JPH0724659Y2 - すべりスプライン - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、円筒体の内周にメススプライン歯を有するメ
ススプラインと、メススプライン内に挿入され先端部に
メススプライン歯と軸方向に摺動可能にかつ軸芯まわり
に回転不能にすべり噛合するオススプライン歯を有する
オススプラインとからなるすべりスプラインに関する。

〔従来の技術〕

すべりスプラインは、たとえば車両のテレスコピックス
テアリングコラム、プロペラシャフトスリーブヨーク部
等に用いられ、実開昭55-134373号公報、実開昭59-1670
62号公報、発明協会公開83-10085号技報は、その種のす
べりスプラインの近傍の構造を示している。

この種のすべりスプラインでは、軸方向の摺動抵抗を減
少させるとともに、すべりスプラインのオススプライン
歯とメススプライン歯間の遊び（ガタ）を減少させるこ
とが要求される。この要求を満足させるためのすべりス
プラインとしては、たとえば実開昭63-17326号公報が知
られている。

第３図は、上記公報に準じた構造のすべりスプラインを
示しており、オススプラインがメススプラインを貫通し
て抜けるスプライン構造に適用可能なすべりスプライン
を示している。

第３図において、１はメススプライン、10はメススプラ
インに挿入されるオススプライン、20はメススプライン
の円筒軸内に挿入される治具を示している。

メススプライン１の一方は、第３図に示すように、円筒
体２の内周にメススプライン歯３を有してものから成
る。メススプライン歯３が形成されるメススプライン１
の一方４は開口しており、この開口端側からオススプラ
イン10が挿入される。メススプライン１の他方には、中
空の円筒軸部６がメススプライン１と同軸芯状に形成さ
れている。メススプライン歯３は、メススプライン１の
円筒軸部６を除く部分の全長にわたってきられている。

オススプライン10は、第３図および第４図に示すよう
に、先端近傍からある距離にわたってオススプライン歯
11を有しオススプライン歯11より先端と反対側に円筒面
部12を有している。オススプライン歯11は、メススプラ
イン１のメススプライン歯３と軸方向に摺動可能にかつ
軸芯まわりに回転不能に係合されている。オススプライ
ン歯11の長さは、メススプライン歯３の長さより小で、
メススプライン１の開口端４近傍では、オススプライン
10は円筒面部12が対応している。円筒面部12の外周径は
メススプライン歯３の小径より小さく、両者の間には半
径方向の隙間が存在する。円筒面部12はメススプライン
１の開口端４より外側にも延びている。

オススプライン10の円筒面部12には、メススプライン１
の開口端部４に軸方向に対応する位置に、メススプライ
ン歯３の最小径にインロー部嵌合する円筒面状の外周面
を有する芯出しインロー径部13が半径方向に膨出形成さ
れている。

オススプライン10の先端には、先端に向かって縮径する
先端縮りテーパ14が、その軸心をオススプライン10の軸
芯と一致させて形成されている。テーパ14の先端はオス
スプライン10の軸芯と直交する平面で切り落された端面
15となっている。テーパ14の最小径部の径はオススプラ
イン歯11の最小径よりは当然に小さい。

メススプライン１に接続される円筒部６内には、治具20
がメススプライン10への樹脂（ナイロン）膜形成時に挿
入され、樹脂膜形成後に取り出される。治具20はすべり
スプラインの構成材ではないが、製造途中に用いられ
る。

治具20は円筒部６の内周に摺接してメススプラインと芯
合せされる外周面を有し、オススプライン10に対向する
側の先端に、治具先端に向かって拡がる先端拡がりテー
パ21が形成される。先端拡がりテーパ21の中心線はメス
スプライン１の軸芯と一致している。先端拡がりテーパ
21の拡開の角度は、オススプライン10の先端の先端縮り
テーパ14の角度と同じで、互にオス、メスの関係で密接
係合し、オススプライン10の先端側芯合せができるよう
になっている。先端拡がりテーパ21の先端は、治具20の
軸芯に直交する平坦面22によって切り落された端面とな
っている。平坦面22と先端拡がりテーパ21の円筒状交線
の直径は、オススプライン歯11の最小径より小さい。治
具20の先端部の外周には、治具20とメススプライン１と
の間の隙間をシールするゴムシール部材28が装着されて
いる。このゴムシール部材28によって溶融ナイロンの流
下が阻止される。

