专利名称：伸缩轴的制造方法以及利用该制造方法制造的伸缩轴的制作方法
技术领域：
本发明涉及伸缩轴的制造方法以及利用该制造方法制造的伸缩轴，上述伸缩轴尤其是能够传递旋转转矩且能够沿轴向相对滑动的伸缩轴，例如，中间轴、转向轴等。
背景技术：
在转向装置中，以能够传递旋转转矩、且能够沿轴向相对滑动的方式连结的花键轴等伸缩轴被编入中间轴、转向轴等中。即，中间轴在将万向接头紧固于与转向齿轮的齿条轴啮合的小齿轮轴时，为了从暂时收缩的状态嵌合于小齿轮轴而进行紧固、又或者为了吸收与车体框架之间的相对位移，需要伸缩功能。并且，转向轴将方向盘的控制カ向车轮传递，并且根据驾驶员的体格、驾驶姿势，需要将方向盘的位置沿轴向进行调整，因此要求伸縮功能。 近几年，由于提高了车体整体的刚性与行驶稳定性，所以在操作方向盘时，驾驶员容易感到伸缩轴在旋转方向的晃荡。为此，希望有旋转方向的晃荡与滑动阻カ小、且润滑性与耐久性优异的伸缩轴。因此，有如下伸缩轴，即，在雄轴的齿面外周覆盖滑动阻力小的树脂等，在涂布了润滑用的润滑剂之后该伸缩轴嵌合于雌轴。在这样的伸缩轴中，若滑动阻カ的容许范围小，则由于雄轴、雌轴以及树脂被覆部的加工精度，难以在滑动阻カ的容许范围内进行制造。对专利文献I的伸缩轴而言，在雌轴嵌合于覆盖了树脂的雄轴的状态下，施加旋转转矩，向雄轴的外齿的树脂被覆部推压雌轴的内齿，树脂被覆部被压缩且硬化，从而在树脂被覆部形成按压凹面。由此，长期将滑动间隙维持为一定，在按压凹面积存润滑剂，从而使润滑剂的供给良好地进行。图7至图9表示现有的伸缩轴。图7是表示现有的伸缩轴的纵向剖视图，图8 (a)是表示图7的将雌轴外嵌于覆盖了被覆部的雄轴的初期状态的放大剖视图，图8(b)是表示使被覆部塑性变形而缩小了过盈量的状态的图7的C-C放大剖视图，图9(a)是表示使被覆部塑性变形而缩小了过盈量的状态的图7的D-D放大剖视图，图9(b)是图9(a)的Q部放大剖视图。如图7所示，现有的伸缩轴是中间轴16的雄轴16A的车体前方侧(图I的左端)内嵌于雌轴16B的车体后方侧(图7的右端)而进行连结的。如图7、图8(a)所示，雌轴16B形成为中空筒状，在其内周，多个轴向的齿槽41从雌轴16B的轴心呈放射状地、遍及伸缩行程的全长地等间隔地形成。在具有与齿槽41的个数相同数量的轴向的凸条齿51的雄轴16A上，在凸条齿51的轴向的全长涂层有被覆部61，该被覆部61使凸条齿51与雌轴16B的轴向的齿槽41之间的滑动阻カ減少。将被覆部61的厚度预先较厚地形成，以使中间轴16的试运行前的滑动阻力比规定的容许范围的下限值大。接下来，如图7、图8(a)所示，在雄轴16A的凸条齿51的轴向的全长外嵌雌轴16B的齿槽41。粘接，在雌轴16B嵌合于涂层有被覆部61的雄轴16A的状态下，施加旋转转矩，将雌轴16B的齿槽41向雄轴16A的凸条齿51的被覆部61推压，从而压缩被覆部61而使之塑性变形，如图8(b)所示，在被覆部61形成按压凹面611。由于在雌轴16B的齿槽41上无法避免花键加工时的加工误差，因此根据雌轴16B的轴向位置不同，齿槽41的齿顶的位置朝向雌轴16B的轴心侧进出(变动)。例如，存在如下情况，与图8 (b)所示的C-C剖面位置的齿顶411C相比，图9 (a)、(b)所示的D-D剖面位置的齿顶41ID朝向雌轴16B的轴心侧突出。这样，在使雌轴16B 相对于雄轴16A滑动时，雌轴16B的齿槽41的D-D剖面位置的齿顶411D近旁的齿面412陷入被覆部61，因此产生滑动阻カ变动的不利情況。并且，由于在被覆部61产生阶梯面612，因此填充在雄轴16A的凸条齿51的齿根近旁的润滑油被阶梯面612遮挡，从而产生润滑油难以到达按压凹面611的不利情況。并且，在现有的液压动カ转向装置中，施加于中间轴16的转矩比较小，但在立柱助力式电动动カ转向装置中，施加于中间轴16的转矩较大。因此，中间轴16的被覆部61的变形变大，雌轴16B的齿顶陷入雄轴16A的齿根的被覆部61，从而产生滑动阻カ变动的不利情況。
背景技术：
文献专利文献专利文献I :日本特开2004-66970号公报
