JPS6344967B2 - - Google Patents
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- JPS6344967B2 JPS6344967B2 JP7229881A JP7229881A JPS6344967B2 JP S6344967 B2 JPS6344967 B2 JP S6344967B2 JP 7229881 A JP7229881 A JP 7229881A JP 7229881 A JP7229881 A JP 7229881A JP S6344967 B2 JPS6344967 B2 JP S6344967B2
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- torque
- shaft
- ball
- outer cylinder
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- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims description 29
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/02—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
- F16D3/06—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow axial displacement
- F16D3/065—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow axial displacement by means of rolling elements
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Bearings For Parts Moving Linearly (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ボールスプライン装置の改良に関
し、特に過負荷時の高トルクを安全に支承できる
ボールスプライン装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to improvements in ball spline devices, and particularly to a ball spline device that can safely support high torque during overload.
軸と外筒に軸方向のボール転動溝を夫々対向さ
せて設け、このボール転動溝に多数のボールを嵌
合し、軸と外筒を軸方向に相対移動可能とすると
共に円周方向の回転トルクを伝達するようにした
ボールスプライン装置は、軸と外筒の軸方向の相
対移動がボールの転動を介して行なわれるので従
来のすべり面接触のスプライン装置にくらべ相対
移動による摩擦抵抗が小さく、また、軸と外筒の
間に介在させるボールの寸法を適当に選ぶことに
より軸と外筒の間の円周方向のバツクラツシユを
排除できるという利点を有しているが、このよう
なボールスプライン装置はトルクの伝達がボール
を介して行なわれるものであるため、一般に伝達
トルクが小さいという欠点があり、所定のトルク
を伝達する場合ボールスプライン装置が大形とな
るという不具合がある。 Axial ball rolling grooves are provided on the shaft and the outer cylinder to face each other, and a large number of balls are fitted into these ball rolling grooves, allowing the shaft and the outer cylinder to move relative to each other in the axial direction as well as in the circumferential direction. The ball spline device, which is designed to transmit rotational torque, has a relative movement in the axial direction between the shaft and the outer cylinder through the rolling motion of the balls, so compared to the conventional spline device with sliding surface contact, the frictional resistance caused by the relative movement is reduced. It has the advantage of being small, and that it is possible to eliminate backlash in the circumferential direction between the shaft and the outer cylinder by appropriately selecting the dimensions of the balls interposed between the shaft and the outer cylinder. Since the ball spline device transmits torque through balls, it generally has the disadvantage that the transmitted torque is small, and the ball spline device has to be large in size when transmitting a predetermined torque.
例えば、或るパワーステアリング装着車のハン
ドル装置に使用するボールスプライン装置のトル
クは、通常状態では数Kgｍであるが、このボール
スプライン装置が自動車の安全という人命に関係
するものであることもあつて最大トルクとしては
約30Kgｍに十分耐えるものを要求されている。 For example, the torque of a ball spline device used in the steering wheel of a vehicle equipped with power steering is several kilograms under normal conditions, but this ball spline device is sometimes involved in the safety of automobiles, which is related to human life. It is required to be able to withstand a maximum torque of approximately 30Kgm.
また、自動車に対する現在の課題である軽量化
という観点からボールスプライン装置を軽量化す
ることも要求されている。 Furthermore, from the viewpoint of weight reduction, which is a current issue for automobiles, it is also required to reduce the weight of ball spline devices.
ボールスプライン装置の軽量化という事と高ト
ルクに耐えるという条件は相反する条件であり、
軽量化に重点をおいて設計した小形のボールスプ
ライン装置ではトルクに対する強度不足を起しや
すく、ボールの破損等の致命的な事故につながる
危険が大きいため、従来はトルクに対する強度に
重点をおいた設計が行なわれボールスプライン装
置が大形化し、重量が大きなものであつた。 Reducing the weight of the ball spline device and withstanding high torque are contradictory conditions.
Small ball spline devices designed with emphasis on weight reduction tend to lack the strength to withstand torque, and there is a high risk of fatal accidents such as ball breakage. As a result, the ball spline device became larger and heavier.