製作途中、メススプライン１、治具20によって囲まれた
スペースに溶融樹脂を入れてオススプライン10を挿入し
ていき、オススプライン10の先端のテーパ14を治具20の
先端の先端拡がりテーパ22に契合させたときに、溶融樹
脂は一部がオススプライン歯11とメススプライン歯３と
の間の微少空間を埋める方向に押し出され、さらに円筒
面部12とメススプライン歯３との間に押し出されて、冷
却固化されてオススプライン歯11に樹脂膜30が固着形成
される。

このようなすべりスプラインにおいては、オススプライ
ン挿入時のエアの閉じ込めを防止でき、オススプライン
に形成される樹脂膜のオススプラインに対する相対ずれ
を防止でき、オススプラインを軸方向にメススプライン
を貫通して摺動可能とすることができる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、第３図に示すすべりスプラインにも、ま
た解決されるべき問題が存在していた。樹脂膜の形成時
には、第３図に示す治具20は、誘導加熱によって加熱さ
れるが、ゴムシール部材28は治具20からの伝熱によって
あまり加熱されないため、ゴムシール部材28に隣接する
部分に形成される樹脂は重合程度が悪く、所望の性能を
得ることができないという問題があった。つまり、樹脂
（ナイロン）の最適成形温度は、110〜160℃の範囲にあ
るが、治具20を170℃に加熱した場合でも伝熱によって
ゴムシール部材28の温度は、65〜75℃程度にしかならな
い。したがって、第４図に示すように、樹脂膜30の残留
モノマ量をオススプライン10の軸方向に測定してみる
と、他の部位が１〜２％程度の値にもかかわらず、l₁部
位のみが約５％となっている。また、すべりスプライン
の耐久試験を実施した場合は、l₁部位の樹脂膜のみがオ
ススプライン10からはがれたり、樹脂膜自体がぼろぼろ
になってしまうという事態が生じていた。

また、オススプラインをメススプラインに当接させる構
造では、治具の摩耗が著しいという問題も生じていた。

本考案は、上記の問題に着目し、オススプラインを治具
に当接させることなくメススプラインとオススプライン
の芯合せが可能で、オススプラインの先端近傍に位置す
る樹脂膜の部位を、所望の品質に確保することのできる
すべりスプラインを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的に沿う本考案に係るすべりスプラインは、円筒
体の内周にメススプライン歯を有するメススプライン
と、メススプライン内に挿入され先端近傍にメススプラ
イン歯と軸方向に摺動可能にかつ軸芯まわりに回転不能
に噛合するオススプライン歯を有しオススプライン歯よ
り前記先端部と反対側に円筒面部を有するオススプライ
ンとからなり、前記メススプライン歯とオススプライン
歯との間に樹脂膜を形成したすべりスプラインにおい
て、前記オススプラインをメススプラインに挿入し、オ
ススプラインの円筒面部でメススプライン歯に対向する
位置に、メススプライン歯の最小径にインロー嵌合する
外周面を有する第１の芯出しインロー径部と第２の芯出
しインロー径部とを間隔をおいて形成し、前記オススプ
ラインの先端に、メススプラインの円筒部内に樹脂膜形
成時に挿入され樹脂膜形成後に除去される治具によって
厚肉樹脂部を形成し、該厚肉樹脂部をオススプライン歯
に形成された樹脂膜と一体にオススプラインに固着させ
たものから成る。

