JP2004122833A - 車両ステアリング用伸縮軸 - Google Patents
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Abstract
【課題】トルク伝達部材の予圧用の弾性体を連結する場合でも、雌軸を径方向に拡径することなくコンパクト化を図りつつ、部品点数を削減し、組立時間を短縮して製造コストを低減すること。
【解決手段】雄軸1と雌軸2との3組の軸方向溝3,5の間に、3個の予圧用の板バネ9を介して、3組のボール(球状体)7が転動自在に嵌合してある。3個の板バネ9は、リング状の連結部20によって連結してある。雄軸1の端部の小径部1aに、リング状の連結部20が嵌合してあり、小径部1aのための段差の環状面21に沿って、リング状の連結部20が配置してある。
【選択図】 図4
【解決手段】雄軸1と雌軸2との3組の軸方向溝3,5の間に、3個の予圧用の板バネ9を介して、3組のボール(球状体)7が転動自在に嵌合してある。3個の板バネ9は、リング状の連結部20によって連結してある。雄軸1の端部の小径部1aに、リング状の連結部20が嵌合してあり、小径部1aのための段差の環状面21に沿って、リング状の連結部20が配置してある。
【選択図】 図4
Description
【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。
【0002】
【従来の技術】
図12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。
【0003】
このようなことから、特許文献1の図1乃至図5では、雄軸の外周面と雌軸の内周面に形成した複数組の軸方向溝の間に、複数個の予圧用の弾性体(板バネ)を介して、複数組のトルク伝達部材(球状体)が嵌合してある。
【0004】
これにより、トルク非伝達時(摺動時)には、板バネにより、トルク伝達部材(球状体)を雌軸に対して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防止することができ、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。
【0005】
また、トルク伝達時には、板バネにより、トルク伝達部材(球状体)を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸は、その回転方向のガタ付きを防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【0006】
【特許文献1】
独国特許発明DE3730393C2号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献1の図1乃至図5に開示した構造では、一組のトルク伝達部材(球状体)を予圧する一つの板バネと、周方向に隣接する他の一組のトルク伝達部材(球状体)を予圧する他の板バネとは、周方向に延びる円弧状の連結部によって、周方向に連結してある。
【0008】
この連結部は、上記の二つの板バネに互いに引張力又は圧縮力を与えて、二つの板バネに予圧を発生させるためである。
【0009】
この連結部を備えている特許文献1の図1乃至図5に開示した構造は、周方向に配置した複数組のトルク伝達部材(球状体)の全てに関して、夫々、複数個の板バネにより予圧する場合には、適用することができる。
【0010】
しかしながら、周方向に配置した複数組のトルク伝達部材うち、板バネにより予圧しない組のトルク伝達部材がある場合、例えば、板バネにより予圧する組のトルク伝達部材と、板バネにより予圧しない組のトルク伝達部材とが周方向に交互に配置してある場合には、周方向に延びる円弧状の連結部を備えている特許文献1の図1乃至図5に開示した構造は、適用することができない。
【0011】
また、この連結部を備えている特許文献1の図1乃至図5に開示した構造では、雄軸と、雌軸との径方向の間に、円弧状の連結部が介在してあり、この円弧状の連結部のための空間が必要なことから、雌軸を径方向に拡径して、雌軸の径方向寸法が大きくならざるを得ないといったことがある。
【0012】
さらに、特許文献1の図8では、複数組の転動体を予圧する複数個の板バネは、上述したような連結部によって連結していない。
【0013】
しかしながら、この場合には、伸縮軸の組立時、複数個の板バネを別々に挿入して組み立てる必要があり、組立コストの高騰を招来するといったことがある。
【0014】
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、しかも、トルク伝達部材の予圧用の弾性体を連結する場合でも、雌軸を径方向に拡径することなくコンパクト化を図りつつ、部品点数を削減し、組立時間を短縮して製造コストを低減することが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。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項1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、雄軸と雌軸を相互に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2組の介装部に、少なくとも2個の予圧用の弾性体を介して、少なくとも2組のトルク伝達部材を配置し、
前記少なくとも2個の予圧用の弾性体は、前記雄軸の端部又はその近傍に配置した連結部によって連結してあることを特徴とする。
【0016】
このように、請求項1によれば、少なくとも2個の予圧用の弾性体は、雄軸の端部又はその近傍に配置した連結部によって連結してあり、従来のような周方向に延びる円弧状の連結部でないことから、雌軸を径方向に拡径することなくコンパクト化を図ることができ、また、各弾性体は、連結部により一体的に連結してあることから、部品点数を削減し、組立時間を短縮して、製造コストを低減することができる。
【0017】
また、請求項2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、雄軸と雌軸を相互に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2組の介装部に、少なくとも2個の予圧用の弾性体を介して、少なくとも2組のトルク伝達部材を配置し、
前記少なくとも2個の予圧用の弾性体は、前記雄軸の軸方向に面する軸方向環状面に沿って配置したリング状の連結部によって連結してあることを特徴とする。
【0018】
このように、請求項2によれば、少なくとも2個の予圧用の弾性体は、雄軸の軸方向に面する軸方向環状面に沿って配置したリング状の連結部によって連結してあり、従来のような周方向に延びる円弧状の連結部でないことから、雌軸を径方向に拡径することなくコンパクト化を図ることができ、また、各弾性体は、連結部により一体的に連結してあることから、部品点数を削減し、組立時間を短縮して、製造コストを低減することができる。
