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JP7741546B2 - Spline shaft and manufacturing method thereof - Google Patents
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JP7741546B2 - Spline shaft and manufacturing method thereof - Google Patents

Spline shaft and manufacturing method thereof

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JP7741546B2 JP2021191503A JP2021191503A JP7741546B2 JP 7741546 B2 JP7741546 B2 JP 7741546B2 JP 2021191503 A JP2021191503 A JP 2021191503A JP 2021191503 A JP2021191503 A JP 2021191503A JP 7741546 B2 JP7741546 B2 JP 7741546B2
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Description

本発明は、例えば自動車用ステアリング装置の中間シャフトを構成するインナシャフトとして使用されるスプラインシャフト、及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a spline shaft used, for example, as an inner shaft constituting an intermediate shaft in an automobile steering device, and to a method for manufacturing the same.

図10は、自動車用のステアリング装置の1例を示している。ステアリングホイール100の回転は、ステアリングギヤユニット101の入力軸102に伝達され、入力軸102の回転に伴って左右1対のタイロッド103が押し引きされて、前車輪に舵角が付与される。ステアリングホイール100は、ステアリングシャフト104の後端部に支持固定されており、ステアリングシャフト104は、ステアリングコラム105の内側を軸方向に挿通し、かつ、ステアリングコラム105に回転自在に支持されている。ステアリングシャフト104の前端部は、自在継手106を介して中間シャフト107の後端部に接続され、中間シャフト107の前端部は、別の自在継手108を介して、入力軸102に接続されている。 Figure 10 shows an example of a steering device for an automobile. Rotation of the steering wheel 100 is transmitted to the input shaft 102 of the steering gear unit 101. As the input shaft 102 rotates, a pair of tie rods 103 (left and right) are pushed and pulled, imparting a steering angle to the front wheels. The steering wheel 100 is fixedly supported on the rear end of a steering shaft 104, which passes axially through the inside of a steering column 105 and is rotatably supported by the steering column 105. The front end of the steering shaft 104 is connected to the rear end of an intermediate shaft 107 via a universal joint 106, and the front end of the intermediate shaft 107 is connected to the input shaft 102 via another universal joint 108.

なお、図示のステアリング装置は、ステアリングホイール100の前後位置を調節可能とするテレスコピック機構を備える。このために、ステアリングシャフト104を、インナシャフト109とアウタチューブ110とを、スプライン係合により、トルク伝達及び伸縮を可能に組み合わせることにより構成している。また、ステアリングコラム105を、インナコラム111とアウタコラム112とを伸縮可能に組み合わせることにより構成している。 The steering device shown in the figure is equipped with a telescopic mechanism that allows the fore-aft position of the steering wheel 100 to be adjusted. To achieve this, the steering shaft 104 is constructed by combining an inner shaft 109 and an outer tube 110 through spline engagement, allowing torque transmission and extension/retraction. Furthermore, the steering column 105 is constructed by combining an inner column 111 and an outer column 112, allowing extension/retraction.

また、ステアリング装置に組み込まれる中間シャフト107は、例えば、走行時に操舵輪から入力される振動がステアリングホイール100に伝わることを防止するため、及び/又は、全長を縮めた状態で車体に組み込むために、伸縮構造を備える。 In addition, the intermediate shaft 107 incorporated into the steering device has an expandable structure, for example, to prevent vibrations input from the steered wheels during driving from being transmitted to the steering wheel 100, and/or to allow it to be incorporated into the vehicle body with its overall length shortened.

図11及び図12は、特開2020-143766号公報に記載された、伸縮式の中間シャフト(中間軸)107aを示している。中間シャフト107aは、軸方向片側(図11の左側)の端部外周面に、雄スプライン部113を有するインナシャフト(内軸)114と、軸方向他側(図11の右側)の端部内周面に、雌スプライン部115を有する円管状のアウタチューブ(外軸)116とを備える。中間シャフト107aは、雄スプライン部113と雌スプライン部115とをスプライン係合することで、インナシャフト114とアウタチューブ116とを、全長を伸縮可能に組み合わせることにより構成されている。 Figures 11 and 12 show the telescopic intermediate shaft 107a described in JP 2020-143766 A. The intermediate shaft 107a comprises an inner shaft 114 having a male spline portion 113 on the outer peripheral surface of the end on one axial side (left side of Figure 11), and a cylindrical outer tube 116 having a female spline portion 115 on the inner peripheral surface of the end on the other axial side (right side of Figure 11). The intermediate shaft 107a is configured by combining the inner shaft 114 and outer tube 116 so that their entire length can be extended or retracted by spline-engaging the male spline portion 113 with the female spline portion 115.

インナシャフト114は、金属製のシャフト本体(軸本体)117と、該シャフト本体117の軸方向片側の端部を覆う合成樹脂製のコーティング層(樹脂層)118とを備える。 The inner shaft 114 comprises a metal shaft body (shaft body) 117 and a synthetic resin coating layer (resin layer) 118 that covers one axial end of the shaft body 117.

シャフト本体117は、軸方向片側の端部外周面に、複数ずつの歯芯部119と溝芯部120とを円周方向に交互に配置してなる雄スプライン芯部121を有する。 The shaft body 117 has a male spline core portion 121 on the outer peripheral surface at one end in the axial direction, which is made up of multiple tooth core portions 119 and groove core portions 120 arranged alternately in the circumferential direction.

雄スプライン芯部121は、軸方向に離隔した3箇所に、欠歯部122a、122b、122cを有する。欠歯部122a、122b、122cは、それぞれの形成位置の歯芯部119を全周にわたって切り欠くことにより形成されている。このため、欠歯部122a、122b、122cは、雄スプライン芯部121の溝底径と同じ外径を有する。また、欠歯部122a、122b、122cのうち、真ん中に位置する欠歯部122bの軸方向長さを、両側に位置する欠歯部122a、122cよりも長くしている。 The male spline core 121 has toothless portions 122a, 122b, and 122c at three axially spaced locations. The toothless portions 122a, 122b, and 122c are formed by cutting out the entire circumference of the tooth core 119 at each location. Therefore, the toothless portions 122a, 122b, and 122c have the same outer diameter as the groove bottom diameter of the male spline core 121. Furthermore, of the toothless portions 122a, 122b, and 122c, the axial length of the toothless portion 122b located in the middle is longer than the toothless portions 122a and 122c located on either side.

コーティング層118は、雄スプライン芯部121を全周にわたって覆っている。コーティング層118は、射出成形(インジェクション成形)により、シャフト本体117の雄スプライン芯部121に結合固定されている。コーティング層118のうち、複数ずつの歯芯部119と溝芯部120とを覆った部分により、アウタチューブ116の雌スプライン部115とスプライン係合する雄スプライン部113が構成される。 The coating layer 118 covers the entire circumference of the male spline core portion 121. The coating layer 118 is bonded and fixed to the male spline core portion 121 of the shaft body 117 by injection molding. The portions of the coating layer 118 that cover multiple tooth core portions 119 and groove core portions 120 form the male spline portion 113 that spline engages with the female spline portion 115 of the outer tube 116.

特開2020-143766号公報のインナシャフト114では、コーティング層118を射出成形により造る際に、該コーティング層118を構成する合成樹脂が、欠歯部122a、122b、122cにも充填され、当該部分に充填部123がそれぞれ形成される。このため、シャフト本体117とコーティング層118とを軸方向に相対変位させようとする力が作用した場合でも、欠歯部122a、122b、122cと充填部123との係合により、シャフト本体117とコーティング層118との軸方向の相対変位を確実に防止することができる。すなわち、特開2020-143766号公報に記載のインナシャフト114では、欠歯部122a、122b、122cを設けることにより、シャフト本体117とコーティング層118との軸方向に関する結合強度を確保している。 In the inner shaft 114 of JP 2020-143766 A, when the coating layer 118 is produced by injection molding, the synthetic resin that makes up the coating layer 118 is also filled into the toothless portions 122a, 122b, and 122c, forming filled portions 123 in these areas. Therefore, even if a force is applied that attempts to displace the shaft body 117 and the coating layer 118 relative to each other in the axial direction, the engagement between the toothless portions 122a, 122b, and 122c and the filled portions 123 reliably prevents relative axial displacement between the shaft body 117 and the coating layer 118. In other words, in the inner shaft 114 described in JP 2020-143766 A, the toothless portions 122a, 122b, and 122c ensure the axial bond strength between the shaft body 117 and the coating layer 118.

特開2020-143766号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2020-143766

特開2020-143766号公報に記載のインナシャフト114では、シャフト本体117とコーティング層118との軸方向に関する結合強度を向上させるため、雄スプライン芯部121に、歯芯部119を全周にわたって切り欠くことにより、欠歯部122a、122b、122cを形成している。このため、シャフト本体117の加工工数が増大するとともに、材料の歩留まりが悪化して、インナシャフト114の製造コストが増大してしまう可能性がある。 In the inner shaft 114 described in JP 2020-143766 A, in order to improve the axial bond strength between the shaft body 117 and the coating layer 118, the toothless portions 122a, 122b, and 122c are formed by cutting out the tooth core portion 119 around the entire circumference of the male spline core portion 121. This increases the number of steps required to process the shaft body 117 and reduces material yield, potentially increasing the manufacturing cost of the inner shaft 114.

また、特開2020-143766号公報に記載のインナシャフト114では、雄スプライン芯部121の周囲に金型を配置した状態で、真ん中の欠歯部122bの周囲に配置したゲートから溶融合成樹脂を前記金型のキャビティ内に送り込み、冷却固化させることで、コーティング層118を造っていると考えられる。ゲートから送り込まれた溶融合成樹脂は、欠歯部122bの内側を円周方向に流れ、該欠歯部122b内で、他のゲートから送り込まれた溶融合成樹脂と合流(衝突)する。このため、欠歯部122b内に充填された合成樹脂の表面に、ウェルドラインと呼ばれる線状跡が形成され、美観や強度などが損なわれる可能性がある。 In addition, with the inner shaft 114 described in JP 2020-143766 A, a mold is placed around the male spline core portion 121, and molten synthetic resin is pumped into the mold cavity from gates located around the central toothless portion 122b, where it is cooled and solidified, creating the coating layer 118. The molten synthetic resin pumped in from the gate flows circumferentially around the inside of the toothless portion 122b, merging (colliding) with molten synthetic resin pumped in from other gates within the toothless portion 122b. This can result in linear marks called weld lines forming on the surface of the synthetic resin filled in the toothless portion 122b, potentially compromising the appearance and strength of the product.

