轴用结构体、凸型部件及凹型部件的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及组装在各种工业机械所用的轴上的轴用结构体、构成该轴用结构体的凸型部件及凹型部件。
【背景技术】
[0002]以往，作为组装于车辆的转向轴上的车辆转向用伸缩轴，公知有具有外花键轴和内花键轴的伸缩轴(参照专利文献I的图2)。在该伸缩轴中，在外花键轴的外周面及内花键轴的内周面上形成有花键。并且，在外花键轴的外周面及内花键轴的内周面中的任一周面上，形成有厚度为0.25 (mm)左右的由合成树脂(尼龙等)构成的树脂覆膜。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献
[0005]专利文献1:日本专利公开2008-120250号公报
【发明内容】
[0006](一 )要解决的技术问题
[0007]然而，在专利文献I所述的伸缩轴中，通过树脂覆膜，外花键轴的外周面挤压内花键轴的内周面的面积变大，扭转外花键轴时的初始刚性(直到树脂覆膜上的变形结束的刚性，也即，直到在树脂覆膜上吸收受到的来自外花键轴的挤压力结束的刚性)增大。其结果存在如下问题:伴随对电动马达的通电开始，大的转矩由伸缩轴急剧向方向盘传递，给操作方向盘的驾驶者带来不协调的感觉。更具体来说存在如下问题:在刚开始操作方向盘之后，操作方向盘所需要的力突然骤减，给驾驶者带来不协调的感觉。
[0008]因此，本发明的目的在于提供如下的轴用结构体、凸型部件及凹型部件，其通过使在扭转凸型部件时的初始刚性比以往减小，来抑制大的动力对轴急剧传递，能够减轻带给驾驶者的不协调的感觉。
[0009]( 二 )技术方案
[0010](I)本发明的轴用结构体组装于能够传递动力的轴，通过将凸型部件以能够在轴向上滑动的方式插入凹型部件而构成，其特征在于，具备凸型部件、凹型部件以及弹性部件，所述凸型部件在外周部形成有多个外齿部及多个外齿底部，所述凹型部件在内周部形成有多个内齿部及多个内齿底部，并且所述凸型部件被插入，所述弹性部件覆盖所述凸型部件的所述外周部表面而设置，在所述凸型部件插入所述凹型部件的初始状态下，在与所述内齿部的侧部相对的所述弹性部件和所述内齿部的侧部之间具有第一间隙，在使处于所述初始状态的所述凸型部件相对于所述凹型部件旋转时，直到所述弹性部件与所述内齿部的侧部抵接，在所述轴向产生规定的时间差。
[0011](2)本发明的凸型部件组装于能够传递动力的轴，用于以能够在轴向上滑动的方式插入凹型部件而构成的轴用结构体，其中，所述凹型部件在内周部形成有多个内齿部及多个内齿底部，其特征在于，具备在外周部形成的多个外齿部、在外周部形成的多个外齿底部、以及覆盖所述多个外齿部及所述多个外齿底部的外周部表面而设置的弹性部件，在插入所述凹型部件的初始状态下，在与所述内齿部的侧部相对的所述弹性部件和所述内齿部的侧部之间形成有第一间隙，在所述初始状态下相对于所述凹型部件旋转时，直到所述弹性部件与所述内齿部的侧部抵接，在所述轴向上产生规定的时间差。
[0012]根据上述(I)或(2)的结构，由于在凸型部件插入凹型部件的初始状态下，在相对于凹型部件旋转即扭转凸型部件时，直到弹性部件(更详细来说是覆盖有弹性部件的外齿部的侧部)与内齿部的侧部抵接，在轴向上产生规定的时间差，因此能够使初始刚性(直到弹性部件上的变形结束的刚性，也即，直到在弹性部件上吸收受到的来自内齿部的侧部的挤压力结束的刚性)缓慢上升。因此，与以往相比，能够减小扭转凸型部件时的初始刚性，能够抑制大的动力对轴急剧传递。其结果，能够防止给驾驶者带来像以往那样的不协调的感觉。
[0013](3)在上述(I)的轴用结构体或上述(2)的凸型部件中，所述第一间隙优选形成为，沿着所述凸型部件向所述凹型部件的插入方向，所述内齿部的侧部与所述弹性部件(更详细来说是覆盖有弹性部件的外齿部的侧部)间的距离不同。更具体来说，所述第一间隙优选通过使所述内齿部的侧部和与该侧部相对的所述弹性部件之间的距离随着朝向所述插入方向里侧变大或变小来形成。
