JPWO2006009230A1 - Telescopic shaft for vehicle steering - Google Patents

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Abstract

本発明の車両ステアリング用伸縮軸は、雌・雄軸の嵌合部を確実にシールして嵌合部内への雨水、泥水やダストの浸入を防止すると共に、摺動荷重の変動を抑制する。シール部材Ｓは、ゴム等の弾性体から形成してあり、軸方向伸縮自在の蛇腹状部２０と、この蛇腹状部２０の一端に形成してあって雌軸１０の凹段部１０ａに蛇腹状部２０を固定するための固定部２１と、蛇腹状部２０の他端に形成してあって雄軸１１の外周面に適度な締め代をもって接触するシール部３０と、からなる。通常使用領域（振動吸収等の微小変位領域）では、蛇腹状部２０の内部空間では、空気の圧縮等の容積変化が生じることがなく、伸縮軸の摺動荷重の変動を抑制することができる。一方、車両への組付け時、又は、衝突時等のように、伸縮軸が大きく摺動する場合には、シール部３０は、雄軸１１の外周面を摺接するようになっている。The telescopic shaft for vehicle steering according to the present invention reliably seals the fitting portion of the female / male shaft to prevent the intrusion of rainwater, muddy water, and dust into the fitting portion, and suppresses fluctuations in the sliding load. The seal member S is formed of an elastic body such as rubber, and is formed at an end of the bellows-shaped portion 20 that can be expanded and contracted in the axial direction, and at the concave step portion 10a of the female shaft 10. And a seal portion 30 formed at the other end of the bellows-like portion 20 and in contact with the outer peripheral surface of the male shaft 11 with an appropriate margin. In a normal use region (a minute displacement region such as vibration absorption), the internal space of the bellows-shaped portion 20 does not cause a volume change such as air compression, and can suppress fluctuations in the sliding load of the telescopic shaft. . On the other hand, when the telescopic shaft slides greatly, such as when assembled to a vehicle or at the time of a collision, the seal portion 30 comes into sliding contact with the outer peripheral surface of the male shaft 11.

Description

本発明は、車両のステアリングシャフトに組込み、雌軸と雄軸を相対回転不能に且つ摺動自在に嵌合してあり、雌・雄軸の嵌合部をシールして嵌合部内への雨水等の浸入を防止するシール部材を備えた車両ステアリング用伸縮軸に関する。  The present invention is incorporated in a steering shaft of a vehicle, and a female shaft and a male shaft are fitted so as not to rotate relative to each other and are slidable. The present invention relates to a telescopic shaft for vehicle steering provided with a seal member for preventing the intrusion of the like.

車両用ステアリング装置においては、中間シャフトは、スプライン嵌合等した伸縮軸から構成してあり、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ようになっている。
特開平６−２４１２３８号公報では、中間シャフトは、スプライン嵌合した雌軸と雄軸とからなり、雌軸の端部には、略キャップ状のシール部材が装着してあり、このシール部材は、ゴム等の弾性体のみから構成してある。このシール部材のリップ部は、雄軸の外周面に摺接（摩擦力をもって接触）してあり、これにより、雌・雄軸の嵌合部内への雨水、泥水やダスト等の浸入を防止している。
ところで、図１２は、従来例に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図である。図１３Ａは、図１２に示した雌・雄軸の横断面図であり、図１３Ｂは、図１２に示した雄軸の端部の拡大縦断面図である。
雄軸１１の外周面には、周方向に１２０度間隔（位相）で等配した３個の軸方向溝４３が延在して形成してある。これに対応して、雌軸１０の内周面にも、周方向に１２０度間隔（位相）で等配した３個の軸方向溝４５が延在して形成してある。
雄軸１１の軸方向溝４３と、雌軸１０の軸方向溝４５との間に、両軸１０，１１の軸方向相対移動の際に転動する複数の剛体の球状体４７（転動体、ボール）が転動自在に介装してある。なお、雌軸１０の軸方向溝４５は、断面略円弧状若しくはゴシックアーチ状である。
雄軸１１の軸方向溝４３は、傾斜した一対の平面状側面４３ａと、これら一対の平面状側面４３ａの間に平坦に形成した底面４３ｂとから構成してある。
雄軸１１の軸方向溝４３と、球状体４７との間には、球状体４７に接触して予圧するための板バネ４９が介装してある。
この板バネ４９は、球状体４７に２点で接触する球状体側接触部４９ａと、球状体側接触部４９ａに対して略周方向に所定間隔をおいて離間してあると共に雄軸１１の軸方向溝４３の平面状側面４３ａに接触する溝面側接触部４９ｂと、球状体側接触部４９ａと溝面側接触部４９ｂを相互に離間する方向に弾性的に付勢する付勢部４９ｃと、軸方向溝４３の底面４３ｂに対向した底部４９ｄと、を有している。
この付勢部４９ｃは、略Ｕ字形状で略円弧状に折曲した折曲形状であり、この折曲形状の付勢部４９ｃによって、球状体側接触部４９ａと溝面側接触部４９ｂを相互に離間するように弾性的に付勢することができる。
図１３Ａに示すように、雄軸１１の外周面には、周方向に１２０度間隔（位相）で等配した３個の軸方向溝４４が延在して形成してある。これに対応して、雌軸１０の内周面にも、周方向に１２０度間隔（位相）で等配した３個の軸方向溝４６が延在して形成してある。
雄軸１１の軸方向溝４４と、雌軸１０の軸方向溝４６との間に、両軸１０，１１の軸方向相対移動の際に滑り摺動する剛体の円柱体４８（摺動体、ニードルローラ）が微小隙間をもって介装してある。なお、これら軸方向溝４４，４６は、断面略円弧状若しくはゴシックアーチ状である。
また、図１２及び図１３Ｂに示すように、雄軸１１の端部には、小径部１１ｂが形成してあり、この小径部１１ｂには、弾性板４１と一対の平板４２，４２とからなるストッパー部材が嵌合して、加締めにより固定してある。このストッパー部材は、ニードルローラ４８の軸方向に規制しつつ、適度な予圧を与えるようになっており、球状体４７の軸方向のストッパーとなっている。
以上のように構成した伸縮軸では、雄軸１１と雌軸１０の間に球状体４７を介装し、板バネ４９により、球状体４７を雌軸１０に対してガタ付きのない程度に予圧してあるため、低トルク伝達時は、雄軸１１と雌軸１０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１１と雌軸１０は軸方向に相対移動する際には、ガタ付きのない安定した摺動荷重で摺動することができる。
高トルク伝達時には、板バネ４９が弾性変形して球状体４７を周方向に拘束すると共に、雄軸１１と雌軸１０の間に介装した３列の円柱体４８が主なトルク伝達の役割を果たす。
例えば、雄軸１１からトルクが入力された場合、初期の段階では、板バネ４９の予圧がかかっているため、ガタ付きはなく、板バネ４９がトルクに対する反力を発生させてトルクを伝達する。この時は、雄軸１１・板バネ４９・球状体４７・雌軸１０間の伝達トルクと入力トルクがつりあった状態で全体的なトルク伝達がなされる。
さらにトルクが増大していくと、円柱体４８を介した雄軸１１、雌軸１０の回転方向のすきまがなくなり、以後のトルク増加分を、雄軸１１、雌軸１０を介して、円柱体４８が伝達する。そのため、雄軸１１と雌軸１０の回転方向ガタを確実に防止するとともに、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
以上から、球状体４７以外に、円柱体４８を設けているため、大トルク入力時、負荷量の大部分を円柱体４８で支持することができる。従って、雌軸１０の軸方向溝４５と球状体４７との接触圧力を低く保つことができると共に、大トルク負荷時には、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。このように、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することができる。
このように構成した伸縮軸では、雌軸１０の端部には、特開平６−２４１２３８号公報に開示した略キャップ状のシール部材１００が装着してある。このシール部材１００は、ゴム等の弾性体のみから構成してあり、雌軸１０の端部に嵌着する嵌着部１０１と、雄軸１１の外周面に摩擦力をもって接触してシール作用をする摺接シール部１０２とを備えている。これにより、雌・雄軸の嵌合部内への雨水、泥水やダスト等の浸入を防止している。
しかしながら、図１２（特開平６−２４１２３８号公報）に開示したシール部材１００では、その反対側に、自在継手１１０のヨーク１１１が溶接等により固定してあることから、雌軸１０の内部は、密閉された空間となっている。
その結果、雄軸１１がスライドすると、密閉された雌軸１０の内部空間では、空気の逃げ場がなく、空気の出入りができないことから、空気の圧縮等の容積変化が生起して、雄軸１１のスライド量に応じて、雄軸１１の摺動荷重が重くなるなどといった、摺動荷重の変動が出現するといった問題がある。In a vehicle steering system, the intermediate shaft is composed of a telescopic shaft that is spline-fitted, etc., so that it absorbs axial displacement that occurs when traveling and does not transmit the displacement or vibration on the steering wheel. It has become.
In Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-241238, the intermediate shaft is composed of a female shaft and a male shaft that are spline-fitted, and a substantially cap-shaped sealing member is attached to the end of the female shaft. It is composed only of an elastic body such as rubber. The lip portion of this seal member is in sliding contact with the outer peripheral surface of the male shaft (contacting with frictional force), thereby preventing the entry of rainwater, muddy water, dust, etc. into the fitting portion of the female / male shaft. ing.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a conventional example. 13A is a cross-sectional view of the female / male shaft shown in FIG. 12, and FIG. 13B is an enlarged vertical cross-sectional view of the end of the male shaft shown in FIG.
On the outer peripheral surface of the male shaft 11, three axial grooves 43 that are equally spaced at 120 degree intervals (phases) in the circumferential direction are formed to extend. Correspondingly, three axial grooves 45 that are equally arranged at intervals of 120 degrees (phase) in the circumferential direction are formed to extend on the inner peripheral surface of the female shaft 10.
Between the axial groove 43 of the male shaft 11 and the axial groove 45 of the female shaft 10, a plurality of rigid spherical bodies 47 (rolling bodies, which roll when the shafts 10 and 11 move relative to each other in the axial direction). Ball) is installed to roll freely. The axial groove 45 of the female shaft 10 has a substantially arc-shaped cross section or a Gothic arch shape.
The axial groove 43 of the male shaft 11 includes a pair of inclined flat side surfaces 43a and a bottom surface 43b formed flat between the pair of flat side surfaces 43a.
A leaf spring 49 for contacting and preloading the spherical body 47 is interposed between the axial groove 43 of the male shaft 11 and the spherical body 47.
The leaf spring 49 is in contact with the spherical body 47 at two points, and is separated from the spherical body side contact portion 49a by a predetermined distance in the circumferential direction, and the axial direction of the male shaft 11 A groove surface side contact portion 49b that contacts the planar side surface 43a of the groove 43, a biasing portion 49c that elastically biases the spherical body side contact portion 49a and the groove surface side contact portion 49b in a direction away from each other, and a shaft A bottom portion 49d facing the bottom surface 43b of the directional groove 43.
The urging portion 49c has a substantially U shape and is bent in a substantially arc shape, and the spherical body side contact portion 49a and the groove surface side contact portion 49b are mutually connected by the bent urging portion 49c. Can be elastically biased so as to be separated from each other.
As shown in FIG. 13A, on the outer peripheral surface of the male shaft 11, three axial grooves 44 that are equally arranged at intervals of 120 degrees (phase) in the circumferential direction are formed to extend. Correspondingly, three axial grooves 46 that are equally arranged at intervals of 120 degrees (phase) in the circumferential direction are formed to extend on the inner peripheral surface of the female shaft 10.
A rigid cylindrical body 48 (sliding body, needle) that slides between the axial groove 44 of the male shaft 11 and the axial groove 46 of the female shaft 10 when the shafts 10 and 11 move relative to each other in the axial direction. Roller) is interposed with a minute gap. These axial grooves 44 and 46 have a substantially arc-shaped cross section or a Gothic arch shape.
As shown in FIGS. 12 and 13B, a small-diameter portion 11b is formed at the end of the male shaft 11, and the small-diameter portion 11b includes an elastic plate 41 and a pair of flat plates 42 and 42. A stopper member is fitted and fixed by caulking. The stopper member applies an appropriate preload while being restricted in the axial direction of the needle roller 48, and serves as an axial stopper for the spherical body 47.
In the telescopic shaft configured as described above, the spherical body 47 is interposed between the male shaft 11 and the female shaft 10, and the spherical body 47 is preloaded to the extent that the female shaft 10 is not rattled by the leaf spring 49. Therefore, at the time of low torque transmission, it is possible to reliably prevent rattling between the male shaft 11 and the female shaft 10, and when the male shaft 11 and the female shaft 10 move relative to each other in the axial direction. It is possible to slide with a stable sliding load without play.
At the time of high torque transmission, the leaf spring 49 is elastically deformed to restrain the spherical body 47 in the circumferential direction, and the three rows of cylindrical bodies 48 interposed between the male shaft 11 and the female shaft 10 serve as the main torque transmission roles. Fulfill.
For example, when torque is input from the male shaft 11, since the preload of the leaf spring 49 is applied in the initial stage, there is no backlash, and the leaf spring 49 generates a reaction force against the torque and transmits the torque. . At this time, overall torque transmission is performed in a state where the transmission torque and the input torque between the male shaft 11, the leaf spring 49, the spherical body 47, and the female shaft 10 are balanced.
As the torque further increases, the clearance in the rotational direction of the male shaft 11 and the female shaft 10 via the cylindrical body 48 disappears, and the subsequent torque increase is transferred to the cylindrical body via the male shaft 11 and the female shaft 10. 48 communicates. Therefore, it is possible to reliably prevent backlash in the rotational direction of the male shaft 11 and the female shaft 10, and to transmit torque in a highly rigid state.
From the above, since the cylindrical body 48 is provided in addition to the spherical body 47, most of the load can be supported by the cylindrical body 48 when a large torque is input. Accordingly, the contact pressure between the axial groove 45 of the female shaft 10 and the spherical body 47 can be kept low, and torque can be transmitted in a highly rigid state when a large torque is applied. As described above, it is possible to realize a stable sliding load, reliably prevent backlash in the rotational direction, and transmit torque in a highly rigid state.
In the telescopic shaft configured as described above, a substantially cap-shaped seal member 100 disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-241238 is attached to the end of the female shaft 10. The seal member 100 is composed only of an elastic body such as rubber, and has a sealing action by contacting the fitting portion 101 fitted on the end of the female shaft 10 and the outer peripheral surface of the male shaft 11 with frictional force. The sliding contact seal portion 102 is provided. This prevents rainwater, muddy water, dust and the like from entering the fitting portion of the female / male shaft.
However, in the seal member 100 disclosed in FIG. 12 (JP-A-6-241238), the yoke 111 of the universal joint 110 is fixed to the opposite side by welding or the like. It is a sealed space.
As a result, when the male shaft 11 slides, there is no air escape space in the sealed internal space of the female shaft 10 and air cannot enter and exit. Therefore, a volume change such as air compression occurs, and the male shaft 11 Depending on the amount of sliding, there is a problem that the fluctuation of the sliding load appears such that the sliding load of the male shaft 11 becomes heavy.