特に本発明者等が行ったシミュレーションによれば、真ん中の欠歯部122bの周囲に、溶融合成樹脂を送り込むためのゲートを配置した場合、フローフロント同士の会合角が小さくなることが分かった。このため、ウェルドラインがはっきり表れてしまうと考えられる。 In particular, simulations conducted by the inventors have shown that when a gate for feeding molten synthetic resin is placed around the central toothless portion 122b, the meeting angle between the flow fronts becomes smaller. This is thought to be why weld lines become more clearly visible.

本発明は、上述のような事情を鑑みて、金属製のシャフト本体と合成樹脂製のコーティング層との軸方向の結合強度を確保しつつ、製造コストを抑えることができる、スプラインシャフトの構造を実現することを目的としている。 In consideration of the above circumstances, the present invention aims to realize a spline shaft structure that can reduce manufacturing costs while ensuring the axial bonding strength between the metal shaft body and the synthetic resin coating layer.

本発明の一態様に係るスプラインシャフトは、金属製のシャフト本体と、合成樹脂製のコーティング層とを備える。 A spline shaft according to one aspect of the present invention comprises a metal shaft body and a synthetic resin coating layer.

前記シャフト本体は、予備軸部と、スプライン軸部と、非スプライン軸部とを含む。 The shaft body includes a spare shaft portion, a splined shaft portion, and a non-splined shaft portion.

前記予備軸部は、前記シャフト本体の軸方向片側の端部に配置されている。 The spare shaft portion is located at one axial end of the shaft body.

前記スプライン軸部は、外周面に歯芯部と溝芯部とを円周方向に交互に配置してなる雄スプライン芯部を有し、かつ、前記予備軸部の軸方向他側に配置されている。 The spline shaft portion has a male spline core portion with tooth core portions and groove core portions arranged alternately in the circumferential direction on its outer peripheral surface, and is located on the other axial side of the spare shaft portion.

前記非スプライン軸部は、前記スプライン軸部の軸方向他側に配置されている。 The non-splined shaft portion is located on the other axial side of the splined shaft portion.

前記コーティング層は、前記予備軸部の外周面、前記スプライン軸部の外周面、及び、前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部外周面を覆う。 The coating layer covers the outer peripheral surface of the spare shaft portion, the outer peripheral surface of the splined shaft portion, and the outer peripheral surface of one axial end of the non-splined shaft portion.

特に本発明の一態様に係るスプラインシャフトでは、前記予備軸部の外周面と前記スプライン軸部の外周面とが、軸方向片側を向いた第1の段差面により接続されている。
さらに、前記コーティング層のうちで前記予備軸部の外周面を覆う部分の径方向厚さが、前記コーティング層のうちで前記スプライン軸部の外周面を覆う部分の径方向厚さよりも厚く、かつ、前記コーティング層のうちで前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部外周面を覆う部分の径方向厚さが、前記コーティング層のうちで前記スプライン軸部の外周面を覆う部分の径方向厚さよりも厚い。
In particular, in a spline shaft according to one aspect of the present invention, the outer circumferential surface of the reserve shaft portion and the outer circumferential surface of the spline shaft portion are connected by a first stepped surface facing one side in the axial direction.
Furthermore, the radial thickness of the portion of the coating layer covering the outer peripheral surface of the spare shaft portion is greater than the radial thickness of the portion of the coating layer covering the outer peripheral surface of the splined shaft portion, and the radial thickness of the portion of the coating layer covering the outer peripheral surface of one axial end of the non-splined shaft portion is greater than the radial thickness of the portion of the coating layer covering the outer peripheral surface of the splined shaft portion.

本発明の一態様に係るスプラインシャフトでは、前記第1の段差面を、前記シャフト本体の中心軸に直交する平坦面により構成することができる。
あるいは、前記第1の段差面を、軸方向他側に向かうほど外径が大きくなる方向に傾斜した円すい台面により構成することもできる。
In the spline shaft according to one aspect of the present invention, the first step surface may be configured by a flat surface that is perpendicular to the central axis of the shaft body.
Alternatively, the first step surface may be formed of a truncated cone surface inclined in a direction such that the outer diameter increases toward the other side in the axial direction.

本発明の一態様に係るスプラインシャフトでは、前記スプライン軸部の外周面と前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部外周面とを、前記シャフト本体の中心軸に直交する平坦面状の第2の段差面により接続することができる。 In a spline shaft according to one aspect of the present invention, the outer peripheral surface of the splined shaft portion and the outer peripheral surface of one axial end of the non-splined shaft portion can be connected by a flat second stepped surface perpendicular to the central axis of the shaft body.

本発明の一態様に係るスプラインシャフトは、前記雄スプライン芯部の円周方向複数箇所に、軸方向他側に隣接する部分よりも径方向内側に向けて凹んだ切り欠き凹部を有することができる。 A spline shaft according to one aspect of the present invention may have notched recesses at multiple locations around the circumference of the male spline core portion, recessed radially inward relative to adjacent portions on the other axial side.

本発明の一態様に係るスプラインシャフトでは、前記コーティング層のうちで前記スプライン軸部の外周面を覆う部分にウェルドラインを存在しないようにすることができる。 In a spline shaft according to one aspect of the present invention, it is possible to prevent the presence of weld lines in the portion of the coating layer that covers the outer surface of the spline shaft portion.

本発明の一態様に係るスプラインシャフトでは、前記コーティング層は、前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部外周面を覆う部分に、ゲート痕を有することができる。
この場合、前記ゲート痕の円周方向に関する位相を、前記歯芯部のうちのいずれかの歯芯部の円周方向に関する位相と一致させることができる。
In the spline shaft according to one aspect of the present invention, the coating layer may have a gate mark in a portion covering the outer peripheral surface of one axial end of the non-spline shaft portion.
In this case, the phase of the gate mark in the circumferential direction can be made to coincide with the phase of any one of the tooth core portions in the circumferential direction.

本発明の一態様に係るスプラインシャフトの製造方法は、本発明の一態様に係るスプラインシャフトを造るために、前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部、前記スプライン軸部及び前記予備軸部の周囲に金型を配置し、かつ、前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部の周囲にゲートを配置した状態で、前記ゲートから前記金型内のキャビティに溶融合成樹脂を送り込むことにより、前記コーティング層を形成する工程を備える。 A method for manufacturing a spline shaft according to one aspect of the present invention includes the steps of: arranging a mold around one axial end of the non-splined shaft portion, the splined shaft portion, and the spare shaft portion; and, with a gate positioned around one axial end of the non-splined shaft portion, injecting molten synthetic resin from the gate into a cavity in the mold to form the coating layer, in order to produce the splined shaft according to one aspect of the present invention.

本発明の一態様に係るスプラインシャフトの製造方法では、前記シャフト本体の中心軸が水平方向を向いた状態で、前記シャフト本体を前記金型にセットすることができる。
本発明の一態様に係るスプラインシャフトの製造方法では、前記シャフト本体の中心軸が鉛直方向を向いた状態で、前記シャフト本体を前記金型にセットすることもできる。
In the method for manufacturing a spline shaft according to one aspect of the present invention, the shaft body can be set in the mold with the central axis of the shaft body oriented horizontally.
In the method for manufacturing a spline shaft according to one aspect of the present invention, the shaft body can be set in the mold with the center axis of the shaft body oriented vertically.

本発明の一態様に係るスプラインシャフトの製造方法では、前記予備軸部の軸方向片側の端面の外径を、前記スプラインシャフトを前記金型から取り出す際に前記予備軸部の軸方向片側の端面を押圧するためのエジェクタピンの外径よりも小さくすることができる。 In a spline shaft manufacturing method according to one aspect of the present invention, the outer diameter of one axial end face of the spare shank can be made smaller than the outer diameter of an ejector pin used to press against the one axial end face of the spare shank when removing the spline shaft from the mold.

本発明の一態様に係るスプラインシャフトによれば、金属製のシャフト本体と合成樹脂製のコーティング層との軸方向の結合強度を確保しつつ、製造コストを抑えることができる。また、本発明の一態様に係るスプラインシャフトの製造方法によれば、本発明の一態様に係るスプラインシャフトを工業的に能率よく製造することができる。 The spline shaft according to one aspect of the present invention can reduce manufacturing costs while ensuring the axial bonding strength between the metal shaft body and the synthetic resin coating layer. Furthermore, the method for manufacturing a spline shaft according to one aspect of the present invention can efficiently manufacture the spline shaft according to one aspect of the present invention industrially.

図1(A)は、実施の形態の第1例に係るスプラインシャフトを示す断面図であり、図1(B)は、図1(A)の左側から見た端面図である。FIG. 1A is a cross-sectional view showing a spline shaft according to a first example of an embodiment, and FIG. 1B is an end view seen from the left side of FIG. 1A. 図2は、図1(A)の左側部分を拡大して示す図である。FIG. 2 is an enlarged view of the left side portion of FIG. 図3(A)は、図2のX部拡大図であり、図3(B)は、図2のY部拡大図である。3A is an enlarged view of the X portion of FIG. 2, and FIG. 3B is an enlarged view of the Y portion of FIG. 図4は、実施の形態の第1例に係るシャフト本体を示す要部拡大斜視図である。FIG. 4 is an enlarged perspective view of a main part of a shaft body according to a first example of the embodiment. 図5は、コーティング層を射出成形により形成する様子を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing how the coating layer is formed by injection molding. 図6(A)は、シャフト本体を軸方向片側から見た端面図であり、図6(B)は、コーティング層を形成した状態で示す、図6(A)のZ部拡大図である。FIG. 6(A) is an end view of the shaft body as viewed from one side in the axial direction, and FIG. 6(B) is an enlarged view of portion Z in FIG. 6(A) showing the state after the coating layer has been formed. 図7は、実施の形態の第2例を示す、図3(B)に相当する図である。FIG. 7 is a diagram showing a second example of the embodiment, and corresponds to FIG. 3(B). 図8は、実施の形態の第2例に係るシャフト本体を示す要部拡大斜視図である。FIG. 8 is an enlarged perspective view of a main part of a shaft body according to a second example of the embodiment. 図9は、実施の形態の第3例を示す、図5と同様の図である。FIG. 9 is a view similar to FIG. 5, showing a third example of the embodiment. 図10は、従来のステアリング装置の1例を示す部分切断斜視図である。FIG. 10 is a partially cutaway perspective view showing an example of a conventional steering device. 図11は、従来の中間シャフトの1例を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an example of a conventional intermediate shaft. 図12は、従来のインナシャフトの1例を示す部分切断斜視図である。FIG. 12 is a partially cutaway perspective view showing an example of a conventional inner shaft.

