(57)【要約】【課題】クリップ等の別部品を設けることなく、スリーブとシャフトとの間でがたつきが生じるのを確実に防止することができ、振動や異音が発生するのをより効果的に防止することができる回転シャフトの結合構造を提供する。【解決手段】この回転シャフト１の結合構造は、端部内周面１４の軸方向に内周歯１５が形成された筒状のスリーブ１２と、端部外周面１６の軸方向に前記内周歯１５に係合する外周歯１９が形成された棒状のシャフト１３とを備えている。前記シャフト１３が前記スリーブ１２に圧入されることによって互いに結合される。前記スリーブ１２の端部内周面１４と前記シャフト１３の端部外周面１６との間に、前記内周歯１５と前記外周歯１９とが互いに係合せず、圧入による前記スリーブ１２又はシャフト１３の変形を許容する隙間２３が形成されている。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部内周面の軸方向に内周歯が形成された筒状のスリーブと、端部外周面の軸方向に前記内周歯に係合する外周歯が形成された棒状のシャフトとを備え、
前記シャフトが前記スリーブに圧入されることによって互いに結合される回転シャフトの結合構造において、
前記スリーブの端部内周面と前記シャフトの端部外周面との間に、前記内周歯と前記外周歯とが互いに係合せず、圧入による前記スリーブ又はシャフトの変形を許容する隙間が形成されていることを特徴とする回転シャフトの結合構造。
【請求項２】
前記シャフトの端部外周面に、前記外周歯が形成されない一対の欠歯部がシャフトの径方向に対向して設けられ、
当該一対の欠歯部によって前記内周歯と前記外周歯とが互いに係合しない非係合部が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転シャフトの結合構造。
【請求項３】
前記シャフトは、中空材料で構成され、前記スリーブに圧入されることによって当該シャフトも変形して前記スリーブと結合されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転シャフトの結合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャフトとスリーブとが結合されて回転力を伝達する回転シャフトの結合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、自動車の操舵装置には、ステアリングホイールに連結されたコラムシャフトと、ステアリングギヤに連結されたステアリングシャフトとの間に、ステアリングジョイントが介在されている。このステアリングジョイントは、中間シャフトの一端にコラムシャフトを接続し、他端にステアリングシャフトを接続したものである。上記中間シャフトは、コラムシャフトのトルクをステアリングシャフトに伝達する必要があるので、通常、スリーブとシャフトとを、セレーションやスプラインによって結合することが行われている。このステアリングジョイントにおいては、スリーブとシャフトとの間でがたつきが生じると、操舵フィーリングを損ねたり、振動や異音が発生したりする恐れがある。
そこで、スリーブとシャフトとのがたつきを防止する方法として、クリップを装着する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−２９３５７３号公報（第２図）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の回転シャフトの結合構造は、クリップ等のがたつき防止用の別部品が必要であった。従って、部品点数が増加するとともに、組み付けの手間と時間が必要であり、ひいては、コストアップの要因となっていた。
そこで、本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、クリップ等の別部品を設けることなく、スリーブとシャフトとの間でがたつきが生じるのを確実に防止することができ、振動や異音が発生するのをより効果的に防止することができる回転シャフトの結合構造を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、端部内周面の軸方向に内周歯が形成された筒状のスリーブと、端部外周面の軸方向に前記内周歯に係合する外周歯が形成された棒状のシャフトとを備え、前記シャフトが前記スリーブに圧入されることによって互いに結合される回転シャフトの結合構造において、スリーブの端部内周面とシャフトの端部外周面との間に、前記内周歯と前記外周歯とが互いに係合せず、圧入によるスリーブ又はシャフトの変形を許容する隙間が形成されていることを特徴とする。
