JP2008002630A

JP2008002630A - 伸縮軸

Info

Publication number: JP2008002630A
Application number: JP2006174318A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sato; 広佐藤; Seiichi Moriyama; 誠一森山; Hiromichi Komori; 宏道小森
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2006-06-23
Filing date: 2006-06-23
Publication date: 2008-01-10

Abstract

【課題】通常使用する領域より収縮させてもトルク伝達時の位相ずれを発生することなく摺動抵抗を減少させることができ、組付性を向上させることができる収縮軸を提供する。
【解決手段】スプライン結合部で摺動自在に連結された雄軸２１と雌軸２２とで構成された伸縮軸であって、前記雄軸２１の各スプライン歯の回転方向における一対の側壁２１ｅ，２１ｆと当該一対の側壁２１ｅ，２１ｆに対向する前記雌軸２２のスプライン穴部２２ａにおける一対の側壁２２ｂ，２２ｃとの間の合計間隙が、軸方向の一部で異なる間隙に設定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両のステアリング機構等にトルク伝達部材として組込可能なスプライン嵌合部で摺動自在に連結された雄軸と雌軸とで構成された伸縮軸に関する。

自動車のステアリング機構に組込まれる伸縮軸は、ステアリングホイールから入力される操舵トルクをステアリングギヤに伝達するものであるが、ステアリング機構への組付性が良いことが要求されている。
このような伸縮軸として、例えばアウタチューブにインナシャフトを軸方向に摺動自在にスプライン嵌合させ、アウタチューブは全長に亘って孔を有し、自在継手を構成するヨークの溶接部位近傍が素材鋼管のままとされ、雌スプラインの形成部位がハイドロフォーム等の塑性成形により縮径されて、ヨークの溶接部位近傍の内径Ｄ１が雌スプラインの外径Ｄ２より有意に大きくしたテレスコピックシャフトが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特願２００４−２６２３１９号公報（第１頁、図４）

しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、アウタチューブのヨーク溶接部位の内径が雌スプラインの外径より大きく形成されているので、インナシャフトが雌スプラインを超えて収縮する際に、インナシャフトの先端部がヨークの溶接部位を通過する場合、摺動抵抗が増大したり、雌スプライン及び雄スプラインが焼き付いたりすることを回避して円滑なテレスコピック動を実現することができるものであるが、インナシャフトをアウタチューブ内に押し込み過ぎると、インナシャフトの雄スプラインがアウタチューブの雌スプラインから外れてヨーク溶接部位に相当する雌スプラインが形成されていない内径部に到達してしまうことにより、トルク伝達時に位相ずれを発生させかねないことになり、組付時に注意深く作業することを強いられて、組付作業効率が低下したり、押し込み過ぎ防止ストッパの追加等が必要となり、コストアップとなったりするという未解決の課題がある。
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、通常使用する領域より収縮させてもトルク伝達時の位相ずれを発生することなく摺動抵抗を減少させることができ、組付性を向上させることができる収縮軸を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために、請求項１に係る伸縮軸は、スプライン結合部で摺動自在に連結された雄軸と雌軸とで構成された伸縮軸であって、前記雄軸の各スプライン歯の回転方向における一対の側壁と当該一対の側壁に対向する前記雌軸のスプライン穴部における一対の側壁との間の合計間隙が、軸方向の一部で異なる間隙に設定されていることを特徴としている。
また、請求項２に係る伸縮軸は、請求項１に係る発明において、収縮時における前記雄軸の各スプライン歯の回転方向における一対の側壁と当該一対の側壁に対向する前記雌軸のスプライン穴部における一対の側壁との間の合計間隙が他部に比較して広く設定されていることを特徴としている。

さらに、請求項３に係る伸縮軸は、車両のステアリング機構を構成するステアリングシャフト及びステアリングギヤ間に中間シャフトとして組込まれ、スプライン嵌合部で摺動自在に連結された雄軸と雌軸とで構成された伸縮軸であって、前記雄軸の各スプライン歯の回転方向における一対の側壁と当該一対の側壁に対向する前記雌軸のスプライン穴部における一対の側壁との間の合計間隙が、通常使用範囲を外れて収縮したときに当該通常使用範囲の間隙に比較して広く設定されていることを特徴としている。

