JP4196630B2 - 車両ステアリング用伸縮軸 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、安定した摺動荷重を実現すると共に、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できる車両ステアリング用伸縮軸に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３に、一般的な自動車の操舵機構部を示す。図中のａとｂが伸縮軸である。伸縮軸ａは、雄軸と雌軸とをスプライン嵌合したものであるが、このような伸縮軸ａ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。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、操舵機構上部を固定する部位ｃとステアリングラックｄが固定されているフレームｅが別体となっておりその間がゴムなどの弾性体ｆを介して締結固定されている構造の場合に要求されることが一般的である。また、その他のケースとして操舵軸継手ｇをピニオンシャフトｈに締結する際に作業者が、伸縮軸をいったん縮めてからピニオンシャフトｈに嵌合させ締結させるため伸縮機能が必要とされる場合がある。さらに、操舵機構の上部にある伸縮軸ｂも、雄軸と雌軸とをスプライン嵌合したものであるが、このような伸縮軸ｂには、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ｉ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ため、軸方向に伸縮する機能が要求される。前述のすべての場合において、伸縮軸にはスプライン部のガタ音を低減することと、ステアリングホイール上のガタ感を低減することと、軸方向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。
【０００３】
このようなことから、特許文献１では、雄軸の外周面と雌軸の内周面に形成した複数組の軸方向溝の間に、複数組のトルク伝達部材（柱状体）が嵌合してある。
【０００４】
各組のトルク伝達部材（柱状体）は、軸方向に並列した複数個のニードルローラからなっている。
【０００５】
これにより、トルク非伝達時（摺動時）には、雄軸と雌軸の間のガタ付きを防止することができ、雄軸と雌軸は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。また、トルク伝達時には、雄軸と雌軸は、その回転方向のガタ付きを防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【０００６】
さらに、軸方向に並列した複数個のニードルローラの間には、樹脂製の調整部材が設けてあり、これにより、複数個のニードルローラ間の隙間（遊び）を吸収するように構成してある。
【０００７】
【特許文献１】
欧州特許出願公開ＥＰ１０７８８４３Ａ１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１では、軸方向に並列した複数個のニードルローラ間に設けた樹脂製の調整部材により、複数個のニードルローラ間の隙間を吸収するようにしているが、複数個のニードルローラ間には、隙間が存在することがあり、その結果、「コツコツ」といった異音が発生することがある。
【０００９】
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、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でき、しかも、異音の発生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する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係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、雄軸と雌軸をトルク伝達可能に且つ軸方向相対移動可能に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面にそれぞれ形成した軸方向溝から成る第１介装部に、前記雄軸の径方向に付勢された複数個の球状体を配置し、
前記第１介装部とは異なる角度位置において、前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面にそれぞれ形成した軸方向溝から成る少なくとも１組の第２介装部に、前記雄軸の軸線と平行な軸線をもつ円柱体を配置し、
前記第２介装部の前記雄軸の軸方向溝は、前記円柱体の一方の端面に直接当接する軸方向直角面を有し、
前記雄軸の端部又はその近傍に、前記円柱体の他方の端面に接触し、かつ当該円柱体を軸方向に予圧するストッパプレートを有し、
