JP2008120250A - Vehicle steering telescopic shaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸を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関する。 The present invention relates to a telescopic shaft for vehicle steering that is incorporated in a steering shaft of a vehicle and has a male shaft and a female shaft that are non-rotatably and slidably fitted.
自動車の操舵機構部の伸縮軸には、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。さらに、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。これらの何れの場合にも、伸縮軸は、ガタ音を低減すること、ステアリングホイール上のガタ感を低減すること、及び軸方向の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。 The telescopic shaft of the steering mechanism portion of the automobile is required to absorb the axial displacement generated when the automobile travels and to transmit the displacement and vibration on the steering wheel. Further, in order to obtain an optimum position for the driver to drive the automobile, a function of moving the position of the steering wheel in the axial direction and adjusting the position is required. In any of these cases, the telescopic shaft is required to reduce the rattling noise, reduce the rattling on the steering wheel, and reduce the sliding resistance during the sliding operation in the axial direction. .
このようなことから、例えば特許文献1では、トルク伝達可能に且つ軸方向に相対移動可能に嵌合している雄軸及び雌軸の少なくとも一方の嵌合表面に合成樹脂の薄膜を形成することで、雄軸及び雌軸のガタ付きを防止し、両者がスライドする時の摺動抵抗を低く抑えようとしている。ここで、特許文献1の合成樹脂の薄膜は、例えば石油系バインダー中に二硫化モリブデン(MoS2)等の小さな粒体を分散混合した有機溶剤を、スプレー或いはディッピングにより塗布し、加熱乾燥することで形成されている。
しかしながら、上記特許文献1のように、嵌合表面に有機溶剤を塗布して合成樹脂の薄膜を形成する技術は、薄膜の厚さがバラツキやすいので、雄軸及び雌軸の嵌合表面の間に隙間が生じたり、しめしろが大きくなり、雄軸及び雌軸が軸方向に相対移動するときの摺動抵抗を低減する効果、伸縮軸及びステアリングホイールのガタ付きを低減する効果が十分ではない。 However, as in Patent Document 1, the technique of forming a synthetic resin thin film by applying an organic solvent to the mating surface tends to vary the thickness of the thin film. There is not enough effect to reduce the sliding resistance when the male shaft and the female shaft move relative to each other in the axial direction, and to reduce the backlash of the telescopic shaft and the steering wheel. .
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、軸方向に相対移動する雄軸及び雌軸の摺動抵抗を低減してスムーズにスライドすることができるとともに、ステアリングホイールのガタ感を防止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している。 Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and can slide smoothly by reducing the sliding resistance of the male shaft and the female shaft that move relative to each other in the axial direction. In addition, an object of the present invention is to provide a vehicle steering telescopic shaft that can prevent the steering wheel from feeling loose.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の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、雄軸と雌軸をトルク伝達可能に且つ軸方向に相対移動可能に嵌合し、それら前記雄軸及び前記雌軸の何れか一方の嵌合表面に樹脂被膜を形成してなる車両ステアリング用伸縮軸において、前記樹脂被膜をアニール処理してなることを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸である。 To achieve the above object, the telescopic shaft for vehicle steering according to claim 1 is incorporated in a steering shaft of a vehicle, and a male shaft and a female shaft are fitted so as to be able to transmit torque and move relative to each other in the axial direction. A telescopic shaft for vehicle steering formed by forming a resin coating on a fitting surface of one of the male shaft and the female shaft, wherein the resin coating is annealed. It is.
また、請求項2に記載の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、雄軸と雌軸をトルク伝達可能に且つ軸方向に相対移動可能に嵌合し、それら前記雄軸及び前記雌軸の何れか一方の嵌合表面に樹脂被膜を形成してなる車両ステアリング用伸縮軸において、前記雄軸及び前記雌軸を嵌合した状態で前記樹脂被膜をアニール処理してなることを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸である。
The telescopic shaft for vehicle steering according to
さらに、請求項3に記載の車両ステアリング用伸縮軸は、請求項1又は2記載の車両ステアリング用伸縮軸において、前記アニール処理を、前記雄軸及び前記雌軸の何れか一方の嵌合表面に形成した前記樹脂被膜を、炉内雰囲気温度を100℃〜200℃とした加熱炉内で30分〜60分程度の加熱時間で加熱保持し、その後、室温まで空冷する処理とした。
Furthermore, the telescopic shaft for vehicle steering according to
本発明の車両ステアリング用伸縮軸によると、雄軸及び雌軸の何れか一方の嵌合表面に形成した樹脂被膜をアニール処理したことから、樹脂被膜が均一な厚さとなる。このため、雄軸及び雌軸が軸方向に相対移動するときの摺動抵抗を低減してスムーズにスライドすることができ、伸縮軸の端部に連結しているステアリングホイールのガタ感も防止することができる。 According to the vehicle steering telescopic shaft of the present invention, since the resin coating formed on the fitting surface of either the male shaft or the female shaft is annealed, the resin coating has a uniform thickness. For this reason, the sliding resistance when the male shaft and the female shaft move relative to each other in the axial direction can be reduced and the sliding can be smoothly performed, and the rattling of the steering wheel connected to the end of the telescopic shaft can be prevented. be able to.
