CN105730498A - 伸缩轴和转向系统 - Google Patents

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Abstract

一种伸缩轴(1)，其包括内轴(10)、外轴(20)、多个滚动体(30)、一对止动件(41)以及缓冲器本体单元(50)，其中，在内轴(10)处形成有在垂直于轴线的方向(R)上彼此相对并且沿轴向方向(X)延伸的一对凹槽(11)，在外轴(20)处形成有在垂直于轴线的所述方向(R)上彼此相对并且沿轴向方向(X)延伸的一对凹槽(21)，所述多个滚动体(30)设置在每个凹槽(11)与对应的凹槽(21)之间而在轴向方向(X)上形成列。每个止动件(41)限制对应列的端部处的滚动体(30e)从内轴(10)的对应凹槽(11)掉落。缓冲器本体单元(50)一体地包括一对缓冲器本体(51)以及连接所述一对缓冲器本体(51)的连接部(52)。

Description

伸缩轴和转向系统
技术领域
本发明涉及伸缩轴和转向系统。
背景技术
日本专利申请公报No.2010-053943提出了一种具有下述结构的伸缩轴：在该结构中，各个卷簧均设置于设置在内轴的末端部处的垫圈与设置在各个凹槽中的滚珠之间。在日本专利申请公报No.2009-197818的伸缩轴中，可动垫圈、弹簧板以及固定垫圈顺序地从外部配装至位于凸轴的轴端处的小直径轴部。小直径轴部的轴端经受压接，并且压接的部分锁定固定垫圈。弹簧板由固定垫圈接纳并迫压可动垫圈。可动垫圈和弹簧板构成了缓冲与滚珠的碰撞的缓冲元件。
在JP2010-053943A中，在对伸缩轴进行组装时，必须要将彼此独立的所述多个卷簧中的每个卷簧单独地附接至对应的凹槽以使得卷簧不会从凹槽掉落。因此，组装的容易度差。在JP2009-197818A中，在对伸缩轴进行组装时，必须要单独地附接作为缓冲元件的多个部件(弹簧板和可动垫圈)。因此，组装的容易度差。
发明内容
本发明提供了一种极易组装的伸缩轴以及包括该伸缩轴的转向系统。
本发明的第一方面是一种伸缩轴，该伸缩轴包括：内轴，在所述内轴的外周表面中形成有沿轴向方向延伸并且在垂直于轴线的方向上彼此相对的一对凹槽；外轴，在所述外轴的内周表面中形成有沿所述轴向方向延伸并且在垂直于所述轴线的所述方向上彼此相对的一对凹槽；多个滚动体，所述多个滚动体设置在所述内轴的每个所述凹槽与所述外轴的对应的所述凹槽之间以在所述轴向方向上形成列；一对止动件，在所述内轴相对于所述外轴的行程终点，所述一对止动件中的每个止动件限制位于对应的所述列的端部处的滚动体从所述内轴的对应的所述凹槽掉落；以及缓冲器本体单元，所述缓冲器本体单元一体地包括一对缓冲器本体以及连接部，其中，所述一对缓冲器本体中的每个缓冲器本体插置在所述一对止动件中的每个止动件与位于对应的所述列的端部处的所述滚动体之间，所述连接部连接所述一对缓冲器本体。根据本方面，由于在组装期间所述一对缓冲器本体可以作为一体的缓冲器本体单元总体地附接至内轴，因此组装的容易度被提高。
所述缓冲器本体单元可以包括接合部，所述接合部与所述内轴接合以将所述缓冲器本体单元暂时地保持在所述内轴上。根据该构型，在组装期间，在缓冲器本体单元固定至内轴之前，缓冲器本体单元可以被暂时地保持在内轴上。因此组装的容易度被提高。
所述连接部可以面向所述内轴的轴端面，并且所述接合部可以从所述连接部延伸出。根据该构型，在组装期间，缓冲器本体单元可以从轴端面侧暂时地保持在内轴上。因此组装的容易度被提高。
伸缩轴还可以包括销，所述销插入并保持在所述内轴的垂直于所述轴线的方向上的孔中，其中，在所述销的一对端部分别插入穿过所述一对缓冲器本体的销插孔的状态下，所述销可以用作将所述缓冲器本体单元紧固至所述内轴的紧固构件，并且所述销的所述一对端部可以构成所述一对止动件。根据该构型，通过将销作为紧固构件附接至内轴而将缓冲器本体单元紧固至内轴，完成了所述一对止动件至内轴的附接。因此，组装的容易度被提高。
本发明的第二方面是一种转向系统，该转向系统包括由伸缩轴构成的中间轴。根据该第二方面，可以使转向系统极易组装。
