(57)【要約】【課題】トルク伝達軸に接続される軸の振れ回りを抑えることができる構造を実現する。【解決手段】トルク伝達軸２２を、軸方向一端部にヨーク部２５が一体に設けられ、かつ、軸方向他端部の内周面に雌セレーション３２が形成されたシャフト２３と、シャフト２３の軸方向他端部を拡縮するためのクランプ２４とを、一体に形成せずに互いに別体として、これらシャフト２３とクランプ２４とを溶接固定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向一端部にヨーク部が一体に設けられ、かつ、軸方向他端部に軸方向に伸長したスリットが設けられており、内周面の軸方向他端部に雌セレーションが設けられた、中空状のシャフトと、
前記シャフトの軸方向他端部に外嵌されて前記シャフトの軸方向他端部を縮径させるもので、円周方向１箇所に不連続部が設けられ、かつ、前記不連続部を挟んで両側に、締付部材を挿入するための取付孔をそれぞれ有する１対のフランジ部が設けられたクランプと、
を備えるトルク伝達軸。
【請求項２】
前記シャフトと前記クランプとが、軸方向に移動不能に固定されている、請求項１に記載したトルク伝達軸。
【請求項３】
前記シャフトと前記クランプとが、溶接固定されている、請求項２に記載したトルク伝達軸。
【請求項４】
前記スリットの軸方向一端部である奥端部には、軸方向他方側に隣接する部分に比べて幅寸法が大きい応力緩和部が設けられている、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載したトルク伝達軸。
【請求項５】
前記スリットの軸方向一端部である奥端部は、前記雌セレーションの軸方向一端縁よりも軸方向一方側に位置している、請求項１〜３のうちのいずれか１項に記載したトルク伝達軸。
【請求項６】
前記シャフトの軸方向他端部に小径筒部が設けられており、前記雌セレーションは、前記小径筒部の内周面にのみ設けられており、前記スリットの軸方向一端部である奥端部は、前記小径筒部よりも軸方向一方側に存在し、かつ、前記小径筒部よりも外径寸法及び内径寸法が大きい部分に位置している、請求項５に記載したトルク伝達軸。
【請求項７】
前記シャフトの内周面のうちで、円周方向に関して前記スリットの両側に隣接する部分には、前記雌セレーションが形成されていない欠歯部が設けられている、請求項１〜６のうちのいずれか１項に記載したトルク伝達軸。
【請求項８】
前記シャフトの外周面のうちで前記各取付孔の開口部と対向する部分に、前記シャフトの中心軸に直交する方向に伸長し、かつ、その内側に前記締付部材が配置される係合凹溝が設けられている、請求項１〜７のうちのいずれか１項に記載したトルク伝達軸。
【請求項９】
前記スリットと前記不連続部との周方向位置が互いに一致しており、かつ、前記シャフト及び前記クランプの自由状態での前記スリットと前記不連続部との幅寸法が互いに同じである、請求項１〜８のうちのいずれか１項に記載したトルク伝達軸。
【請求項１０】
前記クランプが前記シャフトよりも硬度の高い材料から造られており、前記クランプのうちで前記シャフトが挿入される挿入孔の内周面に形成された突起部が、前記シャフトの外周面に食い込んでいる、請求項１〜９のうちのいずれか１項に記載したトルク伝達軸。
【請求項１１】
前記シャフトの外周面と、前記クランプのうちで前記シャフトが挿入される挿入孔の内周面とが、相対回転不能に非円形嵌合している、請求項１〜９のうちのいずれか１項に記載したトルク伝達軸。
【請求項１２】
前記シャフトの外周面に、軸方向他方側を向いた段差面が設けられており、前記段差面に対し前記クランプを突き当てることで、前記シャフトに対する前記クランプの軸方向に関する位置決めが図られている、請求項１〜１１のうちのいずれか１項に記載したトルク伝達軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用のステアリング装置などに組み込まれるトルク伝達軸に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１９は、特開２０１７−２５９６４号公報に記載され、従来から知られた自動車用のステアリング装置を示している。ステアリング装置は、ステアリングホイール１と、ステアリングシャフト２と、ステアリングコラム３と、１対の自在継手４ａ、４ｂと、中間シャフト５と、ステアリングギヤユニット６と、１対のタイロッド７とを備えている。
【０００３】
ステアリングホイール１は、ステアリングコラム３の内側に回転自在に支持されたステアリングシャフト２の後端部に取り付けられている。ステアリングシャフト２の前端部は、１対の自在継手４ａ、４ｂ及び中間シャフト５を介して、ステアリングギヤユニット６のピニオン軸８に接続されている。そして、ピニオン軸８の回転を図示しないラックの直線運動に変換することで、１対のタイロッド７を押し引きし、操舵輪にステアリングホイール１の操作量に応じた舵角を付与する。なお、前後方向とは、ステアリング装置が組み付けられる車体の前後方向をいう。
【０００４】
自在継手４ａ、４ｂは、互いに同一直線上に存在しない回転軸である、ステアリングシャフト２と中間シャフト５並びに中間シャフト５とピニオン軸８を、互いにトルク伝達可能に接続するものであり、例えば特開２０１１−２２０３９８号公報に記載されているように、従来から１対のヨークと十字軸とを備えた十字軸式の自在継手が使用されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１７−２５９６４号公報
