JP2005096541A - Intermediate shaft device for vehicular steering device - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an intermediate shaft having an expanding/contracting shaft decreasing rattling sound and sliding resistance at the time of use, and saving costs. <P>SOLUTION: Since constant velocity universal joints are used at both ends of the intermediate shaft 3, the phases in a circumferential direction of a male spline 311 and a female spline 321 are limited at one point, in contrast to an intermediate shaft having a conventional cross shaft universal joint. Therefore, the male spline 311 and the female spline 321 are fitted with each other by changing the phases in the circumferential direction. The phase in the circumferential direction having the minimum fitting clearance can be extremely easily found, so that the time required for selective fitting is shortened, and the intermediate shaft device saving costs can be manufactured. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、２つの異なる向きの軸間に回転を伝達するための中間軸装置に関し、特に車両ステアリング装置の中間軸装置に関する。   The present invention relates to an intermediate shaft device for transmitting rotation between two differently oriented shafts, and more particularly to an intermediate shaft device of a vehicle steering device.

両端に自在継手を有し、雌スプラインと雄スプライン等からなる伸縮軸を有する中間軸装置においては、良好な操舵フィーリングを得るために、回転操作時におけるスプライン等の嵌合部分のがた打ち音を低減し、伸縮動作時の摺動抵抗を低減することが要求されている。   In an intermediate shaft device that has universal joints at both ends and has a telescopic shaft composed of a female spline and a male spline, etc., in order to obtain a good steering feeling, There is a demand for reducing sound and sliding resistance during expansion and contraction.

このような伸縮軸の嵌合部分のがた打ち音と伸縮動作時の摺動抵抗を低減した伸縮軸として、特開２０００−９１４８号（特許文献１）に記載された伸縮軸は、雄スプライン又は雌スプラインの少なくとも一方の表面に、０．０３ｍｍから０．０６ｍｍの二硫化モリブデンの薄膜を塗布し、この薄膜を加熱乾燥させて、嵌合隙間を小さくしている。また、特許文献１には、雄スプライン又は雌スプラインの少なくとも一方にナイロン膜をコーティングした後、削り加工を行って嵌合隙間を小さくした伸縮軸が、従来技術として記載されている。   As an expansion / contraction shaft in which the rattling noise of the fitting portion of the expansion / contraction shaft and the sliding resistance during the expansion / contraction operation are reduced, the expansion / contraction shaft described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-9148 (Patent Document 1) is a male spline. Alternatively, a thin film of molybdenum disulfide having a thickness of 0.03 mm to 0.06 mm is applied to at least one surface of the female spline, and this thin film is heated and dried to reduce the fitting gap. Patent Document 1 describes a telescopic shaft in which at least one of a male spline and a female spline is coated with a nylon film and then subjected to a cutting process to reduce the fitting gap, as a conventional technique.

上記特許文献１の伸縮軸は、薄膜形成後の削り加工が不要なため、製造工程数が少なくて済むため製造コストを低減できるが、雄、雌スプラインの製造誤差に薄膜厚さの誤差が加わるため、上記特許文献１記載の従来技術の伸縮軸よりも嵌合隙間が大きくなり、スプライン嵌合部分のがた打ち音を低減できない場合があった。従って、嵌合隙間をさらに小さくするために、雄、雌スプラインの選択嵌合を行っている。   The telescopic shaft of the above-mentioned Patent Document 1 does not require a shaving process after forming a thin film, so that the manufacturing cost can be reduced because the number of manufacturing steps can be reduced. For this reason, the fitting gap becomes larger than that of the conventional telescopic shaft described in Patent Document 1, and the rattling noise of the spline fitting portion may not be reduced. Therefore, in order to further reduce the fitting gap, male and female splines are selectively fitted.

また、上記特許文献１記載の従来技術においても、製作誤差や、この中間軸を使用する車種によって、がた打ち音や摺動抵抗が基準値を満たさない場合が有り、その場合には、特許文献１の伸縮軸と同様に、嵌合隙間をさらに小さくするために、雄、雌スプラインの選択嵌合を行っている。   Also, in the prior art described in Patent Document 1, rattling noise and sliding resistance may not satisfy the standard value depending on manufacturing errors and the vehicle type using this intermediate shaft. Similar to the telescopic shaft in Document 1, male and female splines are selectively fitted to further reduce the fitting gap.

ところが、上記特許文献１の伸縮軸及び従来技術の伸縮軸では、伸縮軸両端の自在継手が十字軸自在継手で構成されているため、十字軸自在継手同士の円周方向の位相ずれによるトルク変動を避けるために、雄、雌スプラインの選択嵌合位置は、円周方向の一箇所に限定して行わざるを得なかった。従って、選択嵌合によって雄、雌スプラインの嵌合隙間を小さくするためには、多数の雄、雌スプラインを用意し、雄、雌スプラインの組み合わせを試行錯誤で変えながら、所定の性能を満たす組み合わせを探す必要があるため、工数が掛かりコスト高となっていた。
特開２０００−９１４８号明細書 However, in the telescopic shaft of Patent Document 1 and the prior art telescopic shaft, the universal joints at both ends of the telescopic shaft are formed of a cross shaft universal joint, and therefore torque fluctuation due to a phase shift in the circumferential direction between the cross shaft universal joints. In order to avoid this, the selective fitting position of the male and female splines has to be limited to one place in the circumferential direction. Therefore, in order to reduce the fitting gap between male and female splines by selective fitting, a large number of male and female splines are prepared, and combinations that satisfy the prescribed performance while changing the combination of male and female splines by trial and error. Because it was necessary to search for, it took man-hours and was expensive.
JP 2000-9148 specification

本発明は、ハンドル操作時のがた打ち音及び摺動抵抗が小さく、コストが安い伸縮軸を有する車両ステアリング装置の中間軸装置を提供することを課題とする。   It is an object of the present invention to provide an intermediate shaft device for a vehicle steering device having a telescopic shaft that has low rattling noise and sliding resistance during steering operation, and has low cost.