また、雄軸及び雌軸の何れか一方の嵌合表面に形成した樹脂被膜は、アニール処理を施すことで内部の残留歪が取り除かれるのでクラックが生じにくくなり、伸縮軸を長時間摺動させても被膜剥れ等が抑制されるので、十分な耐久性を得ることができる。 In addition, the resin film formed on the mating surface of either the male shaft or the female shaft is subjected to annealing treatment to remove internal residual strain, so that cracks are unlikely to occur and the telescopic shaft is slid for a long time. However, since peeling of the film or the like is suppressed, sufficient durability can be obtained.
以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という。)を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明に係る車両ステアリング用伸縮軸を自動車の操舵機構部に適用した場合の一実施形態を示す側面図である。
本実施形態の操舵機構部15は、車体側のメンバ1にアッパブラケット2とロアブラケット3とを介して取付けられたステアリングコラム4と、このステアリングコラム4に回転自在に支持されたステアリングシャフト5と、このステアリングシャフト5の上端に装着されたステアリングホイール6と、ステアリングシャフト5の下端にカルダン軸継手7を介して連結された中間(インターミディエイト)シャフト8と、この中間シャフト8にカルダン軸継手9を介して連結されたピニオンシャフト10と、ピニオンシャフト10に連結したステアリングラック軸11と、このステアリングラック軸11を支持して車体の別のフレーム12に弾性体13を介して固定されたステアリングラック支持部材14とで構成されている。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing an embodiment in which a vehicle steering telescopic shaft according to the present invention is applied to a steering mechanism of an automobile.
The
中間シャフト8は、雄軸8aと雌軸8bとを嵌合したものであるが、このような中間シャフト8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6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、操舵機構部15の上部を固定するメンバ1とステアリングラック支持部材14が固定されているフレーム12とが別体となっておりステアリングラック支持部材14がゴムなどの弾性体13を介してフレーム12に締結固定されている構造の場合に要求される。
The
In such a performance, the vehicle body has a sub-frame structure, and the member 1 that fixes the upper portion of the
また、その他のケースとして中間シャフト8をカルダン軸継手9位置でピニオンシャフト10に締結する組付作業時に、作業者が伸縮軸を一旦収縮させからピニオンシャフト10に嵌合させて締結させるために伸縮機能が必要とされる。
さらに、ステアリング機構15の上部にあるステアリングシャフト5も雄軸5aと雌軸5bとを嵌合したものであるが、このようなステアリングシャフト5には、運転者が自動車を運転するのに最適な運転姿勢を確保するためにステアリングホイール6の位置を軸方向に移動し、その位置を調整するテレスコ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。
As another case, when the
Further, the steering shaft 5 at the upper part of the
ここで、ステアリングシャフト5及び中間シャフト8に本発明に係る車両ステアリング用伸縮軸を適用するものとする。なお、以下の説明では、ステアリングシャフト5及び中間シャフト8を総括して説明する場合には、単に伸縮軸と略記する。
前述の全ての場合において、伸縮軸には雄軸及び雌軸の嵌合部におけるガタ音を低減すること、ステアリングホイール6上のガタ感を低減すること、さらには、軸方向摺動時における摺動抵抗を低減することが要求される。
Here, the vehicle steering telescopic shaft according to the present invention is applied to the steering shaft 5 and the
In all the cases described above, the telescopic shaft has a reduced rattling noise at the fitting portion of the male shaft and the female shaft, a backlash feeling on the steering wheel 6, and a sliding at the time of axial sliding. It is required to reduce dynamic resistance.