发明内容
发明所要解决的课题本发明的课题在于提供伸缩轴的制造方法、以及利用该方法制造的伸缩轴，其中，伸缩轴为具有減少滑动阻カ的被覆部的伸缩轴，其使由伸缩轴的滑动位置引起的滑动阻カ的变动变小，并且使润滑油的润滑性能良好。解决课题的方法利用以下方法来解决上述课题。即，第一发明是伸缩轴，其具有在外周形成有多个凸条齿的雄轴；在内周形成有多个齿槽的雌轴，该多个齿槽以能够沿轴向相对滑动、并且能够传递旋转转矩的方式外嵌于上述雄轴的凸条齿；以及被覆部，该被覆部覆盖上述雄轴的凸条齿的齿面，将上述雌轴的齿槽以具有过盈量的方式外嵌于形成有上述被覆部的雄轴的凸条齿，上述伸縮轴的特征在于，在上述雄轴的凸条齿的齿根近旁的齿面的被覆部形成退让部，以使被覆部不与上述雌轴的齿槽的齿顶近旁的齿面抵接。根据第一发明的伸缩轴，第二发明的特征在于，上述凸条齿的齿面的被覆部的曲率半径形成为比上述齿槽的齿面的曲率半径小。根据第二发明的伸缩轴，第三发明的特征在于，在上述凸条齿的齿面的被覆部与齿槽的齿面之间的啮合部的齿高方向的两端，形成有从齿高方向的中央部朝向两端间隙变大的楔状的间隙。根据第三发明的伸缩轴，第四发明的特征在于，在上述凸条齿的齿面的被覆部的齿高方向的两端，形成有朝向半径方向外侧突出的圆弧倒角。根据第一发明的伸缩轴，第五发明的特征在于，上述被覆部利用粘接剂粘接于上述凸条齿的齿面。
根据第五发明的伸缩轴，第六发明的特征在于，在上述凸条齿的齿面形成有微小的凹凸。根据第六发明的伸缩轴，第七发明的特征在于，上述微小的凹凸是利用在沿轴向冲压成型凸条齿时、在凸条齿的切削加工时、在凸条齿的喷丸硬化加工时、在凸条齿的酸洗处理中的任意ー项而形成的。根据第一发明至第七发明中任一项的发明的伸缩轴，第八发明的特征在于，上述伸缩轴是与用于向转向轴施加辅助转矩的助推装置的输出轴连结的中间轴。第九发明是伸缩轴的制造方法，上述伸縮轴具备在外周形成有多个凸条齿的雄轴；在内周形成有多个齿槽的雌轴，该多个齿槽以能够沿轴向相对滑动、并且能够传递旋转转矩的方式外嵌于上述雄轴的凸条齿；以及被覆部，该被覆部覆盖上述雄轴的凸条齿的齿面，上述伸缩轴的制造方法为，在将上述雌轴的齿槽以具有过盈量的方式外嵌于形成有 上述被覆部的雄轴的凸条齿之后，对被覆部施加压缩应力来使被覆部塑性变形而缩小过盈量，从而形成规定的滑动阻カ的伸缩轴的制造方法，其特征在于，在上述雄轴的凸条齿的齿根近旁的齿面的被覆部形成退让部，以使被覆部不与上述雌轴的齿槽的齿顶近旁的齿面抵接。根据第九发明的伸缩轴，第十发明的特征在于，上述退让部在对上述被覆部施加压缩应カ而使被覆部塑性变形前的深度为10微米以上。发明效果在本发明的伸缩轴的制造方法、以及利用该制造方法制造的伸缩轴中，在雄轴的凸条齿的齿根近旁的齿面的被覆部形成有退让部，以使被覆部不与雌轴的齿槽的齿顶近旁的齿面抵接。因此，即使在被覆部塑性变形了之后，能够维持退让部比塑性变形面凹陷的状态。因此，雌轴的齿槽的齿顶近旁的齿面不会陷入被覆部，从而滑动阻カ不会变动。并且，在被覆部的塑性变形面与退让部之间的连接处没有台阶，从而充填于雄轴的凸条齿的齿根近旁的润滑油能顺利到达塑性变形面。
图I是表示具有本发明的伸縮轴的转向装置的整体、并将一部分切断的侧视图，其表示适用于具有控制辅助部的电动动カ转向装置的实施例。图2是表示本发明的实施例I的伸缩轴的制造エ序的纵向剖视图。图3表示图2的放大剖视图，(a)是表示覆盖有轴套的伸缩轴的放大剖视图，(b)是表示涂层有被覆部的伸缩轴的放大剖视图。图4是表示本发明的实施例I的伸缩轴的雄轴的立体图。图5是表示本发明的实施例I的伸缩轴的制造エ序的图3(b)的P部放大剖面图，(a)是表示将雌轴外嵌于覆盖有被覆部的雄轴的初期状态的放大剖视图，(b)是表示使被覆部塑性变形而缩小了过盈量的状态的图2的A-A放大剖视图。图6是表示使被覆部塑性变形而缩小了过盈量的状态的图2的B-B放大剖视图。图7是表示现有的伸缩轴的纵向剖视图。图8 (a)是表示图7的将雌轴外嵌于覆盖有被覆部的雄轴的初期状态的放大剖视图、(b)是表示使被覆部塑性变形而缩小了过盈量的状态的图7的C-C放大剖视图。图9(a)是表示使被覆部塑性变形而缩小了过盈量的状态的图7的D-D放大剖视图，(b)是(a)的Q部放大剖视图。图10是表示本发明的实施例2的伸缩轴的放大剖视图，其是与实施例I的图3(b)相当的图。图11是图10的R部放大剖视图，其是与实施例I的图5(b)相当的图。图12是图11的S部放大剖视图。图13是本发明的实施例3的伸缩轴的啮合部的放大剖视图。
