JP2003063414A - Vehicle steering extension rod - Google Patents

Vehicle steering extension rod

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JP2003063414A
JP2003063414A JP2001256307A JP2001256307A JP2003063414A JP 2003063414 A JP2003063414 A JP 2003063414A JP 2001256307 A JP2001256307 A JP 2001256307A JP 2001256307 A JP2001256307 A JP 2001256307A JP 2003063414 A JP2003063414 A JP 2003063414A
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torque
female
male
leaf spring
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    • F16C29/12Arrangements for adjusting play
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    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C3/00Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
    • F16C3/02Shafts; Axles
    • F16C3/03Shafts; Axles telescopic

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To transmit the torque in the high rigid condition by implementing a stable sliding load and securely preventing the generation of looseness. SOLUTION: Three needle rollers 7 and 8 are interposed in three pairs of axial grooves 3, 4 and 5 formed in a male shaft 1 and a female shaft 3, and these needle rollers 7 and 8 work as a key when transmitting the torque, and while work as a sliding surface (sliding feeling) when sliding. When not transmitting the torque, since the needle rollers 7 and 8 are previously pressurized to a degree to prevent generation of looseness in the inner peripheral surface of the female shaft 2, the generation of looseness between the male shaft 1 and the female shaft 2 is securely prevented, and the male shaft 1 and the female shaft 2 can thereby slide on each other in the axial direction with a stable sliding load without generating looseness. When transmitting the torque, a plate spring 9 is elastically deformed to constrain the needle roller 7 in the circumferential direction to securely prevent the generation of looseness in the rotating direction between the male shaft 1 and the female shaft 2, and the torque can be thereby transmitted in the high rigid condition.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、安定した摺動荷重
を実現すると共に、ガタ付きを確実に防止して、高剛性
の状態でトルクを伝達できる車両ステアリング用伸縮軸
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a telescopic shaft for a vehicle steering that realizes a stable sliding load, reliably prevents rattling, and can transmit torque in a highly rigid state.

【0002】[0002]

【従来の技術】図8に、一般的な自動車の操舵機構部を
示す。図中のaとbが伸縮軸である。伸縮軸aは、雄軸
と雌軸とをスプライン嵌合したものであるが、このよう
な伸縮軸a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。このような性能は、車
体がサブフレーム構造となっていて、操舵機構上部を固
定する部位cとステアリングラックdが固定されている
フレームeが別体となっておりその間がゴムなどの弾性
体fを介して締結固定されている構造の場合に要求され
ることが一般的である。また、その他のケースとして操
舵軸継手gをピニオンシャフトhに締結する際に作業者
が、伸縮軸をいったん縮めてからピニオンシャフトhに
嵌合させ締結させるため伸縮機能が必要とされる場合が
ある。さらに、操舵機構の上部にある伸縮軸bも、雄軸
と雌軸とをスプライン嵌合したものであるが、このよう
な伸縮軸bには、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i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
るため、軸方向に伸縮する機能が要求される。前述のす
べての場合において、伸縮軸にはスプライン部のガタ音
を低減することと、ステアリングホイール上のガタ感を
低減することと、軸方向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。
2. Description of the Related Art FIG. 8 shows a steering mechanism of a general automobile. In the figure, a and b are expansion and contraction axes. The telescopic shaft a is formed by spline-fitting a male shaft and a female shaft. The telescopic shaft a absorbs axial displacement generated when a vehicle travels, and is mounted on the steering wheel. Performance that does not transmit displacement or vibration is required. In such performance, the vehicle body has a sub-frame structure, a portion c for fixing the upper portion of the steering mechanism and a frame e to which the steering rack d is fixed are separate bodies, and an elastic body f such as rubber is provided between them. It is generally required in the case of a structure that is fastened and fixed via. As another case, when the steering shaft joint g is fastened to the pinion shaft h, an operator sometimes needs a telescopic function because the telescopic shaft is once contracted and then fitted and fastened to the pinion shaft h. . Further, the telescopic shaft b at the upper part of the steering mechanism is also the one in which the male shaft and the female shaft are spline-fitted, and such an telescopic shaft b has an optimum position for the driver to drive the automobile. In order to obtain the above, the function of moving the position of the steering wheel i in the axial direction and adjusting the position is required. Therefore, the function of expanding and contracting in the axial direction is required. In all of the above cases, the telescopic shaft is required to reduce rattling noise at the spline, reduce rattling on the steering wheel, and reduce sliding resistance during axial sliding movement. To be done.