【特許文献２】特開２０１１−２２０３９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、大型の自動車に搭載されるステアリング装置にあっては、ステアリングシャフトからステアリングギヤユニットまでの距離が長くなる。このため、自在継手を構成するヨークに対して、ステアリングシャフトやピニオン軸などの軸を直接固定せずに、エクステンションシャフト（延長軸）と呼ばれるトルク伝達軸を介して固定することが考えられている。
【０００７】
図２０は、本発明者等が先に考えたトルク伝達軸９を示している。トルク伝達軸９は、ヨーク１０と、ステアリングシャフトやピニオン軸などの軸１１との間に配置され、これらヨーク１０と軸１１とをトルク伝達可能に連結する。また、トルク伝達軸９には、軸方向一端部の外周面に雄セレーション１２が設けられており、軸方向他端部の内周面に雌セレーション１３が設けられている。トルク伝達軸９の軸方向他端部には、トルク伝達軸９の軸方向他端部を縮径するためのクランプ部１４が一体に設けられている。具体的には、トルク伝達軸９の軸方向他端部の円周方向１箇所に不連続部１５が設けられており、不連続部１５の両側に１対のフランジ部１６が設けられている。フランジ部１６には、図示しない締付部材を挿入するための取付孔１７が設けられている。
【０００８】
トルク伝達軸９の軸方向一端部は、ヨーク１０を構成する基部１８の内側に挿入されており、雄セレーション１２を基部１８の内周面に形成された雌セレーション１９にセレーション係合させている。また、トルク伝達軸９と基部１８との間を、溶接ビード部２０により全周にわたり溶接固定している。
【０００９】
トルク伝達軸９の軸方向他端部の内側には、軸１１の軸方向一端部が挿入されており、雌セレーション１３に軸１１の外周面に形成された雄セレーション２１をセレーション係合させている。また、前記締付部材の先端部を取付孔１７又は図示しないナットに螺合することで、トルク伝達軸９の内周面により軸１１の外周面を強く締め付けている。
【００１０】
上述のような構成を有するトルク伝達軸９は、冷間鍛造加工により造られる場合が多く、熱間鍛造加工により造られる場合に比べて形状精度及び寸法精度は高いが、金属材料の流動が複雑になるクランプ部１４を一体に設けていることなどに起因して、トルク伝達軸９の軸方向両端部に設ける雄セレーション１２と雌セレーション１３との同軸度を高度に確保することが難しくなる。また、トルク伝達軸９とヨーク１０とを溶接固定しているため、熱変形などに起因して、トルク伝達軸９とヨーク１０との同軸度が低くなりやすい。このため、図２０の（Ｃ）に示すように、トルク伝達軸９に接続される軸（ヨーク１０を介して接続される軸１１ａ又は雌セレーション１３に接続される軸１１）の振れ回りが大きくなる可能性がある。この結果、ステアリング装置の一部で、軸の振れ回りに起因した異音（回転方向の摺動異音、スティックスリップ振動異音など）を発生させる可能性がある。
【００１１】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたもので、その目的は、トルク伝達軸に接続される軸の振れ回りを抑えられる構造を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明のトルク伝達軸は、シャフトと、クランプとを備える。
前記シャフトは、中空状に構成され、軸方向一端部にヨーク部が一体に設けられており、軸方向他端部に軸方向に伸長したスリットが設けられている。また、前記シャフトの内周面の軸方向他端部には、雌セレーションが設けられている。
前記クランプは、前記シャフトとは、一体に構成されておらず、別体に構成されている。また、前記クランプは、例えば欠円筒状に構成されており、前記シャフトの軸方向他端部に外嵌されて、前記シャフトの軸方向他端部を縮径させるものである。また、前記クランプには、円周方向１箇所に不連続部が設けられており、かつ、前記不連続部を挟んで両側に、締付部材を挿入するための取付孔をそれぞれ有する１対のフランジ部が設けられている。
本発明では、前記シャフトと前記クランプとを、軸方向に移動不能に固定することができる。
この場合には、たとえば、前記シャフトと前記クランプとを溶接固定することもできるし、前記クランプに対して前記シャフトを圧入（軽圧入）することもできる。
【００１３】
本発明では、前記スリットの軸方向一端部である奥端部に、軸方向他方側に隣接する部分に比べて幅寸法が大きい応力緩和部を設けることができる。前記応力緩和部としては、例えば円形状や楕円形状、滴形状など、内面を凹曲面により構成した形状を採用することができる。
あるいは、本発明では、前記スリットの軸方向一端部である奥端部を、前記雌セレーションの軸方向一端縁よりも軸方向一方側に位置させることができる。この場合にはさらに、前記シャフトの軸方向他端部に小径筒部を設け、前記雌セレーションを、前記小径筒部の内周面にのみ設けることができる。そして、前記スリットの軸方向一端部である奥端部を、前記小径筒部よりも軸方向一方側に存在し、かつ、前記小径筒部よりも外径寸法及び内径寸法が大きい部分に位置させることができる。
