JP4367360B2

JP4367360B2 - 軸装置

Info

Publication number: JP4367360B2
Application number: JP2005071243A
Authority: JP
Inventors: 光晴尾崎; 茂孝金目
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2005-03-14
Filing date: 2005-03-14
Publication date: 2009-11-18
Anticipated expiration: 2025-03-14
Also published as: JP2006250322A

Description

本発明は伸縮自在な軸装置に関する。

前記伸縮自在な軸装置は、例えば、自動車のステアリングホイールが取り付けられたコラム軸に組み込まれて、コラム軸の軸長方向の伸縮を可能として運転者の身体に合わせて運転者の最適位置にステアリングホイールの位置を調節するために利用される。また、前記軸装置は、自動車のステアリングホイールが取り付けられたコラム軸の下端と舵取機構の入力軸とを各々自在継手を介して連結する中間軸に組み込まれて、中間軸を軸長方向に伸縮自在とさせて舵取機構により操舵される車輪を介して舵取機構に加わる振動を吸収して、コラム軸に伝播するのを防止するために利用される。

従来の伸縮自在な軸装置として特許文献１に開示のものが知られている。
即ち、軸装置は、内面に軸長方向に沿う複数本の案内溝を有する外筒と、該外筒に嵌められており且つ前記案内溝に対向する同数本の案内溝を有する内軸とを有している。前記対向する両案内溝に複数個の転動体が嵌められ、該転動体が嵌まる多数の保持孔が形成された円筒状の保持器が前記外筒と内軸との間に位置させられている。
実開昭６２−３９０１２号公報

前記従来の軸装置には以下の如き欠点があった。
即ち、コストのことを勘案すれば、単なる筒状の保持器を含む全ての構成部材の精度にも限界があり、そのため外筒と内筒との周方向のガタを完全に除くことが出来ないという欠点があった。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、主たる目的は、保持器に軸長方向の全長に渡るスリットを形成して保持器にばねとしての機能を付加して、該保持器により転動体に周方向の予圧を与えることにより、外筒及び内軸の周方向のガタを無くすことが出来る軸装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、保持器に偏荷重が作用しないようにして、保持器の破損を防止することが出来る軸装置を提供することにある。

本発明は、前記目的を達成するために以下の如き手段を採用した。
第１の発明に係る軸装置は、内面に軸長方向に沿う複数本の案内溝を有する外筒と、該外筒に嵌められており且つ前記案内溝に対向する複数本の案内溝を有する内軸と、対向する両案内溝に嵌められた複数個の転動体と、前記外筒と内軸との間に位置しており、且つ、転動体が嵌まる多数の保持孔が形成された円筒状の保持器とを有する伸縮自在な軸装置において、前記保持器は、軸長方向の全長に渡るスリットと、スリットに臨む両縁部に形成されており、転動体が嵌まる複数個の保持凹所とを有し、前記保持凹所内の複数個の転動体は保持凹所の同一側に位置する縁から予圧を受けるようになされ、保持凹所内の別の複数個の転動体は前記縁と反対側に位置する縁から予圧を受けるようになされていることを特徴とする。

第２の発明に係る軸装置は、前記保持凹所内の全ての転動体は保持凹所の縁から予圧を受けるようになされ、隣り合う転動体は逆の縁から予圧を受けるようになされていることを特徴とする。

第１の発明によれば、保持器自体がばねを兼ねており、該保持器により、保持凹所内の複数個の転動体は周方向の一方に向けて予圧を与えられて案内溝に当接し、他方、保持凹所内の別の複数個の転動体は周方向の逆方向に向けて予圧を与えられて案内溝に当接しており、前記転動体の群が外筒及び内軸のいずれの周方向のガタも無くすように案内溝に当接しているので、簡単な構造により外筒及び内軸の周方向のガタを無くすことが出来る。

第２の発明によれば、保持凹所内の転動体は、隣り合う転動体と逆の縁から予圧を受けるようになされて力のバランスが取れて保持器に偏荷重が作用しないので、保持器の破損を防止することが出来る。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は本発明に係る軸装置の実施の形態を示す要部の縦断面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図であり、図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図であり、図４は保持器の平面図である。

図１〜図３に示すごとく、円筒状をした金属製の外筒２の内面に案内溝３が軸長方向に沿い且つ周方向に４等配されるようにして形成されている。該外筒２の長さ・直径を含む寸法及び具体的な素材は軸装置の用途を勘案して決定される。なお、以下に述べる部材の寸法及び具体的な素材も軸装置の用途を勘案して決定される。

前記外筒２に金属製の断面円形の内軸５が内嵌されており、内軸５の外面には、前記案内溝３に対向する４本の案内溝６が形成されている。実施の形態の内軸５は中実であるが、筒状であってもよい。対向する案内溝３、６毎に球状であって金属製の６個の転動体８が嵌められている。前記案内溝３、６の断面形状は転動体８の一部に沿うように円弧状となされている。なお、案内溝３、６の断面形状は円弧状に限定されるものでなく、Ｖ字状であってもよい。前記案内溝３、６の長さは外筒２と内軸５との軸長方向の移動距離（ストローク）を勘案して決定される。また、案内溝３、６の両端部は閉じている。