【0003】このようなことから、従来、伸縮軸a,b
の雄軸のスプライン部に対して、ナイロン膜をコーティ
ングし、さらに摺動部にグリースを塗布し、金属騒音、
金属打音等を吸収または緩和するとともに摺動抵抗の低
減と回転方向ガタの低減を行ってきた。この場合、ナイ
ロン膜を形成する工程としてはシャフトの洗浄→プライ
マー塗布→加熱→ナイロン粉末コート→粗切削→仕上げ
切削→雌軸との選択嵌合が行われている。最終の切削加
工は、既に加工済みの雌軸の精度に合わせてダイスを選
択して加工を行う。
For this reason, the expansion / contraction shafts a and b have been conventionally used.
Nylon film is coated on the spline part of the male shaft, and grease is applied to the sliding part to prevent metal noise,
In addition to absorbing or mitigating metal tapping noise, etc., we have reduced sliding resistance and rotation direction play. In this case, in the step of forming the nylon film, cleaning of the shaft → application of a primer → heating → nylon powder coating → rough cutting → finish cutting → selective fitting with a female shaft is performed. The final cutting process is performed by selecting a die according to the accuracy of the female shaft that has already been processed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、伸縮軸
の摺動荷重を最小に抑えつつガタをも最小に抑えること
が必要である為、最終の切削加工ではオーバーピン径サ
イズが数ミクロンづつ異なるダイスを雌軸にあわせて選
び出し加工することを余儀なくされ、加工コストの高騰
を招来してしまう。また、使用経過によりナイロン膜の
摩耗が進展して回転方向ガタが大きくなる。
However, since it is necessary to minimize the backlash while minimizing the sliding load of the expansion / contraction shaft, in the final cutting process, the overpin diameter size differs by several microns. It is inevitable to select and process the blades according to the female axis, resulting in higher processing costs. In addition, the wear of the nylon film progresses over the course of use, and the play in the rotational direction increases.

【0005】また、エンジンルーム内の高温にさらされ
る条件下では、ナイロン膜は体積変化し、摺動抵抗が著
しく高くなったり、磨耗が著しく促進されたりするた
め、回転方向ガタが大きくなる。
Further, under the condition of being exposed to high temperature in the engine room, the volume of the nylon film changes, the sliding resistance becomes extremely high, and the abrasion is significantly promoted, so that the play in the rotating direction becomes large.

【0006】したがって、自動車用操舵軸に使用される
伸縮軸において、回転方向ガタによる異音の発生と操舵
感の悪化を長期に渡って抑制できる構造を簡単かつ安価
に提供したいといった要望がある。
Therefore, there is a demand for a simple and inexpensive structure that can suppress, for a long period of time, the expansion and contraction shafts used for automobile steering shafts from generating abnormal noise due to rotational direction play and deterioration of steering feeling.

【0007】本発明は、上述したような事情に鑑みてな
されたものであって、安定した摺動荷重を実現すると共
に、回転方向ガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態
でトルクを伝達できる車両ステアリング用伸縮軸を提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and realizes a stable sliding load, reliably prevents backlash in the rotational direction, and provides torque in a highly rigid state. An object is to provide a telescopic shaft for vehicle steering that can be transmitted.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る車両ステアリング用伸縮軸は、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に
おいて、前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面に形成し
た少なくとも3対の軸方向溝に夫々介装した少なくとも
3個のニードルローラーと、1個の前記ニードルローラ
ーと雄軸の軸方向溝の間に介装してあり、トルク非伝達
時、該ニードルローラーを前記雌軸の内周面に予圧しか
つ、トルク伝達時、弾性変形して該ニードルローラーを
周方向に拘束する少なくとも1枚の弾性体と、を具備す
ることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the telescopic shaft for vehicle steering according to the present invention is incorporated in a steering shaft of a vehicle, and a male shaft and a female shaft are non-rotatably and slidably fitted. In the telescopic shaft for vehicle steering, the at least three needle rollers interposed in at least three pairs of axial grooves formed on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft, respectively, and The needle roller is interposed between the needle roller and the axial groove of the male shaft, and when the torque is not transmitted, the needle roller is preloaded on the inner peripheral surface of the female shaft, and when the torque is transmitted, the needle roller is elastically deformed. And at least one elastic body that constrains in the circumferential direction.

【0009】また、本発明の車両ステアリング用伸縮軸
では、前記弾性体は板バネから成ることが好ましい。
Further, in the telescopic shaft for vehicle steering according to the present invention, it is preferable that the elastic body is a leaf spring.

【0010】このように、本発明によれば、雄軸と雌軸
に形成した3対の軸方向溝に3個のニードルローラーが
夫々介装してあり、これらニードルローラーは、トルク
伝達時のキーの役割を果たすと共に、摺動時の摺動面
(滑り接触)の役割を果たすようになっている。
As described above, according to the present invention, the three needle rollers are respectively provided in the three pairs of axial grooves formed on the male shaft and the female shaft, and these needle rollers are used for transmitting torque. In addition to playing the role of a key, it also plays the role of a sliding surface (sliding contact) during sliding.

