JPS5850105Y2 - elastic shaft joint - Google Patents

elastic shaft joint

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JPS5850105Y2
JPS5850105Y2 JP2308979U JP2308979U JPS5850105Y2 JP S5850105 Y2 JPS5850105 Y2 JP S5850105Y2 JP 2308979 U JP2308979 U JP 2308979U JP 2308979 U JP2308979 U JP 2308979U JP S5850105 Y2 JPS5850105 Y2 JP S5850105Y2
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JP
Japan
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shaft
arm
recess
elastic body
elastic
Prior art date
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Application number
JP2308979U
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Japanese (ja)
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JPS55122534U (en
Inventor
憲一 菊地
新次郎 林
Original Assignee
トヨタ自動車株式会社
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、たとえば自動車用ステアリング装置における
ステアリングメインシャフトとステアリングギヤシャフ
トとの間に組み込んで使用する軸継手に関し、詳しくは
駆動側のトルクを従動側に伝達するに際し、伝達トルク
の低い段階ではゴム等の弾性体り介して伝達させ、所定
以上のトルクについては駆動側の軸と従動側の軸との直
接的係合をもって伝達させることにより、振動や衝撃あ
るいは騒音を吸収あるいは減衰することのできる弾性軸
継手に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] The present invention relates to a shaft coupling used by being installed between a steering main shaft and a steering gear shaft in, for example, a steering device for an automobile. When the transmission torque is low, it is transmitted through an elastic body such as rubber, and when the torque exceeds a certain level, it is transmitted through direct engagement between the driving shaft and the driven shaft, thereby reducing vibration, impact, and noise. This invention relates to an elastic joint capable of absorbing or damping.

このような種類の軸継手、すなわち可変捩り剛性を有す
る弾性軸継手は、従前より自動車のステアリング装置用
として種々のものが提案されかつ実施されている。
Various types of shaft couplings of this kind, ie, elastic shaft couplings having variable torsional rigidity, have been proposed and put into practice for use in automobile steering systems.

周知のように、自動車用ステアリング装置に関しては、
路上を転動している車輪あるいはステアリングギヤ等に
起因して発生する種々の振動や衝撃等がステアリングホ
イールを操縦している運転者にステアリングメインシャ
フトを経由して伝達され、きわめて不愉快な感触を及ぼ
す問題があり、従って上述したような弾性軸継手をステ
アリングメインシャフトとステアリングギヤシャフトと
の間に組み込んで振動や衝撃等を遮断するようにすれば
、運転者の安楽な操縦を保障する上において有効である
As is well known, regarding automobile steering devices,
Various vibrations and shocks generated by wheels or steering gears rolling on the road are transmitted to the driver operating the steering wheel via the steering main shaft, causing an extremely unpleasant sensation. Therefore, if an elastic joint like the one described above is installed between the steering main shaft and the steering gear shaft to isolate vibrations and shocks, it will be possible to ensure safe operation for the driver. It is valid.

他方、ステアリング装置では他0条件としてバンドルの
シャープな切れが要求されるものであり、そのためには
高い剛性を保障する必要がある。
On the other hand, in a steering device, sharp cutting of the bundle is required as one of the other conditions, and for this purpose, it is necessary to ensure high rigidity.

従って、ステアリング装置ではバンドルの切れが良好で
あること。
Therefore, the steering device must have good bundle cutting.

振動や衝撃等の影響の少ないことが重要な条件の1つで
ある。
One of the important conditions is that there is little influence from vibrations, shocks, etc.

本考案は、上述した条件を満たすことを目的としてなさ
れたもので、一方の軸から他方の軸へのトルク伝達が少
なくとも3つの段階を踏んで行われるようにして、トル
ク伝達経路が切換わるときの衝撃の発生を極力抑えるよ
うにした弾性軸継手を提供しようとするものである。
The present invention was made with the aim of satisfying the above-mentioned conditions, and is such that torque transmission from one shaft to the other shaft is performed in at least three stages, and when the torque transmission path is switched. The object of the present invention is to provide an elastic shaft joint that suppresses the occurrence of impact as much as possible.

