JP2632892B2 - 過負荷保護されたトルク伝達用の入れ子式軸装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、入れ子式のトルク伝達装置に、より詳しく
は、軸とスリーブとを含み、これらが、その間のトルク
の伝達を可能とするように、互に対して移動可能に、ま
た互に対して回動可能に連結されている、トルク伝達装
置に関する。

〔従来の技術〕

すべり摩擦のみと共に作動する入れ子式のガイドは、
トルク伝達の間遊びを少くするためにガイドの部分が狭
い公差と共に形成された場合には特に、比較的大きな軸
方向の摩擦を有し、その逆に、比較的わずかな軸方向の
摩擦を与えるように意図された場合には、比較的大きな
遊びを有する。ガイドの各部がどのように形成されたか
とは係りなく、或る時間の摩耗の後には遊びが生ずる。
また、既知のトルク伝達装置は、大きな摩耗を受け、一
般に苛酷なそして粗いトルク伝達結合を与え、それに付
随した問題を生ずる。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、自動車のステアリングホイールカラムに関
連した次の問題、即ち、 −スリーブに対する軸の軸方向の移動の間摩擦をできる
だけ低く保ち、 −軸とスリーブとの間にできるだけ遊びのないトルク伝
達を行なわせ、 −それと同時に、入れ子式のトルク伝達装置に含まれる
各エレメントの過負荷のリスクを除く 問題の解決のために特別に開発されたものである。

入れ子式に作動するガイドは、直接のすべり摩擦のた
めに、例えば、特別の場合として、スプライン連結とし
て形成しても、軸とスリーブとの間の摩擦減少手段特に
すべり軸受又はころがり軸受と共に形成してもよい。

摩擦減少手段を備えたいくつかの形式の入れ子式のガ
イドは、すべりの原理又はころがり原理からのいずれか
に基づいている。

すべり摩擦型の入れ子式継手は、軸とスリーブとの間
に配されて軸とスリーブとのどららかに固定的に連結さ
れたすべり軸受と共に形成されることが多い。すべり軸
受は、時間の経過と共に摩耗し、その結果として継手に
遊びが生ずる。またこれらの継手は、非常に苛酷なた
め、径方向に一時的に過負荷されると、継手部分が損傷
を受ける。

ころがり型の入れ子式継手は、一般に、ボール又は転
動体と共に形成され、これらのボール又は転動体は、互
に対して相対的に移動可能なスリーブ部分と軸との間に
配置さている。

ドイツ公開特許第2656822号は、トルクの伝達の間わ
ずかな軸方向の摩耗とわずかな遊びとを得る問題のいく
つかの異なった解決策を示している。この公開特許に示
された実施例の大部分において、ボールのための軸方向
案内径路又は案内床は、軸部分とスリーブ部分とのどら
らか一方又は両方に配設され、これらの案内径路は、相
互からできるだけ遠隔に、好ましくは、実質的に多角形
の断面形状、例えば正方形、矩形、三角形その他の断面
形状を備えた軸及びスリーブの縁部又は隅部に配置され
ている。

いくつかの実施例において、ボールの案内径路は苛酷
すぎるトルクの伝達に起因したいろいろの問題を除くた
め、トルク伝達用のボールとボール径路との間の中間層
の形の弾性材料層と共に形成されている。

これらの以前から知られたころがり摩擦型のトルク伝
達装置において、ボール自体が全トルクを伝達するの
で、過負荷の際にボールとボール径路との両方が損傷す
ることがあった。これらの損傷は、各部が相対的に移動
する際に摩擦及び圧力を増大させ、またトルクの伝達の
間に遊びを増大させる。

従って、本発明の目的は、各部の入れ子式の作動時の
最適の低抵抗と、トルク伝達の間の最適のわずかな遊び
と、過負荷に依存した損傷の除去と長期間の使用時の最
適のわずかな摩耗とを与えるようにした、トルク伝達能
力を備えた入れ子式のガイドを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ この目的のため、本発明は、共に回動可能でトルクの
伝達を可能にするように互に対して軸方向に移動可能に
連結されている軸及びスリーブを含む入れ子式のトクル
伝達装置であって、スリーブ及び／又は軸が、スリーブ
軸との多角形の断面形状の共働する各対の側面におい
て、少くとも３つの部分、即ち、共働する他の要素の共
働面の巾より狭い幅の中央部分又は溝と、この中央部分
又は溝の各側にあって軸とスリーブとの間の過大なトル
クを受ける外側部分とから形成され、中央部分又は溝の
共働面には、軸とスリーブとの間の通常のトルク力を伝
達するための転動体又はボールが作用するようにしたこ
とを特徴とする。

