JP2004262319A - Telescopic shaft - Google Patents
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- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車のステアリング装置等に用いられるテレスコピックシャフトに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車等のステアリング装置は、運転者の操舵に供されるステアリングホイールや、車輪の操向を行うステアリングギヤ、ステアリングホイールとステアリングギヤとの連結に供されるステアリングシャフト等から構成されている。そして、自動車用ステアリング装置では、ステアリングホイールの中心軸線上にステアリングギヤが位置することが少ないため、自在継手により連結された複数本のステアリングシャフトが用いられることが多い。ステアリングシャフト用の自在継手としては、一対のヨーク(継手要素)間にクロスピース(十字軸)を揺動自在に介装させたものが一般的である。
【0003】
一方、自動車のステアリング装置は、不特定多数の運転者により使用(操舵)されるため、個人の体格や運転姿勢等に対応してステアリングホイールの位置を調整できることが望ましい。このような要望に答えるべく、近年、チルト機構やテレスコピック機構を採用するものが多くなっている。テレスコピック機構は、ステアリングホイールの位置を前後方向(ステアリングシャフトの軸方向)に調整するための機構であり、ステアリングシャフトを伸縮自在なテレスコピックシャフトとし、所望の位置(伸縮量)でテレスコピックシャフトを固定するテレスコ固定手段等からなっている。また、テレスコピックシャフトは、自動車が他の自動車や建造物等に衝突した際にステアリングシャフトの突き上げを防止する緩衝機構や、運転者が慣性でステアリングホイールに二次衝突した際における衝撃エネルギー吸収機構を兼ねる場合も多い。
【0004】
図9に示したように、インタミシャフト(テレスコピックシャフト)9は、通常、雌スプライン31を有するアウタチューブ23と、雄スプライン35を有するインナシャフト27とを嵌合させ、操舵トルクの確実な伝達を実現しながら軸方向の相対摺動が円滑に行われるように構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述したインタミシャフト9のアウタチューブ23では、その端部に自在継手13を構成するヨーク(継手要素)21が外嵌・溶接されているため、溶接部の雌スプライン31に熱歪みや縮径が生じることが多い。そのため、テレスコピックストロークを大きくするべく、図10に示したように、アウタチューブ23の端部付近までインナシャフト27を摺動させる構成とした場合、雌スプライン31と雄スプライン35との摺動抵抗が非常に大きくなって円滑なテレスコピック動が得られなくなったり、雌スプライン31と雄スプライン35とが焼付いて固着する虞があった。尚、アウタチューブとインナシャフトとの摺動抵抗が小さいテレスコピックシャフトの例としては、ヨークチューブとアウタチューブとの間にCNI緩衝ジョイントを介装させたものがある(例えば、特許文献1参照)。ところが、このテレスコピックシャフトでは、構成部品点数が多くなって製造工数や製造コストが上昇する等の問題があった。
【0006】
【特許文献1】
独国特許出願DE19905350A1号 (第1頁、図1)
【0007】
本発明は、上記状況に鑑みなされたもので、テレスコピックストロークを大きくしながら、アウタチューブとインナシャフトとの摺動抵抗の低減を図ったテレスコピックシャフトを提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するべく、請求項1の発明では、雌スプラインが内周面に形成されると共にその一端に継手要素が接合されたアウタチューブと、前記雌スプラインに摺動自在に嵌合する雄スプラインが外周面に形成されたインナシャフトとを有するテレスコピックシャフトであって、前記継手要素の接合部位における前記アウタチューブと前記インナシャフトとの摺動抵抗が、当該継手要素の接合部位以外の雌スプラインの形成部位における当該アウタチューブと当該インナシャフトとの摺動抵抗に対して同一もしくは低くく設定されたものを提案する。
【0009】
また、請求項2の発明では、請求項1のテレスコピックシャフトにおいて、前記継手要素の接合部位におけるアウタチューブの内径が前記雄スプラインの外径以上に設定されたものを提案する。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、いくつかの実施形態に基づいて、本発明に係るテレスコピックシャフトを説明する。
図1は本発明に係る油圧式パワーステアリング装置を示す斜視図であり、図2は同要部側面図である。図中に符号1で示した部材はチルト・テレスコピック式のステアリングコラムであり、アッパステアリングシャフト3を回動自在に支持している。アッパステアリングシャフト3には、その上端にステアリングホイール5が装着される一方、下端に自在継手7を介してテレスコピックシャフトであるインタミディエートステアリングシャフト(以下、インタミシャフトと略称する)9が連結されている。インタミシャフト9には、その下端に更にラック&ピニオン機構や油圧パワーアシスト機構等から構成されたステアリングギヤ11が自在継手13を介して連結されている。
【0011】
図3は第1実施形態に係るインタミシャフト9の縦断面図である。同図に示したように、インタミシャフト9は、端部に自在継手13を構成するヨーク21が溶接接合されたアウタチューブ23と、端部に自在継手7を構成するヨーク25が溶接接合されたインナシャフト27とから構成されている。アウタチューブ23の内周面には雌スプライン31が形成される一方、インナシャフト27の先端部33の外周面には雌スプライン31に嵌合する雄スプライン35が形成されている。尚、自在継手13は、ヨーク21とジョイントヨーク37とスパイダ39とを主要構成部材としている。また、雌スプライン31の表面と雄スプライン35の表面の少なくとも一方には、PTFE(四弗化エチレン樹脂)やナイロン等の低摩擦材がコーティングされている。