附图说明
下面将参照附图对本发明的示例性实施方式的特征、优点、以及技术和工业意义进行描述，在附图中，相同的附图标记代表相同的元件，并且在附图中：
图1是根据本发明的第一实施方式的伸缩轴的主要部分的截面图；
图2是内轴、具有止动件功能的销以及缓冲器本体单元的分解立体图；
图3是销以及暂时保持有缓冲器本体单元的内轴的分解立体图；
图4是在缓冲期间伸缩轴的主要部分的放大截面图；
图5是根据本发明的第二实施方式的伸缩轴的主要部分的截面图；
图6是第二实施方式中的内轴、缓冲器本体单元以及具有止动件功能的紧固构件的分解立体图；
图7是根据本发明的第三实施方式的伸缩轴的主要部分的截面图；以及
图8是根据本发明的第四实施方式的转向系统的截面图，其中，伸缩轴被应用于该转向系统的中间轴。
具体实施方式
将通过参考附图来描述本发明的实施方式。图1是根据本发明的第一实施方式的伸缩轴的主要部分的截面图。如图1中所示，伸缩轴1包括内轴10和外轴20，在内轴10的外周表面10a中形成有沿轴向方向X延伸的凹槽11，在外轴20的内周表面20a中形成有沿轴向方向X延伸的凹槽21。伸缩轴1还包括多个滚动体30，所述多个滚动体30设置在内轴10的凹槽11与外轴20的凹槽21之间并且沿轴向方向X成列形成。例如，滚动体30是金属滚珠。
内轴10中设置有在垂直于轴线的方向R上彼此相对的一对凹槽11。外轴20中设置有在垂直于轴线的方向R上彼此相对的一对凹槽21。所述多个滚动体30插置在内轴10的其中一个凹槽11与外轴20的对应的凹槽21之间而形成一列，并且所述多个滚动体30还插置在内轴10的另一个凹槽11与外轴20的对应的凹槽21之间而形成一列。如作为分解立体图的图2中所示，内轴10包括垂直于轴线的方向上的孔12，垂直于轴线的方向上的孔12沿垂直于轴线的方向R延伸，使得垂直于轴线的方向上的孔12的两个相反端开口于所述一对凹槽11的底部中。如图1中所示，销40插入并被保持在该垂直于轴线的方向上的孔12中。更具体地，销40压配合到垂直于轴线的方向上的孔12中。销40的一对端部分别从垂直于轴线的方向上的孔12突出到该一对凹槽11中而构成一对止动件41。
当图1中内轴10相对于外轴20到达伸出侧(图1中的右侧)上的行程终点时，如图4中所示，每个止动件41均限制对应列的端部处的滚动体30e从内轴10的对应的凹槽11掉落。止动件41在经由缓冲器本体51吸收冲击的同时抵挡该列的端部处的滚动体30e。更具体地，伸缩轴1包括缓冲器本体单元50，缓冲器本体单元50包括如图2中所示的一对缓冲器本体51。缓冲器本体单元50是包括该一对缓冲器本体51、连接部52以及作为接合部的一对接合臂53的单元，其中，连接部52连接该一对缓冲器本体51，该一对接合臂53从连接部52的中间部分沿与连接部52不同的方向向彼此相反的两侧延伸。
缓冲器本体单元50由单种材料一体地形成。缓冲器本体单元50由弹性本体形成。该缓冲器本体单元50由树脂、橡胶或金属形成。如图1中所示，每个缓冲器本体51均插置在每个止动件41与对应列的端部处的滚动体30e之间。连接部52以与内轴10的轴端面13相对的方式被接纳。连接部52能够弹性变形，例如弯曲变形。
每个缓冲器本体51均是从连接部52的每个端部沿轴向方向X延伸的圆柱形构件。每个缓冲器本体51均设置在对应的凹槽11、21之间。每个缓冲器本体51均具有销插孔51a，销40的对应的端部(止动件41)插入穿过该销插孔51a。每个缓冲器本体51还包括与对应列的端部处的滚动体30e相对的端面51b。如图4中所示，在内轴10的伸出侧上的行程终点，每个缓冲器本体51的端面51b抵靠对应列的端部处的滚动体30e。
该一对接合臂53中的每个接合臂均是呈大致L形的勾状本体。该一对接合臂53在接合臂53被弹性地扩宽的状态下通过接合臂53的回复力而弹性地夹持内轴10的外周表面10a的垂直于轴线的方向上的相向的部分。如图3中所示，当组装伸缩轴1时，在将销40附接至内轴10之前的阶段中，该一对接合臂53与内轴10的外周表面10a弹性地接合以将缓冲器本体单元50暂时地保持在内轴10上。