【0011】また、トルク非伝達時には、弾性体である
板バネによりニードルローラーを雌軸の内周面にガタ付
きのない程度に予圧してあるため、雄軸と雌軸の間のガ
タ付きを確実に防止することができると共に、雄軸と雌
軸は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動
することができる。
Further, when torque is not transmitted, the needle roller is preloaded by the leaf spring, which is an elastic body, to the extent that there is no rattling on the inner peripheral surface of the female shaft, so there is rattling between the male shaft and the female shaft. This can be reliably prevented, and the male shaft and the female shaft can slide in the axial direction with a stable sliding load without rattling.

【0012】さらに、トルク伝達時には、弾性体である
板バネは、弾性変形してニードルローラーを周方向に拘
束するようになっているため、雄軸と雌軸の間の回転方
向ガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを
伝達することができる。
Further, during torque transmission, the leaf spring, which is an elastic body, is elastically deformed to restrain the needle roller in the circumferential direction, so that there is certain play in the rotational direction between the male shaft and the female shaft. Therefore, the torque can be transmitted in a highly rigid state.

【0013】なお、特開2001−50293号公報、
及びドイツ特許公開DE 3730393 A1号公報
には、雄軸と雌軸に形成した軸方向溝に複数のボールを
介装して弾性体により予圧した構造が開示してある。こ
れに対して、本発明では、部品点数が少ないため(ロー
ラーは多くても6本、保持器も不要)、組み立てが容易
で、低コストで作れるといった利点がある。また、ボー
ルは点接触であるため、軸にトルクがかかった際に面圧
が上がり、したがって、多くのボールを配列させるか、
雄軸、雌軸とも軌道面を熱処理して硬度を上げるなどし
なければならない。さらに、ボール式はボールとケージ
がふんずまりを起こさない様に左右軸方向からバネなど
で予圧をかけてやり、定位置を保持してやらなければな
らない。さらに、上記ドイツ公開公報では、組立順序と
して、「内側軸→ボール→圧縮バネ→外側軸」となって
いるが、本発明では、「内側軸(雄軸)→圧縮バネ→こ
ろ→外側軸(雌軸)」となっており、組立順序が違って
いる。この違いにより、本発明では、内側軸(雄軸)に
板バネを配置することにより、板バネを雄軸側に止め輪
によって容易に固定することができる。板バネを止め輪
によって固定できる為、トルク負荷時、板バネが1箇所
であっても雄軸と雌軸間に滑りを起こさずに目的とする
予圧を得ることができる。
Incidentally, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-50293,
German Patent Publication DE 3730393 A1 discloses a structure in which a plurality of balls are inserted in axial grooves formed in a male shaft and a female shaft and preloaded by an elastic body. On the other hand, the present invention has the advantages that the number of parts is small (there are at most six rollers and no cage is required), so that the assembly is easy and the cost is low. Also, since the balls are in point contact, the surface pressure rises when torque is applied to the shaft, so many balls should be arranged or
Both the male and female shafts must be heat treated to increase the hardness. Further, in the ball type, it is necessary to pre-load with a spring or the like from the left and right axial directions so as to prevent the balls and the cage from becoming loose, and hold the fixed position. Further, in the above-mentioned German publication, the assembly order is "inner shaft → ball → compression spring → outer shaft", but in the present invention, "inner shaft (male shaft) → compression spring → roller → outer shaft ( Female shaft) ", and the assembly order is different. Due to this difference, in the present invention, by disposing the leaf spring on the inner shaft (male shaft), the leaf spring can be easily fixed to the male shaft side by the retaining ring. Since the leaf spring can be fixed by the retaining ring, the desired preload can be obtained without slipping between the male shaft and the female shaft even when there is only one leaf spring when torque is applied.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
車両ステアリング用伸縮軸を図面を参照しつつ説明す
る。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION A telescopic shaft for vehicle steering according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】(第1実施の形態)図1(a)は、本発明
の第1実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の側
面図であり、図1(b)は、その斜視図である。図2
は、図1(a)のA−A線に沿った横断面図である。図
3は、図1に示した伸縮軸の雄軸と雌軸を分離した状態
の斜視図である。図4(a)は、板バネの平面図であ
り、図4(b)は、図1に示した車両ステアリング用伸
縮軸の分解斜視図である。
(First Embodiment) FIG. 1 (a) is a side view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1 (b) is a perspective view thereof. . Figure 2
[FIG. 2] is a transverse sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is a perspective view showing a state in which the male shaft and the female shaft of the telescopic shaft shown in FIG. 1 are separated. 4 (a) is a plan view of the leaf spring, and FIG. 4 (b) is an exploded perspective view of the vehicle steering telescopic shaft shown in FIG.

【0016】図1に示すように、車両ステアリング用伸
縮軸(以後、伸縮軸と記す)は、相互に回転不能に且つ
摺動自在に嵌合した雄軸1と雌軸2とからなる。
As shown in FIG. 1, a telescopic shaft for vehicle steering (hereinafter referred to as an "expandable shaft") comprises a male shaft 1 and a female shaft 2 which are fitted in a mutually non-rotatable and slidable manner.