【0012】
図4に示したように、第1実施形態のアウタチューブ23は鋼管を素材としているために全長に亘って孔を有し、ヨーク21の溶接部位近傍が素材鋼管のままとされ、雌スプライン31の形成部位がプレス成形やスエージング加工等の塑性成形により縮径されている。そのため、ヨーク21の溶接部位近傍の内径D1は、雌スプライン31の外径D2より有意に大きくなっている。尚、アウタチューブ23における内径D1の範囲(図4中にAで示す)は、ヨーク21とアウタチューブ23との接合長(図4中にBで示す)以上であることが望ましい。
【0013】
第1実施形態では、このような構成を採ったことにより、図5に示したように、ステアリングコラム1のテレスコピック動に伴って、インナシャフト27の先端部33がアウタチューブ23のヨーク21の溶接部位を通過する際にも、従来装置のように摺動抵抗が増大したり、雌スプライン31と雄スプライン35とが焼付くことが無くなった。
【0014】
図6は、第2実施形態に係るアウタチューブ23の縦断面図である。本実施形態もその全体構成は上述した第1実施形態と略同様であるが、アウタチューブ23は、素材鋼管のヨーク21の溶接部位近傍に切削加工による中ぐり41を形成した後、ブローチ等により雌スプライン31が形成されている。本実施形態においても、インナシャフト27の先端部33はアウタチューブ23のヨーク21の溶接部位を抵抗無く通過するため、第1実施形態と同様に、摺動抵抗の増大や雌スプライン31と雄スプライン35との焼付きが無くなった。尚、本実施形態においては、アウタチューブ23における中ぐり41の範囲(図6中にAで示す)は、ヨーク21とアウタチューブ23との接合長(図6中にBで示す)以上であることが望ましい。
【0015】
図7は、第3実施形態に係るアウタチューブ23の加工方法を示す縦断面図である。本実施形態もその全体構成は上述した第2実施形態と略同様であるが、アウタチューブ23には端部まで雌スプライン31が形成されており、ヨーク21を溶接する際には雄スプライン43が外周に形成されたマンドレル45がアウタチューブ23に嵌挿される。これにより、ヨーク21の溶接が行われても、アウタチューブ23に雌スプライン31の熱歪みや縮径が抑えられ、ヨーク21の溶接部位における摺動抵抗の増大や雌スプライン31と雄スプライン35との焼付きが無くなった。尚、マンドレル45に形成する雄スプライン43を雌スプライン31より大きくしておくことで、ヨーク21の溶接部位における摺動抵抗を他の部位に較べて小さくすることができる。尚、本実施形態においては、マンドレル45の嵌挿長(図7中にAで示す)は、ヨーク21とアウタチューブ23との接合長(図7中にBで示す)以上であることが望ましい。
【0016】
図8は、第4実施形態に係るアウタチューブ23の縦断面図である。本実施形態もその構成は上述した第2実施形態と略同様であり、アウタチューブ23には端部まで雌スプライン31が形成されているが、アウタチューブ23へのヨーク21の溶接が雌スプライン31の加工に先立って行われている。これにより、雌スプライン31が一様なプロフィールを有するものとなり、他の実施形態と同様に、摺動抵抗の増大や雌スプライン31と雄スプライン35との焼付きが無くなった。
【0017】
以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。例えば、上記実施形態はステアリング装置のインタミシャフトに本発明を適用したものであるが、インタミシャフト以外のステアリングシャフトに適用してもよい。また、上記実施形態では継手要素とアウタチューブとを溶接接合するようにしたが、圧入や加締め等により接合するようにしてもよいし、溶接や圧入、加締めを適宜組み合わせて接合するようにしてもよい。その他、アウタチューブやインナシャフトの具体的形状や製造方法等についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【0018】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明に係るテレスコピックシャフトによれば、雌スプラインが内周面に形成されると共にその一端に継手要素が接合されたアウタチューブと、前記雌スプラインに摺動自在に嵌合する雄スプラインが外周面に形成されたインナシャフトとを有するテレスコピックシャフトであって、前記継手要素の接合部位における前記アウタチューブと前記インナシャフトとの摺動抵抗が、当該継手要素の接合部位以外の雌スプラインの形成部位における当該アウタチューブと当該インナシャフトとの摺動抵抗に対して同一もしくは低くく設定されたものとしたため、継手要素の接合部位におけるアウタチューブとインナシャフトとの摺動抵抗の増大や雌スプラインと雄スプラインとの焼付きが無くなり、円滑なテレスコピック動が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る油圧式パワーステアリング装置を示す斜視図である。
【図2】同要部側面図である。
【図3】第1実施形態に係るインタミシャフトの縦断面図である。
【図4】第1実施形態のアウタチューブの要部拡大図である。
【図5】第1実施形態のインタミシャフトの短縮時の状態を示す断面図である。
【図6】第2実施形態に係るアウタチューブの縦断面図である。
【図7】第3実施形態に係るアウタチューブの加工方法を示す縦断面図である。
【図8】第4実施形態に係るアウタチューブの縦断面図である。
【図9】従来のインタミシャフトの縦断面図である。
【図10】従来のインタミシャフトの短縮時の状態を示す断面図である。
【符号の説明】
9‥‥インタミディエートステアリングシャフト
13‥‥自在継手
21‥‥ヨーク
23‥‥アウタチューブ
27‥‥インナシャフト
31‥‥雌スプライン
35‥‥雄スプライン
41‥‥中ぐり
45‥‥マンドレル
D1‥‥ヨークの溶接部位近傍の内径
