押圧される。この押圧によって、雌型部材５２２を周方向（図１４（ｂ）中の白抜きで示す矢印方向）に回転させることができる。このようにして、雄型部材５２１に追従して雌型部材５２２が回転し、ピニオンギヤ（不図示）が回転することとなる。本変形例に係るシャフト用構造体５２０においても、上記第２実施形態に係るシャフト用構造体１２０と同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
なお、上記各実施形態及び各変形例では、第１及び第２の隙間を、雌型部材の軸方向に沿って全長に亘って形成する例について述べた。しかし、本発明の作用効果を奏することができる範囲内であれば、第１及び第２隙間を、雌型部材の軸方向に沿って必ずしも全長に亘って形成しなくとも、雌型部材の軸方向に沿う一部分に形成するものであってもよい。
【０１０２】
また、上記各実施形態及び各変形例におけるシャフト用構造体は、雄型部材２１，１２１を雌型部材２２，１２２に内挿させた上で用いられるものであるから、雄型部材２１，１２１を雌型部材２２，１２２にスムーズに内挿できるように、雌型部材２２，１２２に内挿される側の雄型部材２１，１２１の端部、及び／又は、雄型部材２１，１２１が内挿される側の雌型部材２２，１２２の端部に、テーパ部が形成されていることが好ましい。雌型部材２２，１２２に内挿される側の雄型部材２１，１２１の端部にテーパ部が形成される場合には、この雄型部材２１，１２１の端部に、僅かに先細りとなるテーパ部が形成される。また、雄型部材２１，１２１が内挿される側の雌型部材２２，１２２の端部にテーパ部が形成される場合には、この雌型部材２２，１２２の端部に、僅かにラッパ形状となるテーパ部が形成される。
【０１０３】
また、上記各実施形態び各変形例では、第１及び第２の隙間を、閉曲線状に形成する例について述べた。しかし、本発明の作用効果を奏することができる範囲内であれば、第１及び第２の隙間を、必ずしも閉曲線状に形成する必要はなく、どのような形状に形成してもよい。
【０１０４】
また、上記各実施形態び各変形例では、初期状態から雄型部材を周方向に沿って時計回りに捩じ回す例について述べた。しかし、本発明の作用効果を奏することができる範囲内であれば、雄型部材を、必ずしも時計回りに捩じ回す必要はなく、反時計回りに捩じ回してもよい。
【０１０５】
また、ゴムを含浸させた繊維部材を、雄型部材の外周部に接着させる手法としては、例えば、図１５において、本発明の第１の実施形態に係るシャフト用構造体２０の変形例に係るシャフト用構造体６２０に示すように、ゴムを含浸させた繊維部材６２３ａと、雄型部材６２１の外周部６２１ｃとの間に、繊維部材６２３ａと一体化されたゴム層６２３ｂを設け、このゴム層６２３ｂと雄型部材６２１の外周部６２１ｃとを接着剤によって接着させるようにしてもよい。これにより、金属面（雄型部材６２１の外周部６２１ｃの面）と繊維部材６２３ａとの接着強度を向上することができる。同様に、本発明の第２の実施形態に係るシャフト用構造体１２０の変形例に係るシャフト用構造体においても、ゴムを含浸させた繊維部材を、雄雌型部材の内周部に接着させる手法としては、例えば、ゴムを含浸させた繊維部材と、雌型部材の内周部との間に、繊維部材と一体化されたゴム層を設け、このゴム層と雌型部材の内周部とを接着剤によって接着させるようにしてもよい。これにより、金属面（雌型部材の内周部の面）と繊維部材との接着強度を向上することができる。
【符号の説明】
【０１０６】
１、１０１  電動パワーステアリング装置
２、１０２  ステアリングホイール
３、１０３  ステアリングシャフト（シャフト）
４、１０４  ピニオンギヤ
５、１０５  ラックギヤ
６、１０６  ラック軸
７、１０７  タイロッド
８、１０８  車輪
９、１０９    入力軸
１０、１１０  出力軸
１１、１１１  トーションバー
１２、１１２  トルクセンサ
１３、１１３  制御部
１４、１１４  ドライバ
１５、１１５  電動モータ
１７、１１７  減速機構
１８、１１８  変換機構
２０、１２０、２２０、３２０、４２０、５２０、６２０  シャフト用構造体
２１、１２１、２２１、３２１、４２１、５２１、６２１  雄型部材
２１ａ、１２１ａ  基軸部
２１ｂ、１２１ｂ  凸状部
２１ｃ、２３ｂ、１２１ｃ、１２３ｂ、４２１ｃ、５２１ｃ、６２１ｃ  外周部
２１ｄ、１２１ｄ、４２１ｄ、５２１ｄ  雄歯部
２１ｅ、１２１ｅ、４２１ｅ、５２１ｅ  雄歯底部
２２、１２２、２２２、３２２、４２２、５２２、６２２  雌型部材
２２ａ、２３ａ、１２２ａ、１２３ａ、２２２ａ、３２２ａ  内周部
２２ｂ、１２２ｂ、２２２ｂ、３２２ｂ、４２２ｂ、５２２ｂ  雌歯部
２２ｃ、１２２ｃ、２２２ｃ、３２２ｃ  雌歯底部
２２ｄ、２２ｅ、１２１ｆ、１２１ｇ、２２２ｄ、２２２ｅ、３２２ｄ、３２２ｅ、４２１ｆ、４２１ｇ、５２１ｆ、５２１ｇ  側部
２３、１２３、２２３、３２３、４２３、５２３、６２３ａ  繊維部材
６２３ｂ  ゴム層
Ｈ１、Ｈ１１、Ｈ２１、Ｈ３１、Ｈ４１、Ｈ５１  途中部分
Ｓ１、Ｓ１１、Ｓ２１、Ｓ３１、Ｓ３１ａ、Ｓ３１ｂ、Ｓ４１、Ｓ５１、Ｓ５１ａ、Ｓ５１ｂ  第１の隙間
Ｓ２、Ｓ１２、Ｓ２２、Ｓ３２、Ｓ４２、Ｓ５２  第２の隙間
Ｔ１、Ｔ１１、Ｔ２１、Ｔ３１、Ｔ４１、Ｔ５１  先端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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