【0017】雄軸1の外周面には、周方向に120度間
隔で等配した3個の軸方向溝3,4が延在して形成して
あると共に、雌軸2の内周面にも、周方向に120度間
隔で等配した3個の軸方向溝5が延在して形成してあ
る。図2に示すように、これら軸方向溝のうち、雄軸1
の軸方向溝3の両側には、後述する板バネ9を係止する
ための段部6が形成してある。
On the outer peripheral surface of the male shaft 1, three axial grooves 3 and 4 are formed extending at equal intervals in the circumferential direction at 120 degrees, and at the inner peripheral surface of the female shaft 2. Also, three axial grooves 5 are equally formed in the circumferential direction at equal intervals of 120 degrees. As shown in FIG. 2, among these axial grooves, the male shaft 1
Steps 6 are formed on both sides of the axial groove 3 for locking a leaf spring 9 described later.

【0018】これら3対の軸方向溝3,4,5には、同
形状の3個のニードルローラー7,8が介装してある。
これらニードルローラー7,8は、トルク伝達時のキー
の役割を果たすと共に、摺動時の摺動面(滑り接触)の
役割を果たすようになっている。
Three needle rollers 7 and 8 of the same shape are interposed in these three pairs of axial grooves 3, 4, and 5.
These needle rollers 7 and 8 function as keys during torque transmission and also as sliding surfaces (sliding contact) during sliding.

【0019】雄軸1の1個の軸方向溝3とそのニードル
ローラー7の間には、板バネ9が介装してある。この板
バネ9は、トルク非伝達時には、ニードルローラー7,
8を雌軸2に対してガタ付きのない程度に予圧する一
方、トルク伝達時には、弾性変形してニードルローラー
7を雄軸1と雌軸2の間で周方向に拘束する働きをする
ようになっている。
A leaf spring 9 is interposed between the one axial groove 3 of the male shaft 1 and its needle roller 7. When the torque is not transmitted, the leaf spring 9 prevents the needle roller 7,
8 is preloaded against the female shaft 2 to the extent that there is no rattling, while elastically deforming during torque transmission, the needle roller 7 acts to restrain the needle roller 7 in the circumferential direction between the male shaft 1 and the female shaft 2. Has become.

【0020】なお、図4(b)に示すように、3個のニ
ードルローラー7,8と板バネ9の両端部が位置する雄
軸1の部位には、2個の周方向溝10が形成してある。
また、図4(a)に示すように、板バネ9の軸方向の両
端部には、突起9aが形成してある。これらにより、図
3に示すように、周方向溝10に、2個の止め輪11を
嵌め合わせ、3個のニードルローラー7,8を軸方向に
固定していると共に、板バネ9の突起9aを係止して板
バネ9を軸方向に固定している。また、この伸縮軸の組
立時は、図3に示すように、止め輪11により雄軸1の
軸方向溝3,4に3個のニードルローラー7,8と板バ
ネ9を固定した状態で、雄軸1を雌軸2に嵌合するよう
になっている。
As shown in FIG. 4B, two circumferential grooves 10 are formed in the male shaft 1 where the three needle rollers 7 and 8 and both ends of the leaf spring 9 are located. I am doing it.
Further, as shown in FIG. 4A, projections 9a are formed on both end portions of the leaf spring 9 in the axial direction. As a result, as shown in FIG. 3, the two retaining rings 11 are fitted in the circumferential groove 10 to fix the three needle rollers 7 and 8 in the axial direction, and the projection 9a of the leaf spring 9 is provided. To lock the leaf spring 9 in the axial direction. Further, at the time of assembling this telescopic shaft, as shown in FIG. 3, in a state where the three needle rollers 7, 8 and the leaf spring 9 are fixed to the axial grooves 3, 4 of the male shaft 1 by the retaining ring 11, The male shaft 1 is fitted to the female shaft 2.

【0021】図2に示すように、板バネ9は、その両端
部で雄軸1の軸方向溝3の両側の段部6に係止してあ
り、これにより、トルク伝達時、周方向に板バネ9全体
が移動しないようになっている。
As shown in FIG. 2, the leaf spring 9 is engaged with the step portions 6 on both sides of the axial groove 3 of the male shaft 1 at both ends thereof, whereby the torque is transmitted in the circumferential direction. The entire leaf spring 9 does not move.