このような大形のボールスプライン装置は組込
みのスペースが当然のことながら大きいという不
具合もあつた。 Such a large ball spline device naturally has the disadvantage that it requires a large space for installation.
一般の他の使用例にあつても、ごくたまに作用
するであらう最大トルクに耐えるボールスプライ
ン装置はどうしても大形となり、高回転で使用す
る場合には慣性が大きくなるという不具合があつ
た。 Even in other general applications, ball spline devices that can withstand the maximum torque that is applied only occasionally have the disadvantage of being large and having large inertia when used at high rotation speeds.
この発明は、前記従来の不具合を解消すべくな
されたもので、その目的とするところは、最大ト
ルクに対し常用トルクが小さいトルク伝達におい
て最大トルクを安全に支承できしかも小形化、軽
量化された安価なボールスプライン装置を提供す
るにある。 This invention was made in order to solve the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to safely support the maximum torque in torque transmission where the regular torque is small compared to the maximum torque, and to reduce the size and weight. To provide an inexpensive ball spline device.
この目的を達成するため、この発明は、ボール
スプライン装置の軸のボール転動溝と外筒のボー
ル転動溝との間に軸方向の軸線を有し且つボール
の径寸法より僅か小さい径寸法を有する円筒ころ
を軸方向に滑動自在に配するようにしたものであ
る。 To achieve this object, the present invention provides a ball spline device having an axial axis between the ball rolling groove of the shaft and the ball rolling groove of the outer cylinder, and having a diameter slightly smaller than the diameter of the ball. The cylindrical rollers are arranged so as to be slidable in the axial direction.
次にこの発明の係る実施例を第１図および第２
図により説明する。 Next, an embodiment according to the present invention is shown in FIGS. 1 and 2.
This will be explained using figures.
軸１は、断面円弧状のボール転動溝２を４条軸
方向に形成した外面を有している。 The shaft 1 has an outer surface in which four ball rolling grooves 2 having an arcuate cross section are formed in the axial direction.
外筒３は、軸のボール転動溝２と対応する断面
円弧状のボール転動溝４を４条内面に有する環状
部材で、かつ内孔には軸１が挿通されている。 The outer cylinder 3 is an annular member having four ball rolling grooves 4 having an arcuate cross section corresponding to the ball rolling grooves 2 of the shaft on its inner surface, and the shaft 1 is inserted into the inner hole.
軸のボール転動溝２とこれと対向する外筒のボ
ール転動溝４との間には転動自在な多数のボール
５およびこのボール５の外径寸法より僅か小さい
外径寸法を有し軸線の向きを軸方向とされ軸方向
に滑動自在な円筒ころ６が配されている。 Between the ball rolling groove 2 of the shaft and the ball rolling groove 4 of the outer cylinder opposing thereto, there are a number of freely rolling balls 5 and an outer diameter slightly smaller than the outer diameter of the balls 5. Cylindrical rollers 6 whose axes are oriented in the axial direction and are slidable in the axial direction are arranged.
保持器７は、軸１と外筒３の間に挿入された環
状部材で、ボール５および円筒ころ６は、保持器
７に設けたポケツト孔に遊嵌し互いに離間されて
いる。 The retainer 7 is an annular member inserted between the shaft 1 and the outer cylinder 3, and the balls 5 and cylindrical rollers 6 are loosely fitted into pocket holes provided in the retainer 7 and are spaced apart from each other.
外筒１の内面端部に挿着した止め輪８，８は、
保持器７の軸方向の移動を制限するものである。 The retaining rings 8, 8 inserted into the inner end of the outer cylinder 1 are
This restricts the movement of the retainer 7 in the axial direction.
円筒ころ６の径はボール５の径より小さいの
で、軸１と外筒３は、円周方向のトルクが小さい
時はボール５によりトルクの伝達がなされ、従来
のボールスプライン装置と変りはない、この場合
軸１と外筒３が軸方向に相対移動するとき円筒こ
ろ６はボール転動溝２または４に沿つて摺動す
る。 Since the diameter of the cylindrical rollers 6 is smaller than the diameter of the balls 5, when the torque in the circumferential direction is small, torque is transmitted between the shaft 1 and the outer cylinder 3 by the balls 5, which is no different from a conventional ball spline device. In this case, when the shaft 1 and the outer cylinder 3 move relative to each other in the axial direction, the cylindrical rollers 6 slide along the ball rolling grooves 2 or 4.