【0019】
さらに、請求項3に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記リング状の連結部に、前記雄軸の端部に形成した小径部が貫通してあることを特徴とする。
【0020】
このように、請求項3によれば、リング状の連結部に、雄軸の端部に形成した小径部が貫通してある。従って、径方向予圧用弾性体の組み込み時、雄軸の端部の小径部は、リング状の連結部に通挿することにより、この組み込み時のガイドの役割を果たすことから、組み込み作業を容易にでき、組み込み時間を短縮して、製造コストの低減を図ることができる。
【0021】
【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。
【0022】
(第1実施の形態)
図1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縦断面図である。図2は、図1のX−X線に沿った横断面図である。
【0023】
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。
【0024】
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個の軸方向溝3が延在して形成してある。また、この雄軸1の外周面には、これら3個の軸方向溝3の周方向の間であって、周方向に120度間隔で等配した3個の略円弧状の軸方向溝4が延在して形成してある。
【0025】
雌軸2の内周面には、周方向に120度間隔で等配した3個の略円弧状の軸方向溝5が延在して形成してある。また、この雌軸2の内周面には、これら3個の軸方向溝5の周方向の間であって、周方向に120度間隔で等配した3個の略円弧状の軸方向溝6が延在して形成してある。
【0026】
軸方向溝3,5は、後述する3組の球状体7のための3組の第1介装部を構成しており、軸方向溝4,6は、後述する3組の円柱体8のための3組の第2介装部を構成している。これら3組の軸方向溝3,5(第1介装部)と、3組の軸方向溝4,6(第2介装部)とは、周方向に交互に配置してあり、周方向に60度間隔で等配してある。
【0027】
第1トルク伝達装置は、雄軸1の3個の軸方向溝3と、雌軸2の3個の軸方向溝5との間に、予圧用の波形形状の3個の弾性体(板バネ)9を介して、雄軸1と雌軸2との軸方向相対移動の際には転動し、回転の際には板バネ9に拘束されてトルクを伝達する3組の第1トルク伝達部材(球状体)7が転動自在に介装して構成されている。
【0028】
第2トルク伝達装置は、雄軸1の3個の軸方向溝4と、雌軸2の3個の軸方向溝6との間に、夫々、雄軸1と雌軸2との軸方向相対移動を許し、回転の際にはトルクを伝達するための3組の第2トルク伝達部材(円柱体)8が摺動自在に介装して構成されている。
【0029】
板バネ9は、トルク非伝達時には、球状体7と円柱体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、弾性変形して球状体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。
【0030】
以上のように構成した伸縮軸では、雄軸1と雌軸2の間に球状体7と円柱体8を介装し、板バネ9により、球状体7と円柱体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、トルク非伝達時は、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が軸方向に相対移動する際には、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。
【0031】
なお、従来技術のように摺動面が純粋な滑りによるものであれば、ガタつき防止のための予圧荷重をある程度の荷重で留めておくことしかできなかった。それは、摺動荷重は、摩擦係数に予圧荷重を乗じたものであり、ガタつき防止や伸縮軸の剛性を向上させたいと願って予圧荷重を上げてしまうと摺動荷重が増大してしまうという悪循環に陥ってしまっていたのである。
【0032】
その点、本実施の形態では一部に転がりによる機構を採用しているために著しい摺動荷重の増大を招くことなく予圧荷重を上げることができた。これにより、従来なし得なかったガタつきの防止と剛性の向上を摺動荷重の増大を招くことなく達成することができた。
【0033】
トルク伝達時には、3組の板バネ9が弾性変形して3組の球状体7を雄軸1と雌軸2の間で周方向に拘束すると共に、雄軸1と雌軸2の間に介装されている3組の円柱体8が主なトルク伝達の役割を果たす。
【0034】
例えば、雄軸1からトルクが入力された場合、初期の段階では、板バネ9の予圧がかかっているため、ガタ付きはなく、板バネ9がトルクに対する反力を発生させてトルクを伝達する。この時は、雄軸1・板バネ9・球状体7・雌軸2間のトルク伝達荷重と、雄軸1・円柱体8・雌軸2間のトルク伝達荷重がつりあった状態で全体的なトルク伝達がされる。
【0035】
さらにトルクが増大していくと、円柱体8を介した雄軸1、雌軸2の回転方向のすきまの方が、球状体7を介した雄軸1・板バネ9・球状体7・雌軸2間のすきまより小さいすきまの設定としてあるため、円柱体8の方が球状体7より反力を強く受け、円柱体8が主にトルクを雌軸2に伝える。そのため、雄軸1と雌軸2の回転方向ガタを確実に防止するとともに、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【0036】
なお、球状体7はボールであっても良い。また、円柱体8はニードルローラであってもよい。
【0037】
ニードルローラ8は、線接触でその荷重を受けるため、点接触で荷重を受けるボール7よりも接触圧を低く抑えることができるなど、さまざまな効果がある。したがって、全列をボール転がり構造とした場合よりも下記の項目が優れている。
・摺動部での減衰能効果が、ボール転がり構造に比べて大きい。よって振動吸収性能が高い。
・同じトルクを伝達するならば、ニードルローラの方が接触圧を低く抑えることができるため、軸方向の長さを短くできスペースを有効に使うことができる。
・同じトルクを伝達するならば、ニードルローラの方が接触圧を低く抑えることができるため、熱処理等によって雌軸の軸方向溝表面を硬化させるための追加工程が不要である。
・部品点数を少なくすることができる。
・組立て性をよくすることができる。
・組立てコストを抑えることができる。
【0038】
このようにニードルローラ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。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。
・ニードルローラの外径違い品を安価に数ミクロン単位で製造することができるため、ニードルローラ径を選択することによって雄軸・ニードルローラ・雌軸間のすきまを最小限に抑えることができる。よって軸の捩り方向の剛性を向上させることが容易である。