具体实施方式
以下，基于附图对本发明的实施例I至实施例3进行说明。实施例I以下，基于附图对本发明的实施例进行说明。图I是表示本发明的具有伸缩轴的转向装置的整体、并将一部分切断的侧视图，其表示适用于具有控制辅助部的电动动カ转向装置的实施例。图2是表示本发明的实施例I的伸缩轴的制造エ序的纵向剖视图。图3表示图2的放大剖视图，图3(a)是表示覆盖有轴套的伸缩轴的放大剖视图，图3(b)是表示涂层有被覆部的伸缩轴的放大剖视图。图4是表示本发明的实施例I的伸缩轴的雄轴的立体图，图5是表示本发明的实施例I的伸缩轴的制造エ序的图3(b)的P部放大剖视图，图5(a)是表示将雌轴外嵌于覆盖有被覆部的雄轴的初期状态的放大剖视图，图5(b)是表示使被覆部塑性变形而缩小了过盈量的状态的图2的A-A放大剖视图。图6是表示使被覆部塑性变形而缩小了过盈量的状态的图2的B-B放大剖视图。如图I所示，本发明的实施例的具有伸缩轴的转向装置具备在车体后方侧(图I的右侧)能够安装方向盘11的转向轴12 ;通插该转向轴12的转向立柱13 ;用于对转向轴12施加辅助转矩的助推装置(控制辅助部)20 ;以及在转向轴12的车体前方侧(图I的左侧)介由未图示的齿条/小齿轮机构而进行连结的转向齿轮30。转向轴12是将外轴12A与内轴12B以自如传递旋转转矩、并且在轴向能够相对位移的方式组合而形成的。即，在内轴12B的车体后方侧外周形成有多个雄花键。在外轴12A的车体前方侧内周，在与雄花键相同相位位置上形成有多个雌花键。外轴12A的雌花键以规定的间隙外嵌于内轴12B的雄花键，它们以自如传递旋转转矩、并且在轴向能够相对位移的方式进行卡合。因此，在上述外轴12A与内轴12B碰撞时，该卡合部相对滑动而能够缩短全长。并且，插通有上述转向轴12的筒状的转向立柱13以能够伸缩移动的方式将外立柱13A与内立柱13B组合，在碰撞时施加了轴向的冲击的情况下，对由该冲击弓I起的能量进行吸收并缩短全长，成为所谓可折叠的构造。另外，将上述内立柱13B的车体前方侧端部压入嵌合于齿轮箱21的车体后方侧端部而进行固定。并且，将上述内轴12B的车体前方侧端部通过该齿轮箱21的内侧而与助推装置20的未图示的输入轴的车体后方侧端部结合。转向立柱13的中间部通过支承托架14而支承于仪表板的下面等的车体18的一部分。并且，在该支承托架14与车体18之间，设置未图示的卡止部，在对该支承托架14施加朝向车体前方侧的方向的冲击的情况下，该支承托架14从上述卡止部脱离，井向车体前方侧移动。并且，上述齿轮箱21的上端部也支承于上述车体18的一部分。并且，在本实施例的情况下，通过设置倾斜机构以及伸缩机构，可自如对上述方向盘11的车体前后方向位置、以及高度位置进行调节。像这样的倾斜机构以及伸縮机构在现有技术中众所周知，也不是本发明的特征部分，因此省略其详细说明。从上述齿轮箱21的车体前方侧端面突出的输出轴23介由万向接头15与中间轴16的雄中间轴(以下称作“雄轴”)16A的后端部连结。并且，在该中间轴16的雌中间轴(以下称作“雌轴”)16B的前端部介由另外的万向接头17，连结有转向齿轮30的输入轴31。雄轴16A相对于雌轴16B以能够沿轴向相对滑动、并且能够传递旋转转矩的方式进行结合。未图示的小齿轮形成于该输入轴31的前端部。并且，未图示的齿条与该小齿轮 啮合，使方向盘11的旋转移动横拉杆32，从而控制未图示的车轮。在助推装置20的齿轮箱21固定有电动机26的箱体261。由转矩传感器检测从方向盘11对转向轴12施加的转矩的方向与大小。根据该检测信号,驱动电动机26,介由未图示的减速机构沿规定的方向、以规定的大小使输出轴23产生辅助转矩。