JPH0781583A - 自動車の舵取りハンドル軸とその製造方法 - Google Patents

自動車の舵取りハンドル軸とその製造方法

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JPH0781583A
JPH0781583A JP6232437A JP23243794A JPH0781583A JP H0781583 A JPH0781583 A JP H0781583A JP 6232437 A JP6232437 A JP 6232437A JP 23243794 A JP23243794 A JP 23243794A JP H0781583 A JPH0781583 A JP H0781583A
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spline shaft
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ウンフク リユデイガー
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アフオルデルバツハ ウヴエ
Joachim Kieserling
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 軸の先端に配置された軸方向に延びるスプラ
イン軸と内周面にスプライン軸に対応したスプラインハ
ブを備えスプライン軸を収容する収容管とから成る差込
み結合部と、この差込み結合部の範囲に設けられ少なく
とも領域的に軸方向に延び収容管の内周壁とスプライン
軸との間の自由空間を充填する合成樹脂層とを持ってい
るような自動車の舵取りハンドル軸において、この舵取
りハンドル軸を僅かな製造費用および非常に僅かなねじ
り遊びにおいて軸と収容管との相対軸方向運動を行える
ようにする。 【構成】 収容管（１）の範囲において軸方向に中断せ
ずに形成された差込み結合部の一方の部品のキー（２，
２′）が他方の部品の溝（３，３′）に対して円周方向
に過小寸法（４）を有し、一方の部品のキー（２，
２′）が前記過小寸法（４）を橋渡しするゴム弾性合成
樹脂から成る合成樹脂層（５）を備え、その合成樹脂層
（５）が軸（６）と収容管（１）の最大相対運動の値よ
り大きな軸方向広がり（長さ）を有している。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、特開平２−２８６４６
８Ａ号公報で公知であるような特許請求の範囲請求項１
ないし請求項８又は９の上位概念部分に記載の自動車の
舵取りハンドル軸に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平２−２８６４６８Ａ号公報には、
自動車の舵取りハンドル軸およびその製造方法が記載さ
れている。その舵取りハンドル軸は、主に軸の先端に配
置された軸方向に延びるスプライン軸（輪郭）とこのス
プライン軸を収容する収容管とから形成されている差込
み結合部を有している。収容管の内径はスプライン軸の
外径に大きく相応し、スプラインハブ（輪郭）を形成し
ている。スプライン軸は、スプライン軸を形成する個々
のキーの高さより大きな深さをした二つの切欠きを備え
ている。収容管は差込み結合が行われた際に切欠きに対
向して位置する開口を有している。スプライン軸がその
収容管に対する相対軸方向位置に関して調整された後、
その開口を通して樹脂ないし合成樹脂が注ぎ込まれ、こ
れは切欠きを充填し、その中で硬化する。合成樹脂が容
積を増大しながら硬化した後、差込みスピンドルの半径
方向バイアス圧が発生され、これは万一のねじり遊びを
除去する。この処置によって、特に開口の中に存在し切
欠き内の硬化した合成樹脂に一体的に結合されたピンに
よって、差込み結合部は軸方向において固定される。軸
と収容管の相対軸方向移動は、この場合ピンがせん断さ
れねばならないので、例えば事故の際に生ずるような大
きな力を利用してしかできない。例えば差込み結合部の
一方の部品に作用する振動を抑制するために、軸と収容
管との間の軸方向に向けられた相対運動ないしこの運動
の減衰はできない。サスペンションに条件づけられるか