[実施の形態の第1例]
本発明の実施の形態の第1例について、図1(A)~図6(B)を用いて説明する。本例のスプラインシャフト1は、軸方向片側部分(図1(A)及び図2の左側部分)の外周面に雄スプライン部2を有する。スプラインシャフト1は、内周面に雌スプライン部115を有するアウタチューブ116(図11参照)と組み合わせて使用することができる。すなわち、スプラインシャフト(インナシャフト)1とアウタチューブ116とは、雄スプライン部2と雌スプライン部115とをスプライン係合することにより組み合わされて、伸縮式の中間シャフト107aを構成することができる。
[First Example of Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 1(A) to 6(B). The spline shaft 1 of this example has a male spline portion 2 on the outer peripheral surface of one axial side portion (the left side portion in Figures 1(A) and 2). The spline shaft 1 can be used in combination with an outer tube 116 (see Figure 11) having a female spline portion 115 on its inner peripheral surface. In other words, the spline shaft (inner shaft) 1 and the outer tube 116 can be combined by spline-engaging the male spline portion 2 with the female spline portion 115 to form a telescopic intermediate shaft 107a.

スプラインシャフト1は、シャフト本体3と、コーティング層4とを備える。 The spline shaft 1 comprises a shaft body 3 and a coating layer 4.

シャフト本体3は、アルミニウム合金やマグネシウム合金、チタン合金等の軽合金により、全体を一体に、かつ、中空筒状に構成されている。ただし、本発明を実施する場合、シャフト本体を、炭素鋼等の鉄系合金により構成することもできる、及び/又は、中実状に構成することもできる。 The shaft body 3 is constructed as a single unit, hollow cylinder, from a light alloy such as an aluminum alloy, magnesium alloy, or titanium alloy. However, when implementing the present invention, the shaft body can also be constructed from an iron-based alloy such as carbon steel and/or can be solid.

シャフト本体3は、軸方向片側から順に、予備軸部5と、スプライン軸部6と、非スプライン軸部7とを備える。 The shaft body 3 comprises, from one axial end, a spare shaft portion 5, a splined shaft portion 6, and a non-splined shaft portion 7.

予備軸部5は、シャフト本体3の軸方向片側の端部に備えられている。予備軸部5は、軸方向片側の端部外周面に備えられた面取り部8aを除き、軸方向に関して外径が変化しない円筒面状の外周面を有する。また、予備軸部5は、後述するスプライン軸部6の外周面に備えられた雄スプライン芯部10の溝底径(溝芯部12の外接円直径)d12よりも小さい外径Dを有する。すなわち、予備軸部5の外周面とスプライン軸部6の外周面とは、軸方向片側を向いた第1の段差面9により接続されている。本例では、第1の段差面9は、スプラインシャフト1(シャフト本体3)の中心軸Oに直交する平坦面により構成されている。ただし、第1の段差面は、軸方向他側に向かうほど外径が大きくなる方向に傾斜した円すい台面により構成することもできる。図示の例では、予備軸部5の軸方向寸法は、スプライン軸部6の軸方向寸法よりも十分に短い。 The spare shank 5 is provided at one axial end of the shaft body 3. The spare shank 5 has a cylindrical outer peripheral surface whose outer diameter does not change axially, except for a chamfered portion 8a provided on the outer peripheral surface of the end on one axial end. The spare shank 5 also has an outer diameter D5 that is smaller than the groove bottom diameter (the circumscribed circle diameter of the groove core portion 12) d12 of a male spline core portion 10 provided on the outer peripheral surface of the spline shank 6 (described later). That is, the outer peripheral surfaces of the spare shank 5 and the spline shank 6 are connected by a first stepped surface 9 facing one axial side. In this example, the first stepped surface 9 is formed by a flat surface perpendicular to the central axis O of the spline shaft 1 (shaft body 3). However, the first stepped surface may also be formed by a truncated cone surface inclined in such a direction that the outer diameter increases toward the other axial side. In the illustrated example, the axial dimension of the spare shank 5 is sufficiently shorter than the axial dimension of the spline shank 6.

なお、本例では、予備軸部5の軸方向片側の端面の外径dは、後述するように、コーティング層4を射出成形した後、スプラインシャフト1を金型26から取り出す際に予備軸部5の軸方向片側の端面を軸方向他側に向けて押圧するエジェクタピン30の外径D30よりも大きくなっている。 In this example, the outer diameter d5 of the end face on one axial side of the spare shank 5 is larger than the outer diameter D30 of an ejector pin 30 that presses the end face on one axial side of the spare shank 5 toward the other axial side when removing the spline shaft 1 from the mold 26 after the coating layer 4 has been injection molded, as will be described later.

スプライン軸部6は、シャフト本体3のうち、軸方向中間部から予備軸部5の軸方向他側(図1(A)の右側)に隣接する部分にかけての範囲に備えられている。スプライン軸部6は、外周面に雄スプライン芯部10を有する。雄スプライン芯部10は、軸方向に伸長する凸状の歯芯部11と、軸方向に伸長する凹溝状の溝芯部12とを、円周方向に関して交互に複数個ずつ(図示の例では18個ずつ)配置してなる。 The spline shank 6 is provided in the shaft body 3, extending from the axially intermediate portion to the portion adjacent to the other axial side of the spare shank 5 (the right side in Figure 1(A)). The spline shank 6 has a male spline core 10 on its outer surface. The male spline core 10 is composed of multiple (18 in the illustrated example) convex tooth cores 11 extending in the axial direction and concave groove cores 12 extending in the axial direction, arranged alternately in the circumferential direction.

なお、本例では、歯芯部11の歯先面は、軸方向両側の端部、すなわち面取り部13が備えられた軸方向片側の端部、及び後述する凸部18が備えられた軸方向他側の端部を除き、軸方向に関する凹凸が存在しない、平坦面又は中心軸Oを中心とする部分円筒面により構成されている。また、溝芯部12の底面(径方向外側を向いた面)は、軸方向に関する凹凸が存在しない、平坦面又は中心軸Oを中心とする部分円筒面により構成されている。 In this example, the tooth tip surface of the tooth core portion 11 is composed of a flat surface or a partial cylindrical surface centered on the central axis O, with no axial irregularities, except for both axial end portions, i.e., the end portion on one axial side provided with the chamfered portion 13, and the end portion on the other axial side provided with the convex portion 18 described below. Furthermore, the bottom surface of the groove core portion 12 (the surface facing radially outward) is composed of a flat surface or a partial cylindrical surface centered on the central axis O, with no axial irregularities.

非スプライン軸部7は、スプライン軸部6の軸方向他側に隣接する部分に備えられている。非スプライン軸部7は、軸方向片側の端部に配置された接続部14と、軸方向他側の端部から接続部14の軸方向他側に隣接する部分にかけての範囲に備えられた小径軸部15とを有する。 The non-splined shaft portion 7 is provided in a portion adjacent to the other axial side of the splined shaft portion 6. The non-splined shaft portion 7 has a connecting portion 14 located at one end in the axial direction, and a small-diameter shaft portion 15 provided in the range from the other end in the axial direction to the portion adjacent to the other axial side of the connecting portion 14.

接続部14は、軸方向片側部分の外周面に不完全雄スプライン芯部16を有し、かつ、軸方向他側の端部外周面に、軸方向他側に向かうほど外径が小さくなる方向に傾斜した円すい台面状の第1の傾斜面部17aを有する。第1の傾斜面部17aの軸方向他側の端部は、後述する小径軸部15の軸方向片側の端部に接続されている。 The connecting portion 14 has an incomplete male spline core portion 16 on the outer peripheral surface of one axial end portion, and a first inclined surface portion 17a on the outer peripheral surface of the other axial end portion, which has a truncated conical surface shape with an outer diameter that decreases toward the other axial end. The other axial end of the first inclined surface portion 17a is connected to the axial end of one axial end of the small-diameter shaft portion 15, which will be described later.

不完全雄スプライン芯部16は、中心軸Oを含む断面形状が直角三角形状の凸部18と、凹部19とを、円周方向に関して交互に複数個ずつ(図示の例では18個ずつ)配置してなる。凸部18は、外周面に、軸方向他側に向かうほど外径が小さくなる方向に傾斜した部分円すい台面状の第2の傾斜面部17bを有する。第2の傾斜面部17bの軸方向片側の端部は、歯芯部11の歯先面の軸方向他側の端部に接続され、かつ、第2の傾斜面部17bの軸方向他側の端部は、第1の傾斜面部17aの軸方向片側の端部外周面に接続されている。 The incomplete male spline core portion 16 is composed of multiple (18 in the illustrated example) convex portions 18 and concave portions 19, each of which has a right-angled triangular cross section containing the central axis O, arranged alternately in the circumferential direction. The convex portions 18 have a second inclined surface portion 17b on their outer peripheral surface, which has a partial truncated cone shape and is inclined in a direction in which the outer diameter decreases toward the other axial direction. One axial end of the second inclined surface portion 17b is connected to the other axial end of the tooth tip surface of the tooth core portion 11, and the other axial end of the second inclined surface portion 17b is connected to the outer peripheral surface of one axial end of the first inclined surface portion 17a.

第1の傾斜面部17aと第2の傾斜面部17bとは、同一の円すい台面上に存在している。すなわち、本例では、スプライン軸部6の軸方向他側の端部外周面と小径軸部15の軸方向片側の端部外周面とは、第1の傾斜面部17aと第2の傾斜面部17bとからなる円すい台面状の傾斜面部17により接続されている。 The first inclined surface portion 17a and the second inclined surface portion 17b exist on the same truncated cone surface. In other words, in this example, the outer peripheral surface of the other axial end of the spline shaft portion 6 and the outer peripheral surface of one axial end of the small diameter shaft portion 15 are connected by a truncated cone-shaped inclined surface portion 17 consisting of the first inclined surface portion 17a and the second inclined surface portion 17b.