如图2所示，表示本发明的实施例I的伸缩轴适用于中间轴16的雄轴16A与雌轴16B的例子。雄轴16A的车体前方侧(图2的左端)内嵌于雌轴16B的车体后方侧(图2的右端)而进行连结。如图2、图3(a)、(b)所示，以碳素钢或者铝合金成型的雌轴16B形成为中空筒状，在其内周，多个轴向的齿槽41从雌轴16B的轴心呈放射状地、且遍及伸缩范围(伸縮行程)的全长地等间隔地形成。图3(a)的例子表示为，在以碳素钢或者铝合金成型的雄轴(雄花键轴)16A的凸条齿51上，作为使凸条齿51与雌轴(雌花键筒)16B的齿槽41之间的滑动阻カ减少的被覆部61而覆盖有轴套的伸缩轴的例子。S卩，作为用于传递旋转转矩的非圆形的外周形状，在具有4个轴向的凸条齿51的雄轴16A上，沿凸条齿51的轴向的全长作为使凸条齿51与雌轴16B的齿槽41之间的滑动阻力减少的被覆部61而覆盖轴套。另外，图3(b)的例子表示为，在雄轴(雄花键轴)16A的凸条齿51上，涂层有作为使凸条齿51与雌轴(雌花键筒)16B的齿槽41之间的滑动阻カ减少的被覆部61的伸缩轴的例子。即，作为用于传递旋转转矩的非圆形的外周形状，在具有18个轴向的凸条齿51的雄轴16A上，沿凸条齿51的轴向的全长，涂层有使凸条齿51与雌轴16B的轴向的齿槽41之间的滑动阻力减少的被覆部61。图3(a)、(b)的被覆部61的材质优选为橡胶，例如，天然橡胶、合成橡胶、或者天然橡胶与合成橡胶的混合物中的至少ー个来构成。并且，被覆部61的材质也可以由ニ硫化钥、石墨、氟素化合物中的至少ー个固体润滑剂来构成。另外，被覆部61的材质也可以用使天然橡胶、合成橡胶、或者、天然橡胶与合成橡胶的混合物中的至少ー个含有ニ硫化钥、石墨、氟素化合物中的至少ー个固体润滑剂的材质来构成。
并且，上述被覆部61的材质优选为，以聚四氟こ烯、酚醛树脂、甲醛树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、聚苯硫醚树脂、聚醚醚酮树脂、聚酰胺树脂、聚甲醛(POM)树脂中的至少ー个高分子材料来构成。另外，上述被覆部61的材质也可以用在聚四氟こ烯、酚醛树脂、甲醛树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺-酰亚胺树脂、聚醚砜树脂、聚苯硫醚树脂中的至少ー个高分子材料包含ニ硫化钥、石墨、氟素化合物中的至少ー个固体润滑剂的材质来构成。如图5(a)所示，在雄轴16A的凸条齿51的轴向的全长，形成使凸条齿51与雌轴16B的齿槽41之间的滑动阻カ减少的被覆部61。被覆部61的厚度形成较厚，以使中间轴16的试运行前的滑动阻カ成为比规定的滑动阻カ的容许范围的下限值大的滑动阻力，齿槽41的齿面413与被覆部61设定为具有过盈量。在被覆部61形成退让部613,以使凸条齿51的齿根近芳的齿面的被覆部61不与雌轴16B的齿槽41的齿顶41IA近旁的齿面412抵接。试运行中间轴16，压缩被覆部61而使之塑性变形的量为I微米至10微米。因此，对被覆部61施加压缩应力，使被覆部61塑性变形之前的退让部613的深度a I优选为10微米以上。接下来，如图2所示，在雄轴16A的凸条齿51的轴向的全长外嵌雌轴16B的齿槽41。被覆部61的厚度形成为较厚，以使中间轴16的试运行前的滑动阻カ为比规定的滑动阻力的容许范围的下限值大的滑动阻力，因此，齿槽41的齿面413与被覆部61具有过盈量地嵌合。在雌轴16B的齿槽41与被覆部61的外周之间，以规定量充填规定的硬度(粘度)的润滑脂。接下来，在雌轴16B与雄轴16A之间，边施加旋转转矩，边使雄轴16A相对于雌轴16B沿轴向相对地往复滑动。或者、边使雄轴16A相对于雌轴16B相对地折弯,边使雄轴16A相对于雌轴16B沿轴向相对地往复滑动。这样，由于滑动时的摩擦力，被覆部61的温度上升。若被覆部61的温度上升，则被覆部61遍及雄轴16A的凸条齿51的轴向的全长膨胀。因此，如图4的点划线的椭圆Tl、T2所示，遍及凸条齿51的轴向的全长，被覆部61使齿槽41的齿面413与被覆部61之间的过盈量变大。