他の理由により舵取りハンドル軸に対して軸方向相対運
動を行うような舵取り装置構造の場合、公知の舵取りハ
ンドル軸は適用されない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、冒頭
に述べた形式の舵取りハンドル軸を、僅かな製造費用お
よび極めて僅かなねじり遊びにおいて舵取りハンドル軸
が軸と収容管との相対軸方向運動を行えるように改良す
ることにある。更に本発明の目的はかかる舵取りハンド
ル軸の製造方法を提案することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明によればこの目的
は、特許請求の範囲請求項１および請求項７ないし８の
特徴部分に記載の手段によって達成される。
【０００５】スプライン軸ないしスプラインハブのキー
を目的に適ってゴム弾性合成樹脂層で被覆することによ
って、簡単な軸方向移動性が回転方向における良好な遊
び（ガタ）なし性と組み合わせて得られる。更にゴム弾
性合成樹脂層は簡単に且つコスト的に有利に精確にスプ
ライン軸ないしスプラインハブに設けることができる。
更に差込み結合部における軸方向の長さ調整は僅かな力
ででき、それにも拘わらず差込み結合部はねじり方向に
遊びがなく、これは舵取りハンドル軸に利用する際に特
に価値がある。このねじり遊びを除去する方式は、例え
ば円周が収縮できるスリット付きの収容管による機械式
の遊び調整方法よりも非常に有効であり製造上も経済的
である。
【０００６】本発明の目的に適った他の実施態様は特許
請求の範囲の他の請求項に記載されている。
【０００７】
【実施例】以下図に示した実施例を参照して本発明を詳
細に説明する。
【０００８】図１には鋼で作られた自動車の舵取りハン
ドル軸の軸６が示されている。この軸６はその一方の終
端範囲に自在継手用のフランジ１５を有している。軸６
の他方の終端範囲は差込みピン１６を有しており、この
差込みピン１６は外側端にスプライン軸（輪郭）８が配
置されている。このスプライン軸８は差込みピン１６の
円周に一様に配置された断面角柱状のキー２および溝３
によって形成されている。
【０００９】図２には同様に鋼で作られた収容管１が示
されている。この収容管１はその内周面にスプラインハ
ブ（輪郭）７を有している。このスプラインハブ７の形
状はほぼスプライン軸８に相応し、内周面に一様に配置
された軸方向に延びる断面角柱状のキー２′および断面
角柱状の溝３′によって形成されている。
【００１０】軸６のスプライン軸８は収容管１のスプラ
インハブ７と共に舵取りハンドル軸の差込み結合部を形
成しており、そのスプライン軸８はスプラインハブ７の
中に差し込まれる。
【００１１】図３および図４に示されているように、ス
プライン軸８の断面角柱状のキー２は収容管１の範囲に
おいてスプラインハブ７の溝３′に対して円周方向に過
小寸法４を有しており、一方スプライン軸８の溝３はス
プラインハブ７のキー２′に対して過小寸法４の値に相
応した過大寸法を有している。
【００１２】過小寸法４および過大寸法によって形成さ
れた自由空間の中にゴム弾性合成樹脂から成る合成樹脂
層５が配置されている。そのショア硬さは好適には約６
０〜７０である。合成樹脂層５はスプライン軸８の表面
に付着で配置されている。スプライン軸８の円周に沿っ
てほぼ一様な材料厚みで設けられた合成樹脂層５の付着
は粘着および又は合成樹脂層５とスプライン軸８とのか
み合い結合によって行われる。合成樹脂層５が少なくと
も溝フランク１０，１０′とキー２，２′との間の範囲
においてほぼ一様な材料厚みを有していることによっ
て、差込み結合部のすべての構成要素は円周にわたって
等しく荷重されることになる。
【００１３】かみ合い結合を達成するために、被覆すべ
きスプライン軸８の表面１１にアンダーカットおよび又
は孔およびまたは軸方向に対して直角に延びる条溝など
を設けることが有利である。
【００１４】スプライン軸８を上述したように合成樹脂
層５で被覆することによって、軸６と収容管１との間の
軸方向運動自由性が保証され、その場合同時に収容管１
と軸６との間のねじり遊びが少なくとも十分に阻止され
る。更にこの処置によって両部品の相対軸方向運動が減
衰され、これは特に差込み結合部の一方の部品から他方
の部品に振動が伝達する際に有利である。