さらにまた、請求項４に係る伸縮軸は、請求項１又は３に係る発明において、前記スプライン穴部は、スプライン軸部に回転方向の遊びがない状態でスプライン結合する通常使用範囲と、該通常使用範囲より収縮させたときに前記スプライン軸に所定の遊びを持ってスプライン結合する組付時使用範囲とを備えていることを特徴としている。

なおさらに、請求項５に係る伸縮軸は、請求項４に係る発明において、前記通常使用範囲のスプライン穴部及びスプライン軸部の少なくとも一方に四フッ化エチレン樹脂を含有した無電解メッキ層が形成されていることを特徴としている。
また、請求項６に係る伸縮軸は、請求項４に係る発明において、前記通常使用範囲のスプライン穴部及びスプライン軸部の少なくとも一方にポリエーテルエーテルケトンのコーティング層が形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、雄軸の各スプライン歯の回転方向における一対の側壁と当該一対の側壁に対向する前記雌軸のスプライン穴部における一対の側壁との間の合計間隙が軸方向の一部で異なる間隙に設定されているので、対向側壁間の合計間隙が狭い領域でトルク伝達を行い、対向側壁間の合計間隙が広い領域で組付作業を行うことにより、組付時の摺動抵抗を減少させて組付作業効率を向上させることができると共に、対向側壁間の間隙が広い領域でもスプライン結合状態を維持するので、組付位置を誤ってもトルク伝達に支承をきたすことがないという効果が得られる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る伸縮軸を自動車のステアリング機構に適用した場合の一実施形態を示す側面図である。
図１において、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とからステアリング機構１５が構成されている。

ここで、ステアリングシャフト５及び中間シャフト８に本発明に係る伸縮軸が適用される。
中間シャフト８は、雄軸と雌軸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、ステアリング機構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。

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。
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と、ステアリングホイール６上のガタ感を低減することと、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。

図２は、本発明の第１の実施形態に係るカルダン軸継手付き伸縮軸の縦断面図である。
図２に示すように、中間シャフト８は、カルダン軸継手７に連結された雄軸２１と、この雄軸２１の外周側にスプライン嵌合され且つカルダン軸継手９に連接された雌軸２２とを備えている。
ここで、カルダン軸継手７は、図２に示すように、一対のヨーク２３及び２４と、これら一対のヨーク２３及び２４を連結する十字軸２５とで構成されている。ヨーク２３は、一対のアーム部２３ａ及び２３ｂと、これらアーム部２３ａ及び２３ｂの基部間を連結する連結部２３ｃとでＵ字状に形成されている。

そして、連結部２３ｃには、中心位置に連結孔２３ｄが貫通形成されている。この連結孔２３ｄに、後述する雄軸２１の連結軸部２１ｃが連結され、連結部２３ｃと連結軸部２１ｃとが、例えば溶接、加締め等の固着手段によって一体に連結されている。
また、他方のヨーク２４も、ヨーク２３と同様に一対のアーム部２４ａ及び２４ｂとこれらアーム部２４ａ及び２４ｂの基部間を連結する連結部２４ｃとでＵ字状に形成され、連結部２４ｃにステアリングシャフト５の雄軸５ａがボルト２７によって抱き締めされている。

さらに、十字軸２５は、図２に示すように、胴部２５ａと、この胴部に十字状に夫々形成した４個の軸部２５ｂとで構成されている。各軸部２５ｂはその先端部に中心軸位置にスパイダーピン２５ｃが埋設されていると共に、外周面にニードルベアリング２５ｄが配設され、スパイダーピン２５ｃ及びニードルベアリング２５ｄを覆うようにベアリングカップ２５ｅが配設されている。そして、十字軸２５の各軸部２５ｂが、ヨーク２３及び２４のアーム部２３ａ，２３ｂ及び２４ａ，２４ｂに形成されたベアリングカップ挿通孔２６に挿通されている。

一方、カルダン軸継手９も、カルダン軸継手７と同様の構成を有し、中間シャフト８の雌軸２２に連結されたヨーク２３とピニオンシャフト１０に連結されたヨーク２４と、これらヨーク２３及び２４を連結する十字軸２５とを備えている。
さらに、雄軸２１は、図２に示すように、小径の中央軸部２１ａとその左端に形成された中央軸部２１ａより大径に形成されたスプライン軸部２１ｂ及び右端に形成された連結軸部２１ｃとを有し、スプライン軸部２１ｂの中央軸部２１ａ側端部がテーパー面２１ｄとされている。

