JPH1182530A - スプライン結合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軸部材とパイプ部材とのスプライン結合構造に
おいて、軸部材に対して曲げ方向の力が作用したときの
ガタをなくす。 【解決手段】パイプ部材２０の内スプライン２１に、軸
部材１０の外スプライン１１をスプライン結合する。ス
リット２２を有するパイプ部材２０先端部を緊締部材４
１で締め付けて、外スプライン１１における基端側と内
スプライン２１における先端部との間のガタをなくす。
また、軸部材１０先端の環状溝１２に線ばね４１を係合
させ、その一部によりパイプ部材２０の拡管部２４の内
周面を押し、これにより、軸部材１０の外スプライン１
１の先端部をパイプ部材２０の内スプライン２１の基端
側に押し付けて両者のガタをなくす。軸部材１０の異な
る２箇所において、緊締部材３１、線ばね４１によって
それぞれガタがなくしているので、軸部材１０は、曲げ
方向の力が作用してもがたつかない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、車両用ス
テアリング装置に適用されるスプライン結合構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１４、図１５に、従来のスプライン結
合構造を示す（以下「従来例１」という）。

【０００３】この従来例１は、軸部材１１０先端側の外
周面に形成した外スプライン１１１を、パイプ部材１２
０先端側の内周面に形成した内スプライン１２１に挿着
し、軸部材１１０とパイプ部材１２０とを軸方向相対移
動可能かつ周方向相対回転不能にスプライン結合するも
のである。このとき、パイプ部材１２０の先端部に設け
た環状溝１２２にシール部材１３０を取り付け、その内
周面１３１により、軸部材１１０側の外スプライン１１
１を締め付ける。これにより、スプライン結合部のシー
ルを行うとともに、軸部材１１０側の外スプライン１１
１とパイプ部材１２０側の内スプライン１２１との間の
ガタ、特に長期使用に伴う摩耗によるガタをなくすよう
にしている。なお、図１５に示すように、シール部材１
３０の内周面１３１を、軸部材１１０外周面のうちの外
スプライン１１１が形成されていない部分１１２に嵌合
するようにしてもよい。

【０００４】図１６に、他の従来のスプライン結合構造
を示す（以下「従来例２」という。

【０００５】この従来例２は、実公昭６３−１７８６２
号公報に開示されているものであり、パイプ部材（公報
中の記載では「パイプ」）４内側の内スプライン（同じ
く「第２スプライン歯」）４ａに、軸部材２外側の外ス
プライン（同じく「第１スプライン歯」）２ａを挿入し
て両者をスプライン結合するものであり、パイプ部材４
の先端部に、その周方向を４等分する位置のそれぞれ
に、軸方向の沿ったスリット４ｂ、４ｂ…を計４本形成
している。そして、パイプ部材４に対する軸部材２の挿
入後に、パイプ部材４先端を緊締部材６によって締め付
ける。パイプ部材４先端は、スリット４ｂが形成されて
いるので、締付けにより内側に変形し、これにより、外
スプライン２ａと、内スプライン４ａとの間のガタがな
くなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来例１及び従来例２によると、それぞれシール部材１
３０、緊締部材６によってガタがなくなり、それぞれ軸
部材１１０、２に対する回転方向の力（トルク）に対し
ては有効に作用するものの、軸部材１１０、２に対する
曲げ方向の力（図中のＦ）に対して有効ではないという
問題があった。

【０００７】すなわち、軸部材１１０、２は、シール部
材１３０、緊締部材６によって締め付けられた部分（以
下「緊締部位」という）においては、パイプ部材１２
０、４との間のガタはなくなるものの、先端部における
ガタはなくならず、軸部材１１０、２に対して曲げ方向
の力Ｆが作用すると、これら軸部材１１０、２は緊締部
位を中心にして先端部がガタつくという問題である。