【0039】
一方、ボールを部分的に採用したという点では、全列ニードルローラでかつ、全列が摺動する構造と比較して、下記の項目が優れている。
・摩擦抵抗が低いため、摺動荷重を低く抑えられる。
・予圧荷重を高くすることができ、長期にわたるガタつきの防止と高剛性が同時に得られる。
【0040】
図3は、図1の要部を拡大した拡大縦断面図である。図4は、図3のY−Y線に沿った横断面図である。図5は、連結部により連結した弾性体(板バネ)の斜視図である。
【0041】
図3に示すように、雄軸1の端部には、小径部1aが形成してある。この小径部1aには、ニードルローラ8の軸方向の移動を規制するストッパープレート10が設けてある。このストッパープレート10は、軸方向予圧用弾性体11と、この軸方向予圧用弾性体11を挟持する1組の平板12,13とからなる。
【0042】
すなわち、本実施の形態では、ストッパープレート10は、小径部1aに、平板13、軸方向予圧用弾性体11、平板12の順に嵌合し、次いで、小径部1aの端部1bを加締めて、小径部1aに堅固に固定してある。
【0043】
これにより、ストッパープレート10は、平板13をニードルローラ8に当接させて、軸方向予圧用弾性体11により、ニードルローラ8を軸方向に動かないように適度に予圧できるようになっている。
【0044】
軸方向予圧用弾性体11は、ゴム、樹脂、または鋼板製の板バネなどからできている。軸方向予圧用弾性体11と平板12,13とは、別体でも良いが、組立てやすさを考えて、一体成形品であることが好ましい。
【0045】
例えば、軸方向予圧用弾性体11がゴムであれば、平板12,13に加硫成形するなどして作れば、一体化ができるので、組立てやすく低コストな製品をつくることができる。
【0046】
また、軸方向予圧用弾性体11を樹脂でつくる場合には、波型の形状としたものを、平板12,13と一体成形することで一体化することができ、同様のメリットが得られる。
【0047】
さらに、平板12,13は、鋼板、樹脂、または鋼板に樹脂皮膜を形成したものを使用する。
【0048】
また、雄軸1の軸方向溝3,4は、軸方向に略直角であって、ボール7やニードルローラ8に当接する軸方向直角面14,15を有している。
【0049】
以上のように、ニードルローラ8の一側は、雄軸1の小径部1aに設けたストッパープレート10により、軸方向の移動が規制してある一方、ニードルローラ8の他側は、軸方向直角面15に当接して、軸方向の移動が規制してある。
【0050】
また、ストッパープレート10は、平板13をニードルローラ8に当接させて、軸方向予圧用弾性体11により、ニードルローラ8を軸方向に動かないように適度に予圧している。
【0051】
従って、ニードルローラ8を適度に予圧して、軸方向に隙間なく固定することができ、雄軸1と雌軸2が相互に摺動する際、ニードルローラ8を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を確実に防止することができる。
【0052】
また、雄軸1の軸方向溝3,4は、軸方向に略直角であって、ボール7やニードルローラ8に当接する軸方向直角面14,15を有していることから、この軸方向直角面15により、別途の部材を設けることなく、ボール7やニードルローラ8の軸方向の移動を規制することができる。そのため、部品点数を削減して、製造コストの低減を図ることができ、しかも、別途の部材を用いていないことから、軽量・コンパクト化が可能である。
【0053】
次に、本実施の形態では、図3乃至図5に示すように、3組のボール7を予圧するための3個の板バネ9は、リング状の連結部20によって連結してある。
【0054】
すなわち、図3に示すように、雄軸1の端部の小径部1aには、その段差の環状面21が形成してある。小径部1aに、リング状の連結部20が嵌合してあり、この段差の環状面21に沿って、リング状の連結部20が配置してある。
【0055】
段差の環状面21は、雄軸1の軸方向に面する軸方向環状面であれば、その形状等は問わない。
【0056】
リング状の連結部20は、その周縁の3箇所で、3個の板バネ9の軸方向端部に連結してある。即ち、図5に示すように、リング状の連結部20は、軸方向に延在した3個の板バネ9と一体的に構成してある。
【0057】
従って、ボール7とニードルローラ8を複合させた構造でありながら、転動面である3個の板バネ9を一体化して、実質上の部品点数を3個から1個に減らすことができ、部品点数を削減し、組立時間を短縮して、製造コストを低減することができる。
【0058】
また、リング状の連結部20は、従来のような周方向に延びる円弧状の連結部でないことから、雌軸2を径方向に拡径することなく、コンパクト化を図ることができる。
【0059】
さらに、リング状の連結部20に、雄軸1の端部に形成した小径部1aが貫通してある。従って、3個の板バネ9の組み込み時、雄軸1の端部の小径部1aは、リング状の連結部20に通挿することにより、この組み込み時のガイドの役割を果たすことから、組み込み作業を容易にでき、組み込み時間を短縮して、製造コストの低減を図ることができる。
【0060】
さらに、リング状の連結部20は、ストッパープレート10の平板13と、段差の環状面21との間の軸方向隙間に配置してある。この軸方向隙間は、例えば、約0.3〜2.0mmである。
【0061】
この軸方向隙間の存在により、リング状の連結部20は、3個の板バネ9がトルク入力により変形した際にも、これら板バネ9の動きを拘束しないようになっている。
【0062】
さらに、図4及び図5に示すように、各板バネ9の断面形状は、雄軸1の軸方向溝3の形状とほぼ平行な直線形状に形成してあり、中心部分の平面部に、リング状の連結部20の周縁箇所が連結してある。各板バネ9の両端部は、中心側から外側に向けて折り返して形成してある。
【0063】
さらに、リング状の連結部20に、雄軸1の端部に形成した小径部1aが貫通してある。雄軸1の小径部1aと、リング状の連結部20との間には、径方向隙間が形成してある。この径方向隙間は、例えば、0.2〜1.0mmである。上記の軸方向隙間と同様に、この径方向隙間の存在により、リング状の連結部20は、3個の板バネ9がトルク入力により変形した際にも、これら板バネ9の動きを拘束しないようになっている。
【0064】
(第2実施の形態)
図7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横断面図である。
【0065】
本実施の形態では、各板バネ9の断面形状において、各板バネ9の両端部は、外側から内側に向けて折り返して形成してある。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【0066】
(第3実施の形態)
図8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横断面図である。