若持续雄轴16A相对于雌轴16B的往复滑动，则被覆部61与齿槽41的齿面413接触的部分被強力压缩，从而遍及凸条齿51的轴向的全长均等地引起塑性变形与蠕变变形而引起压缩应变。通过使雄轴16A相对于雌轴16B进行往复滑动,雌轴16B的齿槽41与雄轴16A的凸条齿51遍及轴向的全长均等地接触，从而滑动阻カ遍及滑动行程的全长为一定。并且，在被覆部61的温度上升了的状态下，被覆部61受到较大的压缩应力，因此随着时间的经过，由于蠕变现象被覆部61的压缩应变増大。若停止雄轴16A相对于雌轴16B的往复滑动、被覆部61返回至常温，则如图5 (b)所不，被覆部61收缩。其结果，被覆部61使齿槽41的齿面413与被覆部61之间的过盈量变小，试运行之后的中间轴16的滑动阻カ成为规定的大小。如图5(b)所示，即使在被覆部61塑性变形之后，退让部613的深度为a 2，与塑性变形面614相比也能维持些许凹陷的状态。由于花键加工时的加工误差，存在如下情况，即，与图5(b)所示的A-A剖面位置的、齿顶411A相比，图6所示的B-B剖面位置的齿顶411B朝向雌轴16B的轴心侧突出。但是，即使在被覆部61塑性变形了之后，如图5(b)所示，退让部613也残留深度a 2。因此，当使雌轴16B相对于雄轴16A滑动时，雌轴16B的齿槽41的齿顶411B近旁的齿面412不会陷入被覆部61，从而滑动阻カ不会发生变动。并且，在被覆部61的塑性变形面614与退让部613之间的连接处没有台阶，从而在雄轴16A的凸条齿51的齿根近旁充填的润滑油能顺利到达塑性变形面614。作为其他的例子，以未图示的加工夹具等固定雌轴16B，如图2所示，在雌轴16B的外周外嵌高频率线圈等加热装置71。若向加热装置71流动交流电流，则通过电磁感应来加热雌轴16B，该热量向被覆部61传递，被覆部61加热到规定的温度。若加热被覆部61，则被覆部61遍及雄轴16A的凸条齿51的轴向的全长膨胀。由此，如图4的点划线的椭圆T1、T2所示，遍及凸条齿51的轴向的全长，被覆部61使齿槽41的齿面413与被覆部61之间的过盈量变大。
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接下来，如图2的箭头R所示，若使雄轴16A相对于雌轴16B相对地沿轴向以规定次数进行往复滑动，则被覆部61与齿槽41的齿面413接触的部分被強力压缩，从而遍及凸条齿51的轴向的全长均等地引起塑性变形与蠕变变形而引起压缩应变。通过使雄轴16A相对于雌轴16B进行往复滑动,雌轴16B的齿槽41与雄轴16A的凸条齿51遍及轴向的全长均等地接触，从而滑动阻カ遍及滑动行程的全长为一定。并且，在被覆部61的温度高的状态下，被覆部61受到大的压缩应力，因此随着时间的经过，由于蠕变现象被覆部61的压缩应变増大。若被覆部61返回到常温,则如图5 (b)所不,被覆部61收缩。其结果，被覆部61使齿槽41的齿面413与被覆部61之间的过盈量变小，从而试运行之后的中间轴16的滑动阻力成为规定的大小。如图5(b)所示，即使在被覆部61塑性变形之后，退让部613的深度为a 2，与塑性变形面614相比也能维持些许凹陷的状态。由于花键加工时的加工误差，存在如下情况，S卩，与图5(b)所示的A-A剖面位置的齿顶411A相比，图6所示的B-B剖面位置的齿顶411B朝向雌轴16B的轴心侧突出。但是，即使在被覆部61塑性变形了之后，如图5(b)所示，退让部613也残留深度a 2。因此，当使雌轴16B相对于雄轴16A滑动时，雌轴16B的齿槽41的齿顶411B近旁的齿面412不会陷入被覆部61，从而滑动阻カ不会发生变动。并且，在被覆部61的塑性变形面614与退让部613之间的连接处没有台阶，从而在雄轴16A的凸条齿51的齿根近旁充填的润滑油能顺利到达塑性变形面614。实施例2接下来，对本发明的实施例2进行说明。图10是表示本发明的实施例2的伸缩轴的放大剖视图，其是与实施例I的图3(b)相当的图，图11是图10的R部放大剖视图，其是与实施例I的图5(b)相当的图，图12是图11的S部放大剖视图。