JP2004142604A

JP2004142604A - Expansion spindle for vehicle steering

Info

Publication number: JP2004142604A
Application number: JP2002309879A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Yamada; 山田　康久
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2002-10-24
Filing date: 2002-10-24
Publication date: 2004-05-20
Anticipated expiration: 2022-10-24
Also published as: JP4100128B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce manufacturing cost by reducing the number of components and facilitating assembling work while downsizing it. <P>SOLUTION: Three pairs of needle rollers 7 (first cylindrical bodies) are fitted slidably between three pairs of axial grooves 3 and 5 respectively formed between a male spindle 1 and a female spindle 2 via a plate spring 9. Three pairs of needle rollers 8 (second cylindrical bodies) are fitted slidably between three pairs of axial grooves 4 and 6 respectively formed between the male spindle 1 and the female spindle 2. When relative moving axially, the male spindle 1 and the female spindle 2 can slidably move axially with stable slide-movement load since the needle rollers 7 and 8 are pre-loaded to a degree enough to avoid looseness for the male spindle 2 with the plate spring 9. When transmitting torque, torque can be transmitted in a high rigid state while looseness in a rotation direction between the male spindle 1 and the female spindle 2 are prevented assuredly since the needle rollers 7 can be constrained circumferentially by the plate spring. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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１４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、複数組のトルク伝達部材（円柱体）が嵌合してある。
【０００４】
各組のトルク伝達部材（円柱体）は、軸方向に並列した複数個のニードルローラからなっている。
【０００５】
これにより、トルク非伝達時（摺動時）には、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。また、トルク伝達時には、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】
さらに、ニードルローラの回転方向（周方向）のガタ付きを防止するため、樹脂製の調整部材（保持器）が設けてある。
【０００７】
【特許文献１】
欧州特許出願公開ＥＰ１０７８８４３Ａ１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上述した特許文献１では、ステアリング用シャフトに求められる、ニードルローラの回転方向（周方向）のガタ付きを防止するため、樹脂製の調整部材（保持器）が設けてある。この樹脂製の調整部材（保持器）により、雄軸、雌軸、ニードルローラ間における微小な隙間を調整することができる。
【０００９】
しかしながら、樹脂製の調整部材（保持器）では、耐摩耗性に問題があり、長期間にわたってガタつきのない性能を維持することが困難である。そのため、摩耗が生じると、ステアリングシャフトにガタ付きを感じるといったことがある。
【００１０】
また、上記特許文献１の伸縮軸は、テレスコピック用として使われるので、軸方向に相対移動をすることが求められ、雄軸・雌軸間で相対移動をするからには、摺動部には隙間を持たざるを得ないという構造上の問題点を抱えている。
【００１１】
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、コンパクト化を図りつつ、部品点数を削減し、組立作業を容易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。
【００１２】
【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とに設けられた第１介装部と、該第１介装部に配置され前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動する第１トルク伝達部材と、前記第１介装部に前記第１トルク伝達部材に径方向に隣接して配置され、回転の際には前記第１トルク伝達部材を拘束し、非回転の際には前記第１トルク伝達部材を介して前記雄軸と前記雌軸とに予圧を与える弾性体、とからなる第１のトルク伝達装置と、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに設けられた第２介装部と、該第２介装部に配置され前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動し、回転の際にはトルクを伝達する第２トルク伝達部材とからなる第２のトルク伝達装置と、を具備することを特徴とする。
【００１３】
このように、本発明の請求項１によれば、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、第１及び第２トルク伝達部材を雌軸に対してガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸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。
【００１４】
トルク伝達時、弾性体により、第１及び第２トルク伝達部材を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の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することができる。
【００１５】
また、請求項２に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記第１及び第２トルク伝達部材は、夫々、円柱体からなることを特徴とする。
【００１６】
このように、請求項２によれば、第１及び第２トルク伝達部材は、夫々、円柱体からなり、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、円柱体を雌軸に対してガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸と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。また、トルク伝達時、弾性体により、円柱体を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の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することができる。
【００１７】
さらに、請求項３に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記円柱体の表面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする。
【００１８】
このように、請求項３によれば、更に摺動荷重を低くしたい場合は、第１及び第２トルク伝達部材である円柱体（ニードルローラ）の表面に、固体潤滑皮膜を形成する。摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【００１９】
さらに、請求項４に係る車両ステアリング用伸縮軸は、雌軸の内周面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする
このように、請求項４によれば、雌軸の内周面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【００２０】
さらに、請求項５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とに設けられた介装部と、該介装部に配置され前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動するトルク伝達部材と、前記介装部に前記トルク伝達部材に径方向に隣接して配置され、回転の際には前記トルク伝達部材を拘束し、非回転の際には前記トルク伝達部材を介して前記雄軸と前記雌軸とに予圧を与える弾性体と、からなる第１のトルク伝達装置と、
前記雌軸の内周面と前記雄軸の外周面との一方に形成した軸方向溝と、該軸方向溝に嵌合するように、前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面との他方に形成し、前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動し、回転の際にはトルクを伝達する軸方向突条部と、からなる第２のトルク伝達装置と、を具備することを特徴とする。
【００２１】
このように、請求項５によれば、雌軸の内周面と雄軸の外周面との一方に形成した軸方向溝と、該軸方向溝に嵌合するように、雄軸の外周面と雌軸の内周面との他方に形成し、雄軸と雌軸との軸方向相対移動の際には摺動し、回転の際にはトルクを伝達する軸方向突条部と、からなる第２のトルク伝達装置を備えている。
【００２２】
従って、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、トルク伝達部材と軸方向突条部をガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸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。また、トルク伝達時、弾性体により、トルク伝達部材と軸方向突条部を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の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することができる。
【００２３】
また、雄軸の外周面と雌軸の内周面との他方には、トルクを伝達する軸方向突条部が設けてあるため、上述した請求項１乃至４における第２トルク伝達部材を廃止することができ、部品点数を削減し、組立作業を容易して製造コストを低減することができる。
【００２４】
さらに、請求項６に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記第１トルク伝達部材は、円柱体からなることを特徴とする。
【００２５】
このように、請求項６によれば、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、円柱体と軸方向突条部をガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸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。また、トルク伝達時、弾性体により、円柱体と軸方向突条部を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の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することができる。
【００２６】
さらに、請求項７に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記円柱体の表面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする。
【００２７】
このように、請求項７によれば、円柱対の表面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【００２８】
さらに、請求項８に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記雌軸の内周面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする。
