[go: up one dir, main page]

JP3800159B2 - Telescopic shaft for vehicle steering - Google Patents

Telescopic shaft for vehicle steering Download PDF

Info

Publication number
JP3800159B2
JP3800159B2 JP2002286384A JP2002286384A JP3800159B2 JP 3800159 B2 JP3800159 B2 JP 3800159B2 JP 2002286384 A JP2002286384 A JP 2002286384A JP 2002286384 A JP2002286384 A JP 2002286384A JP 3800159 B2 JP3800159 B2 JP 3800159B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shaft
axial
male
connecting portion
female
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2002286384A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2004122833A (en
Inventor
康久 山田
謹次 湯川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NSK Ltd filed Critical NSK Ltd
Priority to JP2002286384A priority Critical patent/JP3800159B2/en
Publication of JP2004122833A publication Critical patent/JP2004122833A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3800159B2 publication Critical patent/JP3800159B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/007Hybrid linear bearings, i.e. including more than one bearing type, e.g. sliding contact bearings as well as rolling contact bearings
    • 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
    • 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
    • F16C2326/00Articles relating to transporting
    • F16C2326/20Land vehicles
    • F16C2326/24Steering systems, e.g. steering rods or columns
    • 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
    • F16C29/00Bearings for parts moving only linearly
    • F16C29/04Ball or roller bearings
    • 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
    • F16C3/035Shafts; Axles telescopic with built-in bearings