【００１４】
本発明では、前記シャフトの内周面のうちで、円周方向に関して前記スリットの両側に隣接する部分に、前記雌セレーションが形成されていない欠歯部を設けることができる。
【００１５】
本発明では、前記シャフトの外周面のうちで前記各取付孔の開口部と対向する部分に、前記シャフトの中心軸に直交する方向に伸長し、かつ、その内側に前記締付部材が配置される係合凹溝を設けることができる。
【００１６】
本発明では、前記スリットと前記不連続部との円周方向位置を互いに一致させ、かつ、前記シャフト及び前記クランプの自由状態での前記スリットと前記不連続部との幅寸法を互いに同じにすることができる。
【００１７】
本発明では、前記クランプを、前記シャフトよりも硬度の高い材料から造ることができ、前記クランプのうちで前記シャフトが挿入される挿入孔の内周面に形成した突起部を、前記シャフトの外周面に食い込ませることができる。
前記突起部は、前記挿入孔の内周面のうちで、前記挿入孔の直径方向に関して前記不連続部とは反対側部分に設けることができる。
【００１８】
本発明では、前記シャフトの外周面と、前記クランプのうち前記シャフトが挿入される挿入孔の内周面とを、相対回転不能に非円形嵌合させることができる。
この場合には、前記シャフトの外周面の少なくとも円周方向一部と、前記挿入孔の内周面の少なくとも円周方向一部とに、それぞれ平面部（直線部）を設けることができる。
【００１９】
本発明では、前記シャフトの外周面に、軸方向他方側を向いた段差面を設け、前記段差面に対し前記クランプを突き当てることで、前記シャフトに対する前記クランプの軸方向に関する位置決めを図ることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、トルク伝達軸に接続される軸の振れ回りを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】図１は、実施の形態の第１例に係るトルク伝達軸の斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態の第１例に係るトルク伝達軸の分解斜視図である。
【図３】図３は、実施の形態の第１例に係るトルク伝達軸を軸方向他方側から見た端面図である。
【図４】図４は、図３のＡ−Ａ断面図である。
【図５】図５は、実施の形態の第１例に係るトルク伝達軸を構成するシャフトを取り出して示す平面図である。
【図６】図６は、実施の形態の第１例に係るトルク伝達軸を構成するクランプを取り出して示す断面図である。
【図７】図７は、実施の形態の第１例に係るトルク伝達軸と該トルク伝達軸に接続される軸とを示す分解斜視図である。
【図８】図８は、実施の形態の第１例に係るトルク伝達軸と該トルク伝達軸に接続される軸との接続状態を示す断面図である。
【図９】図９は、実施の形態の第２例に係るトルク伝達軸を構成するクランプを取り出して示す端面図である。
【図１０】図１０は、実施の形態の第２例に係るトルク伝達軸を構成するクランプを取り出して示す斜視図である。
【図１１】図１１は、実施の形態の第３例に係るトルク伝達軸を軸方向他方側から見た端面図である。
【図１２】図１２は、実施の形態の第３例に係るトルク伝達軸を構成するクランプを取り出して示す斜視図である。
【図１３】図１３は、実施の形態の第４例に関する、図５に相当する図である。
【図１４】図１４は、実施の形態の第５例に関して、ヨーク部を省略して示す図８に相当する図である。
【図１５】図１５は、実施の形態の第５例を示す、図５に相当する図である。
【図１６】図１６は、実施の形態の第５例に係るトルク伝達軸を構成するシャフトを取り出して示す部分断面図である。
【図１７】図１７は、実施の形態の第５例に係るトルク伝達軸を構成するシャフトを軸方向他方側から見た状態を示す図である。
【図１８】図１８は、実施の形態の第６例を示す、図８に相当する図である。
【図１９】図１９は、従来から知られているステアリング装置を示す部分断面側面図である。
【図２０】図２０の（Ａ）は、本発明者等が先に考えたトルク伝達軸を介して、ヨークと回転軸とを接続した状態を示す斜視図であり、図２０の（Ｂ）は（Ａ）の分解斜視図であり、図２０の（Ｃ）は、トルク伝達軸に接続される軸に振れ回りが生じる状態を説明するための模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［実施の形態の第１例］
実施の形態の第１例について、図１〜図８を用いて説明する。
本例のトルク伝達軸２２は、例えば大型の自動車のステアリング装置に組み込まれて、互いに同一直線上に存在しない回転軸である、ステアリングシャフトと中間シャフト、又は、中間シャフトとピニオン軸をトルク伝達可能に接続するために使用する。
【００２３】
トルク伝達軸２２は、互いに別体に構成された、中空筒状のシャフト２３と欠円筒状（略Ｕ字状）のクランプ２４とから構成されている。なお、以下の説明において、軸方向とは、特に断らない限り、トルク伝達軸２２の軸方向をいう。また、軸方向に関して一端側とは、図１、図２、図４、図５、図７及び図８の左端側をいい、軸方向に関して他端側とは、図１、図２、図４、図５、図７及び図８の右端側をいう。
【００２４】