【００２９】
このように、請求項８によれば、雌軸の内周面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【００３０】
さらに、請求項９に係る車両ステアリング用伸縮軸は、前記雄軸の外周面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする。
【００３１】
このように、請求項９によれば、雄軸の外周面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【００３２】
【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。
【００３３】
（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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
軸方向溝３，５は、後述する３組の第１円柱体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組の第２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。
【００３８】
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（第１円柱体）７が転動自在に介装して構成されている。
【００３９】
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（第２円柱体）８が摺動自在に介装して構成されている。
【００４０】
板バネ９は、トルク非伝達時には、第１円柱体７と第２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、弾性変形して第１円柱体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。なお、第１円柱体７と第２円柱体８は、ニードルローラであってもよい。
【００４１】
また、軸方向に伸縮運動をする際には、板バネ９によって予圧を受けているニードルローラ７と雌軸の溝５との間で積極的に摺動が発生する。さらに、トルクが負荷されると、板バネ９がたわみ、雄軸１の軸方向溝４とニードルローラ８と雌軸２の軸方向溝６との間で徐々にトルクを受けるようになる。
【００４２】
このように、板バネ９の予圧機構により、ニードルローラ７，８を介して３箇所均等に予圧をかけることにより、従来のスプライン構造が根本的に解決できないでいる微小な隙間によるガタを防止することができる。予圧をかける構造で配慮しなければいけないことは、（１）円周上に均等に予圧をかけること、（２）ガタ（フリープレイ）をなくし、ステアリングの操舵感を損なわないように最低限必要な予圧荷重を与えること、（３）十分な耐久性を有すること、である。
【００４３】
本実施の形態は、３箇所均等に予圧を必要なだけかけることができ、低入力トルクに対してガタつきを防止できる。しかも、入力トルクが増大した際には、他のニードルローラ８（板バネ９の予圧機構のない箇所）がトルクによる負荷を受けるため、より高い捩り剛性を発生することができる。
【００４４】
板バネ９のたわみ量は、雄軸１の軸方向溝４とニードルローラ８と雌軸６との間の微小隙間分だけで、入力トルクが増大しても板バネ９に掛かる負荷、たわみ量は大きく変わらない。よって、板バネ９の性能を長期にわたって保つことができる。
【００４５】
さらに、本実施の形態では、トルク伝達部材としてニードルローラ７，８を採用しているが、これは、ニードルローラ７，８が大量生産品で、低コストで採用できること。熱処理、研磨加工してあるため低摺動荷重を実現するとともに高い耐久性（耐摩耗性が高い）を有していること。数ミクロン単位での直径サイズの選択が可能であり、すきま管理が非常に容易であることが挙げられる。
【００４６】
従来のスプライン構造では、トルク伝達＋摺動により雄軸と雌軸の接触面が摩耗し、隙間の増加がガタつきの増大となりステアリング操舵感の悪化につながっていた。
【００４７】
本実施の形態の場合、トルク伝達部材（ニードルローラ７，８）又は軸方向溝５，６が摩耗をしたとしても、板バネ９に予圧をかけているため、雄軸１の軸方向溝３−板バネ９−ニードルローラ７−雌軸２の軸方向溝５間に、隙間は発生しないため、ガタ付きは起こらない。したがって、長期にわたりガタ付きのないトルク伝達特性と低摺動特性を維持することができる。
【００４８】
図３は、図１のＹ−Ｙ線に沿った横断面図である。図４は、連結部により連結した弾性体（板バネ）の斜視図である。図５は、図１の矢印Ａの矢視図である。
【００４９】
図１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。
【００５０】
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、小径部１ａに堅固に固定してある。
【００５１】
本実施の形態では、雄軸１の小径部１ａに、周方向溝３１が形成してあり、この周方向溝３１に、止め輪３２が嵌合してある。これにより、ストッパープレート１０が軸方向に固定してある。なお、ストッパープレート１０の固定方法は、止め輪３２に限らず、加締め、螺合手段、プッシュナット等であってもよい。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
また、雄軸１の軸方向溝３，４は、軸方向に略直角であって、ニードルローラ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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
また、雄軸１の軸方向溝３，４は、軸方向に略直角であって、ニードルローラ７，８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、ニードルローラ７，８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。
【００６２】
次に、本実施の形態では、図１、図３、及び図４に示すように、３組のニードルローラ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。
【００６３】
すなわち、図１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。
【００６４】
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。
【００６５】
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４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。
【００６６】
従って、ニードルローラ７，８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、組立性を向上させて、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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
さらに、図３及び図４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。
【００７２】
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。
【００７３】
次に、図１及び図６に示すように、本実施の形態では、雌軸２の６個の軸方向溝５，６に、径方向に隙間を介して、雄軸１の外周面に６個の軸方向溝３，４と軸方向に同軸に形成した６個の略円弧状の突起部４０が嵌合してある。
【００７４】
従って、ニードルローラ７，８が何らかの原因によって雄軸１から脱落し又は破損した場合等には、雌軸２の軸方向溝５，６に、雄軸１の突起部４０が嵌合し、これにより、雄軸１と雌軸２とは、トルクを伝達することができ、フェイルセーフ機能の役割を果たすことができる。
【００７５】
また、この際、図６に示すように、軸方向溝５，６と、突起部４０との間には、隙間が設けてあるため、運転者は、ステアリングホイール上に大きなガタ付きを感じることができ、ステアリング系の故障等を察知することができる。
【００７６】
さらに、図１に示すように、雄軸１の突起部４０は、雄軸１の軸方向溝３，４と軸方向に同軸に形成してあり、ニードルローラ７，８とも軸方向に同軸であることから、ニードルローラ７，８の軸方向の移動を規制するストッパーの役割も果たし、ニードルローラ７，８の抜けの可能性を減少して、フェイルセーフ機能をより一層向上することができる。
【００７７】
さらに、雄軸１の突起部４０は、雄軸１の軸方向溝３，４と軸方向に同軸に形成してあり、ニードルローラ７，８とも軸方向に同軸であることから、雄軸１と雌軸２の径方向寸法を小さくして、コンパクト化を図ることができる。
【００７８】
また、雄軸１の突起部４０は、上記のように、ニードルローラ７，８と軸方向に同軸であり、その上、ニードルローラ７，８の周方向における組数と、突起部４０の周方向における個数とが同一に設定してあることから、ニードルローラ７，８の軸方向の移動を規制するストッパーの役割を確実に果たすことができ、ニードルローラ７，８の抜けの可能性をより一層減少することができる。
【００７９】
さらに、雌軸２の端部は、その内方に向けて変形した内方変形部４１を有している。この内方変形部４１は、具体的には、雌軸２の端部を加締めて形成してある。
【００８０】
これにより、雄軸１を雌軸２から抜ける方向に相対移動させた時、雌軸２の端部に形成した内方変形部４１（例えば、加締め部）に、雄軸１の突起部４０が係止（干渉）する。これにより、雄軸１は、雌軸２からむやみに分離できない構造になっている。
【００８１】
（第２実施の形態）
次に、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。
【００８２】
本実施の形態では、第１実施の形態に対し、更に摺動荷重を低くしたい場合には、トルク伝達部材であるニードルローラ７，８の表面に固体潤滑皮膜５０を形成する。摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜５０を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【００８３】
固体潤滑皮膜の形成方法としては、（１）二硫化モリブデンの紛体をバインダー中に分散子混合し、それを吹きつけ、または、浸漬後に焼き付けて皮膜を形成する方法、（２）ＰＴＦＥ（四フッ化エチレン）の紛体をバインダー中に分散子混合し、それを吹きつけ、または、浸漬後に焼き付けて皮膜を形成する方法がある。
【００８４】
また、図８は、本発明の第２実施の形態の第１変形例に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【００８５】
本変形例では、ニードルローラ７，８の表面に、固体潤滑皮膜５０を形成すると共に、雌軸２の内周面には、固体潤滑皮膜８０が形成してある。
【００８６】
摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば、摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜８０を形成して、摩擦係数を小さくすることで、更なる低摺動荷重を実現することができる。固体潤滑皮膜の形成方法は、上述した場合と同様である。
【００８７】
さらに、図９は、本発明の第２実施の形態の第２変形例に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【００８８】
本変形例では、ニードルローラ７，８に、固体潤滑皮膜５０を形成することなく、雌軸２の内周面にのみ、固体潤滑皮膜８０が形成してある。
【００８９】
摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば、摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜８０を形成して、摩擦係数を小さくすることで、更なる低摺動荷重を実現することができる。固体潤滑皮膜の形成方法は、上述した場合と同様である。
【００９０】
（第３実施の形態）
図１０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縦断面図である。図１１は、図１０のＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。
【００９１】
本実施の形態では、第１実施の形態に対し、板バネ９による予圧の掛かっていない箇所のニードルローラ８を廃止し、その代わりに、雄軸１に軸方向突条部６０が一体的に形成してある。
【００９２】
このように、ニードルローラ８を３箇所廃止できるため、部品点数削減効果により、コストダウンが可能である。
【００９３】
雄軸１の軸方向突条部６０と、雌軸２の軸方向溝６との凹凸形状は、トルクの伝達が可能であれば、いかなる形状であってもよいい。例えば、セレーション、スプライン形状でもよい。
【００９４】
なお、軸方向突条部は、必ずしも雄軸に設ける必要がなく、雄軸１の外周面には、軸方向溝を形成して、雌軸２の内周面に、軸方向突条部が形成してあってもよい。
【００９５】
また、軸方向突条部６０を含む雄軸１の表面には、固体潤滑皮膜７０を形成する。摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜７０を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。固体潤滑皮膜の形成方法は、上述した場合と同様である。なお、予圧を受けているニードルローラ７には、固体潤滑皮膜は形成していない。
