JP2003118594A - Vehicle steering expansion shaft - Google Patents

Vehicle steering expansion shaft

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JP2003118594A
JP2003118594A JP2001319835A JP2001319835A JP2003118594A JP 2003118594 A JP2003118594 A JP 2003118594A JP 2001319835 A JP2001319835 A JP 2001319835A JP 2001319835 A JP2001319835 A JP 2001319835A JP 2003118594 A JP2003118594 A JP 2003118594A
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JP
Japan
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shaft
male
female
key
sliding
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP2001319835A
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Japanese (ja)
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Atsushi Ozawa
敦 尾澤
Yasuhisa Yamada
康久 山田
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/12Arrangements for adjusting play
    • F16C29/123Arrangements for adjusting play using elastic means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/02Sliding-contact bearings

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve a stable sliding load, surely prevent play and transmit torque in a highly rigid condition. SOLUTION: An angular key 8 is fitted in an axially unmovable manner to an approximately square axial groove 5 of a female shaft 2 via a preload wavy plate spring 7, and an approximately triangular head portion of the angular key 8 is slidably fitted to an approximately triangular axial groove 3 of a male shaft 1. Angular sliders 9 are slidably fitted between each of two approximately triangular axial grooves 4 of the male shaft 1 and each of two approximately triangular axial grooves 6 of the female shaft 2, respectively. The angular key 8 and the angular sliders 9 play the roles of a key during torque transmission and of sliding surfaces (sliding contact) during sliding, respectively.

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6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. 6 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、前記雌軸の内周面に形成した軸方向溝に、弾性
体を介して、角形状キーを軸方向移動不能に嵌合し、前
記雄軸の外周面に形成した軸方向溝に、該角形状キーの
略角状頭部を摺動自在に嵌合し、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2対の軸方向溝の
間の夫々に、1個以上の角形状スライダーを摺動自在に
嵌合したことを特徴とする。
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 combined telescopic shaft for vehicle steering, an angular key is axially immovably fitted to an axial groove formed on the inner peripheral surface of the female shaft through an elastic body, and is attached to the outer peripheral surface of the male shaft. At least two pairs of axial grooves formed on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft by slidably fitting the substantially angular head of the rectangular key into the formed axial grooves. One or more rectangular sliders are slidably fitted in the respective spaces.

【0009】また、本発明の車両ステアリング用伸縮軸
では、前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面に形成した
2対の軸方向溝の間の夫々に、角形状スライダーを摺動
自在に嵌合することが好ましい。
Further, in the telescopic shaft for vehicle steering of the present invention, the rectangular slider is slid between each of the two pairs of axial grooves formed on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft. It is preferable to freely fit.

【0010】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。
Also, in the telescopic shaft for vehicle steering of the present invention, it is preferable that the elastic body is a leaf spring.

【0011】このように、本発明によれば、雌軸の内周
面に形成した軸方向溝に、予圧用の弾性体を介して、角
形状キーが軸方向移動不能に嵌合してあり、雄軸の外周
面に形成した軸方向溝に、角形状キーの略角状頭部が摺
動自在に嵌合してある。雄軸の外周面と雌軸の内周面に
形成した2対の軸方向溝の間の夫々に、1個以上の角形
状スライダーが摺動自在に嵌合してある。これら角形状
キー及び角形状スライダーは、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 rectangular key is fitted in the axial groove formed on the inner peripheral surface of the female shaft through the elastic body for preload so as to be immovable in the axial direction. A substantially square head of a square key is slidably fitted in an axial groove formed on the outer peripheral surface of the male shaft. One or more rectangular sliders are slidably fitted between the two pairs of axial grooves formed on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft. The square key and the square slider function as a key during torque transmission and also as a sliding surface (sliding contact) during sliding.

【0012】トルク非伝達時、弾性体である板バネによ
り、角形状キーを雄軸の軸方向溝にガタ付きのない程度
に予圧しているため、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。
When torque is not transmitted, the rectangular key is preloaded by the leaf spring, which is an elastic body, to the extent that there is no play in the axial groove of the male shaft, so there is no play between the male and female shafts. 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.

【0013】トルク伝達時、弾性体である板バネによ
り、角形状キーや角形状スライダーを周方向に拘束でき
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。
At the time of transmitting torque, the leaf spring, which is an elastic body, can constrain the rectangular key and the rectangular slider in the circumferential direction, so that the play between the male shaft and the female shaft in the rotational direction is surely secured. It is possible to prevent the torque from being transmitted in a highly rigid state.