【0067】
本実施の形態では、各板バネ9の断面形状において、各板バネ9の両端部は、中心側から外側に向けて折り返して形成してあり、また、内側の面には、凹面が形成してあり、ボール7との接触点が4箇所にしてある。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【0068】
(第4実施の形態)
図9は、本発明の第4実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【0069】
本実施の形態では、弾性体9として、ゴム等を内包した板バネ部材を用いている。
【0070】
各板バネ部材9の断面形状において、各板バネ部材9は、軸方向溝3に沿って形成した母材9aと、母材9aの内側に設けたゴム等の弾性部9bと、弾性部9bの内側に設けてボール7を転動させる板部9cとからなっている。
【0071】
母材9aはそれ自体では弾性を発揮しないように構成してあり、板バネ部材9は、ゴムなどの弾性部9bを母材9aと板部9cとによりサンドイッチ構造とすることで、所望の弾性を発揮するようになっている。
【0072】
また、母材9aの軸方向端部に、リング状の連結部20の周縁3箇所が連結してある。さらに、板部9cは、平面形状に形成してある。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【0073】
(第5実施の形態)
図10は、本発明の第5実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【0074】
本実施の形態では、弾性体9として、ゴム等を内包した板バネ部材を用いている。
【0075】
各板バネ部材9の断面形状において、各板バネ部材9は、軸方向溝3に沿って形成した母材9aと、母材9aの内側に設けたゴム等の弾性部9bと、母材9aから一体的に折曲して間に弾性部9bを挟持すると共にボール7を転動させる板部9cとからなっている。
【0076】
母材9aはそれ自体では弾性を発揮しないように構成してあり、板バネ部材9は、ゴムなどの弾性部9bを母材9aと板部9cとによりサンドイッチ構造とすることで、所望の弾性を発揮するようになっている。
【0077】
また、母材9aの軸方向端部に、リング状の連結部20の周縁3箇所が連結してある。さらに、板部9cは、平面形状に形成してある。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【0078】
(第6実施の形態)
図11は、本発明の第6実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【0079】
本実施の形態では、弾性体9として、ゴム等を内包した板バネ部材を用いている。
【0080】
各板バネ部材9の断面形状において、各板バネ部材9は、軸方向溝3に沿って形成した母材9aと、母材9aの内側に設けたゴム等の弾性部9bと、弾性部9bの内側に設けてボール7を転動させる板部9cとからなっている。
【0081】
母材9aはそれ自体では弾性を発揮せしないように構成してあり、板バネ部材9は、ゴムなどの弾性部9bを母材9aと板部9cとによりサンドイッチ構造とすることで、所望の弾性を発揮するようになっている。
【0082】
また、母材9aの軸方向端部に、リング状の連結部20の周縁3箇所が連結してある。さらに、板部9cは、円弧形状に形成してある。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【0083】
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。
【0084】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1によれば、少なくとも2個の予圧用の弾性体は、雄軸の端部又はその近傍に配置した連結部によって連結してあり、従来のような周方向に延びる円弧状の連結部でないことから、雌軸を径方向に拡径することなくコンパクト化を図ることができ、また、各弾性体は、連結部により一体的に連結してあることから、部品点数を削減し、組立時間を短縮して、製造コストを低減することができる。
【0085】
また、請求項2によれば、少なくとも2個の予圧用の弾性体は、雄軸の軸方向に面する軸方向環状面に沿って配置したリング状の連結部によって連結してあり、従来のような周方向に延びる円弧状の連結部でないことから、雌軸を径方向に拡径することなくコンパクト化を図ることができ、また、各弾性体は、連結部により一体的に連結してあることから、部品点数を削減し、組立時間を短縮して、製造コストを低減することができる。
【0086】
さらに、請求項3によれば、リング状の連結部に、雄軸の端部に形成した小径部が貫通してある。従って、径方向予圧用弾性体の組み込み時、雄軸の端部の小径部は、リング状の連結部に通挿することにより、この組み込み時のガイドの役割を果たすことから、組み込み作業を容易にでき、組み込み時間を短縮して、製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】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縦断面図である。
【図2】図1のX−X線に沿った横断面図である。
【図3】図1の要部を拡大した拡大縦断面図である。
【図4】図3のY−Y線に沿った横断面図である。
【図5】連結部により連結した弾性体(板バネ)の斜視図である。
【図6】図3の矢印Aの矢視図である。
【図7】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横断面図である。
【図8】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横断面図である。
【図9】本発明の第4実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【図10】本発明の第5実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【図11】本発明の第6実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【図12】一般的な自動車の操舵機構部の側面図である。
【符号の説明】
1 雄軸
1a 小径部
1b 加締め部
2 雌軸
3,4 軸方向溝(第1介装部)
5,6 軸方向溝(第2介装部)
7 球状体(ボール、トルク伝達部材)
8 柱状体(ニードルローラ、トルク伝達部材)
9 弾性体(板バネ、板バネ部材)
9a 母材
9b 弾性部
9c 板部
10 ストッパープレート
11 軸方向予圧用弾性体
12,13 平板
14,15 軸方向直角面
20 リング状の連結部
21 段差の環状面(軸方向環状面)
【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。
【0002】
