CN101258335B - 可伸缩轴和车辆用操舵装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种可伸缩轴(5)，具备可沿轴向(X1)相对移动并且可相互传递扭矩地嵌合的内轴(12)和筒状的外轴(13)。在与内轴(12)和外轴(13)的对应的轴向槽(15、16)之间，成列地夹有多个转动体(14)。保持转动体(14)且与转动体(14)一起移动的保持部件(17)具有与内轴(12)的端面(121)相对的对置部(33)。伴随可伸缩轴(5)的收缩，所述对置部(33)抵接于内轴(12)的端面(121)，其结果，限制转动体(14)向轴向(X1)的移动。

Description

可伸缩轴和车辆用操舵装置
技术领域
本发明涉及可伸缩轴和使用它的车辆用操舵装置。
背景技术
所述可伸缩轴例如作为汽车的转向轴使用。
此外，可伸缩轴作为连接汽车的转向轴和齿轮齿条副机构等操舵装置的中间轴使用。这时，可伸缩轴的伸缩功能用于吸收车辆行驶时的转向齿轮和转向柱的相对变位的中间轴的长度调整。或者，所述伸缩功能用于将中间轴安装到车辆上时的中间轴的长度调整。
在这种可伸缩轴中，提出在内轴和筒状的外轴的对应的轴向槽间夹有多个可转动的球，从而使两轴嵌合的可伸缩轴(例如参照专利文献1)。
专利文献1：特开2001-50293号公报
当可伸缩轴伸长时，伴随着轴向槽内的球的移动，内轴和外轴在轴向相对移动。因此，为了转动的球不从轴向槽脱离，关于可伸缩轴的伸长和收缩的双方，分别需要用于限制球的移动的止动器。在各轴或双方的轴上安装该止动器，并用弹性挡环等定位时，构造变得复杂，此外存在制造成本升高的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供构造简单，廉价的可伸缩轴和车辆用操舵装置。
为了实现所述的目的，本发明的理想的形态提供一种可伸缩轴，包括：在轴向可相对移动地配合的内轴和筒状的外轴；分别形成在所述内轴的外周和外轴的内周，沿着所述轴向彼此相对的至少一对轴向槽；存在于所述内轴和外轴的彼此对应的轴向槽之间，形成所述轴向的列，并且在内轴和外轴之间能传递扭矩的多个转动体；保持所述多个转动体，并且与所述多个转动体在轴向能同行移动的保持部件。所述保持部件保护与所述内轴的端面相对的对置部。伴随着该可伸缩轴的收缩，所述保持部件的所述对置部与所述内轴的所述端面接触，从而限制所述多个转动体向所述轴向的移动。
在本形态中，伴随着该可伸缩轴的收缩，所述保持部件的端部的对置部与内轴的端面接触，限制保持部件的移动，据此，限制转动体的轴向移动。
内轴的端面自身作为止动器工作，所以与可伸缩轴收缩时的止动器安装固定在内轴的外周上的以往的情形相比，内简化构造。此外，能削减组装工作量。结果，能降低制造成本。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的可伸缩轴应用到中间轴的车辆用操舵装置的概略结构图。
图2是中间轴的剖视图。
图3是沿着图2的III-III线的剖视图。
图4是中间轴的概略分解立体图。
图5是中间轴的剖视图，表示中间轴最收缩的状态。
具体实施方式
参照附图，说明本发明的最优选的实施方式。
图1是本发明的一个实施方式的可伸缩轴应用于中间轴的车辆用操舵装置的概略结构图。车辆用操舵装置1具有与方向盘等操舵部件2连接的转向轴3、经由万向联轴器4与转向轴3连接的作为可伸缩轴的中间轴5。此外，车辆用操舵装置1具备：经由万向联轴器6连接于中间轴5的齿轮轴7、和具有与设置在齿轮轴7的端部附近的齿轮齿7a啮合的齿条齿8a且在车辆的宽度方向延伸的作为转舵轴的齿条8
利用齿轮轴7和齿条8，提供由齿轮齿条副机构构成的操舵机构50。
在本实施方式中，根据将可伸缩轴应用到中间轴5的情形进行说明，但是也可将本发明的可伸缩轴应用到转向轴3，使转向轴3实现可伸缩调整功能或冲击吸收功能。
齿条8在固定于车体上的机架(housing)9内经由未图示的多个轴承可直线往复移动地支撑。齿条8的两端部向机架9的两侧突出，在各端部分别结合拉杆10A。各拉杆10A通过对应的转向节臂10B连接于对应的操向轮11。