【0014】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(スラ
イダーは多くても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。
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, in the present invention, since the number of parts is small (sliders are 6 at most and a cage is not necessary), there is an advantage that the assembly is easy and the cost is low. Also, since the balls are in point contact, the surface pressure increases when torque is applied to the shaft.Therefore, many balls should be arranged, or both male and female shafts should be heat treated to increase their hardness. There must be. 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.

【0015】[0015]

【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.

【0016】(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、伸縮軸を分離した状態の斜
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) shows the telescopic shaft separated. It is a perspective view of a state. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. FIG. 3 is an exploded perspective view of the telescopic shaft for vehicle steering shown in FIG.

【0017】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.

【0018】図2に示すように、雄軸1の外周面には、
周方向に120度間隔で等配した3個の略三角形状の軸
方向溝3,4が延在して形成してある。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
5,6が延在して形成してある。
As shown in FIG. 2, on the outer peripheral surface of the male shaft 1,
Three substantially triangular axial grooves 3 and 4 are formed extending at equal intervals in the circumferential direction at 120 ° intervals. Also formed on the inner peripheral surface of the female shaft 2 are three axial grooves 5 and 6 which are equally arranged at intervals of 120 degrees in the circumferential direction.

【0019】雌軸2の軸方向溝5は、後述する角形状キ
ー8の四角状底部を収納するように略四角形状に形成し
てあり、2個の軸方向溝6は、後述する角形状スライダ
ー9を摺動できるように略三角形状に形成してある。
The axial groove 5 of the female shaft 2 is formed in a substantially quadrangular shape so as to accommodate the quadrangular bottom portion of the rectangular key 8 described later, and the two axial grooves 6 are the angular shape described later. It is formed in a substantially triangular shape so that the slider 9 can slide.

【0020】雌軸2の略四角形状の軸方向溝5に、予圧
用の波形形状の板バネ7を介して、角形状キー8が軸方
向移動不能に嵌合してあり、雄軸1の略三角形状の軸方
向溝3に、角形状キー8の略三角状頭部が摺動自在に嵌
合してある。
A square key 8 is fitted in a substantially quadrangular axial groove 5 of the female shaft 2 through a corrugated leaf spring 7 for preload so as to be immovable in the axial direction. The substantially triangular head portion of the square key 8 is slidably fitted in the substantially triangular axial groove 3.

【0021】雄軸1の2個の略三角形状の軸方向溝4
と、雌軸2の2個の略三角形状の軸方向溝6との間に
は、夫々角形状スライダー9が摺動自在に嵌合してあ
る。
Two substantially triangular axial grooves 4 of the male shaft 1.
And the two substantially triangular axial grooves 6 of the female shaft 2 are slidably fitted with angular sliders 9, respectively.

【0022】これら角形状キー8と角形状スライダー9
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。
These square key 8 and square slider 9
Plays a role of a key at the time of transmitting torque and a sliding surface (sliding contact) at the time of sliding.

【0023】雌軸2には、数箇所のネジ孔10が形成し
てあり、これに対応して、板バネ7にも、数箇所の孔1
1が形成してあり、更にこれに対応して、角形状キー8
の平坦な底部にも、数箇所の凹部12が形成してある。
Several screw holes 10 are formed in the female shaft 2, and correspondingly, several holes 1 are also formed in the leaf spring 7.
1 is formed, and corresponding to this, a square key 8
Several recesses 12 are also formed in the flat bottom of the.

【0024】ネジ孔10に螺合した雄ネジ13が板バネ
7の孔11を介して角形状キー8の凹部12に嵌入して
あり、これにより、角形状キー8と板バネ7を軸方向移
動不能にしている。また、雄ネジ13は、板バネ7の弾
性力を調整できるようになっている。
A male screw 13 screwed into the screw hole 10 is fitted into the recess 12 of the square key 8 through the hole 11 of the leaf spring 7, whereby the square key 8 and the leaf spring 7 are axially moved. I am unable to move. Further, the male screw 13 can adjust the elastic force of the leaf spring 7.

【0025】以上のように構成した伸縮軸では、角形状
キー8と角形状スライダー9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。
In the telescopic shaft configured as described above, the square key 8 and the square slider 9 serve as keys during torque transmission and also as sliding surfaces (sliding contact) during sliding. It is like this.

【0026】トルク非伝達時、板バネ7により、角形状
キー8を雄軸1の軸方向溝3にガタ付きのない程度に予
圧しているため、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。
When torque is not transmitted, the leaf spring 7 pre-loads the square key 8 into the axial groove 3 of the male shaft 1 to such an extent that it does not rattle, so that there is no play between the male shaft 1 and the female shaft 2. The sticking can be reliably prevented, and the male shaft 1 and the female shaft 2 can slide in the axial direction with a stable sliding load without rattling.