〔作用〕

このように構成されたすべりスプラインにおいては、オ
ススプラインの円筒面部に第１の芯出しインロー径部と
第２の芯出しインロー径部とが間隔を於いて設けられる
ので、両方の芯出しインロー径部をメススプラインに挿
入することによって、メススプラインとオススプライン
との芯出しが行なわれる。したがって、従来のようにオ
ススプラインを治具当接させる必要もなくなり、治具の
摩耗が解消される。

また、オススプラインの先端を治具に当接させないこと
により、樹脂膜の形成時には、オススプラインの先端と
治具の先端との間に樹脂を介装させることが可能とな
り、冷却固化した樹脂をオススプラインの先端に接合さ
せることができる。これにより、オススプラインの先端
には、厚肉樹脂部が形成される。この厚肉樹脂部の先端
は、樹脂膜の形成時には治具のゴムシール部材と接触す
ることになるので重合程度が悪くなるが、従来問題とな
っていた樹脂膜の部位は、厚肉樹脂部の形成によって治
具側から離れることになり、所望の品質を得ることがで
きる。

〔実施例〕

以下に、本考案に係るすべりスプラインの望ましい実施
例を、図面を参照して説明する。

第１図および第２図は、本考案の一実施例を示してい
る。本実施例の基本構成は、従来技術に示した第３図に
準じるので、準じる部分に第３図と同一の符号を付すこ
とにより準じる部分の説明を省略し、異なる部分につい
てのみ説明する。

第１図において、１はメススプラインを示し、10はオス
スプラインを示している。オススプライン10の先端は、
従来のように先端に向って縮径するテーパは形成されて
おらず、面取り部40を有する平面に形成されている。オ
ススプライン10の円筒面部12には、メススプライン１に
対応する位置に、メススプライン歯３の最小径にインロ
ー部嵌合する円筒面状の外周面を有する第１の芯出しイ
ンロー径部41と、第２の芯出しインロー径部42とが半径
方向に膨出形成されている。第１の芯出しインロー径部
41は、オススプライン歯11の近傍に配置されており、第
２の芯出しインロー径部42は、メススプライン１の開口
端部４に軸方向に対応する位置に配置されている。

治具20の外周面は円筒軸部６の内周に摺接しており、治
具20とメススプライン１とは芯合せされている。したが
って、この状態では、メススプライン１の軸芯とオスス
プライン10の軸芯と治具20の軸芯とは、一致される。そ
のため、治具20のオススプライン10に対向する側の先端
には、従来のように芯出し用のテーパ穴は形成されてお
らず、外周にゴムシール部材28が位置する治具20の端部
は平面に形成されている。

樹脂膜30の形成時には、オススプライン10の先端とこれ
に対向する治具20の先端との距離は、l₂に保たれるよう
になっている。

つぎに、上記のすべりスプラインにおける作用について
説明する。

メススプライン１とオススプライン10は、樹脂膜形成時
には互いに芯合せされなければならないが、これはオス
スプライン10の第１の芯出しインロー径部41と第２の芯
出しインロー径部42とをメススプライン歯３の最小径と
のインロー嵌合によって行なわれる。

この芯合せ時に、各芯出しインロー径部41、42とメスス
プライン歯３との間には、メススプライン歯３の歯形で
埋められないで残された部分のスペースが存在するた
め、オススプライン10の挿入時に、オススプライン10と
メススプライン１との間にあるエアは該スペースを通っ
て外部に抜け、閉じ込められたエアがオススプライン10
の挿入に支障をきたすことは生じず、円滑な芯合せが行
われる。

メススプライン10の挿入前に予めメススプライン１側に
注入された流動状の樹脂は、オススプライン10の挿入に
よって、メススプライン歯３とオススプライン歯12との
間を満し、樹脂の冷却固化によってオススプライン歯11
とメススプライン歯３との間に、樹脂膜30が形成され
る。また、本考案では、オススプライン10の先端と治具
20の端面との間の距離がl₂に設定されているので、この
隙間にも樹脂が充填され、この部分には、厚さl₂の厚肉
樹脂部45が形成される。この厚肉樹脂部45と樹脂膜30は
オススプライン10に一体に固着される。