【従来の技術】
図12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。
【0003】
このようなことから、特許文献1の図1乃至図5では、雄軸の外周面と雌軸の内周面に形成した複数組の軸方向溝の間に、複数個の予圧用の弾性体(板バネ)を介して、複数組のトルク伝達部材(球状体)が嵌合してある。
【0004】
これにより、トルク非伝達時(摺動時)には、板バネにより、トルク伝達部材(球状体)を雌軸に対して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防止することができ、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。
【0005】
また、トルク伝達時には、板バネにより、トルク伝達部材(球状体)を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸は、その回転方向のガタ付きを防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【0006】
【特許文献1】
独国特許発明DE3730393C2号公報
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献1の図1乃至図5に開示した構造では、一組のトルク伝達部材(球状体)を予圧する一つの板バネと、周方向に隣接する他の一組のトルク伝達部材(球状体)を予圧する他の板バネとは、周方向に延びる円弧状の連結部によって、周方向に連結してある。
【0008】
この連結部は、上記の二つの板バネに互いに引張力又は圧縮力を与えて、二つの板バネに予圧を発生させるためである。
【0009】
この連結部を備えている特許文献1の図1乃至図5に開示した構造は、周方向に配置した複数組のトルク伝達部材(球状体)の全てに関して、夫々、複数個の板バネにより予圧する場合には、適用することができる。
【0010】
しかしながら、周方向に配置した複数組のトルク伝達部材うち、板バネにより予圧しない組のトルク伝達部材がある場合、例えば、板バネにより予圧する組のトルク伝達部材と、板バネにより予圧しない組のトルク伝達部材とが周方向に交互に配置してある場合には、周方向に延びる円弧状の連結部を備えている特許文献1の図1乃至図5に開示した構造は、適用することができない。
【0011】
また、この連結部を備えている特許文献1の図1乃至図5に開示した構造では、雄軸と、雌軸との径方向の間に、円弧状の連結部が介在してあり、この円弧状の連結部のための空間が必要なことから、雌軸を径方向に拡径して、雌軸の径方向寸法が大きくならざるを得ないといったことがある。
【0012】
さらに、特許文献1の図8では、複数組の転動体を予圧する複数個の板バネは、上述したような連結部によって連結していない。
【0013】
しかしながら、この場合には、伸縮軸の組立時、複数個の板バネを別々に挿入して組み立てる必要があり、組立コストの高騰を招来するといったことがある。
【0014】
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、しかも、トルク伝達部材の予圧用の弾性体を連結する場合でも、雌軸を径方向に拡径することなくコンパクト化を図りつつ、部品点数を削減し、組立時間を短縮して製造コストを低減することが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。
【0015】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項1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、雄軸と雌軸を相互に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2組の介装部に、少なくとも2個の予圧用の弾性体を介して、少なくとも2組のトルク伝達部材を配置し、
前記少なくとも2個の予圧用の弾性体は、前記雄軸の端部又はその近傍に配置した連結部によって連結してあることを特徴とする。
【0016】
このように、請求項1によれば、少なくとも2個の予圧用の弾性体は、雄軸の端部又はその近傍に配置した連結部によって連結してあり、従来のような周方向に延びる円弧状の連結部でないことから、雌軸を径方向に拡径することなくコンパクト化を図ることができ、また、各弾性体は、連結部により一体的に連結してあることから、部品点数を削減し、組立時間を短縮して、製造コストを低減することができる。
【0017】
また、請求項2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、雄軸と雌軸を相互に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2組の介装部に、少なくとも2個の予圧用の弾性体を介して、少なくとも2組のトルク伝達部材を配置し、
前記少なくとも2個の予圧用の弾性体は、前記雄軸の軸方向に面する軸方向環状面に沿って配置したリング状の連結部によって連結してあることを特徴とする。
【0018】
このように、請求項2によれば、少なくとも2個の予圧用の弾性体は、雄軸の軸方向に面する軸方向環状面に沿って配置したリング状の連結部によって連結してあり、従来のような周方向に延びる円弧状の連結部でないことから、雌軸を径方向に拡径することなくコンパクト化を図ることができ、また、各弾性体は、連結部により一体的に連結してあることから、部品点数を削減し、組立時間を短縮して、製造コストを低減することができる。
【0019】
さらに、請求項3に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記リング状の連結部に、前記雄軸の端部に形成した小径部が貫通してあることを特徴とする。
【0020】
このように、請求項3によれば、リング状の連結部に、雄軸の端部に形成した小径部が貫通してある。従って、径方向予圧用弾性体の組み込み時、雄軸の端部の小径部は、リング状の連結部に通挿することにより、この組み込み時のガイドの役割を果たすことから、組み込み作業を容易にでき、組み込み時間を短縮して、製造コストの低減を図ることができる。
【0021】
【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。
【0022】
(第1実施の形態)
図1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縦断面図である。図2は、図1のX−X線に沿った横断面図である。
【0023】
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。
【0024】
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個の軸方向溝3が延在して形成してある。また、この雄軸1の外周面には、これら3個の軸方向溝3の周方向の間であって、周方向に120度間隔で等配した3個の略円弧状の軸方向溝4が延在して形成してある。