中间轴5如下构成，即：使作为上位轴的内轴12和作为下位轴的筒状的外轴13可沿着轴向X1滑动，且经由作为扭矩传递要素的球14(转动体)可传递扭矩地嵌合。
接着，参照中间轴5的剖视图即图2、沿着图2的III-III线的剖视图即图3、及中间轴5的概略分解立体图即图4，详细说明中间轴5。
如图2和图3所示，在内轴12的外周12a和外轴13的内周13a形成有沿轴向X1延伸的至少一对的轴向槽15、16。在本实施方式中，如图3所示，说明形成有三对轴向槽15、16的情况。轴向槽15在内轴12的周向上等间隔地配置，并且轴向槽16同样在外轴13的周向等间隔地配置。
彼此成对的轴向槽15和轴向槽16在两轴12、13的径向对置，在彼此成对的轴向槽15和的轴向槽16之间分别夹有作为所述扭矩传递要素的球14。球14如图2所示，形成在两轴12、13的轴向排列的列，形成列的球14被保持部件17可旋转且等间隔地保持。
在内轴的轴向槽15中保持有由用于形成球14的轨道的长薄板构成的弹性部件18。另一方面，在外轴13的轴向槽16中，直接形成球14的轨道。所述弹性部件18将球14朝向内轴12的径向外方，即朝向外轴13的轴向槽16侧施力，由此，球14在内轴12和外轴13之间弹性地夹持。
如图4所示，所述弹性部件18具备：主体19，沿轴向X1延长、且由形成球14的轨道的桶形状的板部件构成；一对延伸部20，从作为该主体19的第一端部的前端191向前方延伸；一对第一卡合突起21，从这一对延伸部20的前端分别弯曲。此外，所述弹性部件18具有从作为所述主体19的第二端部的后端192向后方延伸的延伸部22、和从该延伸部22的顶端向彼此相对的方向分路的一对第二卡合突起23。
主体19形成截面倒Ω字形状，具有分别与轴向槽15的开口的一对缘部15a、15b卡合的一对凸缘部19a、19b。
由延伸部22和一对第二卡合突起23形成T字形状，这些部分嵌合于形成在内轴12的外周12a上的凹部24。此外，一对第一卡合突起21卡合于内轴12的端面121。由此，限制弹性部件18相对于内轴12的轴向移动。
此外，如图3所示，在内轴12的外周12a上，在内轴12的周向相邻的轴向槽15之间形成有花键齿25。在外轴13的内周13a上，在外轴13的周向相邻的轴向槽16、16之间形成花键齿26。利用两个花键齿25、26，在传递扭矩大时，提供可刚性地连接内轴12和外轴13的刚性连接要素。
在本中间轴5中，在内轴12和外轴13之间未负载传递扭矩时或者负载规定值以下的传递扭矩时，经由利用弹性部件18施力的球14，内轴12和外轴13彼此在周向弹性地连接。此时，作为刚性连接要素的两个花键齿25、26在周向未连接内轴12和外轴13，其结果，内轴12和外轴13的轴向的相对移动的阻抗减小。此外，只通过包含球14和弹性部件18的弹性连接要素，在两个轴12、13间传递扭矩。
另一方面，如果内轴12和外轴13之间的传递扭矩超过规定值，则伴随弹性部件18的挠曲，利用内轴12和外轴13微量地相对旋转，内轴12的花键齿25和外轴13的花键齿26彼此啮合，其结果，内轴12和外轴13关于周向刚性地连接。此时，包含球14和弹性部件18的弹性连接要素也在两个轴12、13之间传递扭矩。
参照图2和图4，在内轴12的端面121上形成有沿轴向突出的小径的凸部27。利用在该凸部27的外周27a嵌合推螺母(push nut)28，推螺母28可与内轴12在轴向X1上一体移动地保持。
推螺母28例如包含在内周形成有用于难以拔出的多个放射状的切口29的环状板。伴随中间轴5的伸长，推螺母28作为限制各列的球14的轴向移动的中间轴伸长止动器起作用，在中间轴5的伸长时，防止球14从内轴12的轴向槽15脱落。具体而言，推螺母28与位于列的端部的球14抵接，从而限制球14的轴向移动。
参照图2和图4，保持部件17具备在轴向延伸的多个长的保持部30、彼此连接这些保持部30的端部的连接部31。各保持部30分别配置在对应的一对轴向槽15、16。在各保持部30上，沿保持部30的长度方向设置间隔地配置用于可分别转动地保持对应的一对轴向槽15、16的球的保持孔32。