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、雌・雄軸の嵌合部を確実にシールして嵌合部内への雨水、泥水やダスト等の浸入を防止すると共に、摺動荷重の変動を抑制することができる、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。
上記の目的を達成するため、本発明の第１の態様によ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、
前記伸縮軸は、
操舵トルクが所定値以下の時に、前記両軸の間で、予圧しながら、操舵トルクを伝達する予圧的トルク伝達部と、
操舵トルクが所定値を超えると、前記両軸の間で、剛体の接触により、操舵トルクを伝達する剛体的トルク伝達部と、を有し、
前記雄軸に一端を固定すると共に、当該雄軸と前記両軸の嵌合部を被覆して、前記雌軸に他端を固定した軸方向伸縮自在の蛇腹状の防塵ブーツを備えることを特徴とする。
本発明の車両ステアリング用伸縮軸において、前記予圧的トルク伝達部は、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに夫々形成した少なくとも一列の軸方向溝の間に、弾性体を介して、第１トルク伝達部材を介装してなり、
前記剛体的トルク伝達部は、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに夫々形成した他の少なくとも一列の溝方向の間に、第２トルク伝達部材を介装してなることが好ましい。
本発明の車両ステアリング用伸縮軸において、前記第１トルク伝達部材は、前記両軸の軸方向相対移動の際に転動する転動体であり、
前記第２トルク伝達部材は、前記両輪の軸方向相対移動の際に滑り移動する摺動体であることが好ましい。
本発明の車両ステアリング用伸縮軸において、前記剛体的トルク伝達部は、
前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部にそれぞれ設けられ、回転の際には互いに接触してトルクを伝達し、
前記予圧的トルク伝達部は、
前記剛体的トルク伝達部とは異なる位置の前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部の間に設けられ、前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には転動する転動体と、該転動体に径方向に隣接して配置され、該転動体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、からなることが好ましい。
本発明の第２の態様によ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、雄軸と雌軸を回転不能に且つ摺動自在に嵌合してあり、
両軸の嵌合部をシールして嵌合部内への雨水等の浸入を防止するシール部材が装着してある車両ステアリング用伸縮軸において、
前記シール部材は、
前記両軸の嵌合部を被覆して軸方向に伸縮自在である蛇腹状部と、
当該蛇腹状部の一端に形成してあって、前記両軸のいずれかの外周面に適度な締め代をもって接触するシール部と、からなることを特徴とする。
本発明の第２の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、前記蛇腹状部の他端は、前記雌軸の外周面に固定してあり、
前記シール部は、前記雄軸の外周面に適度な締め代をもって接触することが好ましい。
本発明の第２の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、前記シール部は、その間に、グリース溜まり部が形成してある一対のリップ部を有することが好ましい。
本発明の第２の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、前記シール部は、その内部に埋設した金属環を有することが好ましい。
本発明の第２の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、前記シール部のリップ部には、固体潤滑皮膜がコーティングしてあることが好ましい。
本発明の第２の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、前記シール部が接触する前記雄軸の外周面には、固体潤滑皮膜がコーティングしてあることが好ましい。
本発明の第２の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、前記シール部は、そのシール面に露出して前記リップ部に隣接した樹脂リングを有することが好ましい。
本発明の第２の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、前記シール部は、その内部に埋設した金属環と、そのシール面に露出して前記リップ部に隣接すると共に当該金属環に圧入してある樹脂リングと、を有することが好ましい。
本発明の第２の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、前記シール部は、その内部に埋設した金属環と、そのシール面に露出する共に当該金属環に圧入又は固着してある樹脂リング又は弾性リングと、を有することが好ましい。
本発明の第２の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、前記蛇腹状部の軸方向変位抵抗と、前記シール部の摺動抵抗との関係は、
微少変位時には、前記蛇腹状部の軸方向変位抵抗が前記シール部の摺動抵抗より小さく、
微少変位時より大きくなると、前記シール部の摺動抵抗が前記蛇腹状部の軸方向変位抵抗より小さく、
なるように設定してあることが好ましい。
本発明の第２の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、前記両軸が互いに大きく伸長した時には、前記蛇腹状部の内部空間は、負圧になりつつ、前記シール部は、摺動する一方、
前記両軸が互いに大きく収縮した時には、前記蛇腹状部の内部空間は、正圧になりつつ、前記シール部は、摺動することが好ましい。
本発明によれば、雄軸に一端を固定すると共に、雄軸と両軸の嵌合部を被覆して、雌軸に他端を固定した軸方向伸縮自在の蛇腹状の防塵ブーツを備えている。又は、シール部材は、両軸の嵌合部を被覆して軸方向に伸縮自在である蛇腹状部と、蛇腹状部の一端に形成してあって、両軸のいずれかの外周面に適度な締め代をもって接触するシール部と、からなる。
従って、雌・雄軸の嵌合部を確実にシールして嵌合部内への雨水、泥水やダスト等の浸入を防止すると共に、防塵ブーツ又はシール部材の内部空間では、空気の圧縮等の容積変化が生じることがなく、摺動荷重の変動を抑制することができる。The present invention has been made in view of the circumstances as described above, and reliably seals the fitting portion of the female / male shaft to prevent intrusion of rainwater, muddy water, dust, or the like into the fitting portion. An object of the present invention is to provide a telescopic shaft for vehicle steering that can suppress fluctuations in sliding load.
To achieve the above object, the telescopic shaft for vehicle steering according to the first aspect of the present invention is incorporated in a steering shaft of a vehicle, and is used for vehicle steering in which a male shaft and a female shaft are non-rotatably and slidably fitted. In the telescopic axis,
The telescopic shaft is
A preload torque transmission unit that transmits the steering torque while preloading between the two shafts when the steering torque is a predetermined value or less;
When the steering torque exceeds a predetermined value, a rigid torque transmission unit that transmits the steering torque by the rigid body contact between the two shafts,
One end is fixed to the male shaft, and the fitting portion of the male shaft and the two shafts is covered, and an axially expandable / contractible bellows-shaped dustproof boot having the other end fixed to the female shaft is provided. And
In the telescopic shaft for vehicle steering according to the present invention, the preload torque transmitting portion is
Between the outer circumferential surface of the male shaft and the inner circumferential surface of the female shaft, the first torque transmission member is interposed between the at least one row of axial grooves formed through the elastic body,
The rigid torque transmission part is
It is preferable that a second torque transmission member is interposed between at least one other groove direction formed on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft.
In the vehicle steering telescopic shaft according to the present invention, the first torque transmitting member is a rolling element that rolls in the axial relative movement of the two shafts.
The second torque transmission member is preferably a sliding body that slides when the two wheels move in the axial direction relative to each other.
In the telescopic shaft for vehicle steering according to the present invention, the rigid torque transmitting portion includes:
Provided on the outer peripheral part of the male shaft and the inner peripheral part of the female shaft, respectively, and in contact with each other during rotation, transmit torque;
The preload torque transmission unit is
Provided between the outer peripheral portion of the male shaft and the inner peripheral portion of the female shaft at a position different from the rigid torque transmitting portion, and rolls when the male shaft and the female shaft move in the axial direction. It is preferable that the rolling element includes a rolling element and an elastic body that is disposed adjacent to the rolling element in a radial direction and applies a preload to the male shaft and the female shaft via the rolling element.
The telescopic shaft for vehicle steering according to the second aspect of the present invention is incorporated in a steering shaft of a vehicle, and a male shaft and a female shaft are fitted in a non-rotatable and slidable manner,
In a telescopic shaft for vehicle steering equipped with a seal member that seals the fitting portion of both shafts and prevents rainwater and the like from entering the fitting portion,
The sealing member is
A bellows-like portion that covers the fitting portion of both shafts and is extendable in the axial direction;
And a seal portion that is formed at one end of the bellows-like portion and contacts the outer peripheral surface of either of the two shafts with an appropriate tightening margin.
In the telescopic shaft for vehicle steering according to the second aspect of the present invention, the other end of the bellows-like portion is fixed to the outer peripheral surface of the female shaft,
It is preferable that the seal portion contacts the outer peripheral surface of the male shaft with an appropriate margin.
In the vehicle steering telescopic shaft according to the second aspect of the present invention, the seal portion preferably has a pair of lip portions between which a grease reservoir portion is formed.
In the telescopic shaft for vehicle steering according to the second aspect of the present invention, it is preferable that the seal portion has a metal ring embedded therein.
In the telescopic shaft for vehicle steering according to the second aspect of the present invention, the lip portion of the seal portion is preferably coated with a solid lubricating film.
In the telescopic shaft for vehicle steering according to the second aspect of the present invention, it is preferable that a solid lubricant film is coated on the outer peripheral surface of the male shaft that contacts the seal portion.
In the vehicle steering telescopic shaft according to the second aspect of the present invention, it is preferable that the seal portion has a resin ring exposed to the seal surface and adjacent to the lip portion.
In the vehicle steering telescopic shaft according to the second aspect of the present invention, the seal portion includes a metal ring embedded therein, and is exposed to the seal surface, adjacent to the lip portion, and press-fitted into the metal ring. It is preferable to have a certain resin ring.
In the telescopic shaft for vehicle steering according to the second aspect of the present invention, the seal portion includes a metal ring embedded therein, and a resin ring or elastic member that is exposed to the seal surface and is press-fitted or fixed to the metal ring. And a ring.
In the telescopic shaft for vehicle steering according to the second aspect of the present invention, the relationship between the axial displacement resistance of the bellows-like portion and the sliding resistance of the seal portion is:
At the time of slight displacement, the axial displacement resistance of the bellows-shaped part is smaller than the sliding resistance of the seal part,
When it becomes larger than the minute displacement, the sliding resistance of the seal part is smaller than the axial displacement resistance of the bellows-like part,
It is preferable to set so that
In the telescopic shaft for vehicle steering according to the second aspect of the present invention, when the two shafts greatly extend from each other, the internal space of the bellows-like portion is negative pressure, while the seal portion slides,
When the two shafts contract greatly, it is preferable that the seal portion slides while the internal space of the bellows-like portion becomes positive pressure.