D2‥‥雌スプラインの外径[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a telescopic shaft used for a steering device of an automobile and the like.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A steering device for an automobile or the like includes a steering wheel used for steering by a driver, a steering gear used for steering a wheel, a steering shaft used for connecting a steering wheel and a steering gear, and the like. In a steering apparatus for an automobile, since a steering gear is rarely located on a center axis of a steering wheel, a plurality of steering shafts connected by a universal joint are often used. As a universal joint for a steering shaft, a universal joint in which a cross piece (cross shaft) is swingably interposed between a pair of yokes (joint elements) is generally used.
[0003]
On the other hand, since a steering device of an automobile is used (steered) by an unspecified number of drivers, it is desirable that the position of a steering wheel can be adjusted according to an individual's physique or driving posture. In recent years, in order to respond to such a demand, a tilt mechanism or a telescopic mechanism is increasingly used. The telescopic mechanism is a mechanism for adjusting the position of the steering wheel in the front-rear direction (axial direction of the steering shaft). The telescopic shaft is a telescopic shaft that can be extended and retracted, and the telescopic shaft is fixed at a desired position (the amount of expansion and contraction). It consists of telescopic fixing means. In addition, the telescopic shaft has a shock-absorbing mechanism that prevents the steering shaft from being pushed up when a car collides with another car or a building, and an impact energy absorbing mechanism that is used when a driver makes a secondary collision with the steering wheel due to inertia. In many cases, it also serves.
[0004]
As shown in FIG. 9, the intermediate shaft (telescopic shaft) 9 normally fits the
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
Since the yoke (joint element) 21 that constitutes the
[0006]
[Patent Document 1]
German Patent Application DE 199 05 350 A1 (
[0007]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a telescopic shaft that reduces the sliding resistance between an outer tube and an inner shaft while increasing a telescopic stroke.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, in the invention of
[0009]
According to a second aspect of the present invention, there is provided the telescopic shaft according to the first aspect, wherein the inner diameter of the outer tube at the joint portion of the joint element is set to be equal to or larger than the outer diameter of the male spline.