[0014]根据上述(3)的结构，在凸型部件插入凹型部件的初始状态下，在扭转凸型部件时，能够使直到弹性部件(更详细来说是覆盖有弹性部件的外齿部的侧部)与内齿部的侧部抵接的时间，越是朝向插入方向里侧越延迟或者越提前。因此，在扭转凸型部件时，外齿部的侧部能够沿插入方向以规定的时间差通过弹性部件挤压内齿部的侧部。由此，能够切实地起到使扭转凸型部件时的初始刚性缓慢上升这样的效果。
[0015](4)在上述(3)的轴用结构体或上述(3)的凸型部件中，优选地，所述凸型部件具备第一主体部、第二主体部以及第一锥部，所述第一主体部设置于前端侧，并在保持大致相同直径的同时从前端部向后端部延伸，所述第二主体部设置于后端侧，直径小于所述第一主体部的直径，并在保持大致相同直径的同时从前端部向后端部延伸，所述第一锥部连接所述第一主体部和所述第二主体部，并且是从前端侧向后端侧直径缩小的锥状，所述第一间隙在所述凸型部件插入所述凹型部件的初始状态下，形成于在所述第一锥部上覆盖所述外齿部的侧部的所述弹性部件和与该弹性部件相对的内齿部的侧部之间。
[0016]在上述(4)的结构中，凸型部件并不具有其整体从前端侧向后端侧直径缩小的锥形形状，而仅在可以连接第一主体部与第二主体部的部位具有锥形形状，而且，第二主体部还具有在保持大致相同直径的同时从前端部向后端部延伸的直线形状。因此，在扭转凸型部件时，能够使在外齿部的侧部通过弹性部件挤压内齿部的侧部时产生的应力在直线状的第二主体部上分散。因此，能够缓和如将凸型部件的整体形成为锥状的情况那样，在外齿部的侧部通过弹性部件挤压内齿部的侧部时产生的应力集中于外齿部或内齿部的一部分(更详细来说是外齿部的侧部或内齿部的侧部)，轴用结构体的耐久性降低的状况。其结果，能够比以往更加提高轴用结构体的耐久性。
[0017](5)在上述(4)的轴用结构体或上述(4)的凸型部件中，优选地，所述凸型部件具备第二锥部，该第二锥部进一步设置于所述第二主体部的后端，并且形成为从前端侧向后端侧直径缩小的锥状，所述第一间隙在所述凸型部件插入所述凹型部件的初始状态下，形成于在所述第二锥部上覆盖所述外齿部的侧部的所述弹性部件和与该弹性部件相对的内齿部的侧部之间。这里所称的“锥”的概念中，包含“倒角”的概念。
[0018]根据上述(5)的结构，在处于同心轴上的凸型部件及凹型部件中任意一个因位置偏差而从中心轴偏心的情况下，由于在第一锥部及第二锥部双方的弹性部件与凹型部件的内周部抵接，因此，与仅设置有第一锥部的情况相比，能够缓和应力集中。
[0019](6)在上述(5)的轴用结构体中，优选地，一对凸型部件配置为夹持筒状的所述凹型部件，所述凸型部件的一部分插入所述凹型部件的入口侧及出口侧。这里的“一部分”包括第二锥部、第二主体部及第一锥部的中途部分。
[0020]根据上述(6)的结构，在轴用结构体作为产品的使用状态的一例，由一对凸型部件夹持筒状的凹型部件这样的方式下，也能够得到与上述(5)的结构同样的效果。
[0021](7)本发明的轴用结构体组装于能够传递动力的轴，通过将凸型部件以能够在轴向上滑动的方式插入凹型部件而构成，其特征在于，具备凸型部件、凹型部件以及弹性部件，所述凸型部件在外周部形成有多个外齿部及多个外齿底部，所述凹型部件在内周部形成有多个内齿部及多个内齿底部，并且所述凸型部件被插入，所述弹性部件覆盖所述凹型部件的所述内周部表面而设置，在所述凸型部件插入所述凹型部件的初始状态下，在与所述外齿部的侧部相对的所述弹性部件和在所述外齿部的侧部上与所述弹性部件相对的部位之间具有第二间隙，并且，在使处于所述初始状态的所述凸型部件相对于所述凹型部件旋转时，直到所述外齿部的侧部与所述弹性部件抵接，在所述轴向上产生规定的时间差。
[0022](8)本发明的凹型部件组装于能够传递动力的轴，用于使凸型部件以能够在轴向上滑动的方式插入而构成的轴用结构体，其中，所述凸型部件在外周部形成有多个外齿部及多个外齿底部，其特征在于，具备在内周部形成的多个内齿部、在内周部形成的多个内齿底部、以及覆盖所述多个内齿部及所述多个内齿底部的内周部表面而设置的弹性部件，在所述凸型部件被插入的初始状态下，在所述凸型部件插入所述凹型部件的初始状态下，在与所述外齿部的侧部相对的所述弹性部件和在所述外齿部的侧部上与所述弹性部件相对的部位之间具有第二间隙，并且，在处于所述初始状态的所述凸型部件旋转时，直到所述外齿部的侧部与所述弹性部件抵接，在所述轴向上产生规定的时间差。