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

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)
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a telescopic shaft for vehicle steering that realizes a stable sliding load, reliably prevents rattling and can transmit torque in a highly rigid state.
[0002]
[Prior art]
FIG. 12 shows a general automobile steering mechanism. In the drawing, a and b are telescopic axes. The telescopic shaft a is a spline fit between a male shaft and a female shaft. The telescopic shaft a absorbs axial displacement that occurs when the automobile travels, and the Performance that does not transmit displacement or vibration is required. In such a performance, the vehicle body has a sub-frame structure, and a part c for fixing the upper part of the steering mechanism and a frame e to which the steering rack d is fixed are separated, and an elastic body f such as rubber is provided between them. Generally, it is 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 may need to have a telescopic function so that 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 a spline-fitting of the male shaft and the female shaft, and the telescopic shaft b is in an optimal position for the driver to drive the automobile. Therefore, the function of moving the position of the steering wheel i in the axial direction and adjusting the position is required, and thus the function of expanding and contracting in the axial direction is required. In all the cases described above, the telescopic shaft is required to reduce the rattling noise of the spline, to reduce the rattling on the steering wheel, and to reduce the sliding resistance during the axial sliding operation. Is done.
[0003]
Therefore, in FIGS. 1 to 5 of Patent Document 1, a plurality of preload elastic bodies are provided between a plurality of sets of axial grooves formed on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft. A plurality of sets of torque transmission members (spherical bodies) are fitted via (plate springs).
[0004]
As a result, when torque is not transmitted (sliding), the torque transmission member (spherical body) is preloaded by the leaf spring to such an extent that the female shaft is not rattled. It is possible to prevent backlash between the male shaft and the female shaft, and the male shaft and the female shaft can slide in the axial direction with a stable sliding load without backlash.
[0005]
In addition, the torque transmission member (spherical body) can be constrained in the circumferential direction by a leaf spring during torque transmission, so that the male shaft and female shaft are prevented from rattling in the rotational direction and have high rigidity. Torque can be transmitted in this state.
[0006]
[Patent Document 1]
German Patent Invention DE 3730393C2 [0007]
[Problems to be solved by the invention]
In the structure disclosed in FIGS. 1 to 5 of Patent Document 1 described above, one leaf spring for preloading a set of torque transmission members (spherical bodies) and another set of torque transmission members adjacent in the circumferential direction ( The other leaf spring for preloading the spherical body is connected in the circumferential direction by an arc-shaped connecting portion extending in the circumferential direction.
[0008]
This connecting portion is for applying a tensile force or a compressive force to the two leaf springs to generate a preload on the two leaf springs.
[0009]
The structure disclosed in FIG. 1 to FIG. 5 of Patent Document 1 provided with this connecting portion is preloaded by a plurality of leaf springs with respect to all of a plurality of sets of torque transmitting members (spherical bodies) arranged in the circumferential direction. If you want, you can apply.
[0010]
However, if there is a set of torque transmission members that are not preloaded by the leaf springs among a plurality of sets of torque transmission members arranged in the circumferential direction, for example, a set of torque transmission members that are preloaded by the leaf springs and a set that is not preloaded by the leaf springs. In the case where the torque transmission members are alternately arranged in the circumferential direction, the structure disclosed in FIGS. 1 to 5 of Patent Document 1 including an arc-shaped connecting portion extending in the circumferential direction can be applied. Can not.
[0011]
Moreover, in the structure disclosed in FIG. 1 to FIG. 5 of Patent Document 1 provided with this connecting portion, an arc-shaped connecting portion is interposed between the male shaft and the female shaft in the radial direction. Since a space for the arc-shaped connecting portion is required, the female shaft may be diametrically expanded to increase the radial dimension of the female shaft.
[0012]
Furthermore, in FIG. 8 of patent document 1, the several leaf | plate spring which preloads several sets of rolling elements is not connected by the above connection parts.
[0013]
However, in this case, when the telescopic shaft is assembled, it is necessary to insert and assemble a plurality of leaf springs separately, resulting in an increase in assembly cost.
[0014]
The present invention has been made in view of the circumstances as described above, achieves a stable sliding load, reliably prevents backlash in the rotational direction, and can transmit torque in a highly rigid state. In addition, even when connecting the preload elastic body of the torque transmission member, it is possible to reduce the number of parts, shorten the assembly time, and reduce the manufacturing cost while reducing the size without expanding the female shaft in the radial direction. An object of the present invention is to provide a telescopic shaft for vehicle steering that can be used.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a vehicle steering telescopic shaft according to claim 1 of the present invention is incorporated in a steering shaft of a vehicle, and a male shaft and a female shaft are fitted in a non-rotatable and slidable manner. In the telescopic shaft for steering,
At least two sets of torque transmission members are disposed on at least two sets of interposing portions formed on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft via at least two preload elastic bodies,
The at least two preload elastic bodies are connected by a connecting portion disposed at or near an end of the male shaft.
[0016]
