(57)【要約】【課題】軸方向に相対移動する雄軸及び雌軸の摺動抵抗を低減してスムーズにスライドすることができるとともに、ステアリングホイールのガタ感を防止することができる車両ステアリング用伸縮軸を提供する。【解決手段】車両ステアリング用伸縮軸２０は、相互にスプライン嵌合した雄スプライン軸２１と雌スプライン軸２２とで構成されている。雄スプライン軸２１のスプラインの表面には、樹脂被膜２３が形成されている。そして、互いにスプライン嵌合させた雄スプライン軸２１及び雌スプライン軸２２を、炉内雰囲気温度を１５０℃程度とした加熱炉内で加熱し、その温度の状態を１時間程度保持し、その後、室温まで空冷していくことで、雄スプライン軸２１のスプラインの表面に形成した樹脂被膜２３のアニール処理を施す。【選択図】図２
2008120250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸をトルク伝達可能に且つ軸方向に相対移動可能に嵌合し、それら前記雄軸及び前記雌軸の何れか一方の嵌合表面に樹脂被膜を形成してなる車両ステアリング用伸縮軸において、
前記樹脂被膜をアニール処理してなることを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。
【請求項２】
車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸をトルク伝達可能に且つ軸方向に相対移動可能に嵌合し、それら前記雄軸及び前記雌軸の何れか一方の嵌合表面に樹脂被膜を形成してなる車両ステアリング用伸縮軸において、
前記雄軸及び前記雌軸を嵌合した状態で前記樹脂被膜をアニール処理してなることを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。
【請求項３】
前記アニール処理を、前記雄軸及び前記雌軸の何れか一方の嵌合表面に形成した前記樹脂被膜を、炉内雰囲気温度を１００℃〜２００℃とした加熱炉内で３０分〜６０分程度の加熱時間で加熱保持し、その後、室温まで空冷する処理としたことを特徴とする請求項１又は２記載の車両ステアリング用伸縮軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸を回転不能に且つ摺動自在に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の操舵機構部の伸縮軸には、自動車が走行する際に発生する軸方向の変位を吸収し、ステアリングホイール上にその変位や振動を伝えない性能が要求される。さらに、運転者が自動車を運転するのに最適なポジションを得るためにステアリングホイールの位置を軸方向に移動し、その位置を調整する機能が要求される。これらの何れの場合にも、伸縮軸は、ガタ音を低減すること、ステアリングホイール上のガタ感を低減すること、及び軸方向の摺動動作時における摺動抵抗を低減することが要求される。
【０００３】
このようなことから、例えば特許文献１では、トルク伝達可能に且つ軸方向に相対移動可能に嵌合している雄軸及び雌軸の少なくとも一方の嵌合表面に合成樹脂の薄膜を形成することで、雄軸及び雌軸のガタ付きを防止し、両者がスライドする時の摺動抵抗を低く抑えようとしている。ここで、特許文献１の合成樹脂の薄膜は、例えば石油系バインダー中に二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）等の小さな粒体を分散混合した有機溶剤を、スプレー或いはディッピングにより塗布し、加熱乾燥することで形成されている。
【特許文献１】特開２０００−９１４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１のように、嵌合表面に有機溶剤を塗布して合成樹脂の薄膜を形成する技術は、薄膜の厚さがバラツキやすいので、雄軸及び雌軸の嵌合表面の間に隙間が生じたり、しめしろが大きくなり、雄軸及び雌軸が軸方向に相対移動するときの摺動抵抗を低減する効果、伸縮軸及びステアリングホイールのガタ付きを低減する効果が十分ではない。