シャフト２３は、例えば炭素鋼鋳鋼材（ＳＣ材）などの素材に、鍛造加工（冷間鍛造加工又は熱間鍛造加工）及び切削加工等を施すことにより造られている。シャフト２３は、軸方向一端部に設けられた二股状のヨーク部２５と、軸方向他端部乃至中間部に設けられた筒部２６とを備えている。
【００２５】
ヨーク部２５は、十字軸式の自在継手を構成するもので、１対の腕部２７ａ、２７ｂから構成されている。これら各腕部２７ａ、２７ｂは、筒部２６の軸方向一端縁の直径方向反対側となる２箇所位置から軸方向一方側に伸長する状態で設けられている。これら各腕部２７ａ、２７ｂには、円孔２８が互いに同軸に形成されている。円孔２８の内側には、図示しない軸受カップ及びニードルが配置され、十字軸を構成する軸部が回転自在に支持される。
【００２６】
シャフト２３を構成する筒部２６は、全体が中空筒状に構成されており、軸方向一方側から順に、大径筒部２９と、円すい筒部３０と、小径筒部３１とを備えている。
【００２７】
大径筒部２９は、図示の例では段付円筒状に構成されており、その軸方向他端縁が、円すい筒部３０の軸方向一端縁につながっている。また、大径筒部２９の外径寸法及び内径寸法は、小径筒部３１の外径寸法及び内径寸法よりも大きくなっている。
【００２８】
円すい筒部３０は、外径寸法及び内径寸法が、軸方向他方側に向かうほど小さくなる部分円すい筒状に構成されており、その軸方向他端縁が、小径筒部３１の軸方向一端縁につながっている。
【００２９】
小径筒部３１は、円筒状に構成されており、シャフト２３の軸方向他端部乃至中間部にわたる範囲に設けられている。小径筒部３１の外周面は、軸方向にわたり外径寸法が変化しない円筒面状に構成されているのに対し、小径筒部３１の内周面には、雌セレーション３２がその全長にわたり形成されている。小径筒部３１の内側には、図７及び図８に示すように、例えばステアリングシャフトやピニオン軸などの軸４７の端部が挿入され、該軸４７の外周面に形成された雄セレーション４８を、雌セレーション３２に対しセレーション係合させる。
【００３０】
小径筒部３１のうち、ヨーク部２５を構成する一方の腕部２７ａと周方向位置（位相）が一致する部分には、軸方向に伸長したスリット３３が形成されている。スリット３３は、小径筒部３１の内外両周面同士を連通させる。スリット３３の軸方向一端部である奥端部Ｘは、小径筒部３１の軸方向中間部に位置しており、スリット３３の軸方向他端縁部は、小径筒部３１（シャフト２３）の軸方向他端縁に開口している。スリット３３の奥端部Ｘには、軸方向他方側に隣接する部分に比べて幅寸法が大きくなった、平面視略円形状（図５参照）の応力緩和部３４が設けられている。このように、シャフト２３の軸方向他端部にスリット３３を設けることで、シャフト２３の軸方向他端部（小径筒部３１の軸方向他半部）を縮径可能に構成している。また、スリット３３の奥端部Ｘに応力緩和部３４を設けることで、シャフト２３を縮径した際に、応力が集中しやすいスリット３３の奥端部Ｘに亀裂などの損傷が生じることを防止している。
【００３１】
小径筒部３１の軸方向他端寄り部分の外周面のうちで、ヨーク部２５を構成する一方の腕部２７ａと周方向位置が一致する部分には、シャフト２３の中心軸に対し直交する方向に伸長した係合凹溝３５が設けられている。このため、係合凹溝３５は、スリット３３と交差するように形成されており、これら係合凹溝３５とスリット３３との交差部には、スリット３３のうちで交差部の軸方向両側に隣接する部分に比べて幅寸法が大きくなった幅広部が形成されている。また、係合凹溝３５は、部分円筒面状に構成されており、その曲率半径はクランプ２４に設けられた後述する取付孔４０ａ（４０ｂ）の曲率半径とほぼ同じである。
【００３２】
クランプ２４は、シャフト２３の軸方向他端部に外嵌されて、シャフト２３の軸方向他端部を縮径させるものである。具体的には、クランプ２４は、シャフト２３を構成する小径筒部３１の軸方向他端部に外嵌されて、小径筒部３１の軸方向他半部を縮径させる。このようなクランプ２４は、シャフト２３を構成する材料よりも硬度の高い、例えばＳ３５Ｃ（機械構造用炭素鋼）などの素材に熱間鍛造加工もしくは切削加工等を施すことにより、あるいは、例えばＳ１０Ｃ又はＳ１５Ｃ（機械構造用炭素鋼）などの素材に加工硬化を生じる冷間鍛造加工を施すことにより造られている。
【００３３】
クランプ２４は、全体が欠円筒状（略Ｕ字状）に構成されており、半円筒状の基部３６と、該基部３６の円周方向両端部に設けられたそれぞれが略矩形板状の１対のフランジ部３７とを有している。また、１対のフランジ部３７同士の間部分に位置するクランプ２４の円周方向１箇所には、不連続部３８が設けられている。したがって、不連続部３８を挟んで両側には、１対のフランジ部３７が設けられている。また、シャフト２３の軸方向他端部にクランプ２４を固定した状態で、不連続部３８とシャフト２３に設けられたスリット３３との周方向位置は互いに一致している。また、本例では、クランプ２４の自由状態での不連続部３８の幅寸法と、シャフト２３（小径筒部３１）の自由状態でのスリット３３の幅寸法とを、互いに同じにしている。また、図示の例では、１対のフランジ部３７の厚さ寸法を、互いに同じにしている。
【００３４】