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、
第１番目の発明の解決手段は、ステアリングホィールからの回転を伝達するための入力軸、上部中間軸、下部中間軸、及び上記上部中間軸と下部中間軸を軸方向に摺動可能かつ回転力を伝達可能に結合する結合装置を備えた中間軸、車両側の操舵機構を駆動するための出力軸、及び、上記入力軸と上記上部中間軸との間、及び、上記下部中間軸と上記出力軸との間を結合するそれぞれの自在継手を備えた車両ステアリング装置の中間軸装置であって、上記自在継手は、少なくとも一方が等速自在継手であることを特徴とする車両ステアリング装置の中間軸装置である。 The above problem is solved by the following means. That is,
According to a first aspect of the present invention, there is provided an input shaft for transmitting rotation from a steering wheel, an upper intermediate shaft, a lower intermediate shaft, and the upper intermediate shaft and the lower intermediate shaft that are slidable in the axial direction and have rotational force An intermediate shaft provided with a coupling device that couples the vehicle, an output shaft for driving a steering mechanism on the vehicle side, and between the input shaft and the upper intermediate shaft, and between the lower intermediate shaft and the output An intermediate shaft device of a vehicle steering apparatus having respective universal joints coupled to a shaft, wherein at least one of the universal joints is a constant velocity universal joint. Device.

第２番目の発明の解決手段は、ステアリングホィールからの回転を伝達するための入力軸、上部中間軸、下部中間軸、及び上記上部中間軸と下部中間軸を軸方向に摺動可能かつ回転力を伝達可能に結合する結合装置を備えた中間軸、車両側の操舵機構を駆動するための出力軸、及び、上記入力軸と上記上部中間軸との間、及び、上記下部中間軸と上記出力軸との間を結合するそれぞれの自在継手を備えた車両ステアリング装置の中間軸装置であって、上記自在継手は、ともに等速自在継手であることを特徴とする車両ステアリング装置の中間軸装置である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided an input shaft for transmitting rotation from a steering wheel, an upper intermediate shaft, a lower intermediate shaft, and the upper intermediate shaft and the lower intermediate shaft that are slidable in the axial direction and have rotational force. An intermediate shaft provided with a coupling device that couples the vehicle, an output shaft for driving a steering mechanism on the vehicle side, and between the input shaft and the upper intermediate shaft, and between the lower intermediate shaft and the output An intermediate shaft device of a vehicle steering apparatus having respective universal joints coupled to a shaft, wherein both of the universal joints are constant velocity universal joints. is there.

第３番目の発明の解決手段は、ステアリングホィールからの回転を伝達するための入力軸、上部中間軸、下部中間軸、及び上記上部中間軸と下部中間軸を軸方向に摺動可能かつ回転力を伝達可能に結合する結合装置を備えた中間軸、車両側の操舵機構を駆動するための出力軸、及び、上記入力軸と上記上部中間軸との間、及び、上記下部中間軸と上記出力軸との間を結合するそれぞれの自在継手を備えた車両ステアリング装置の中間軸装置であって、上記自在継手の一方は等速自在継手、他方は十字軸自在継手であることを特徴とする車両ステアリング装置の中間軸装置である。   According to a third aspect of the present invention, there is provided an input shaft for transmitting rotation from a steering wheel, an upper intermediate shaft, a lower intermediate shaft, and an upper intermediate shaft and a lower intermediate shaft that are slidable in the axial direction and have rotational force. An intermediate shaft provided with a coupling device that couples the vehicle, an output shaft for driving a steering mechanism on the vehicle side, and between the input shaft and the upper intermediate shaft, and between the lower intermediate shaft and the output An intermediate shaft device of a vehicle steering apparatus having respective universal joints coupled to a shaft, wherein one of the universal joints is a constant velocity universal joint and the other is a cross shaft universal joint It is an intermediate shaft device of a steering device.

第４番目の発明の解決手段は、第１番目から第３番目までのいずれかの発明の車両ステアリング装置の中間軸装置において、上記等速自在継手は、等速ボール自在継手であることを特徴とする車両ステアリング装置の中間軸装置である。   According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an intermediate shaft device for a vehicle steering apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the constant velocity universal joint is a constant velocity ball universal joint. An intermediate shaft device of a vehicle steering device.

第５番目の発明の解決手段は、第１番目から第４番目までのいずれかの発明の車両ステアリング装置の中間軸装置において、上記結合装置は、スプライン結合装置またはセレーション結合装置であり、上記スプライン結合装置またはセレーション結合装置の雄側または雌側の少なくとも一方の結合部表面にポリアミド樹脂の被膜を形成したことを特徴とする車両ステアリング装置の中間軸装置である。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an intermediate shaft device for a vehicle steering apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the coupling device is a spline coupling device or a serration coupling device, and the spline. An intermediate shaft device for a vehicle steering device, characterized in that a polyamide resin film is formed on the surface of at least one of the coupling portions on the male side or the female side of the coupling device or serration coupling device.

第６番目の発明の解決手段は、第１番目から第４番目までのいずれかの発明の車両ステアリング装置の中間軸装置において、上記結合装置は、セレーション結合装置であり、上記セレーション結合装置の雄側と雌側との間に軸直角方向の付勢力を付与する付勢部材を装着したことを特徴とする車両ステアリング装置の中間軸装置である。   According to a sixth aspect of the invention, there is provided an intermediate shaft device for a vehicle steering apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the coupling device is a serration coupling device, and the male of the serration coupling device. An intermediate shaft device of a vehicle steering device, wherein a biasing member that applies a biasing force in a direction perpendicular to the axis is mounted between a side and a female side.