転動体又はボールは、通常の力のトルクの伝達に際し
て、遊びを減少させ、共働する軸とスリーブとの表面の
摩耗と損傷のリスクを少くするように、好ましくはばね
負荷されている。転動体又はボールは、この目的のため
に、ばね板の形の転動径路又は転動床又は他の任意の仕
方でばね負荷された接触面に対して相対的に摺動可能な
保持器中に取り付けることができる。

本発明のその他の特徴及び利点は、図面に示した実施
例についての以下の詳細な説明によって明らかとされよ
う。

しかし、以下に説明する実施例は、単に例示的であ
り、本発明の範囲内において種々の変形がなされうるこ
とは言うまでもない。

〔実施例〕

第１、２図に示した軸装置は、全体として、ほぼ正方
形の断面形状を備えた軸１と、軸１に整合した通し軸孔
３を備えたスリーブ２とを備えている。スリーブ２の通
し軸孔３は、軸１とスリーブ２との間に転動手段を受入
れるようにした、径方形外方に指向する中心溝４を、軸
１の各々の表面に対して備えている。図面を簡単にする
ために、転動手段は、１つの中心溝４のみについて図示
されている。中心溝４の各側において、スリーブ２の各
々の共働する表面は、入れ子式のガイドに過大な負荷が
生じた場合に軸１の最も外側の表面部分と直接に接触す
るようになった支持面５、６を形成する。

第２図に最も良く示すように、各々の転動手段は、転
動床７の形態を有し、この転動床は、板ばね８又は他の
任意の既知のばね手段を介して、軸１の案内面９と接触
している。転動床７上において、数個の転動体10は、長
い中心溝４の案内面と接触して転動するようになってい
る。転動体10は、通常のように保持器11によって所定の
整列状態に保持されている。

スリーブ２に対する軸１のどんな軸方向の変位も、転
動接触の下に行なわれるため、摩擦はほどんど生じな
い。軸１とスリーブ２とから成るユニットがトルク伝達
の目的のために回動した場合、転動床７及びばね８と共
働する転動体10によって、いかなる遊びも除かれる。軸
１とスリーブ２とが回動と同時に入れ子式の運動をする
場合も同様となる。

ばね８の諸元は、伝達するべき通常のトルクを勘案し
て、また軸１とスリーブ２との間の全ての接触が転動体
10を介してなされるように計算される。軸１がスリーブ
２に対して、又は、スリーブ２が軸１に対して、強すぎ
る回動をした場合には、板ばね７は圧縮され、軸１はそ
れによって、その案内面９の縁端9aのところでスリーブ
２の支持面５、６と接触する。この接触のため、中心溝
４と転動体10とは過負荷による損傷に対して保護され
る。

第３図には、転動床７、板ばね８、転動体10及び転動
体10の保持器11を有する転動手段が、別々に図示されて
いる。板ばね８は、転動床７の底面上に相互から適宜の
距離に配されたピン12（概略的に図示する）によって、
正確に位置決めされた状態に保持することができる。

明らかなように、転動体10のためのいくつかの別々の
溝と、必要ならばいくつかの保持面とを、互に平行に配
置し、又は、転動体10（又はボール）のための溝を、第
１、２図に示すようにスリーブ２に形成し、又はその代
りに軸１に形成し、又はその両方に形成し、更に、軸１
とスリーブ２とに共働する溝部分を形成することも可能
である。

第４図には、転動体の代りにボールを転動手段として
使用した本発明による入れ子式のガイドの変形実施例が
図示されている。これらのボール13は、図示しない保持
器中に取付けてあり、径方向外方に偏位された円錐状の
ボール径路即ちボール床14によって、２つの点、即ち、
溝４の内面上の点とその側面上の点とにおいて、溝４と
付勢されるように付勢されている。この実施例の作用
は、第１−３図に示した実施例と同様である。

第５図は、ボール13aがスリーブ２の溝４に向って外
側にではなく、軸１に向って内側に指向している点で第
４図の実施例と相違した、本発明の変形実施例が図示さ
れている。

第６図には、前述した各実施例と基本的には同一の構
造をもつが軸１とスリーブ２とがそれぞれ三角形の断面
形状を有するようにした、本発明の別の変形実施例が図
示されている。明らかなように、この断面形状は、広汎
に変更してよく、どんな多角形の形状としてもよい。