【0022】なお、板バネ9は、波形形状であって、中
央に窪みを有し、この中央の窪みに、ニードルローラ7
を載置するようになっている。この板バネ9の中央の窪
みの曲率半径(R1)は、ニードルローラー7の曲率半
径(R2)より小さく形成してあるため、板バネ9とニ
ードルローラー7は、図2中の2点(X)で接触するよ
うになっている。また、板バネ9は、雄軸1の軸方向溝
3の両縁部に、図2中の2点(Y)で接触するようにな
っている。このような2点接触(X,Y)の結果、板バ
ネ9とニードルローラー7との間には、微小隙間(Z
x)が存在し、板バネ9と軸方向溝3との間には、微小
隙間(Zy)が存在する。
The leaf spring 9 has a corrugated shape and has a recess at the center, and the needle roller 7 is provided in the recess at the center.
Is to be placed. Since the radius of curvature (R1) of the central depression of the leaf spring 9 is smaller than the radius of curvature (R2) of the needle roller 7, the leaf spring 9 and the needle roller 7 have two points (X) in FIG. ) Contact. Further, the leaf spring 9 comes into contact with both edges of the axial groove 3 of the male shaft 1 at two points (Y) in FIG. As a result of such two-point contact (X, Y), a minute gap (Z) is formed between the leaf spring 9 and the needle roller 7.
x) exists, and a minute gap (Zy) exists between the leaf spring 9 and the axial groove 3.

【0023】以上のように構成した伸縮軸では、トルク
非伝達時には、板バネ9によりニードルローラー7,8
を雌軸2に対してガタ付きのない程度に予圧してあるた
め、雄軸1と雌軸2の間のガタ付きを確実に防止するこ
とができると共に、雄軸1と雌軸2は、ガタ付きのない
安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。
In the telescopic shaft configured as described above, when the torque is not transmitted, the leaf rollers 9 cause the needle rollers 7, 8 to move.
Is preloaded against the female shaft 2 to the extent that there is no rattling, it is possible to reliably prevent rattling between the male shaft 1 and the female shaft 2, and the male shaft 1 and the female shaft 2 are It can slide in the axial direction with a stable sliding load without rattling.

【0024】なお、トルク非伝達時、ニードルローラー
7は、雄軸1の軸方向溝3の中央に位置し、板バネ9と
ニードルローラー7との間には、微小隙間(Zx)が存
在し、板バネ9と軸方向溝3との間には、微小隙間(Z
y)が存在している。
When the torque is not transmitted, the needle roller 7 is located in the center of the axial groove 3 of the male shaft 1, and a minute gap (Zx) exists between the leaf spring 9 and the needle roller 7. , A small gap (Z
y) is present.

【0025】一方、トルク伝達時には、板バネ9は、弾
性変形して、ニードルローラー7を雄軸1と雌軸2の間
で周方向に拘束するようになっている。そのため、雄軸
1と雌軸2の間の回転方向ガタ付きを確実に防止して、
高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
On the other hand, at the time of torque transmission, the leaf spring 9 is elastically deformed to restrain the needle roller 7 between the male shaft 1 and the female shaft 2 in the circumferential direction. Therefore, it is possible to reliably prevent looseness in the rotation direction between the male shaft 1 and the female shaft 2,
Torque can be transmitted in a highly rigid state.

【0026】なお、トルク伝達時、板バネ9とニードル
ローラー7の間における微小隙間(Zx)と、板バネ9
と軸方向溝3の間における微小隙間(Zy)とは、小さ
くなっていき、さらにトルクの入力が大きくなると、板
バネ9は、ニードルローラー7と軸方向溝3との間には
さまれ、板バネ9とニードルローラー7との接触点
(X)と、板バネ9と軸方向溝3の両縁部との接触点
(Y)とは、トルクのかかる周方向上にほぼ並ぶ状態と
なり、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
During torque transmission, the minute gap (Zx) between the leaf spring 9 and the needle roller 7 and the leaf spring 9
The minute gap (Zy) between the axial groove 3 and the axial groove 3 becomes smaller, and when the torque input further increases, the leaf spring 9 is sandwiched between the needle roller 7 and the axial groove 3, The contact point (X) between the leaf spring 9 and the needle roller 7 and the contact point (Y) between the leaf spring 9 and both edges of the axial groove 3 are substantially aligned in the circumferential direction to which torque is applied. Torque can be transmitted in a highly rigid state.