第７番目の発明の解決手段は、第１番目から第４番目までのいずれかの発明の車両ステアリング装置の中間軸装置において、上記結合装置は、スプライン結合装置であり、上記スプライン結合装置の少なくとも一箇所の歯のたけが他の歯のたけよりも低いことを特徴とする車両ステアリング装置の中間軸装置である。   According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an intermediate shaft device for a vehicle steering apparatus according to any one of the first to fourth aspects, wherein the coupling device is a spline coupling device, and at least the spline coupling device. An intermediate shaft device of a vehicle steering device, wherein the tooth depth of one tooth is lower than that of another tooth.

本発明の車両ステアリング装置の中間軸装置では、両端に自在継手を有する中間軸装置の、少なくとも一方の自在継手を等速自在継手にしている。従って、選択嵌合時、伸縮軸の嵌合部分の位相を円周方向の一箇所に限定する必要がなくなるため、選択嵌合に要する時間が大幅に短縮され、がた打ち音や摺動抵抗の小さな中間軸装置を安いコストで製造することが可能となる。   In the intermediate shaft device of the vehicle steering device of the present invention, at least one universal joint of the intermediate shaft device having universal joints at both ends is a constant velocity universal joint. Therefore, it is not necessary to limit the phase of the fitting part of the telescopic shaft to one place in the circumferential direction at the time of selective fitting, so the time required for selective fitting is greatly reduced, and rattling noise and sliding resistance are reduced. Can be manufactured at a low cost.

以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

＊第１実施例
図１は、本発明が適用された自動車の操舵機構全体を示す説明図である。この図には、車体側操舵機構６から上の部分が示されている。車体本体９１には、ステアリングコラム５２が調整レバー５２２によってその傾斜が調整可能に固定されている。ステアリングコラム５２には、内部を貫通するホィールシャフト５２１が回転自在に支持されており、ハンドル５１は、ホィールシャフト５２１の上端に固定される。他端、すなわちステアリングコラム５２の下端側には、中間軸装置１が結合されている。 * 1st Example FIG. 1: is explanatory drawing which shows the whole steering mechanism of the motor vehicle to which this invention was applied. In this figure, the upper part from the vehicle body side steering mechanism 6 is shown. A steering column 52 is fixed to the vehicle body 91 by an adjustment lever 522 so that its inclination can be adjusted. A wheel shaft 521 passing through the interior of the steering column 52 is rotatably supported. The handle 51 is fixed to the upper end of the wheel shaft 521. The intermediate shaft device 1 is coupled to the other end, that is, the lower end side of the steering column 52.

中間軸装置１は、上側、及び下側に等速ボール自在継手２、４、中間にはこれらの自在継手を結ぶ中間軸３を備えている。各等速ボール自在継手２は、締め付けボルト２１、４１によって、ホィールシャフト５２１および車体側操舵機構６の入力軸６１にそれぞれ結合される。   The intermediate shaft device 1 includes constant velocity ball universal joints 2 and 4 on the upper side and the lower side, and an intermediate shaft 3 that connects these universal joints in the middle. Each constant velocity ball universal joint 2 is coupled to the wheel shaft 521 and the input shaft 61 of the vehicle body side steering mechanism 6 by fastening bolts 21 and 41, respectively.

図２は、第１実施例の中間軸装置１の説明図であって、（Ａ）は一部断面図、（Ｂ）は図２（Ａ）のＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）は図２（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。   2A and 2B are explanatory views of the intermediate shaft device 1 according to the first embodiment, in which FIG. 2A is a partial cross-sectional view, FIG. 2B is a cross-sectional view along line BB in FIG. It is CC sectional drawing of 2 (A).

中間軸装置１は以下のようになっている。中間軸３の両端には、等速ボール自在継手２、４が形成され、等速ボール自在継手２、４の一部をなす内側継手部材２２、４２がそれぞれ形成されている。等速ボール自在継手２、４の内側継手部材２２、４２の先端近傍は球状に形成されており、更にこの球面にボール案内溝２２１、４２１が形成されている。   The intermediate shaft device 1 is as follows. Constant velocity ball universal joints 2, 4 are formed at both ends of the intermediate shaft 3, and inner joint members 22, 42 forming part of the constant velocity ball universal joints 2, 4 are formed. The tips of the inner joint members 22 and 42 of the constant velocity ball universal joints 2 and 4 are formed in a spherical shape, and ball guide grooves 221 and 421 are formed on the spherical surface.

一方、外側継手部材２３、４３は球状の凹所を備えた外側継手部分２３９、４３９を有し、この凹所にボール案内溝２３１、４３１が形成されている。２つのボール案内溝２２１、４２１、２３１、４３１は、ともに中間軸３および外側継手部材２３、４３の軸方向に沿って伸びており、これらの溝内にはトルク伝達ボール２４、４４が転動可能に嵌合することにより、内側継手部材２２、４２と外側継手部材２３、４３が回転に関して結合する。   On the other hand, the outer joint members 23 and 43 have outer joint portions 239 and 439 each having a spherical recess, and ball guide grooves 231 and 431 are formed in the recess. The two ball guide grooves 221, 421, 231, 431 all extend along the axial direction of the intermediate shaft 3 and the outer joint members 23, 43, and the torque transmitting balls 24, 44 roll in these grooves. The inner joint members 22, 42 and the outer joint members 23, 43 are coupled with respect to rotation by fitting in a possible manner.

内側継手部材２２、４２の球面と相補的内面を備えたボール保持器２５、４５は、トルク伝達ボール２４、４４を保持しながらこの球面中心回りに回転可能となっている。内側継手部材２２、４２と外側継手部分２３９、４３９との境界近傍は、柔軟なカバーをなすブーツ２６、４６によって覆われており、外部から塵埃が侵入するのを防止している。   The ball holders 25 and 45 having inner surfaces complementary to the spherical surfaces of the inner joint members 22 and 42 are rotatable around the center of the spherical surface while holding the torque transmitting balls 24 and 44. The vicinity of the boundary between the inner joint members 22 and 42 and the outer joint portions 239 and 439 is covered with boots 26 and 46 that form a flexible cover to prevent dust from entering from the outside.