前記ストッパプレートは、軸方向予圧用弾性体と、当該軸方向予圧用弾性体を挟持する１組の平板とを有し、かつ、前記雄軸の端部に形成した小径部に、当該小径部の端部をカシメによって固定したことを特徴とする。
【００１１】
このように、請求項１によれば、雄軸の端部又はその近傍に、円柱体の軸方向の移動を規制するストッパープレートを備えていることから、円柱体を適度に予圧して、軸方向に隙間なく固定することができる。従って、雄軸と雌軸が相互に摺動する際、円柱体を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を防ぐことができる。
【００１３】
また、請求項１によれば、雄軸の軸方向溝は、軸方向に略直角であって、前記円柱体に当接する軸方向直角面を有していることから、この軸方向直角面により、別途の部材を設けることなく、円柱体の軸方向の移動を規制することができる。そのため、部品点数を削減して、製造コストの低減を図ることができ、しかも、別途の部材を用いていないことから、軽量・コンパクト化が可能である。
【００１５】
また、請求項１によれば、ストッパープレートは、軸方向予圧用弾性体と、この軸方向予圧用弾性体を挟持する１組の平板とからなることから、トルク伝達部材を適度に予圧して、トルク伝達部材を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を確実に防ぐことができる。
【００１７】
また、請求項１によれば、ストッパープレートは、雄軸の端部に形成した小径部に固定してあるため、ストッパープレートを脱落することなく確実に固定することができる。
【００１８】
本発明の請求項２に係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、雄軸と雌軸をトルク伝達可能に且つ軸方向相対移動可能に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面にそれぞれ形成した軸方向溝から成る第１介装部に、前記雄軸の径方向に付勢された複数個の球状体を配置し、
前記第１介装部とは異なる角度位置において、前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面にそれぞれ形成した軸方向溝から成る少なくとも１組の第２介装部に、前記雄軸の軸線と平行な軸線をもつ円柱体を配置し、
前記第１介装部の前記雄軸の軸方向溝は、前記円柱体の一方の端面に直接当接する軸方向直角面を有し、
前記雄軸の端部又はその近傍に、前記円柱体の他方の端面に接触し、かつ当該円柱体を軸方向に予圧するストッパプレートを有し、
前記ストッパプレートは、前記雄軸に装着され、かつ前記円柱体の他方の端面に直接接触する平板と、当該平板を前記円柱体の前記他方の端面に押し付けるように前記雄軸に装着されるプッシュナットとを有することを特徴とする。
【００１９】
このように、請求項２によれば、前記ストッパープレートは、平板と、当該平板を前記雄軸の軸方向の任意の位置で固定するプッシュナットとからなり、このように、ストッパープレートに弾性体を用いない場合、平板を円柱体の端面に押し付けて固定できるプッシュナットと組み合わせている。円柱体を雄軸の第１介装部に配置した後、平板を介装し、プッシュナットを軸方向に押し当てて固定することにより、余分な隙間の発生を防止している。従って、雄軸と雌軸が相互に摺動する際、トルク伝達部材を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を防ぐことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
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。
【００２１】
（第１実施の形態）
図１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２は、図１のＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。
【００２２】
図１に示すように、車両ステアリング用伸縮軸（以後、伸縮軸と記す）は、相互に回転不能に且つ摺動自在に嵌合した雄軸１と雌軸２とからなる。
【００２３】
図２に示すように、雄軸１の外周面には、周方向に１２０度間隔で等配した３個の軸方向溝３が延在して形成してある。また、この雄軸１の外周面には、これら３個の軸方向溝３の周方向の間であって、周方向に１２０度間隔で等配した３個の略円弧状の軸方向溝４が延在して形成してある。
【００２４】
雌軸２の内周面には、周方向に１２０度間隔で等配した３個の略円弧状の軸方向溝５が延在して形成してある。また、この雌軸２の内周面には、これら３個の軸方向溝５の周方向の間であって、周方向に１２０度間隔で等配した３個の略円弧状の軸方向溝６が延在して形成してある。
【００２５】