小径軸部15は、シャフト本体3のうち、軸方向他側の端部から接続部14の軸方向他側に隣接する部分にかけての範囲に備えられている。小径軸部15は、軸方向他側の端部外周面に備えられた面取り部8bを除き、軸方向に関して外径が変化しない円筒面状の外周面を有する。また、小径軸部15は、スプライン軸部6の外周面に備えられた雄スプライン芯部10の溝底径(溝芯部12の外接円直径)d12よりも小さい外径D15を有する。なお、本例では、小径軸部15の外径D15は、予備軸部5の外径Dよりも大きくなっている(D15>D)。 The small diameter shaft portion 15 is provided in a range from the other axial end of the shaft body 3 to a portion adjacent to the other axial side of the connecting portion 14. The small diameter shaft portion 15 has a cylindrical outer peripheral surface whose outer diameter does not change in the axial direction, except for a chamfered portion 8b provided on the outer peripheral surface of the other axial end. The small diameter shaft portion 15 also has an outer diameter D15 that is smaller than the groove bottom diameter (circumscribed circle diameter of the groove core portion 12) d12 of the male spline core portion 10 provided on the outer peripheral surface of the spline shaft portion 6. In this example, the outer diameter D15 of the small diameter shaft portion 15 is larger than the outer diameter D5 of the spare shaft portion 5 ( D15 > D5 ).

また、シャフト本体3は、中心部を軸方向に貫通する中心孔21を有する。中心孔21は、面取り部8cが備えられた軸方向他側の端部を除き、軸方向片側に向かうほど内径が段階的に大きくなる段付孔により構成されている。 The shaft body 3 also has a central hole 21 that passes through the center in the axial direction. The central hole 21 is configured as a stepped hole whose inner diameter gradually increases toward one axial end, except for the other axial end that is provided with a chamfered portion 8c.

コーティング層4は、ポリアミド樹脂(PA)やポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、ポリアセタール樹脂(POM)等、本例のスプラインシャフト1と組み合わされるアウタチューブ116の雌スプライン部115に対する摺動抵抗を小さくすることができる合成樹脂により構成されている。コーティング層4は、予備軸部5の外周面、スプライン軸部6の外周面、及び非スプライン軸部7の軸方向片側部分の外周面(接続部14の外周面及び小径軸部15の軸方向片側部分の外周面)を全周にわたって覆っている。なお、図1(B)は、コーティング層4の円周方向一部を省略して表しているが、実際には、コーティング層4は全周にわたって備えられている。 The coating layer 4 is made of a synthetic resin, such as polyamide resin (PA), polyphenylene sulfide resin (PPS), or polyacetal resin (POM), which reduces sliding resistance against the female spline portion 115 of the outer tube 116 that is combined with the spline shaft 1 of this example. The coating layer 4 covers the entire outer surface of the spare shaft portion 5, the outer surface of the spline shaft portion 6, and the outer surface of one axial side portion of the non-spline shaft portion 7 (the outer surface of the connection portion 14 and the outer surface of one axial side portion of the small diameter shaft portion 15). Note that while Figure 1(B) shows a circumferential portion of the coating layer 4 omitted, in reality, the coating layer 4 is provided along the entire circumference.

このため、雄スプライン部2は、スプライン軸部6の外周面に備えられた雄スプライン芯部10と、コーティング層4のうちで雄スプライン芯部10を覆う雄スプライン被覆部22とから構成される。本例では、雄スプライン被覆部22は、図6(B)に示すように、軸方向片側部分(図1(A)にαで示す範囲)の外周面の円周方向複数箇所(図示の例では4箇所)に切り欠き凹部20を備える。それぞれの切り欠き凹部20は、半円形の断面形状を有し、スプラインシャフト1の外周面と軸方向片側の端面とに開口する。本例では、それぞれの切り欠き凹部20は、雄スプライン部2のうち、円周方向に関する位相がスプライン溝と一致する部分に備えられている。なお、図1(B)は、切り欠き凹部20を省略して示している。 For this reason, the male spline portion 2 is composed of a male spline core portion 10 provided on the outer peripheral surface of the spline shaft portion 6, and a male spline covering portion 22 of the coating layer 4 that covers the male spline core portion 10. In this example, as shown in FIG. 6(B), the male spline covering portion 22 has cutout recesses 20 at multiple locations (four locations in the illustrated example) circumferentially on the outer peripheral surface of one axial end portion (the range indicated by α in FIG. 1(A)), as shown in FIG. 6(B). Each cutout recess 20 has a semicircular cross-sectional shape and opens to the outer peripheral surface of the spline shaft 1 and to one axial end face. In this example, each cutout recess 20 is provided in a portion of the male spline portion 2 whose circumferential phase coincides with the spline groove. Note that the cutout recesses 20 are omitted from FIG. 1(B).

それぞれの切り欠き凹部20は、後述するように、コーティング層4を射出成形する際に、金型26に対してシャフト本体3を円周方向に位置決めするべく、位置決めピン27をスプライン溝に係合させることにより形成される。それぞれの切り欠き凹部20は、スプラインシャフト1の完成後においては、該スプラインシャフト1をアウタチューブ116と組み合わせて中間シャフト107aを構成した場合に、雄スプライン部2と雌スプライン部115とのスプライン係合部に塗布されたグリースを保持するためのグリース溜りとして利用することができる。 As described below, each notched recess 20 is formed by engaging a positioning pin 27 with a spline groove to circumferentially position the shaft body 3 relative to the mold 26 when injection molding the coating layer 4. After the spline shaft 1 is completed, when the spline shaft 1 is combined with the outer tube 116 to form the intermediate shaft 107a, each notched recess 20 can be used as a grease reservoir to hold grease applied to the spline engagement portion between the male spline portion 2 and the female spline portion 115.

それぞれの切り欠き凹部20の軸方向長さは、特に限定されるものではないが、例えば、雄スプライン部2の軸方向長さの1/20以上1/6以下とすることができる。 The axial length of each notched recess 20 is not particularly limited, but can be, for example, between 1/20 and 1/6 of the axial length of the male spline portion 2.

雄スプライン被覆部22は、歯芯部11を覆う歯被覆部23と、溝芯部12を覆う溝被覆部24とを有する。雄スプライン被覆部22の径方向厚さtは、切り欠き凹部20が備えられた部分を除き、円周方向及び軸方向にわたってほぼ一定である。雄スプライン被覆部22の径方向厚さtは、特に限定されるものではないが、例えば0.01mm以上0.50mm以下、好ましくは0.25mm以上0.40mm以下とすることができる。 The male spline covering portion 22 has a tooth covering portion 23 that covers the tooth core portion 11 and a groove covering portion 24 that covers the groove core portion 12. The radial thickness t of the male spline covering portion 22 is approximately constant in the circumferential and axial directions, except for the portion where the notched recess 20 is provided. The radial thickness t of the male spline covering portion 22 is not particularly limited, but can be, for example, 0.01 mm or more and 0.50 mm or less, and preferably 0.25 mm or more and 0.40 mm or less.

なお、コーティング層4のうち、切り欠き凹部20が備えられた部分の径方向厚さは極めて薄くなっている。コーティング層4のうち、切り欠き凹部20が備えられた部分の径方向厚さは、特に限定されるものではないが、例えば0.01mm以上0.10mm以下とすることができる。 The radial thickness of the portion of the coating layer 4 where the notched recess 20 is provided is extremely thin. The radial thickness of the portion of the coating layer 4 where the notched recess 20 is provided is not particularly limited, but can be, for example, 0.01 mm or more and 0.10 mm or less.

本例では、コーティング層4のうちで予備軸部5の外周面を覆う第1の厚肉部25aの径方向厚さTを、コーティング層4のうちでスプライン軸部6の外周面に備えられた雄スプライン芯部10を覆う雄スプライン被覆部22の径方向厚さtよりも厚くしている(T>t)。 In this example, the radial thickness TA of the first thick portion 25a of the coating layer 4 that covers the outer peripheral surface of the spare shaft portion 5 is made thicker than the radial thickness t of the male spline covering portion 22 of the coating layer 4 that covers the male spline core portion 10 provided on the outer peripheral surface of the spline shaft portion 6 ( TA > t).

このために、第1の厚肉部25aのうち、円周方向に関して歯芯部11と一致する部分の外径を、歯被覆部23の外径と同じとし、かつ、第1の厚肉部25aのうち、円周方向に関して溝芯部12と一致する部分の外径を、溝被覆部24の外径と同じとしている。本例では、予備軸部5の外径Dは、雄スプライン芯部10の溝底径d12よりも小さいため、予備軸部5の外周面を覆う第1の厚肉部25aの径方向厚さTは、円周方向に関する位相にかかわらず、雄スプライン芯部10を覆う雄スプライン被覆部22の径方向厚さtよりも厚くなる。 For this reason, the outer diameter of the portion of the first thick-walled portion 25a that coincides with the tooth core portion 11 in the circumferential direction is made the same as the outer diameter of the tooth covering portion 23, and the outer diameter of the portion of the first thick-walled portion 25a that coincides with the groove core portion 12 in the circumferential direction is made the same as the outer diameter of the groove covering portion 24. In this example, the outer diameter D5 of the spare shank 5 is smaller than the groove bottom diameter d12 of the male spline core portion 10, and therefore the radial thickness TA of the first thick-walled portion 25a that covers the outer peripheral surface of the spare shank 5 is thicker than the radial thickness t of the male spline covering portion 22 that covers the male spline core portion 10, regardless of the phase in the circumferential direction.

なお、本例では、第1の厚肉部25aの径方向外側部分の軸方向長さ、すなわち第1の厚肉部25aの軸方向片側の端面から面取り部13の軸方向他側の端部までの軸方向長さLa1を、雄スプライン被覆部22の径方向厚さtよりも大きくしている(La1>t)。さらに、第1の厚肉部25aの径方向内側部分の軸方向長さ、すなわち第1の厚肉部25aの軸方向片側の端面から第1の段差面9までの軸方向長さLa2を、雄スプライン被覆部22の径方向厚さtよりも大きくしている(La2>t)。 In this example, the axial length of the radially outer portion of the first thick-walled portion 25a, i.e., the axial length L a1 from one axial end face of the first thick-walled portion 25a to the other axial end face of the chamfered portion 13, is set to be greater than the radial thickness t of the male spline covering portion 22 (L a1 > t). Furthermore, the axial length of the radially inner portion of the first thick-walled portion 25a, i.e., the axial length L a2 from one axial end face of the first thick-walled portion 25a to the first step surface 9, is set to be greater than the radial thickness t of the male spline covering portion 22 (L a2 > t).