図2は、本実施形態に係る第1実施形態の伸縮軸20の構成を示す横断面図である。
本実施形態の伸縮軸20は、相互にスプライン嵌合した雄スプライン軸21(ステアリングシャフト5の雄軸5a及び中間シャフト8の雄軸8a)と雌スプライン軸22(ステアリングシャフト5の雌軸5b及び中間シャフト8の雌軸5b)とで構成されている。
雄スプライン軸21は鋼製の中実円筒部材であり、その外周面に、ピッチ円直径を18mmとし、スプラインモジュールを1.0としたスプラインが形成されている。このスプラインの表面には、厚さが0.25mm程度の合成樹脂(ナイロン等)からなる樹脂被膜23が形成されている。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the configuration of the
The
The
また、雌スプライン軸22は、外径25mmの鋼製の中空円筒部材である。この雌スプライン軸22の内周面にはスプラインが形成されており、このスプラインの表面には樹脂被膜が形成されていない。
そして、本実施形態は、互いにスプライン嵌合させた雄スプライン軸21及び雌スプライン軸22を、炉内雰囲気温度を150℃程度とした加熱炉内で加熱し、その温度の状態を1時間程度保持し、その後、室温まで空冷していくことで、雄スプライン軸21のスプラインの表面に形成した樹脂被膜23のアニール処理を施す。なお、アニール処理条件を、加熱炉内の炉内雰囲気温度を100℃〜200℃とし、加熱時間を30分〜60分程度としてもよい。
The
In this embodiment, the
このような条件でアニール処理を施すと、雄スプライン軸21のスプラインの表面に設けた樹脂被膜23は、内部の残留歪が取り除かれながら均一な厚さとなる。
したがって、本実施形態は、アニール処理を施すことで雄スプライン軸21のスプラインの表面に形成した樹脂被膜23が均一になることから、樹脂被膜が厚くなり過ぎて厚さを均一に整えるといった加工が不要となるとともに、樹脂被膜が薄くなり過ぎて雌スプライン軸22のスプラインの表面との間に隙間が生じたり、しめしろが大きくなることが無く、雄スプライン軸21及び雌スプライン軸22が軸方向に相対移動するときの摺動抵抗を低減してスムーズに伸縮軸20をスライドすることができる。また、ステアリングホイール6のガタ感も防止することができる。
When annealing is performed under such conditions, the
Therefore, in the present embodiment, since the
また、雄スプライン軸21のスプラインの表面に形成した樹脂被膜23は、アニール処理を施すことで残留歪が取り除かれるのでクラックが生じにくくなり、伸縮軸20を実際に組み込んで長時間摺動させても被膜剥れ等が抑制されるので、十分な耐久性を得ることができる。
なお、伸縮軸20の嵌合形状は、図2に示したようなスプライン嵌合に限るものではなく、例えば図3に示すような略四角形状の嵌合、図4に示すような略三角形状の嵌合など、両軸間でのトルク伝達が可能で、且つ軸方向に摺動可能であれば、いかなる異形の嵌合であってもよい。
In addition, the
The fitting shape of the
次に、図5は、本実施形態に係る第2実施形態の伸縮軸24の構成を示す横断面図である。なお、図2に示した鋼製と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態の伸縮軸24は、雄スプライン軸21の外周面に形成されているスプラインの表面には樹脂被膜を形成せず、雌スプライン軸22の内周面に形成されているスプラインの表面に、厚さが0.25mm程度の合成樹脂(ナイロン等)からなる樹脂被膜25を形成している。
Next, FIG. 5 is a cross-sectional view showing the configuration of the
The
そして、本実施形態も、互いにスプライン嵌合させた雄スプライン軸21及び雌スプライン軸22を、炉内雰囲気温度を150℃程度とした加熱炉内で加熱し、その温度の状態を1時間程度保持し、その後、室温まで空冷していくことで、雌スプライン軸22のスプラインの表面に形成した樹脂被膜25のアニール処理を施す。なお、第1実施形態と同様に、アニール処理条件を、加熱炉内の炉内雰囲気温度を100℃〜200℃とし、加熱時間を30分〜60分程度としてもよい。
Also in this embodiment, the
このような条件でアニール処理を施すと、雌スプライン軸22のスプラインの表面に設けた樹脂被膜25は、内部の残留歪が取り除かれながら均一な厚さとなる。
したがって、本実施形態は、アニール処理を施すことで雌スプライン軸22のスプラインの表面に形成した樹脂被膜25が均一になることから、樹脂被膜が厚くなり過ぎて厚さを均一に整えるといった加工が不要となるとともに、樹脂被膜が薄くなり過ぎて雌スプライン軸22のスプラインの表面との間に隙間が生じたり、しめしろが大きくなることが無く、雄スプライン軸21及び雌スプライン軸22が軸方向に相対移動するときの摺動抵抗を低減してスムーズに伸縮軸24をスライドすることができる。また、ステアリングホイール6のガタ感も防止することができる。
When annealing is performed under such conditions, the
Therefore, in the present embodiment, since the
また、雌スプライン軸22のスプラインの表面に形成した樹脂被膜25は、アニール処理を施すことで残留歪が取り除かれるのでクラックが生じにくくなり、伸縮軸24を実際に組み込んで長時間摺動させても被膜剥れ等が抑制されるので、十分な耐久性を得ることができる。
なお、本実施形態も、伸縮軸24の嵌合形状はスプライン嵌合に限るものではなく、例えば図3で示した略四角形状の嵌合、図4で示した略三角形状の嵌合など、両軸間でのトルク伝達が可能で、且つ軸方向に摺動可能であれば、いかなる異形の嵌合であってもよい。
Further, the