Thus, according to claim 1, the at least two preload elastic bodies are connected by the connecting portion disposed at or near the end portion of the male shaft, and extend in the circumferential direction as in the prior art. Since it is not an arc-shaped connecting portion, the female shaft can be made compact without expanding the diameter in the radial direction, and since each elastic body is integrally connected by the connecting portion, the number of parts can be reduced. It is possible to reduce the manufacturing time by reducing the assembly time.
[0017]
Further, the telescopic shaft for vehicle steering according to claim 2 is incorporated in the steering shaft of the vehicle, and the telescopic shaft for vehicle steering is configured such that the male shaft and the female shaft are slidably fitted to each other so as not to rotate.
At least two sets of torque transmission members are disposed on at least two sets of interposing portions formed on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft via at least two preload elastic bodies,
The at least two preload elastic bodies are connected by a ring-shaped connecting portion disposed along an axial annular surface facing the axial direction of the male shaft.
[0018]
Thus, according to claim 2, the at least two preload elastic bodies are connected by the ring-shaped connecting portion arranged along the axial annular surface facing the axial direction of the male shaft, Since it is not an arc-shaped connecting portion extending in the circumferential direction as in the prior art, it is possible to achieve compactness without expanding the female shaft in the radial direction, and each elastic body is integrally connected by the connecting portion. Therefore, the number of parts can be reduced, the assembly time can be shortened, and the manufacturing cost can be reduced.
[0019]
Furthermore, the telescopic shaft for vehicle steering according to claim 3 is characterized in that a small-diameter portion formed at the end of the male shaft passes through the ring-shaped connecting portion.
[0020]
Thus, according to Claim 3, the small diameter part formed in the edge part of the male shaft has penetrated the ring-shaped connection part. Therefore, when assembling the elastic body for radial preload, the small diameter part at the end of the male shaft is inserted into the ring-shaped connecting part to serve as a guide for this assembling. Therefore, the assembly time can be shortened and the manufacturing cost can be reduced.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a telescopic shaft for vehicle steering according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0022]
(First embodiment)
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
[0023]
As shown in FIG. 1, the vehicle steering telescopic shaft (hereinafter referred to as the telescopic shaft) is composed of a male shaft 1 and a female shaft 2 which are slidably fitted to each other so as not to rotate.
[0024]
As shown in FIG. 2, three axial grooves 3 that are equally arranged at intervals of 120 degrees in the circumferential direction are formed to extend on the outer peripheral surface of the male shaft 1. In addition, on the outer peripheral surface of the male shaft 1, there are three substantially circular arc-shaped axial grooves 4 that are equally spaced at 120 degree intervals in the circumferential direction between the three axial grooves 3 in the circumferential direction. Is formed to extend.
[0025]
On the inner peripheral surface of the female shaft 2, three substantially arc-shaped axial grooves 5 that are equally arranged at intervals of 120 degrees in the circumferential direction are formed to extend. Further, on the inner peripheral surface of the female shaft 2, there are three substantially arc-shaped axial grooves between the circumferential directions of the three axial grooves 5 and equally spaced at 120 degree intervals in the circumferential direction. 6 extends and is formed.
[0026]
The axial grooves 3 and 5 constitute three sets of first interposing parts for three sets of spherical bodies 7 to be described later, and the axial grooves 4 and 6 are three sets of cylindrical bodies 8 to be described later. For this reason, three sets of second intervention parts are configured. These three sets of axial grooves 3 and 5 (first interposition part) and three sets of axial grooves 4 and 6 (second interposition part) are alternately arranged in the circumferential direction. Are evenly spaced at 60 degree intervals.
[0027]
The first torque transmission device includes three elastic bodies (plate springs) having a wavy shape for preload between the three axial grooves 3 of the male shaft 1 and the three axial grooves 5 of the female shaft 2. ) 9 through the first set of three torque transmissions that rotate when the male shaft 1 and the female shaft 2 move in the axial direction relative to each other and transmit torque while being constrained by the leaf spring 9 during rotation. A member (spherical body) 7 is configured so as to be capable of rolling.
[0028]
The second torque transmission device includes an axial relative relationship between the male shaft 1 and the female shaft 2 between the three axial grooves 4 of the male shaft 1 and the three axial grooves 6 of the female shaft 2, respectively. Three sets of second torque transmission members (cylindrical bodies) 8 that allow movement and transmit torque during rotation are configured to be slidably interposed.
[0029]
The leaf spring 9 preloads the spherical body 7 and the cylindrical body 8 with respect to the female shaft 2 without any backlash when torque is not transmitted, and elastically deforms when the torque is transmitted, so that the spherical body 7 and the male shaft 1 are deformed. It acts to restrain the circumferential direction between the female shafts 2.
[0030]
In the telescopic shaft configured as described above, the spherical body 7 and the cylindrical body 8 are interposed between the male shaft 1 and the female shaft 2, and the spherical body 7 and the cylindrical body 8 are connected to the female shaft 2 by the leaf spring 9. Since it is preloaded to the extent that there is no backlash, it is possible to reliably prevent backlash between the male shaft 1 and the female shaft 2 when torque is not transmitted, and the male shaft 1 and the female shaft 2 are When moving relative to each other, the male shaft 1 and the female shaft 2 can slide in the axial direction with a stable sliding load without backlash.