第1の厚肉部25aの径方向厚さTは、特に限定されるものではないが、例えば、雄スプライン被覆部22の径方向厚さtの3倍以上7倍以下とすることができる。 The radial thickness TA of the first thick portion 25a is not particularly limited, but can be set to, for example, 3 to 7 times the radial thickness t of the male spline covering portion 22.

また、コーティング層4のうちで非スプライン軸部7の軸方向片側の端部外周面、すなわち接続部14の外周面及び小径軸部15の軸方向片側の端部外周面を覆う第2の厚肉部25bの径方向厚さ(最も厚い部分の径方向厚さ)Tを、コーティング層4のうちでスプライン軸部6の外周面に備えられた雄スプライン芯部10を覆う雄スプライン被覆部22の径方向厚さtよりも厚くしている(T>t)。 Furthermore, the radial thickness T B (the radial thickness of the thickest part) of the second thick portion 25 b of the coating layer 4 , which covers the outer peripheral surface of one axial end of the non-spline shaft portion 7, i.e., the outer peripheral surface of the connecting portion 14 and the outer peripheral surface of one axial end of the small diameter shaft portion 15, is made thicker than the radial thickness t of the male spline covering portion 22 of the coating layer 4 which covers the male spline core portion 10 provided on the outer peripheral surface of the spline shaft portion 6 (T B > t).

このために、第2の厚肉部25bのうち、円周方向に関して歯芯部11と一致する部分の外径を、歯被覆部23の外径と同じとし、かつ、第2の厚肉部25bのうち、円周方向に関して溝芯部12と一致する部分の外径を、溝被覆部24の外径と同じとしている。本例では、雄スプライン芯部10の溝底径D12よりも小さい外径D15を有する小径軸部15の軸方向片側の端部外周面と、スプライン軸部6の軸方向他側の端部外周面とを、円すい台面状の傾斜面部17により接続している。したがって、接続部14の外周面及び小径軸部15の軸方向片側の端部外周面を覆う第2の厚肉部25bの径方向厚さTは、円周方向に関する位相にかかわらず、雄スプライン芯部10を覆う雄スプライン被覆部22の径方向厚さtよりも厚くなる。 For this reason, the outer diameter of the portion of the second thick-walled portion 25b that coincides with the tooth core portion 11 in the circumferential direction is made the same as the outer diameter of the tooth covering portion 23, and the outer diameter of the portion of the second thick-walled portion 25b that coincides with the groove core portion 12 in the circumferential direction is made the same as the outer diameter of the groove covering portion 24. In this example, the outer peripheral surface of one axial end of the small diameter shaft portion 15 , which has an outer diameter D15 smaller than the groove bottom diameter D12 of the male spline core portion 10, is connected to the outer peripheral surface of the other axial end of the spline shaft portion 6 by a truncated conical inclined surface portion 17. Therefore , the radial thickness T B of the second thick-walled portion 25b that covers the outer peripheral surface of the connecting portion 14 and the outer peripheral surface of the one axial end of the small diameter shaft portion 15 is thicker than the radial thickness t of the male spline covering portion 22 that covers the male spline core portion 10, regardless of the phase in the circumferential direction.

なお、本例では、第2の厚肉部25bの径方向外側部分の軸方向長さ、すなわち第2の厚肉部25bの軸方向他側の端面から接続部14の軸方向片側の端部までの軸方向長さLb1を、雄スプライン被覆部22の径方向厚さtよりも大きくしている(Lb1>t)。さらに、第2の厚肉部25bの径方向内側部分の軸方向長さ、すなわち第2の厚肉部25bの軸方向他側の端面から接続部14の軸方向他側の端部までの軸方向長さLb2を、雄スプライン被覆部22の径方向厚さtよりも大きくしている(Lb2>t)。 In this example, the axial length of the radially outer portion of the second thick-walled portion 25b, i.e., the axial length Lb1 from the other axial end face of the second thick-walled portion 25b to one axial end of the connecting portion 14, is set to be greater than the radial thickness t of the male spline covering portion 22 ( Lb1 > t). Furthermore, the axial length of the radially inner portion of the second thick-walled portion 25b, i.e., the axial length Lb2 from the other axial end face of the second thick-walled portion 25b to the other axial end of the connecting portion 14, is set to be greater than the radial thickness t of the male spline covering portion 22 ( Lb2 > t).

コーティング層4は、小径軸部15を覆う部分のうち、第2の厚肉部25bよりも軸方向他側に外れた薄肉部32の外周面の円周方向1箇所又は等間隔複数箇所に図示しないゲート痕を有する。具体的には、本例では、コーティング層4は、薄肉部32の外周面の径方向反対側2箇所にゲート痕を有する。また、本例では、ゲート痕は、薄肉部32の外周面のうち、円周方向に関して歯芯部11と位相が一致する部分に形成されている。なお、ゲート痕は、後述するように、コーティング層4を射出成形(インジェクション成形)した後、ゲート29を除去(切断することにより形成される痕をいう。 The coating layer 4 has gate marks (not shown) at one location or at multiple equally spaced locations in the circumferential direction on the outer peripheral surface of the thin-walled portion 32, which is located axially away from the second thick-walled portion 25b, in the portion covering the small diameter shaft portion 15. Specifically, in this example, the coating layer 4 has gate marks at two locations on radially opposite sides of the outer peripheral surface of the thin-walled portion 32. In this example, the gate marks are formed on a portion of the outer peripheral surface of the thin-walled portion 32 that is in phase with the tooth core portion 11 in the circumferential direction. Note that the gate marks refer to marks formed by removing ( cutting off ) the gate 29 after injection molding the coating layer 4, as will be described later.

コーティング層4は、射出成形により形成されると同時に、シャフト本体3に対し結合固定される。 The coating layer 4 is formed by injection molding and is simultaneously bonded and fixed to the shaft body 3.

次に、本例のスプラインシャフト1の製造方法について、以下に説明する。 Next, the manufacturing method for the spline shaft 1 of this example will be described below.

まず、金属製の線材又は棒材を所定の長さに切断して円柱状素材を得る。次いで、前記円柱状素材に、鍛造加工や切削加工、研削加工等の必要な加工を施して、シャフト本体3を得る。例えば、雄スプライン芯部10は、転造加工又は切削加工により形成することができる。 First, a metal wire or rod is cut to a predetermined length to obtain a cylindrical material. The cylindrical material is then subjected to the necessary processes, such as forging, cutting, and grinding, to obtain the shaft body 3. For example, the male spline core portion 10 can be formed by rolling or cutting.

続くコーティング層4を形成する工程では、まず、図5に示すように、シャフト本体3を金型26内にセットする。本例では、シャフト本体3を、中心軸を水平方向に向けた状態で金型26内にセットする。なお、金型26は、例えば、複数の金型部品からなる分割型の構造を備えることができる。 In the subsequent process of forming the coating layer 4, first, the shaft body 3 is set in a mold 26, as shown in Figure 5. In this example, the shaft body 3 is set in the mold 26 with its central axis oriented horizontally. Note that the mold 26 can have, for example, a split mold structure consisting of multiple mold parts.

本例では、シャフト本体3を金型26内にセットした状態で、図6(A)に示すように、シャフト本体3の雄スプライン芯部10を構成する溝芯部12のうちの一部(図示の例では4つ)の溝芯部12に、位置決めピン27を係合(挿入)している。これにより、金型26に対してシャフト本体3を、円周方向に位置決めしている。この状態で、金型26の内面とシャフト本体3の外周面との間に存在するキャビティ28内に溶融合成樹脂を送り込むためのゲート29は、小径軸部15の軸方向片側部分の径方向外側(図1に太矢印で示す位置)に位置し、かつ、円周方向に関して歯芯部11と位相が一致する部分に配置される。なお、ゲート29は、シャフト本体3の中心軸に直交する方向に限らず、シャフト本体3の中心軸に対し傾斜する方向、例えばシャフト本体3の中心軸を含む断面において、シャフト本体3の中心軸となす角度が30°以上60°以下となる方向に配置することもできる。 In this example, with the shaft body 3 set in the mold 26, as shown in FIG. 6(A), positioning pins 27 are engaged (inserted) into some (four in the illustrated example) of the groove core portions 12 that make up the male spline core portion 10 of the shaft body 3. This positions the shaft body 3 circumferentially relative to the mold 26. In this state, a gate 29 for feeding molten synthetic resin into a cavity 28 existing between the inner surface of the mold 26 and the outer surface of the shaft body 3 is located radially outward from one axial end of the small diameter shaft portion 15 (the position indicated by the thick arrow in FIG. 1), and is positioned in a portion that is circumferentially aligned with the tooth core portion 11. Note that the gate 29 does not need to be positioned perpendicular to the central axis of the shaft body 3; it can also be positioned in a direction inclined relative to the central axis of the shaft body 3, for example, in a direction that forms an angle of 30° to 60° with the central axis of the shaft body 3 in a cross section including the central axis of the shaft body 3.

シャフト本体3の軸方向片側部分の周囲に金型26を配置した状態で、ゲート29からキャビティ28内に、溶融した合成樹脂を圧力を加えて注入した後、合成樹脂をキャビティ28内で冷却固化させる。合成樹脂が冷却固化した後、金型26を分割し、エジェクタピン30により、シャフト本体3(予備軸部5)の軸方向片側の端面を軸方向他側に向けて押圧することで、スプラインシャフト1を金型26から取り出す。そして、ゲート29を切断して、完成後のスプラインシャフト1を得る。なお、雄スプライン芯部10の周囲のうち、位置決めピン27を配置していた部分の合成樹脂(雄スプライン被覆部22)は、他の部分に比べ極めて薄くなり、当該部分に切り欠き凹部20が形成される。 With the mold 26 positioned around one axial end of the shaft body 3, molten synthetic resin is injected under pressure through the gate 29 into the cavity 28, and then cooled and solidified within the cavity 28. After the synthetic resin has cooled and solidified, the mold 26 is separated, and the end face of one axial end of the shaft body 3 (spare shaft portion 5) is pressed toward the other axial end with an ejector pin 30, thereby removing the spline shaft 1 from the mold 26. The gate 29 is then cut to obtain the completed spline shaft 1. Note that the synthetic resin (male spline coating portion 22) around the male spline core portion 10 where the positioning pin 27 was located is much thinner than the rest of the material, and a notched recess 20 is formed in that portion.