【0025】
雌軸2の内周面には、周方向に120度間隔で等配した3個の略円弧状の軸方向溝5が延在して形成してある。また、この雌軸2の内周面には、これら3個の軸方向溝5の周方向の間であって、周方向に120度間隔で等配した3個の略円弧状の軸方向溝6が延在して形成してある。
【0026】
軸方向溝3,5は、後述する3組の球状体7のための3組の第1介装部を構成しており、軸方向溝4,6は、後述する3組の円柱体8のための3組の第2介装部を構成している。これら3組の軸方向溝3,5(第1介装部)と、3組の軸方向溝4,6(第2介装部)とは、周方向に交互に配置してあり、周方向に60度間隔で等配してある。
【0027】
第1トルク伝達装置は、雄軸1の3個の軸方向溝3と、雌軸2の3個の軸方向溝5との間に、予圧用の波形形状の3個の弾性体(板バネ)9を介して、雄軸1と雌軸2との軸方向相対移動の際には転動し、回転の際には板バネ9に拘束されてトルクを伝達する3組の第1トルク伝達部材(球状体)7が転動自在に介装して構成されている。
【0028】
第2トルク伝達装置は、雄軸1の3個の軸方向溝4と、雌軸2の3個の軸方向溝6との間に、夫々、雄軸1と雌軸2との軸方向相対移動を許し、回転の際にはトルクを伝達するための3組の第2トルク伝達部材(円柱体)8が摺動自在に介装して構成されている。
【0029】
板バネ9は、トルク非伝達時には、球状体7と円柱体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、弾性変形して球状体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。
【0030】
以上のように構成した伸縮軸では、雄軸1と雌軸2の間に球状体7と円柱体8を介装し、板バネ9により、球状体7と円柱体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、トルク非伝達時は、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が軸方向に相対移動する際には、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。
【0031】
なお、従来技術のように摺動面が純粋な滑りによるものであれば、ガタつき防止のための予圧荷重をある程度の荷重で留めておくことしかできなかった。それは、摺動荷重は、摩擦係数に予圧荷重を乗じたものであり、ガタつき防止や伸縮軸の剛性を向上させたいと願って予圧荷重を上げてしまうと摺動荷重が増大してしまうという悪循環に陥ってしまっていたのである。
【0032】
その点、本実施の形態では一部に転がりによる機構を採用しているために著しい摺動荷重の増大を招くことなく予圧荷重を上げることができた。これにより、従来なし得なかったガタつきの防止と剛性の向上を摺動荷重の増大を招くことなく達成することができた。
【0033】
トルク伝達時には、3組の板バネ9が弾性変形して3組の球状体7を雄軸1と雌軸2の間で周方向に拘束すると共に、雄軸1と雌軸2の間に介装されている3組の円柱体8が主なトルク伝達の役割を果たす。
【0034】
例えば、雄軸1からトルクが入力された場合、初期の段階では、板バネ9の予圧がかかっているため、ガタ付きはなく、板バネ9がトルクに対する反力を発生させてトルクを伝達する。この時は、雄軸1・板バネ9・球状体7・雌軸2間のトルク伝達荷重と、雄軸1・円柱体8・雌軸2間のトルク伝達荷重がつりあった状態で全体的なトルク伝達がされる。
【0035】
さらにトルクが増大していくと、円柱体8を介した雄軸1、雌軸2の回転方向のすきまの方が、球状体7を介した雄軸1・板バネ9・球状体7・雌軸2間のすきまより小さいすきまの設定としてあるため、円柱体8の方が球状体7より反力を強く受け、円柱体8が主にトルクを雌軸2に伝える。そのため、雄軸1と雌軸2の回転方向ガタを確実に防止するとともに、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【0036】
なお、球状体7はボールであっても良い。また、円柱体8はニードルローラであってもよい。
【0037】
ニードルローラ8は、線接触でその荷重を受けるため、点接触で荷重を受けるボール7よりも接触圧を低く抑えることができるなど、さまざまな効果がある。したがって、全列をボール転がり構造とした場合よりも下記の項目が優れている。
・摺動部での減衰能効果が、ボール転がり構造に比べて大きい。よって振動吸収性能が高い。
・同じトルクを伝達するならば、ニードルローラの方が接触圧を低く抑えることができるため、軸方向の長さを短くできスペースを有効に使うことができる。
・同じトルクを伝達するならば、ニードルローラの方が接触圧を低く抑えることができるため、熱処理等によって雌軸の軸方向溝表面を硬化させるための追加工程が不要である。
・部品点数を少なくすることができる。
・組立て性をよくすることができる。
・組立てコストを抑えることができる。
【0038】
このようにニードルローラ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。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。
・ニードルローラの外径違い品を安価に数ミクロン単位で製造することができるため、ニードルローラ径を選択することによって雄軸・ニードルローラ・雌軸間のすきまを最小限に抑えることができる。よって軸の捩り方向の剛性を向上させることが容易である。
【0039】
一方、ボールを部分的に採用したという点では、全列ニードルローラでかつ、全列が摺動する構造と比較して、下記の項目が優れている。
・摩擦抵抗が低いため、摺動荷重を低く抑えられる。
・予圧荷重を高くすることができ、長期にわたるガタつきの防止と高剛性が同時に得られる。
【0040】
図3は、図1の要部を拡大した拡大縦断面図である。図4は、図3のY−Y線に沿った横断面図である。図5は、連結部により連結した弾性体(板バネ)の斜視図である。
【0041】
図3に示すように、雄軸1の端部には、小径部1aが形成してある。この小径部1aには、ニードルローラ8の軸方向の移動を規制するストッパープレート10が設けてある。このストッパープレート10は、軸方向予圧用弾性体11と、この軸方向予圧用弾性体11を挟持する1組の平板12,13とからなる。
【0042】
すなわち、本実施の形態では、ストッパープレート10は、小径部1aに、平板13、軸方向予圧用弾性体11、平板12の順に嵌合し、次いで、小径部1aの端部1bを加締めて、小径部1aに堅固に固定してある。
【0043】
これにより、ストッパープレート10は、平板13をニードルローラ8に当接させて、軸方向予圧用弾性体11により、ニードルローラ8を軸方向に動かないように適度に予圧できるようになっている。