【０００８】例えば、従来例１又は従来例２のスプライ
ン係合構造が自動車等のステアリング装置に適用されて
いる場合、上述の軸部材１１０、２先端部のガタにより
次のような不具合が発生する。悪路走行等によって自動
車の車体が振動した場合、軸部材１１０、２はその自重
によって先端部が振られて振動し、パイプ部材１２０、
４の内側に当たって異音（打音）及びショックを発生さ
せる。このショックはハンドルホイールに伝達され、異
音とともに、運転者に不快感を感じさせることになる。

【０００９】そこで、本発明は、軸部材に曲げ方向の力
が作用した場合においても、軸部材がパイプ部材との間
でガタつくことのないようにしたスプライン係合構造を
提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上述目的を達成するため
の、請求項１に係る本発明は、先端部の外周面に外スプ
ラインが形成された軸部材を、先端部の内周面に内スプ
ラインが形成されたパイプ部材に挿入して嵌合させるス
プライン結合構造において、前記外スプラインと前記内
スプラインとの間の間隙をなくすための第１の緊締部
を、前記外スプラインの基端側に位置する前記内スプラ
インの先端部近傍に設け、前記外スプラインと前記内ス
プラインとの間の間隙をなくすための第２の緊締部を、
前記内スプラインの基端側に位置する前記外スプライン
の先端部近傍に設け、前記第２の緊締部は、前記軸部材
の先端部外周面に形成された環状溝と、該環状溝に係合
されるとともに、前記パイプ部材に対する前記軸部材の
挿入時には前記パイプ部材の内径よりも小さく圧縮さ
れ、また前記パイプ部材に対する前記軸部材の挿入後に
は拡開しようとする弾性力により前記軸部材の先端部近
傍の外スプラインを前記パイプ部材の内スプラインに押
圧する弾性部材と、を有する、ことを特徴とする。

【００１１】上述の請求項１の発明によると、軸部材の
外スプラインの基端側に第１の緊締部を設け、外スプラ
インの先端部近傍に第２の緊締部を設けた、すなわち、
外スプラインにおける軸方向のそれぞれ異なる位置に、
第１の緊締部と第２の緊締部を設け、これらによってパ
イプ部材の内スプラインと軸部材の外スプラインとの間
の間隙（ガタ）をなくすようにしているので、軸部材に
回転方向の力が作用したときのガタをなくすことができ
るのはもちろん、軸部材に曲げ方向の力が作用したとき
のガタもなくすることができる。他の言い方をすると、
軸部材は、外スプラインにおける軸方向の異なる２箇所
で、それぞれ第１、第２の緊締部材によりその動きが拘
束されているので、回転方向の力、曲げ方向の力に対し
ては、パイプ部材に対する動きの自由度はない。

【００１２】なお、第１、第２の緊締部による締付け力
が強過ぎる場合には、パイプ部材に対する軸部材の軸方
向の移動が規制されるおそれがあるので、上述の締付け
力は、ガタをなくし、かつ軸方向に円滑な動きを可能と
する必要最小限に設定するとよい。

【００１３】なお、本発明においては、第１の緊締部の
具体的な構成については、特に限定されるものではな
く、従来例１、２に示すものや、他の任意のものであっ
てもよい。本発明の特徴部分が、軸方向の異なる２箇所
に緊締部を設けた点と、第２の緊締部として上述の環状
溝及び弾性部材を有する点とにあるからである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に沿って、本発明の実
施の形態について説明する。

【００１５】〈実施の形態１〉図１、図２、図３に、本
発明に係るスプライン結合構造を示す。なお、図１は軸
心を含む縦断面図、また図２は図１のＡ−Ａ線矢視図、
さらに図３は弾性部材の単品図である。

【００１６】図１に示すスプライン結合構造は、軸部材
１０と、パイプ部材２０と、第１の緊締部３０と、第２
の緊締部４０とを主要構成部として構成されている。

【００１７】軸部材１０は、先端部（同図のおける右側
部分）の外周面に外スプライン１１が形成されている。
この外スプライン１１のさらに先端側には、後述の弾性
部材４１が係合される環状溝１２が形成されている。な
お、軸部材１０の基端部（同図における左側部分）は、
第１の十字軸自在継手５１を介してステアリングギヤ５
２に接続されている。

