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JP2011110680A - Spline machining method and spline shaft - Google Patents

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JP2011110680A
JP2011110680A JP2009271365A JP2009271365A JP2011110680A JP 2011110680 A JP2011110680 A JP 2011110680A JP 2009271365 A JP2009271365 A JP 2009271365A JP 2009271365 A JP2009271365 A JP 2009271365A JP 2011110680 A JP2011110680 A JP 2011110680A
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JP
Japan
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resin layer
spline
spline shaft
shaft
broaching
Prior art date
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Pending
Application number
JP2009271365A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshifumi Kurokawa
祥史 黒川
Seiichi Moriyama
誠一 森山
Shin Mihara
伸 三原
Hiroyuki Hattori
広行 服部
Takuma Nakamura
拓真 仲村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
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Abstract

【課題】スプラインシャフトの軸方向伸縮を滑らかにすることができるスプラインシャフトのスプライン加工方法及びスプラインシャフトを提供する。
【解決手段】スプラインシャフトの歯の表面に樹脂層を形成した後、この樹脂層をブローチ加工により所定のオーバピン径に仕上げるスプライン加工方法は、上記樹脂層の形成後、軸方向両端位置の樹脂層の温度を常温よりも上げた状態で、ブローチ型に前記スプラインシャフトを通すことにより、樹脂層を加工する。
【選択図】図1
A spline processing method for a spline shaft and a spline shaft capable of smoothing expansion and contraction in the axial direction of the spline shaft are provided.
A spline processing method in which a resin layer is formed on a tooth surface of a spline shaft and then the resin layer is finished to a predetermined overpin diameter by broaching. The resin layer is processed by passing the spline shaft through a broaching mold in a state where the temperature is raised from room temperature.
[Selection] Figure 1

Description

本発明は、車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸を回転不能に且つ摺動自在に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸等のスプラインシャフト等に樹脂表面を持ち所定のオーバピン径を形成するスプライン加工方法及び、製造されたスプラインシャフトに関するものである。スプラインシャフトとは、特に限定をしない限り雄スプラインのことを示す。   The present invention is incorporated in a steering shaft of a vehicle and has a resin surface on a spline shaft such as a telescopic shaft for vehicle steering in which a male shaft and a female shaft are fitted in a non-rotatable and slidable manner to form a predetermined overpin diameter. The present invention relates to a spline processing method and a manufactured spline shaft. A spline shaft indicates a male spline unless otherwise specified.

自動車の操舵機構部の伸縮軸には、自動車が走行する際に発生する軸方向の変位を吸収し、ステアリングホイール上にその変位や振動を伝えない性能が要求される。さらに、運転者が自動車を運転するのに最適なポジションを得るためにステアリングホイールの位置を軸方向に移動し、その位置を調整する機能が要求される。これらの何れの場合にも、伸縮軸は、ガタ音を低減すること、ステアリングホイール上のガタ感を低減すること、及び軸方向の摺動動作時における摺動抵抗を低減することが要求される。   The telescopic shaft of the steering mechanism portion of the automobile is required to absorb the axial displacement generated when the automobile travels and to transmit the displacement and vibration on the steering wheel. Further, in order to obtain an optimum position for the driver to drive the automobile, a function of moving the position of the steering wheel in the axial direction and adjusting the position is required. In any of these cases, the telescopic shaft is required to reduce the rattling noise, reduce the rattling on the steering wheel, and reduce the sliding resistance during the sliding operation in the axial direction. .

従来より、車両ステアリング用伸縮軸等のスプラインシャフトのスプライン表面は、消音、耐摩耗性、摺動荷重の低減等を目的として、ナイロン系樹脂等による樹脂層で被覆されている。この樹脂層の形成には、樹脂層の膜厚を厚めに形成した後、ブローチ加工や切削加工等により所定の膜厚に仕上げている。   Conventionally, the spline surface of a spline shaft such as a telescopic shaft for vehicle steering has been coated with a resin layer made of nylon resin or the like for the purpose of noise reduction, wear resistance, reduction of sliding load, and the like. In the formation of this resin layer, the resin layer is formed thick, and then finished to a predetermined film thickness by broaching or cutting.