クランプ２４には、シャフト２３の小径筒部３１を挿入するための挿入孔３９が設けられている。挿入孔３９は、基部３６の内周面と１対のフランジ部３７の径方向内側面とにより構成されており、部分円筒面状になっている。挿入孔３９の内径寸法は、クランプ２４の自由状態で、小径筒部３１の自由状態での外径寸法と同じかこれよりも僅かに大きい。
【００３５】
１対のフランジ部３７のうち、互いに整合する部分には、それぞれ取付孔４０ａ、４０ｂが同軸に形成されている。これら各取付孔４０ａ、４０ｂは、挿入孔３９の中心軸に対し捩れの位置に形成されており、それぞれ挿入孔３９に開口している。また、１対の取付孔４０ａ、４０ｂのうち、一方の取付孔４０ａは通孔で、他方の取付孔４０ｂはねじ孔である。シャフト２３の軸方向他端部にクランプ２４を固定した状態で、１対の取付孔４０ａ、４０ｂの開口部にそれぞれ対向する位置に、係合凹溝３５が形成されている。
【００３６】
本例では、後述するようにシャフト２３の軸方向他端部にクランプ２４を溶接固定する以前の状態で、締付部材である締付ボルト４９を、１対の取付孔４０ａ、４０ｂの内側に挿入するとともに、係合凹溝３５の内側に配置する。具体的には、締付ボルト４９の基端寄り部分を通孔である一方の取付孔４０ａの内側に挿入するとともに、締付ボルト４９の中間部を係合凹溝３５の内側に配置する。この状態で、締付ボルト４９の先端部を、ねじ孔である他方の取付孔４０ｂに少しだけ螺合させる（小径筒部３１を縮径するほどは螺合させない）。これにより、係合凹溝３５と、クランプ２４に対して両端部が支持された締付ボルト４９とを、キー係合させられるため、シャフト２３とクランプ２４との軸方向に関する位置決めを図れる。また、シャフト２３とクランプ２４とが相対回転することを防止できる。
【００３７】
特に本例では、シャフト２３とクランプ２４とを溶接固定している。具体的には、クランプ２４の挿入孔３９の軸方向一方側の開口縁とシャフト２３の外周面との間部分のうち、シャフト２３の直径方向に関してスリット３３とは反対側の円周方向１箇所に、点付け溶接により溶接部４１を形成し、シャフト２３とクランプ２４とを溶接固定している。本例では、シャフト２３の直径方向に関してスリット３３とは反対側部分に、溶接部４１を形成しているため、溶接部４１を設けたことに起因して、クランプ時の１対のフランジ部３７の撓み量に影響を与える（撓み量のバランスが悪くなる）ことを防止できる。
【００３８】
上述のような構成を有するトルク伝達軸２２を製造するには、先ず、クランプ２４の挿入孔３９の内側に、シャフト２３の軸方向他端部を、軸方向一方側から挿入する。この際、シャフト２３とクランプ２４との周方向に関する位置決め（位相合わせ）を行うために、クランプ２４の不連続部３８とシャフト２３のスリット３３との周方向位置を互いに一致させ、かつ、これら不連続部３８及びスリット３３の内側に、例えば板状の位相合わせ部材を挿入する。次いで、１対の取付孔４０ａ、４０ｂと係合凹溝３５との軸方向位置が一致するまで、シャフト２３とクランプ２４とを軸方向に相対移動させる。次いで、１対の取付孔４０ａ、４０ｂと係合凹溝３５の内側に、締付ボルト４９を配置することで、シャフト２３とクランプ２４との軸方向に関する位置決めを図ると同時に、シャフト２３とクランプ２４との相対回転を防止する。そして最後に、シャフト２３とクランプ２４とを溶接固定する。
【００３９】
トルク伝達軸２２の使用状態では、トルク伝達軸２２の軸方向一端部に設けられたヨーク部２５を図示しない別のヨーク及び十字軸と組み合わせて、トルク伝達軸２２を、前記別のヨークを備えた中間シャフトなどの軸にトルク伝達可能に接続する。これに対して、小径筒部３１の内側には、ステアリングシャフトやピニオン軸などの軸４７を挿入し、該軸４７の外周面に形成された雄セレーション４８を、小径筒部３１の内周面に形成された雌セレーション３２にセレーション係合させる。これにより、トルク伝達軸２２と軸４７との相対回転を防止する。また、軸４７の先端部外周面に雄セレーション４８を周方向に横切るように形成された環状凹溝５０の内側に、係合凹溝３５とスリット３３との交差部である幅広部を通じて締付ボルト４９の中間部を進入させて、環状凹溝５０と締付ボルト４９とをキー係合させる。これにより、軸４７とトルク伝達軸２２とが軸方向に相対移動することを防止する。また、締付ボルト４９の螺合量を増やして不連続部３８の幅寸法を小さくし、小径筒部３１を縮径することで、小径筒部３１の内周面により軸４７の外周面を強く締め付ける。これにより、トルク伝達軸２２とステアリングシャフトやピニオン軸などの軸４７とをトルク伝達可能に結合する。
【００４０】
以上のような構成を有する本例のトルク伝達軸２２によれば、トルク伝達軸２２に接続される軸の振れ回りを抑えることができる。
すなわち、本例のトルク伝達軸２２は、クランプ２４を、シャフト２３に対して一体に設けずに、シャフト２３に対して溶接固定している。このため、シャフト２３の軸方向両端部に設けるヨーク部２５と雌セレーション３２との同軸度を高く確保できる。さらに、シャフト２３とヨーク部２５とを溶接固定せずに、これらシャフト２３とヨーク部２５とを一体に設けているため、溶接時の熱変形の影響を受けずに済み、シャフト２３（筒部２６）に対するヨーク部２５の同軸度を高く確保できる。したがって、ヨーク部２５に接続される軸及び雌セレーション３２に接続される軸４７の振れ回りを抑えることができる。この結果、ステアリング装置の一部で、軸の振れ回りに起因した異音（回転方向の摺動異音、スティックスリップ振動異音など）が発生することを防止できる。また、シャフト２３を中空状に構成しているため、トルク伝達軸２２全体としての軽量化を図ることもできる。