本発明によれば、内周歯と外周歯とが係合せず、シャフトとスリーブとの間に隙間が形成されるので、圧入によって生じるシャフト又はスリーブの変形を許容することができる。従って、容易かつ確実にシャフトとスリーブとを結合することができる。
【０００６】
また、前記シャフトの端部外周面に、前記外周歯が形成されない一対の欠歯部がシャフトの径方向に対向して設けられ、当該一対の欠歯部によって前記内周歯と前記外周歯とが互いに係合しない非係合部が構成されているのが好ましい。
この場合には、一対の欠歯部がシャフトの径方向に対向して形成されるので、スリーブ又はシャフトの変形を許容する隙間を十分に確保することができる。また、スリーブ又はシャフトの変形を均等配分することができるので、容易に結合することができる。
【０００７】
また、前記シャフトは、中空材料で構成され、前記スリーブに圧入されることによって当該シャフトも変形して前記スリーブと結合されているのが好ましい。
この場合には、シャフトとスリーブとが、圧入によって互いに変形して結合されるので、シャフトとスリーブとの間でがたつきが生じるのをより確実に防止することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の回転シャフト１の結合構造を適用した、例えば、自動車の操舵装置におけるステアリングジョイント２を示す正面図である。
このステアリングジョイント２は、自動車の操舵装置において、ステアリングシャフト３とコラムシャフト４とを連結し、回転力を伝達するもので、中間シャフトとして、伸縮可能な回転シャフト１の両端部のそれぞれに、自在継手５が設けられている。前記回転シャフト１の一端には、互いに対をなして一方の自在継手５の十字軸６を支持する第１のヨークＹ１及び第２のヨークＹ２が設けられており、回転シャフト１の他端には、互いに対をなして他方の自在継手５の十字軸６を支持する第３のヨークＹ３及び第４のヨークＹ４が設けられている。
【０００９】
前記第２のヨークＹ２及び第３のヨークＹ３は、回転シャフト１の一端及び他端にそれぞれ溶接されている。また、前記第１のヨークＹ１は筒状の軸継手１１に溶接されており、この軸継手１１にステアリングシャフト３の一端部が導入されてクランプされている。更に、前記第４のヨークＹ４は、コラムシャフト４の一端部に溶接されている。
【００１０】
図２に、本発明の第一実施形態に係る回転シャフト１の斜視図を示し、図３に、同結合構造の断面図を示す。
回転シャフト１は、一端に第２のヨークＹ２が溶接された筒状のスリーブ１２と、一端に第３のヨークＹ３が溶接され、スリーブ１２の内周に圧入された棒状のシャフト１３とを備えている。スリーブ１２は、例えば、円筒の鋼材であるパイプで構成されている。また、スリーブ１２の端部内周面１４の全周には、内周歯として、例えば、雌スプライン１５が形成されており、スリーブ１２の軸方向に所定の長さで形成されている。
【００１１】
シャフト１３は、例えば、中実の丸鋼材で構成されており、その端部外周面１６は、断面小判状に形成されている。この端部外周面１６は、一対の円弧状の曲面部１７と、一対の矩形状の平面部１８とを有しており、シャフト１３の軸方向に所定の長さで形成されている。一対の曲面部１７には、雌スプライン１５と係合する外周歯として、例えば、一対の雄スプライン１９が形成されており、シャフト１３の径方向に対向して形成されている。また、一対の平面部１８は、雄スプライン１９が形成されない欠歯部であり、一対の雄スプライン１９が対向する方向と直交する方向に形成されている。
【００１２】
本実施形態の回転シャフト１は、シャフト１３に平面部１８を形成することによって、スリーブ１２の雌スプライン１５とシャフト１３の雄スプライン１９とが係合する係合部２１と、スリーブ１２の雌スプライン１５と係合しない非係合部２２とが設けられている。また、この非係合部２２において、シャフト１３の平面部１８とスリーブ１２の端部内周面１４（雌スプライン１５）との間に隙間２３が形成される。また、係合部２１において、シャフト１３の外径は、スリーブ１２の内径より若干大きく形成されており、スリーブ１２とシャフト１３とが結合される際に、スリーブ１２とシャフト１３との間に圧力が生じるようにされている。
【００１３】
上記のように構成された回転シャフト１の組み付けについておいて、シャフト１３をスリーブ１２に圧入する際、シャフト１３の平面部１８とスリーブ１２の雌スプライン１５との間に隙間２３が形成される。スリーブ１２は、圧入されるシャフト１３の雄スプライン１９によって、図３における上下方向Ｙ（一対の雄スプライン１９が対向する方向）に押し広げられ、断面楕円状に弾性乃至塑性変形する。この時、図３における左右方向Ｘ（一対の平面部１８が対向する方向）では、スリーブ１２の径が狭まるように変形するが、隙間２３が形成されているので容易に変形する。つまり、隙間２３が形成されることによって、スリーブ１２の変形を許容することができるので、シャフト１３とスリーブ１２とを容易かつ確実に結合することができる。