また、雌軸２２は、図２に示すように、円筒状に形成され、その左端にカルダン軸継手９のヨーク２３が連結され、且つ内周面に全長に亘ってスプライン穴部２２ａが形成されている。
この雌軸２２は、カルダン軸継手９のヨーク２３が連結された端部とは反対側の右端部から雄軸２１が挿通されてスプライン結合され、この右端から左端側に所定長さの収縮可能範囲Ａ１が設定され、この収縮可能範囲Ａ１のうち右端から収縮可能範囲Ａ１の中央よりやや左端側位置までの間を雄軸２１のスプライン軸部２１ｂの軸方向長さより長いトルク伝達領域となる通常使用範囲Ａ２に設定し、収縮可能範囲Ａ１の残りの範囲を組付時使用範囲Ａ３に設定している。

そして、雄軸２１のスプライン軸部２１ｂ及び少なくとも雌軸２２のスプライン穴部２２ａの通常使用範囲Ａ２の少なくとも一方例えば雄軸２１のスプライン軸部２１ｂには、図２のＡ−Ａ線断面図である図３（ａ）に示すように、低摩擦抵抗を有する低摩擦抵抗被膜３０が形成されている。
この低摩擦抵抗被膜３０は、雄軸２１のスプライン軸部２１ｂに対する四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）を含有した無電解メッキ処理によって形成した無電解メッキ層で構成されている。ここで、無電解メッキ処理は、ニッケルを主成分としこれに燐を加えた無電解メッキ液中に四フッ化エチレン微粒子を分散させた無電解メッキ液を使用してメッキ処理するようにしたもので、四フッ化エチレンの含有量が増加するに応じて摩擦係数が小さくなる。

そして、雌軸２２のスプライン穴部２２ａは、通常使用範囲Ａ２と組付時使用範囲Ａ３とで異なるスプライン幅に設定されている。すなわち、通常使用範囲Ａ２では、図２のＡ−Ａ線断面図である図３（ａ）に示すように、スプラインのピッチ円直径を１５〜２０ｍｍとした場合左右の側壁２２ｂ及び２２ｃと雄軸２１のスプライン軸部２１ｂにおける各スプライン歯の左右側壁２１ｅ及び２１ｆとの間隙Ｌ_Sを左右合わせた合計間隙が例えば０〜０．０１ｍｍ程度の僅かな間隙即ち遊びが殆ど無いように設定されている。

また、組付時使用範囲Ａ３では、図２のＢ−Ｂ線断面図である図３（ｂ）に示すように、左右の側壁２２ｂ及び２２ｃと雄軸２１のスプライン軸部２１ｂにおける各スプライン歯の左右側壁２１ｅ及び２１ｆとの間隙Ｌ_Lを左右合わせた合計間隙が通常使用範囲Ａ２での左右合わせた合計間隙０〜０．０１ｍｍにさらに０．０１〜０．０５ｍｍ程度を加算した比較的広い間隙即ち遊びが大きくなるように設定されている。

次に、上記実施形態の動作を説明する。
先ず、ステアリング機構１５を車体に組付けるには、ステアリングシャフト５のステアリングコラム４から突出した下端にカルダン軸継手７を介して中間シャフト８の雄軸２１を連結した状態で、ステアリングコラム４をアッパブラケット２及びロアブラケット３によって、車体側のメンバ１に固定する。また、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を支持するステアリングラック支持部材１４を、弾性体１３を介してフレーム１２に固定する。

そして、中間シャフト８の雄軸２１のスプライン軸部２１ｂを、雌軸２２のスプライン穴部２２ａに、そのカルダン軸継手９のヨーク２３とは反対側から挿通させて雄軸２１と雌軸２２とをスプライン結合させる。この状態で、雄軸２１のスプライン軸部２１ｂを雌軸２２の組付時使用範囲Ａ３内に完全に収まるように押し込む。
このように雄軸２１のスプライン軸部２１ｂを雌軸２２の組付時使用範囲Ａ３内にスプライン結合させることにより、この組付時使用範囲Ａ３では、スプライン穴部２２ａの溝幅が広く、スプライン穴部２２ａの左右側壁２２ｂ，２２ｃと雄軸２１のスプライン軸部２１ｂの左右側壁２１ｅ，２１ｆとの間に遊びがあるので、雌軸２２を軸方向に移動させる場合の摺動抵抗が小さくなる。