しかしながら、従来のブローチ加工では、ブローチ型の歯とスプラインシャフトの歯が周方向において正確に合致しない。このため、従来のブローチ加工により樹脂層の膜厚を200μm以下に仕上げようとすると、スプラインシャフトの歯の左右で樹脂層の膜厚が異なり、ひどい場合には下地が露出するという課題があった。   However, in the conventional broaching, the broaching-type teeth and the spline shaft teeth do not exactly match in the circumferential direction. For this reason, when trying to finish the film thickness of the resin layer to 200 μm or less by conventional broaching, there is a problem that the film thickness of the resin layer is different on the left and right sides of the spline shaft teeth, and the base is exposed in a severe case. .

この部分の改善の先行技術としては、特許第3851101号公報があり、これはブローチ型の歯とスプラインシャフトの歯との間の間隔が周方向で均一となるように位置関係を決定した状態で、前記ブローチ型に前記スプラインシャフトを通すことにより、樹脂層の膜厚を均一に仕上げるというものである。   As a prior art for improving this part, there is Japanese Patent No. 3851101, in which the positional relationship is determined so that the distance between the broached teeth and the spline shaft teeth is uniform in the circumferential direction. By passing the spline shaft through the broach mold, the film thickness of the resin layer is uniformly finished.

しかしながら、この先行技術では、スプラインシャフトの樹脂層をブローチ型で加工をすることで、加工後のスプラインのオーバピン径が軸方向に均一となる。軸方向に均一となると、スプラインシャフトの軸方向伸縮の際に、雄スプラインの軸方向端部の角が雌スプラインと引っかかりを起こし、軸方向伸縮が滑らかにならなくなる可能性があるという問題が有った。   However, in this prior art, by processing the resin layer of the spline shaft with a broach die, the overpin diameter of the spline after processing becomes uniform in the axial direction. If it becomes uniform in the axial direction, there is a problem that when the spline shaft expands and contracts in the axial direction, the corner of the male spline at the end in the axial direction gets caught with the female spline and the axial expansion and contraction may not be smooth. It was.

特許第3851101号公報Japanese Patent No. 3851101

本発明が解決しようとする課題は、スプラインシャフトの軸方向伸縮を滑らかにすることができるスプラインシャフトのスプライン加工方法及びスプラインシャフトを提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a spline shaft spline processing method and a spline shaft that can smooth the expansion and contraction of the spline shaft in the axial direction.

上記問題を解決するために、本発明の請求項1に係るスプライン加工方法は、スプラインシャフトの歯の表面に樹脂層を形成した後、この樹脂層をブローチ加工により所定のオーバピン径に仕上げるスプライン加工方法において、上記樹脂層の形成後、軸方向両端位置の樹脂層の温度を常温よりも上げた状態で、ブローチ型に前記スプラインシャフトを通すことにより、樹脂層を加工することを特徴とする。   In order to solve the above problem, a spline processing method according to claim 1 of the present invention is a spline processing in which a resin layer is formed on the tooth surface of the spline shaft and then the resin layer is finished to a predetermined overpin diameter by broaching. In the method, after the resin layer is formed, the resin layer is processed by passing the spline shaft through a broach die in a state where the temperature of the resin layer at both axial end positions is higher than room temperature.

本発明の請求項2に係るスプライン加工方法は、スプラインシャフトの歯の表面に樹脂層を形成した後、この樹脂層をブローチ加工により所定のオーバピン径に仕上げるスプライン加工方法において、上記樹脂層の形成後、軸方向中間部分の樹脂層の温度を常温よりも下げた状態で、ブローチ型に前記スプラインシャフトを通すことにより、樹脂層を加工することを特徴とする。   The spline processing method according to claim 2 of the present invention is the spline processing method in which a resin layer is formed on the tooth surface of the spline shaft and then the resin layer is finished to a predetermined overpin diameter by broaching. Then, the resin layer is processed by passing the spline shaft through a broach die in a state where the temperature of the resin layer in the intermediate portion in the axial direction is lower than room temperature.