外側継手部材２３及び内側継手部材４２は、ホィールシャフト５２１及び車体側操舵機構６の入力軸６１にそれぞれ固定するためのヨーク２８、４８を有している。ヨーク２８、４８は、シャフト孔２７、４７を有しており、このシャフト孔２７、４７にはスリ割り２７１、４７１が設けられている。スリ割り２７１、４７１の両サイドに形成されたバカ孔２７３、４７３とボルト孔２７２、４７２に締め付けボルト２１、４１を螺合させて、外側継手部材２３をホィールシャフト５２１に、内側継手部材４２を入力軸６１にそれぞれ固定する。   The outer joint member 23 and the inner joint member 42 have yokes 28 and 48 for fixing to the wheel shaft 521 and the input shaft 61 of the vehicle body side steering mechanism 6, respectively. The yokes 28 and 48 have shaft holes 27 and 47, and the shaft holes 27 and 47 are provided with slits 271 and 471, respectively. The fastening bolts 21 and 41 are screwed into the burr holes 273 and 473 formed on both sides of the slits 271 and 471 and the bolt holes 272 and 472, and the outer joint member 23 is attached to the wheel shaft 521, and the inner joint member 42 is attached. Each is fixed to the input shaft 61.

車体への組み付け時に、締め付けボルト２１、４１の締め付け作業を同じ方向から行うことができるように、図２に示されるようにバカ孔２７３、４７３を中間軸装置１の同じ側に設けることにより、作業効率を向上させることができる。   By providing the hole holes 273 and 473 on the same side of the intermediate shaft device 1 as shown in FIG. 2 so that the tightening work of the tightening bolts 21 and 41 can be performed from the same direction when assembled to the vehicle body, Work efficiency can be improved.

第１実施例の中間軸３は、内側継手部材２２から一体的に下方に延びる上部中間軸３１と、外側継手部材４３から一体的に上方に延びる下部中間軸筒３２から構成されている。上部中間軸３１には雄スプライン３１１が、また下部中間軸筒３２には雄スプライン３１１に嵌合する雌スプライン３２１が形成されている。このスプライン結合によって、上部中間軸３１と下部中間軸筒３２は、軸方向に互いに摺動可能であって回転力のみを伝達するように結合されている。中間軸３が伸縮することによって、車体本体９１に対してステアリングコラム５２の傾斜を調整したとき、ホィールシャフト５２１の下端の位置が移動する構造を可能とし、さらに車体側操舵機構６とステアリングコラム間に発生する相対変位を吸収することができる。   The intermediate shaft 3 of the first embodiment includes an upper intermediate shaft 31 that integrally extends downward from the inner joint member 22 and a lower intermediate shaft cylinder 32 that integrally extends upward from the outer joint member 43. The upper intermediate shaft 31 is formed with a male spline 311, and the lower intermediate shaft cylinder 32 is formed with a female spline 321 fitted to the male spline 311. By this spline coupling, the upper intermediate shaft 31 and the lower intermediate shaft cylinder 32 are coupled so as to be slidable in the axial direction and to transmit only the rotational force. When the inclination of the steering column 52 is adjusted with respect to the vehicle body 91 by the expansion and contraction of the intermediate shaft 3, a structure in which the position of the lower end of the wheel shaft 521 moves is possible, and further, the vehicle body side steering mechanism 6 and the steering column are separated. Can absorb the relative displacement generated.

図３は図２のＡ−Ａ断面図であり、インボリュート歯形の雄スプライン３１１のみを示す。図３に示すように、雄スプライン３１１の表面には、潤滑性並びに耐摩耗性に優れた皮膜３３、例えばポリアミド樹脂、ポリエステル樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の皮膜３３がコーティングされ、削り加工によって仕上げられている。また、皮膜３３としては、二硫化モリブデンを含む薄膜でも良い。皮膜３３は雌スプライン３２１側の表面にコーティングしても良く、また、雄スプライン３１１及び雌スプライン３２１の両方にコーティングしても良い。このようにして構成した雄スプライン３１１と雌スプライン３２１とを嵌合させ、嵌合部にグリースを塗布して中間軸３を構成する。   3 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2 and shows only the male spline 311 having an involute tooth profile. As shown in FIG. 3, the surface of the male spline 311 is coated with a film 33 excellent in lubricity and wear resistance, for example, a film 33 of polyamide resin, polyester resin, polyphenylene sulfide resin, etc., and is finished by machining. ing. Further, the film 33 may be a thin film containing molybdenum disulfide. The film 33 may be coated on the surface on the female spline 321 side, or both the male spline 311 and the female spline 321 may be coated. The male spline 311 and the female spline 321 configured as described above are fitted, and grease is applied to the fitting portion to constitute the intermediate shaft 3.

図４は図２のＡ−Ａ断面図であり、図３とは歯形形状の異なるインボリュート歯形の雄スプライン３１１のみを示す。図４の場合も図３と同様に、雄スプライン３１１の表面には、潤滑性並びに耐摩耗性に優れた皮膜３３、例えばポリアミド樹脂の皮膜３３がコーティングされ、削り加工によって仕上げられている。図３と異なる点は、対向する二箇所の歯３１２、３１２のたけ（高さ）が他の歯のたけよりも低く形成されていることである。   4 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, and shows only the male spline 311 having an involute tooth profile having a tooth profile different from that of FIG. In the case of FIG. 4 as well, the surface of the male spline 311 is coated with a film 33 excellent in lubricity and wear resistance, for example, a polyamide resin film 33, and is finished by machining. The difference from FIG. 3 is that the depth (height) of the two teeth 312 and 312 facing each other is formed lower than that of the other teeth.