According to the present invention, there is provided an axially expandable / contractible bellows-shaped dustproof boot that fixes one end to the male shaft, covers the fitting portion between the male shaft and both shafts, and fixes the other end to the female shaft. Yes. Alternatively, the seal member is formed at one end of the bellows-like portion that covers the fitting portions of both shafts and is extendable in the axial direction, and is appropriately disposed on the outer peripheral surface of either shaft. And a seal portion that comes into contact with a tight margin.
Therefore, the fitting part of the female / male shaft is surely sealed to prevent intrusion of rainwater, muddy water, dust, etc. into the fitting part, and in the internal space of the dustproof boot or seal member, the volume of air compression etc. There is no change, and the fluctuation of the sliding load can be suppressed.

図１Ａは、本発明に係る車両用ステアリング装置の側面図であり、図１Ｂは、一例に係る蛇腹状部の断面図であり、図１Ｃは、他例に係る蛇腹状部の断面図である。
図２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３Ａ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縦断面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示したシール部材の拡大断面図である。
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の第３実施の形態に係り、それぞれ、雌・雄軸の変形例に係る縦断面図である。
図５は、図４Ａに示した雌・雄軸の拡大横断面図である。
図６Ａおよび図６Ｂは、それぞれ、本発明の第４実施の形態に係り、シール部材の拡大断面図である。
図７Ａおよび図７Ｂは、それぞれ、本発明の第４実施の形態に係り、シール部材の拡大断面図である。
図８Ａは、本発明の第５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り、図８Ｂおよび図８Ｃは、それぞれ、図８Ａに示したシール部材の拡大断面図である。
図９Ａは、本発明の第６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り、図９Ｂおよび図９Ｃは、それぞれ、図９Ａに示したシール部材の拡大断面図である。
図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、それぞれ、本発明の第７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１１Ａおよび図１１Ｂは、それぞれ、本発明の第７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１２は、従来例に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図である。
図１３Ａは、図１２に示した雌・雄軸の拡大横断面図であり、図１３Ｂは、図１２に示した雄軸の端部の拡大縦断面図である。1A is a side view of a vehicle steering apparatus according to the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view of an accordion-like portion according to an example, and FIG. 1C is a cross-sectional view of an accordion-like portion according to another example. .
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the telescopic shaft for vehicle steering according to the first embodiment of the present invention.
3A is a longitudinal sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 3B is an enlarged sectional view of the seal member shown in FIG. 3A.
4A and 4B are longitudinal cross-sectional views according to a third embodiment of the present invention, respectively, according to a modified example of the female and male shafts.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the female / male shaft shown in FIG. 4A.
6A and 6B are enlarged cross-sectional views of a seal member according to the fourth embodiment of the present invention.
7A and 7B are enlarged cross-sectional views of a seal member according to the fourth embodiment of the present invention, respectively.
FIG. 8A is a longitudinal sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a fifth embodiment of the present invention, and FIGS. 8B and 8C are enlarged sectional views of the seal member shown in FIG. 8A, respectively.
9A is a longitudinal sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a sixth embodiment of the present invention, and FIGS. 9B and 9C are enlarged sectional views of the seal member shown in FIG. 9A, respectively.
10A, 10B and 10C are longitudinal sectional views of the telescopic shaft for vehicle steering according to the seventh embodiment of the present invention.
11A and 11B are longitudinal sectional views of a telescopic shaft for vehicle steering according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a conventional example.
13A is an enlarged cross-sectional view of the female / male shaft shown in FIG. 12, and FIG. 13B is an enlarged vertical cross-sectional view of the end of the male shaft shown in FIG.

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。
（車両用ステアリング装置の全体構成図）
図１Ａは、本発明に係る車両用ステアリング装置の側面図であり、図１Ｂは、一例に係る蛇腹状部の断面図であり、図１Ｃは、他例に係る蛇腹状部の断面図である。
ステアリングコラム１には、アッパー側にステアリングホイール２を装着したステアリングシャフト３が回転自在に支持してある。
ステアリングシャフト３のロアー側には、自在継手４を介して、伸縮可能な中間シャフト５が連結してある。この中間シャフト５の下端には、自在継手６を介して、ラック・ピニオン式のステアリングギヤ７が連結してあり、ステアリングギヤ７には、タイロッド（図示略）等を介して車輪（図示略）が連結してあり、これにより、車輪が操舵できるようになっている。
中間シャフト５は、雌軸１０と雄軸１１を回転不能に且つ摺動自在に嵌合してあり、雌軸１０が車両の上方側で、雄軸１１が車両の下方側になるように設定してある。これにより、後述するように、中間軸５内への水等の浸入を効果的に防止することができる。
さらに、両軸１０，１１の嵌合部には、軸方向に伸縮自在である蛇腹状部２０と、蛇腹状部２０の一端に形成してあって雄軸１１の外周面に適度な締め代をもって接触するシール部３０とからなるシール部材Ｓが装着してある。シール部材Ｓに代えて、図２に示す防塵ブーツＢが装着してあってもよい。
シール部材Ｓ又は防塵ブーツＢの蛇腹状部２０は、図１Ｂに示すように、複数の波形形状であってもよく、又は、図１Ｃに示すように、１個の山形の形状であってもよい。
（第１実施の形態）
図２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。
本実施の形態に係る伸縮軸自体は、図１２及び図１３Ａ、１３Ｂに示した伸縮軸と同様の構成であり、その説明を省略する。但し、図１２及び図１３Ａ、１３Ｂに示した円柱体４８に代えて、スプライン嵌合のように、雄軸１１に直接形成した断面円弧状等の凸条形状のものであってもよい。
本実施の形態では、雄軸１１に一端を固定すると共に、雄軸１１と両軸１０，１１の嵌合部を被覆して、雌軸１０に他端を固定した軸方向伸縮自在の蛇腹状の防塵ブーツＢが設けてある。
防塵ブーツＢは、ゴム等の弾性体から形成してあり、軸方向伸縮自在の蛇腹状部２０と、この蛇腹状部２０の一端に形成してあって雌軸１０の凹段部１０ａに蛇腹状部２０を固定するための固定部２１と、蛇腹状部２０の他端に形成してあって雄軸１１の凹段部１１ａに蛇腹状部２０を固定するための固定部２２と、から構成してある。
図２（即ち、図１２及び図１３Ａ、１３Ｂ）に示した伸縮軸は、転がりを利用してスライドするため、スライド荷重が非常に軽く安定している。即ち、摺動範囲内で、スライド荷重の変動が少なく、低摺動荷重であることが特徴である。
このような低摺動荷重の伸縮軸に、蛇腹状部２０を有する防塵ブーツＢが装着してあることから、防塵ブーツＢの内部空間では、空気の圧縮等の容積変化が生じることがなく、伸縮軸の摺動荷重の変動を抑制することができる。従って、上記のような低摺動荷重の伸縮軸の特徴を保持したまま、この伸縮軸の室外使用が可能となる。
（第２実施の形態）