以下、本考案の実施例を図面に基いて詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

本実施例の弾性軸継手1は、自動車用ステアリング装置
に適用したものであって、第1図に示すように、ステア
リングコラムT内を貫通して真直に延びるステアリング
メインシャフト8と、ステアリングギヤケース9内のス
テアリングギャシャフト10との間に組み込まれており
、そして弾性軸継手1における管軸2の一端部がステア
リングメインシャフト8の前端部と自在継手11を介し
て結合され、中実軸30一端部がステアリングギヤシャ
フト10の上端部とスプライン嵌合12によって結合さ
れている。
The elastic shaft joint 1 of this embodiment is applied to a steering device for an automobile, and as shown in FIG. One end of the tube shaft 2 in the elastic shaft joint 1 is connected to the front end of the steering main shaft 8 via the universal joint 11, and one end of the solid shaft 30 The upper end of the steering gear shaft 10 is connected to the upper end of the steering gear shaft 10 by a spline fitting 12.

なお、13はダツシュボードであり、14はステアリン
グメインシャフト8の前端部を覆うコラムホールカバー
であり、15はステアリングコラム7を取り付けるため
のブラケットである。
Note that 13 is a dash board, 14 is a column hole cover that covers the front end of the steering main shaft 8, and 15 is a bracket for attaching the steering column 7.

弾性軸継手1は、第2図〜第4図に示すように中空の管
軸2と、この管軸2内に嵌挿される中実軸3と、両軸2
,3間に介在されるゴム等の弾性体4とから構成されて
おり、上記の管軸2および中実軸3は共にトルク伝達に
必要とする充分な剛性を有する材料(一般に金属)から
形成されている。
As shown in FIGS. 2 to 4, the elastic shaft joint 1 includes a hollow tube shaft 2, a solid shaft 3 fitted into the tube shaft 2, and both shafts 2.
, and an elastic body 4 such as rubber interposed between the tube shaft 2 and the solid shaft 3, both of which are made of a material (generally metal) having sufficient rigidity necessary for torque transmission. has been done.

中実軸3は、一端からほぼ中央部までの間において円周
方向に等間隔の位置関係をもって放射状に延在する3本
のアーム5a 、5b、5cを有し、隣接する各アーム
5ay5b、5c同志は円弧部3aによってつながれて
いる。
The solid shaft 3 has three arms 5a, 5b, and 5c that extend radially at equal intervals in the circumferential direction from one end to approximately the center, and each adjacent arm 5ay5b, 5c The comrades are connected by a circular arc portion 3a.

また、中実軸3はその他端に前記ステアリングギヤシャ
フト10とスプライン嵌合12するためのスプライン軸
12aを有している。
Further, the solid shaft 3 has a spline shaft 12a at the other end for spline fitting 12 to the steering gear shaft 10.

一方、中実軸3が嵌挿される中空の管軸2は、中実軸3
の各アーム5a。
On the other hand, the hollow tube shaft 2 into which the solid shaft 3 is inserted is
Each arm 5a of.

5b、5cと適当の隙間をもって嵌合する3つの凹部(
ia、6bt6cを有した形状に形成され、隣接する凹
部6a 、Sb t 6eの壁同志は円弧部2aによっ
てつながれている。
5b and 5c with appropriate gaps (
ia, 6bt6c, and the walls of adjacent recesses 6a and Sb t 6e are connected by arc portions 2a.

また、管軸2はその一端の円管部分2bに前記ステアリ
ングメインシャフト8と結合するための自在継手11の
1構成要素であるヨーク11aを有している。
Further, the tube shaft 2 has a yoke 11a, which is one component of a universal joint 11 for coupling with the steering main shaft 8, at a circular tube portion 2b at one end thereof.

前記中実軸3には、第2図に示すように1本のアーム5
cを除く他の2本のアーム5a、5bの両側面および円
弧部3aの表面に弾性体4が取着され、弾性体4は中実
軸3を管軸2内に嵌挿する以前の段階において接着剤ま
たは加硫加工によって結合されている。
The solid shaft 3 has one arm 5 as shown in FIG.
Elastic bodies 4 are attached to both sides of the other two arms 5a and 5b, excluding c, and to the surface of the circular arc portion 3a, and the elastic bodies 4 are attached at a stage before the solid shaft 3 is inserted into the tube shaft 2. They are bonded by adhesive or vulcanization.