【００４１】
［実施の形態の第２例］
実施の形態の第２例について、図９〜図１０を用いて説明する。
本例では、シャフト２３（図１参照）の軸方向他端部にクランプ２４を溶接固定する以前の状態で、シャフト２３に対してクランプ２４が相対回転することを防止するために、クランプ２４の挿入孔３９の内周面の一部に、径方向内方に向けて突出した突起部４２を設けている。
【００４２】
突起部４２は、断面略三角形状で、挿入孔３９の内周面のうち、挿入孔３９の直径方向に関して不連続部３８とは反対側部分に設けられている。また、突起部４２は、挿入孔３９の軸方向全幅にわたり設けられている。
【００４３】
本例では、クランプ２４の挿入孔３９の内側に、シャフト２３の軸方向他端部を挿入（圧入）する以前に、シャフト２３とクランプ２４との周方向に関する位置決めを行っておく。そして、挿入孔３９の内側にシャフト２３の軸方向他端部を挿入する際に、シャフト２３の外周面に突起部４２の少なくとも先端部を食い込ませる。これにより、シャフト２３とクランプ２４とが、溶接固定する以前の状態で相対回転するのを防止する。また、本例では、不連続部３８とは反対側部分に突起部４２を形成しているため、挿入孔３９の内側にシャフト２３の軸方向他端部を挿入する際に、突起部４２の存在に起因して、クランプ２４が拡径することを有効に防止できる。このため、突起部４２をシャフト２３の外周面に効果的に食い込ませることができる。
シャフト２３とクランプ２４とを溶接固定する点を含め、その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例と同じである。
【００４４】
［実施の形態の第３例］
実施の形態の第３例について、図１１〜図１２を用いて説明する。
本例では、シャフト２３の軸方向他端部にクランプ２４を溶接固定する以前の状態で、シャフト２３に対してクランプ２４が相対回転することを防止するために、シャフト２３の外周面とクランプ２４の挿入孔３９ａの内周面とを、非円形嵌合させている。
【００４５】
具体的には、シャフト２３の軸方向他端部の外周面のうち、シャフト２３の直径方向に関してスリット３３とは反対側部分に、平坦面状のシャフト側平面部４３を設けている。また、挿入孔３９ａの内周面のうち、挿入孔３９ａの直径方向に関して不連続部３８とは反対側部分に、平坦面状のクランプ側平面部４４を設けている。これにより、シャフト２３の軸方向他端部の外周面の輪郭形状、及び、挿入孔３９ａの内周面の輪郭形状を、円弧部と直線部とから成る略Ｄ字状としている。
【００４６】
本例では、クランプ２４の挿入孔３９ａの内側に、シャフト２３の軸方向他端部を挿入する際に、平坦面状のシャフト側平面部４３と平坦面状のクランプ側平面部４４とを面接触させる。これにより、シャフト２３の外周面とクランプ２４の挿入孔３９ａの内周面とを非円形嵌合させて、シャフト２３とクランプ２４とが相対回転するのを防止する。
シャフト２３とクランプ２４とを溶接固定する点を含め、その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例と同じである。
【００４７】
［実施の形態の第４例］
実施の形態の第４例について、図１３を用いて説明する。
本例では、シャフト２３の外周面の軸方向他端寄り部分（小径筒部３１の外周面の軸方向中間部）に、軸方向他方側を向いた略円輪状（Ｃ字状）の段差面４５を設けている。このために、小径筒部３１の軸方向他端部に、軸方向一方側に隣接する部分よりも外径寸法が小さくなった嵌合筒部４６を形成している。本例では、小径筒部３１の軸方向他端部の外周面に切削加工を施すことにより、嵌合筒部４６を形成している。そして、クランプ２４（図１参照）を嵌合筒部４６に外嵌する際に、クランプ２４の軸方向一方側の端面を段差面４５に突き当てている。これにより、シャフト２３に対するクランプ２４の軸方向に関する位置決めを図っている。
シャフト２３とクランプ２４とを溶接固定する点を含め、その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例と同じである。
【００４８】
［実施の形態の第５例］
実施の形態の第５例について、図１４〜図１７を用いて説明する。
本例では、シャフト２３を構成する筒部２６ａを、軸方向一方側から順に、大径筒部２９ａと、大径側円すい筒部５１と、中径筒部５２と、小径側円すい筒部５３と、小径筒部３１ａとから構成している。
【００４９】
大径筒部２９ａは、筒部２６ａの軸方向一端部に設けられており、その軸方向他端縁が、大径側円すい筒部５１の軸方向一端縁につながっている。また、大径筒部２９ａの外径寸法及び内径寸法は、大径筒部２９ａの軸方向他方側に存在する、筒部２６ａを構成するその他の部分の外径寸法及び内径寸法よりも大きくなっている。つまり、大径筒部２９ａは、筒部２６ａの中で最も大径に構成されている。
【００５０】
大径側円すい筒部５１は、外径寸法及び内径寸法が、軸方向他方側に向かうほど小さくなる部分円すい筒状に構成されており、その軸方向他端縁が、中径筒部５２の軸方向一端縁につながっている。
【００５１】