図３Ａ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縦断面図であり、図３Ｂは、図３Ａに示したシール部材の拡大断面図である。
また、図面からも明らかなように、本実施の形態は、その基本的な構造が上述した第１実施の形態と同様であり、異なる点についてのみ説明する。
本第２実施の形態では、両軸１０，１１の嵌合部には、軸方向に伸縮自在である蛇腹状部２０と、蛇腹状部２０の一端に形成してあって雄軸１１の外周面に適度な締め代をもって接触するシール部３０とからなるシール部材Ｓが装着してある。
シール部材Ｓは、ゴム等の弾性体から形成してあり、軸方向伸縮自在の蛇腹状部２０と、この蛇腹状部２０の一端に形成してあって雌軸１０の凹段部１０ａに蛇腹状部２０を固定するための固定部２１と、蛇腹状部２０の他端に形成してあって雄軸１１の外周面に適度な締め代をもって接触するシール部３０と、からなる。また、シール部３０は、図３Ｂに示すように、複数個のリップ部３１、３１、３１を備えている。
このように構成してあることから、通常使用領域（振動吸収等の微小変位領域）では、蛇腹状部２０の内部空間では、空気の圧縮等の容積変化が生じることがなく、伸縮軸の摺動荷重の変動を抑制することができる。
一方、車両への組付け時、又は、衝突時等のように、伸縮軸が大きく摺動する場合には、シール部３０は、雄軸１１の外周面を摺接するようになっている。
蛇腹状部２０のサイズを変更することにより、蛇腹状部２０の内部空間の容積を増大することが可能となり、通常使用領域（振動吸収等の微小変位領域）の増減が可能となり、また、車両組付け時にも摺動荷重の変動を少なくすることが可能となる。さらに、蛇腹状部２０を最適なサイズにすることにより、上述した第１実施の形態に比べ、搭載性も良好にすることができる。
（第３実施の形態）
図４Ａおよび図４Ｂは、本発明の第３実施の形態に係り、それぞれ、雌・雄軸の変形例に係る縦断面図である。図５は、図４Ａに示した雌・雄軸の拡大横断面図である。また、図４Ａおよび図４Ｂの雌・雄軸の変形例に於けるシール部材は、上述した第２実施の形態のものと同一である。
（ネジ調整式スライダー）
図４Ａ及び図５に示すように、雄軸１１の端部は、中空又は筒状に形成してあると共に、複数個（図示例では、４個）のスリット５１が軸方向に延在して設けてある。これにより、雄軸１１の端部は、縮径又は拡径可能になっている。
雄軸１１の中空の端部には、ネジ式の径調整機構が設けてある。すなわち、図５に示すように、内周面に雌ネジを有するナット部材５２が径方向に立設してあり、このナット部材５２には、調整ボルト５３が螺合してある。
ナット部材５２に対向して、支持部材５４が設けてあり、この支持部材５４には、調整ボルト５３の先端部が当接して押圧できるようになっている。
従って、調整ボルト５３を調整して、調整ボルト５３から支持部材５４への押圧力を低減すると、スリット５１が設けてある雄軸１１の中空の端部は、縮径する。これにより、雌・雄軸１０，１１の摺動抵抗を低減することができる。
調整ボルト５３を調整して、調整ボルト５３から支持部材５４への押圧力を増大すると、スリット５１が設けてある雄軸１１の中空の端部は、拡径する。これにより、雌・雄軸１０，１１の摺動抵抗を増大することができる。
（スプライン・スライダー）
図４Ｂに示すように、中間シャフト５は、スプライン嵌合等した雌軸１０と雄軸１１とからなる。雌軸１０の内周面には、雌スプライン部１０ｃが形成してあり、雄軸１１の外周面には、雄スプライン部１１ｃが形成してあり、これら両軸１０，１１は、摺動自在であって相対回転不能に構成してある。なお、雄軸１１の雄スプライン部１１ｃ、雌軸１０の雌スプライン部１０ｃ、又は、両軸１０，１１の双方には、樹脂や固体潤滑被膜がコーティングしてあってもよい。これにより、雌・雄軸１０，１１の摺動時に、摺動抵抗を低減することができる。
（第４実施の形態）
図６Ａ、図６Ｂおよび図７Ａ、図７Ｂは、それぞれ、本発明の第４実施の形態に係り、シール部材の拡大断面図である。
本実施の形態は、その基本的な構造が上述した第２実施の形態と同様であり、異なる点についてのみ説明する。
図６Ａの例では、シール部３０には、一対のリップ部３１、３１が形成してあり、これら一対のリップ部３１、３１の間に、グリース溜まり部３２が形成してある。このグリース溜まり部３２により、防水性を向上することができ、また、大きな摺動荷重を必要とするとき、リップ部３１、３１による摩耗を低減することができる。
図６Ｂの例では、シール部３０に、金属環３３が埋設してある。この金属環３３を設けたことにより、雄軸１１の傾斜等に対する追随性を増大して、シール性を向上することができる。
図７Ａの例では、リップ部３１、３１、３１が形成してあるシール部３０のシール面に、固体潤滑被膜ＳＬＭがコーティングしてある。これにより、リップ部３１…の摩耗を低減することができ、また、雄軸１１とリップ部３１の摺動時に、摺動抵抗を低減することができる。
図７Ｂの例では、雄軸１１の外周面に、固体潤滑被膜ＳＬＭがコーティングしてある。これにより、リップ部３１、３１、３１の摩耗を低減することができ、また、雄軸１１とリップ部３１の摺動時に、摺動抵抗を低減することができる。
（第５実施の形態）
図８Ａは、本発明の第５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り、図８Ｂ、図８Ｃは、それぞれ、図８Ａに示したシール部材の拡大断面図である。
本実施の形態は、その基本的な構造が上述した第２実施の形態と同様であり、異なる点についてのみ説明する。
図８Ｂの例では、シール部３０は、そのシール面に露出してリップ部３１に隣接した樹脂リング３４を有している。
この樹脂リング３４は、ドライベアリング等の低摩擦で耐摩耗性に優れたものである。これにより、雄軸１１の傾斜等に対する追随性を増大して、シール性を向上することができる。また、リップ部３１は、樹脂リング３４と雄軸１１との隙間分のみを負担すれば良い為、リップ部３１による摩擦を最小限に抑えることが可能になる。
図８Ｃの例では、シール部３０に、金属環３３が埋設してあり、この金属環３３に、樹脂リング３４が圧入してある。これにより、雄軸１１の傾斜等に対する追随性を増大して、シール性を向上することができる。
（第６実施の形態）
図９Ａは、本発明の第６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り、図９Ｂ、図９Ｃは、それぞれ、図９Ａに示したシール部材の拡大断面図である。
本実施の形態は、その基本的な構造が上述した第２実施の形態と同様であり、異なる点についてのみ説明する。
図９Ｂの例では、シール部３０に、金属環３３が埋設してあり、この金属環３３に、リップ部３５ａ、３５ａを有する樹脂リング３５が圧入してある。この樹脂リング３５は、エラストマー材等の樹脂である。
図９Ｃの例では、シール部３０に、金属環３３が埋設してあり、この金属環３３に、リップ部３６ａ、３６ａを有する弾性リング３６が固着してある。この弾性リング３６は、硬度の高いゴム等である。
（第７実施の形態）
図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃは、それぞれ、本発明の第７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１１Ａおよび図１１Ｂも、それぞれ、本発明の第７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。
本実施の形態は、その基本的な構造が上述した第２実施の形態と同様であり、異なる点についてのみ説明する。
本実施形態において、雄軸１１の雌軸１０との嵌合部は拡径していて、段部１１ａを形成している。
図１０Ａは、基本的なセット状態であり、シール部３０は、雄軸１１の段部１１ａから距離Ａの位置にある。図１０Ｂは、両軸１０，１１が微少距離（ｌ）だけ伸長した状態であり、図１０Ｃは、両軸１０，１１が微少距離（ｌ）だけ収縮した状態であり、それぞれの状態でシール部３０は段部１１ａから距離ＢおよびＣにあるが、図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃにおいて、微少変位時には、Ａ≒Ｂ≒Ｃである。つまり、微小変位（ｌ）の時には、段部１１ａからシール３０までの距離はあまり変化しない。
図１１Ａは、両軸１０，１１が互いに大きく距離（Ｌ）だけ伸長した状態であり、図１１Ｂは、両軸１０，１１が互いに大きく距離（Ｌ）だけ収縮した状態である。ここでｌ＜Ｌである。
図１０Ａ、図１０Ｂおよび図１０Ｃを参照して、蛇腹状部２０の軸方向変位抵抗と、シール部３０の摺動抵抗との関係は、微少変位時には、蛇腹状部２０の軸方向変位抵抗がシール部３０の摺動抵抗より小さくなるように設定してある。これにより、微少変位時には、蛇腹状部２０がたわみ、シール部３０は、軸１１上を摺動しにくくなる。
一方、微少変位時より大きくなると、シール部３０の摺動抵抗が蛇腹状部２０の軸方向変位抵抗より小さくなるように設定してある。これにより、図１１Ａおよび図１１Ｂに示すような大きな変位（Ｌ）時には、蛇腹状部２０がたわみ、シール部３０は軸１１上を摺動する。
なお、蛇腹状部２０の軸方向変位抵抗と、シール部３０の摺動抵抗との変極点は、実車走行時の相対変位最大量（約±２．５ｍｍ）以下としてある。すなわち、通常車両走行時に生じる微少変位時は、蛇腹状部２０の軸方向変位抵抗がシール部３０の摺動抵抗より小さく、衝突等の大きな変位を生じる場合には、シール部３０の摺動抵抗が蛇腹状部２０の軸方向変位抵抗より小さくなる。
また、図１に示すように、雌軸１０が車両の上方側で、雄軸１１が車両の下方側になるように設定してある。これにより、中間軸５内への水等の浸入を効果的に防止することができる。
その結果、雨天走行においても、両軸１０，１１内への水浸入防止と、組立時の大きなスライド量確保、並びに、走行時の微少相対変位を、わずかな摺動抵抗で、両立させることが可能になる。
よって、わずかな摺動抵抗に抑える結果、実車走行時の振動を抑えることができ、快適なステアリング性能を得ることができる。
また、雌軸１０が車両の上方側で、雄軸１１が車両の下方側になるように設定することにより、万一、シール部材Ｓの内部空間に水浸入があったとしても、水滴は、シール部３０付近に溜まる。その後のセット位置状態の長さに於いては、シール部材Ｓの内部は、空気や水を吸い込んだ後のセット位置状態故、蛇腹状部２０の内部空間は、加圧状態になっており、シール部３０付近に溜まった水滴は、最初に外部に徐々に排出される。
すなわち、図１１Ａに示すように、両軸１０，１１が互いに大きく伸長した時には、蛇腹状部２０の内部空間は、負圧になりつつ、シール部３０は、軸１１上を摺動して、段部１１ａからの距離がＤの位置にある。図１０Ａに示すセット状態の時の距離Ａに対してＤ＜Ａとなり、シール部３０が軸１１に対して摺動している。
一方、図１１Ｂに示すように、両軸１０，１１が互いに大きく収縮した時には、蛇腹状部２０の内部空間は、正圧になりつつ（即ち、加圧しつつ）、シール部３０は、軸１１上を摺動し、軸１０の端部に接触して停止する。このとき、シール部３０と段部１１ａとの距離はＥとなる。図１０Ａに示すセット状態の距離Ａに対してＡ＜Ｅとなり、シールが軸１１に対して摺動している。
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。Hereinafter, a telescopic shaft for vehicle steering according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Overall configuration diagram of vehicle steering system)
1A is a side view of a vehicle steering apparatus according to the present invention, FIG. 1B is a cross-sectional view of an accordion-like portion according to an example, and FIG. 1C is a cross-sectional view of an accordion-like portion according to another example. .