第７図には、各々案内盲孔中に収容されてばね及びボ
ール保持器を備えている多数のボールの形状の別々の転
動手段を使用する可能性が示されている。

〔発明の効果〕

本発明は、以上説明したように構成されているので、
以下に記載されるような効果を奏する。即ち、入れ子式
トルク伝達装置に於いて低抵抗下における作動が期待出
来、最適のわずか遊びを与えることにより過負荷に依存
する部品の損傷を除去し、長寿命を保証するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、大体において正方形の軸とそれに対応したス
リーブの案内溝とを備えた本発明による入れ子式のガイ
ドを示す一部断面斜視図、第２図は、第１図の実施例の
一部の詳細を示す断面図、第３図は、第１図の実施例の
一部の詳細を示す平面図、第４図は、本発明の変形実施
例を示す第２図と同様の断面図、第５図は、本発明の更
に別の変形実施例を示す第２図と同様の断面図、第６図
は、本発明の更に別の変形実施例を示す断面図、第７図
は、本発明の更に別の変形実施例を示す第６図と同様の
断面図である。 １……軸、２……スリーブ、４……溝、５、６……支持
面（外側部分）。

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】共に回動可能でトルクの伝達を可能とする
   ように互いに対して軸方向に移動可能に連結されている
   軸（１）及びスリーブ（２）を含む入れ子式のトルク伝
   達装置であって、 スリーブ（２）及び／又は軸（１）が、スリーブ（２）
   と軸（１）との多角形の断面形状の共働する各対の側面
   において、少なくとも３つの部分、即ち、共働する他の
   要素の共働面の巾より狭い幅の中央部分又は溝（４）
   と、この中央部分又は溝の各側にあって軸（１）とスリ
   ーブ（２）との間の過大なトルクを受ける外側部分
   （５、６）とから形成され、 中央部分又は溝（４）の共働面には、軸（１）とスリー
   ブ（２）との間の通常のトルク力を伝達するための転動
   体（10）又はボール（13）が作用するようにしたことを
   特徴とするトルク伝達装置。
2. 【請求項２】転動体（10）又はボール（13）がスリーブ
   （２）と軸（１）との共働する案内面（４、９）の間の
   ばね付勢手段上に取付けられたことを特徴とする第１項
   記載のトルク伝達装置。
3. 【請求項３】転動体（10）又はボール（13）が軸（１）
   又はスリーブ（２）に対して軸方向に移動不可能に取付
   けられた転動床（７）上において転動するようにしたと
   を特徴とする第１項又は第２項記載のトルク伝達装置。
4. 【請求項４】転動床（７）が予め計算されたばね力の１
   個又は複数の付勢手段（８）上において軸（１）又はス
   リーブ（２）上に取付けられたことによって、転動体
   （10）又はボール（13）が、通常のトルク力の場合に、
   どんなトルクをも受け、過大なトルク力の場合には、軸
   （１）の表面部分とスリーブ（２）の軸孔（３）の部分
   との間の直接の接触に依存することを特徴とする第３項
   記載のトルク伝達装置。
5. 【請求項５】前記複数の付勢手段が板ばね（８）であ
   り、これらの板ばねが転動床（７）の下方に相互から適
   宜の距離に固定的に取付けられたことを特徴とする第４
   項記載のトルク伝達装置。
6. 【請求項６】互に平行に配された転動体又はボールのた
   めの複数のトルク伝達面（４、９）を含むことを特徴と
   する第１−５項のいずれか１項記載のトルク伝達装置。
7. 【請求項７】転動床（７）が、円錐形のみね形の長い棚
   （14）であり、その円錐面が、スリーブ（２）と軸
   （１）との各対の共働面について、２つの別々のボール
   の組を径方向及び側方に隔だてるように押圧するための
   力伝達面として作用することを特徴とする第３−５項の
   いずれか１項記載のトルク伝達装置。
8. 【請求項８】長い棚（14）が、ボール（13）を径方向外
   方かつ中心部の溝（４）の両側に向って付勢するように
   軸（１）に取付けられたことを特徴とする第７項記載の
   トルク伝達装置。
9. 【請求項９】長い棚（14）が、ボール（13a）を径方向
   内方かつ軸（１）の案内面（９）と接触するように中心
   部の溝（４）の両側に向って付勢するように中心部の溝
   （４）に取付けられたことを特徴とする第７項記載のト
   ルク伝達装置。
10. 【請求項１０】中心部の溝（４）がスリーブ（２）又は
    軸（１）又はその両方に形成されたことを特徴とする１
    −９項のいずれか１項記載のトルク伝達装置。