これによって、中間軸３を車両で使用中に、低い山の部分を通してエアー抜きを行わせ、雄スプライン３１１と雌スプライン３２１の円滑な摺動動作を行わせることが可能となる。対向する二箇所の歯３１２、３１２のたけを低くすれば、中間軸３が回転する際の動バランスが良くなるため好ましいが、一箇所の歯のたけを低くしても良い。また、雌スプライン３２１側の歯のたけを低くしても良い。   As a result, while the intermediate shaft 3 is being used in a vehicle, air can be vented through a low mountain portion, and a smooth sliding operation of the male spline 311 and the female spline 321 can be performed. It is preferable to reduce the teeth of the two teeth 312 and 312 facing each other because the dynamic balance when the intermediate shaft 3 rotates is improved. However, the teeth of one tooth may be decreased. In addition, the depth of teeth on the female spline 321 side may be lowered.

図５は図２のＡ−Ａ断面図であり、図３、図４とは歯形形状の異なる直線歯の雄スプライン３１３のみを示す。図５の場合も図３、図４と同様に、雄スプライン３１３の表面には、潤滑性並びに耐摩耗性に優れた皮膜３３、例えばポリアミド樹脂の皮膜３３がコーティングされ、削り加工によって仕上げられている。 FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 2, and shows only the male spline 313 of straight teeth having a different tooth shape from that of FIGS. 3 and 4. In the case of FIG. 5 as well, like FIG. 3 and FIG. 4, the surface of the male spline 313 is coated with a film 33 having excellent lubricity and wear resistance, for example, a polyamide resin film 33, and finished by machining. Yes.

以上に示すように、第１実施例の車両ステアリング装置の中間軸装置において、ハンドル操作時のがた打ち音を完全に無くすため、雄スプライン３１１と雌スプライン３２１の嵌合隙間を限りなくゼロに近づけ、かつ摺動抵抗を小さくすることが求められた場合、雄スプライン３１１と雌スプライン３２１の選択嵌合を行うことになる。   As described above, in the intermediate shaft device of the vehicle steering system according to the first embodiment, the fitting gap between the male spline 311 and the female spline 321 is reduced to zero as much as possible in order to completely eliminate rattling noise during the steering operation. When it is required to approach and reduce the sliding resistance, the male spline 311 and the female spline 321 are selectively fitted.

第１実施例では、中間軸３の両端に等速自在継手を使用しているので、従来の十字軸自在継手を有する中間軸の場合とは異なり、雄スプライン３１１と雌スプライン３２１の円周方向の位相が一箇所に限定されることが無い。従って、雄スプライン３１１と雌スプライン３２１の円周方向の位相を変えて嵌合し、嵌合隙間が最も小さくなる円周方向の位相を見つけることが極めて容易になるため、選択嵌合に要する時間が短縮され、コストの安い中間軸装置を製作することが可能になる。例えば図３、図４に示す１０山のスプラインでは、一組の雄、雌スプラインの組み合わせで、選択嵌合が良好に行われる可能性が１０回生じる。   In the first embodiment, constant velocity universal joints are used at both ends of the intermediate shaft 3, so that the circumferential direction of the male spline 311 and the female spline 321 is different from the case of the intermediate shaft having the conventional cross shaft universal joint. Is not limited to a single phase. Therefore, the male spline 311 and the female spline 321 are fitted to each other by changing the circumferential phase, and it is extremely easy to find the circumferential phase in which the fitting gap is the smallest. The intermediate shaft device can be manufactured at a low cost. For example, in the case of 10 splines shown in FIGS. 3 and 4, there is a possibility that selective fitting is performed well 10 times by combining a pair of male and female splines.

＊第２実施例
第２実施例の中間軸装置１は、第１実施例と同様に、上側、及び下側に等速ボール自在継手２、４、中間にはこれらの軸継手を結ぶ上部中間軸３１、下部中間軸筒３２から成る中間軸３を備えているが、上部中間軸３１と下部中間軸筒３２の結合がセレーション結合になっており、セレーション結合部のがた止め用のバネを装着している点が相違する。 * Second Embodiment As in the first embodiment, the intermediate shaft device 1 of the second embodiment has constant velocity ball universal joints 2 and 4 on the upper and lower sides, and an upper middle connecting these shaft joints in the middle. The intermediate shaft 3 including the shaft 31 and the lower intermediate shaft cylinder 32 is provided. However, the upper intermediate shaft 31 and the lower intermediate shaft cylinder 32 are connected in serration connection, and a spring for preventing the serration connection portion from rattling is provided. It is different in the point of wearing.

以下の説明では、第１実施例との相違点についてのみ説明し、他の説明及び図６のＢ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面については第１実施例の説明を援用する。図６は、第２実施例の中間軸装置１の説明図であって、図７は図６のセレーション嵌合部の拡大断面図である。   In the following description, only differences from the first embodiment will be described, and the description of the first embodiment will be used for the other descriptions and the BB and CC cross sections of FIG. FIG. 6 is an explanatory view of the intermediate shaft device 1 of the second embodiment, and FIG. 7 is an enlarged sectional view of the serration fitting portion of FIG.

図６から図７に示すように、第２実施例の中間軸３は、内側継手部材２２から一体的に下方に延びる上部中間軸３１と、外側継手部材４３から一体的に上方に延びる下部中間軸筒３２で構成され、上部中間軸３１には雄セレーション３１４が、また下部中間軸筒３２には雄セレーション３１４に嵌合する雌セレーション３２２が形成されている。   As shown in FIGS. 6 to 7, the intermediate shaft 3 of the second embodiment includes an upper intermediate shaft 31 that integrally extends downward from the inner joint member 22 and a lower middle that integrally extends upward from the outer joint member 43. The upper intermediate shaft 31 is formed with a male serration 314, and the lower intermediate shaft tube 32 is formed with a female serration 322 that fits the male serration 314.