従って、弾性体4は中実軸3を管軸2に嵌挿したときに
、第4図に示すように両軸2,3間に介在され、そして
両軸2,3はその円弧部2a、3a間の弾性体4によっ
て同心的関係を保持される。
Therefore, when the solid shaft 3 is inserted into the tube shaft 2, the elastic body 4 is interposed between the shafts 2 and 3 as shown in FIG. A concentric relationship is maintained by the elastic body 4 between the parts 3a.

しかして、1本のアーム5aとこれに対向する凹部6a
との間に介在されている弾性体4は、凹部6aの内壁面
に対して密接されており、この密接状態は適当の圧縮力
を与えた状態あるいは圧縮力をほとんど与えない状態の
いずれでもよい。
Thus, one arm 5a and a recess 6a opposite thereto.
The elastic body 4 interposed between the two is in close contact with the inner wall surface of the recess 6a, and this close contact state may be either a state in which an appropriate compressive force is applied or a state in which almost no compressive force is applied. .

また、他の1本のアーム5bとこれに対向する凹部6b
との間に介在されている弾性体4は、凹部6bの内壁面
に対して僅かな隙間CIを保有して対面している。
In addition, another arm 5b and a recess 6b facing it
The elastic body 4 interposed between the two faces the inner wall surface of the recess 6b with a slight gap CI therebetween.

さらに、弾性体4の介在されていない他の1本のアーム
5cとこれに対向する凹部6cとの間に一定の隙間C2
が形成されており、この隙間C2は前記弾性体4が保有
する隙間C1よりも僅かに大きく設定されている。
Furthermore, there is a certain gap C2 between the other arm 5c in which the elastic body 4 is not interposed and the recess 6c facing it.
is formed, and this gap C2 is set to be slightly larger than the gap C1 held by the elastic body 4.

本実施例は上述のように構成したも、のであり、従って
両軸2,3間のトルク伝達は伝達すべきトルクの低い範
囲では2本のアーム5a 、5bとこれに対向する凹部
5 a p 5 bとの間に介在された弾性体4を介し
て行われ、トルクの高い範囲では他のアーム5cとこれ
に対向する凹部6cとの直接接触により行われる。
This embodiment is constructed as described above, and therefore, in the range of low torque to be transmitted, torque transmission between the two shafts 2 and 3 is performed by the two arms 5a and 5b and the recessed portion 5a p facing them. 5b, and in a high torque range, direct contact between the other arm 5c and the opposing recess 6c.

すなわち、ステアリングメインシャフト8と自在継手1
1を介して結合されている管軸2が回転された場合の中
実軸3、従ってステアリングギヤシャフト10側へのト
ルク伝達は、まずアーム5aと凹部6aとの間に隙間な
く介在された弾性体4を介して行われ、つぎに伝達トル
クの上昇に伴い上記の弾性体4が弾性変形し、その変形
量が他のアーム5bと凹部6bとの間に介在された弾性
体4の保有する隙間CIに相当する分に達して凹部6b
の内壁面が弾性体4に当接すると、それ以後は上記両ア
ーム5a、5bに関わる2つの弾性体4を介して行われ
る。
That is, the steering main shaft 8 and the universal joint 1
When the tube shaft 2 connected via the arm 5a is rotated, the torque is transmitted to the solid shaft 3, and thus to the steering gear shaft 10 side. Then, as the transmitted torque increases, the elastic body 4 is elastically deformed, and the amount of deformation is retained by the elastic body 4 interposed between the other arm 5b and the recess 6b. The recess 6b reaches the gap corresponding to the gap CI.
When the inner wall surface of the elastic body 4 comes into contact with the elastic body 4, the subsequent movement is performed via the two elastic bodies 4 associated with the arms 5a and 5b.

つづいて、伝達トルクがさらに上昇して所定以上の高ト
ルク域に達すると、上記2つの弾性体40弾性変形に伴
い弾性体4の介在されていないアーム5cと凹部6cと
が直接接触することになるため、その後は管軸2と中実
軸3との金属接触によってトルク伝達が行われる。
Subsequently, when the transmitted torque further increases and reaches a high torque range above a predetermined value, the two elastic bodies 40 are elastically deformed, and the arm 5c of the elastic body 4, which is not interposed, comes into direct contact with the recess 6c. Therefore, thereafter, torque is transmitted through metal contact between the tube shaft 2 and the solid shaft 3.