したがって、雄軸２１のスプライン軸部２１ｂを雌軸２２のスプライン穴部２２ａの組付時使用範囲Ａ３にスプライン結合させた状態で、雌軸２２に連結させたカルダン軸継手９のヨーク２４内にピニオンシャフト１０を挿通させるように中間シャフト８を伸張させ、雄軸２１のスプライン軸部２１ｂが雌軸２２のスプライン穴部２２ａに通常使用範囲Ａ２でスプライン結合する状態に復帰させた状態で、ボルト２７によってヨーク２４でピニオンシャフト１０を抱き締めすることにより、ステアリング機構１５の車体への組付作業を終了する。

このように、本発明によれば、ステアリング機構１５の組付作業時に、中間シャフト８を収縮させて、雄軸２１のスプライン軸部２１ｂが雌軸２２のスプライン穴部２２ａにおける組付時使用範囲Ａ３にスプライン結合する状態として組付作業を行うので、雄軸２１のスプライン軸部２１ｂと雌軸２２のスプライン穴部２２ａとの間に比較的大きな遊びがあり摩擦抵抗が小さい状態で中間シャフト８を伸縮させてカルダン軸継手９のヨーク２４とピニオンシャフト１０とを連結することができ、組付作業を容易且つ短時間で行うことができる。

そして、組付作業の終了時には、雄軸２１のスプライン軸部２１ｂが雌軸２２のスプライン穴部２２ａにおける通常使用範囲Ａ２でスプライン結合されるので、ステアリングホイール６を操舵したときの操舵トルクがステアリングシャフト５及びカルダン軸継手７を介して中間シャフト８に伝達されたときに、雄軸２１のスプライン軸部２１ｂと雌軸２２のスプライン穴部２２ａとの間の遊びが略無い状態となっているので、雄軸２１に伝達された操舵トルクを雌軸２２にガタツキを生じることなく円滑に伝達することができる。

しかも、雄軸２１のスプライン軸部２１ｂ及び雌軸２２の少なくともスプライン穴部２２ａにおける通常使用範囲Ａ２の少なくとも一方に、四フッ化エチレン（ＰＴＦＥ）を含有した無電解メッキ層でなる低摩擦抵抗被膜３０が形成されているので、この低摩擦抵抗被膜３０での摩擦係数を小さくすることができ、雄軸２１及び雌軸２２の伸縮時の摩擦抵抗が小さくなり、自動車が走行する際に発生する中間シャフト８の軸方向の変位を確実に吸収し、ステアリングホイール６にその変位や振動が伝達されることを確実に防止することができる。この無電解メッキ層でなる低摩擦抵抗被膜３０を使用することにより、合成樹脂製のコーティング材に比較して表面硬度が高く、その結果、耐摩耗性に優れ、傷がつき難いと共に、剥離も防止することができる。

さらに、組付作業時に、誤って中間シャフト８の雄軸２１のスプライン軸部２１ｂが雌軸２２のスプライン穴部２２ａの組付時使用範囲Ａ３にスプライン結合した状態で、組付作業を完了した場合でも、この組付時使用範囲Ａ３においても雄軸２１のスプライン軸部２１ｂと雌軸２２のスプライン穴部２２ａとの間に遊びがあるもののスプライン結合は確保されているので、ステアリングホイール６を操舵したときの操舵トルクがステアリングシャフト５及びカルダン軸継手７を介して中間シャフト８の雄軸２１に伝達されたときでも、この操舵トルクを雌軸２２に確実に伝達することができる。

なお、上記実施形態においては、中間シャフト８の雄軸２１のスプライン軸部２１ｂ及び雌軸２２のスプライン穴部２２ａの少なくとも通常使用範囲Ａ２の少なくとも一方に、形成した低摩擦抵抗被膜３０を四フッ化エチレンを含有する無電解メッキ層とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、石油系バインダー中に二硫化モリブデン（ＭｏＳ₂）の小さな粒体、好ましくは１μｍ以下の粒体を分散混合した有機溶剤を、スプライン軸部２１ｂ及びスプライン穴部２２ａの少なくとも一方に対してスプレー或いはディッピィングにより塗布してから加熱乾燥させることにより形成した耐摩耗性の高い０．０３ｍｍ〜０．０６ｍｍの被膜を適用するようにしてもよい。