[0031]
In addition, if the sliding surface is pure sliding as in the prior art, the preload load for preventing rattling can only be kept to a certain extent. That is, the sliding load is the friction coefficient multiplied by the preload, and if the preload is increased to prevent rattling and improve the rigidity of the telescopic shaft, the sliding load will increase. It had fallen into a vicious circle.
[0032]
In this respect, in this embodiment, since the mechanism by rolling is partially adopted, the preload load can be increased without causing a significant increase in sliding load. As a result, it was possible to achieve the prevention of rattling and the improvement of rigidity, which could not be achieved in the past, without increasing the sliding load.
[0033]
At the time of torque transmission, the three sets of leaf springs 9 are elastically deformed to restrain the three sets of spherical bodies 7 in the circumferential direction between the male shaft 1 and the female shaft 2 and between the male shaft 1 and the female shaft 2. Three sets of mounted cylinders 8 play the main role of torque transmission.
[0034]
For example, when torque is input from the male shaft 1, since the preload of the leaf spring 9 is applied in the initial stage, there is no backlash, and the leaf spring 9 generates a reaction force against the torque and transmits the torque. . At this time, the torque transmission load between the male shaft 1, the leaf spring 9, the spherical body 7 and the female shaft 2 and the torque transmission load between the male shaft 1, the cylindrical body 8 and the female shaft 2 are balanced. Torque is transmitted.
[0035]
As the torque further increases, the clearance in the rotational direction of the male shaft 1 and the female shaft 2 via the cylindrical body 8 is greater than that of the male shaft 1, leaf spring 9, spherical body 7, female via the spherical body 7. Since the clearance is smaller than the clearance between the shafts 2, the cylindrical body 8 receives a reaction force stronger than the spherical body 7, and the cylindrical body 8 mainly transmits torque to the female shaft 2. Therefore, it is possible to reliably prevent backlash in the rotational direction of the male shaft 1 and the female shaft 2 and to transmit torque in a highly rigid state.
[0036]
The spherical body 7 may be a ball. The cylindrical body 8 may be a needle roller.
[0037]
Since the needle roller 8 receives the load by line contact, the needle roller 8 has various effects such as a lower contact pressure than the ball 7 that receives the load by point contact. Therefore, the following items are superior to the case where the entire row has a ball rolling structure.
・ The damping effect at the sliding part is larger than that of the ball rolling structure. Therefore, vibration absorption performance is high.
-If the same torque is transmitted, the needle roller can keep the contact pressure lower, so the axial length can be shortened and the space can be used effectively.
-If the same torque is transmitted, the contact pressure of the needle roller can be kept lower, so that an additional step for curing the axial groove surface of the female shaft by heat treatment or the like is unnecessary.
・ The number of parts can be reduced.
・ Assembly can be improved.
・ Assembly costs can be reduced.
[0038]
As described above, the needle roller 8 serves as a key for transmitting torque between the male shaft 1 and the female shaft 2, and is in sliding contact with the inner peripheral surface of the female shaft 2. Advantages compared to conventional spline fitting are as follows.
・ Needle rollers are mass-produced products and are very low cost.
-Since the needle roller is polished after heat treatment, it has high surface hardness and excellent wear resistance.
-Since the needle roller is polished, the surface roughness is fine and the friction coefficient during sliding is low, so the sliding load can be kept low.
-Since the length and arrangement of the needle roller can be changed according to the use conditions, it can be used for various applications without changing the design concept.
・ Depending on the usage conditions, the friction coefficient during sliding may need to be further reduced. At this time, if the surface treatment is applied only to the needle roller, its sliding characteristics can be changed. , Can correspond to various applications.
・ Products with different outer diameters of needle rollers can be manufactured in units of several microns at low cost, so the clearance between the male shaft, needle roller, and female shaft can be minimized by selecting the needle roller diameter. Therefore, it is easy to improve the torsional rigidity of the shaft.
[0039]
On the other hand, the following items are superior to the structure in which all the rows of needle rollers are slid in that the balls are partially employed.
・ Sliding load can be kept low because of low frictional resistance.
・ Preload can be increased, and long-term rattling and high rigidity can be achieved at the same time.
[0040]
FIG. 3 is an enlarged vertical sectional view in which the main part of FIG. 1 is enlarged. 4 is a cross-sectional view taken along line YY of FIG. FIG. 5 is a perspective view of an elastic body (plate spring) connected by a connecting portion.
[0041]
As shown in FIG. 3, a small diameter portion 1 a is formed at the end of the male shaft 1. The small diameter portion 1 a is provided with a stopper plate 10 that restricts the axial movement of the needle roller 8. The stopper plate 10 includes an axial preload elastic body 11 and a pair of flat plates 12 and 13 that sandwich the axial preload elastic body 11.
[0042]
That is, in the present embodiment, the stopper plate 10 is fitted into the small diameter portion 1a in the order of the flat plate 13, the axial preloading elastic body 11, and the flat plate 12, and then the end portion 1b of the small diameter portion 1a is crimped. The small diameter portion 1a is firmly fixed.
[0043]
As a result, the stopper plate 10 can be appropriately preloaded by the axial preload elastic body 11 so that the flat roller 13 is brought into contact with the needle roller 8 so as not to move in the axial direction.
[0044]
The axial preload elastic body 11 is made of rubber, resin, or a plate spring made of a steel plate. The axial preload elastic body 11 and the flat plates 12 and 13 may be separate bodies, but are preferably integrally formed in consideration of ease of assembly.