樹脂膜の形成時には、厚肉樹脂部45とゴムシール部材28
は接触することになるが、この接触する厚肉樹脂部45は
機能上重要でないため、ゴムシール部材28の温度低下に
よる重合不良が発生しても、すべりスプラインの機能が
低下することはない。

また、樹脂をナイロンとした場合は、重合開始後に反応
熱が発生（液温でみると初期90℃のものが−140℃程度
まで上昇する）するが、ゴムシール部材28と接触する部
分の厚肉樹脂部45の樹脂総量が多いため、反応熱が多く
発生し、ゴムシール部28と接触する部分の重合度を向上
させることが可能となる。これを残留モノマ量で比較し
てみると、従来５％程度であったものが、３％程度に改
善される。

なお、オススプライン10の先端に厚肉樹脂部45を形成す
ることにより、この部分の成形収縮量が大きくなり（収
縮率は一定であるため、厚肉になればなるほど収縮量は
大きくなる）、厚肉樹脂部45は第２図のＡに示すよう
に、先細り状態となる。したがって、メススプライン１
とオススプライン10を分離させた後、再組付けする場合
は、オススプライン10のメススプライン１への挿入が容
易になる。

〔考案の効果〕

以上説明したように、本考案に係るすべりスプラインに
よるときは、オススプラインに第１の芯出しインロー径
部と第２の芯出しインロー径部とを形成するようにした
ので、オススプラインを治具に当接させることなく、メ
ススプラインとオススプラインとの芯出しを行なうこと
が可能となり、オススプラインの先端に、厚肉樹脂部を
形成することができる。厚肉樹脂部は、治具（ゴムシー
ル部材）との接触によって所望の性能を得ることができ
ないが、機能上問題とならない厚肉樹脂部材を犠牲にす
ることによって、従来構造で問題となっていたメススプ
ライン歯とオススプライン歯との間に形成される樹脂膜
部分を最適な条件で成形することができる。したがっ
て、この部分の樹脂膜の品質が向上され、樹脂膜のオス
スプラインからの剥離等を確実に防止することができ
る。

また、芯出し時にオススプラインを治具に当接させる必
要がなくなり、治具の寿命を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るすべりスプラインの樹脂膜形成時
の断面図、 第２図は樹脂膜が形成された第１図のオススプラインの
正面図、 第３図は従来のすべりスプラインの一例を示す断面図、 第４図は樹脂膜が形成された第３図のオススプラインの
正面図、 である。 １……メススプライン ３……メススプライン歯 10……オススプライン 11……オススプライン歯 20……治具 28……ゴムシール部材 30……樹脂膜 41……第１の芯出しインロー径部 42……第２の芯出しインロー径部 45……厚肉樹脂部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】円筒体の内周にメススプライン歯を有する
   メススプラインと、メススプライン内に挿入され先端近
   傍にメススプライン歯と軸方向に摺動可能にかつ軸芯ま
   わりに回転不能に噛合するオススプライン歯を有しオス
   スプライン歯より前記先端部と反対側に円筒面部を有す
   るオススプラインとからなり、前記メススプライン歯と
   オススプライン歯との間に樹脂膜を形成したすべりスプ
   ラインにおいて、前記オススプラインをメススプライン
   に挿入し、オススプラインの円筒面部でメススプライン
   歯に対向する位置に、メススプライン歯の最小径にイン
   ロー嵌合する外周面を有する第１の芯出しインロー径部
   と第２の芯出しインロー径部とを間隔をおいて形成し、
   前記オススプラインの先端に、メススプラインの円筒部
   内に樹脂膜形成時に挿入され樹脂膜形成後に除去される
   治具によって厚肉樹脂部を形成し、該厚肉樹脂部をオス
   スプライン歯に形成された樹脂膜と一体にオススプライ
   ンに固着させたことを特徴とするすべりスプライン。