また、上記実施形態においては、中間シャフト８の雄軸２１のスプライン軸部２１ｂ及び雌軸２２のスプライン穴部２２ａの少なくとも通常使用範囲Ａ２の少なくとも一方に、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）を含有した無電解メッキ層３０を形成した場合について説明したが、これに限定されるものでなく、無電解メッキ層３０に代えてポリアミド（ＰＡ）樹脂、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂をコーティングするようにしてもよい。

ここで、ポリアミド（ＰＡ）樹脂は、限界ＰＶ値が大きい、摩擦係数が小さい、摩耗量が少ない、摩擦時の騒音レベルが低い等の良い摩擦摩耗特性を有し、潤滑油なしでも良好な摩擦摩耗性能を発揮して自己潤滑性があるが、フッ素樹脂、二硫化モリブデン、グラファイト等を添加するとさらに摩擦摩耗特性が向上する。また、耐熱性としては、グレードＰＡ６、ＰＡ６６のガラス転移温度は６０℃近辺であり、且つ吸湿するとガラス転移温度が低くなるので、これらのグレードは実用温度範囲ではゴム状態であるので、雄軸２１と雌軸２２との遊びを防止する弾性体として適している。

また、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂も、摩擦摩耗特性に優れていて自己潤滑性もある。ＰＶ値は摩擦による溶融現象を基準として測定されるので、実際の使用可能範囲は摩耗量基準で判断しなければならない。例えば荷重一定で滑り速度を速くしていくと摩擦係数が上昇に転じる速度がある。摩擦係数が大きくなるにつれて摩耗量も多くなるので、摩擦係数が一定となる範囲が使用可能範囲と考えるべきである。摩擦特性は摩擦する相手が金属である場合には、金属の摩耗面が粗いとざらつき摩耗となり摩耗しやすいので、雄軸２１及び雌軸２２の摺動面の双方にポリアセタールをコーティングするか又は摩擦する相手に金属メッキを施すことが好ましい。さらに、ポリアセタール樹脂は、疲れ強さはプラスチックの中では大きく１０⁶回で２９．４Ｎ／ｍｍ²前後である。

また、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）樹脂は、疲労強さが１０⁷回で４９Ｎ／ｍｍ²程度であり、ポリアミド（ＰＡ）樹脂やポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂に比較して十分に大きく、比較的伝達トルクが大きい状況で摺動させられる使用条件での変形（ヘタリ）が少なく、回転方向の遊びの増加抑制に効果があると共に、線膨張係数が４．６×１０^-5／℃）と低いため温度による寸法変化がなく、雄軸２１及び雌軸２２間の回転方向における遊びの温度依存性を低くすることができる。

このように、スプライン軸部２１ｂ及びスプライン穴部２２ａの少なくとも一方に樹脂コーティングを行うことにより、トルク伝達領域となる通常使用範囲Ａ２で、スプライン結合をタイトに設定する必要がなく、回転方向のガタつきを防止しながら円滑な摺動を確保することができる。因みに、通常使用範囲Ａ２でタイトなスプライン結合にすると、実際に車両に組付ける時に摺動力が変化して重くなってしまったり、逆に隙間設定ギリギリでスプライン結合すると、組付けた後に回転方向遊びが大きく過ぎたりすることが生じるが、樹脂コーティングを行うことにより、これらを解決することができる。

さらに、上記実施形態においては、雌軸２２のスプライン穴部２２ａの通常使用範囲Ａ２及び組付時使用範囲Ａ３において、異なる溝幅として、スプライン軸部２１ｂとの間隙を変化させる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図２のスプライン結合部を拡大して表す図４（ａ）に示すように、雌軸２２を通常使用範囲Ａ２の円筒部２２ｆに対して組付時使用範囲Ａ３での円筒部２２ｇを拡径することにより、スプライン穴部２２ａの組付時使用範囲Ａ３でのスプライン幅を広くするようにしてもよく、この場合には、円筒部２２ｆ及び２２ｇとの連接位置でスプライン穴部２２ａの段差を図４（ｂ）に示すように、段差としたり、図４（ｃ）に示すようにテーパー形状としたり、図４（ｄ）に示すようにテーパー部の前後をＲ形状としたＲ付き形状としたりすることができる。