【０００５】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、軸方向に相対移動する雄軸及び雌軸の摺動抵抗を低減してスムーズにスライドすることができるとともに、ステアリングホイールのガタ感を防止することができる車両ステアリング用伸縮軸を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の車両ステアリング用伸縮軸は、車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸をトルク伝達可能に且つ軸方向に相対移動可能に嵌合し、それら前記雄軸及び前記雌軸の何れか一方の嵌合表面に樹脂被膜を形成してなる車両ステアリング用伸縮軸において、前記樹脂被膜をアニール処理してなることを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸である。
【０００７】
また、請求項２に記載の車両ステアリング用伸縮軸は、車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸をトルク伝達可能に且つ軸方向に相対移動可能に嵌合し、それら前記雄軸及び前記雌軸の何れか一方の嵌合表面に樹脂被膜を形成してなる車両ステアリング用伸縮軸において、前記雄軸及び前記雌軸を嵌合した状態で前記樹脂被膜をアニール処理してなることを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸である。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の車両ステアリング用伸縮軸は、請求項１又は２記載の車両ステアリング用伸縮軸において、前記アニール処理を、前記雄軸及び前記雌軸の何れか一方の嵌合表面に形成した前記樹脂被膜を、炉内雰囲気温度を１００℃〜２００℃とした加熱炉内で３０分〜６０分程度の加熱時間で加熱保持し、その後、室温まで空冷する処理とした。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の車両ステアリング用伸縮軸によると、雄軸及び雌軸の何れか一方の嵌合表面に形成した樹脂被膜をアニール処理したことから、樹脂被膜が均一な厚さとなる。このため、雄軸及び雌軸が軸方向に相対移動するときの摺動抵抗を低減してスムーズにスライドすることができ、伸縮軸の端部に連結しているステアリングホイールのガタ感も防止することができる。
【００１０】
また、雄軸及び雌軸の何れか一方の嵌合表面に形成した樹脂被膜は、アニール処理を施すことで内部の残留歪が取り除かれるのでクラックが生じにくくなり、伸縮軸を長時間摺動させても被膜剥れ等が抑制されるので、十分な耐久性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、実施形態という。）を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は、本発明に係る車両ステアリング用伸縮軸を自動車の操舵機構部に適用した場合の一実施形態を示す側面図である。
本実施形態の操舵機構部１５は、車体側のメンバ１にアッパブラケット２とロアブラケット３とを介して取付けられたステアリングコラム４と、このステアリングコラム４に回転自在に支持されたステアリングシャフト５と、このステアリングシャフト５の上端に装着されたステアリングホイール６と、ステアリングシャフト５の下端にカルダン軸継手７を介して連結された中間（インターミディエイト）シャフト８と、この中間シャフト８にカルダン軸継手９を介して連結されたピニオンシャフト１０と、ピニオンシャフト１０に連結したステアリングラック軸１１と、このステアリングラック軸１１を支持して車体の別のフレーム１２に弾性体１３を介して固定されたステアリングラック支持部材１４とで構成されている。
【００１２】
中間シャフト８は、雄軸８ａと雌軸８ｂとを嵌合したものであるが、このような中間シャフト８には自動車が走行する際に発生する軸方向の変位を吸収し、ステアリングホイール６上にその変位や振動を伝えない性能が要求される。
このような性能は、車体がサブフレーム構造となっていて、操舵機構部１５の上部を固定するメンバ１とステアリングラック支持部材１４が固定されているフレーム１２とが別体となっておりステアリングラック支持部材１４がゴムなどの弾性体１３を介してフレーム１２に締結固定されている構造の場合に要求される。
【００１３】
また、その他のケースとして中間シャフト８をカルダン軸継手９位置でピニオンシャフト１０に締結する組付作業時に、作業者が伸縮軸を一旦収縮させからピニオンシャフト１０に嵌合させて締結させるために伸縮機能が必要とされる。
さらに、ステアリング機構１５の上部にあるステアリングシャフト５も雄軸５ａと雌軸５ｂとを嵌合したものであるが、このようなステアリングシャフト５には、運転者が自動車を運転するのに最適な運転姿勢を確保するためにステアリングホイール６の位置を軸方向に移動し、その位置を調整するテレスコ機能が要求されるため、軸方向に伸縮する機能が要求される。
【００１４】
ここで、ステアリングシャフト５及び中間シャフト８に本発明に係る車両ステアリング用伸縮軸を適用するものとする。なお、以下の説明では、ステアリングシャフト５及び中間シャフト８を総括して説明する場合には、単に伸縮軸と略記する。
前述の全ての場合において、伸縮軸には雄軸及び雌軸の嵌合部におけるガタ音を低減すること、ステアリングホイール６上のガタ感を低減すること、さらには、軸方向摺動時における摺動抵抗を低減することが要求される。
【００１５】
図２は、本実施形態に係る第１実施形態の伸縮軸２０の構成を示す横断面図である。
本実施形態の伸縮軸２０は、相互にスプライン嵌合した雄スプライン軸２１（ステアリングシャフト５の雄軸５ａ及び中間シャフト８の雄軸８ａ）と雌スプライン軸２２（ステアリングシャフト５の雌軸５ｂ及び中間シャフト８の雌軸５ｂ）とで構成されている。
雄スプライン軸２１は鋼製の中実円筒部材であり、その外周面に、ピッチ円直径を１８mmとし、スプラインモジュールを１．０としたスプラインが形成されている。このスプラインの表面には、厚さが０．２５mm程度の合成樹脂（ナイロン等）からなる樹脂被膜２３が形成されている。
【００１６】
また、雌スプライン軸２２は、外径２５mmの鋼製の中空円筒部材である。この雌スプライン軸２２の内周面にはスプラインが形成されており、このスプラインの表面には樹脂被膜が形成されていない。
そして、本実施形態は、互いにスプライン嵌合させた雄スプライン軸２１及び雌スプライン軸２２を、炉内雰囲気温度を１５０℃程度とした加熱炉内で加熱し、その温度の状態を１時間程度保持し、その後、室温まで空冷していくことで、雄スプライン軸２１のスプラインの表面に形成した樹脂被膜２３のアニール処理を施す。なお、アニール処理条件を、加熱炉内の炉内雰囲気温度を１００℃〜２００℃とし、加熱時間を３０分〜６０分程度としてもよい。
【００１７】
このような条件でアニール処理を施すと、雄スプライン軸２１のスプラインの表面に設けた樹脂被膜２３は、内部の残留歪が取り除かれながら均一な厚さとなる。
したがって、本実施形態は、アニール処理を施すことで雄スプライン軸２１のスプラインの表面に形成した樹脂被膜２３が均一になることから、樹脂被膜が厚くなり過ぎて厚さを均一に整えるといった加工が不要となるとともに、樹脂被膜が薄くなり過ぎて雌スプライン軸２２のスプラインの表面との間に隙間が生じたり、しめしろが大きくなることが無く、雄スプライン軸２１及び雌スプライン軸２２が軸方向に相対移動するときの摺動抵抗を低減してスムーズに伸縮軸２０をスライドすることができる。また、ステアリングホイール６のガタ感も防止することができる。
【００１８】
また、雄スプライン軸２１のスプラインの表面に形成した樹脂被膜２３は、アニール処理を施すことで残留歪が取り除かれるのでクラックが生じにくくなり、伸縮軸２０を実際に組み込んで長時間摺動させても被膜剥れ等が抑制されるので、十分な耐久性を得ることができる。
なお、伸縮軸２０の嵌合形状は、図２に示したようなスプライン嵌合に限るものではなく、例えば図３に示すような略四角形状の嵌合、図４に示すような略三角形状の嵌合など、両軸間でのトルク伝達が可能で、且つ軸方向に摺動可能であれば、いかなる異形の嵌合であってもよい。
【００１９】
次に、図５は、本実施形態に係る第２実施形態の伸縮軸２４の構成を示す横断面図である。なお、図２に示した鋼製と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の伸縮軸２４は、雄スプライン軸２１の外周面に形成されているスプラインの表面には樹脂被膜を形成せず、雌スプライン軸２２の内周面に形成されているスプラインの表面に、厚さが０．２５mm程度の合成樹脂（ナイロン等）からなる樹脂被膜２５を形成している。
【００２０】
そして、本実施形態も、互いにスプライン嵌合させた雄スプライン軸２１及び雌スプライン軸２２を、炉内雰囲気温度を１５０℃程度とした加熱炉内で加熱し、その温度の状態を１時間程度保持し、その後、室温まで空冷していくことで、雌スプライン軸２２のスプラインの表面に形成した樹脂被膜２５のアニール処理を施す。なお、第１実施形態と同様に、アニール処理条件を、加熱炉内の炉内雰囲気温度を１００℃〜２００℃とし、加熱時間を３０分〜６０分程度としてもよい。
【００２１】
このような条件でアニール処理を施すと、雌スプライン軸２２のスプラインの表面に設けた樹脂被膜２５は、内部の残留歪が取り除かれながら均一な厚さとなる。
したがって、本実施形態は、アニール処理を施すことで雌スプライン軸２２のスプラインの表面に形成した樹脂被膜２５が均一になることから、樹脂被膜が厚くなり過ぎて厚さを均一に整えるといった加工が不要となるとともに、樹脂被膜が薄くなり過ぎて雌スプライン軸２２のスプラインの表面との間に隙間が生じたり、しめしろが大きくなることが無く、雄スプライン軸２１及び雌スプライン軸２２が軸方向に相対移動するときの摺動抵抗を低減してスムーズに伸縮軸２４をスライドすることができる。また、ステアリングホイール６のガタ感も防止することができる。
【００２２】
また、雌スプライン軸２２のスプラインの表面に形成した樹脂被膜２５は、アニール処理を施すことで残留歪が取り除かれるのでクラックが生じにくくなり、伸縮軸２４を実際に組み込んで長時間摺動させても被膜剥れ等が抑制されるので、十分な耐久性を得ることができる。
なお、本実施形態も、伸縮軸２４の嵌合形状はスプライン嵌合に限るものではなく、例えば図３で示した略四角形状の嵌合、図４で示した略三角形状の嵌合など、両軸間でのトルク伝達が可能で、且つ軸方向に摺動可能であれば、いかなる異形の嵌合であってもよい。
【００２３】
なお、第１及び第２実施形態は、雄スプライン軸２１及び雌スプライン軸２４をスプライン嵌合させた状態で樹脂被膜に対してアニール処理を施しているが、雄スプライン軸２１及び雌スプライン軸２４をスプライン嵌合せず、樹脂被膜が形成されている雄スプライン軸２１、或いは雌スプライン軸２４のみにアニール処理を施してもよい。
さらに、第１実施形態及び第２実施形態で示した伸縮軸は、図１で示した自動車の操舵機構部に適用するものではなく、例えば、ステアリングコラムにモータを組み込んだパワーアシスト機構を備えたパワーステアリング装置に適用しても、同様の作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【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概略的側面図である。
【図２】本発明に係る第１実施形態の車両ステアリング用伸縮軸を示す横断面図である。
【図３】他の嵌合状態の車両ステアリング用伸縮軸を示す横断面図である。
【図４】図３と異なる嵌合状態の車両ステアリング用伸縮軸を示す横断面図である。
【図５】本発明に係る第２実施形態の車両ステアリング用伸縮軸を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１…メンバ、２…アッパブラケット、３…ロアブラケット、４…ステアリングコラム、５…ステアリングシャフト、５ａ…雄軸、５ｂ…雌軸、６…ステアリングホイール、７…カルダン軸継手、８…中間シャフト、８ａ…雄軸、８ｂ…雌軸、９…カルダン軸継手、１０…ピニオンシャフト、１１…ステアリングラック軸、１２…フレーム、１３…弾性体、１４…ステアリングラック支持部材、１５…操舵機構部、２０…伸縮軸、２１…雄スプライン軸、２２…雌スプライン軸、２３…樹脂被膜、２４…伸縮軸、２５…樹脂被膜
【図１】
2008120250.tif 000003
【図２】
2008120250.tif 000004
【図３】
2008120250.tif 000005
【図４】
2008120250.tif 000006
【図５】
2008120250.tif 000007