[0010]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a telescopic shaft according to the present invention will be described based on some embodiments.
FIG. 1 is a perspective view showing a hydraulic power steering device according to the present invention, and FIG. 2 is a side view of the essential part. A member denoted by
[0011]
FIG. 3 is a longitudinal sectional view of the intermediate shaft 9 according to the first embodiment. As shown in the figure, the
[0012]
As shown in FIG. 4, since the
[0013]
In the first embodiment, by adopting such a configuration, the
[0014]
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of the
[0015]
FIG. 7 is a longitudinal sectional view illustrating a method for processing the
[0016]
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of the
[0017]
This concludes the description of specific embodiments, but aspects of the present invention are not limited to the above embodiments. For example, in the above embodiment, the present invention is applied to an intermediate shaft of a steering device, but may be applied to a steering shaft other than the intermediate shaft. Further, in the above embodiment, the joint element and the outer tube are welded and joined. However, the joint element and the outer tube may be joined by press fitting, caulking, or the like, or may be joined by appropriately combining welding, press fitting, and caulking. You may. In addition, the specific shape and manufacturing method of the outer tube and the inner shaft can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.
[0018]
【The invention's effect】
As described above, according to the telescopic shaft according to the present invention, the female spline is formed on the inner peripheral surface, and the outer tube having the joint element joined to one end thereof is slidably fitted to the female spline. Male spline having an inner shaft formed on the outer peripheral surface, wherein the sliding resistance between the outer tube and the inner shaft at the joint of the joint element is other than the joint of the joint element. The sliding resistance between the outer tube and the inner shaft at the portion where the female spline is formed is set to be equal to or lower than the sliding resistance between the outer tube and the inner shaft, so that the sliding resistance between the outer tube and the inner shaft at the joint portion of the joint element is increased. And seizure between the female spline and male spline is eliminated, allowing smooth telescopic movement It is.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing a hydraulic power steering device according to the present invention.
FIG. 2 is a side view of the main part.
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the intermediate shaft according to the first embodiment.
FIG. 4 is an enlarged view of a main part of the outer tube of the first embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a state of the intermediate shaft according to the first embodiment when shortened.
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of an outer tube according to a second embodiment.
FIG. 7 is a longitudinal sectional view showing a method for processing an outer tube according to a third embodiment.
FIG. 8 is a longitudinal sectional view of an outer tube according to a fourth embodiment.
FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of a conventional intershaft.
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in which a conventional intermediate shaft is shortened.
[Explanation of symbols]
9
Claims (2)
前記継手要素の接合部位における前記アウタチューブと前記インナシャフトとの摺動抵抗が、当該継手要素の接合部位以外の雌スプラインの形成部位における当該アウタチューブと当該インナシャフトとの摺動抵抗に対して同一もしくは低くく設定されたことを特徴とするテレスコピックシャフト。A telescopic having an outer tube in which a female spline is formed on the inner peripheral surface and a joint element joined to one end thereof, and an inner shaft in which a male spline slidably fitted to the female spline is formed on the outer peripheral surface. A shaft,
The sliding resistance between the outer tube and the inner shaft at the joint part of the joint element is smaller than the sliding resistance between the outer tube and the inner shaft at the part where the female spline is formed other than the joint part of the joint element. Telescopic shaft set to be the same or lower.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003053961A JP2004262319A (en) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | Telescopic shaft |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003053961A JP2004262319A (en) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | Telescopic shaft |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2004262319A true JP2004262319A (en) | 2004-09-24 |
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ID=33118431
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2003053961A Pending JP2004262319A (en) | 2003-02-28 | 2003-02-28 | Telescopic shaft |
Country Status (1)
Country | Link |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104640759A (en) * | 2013-05-27 | 2015-05-20 | 日本精工株式会社 | Inner shaft for telescopic shaft and production method thereof |
-
2003
- 2003-02-28 JP JP2003053961A patent/JP2004262319A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN104640759A (en) * | 2013-05-27 | 2015-05-20 | 日本精工株式会社 | Inner shaft for telescopic shaft and production method thereof |
CN104640759B (en) * | 2013-05-27 | 2017-06-20 | 日本精工株式会社 | Telescopic shaft interior axle and its manufacture method |
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