【００１５】軸方向運動の減衰を単純に且つ快適に調整
するために、被覆されていないスプラインハブ７のキー
２′および溝３′も同様に中断されずに形成されている
ことが有利である。
【００１６】合成樹脂層５をこれが弛緩状態においてス
プラインハブ７に対して過大寸法を有しおよび又はスプ
ライン軸８に対して過小寸法を有するように形成すると
いう目的に適った処置が講じられている。合成樹脂層５
をこのように形成することによって、差込み結合部は組
み立てられた状態において、合成樹脂層５の固有弾性に
条件づけられて半径方向に予圧縮され（バイアス圧を有
し）、良好な減衰特性を有し、ねじり遊びは一層減少さ
れている。
【００１７】確実な差込み結合を保証するために、スプ
ライン軸８のスプラインハブ７への差込み深さ９は両部
品の予期される最大軸方向相対運動の値より大きくなけ
ればならない。この場合合成樹脂層５は意に適って、軸
６と収容管１との間の最大軸方向相対運動より大きな広
がり（長さ）を有している。
【００１８】軸６の収容管１への差込みは、スプライン
軸８のキー２の円周方向に測定した幅が差込み深さ９の
増大方向に増大し、これに対してスプラインハブ７の溝
フランク１０，１０′が軸方向に互いに平行に形成され
ていることによって容易にされる。この場合、減衰特性
が振動の振幅の増大に伴って変化することが更に有利で
ある。
【００１９】スプライン軸８の合成樹脂層５が被覆され
たキー２を軸方向に部分的に完全にゴム弾性合成樹脂か
ら成るように形成することによって、簡単に重量の節減
および振動の際における減衰特性への影響が達成され
る。この利点はなお追加的に、完成スプライン軸８の差
込み方向に関して終端側が完全にゴム弾性合成樹脂で形
成されているキー２の円周方向幅が差込み深さ９の増大
方向に増大していることにより一層向上される。もっと
もその場合、スプラインハブ７の対応した溝フランク１
０，１０′は軸方向に互いに平行に形成されている。
【００２０】簡単に理解でき従って図示されていない
が、図１〜図４を参照して説明した形態の逆にすること
もできる。この場合、スプラインハブ７がその表面１
１′に付着する合成樹脂層５を有し、これに対してスプ
ライン軸８の表面１１は被覆されないままである。
【００２１】次に舵取りハンドル軸の製造方法について
説明する。スプライン軸８の被覆過程は図５および図６
に示されている。第１の機械的な製造工程においてスプ
ライン軸８がスプラインハブ７に対して過小寸法４をも
って製造される。その過小寸法４は、これが後で付着す
べきゴム弾性合成樹脂から成る合成樹脂層５の弛緩状態
における厚みにたかだか相応するように寸法づけられて
いる。もっとも過小寸法は、後で付着すべき合成樹脂層
５の弛緩状態における材料厚みより小さくすることが有
利である。
【００２２】第２の好適には複数回の製造工程におい
て、第１の製造工程で作られたスプライン軸８の表面１
１に、後で付着すべきゴム弾性合成樹脂層５に対する接
着剤層１２が着けられる。
【００２３】第３の製造工程において、ゴム弾性合成樹
脂層５が形状成形工具１３を利用した状態でスプライン
軸８に着けられる。着けられた合成樹脂層５はスプライ
ン軸８を円周線に沿って完全に包囲し、これによって合
成樹脂層５で被覆された完成スプライン軸８が作られ
る。
【００２４】スプライン軸８を被覆するために形状成形
工具１３はポット状に形成され、密閉成形型を有してい
る。成形型の有体的形状はスプラインハブ７のそれに相
応し、その成形型の横断面積は収容管１のスプラインハ
ブ７の横断面積よりも大きい。被覆された合成樹脂層５
の所望の材料厚みを実現するために、両方の横断面積の
差は軸６のスプライン軸８と収容管１のスプラインハブ
７との間の過小寸法４より大きい。合成樹脂層５の製造
過程においてまず液状合成樹脂が成形型の中に充填さ
れ、続いて軸６の接着剤層１２が着けられた被覆すべき
終端範囲が、軸方向および半径方向に位置を規定して成
形型の中に挿入される。成形型の中において液状合成樹
脂はゴム弾性合成樹脂層５の形に硬化し、その終端範囲
のスプライン軸８の表面１１に結合する。この全般的な
純粋な粘着結合は、終端範囲におけるアンダーカット、
終端範囲のざらざらなどのような種々のかみ合い結合処