[0045]
For example, if the elastic body 11 for axial preload is rubber, it can be integrated if it is made by vulcanizing the flat plates 12 and 13, etc., so that it is easy to assemble and a low-cost product can be made.
[0046]
Further, when the elastic body 11 for axial preload is made of resin, the corrugated shape can be integrated with the flat plates 12 and 13 to obtain the same merit.
[0047]
Further, the flat plates 12 and 13 are made of a steel plate, a resin, or a steel plate formed with a resin film.
[0048]
Further, the axial grooves 3 and 4 of the male shaft 1 are substantially perpendicular to the axial direction and have axially perpendicular surfaces 14 and 15 that contact the ball 7 and the needle roller 8.
[0049]
As described above, one side of the needle roller 8 is restricted from moving in the axial direction by the stopper plate 10 provided on the small diameter portion 1a of the male shaft 1, while the other side of the needle roller 8 is perpendicular to the axial direction. Abutting on the surface 15, the movement in the axial direction is restricted.
[0050]
The stopper plate 10 is pre-pressurized moderately so that the needle roller 8 is not moved in the axial direction by the elastic member 11 for axial pre-load by causing the flat plate 13 to contact the needle roller 8.
[0051]
Accordingly, the needle roller 8 can be appropriately preloaded and fixed without any gap in the axial direction, and the needle roller 8 is not moved in the axial direction when the male shaft 1 and the female shaft 2 slide against each other. It is possible to reliably prevent the generation of unpleasant noises such as “knack”.
[0052]
Further, the axial grooves 3 and 4 of the male shaft 1 are substantially perpendicular to the axial direction, and have axially perpendicular surfaces 14 and 15 that contact the ball 7 and the needle roller 8. The right-angled surface 15 can restrict the movement of the ball 7 and the needle roller 8 in the axial direction without providing a separate member. Therefore, the number of parts can be reduced to reduce the manufacturing cost, and further, since no separate member is used, the weight and the size can be reduced.
[0053]
Next, in the present embodiment, as shown in FIGS. 3 to 5, the three leaf springs 9 for preloading the three sets of balls 7 are connected by a ring-shaped connecting portion 20.
[0054]
That is, as shown in FIG. 3, an annular surface 21 of the step is formed in the small diameter portion 1 a at the end of the male shaft 1. A ring-shaped connecting portion 20 is fitted to the small-diameter portion 1a, and the ring-shaped connecting portion 20 is disposed along the annular surface 21 of the step.
[0055]
As long as the annular surface 21 of the step is an axial annular surface facing the axial direction of the male shaft 1, its shape or the like is not limited.
[0056]
The ring-shaped connecting portion 20 is connected to the axial end portions of the three leaf springs 9 at three locations on the periphery thereof. That is, as shown in FIG. 5, the ring-shaped connecting portion 20 is integrally formed with three leaf springs 9 extending in the axial direction.
[0057]
Therefore, although the ball 7 and the needle roller 8 are combined, the three leaf springs 9 which are rolling surfaces can be integrated to reduce the number of parts from three to one. The number of parts can be reduced, the assembly time can be shortened, and the manufacturing cost can be reduced.
[0058]
Moreover, since the ring-shaped connection part 20 is not the circular-arc-shaped connection part extended in the circumferential direction like the past, it can achieve compactization, without expanding the female shaft 2 to radial direction.
[0059]
Further, a small diameter portion 1 a formed at the end of the male shaft 1 passes through the ring-shaped connecting portion 20. Therefore, when the three leaf springs 9 are assembled, the small-diameter portion 1a at the end of the male shaft 1 is inserted into the ring-shaped connecting portion 20 so as to serve as a guide at the time of incorporation. The work can be facilitated, the assembling time can be shortened, and the manufacturing cost can be reduced.
[0060]
Further, the ring-shaped connecting portion 20 is disposed in the axial gap between the flat plate 13 of the stopper plate 10 and the annular surface 21 of the step. This axial clearance is, for example, about 0.3 to 2.0 mm.
[0061]
Due to the existence of the axial gap, the ring-shaped connecting portion 20 does not restrain the movement of the plate springs 9 even when the three plate springs 9 are deformed by torque input.
[0062]
Further, as shown in FIGS. 4 and 5, the cross-sectional shape of each leaf spring 9 is formed in a linear shape substantially parallel to the shape of the axial groove 3 of the male shaft 1. The peripheral part of the ring-shaped connection part 20 is connected. Both end portions of each leaf spring 9 are formed by folding back from the center side toward the outside.
[0063]
Further, a small diameter portion 1 a formed at the end of the male shaft 1 passes through the ring-shaped connecting portion 20. A radial gap is formed between the small diameter portion 1 a of the male shaft 1 and the ring-shaped connecting portion 20. The radial gap is, for example, 0.2 to 1.0 mm. Similar to the above-described axial gap, the ring-shaped connecting portion 20 does not restrain the movement of the leaf springs 9 when the three leaf springs 9 are deformed by torque input due to the existence of the radial gaps. It is like that.
[0064]
(Second Embodiment)
FIG. 7 is a cross-sectional view of the telescopic shaft for vehicle steering according to the second embodiment of the present invention.
[0065]
In the present embodiment, in the cross-sectional shape of each leaf spring 9, both end portions of each leaf spring 9 are folded back from the outside toward the inside. Other configurations and operations are the same as those in the above-described embodiment.
[0066]
(Third embodiment)
FIG. 8 is a cross-sectional view of the telescopic shaft for vehicle steering according to the third embodiment of the present invention.
[0067]
In the present embodiment, in the cross-sectional shape of each leaf spring 9, both end portions of each leaf spring 9 are folded back from the center side toward the outside, and a concave surface is formed on the inside surface. There are four contact points with the ball 7. Other configurations and operations are the same as those in the above-described embodiment.