本例のスプラインシャフト1によれば、金属製のシャフト本体3と合成樹脂製のコーティング層4との軸方向の結合強度を確保しつつ、製造コストを抑えることができる。 The spline shaft 1 of this example ensures the axial bonding strength between the metal shaft body 3 and the synthetic resin coating layer 4 while reducing manufacturing costs.

すなわち、本例のスプラインシャフト1では、コーティング層4のうち、予備軸部5の外周面を覆う第1の厚肉部25aの径方向厚さTを、コーティング層4のうち、雄スプライン芯部10を覆う雄スプライン被覆部22の径方向厚さtよりも厚くしている。また、コーティング層4のうち、非スプライン軸部7の軸方向片側の端部外周面を覆う第2の厚肉部25bの径方向厚さTを、雄スプライン被覆部22の径方向厚さtよりも厚くしている。 That is, in the spline shaft 1 of this example, the radial thickness TA of the first thick-walled portion 25a of the coating layer 4 that covers the outer peripheral surface of the spare shaft portion 5 is made thicker than the radial thickness t of the male spline covering portion 22 of the coating layer 4 that covers the male spline core portion 10. Also, the radial thickness TB of the second thick-walled portion 25b of the coating layer 4 that covers the outer peripheral surface of one axial end of the non-spline shaft portion 7 is made thicker than the radial thickness t of the male spline covering portion 22.

したがって、コーティング層4を射出成形により形成するため、キャビティ28内に溶融合成樹脂を充填した後、冷却固化することに伴う熱収縮量(体積の減少量)は、雄スプライン被覆部22よりも、第1の厚肉部25a及び第2の厚肉部25bで多くなる。この結果、雄スプライン芯部10を覆う雄スプライン被覆部22のシャフト本体3の外周面に対する結合強度(密着度)よりも、雄スプライン芯部10の軸方向両側に位置する第1の厚肉部25a及び第2の厚肉部25bのシャフト本体3の外周面に対する結合強度が高くなる。このため、シャフト本体3に対する結合強度が高い第1の厚肉部25a及び第2の厚肉部25bを、シャフト本体3の雄スプライン芯部10の軸方向両側に位置させることができる。換言すれば、雄スプライン芯部10を、シャフト本体3に対する結合強度が高い第1の厚肉部25a及び第2の厚肉部25bにより軸方向両側から挟持することができる。これにより、シャフト本体3とコーティング層4との軸方向に関する結合強度を確保することができる。 Therefore, because the coating layer 4 is formed by injection molding, the amount of thermal shrinkage (volume reduction) associated with cooling and solidification after filling the cavity 28 with molten synthetic resin is greater in the first thick-walled portion 25a and the second thick-walled portion 25b than in the male spline covering portion 22. As a result, the bond strength (degree of adhesion) of the first thick-walled portion 25a and the second thick-walled portion 25b, located on both axial sides of the male spline core portion 10, to the outer circumferential surface of the shaft body 3 is greater than the bond strength (degree of adhesion) of the male spline covering portion 22 covering the male spline core portion 10 to the outer circumferential surface of the shaft body 3. For this reason, the first thick-walled portion 25a and the second thick-walled portion 25b, which have a high bond strength to the shaft body 3, can be positioned on both axial sides of the male spline core portion 10 of the shaft body 3. In other words, the male spline core portion 10 can be sandwiched from both axial sides by the first thick-walled portion 25a and the second thick-walled portion 25b, which have a high bond strength to the shaft body 3. This ensures the axial bond strength between the shaft body 3 and the coating layer 4.

さらに本例のスプラインシャフト1では、シャフト本体3とコーティング層4との軸方向に関する結合強度を確保することができる構造を、特開2020-143766号公報に記載のインナシャフト114のように、シャフト本体117の雄スプライン芯部121に欠歯部122a、122b、122cを全周にわたって形成することなく実現している。したがって、シャフト本体3の加工工数が徒に増大したり、材料の歩留まりが悪化したりするのを防止できて、スプラインシャフト1の製造コストを抑えることができる。 Furthermore, the spline shaft 1 of this example achieves a structure that ensures the axial bonding strength between the shaft body 3 and the coating layer 4 without forming missing tooth portions 122a, 122b, and 122c around the entire circumference of the male spline core portion 121 of the shaft body 117, as in the inner shaft 114 described in JP 2020-143766 A. This prevents an unnecessary increase in the number of steps required to process the shaft body 3 and a decrease in material yield, thereby reducing the manufacturing cost of the spline shaft 1.

また、本例では、第1の厚肉部25aの径方向外側部分の軸方向長さLa1および径方向内側部分の軸方向長さLa2を、雄スプライン被覆部22の径方向厚さtよりも大きくし、かつ、第2の厚肉部25bの径方向外側部分の軸方向長さLb1および径方向内側部分の軸方向長さLb2を、雄スプライン被覆部22の径方向厚さtよりも大きくしている。このため、雄スプライン芯部10の軸方向両側に位置する第1の厚肉部25a及び第2の厚肉部25bの体積を十分に確保することができる。この面からも、シャフト本体3とコーティング層4との軸方向に関する結合強度を確保することができる。 Furthermore, in this example, the axial length L a1 of the radially outer portion and the axial length L a2 of the radially inner portion of the first thick-walled portion 25 a are made larger than the radial thickness t of the male spline covering portion 22, and the axial length L b1 of the radially outer portion and the axial length L b2 of the radially inner portion of the second thick-walled portion 25 b are made larger than the radial thickness t of the male spline covering portion 22. This makes it possible to ensure sufficient volumes for the first thick-walled portion 25 a and the second thick-walled portion 25 b located on both axial sides of the male spline core portion 10. This also ensures sufficient bonding strength in the axial direction between the shaft body 3 and the coating layer 4.

また、本例のスプラインシャフト1の製造方法によれば、スプラインシャフト1を工業的に能率よく製造することができる。 Furthermore, the manufacturing method for the spline shaft 1 in this example allows for industrially efficient manufacturing of the spline shaft 1.

特に本例では、コーティング層4を射出成形により形成する際に、シャフト本体3を、中心軸を水平方向に向けた状態で金型26内にセットするとともに、キャビティ28内に溶融合成樹脂を送り込むためのゲート29を、小径軸部15の軸方向片側部分の径方向外側に位置させている。このように、シャフト本体3の軸方向を水平方向に向け、かつ、ゲート29の軸方向位置を規制しているため、雄スプライン部2を構成する雄スプライン被覆部22の表面に、ウェルドラインが形成されることを防止できる。この理由について、以下に説明する。 In particular, in this example, when forming the coating layer 4 by injection molding, the shaft body 3 is set in the mold 26 with its central axis oriented horizontally, and the gate 29 for feeding molten synthetic resin into the cavity 28 is positioned radially outward from one axial side of the small diameter shaft portion 15. In this way, by oriented horizontally in the axial direction of the shaft body 3 and restricting the axial position of the gate 29, it is possible to prevent weld lines from forming on the surface of the male spline coating portion 22 that constitutes the male spline portion 2. The reason for this is explained below.

本発明者等が行ったシミュレーションによれば、ゲート29からキャビティ28内に溶融合成樹脂を送り込むと、溶融合成樹脂は、円周方向及び軸方向片側部分に向けて広がるように流れ、非スプライン軸部7(小径軸部15)の軸方向片側部分の周囲で、他のゲート29から送り込まれた溶融合成樹脂と円周方向に合流(衝突)する。非スプライン軸部7の軸方向片側部分の周囲において、隣り合うゲート29から送り込まれた溶融合成樹脂のフローフロント同士が合流した後は、軸方向片側に向かう流れが多くなる。本例では、このように、溶融合成樹脂を、非スプライン軸部7の軸方向片側部分の周囲で円周方向に合流させてから、雄スプライン芯部10の周囲に送り込んでいるため、溶融合成樹脂が雄スプライン芯部10の外周面に達するまでの間に、フローフロント同士の会合角が十分に大きくなる。このため、雄スプライン被覆部22にウェルドラインが形成されることを防止することができる。すなわち、完成後のスプラインシャフト1の美観が損なわれたり、雄スプライン部2を構成する雄スプライン被覆部22の強度が低下したりすることを防止できる。 According to a simulation conducted by the inventors, when molten synthetic resin is fed into the cavity 28 through the gate 29, the molten synthetic resin spreads circumferentially and toward one axial side, merging (colliding) with molten synthetic resin fed from other gates 29 in the circumferential direction around one axial side of the non-splined shaft portion 7 (small-diameter shaft portion 15). After the flow fronts of molten synthetic resin fed from adjacent gates 29 merge around one axial side of the non-splined shaft portion 7, the flow toward one axial side becomes more prevalent. In this example, the molten synthetic resin is allowed to merge circumferentially around one axial side of the non-splined shaft portion 7 before being fed around the male spline core portion 10. This ensures that the meeting angle between the flow fronts is sufficiently large before the molten synthetic resin reaches the outer peripheral surface of the male spline core portion 10. This prevents weld lines from forming in the male spline coated portion 22. This prevents the aesthetic appearance of the completed spline shaft 1 from being marred and the strength of the male spline covering portion 22 that constitutes the male spline portion 2 from being reduced.

なお、コーティング層4のうち、非スプライン軸部7(小径軸部15)の軸方向片側部分の外周面を覆う薄肉部32の表面にウェルドラインが形成される可能性はあるが、完成後のスプラインシャフト1の美観の確保や、雄スプライン被覆部22の強度を確保する面からは特に問題とはならない。 Although there is a possibility that weld lines may form on the surface of the thin-walled portion 32 of the coating layer 4 that covers the outer peripheral surface of one axial side of the non-splined shaft portion 7 (small-diameter shaft portion 15), this does not pose a particular problem in terms of ensuring the aesthetic appearance of the completed spline shaft 1 or the strength of the male spline coated portion 22.