すなわち、本実施例の弾性軸継手1は、1つの弾性体4
による第1段階と、2つの弾性体4の複合による第2段
昔と、アーム5cと凹部6cとの直接係合による第3段
階との3つの段階を踏んでトルク伝達を行わせるもので
あるから、伝達経路Q変換時、すなわち各段階への切換
時における衝撃が減少あるいは緩和されることになる。
That is, the elastic shaft joint 1 of this embodiment has one elastic body 4.
The torque is transmitted through three stages: a first stage by combining the two elastic bodies 4, a second stage by combining the two elastic bodies 4, and a third stage by direct engagement between the arm 5c and the recess 6c. Therefore, the impact at the time of transmission path Q conversion, that is, at the time of switching to each stage, is reduced or alleviated.

第5図は伝達トルクと、両軸2,3の相対回転角(捩れ
角)とのrR係を示したもので、この図においてA−B
間がトルク伝達の第1段階であり、B−C間が第2段階
であり、そしてC以降が第8段階である。
Figure 5 shows the rR relationship between the transmitted torque and the relative rotation angle (torsion angle) of both shafts 2 and 3.
The period between B and C is the first stage of torque transmission, the period between B and C is the second stage, and the period after C is the eighth stage.

また、自動車用ステアリング装置ではステアリングメイ
ンシャフト8が無負荷状態またはトルクが働いていても
低トルクである場合が多く、このような場合では管軸2
と中実軸3との間の弾性体4により、車輪またはステア
リングギヤ等に起因して発生する振動や衝撃あるいは騒
音等のステアリングメインシャフト8側への伝達が吸収
あるいは減衰され、運転者に及ぼす不快感が取除かれる
In addition, in an automobile steering device, the steering main shaft 8 is often in a no-load state or has low torque even if torque is being applied, and in such cases, the tube shaft 2
The elastic body 4 between the solid shaft 3 absorbs or attenuates transmission of vibrations, shocks, noise, etc. caused by wheels or steering gears, etc. to the steering main shaft 8 side, thereby reducing the impact on the driver. Discomfort is removed.

一方、高トルク範囲では充分な剛性をもつ管軸2と中実
軸3との直接接触によりトルクが伝達されるため、バン
ドルのシャープな切れが保障される。
On the other hand, in a high torque range, torque is transmitted through direct contact between the tube shaft 2 and the solid shaft 3, which have sufficient rigidity, so that sharp cutting of the bundle is ensured.

なお、上述した弾性軸継手1は自動車用ステアリング装
置に限らず、入力側と出力側との間において振動等の遮
断を必要とする装置には好適である。
The above-described elastic shaft joint 1 is suitable not only for automobile steering devices but also for devices that require isolation of vibrations between the input side and the output side.

また、本実施例では中実軸3のアーム5a。5b、5c
を3本の場合として説明したが、アームの本数を増やし
てトルク伝達の段階数を増加することが可能である。
Further, in this embodiment, the arm 5a of the solid shaft 3. 5b, 5c
Although the explanation has been made for the case where there are three arms, it is possible to increase the number of stages of torque transmission by increasing the number of arms.

さらにまた、本実施例では中実軸3にアーム5a、5b
、5cを設け、管軸2に凹部5at6btseを設けた
が、この関係を逆にして、管軸2の内周面にアームを設
けかつ中実軸3の外周にアームと嵌合する凹部を設ける
ように変更することが可能である。
Furthermore, in this embodiment, the arms 5a and 5b are attached to the solid shaft 3.
, 5c are provided, and a recess 5at6btse is provided in the tube shaft 2, but this relationship is reversed, and an arm is provided on the inner peripheral surface of the tube shaft 2, and a recess that fits with the arm is provided on the outer periphery of the solid shaft 3. It is possible to change it as follows.