在以下的说明中，仅对与上述实施例不同的构造部分进行说明，省略重复的说明。并且，对相同构件赋予相同符号并进行说明。实施例2是以粘接剂将被覆部61粘接于凸条齿51的齿面的例子。S卩，如图10至图12所示，对于实施例2的伸缩轴而言，以碳素钢或者铝合金形成的雌轴16B形成为中空筒状，以碳素钢或者铝合金形成的雄轴(雄花键轴)16A也形成为中空筒状。在雄轴16A的凸条齿51上，覆盖使凸条齿51与雌轴(雌花键筒)16B的齿槽41之间的滑动阻カ减少的被覆部61，以粘接剂将被覆部61的内周615粘接于凸条齿51的齿面511。作为在雄轴16A的凸条齿51覆盖被覆部61的方法，优选为注射成型法、流动浸溃法。作为粘接剂，使用底层涂料、环氧树脂系粘接剂、橡胶系粘接剂。即，作为用于传递旋转转矩的非圆形的外周形状，在具有18个轴向的凸条齿51的雄轴16A上，沿凸条齿51的轴向的全长，粘接并固定有使凸条齿51与雌轴16B的轴向的齿槽41之间的滑动阻カ减少的被覆部61。如图12所示，在凸条齿51的齿面511上，由于残留对凸条齿51进行切削加工时的加工痕迹、或者进行喷丸硬化加工或酸洗处理来形成微小的凹凸，从而使被覆部61的粘接強度变大。也可以通过沿轴向将雄轴16A的凸条齿51冲压成型，来形成轴向的微小的凹凸。这样，若在凸条齿51的齿面511上形成微小的凹凸，贝U凸条齿51的齿面511与被覆部 61的内周612之间的摩擦カ增加，从而不需要利用粘接剂的粘接，这是优选的。实施例2与实施例I相同，在凸条齿51的齿根近旁的齿面的被覆部61上形成退让部613，以使雌轴16B的齿槽41的齿顶411A近旁的齿面412不与被覆部61抵接。即使在使雄轴16A相对于雌轴16B往复滑动、被覆部61塑性变形了之后，退让部613的深度为a 2，与塑性变形面614相比也能维持些许凹陷的状态。如图11所示，若对像这样构成的本发明的实施例2的伸缩轴施加较大的旋转转矩T，则被覆部61被压缩。尤其，与现有的液压助力转向装置相比较，立柱助推式电动动カ转向装置施加于中间轴16的旋转转矩变大为10 40倍左右，因此施加较大的旋转转矩T。但是，如上所述，被覆部61的内周615粘接于凸条齿51的齿面511，因此抑制压缩方向(图11的箭头a 3、a 4)、圆周方向(图11的箭头3 3、P 4)、轴向(与图11的纸面正交的方向)这三个方向的弹性变形。当施加较大的旋转转矩T时，若被覆部61未粘接于齿面511，则被覆部61的塑性变形面614向凸条齿51的齿根侧塑性流动，退让部613向凸条齿51的齿根侧移动。其结果，当使雌轴16B相对于雄轴16A滑动时，雌轴16B的齿顶411A近旁的齿面412陷入被覆部61，从而产生滑动阻カ变动的不利情況。若为了避免该不利情况而使退让部613的齿高方向的长度变长，则齿槽41与凸条齿51的接触面积变小，从而产生接触面的耐久性低下的不利情況。在本发明的实施例2的伸缩轴中，被覆部61的内周615与凸条齿51的齿面511粘接，因此抑制退让部613向凸条齿51的齿根侧移动的量。其结果，抑制雌轴16B的齿顶411A近旁的齿面412陷入被覆部61的情况，从而能够抑制滑动阻カ的变动。在本发明的实施例2中，如上所述，雄轴16A形成为中空筒状。因此，当施加较大的旋转转矩T时，若被覆部61未粘接于齿面511，则由于旋转转矩T雄轴16A的凸条齿51发生弹性变形，从而由于凸条齿51的齿面511与被覆部61之间的相对移动使被覆部61的内周615磨损。其结果,在凸条齿51的齿面511与被覆部61的内周615之间夹杂磨损粉末,从而被覆部61与雌轴16B的齿槽41的齿面413之间过盈量变大。这样，被覆部61与齿面413之间的滑动阻カ变大，车轮侧的振动介由中间轴16而易于向方向盘传递，从而产生控制感低下的不利情況。