【0027】また、2個のニードルローラー8を雄軸1
に配置した際、ニードルローラー8近傍の雄軸1の表面
を加締めて、ニードルローラー8が雄軸1から分離しな
いように一体化してあってもよい。ニードルローラー
7,8は、熱処理され、かつ研磨されたものを使用して
もよい。ニードルローラー7,8の表面に樹脂皮膜処理
を施したものを使用してもよい。ニードルローラー7,
8の表面に二硫化モリブデンを含む樹脂皮膜を形成して
もよい。ニードルローラー7,8の表面にPTFE(四
フッ化エチレン)の樹脂皮膜を形成してもよい。雄軸1
を冷間引き抜き成型にて製造した中実または中空の鋼材
を使用してもよい。雄軸1を冷間引き抜き成型にて製造
した中実または中空のアルミニウム材を使用してもよ
い。雄軸1を冷間鍛造にて製造した中実の鋼材を使用し
てもよい。雌軸2を冷間引き抜き成型にて製造した中空
の鋼材を使用してもよい。雌軸2を冷間引き抜き成型に
て製造した中空のアルミニウム材を使用してもよい。雌
軸2は浸炭窒化処理されていてもよい。雌軸2の軸方向
溝5は、溝の中心部を境にニードルローラー8の半径よ
り大きい円弧を互いに向き合う形で配置されていてもよ
く、この場合、ニードルローラー8は、軸方向溝5と2
点で接触されている。雄軸1の軸方向溝4は、溝の中心
部を境にニードルローラー8の半径より大きい円弧を互
いに向き合う形で配置されていてもよく、この場合、ニ
ードルローラー8は、軸方向溝4と2点で接触されてい
る。雌軸2の軸方向溝5の表面にPTFE(四フッ化エ
チレン)の樹脂皮膜を形成してもよい。
Further, two needle rollers 8 are attached to the male shaft 1.
When it is arranged, the surface of the male shaft 1 in the vicinity of the needle roller 8 may be caulked so that the needle roller 8 may be integrated so as not to separate from the male shaft 1. The needle rollers 7 and 8 may be heat-treated and polished. You may use the thing which gave the resin film process to the surface of the needle rollers 7 and 8. Needle roller 7,
A resin film containing molybdenum disulfide may be formed on the surface of No. 8. A resin film of PTFE (tetrafluoroethylene) may be formed on the surfaces of the needle rollers 7 and 8. Male shaft 1
A solid or hollow steel material manufactured by cold drawing may be used. A solid or hollow aluminum material produced by cold drawing the male shaft 1 may be used. A solid steel material manufactured by cold forging the male shaft 1 may be used. A hollow steel material manufactured by cold drawing the female shaft 2 may be used. A hollow aluminum material manufactured by cold drawing the female shaft 2 may be used. The female shaft 2 may be carbonitrided. The axial groove 5 of the female shaft 2 may be arranged such that arcs larger than the radius of the needle roller 8 face each other with the center portion of the groove as a boundary, and in this case, the needle roller 8 and the axial groove 5 are aligned with each other. Two
Touched by points. The axial groove 4 of the male shaft 1 may be arranged such that arcs larger than the radius of the needle roller 8 face each other with the center portion of the groove as a boundary, and in this case, the needle roller 8 and the axial groove 4 are aligned. They are touching at two points. A resin film of PTFE (tetrafluoroethylene) may be formed on the surface of the axial groove 5 of the female shaft 2.

【0028】このようにニードルローラ7,8は、雄軸
1と雌軸2の間のトルク伝達のためのキーの役割をする
とともに、雌軸2の内周面とすべり接触する摺動面でも
ある。従来のスプライン嵌合と比較して、優れている点
は下記のとおりである。 ・ニードルローラーは大量生産品であり、非常に低コス
トである。 ・ニードルローラーは熱処理後、研磨されているので、
表面硬度が高く、耐摩耗性に優れている。 ・ニードルローラーは研磨されているので、表面粗さが
きめ細かく摺動時の摩擦係数が低いため、摺動荷重を低
く抑えることができる。 ・使用条件に応じて、ニードルローラーの長さや配置を
変えることができるため、設計思想を変えること無く、
さまざまなアプリケーションに対応することができる。 ・使用条件によっては、摺動時の摩擦係数をさらにさげ
なければならない場合がある、この時ニードルローラー
だけに表面処理をすればその摺動特性を変えることがで
きるため、設計思想を変えること無く、さまざまなアプ
リケーションに対応することができる。 ・予圧荷重を雄軸とニードルローラーと雌軸の間にかけ
ることにより、常にガタがなく、安定した摺動荷重を得
ることができる。 ・弾性体として板バネが使用されているため、ゴムや高
分子材料と比較して格段に耐熱性に優れており、エンジ
ンルーム内の使用に耐えることができる。 ・雄軸および雌軸には、引き抜き材が使用されているた
め真直度に優れており、摺動荷重を安定させることがで
きる。 ・雄軸および雌軸には、引き抜き材が使用されているた
め断面形状が異形であっても切削加工などをしなくとも
目的としている形状が安価につくることができる。 ・雄軸の材料にアルミ材など鋼に比べて比重の軽い材料
を使用することで、軽量化を図ることができる。このと
き、摺動面は耐摩耗性に優れたニードルローラーを使用
するので、耐摩耗性の性能を損なうことなく軽量化が可
能である。
As described above, the needle rollers 7 and 8 serve as a key for transmitting torque between the male shaft 1 and the female shaft 2, and also on the sliding surface which makes sliding contact with the inner peripheral surface of the female shaft 2. is there. The advantages of the conventional spline fitting are as follows.・ Needle rollers are mass-produced products and are extremely low cost.・ Since the needle roller is polished after heat treatment,
High surface hardness and excellent wear resistance. -Since the needle roller is polished, the surface roughness is fine and the friction coefficient when sliding is low, so the sliding load can be kept low.・ The length and arrangement of the needle roller can be changed according to the operating conditions, so without changing the design concept.
It can support various applications.・ Depending on the conditions of use, it may be necessary to further reduce the friction coefficient during sliding. At this time, the sliding characteristics can be changed by surface-treating only the needle roller, so there is no need to change the design concept. , Can be applied to various applications. -By applying a preload between the male shaft, the needle roller and the female shaft, there is always no backlash and a stable sliding load can be obtained. -Because a leaf spring is used as an elastic body, it has much better heat resistance than rubber and polymer materials and can withstand use in the engine room. -Because the male and female shafts are made of drawn material, they have excellent straightness and can stabilize the sliding load. -Because a drawing material is used for the male shaft and the female shaft, even if the cross-sectional shape is irregular, the desired shape can be made at low cost without cutting. -The weight of the male shaft can be reduced by using a material such as aluminum that has a lower specific gravity than steel. At this time, since a needle roller having excellent wear resistance is used for the sliding surface, it is possible to reduce the weight without impairing the wear resistance performance.