[0023]根据上述(7)或(8)的结构，由于在凸型部件插入凹型部件的初始状态下，在相对于凹型部件旋转即扭转凸型部件时，直到弹性部件(更详细来说是覆盖有弹性部件的内齿部的侧部)与外齿部的侧部抵接，在轴向上产生规定的时间差，因此能够使初始刚性(直到弹性部件上的变形结束的刚性，也即，直到在弹性部件上吸收受到的来自外齿部的侧部的挤压力结束的刚性)缓慢上升。因此，与以往相比，能够减小扭转凸型部件时的初始刚性，能够抑制大的动力对轴急剧传递。其结果，能够防止给驾驶者带来像以往那样的不协调的感觉。
[0024](9)在上述(7)的轴用结构体或上述(8)的凹型部件中，所述第二间隙优选形成为，沿着所述凸型部件向所述凹型部件的插入方向，所述外齿部的侧部与所述弹性部件(更详细来说是覆盖有弹性部件的内齿部的侧部)间的距离不同。更具体来说，所述第二间隙优选通过使所述外齿部的侧部和与该侧部相对的所述弹性部件之间的距离随着朝向所述插入方向里侧而变大或变小来形成。
[0025]根据上述(9)的结构，在凸型部件插入凹型部件的初始状态下，在扭转凸型部件时，能够使直到弹性部件(更详细来说是覆盖有弹性部件的内齿部的侧部)与外齿部的侧部抵接的时间，越是朝向插入方向里侧越延迟或者越提前。因此，在扭转凸型部件时，外齿部的侧部能够沿插入方向以规定的时间差通过弹性部件挤压内齿部的侧部。由此，能够切实地起到使扭转凸型部件时的初始刚性缓慢上升这样的效果。
[0026](10)在上述(9)的轴用结构体中，优选地，所述凸型部件具备第三主体部、第四主体部以及第三锥部，所述第三主体部设置于前端侧，并在保持大致相同直径的同时从前端部向后端部延伸，第四主体部设置于后端侧，直径小于所述第三主体部的直径，并在保持大致相同直径的同时从前端部向后端部延伸，所述第三锥部连接所述第三主体部和所述第四主体部，并且是从前端侧向后端侧直径缩小的锥状，所述第二间隙在所述凸型部件插入所述凹型部件的初始状态下，形成于在所述第三锥部上的所述外齿部的侧部和覆盖与该外齿部的侧部相对的内齿部的侧部的所述弹性部件之间。
[0027]根据上述(10)的结构，具备可以连接第三主体部与第四主体部，并且从前端侧向后端侧直径缩小的第三锥部，第二间隙在凸型部件插入凹型部件的初始状态下，形成于在第三锥部上的外齿部的侧部和覆盖与该外齿部的侧部相对的内齿部的侧部的弹性部件之间。也就是说，凸型部件并不具有其整体从前端侧向后端侧直径缩小的锥形形状，而仅可以连接第三主体部与第四主体部的部位具有锥形形状，而且，第四主体部还具有在保持大致相同直径的同时从前端部向后端部延伸的直线形状。因此，在扭转凸型部件时，能够使在外齿部的侧部通过弹性部件挤压内齿部的侧部时产生的应力在直线状的第四主体部上分散。因此，能够缓和如将凸型部件整体形成为锥状的情况那样，外齿部的侧部通过弹性部件挤压内齿部的侧部时产生的应力集中于外齿部或内齿部的一部分(更详细来说是外齿部的侧部或内齿部的侧部)，轴用结构体的耐久性降低的状况。其结果，能够比以往更加提高轴用结构体的耐久性。
[0028](11)在上述(10)的轴用结构体中，优选地，所述凸型部件具备第四锥部，该第四锥部进一步设置于所述第三主体部的后端，并且形成为从前端侧向后端侧直径缩小的锥状，所述第二间隙在所述凸型部件插入所述凹型部件的初始状态下，形成于在所述第四锥部上的所述外齿部的侧部和覆盖与该外齿部的侧部相对的内齿部的侧部的所述弹性部件之间。这里所称的“锥”的概念中，包含“倒角”的概念。
[0029]根据上述(11)的结构，在处于同心轴上的凸型部件及凹型部件中任意一个因位置偏差而从中心轴偏心的情况下，由于第三锥部及第四锥部双方与凹型部件的内周部上的弹性部件抵接，因此，与仅设置有第三锥部的情况相比，能够缓和应力集中。
[0030](12)在上述(11)的轴用结构体中，优选地，一对凸型部件配置为夹持筒状的所述凹型部件，所述凸型部件的一部分插入所述凹型部件的入口侧及出口侧。这里的“一部分”包括第四锥部、第四主体部及第三锥部的中途部分。