【００９６】
さらに、図１０に示すように、軸方向のストッパー部品として、ストッパープレート１０が小径部１ａの端部１ｂに加締め固定してある。ストッパープレート１０には、特に弾性体ははさみこまれていないが、ニードルローラ７，８を軸方向に隙間なく確実に固定できれば、図１０に示す構造であっても良い。
【００９７】
（第４実施の形態）
次に、図１２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。
【００９８】
本実施の形態では、第３実施の形態に対し、更に摺動荷重を低くしたい場合には、トルク伝達部材であるニードルローラ７，８の表面に固体潤滑皮膜５０を形成する。摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜５０を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。固体潤滑皮膜の形成方法は、上述した場合と同様である。
【００９９】
また、図１３は、本発明の第４実施の形態の第１変形例に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【０１００】
本変形例では、雄軸１の表面に、固体潤滑皮膜７０を形成することなく、雌軸２の内周面にのみ、固体潤滑皮膜８０が形成してある。
【０１０１】
摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば、摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜８０を形成して、摩擦係数を小さくすることで、更なる低摺動荷重を実現することができる。固体潤滑皮膜の形成方法は、上述した場合と同様である。
【０１０２】
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。
【０１０３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の請求項１によれば、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、第１及び第２トルク伝達部材を雌軸に対してガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸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。
【０１０４】
トルク伝達時、弾性体により、第１及び第２トルク伝達部材を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の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することができる。
【０１０５】
また、請求項２によれば、第１及び第２トルク伝達部材は、夫々、円柱体からなり、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、円柱体を雌軸に対してガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸と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。また、トルク伝達時、弾性体により、円柱体を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の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することができる。
【０１０６】
さらに、請求項３によれば、更に摺動荷重を低くしたい場合は、第１及び第２トルク伝達部材である円柱体（ニードルローラ）の表面に、固体潤滑皮膜を形成する。摺動荷重は、摩擦係数に負荷された荷重を乗じたものであるため、摩擦係数を低くすることができれば摺動荷重を低くすることができる。よって、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【０１０７】
さらに、請求項４によれば、雌軸の内周面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【０１０８】
さらに、請求項５によれば、請求項５によれば、雌軸の内周面と雄軸の外周面との一方に形成した軸方向溝と、該軸方向溝に嵌合するように、雄軸の外周面と雌軸の内周面との他方に形成し、雄軸と雌軸との軸方向相対移動の際には摺動し、回転の際にはトルクを伝達する軸方向突条部と、からなる第２のトルク伝達装置を備えている。
【０１０９】
従って、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、トルク伝達部材と軸方向突条部をガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸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。また、トルク伝達時、弾性体により、トルク伝達部材と軸方向突条部を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の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することができる。
【０１１０】
また、雄軸の外周面と雌軸の内周面との他方には、トルクを伝達する軸方向突条部が設けてあるため、上述した請求項１乃至４における第２トルク伝達部材を廃止することができ、部品点数を削減し、組立作業を容易して製造コストを低減することができる。
【０１１１】
さらに、請求項６によれば、トルク非伝達時（軸方向相対移動時）には、弾性体により、円柱体と軸方向突条部をガタ付きのない程度に径方向及び周方向に予圧しているため、雄軸と雌軸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。また、トルク伝達時、弾性体により、円柱体と軸方向突条部を周方向に拘束できるようになっているため、雄軸と雌軸の間の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することができる。
【０１１２】
さらに、請求項７によれば、円柱対の表面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【０１１３】
さらに、請求項８によれば、雌軸の内周面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【０１１４】
さらに、請求項９によれば、雄軸の外周面に、固体潤滑皮膜を形成して、摩擦係数を小さくすることで更なる低摺動荷重を実現することができる。
【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Ｙ−Ｙ線に沿った横断面図である。
【図４】連結部により連結した弾性体（板バネ）の斜視図である。
【図５】図１の矢印Ａの矢視図である。
【図６】図１のＺ−Ｚ線に沿った横断面図である。
【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２実施の形態の第１変形例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２実施の形態の第２変形例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３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１１】図１０のＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。
【図１２】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１３】本発明の第４実施の形態の第１変形例に係る車両ステアリング用伸縮軸の横断面図である。
【図１４】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　第１円柱体（ニードルローラ、第１トルク伝達部材）
８　第２円柱体（ニードルローラ、第２トルク伝達部材）
９　弾性体（板バネ）
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）
３１　周方向溝
３２　止め輪
４０　突起部
４１　内方変形部（加締め部）
５０　固体潤滑皮膜
６０　軸方向突状部
７０　固体潤滑皮膜
８０　固体潤滑皮膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a telescopic shaft for a vehicle steering that can realize stable sliding load, reliably prevent backlash, and transmit torque in a highly rigid state.
[0002]
[Prior art]
FIG. 14 shows a steering mechanism of a general automobile. “A” and “b” in FIG. The telescopic shaft a has a male shaft and a female shaft spline-fitted. The telescopic shaft a absorbs the axial displacement generated when the automobile runs, and the telescopic shaft a is mounted on the steering wheel. Performance that does not transmit displacement or vibration is required. Such a performance is achieved by a structure in which the body has a sub-frame structure, a portion c for fixing the upper part of the steering mechanism and a frame e to which the steering rack d is fixed are separate bodies, and an elastic body f such as rubber is provided therebetween. It is generally required in the case of a structure that is fastened and fixed via a. Further, as another case, when the steering shaft coupling g is fastened to the pinion shaft h, the operator may need to contract the telescopic shaft once, and then fit and fasten the pinion shaft h so that the telescopic function is required. . Further, the telescopic shaft b at the upper part of the steering mechanism is also one in which the male shaft and the female shaft are spline-fitted, and the telescopic shaft b has an optimal position for the driver to drive the car. The function of adjusting the position by moving the position of the steering wheel i in the axial direction and obtaining the function of expanding and contracting in the axial direction is required. In all of the above cases, the telescopic shaft is required to reduce the rattling noise of the spline part, reduce the rattling on the steering wheel, and reduce the sliding resistance during axial sliding operation. Is done.
[0003]
For this reason, in Patent Document 1, a plurality of sets of torque transmitting members (cylindrical bodies) are fitted 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. It is.
[0004]
Each set of torque transmitting members (cylindrical members) is composed of a plurality of needle rollers arranged in parallel in the axial direction.