【0029】これらを総合すると従来の製品と比較して
下記のことが言える。 ・低コストである。 ・安定した低スライド荷重を得ることができる。 ・ガタがない。 ・耐摩耗性に優れている。 ・耐熱性に優れている。 ・軽量化が可能である。 ・組立が簡単である。 ・設計思想を変えずにあらゆる使用条件に対応すること
ができる。
Comparing these, the following can be said compared with the conventional products.・ Low cost.・ Stable low slide load can be obtained.・ There is no play.・ Excellent wear resistance. -Excellent heat resistance. -It is possible to reduce weight. -Easy to assemble. -It can be used for all usage conditions without changing the design concept.

【0030】(第2実施の形態)図5は、本発明の第2
実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の雄軸と雌
軸を分離した状態の斜視図である。図6は、図5に示し
た伸縮軸の分解斜視図である。
(Second Embodiment) FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a male shaft and a female shaft of the telescopic shaft for vehicle steering according to the embodiment are separated. FIG. 6 is an exploded perspective view of the telescopic shaft shown in FIG.

【0031】本実施の形態では、上述したニードルロー
ラー7,8、板バネ9、及び止め輪11からなる構造体
を2組設け、これら2組の構造体を軸方向に並列に配置
している。その他の構成等は、上記の第1実施の形態と
同様である。
In the present embodiment, two sets of structures composed of the needle rollers 7 and 8, the leaf spring 9 and the retaining ring 11 described above are provided, and these two sets of structures are arranged in parallel in the axial direction. . Other configurations and the like are similar to those of the above-described first embodiment.

【0032】本実施の形態では、雄軸と雌軸の嵌合長が
長い場合でも、ニードルローラを軸方向に分割してある
ため、第1の実施の形態に比較して、摺動抵抗の増大を
防ぐと共に、軸直角方向の剛性を保つことが出来る。ま
た、雄軸または雌軸またはその両方の軸の真直度が良く
ない場合や曲がりがある場合においても、ニードルロー
ラを軸方向に分割しておくことにより、その影響を小さ
くすることが出来、所望の摺動荷重を得ることが出来
る。
In the present embodiment, the needle roller is divided in the axial direction even when the male shaft and the female shaft have a long fitting length, so that the sliding resistance of the first embodiment is smaller than that of the first embodiment. It is possible to prevent the increase and to maintain the rigidity in the direction perpendicular to the axis. Further, even when the straightness of the male shaft or the female shaft or both of them is not good or there is a bend, the influence can be reduced by dividing the needle roller in the axial direction, which is desirable. The sliding load can be obtained.

【0033】(第3実施の形態)図7は、本発明の第3
実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の分解斜視
図である。
(Third Embodiment) FIG. 7 shows a third embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an exploded perspective view of the telescopic shaft for vehicle steering according to the embodiment.

【0034】本実施の形態では、板バネ9に接触させな
いニードルローラー8が、軸方向に分離した2個のロー
ラーセグメント8aから構成してある。その他の構成等
は、上記の第1実施の形態と同様である。なお、本実施
形態においても、第2実施の形態と同様の効果が得られ
る。
In this embodiment, the needle roller 8 that does not come into contact with the leaf spring 9 is composed of two roller segments 8a that are axially separated. Other configurations and the like are similar to those of the above-described first embodiment. In addition, also in this embodiment, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.

【0035】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されず、種々変形可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be modified in various ways.