[0031]根据上述(12)的结构，在作为轴用结构体的产品的使用状态的一例，由一对凸型部件夹持筒状的凹型部件这样的方式下，也能够得到与上述(11)的结构同样的效果。
[0032](13)在上述(I)?(12)的轴用结构体、凸型部件或凹型部件中，弹性部件优选为含浸有橡胶或树脂的纤维部件。
[0033]根据上述(13)的结构，若在凸型部件插入凹型部件的状态下扭转凸型部件，则该力向凹型部件传递，弹性部件变形。此时，例如，如果是在凸型部件的外周部设置有弹性部件的情况下，则弹性部件与凹型部件的内周部强烈摩擦，此外，例如，如果是在凹型部件的内周部设置有弹性部件的情况下，则弹性部件与凸型部件的外周部强烈摩擦。而且，凸型部件被扭转的方向不是向一个方向而是向左右方向，并且以相当高的频率在改变其方向的同时被持续扭转，每次弹性部件在与凹型部件的内周部或凸型部件的外周部之间都反复地强烈摩擦。因此，如果覆盖凸型部件的外周部/凹型部件的内周部的各表面的是通常的未处理的布，则立刻磨损，有可能对转矩传递造成阻碍。这一点，通过如本发明这样使用含浸有橡胶或树脂的纤维部件来覆盖凸型部件的外周部/凹型部件的内周部的各表面，所述含浸有橡胶或树脂的纤维部件的磨损被抑制，能够谋求轴用结构体的寿命的延长。
【附图说明】
[0034]图1是表示应用了本发明的第一实施方式的轴用结构体的电动动力转向装置的概要结构的示意图的一例。
[0035]图2中的(a)是本发明的第一实施方式的轴用结构体的立体图的一例。图2中的(b)是图2中的(a)所示的轴用结构体的主视图。
[0036]图3是图2中的(b)所示的A-A线的向视截面的放大图。
[0037]图4中的(a)是图3所示的B-B线的向视截面图。图4中的(b)是图3所示的C-C线的向视截面图。图4中的(c)是图3所示的D-D线的向视截面图。
[0038]图5是本发明的第一实施方式的轴用结构体的主要部分的分解立体图，其中，(a)是凸型部件的一例，(b)是凹型部件的一例，(C)是设置于凸型部件的外周部的弹性部件的一例。
[0039]图6是本发明的第一实施方式的凸型部件的立体图的一例，是在凸型部件的外周部使用粘接剂粘贴有弹性部件的一例。
[0040]图7是表示应用了本发明的第二实施方式的轴用结构体的电动动力转向装置的概要结构的示意图的一例。
[0041]图8中的(a)是本发明的第二实施方式的轴用结构体的立体图的一例。图8中的(b)是图8中的(a)所示的轴用结构体的主视图。
[0042]图9是图8中的(b)所示的E-E线的向视截面的放大图。
[0043]图10中的(a)是图9所示的F-F线的向视截面图。图10中的(b)是图9所示的G-G线的向视截面图。图10中的(c)是图9所示的H-H线的向视截面图。
[0044]图11是本发明的第二实施方式的轴用结构体的主要部分的分解立体图，其中，(a)是凸型部件的一例，(b)是凹型部件的一例，(C)是设置于凹型部件的内周部的弹性部件的一例。
[0045]图12是本发明的第二实施方式的凹型部件的立体图的一例，是在凹型部件的内周部使用粘接剂粘贴有弹性部件的一例。
[0046]图13是表示应用了本发明的第三实施方式的轴用结构体的电动动力转向装置的概要结构的示意图的一例。
[0047]图14中的(a)是本发明的第三实施方式的轴用结构体的立体图的一例。图14中的(b)是图14中的(a)所示的轴用结构体的主视图。
[0048]图15是图14中的(b)所示的1-1线的向视截面的放大图。
[0049]图16中的(a)是图15所示的J-J线的向视截面图。图16中的(b)是图15所示的K-K线的向视截面图。图16中的(c)是图15所示的L-L线的向视截面图。
[0050]图17是本发明的第三实施方式的轴用结构体的主要部分的分解立体图，其中，
(a)是凸型部件的一例，(b)是凹型部件的一例，(C)是设置于凸型部件的外周部的弹性部件的一例。
[0051]图18是本发明的第三实施方式的凸型部件的立体图的一例，是在凸型部件的外周部使用粘接剂粘贴有弹性部件的一例。
[0052]图19是表示应用了本发明的第四实施方式的轴用结构体的电动动力转向装置的概要结构的示意图的一例。