[0068]
(Fourth embodiment)
FIG. 9 is a cross-sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a fourth embodiment of the present invention.
[0069]
In the present embodiment, a leaf spring member containing rubber or the like is used as the elastic body 9.
[0070]
In the cross-sectional shape of each leaf spring member 9, each leaf spring member 9 includes a base material 9a formed along the axial groove 3, an elastic portion 9b such as rubber provided inside the base material 9a, and an elastic portion 9b. And a plate portion 9c for rolling the ball 7.
[0071]
The base material 9a is configured so as not to exhibit elasticity by itself, and the leaf spring member 9 has a desired elasticity by forming an elastic portion 9b such as rubber with a sandwich structure of the base material 9a and the plate portion 9c. Has come to demonstrate.
[0072]
In addition, three peripheral edges of the ring-shaped connecting portion 20 are connected to the axial end portion of the base material 9a. Further, the plate portion 9c is formed in a planar shape. Other configurations and operations are the same as those in the above-described embodiment.
[0073]
(Fifth embodiment)
FIG. 10 is a cross-sectional view of the telescopic shaft for vehicle steering according to the fifth embodiment of the present invention.
[0074]
In the present embodiment, a leaf spring member containing rubber or the like is used as the elastic body 9.
[0075]
In the cross-sectional shape of each leaf spring member 9, each leaf spring member 9 includes a base material 9a formed along the axial groove 3, an elastic portion 9b such as rubber provided inside the base material 9a, and a base material 9a. And a plate portion 9c for rolling the ball 7 while sandwiching the elastic portion 9b therebetween.
[0076]
The base material 9a is configured so as not to exhibit elasticity by itself, and the leaf spring member 9 has a desired elasticity by forming an elastic portion 9b such as rubber with a sandwich structure of the base material 9a and the plate portion 9c. Has come to demonstrate.
[0077]
In addition, three peripheral edges of the ring-shaped connecting portion 20 are connected to the axial end portion of the base material 9a. Further, the plate portion 9c is formed in a planar shape. Other configurations and operations are the same as those in the above-described embodiment.
[0078]
(Sixth embodiment)
FIG. 11 is a cross-sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a sixth embodiment of the present invention.
[0079]
In the present embodiment, a leaf spring member containing rubber or the like is used as the elastic body 9.
[0080]
In the cross-sectional shape of each leaf spring member 9, each leaf spring member 9 includes a base material 9a formed along the axial groove 3, an elastic portion 9b such as rubber provided inside the base material 9a, and an elastic portion 9b. And a plate portion 9c for rolling the ball 7.
[0081]
The base material 9a is configured so as not to exhibit elasticity by itself, and the leaf spring member 9 has a desired structure by forming an elastic portion 9b such as rubber with a sandwich structure of the base material 9a and the plate portion 9c. It is designed to exhibit elasticity.
[0082]
In addition, three peripheral edges of the ring-shaped connecting portion 20 are connected to the axial end portion of the base material 9a. Further, the plate portion 9c is formed in an arc shape. Other configurations and operations are the same as those in the above-described embodiment.
[0083]
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible.
[0084]
【The invention's effect】
As described above, according to claim 1, at least two preload elastic bodies are connected by a connecting portion disposed at or near the end of the male shaft, and in the circumferential direction as in the prior art. Since it is not an arc-shaped connecting part that extends, the female shaft can be made compact without expanding the diameter in the radial direction, and each elastic body is integrally connected by the connecting part. The number of points can be reduced, the assembly time can be shortened, and the manufacturing cost can be reduced.
[0085]
According to claim 2, at least two preload elastic bodies are connected by a ring-shaped connecting portion disposed along an axial annular surface facing the axial direction of the male shaft, Since it is not an arc-shaped connecting portion extending in the circumferential direction, the female shaft can be made compact without expanding the diameter in the radial direction, and each elastic body is integrally connected by the connecting portion. Therefore, the number of parts can be reduced, the assembly time can be shortened, and the manufacturing cost can be reduced.
[0086]
Furthermore, according to claim 3, the small diameter part formed in the edge part of the male shaft has penetrated the ring-shaped connection part. Therefore, when assembling the elastic body for radial preload, the small diameter part at the end of the male shaft is inserted into the ring-shaped connecting part to serve as a guide for this assembling. Therefore, the assembly time can be shortened and the manufacturing cost can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
FIG. 3 is an enlarged vertical cross-sectional view in which a main part of FIG. 1 is enlarged.
4 is a cross-sectional view taken along line YY of FIG.
FIG. 5 is a perspective view of an elastic body (plate spring) connected by a connecting portion.
6 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a cross-sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a cross-sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a side view of a general automobile steering mechanism.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Male shaft 1a Small diameter part 1b Clamping part 2 Female shafts 3, 4 Axial direction groove (1st intervention part)
5,6 Axial groove (second intervention part)
7 Spherical body (ball, torque transmission member)
8 Columnar body (needle roller, torque transmission member)
9 Elastic body (leaf spring, leaf spring member)
9a Base material 9b Elastic portion 9c Plate portion 10 Stopper plate 11 Axial preload elastic body 12, 13 Flat plate 14, 15 Axially perpendicular surface 20 Ring-shaped connecting portion 21 Stepped annular surface (axial annular surface)

