JP2020085110A - トルク伝達軸 - Google Patents
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Abstract
Description
前記シャフトは、中空状に構成されており、軸方向一方側端部に備えられ、他の部材に対してトルク伝達可能に接続される接続部と、軸方向他方側端部に備えられ、軸方向他方側に開口端を有し、軸方向一方側に閉鎖端を有する、軸方向に伸長したスリットと、軸方向他方側端部に備えられた嵌合筒部と、軸方向他方側端部の内周面に備えられた雌セレーションと、を有する。前記接続部は、前記シャフトと一体である。
前記クランプは、欠円筒状で、前記嵌合筒部に外嵌されて、前記スリットの幅寸法を狭めることにより、前記シャフトを縮径させる。前記クランプは、円周方向1箇所に配置された不連続部と、該不連続部を挟んで両側に配置され、締付部材が挿入される取付孔をそれぞれ備えた1対のフランジ部と、該1対のフランジ部同士を円周方向に連結した部分円筒状の連結部と、前記嵌合筒部を挿入する挿入孔と、を有する。
さらに、少なくとも前記クランプにより前記シャフトを縮径する過程で、前記嵌合筒部の軸方向一方側部分の外周面と前記挿入孔の軸方向一方側部分の内周面とを接触させ、前記嵌合筒部の軸方向他方側端部の外周面と前記挿入孔の軸方向他方側端部の内周面との間に環状隙間を存在させる。
あるいは、前記挿入孔を、少なくとも軸方向他方側端部の内周面を、軸方向一方側から軸方向他方側に向かうほど内径寸法の大きくなるテーパ面とし、残りの部分を円筒面としたものとすることができる。
あるいは、前記嵌合筒部を、少なくとも軸方向他方側端部の外周面を、軸方向一方側から軸方向他方側に向かうほど外径寸法の小さくなるテーパ面とし、残りの部分を円筒面としたものとすることができる。
あるいは、前記接続部を、セレーション部若しくはスプライン部、又はキー係合部とすることもできる。
実施の形態の第1例について、図1〜図10を用いて説明する。
本例のトルク伝達軸22は、例えば大型の自動車のステアリング装置に組み込まれて、互いに同一直線上に存在しない回転軸である、ステアリングシャフトと中間シャフト、又は、中間シャフトとピニオン軸をトルク伝達可能に接続するために使用する。
すなわち、本例のトルク伝達軸22では、クランプ24を、シャフト23に対して一体に設けずに、シャフト23に対して固定している。このため、シャフト23の軸方向両端部に配置されるヨーク部25と雌セレーション36との同軸度を、高く確保できる。さらに、シャフト23とヨーク部25とは、別体として固定しているのではなく、一体に形成している。このため、溶接時の熱変形の影響を受けずに済み、シャフト23(筒部26)に対するヨーク部25の同軸度を高く確保できる。したがって、ヨーク部25に接続される軸及び雌セレーション36に接続される軸37の振れ回りを抑えることができる。この結果、ステアリング装置の一部で、軸の振れ回りに起因した異音(回転方向の摺動異音、スティックスリップ振動異音など)が発生することを防止できる。また、シャフト23は、中空状であるため、トルク伝達軸22全体としての軽量化を図ることもできる。
すなわち、シャフト23に形成されたスリット39は、軸方向一方側端部が閉鎖端であり、軸方向他方側端部が開口端であるため、クランプ24を外嵌する嵌合筒部34の剛性は、スリット39の開口端に近い軸方向他方側部分の剛性よりも、スリット39の閉鎖端に近い軸方向一方側部分の剛性のほうが高くなる。しかも、小径筒部33のうちで、嵌合筒部34よりも軸方向一方側に存在する部分の肉厚は、嵌合筒部34の肉厚よりも大きいため、この面からも、嵌合筒部34は、軸方向他方側部分の剛性よりも軸方向一方側部分の剛性のほうが高くなる。このため、本例とは異なり、挿入孔の内周面に環状凹溝を備えない、すなわち、挿入孔の内周面が単一円筒面状であるクランプを用いて嵌合筒部34を縮径した際には、嵌合筒部34は、軸方向一方側部分よりも軸方向他方側部分のほうが大きく変形する傾向になる。したがって、嵌合筒部34の内周面と軸37の外周面との間の面圧は、軸方向一方側部分(軸37の先端側部分)よりも軸方向他方側部分(軸37の基端側部分)のほうが高くなる。つまり、軸37は、嵌合筒部34の軸方向他方側部分で強く締め付けられ、それよりも軸方向一方側に位置する部分では比較的緩く締め付けられた状態になる。このため、軸37は、嵌合筒部34の軸方向他方側部分によって強く締め付けられた部分を中心に歳差運動しやすくなる。そして、このような歳差運動が生じると、雌セレーション36と雄セレーション38とのセレーション係合部にフレッチング摩耗が発生し、摩耗量が過大になりやすくなる。
実施の形態の第2例について、図11〜図13を用いて説明する。