前記外筒２と内軸５との間に位置するようにして、転動体８を保持する金属製の円筒状の保持器１０が配されている。保持器１０の素材としてはばね鋼及びステンレス鋼を含む鋼が好適であるが、それに限定されない。保持器１０の厚みは、保持器１０の素材にも影響されるが、転動体８の直径の０．３〜０．４倍程度が一般的である。前記保持器１０は、４組の案内溝３、６の内、３つの組に嵌まった転動体８が整合嵌合する１８個の保持孔１１を有している。前記保持孔１１は、案内溝３、６に沿って等間隔で形成されている。

図４に示すごとく、前記保持器１０に、残り１つの組の案内溝３、６に対向するようにして、スリット１２が軸長方向の全長に渡るようにして形成されている。前記スリット１２の幅は、保持器１０の素材、同直径及び転動体８の大きさ等を勘案して決定される。前記スリット１２に臨む両縁部に、転動体８が嵌まる６個の保持凹所１３が軸長方向に沿って等間隔で形成されている。前記各保持凹所１３の両縁（スリット１２に臨む両縁）は、転動体８が整合嵌合するような円の一部となされている。更に詳述すれば、保持凹所１３の両縁を含む仮想円の直径は転動体８の直径となる。隣り合う保持凹所１３の中心（仮想円の中心）はスリット１２の中心線を境として逆の側に偏心している。なお、偏心の量は保持器１０の素材及び以下に述べる予圧の大きさを勘案して決定される。このような構成により、図２及び図３に示すごとく、前記案内溝３、６に嵌まっていて案内溝３、６によって外筒２（内軸５）の周方向の位置が規制された転動体８は、偏心した側の縁１３ａから予圧を受ける。そして、その予圧によって転動体８は縁１３ａと対向する案内溝３、６の内周面に当接させられる。また、隣り合う転動体８は逆の縁１３ａから予圧を受ける。換言すれば、保持凹所１３に嵌まった転動体８の群は、外筒２及び内軸５のいずれの周方向のガタも無くすように案内溝３、６に当接する。なお、予圧の大きさを調節することにより、予圧の反力を利用して保持凹所１３と隣り合う保持孔１１に嵌まった転動体８を案内溝３、６の内周面に設定の力で当接させることが出来る。

前記保持器１０を変形させる（スリット１２の間隙を広げる）トルク未満の低トルクが作用する場合は、転動体８及び保持器１０を介して外筒２から内軸５にトルクは伝達される。他方、保持器１０を変形させる（スリット１２の間隙を広げる）トルク以上の高トルクが作用する場合は、転動体８を介して外筒２から内軸５にトルクは伝達される。

前記外筒２と内軸５との軸長方向の伸縮は、転動体８が案内溝３、６に沿って転がりながら移動することにより行われる。なお、縁１３ａから転動体８が受ける予圧の力は、前記軸長方向の伸縮を阻害しないように設定されることは云うまでもない。

保持器１０は合成樹脂製であってもよい。
軸装置の用途によっても相違するが、一般的には、転動体８の直径は３〜１０ｍｍ程度であり、保持器１０の板厚は１．２〜３．２ｍｍ程度である。
保持凹所１３内の一部の転動体８が縁１３ａから予圧を受けないようになされたものであってもよい。

本発明の実施の形態を示す要部の縦断面図である。図１のＩＩ−ＩＩ線拡大断面図である。図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線拡大断面図である。保持器の平面図である。

符号の説明

２外筒
３案内溝
５内軸
６案内溝
８転動体
１０保持器
１１保持孔
１２スリット
１３保持凹所
１３ａ縁

Claims

内面に軸長方向に沿う複数本の案内溝を有する外筒と、該外筒に嵌められており且つ前記案内溝に対向する複数本の案内溝を有する内軸と、対向する両案内溝に嵌められた複数個の転動体と、前記外筒と内軸との間に位置しており、且つ、転動体が嵌まる多数の保持孔が形成された円筒状の保持器とを有する伸縮自在な軸装置において、前記保持器は、軸長方向の全長に渡るスリットと、スリットに臨む両縁部に形成されており、転動体が嵌まる複数個の保持凹所とを有し、前記保持凹所内の複数個の転動体は保持凹所の同一側に位置する縁から予圧を受けるようになされ、保持凹所内の別の複数個の転動体は前記縁と反対側に位置する縁から予圧を受けるようになされていることを特徴とする軸装置。
前記保持凹所内の全ての転動体は保持凹所の縁から予圧を受けるようになされ、隣り合う転動体は逆の縁から予圧を受けるようになされている請求項１記載の軸装置。