軸方向溝３，５は、後述する３組の球状体７のための３組の第１介装部を構成しており、軸方向溝４，６は、後述する３組の円柱体８のための３組の第２介装部を構成している。これら３組の軸方向溝３，５（第１介装部）と、３組の軸方向溝４，６（第２介装部）とは、周方向に交互に配置してあり、周方向に６０度間隔で等配してある。
【００２６】
第１トルク伝達装置は、雄軸１の３個の軸方向溝３と、雌軸２の３個の軸方向溝５との間に、予圧用の波形形状の３個の弾性体（板バネ）９を介して、雄軸１と雌軸２との軸方向相対移動の際には転動し、回転の際には板バネ９に拘束されてトルクを伝達する３組の第１トルク伝達部材（球状体）７が転動自在に介装して構成されている。
【００２７】
第２トルク伝達装置は、雄軸１の３個の軸方向溝４と、雌軸２の３個の軸方向溝６との間に、夫々、雄軸１と雌軸２との軸方向相対移動を許し、回転の際にはトルクを伝達するための３組の第２トルク伝達部材（円柱体）８が摺動自在に介装して構成されている。
【００２８】
板バネ９は、トルク非伝達時には、球状体７と円柱体８を雌軸２に対してガタ付きのない程度に予圧する一方、トルク伝達時には、弾性変形して球状体７を雄軸１と雌軸２の間で周方向に拘束する働きをするようになっている。
【００２９】
以上のように構成した伸縮軸では、雄軸１と雌軸２の間に球状体７と円柱体８を介装し、板バネ９により、球状体７と円柱体８を雌軸２に対してガタ付きのない程度に予圧してあるため、トルク非伝達時は、雄軸１と雌軸２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１と雌軸２が軸方向に相対移動する際には、雄軸１と雌軸２は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。
【００３０】
なお、従来技術のように摺動面が純粋な滑りによるものであれば、ガタつき防止のための予圧荷重をある程度の荷重で留めておくことしかできなかった。それは、摺動荷重は、摩擦係数に予圧荷重を乗じたものであり、ガタつき防止や伸縮軸の剛性を向上させたいと願って予圧荷重を上げてしまうと摺動荷重が増大してしまうという悪循環に陥ってしまっていたのである。
【００３１】
その点、本実施の形態では一部に転がりによる機構を採用しているために著しい摺動荷重の増大を招くことなく予圧荷重を上げることができた。これにより、従来なし得なかったガタつきの防止と剛性の向上を摺動荷重の増大を招くことなく達成することができた。
【００３２】
トルク伝達時には、３組の板バネ９が弾性変形して３組の球状体７を雄軸１と雌軸２の間で周方向に拘束すると共に、雄軸１と雌軸２の間に介装されている３組の円柱体８が主なトルク伝達の役割を果たす。
【００３３】
例えば、雄軸１からトルクが入力された場合、初期の段階では、板バネ９の予圧がかかっているため、ガタ付きはなく、板バネ９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１・板バネ９・球状体７・雌軸２間のトルク伝達荷重と、雄軸１・円柱体８・雌軸２間のトルク伝達荷重がつりあった状態で全体的なトルク伝達がされる。
【００３４】
さらにトルクが増大していくと、円柱体８を介した雄軸１、雌軸２の回転方向のすきまの方が、球状体７を介した雄軸１・板バネ９・球状体７・雌軸２間のすきまより小さいすきまの設定としてあるため、円柱体８の方が球状体７より反力を強く受け、円柱体８が主にトルクを雌軸２に伝える。そのため、雄軸１と雌軸２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。
【００３５】
なお、球状体７はボールであっても良い。また、円柱体８はニードルローラであってもよい。
【００３６】
ニードルローラ８は、線接触でその荷重を受けるため、点接触で荷重を受けるボール７よりも接触圧を低く抑えることができるなど、さまざまな効果がある。したがって、全列をボール転がり構造とした場合よりも下記の項目が優れている。
・摺動部での減衰能効果が、ボール転がり構造に比べて大きい。よって振動吸収性能が高い。
・同じトルクを伝達するならば、ニードルローラの方が接触圧を低く抑えることができるため、軸方向の長さを短くできスペースを有効に使うことができる。
・同じトルクを伝達するならば、ニードルローラの方が接触圧を低く抑えることができるため、熱処理等によって雌軸の軸方向溝表面を硬化させるための追加工程が不要である。
・部品点数を少なくすることができる。
・組立て性をよくすることができる。
・組立てコストを抑えることができる。
【００３７】
このようにニードルローラ８は、雄軸１と雌軸２の間のトルク伝達のためのキーの役割をするとともに、雌軸２の内周面とすべり接触する。従来のスプライン嵌合と比較して、優れている点は下記のとおりである。
・ニードルローラは大量生産品であり、非常に低コストである。
・ニードルローラは熱処理後、研磨されているので、表面硬度が高く、耐摩耗性に優れている。