【００１８】パイプ部材２０は、先端部（同図における
左側部分）の内周面に内スプライン２１が形成されてい
る。内スプライン２１における先端側には、軸部材１０
の軸心に沿った方向の４本のスリット２２、２２…が形
成されている。各スリット２２は、パイプ部材２０の先
端を周方向に４等分する位置に形成されており、その長
さは、内スプライン２１のほぼ半分の長さに設定されて
いる。また、パイプ部材２０の先端近傍の外周面には、
後述の緊締部材を嵌めるための環状の凹部２３が形成さ
れている。パイプ部材２０は、基端部（同図における右
側部分）に、その内径ｄ１が内スプライン２１の大径部
の直径よりも大きく設定された拡管部２４を有する。な
お、拡管部２４の基端部は、第２の十字軸自在継手５３
を介して、ステアリングコラム５４により回転自在に支
持されているステアリングシャフト５５に接続されてい
る。

【００１９】上述の軸部材１０は、パイプ部材２０の内
側に先端側から挿入され、その外スプライン１１をほぼ
全長にわたって、パイプ部材２０の内スプライン２１に
スプライン結合させている。したがって、軸部材１０
は、パイプ部材２０に対して、周方向相対回転不能（回
転不能）かつ軸方向相対移動可能（摺動可能）となって
いる。すなわち、ステアリングシャフト５５が回転する
と、この回転は、順に、第２の十字軸自在継手５３、パ
イプ部材２０、軸部材１０、そして、第１の十字軸自在
継手５１を介して、ステアリングギヤ５２に伝達され
る。このとき、軸部材１０は、パイプ部材２０の対して
相対回転が禁止されるとともに、軸方向の移動は許容さ
れる。

【００２０】第１の緊締部３０は、上述のパイプ部材２
０の先端部、スリット２２、２２…、凹部２３等と、緊
締部材３１とによって構成されている。緊締部材３１
は、例えば、弾性を有する環状の部材によって形成され
ており、上述の環状の凹部２３に装着されてパイプ部材
２０の先端部近傍を内側に締め付けている。この締付け
により、スリット２２、２２…が形成されている先端部
は、内側に変形し、この変形により、軸部材１０側の外
スプライン１１における基端側と、パイプ部材２０側の
内スプライン２１のおける先端部近傍との間のガタ（間
隙）がなくなる。

【００２１】第２の緊締部４０は、上述の軸部材１０先
端の環状溝１２とこれに係合された弾性部材とによって
構成されている。弾性部材としては、本実施の形態１に
おいては、図３に示すように、ほぼ環状に形成された線
ばね４１が使用されている。同図に示す線ばね４１は、
円形部４１ａと、その相互に交差する始端部４１ｂ及び
終端部４１ｃとを有し、図３における自然状態での円形
部４１ａの半径がＲ１に、また始端部４１ｂ及び終端部
４１ｃの半径がＲ２に設定されている。この円形部４１
ａの半径Ｒ１は、上述のパイプ部材２０の内スプライン
２１の小径部の半径よりも小さく設定されており、また
始端部４１ｂ及び終端部４１ｃの半径Ｒ２は、上述のパ
イプ部材２０の拡管部２４の半径（ｄ１ ／２）よりも
大きく設定されている。このため、パイプ部材２０に対
して軸部材１０を挿入する際には、まず、軸部材１０の
環状溝１２に装着した線ばね４１の始端部４１ｂ及び終
端部４１ｃを内側に押し縮めるようにして、軸部材１０
の先端部をパイプ部材２０の先端部に挿入し、次に、こ
の押し縮めた状態のまま、線ばね４１が拡管部２４に到
達するまで軸部材１０を押し込む。すると、始端部４１
ｂ及び終端部４１ｃが外側に開いて、図２に示すように
拡管部２４をほぼ上方に向けて押す。これにより、軸部
材１０の先端部が下方に付勢され、外スプライン１１の
先端部がパイプ部材２０側の内スプライン２１の基端側
に押圧され、両者のガタがなくなる。なお、線ばね４１
は、始端部４１ｂ及び終端部４１ｃが、パイプ部材２０
の拡管部２４に当接することにより、軸部材１０の抜止
めとしても作用する。