置によって補助的に向上できる。
【００２５】合成樹脂が硬化した後、合成樹脂層５を備
えた完成スプライン軸８は形状成形工具１３から引き抜
かれる。この作業工程を容易にするために、成形型の合
成樹脂側の表面に、合成樹脂にたかだか僅かしか粘着し
ない層を設けることが有利である。
【００２６】最後に合成樹脂層５を備えたスプライン軸
８は、バイアス圧をもってねじり方向１４に遊びなしに
軸方向に移動可能にスプラインハブ７と差込み結合され
る。
【００２７】合成樹脂層５を製造するために、工程の直
前に良流動性の混合物の形に混合されるような互いに反
応する二つの成分の混合物を利用することが有利であ
る。その混合物は１分からたかだか２分の硬化時間で約
６０〜７０のショア硬さの永久弾性状態に硬化する。合
成樹脂層５の付着ないし合成樹脂の成形型の中への注入
は特に加圧注入方式によって行える。
【００２８】次に舵取りハンドル軸の異なった製造方法
について説明する。その合成樹脂層５で被覆すべきスプ
ラインハブ７の被覆過程は図７および図８に示されてい
る。なお無駄な重複説明を避けるために、スプラインハ
ブ７の被覆に関する第３の作業工程についてだけ説明す
る。その他の作業工程は上述した舵取りハンドル軸の製
造方法に類似している。同じ理由から被覆に利用する合
成樹脂についても説明しない。
【００２９】第３の製造工程において、ゴム弾性合成樹
脂層５が形状成形工具１３′を利用した状態でスプライ
ンハブ７に着けられる。着けられた合成樹脂層５はスプ
ラインハブ７を円周線に沿って完全に包囲し、これによ
って合成樹脂層５で被覆された完成スプラインハブ７が
作られる。
【００３０】スプラインハブ７を被覆するために形状成
形工具１３′はスプライン軸８の形に形成され、その形
状成形工具１３′の横断面積は舵取りハンドル軸の軸６
のスプライン軸８の横断面積よりも小さい。被覆された
合成樹脂層５の所望の材料厚みを実現するために、両方
の横断面積の差は軸６のスプライン軸８と収容管１のス
プラインハブ７との間の過小寸法４より大きい。合成樹
脂層５の製造過程においてまず液状合成樹脂が収容管１
の開口に注入され、続いて形状成形工具１３′が収容管
１の中に挿入される。収容管１の中において液状合成樹
脂はゴム弾性合成樹脂層５の形に硬化し、収容管１の内
側面１１′即ちスプラインハブ７の表面１１′に結合す
る。この全般的な純粋な粘着結合は既に述べたように、
収容管１の内部におけるアンダーカット、収容管１のざ
らざらなどのような種々のかみ合い結合処置によって補
助的に向上できる。合成樹脂が硬化した後、形状成形工
具１３′が収容管１から引き抜かれる。この作業工程を
容易にするために、形状成形工具１３′の合成樹脂側の
表面に、合成樹脂にたかだか僅かしか粘着しない層を設
けることが有利である。
【００３１】最後に軸６のスプライン軸８が合成樹脂層
５を備えたスプラインハブ７の中にバイアス圧をもって
ねじり方向１４に遊びなしに軸方向に移動可能に差し込
まれる。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、僅かな製造費用および
極めて僅かなねじり遊びにおいて軸と収容管との相対軸
方向運動を行えるような自動車の舵取りハンドル軸が得
られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】スプライン軸が合成樹脂層で被覆されていない
状態の舵取りハンドル軸の軸の側面図。
【図２】スプラインハブが合成樹脂層で被覆されていな
い状態の舵取りハンドル軸の収容管の斜視図。
【図３】スプライン軸に合成樹脂層が被覆された差し込
み結合された舵取りハンドル軸の差込み結合部の横断面
図（図４におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図）。
【図４】図３におけるＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図（舵
取りハンドル軸の回転軸線に対して平行に延びる縦断面
図）。
【図５】スプライン軸が差し込まれたスプライン軸を被
覆するための成形工具の横断面図（図６におけるＶ−Ｖ
線に沿った断面図）。
【図６】（Ａ）は図５におけるＶＩ−ＶＩ線に沿った断