On the steering column 1, a steering shaft 3 having a steering wheel 2 mounted on the upper side is rotatably supported.
A telescopic intermediate shaft 5 is connected to the lower side of the steering shaft 3 via a universal joint 4. A rack and pinion type steering gear 7 is connected to the lower end of the intermediate shaft 5 via a universal joint 6. A wheel (not shown) is connected to the steering gear 7 via a tie rod (not shown). Are connected so that the wheels can be steered.
The intermediate shaft 5 is configured such that the female shaft 10 and the male shaft 11 are non-rotatably and slidably fitted, and the female shaft 10 is on the upper side of the vehicle and the male shaft 11 is on the lower side of the vehicle. It is. Thereby, as will be described later, it is possible to effectively prevent water or the like from entering the intermediate shaft 5.
Furthermore, the fitting part of both the shafts 10 and 11 is formed at the one end of the bellows-like part 20 that can be expanded and contracted in the axial direction, and has an appropriate tightening margin on the outer peripheral surface of the male shaft 11. A seal member S composed of a seal portion 30 that comes into contact with is attached. Instead of the seal member S, a dustproof boot B shown in FIG.
The bellows-like portion 20 of the seal member S or the dustproof boot B may have a plurality of corrugated shapes as shown in FIG. 1B, or may have a single chevron shape as shown in FIG. 1C. Good.
(First embodiment)
FIG. 2 is a longitudinal sectional view of the telescopic shaft for vehicle steering according to the first embodiment of the present invention.
The telescopic shaft itself according to the present embodiment has the same configuration as the telescopic shaft shown in FIGS. 12, 13A, and 13B, and a description thereof is omitted. However, instead of the cylindrical body 48 shown in FIGS. 12, 13A, and 13B, it may have a convex shape such as a circular arc section formed directly on the male shaft 11, such as spline fitting.
In the present embodiment, one end is fixed to the male shaft 11, the fitting portion between the male shaft 11 and both shafts 10, 11 is covered, and the other end is fixed to the female shaft 10, and the axially expandable / contractible bellows shape Dust-proof boots B are provided.
The dustproof boot B is formed of an elastic body such as rubber, and is formed at an end of the bellows-like portion 20 that can be expanded and contracted in the axial direction, and at the concave step portion 10 a of the female shaft 10. A fixing portion 21 for fixing the shape portion 20, and a fixing portion 22 formed on the other end of the bellows-like portion 20 and for fixing the bellows-like portion 20 to the concave step portion 11a of the male shaft 11. It is configured.
Since the telescopic shaft shown in FIG. 2 (that is, FIGS. 12 and 13A, 13B) slides using rolling, the sliding load is very light and stable. That is, it is characterized by a small sliding load and a low sliding load within the sliding range.
Since the dustproof boot B having the bellows-like portion 20 is attached to the expansion and contraction shaft of such a low sliding load, in the internal space of the dustproof boot B, there is no volume change such as air compression, Variations in the sliding load of the telescopic shaft can be suppressed. Therefore, the telescopic shaft can be used outdoors while maintaining the characteristics of the telescopic shaft with a low sliding load as described above.
(Second Embodiment)
3A is a longitudinal sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 3B is an enlarged sectional view of the seal member shown in FIG. 3A.
Further, as is apparent from the drawings, the basic structure of the present embodiment is the same as that of the first embodiment described above, and only different points will be described.
In the second embodiment, the fitting portion of both the shafts 10 and 11 is formed at the end of the bellows-like portion 20 having a bellows-like portion 20 that can be expanded and contracted in the axial direction. A seal member S including a seal portion 30 that comes into contact with the surface with an appropriate tightening allowance is mounted.
The seal member S is formed of an elastic body such as rubber, and is formed at an end of the bellows-like portion 20 that can be expanded and contracted in the axial direction, and at the concave step portion 10 a of the female shaft 10. And a seal portion 30 formed at the other end of the bellows-like portion 20 and in contact with the outer peripheral surface of the male shaft 11 with an appropriate margin. Moreover, the seal | sticker part 30 is provided with several lip | rip parts 31, 31, and 31 as shown to FIG. 3B.
With this configuration, in the normal use region (small displacement region such as vibration absorption), the internal space of the bellows-shaped portion 20 does not change in volume such as air compression, and the sliding of the telescopic shaft The fluctuation of the dynamic load can be suppressed.
On the other hand, when the telescopic shaft slides greatly, such as when assembled to a vehicle or at the time of a collision, the seal portion 30 comes into sliding contact with the outer peripheral surface of the male shaft 11.
By changing the size of the bellows-like portion 20, the volume of the internal space of the bellows-like portion 20 can be increased, and the normal use region (a minute displacement region such as vibration absorption) can be increased or decreased. It is possible to reduce the fluctuation of the sliding load even during assembly. Furthermore, by making the bellows-like portion 20 an optimum size, the mountability can be improved as compared with the first embodiment described above.
(Third embodiment)
4A and 4B are longitudinal cross-sectional views according to a third embodiment of the present invention, respectively, according to a modified example of the female and male shafts. FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the female / male shaft shown in FIG. 4A. Further, the seal member in the modification of the female / male shaft in FIGS. 4A and 4B is the same as that in the second embodiment described above.
(Screw adjustable slider)
As shown in FIGS. 4A and 5, the end of the male shaft 11 is formed in a hollow or cylindrical shape, and a plurality of (in the illustrated example, four) slits 51 extend in the axial direction. It is provided. Thereby, the end of the male shaft 11 can be reduced in diameter or expanded.
A screw-type diameter adjusting mechanism is provided at the hollow end of the male shaft 11. That is, as shown in FIG. 5, a nut member 52 having an internal thread on the inner peripheral surface is erected in the radial direction, and an adjusting bolt 53 is screwed to the nut member 52.
A support member 54 is provided so as to face the nut member 52, and the tip end portion of the adjustment bolt 53 is in contact with the support member 54 so that it can be pressed.
Therefore, when the adjustment bolt 53 is adjusted to reduce the pressing force from the adjustment bolt 53 to the support member 54, the hollow end portion of the male shaft 11 provided with the slit 51 is reduced in diameter. Thereby, the sliding resistance of the female / male shafts 10 and 11 can be reduced.