本発明の請求項3に係るスプラインシャフトは、請求項1または2に記載の加工方法によって加工されたことを特徴とする。   A spline shaft according to a third aspect of the present invention is processed by the processing method according to the first or second aspect.

本発明によれば、雄スプラインの両端部はオーバーピン径が小さくなり、雌スプラインと引っかかりを起こすことなく滑らかな軸方向収縮が可能となるという効果が有る。   According to the present invention, both ends of the male spline have an effect that the diameter of the overpin is reduced and smooth axial contraction is possible without causing a catch with the female spline.

本発明に係るスプライン加工方法の一実施の形態でのブローチ加工方法を示すための一部断面側面図である。It is a partial cross section side view for showing the broaching method in one embodiment of the spline processing method concerning the present invention. 本発明に係る第1実施形態のブローチ加工を行う前のスプラインシャフトを示す一部断面側面図である。FIG. 5 is a partial cross-sectional side view showing the spline shaft before performing broaching according to the first embodiment of the present invention. 図2のスプラインシャフトの樹脂層の軸方向両端位置の温度を上げた状態を示す一部断面側面図である。It is a partial cross section side view which shows the state which raised the temperature of the axial direction both ends position of the resin layer of the spline shaft of FIG. 図3のスプラインシャフトのブローチ加工を行った後のスプラインシャフトを示す一部断面側面図である。It is a partial cross section side view which shows the spline shaft after performing broaching of the spline shaft of FIG. 図4のスプラインシャフトの樹脂層の温度を常温まで冷却した後のスプラインシャフトを示す一部断面側面図である。It is a partial cross section side view which shows the spline shaft after cooling the temperature of the resin layer of the spline shaft of FIG. 4 to normal temperature. 図5のA−A線に沿った正面断面拡大図である。FIG. 6 is an enlarged front cross-sectional view taken along line AA in FIG. 5. 図5のB−B線に沿った正面断面拡大図である。It is a front cross-sectional enlarged view along the BB line of FIG. 本発明に係る第2実施形態のブローチ加工を行う前のスプラインシャフトの樹脂層の軸方向中間部分を冷却した状態を示す一部断面側面図である。It is a partial cross section side view which shows the state which cooled the axial direction intermediate part of the resin layer of the spline shaft before performing broaching of 2nd Embodiment which concerns on this invention.

(第一実施形態)
図1は本発明に係るスプライン加工方法の一実施の形態でのブローチ加工方法を示すための一部断面側面図であり、図2は本発明に係る第1実施形態のブローチ加工を行う前のスプラインシャフトを示す一部断面側面図であり、図3は図2のスプラインシャフトの樹脂層の軸方向両端位置の温度を上げた状態を示す一部断面側面図であり、図4は図3のスプラインシャフトのブローチ加工を行った後のスプラインシャフトを示す一部断面側面図であり、点線部は、ブローチ型での加工により削り落とされた樹脂層を示す。図5は図4のスプラインシャフトの樹脂層の温度を常温まで冷却した後のスプラインシャフトを示す一部断面側面図であり、図6は図5のA−A線に沿った正面断面拡大図であり、図7は図5のB−B線に沿った正面断面拡大図である。以下、図に基づいてこのスプライン加工方法について説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a partial cross-sectional side view for illustrating a broaching method in one embodiment of a spline processing method according to the present invention, and FIG. 2 is a diagram before performing broaching in the first embodiment according to the present invention. FIG. 3 is a partial cross-sectional side view showing the spline shaft, FIG. 3 is a partial cross-sectional side view showing a state in which the temperature at both axial end positions of the resin layer of the spline shaft in FIG. 2 is raised, and FIG. It is a partial cross section side view which shows the spline shaft after performing the broach process of a spline shaft, and a dotted line part shows the resin layer scraped off by the process by a broach type | mold. 5 is a partial cross-sectional side view showing the spline shaft after the temperature of the resin layer of the spline shaft in FIG. 4 is cooled to room temperature, and FIG. 6 is an enlarged front cross-sectional view along the line AA in FIG. FIG. 7 is an enlarged front sectional view taken along line BB in FIG. Hereinafter, the spline processing method will be described with reference to the drawings.