【００２２】上述のように、軸部材１０とパイプ部材２
０とは、外スプライン１１の基端側と内スプライン２１
の先端部との間のガタが第１の緊締部３０によって、ま
た、外スプライン１１の先端部と内スプライン２１の基
端側との間のガタが第２の緊締部４０によってそれぞれ
なくなるので、軸部材１０は、回転方向の力が作用した
場合はもちろん、曲げ方向の力が作用した場合も、ガタ
つくことはない。

【００２３】したがって、上述の実施の形態１の場合の
ように、スプライン係合構造が自動車等のステアリング
装置に適用されている場合、上述の軸部材１０先端部の
ガタにより発生する前述の異音（打音）やショックの発
生を防止することができ、運転者に不快感を感じさせる
ことはない。

【００２４】〈実施の形態２〉図４、図５、図６に、実
施の形態２のスプライン結合構造を示す。なお、図４は
軸心を含む縦断面図、また図５は図４のＢ−Ｂ線矢視
図、さらに図６は弾性部材の単品図である。

【００２５】本実施の形態２においては、弾性部材とし
て、環状のゴムブッシュ４２を使用している。このゴム
ブッシュ４２は、一般的な合成ゴムによって形成するこ
とができ、その一部に、突出部４２ａを設け、その半径
をＲ２に設定している。この半径Ｒ２は、前述の実施の
形態１と同様の大きさ、すなわち、Ｒ２＞（ｄ１ ／
２）に設定してある。

【００２６】なお、弾性部材として、請求項１の線ばね
４１に代えて、本実施の形態２のゴムブッシュ４２を使
用した場合の作用・効果については、実施の形態１とほ
ぼ同様であるのでその説明は省略する。

【００２７】〈実施の形態３〉図７、図８、図９に、実
施の形態３のスプライン結合構造を示す。なお、図７は
軸心を含む縦断面図、また図８は図７のＣ−Ｃ線矢視
図、さらに図９は弾性部材の単品図である。

【００２８】本実施の形態３においては、弾性部材とし
て、切れ目を有するほぼ環状の板ばね４３を使用してい
る。なお、本実施の形態３においては、図７に示すよう
に、パイプ部材２０に対して軸部材１０を挿着した状態
において、板ばね４３の始端部４３ａ及び終端部４３ｂ
が、パイプ部材２０の拡管部２４ではなく、内スプライ
ン２１の基端部を押圧するようにしている。これによ
り、パイプ部材２０からの軸部材１０の引抜き、さらに
は再挿入が可能となる。この引抜き時や再挿入時には、
板ばね４３の始端部４３ａ及び終端部４３ｂが、内スプ
ライン２１に摺擦されることになる。したがって、摺擦
に伴う摩耗を減ずべく、板ばね４３全体をフッ素樹脂や
ＭｏＳ２でコーティングしたり、図１０に示すように、
摺擦される部分（始端部４３ａ、終端部４３ｂ）に樹脂
部材４３ｄを取り付けるようにするとよい。

【００２９】〈実施の形態４〉図１１、図１２、図１３
に、実施の形態４のスプライン結合構造を示す。なお、
図１１は軸心を含む縦断面図、また図１２は図１１のＤ
−Ｄ線矢視図、さらに図１３は弾性部材の単品図であ
る。

【００３０】本実施の形態４においては、弾性部材とし
て、ゴム層４４ａの表面に樹脂層４４ｂを設けた環状の
ブッシュ４４を使用している。このブッシュ４４は、図
１３に示すように、ゴム層４４ａの内周の中心と樹脂層
４４ｂの外周の中心とを偏心量Ｅだけ偏心させている。
なお、これはゴム層４４ａの厚さを均一ではなく、その
一部を厚くして肉厚部４４ｃを設けることにより可能で
ある。