面図（スプライン軸が差し込まれている工具の横断面
図）。（Ｂ）はその一部の拡大図。
【図７】収容管の中に差し込まれたスプラインハブを被
覆するための工具の断面図（図８におけるＶＩＩ−ＶＩ
Ｉ線に沿った断面図）。
【図８】（Ａ）は図７におけるＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に
沿った断面図。（Ｂ）はその一部の拡大図。
【符号の説明】
１ 収容管 ２，２′ キー ３，３′ 溝 ４ 過小寸法 ５ 合成樹脂層 ６ 軸 ７ スプラインハブ（輪郭） ８ スプライン軸（輪郭） ９ 差込み深さ １０，１０′ 溝フランク １１，１１′ 表面 １２ 接着剤層 １３，１３′ 形状成形工具 １４ ねじり方向
フロントページの続き (72)発明者 クラウス ブランデス ドイツ連邦共和国21271 アゼンドルフ ／ノルトハイデ ドロツセルシユテイーグ 15 (72)発明者 ハンノ ロツクス ドイツ連邦共和国25335 エルムスホルン フローラプロメナーデ 23 (72)発明者 リユデイガー ウンフク ドイツ連邦共和国25469 ハルシユテンベ ツク ノイアール ルルパーウエーク 21 (72)発明者 ウヴエ アフオルデルバツハ ドイツ連邦共和国21271 ハンシユテツト ／ノルトハイデ ホフコツペルン 46 (72)発明者 ヨアヒム キーゼルリンク ドイツ連邦共和国71394 ケルネン イ エル フリードリツヒシユトラーセ 16

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸（６）の先端に配置された軸方向に延
    びるスプライン軸（８）と内周面にスプライン軸（８）
    に対応したスプラインハブ（７）を備えスプライン軸
    （８）を収容する収容管（１）とから成る差込み結合部
    と、この差込み結合部の範囲に設けられ少なくとも領域
    的に軸方向に延び収容管（１）の内周壁とスプライン軸
    （８）との間の自由空間を充填する合成樹脂層（５）と
    を持っているような自動車の舵取りハンドル軸におい
    て、 収容管（１）の範囲において軸方向に中断せずに形成さ
    れた差込み結合部の一方の部品のキー（２，２′）が他
    方の部品の溝（３，３′）に対して円周方向に過小寸法
    （４）を有し、一方の部品のキー（２，２′）が前記過
    小寸法（４）を橋渡しするゴム弾性合成樹脂から成る合
    成樹脂層（５）を備えていることを特徴とする自動車の
    舵取りハンドル軸。
  2. 【請求項２】 合成樹脂層（５）が軸（６）と収容管
    （１）の最大相対運動の値より大きな軸方向広がり（長
    さ）を有していることを特徴とする請求項１記載の舵取
    りハンドル軸。
  3. 【請求項３】 スプライン軸（８）あるいはスプライン
    ハブ（７）に付着する合成樹脂層（５）がスプラインハ
    ブ（７）あるいはスプライン軸（８）にバイアス圧（予
    圧縮）をもって差し込めるように、合成樹脂層（５）が
    弛緩した状態においてスプラインハブ（７）に対して過
    大寸法を有しおよび又はスプライン軸（８）に対して過
    小寸法を有していることを特徴とする請求項１記載の舵
    取りハンドル軸。
  4. 【請求項４】 スプライン軸（８）のキー（２）および
    又はスプラインハブ（７）のキー（２′）が差込み結合
    部の範囲において軸方向に中断なしに形成されているこ
    とを特徴とする請求項１記載の舵取りハンドル軸。
  5. 【請求項５】 スプライン軸（８）のキー（２）あるい
    はスプラインハブ（７）のキー（２′）の円周方向に測
    定した幅が差込み深さ（９）の増大方向に増大し、これ
    に対して他方のスプラインハブ（７）あるいはスプライ
    ン軸（８）の溝フランク（１０，１０′）が軸方向に互
    いに平行に形成されていることを特徴とする請求項１記
    載の舵取りハンドル軸。
  6. 【請求項６】 合成樹脂層（５）で被覆されたスプライ
    ン軸（８）あるいはスプラインハブ（７）のキー（２，
    ２′）が軸方向に部分的に完全にゴム弾性合成樹脂から
    成っていることを特徴とする請求項１記載の舵取りハン