中径筒部５２は、筒部２６ａの軸方向中間部に設けられており、外径寸法及び内径寸法が軸方向にわたり一定である。また、中径筒部５２の軸方向他端縁は、小径側円すい筒部５３の軸方向一端縁につながっている。
【００５２】
小径側円すい筒部５３は、外径寸法及び内径寸法が、軸方向他方側に向かうほど小さくなる部分円すい筒状に構成されており、その軸方向他端縁が、小径筒部３１ａの軸方向一端縁につながっている。
【００５３】
小径筒部３１ａは、筒部２６ａの軸方向他端部に設けられており、略円筒状に構成されている。小径筒部３１ａは、筒部２６ａの軸方向他端部に絞り加工を施すことにより形成されており、その外径寸法及び内径寸法は、小径筒部３１ａの軸方向一方側に存在する、筒部２６ａを構成するその他の部分の外径寸法及び内径寸法よりも小さくなっている。つまり、小径筒部３１ａは、筒部２６ａの中で最も小径に構成されている。
【００５４】
小径筒部３１ａ外周面の軸方向中間部には、軸方向他方側を向いた略円輪状（Ｃ字状）の段差面４５が設けられている。このため、本例では、クランプ２４を段差面４５に対し突き当てることで、シャフト２３に対するクランプ２４の軸方向に関する位置決めを図ることができる。したがって、本例の構造では、シャフト２３とクランプ２４とを溶接固定する際に、締付けボルト４９を係合凹部３５の内側に配置する必要がない。また、小径筒部３１ａの内周面には、雌セレーション３２ａがその全長にわたり形成されている。本例では、筒部２６ａの内周面のうちで、小径筒部３１ａの内周面にのみ、雌セレーション３２ａを形成している。このような小径筒部３１ａの内側には、図１４に示すように、例えばステアリングシャフトやピニオン軸などの軸４７の端部が挿入され、該軸４７の外周面に形成された雄セレーション４８を、雌セレーション３２ａに対しセレーション係合させる。
【００５５】
本例では、上述のような筒部２６ａの軸方向中間部から軸方向他端部に位置する、中径筒部５２から小径筒部３１ａにわたる範囲に、軸方向に伸長したスリット３３ａを形成している。スリット３３ａの軸方向一端部である奥端部Ｘは、小径筒部３１ａよりも軸方向一方側に存在する中径筒部５２の軸方向他端部に位置しており、スリット３３ａの軸方向他端縁部は、小径筒部３１ａ（シャフト２３）の軸方向他端縁に開口している。このため、筒部２６ａのうち、スリット３３ａの奥端部Ｘが位置する部分の内周面には、雌セレーション３２ａは形成されていない。換言すれば、スリット３３ａの奥端部Ｘは、雌セレーション３２ａの軸方向一端縁よりも軸方向一方側に位置している。また、スリット３３ａの奥端部Ｘには、前述した実施の形態の各例で示したような応力緩和部３４（図１等参照）は設けておらず、スリット３３ａの円周方向に関する幅寸法は全長にわたり一定である。このようなスリット３３ａは、例えばカッターなどの回転切削工具を用いた切削加工により形成されている。このため、スリット３３ａの奥端部Ｘ（軸方向一端縁）の断面形状は、部分円弧状になっている。なお、本例では、ヨーク部２５を構成する１対の腕部２７ａ、２７ｂとは位相が９０度ずれた位置に、スリット３３ａを形成している。
【００５６】
また、小径筒部３１ａの内周面のうち、円周方向に関してスリット３３ａの両側に隣接する部分に、雌セレーション３２ａが形成されていない欠歯部５４を設けている。つまり、小径筒部３１ａの内周面のうち、スリット３３ａの円周方向両側に、雌セレーション３２ａの谷部の内接円径とほぼ同じ内径寸法を有する、部分円筒面状の欠歯部５４をそれぞれ設けている。
【００５７】
以上のように本例では、スリット３３ａの奥端部Ｘを、小径筒部３１ａよりも外径寸法及び内径寸法の大きい中径筒部５２に位置させているため、シャフト２３の軸方向他端部を縮径した際にスリット３３ａの奥端部Ｘに発生する応力を、奥端部を小径筒部３１ａに位置させる場合に比べて小さくできる。さらに、スリット３３ａの奥端部Ｘよりも軸方向一方側には、雌セレーション３２ａが存在しないようにしているため、スリット３３ａの奥端部Ｘと雌セレーション３２ａの谷部とが軸方向に連続した状態になる（奥端部Ｘのうちで雌セレーション３２ａの谷部との交点が薄肉になる）ことを防止できる。このため、スリット３３ａの奥端部Ｘの応力集中を緩和することができる。しかも本例では、スリット３３ａの奥端部Ｘに応力緩和部を形成するための加工を省略できるため、スリット３３ａの加工コストを抑えることもできる。
【００５８】
また、小径筒部３１ａの内周面のうちで、円周方向に関してスリット３３ａの両側に位置する部分に欠歯部５４を設けているため、シャフト２３の軸方向他端部を縮径した際に、軸４７の外周面に形成された雄セレーション４８が局部当たりすることを防止できる。このため、スリット３３ａの周方向両側に雌セレーションを形成した場合に問題になる可能性のある、過大な応力集中に起因したセレーション歯の割れや欠けといった問題が発生することを防止できる。
シャフト２３とクランプ２４とを溶接固定する点を含め、その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例と同じである。
【００５９】
［実施の形態の第６例］
実施の形態の第６例について、図１８を用いて説明する。