【0027】トルク伝達時、板バネ7により、角形状キ
ー8と角形状スライダー9を周方向に拘束できるように
なっているため、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。
At the time of transmitting torque, the leaf spring 7 can restrain the square key 8 and the square slider 9 in the circumferential direction, so that the play between the male shaft 1 and the female shaft 2 in the rotational direction is surely secured. Therefore, the torque can be transmitted in a highly rigid state.

【0028】また、2個の角形状スライダー9を雄軸1
に配置した際、角形状スライダー9近傍の雄軸1の表面
を加締めて、角形状スライダー9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。角形状キー8及び角
形状スライダー9は、熱処理され、かつ研磨されたもの
を使用してもよい。角形状キー8及び角形状スライダー
9の表面に樹脂皮膜処理を施したものを使用してもよ
い。角形状キー8及び角形状スライダー9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。角形状
キー8及び角形状スライダー9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。さらに、雌軸2の軸
方向溝6の表面と、角形状キー8に接触している雄軸1
の軸方向溝3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, the two rectangular sliders 9 are attached to the male shaft 1
When it is arranged, the surface of the male shaft 1 in the vicinity of the rectangular slider 9 may be caulked to be integrated so that the rectangular slider 9 is not separated from the male shaft 1. The square key 8 and the square slider 9 may be heat-treated and polished. It is also possible to use the rectangular keys 8 and the rectangular sliders 9 whose surfaces are subjected to a resin film treatment. A resin film containing molybdenum disulfide may be formed on the surfaces of the rectangular key 8 and the rectangular slider 9. A resin film of PTFE (tetrafluoroethylene) may be formed on the surfaces of the rectangular key 8 and the rectangular slider 9. A solid or hollow steel material produced by cold drawing the male shaft 1 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. Female shaft 2
May be carbonitrided. Further, the surface of the axial groove 6 of the female shaft 2 and the male shaft 1 in contact with the square key 8
PTFE (tetrafluoroethylene) on the surface of the axial groove 3 of
You may form the resin film of.

【0029】このように角形状キー8及び角形状スライ
ダー9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。 ・使用条件に応じて、角形状キー及び角形状スライダー
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、この時角形状キー及び角
形状スライダ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。 ・予圧荷重を雄軸と角形状キー及び角形状スライダーと
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。
As described above, the square key 8 and the square slider 9 serve as keys for transmitting torque between the male shaft 1 and the female shaft 2, and make sliding contact with the inner peripheral surface of the female shaft 2. It is also a sliding surface. The advantages of the conventional spline fitting are as follows. -The length and arrangement of the rectangular key and the rectangular slider can be changed according to the usage conditions, so various applications can be supported without changing the design concept.・ Depending on the operating conditions, 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 square key and square slider. Without changing my mind
It can support various applications. -By applying a preload between the male shaft and the square key and between the square slider and the female shaft, it is possible to obtain a stable sliding load without any play. -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.

【0030】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.

【0031】(第2実施の形態)図4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5は、図4に示し
た伸縮軸の分解斜視図である。
(Second Embodiment) FIG. 4 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. 5 is an exploded perspective view of the telescopic shaft shown in FIG.

【0032】本第2実施の形態では、上述した角形状ス
ライダー9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 second embodiment, two sets of the above-mentioned rectangular sliders 9 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.

【0033】本第2実施の形態では、雄軸と雌軸の嵌合
長が長い場合でも、角形状スライダー9を軸方向に複数
組設けているため、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、
角形状スライダーを軸方向に複数組設けておくことによ
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 second embodiment, even when the male shaft and the female shaft have a long fitting length, a plurality of angular sliders 9 are provided in the axial direction. Therefore, compared with the first embodiment. It is possible to prevent an increase in sliding resistance and maintain rigidity in the direction perpendicular to the axis. Also, if the straightness of the male axis or female axis or both axes is not good or there is a bend,
By providing a plurality of sets of rectangular sliders in the axial direction, the influence can be reduced and a desired sliding load can be obtained.

【0034】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 embodiments, but can be modified in various ways.

【0035】また、伸縮軸を軸直角方向に切断した時、
本願は、3個のスライダー(1個の角形状キーと2個の
角形状スライダー)が用いられているが、2個や4個の
スライダー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
剛性が著しく異なる。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 sliders (one square key and two square sliders), comparison will be made with the case of using two or four sliders. If a preload is applied, the preload will be applied evenly if there are three contact points,
A stable sliding load can be obtained. When the load is applied in two directions perpendicular to the axis. The rigidity is remarkably different depending on the phase difference of 0 ° and 90 °. At 4 places, there is always one place somewhere,
There will be places to play.