When the adjustment bolt 53 is adjusted to increase the pressing force from the adjustment bolt 53 to the support member 54, the hollow end portion of the male shaft 11 provided with the slit 51 is expanded in diameter. Thereby, the sliding resistance of the female / male shafts 10 and 11 can be increased.
(Spline slider)
As shown in FIG. 4B, the intermediate shaft 5 includes a female shaft 10 and a male shaft 11 that are spline-fitted. A female spline portion 10 c is formed on the inner peripheral surface of the female shaft 10, and a male spline portion 11 c is formed on the outer peripheral surface of the male shaft 11. Both the shafts 10, 11 are slidable. However, it is configured such that it cannot be rotated relative to it. The male spline portion 11c of the male shaft 11, the female spline portion 10c of the female shaft 10, or both the shafts 10 and 11 may be coated with resin or a solid lubricant film. Thereby, sliding resistance can be reduced when the female / male shafts 10 and 11 slide.
(Fourth embodiment)
FIGS. 6A, 6B, 7A, and 7B are enlarged cross-sectional views of the seal member according to the fourth embodiment of the present invention.
This embodiment has the same basic structure as that of the second embodiment described above, and only different points will be described.
In the example of FIG. 6A, the seal portion 30 is formed with a pair of lip portions 31, 31, and a grease reservoir portion 32 is formed between the pair of lip portions 31, 31. The grease pool portion 32 can improve waterproofness, and can reduce wear due to the lip portions 31 and 31 when a large sliding load is required.
In the example of FIG. 6B, a metal ring 33 is embedded in the seal portion 30. By providing the metal ring 33, the followability with respect to the inclination of the male shaft 11 can be increased, and the sealing performance can be improved.
In the example of FIG. 7A, the solid lubricant film SLM is coated on the seal surface of the seal portion 30 on which the lip portions 31, 31, 31 are formed. Thereby, wear of the lip portions 31 can be reduced, and sliding resistance can be reduced when the male shaft 11 and the lip portion 31 slide.
In the example of FIG. 7B, the solid lubricant film SLM is coated on the outer peripheral surface of the male shaft 11. Thereby, wear of the lip portions 31, 31, 31 can be reduced, and sliding resistance can be reduced when the male shaft 11 and the lip portion 31 slide.
(Fifth embodiment)
8A is a longitudinal sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a fifth embodiment of the present invention, and FIGS. 8B and 8C are enlarged sectional views of the seal member shown in FIG. 8A, respectively.
This embodiment has the same basic structure as that of the second embodiment described above, and only different points will be described.
In the example of FIG. 8B, the seal portion 30 has a resin ring 34 that is exposed to the seal surface and adjacent to the lip portion 31.
The resin ring 34 is a low friction and excellent wear resistance such as a dry bearing. Thereby, the followability with respect to the inclination etc. of the male shaft 11 can be increased, and the sealing performance can be improved. Further, since the lip portion 31 only needs to bear the gap between the resin ring 34 and the male shaft 11, the friction caused by the lip portion 31 can be minimized.
In the example of FIG. 8C, a metal ring 33 is embedded in the seal portion 30, and a resin ring 34 is press-fitted into the metal ring 33. Thereby, the followability with respect to the inclination etc. of the male shaft 11 can be increased, and the sealing performance can be improved.
(Sixth embodiment)
9A is a longitudinal sectional view of a telescopic shaft for vehicle steering according to a sixth embodiment of the present invention, and FIGS. 9B and 9C are enlarged sectional views of the seal member shown in FIG. 9A, respectively.
This embodiment has the same basic structure as that of the second embodiment described above, and only different points will be described.
In the example of FIG. 9B, a metal ring 33 is embedded in the seal portion 30, and a resin ring 35 having lip portions 35 a and 35 a is press-fitted into the metal ring 33. The resin ring 35 is a resin such as an elastomer material.
In the example of FIG. 9C, a metal ring 33 is embedded in the seal portion 30, and an elastic ring 36 having lip portions 36 a and 36 a is fixed to the metal ring 33. The elastic ring 36 is a rubber having a high hardness.
(Seventh embodiment)
10A, 10B and 10C are longitudinal sectional views of the telescopic shaft for vehicle steering according to the seventh embodiment of the present invention.
11A and 11B are also longitudinal sectional views of the telescopic shaft for vehicle steering according to the seventh embodiment of the present invention.
This embodiment has the same basic structure as that of the second embodiment described above, and only different points will be described.
In the present embodiment, the fitting portion of the male shaft 11 with the female shaft 10 is enlarged in diameter to form a stepped portion 11a.
FIG. 10A shows a basic set state, and the seal portion 30 is located at a distance A from the step portion 11 a of the male shaft 11. FIG. 10B shows a state in which both shafts 10 and 11 are extended by a minute distance (l), and FIG. 10C shows a state in which both shafts 10 and 11 are shrunk by a minute distance (l). 30 is at distances B and C from the step portion 11a, but in FIG. 10A, FIG. 10B and FIG. 10C, A≈B≈C at the time of slight displacement. That is, the distance from the step portion 11a to the seal 30 does not change much at the time of the minute displacement (l).
FIG. 11A shows a state in which both shafts 10 and 11 are greatly extended from each other by a distance (L), and FIG. 11B shows a state in which both shafts 10 and 11 are greatly contracted from each other by a distance (L). Here, l <L.
Referring to FIGS. 10A, 10B, and 10C, the relationship between the axial displacement resistance of the bellows-like portion 20 and the sliding resistance of the seal portion 30 is that the axial displacement resistance of the bellows-like portion 20 is small when the displacement is small. It is set to be smaller than the sliding resistance of the seal portion 30. Thereby, at the time of a slight displacement, the bellows-like part 20 bends, and the seal part 30 becomes difficult to slide on the shaft 11.
On the other hand, the sliding resistance of the seal portion 30 is set to be smaller than the axial displacement resistance of the bellows-like portion 20 when it becomes larger than that at the time of slight displacement. Thereby, at the time of a large displacement (L) as shown in FIGS. 11A and 11B, the bellows-like portion 20 bends and the seal portion 30 slides on the shaft 11.
The inflection point between the axial displacement resistance of the bellows-like portion 20 and the sliding resistance of the seal portion 30 is set to be equal to or less than the maximum relative displacement amount (about ± 2.5 mm) during actual vehicle travel. In other words, when a slight displacement occurs during normal vehicle travel, the axial displacement resistance of the bellows-like portion 20 is smaller than the sliding resistance of the seal portion 30, and if a large displacement such as a collision occurs, the sliding resistance of the seal portion 30 Becomes smaller than the axial displacement resistance of the bellows-like portion 20.
Further, as shown in FIG. 1, the female shaft 10 is set on the upper side of the vehicle, and the male shaft 11 is set on the lower side of the vehicle. Thereby, intrusion of water or the like into the intermediate shaft 5 can be effectively prevented.
As a result, even in rainy weather, it is possible to achieve both the prevention of water intrusion into the shafts 10, 11 and the securing of a large slide amount during assembly and the slight relative displacement during travel with a slight sliding resistance. It becomes possible.
Therefore, as a result of suppressing to a slight sliding resistance, vibration during actual vehicle traveling can be suppressed and comfortable steering performance can be obtained.
In addition, by setting the female shaft 10 on the upper side of the vehicle and the male shaft 11 on the lower side of the vehicle, even if there is water intrusion into the internal space of the seal member S, It collects in the vicinity of the seal portion 30. In the length of the subsequent set position state, the internal space of the bellows-shaped portion 20 is in a pressurized state because the inside of the seal member S is in the set position state after sucking in air or water. The water droplets collected in the vicinity of the seal portion 30 are first gradually discharged to the outside.
That is, as shown in FIG. 11A, when the shafts 10 and 11 are greatly extended from each other, the internal space of the bellows-like portion 20 becomes negative pressure, while the seal portion 30 slides on the shaft 11, The distance from the step portion 11a is at the position D. D <A with respect to the distance A in the set state shown in FIG. 10A, and the seal portion 30 slides with respect to the shaft 11.
On the other hand, as shown in FIG. 11B, when the shafts 10 and 11 are greatly contracted with each other, the internal space of the bellows-like portion 20 becomes positive pressure (that is, while being pressurized), and the seal portion 30 is connected to the shaft 11. It slides on top and comes into contact with the end of the shaft 10 and stops. At this time, the distance between the seal portion 30 and the step portion 11a is E. A <E with respect to the distance A in the set state shown in FIG. 10A, and the seal slides with respect to the shaft 11.