In the present embodiment, the fitting shape of the
なお、第1及び第2実施形態は、雄スプライン軸21及び雌スプライン軸24をスプライン嵌合させた状態で樹脂被膜に対してアニール処理を施しているが、雄スプライン軸21及び雌スプライン軸24をスプライン嵌合せず、樹脂被膜が形成されている雄スプライン軸21、或いは雌スプライン軸24のみにアニール処理を施してもよい。
さらに、第1実施形態及び第2実施形態で示した伸縮軸は、図1で示した自動車の操舵機構部に適用するものではなく、例えば、ステアリングコラムにモータを組み込んだパワーアシスト機構を備えたパワーステアリング装置に適用しても、同様の作用効果を得ることができる。
In the first and second embodiments, the resin coating is annealed in a state where the
Furthermore, the telescopic shaft shown in the first embodiment and the second embodiment is not applied to the steering mechanism portion of the automobile shown in FIG. 1, but includes, for example, a power assist mechanism in which a motor is incorporated in a steering column. Even if it is applied to a power steering device, the same effect can be obtained.
1…メンバ、2…アッパブラケット、3…ロアブラケット、4…ステアリングコラム、5…ステアリングシャフト、5a…雄軸、5b…雌軸、6…ステアリングホイール、7…カルダン軸継手、8…中間シャフト、8a…雄軸、8b…雌軸、9…カルダン軸継手、10…ピニオンシャフト、11…ステアリングラック軸、12…フレーム、13…弾性体、14…ステアリングラック支持部材、15…操舵機構部、20…伸縮軸、21…雄スプライン軸、22…雌スプライン軸、23…樹脂被膜、24…伸縮軸、25…樹脂被膜 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Member, 2 ... Upper bracket, 3 ... Lower bracket, 4 ... Steering column, 5 ... Steering shaft, 5a ... Male shaft, 5b ... Female shaft, 6 ... Steering wheel, 7 ... Cardan shaft coupling, 8 ... Intermediate shaft, 8a ... male shaft, 8b ... female shaft, 9 ... cardan shaft joint, 10 ... pinion shaft, 11 ... steering rack shaft, 12 ... frame, 13 ... elastic body, 14 ... steering rack support member, 15 ... steering mechanism section, 20 ... telescopic shaft, 21 ... male spline shaft, 22 ... female spline shaft, 23 ... resin coating, 24 ... telescopic shaft, 25 ... resin coating
Claims (3)
前記樹脂被膜をアニール処理してなることを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。 Built into the steering shaft of a vehicle, the male shaft and female shaft are fitted so that torque can be transmitted and moved relative to each other in the axial direction, and a resin film is formed on the fitting surface of either the male shaft or the female shaft In the vehicle steering telescopic shaft,
A telescopic shaft for vehicle steering, wherein the resin coating is annealed.
前記雄軸及び前記雌軸を嵌合した状態で前記樹脂被膜をアニール処理してなることを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。 Built into the steering shaft of a vehicle, the male shaft and female shaft are fitted so that torque can be transmitted and moved relative to each other in the axial direction, and a resin film is formed on the fitting surface of either the male shaft or the female shaft In the vehicle steering telescopic shaft,
A telescopic shaft for vehicle steering, wherein the resin coating is annealed with the male shaft and the female shaft fitted.
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