[0005]
This prevents rattling between the male shaft and the female shaft when torque is not transmitted (sliding), and the male shaft and the female shaft are rotated by a stable sliding load without rattling. Can slide in any direction. Further, at the time of torque transmission, the male shaft and the female shaft can prevent the rattling in the rotation direction and transmit the torque in a highly rigid state.
[0006]
Further, in order to prevent rattling in the rotation direction (circumferential direction) of the needle roller, a resin adjustment member (cage) is provided.
[0007]
[Patent Document 1]
European Patent Application Publication No. EP1078843A1
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
In Patent Literature 1 described above, a resin adjustment member (retainer) is provided in order to prevent rattling in the rotation direction (circumferential direction) of the needle roller required for the steering shaft. With this resin adjustment member (cage), a minute gap between the male shaft, the female shaft and the needle roller can be adjusted.
[0009]
However, the adjustment member (cage) made of resin has a problem in abrasion resistance, and it is difficult to maintain performance without rattling for a long period of time. Therefore, when wear occurs, the steering shaft may feel loose.
[0010]
Further, since the telescopic shaft of Patent Document 1 is used for telescopic use, it is required that the telescopic shaft be relatively moved in the axial direction. It has a structural problem of having to have it.
[0011]
The present invention has been made in view of the circumstances described above, and realizes a stable sliding load, reliably prevents backlash in the rotational direction, can transmit torque in a highly rigid state, In addition, it is an object of the present invention to provide a telescopic shaft for a vehicle steering that can reduce the number of parts, facilitate assembly work, and reduce manufacturing cost while achieving compactness.
[0012]
[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 mounted on a steering shaft of a vehicle, and a male shaft and a female shaft are non-rotatably and slidably fitted to each other. In the telescopic shaft for steering,
A first interposed portion provided on an outer peripheral surface of the male shaft and an inner peripheral surface of the female shaft; and when the male shaft and the female shaft are disposed in the first interposed portion and are relatively moved in the axial direction. A first torque transmitting member that slides, and the first torque transmitting member is disposed in the first interposition portion radially adjacent to the first torque transmitting member, and restrains the first torque transmitting member during rotation; A first torque transmission device comprising: an elastic body that applies a preload to the male shaft and the female shaft via the first torque transmission member when not rotating;
A second interposed portion provided on an outer peripheral surface of the male shaft and an inner peripheral surface of the female shaft; and when the male shaft and the female shaft are disposed in the second interposed portion and are relatively moved in the axial direction. And a second torque transmitting device comprising: a second torque transmitting member that slides and transmits torque when rotating.
[0013]
Thus, according to the first aspect of the present invention, when torque is not transmitted (during relative movement in the axial direction), the first and second torque transmitting members are not rattled with respect to the female shaft by the elastic body. The radial and circumferential preloads to a certain degree can reliably prevent rattling between the male and female shafts, and ensure that the male and female shafts have a stable sliding load without rattling. Can slide in the axial direction.
[0014]
At the time of torque transmission, the first and second torque transmission members can be restrained in the circumferential direction by the elastic body, so that it is possible to reliably prevent the backlash in the rotational direction between the male shaft and the female shaft, thereby achieving high rigidity. The torque can be transmitted in the state described above.
[0015]
Further, the telescopic shaft for vehicle steering according to claim 2 is characterized in that the first and second torque transmitting members are each formed of a cylindrical body.
[0016]
As described above, according to the second aspect, the first and second torque transmitting members are each formed of a cylindrical body, and when the torque is not transmitted (during relative movement in the axial direction), the cylindrical body is formed by the elastic body. Because the shaft is preloaded in the radial and circumferential directions to the extent that there is no backlash, the backlash between the male and female shafts can be reliably prevented, and the male and female shafts are It can slide in the axial direction with a stable sliding load without backlash. In addition, during torque transmission, the cylindrical body can be constrained in the circumferential direction by the elastic body, so that it is possible to reliably prevent backlash in the rotational direction between the male shaft and the female shaft, and to maintain the torque in a highly rigid state. Can be transmitted.
[0017]
Further, the telescopic shaft for vehicle steering according to claim 3 is characterized in that a low friction solid lubricating film is formed on the surface of the cylindrical body.
[0018]
As described above, according to the third aspect, when it is desired to further reduce the sliding load, a solid lubricating film is formed on the surface of the cylindrical body (needle roller) as the first and second torque transmitting members. The sliding load is obtained by multiplying the friction coefficient by the applied load. Therefore, if the friction coefficient can be reduced, the sliding load can be reduced. Therefore, a further low sliding load can be realized by forming a solid lubricating film and reducing the friction coefficient.
[0019]
Further, the telescopic shaft for vehicle steering according to claim 4 is characterized in that a low friction solid lubricating film is formed on the inner peripheral surface of the female shaft.
As described above, according to the fourth aspect, a solid lubricating film is formed on the inner peripheral surface of the female shaft to reduce the friction coefficient, so that a further low sliding load can be realized.
[0020]
Furthermore, the telescopic shaft for vehicle steering according to claim 5 is a telescopic shaft for vehicle steering in which a male shaft and a female shaft are non-rotatably and slidably fitted to each other by being incorporated into a steering shaft of a vehicle.
An interposition portion provided on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft, and sliding when the male shaft and the female shaft are disposed in the interposition portion in the axial relative movement. A torque transmitting member that is disposed radially adjacent to the torque transmitting member in the interposition portion, and constrains the torque transmitting member when rotating, and via the torque transmitting member when not rotating. A first torque transmission device comprising: an elastic body that applies a preload to the male shaft and the female shaft.
An axial groove formed on one of an inner peripheral surface of the female shaft and an outer peripheral surface of the male shaft; and an outer peripheral surface of the male shaft and an inner peripheral surface of the female shaft so as to fit into the axial groove. An axial ridge that slides when the male shaft and the female shaft move relative to each other in the axial direction, and transmits torque when the male shaft and the female shaft rotate. And a transmission device.
[0021]
Thus, according to the fifth aspect, the axial groove formed on one of the inner peripheral surface of the female shaft and the outer peripheral surface of the male shaft, and the outer peripheral surface of the male shaft so as to fit into the axial groove. Formed on the other of the inner peripheral surface of the female shaft and the female shaft, slides when the male shaft and the female shaft move relative to each other in the axial direction, and transmits a torque when rotating, and an axial ridge portion. A second torque transmission device.
[0022]
Therefore, when torque is not transmitted (at the time of relative movement in the axial direction), the elastic member preloads the torque transmitting member and the axial ridge in the radial direction and the circumferential direction to the extent that there is no play. Rattling between the shaft and the female shaft can be reliably prevented, and the male shaft and the female shaft can slide in the axial direction with a stable sliding load without rattling. Also, at the time of torque transmission, since the torque transmitting member and the axial ridge can be restrained in the circumferential direction by the elastic body, it is possible to reliably prevent the play in the rotational direction between the male shaft and the female shaft. The torque can be transmitted in a state of high rigidity.
[0023]
Further, since the other of the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft is provided with an axial ridge for transmitting torque, the second torque transmitting member according to claims 1 to 4 is eliminated. The number of parts can be reduced, the assembling work can be facilitated, and the manufacturing cost can be reduced.
[0024]
Furthermore, the telescopic shaft for vehicle steering according to claim 6 is characterized in that the first torque transmitting member is formed of a cylindrical body.
[0025]
Thus, according to claim 6, when torque is not transmitted (at the time of relative movement in the axial direction), the elastic body causes the cylindrical body and the axial ridge in the radial direction and the circumferential direction to have no backlash. Preload prevents rattling between the male and female shafts and ensures that the male and female shafts slide in the axial direction with a stable sliding load without rattling. Can be. Also, at the time of torque transmission, the elastic body allows the cylindrical body and the axial ridge to be constrained in the circumferential direction, so that it is possible to reliably prevent backlash in the rotational direction between the male shaft and the female shaft, Torque can be transmitted with high rigidity.