【0044】
軸方向予圧用弾性体11は、ゴム、樹脂、または鋼板製の板バネなどからできている。軸方向予圧用弾性体11と平板12,13とは、別体でも良いが、組立てやすさを考えて、一体成形品であることが好ましい。
【0045】
例えば、軸方向予圧用弾性体11がゴムであれば、平板12,13に加硫成形するなどして作れば、一体化ができるので、組立てやすく低コストな製品をつくることができる。
【0046】
また、軸方向予圧用弾性体11を樹脂でつくる場合には、波型の形状としたものを、平板12,13と一体成形することで一体化することができ、同様のメリットが得られる。
【0047】
さらに、平板12,13は、鋼板、樹脂、または鋼板に樹脂皮膜を形成したものを使用する。
【0048】
また、雄軸1の軸方向溝3,4は、軸方向に略直角であって、ボール7やニードルローラ8に当接する軸方向直角面14,15を有している。
【0049】
以上のように、ニードルローラ8の一側は、雄軸1の小径部1aに設けたストッパープレート10により、軸方向の移動が規制してある一方、ニードルローラ8の他側は、軸方向直角面15に当接して、軸方向の移動が規制してある。
【0050】
また、ストッパープレート10は、平板13をニードルローラ8に当接させて、軸方向予圧用弾性体11により、ニードルローラ8を軸方向に動かないように適度に予圧している。
【0051】
従って、ニードルローラ8を適度に予圧して、軸方向に隙間なく固定することができ、雄軸1と雌軸2が相互に摺動する際、ニードルローラ8を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を確実に防止することができる。
【0052】
また、雄軸1の軸方向溝3,4は、軸方向に略直角であって、ボール7やニードルローラ8に当接する軸方向直角面14,15を有していることから、この軸方向直角面15により、別途の部材を設けることなく、ボール7やニードルローラ8の軸方向の移動を規制することができる。そのため、部品点数を削減して、製造コストの低減を図ることができ、しかも、別途の部材を用いていないことから、軽量・コンパクト化が可能である。
【0053】
次に、本実施の形態では、図3乃至図5に示すように、3組のボール7を予圧するための3個の板バネ9は、リング状の連結部20によって連結してある。
【0054】
すなわち、図3に示すように、雄軸1の端部の小径部1aには、その段差の環状面21が形成してある。小径部1aに、リング状の連結部20が嵌合してあり、この段差の環状面21に沿って、リング状の連結部20が配置してある。
【0055】
段差の環状面21は、雄軸1の軸方向に面する軸方向環状面であれば、その形状等は問わない。
【0056】
リング状の連結部20は、その周縁の3箇所で、3個の板バネ9の軸方向端部に連結してある。即ち、図5に示すように、リング状の連結部20は、軸方向に延在した3個の板バネ9と一体的に構成してある。
【0057】
従って、ボール7とニードルローラ8を複合させた構造でありながら、転動面である3個の板バネ9を一体化して、実質上の部品点数を3個から1個に減らすことができ、部品点数を削減し、組立時間を短縮して、製造コストを低減することができる。
【0058】
また、リング状の連結部20は、従来のような周方向に延びる円弧状の連結部でないことから、雌軸2を径方向に拡径することなく、コンパクト化を図ることができる。
【0059】
さらに、リング状の連結部20に、雄軸1の端部に形成した小径部1aが貫通してある。従って、3個の板バネ9の組み込み時、雄軸1の端部の小径部1aは、リング状の連結部20に通挿することにより、この組み込み時のガイドの役割を果たすことから、組み込み作業を容易にでき、組み込み時間を短縮して、製造コストの低減を図ることができる。
【0060】
さらに、リング状の連結部20は、ストッパープレート10の平板13と、段差の環状面21との間の軸方向隙間に配置してある。この軸方向隙間は、例えば、約0.3〜2.0mmである。
【0061】
この軸方向隙間の存在により、リング状の連結部20は、3個の板バネ9がトルク入力により変形した際にも、これら板バネ9の動きを拘束しないようになっている。
【0062】
さらに、図4及び図5に示すように、各板バネ9の断面形状は、雄軸1の軸方向溝3の形状とほぼ平行な直線形状に形成してあり、中心部分の平面部に、リング状の連結部20の周縁箇所が連結してある。各板バネ9の両端部は、中心側から外側に向けて折り返して形成してある。
【0063】
さらに、リング状の連結部20に、雄軸1の端部に形成した小径部1aが貫通してある。雄軸1の小径部1aと、リング状の連結部20との間には、径方向隙間が形成してある。この径方向隙間は、例えば、0.2〜1.0mmである。上記の軸方向隙間と同様に、この径方向隙間の存在により、リング状の連結部20は、3個の板バネ9がトルク入力により変形した際にも、これら板バネ9の動きを拘束しないようになっている。
【0064】
(第2実施の形態)
図7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横断面図である。
【0065】
本実施の形態では、各板バネ9の断面形状において、各板バネ9の両端部は、外側から内側に向けて折り返して形成してある。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【0066】
(第3実施の形態)
図8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横断面図である。
【0067】
本実施の形態では、各板バネ9の断面形状において、各板バネ9の両端部は、中心側から外側に向けて折り返して形成してあり、また、内側の面には、凹面が形成してあり、ボール7との接触点が4箇所にしてある。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【0068】
(第4実施の形態)
図9は、本発明の第4実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【0069】
本実施の形態では、弾性体9として、ゴム等を内包した板バネ部材を用いている。
【0070】
各板バネ部材9の断面形状において、各板バネ部材9は、軸方向溝3に沿って形成した母材9aと、母材9aの内側に設けたゴム等の弾性部9bと、弾性部9bの内側に設けてボール7を転動させる板部9cとからなっている。
【0071】
母材9aはそれ自体では弾性を発揮しないように構成してあり、板バネ部材9は、ゴムなどの弾性部9bを母材9aと板部9cとによりサンドイッチ構造とすることで、所望の弾性を発揮するようになっている。
【0072】
また、母材9aの軸方向端部に、リング状の連結部20の周縁3箇所が連結してある。さらに、板部9cは、平面形状に形成してある。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【0073】