在本发明的实施例2的伸缩轴中，被覆部61的内周615与凸条齿51的齿面511粘接。因此，抑制凸条齿51的齿面511与被覆部61的内周615之间的相对移动，从而抑制被覆部61的内周615的磨损，进而抑制被覆部61与齿面413之间的滑动阻カ的增加。实施例3接下来，对本发明的实施例3进行说明。图13是本发明的实施例3的伸缩轴的啮合部的放大剖视图。在以下的说明中，仅对与上述实施例不同的构造部分进行说明，省略重复的说明。并且，对相同构件赋予相同符号并进行说明。实施例3是在凸条齿51的齿面与齿槽41的齿面之间的啮合部上形成有朝向齿高方向的两端地间隙变大的楔状的间隙的例子。S卩，如图13所示，对于实施例3的伸缩轴而言，在雄轴16A的凸条齿51上覆盖有使凸条齿51与雌轴(雌花键筒)16B的齿槽41之间的滑动阻カ减少的被覆部61。凸条齿51的被覆部61的塑性变形面614形成为朝向雄轴16A的半径方向外侧突出的圆弧状。塑性变形面614的曲率半径为Rl，其形成为比齿槽41的齿面413的曲率半径R2小。并且，在·凸条齿51的被覆部61的齿高方向的两端形成有曲率半径为R3、R4的、朝向雄轴16A的半径方向外侧突出的圆弧倒角616、617。因此，凸条齿51的被覆部61的塑性变形面614与齿槽41的齿面413在齿高方向的中央部接触来传递旋转转矩。并且，在齿闻方向的两端形成有从齿闻方向的中央部朝向两端地间隙变大的楔状的间隙62、63。并且，实施例3与实施例I相同，在凸条齿51的齿根近旁的齿面的被覆部61上形成有退让部613，以使雌轴16B的齿槽41的齿顶411A近旁的齿面412不与被覆部61抵接。即使在使雄轴16A相对于雌轴16B往复滑动、被覆部61塑性变形了之后，与塑性变形面614相比退让部613也能维持些许凹陷的状态。在雌轴16B的齿槽41与被覆部61的外周之间以规定量充填规定的硬度(粘度)的润滑脂。如图13所示，若对像这样构成的本发明的实施例3的伸缩轴施加旋转转矩T，则被覆部61被压缩，从而楔状的间隙62、63变小。并且，若旋转转矩T減少，则被覆部61膨胀，从而楔状的间隙62、63返回到原先的大小。因此，在楔状的间隙62、63变大吋，能够从齿高方向的两端朝向中央部吸入润滑脂，从而润滑脂润滑顺利进行，提高伸缩轴的耐久性。尤其，在凸条齿51的齿根近旁的齿面的被覆部61形成有退让部613，因此如成为润滑脂积存部的退让部613与楔状的间隙63之间的距离变近，则能够顺利地将润滑脂吸入楔状的间隙63。并且，由于具有楔状的间隙63，所以润滑脂积存部的体积变大。因此，当旋转转矩T增减吋，楔状的间隙63的体积的变化量变大，从而能够有效地将润滑脂吸入楔状的间隙63。并且,在凸条齿51的齿面511的被覆部61的齿高方向的两端形成有朝向雄轴16A的半径方向外侧突出的倒圆角616、617。因此，塑性变形面614与倒圆角616、617顺利地进行连接，从而能够有效地将润滑脂吸入楔状的间隙63。在本发明的实施例3中，也可以将凸条齿51的被覆部61的塑性变形面614形成为渐开线齿形，将齿槽41的齿面413形成为直线齿形。并且，也可以将凸条齿51的被覆部61的塑性变形面614形成为直线齿形，将齿槽41的齿面413形成为渐开线齿形。并且，也可以将凸条齿51的被覆部61的塑性变形面614与齿槽41的齿面413双方均形成为渐开线齿形。该情况下，将ー个类似渐开线齿形的曲率半径形成为比另一个类似渐开线齿形的曲率半径小即可。在上述实施例中，对适用于具有花键的伸缩轴的例子进行了说明，但也适用于具有锯齿的伸縮轴に适用。在上述实施例中，在雄轴16A的凸条齿51侧形成使滑动阻カ減少的被覆部61，但也可以在雌轴16B的齿槽41侧形成使滑动阻カ减少的被覆部61。并且，也可以在雄轴16A的凸条齿51与雌轴16B的齿槽41双方均形成使滑动阻カ减少的被覆部61。另外，也可以将雄轴16A或者雌轴16B整体以与使滑动阻カ減少的被覆部61相同的材质来成型。并且，在上述实施例中，对本发明适用于中间轴16的例子进行了说明，但也能够适用于转向轴12等、构成转向装置的任意的伸缩轴。并且，在上述实施例中，对适用于具有助推装置(控制辅助部)20的转向装置的例子进行了说明，但也可以适用于没有助推装置的转向装置。 