本例では、シャフト23の嵌合筒部34に外嵌するクランプ24aの形状のみを、実施の形態の第1例の構造とは異ならせている。すなわち、本例では、クランプ24aを構成する挿入孔44aの内周面の全体を、軸方向一方側から軸方向他方側に向かうほど内径寸法の大きくなるテーパ面としている。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例と同じである。
実施の形態の第3例について、図14〜図16を用いて説明する。
本例では、上述した実施の形態の第1例及び第2例の構造とは異なり、トルク伝達軸22aを構成するクランプ24bとして、挿入孔44bの内径寸法が軸方向にわたり一定で、挿入孔44bの内周面が単一円筒面状のものを使用している。本例では、このようなクランプ24bを外嵌するシャフト23aの嵌合筒部34aの形状を工夫している。具体的には、嵌合筒部34aの軸方向他方側端部に、軸方向一方側に隣接する部分に比べて外径寸法の小さい小径部50を形成している。小径部50は、嵌合筒部34aのうちで係合凹溝40よりも軸方向他方側に位置する部分に形成されており、円筒面状の外周面を有している。小径部50の外径寸法は、軸方向にわたり一定である。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例と同じである。
実施の形態の第4例について、図17〜図19を用いて説明する。
本例では、嵌合筒部34bの外周面の形状のみを、実施の形態の第3例の構造とは異ならせている。すなわち、本例では、嵌合筒部34bの外周面の全体を、軸方向一方側から軸方向他方側に向かうほど外径寸法の小さくなるテーパ面としている。
その他の構成及び作用効果については、実施の形態の第1例、第2例及び第3例と同じである。
2 ステアリングシャフト
3 ステアリングコラム
4a、4b 自在継手
5 中間シャフト
6 ステアリングギヤユニット
7 タイロッド
8 ピニオン軸
9 トルク伝達軸
10 ヨーク
11、11a 軸
12 雄セレーション
13 雌セレーション
14 クランプ部
15 不連続部
16 フランジ部
17 取付孔
18 基部
19 雌セレーション
20 溶接ビード部
21 雄セレーション
22、22a トルク伝達軸
23、23a シャフト
24、24a、24b クランプ
25 ヨーク部
26 筒部
27a、27b 腕部
28 円孔
29 大径筒部
30 大径側円すい筒部
31 中径筒部
32 小径側円すい筒部
33 小径筒部
34、34a、34b 嵌合筒部
35 段差面
36 雌セレーション
37 軸
38 雄セレーション
39 スリット
40 係合凹溝
41 不連続部
42 フランジ部
43 連結部
44、44a、44b 挿入孔
45a、45b 取付孔
46 環状凹溝
47、47a、47b、47c 環状隙間
48 締付ボルト
49 周方向凹溝
50 小径部
Claims (6)
- 軸方向一方側端部に備えられ、他の部材に対してトルク伝達可能に接続される接続部と、軸方向他方側端部に備えられ、軸方向他方側に開口端を有し、軸方向一方側に閉鎖端を有する軸方向に伸長したスリットと、軸方向他方側端部に備えられた嵌合筒部と、軸方向他方側端部の内周面に備えられた雌セレーションと、を有する中空状のシャフトと、
前記嵌合筒部に外嵌されて前記シャフトを縮径させるもので、円周方向1箇所に配置された不連続部と、該不連続部を挟んで両側に配置され、締付部材が挿入される取付孔をそれぞれ備えた1対のフランジ部と、該1対のフランジ部同士を円周方向に連結した部分円筒状の連結部と、前記嵌合筒部を挿入する挿入孔と、を有する欠円筒状のクランプと、
を備え、
少なくとも前記クランプにより前記シャフトを縮径する過程で、前記嵌合筒部の軸方向一方側部分の外周面と前記挿入孔の軸方向一方側部分の内周面とが接触し、前記嵌合筒部の軸方向他方側端部の外周面と前記挿入孔の軸方向他方側端部の内周面との間に環状隙間が存在する、
トルク伝達軸。 - 前記挿入孔は、軸方向他方側端部の内周面に、軸方向一方側に隣接する部分に比べて内径寸法の大きい環状凹溝を有している、請求項1に記載したトルク伝達軸。
- 前記挿入孔は、少なくとも軸方向他方側端部の内周面を、軸方向一方側から軸方向他方側に向かうほど内径寸法の大きくなるテーパ面としている、請求項1に記載したトルク伝達軸。
- 前記嵌合筒部は、軸方向他方側端部に、軸方向一方側に隣接する部分に比べて外径寸法の小さい小径部を有している、請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載したトルク伝達軸。
- 前記嵌合筒部は、少なくとも軸方向他方側端部の外周面を、軸方向一方側から軸方向他方側に向かうほど外径寸法の小さくなるテーパ面としている、請求項1〜3のうちのいずれか1項に記載したトルク伝達軸。
- 前記接続部は、ヨーク部である、請求項1〜5のうちのいずれか1項に記載したトルク伝達軸。
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