本実施の形態のスプライン加工方法においては、樹脂粉末がスプラインシャフト1に付着して熱で溶融することにより、樹脂層3が形成される。ここでは、樹脂層3の膜厚を求められる膜厚より厚めに形成している。   In the spline processing method of the present embodiment, the resin layer 3 is formed when the resin powder adheres to the spline shaft 1 and is melted by heat. Here, the resin layer 3 is formed thicker than the required film thickness.

次に、スプラインシャフトの樹脂層の軸方向両端位置の樹脂層3に熱を加えて樹脂を膨張させる。そして、ブローチ型2とスプラインシャフト1をスプラインシャフト1の軸方向に相対移動させることにより、ブローチ型2により樹脂層3が削り落とされて所定のオーバピン径のスプラインシャフトに仕上げられる。このように加工することにより、熱を加えたスプラインシャフトの樹脂層の軸方向両端位置の樹脂層が、軸方向中間部の樹脂層に比べ結果的に多くの樹脂層を削り落とすことになる。   Next, the resin is expanded by applying heat to the resin layers 3 at both axial end positions of the resin layer of the spline shaft. The broaching die 2 and the spline shaft 1 are moved relative to each other in the axial direction of the spline shaft 1, whereby the resin layer 3 is scraped off by the broaching die 2 and finished into a spline shaft having a predetermined overpin diameter. By processing in this way, the resin layers at both ends in the axial direction of the resin layer of the spline shaft to which heat has been applied will eventually scrape off more resin layers than the resin layer at the intermediate portion in the axial direction.

その後、樹脂層3を冷やして常温にする。以上のように加工することによって、スプラインシャフトの樹脂層の軸方向両端位置のオーバピン径を小さくすることが出来る。   Thereafter, the resin layer 3 is cooled to room temperature. By processing as described above, the overpin diameter at both axial end positions of the resin layer of the spline shaft can be reduced.

上記のようにして作られたスプラインシャフトは、樹脂層の軸方向両端位置のオーバピン径が小さく樹脂層の軸方向中間部のオーバピン径が大きくなるため、スプラインシャフトの軸方向伸縮の際に、雄スプラインの軸方向端部の角が雌スプラインと引っかかりを起こすことなく、スプラインシャフトの軸方向伸縮を滑らかにすることができる。   The spline shaft made as described above has a small overpin diameter at both axial end positions of the resin layer and a large overpin diameter at the axial intermediate portion of the resin layer. The axial expansion and contraction of the spline shaft can be smoothed without causing the corners of the axial ends of the splines to catch on the female splines.

樹脂に熱を加える方法は、インダクションヒータでシャフト内部の金属部分を誘導加熱する、熱した物を近づける若しくは接触させる、熱い空気を当てる、熱伝導によるなどにより加熱してもよい。   As a method of applying heat to the resin, the metal part inside the shaft may be induction-heated with an induction heater, the heated object may be brought close to or brought into contact, hot air may be applied, heat conduction may be used.

(第二実施形態)
図8は本発明に係る第2実施形態のブローチ加工を行う前のスプラインシャフトの樹脂層の軸方向中間部分を冷却した状態を示す一部断面側面図である。
(Second embodiment)
FIG. 8 is a partial cross-sectional side view showing a state in which the axial intermediate portion of the resin layer of the spline shaft before performing broaching according to the second embodiment of the present invention is cooled.

本第2実施の形態では、スプラインシャフトの樹脂層の軸方向中間部分の樹脂層3を冷却し樹脂を収縮させる。そして、ブローチ型2とスプラインシャフト1をスプラインシャフト1の軸方向に相対移動させることにより、ブローチ型2により樹脂層3が削り落とされて所定のオーバピン径のスプラインシャフトに仕上げられる。このように加工することにより、冷却していないスプラインシャフトの樹脂層の軸方向両端位置の樹脂層が、軸方向中間部の樹脂層に比べ結果的に多くの樹脂層を削り落とすことになる。   In the second embodiment, the resin layer 3 at the intermediate portion in the axial direction of the resin layer of the spline shaft is cooled to shrink the resin. The broaching die 2 and the spline shaft 1 are moved relative to each other in the axial direction of the spline shaft 1, whereby the resin layer 3 is scraped off by the broaching die 2 and finished into a spline shaft having a predetermined overpin diameter. By processing in this way, the resin layers at both axial end positions of the uncooled spline shaft resin layer eventually scrape off more resin layers than the resin layer at the axial intermediate portion.