本例では、実施の形態の第１例で用いたシャフト２３を対象として、実施の形態の第５例の場合と同じように、小径筒部３１の内周面のうち、円周方向に関してスリット３３の両側に位置する部分に欠歯部５４を設けている。これにより、シャフト２３の軸方向他端部を縮径した際に、軸４７の外周面に形成された雄セレーション４８が局部当たりすることを防止している。
シャフト２３とクランプ２４とを溶接固定する点を含め、その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第１例及び第５例と同じである。
【００６０】
本発明を実施する場合に、シャフトに形成するスリットの円周方向位置は、実施の形態の各例で示した位置に限定されない。また、スリットの数も、１つに限らず、複数設けることもできる。さらに、スリットの奥端部に形成する応力緩和部の形状も、実施の形態の各例で示した形状に限定されず、楕円形状や滴形状などのその他の形状を採用することもできる。また、クランプに設ける１対の取付孔をそれぞれ通孔とし、ナットと組み合わせて使用することもできる。さらに、本発明を実施する場合に、前述した実施の形態の各例の構造は、適宜組み合わせて実施することができる。例えば、シャフトとクランプとの相対回転を防止できる実施の形態の第２例又は第３例の構造と、シャフトに対するクランプの軸方向の位置決めを図れる実施の形態の第４例の構造とを同時に実施することができる。
【符号の説明】
【００６１】
１    ステアリングホイール
２    ステアリングシャフト
３    ステアリングコラム
４ａ、４ｂ  自在継手
５    中間シャフト
６    ステアリングギヤユニット
７    タイロッド
８    ピニオン軸
９    トルク伝達軸
１０    ヨーク
１１、１１ａ  軸
１２    雄セレーション
１３    雌セレーション
１４    クランプ部
１５    不連続部
１６    フランジ部
１７    取付孔
１８    基部
１９    雌セレーション
２０    溶接ビード部
２１    雄セレーション
２２    トルク伝達軸
２３    シャフト
２４    クランプ
２５    ヨーク部
２６、２６ａ  筒部
２７ａ、２７ｂ  腕部
２８    円孔
２９、２９ａ  大径筒部
３０    円すい筒部
３１、３１ａ  小径筒部
３２、３２ａ  雌セレーション
３３、３３ａ  スリット
３４    応力緩和部
３５    係合凹溝
３６    基部
３７    フランジ部
３８    不連続部
３９、３９ａ  挿入孔
４０ａ、４０ｂ  取付孔
４１    溶接部
４２    突起部
４３    シャフト側平面部
４４    クランプ側平面部
４５    段差面
４６    嵌合筒部
４７    軸
４８    雄セレーション
４９    締付ボルト
５０    環状凹溝
５１    大径側円すい筒部
５２    中径筒部
５３    小径側円すい筒部
５４    欠歯部
Ｘ      奥端部
【図１】
2019049344.tif 000003
【図２】
2019049344.tif 000004
【図３】
2019049344.tif 000005
【図４】
2019049344.tif 000006
【図５】
2019049344.tif 000007
【図６】
2019049344.tif 000008
【図７】
2019049344.tif 000009
【図８】
2019049344.tif 000010
【図９】
2019049344.tif 000011
【図１０】
2019049344.tif 000012
【図１１】
2019049344.tif 000013
【図１２】
2019049344.tif 000014
【図１３】
2019049344.tif 000015
【図１４】
2019049344.tif 000016
【図１５】
2019049344.tif 000017
【図１６】
2019049344.tif 000018
【図１７】
2019049344.tif 000019
【図１８】
2019049344.tif 000020
【図１９】
2019049344.tif 000021
【図２０】
2019049344.tif 000022
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月3日(2018.7.3)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
小径筒部３１ａ外周面の軸方向中間部には、軸方向他方側を向いた略円輪状（Ｃ字状）の段差面４５が設けられている。このため、本例では、クランプ２４を段差面４５に対し突き当てることで、シャフト２３に対するクランプ２４の軸方向に関する位置決めを図ることができる。したがって、本例の構造では、シャフト２３とクランプ２４とを溶接固定する際に、締付ボルト４９を係合凹溝３５の内側に配置する必要がない。また、小径筒部３１ａの内周面には、雌セレーション３２ａがその全長にわたり形成されている。本例では、筒部２６ａの内周面のうちで、小径筒部３１ａの内周面にのみ、雌セレーション３２ａを形成している。このような小径筒部３１ａの内側には、図１４に示すように、例えばステアリングシャフトやピニオン軸などの軸４７の端部が挿入され、該軸４７の外周面に形成された雄セレーション４８を、雌セレーション３２ａに対しセレーション係合させる。