[0026]
Further, the telescopic shaft for vehicle steering according to claim 7 is characterized in that a low friction solid lubricating film is formed on the surface of the cylindrical body.
[0027]
As described above, according to the seventh aspect, a further low sliding load can be realized by forming a solid lubricating film on the surface of the pair of cylinders and reducing the friction coefficient.
[0028]
Further, the telescopic shaft for vehicle steering according to claim 8 is characterized in that a low-friction solid lubricating film is formed on the inner peripheral surface of the female shaft.
[0029]
Thus, according to claim 8, a further low sliding load can be realized by forming a solid lubricating film on the inner peripheral surface of the female shaft and reducing the friction coefficient.
[0030]
Further, the telescopic shaft for vehicle steering according to claim 9 is characterized in that a low-friction solid lubricating film is formed on the outer peripheral surface of the male shaft.
[0031]
Thus, according to the ninth aspect, a further low sliding load can be realized by forming a solid lubricating film on the outer peripheral surface of the male shaft and reducing the friction coefficient.
[0032]
BEST MODE FOR CARRYING OUT 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.
[0033]
(1st 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.
[0034]
As shown in FIG. 1, a telescopic shaft for vehicle steering (hereinafter, referred to as a telescopic shaft) is composed of a male shaft 1 and a female shaft 2 which are non-rotatably and slidably fitted to each other.
[0035]
As shown in FIG. 2, on the outer peripheral surface of the male shaft 1, three axial grooves 3 equally distributed at 120 ° intervals in the circumferential direction extend. Also, on the outer peripheral surface of the male shaft 1, three substantially arc-shaped axial grooves 4 are arranged at equal intervals of 120 degrees in the circumferential direction between the three axial grooves 3 in the circumferential direction. Are formed to extend.
[0036]
On the inner peripheral surface of the female shaft 2, three substantially arc-shaped axial grooves 5 equally distributed at 120 ° intervals in the circumferential direction are formed to extend. On the inner peripheral surface of the female shaft 2, three substantially arc-shaped axial grooves are provided between the three axial grooves 5 in the circumferential direction and equally spaced at 120 degrees in the circumferential direction. 6 is formed to extend.
[0037]
The axial grooves 3 and 5 constitute three sets of first interposing portions for three sets of first cylindrical bodies 7 described later, and the axial grooves 4 and 6 form three sets of second Three sets of second interposing portions for the cylindrical body 8 are configured. These three sets of axial grooves 3, 5 (first interposed part) and three sets of axial grooves 4, 6 (second interposed part) are alternately arranged in the circumferential direction. Are equally spaced at 60 degree intervals.
[0038]
The first torque transmission device is provided between three axial grooves 3 of the male shaft 1 and three axial grooves 5 of the female shaft 2 by using three elastic bodies (leaf springs) having a waveform shape for preload. 3) three sets of first torque transmissions that rotate when the male shaft 1 and the female shaft 2 move relative to each other in the axial direction, and are constrained by the leaf spring 9 to transmit torque when rotating. A member (first cylindrical body) 7 is configured to be rotatably interposed.
[0039]
The second torque transmission device is provided between the three axial grooves 4 of the male shaft 1 and the three axial grooves 6 of the female shaft 2, respectively, in the axial relative positions of the male shaft 1 and the female shaft 2. Three sets of second torque transmitting members (second cylindrical bodies) 8 for allowing movement and transmitting torque during rotation are interposed slidably.
[0040]
The leaf spring 9 preloads the first cylindrical body 7 and the second cylindrical body 8 to the extent that there is no play on the female shaft 2 when torque is not transmitted, and elastically deforms the first cylindrical body when torque is transmitted. 7 functions to restrain the male shaft 1 and the female shaft 2 in the circumferential direction. Note that the first cylindrical body 7 and the second cylindrical body 8 may be needle rollers.
[0041]
Further, when performing the expansion and contraction movement in the axial direction, sliding occurs positively between the needle roller 7 which is preloaded by the leaf spring 9 and the groove 5 of the female shaft. Further, when a torque is applied, the leaf spring 9 bends and gradually receives torque between the axial groove 4 of the male shaft 1, the needle roller 8, and the axial groove 6 of the female shaft 2.
[0042]
As described above, the preload mechanism of the leaf spring 9 applies preload evenly at three locations via the needle rollers 7 and 8, thereby preventing backlash due to minute gaps that cannot be fundamentally solved by the conventional spline structure. be able to. Precautions regarding the structure of applying preload include (1) applying preload evenly on the circumference, and (2) eliminating play (free play) and minimizing the necessity to avoid ruining the steering feel. And (3) having sufficient durability.
[0043]
In the present embodiment, preload can be applied evenly at three locations as needed, and rattling can be prevented for low input torque. In addition, when the input torque increases, the other needle roller 8 (the portion of the plate spring 9 without the preload mechanism) receives a load due to the torque, so that higher torsional rigidity can be generated.
[0044]
The amount of deflection of the leaf spring 9 is determined only by the minute gap between the axial groove 4 of the male shaft 1 and the needle roller 8 and the female shaft 6, and the load applied to the leaf spring 9 and the amount of deflection even when the input torque increases. Does not change much. Therefore, the performance of the leaf spring 9 can be maintained for a long time.
[0045]
Further, in the present embodiment, the needle rollers 7, 8 are employed as the torque transmitting members. This is because the needle rollers 7, 8 are mass-produced products and can be employed at low cost. Since it has been heat-treated and polished, it has low sliding load and high durability (high wear resistance). It is possible to select a diameter size in units of several microns, and it is very easy to manage the clearance.
[0046]
In the conventional spline structure, the contact surface between the male shaft and the female shaft is worn by the torque transmission and sliding, and the increase in the gap increases the backlash, leading to a deterioration in the steering feeling.
[0047]
In the case of the present embodiment, even if the torque transmitting members (needle rollers 7, 8) or the axial grooves 5, 6 are worn, since the leaf spring 9 is preloaded, the axial groove 3 of the male shaft 1 is applied. Since no gap is generated between the leaf spring 9, the needle roller 7, and the axial groove 5 of the female shaft 2, rattling does not occur. Therefore, it is possible to maintain the torque transmission characteristic without rattling and the low sliding characteristic for a long time.
[0048]
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line YY of FIG. FIG. 4 is a perspective view of an elastic body (leaf spring) connected by a connecting portion. FIG. 5 is a view taken in the direction of arrow A in FIG.
[0049]
As shown in FIG. 1, a small diameter portion 1a is formed at the end of the male shaft 1. The small diameter portion 1a is provided with a stopper plate 10 for restricting the axial movement of the needle roller 8. The stopper plate 10 includes an elastic member 11 for axial preload, and a pair of flat plates 12 and 13 that sandwich the elastic member 11 for axial preload.
[0050]
That is, in the present embodiment, the stopper plate 10 is fitted to the small diameter portion 1a in the order of the flat plate 13, the axial preload elastic body 11, and the flat plate 12, and is firmly fixed to the small diameter portion 1a.
[0051]
In the present embodiment, a circumferential groove 31 is formed in the small diameter portion 1 a of the male shaft 1, and a retaining ring 32 is fitted in the circumferential groove 31. Thus, the stopper plate 10 is fixed in the axial direction. In addition, the fixing method of the stopper plate 10 is not limited to the retaining ring 32, and may be caulking, screwing means, a push nut, or the like.
