(57)【要約】【課題】スプライン結合される一対の軸部を備える伸縮自在シャフトにおいて、製造し易く、安価であること。【解決手段】雄スプライン５の縮径部８に弾性体からなるガタ防止部材９を装着する。ガタ防止部材９は、縮径部８の周方向に延伸して湾曲する一対の脚部１０，１１と、脚部１０，１１の対向する一端部１０ａ，１１ａ間を連結する連結部１２と、連結部１２から脚部１０，１１と概ね同じ方向に延伸して湾曲し、脚部１０，１１よりも湾曲の外側で、外軸部１の雌スプライン３を弾力的に押圧するための弾性押圧片部１３を備える。脚部１０，１１と弾性押圧片部１３を同じ方向に曲げ形成できる。製造工程を簡素化できる。弾性押圧片部１３の曲率等の調整で押圧荷重を容易に調整できる。【選択図】  図１
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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外軸部の嵌合孔に、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り、この内軸部の一部に縮径部を設けて雄スプラインを軸方向に分割してある伸縮自在シャフトにおいて、
上記縮径部に弾性体からなるガタ防止部材が配置され、
このガタ防止部材は、縮径部の周方向に延伸して湾曲する一対の脚部と、これら一対の脚部の対向端部間を連結する連結部と、連結部から上記脚部と概ね同じ方向に延伸して湾曲し脚部よりも湾曲の外側で上記外軸部の雌スプラインを弾力的に押圧する弾性押圧片部と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において、上記脚部の先端部又はこれと反対側の連結部の縁部の少なくとも一方に設けられた係合部が内軸部の縮径部に設けられた係合溝に係合し、且つ弾性押圧片部の先端部が外軸部の雌スプラインの谷部に係合するようにしてあることを特徴とする伸縮自在シャフト。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記一対の脚部と連結部は同じ曲率をなして同方向に曲げ形成されてな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、伸縮自在シャフトに関し、特に、伸縮自在シャフトに含まれる一対の軸部間の嵌合の遊びに起因する振動が発生することを防止する構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記の伸縮自在シャフトは、例えば自動車のステアリングシャフトとして用いられる。
また、伸縮自在シャフトは、例えば自動車のステアリングシャフトとラックアンドピニオン機構等の舵取り機構とを接続するインターミディエイトシャフトとして用いられる。この場合、伸縮機能は、車両走行時のステアリングギヤとコラムの相対変位を吸収するためのインターミディエイトシャフトの長さ調整、あるいは、組付時のインターミディエイトシャフトの長さ調整に用いられる。
【０００３】
伸縮自在シャフトに含まれる一対の軸部同士を嵌合させる構造として、一般的には、スプライン又はセレーションが採用されている。
例えば、外軸部の端部に形成された雌スプライン（インターナルスプライン）を有する嵌合孔に、上記雌スプラインに係合する雄スプライン（エクスターナルスプライン）を有する内軸部の端部を挿入して両軸部を一体回転可能に結合させる。
【０００４】
この場合、雄スプラインと雌スプラインとの間にクリアランスがなければ、内軸部を嵌合孔に挿入することができない。しかしながら、このクリアランスが災いして、両軸部が径方向や周方向に相対的に変位し、運転乗員に不快なガタつき音（ｒａｔｔｌｅ）  を与える原因となる。
そこで、従来、図７に示すようなガタ防止部材を用いる伸縮自在シャフトが提供されている（特許文献１）。
【０００５】
特許文献１の伸縮自在シャフト５１では、内軸部５２に雄スプライン５３が形成され、この雄スプライン５３に嵌合する雌スプライン５４が外軸部５５の嵌合孔５６の内周面に形成されている。雄スプライン５３は第１の部分５３ａと第２の部分５３ｂとして軸方向に２分されて、両部分５３ａ，５３ｂ間に縮径部５７が形成され、この縮径部５７にガタ防止部材５８が嵌合されるようになっている。
【０００６】
図７および図８を参照して、ガタ防止部材５８は縮径部５７の周方向に延伸する湾曲した一対の脚部５９と、脚部５９と同じ向きに湾曲すると共に、方向Ｍ１に湾曲した脚部５９と直交する方向Ｍ２に曲げ形成された胴部６０とを有する弾性体からなり、胴部６０を外軸部５３の雌スプライン５４に弾接させるようにしている。
【０００７】
【特許文献１】
実用新案登録第２５９３９１６号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のガタ防止部材５８では、一対の脚部５９と胴部６０とで曲げ形成の方向Ｍ１，Ｍ２が異なるので、プレス成形装置の段取り替えの作業等が増加し、製造工程が複雑となるため、製造コストが高くなるという問題がある。