在如上所述缓冲器本体单元50被暂时地保持在内轴10上的状态下，将销40以插入穿过该一对缓冲器本体51的销插孔51a的方式压配合到内轴10的垂直于轴线的方向上的孔12(参见图2)中。销40用作在销40的一对端部(止动件41)如图1中所示分别插入穿过该一对缓冲器本体51的销插孔51a的状态下将缓冲器本体单元50紧固至内轴10的紧固构件。
该一对缓冲器本体51、连接该一对缓冲器本体51并且与内轴10的轴端面13相对的连接部52以及平行于连接部52的销40形成了盒状(四边形环形形状)并且紧固至内轴10。根据本实施方式，由于如图2、图3中所示该一对缓冲器本体51在组装期间可以作为一体的缓冲器本体单元50总体地附接至内轴，因此组装的容易度被提高。
另外，在组装期间在缓冲器本体单元50固定至内轴10之前，缓冲器本体单元50如图3中所示可经由接合臂53(接合部)暂时地保持在内轴10上。因此，组装的容易度被提高。缓冲器本体单元50的连接部52与内轴10的轴端面13相对，并且接合臂53从连接部52延伸。因此，在组装期间缓冲器本体单元50可以从轴端面13侧暂时地保持在内轴10上。因此，组装的容易度被提高。
通过将销40作为紧固构件附接至内轴10以将缓冲器本体单元50紧固至内轴10，完成了该一对止动件41至内轴10的附接。因此，组装的容易度被提高。在缓冲器本体单元50中，该一对缓冲器本体51中的每个缓冲器本体均通过连接部52对由另一缓冲器本体51承受的碰撞能量进行缓冲。因此，缓冲效果可以被增强。
如果销在内轴的伸出侧上的行程终点(也就是说，在伸缩轴的完全伸出状态下)直接地抵挡位于该列的端部处的滚动体，滚动体的滚动受到该销限制。因此，伸缩轴可能会被锁定在完全伸出的状态下，或者伸缩轴的伸长及缩回载荷可能会增大。与之相比，在本实施方式中，由于缓冲器本体51插置在止动件41与位于该列的端部处的滚动体30e之间，因此可以抑制在伸缩轴完全伸出时锁定的发生以及伸长和缩回载荷增大的发生。
图5为根据本发明的第二实施方式的伸缩轴1S的主要部分的截面图。图6为内轴10S、缓冲器本体单元50S以及具有止动件功能的紧固构件70的分解立体图。
如图5、图6中所示，在内轴10S的轴端面13S上形成有沿轴向方向X突出的管状突出部14。缓冲器本体单元50S和紧固构件70顺序地配装至管状突出部14的外周。缓冲器本体单元50S包括分别容置在内轴10S的所述一对凹槽11中的一对大致圆柱形的缓冲器本体51S以及连接该一对缓冲器本体51S的板状连接部52S。连接部52S具有配装至管状突出部14的外周的配装孔52Sa。
紧固构件70包括具有例如大致矩形形状的本体部72以及分别由突出部构成的一对止动件73。本体部72具有配装至管状突出部14的外周的配装孔71。该一对止动件73分别设置在本体部72的一对相向的端部上。每个止动件73均经由对应的缓冲器本体51S抵挡对应列的端部处的滚动体30e。如图5中所示，管状突出部14的端部边缘的一部分沿垂直于轴线的方向被向外扩宽以形成压接到紧固构件70的本体部72上的压接部14a。在以上的状态下，紧固构件70将缓冲器本体单元50S的连接部52S按压至内轴10S的轴端面13S。因此，紧固构件70用于将缓冲器本体单元50S紧固至内轴10S。
图5、图6中的第二实施方式的构成元件中的与图1、图2中的第一实施方式的构成元件相同的构成元件被赋予与图1、图2中的第一实施方式的构成元件的附图标记相同的附图标记。根据第二实施方式，由于在组装期间该一对缓冲器本体51S可以作为一体的缓冲器本体单元50S总体附接至内轴10S，因此组装的容易度被提高。通过将紧固构件70附接至内轴10S而将缓冲器本体单元50S紧固至内轴10S，完成了该一对止动件73至内轴10S的附接。因此，组装的容易度被提高。
图7示出了根据本发明的第三实施方式的伸缩轴1T。图7中的第三实施方式主要在以下点上不同于图5中的第二实施方式。即，在内轴10T的轴端面13T中形成有螺纹孔15。