【0036】また、伸縮軸を軸直角方向に切断した時、
本願は、3個のころが用いられているが、2個や4個の
コロを用いる場合とを比較する。予圧がかけられた場
合、3箇所で接触していると均等に予圧がかかり、安定
した摺動荷重が得られる。二箇所では、軸直角方向に荷
重をかけた場合。0°90°の位相の違いによって剛性
が著しくことなる。4箇所では、必ずどこか1箇所、遊
ぶ箇所がでてきてしまう。
When the telescopic shaft is cut in the direction perpendicular to the axis,
Although the present application uses three rollers, it will be compared with the case of using two or four rollers. When a preload is applied, the preload is evenly applied if the contact is made at three points, and a stable sliding load is obtained. When the load is applied in two directions perpendicular to the axis. Due to the 0 ° 90 ° phase difference, the rigidity is significantly different. At 4 places, there is always one place where you can play.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
雄軸と雌軸に形成した3対の軸方向溝に3個のニードル
ローラーが夫々介装してあり、これらニードルローラー
は、トルク伝達時のキーの役割を果たすと共に、摺動時
の摺動面(滑り接触)の役割を果たすようになってい
る。
As described above, according to the present invention,
Three needle rollers are installed in each of the three pairs of axial grooves formed on the male shaft and the female shaft. These needle rollers function as keys for torque transmission and sliding during sliding. It plays a role of surface (sliding contact).

【0038】また、トルク非伝達時には、板バネにより
ニードルローラーを雌軸の内周面にガタ付きのない程度
に予圧してあるため、雄軸と雌軸の間のガタ付きを確実
に防止することができると共に、雄軸と雌軸は、ガタ付
きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することがで
きる。
Further, when the torque is not transmitted, the leaf roller is preloaded by the leaf spring to the extent that there is no rattling on the inner peripheral surface of the female shaft, so that rattling between the male shaft and the female shaft is reliably prevented. In addition, the male shaft and the female shaft can slide in the axial direction with a stable sliding load without rattling.

【0039】さらに、トルク伝達時には、板バネは、弾
性変形してニードルローラーを周方向に拘束するように
なっているため、雄軸と雌軸の間の回転方向ガタ付きを
確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達すること
ができる。
Further, during torque transmission, the leaf spring elastically deforms to constrain the needle roller in the circumferential direction, so that it is possible to reliably prevent looseness in the rotational direction between the male shaft and the female shaft. The torque can be transmitted in a highly rigid state.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】(a)は、本発明の第1実施の形態に係る車両
ステアリング用伸縮軸の側面図であり、(b)は、その
斜視図である。
FIG. 1A is a side view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 1B is a perspective view thereof.

【図2】図1(a)のA−A線に沿った横断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.

【図3】図1に示した伸縮軸の雄軸と雌軸を分離した状
態の斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing a state in which a male shaft and a female shaft of the telescopic shaft shown in FIG. 1 are separated.

【図4】(a)は、板バネの平面図であり、(b)は、
図1に示した伸縮軸の分解斜視図である。
FIG. 4A is a plan view of a leaf spring, and FIG.
It is an exploded perspective view of the expansion-contraction shaft shown in FIG.

【図5】本発明の第2実施の形態に係る車両ステアリン
グ用伸縮軸の雄軸と雌軸を分離した状態の斜視図であ
る。
FIG. 5 is a perspective view showing a state in which a male shaft and a female shaft of a telescopic shaft for vehicle steering according to a second embodiment of the present invention are separated.

【図6】図5に示した伸縮軸の分解斜視図である。6 is an exploded perspective view of the telescopic shaft shown in FIG.

【図7】本発明の第3実施の形態に係る車両ステアリン
グ用伸縮軸の分解斜視図である。
FIG. 7 is an exploded perspective view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a third embodiment of the present invention.

【図8】一般的な自動車の操舵機構部の側面図である。FIG. 8 is a side view of a steering mechanism portion of a general automobile.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 雄軸 2 雌軸 3,4 軸方向溝 5 軸方向溝 6 段部 7,8 ニードルローラー 9 板バネ 10 周方向溝 11 止め輪 1 male axis 2 female shaft 3,4 axial groove 5 Axial groove 6 steps 7,8 Needle roller 9 leaf spring 10 circumferential groove 11 retaining ring

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】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
アリング用伸縮軸において、 前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面に形成した少なく
とも3対の軸方向溝に夫々介装した少なくとも3個のニ
ードルローラーと、 1個の前記ニードルローラーと前記雄軸の軸方向溝の間
に介装してあり、トルク非伝達時、該ニードルローラー
を前記雌軸の内周面に予圧しかつ、トルク伝達時、弾性
変形して該ニードルローラーを周方向に拘束する少なく
とも1枚の弾性体と、 を具備することを特徴とする車両ステアリング用伸縮
軸。
1. A telescopic shaft for vehicle steering, wherein a male shaft and a female shaft are non-rotatably and slidably fitted to a steering shaft of a vehicle, the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft. At least three needle rollers respectively inserted in at least three pairs of axial grooves formed in the above, and between one of the needle rollers and the axial groove of the male shaft, when torque is not transmitted. At least one elastic body that pre-loads the needle roller on the inner peripheral surface of the female shaft and elastically deforms during torque transmission to constrain the needle roller in the circumferential direction. Telescopic shaft for vehicle steering.
【請求項2】前記弾性体は、板バネから成ることを特徴
とする請求項1に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
2. The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 1, wherein the elastic body is a leaf spring.
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