さらにまた、上記実施形態においては、スプライン穴部２２ａの溝幅を通常使用範囲Ａ２と組付時使用範囲Ａ３とで異ならせた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、雄軸２１の斜視図を表す図５に示すように、雄軸２１に形成されたスプライン軸部２１ｂを通常使用範囲Ａ２で幅広のスプライン軸部２１ｇとし、組付時使用範囲Ａ３で、幅狭のスプライン軸部２１ｈとし、これに応じて図示しないが雌軸２２の通常使用範囲Ａ２にスプライン穴部２２ａを形成し、組付時使用範囲Ａ３では、スプライン穴部２２ａの谷径より大きい内径を有する円筒面を形成し、通常使用範囲Ａ２ではスプライン穴部２２ａにスプライン軸部２１ｆがスプライン結合して回転方向に遊びの無い状態となり、組付時使用範囲Ａ３ではスプライン穴部２２ａにスプライン軸部２１ｇがスプライン結合するようにしてもよい。

なおさらに、上記実施形態においては、本発明の伸縮軸を中間シャフト８に適用する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、雄軸５ａと雌軸５ｂとを有するステアリングシャフト５に本発明を適用することができる。
また、上記実施形態においては、本発明の伸縮軸をマニュアル式のステアリング機構に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図６に示すように、ステアリングシャフト５の出力側に減速機１６を介して電動モータ１７を接続した電動パワーステアリング装置の中間シャフト８及びステアリングシャフト５の少なくとも一方にも本発明を適用することができる。

本発明に係る伸縮軸を適用した自動車のステアリング装置の概略的側面図である。本発明の第１実施の形態に係るカルダン軸継手付き中間シャフトの縦断面図である。図２の断面図であって、（ａ）は図２のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は図２のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の他の実施形態を示す図２のスプライン結合部の拡大断面図である。本発明の更に他の実施形態を示す中間シャフトの雄軸の斜視図である。本発明に係る伸縮軸を適用した電動パワーステアリング装置の概略的側面図である。

符号の説明

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、７，９…カルダン軸継手、８…中間シャフト、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、２１…雄軸、２１ａ…連結部、２１ｂ…スプライン軸部、２１ｄ，２１ｅ…左右側壁、２１ｆ，２１ｇ…スプライン軸部、２２…雌軸、２２ａ…スプライン穴部、２２ｂ，２２ｃ…左右側壁、２２ｆ，２２ｇ…円筒部、３０…低摩擦抵抗被膜

Claims

スプライン結合部で摺動自在に連結された雄軸と雌軸とで構成された伸縮軸であって、
前記雄軸の各スプライン歯の回転方向における一対の側壁と当該一対の側壁に対向する前記雌軸のスプライン穴部における一対の側壁との間の合計間隙が、軸方向の一部で異なる間隙に設定されていることを特徴とする伸縮軸。
収縮時における前記雄軸の各スプライン歯の回転方向における一対の側壁と当該一対の側壁に対向する前記雌軸のスプライン穴部における一対の側壁との間の合計間隙が他部に比較して広く設定されていることを特徴とする請求項1に記載の伸縮軸。
車両のステアリング機構を構成するステアリングシャフト及びステアリングギヤ間に中間シャフトとして組込まれ、スプライン嵌合部で摺動自在に連結された雄軸と雌軸とで構成された伸縮軸であって、
前記雄軸の各スプライン歯の回転方向における一対の側壁と当該一対の側壁に対向する前記雌軸のスプライン穴部における一対の側壁との間の合計間隙が、通常使用範囲を外れて収縮したときに当該通常使用範囲の間隙に比較して広く設定されていることを特徴とする伸縮軸。
前記スプライン穴部は、スプライン軸部に回転方向の遊びが無い状態でスプライン結合する通常使用範囲と、該通常使用範囲より収縮させたときに前記スプライン軸部に所定の遊びを持ってスプライン結合する組付時使用範囲とを備えていることを特徴とする請求項１又は３に記載の伸縮軸。
前記通常使用範囲のスプライン穴部及びスプライン軸部の少なくとも一方に四フッ化エチレン樹脂を含有した無電解メッキ層が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の伸縮軸。
前記通常使用範囲のスプライン穴部及びスプライン軸部の少なくとも一方にポリエーテルエーテルケトン樹脂のコーティング層が形成されていることを特徴とする請求項４に記載の伸縮軸。