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。
In a telescopic shaft for vehicle steering, which is incorporated in a steering shaft of a vehicle, and a male shaft and a female shaft are fitted to each other so as not to be rotatable and slidable.
At least two sets of torque transmission members are disposed on at least two sets of interposing portions formed on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft via at least two preload elastic bodies,
The telescopic shaft for vehicle steering, wherein the at least two preload elastic bodies are connected by a connecting portion disposed at or near an end of the male shaft.
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。
In a telescopic shaft for vehicle steering, which is incorporated in a steering shaft of a vehicle, and a male shaft and a female shaft are fitted to each other so as not to be rotatable and slidable.
At least two sets of torque transmission members are disposed on at least two sets of interposing portions formed on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft via at least two preload elastic bodies,
The telescopic shaft for vehicle steering, wherein the at least two preload elastic bodies are connected by a ring-shaped connecting portion disposed along an axial annular surface facing the axial direction of the male shaft. .
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。The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 2, wherein a small-diameter portion formed at an end of the male shaft passes through the ring-shaped connecting portion.
JP2002286384A 2002-09-30 2002-09-30 Telescopic shaft for vehicle steering Expired - Fee Related JP3800159B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002286384A JP3800159B2 (en) 2002-09-30 2002-09-30 Telescopic shaft for vehicle steering