(第5実施の形態)
図10は、本発明の第5実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【0074】
本実施の形態では、弾性体9として、ゴム等を内包した板バネ部材を用いている。
【0075】
各板バネ部材9の断面形状において、各板バネ部材9は、軸方向溝3に沿って形成した母材9aと、母材9aの内側に設けたゴム等の弾性部9bと、母材9aから一体的に折曲して間に弾性部9bを挟持すると共にボール7を転動させる板部9cとからなっている。
【0076】
母材9aはそれ自体では弾性を発揮しないように構成してあり、板バネ部材9は、ゴムなどの弾性部9bを母材9aと板部9cとによりサンドイッチ構造とすることで、所望の弾性を発揮するようになっている。
【0077】
また、母材9aの軸方向端部に、リング状の連結部20の周縁3箇所が連結してある。さらに、板部9cは、平面形状に形成してある。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【0078】
(第6実施の形態)
図11は、本発明の第6実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【0079】
本実施の形態では、弾性体9として、ゴム等を内包した板バネ部材を用いている。
【0080】
各板バネ部材9の断面形状において、各板バネ部材9は、軸方向溝3に沿って形成した母材9aと、母材9aの内側に設けたゴム等の弾性部9bと、弾性部9bの内側に設けてボール7を転動させる板部9cとからなっている。
【0081】
母材9aはそれ自体では弾性を発揮せしないように構成してあり、板バネ部材9は、ゴムなどの弾性部9bを母材9aと板部9cとによりサンドイッチ構造とすることで、所望の弾性を発揮するようになっている。
【0082】
また、母材9aの軸方向端部に、リング状の連結部20の周縁3箇所が連結してある。さらに、板部9cは、円弧形状に形成してある。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【0083】
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。
【0084】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項1によれば、少なくとも2個の予圧用の弾性体は、雄軸の端部又はその近傍に配置した連結部によって連結してあり、従来のような周方向に延びる円弧状の連結部でないことから、雌軸を径方向に拡径することなくコンパクト化を図ることができ、また、各弾性体は、連結部により一体的に連結してあることから、部品点数を削減し、組立時間を短縮して、製造コストを低減することができる。
【0085】
また、請求項2によれば、少なくとも2個の予圧用の弾性体は、雄軸の軸方向に面する軸方向環状面に沿って配置したリング状の連結部によって連結してあり、従来のような周方向に延びる円弧状の連結部でないことから、雌軸を径方向に拡径することなくコンパクト化を図ることができ、また、各弾性体は、連結部により一体的に連結してあることから、部品点数を削減し、組立時間を短縮して、製造コストを低減することができる。
【0086】
さらに、請求項3によれば、リング状の連結部に、雄軸の端部に形成した小径部が貫通してある。従って、径方向予圧用弾性体の組み込み時、雄軸の端部の小径部は、リング状の連結部に通挿することにより、この組み込み時のガイドの役割を果たすことから、組み込み作業を容易にでき、組み込み時間を短縮して、製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】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縦断面図である。
【図2】図1のX−X線に沿った横断面図である。
【図3】図1の要部を拡大した拡大縦断面図である。
【図4】図3のY−Y線に沿った横断面図である。
【図5】連結部により連結した弾性体(板バネ)の斜視図である。
【図6】図3の矢印Aの矢視図である。
【図7】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横断面図である。
【図8】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横断面図である。
【図9】本発明の第4実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【図10】本発明の第5実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【図11】本発明の第6実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【図12】一般的な自動車の操舵機構部の側面図である。
【符号の説明】
1 雄軸
1a 小径部
1b 加締め部
2 雌軸
3,4 軸方向溝(第1介装部)
5,6 軸方向溝(第2介装部)
7 球状体(ボール、トルク伝達部材)
8 柱状体(ニードルローラ、トルク伝達部材)
9 弾性体(板バネ、板バネ部材)
9a 母材
9b 弾性部
9c 板部
10 ストッパープレート
11 軸方向予圧用弾性体
12,13 平板
14,15 軸方向直角面
20 リング状の連結部
21 段差の環状面(軸方向環状面)
Claims (3)
- 車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸を相互に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2組の介装部に、少なくとも2個の予圧用の弾性体を介して、少なくとも2組のトルク伝達部材を配置し、
前記少なくとも2個の予圧用の弾性体は、前記雄軸の端部又はその近傍に配置した連結部によって連結してあることを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。 - 車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸を相互に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2組の介装部に、少なくとも2個の予圧用の弾性体を介して、少なくとも2組のトルク伝達部材を配置し、
前記少なくとも2個の予圧用の弾性体は、前記雄軸の軸方向に面する軸方向環状面に沿って配置したリング状の連結部によって連結してあることを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。 - 前記リング状の連結部に、前記雄軸の端部に形成した小径部が貫通してあることを特徴とする請求項2に記載の車両ステアリング用伸縮軸。
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