【0036】[0036]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
雌軸の内周面に形成した軸方向溝に、弾性体を介して、
角形状キーが軸方向移動不能に嵌合してあり、雄軸の外
周面に形成した軸方向溝に、角形状キーの略角状頭部が
摺動自在に嵌合してある。雄軸の外周面と雌軸の内周面
に形成した2対の軸方向溝の間の夫々に、1個以上の角
形状スライダーが摺動自在に嵌合してある。これら角形
状キー及び角形状スライダーは、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。 トルク非伝達時、弾性
体である板バネにより、角形状キーを雄軸の軸方向溝に
ガタ付きのない程度に予圧しているため、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。
As described above, according to the present invention,
In the axial groove formed on the inner peripheral surface of the female shaft, through the elastic body,
The square key is fitted immovably in the axial direction, and the substantially square head of the square key is slidably fitted in the axial groove formed on the outer peripheral surface of the male shaft. One or more rectangular sliders are slidably fitted between the two pairs of axial grooves formed on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft. The square key and the square slider function as a key during torque transmission and also as a sliding surface (sliding contact) during sliding. When torque is not transmitted, the leaf spring, which is an elastic body, pre-loads the square key into the axial groove of the male shaft so that it does not rattle, so it is possible to reliably prevent rattling between the male and female shafts In addition, the male shaft and the female shaft can slide in the axial direction with a stable sliding load without rattling.

【0037】トルク伝達時、弾性体である板バネによ
り、角形状キーや角形状スライダーを周方向に拘束でき
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。
At the time of transmitting torque, the leaf spring, which is an elastic body, can constrain the square key and the square slider in the circumferential direction, so that the rotation direction play between the male shaft and the female shaft is surely secured. It is possible to prevent the torque from being transmitted in a highly rigid state.

【0038】また、角形状キーおよび角形状スライダー
を用いているため、従来のニードルローラを用いた場合
に比べ、摺動面の接触面積が大きくなり、トルク伝達時
の負荷分散が図られるのでスライダー等の耐久性を向上
させることができる。
Further, since the square key and the square slider are used, the contact area of the sliding surface becomes larger than that in the case of using the conventional needle roller, and the load can be distributed during torque transmission. And the like can be improved in durability.

【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、伸縮
軸を分離した状態の斜視図である。
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 of the telescopic shaft in a separated state.

【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に示した車両ステアリング用伸縮軸の分解
斜視図である。
3 is an exploded perspective view of the telescopic shaft for vehicle steering shown in FIG. 1. FIG.

【図4】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. 4 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5】図4に示した伸縮軸の分解斜視図である。5 is an exploded perspective view of the telescopic shaft shown in FIG.

【図6】一般的な自動車の操舵機構部の側面図である。FIG. 6 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 5,6 軸方向溝 7 板バネ(弾性体) 8 角形状キー 9 角形状スライダー 10 ネジ孔 11 孔 12 凹部 13 雄ネジ 1 male axis 2 female shaft 3,4 axial groove 5, 6 axial groove 7 Leaf spring (elastic body) 8 square key 9-sided slider 10 screw holes 11 holes 12 recess 13 male screw

Claims (3)

【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、 前記雌軸の内周面に形成した軸方向溝に、弾性体を介し
て、角形状キーを軸方向移動不能に嵌合し、前記雄軸の
外周面に形成した軸方向溝に、該角形状キーの略角状頭
部を摺動自在に嵌合し、 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1対の軸方向溝の間に、角形状スライダーを摺動自
在に嵌合した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, wherein an axial groove formed on an inner peripheral surface of the female shaft. , A rectangular key is fitted through an elastic body so as to be immovable in the axial direction, and a substantially angular head of the rectangular key is slidably fitted in an axial groove formed on the outer peripheral surface of the male shaft. In the vehicle steering system, a rectangular slider is slidably fitted between at least one pair of axial grooves formed on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft. Telescopic axis.
【請求項2】前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面に形
成した2対の軸方向溝の間の夫々に、角形状スライダー
を摺動自在に嵌合した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. A square slider is slidably fitted between each of two pairs of axial grooves formed on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft. The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 1.
【請求項3】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または2に記載の車両ステアリング用伸
縮軸。
3. The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 1, wherein the elastic body is a leaf spring.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008222016A (en) * 2007-03-13 2008-09-25 Nsk Ltd Telescopic shaft for vehicle steering
JP2009144835A (en) * 2007-12-14 2009-07-02 Toyota Motor Corp Shaft joining structure
KR100995851B1 (en) 2008-09-02 2010-11-22 덕창기계주식회사 Telescopic Shaft for Vehicle
CN111994166A (en) * 2020-09-09 2020-11-27 吉安汽车配件(苏州)有限公司 Automobile steering intermediate shaft

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