In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible.

Claims (15)

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おいて、
前記伸縮軸は、
操舵トルクが所定値以下の時に、前記両軸の間で、予圧しながら、操舵トルクを伝達する予圧的トルク伝達部と、
操舵トルクが所定値を超えると、前記両軸の間で、剛体の接触により、操舵トルクを伝達する剛体的トルク伝達部と、を有し、
前記雄軸に一端を固定すると共に、当該雄軸と前記両軸の嵌合部を被覆して、前記雌軸に他端を固定した軸方向伸縮自在の蛇腹状の防塵ブーツを備えることを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。In the telescopic shaft for vehicle steering, which is incorporated in the steering shaft of the vehicle and the male shaft and the female shaft are slidably fitted to each other,
The telescopic shaft is
A preload torque transmission unit that transmits the steering torque while preloading between the two shafts when the steering torque is a predetermined value or less;
When the steering torque exceeds a predetermined value, a rigid torque transmission unit that transmits the steering torque by the rigid body contact between the two shafts,
One end is fixed to the male shaft, and the fitting portion of the male shaft and the two shafts is covered, and an axially expandable / contractible bellows-shaped dustproof boot having the other end fixed to the female shaft is provided. Telescopic shaft for vehicle steering. 前記予圧的トルク伝達部は、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに夫々形成した少なくとも一列の軸方向溝の間に、弾性体を介して、第１トルク伝達部材を介装してなり、
前記剛体的トルク伝達部は、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに夫々形成した他の少なくとも一列の溝方向の間に、第２トルク伝達部材を介装して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 preload torque transmission unit is
Between the outer circumferential surface of the male shaft and the inner circumferential surface of the female shaft, the first torque transmission member is interposed between the at least one row of axial grooves formed through the elastic body,
The rigid torque transmission part is
The second torque transmission member is interposed between at least one other groove direction formed on the outer peripheral surface of the male shaft and the inner peripheral surface of the female shaft, respectively. Telescopic shaft for vehicle steering as described. 前記第１トルク伝達部材は、前記両軸の軸方向相対移動の際に転動する転動体であり、
前記第２トルク伝達部材は、前記両輪の軸方向相対移動の際に滑り移動する摺動体で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 first torque transmission member is a rolling element that rolls in the axial relative movement of the two shafts,
The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 2, wherein the second torque transmission member is a sliding body that slides when the two wheels are moved relative to each other in the axial direction. 前記剛体的トルク伝達部は、
前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部にそれぞれ設けられ、回転の際には互いに接触してトルクを伝達し、
前記予圧的トルク伝達部は、
前記剛体的トルク伝達部とは異なる位置の前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部の間に設けられ、前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には転動する転動体と、該転動体に径方向に隣接して配置され、該転動体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 rigid torque transmission part is
Provided on the outer peripheral part of the male shaft and the inner peripheral part of the female shaft, respectively, and in contact with each other during rotation, transmit torque;
The preload torque transmission unit is
Provided between the outer peripheral portion of the male shaft and the inner peripheral portion of the female shaft at a position different from the rigid torque transmitting portion, and rolls when the male shaft and the female shaft move in the axial direction. 2. A rolling element that is disposed adjacent to the rolling element in a radial direction, and an elastic body that applies preload to the male shaft and the female shaft via the rolling element. The telescopic shaft for vehicle steering described in 1. 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てあり、
両軸の嵌合部をシールして嵌合部内への雨水等の浸入を防止するシール部材が装着してある車両ステアリング用伸縮軸において、
前記シール部材は、
前記両軸の嵌合部を被覆して軸方向に伸縮自在である蛇腹状部と、
当該蛇腹状部の一端に形成してあって、前記両軸のいずれかの外周面に適度な締め代をもって接触するシール部と、から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 vehicle's steering shaft, the male and female shafts are non-rotatable and slidably fitted.
In a telescopic shaft for vehicle steering equipped with a seal member that seals the fitting portion of both shafts and prevents rainwater and the like from entering the fitting portion,
The sealing member is
A bellows-like portion that covers the fitting portion of both shafts and is extendable in the axial direction;
A telescopic shaft for vehicle steering, comprising: a seal portion that is formed at one end of the bellows-like portion and contacts the outer peripheral surface of one of the two shafts with an appropriate margin. 前記蛇腹状部の他端は、前記雌軸の外周面に固定してあり、
前記シール部は、前記雄軸の外周面に適度な締め代をもって接触す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 other end of the bellows-like portion is fixed to the outer peripheral surface of the female shaft,
The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 5, wherein the seal portion contacts the outer peripheral surface of the male shaft with an appropriate tightening allowance. 前記シール部は、その間に、グリース溜まり部が形成してある一対のリップ部を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の車両ステアリング用伸縮軸。  The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 5 or 6, wherein the seal portion has a pair of lip portions between which a grease reservoir portion is formed. 前記シール部は、その内部に埋設した金属環を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の車両ステアリング用伸縮軸。  The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 5 or 6, wherein the seal portion has a metal ring embedded therein. 前記シール部のリップ部には、固体潤滑皮膜がコーティングしてあることを特徴とする請求項５又は６に記載の車両ステアリング用伸縮軸。  The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 5 or 6, wherein the lip portion of the seal portion is coated with a solid lubricating film. 前記シール部が接触する前記雄軸の外周面には、固体潤滑皮膜がコーティングしてあることを特徴とする請求項５又は６に記載の車両ステアリング用伸縮軸。  The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 5 or 6, wherein a solid lubricating film is coated on an outer peripheral surface of the male shaft with which the seal portion comes into contact. 前記シール部は、そのシール面に露出して前記リップ部に隣接した樹脂リングを有することを特徴とする請求項５又は６に記載の車両ステアリング用伸縮軸。  The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 5 or 6, wherein the seal portion has a resin ring exposed to the seal surface and adjacent to the lip portion. 前記シール部は、その内部に埋設した金属環と、そのシール面に露出して前記リップ部に隣接すると共に当該金属環に圧入してある樹脂リングと、を有する請求項５又は６に記載の車両ステアリング用伸縮軸。  The said seal | sticker part has a metal ring embed | buried in the inside, and the resin ring which is exposed to the seal | sticker surface, is adjacent to the said lip | rip part, and is press-fit in the said metal ring. Telescopic shaft for vehicle steering. 前記シール部は、その内部に埋設した金属環と、そのシール面に露出する共に当該金属環に圧入又は固着してある樹脂リング又は弾性リングと、を有することを特徴とする請求項５又は６に記載の車両ステアリング用伸縮軸。  The said seal | sticker part has the metal ring embed | buried in the inside, and the resin ring or elastic ring which is exposed to the seal | sticker surface, and is press-fitted or adhere | attached to the said metal ring. The telescopic shaft for vehicle steering described in 1. 前記蛇腹状部の軸方向変位抵抗と、前記シール部の摺動抵抗との関係は、微少変位時には、前記蛇腹状部の軸方向変位抵抗が前記シール部の摺動抵抗より小さく、
微少変位時より大きくなると、前記シール部の摺動抵抗が前記蛇腹状部の軸方向変位抵抗より小さく、
なるように設定してあることを特徴とする請求項５又は６に記載の車両ステアリング用伸縮軸。The relationship between the axial displacement resistance of the bellows-like portion and the sliding resistance of the seal portion is such that when the displacement is small, the axial displacement resistance of the bellows-like portion is smaller than the sliding resistance of the seal portion,
When it becomes larger than the minute displacement, the sliding resistance of the seal part is smaller than the axial displacement resistance of the bellows-like part,
The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 5 or 6, wherein the telescopic shaft for vehicle steering is set. 前記両軸が互いに大きく伸長した時には、前記蛇腹状部の内部空間は、負圧になりつつ、前記シール部は、摺動する一方、
前記両軸が互いに大きく収縮した時には、前記蛇腹状部の内部空間は、正圧になりつつ、前記シール部は、摺動することを特徴とする請求項１４に記載の車両ステアリング用伸縮軸。When the two shafts are greatly extended from each other, the internal space of the bellows-like portion is negative pressure, while the seal portion slides,
15. The telescopic shaft for vehicle steering according to claim 14, wherein, when the two shafts are contracted greatly, the internal space of the bellows-like portion becomes positive pressure and the seal portion slides.
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