螺栓80的螺纹轴81作为紧固构件插入穿过紧固构件70的配装孔71以及缓冲器本体单元50S的连接部52S的配装孔52Sa而旋拧到螺纹孔15中。紧固构件70的本体部72以及缓冲器本体单元50S的连接部52S被夹持在螺栓80的头部82与内轴10T的轴端面13T之间。因此，缓冲器本体单元50S紧固至内轴10T。
图7中的第三实施方式的构成元件中的与图5中的第二实施方式的构成元件相同的构成元件被赋予与图5中的第二实施方式的构成元件的附图标记相同的附图标记。根据第三实施方式，由于在组装期间该一对缓冲器本体51S可以作为一体的缓冲器本体单元50S总体地附接至内轴10T，因此组装的容易度被提高。在第三实施方式中，紧固构件70可以与螺栓80的头部82一体地形成。在这种情况下，可以实现简化的结构，并且可以提高组装的容易度。
第一实施方式至第三实施方式中的每个实施方式的伸缩轴都可以被应用于如图8中所示的转向系统60的中间轴100。
更具体地，转向系统60包括转向轴62、转向机构66以及中间轴100，其中，方向盘61连接至转向轴62的一端，转向机构66由包括小齿轮轴63和齿条轴64的齿条和小齿轮机构构成并使转向轮65转向，中间轴100插置在转向轴62与小齿轮轴63之间以传递转向扭矩。
中间轴100的一端经由万向接头67连接至转向轴62。中间轴100的另一端经由万向接头68连接至小齿轮轴63。伸缩轴的内轴和外轴中构成中间轴100的一者定位在上侧上并且另一者定位在下侧上。根据本实施方式，由与中间轴100相关的撞击声引起的噪声可以被减小。
本发明不限于以上实施方式。例如，设置在管状突出部的外周上的外螺纹以及形成在紧固构件70的本体部72的配装孔71的内周上的内螺纹可以螺纹连接在一起而不进行图5中的第二实施方式中的压接。另外，在第二实施方式和第三实施方式中，可以与图2中的第一实施方式类似地从缓冲器本体单元50S的连接部52S延伸出用于暂时地保持缓冲器本体单元50S的一对接合臂(接合部)。

Claims (5)

1.一种伸缩轴，其特征在于包括：
内轴(10)，在所述内轴(10)的外周表面(10a)中形成有沿轴向方向延伸并且在垂直于轴线的方向上彼此相对的一对凹槽(11)；
外轴(20)，在所述外轴(20)的内周表面(20a)中形成有沿所述轴向方向延伸并且在垂直于所述轴线的所述方向上彼此相对的一对凹槽(21)；
多个滚动体(30)，所述多个滚动体(30)设置在所述内轴的各所述凹槽与所述外轴的对应的所述凹槽之间以在所述轴向方向上形成列；
一对止动件(41；73)，在所述内轴相对于所述外轴的行程终点，所述一对止动件(41；73)中的各止动件分别限制位于对应的所述列的端部处的滚动体(30e)从所述内轴的对应的所述凹槽掉落；以及
缓冲器本体单元(50；50S)，所述缓冲器本体单元(50；50S)一体地包括一对缓冲器本体(51；51S)以及连接部(52；52S)，其中，所述一对缓冲器本体(51；51S)中的各缓冲器本体分别插置在所述一对止动件中的各止动件与位于对应的所述列的端部处的所述滚动体之间，所述连接部(52；52S)连接所述一对缓冲器本体。
2.根据权利要求1所述的伸缩轴，其中，所述缓冲器本体单元包括接合部(53)，所述接合部(53)与所述内轴接合以将所述缓冲器本体单元暂时地保持在所述内轴上。
3.根据权利要求2所述的伸缩轴，其中，所述连接部面向所述内轴的轴端面(13；13S；13T)，并且所述接合部从所述连接部延伸出。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的伸缩轴，还包括销(40)，所述销(40)插入并保持在所述内轴的垂直于所述轴线的方向上的孔(12)中，
其中，在所述销的一对端部分别插入穿过所述一对缓冲器本体的销插孔的状态下，所述销用作将所述缓冲器本体单元紧固至所述内轴的紧固构件，并且所述销的所述一对端部构成所述一对止动件(41)。
5.一种转向系统，所述转向系统包括由根据权利要求1至4中的任一项所述的伸缩轴构成的中间轴(100)。
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