・ニードルローラは研磨されているので、表面粗さがきめ細かく摺動時の摩擦係数が低いため、摺動荷重を低く抑えることができる。
・使用条件に応じて、ニードルローラの長さや配置を変えることができるため、設計思想を変えること無く、さまざまなアプリケーションに対応することができる。
・使用条件によっては、摺動時の摩擦係数をさらにさげなければならない場合がある、この時ニードルローラだけに表面処理をすればその摺動特性を変えることができるため、設計思想を変えること無く、さまざまなアプリケーションに対応することができる。
・ニードルローラの外径違い品を安価に数ミクロン単位で製造することができるため、ニードルローラ径を選択することによって雄軸・ニードルローラ・雌軸間のすきまを最小限に抑えることができる。よって軸の捩り方向の剛性を向上させることが容易である。
【００３８】
一方、ボールを部分的に採用したという点では、全列ニードルローラでかつ、全列が摺動する構造と比較して、下記の項目が優れている。
・摩擦抵抗が低いため、摺動荷重を低く抑えられる。
・予圧荷重を高くすることができ、長期にわたるガタつきの防止と高剛性が同時に得られる。
【００３９】
図３は、図１の要部を拡大した拡大縦断面図である。図４は、図３のＹ−Ｙ線に沿った横断面図である。図５は、連結部により連結した弾性体（板バネ）の斜視図である。図６は、図３の矢印Ａの矢視図である。
【００４０】
図３に示すように、雄軸１の端部には、小径部１ａが形成してある。この小径部１ａには、ニードルローラ８の軸方向の移動を規制するストッパープレート１０が設けてある。このストッパープレート１０は、軸方向予圧用弾性体１１と、この軸方向予圧用弾性体１１を挟持する１組の平板１２，１３とからなる。
【００４１】
すなわち、本実施の形態では、ストッパープレート１０は、小径部１ａに、平板１３、軸方向予圧用弾性体１１、平板１２の順に嵌合し、次いで、小径部１ａの端部１ｂを加締めて、小径部１ａに堅固に固定してある。
【００４２】
これにより、ストッパープレート１０は、平板１３をニードルローラ８に当接させて、軸方向予圧用弾性体１１により、ニードルローラ８を軸方向に動かないように適度に予圧できるようになっている。
【００４３】
さらに、ストッパプレート１０は伸縮軸のストロークを決めることも可能である。ボールが転がってストッパプレートに当たるとそれ以上ボールが転がり運動できなくなるためである。
【００４４】
軸方向予圧用弾性体１１は、ゴム、樹脂、または鋼板製の板バネなどからできている。軸方向予圧用弾性体１１と平板１２，１３とは、別体でも良いが、組立てやすさを考えて、一体成形品であることが好ましい。
【００４５】
例えば、軸方向予圧用弾性体１１がゴムであれば、平板１２，１３に加硫成形するなどして作れば、一体化ができるので、組立てやすく低コストな製品をつくることができる。
【００４６】
また、軸方向予圧用弾性体１１を樹脂でつくる場合には、波型の形状としたものを、平板１２，１３と一体成形することで一体化することができ、同様のメリットが得られる。
【００４７】
さらに、平板１２，１３は、鋼板、樹脂、または鋼板に樹脂皮膜を形成したものを使用する。
【００４８】
また、雄軸１の軸方向溝３，４は、軸方向に略直角であって、ボール７やニードルローラ８に当接する軸方向直角面１４，１５を有している。
【００４９】
以上のように、ニードルローラ８の一側は、雄軸１の小径部１ａに設けたストッパープレート１０により、軸方向の移動が規制してある一方、ニードルローラ８の他側は、軸方向直角面１５に当接して、軸方向の移動が規制してある。
【００５０】
また、ストッパープレート１０は、平板１３をニードルローラ８に当接させて、軸方向予圧用弾性体１１により、ニードルローラ８を軸方向に動かないように適度に予圧している。
【００５１】
従って、ニードルローラ８を適度に予圧して、軸方向に隙間なく固定することができ、雄軸１と雌軸２が相互に摺動する際、ニードルローラ８を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を確実に防止することができる。
【００５２】
また、雄軸１の軸方向溝３，４は、軸方向に略直角であって、ボール７やニードルローラ８に当接する軸方向直角面１４，１５を有していることから、この軸方向直角面１５により、別途の部材を設けることなく、ボール７やニードルローラ８の軸方向の移動を規制することができる。そのため、部品点数を削減して、製造コストの低減を図ることができ、しかも、別途の部材を用いていないことから、軽量・コンパクト化が可能である。
【００５３】
次に、本実施の形態では、図３乃至図５に示すように、３組のボール７を予圧するための３個の板バネ９は、リング状の連結部２０によって連結してある。
【００５４】
すなわち、図３に示すように、雄軸１の端部の小径部１ａには、その段差の環状面２１が形成してある。小径部１ａに、リング状の連結部２０が嵌合してあり、この段差の環状面２１に沿って、リング状の連結部２０が配置してある。