また、本例では、ゲート29の円周方向に関する位相を、歯芯部11の円周方向に関する位相と一致させている。このため、ゲート29を切断した後の残し代を、歯芯部11の歯先面の高さまで許容することができる。ただし、本発明を実施する場合、ゲートの円周方向に関する位相を、溝芯部の円周方向に関する位相と一致させることもできる。 In addition, in this example, the circumferential phase of the gate 29 is matched with the circumferential phase of the tooth core portion 11. Therefore, the allowance remaining after cutting the gate 29 can be allowed up to the height of the tooth tip surface of the tooth core portion 11. However, when implementing this invention, the circumferential phase of the gate can also be matched with the circumferential phase of the groove core portion.

本例では、コーティング層4を射出成形により形成する際に、シャフト本体3の中心軸を水平方向に向けた状態で、金型26内にセットしている。ただし、本発明を実施する場合、シャフト本体の中心軸を鉛直方向に向けることもできる。あるいは、シャフト本体の中心軸を水平方向に対して傾けた状態で、金型内にセットすることもできる。 In this example, when forming the coating layer 4 by injection molding, the shaft body 3 is set in the mold 26 with its central axis oriented horizontally. However, when implementing the present invention, the shaft body's central axis can also be oriented vertically. Alternatively, the shaft body can be set in the mold with its central axis tilted relative to the horizontal.

また、本発明のスプラインシャフトは、ステアリング装置用の中間シャフトを構成するインナシャフトに限らず、各種のスプラインシャフトに適用することができる。例えば、本発明のスプラインシャフトは、後端部にステアリングホイールが支持固定されるステアリングシャフトを構成するインナシャフトに適用することができる。 Furthermore, the spline shaft of the present invention is not limited to inner shafts that constitute intermediate shafts for steering devices, but can also be applied to various types of spline shafts. For example, the spline shaft of the present invention can be applied to inner shafts that constitute steering shafts whose rear ends support and fix a steering wheel.

[実施の形態の第2例]
本発明の実施の形態の第2例について、図7及び図8を用いて説明する。本例では、シャフト本体3aは、軸方向片側から順に、予備軸部5と、スプライン軸部6と、非スプライン軸部7aとを備える。本例では、非スプライン軸部7aは、小径軸部15のみからなる。すなわち、本例では、シャフト本体3aは、実施の形態の第1例に係るシャフト本体3のように、外周面に不完全雄スプライン芯部16を有する接続部14を備えていない。そして、スプライン軸部6の外周面と小径軸部15の外周面とを、シャフト本体3aの中心軸Oに直交する平坦面状の第2の段差面31により接続している。第2の段差面31は、例えば、鍛造成形後、切削加工により形成することもできる。
[Second Example of Embodiment]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to Figures 7 and 8. In this embodiment, the shaft body 3a includes, from one axial end, a spare shank 5, a splined shank 6, and a non-splined shank 7a. In this embodiment, the non-splined shank 7a consists only of a small-diameter shank 15. That is, unlike the shaft body 3 according to the first embodiment, the shaft body 3a does not include a connecting portion 14 having an incomplete male spline core portion 16 on its outer circumferential surface. The outer circumferential surfaces of the splined shank 6 and the small-diameter shank 15 are connected by a flat second stepped surface 31 perpendicular to the central axis O of the shaft body 3a. The second stepped surface 31 can be formed, for example, by cutting after forging.

このため、シャフト本体3aに対してコーティング層4aが軸方向片側に向けて想定変位しようとすることに対する抵抗を、実施の形態の第1例に係るスプラインシャフト1に比べて大きくすることができる。 As a result, the resistance to the assumed displacement of the coating layer 4a toward one side in the axial direction relative to the shaft body 3a can be increased compared to the spline shaft 1 according to the first example embodiment.

なお、本例では、コーティング層4aのうち、非スプライン軸部7aの軸方向片側の端部を覆う第2の厚肉部25cの体積が、実施の形態の第1例に係るスプラインシャフト1よりも大きくなる。ただし、この場合でも、ウェルドラインが、雄スプライン部2を構成する雄スプライン被覆部22に形成されるのを防止することができる。 In this example, the volume of the second thick-walled portion 25c of the coating layer 4a, which covers one axial end of the non-spline shaft portion 7a, is larger than that of the spline shaft 1 according to the first embodiment. However, even in this case, it is possible to prevent weld lines from forming in the male spline covering portion 22 that constitutes the male spline portion 2.

また、本発明者等が行ったシミュレーションによれば、本例のように、スプライン軸部6の外周面と小径軸部15の外周面とを、シャフト本体3aの中心軸Oに直交する平坦面状の第2の段差面31により接続した場合、コーティング層4aを射出成形により形成する際に、溶融合成樹脂の下側に向かう流れを、実施の形態の第1例のように、スプライン軸部6の外周面と小径軸部15の外周面とを円すい台状の傾斜面部17により接続した場合と比較して、円周方向に関する位相にかかわらず、ほぼ同じ速さとすることができる。 Furthermore, according to a simulation performed by the present inventors, when the outer peripheral surface of the spline shaft portion 6 and the outer peripheral surface of the small diameter shaft portion 15 are connected by a flat second step surface 31 perpendicular to the central axis O of the shaft body 3a, as in the present example, the flow of molten synthetic resin toward the downward side when forming the coating layer 4a by injection molding can be made to flow at approximately the same speed regardless of the phase in the circumferential direction, compared to when the outer peripheral surface of the spline shaft portion 6 and the outer peripheral surface of the small diameter shaft portion 15 are connected by a truncated cone-shaped inclined surface portion 17, as in the first example of the embodiment.

その他の部分の構成及び作用効果は、実施の形態の第1例と同様である。 The configuration and effects of other parts are the same as those of the first embodiment.

[実施の形態の第3例]
本発明の実施の形態の第3例について、図9を用いて説明する。本例では、シャフト本体3bの予備軸部5aの軸方向片側の端面の外径dを、エジェクタピン30の外径D30よりも小さくしている。エジェクタピン30は、コーティング層4を射出成形した後、スプラインシャフト1を金型26から取り出す際に、予備軸部5aの軸方向片側の端面およびコーティング層4の軸方向片側の端面(第1の厚肉部25aの軸方向片側の端面)を軸方向他側に向けて押圧するのに利用する。
[Third Example of Embodiment]
A third embodiment of the present invention will be described with reference to Fig. 9. In this embodiment, the outer diameter d5 of one axial end face of the spare shank 5a of the shaft body 3b is made smaller than the outer diameter D30 of the ejector pin 30. The ejector pin 30 is used to press one axial end face of the spare shank 5a and one axial end face of the coating layer 4 (one axial end face of the first thick-walled portion 25a) toward the other axial side when the spline shaft 1 is removed from the mold 26 after the coating layer 4 has been injection molded.

本例によれば、スプラインシャフト1を金型26から取り出す際に、エジェクタピン30により、予備軸部5aの軸方向片側の端面とコーティング層4の軸方向片側の端面とを同時に押圧することができる。このため、スプラインシャフト1を金型26から取り出す際に、シャフト本体3bとコーティング層4とが軸方向にずれるのを確実に防止することができる。その他の部分の構成及び作用効果は、実施の形態の第1例及び第2例と同様である。 In this example, when the spline shaft 1 is removed from the mold 26, the ejector pin 30 can simultaneously press against one axial end face of the preliminary shaft portion 5a and one axial end face of the coating layer 4. This reliably prevents the shaft body 3b and the coating layer 4 from shifting axially when the spline shaft 1 is removed from the mold 26. The configurations, functions, and effects of other parts are the same as those of the first and second embodiments.

1 スプラインシャフト
2 雄スプライン部
3、3a、3b シャフト本体
4、4a コーティング層
5、5a 予備軸部
6 スプライン軸部
7、7a 非スプライン軸部
8a、8b、8c 面取り部
9 第1の段差面
10 雄スプライン芯部
11 歯芯部
12 溝芯部
13 面取り部
14 接続部
15 小径軸部
16 不完全雄スプライン芯部
17 傾斜面部
17a 第1の傾斜面部
17b 第2の傾斜面部
18 凸部
19 凹部
20 切り欠き凹部
21 中心孔
22 雄スプライン被覆部
23 歯被覆部
24 溝被覆部
25a 第1の厚肉部
25b、25c 第2の厚肉部
26 金型
27 位置決めピン
28 キャビティ
29 ゲート
30 エジェクタピン
31 第2の段差面
32 薄肉部
100 ステアリングホイール
101 ステアリングギヤユニット
102 入力軸
103 タイロッド
104 ステアリングシャフト
105 ステアリングコラム
106 自在継手
107、107a 中間シャフト
108 自在継手
109 インナシャフト
110 アウタチューブ
111 インナコラム
112 アウタコラム
113 雄スプライン部
114 インナシャフト
115 雌スプライン部
116 アウタチューブ
117 シャフト本体
118 コーティング層
119 歯芯部
120 溝芯部
121 雄スプライン芯部
122a、122b、122c 欠歯部
123 充填部
REFERENCE SIGNS LIST 1 spline shaft 2 male spline portion 3, 3a, 3b shaft body 4, 4a coating layer 5, 5a spare shaft portion 6 spline shaft portion 7, 7a non-spline shaft portion 8a, 8b, 8c chamfered portion 9 first step surface 10 male spline core portion 11 tooth core portion 12 groove core portion 13 chamfered portion 14 connection portion 15 small diameter shaft portion 16 incomplete male spline core portion 17 inclined surface portion 17a first inclined surface portion 17b second inclined surface portion 18 convex portion 19 concave portion 20 notched concave portion 21 central hole 22 male spline coated portion 23 tooth coated portion 24 groove coated portion 25a first thick portion 25b, 25c second thick portion 26 mold 27 locating pin 28 Cavity 29 Gate 30 Ejector pin 31 Second step surface 32 Thin-walled portion 100 Steering wheel 101 Steering gear unit 102 Input shaft 103 Tie rod 104 Steering shaft 105 Steering column 106 Universal joint 107, 107a Intermediate shaft 108 Universal joint 109 Inner shaft 110 Outer tube 111 Inner column 112 Outer column 113 Male spline portion 114 Inner shaft 115 Female spline portion 116 Outer tube 117 Shaft body 118 Coating layer 119 Tooth core portion 120 Groove core portion 121 Male spline core portions 122a, 122b, 122c Missing tooth portion 123 Filled portion

Claims (9)