【００３１】図１１に示すように、軸部材１０の挿着時
に、ブッシュ４４が内スプライン２１ａに当接するよう
にすると、ゴム層４４ａの肉厚部４４ｃが弾性変形し、
軸部材１０側の外スプライン１１の先端部を同図中の下
方に付勢し、パイプ部材２０側の内スプライン２１ａの
基端側に押し付ける。

【００３２】なお、本実施の形態４の作用・効果は、上
述の実施の形態３とほぼ同様である。

【００３３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
軸部材の外スプラインの基端側に第１の緊締部を設け、
外スプラインの先端部近傍に第２の緊締部を設けた、す
なわち、外スプラインにおける軸方向のそれぞれ異なる
位置に、第１の緊締部と第２の緊締部を設け、これらに
よってパイプ部材の内スプラインと軸部材の外スプライ
ンとの間の間隙（ガタ）をなくすようにしているので、
軸部材に回転方向の力が作用したときのガタをなくすこ
とができるのはもちろん、軸部材に曲げ方向の力が作用
したときのガタも有効になくすことができる。

【００３４】したがって、例えば、本発明に係るスプラ
イン結合構造を自動車等のステアリング装置に適用した
場合には、悪路走行等によって車体が振動した場合で
も、従来例１、２とは異なり、軸部材先端部がパイプ部
材内側に当たって運転者にとって不快な異音（打音）や
ショックが発生するということはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１のスプライン結合構造を示す、軸
を含む縦断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ線矢視図。

【図３】実施の形態１の弾性部材（線ばね）の単品図。

【図４】実施の形態２のスプライン結合構造を示す、軸
を含む縦断面図。

【図５】図４のＢ−Ｂ線矢視図。

【図６】実施の形態２の弾性部材（ゴムブッシュ）の単
品図。

【図７】実施の形態３のスプライン結合構造を示す、軸
を含む縦断面図。

【図８】図７のＣ−Ｃ線矢視図。

【図９】実施の形態３の弾性部材（板ばね）の単品図。

【図１０】他の板ばねを示す単品図。

【図１１】実施の形態４のスプライン結合構造を示す、
軸を含む縦断面図。

【図１２】図１１のＤ−Ｄ線矢視図。

【図１３】実施の形態４の弾性部材（ブッシュ）の単品
図。

【図１４】従来例１のスプライン結合構造を示す、軸を
含む縦断面図。

【図１５】従来例１の他のスプライン結合構造を示す、
軸を含む縦断面図。

【図１６】従来例２のスプライン結合構造を示す、軸を
含む縦断面図。

【符号の説明】

１０ 軸部材 １１ 外スプライン １２ 環状溝 ２０ パイプ部材 ２１ 内スプライン ２２ スリット ２４ 拡管部 ３０ 第１の緊締部 ３１ 緊締部材 ４０ 第２の緊締部 ４１ 弾性部材（線ばね） ４２ 弾性部材（ゴムブッシュ） ４３ 弾性部材（板ばね） ４４ 弾性部材（ブッシュ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端部の外周面に外スプラインが形成さ
   れた軸部材を、先端部の内周面に内スプラインが形成さ
   れたパイプ部材に挿入して嵌合させるスプライン結合構
   造において、 前記外スプラインと前記内スプラインとの間の間隙をな
   くすための第１の緊締部を、前記外スプラインの基端側
   に位置する前記内スプラインの先端部近傍に設け、 前記外スプラインと前記内スプラインとの間の間隙をな
   くすための第２の緊締部を、前記内スプラインの基端側
   に位置する前記外スプラインの先端部近傍に設け、 前記第２の緊締部は、 前記軸部材の先端部外周面に形成された環状溝と、 該環状溝に係合されるとともに、前記パイプ部材に対す
   る前記軸部材の挿入時には前記パイプ部材の内径よりも
   小さく圧縮され、また前記パイプ部材に対する前記軸部
   材の挿入後には拡開しようとする弾性力により前記軸部
   材の先端部近傍の外スプラインを前記パイプ部材の内ス
   プラインに押圧する弾性部材と、を有する、 ことを特徴とするスプライン結合構造。