以上詳述したように、本考案は低トルクについては弾性
体を介して伝達し、所定以上のトルクについては管軸と
中実軸との直接接触により伝達するようにしたので、振
動や衝撃あるいは騒音等を吸収あるいは減衰できろとと
もに、高トルク域まで充分な耐久性と信頼性を発揮でき
るものであり、とくに本考案は、一方の軸から他方の軸
へのトルク伝達が少なくとも3つの段階を踏んで行われ
るように構成したことにより、トルク伝達経路の切換時
における衝撃の発生が抑えられ、円滑なトルク伝達を実
施し得る利点がある。
As detailed above, in this invention, low torque is transmitted through an elastic body, and torque above a certain level is transmitted through direct contact between the tube shaft and the solid shaft. In addition to being able to absorb or attenuate noise, it can also demonstrate sufficient durability and reliability even in the high torque range.In particular, the present invention is capable of transmitting torque from one shaft to the other in at least three stages. By stepping on the switch, it is possible to suppress the occurrence of impact when switching the torque transmission path, and there is an advantage that smooth torque transmission can be carried out.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

図面は本考案の実施例を示し、第1図は弾性軸継手を自
動車用ステアリング装置に組み付けた状態を示す説明図
、第2図は管軸に中実軸を嵌挿する以前の弾性軸継手を
示す斜視図、第3図は弾性軸継手の正面図、第4図は第
3図におけるIV−IV線断面図、第5図は伝達トルク
と、管軸と中実軸の相対回転角との関係を示すグラフで
ある。 1・・・・・弾性軸継手、2・・・・・管軸、3・・・
・・・中実軸、4・・・・・・弾性体、5a、5b、5
b・・・・・・アーム、6a、6b、6c・・・・・・
凹部。
The drawings show an embodiment of the present invention, and Fig. 1 is an explanatory diagram showing the state in which the elastic shaft joint is assembled into an automobile steering device, and Fig. 2 shows the elastic shaft joint before the solid shaft is inserted into the tube shaft. Fig. 3 is a front view of the elastic shaft joint, Fig. 4 is a sectional view taken along the line IV-IV in Fig. 3, and Fig. 5 shows the transmitted torque and the relative rotation angle between the tube shaft and the solid shaft. It is a graph showing the relationship between. 1...Elastic shaft coupling, 2...Pipe shaft, 3...
...Solid shaft, 4...Elastic body, 5a, 5b, 5
b...Arm, 6a, 6b, 6c...
recess.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 管軸と、この管軸内に嵌挿された中実軸と、これらの両
軸間に介在された弾性体とからなり、前記管軸あるいは
中実軸のいずれか一方には放射状に延在する3本以上の
アームを形成するとともに他方にはこれらのアームと適
当の隙間をもって嵌合する凹部を形成し、前記アームの
うち少なくとも1つのアームを除いた他のすべてのアー
ムとそれらに対向する凹部内壁面との間にはそれぞれ弾
性体を介在し、それらの弾性体のうちの少なくとも1つ
の弾性体がアームとこれに対向する凹部内壁面とに密接
され、他の少なくとも1つの弾性体がアームあるいは凹
部内壁面に対し僅かな隙間を保有し、また弾性体の介在
されていないアームと凹部内壁面との間には前記弾性体
の保有する隙間よりも僅かに大きい隙間を形成したこと
を特徴とする弾性軸継手。
It consists of a tube shaft, a solid shaft inserted into the tube shaft, and an elastic body interposed between these two shafts, and there is a radially extending member on either the tube shaft or the solid shaft. At the same time, the other arm is formed with a recess that fits with these arms with an appropriate gap, and all the arms other than at least one of the arms are opposed to them. An elastic body is interposed between each of the arms and the inner wall surface of the recess, at least one of the elastic bodies is brought into close contact with the arm and the inner wall surface of the recess that opposes the arm, and at least one other elastic body is A slight gap is formed between the arm or the inner wall surface of the recess, and a gap slightly larger than the gap provided by the elastic body is formed between the arm and the inner wall surface of the recess where the elastic body is not interposed. Features an elastic shaft joint.
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JP2308979U JPS5850105Y2 (en) 1979-02-23 1979-02-23 elastic shaft joint

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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JPS55122534U (en) 1980-08-30

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