符号说明11-方向盘；12_转向轴；12A_外轴；12B-内轴；13_转向立立柱；13A_外立立柱；13B-内立立柱；14-支承托架；15-万向接头；16-中间轴；16A-雄中间轴(雄轴)；16B_雌中间轴(雌轴)；17-万向接头；18-车体；20-助推装置；21-齿轮箱；23-输出轴；26-电动机；261_箱体；30_转向齿轮；31_输入轴；32_横拉杆；41_齿槽；411A_齿顶；411B_齿顶；411C-齿顶；411D_齿顶；412_齿面；413_齿面；51_凸条齿；511_齿面；61_被覆部；611_按压凹面；612-阶梯面；613-退让部；614-塑性变形面；615-内周;616、617_圆弧倒角；62、63-楔状的间隙；71_加热装置。
权利要求
1.ー种伸缩轴，具有 在外周形成有多个凸条齿的雄轴； 在内周形成有多个齿槽的雌轴，该多个齿槽以能够沿轴向相对滑动、并且能够传递旋转转矩的方式外嵌于上述雄轴的凸条齿；以及 被覆部，该被覆部覆盖上述雄轴的凸条齿的齿面， 上述伸縮轴为将上述雌轴的齿槽以具有过盈量的方式外嵌于形成有上述被覆部的雄轴的凸条齿的伸缩轴，其特征在干， 在上述雄轴的凸条齿的齿根近旁的齿面的被覆部形成退让部，以使被覆部不与上述雌轴的齿槽的齿顶近旁的齿面抵接。
2.根据权利要求I所述的伸缩轴，其特征在干， 上述凸条齿的齿面的被覆部的曲率半径形成为比上述齿槽的齿面的曲率半径小。
3.根据权利要求2所述的伸缩轴，其特征在干， 在上述凸条齿的齿面的被覆部与齿槽的齿面之间的啮合部的齿高方向的两端，形成有从齿高方向的中央部朝向两端间隙变大的楔状的间隙。
4.根据权利要求3所述的伸缩轴，其特征在干， 在上述凸条齿的齿面的被覆部的齿高方向的两端，形成有朝向半径方向外侧突出的圆弧倒角。
5.根据权利要求I所述的伸缩轴，其特征在干， 上述被覆部利用粘接剂粘接于上述凸条齿的齿面。
6.根据权利要求5所述的伸缩轴，其特征在干， 在上述凸条齿的齿面形成有微小的凹凸。
7.根据权利要求6所述的伸缩轴，其特征在干， 上述微小的凹凸是利用在沿轴向冲压成型凸条齿时、在凸条齿的切削加工时、在凸条齿的喷丸硬化加工时、在凸条齿的酸洗处理中的任意ー项而形成的。
8.根据权利要求I至权利要求7中任一项所述的伸缩轴，其特征在干， 上述伸缩轴是与用于向转向轴施加辅助转矩的助推装置的输出轴连结的中间轴。
9.一种伸缩轴的制造方法， 上述伸縮轴具备在外周形成有多个凸条齿的雄轴；在内周形成有多个齿槽的雌轴，该多个齿槽以能够沿轴向相对滑动、并且能够传递旋转转矩的方式外嵌于上述雄轴的凸条齿；以及 被覆部，该被覆部覆盖上述雄轴的凸条齿的齿面， 上述伸缩轴的制造方法为，在将上述雌轴的齿槽以具有过盈量的方式外嵌于形成有上述被覆部的雄轴的凸条齿之后，对被覆部施加压缩应力来使被覆部塑性变形而缩小过盈量、从而为规定的滑动阻カ的伸缩轴的制造方法，其特征在干， 在上述雄轴的凸条齿的齿根近旁的齿面的被覆部形成退让部，以使被覆部不与上述雌轴的齿槽的齿顶近旁的齿面抵接。
10.根据权利要求9所述的伸缩轴的制造方法，其特征在干， 上述退让部在对上述被覆部施加压缩应カ而使被覆部塑性变形前的深度为10微米以上。
全文摘要
本发明提供具有使滑动阻力减少的被覆部的伸缩轴，以及缩小由于伸缩轴的滑动位置引起的滑动阻力的变动、且使润滑油的润滑性能良好的伸缩轴的制造方法。在凸条齿(51)的齿根近旁的齿面的被覆部(61)形成退让部(613)，以使雌轴(16B)的齿槽(41)的齿顶(411A)近旁的齿面(412)不与被覆部(61)抵接。试运行中间轴(16)、压缩被覆部(61)而使之塑性变形的量为1微米至10微米。因此，优选在对被覆部(61)施加压缩应力而使被覆部(61)塑性变形前的退让部(613)的退让量(α1)为10微米以上。即使在被覆部(61)塑性变形了之后，退让部(613)与塑性变形面(614)相比也能以退让量(α2)来维持凹陷的状态。
文档编号B62D1/185GK102666251SQ201180002314
公开日2012年9月12日 申请日期2011年10月24日 优先权日2010年11月18日
发明者稻木奖, 黑川祥史 申请人:日本精工株式会社