【００１４】
上記のように、回転シャフト１は、シャフト１３の雄スプライン１９とスリーブ１２の雌スプライン１５とが互いに係合しつつシャフト１３がスリーブ１２に圧入され、スリーブ１２が塑性変形して結合される。従って、この回転シャフト１は、軸方向に伸縮可能であるとともに、回転方向におけるがたつきの発生を防止することができる。また、クリップ等でがたつきを防止する従来の回転シャフトに比べて、クリップ等の別部品を必要としないので、部品点数を削減できるとともに、組み付けの手間と時間を削減することができ、ひいては、コストを削減することができる。
【００１５】
なお、シャフト１３に形成される非係合部２２の割合は、シャフト１３の全周に対して５０％以上が良い。このように形成することよって、スリーブ１２の変形を許容する隙間２３を十分に確保することができる。
また、平面部１８は、一対で形成され、シャフトの径方向に対向して設けられるのが良い。このように形成することで、スリーブ１２の変形を許容する隙間を十分に確保することができる。また、スリーブ１２の変形量を均等配分することができるので、容易に変形させることができる。
【００１６】
図４に、本発明の第二実施形態に係る回転シャフト１の結合構造の断面図を示す。
第一実施形態の回転シャフト１と異なる点は、シャフト１３が、中空材料として、例えば、中心部に矩形状の空間１３ａが形成された中空鋼材で構成されている点である。この回転シャフト１の組み付けにおいて、中空のシャフト１３をスリーブ１２に圧入する際、シャフト１３の平面部１８とスリーブ１２の雌スプライン１５との間に隙間２３が形成される。スリーブ１２は、圧入される中空のシャフト１３の雄スプライン１９によって、図４における上下方向Ｙ（一対の雄スプライン１９が対向する方向）に径が押し広げられるとともに、その反力によって中空のシャフト１３が上下方向Ｙに径が潰されるように弾性乃至塑性変形する。この時、平面部１８が対向する図４における左右方向Ｘ（一対の平面部１８が対向する方向）では、スリーブ１２の径が狭まるように変形し、中空のシャフト１３は、径が膨らむように変形する。
【００１７】
このように、隙間２３が形成されることによって、互いが容易に変形することができる。つまり、隙間２３によって、スリーブ及びシャフト双方の変形を許容することができる。
上記のように、回転シャフト１は、シャフト１３が中空材料で構成されることによって、シャフト１３とスリーブ１２とが、互いに塑性変形して結合されるので、シャフト１３とスリーブ１２との間でがたつきが生じるのをより確実に防止することができる。
【００１８】
なお、本発明は前記した実施形態に限定されるものではない。
例えば、非係合部２２に形成される隙間２３は、圧入による変形を許容することができれば良く、隙間２３を形成する手段、形成された隙間２３の形状及び数を限定するものではない。また、シャフト１３とスリーブ１２とが、セレーション結合された回転シャフト１にも本発明を適用することが可能である。
【００１９】
【発明の効果】
本発明によれば、がたつきを防止するクリップ等の別部品を設けることなく、シャフトとスリーブとの間でがたつきが生じるのを確実に防止することができ、振動や異音が発生するのを効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転シャフトの結合構造を適用したステアリングジョイントの正面図である。
【図２】本発明の第一実施形態に係る回転シャフトの結合構造を示す斜視図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る回転シャフトの結合構造を示す断面図である。
【図４】本発明の第二実施形態に係る回転シャフトの結合構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１    回転シャフト
１２  スリーブ
１３  シャフト
１４  端部内周面
１５  雌スプライン（内周歯）
１６  端部外周面
１８  平面部（欠歯部）
１９  雄スプライン（外周歯）
２２  非係合部
２３  隙間
【図１】
2004340181.tif 000003
【図２】
2004340181.tif 000004
【図３】
2004340181.tif 000005
【図４】
2004340181.tif 000006