    ドル軸。
  7. 【請求項７】 軸の先端に配置された軸方向に延びるス
    プライン軸が内周面にスプライン軸に対応したスプライ
    ンハブを備えた収容管の中に軸方向および半径方向に位
    置を規定して挿入され、スプライン軸とスプラインハブ
    との間に存在する自由空間が合成樹脂で充填されるよう
    な請求項１記載の舵取りハンドル軸を製造する方法にお
    いて、 第１の機械的製造工程においてスプライン軸（８）がス
    プラインハブ（７）に対して過小寸法（４）をもって製
    造され、この過小寸法（４）がたかだか、これが後で設
    置すべきゴム弾性合成樹脂から成る合成樹脂層（５）の
    弛緩状態における厚みに相応するように寸法づけられ、 第２の好適には複数回の製造工程において、第１の製造
    工程で作られたスプライン軸（８）の表面（１１）に、
    続いて設置すべきゴム弾性合成樹脂層（５）に対する接
    着剤層（１２）が着けられ、 第３の製造工程においてゴム弾性合成樹脂層（５）が形
    状成形工具（１３）を利用した状態でスプライン軸
    （８）上にこれを円周線に沿って完全に包囲して着けら
    れ、完成スプライン軸（８）が作られ、 合成樹脂層（５）を備えたスプライン軸（８）がバイア
    ス圧のもとでねじり方向（１４）に遊びなしに軸方向に
    移動可能にスプラインハブ（７）と差込み結合される、 ことを特徴とする舵取りハンドル軸の製造方法。
  8. 【請求項８】 軸の先端に配置された軸方向に延びるス
    プライン軸が内周面にスプライン軸に対応したスプライ
    ンハブを備えた収容管の中に軸方向および半径方向に位
    置を規定して挿入され、スプライン軸とスプラインハブ
    との間に存在する自由空間が合成樹脂で充填されるよう
    な請求項１記載の舵取りハンドル軸を製造する方法にお
    いて、 第１の機械的製造工程においてスプライン軸（８）がス
    プラインハブ（７）に対して過小寸法（４）をもって製
    造され、この過小寸法（４）がたかだか、これが後で設
    置すべきゴム弾性合成樹脂から成る合成樹脂層（５）の
    弛緩状態における厚みに相応するように寸法づけられ、 第２の好適には複数回の製造工程において、第１の製造
    工程で作られたスプライン軸（８）の表面（１１）に、
    続いて設置すべきゴム弾性合成樹脂層（５）に対する接
    着剤層（１２）が着けられ、 第２の好適には複数回の製造工程において、スプライン
    ハブ（７）の表面（１１′）に、続いて設置すべきゴム
    弾性合成樹脂層（５）に対する接着剤層（１２）が着け
    られ、 第３の製造工程においてゴム弾性合成樹脂層（５）が形
    状成形工具（１３′）を利用した状態でスプラインハブ
    （７）に着けられ、完成スプラインハブ（７）が作ら
    れ、 合成樹脂層（５）を備えたスプラインハブ（７）がバイ
    アス圧のもとでねじり方向（１４）に遊びなしに軸方向
    に移動可能にスプライン軸（８）と差込み結合される、 ことを特徴とする舵取りハンドル軸の製造方法。
  9. 【請求項９】 合成樹脂層（５）を製造するために、工
    程の直前において良流動性の混合物の形に混合される互
    いに反応する二つの成分から成る混合物が利用されるこ
    とを特徴とする請求項７又は８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 合成樹脂層（５）を製造するために、
    工程の直前において良流動性の混合物の形に混合されこ
    の混合物が１分からたかだか２分の硬化時間で約６０〜
    ７０のショア硬さの永久弾性状態に硬化するような互い
    に反応する二つの成分から成る混合物が利用されること
    を特徴とする請求項７又は８記載の方法。
  11. 【請求項１１】 合成樹脂層（５）が注ぎ込まれ、完成
    スプライン軸（８）ないしスプラインハブ（７）が無圧
    注入成形で作られることを特徴とする請求項７又は８記
    載の方法。
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