このセレーション結合によって、上部中間軸３１と下部中間軸筒３２は、軸方向に互いに摺動可能であって回転力のみを伝達するように結合されている。中間軸３が伸縮することによって、車体本体９１に対してステアリングコラム５２の傾斜を調整したとき、ホィールシャフト５２１の下端の位置が移動する構造を可能とし、さらに車体側操舵機構６とステアリングコラム間に発生する相対変位を吸収することができる。   By this serration coupling, the upper intermediate shaft 31 and the lower intermediate shaft cylinder 32 are coupled so as to be slidable in the axial direction and to transmit only the rotational force. When the inclination of the steering column 52 is adjusted with respect to the vehicle body 91 by the expansion and contraction of the intermediate shaft 3, a structure in which the position of the lower end of the wheel shaft 521 moves is possible, and further, the vehicle body side steering mechanism 6 and the steering column are separated. Can absorb the relative displacement generated.

雄セレーション３１４には、上部中間軸３１の軸方向に平行に長溝３１５が形成され、長溝３１５内には波形の板バネ３１６が挿入されている。板バネ３１６は、雄セレーション３１４と雌セレーション３２２との間に軸直角方向の付勢力を付与することで、雄セレーション３１４と雌セレーション３２２との間のがたを無くし、がた打ち音の発生を防止している。   A long groove 315 is formed in the male serration 314 in parallel with the axial direction of the upper intermediate shaft 31, and a corrugated leaf spring 316 is inserted into the long groove 315. The leaf spring 316 eliminates rattling between the male serration 314 and the female serration 322 by applying an urging force in the direction perpendicular to the axis between the male serration 314 and the female serration 322, and generates rattling noise. Is preventing.

第２実施例の場合も第１実施例と同様に、雄セレーション３１４または雌セレーション３２２のどちらか一方、もしくは、両方の表面に、潤滑性並びに耐摩耗性に優れた皮膜３３、例えばポリアミド樹脂の皮膜３３をコーティングし、削り加工によって仕上げを行う処理を施すことができる。   In the case of the second embodiment, similarly to the first embodiment, the surface of either the male serration 314 or the female serration 322, or both, is coated with a film 33 excellent in lubricity and wear resistance, such as a polyamide resin. The film 33 can be coated, and a finishing process can be performed by shaving.

第２実施例の車両ステアリング装置の中間軸装置において、ハンドル操作時のがた打ち音を完全に無くし、かつ摺動抵抗を小さくすることが求められた場合、雄セレーション３１４と雌セレーション３２２の選択嵌合を行うことになるが、上記第１実施例の場合と同様に、中間軸３の両端に等速自在継手を使用しているので、従来の十字軸自在継手を有する中間軸の場合とは異なり、雄セレーション３１４と雌セレーション３２２の円周方向の位相が一箇所に限定されることが無い。   In the intermediate shaft device of the vehicle steering system of the second embodiment, when it is required to completely eliminate rattling noise during steering operation and to reduce sliding resistance, the selection of male serration 314 and female serration 322 As in the case of the first embodiment, since constant velocity universal joints are used at both ends of the intermediate shaft 3, the intermediate shaft having a conventional cross shaft universal joint is used. In contrast, the circumferential phase of the male serration 314 and the female serration 322 is not limited to one location.

従って、雄セレーション３１４と雌セレーション３２２の円周方向の位相を変えて嵌合し、嵌合隙間が最も小さくなる円周方向の位相を見つけることが極めて容易になるため、選択嵌合に要する時間が短縮され、コストの安い中間軸装置を製作することが可能になる。   Therefore, it is very easy to find the phase in the circumferential direction where the male serration 314 and the female serration 322 are fitted with different circumferential phases and the fitting gap is minimized, so that the time required for selective fitting The intermediate shaft device can be manufactured at a low cost.

＊第３実施例
図８は第３実施例の中間軸装置１を説明するための一部断面図である。以下、第１実施例との相違点についてのみ説明し、他の説明及び図８のＡ−Ａ断面、Ｂ−Ｂ断面、Ｃ−Ｃ断面については第１実施例の説明を援用する。第3実施例は、第１実施例における等速ボール自在継手のうちの一方を十字軸自在継手に置き換えたものである。 * 3rd Example FIG. 8: is a partial cross section figure for demonstrating the intermediate shaft apparatus 1 of 3rd Example. Hereinafter, only differences from the first embodiment will be described, and the description of the first embodiment is used for the other descriptions and the AA, BB, and CC sections of FIG. In the third embodiment, one of the constant velocity ball universal joints in the first embodiment is replaced with a cross shaft universal joint.

上部中間軸３１の右端には、十字軸自在継手７の一部をなす一対のアームからなる第１ヨークアーム対７１が形成されている。十字軸自在継手７のヨーク７８は、ホィールシャフト５２１に差し込まれ、バカ孔７７３に挿入された締め付けボルトにより固定される。ヨーク７８には、一対のアームからなる第２ヨークアーム対７２が形成されている。   At the right end of the upper intermediate shaft 31, a first yoke arm pair 71 including a pair of arms that form part of the cross shaft universal joint 7 is formed. The yoke 78 of the cruciform universal joint 7 is inserted into the wheel shaft 521 and is fixed by a fastening bolt inserted into the fool hole 773. The yoke 78 is formed with a second yoke arm pair 72 composed of a pair of arms.

十字軸部材７３は十字状に伸びる４本の軸部分を備えており、互いに反対側にある軸部分が第１ヨークアーム対７１、第２ヨークアーム対７２にそれぞれ軸受されている。上部中間軸３１とヨーク７８は、十字軸部材７３を介在させることにより結合され、回転が伝達される。   The cross shaft member 73 includes four shaft portions extending in a cross shape, and the shaft portions on the opposite sides are respectively supported by the first yoke arm pair 71 and the second yoke arm pair 72. The upper intermediate shaft 31 and the yoke 78 are coupled by interposing a cross shaft member 73, and the rotation is transmitted.