[0052]
Thereby, the stopper plate 10 can appropriately preload the flat plate 13 with the needle roller 8 so that the needle roller 8 is not moved in the axial direction by the axial preload elastic body 11.
[0053]
The axial preload elastic body 11 is made of rubber, resin, a plate spring made of a steel plate, or the like. 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.
[0054]
For example, if the elastic member for axial preload 11 is rubber, it can be integrated by vulcanizing and molding the flat plates 12 and 13, so that a low-cost product can be easily assembled.
[0055]
Further, when the elastic member 11 for axial preload is made of a resin, the corrugated one can be integrated with the flat plates 12 and 13 by being integrally molded, and the same advantages can be obtained.
[0056]
Further, as the flat plates 12 and 13, a steel plate, a resin, or a steel plate having a resin film formed thereon is used.
[0057]
The axial grooves 3, 4 of the male shaft 1 are substantially perpendicular to the axial direction, and have axial perpendicular surfaces 14, 15 in contact with the needle roller 7 and the needle roller 8.
[0058]
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. Abutment on the surface 15 restricts axial movement.
[0059]
The stopper plate 10 has a flat plate 13 in contact with the needle roller 8 and is appropriately preloaded by the axial preload elastic body 11 so as not to move the needle roller 8 in the axial direction.
[0060]
Accordingly, the needle roller 8 can be appropriately pre-pressed and fixed without any gap in the axial direction. When the male shaft 1 and the female shaft 2 slide with each other, the needle roller 8 does not move in the axial direction. It is possible to reliably prevent the generation of unpleasant abnormal sounds such as "click".
[0061]
Since the axial grooves 3 and 4 of the male shaft 1 are substantially perpendicular to the axial direction and have the axial perpendicular surfaces 14 and 15 that come into contact with the needle rollers 7 and 8, The surface 15 can regulate the axial movement of the needle rollers 7, 8 without providing a separate member. Therefore, the number of parts can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. Further, since no separate member is used, the weight and size can be reduced.
[0062]
Next, in the present embodiment, as shown in FIGS. 1, 3 and 4, three leaf springs 9 for preloading the three sets of needle rollers 7 are connected by a ring-shaped connecting portion 20. I have.
[0063]
That is, as shown in FIG. 1, an annular surface 21 having a step is formed in the small diameter portion 1a 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 arranged along the annular surface 21 of the step.
[0064]
The shape of the annular surface 21 of the step is not limited as long as it is an axial annular surface facing in the axial direction of the male shaft 1.
[0065]
The ring-shaped connecting portion 20 is connected to the axial ends of the three leaf springs 9 at three positions on the peripheral edge thereof. That is, as shown in FIG. 4, the ring-shaped connecting portion 20 is integrally formed with three leaf springs 9 extending in the axial direction.
[0066]
Therefore, while having a structure in which the needle rollers 7 and 8 are combined, the three leaf springs 9 as rolling surfaces can be integrated to reduce the actual number of parts from three to one. Points can be reduced, assemblability can be improved, assembling time can be shortened, and manufacturing costs can be reduced.
[0067]
Further, since the ring-shaped connecting portion 20 is not a conventional circular arc-shaped connecting portion extending in the circumferential direction, the female shaft 2 can be made compact without expanding in the radial direction.
[0068]
Further, a small diameter portion 1a formed at the end of the male shaft 1 penetrates 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 functions as a guide at the time of assembly by being inserted into the ring-shaped connecting portion 20. The work can be facilitated, the assembling time can be shortened, and the manufacturing cost can be reduced.
[0069]
Further, the ring-shaped connecting portion 20 is disposed in an axial gap between the flat plate 13 of the stopper plate 10 and the annular surface 21 of the step. This axial gap is, for example, about 0.3 to 2.0 mm.
[0070]
Due to the existence of the axial gap, the ring-shaped connecting portion 20 does not restrict the movement of the three leaf springs 9 even when the three leaf springs 9 are deformed by the input of torque.
[0071]
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the cross-sectional shape of each leaf spring 9 is formed in a straight line shape substantially parallel to the shape of the axial groove 3 of the male shaft 1. The periphery of the ring-shaped connecting portion 20 is connected. Both ends of each leaf spring 9 are formed by being turned outward from the center side.
[0072]
Further, a small diameter portion 1a formed at the end of the male shaft 1 penetrates the ring-shaped connecting portion 20. A radial gap is formed between the small diameter portion 1a of the male shaft 1 and the ring-shaped connecting portion 20. This radial gap is, for example, 0.2 to 1.0 mm. Similarly to the above axial gap, due to the existence of this radial gap, the ring-shaped connecting portion 20 does not restrict the movement of the three leaf springs 9 even when the three leaf springs 9 are deformed by the input of torque. It has become.
[0073]
Next, as shown in FIGS. 1 and 6, in the present embodiment, the six axial grooves 5, 6 of the female shaft 2 are provided on the outer peripheral surface of the male shaft 1 with a gap in the radial direction. Six substantially arc-shaped protrusions 40 formed coaxially in the axial direction with the axial grooves 3 and 4 are fitted.
[0074]
Therefore, when the needle rollers 7, 8 fall off or are broken from the male shaft 1 for some reason, the protrusions 40 of the male shaft 1 are fitted into the axial grooves 5, 6 of the female shaft 2, and Accordingly, the male shaft 1 and the female shaft 2 can transmit torque, and can play a role of a fail-safe function.
[0075]
At this time, as shown in FIG. 6, since a gap is provided between the axial grooves 5 and 6 and the projection 40, the driver may feel large backlash on the steering wheel. And it is possible to detect a failure of the steering system.
[0076]
Further, as shown in FIG. 1, the projection 40 of the male shaft 1 is formed coaxially with the axial grooves 3 and 4 of the male shaft 1 in the axial direction, and coaxial with the needle rollers 7 and 8 in the axial direction. Because of this, it also serves as a stopper that regulates the movement of the needle rollers 7, 8 in the axial direction, reduces the possibility of the needle rollers 7, 8 coming off, and can further improve the fail-safe function.
[0077]
Further, the protrusion 40 of the male shaft 1 is formed coaxially with the axial grooves 3 and 4 of the male shaft 1 in the axial direction, and is coaxial with the needle rollers 7 and 8 in the axial direction. By reducing the radial dimension of the female shaft 2 and the female shaft 2, the size can be reduced.
[0078]
The projection 40 of the male shaft 1 is axially coaxial with the needle rollers 7, 8 as described above, and furthermore, the number of sets in the circumferential direction of the needle rollers 7, 8 and the circumference of the projection 40 Since the number in the direction is set to be the same, the role of the stopper for restricting the axial movement of the needle rollers 7 and 8 can be surely fulfilled, and the possibility of the needle rollers 7 and 8 coming off is further improved. It can be further reduced.
[0079]
Further, the end of the female shaft 2 has an inwardly deformed portion 41 deformed inward. Specifically, the inwardly deformed portion 41 is formed by caulking the end of the female shaft 2.
[0080]
Thereby, when the male shaft 1 is relatively moved in a direction to come off from the female shaft 2, the protrusion 40 of the male shaft 1 is attached to the inwardly deformed portion 41 (for example, a caulked portion) formed at the end of the female shaft 2. Lock (interference). Thus, the male shaft 1 has a structure that cannot be unnecessarily separated from the female shaft 2.
[0081]
(2nd Embodiment)
Next, FIG. 7 is a cross-sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a second embodiment of the present invention.