作为连接部31例如圆板、环状板等，但是只要彼此连接多个保持部30的端部，其形状可以是任意的。如图2所示，连接部31具有与内轴12的端面121相对的对置部33。该对置部33伴随中间轴5的收缩，如图5所示，通过抵接于内轴12的端面121的最突出的部分即凸部27，限制保持部件17的轴向移动。其结果，保持部件17的对置部33作为用于限制形成列的球14的轴向移动的中间轴收缩止动器起作用，其结果，在中间轴5的收缩时，防止球14从外轴13的轴向槽16脱落。
如以上说明，根据本实施方式，伴随作为可伸缩轴的中间轴5的收缩，保持部件17的对置部33抵接于内轴12的端面121(具体而言，端面121的凸部27)，由此能限制球14的轴向移动。因为将内轴12的端面121自身作为止动器使用，所以与将收缩时的止动器安装固定在内轴的外周的以往的情形相比，能简化构造，并且能削减组装工序数。其结果，能够降低制造成本。
此外，保持部件17构成为包括分别配置在各对轴向槽15、16上的多个保持部30，和彼此连接这些保持部30的端部之间的连接部31的一体的单元，所以能进一步削减零件数量，并且更容易组装中间轴5。
此外，卡止于所述内轴12的端面121的凸部27的推螺母28伴随可伸缩轴1的伸长，限制球14的轴向移动，所以具有以下的优点。即只把具有通用性的推螺母28压嵌入内轴12的端面121的凸部27即可，因此，能削减组装工序数，并且能简化伸长时的止动器机构的构造。
而且，本发明并不局限于所述的实施方式，例如能把本发明的可伸缩轴应用到转向轴3，这时，在使转向轴3实现可伸缩调整功能或冲击吸收功能时是优选的。
此外，在所述的实施方式中，使用配置于内轴12的轴向槽15的弹性部件18，对球14施力，但是也可以废止弹性部件18，使用筒状的外轴13自身的弹性，对球14施力。
以上，根据具体的形态，说明本发明，但是理解所述的内容的业内人士能容易考虑其变更、改变和均等物。因此，本发明应该是权利要求书和其均等的范围。
本申请与在2005年9月30日对日本专利厅提出的特愿2005-287860号对应，通过引用，把该申请的全部内容组入这里。

Claims (6)

1.一种可伸缩轴，其具备：
可沿轴向相对移动地嵌合的内轴和筒状的外轴；
至少一对轴向槽，其分别形成于所述内轴的外周和外轴的内周，沿所述轴向延伸且相互对置；
多个转动体，其夹在所述内轴及外轴的相互对应的轴向槽之间，形成所述轴向的列，并且可在内轴和外轴之间传递扭矩；
保持部件，其保持所述多个转动体，并且可沿所述轴向与所述多个转动体一起移动，其中，
所述保持部件包含与所述内轴的端面对置的对置部；
伴随该可伸缩轴的收缩，利用所述保持部件的所述对置部与所述内轴的所述端面抵接，限制所述多个转动体向所述轴向的移动。
2.根据权利要求1所述的可伸缩轴，其中：
设有分别夹住构成所述列的多个转动体的多对轴向槽；
所述保持部件包括：分别保持各对轴向槽所夹住的转动体并且分别与所述轴向平行地延伸的多个保持部、和相互连接所述多个保持部的端部之间的连接部；
在所述连接部上设有所述对置部。
3.根据权利要求2所述的可伸缩轴，其中：
所述保持部件的所述保持部及所述连接部由单一的材料一体地形成。
4.根据权利要求1所述的可伸缩轴，其中：
具备：设置在所述内轴的所述端面、且向所述轴向突出的凸部；
利用所述保持部件的对置部抵接于所述内轴的所述端面的所述凸部的顶部，限制所述多个转动体向所述轴向的移动。
5.根据权利要求4所述的可伸缩轴，其中：
具有与所述凸部卡止的推螺母；
伴随该可伸缩轴的伸长，利用所述推螺母抵接于列的端部的转动体，限制所述保持部件向所述轴向的移动，结果，限制所述多个转动体向所述轴向的移动。
6.一种车辆用操舵装置，其特征在于：
使用权利要求1～5中的任意一项所述的可伸缩轴，传递操舵部件的操舵扭矩。
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