以上に示すように、第3実施例の車両ステアリング装置の中間軸装置は、一方が安価な十字軸自在継手を使用し、他方が等速自在継手を使用しているため、上記第１実施例、第２実施例と同様に、雄スプライン３１１と雌スプライン３２１の選択嵌合を行う際、中間軸３の一方に等速自在継手を使用しているので、従来の両端に十字軸自在継手を有する中間軸の場合とは異なり、雄スプライン３１１と雌スプライン３２１の円周方向の位相が一箇所に限定されることが無い。   As described above, since the intermediate shaft device of the vehicle steering apparatus of the third embodiment uses an inexpensive cross shaft universal joint and the other uses a constant velocity universal joint, the first embodiment described above. As in the second embodiment, when the male spline 311 and the female spline 321 are selectively fitted, a constant velocity universal joint is used for one of the intermediate shafts 3, so a conventional cross shaft universal joint is provided at both ends. Unlike the case of the intermediate shaft, the circumferential phase of the male spline 311 and the female spline 321 is not limited to one place.

従って、雄スプライン３１１と雌スプライン３２１の円周方向の位相を変えて嵌合し、嵌合隙間が最も小さくなる円周方向の位相を見つけることが極めて容易になるため、選択嵌合に要する時間が短縮され、コストの安い中間軸装置を製作することが可能になる。   Therefore, the male spline 311 and the female spline 321 are fitted to each other by changing the circumferential phase, and it is extremely easy to find the circumferential phase in which the fitting gap is the smallest. The intermediate shaft device can be manufactured at a low cost.

本発明が適用された自動車の操舵機構全体を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the whole steering mechanism of the motor vehicle to which this invention was applied. 第１実施例の中間軸装置１の説明図であって、（Ａ）は一部断面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ断面図、（Ｃ）はＣ−Ｃ断面図である。It is explanatory drawing of the intermediate shaft apparatus 1 of 1st Example, Comprising: (A) is partial sectional drawing, (B) is BB sectional drawing, (C) is CC sectional drawing. 図２のＡ−Ａ断面図であって、インボリュート歯形の雄スプラインのみを示す。It is AA sectional drawing of FIG. 2, Comprising: Only the male spline of an involute tooth profile is shown. 図２のＡ−Ａ断面図であって、図３とは歯形形状の異なるインボリュート歯形の雄スプラインのみを示す。FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line A-A in FIG. 2, and shows only a male spline having an involute tooth profile having a tooth profile different from that in FIG. 3. 図２のＡ−Ａ断面図であって、直線歯の雄スプラインのみを示す。It is AA sectional drawing of FIG. 2, Comprising: Only the male spline of a straight tooth is shown. 第２実施例の中間軸装置１の説明図である。It is explanatory drawing of the intermediate shaft apparatus 1 of 2nd Example. 図６のセレーション嵌合部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the serration fitting part of FIG. 第３実施例の中間軸装置１の説明図である。It is explanatory drawing of the intermediate shaft apparatus 1 of 3rd Example.

符号の説明Explanation of symbols

１ 中間軸装置
２ 等速ボール自在継手
２１ 締め付けボルト
２２ 内側継手部材
２２１ ボール案内溝
２３ 外側継手部材
２３１ ボール案内溝
２３９ 外側継手部分
２４ トルク伝達ボール
２５ ボール保持器
２６ ブーツ
２７ シャフト孔
２７１ スリ割り
２７２ ボルト孔
２７３ バカ孔
２８ ヨーク
３ 中間軸
３１ 上部中間軸
３１１ 雄スプライン
３１２ 歯
３１３ 雄スプライン
３１４ 雄セレーション
３１５ 長溝
３１６ 板バネ
３２ 下部中間軸筒
３２１ 雌スプライン
３２２ 雌セレーション
３３ 皮膜
４ 等速ボール自在継手
４１ 締め付けボルト
４２ 内側継手部材
４２１ ボール案内溝
４３ 外側継手部材
４３１ ボール案内溝
４３９ 外側継手部分
４４ トルク伝達ボール
４５ ボール保持器
４６ ブーツ
４７ シャフト孔
４７１ スリ割り
４７２ ボルト孔
４７３ バカ孔
４８ ヨーク
５１ ハンドル
５２ ステアリングコラム
５２１ ホィールシャフト
５２２ 調整レバー
６ 車体側操舵機構
６１ 入力軸
７ 十字軸自在継手
７１ 第１ヨークアーム対
７２ 第２ヨークアーム対
７３ 十字軸部材
７７３ バカ孔
７８ ヨーク
９１ 車体本体 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Intermediate shaft apparatus 2 Constant velocity universal joint 21 Clamping bolt 22 Inner joint member 221 Ball guide groove 23 Outer joint member 231 Ball guide groove 239 Outer joint part 24 Torque transmission ball 25 Ball cage 26 Boot 27 Shaft hole 271 Slot 272 Bolt hole 273 Float hole 28 Yoke 3 Intermediate shaft 31 Upper intermediate shaft 311 Male spline 312 Teeth 313 Male spline 314 Male serration 315 Long groove 316 Leaf spring 32 Lower intermediate shaft cylinder 321 Female spline 322 Female serration 33 Film 4 Constant velocity universal joint 41 Tightening bolt 42 Inner joint member 421 Ball guide groove 43 Outer joint member 431 Ball guide groove 439 Outer joint part 44 Torque transmission ball 45 Ball cage 46 Boot 47 Shaft hole 471 Slot 472 Bolt hole 473 Flaw hole 48 Yoke 51 Handle 52 Steering column 521 Wheel shaft 522 Adjustment lever 6 Car body side steering mechanism 61 Input shaft 7 Cross shaft universal joint 71 First yoke arm pair 72 Second yoke arm pair 73 Cross shaft member 773 Baka Hole 78 Yoke 91 Body body

Claims (7)