[0082]
In the present embodiment, a solid lubricating film 50 is formed on the surfaces of the needle rollers 7 and 8 as the torque transmitting members when it is desired to further reduce the sliding load as compared with the first embodiment. The sliding load is obtained by multiplying the friction coefficient by the applied load. Therefore, if the friction coefficient can be reduced, the sliding load can be reduced. Therefore, further low sliding load can be realized by forming the solid lubricating film 50 and reducing the friction coefficient.
[0083]
As a method for forming a solid lubricating film, (1) a method in which a powder of molybdenum disulfide is mixed with a dispersant in a binder and sprayed or immersed and baked to form a film, (2) PTFE (four (Ethylene chloride) is mixed with a dispersant in a binder and sprayed or immersed and baked to form a film.
[0084]
FIG. 8 is a cross-sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a first modification of the second embodiment of the present invention.
[0085]
In this modification, a solid lubricating film 50 is formed on the surfaces of the needle rollers 7 and 8, and a solid lubricating film 80 is formed on the inner peripheral surface of the female shaft 2.
[0086]
Since the sliding load is obtained by multiplying the friction coefficient by the applied load, if the friction coefficient can be reduced, the sliding load can be reduced. Therefore, a further low sliding load can be realized by forming the solid lubricating film 80 and reducing the friction coefficient. The method of forming the solid lubricating film is the same as in the case described above.
[0087]
FIG. 9 is a transverse sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a second modification of the second embodiment of the present invention.
[0088]
In this modification, the solid lubricating film 80 is formed only on the inner peripheral surface of the female shaft 2 without forming the solid lubricating film 50 on the needle rollers 7 and 8.
[0089]
Since the sliding load is obtained by multiplying the friction coefficient by the applied load, if the friction coefficient can be reduced, the sliding load can be reduced. Therefore, a further low sliding load can be realized by forming the solid lubricating film 80 and reducing the friction coefficient. The method of forming the solid lubricating film is the same as in the case described above.
[0090]
(Third embodiment)
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a third embodiment of the present invention. FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line XX of FIG.
[0091]
In the present embodiment, the needle roller 8 at a position where the pre-stress is not applied by the leaf spring 9 is eliminated from the first embodiment, and instead, the male shaft 1 is integrally formed with the axial ridge 60. It is formed.
[0092]
As described above, since the needle roller 8 can be eliminated at three places, the cost can be reduced due to the effect of reducing the number of parts.
[0093]
The concavo-convex shape of the axial ridge 60 of the male shaft 1 and the axial groove 6 of the female shaft 2 may be any shape as long as torque can be transmitted. For example, serrations and splines may be used.
[0094]
The axial ridge is not necessarily provided on the male shaft. An axial groove is formed on the outer peripheral surface of the male shaft 1, and the axial ridge is formed on the inner peripheral surface of the female shaft 2. It may be formed.
[0095]
Further, a solid lubricating film 70 is formed on the surface of the male shaft 1 including the axial ridges 60. The sliding load is obtained by multiplying the friction coefficient by the applied load. Therefore, if the friction coefficient can be reduced, the sliding load can be reduced. Therefore, a further low sliding load can be realized by forming the solid lubricating film 70 and reducing the friction coefficient. The method of forming the solid lubricating film is the same as in the case described above. It should be noted that no solid lubricating film is formed on the needle roller 7 under the preload.
[0096]
Further, as shown in FIG. 10, a stopper plate 10 is fixed by caulking to the end 1b of the small diameter portion 1a as an axial stopper component. The stopper plate 10 is not particularly sandwiched with an elastic body, but may have a structure shown in FIG. 10 as long as the needle rollers 7 and 8 can be securely fixed without any gap in the axial direction.
[0097]
(Fourth embodiment)
Next, FIG. 12 is a cross-sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a fourth embodiment of the present invention.
[0098]
In this embodiment, when it is desired to further reduce the sliding load as compared with the third embodiment, a solid lubricating film 50 is formed on the surfaces of the needle rollers 7, 8 which are torque transmitting members. The sliding load is obtained by multiplying the friction coefficient by the applied load. Therefore, if the friction coefficient can be reduced, the sliding load can be reduced. Therefore, further low sliding load can be realized by forming the solid lubricating film 50 and reducing the friction coefficient. The method of forming the solid lubricating film is the same as in the case described above.
[0099]
FIG. 13 is a cross-sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a first modification of the fourth embodiment of the present invention.
[0100]
In this modification, the solid lubricating film 80 is formed only on the inner peripheral surface of the female shaft 2 without forming the solid lubricating film 70 on the surface of the male shaft 1.
[0101]
Since the sliding load is obtained by multiplying the friction coefficient by the applied load, if the friction coefficient can be reduced, the sliding load can be reduced. Therefore, a further low sliding load can be realized by forming the solid lubricating film 80 and reducing the friction coefficient. The method of forming the solid lubricating film is the same as in the case described above.
[0102]
The present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be variously modified.
[0103]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, when torque is not transmitted (during relative movement in the axial direction), the first and second torque transmitting members are backlashed with respect to the female shaft by the elastic body. Since the radial and circumferential preloads are such that there is no looseness, it is possible to reliably prevent backlash between the male and female shafts, and to ensure that the male and female shafts are stable and free of play. It can slide in the axial direction with a dynamic load.
[0104]
At the time of torque transmission, the first and second torque transmission members can be restrained in the circumferential direction by the elastic body, so that it is possible to reliably prevent the backlash in the rotational direction between the male shaft and the female shaft, thereby achieving high rigidity. The torque can be transmitted in the state described above.
[0105]
According to the second aspect, the first and second torque transmitting members are each formed of a cylindrical body, and when the torque is not transmitted (during relative movement in the axial direction), the cylindrical body is formed into a female shaft by an elastic body. In contrast, the preload in the radial and circumferential directions is such that there is no backlash, so that the backlash between the male and female shafts can be reliably prevented, and the male and female shafts have backlash. It can slide in the axial direction with a stable sliding load without. In addition, during torque transmission, the cylindrical body can be constrained in the circumferential direction by the elastic body, so that it is possible to reliably prevent backlash in the rotational direction between the male shaft and the female shaft, and to maintain the torque in a highly rigid state. Can be transmitted.
[0106]
According to the third aspect, when it is desired to further reduce the sliding load, a solid lubricating film is formed on the surfaces of the cylindrical bodies (needle rollers) as the first and second torque transmitting members. The sliding load is obtained by multiplying the friction coefficient by the applied load. Therefore, if the friction coefficient can be reduced, the sliding load can be reduced. Therefore, a further low sliding load can be realized by forming a solid lubricating film and reducing the friction coefficient.
[0107]
Further, according to the fourth aspect, a further low sliding load can be realized by forming a solid lubricating film on the inner peripheral surface of the female shaft and reducing the friction coefficient.
[0108]
Further, according to claim 5, according to claim 5, an axial groove formed on one of the inner peripheral surface of the female shaft and the outer peripheral surface of the male shaft, and fitted in the axial groove. It is formed on the other of the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft, slides when the male and female shafts move relative to each other in the axial direction, and transmits an torque when rotating. And a second torque transmission device comprising a ridge.
[0109]
Therefore, when torque is not transmitted (at the time of relative movement in the axial direction), the elastic member preloads the torque transmitting member and the axial ridge in the radial direction and the circumferential direction to the extent that there is no play. Rattling between the shaft and the female shaft can be reliably prevented, and the male shaft and the female shaft can slide in the axial direction with a stable sliding load without rattling. Also, at the time of torque transmission, since the torque transmitting member and the axial ridge can be restrained in the circumferential direction by the elastic body, it is possible to reliably prevent the play in the rotational direction between the male shaft and the female shaft. The torque can be transmitted in a state of high rigidity.