また、２つの曲げ形成の方向Ｍ１，Ｍ２があるため、押圧荷重の設定が困難である。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は製造し易く安価であって荷重設定が容易である伸縮自在シャフトを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段及び発明の効果】
上記目的を達成するため、第１発明は、雌スプラインを軸方向に形成した外軸部の嵌合孔に、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り、この内軸部の一部に縮径部を設けて雄スプラインを軸方向に分割してある伸縮自在シャフトにおいて、上記縮径部に弾性体からなるガタ防止部材が配置され、このガタ防止部材は、縮径部の周方向に延伸して湾曲する一対の脚部と、これら一対の脚部の対向端部間を連結する連結部と、連結部から上記脚部と概ね同じ方向に延伸して湾曲し脚部よりも湾曲の外側で上記外軸部の雌スプラインを弾力的に押圧する弾性押圧片部とを含むことを特徴とするものである。
【００１１】
本発明では、弾性押圧片部の押圧反力で内軸部の所定部が外軸部の対応する部分に押し当てられるので、両軸部の径方向のガタを殺し、ガタに伴う異音を抑制することができる。また、内軸部の縮径部を抱くための脚部と外軸部の雌スプラインを弾性的に押圧する弾性押圧片部とが概ね同方向に延伸して湾曲するので、脚部と弾性押圧片部とを同じ方向に曲げ形成することができる。その結果、製造工程が簡単となり、製造コストを安くすることができる。また、弾性押圧片部の湾曲度合い等の調整によって容易に弾性押圧力を調整することができる。
【００１２】
第２発明は、第１発明において、上記脚部の先端部又はこれと反対側の連結部の縁部の少なくとも一方に設けられた係合部が内軸部の縮径部に設けられた係合溝に係合し、且つ弾性押圧片部の先端部が外軸部の雌スプラインの谷部に係合するようにしてあることを特徴とするものである。本発明では、両軸部の相対回転を規制することができ、回転方向のガタを抑制して、これに伴う異音の発生を抑制することができる。
【００１３】
第３発明は、第１又は第２発明において、上記一対の脚部と連結部は同じ曲率をなして同方向に曲げ形成されてなることを特徴とするものである。本発明では、一対の脚部と連結部を一括して曲げ形成できるので、製造コストをより安くすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実施の形態の伸縮自在シャフトの分解斜視図であり、図２は一方の軸部に装着されたガタ防止部材の側面図である。
まず図１を参照して、本伸縮自在シャフトは、外軸部１の端部２に形成された雌スプライン３を有する嵌合孔４に、上記雌スプライン３に係合する雄スプライン５を有する内軸部６の端部７を挿入して構成される。
【００１５】
内軸部６の端部７の外周には、雄スプライン５が形成され、この雄スプライン５は所定の幅を持つ縮径部８を軸方向に挟んだ両側に位置する２つの雄スプライン５ａ，５ｂに分割されている。
図１において、雄スプライン５ａ，５ｂや雌スプライン３は、模式的に示されている。縮径部８には、弾性体からなるガタ防止部材９が装着される。ガタ防止部材９は板金材をプレス成形して形成される。
【００１６】
図１、図２および図３を参照して、このガタ防止部材９は、縮径部８の周方向Ｐ１（図３参照）に延伸して湾曲する一対の脚部１０，１１と、これら一対の脚部１０，１１の対向する一端部１０ａ，１１ａ間を連結する連結部１２とを備える。
また、図３を参照して、ガタ防止部材９は、連結部１２から上記脚部１０，１１と概ね同じ方向Ｐ２に延伸して湾曲し、脚部１０，１１よりも湾曲の外側で、外軸部１の雌スプライン３を弾力的に押圧する弾性押圧片部１３を備える。
【００１７】
一対の脚部１０，１１と連結部１２は同じ曲率をなして、すなわち、同じ曲率半径Ｒ（縮径部８の半径に相当）で同方向に曲げ形成されてなる。
一方、弾性押圧片部１３としては、例えば図３に示すように、脚部１０，１１と同じ曲率をなしていても良い。すなわち弾性押圧片部１３の曲率半径Ｒ１が脚部１０，１１の曲率半径Ｒと相等しく（Ｒ１＝Ｒ）、且つ弾性押圧片部１３の曲率中心Ｃ１が脚部１０，１１の曲率中心Ｃから所定量ｄだけオフセットさせる場合がある。
【００１８】
また、弾性押圧片部１３の曲率半径Ｒ１を脚部１０，１１の曲率半径Ｒよりも大きくするようにしても良い（Ｒ１＞Ｒ）。
図４は板金により形成されるガタ防止部材９の製造用中間体９０であり、展開形状をなしている。互いに平行に延びる脚部形成用部１００，１１０と連結部形成用部１２０とでコの字形形状をなし、連結部形成部１２０から脚部形成用部１００，１１０と平行に弾性押圧片部形成用部１３０が延びている。この製造用中間体９０の各部１００，１１０，１２０，１３０を同方向に曲げ形成することで、ガタ防止部材９が形成される。
【００１９】
以上説明した本実施の形態によれば、ガタ防止部材９の弾性押圧片部１３が雌スプライン３から受ける押圧反力で内軸部６の一部が外軸部１の対応する部分に押し当てられるので、両軸部１，６の径方向のガタを殺し、ガタに伴う異音を抑制することができる。