ステアリングホィールからの回転を伝達するための入力軸、
上部中間軸、下部中間軸、及び上記上部中間軸と下部中間軸を軸方向に摺動可能かつ回転力を伝達可能に結合する結合装置を備えた中間軸、
車両側の操舵機構を駆動するための出力軸、及び、
上記入力軸と上記上部中間軸との間、及び、上記下部中間軸と上記出力軸との間を結合するそれぞれの自在継手
を備えた車両ステアリング装置の中間軸装置であって、
上記自在継手は、少なくとも一方が等速自在継手であること
を特徴とする車両ステアリング装置の中間軸装置。 An input shaft for transmitting rotation from the steering wheel,
An intermediate shaft provided with an upper intermediate shaft, a lower intermediate shaft, and a coupling device that couples the upper intermediate shaft and the lower intermediate shaft so that they can slide in the axial direction and transmit a rotational force;
An output shaft for driving a steering mechanism on the vehicle side, and
An intermediate shaft device of a vehicle steering apparatus including respective universal joints that connect between the input shaft and the upper intermediate shaft and between the lower intermediate shaft and the output shaft,
An intermediate shaft device for a vehicle steering apparatus, wherein at least one of the universal joints is a constant velocity universal joint. ステアリングホィールからの回転を伝達するための入力軸、
上部中間軸、下部中間軸、及び上記上部中間軸と下部中間軸を軸方向に摺動可能かつ回転力を伝達可能に結合する結合装置を備えた中間軸、
車両側の操舵機構を駆動するための出力軸、及び、
上記入力軸と上記上部中間軸との間、及び、上記下部中間軸と上記出力軸との間を結合するそれぞれの自在継手
を備えた車両ステアリング装置の中間軸装置であって、
上記自在継手は、ともに等速自在継手であること
を特徴とする車両ステアリング装置の中間軸装置。 An input shaft for transmitting rotation from the steering wheel,
An intermediate shaft provided with an upper intermediate shaft, a lower intermediate shaft, and a coupling device that couples the upper intermediate shaft and the lower intermediate shaft so that they can slide in the axial direction and transmit a rotational force;
An output shaft for driving a steering mechanism on the vehicle side, and
An intermediate shaft device of a vehicle steering apparatus including respective universal joints that connect between the input shaft and the upper intermediate shaft and between the lower intermediate shaft and the output shaft,
An intermediate shaft device for a vehicle steering system, wherein both of the universal joints are constant velocity universal joints. ステアリングホィールからの回転を伝達するための入力軸、
上部中間軸、下部中間軸、及び上記上部中間軸と下部中間軸を軸方向に摺動可能かつ回転力を伝達可能に結合する結合装置を備えた中間軸、
車両側の操舵機構を駆動するための出力軸、及び、
上記入力軸と上記上部中間軸との間、及び、上記下部中間軸と上記出力軸との間を結合するそれぞれの自在継手
を備えた車両ステアリング装置の中間軸装置であって、
上記自在継手の一方は等速自在継手、他方は十字軸自在継手であること
を特徴とする車両ステアリング装置の中間軸装置。 An input shaft for transmitting rotation from the steering wheel,
An intermediate shaft provided with an upper intermediate shaft, a lower intermediate shaft, and a coupling device that couples the upper intermediate shaft and the lower intermediate shaft so that they can slide in the axial direction and transmit a rotational force;
An output shaft for driving a steering mechanism on the vehicle side, and
An intermediate shaft device of a vehicle steering apparatus including respective universal joints that connect between the input shaft and the upper intermediate shaft and between the lower intermediate shaft and the output shaft,
An intermediate shaft device for a vehicle steering system, wherein one of the universal joints is a constant velocity universal joint and the other is a cross shaft universal joint. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載された車両ステアリング装置の中間軸装置において、
上記等速自在継手は、
等速ボール自在継手であること
を特徴とする車両ステアリング装置の中間軸装置。 In the intermediate shaft device of the vehicle steering device according to any one of claims 1 to 3,
The constant velocity universal joint is
An intermediate shaft device for a vehicle steering device, characterized by being a constant velocity ball universal joint. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載された車両ステアリング装置の中間軸装置において、
上記結合装置は、
スプライン結合装置またはセレーション結合装置であり、
上記スプライン結合装置またはセレーション結合装置の雄側または雌側の少なくとも一方の結合部表面にポリアミド樹脂の被膜を形成したこと
を特徴とする車両ステアリング装置の中間軸装置。 In the intermediate shaft device of the vehicle steering device according to any one of claims 1 to 4,
The coupling device is
A spline coupling device or a serration coupling device,
An intermediate shaft device for a vehicle steering device, wherein a coating film of polyamide resin is formed on a surface of at least one of a male side and a female side of the spline coupling device or serration coupling device. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載された車両ステアリング装置の中間軸装置において、
上記結合装置は、
セレーション結合装置であり、
上記セレーション結合装置の雄側と雌側との間に軸直角方向の付勢力を付与する付勢部材を装着したこと
を特徴とする車両ステアリング装置の中間軸装置。 In the intermediate shaft device of the vehicle steering device according to any one of claims 1 to 4,
The coupling device is
Serration coupling device,
An intermediate shaft device for a vehicle steering device, wherein a biasing member for applying a biasing force in a direction perpendicular to the axis is mounted between the male side and the female side of the serration coupling device. 請求項１から請求項４までのいずれかに記載された車両ステアリング装置の中間軸装置において、
上記結合装置は、
スプライン結合装置であり、
上記スプライン結合装置の少なくとも一箇所の歯のたけが他の歯のたけよりも低いこと
を特徴とする車両ステアリング装置の中間軸装置。 In the intermediate shaft device of the vehicle steering device according to any one of claims 1 to 4,
The coupling device is
A spline coupling device,
An intermediate shaft device for a vehicle steering system, wherein a tooth depth of at least one portion of the spline coupling device is lower than that of other teeth.
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