[0110]
Further, since the other of the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft is provided with an axial ridge for transmitting torque, the second torque transmitting member according to claims 1 to 4 is eliminated. The number of parts can be reduced, the assembling work can be facilitated, and the manufacturing cost can be reduced.
[0111]
According to the sixth aspect, when torque is not transmitted (during relative movement in the axial direction), the cylindrical body and the axial ridge are preloaded by the elastic body in the radial direction and the circumferential direction so that there is no play. Therefore, rattling between the male shaft and the female shaft can be reliably prevented, and the male shaft and the female shaft can slide in the axial direction with a stable sliding load without rattling. . Also, at the time of torque transmission, the elastic body allows the cylindrical body and the axial ridge to be constrained in the circumferential direction, so that it is possible to reliably prevent backlash in the rotational direction between the male shaft and the female shaft, Torque can be transmitted with high rigidity.
[0112]
Further, according to the seventh aspect, a further low sliding load can be realized by forming a solid lubricating film on the surface of the pair of cylinders and reducing the friction coefficient.
[0113]
Further, according to claim 8, a further low sliding load can be realized by forming a solid lubricating film on the inner peripheral surface of the female shaft and reducing the friction coefficient.
[0114]
Further, according to the ninth aspect, a further low sliding load can be realized by forming a solid lubricating film on the outer peripheral surface of the male shaft to reduce the friction coefficient.
[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 a cross-sectional view taken along line YY of FIG.
FIG. 4 is a perspective view of an elastic body (leaf spring) connected by a connecting portion.
FIG. 5 is a view as seen from an arrow A in FIG. 1;
FIG. 6 is a transverse sectional view taken along the line ZZ of FIG. 1;
FIG. 7 is a transverse 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 first modification of the second embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a cross-sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a second modification of the second embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a longitudinal sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a transverse sectional view taken along line XX of FIG. 10;
FIG. 12 is a cross-sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a cross-sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a first modification of the fourth embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a side view of a steering mechanism of a general automobile.
[Explanation of symbols]
1 Male axis
1a Small diameter part
1b Caulking part
2 Female shaft
3, 4 Axial groove (first interposition part)
5, 6 axial groove (second interposition part)
7 First cylindrical body (needle roller, first torque transmitting member)
8 2nd cylinder (needle roller, 2nd torque transmission member)
9 Elastic body (leaf spring)
10 Stopper plate
11 Elastic body for axial preload
12,13 flat plate
14,15 Axial plane
20 Ring-shaped connecting part
21 Step annular surface (axial annular surface)
31 circumferential groove
32 retaining ring
40 protrusion
41 Inward deformation (caulking)
50 Solid lubricating film
60 Axial projection
70 Solid lubricating film
80 Solid lubricating film

Claims

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とに設けられた第１介装部と、該第１介装部に配置され前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動する第１トルク伝達部材と、前記第１介装部に前記第１トルク伝達部材に径方向に隣接して配置され、回転の際には前記第１トルク伝達部材を拘束し、非回転の際には前記第１トルク伝達部材を介して前記雄軸と前記雌軸とに予圧を与える弾性体、とからなる第１のトルク伝達装置と、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに設けられた第２介装部と、該第２介装部に配置され前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動し、回転の際にはトルクを伝達する第２トルク伝達部材とからなる第２のトルク伝達装置と、を具備す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 assembled into a steering shaft of a vehicle, and a male shaft and a female shaft are non-rotatably and slidably fitted to each other,
A first interposed portion provided on an outer peripheral surface of the male shaft and an inner peripheral surface of the female shaft; and when the male shaft and the female shaft are disposed in the first interposed portion and are relatively moved in the axial direction. A first torque transmitting member that slides, and the first torque transmitting member is disposed in the first interposition portion radially adjacent to the first torque transmitting member, and restrains the first torque transmitting member during rotation; A first torque transmission device comprising: an elastic body that applies a preload to the male shaft and the female shaft via the first torque transmission member when not rotating;
A second interposed portion provided on an outer peripheral surface of the male shaft and an inner peripheral surface of the female shaft; and when the male shaft and the female shaft are disposed in the second interposed portion and are relatively moved in the axial direction. A second torque transmitting device comprising: a second torque transmitting member that slides and transmits a torque when rotated.

前記第１及び第２トルク伝達部材は、夫々、円柱体からなることを特徴とする請求項１に記載の車両ステアリング用伸縮軸。The telescopic shaft for a vehicle steering according to claim 1, wherein each of the first and second torque transmitting members is formed of a cylindrical body.

前記円柱体の表面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成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 a vehicle steering according to claim 2, wherein a low-friction solid lubricating film is formed on a surface of the cylindrical body.

前記雌軸の内周面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の車両ステアリング用伸縮軸。The telescopic shaft for a vehicle steering according to any one of claims 1 to 3, wherein a low-friction solid lubricating film is formed on an inner peripheral surface of the female 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とに設けられた介装部と、該介装部に配置され前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動するトルク伝達部材と、前記介装部に前記トルク伝達部材に径方向に隣接して配置され、回転の際には前記トルク伝達部材を拘束し、非回転の際には前記トルク伝達部材を介して前記雄軸と前記雌軸とに予圧を与える弾性体と、からなる第１のトルク伝達装置と、
前記雌軸の内周面と前記雄軸の外周面との一方に形成した軸方向溝と、該軸方向溝に嵌合するように、前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面との他方に形成し、前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には摺動し、回転の際にはトルクを伝達する軸方向突条部と、からなる第２のトルク伝達装置と、を具備す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 assembled into a steering shaft of a vehicle, and a male shaft and a female shaft are non-rotatably and slidably fitted to each other,
An interposition portion provided on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft, and sliding when the male shaft and the female shaft are disposed in the interposition portion in the axial relative movement. A torque transmitting member that is disposed radially adjacent to the torque transmitting member in the interposition portion, and constrains the torque transmitting member when rotating, and via the torque transmitting member when not rotating. A first torque transmission device comprising: an elastic body that applies a preload to the male shaft and the female shaft.
An axial groove formed on one of an inner peripheral surface of the female shaft and an outer peripheral surface of the male shaft; and an outer peripheral surface of the male shaft and an inner peripheral surface of the female shaft so as to fit into the axial groove. An axial ridge that slides when the male shaft and the female shaft are moved relative to each other in the axial direction and transmits torque when the male shaft and the female shaft are rotated. A telescopic shaft for a vehicle steering, comprising: a transmission device.

前記第１トルク伝達部材は、円柱体からなることを特徴とする請求項５に記載の車両ステアリング用伸縮軸。The telescopic shaft for a vehicle steering according to claim 5, wherein the first torque transmitting member is formed of a cylindrical body.

前記円柱体の表面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする請求項６に記載の車両ステアリング用伸縮軸。The telescopic shaft for a vehicle steering according to claim 6, wherein a low-friction solid lubricating film is formed on a surface of the cylindrical body.

前記雌軸の内周面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする請求項５乃至７のいずれか１項に記載の車両ステアリング用伸縮軸。The telescopic shaft according to any one of claims 5 to 7, wherein a low-friction solid lubricating film is formed on an inner peripheral surface of the female shaft.

前記雄軸の外周面には、低摩擦の固体潤滑皮膜が形成してあることを特徴とする請求項５乃至８のいずれか１項に記載の車両ステアリング用伸縮軸。The telescopic shaft for a vehicle steering according to any one of claims 5 to 8, wherein a low-friction solid lubricating film is formed on an outer peripheral surface of the male shaft.