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2002286384A JP3800159B2 (en) 2002-09-30 2002-09-30 Telescopic shaft for vehicle steering

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2004122833A JP2004122833A (en) 2004-04-22
JP3800159B2 true JP3800159B2 (en) 2006-07-26

Family

ID=32279453

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2002286384A Expired - Fee Related JP3800159B2 (en) 2002-09-30 2002-09-30 Telescopic shaft for vehicle steering

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3800159B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005313691A (en) * 2004-04-27 2005-11-10 Nsk Ltd Telescopic shaft for vehicle steering
FR2875279B1 (en) * 2004-09-14 2006-11-24 Nacam France Sas JOINT HOLDING BALL JOINT DEVICE OF TWO SLIDING TREES
KR101141486B1 (en) * 2008-01-30 2012-05-04 주식회사 만도 Universal Joint for Steering Apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2004122833A (en) 2004-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4196630B2 (en) Telescopic shaft for vehicle steering
JP4196642B2 (en) Telescopic shaft for vehicle steering
JP4254194B2 (en) Telescopic shaft for vehicle steering
JP4258470B2 (en) Telescopic shaft for vehicle steering and telescopic shaft for vehicle steering with cardan shaft joint
JP4419841B2 (en) Telescopic shaft for vehicle steering
JPWO2004062981A1 (en) Telescopic shaft for vehicle steering
EP1547903A1 (en) Vehicle steering telescopic shaft
GB2395995A (en) Vehicle steering telescopic shaft
US20060082120A1 (en) Telescopic shaft for motor vehicle steering
JPWO2005002947A1 (en) Telescopic shaft for vehicle steering
JP3800159B2 (en) Telescopic shaft for vehicle steering
JP4586983B2 (en) Telescopic shaft for vehicle steering
JP4100128B2 (en) Telescopic shaft for vehicle steering
JP4544252B2 (en) Telescopic shaft for vehicle steering and telescopic shaft for vehicle steering with cardan shaft joint
JP2003118594A (en) Vehicle steering expansion shaft
JP2007191149A5 (en)
JP2005262919A (en) Telescopic shaft for vehicle steering
JP2003063414A (en) Vehicle steering extension rod

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20050720

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060404

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060417

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100512

Year of fee payment: 4

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees