(57)【要約】【課題】伸縮自在シャフトのスプライン嵌合の遊びを抑制し且つ摺動抵抗を抑制する。【解決手段】本伸縮自在シャフトとしての中間軸２では、外軸部１３の端部１３ａの嵌合孔１３ｂに、内軸部１４の端部１４ａを挿入し、スプライン嵌合させる。外軸部１３に、局部加圧による塑性変形部１８を形成し、塑性変形部１８に対応する外軸部１３の縮径部１３ｅを、略環状の締め付け部材１９により締め付ける。塑性変形部１８の接触係合部１８ｂが、内軸部１４の対応部位１４ｃに径方向に遊びなく接触係合し且つ内軸部１４の相対摺動を許容する。周方向の一部でスプライン嵌合の隙間を残すので、摺動抵抗を小さく抑制できる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
雌スプラインを軸方向に形成した中空の外軸部に、上記雌スプラインに係合する雄スプラインを軸方向に形成した内軸部を挿入してなる伸縮自在シャフトにおいて、
上記外軸部の外周部への局部加圧により外軸部に形成され、周方向に離隔する複数の塑性変形部と、
これらの塑性変形部に対応する外軸部の外周部の所定部に周方向に巻かれ、上記所定部を径方向内方へ弾力的に付勢する締め付け部材とを備え、
各塑性変形部は、それぞれ内軸部の外周部の対応部位に径方向に遊びなく接触係合し且つ内軸部の相対摺動を許容する接触係合部を含むことを特徴とする伸縮自在シャフト。
【請求項２】
請求項１に記載の伸縮自在シャフトにおいて、上記締め付け部材は外軸部の外周部に設けられる縮径部に巻かれることを特徴とする伸縮自在シャフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用操舵装置等に用いられる伸縮自在シャフトに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上述の伸縮自在シャフトとしては、内軸部および中空の外軸部を有し、これらを軸方向に相対摺動自在に相互にスプライン嵌合するものがある。スプライン嵌合される外軸部の嵌合部の外周に、略環状の締め付け部材を嵌めて、この締め付け部材により外軸部を締め付けて収縮させ、外軸部と内軸部のがたを無くすようにしているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−１０５７１６号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の締め付け部材によって、遊び除去のために外軸部を締め付けると、両軸部の周方向の全域において対応するスプライン歯間の隙間が詰まるので、両軸部の相対摺動時の摺動抵抗が大きくなる傾向にある。
逆に摺動抵抗を小さくしようとして、締め付け力を小さくすると、遊びを除去できない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、スプライン嵌合の遊びを抑制できて、しかも摺動抵抗の増大を抑制できる伸縮自在シャフトを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
第１の発明の伸縮自在シャフトは、雌スプラインを軸方向に形成した中空の外軸部に、上記雌スプラインに係合する雄スプラインを軸方向に形成した内軸部を挿入してなる伸縮自在シャフトにおいて、上記外軸部の外周部への局部加圧により外軸部に形成され、周方向に離隔する複数の塑性変形部と、これらの塑性変形部に対応する外軸部の外周部の所定部に周方向に巻かれ、上記所定部を径方向内方へ弾力的に付勢する締め付け部材とを備え、各塑性変形部は、それぞれ内軸部の外周部の対応部位に径方向に遊びなく接触係合し且つ内軸部の相対摺動を許容する接触係合部を含むことを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、両軸部のスプライン嵌合の隙間を周方向の一部の領域（接触係合部）でのみ除去して径方向の遊びを無くす一方、上記の接触係合部を除く周方向の残りの領域にはスプライン嵌合の隙間を残すので、両軸部の相対摺動時の摺動抵抗が大きくなることがない。
第２の発明は、第１の発明において、上記締め付け部材は外軸部の外周部に設けられる縮径部に巻かれることを特徴とする。この発明によれば、縮径部は周方向に収縮して径方向に撓み易いので、締め付け部材の締め付けにより塑性変形部を効果的に付勢することができ、遊びの抑制と摺動抵抗の抑制に好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態の伸縮自在シャフトとしての中間軸を説明する。図１は、上述の中間軸を設けた車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。
図１を参照して、車両用操舵装置１は中間軸２を有する。中間軸２は、インターミディエイトシャフトとも呼ばれて、車輪（図示せず）を操向するためにステアリングホイール３に加えられる操舵トルクを、一方の端部４ａにステアリングホイール３を連結されるステアリングシャフト４から、車輪を操向するための舵取り機構５へ伝達する。
【０００９】
車両用操舵装置１は、上述の操舵トルクを伝達するステアリングシャフト４と、このステアリングシャフト４を内部に通して回転自在に支持するステアリングコラム６とを有する。ステアリングシャフト４の他方の端部４ｂに、自在継手７、本中間軸２、自在継手８等を介して上述の舵取り機構５の回転軸９が連結される。ステアリングホイール３が操舵されると、その操舵トルクがステアリングシャフト４等を介して舵取り機構５に伝達され、これにより車輪を操向することができる。
【００１０】
ステアリングシャフト４は、一端にステアリングホイール３を連結する外軸部としてのアッパシャフト１０と、内軸部としてのロアシャフト１１とを有する。アッパシャフト１０とロアシャフト１１とは、ステアリングシャフト４の軸方向に沿って互いに相対移動自在に、且つ一体回転するように、スプライン嵌合構造により互いに連結されている。ステアリングシャフト４は、ステアリングホイール３の位置を調節するために、また、自動車の衝突時の衝撃を吸収するために、伸縮可能な伸縮自在シャフトとして機能する。
【００１１】
また、車両用操舵装置１では、ステアリングコラム６を位置調節可能に車体１２（一部のみ図示）に支持して、ステアリングホイール３の位置を調節できるようにされている。位置調節に伴い、ステアリングシャフト４の他方の端部４ｂの位置が変化することがある。また、舵取り機構５の位置が変化することがある。このような位置の変化を吸収できるように、中間軸２は伸縮自在とされる。
中間軸２は、中空の外軸部１３と、内軸部１４とを有し、外軸部１３の端部１３ａの嵌合孔１３ｂに、内軸部１４の端部１４ａを挿入してなる。両軸部１３，１４の軸線はともに中間軸２の軸線と一致する。両軸部１３，１４の対応する端部１３ａ，１４ａは、中間軸２の軸方向Ｓに相対摺動自在に互いにスプライン嵌合される。両軸部１３，１４は、鋼等の金属部材からなる。
【００１２】
図２および図３を参照する。外軸部１３の端部１３ａの嵌合孔１３ｂの内周部１３ｃには、雌スプライン１５がその軸方向Ｓに延びて形成される。雌スプライン１５は、その軸方向Ｓに所定長さで延びる多数のスプライン歯１５ａ（図３に一部のみ図示）を有する。外軸部１３の端部１３ａの外周部１３ｄには、所定の幅を持つ小径の縮径部１３ｅと、この縮径部１３ｅをその軸方向Ｓに挟む一対の太径部１３ｆとを有する。
【００１３】
内軸部１４の端部１４ａの外周部１４ｂには、雌スプライン１５と係合する雄スプライン１６がその軸方向Ｓに延びて形成される。雄スプライン１６は、その軸方向Ｓに所定長さで延びる多数のスプライン歯１６ａ（図３に一部のみ図示）を有する。両スプライン歯１５ａ，１６ａは互いに噛み合わされる。両スプライン歯１５ａ，１６ａが縮径部１３ｅの内方において常に噛み合うように、縮径部１３ｅは配置される。
【００１４】
本中間軸２は、内軸部１４と外軸部１３との径方向Ｒの遊びを抑制する遊び抑制手段１７を備える。遊び抑制手段１７は、外軸部１３に形成される複数、例えば、３つの塑性変形部１８（図２には一部のみ図示）と、塑性変形部１８を締め付ける締め付け部材１９とを有する。締め付け部材１９は、塑性変形部１８に対応する外周部１３ｄの所定部としての縮径部１３ｅに嵌められる。
図３を参照して、複数の塑性変形部１８は、中間軸２の周方向Ｔに互いに離隔して概ね均等に配置される。各塑性変形部１８は、例えば、かしめ工具等の所定の工具により、外軸部１３の外周部１３ｄに局部加圧されることにより形成され、局部加圧された痕跡として軸方向Ｓに延びる凹部１８ａが外周部１３ｄに形成されるとともに、塑性変形部１８に対応する内周部１３ｃ、すなわち、凹部１８ａの背面およびその近傍となるスプライン歯１５ａが、周方向Ｔについて塑性変形部１８同士の略中間となる外軸部１３の部分１３ｇのスプライン歯１５ａよりも径方向Ｒの内方へ所定量張り出すように変形する。この所定量は、スプライン嵌合の径方向Ｒの遊びに概ね見合う量に設定される。
【００１５】
各塑性変形部１８は、対応する内軸部１４の外周部１４ａの接触係合部としての対応部位１４ｃに接触状態で係合する接触係合部１８ｂをそれぞれ有する。接触係合部１８ｂは、塑性変形部１８に対応する内周部１３ｃの部分からなる。
締め付け部材１９は、略筒状、例えば、断面円弧形状をなし、ばね鋼等の弾性部材からなり、締め付け部材１９は縮径部１３ｅにその周方向Ｔに沿って巻かれ、周方向Ｔについて外軸部１３の所定部としての縮径部１３ｅの半分以上の部分を取り囲み、縮径部１３ｅ、特に塑性変形部１８を径方向Ｒの外方から付勢するように配置される。
【００１６】
図２を参照する。締め付け部材１９の自然状態の内径に相当する寸法Ｌ１が、縮径部１３ｅの外径Ｌ２よりも所定量小さく形成され（Ｌ１＜Ｌ２）、縮径部１３ｅに嵌め入れた状態で、締め付け部材１９の弾性反発力により、縮径部１３ｅを径方向Ｒの内方へ弾力的に付勢することができる。締め付け部材１９は、円弧端同士の間に、軸方向Ｓに延びるすり割り１９ａを形成する。すり割り１９ａは軸方向Ｓの端部に開放され、幅を調節可能とされる。すり割り１９ａの幅を弾力的に拡げた状態で、すり割り１９ａに縮径部１３ｅを通すことにより、締め付け部材１９を縮径部１３ｅに嵌め入れることができる。
【００１７】
図２および図３を参照し、遊びの除去を説明する。例えば、外軸部１３の端部１３ａの嵌合孔１３ｂに内軸部１４の端部１４ａを嵌め入れた状態で、両スプライン歯１５ａ，１６ａがつぶれない程度に外軸部１３の縮径部１３ｅをかしめ工具（図示せず）により軽くかしめるようにして、塑性変形部１８を形成する。これにより、締め付け部材１９を嵌めない状態で、塑性変形部１８に対応する内周部１３ｃと外周部１４ａとの間のスプライン嵌合の遊びの大部分が除去される。その後、締め付け部材１９を装着する。締め付け部材１９が塑性変形部１８を径方向Ｒの内方へ弾力的に付勢することにより、後に残った塑性変形部１８に対応する内周部１３ｃと外周部１４ａとの間の若干の遊びが除去され、各塑性変形部１８の接触係合部１８ｂが、それぞれ内軸部１４の外周部１４ａの対応部位１４ｃに径方向に遊びなく接触係合して且つ軸方向Ｓに沿っての内軸部１４の相対摺動を許容する。
【００１８】
このように本発明の実施形態では、図３を参照して、両軸部１３，１４のスプライン嵌合の隙間を周方向Ｔの一部の領域Ｒ１に対応する接触係合部１８ｂでのみ除去して径方向Ｒの遊びを無くす一方、上述の接触係合部１８ｂを除く周方向Ｔの残りの領域Ｒ２にはスプライン嵌合の隙間を残すので、両軸部１３，１４の相対摺動時の摺動抵抗が大きくなることがない。
縮径部１３ｅは周方向Ｔに収縮して中間軸２の径方向Ｒに変形し易いので、締め付け部材１９の締め付けにより、縮径部１３ｅにある塑性変形部１８を内軸部１４に向けて効果的に付勢でき、遊びの抑制と摺動抵抗の抑制に好ましい。
【００１９】
塑性変形部１８と締め付け部材１９とを併用するので、塑性変形部１８の塑性変形量を抑制でき、摺動抵抗のばらつきを小さくできる。
塑性変形部１８により詰めた後の残りの僅かなスプライン嵌合の隙間を締め付け部材１９の締め付けにより詰めることになるので、締め付け部材１９の締め付け力を小さくでき、ばね定数の小さな通例安価な弾性部材を利用することもできる。また、塑性変形部１８は、通例安価なプレス加工により形成することもできる。従って、遊びおよび摺動抵抗の抑制を安価に実現するのに好ましい。
【００２０】
以下では本発明の実施形態の変形例を説明し、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の構成については説明を省略して同じ符号を付しておく。
例えば、外軸部１３の軸端側の太径部１３ｆを省略し、縮径部１３ｅを外軸部１３の軸端１３ｈにまで延設して軸方向Ｓに沿う軸端１３ｈの側へ開放してもよい。この場合、締め付け部材１９のすり割り１９ａの拡げ量を小さくした状態で、締め付け部材１９を開放された軸端から縮径部１３ｅに容易に装着することもできる。
【００２１】
また、外軸部１３の端部１３ａを軸方向Ｓについて一定の外径に形成し、所定部としての塑性変形部１８に対応する外周部１３ｄに締め付け部材１９を装着してもよい。
塑性変形部１８は、中間軸２の周方向Ｔについて、２箇所でもよいし、４箇所以上でも良い。また、塑性変形部１８の形成後に、両軸部１３，１４を嵌合することも考えられる。
【００２２】
また、本発明を、図１を参照して、伸縮自在シャフトとしてのステアリングシャフト４に適用してもよく、この場合、アッパシャフト１０を内軸部とし、ロアシャフト１１を外軸部としてもよい。その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態の伸縮自在シャフトとしての中間軸を含む車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】図１の中間軸の要部の分解斜視図である。
【図３】図１に示す中間軸の要部の断面図である。
【符号の説明】
１  中間軸（伸縮自在シャフト）
４  ステアリングシャフト（伸縮自在シャフト）
１０  アッパシャフト（外軸部）
１１  ロアシャフト（内軸部）
１３  外軸部
１３ｃ  外軸部の内周部
１３ｄ  外軸部の外周部
１３ｅ  縮径部（外軸部の外周部の所定部）
１４  内軸部
１４ｂ  内軸部の外周部
１４ｃ  内軸部の外周部の対応部位
１５  雌スプライン
１６  雄スプライン
１８  塑性変形部
１８ｂ  塑性変形部の接触係合部
１９  締め付け部材
Ｒ  径方向
Ｓ  軸方向
Ｔ  周方向
【図１】
2004316823.tif 000003
【図２】
2004316823.tif 000004
【図３】
2004316823.tif 000005