その後、樹脂層3を温めて常温にする。以上のように加工することによって、スプラインシャフトの樹脂層の軸方向両端位置のオーバピン径を小さくすることが出来る。   Thereafter, the resin layer 3 is warmed to room temperature. By processing as described above, the overpin diameter at both axial end positions of the resin layer of the spline shaft can be reduced.

上記のようにして作られたスプラインシャフトは、樹脂層の軸方向両端位置のオーバピン径が小さく樹脂層の軸方向中間部のオーバピン径が大きくなるため、スプラインシャフトの軸方向伸縮の際に、雄スプラインの軸方向端部の角が雌スプラインと引っかかりを起こすことなく、スプラインシャフトの軸方向伸縮を滑らかにすることができる。   The spline shaft made as described above has a small overpin diameter at both axial end positions of the resin layer and a large overpin diameter at the axial intermediate portion of the resin layer. The axial expansion and contraction of the spline shaft can be smoothed without causing the corners of the axial ends of the splines to catch on the female splines.

樹脂を冷却する方法は、冷やした物を近づける若しくは接触させる、冷たい空気を当てる、などにより冷却してもよい。   As a method for cooling the resin, the resin may be cooled by bringing a cooled object close to or in contact with the resin, or by applying cold air.

本実施の形態では、樹脂層の加工にブローチを用いているが、これに限られるものではなく、仕上げ加工ツールを用いても構わない。   In the present embodiment, the broach is used for processing the resin layer, but the present invention is not limited to this, and a finishing tool may be used.

本発明は、車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸を回転不能に且つ摺動自在に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸等のスプラインシャフト等に使用できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a spline shaft such as a telescopic shaft for vehicle steering in which a male shaft and a female shaft are fitted in a vehicle steering shaft so that the male shaft and the female shaft are non-rotatable and slidable.

1 スプラインシャフト
2 ブローチ型
3 樹脂層
1 Spline shaft 2 Broach type 3 Resin layer

Claims (3)

スプラインシャフトの歯の表面に樹脂層を形成した後、この樹脂層をブローチ加工により所定のオーバピン径に仕上げるスプライン加工方法において、上記樹脂層の形成後、軸方向両端位置の樹脂層の温度を常温よりも上げた状態で、ブローチ型に前記スプラインシャフトを通すことにより、樹脂層を加工することを特徴とするスプライン加工方法。   In the spline processing method of forming a resin layer on the tooth surface of the spline shaft and then finishing the resin layer to a predetermined overpin diameter by broaching, after forming the resin layer, the temperature of the resin layer at both axial end positions is set to room temperature. A spline processing method, wherein the resin layer is processed by passing the spline shaft through a broaching mold in a raised state. スプラインシャフトの歯の表面に樹脂層を形成した後、この樹脂層をブローチ加工により所定のオーバピン径に仕上げるスプライン加工方法において、上記樹脂層の形成後、軸方向中間部分の樹脂層の温度を常温よりも下げた状態で、ブローチ型に前記スプラインシャフトを通すことにより、樹脂層を加工することを特徴とするスプライン加工方法。   In the spline processing method of forming a resin layer on the tooth surface of the spline shaft and then finishing the resin layer to a predetermined overpin diameter by broaching, after forming the resin layer, the temperature of the resin layer in the axial middle portion is set to room temperature. A spline processing method, wherein the resin layer is processed by passing the spline shaft through a broach die in a lowered state. 請求項1または2に記載の加工方法によって加工されたスプラインシャフト。   A spline shaft machined by the machining method according to claim 1 or 2.
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