大きなトルクが軸１と外筒３に作用すると、ボ
ール５の弾性変形が大きくなり、ついでボール転
動溝２，４に挿入した円筒ころ６がボール転動溝
２とボール転動溝４とに接するようになり、トル
クは円筒ころ６を介して軸１と外筒３の間を伝達
される。この場合軸１と外筒３の軸方向の相対移
動は、円筒ころ６の摺動を介して行なわれること
になる。しかし、最大トルクと常用トルクに差が
ある場合一般に最大トルクが働くのは短時間であ
り衝撃をともなうことが多いので、軸１と外筒３
の軸方向の相対移動に抵抗が増加してもあまり間
題とならず、かえつて減衰性が得られ好都合な場
合も有る。 When a large torque acts on the shaft 1 and the outer cylinder 3, the elastic deformation of the balls 5 becomes large, and the cylindrical rollers 6 inserted into the ball rolling grooves 2 and 4 then move into the ball rolling grooves 2 and 4. Torque is transmitted between the shaft 1 and the outer cylinder 3 via the cylindrical rollers 6. In this case, the relative movement of the shaft 1 and the outer cylinder 3 in the axial direction is performed through the sliding movement of the cylindrical rollers 6. However, if there is a difference between the maximum torque and the normal torque, the maximum torque is generally applied for a short time and is often accompanied by a shock, so the shaft 1 and outer cylinder 3
An increase in resistance to relative movement in the axial direction does not cause much of a problem, and in some cases it may be advantageous to obtain damping properties.
このような観点から円筒ころ６の径寸法は、常
用トルクより少し大きなトルクが作用した場合、
ボール５に加えて円筒ころ６がボール転動溝２，
４と接触するように選ばれる。 From this point of view, the diameter of the cylindrical roller 6 should be determined so that when a torque slightly larger than the normal torque is applied,
In addition to the balls 5, the cylindrical rollers 6 are arranged in the ball rolling grooves 2,
Selected to come into contact with 4.
保持器７は、ボール５の転動が互いに干渉しな
いようにボール５を互いに離間させるもので、こ
れによりボール５の円滑な転動が得られる。 The retainer 7 separates the balls 5 from each other so that the rolling motions of the balls 5 do not interfere with each other, so that smooth rolling motion of the balls 5 can be obtained.
この実施例では、軸１及び外筒３に断面円弧状
のボール転動溝２または４を各々４条設けた例を
示したが、ボール転動溝は円径状に限るものでな
くＶ形等の断面を採用しても良く、ボール転動溝
の条数も軸径、使用ボール径、作用トルク等によ
り最適な設計により増減される。 In this embodiment, an example is shown in which four ball rolling grooves 2 or 4 each having an arcuate cross section are provided on the shaft 1 and the outer cylinder 3, but the ball rolling grooves are not limited to a radial shape and are V-shaped. The number of ball rolling grooves may be increased or decreased depending on the shaft diameter, ball diameter used, operating torque, etc., depending on the optimum design.
大きなトルクを支承する円等ころ６の数も伝達
トルクに合つた数が選ばれるが、トルクの伝達を
正しく行なうためには円筒ころ６は円周方向に等
配となるようにすることが良い、これは、軸と外
筒の間に配するボール５にもいえることである。 The number of uniform circular rollers 6 that support large torque is also selected to match the transmitted torque, but in order to transmit torque correctly, it is better to arrange the cylindrical rollers 6 evenly in the circumferential direction. This also applies to the ball 5 disposed between the shaft and the outer cylinder.
また、この実施例では、ボール５を互いに離間
する保持器７が用いられているが、ボール５の転
動による摩擦が多小大きくなつてもボール５の数
を増してトルク支承能力を増加させる設計を行う
場合には保持器７を用いない場合も有るし、ボー
ル５の間に小径のスペーサボール等を介在させた
設計とすることもある。 Further, in this embodiment, a retainer 7 is used that separates the balls 5 from each other, but even if the friction caused by the rolling of the balls 5 becomes more or less large, the torque bearing capacity can be increased by increasing the number of balls 5. When designing, the retainer 7 may not be used, or a design may be made in which a small diameter spacer ball or the like is interposed between the balls 5.