軸方向片側の端部に配置された予備軸部と、外周面に歯芯部と溝芯部とを円周方向に交互に配置してなる雄スプライン芯部を有し、かつ、前記予備軸部の軸方向他側に配置されたスプライン軸部と、前記スプライン軸部の軸方向他側に配置された非スプライン軸部とを含む、金属製のシャフト本体と、
成樹脂製のコーティング層と、
を備え、
前記予備軸部の外周面と前記スプライン軸部の外周面とが、軸方向片側を向いた第1の段差面により接続されており、
前記コーティング層は、前記予備軸部の外周面を覆う第1の厚肉部と、前記スプライン軸部の外周面を覆う雄スプライン被覆部と、前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部外周面を覆う第2の厚肉部と、前記非スプライン軸部の外周面のうち、前記第2の厚肉部から軸方向他側に外れた部分を覆う薄肉部とを有しており、
前記第1の厚肉部の径方向厚さが、前記雄スプライン被覆部の径方向厚さよりも厚く、かつ、前記第2の厚肉部の径方向厚さが、前記雄スプライン被覆部の径方向厚さよりも厚く、
前記薄肉部の外径が、前記第2の厚肉部のうちで円周方向に関して前記歯芯部と一致する部分の外径よりも小さく、
前記コーティング層は、前記薄肉部の外周面にゲート痕を有する、
スプラインシャフト。
a metal shaft body including a spare shank portion disposed at one end in the axial direction, a male spline core portion having tooth core portions and groove core portions alternately disposed on an outer circumferential surface thereof, a spline shank portion disposed on the other axial side of the spare shank portion, and a non-spline shank portion disposed on the other axial side of the spline shank portion;
A coating layer made of synthetic resin;
Equipped with
an outer circumferential surface of the spare shaft portion and an outer circumferential surface of the spline shaft portion are connected by a first step surface facing one side in the axial direction,
the coating layer has a first thick portion covering the outer peripheral surface of the spare shaft portion, a male spline covering portion covering the outer peripheral surface of the spline shaft portion, a second thick portion covering the outer peripheral surface of one end portion of the non-spline shaft portion in the axial direction, and a thin portion covering a portion of the outer peripheral surface of the non-spline shaft portion that is offset from the second thick portion to the other side in the axial direction,
a radial thickness of the first thick-walled portion is thicker than a radial thickness of the male spline covering portion , and a radial thickness of the second thick-walled portion is thicker than a radial thickness of the male spline covering portion ,
an outer diameter of the thin-walled portion is smaller than an outer diameter of a portion of the second thick-walled portion that coincides with the tooth core portion in the circumferential direction;
the coating layer has a gate mark on the outer peripheral surface of the thin-walled portion;
Splined shaft.
前記雄スプライン被覆部の表面に、ウェルドラインが存在しない、There is no weld line on the surface of the male spline covering portion.
請求項1に記載のスプラインシャフト。The spline shaft according to claim 1 .
軸方向片側の端部に配置された予備軸部と、外周面に歯芯部と溝芯部とを円周方向に交互に配置してなる雄スプライン芯部を有し、かつ、前記予備軸部の軸方向他側に配置されたスプライン軸部と、前記スプライン軸部の軸方向他側に配置された非スプライン軸部とを含む、金属製のシャフト本体と、
前記予備軸部の外周面、前記スプライン軸部の外周面、及び、前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部外周面を覆う、合成樹脂製のコーティング層と、
を備え、
前記予備軸部の外周面と前記スプライン軸部の外周面とが、軸方向片側を向いた第1の段差面により接続されており、
前記コーティング層のうちで前記予備軸部の外周面を覆う部分の径方向厚さが、前記コーティング層のうちで前記スプライン軸部の外周面を覆う部分の径方向厚さよりも厚く、かつ、前記コーティング層のうちで前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部外周面を覆う部分の径方向厚さが、前記コーティング層のうちで前記スプライン軸部の外周面を覆う部分の径方向厚さよりも厚く、
前記雄スプライン芯部は、円周方向複数箇所に、軸方向他側に隣接する部分よりも径方向内側に向けて凹んだ切り欠き凹部を有する、
スプラインシャフト。
a metal shaft body including a spare shank portion disposed at one end in the axial direction, a male spline core portion having tooth core portions and groove core portions alternately disposed on an outer circumferential surface thereof, a spline shank portion disposed on the other axial side of the spare shank portion, and a non-spline shank portion disposed on the other axial side of the spline shank portion;
a synthetic resin coating layer covering an outer peripheral surface of the spare shaft portion, an outer peripheral surface of the splined shaft portion, and an outer peripheral surface of one axial end of the non-splined shaft portion;
Equipped with
an outer circumferential surface of the spare shaft portion and an outer circumferential surface of the spline shaft portion are connected by a first step surface facing one side in the axial direction,
a radial thickness of a portion of the coating layer covering the outer peripheral surface of the spare shaft portion is greater than a radial thickness of a portion of the coating layer covering the outer peripheral surface of the splined shaft portion, and a radial thickness of a portion of the coating layer covering the outer peripheral surface of one axial end of the non-splined shaft portion is greater than a radial thickness of a portion of the coating layer covering the outer peripheral surface of the splined shaft portion,
the male spline core portion has, at a plurality of circumferential locations, notched recesses recessed radially inward relative to adjacent portions on the other axial side,
Splined shaft.
前記コーティング層のうちで前記スプライン軸部の外周面を覆う部分にウェルドラインが存在しない、
請求項に記載のスプラインシャフト。
a weld line is not present in the coating layer in a portion that covers the outer peripheral surface of the spline shaft portion;
The spline shaft according to claim 3 .
前記コーティング層は、前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部外周面を覆う部分に、ゲート痕を有する、
請求項4に記載のスプラインシャフト。
the coating layer has a gate mark in a portion covering the outer peripheral surface of one end of the non-splined shaft portion in the axial direction;
5. The spline shaft according to claim 4.
前記ゲート痕の円周方向に関する位相が、前記歯芯部のうちのいずれかの歯芯部の円周方向に関する位相と一致する、
請求項5に記載のスプラインシャフト。
a phase of the gate mark in the circumferential direction coincides with a phase of any one of the tooth core portions in the circumferential direction;
The spline shaft according to claim 5.
前記スプライン軸部の外周面と前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部外周面とが、前記シャフト本体の中心軸に直交する平坦面状の第2の段差面により接続されている、
請求項1または3に記載のスプラインシャフト。
an outer circumferential surface of the splined shaft portion and an outer circumferential surface of one axial end of the non-splined shaft portion are connected by a flat second stepped surface perpendicular to the central axis of the shaft body;
The spline shaft according to claim 1 or 3 .
軸方向片側の端部に配置された予備軸部と、外周面に歯芯部と溝芯部とを円周方向に交互に配置してなる雄スプライン芯部を有し、かつ、前記予備軸部の軸方向他側に配置されたスプライン軸部と、前記スプライン軸部の軸方向他側に配置された非スプライン軸部とを含む、金属製のシャフト本体と、
前記予備軸部の外周面、前記スプライン軸部の外周面、及び、前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部外周面を覆う、合成樹脂製のコーティング層と、
を備え、
前記予備軸部の外周面と前記スプライン軸部の外周面とが、軸方向片側を向いた第1の段差面により接続されており、
前記コーティング層のうちで前記予備軸部の外周面を覆う部分の径方向厚さが、前記コーティング層のうちで前記スプライン軸部の外周面を覆う部分の径方向厚さよりも厚く、かつ、前記コーティング層のうちで前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部外周面を覆う部分の径方向厚さが、前記コーティング層のうちで前記スプライン軸部の外周面を覆う部分の径方向厚さよりも厚く、
前記コーティング層は、前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部外周面を覆う部分に、ゲート痕を有する、スプラインシャフトの製造方法であって、
前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部、前記スプライン軸部及び前記予備軸部の周囲に金型を配置し、かつ、前記非スプライン軸部の軸方向片側の端部の周囲にゲートを配置した状態で、前記ゲートから前記金型内のキャビティに溶融合成樹脂を送り込むことにより、前記コーティング層を形成する工程を備え
前記予備軸部の軸方向片側の端面の外径が、前記スプラインシャフトを前記金型から取り出す際に前記予備軸部の軸方向片側の端面を押圧するためのエジェクタピンの外径よりも小さい、
スプラインシャフトの製造方法。
a metal shaft body including a spare shank portion disposed at one end in the axial direction, a male spline core portion having tooth core portions and groove core portions alternately disposed on an outer circumferential surface thereof, a spline shank portion disposed on the other axial side of the spare shank portion, and a non-spline shank portion disposed on the other axial side of the spline shank portion;
a synthetic resin coating layer covering an outer peripheral surface of the spare shaft portion, an outer peripheral surface of the splined shaft portion, and an outer peripheral surface of one axial end of the non-splined shaft portion;
Equipped with
an outer circumferential surface of the spare shaft portion and an outer circumferential surface of the spline shaft portion are connected by a first step surface facing one side in the axial direction,
a radial thickness of a portion of the coating layer covering the outer peripheral surface of the spare shaft portion is greater than a radial thickness of a portion of the coating layer covering the outer peripheral surface of the splined shaft portion, and a radial thickness of a portion of the coating layer covering the outer peripheral surface of one axial end of the non-splined shaft portion is greater than a radial thickness of a portion of the coating layer covering the outer peripheral surface of the splined shaft portion,
a method for manufacturing a spline shaft , the coating layer having a gate mark on a portion covering an outer peripheral surface of one end portion of the non-spline shaft portion in an axial direction ,
a step of disposing a mold around one axial end of the non-splined shaft portion, the splined shaft portion, and the spare shaft portion, and disposing a gate around one axial end of the non-splined shaft portion, and then feeding molten synthetic resin into a cavity in the mold through the gate, thereby forming the coating layer ;
an outer diameter of an end surface on one axial side of the spare shaft portion is smaller than an outer diameter of an ejector pin that presses the end surface on one axial side of the spare shaft portion when removing the spline shaft from the mold;
A method for manufacturing a spline shaft.
前記シャフト本体の中心軸が水平方向を向いた状態で、前記シャフト本体を前記金型にセットする、
請求項に記載のスプラインシャフトの製造方法。
The shaft body is set in the mold with the central axis of the shaft body oriented horizontally.
The method for manufacturing a spline shaft according to claim 8 .
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