また、内軸部６の縮径部８を抱くための脚部１０，１１とは外軸部１の雌スプライン３を弾性的に押圧する弾性押圧片部１３とが概ね同方向Ｐ１，Ｐ２に延伸して湾曲するので、脚部１０，１１と弾性押圧片部１３とを同じ方向に曲げ形成することができる。その結果、製造工程が簡単となり、製造コストを安くすることができる。
【００２０】
さらに、上記一対の脚部１０，１１と連結部１２は同じ曲率をなして同方向に曲げ形成されるので、一対の脚部１０，１１と連結部１２を一括して曲げ形成できるので、製造コストをより安くすることができる。
また、同方向に曲げ形成される脚部１０，１１に対して弾性押圧片部１３の曲率や曲率中心を変更するのみで、容易に弾性押圧片部１３の押圧荷重を設定でき、荷重チューニングが容易である。なお、チューニングは、ガタ防止部材９の特に弾性押圧片部１３の板厚、形状、サイズ等を変更することで可能である。
【００２１】
次いで、図５および図６は本発明の別の実施の形態を示している。これらの図を参照して、本実施の形態が図１の実施の形態と主に異なるのは、両軸部１，６の回転方向のガタをも防止することができるガタ防止部材９Ａを用いる点にある。
すなわち、ガタ防止部材９Ａは、脚部１０，１１の他端部としての先端部１０ｂ，１１ｂに湾曲の内方へ略直角に折り曲げられた係合部としての係合突起１４を形成すると共に、脚部１０，１１の先端部１０ｂ，１１ｂと反対側の連結部１２の縁部１２ａに、湾曲の内方へ折り曲げられた係合部としての係合突起１５がそれぞれ形成されている。
【００２２】
図６に示すように、各係合突起１４，１５は、内軸部６の縮径部８の表面に形成された係合溝１６，１７に係合する一方、弾性押圧片部１３の先端部１３ａが外軸部１の雌スプライン３の谷部３ａに係合することにより、両軸部１，６の相対回転を規制することができる。
具体的には、弾性押圧片部１３の弾発力が内軸部１と外軸部６を逆方向にねじるように働くことで、弾性押圧片部１３が両軸部１，６の周方向に突っ張るような態様となることで、両軸部１，６の対応する雌雄のスプライン３，５の歯同士が回転方向に押し付けられ、これにより、両軸部１，６の回転方向のガタを抑制して、これに伴う異音の発生を抑制することができる。
【００２３】
図６において、弾性押圧片部１３の曲率半径Ｒ１は脚部１０，１１や連結部１２の曲率半径Ｒよりも大きくしてある（Ｒ１＞Ｒ）。係合突起１５としては、連結部１２の縁部１２ａ全体に延びる単一の突起であっても良いし、連結部１２の縁部１２ａに所定間隔毎に配置される複数の突起であっても良い。また、係合突起１４，１５の何れか一方を廃止することもできる。
なお、本発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、例えば、雄スプライン５又は雌スプライン３の少なくとも一方に、例えばフッ素樹脂等の低摩擦係数を有する合成樹脂を被覆した被膜を設けるようにしても良い。この場合、合成樹脂の被膜によりスプライン３，５間の摺動抵抗を低減することができる。特に、合成樹脂の被膜によりスプライン３，５間のクリアランスを低減したうえで弾性部材からなるガタ防止部材９と共同してガタつき音防止を図るので、ガタ防止効果が非常に高い。また、これを安価に達成することができる。
【００２４】
また、本発明の伸縮自在シャフトは、ステアリングシャフトとして用いる他、ステアリングシャフトとラックアンドピニオン機構等の舵取り機構とを接続するインターミディエイトシャフトとして用いられる。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できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る伸縮自在シャフトの分解斜視図である。
【図２】ガタ防止部材が装着された内軸部の概略側面図である。
【図３】ガタ防止部材の装着状態を示す伸縮自在シャフトの要部の模式的断面図である。
【図４】ガタ防止部材の製造用中間体の平面図である。
【図５】本発明の別の実施の形態に係る伸縮自在シャフトの分解斜視図である。
【図６】図５の実施の形態において、ガタ防止部材の装着状態を示す伸縮自在シャフトの要部の模式的断面図である。
【図７】従来の伸縮自在シャフトの分解斜視図である。
【図８】従来のガタ防止部材の斜視図である。
【符号の説明】
１    外軸部
３    雌スプライン
３ａ  谷部
４    嵌合孔
５    雄スプライン
５ａ，５ｂ  雄スプライン
６    内軸部
８    縮径部
９，９Ａ  ガタ防止部材
１０，１１  脚部
１０ａ，１１ａ  一端部（対向端部）
１０ｂ，１１ｂ  先端部
１２  連結部
１２ａ  縁部
１３  弾性押圧片部
１３ａ  先端部
１４，１５  係合突起（係合部）
１６，１７  係合溝
【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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