以上のように構成したこの発明のボールスプラ
イン装置は、ボールスプライン装置の軸のボール
転動溝と外筒のボール転動溝との間に軸方向の軸
線を有し且つボール径寸法より僅か小さい径寸法
を有する円筒ころを軸方向に滑動自在に配し、常
用トルクをボールを介して伝達し常用トルク以上
のトルクまたは過大トルクを円筒ころにより受け
るようにしたので、常用トルクに比べ最大トルク
が大きな場合、または過大トルクがボールスプラ
イン装置に作用する場合にあつてもトルクの伝達
が安全に行なわれ、小形、軽量にして安全性の高
いボールスプライン装置を得ることができるとい
う効果を有する。 The ball spline device of the present invention configured as described above has an axial axis between the ball rolling groove of the shaft of the ball spline device and the ball rolling groove of the outer cylinder, and is slightly smaller than the ball diameter. Cylindrical rollers with diameter dimensions are arranged so as to be able to slide freely in the axial direction, and the normal torque is transmitted through the balls, so that the cylindrical rollers receive torque greater than the normal torque or excessive torque, so the maximum torque is lower than the normal torque. Even if the torque is large or excessive torque is applied to the ball spline device, the torque can be transmitted safely, and the ball spline device can be made small, lightweight, and highly safe.
このようなボールスプライン装置は、パワース
テアリング装着車のハンドル装置に特に有効に使
用できるものである。 Such a ball spline device can be particularly effectively used in a steering wheel device for a vehicle equipped with power steering.
第１図は、この発明に係る実施例を示す縦断面
図、第２図は、第１図のＡ−Ａ線断面図である。
１……軸、３……外筒、５……ボール、６……
円筒ころ。
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view taken along the line A--A in FIG. 1...shaft, 3...outer cylinder, 5...ball, 6...
Cylindrical roller.
Claims (1)
この軸に遊嵌し前記軸のボール転動溝に対向する
ボール転動溝を内面に設けた外筒と、この外筒の
ボール転動溝と前記軸のボール転動溝との間に配
され転動自在な多数のボールと、このボールの径
寸法より僅か小さい径寸法を有し前記両ボール転
動溝の間に軸線を軸方向とされ滑動自在に配され
た円筒ころとを具えたボールスプライン装置。1. A shaft with an axial ball rolling groove on its outer surface,
An outer cylinder is loosely fitted to the shaft and has a ball rolling groove on its inner surface facing the ball rolling groove of the shaft, and is disposed between the ball rolling groove of the outer cylinder and the ball rolling groove of the shaft. and a cylindrical roller having a diameter slightly smaller than the diameter of the balls and slidably disposed with an axis in the axial direction between the two ball rolling grooves. Ball spline device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7229881A JPS57190119A (en) | 1981-05-15 | 1981-05-15 | Ball spline device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7229881A JPS57190119A (en) | 1981-05-15 | 1981-05-15 | Ball spline device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57190119A JPS57190119A (en) | 1982-11-22 |
| JPS6344967B2 true JPS6344967B2 (en) | 1988-09-07 |
Family
ID=13485211
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7229881A Granted JPS57190119A (en) | 1981-05-15 | 1981-05-15 | Ball spline device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57190119A (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH073054Y2 (en) * | 1988-03-28 | 1995-01-30 | 日本トムソン株式会社 | Sliding guide sliding unit |
| US8182354B2 (en) | 2007-12-03 | 2012-05-22 | Mando Corporation | Slip joint of steering apparatus for vehicle |
| CN102374276A (en) * | 2010-08-20 | 2012-03-14 | 王昇辉 | Transmission shaft device |
| KR101500442B1 (en) * | 2013-11-28 | 2015-03-09 | 남양공업주식회사 | Slip bush |
| DE102017218741A1 (en) | 2017-10-19 | 2019-04-25 | Thyssenkrupp Ag | Steering shaft for a motor vehicle |
-
1981
- 1981-05-15 JP JP7229881A patent/JPS57190119A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57190119A (en) | 1982-11-22 |
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