【００５５】
段差の環状面２１は、雄軸１の軸方向に面する軸方向環状面であれば、その形状等は問わない。
【００５６】
リング状の連結部２０は、その周縁の３箇所で、３個の板バネ９の軸方向端部に連結してある。即ち、図５に示すように、リング状の連結部２０は、軸方向に延在した３個の板バネ９と一体的に構成してある。
【００５７】
従って、ボール７とニードルローラ８を複合させた構造でありながら、転動面である３個の板バネ９を一体化して、実質上の部品点数を３個から１個に減らすことができ、部品点数を削減し、組立時間を短縮して、製造コストを低減することができる。
【００５８】
さらに、リング状の連結部２０に、雄軸１の端部に形成した小径部１ａが貫通してある。従って、３個の板バネ９の組み込み時、雄軸１の端部の小径部１ａは、リング状の連結部２０に通挿することにより、この組み込み時のガイドの役割を果たすことから、組み込み作業を容易にでき、組み込み時間を短縮して、製造コストの低減を図ることができる。
【００５９】
さらに、リング状の連結部２０は、ストッパープレート１０の平板１３と、段差の環状面２１との間の軸方向隙間に配置してある。この軸方向隙間は、例えば、約０．３〜２．０ｍｍである。
【００６０】
この軸方向隙間の存在により、リング状の連結部２０は、３個の板バネ９がトルク入力により変形した際にも、これら板バネ９の動きを拘束しないようになっている。
【００６１】
さらに、図４及び図５に示すように、各板バネ９の断面形状は、雄軸１の軸方向溝３の形状とほぼ平行な直線形状に形成してあり、中心部分の平面部に、リング状の連結部２０の周縁箇所が連結してある。各板バネ９の両端部は、中心側から外側に向けて折り返して形成してある。
【００６２】
さらに、リング状の連結部２０に、雄軸１の端部に形成した小径部１ａが貫通してある。雄軸１の小径部１ａと、リング状の連結部２０との間には、径方向隙間が形成してある。この径方向隙間は、例えば、０．２〜１．０ｍｍである。上記の軸方向隙間と同様に、この径方向隙間の存在により、リング状の連結部２０は、３個の板バネ９がトルク入力により変形した際にも、これら板バネ９の動きを拘束しないようになっている。
【００６３】
（第２実施の形態）
図７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る。図８は、図７の矢印Ａの矢視図である。
【００６４】
本実施の形態では、雄軸１の小径部１ａに、周方向溝３１が形成してあり、この周方向溝３１に、止め輪３２が嵌合してある。これにより、ストッパープレート１０が軸方向に固定してある。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【００６５】
（第３実施の形態）
図９は、本発明の第３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１０は、図９の矢印Ａの矢視図である。
【００６６】
本実施の形態では、雄軸１の小径部１ａに、ネジ孔３３が形成してあり、このネジ孔３３には、ストッパープレート１０（より詳細には、平板１２）を介して、ボルト３４が螺合して締結してある。これにより、ストッパープレート１０が軸方向に固定してある。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【００６７】
（第４実施の形態）
図１１は、本発明の第４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、図１１の矢印Ａの矢視図である。
【００６８】
本実施の形態では、ストッパープレート１０は、平板３５と、平板３５を雄軸１の軸方向の任意の位置で固定するプッシュナット３６（固定手段）とからなり、このように、ストッパープレート１０に軸方向予圧用弾性体を用いない場合、平板３５を任意の軸方向位置で固定できるプッシュナット３６（固定手段）と組み合わせている。ニードルローラ８を雄軸１の軸方向溝４に配置した後、平板３５を介装し、プッシュナット３６を軸方向に押し当てて固定することにより、余分な隙間の発生を防止している。従って、雄軸１と雌軸２が相互に摺動する際、ニードルローラ８を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を防ぐことができる。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【００６９】
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。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、雄軸の端部又はその近傍に、トルク伝達部材の軸方向の移動を規制するストッパープレートを備えていることから、トルク伝達部材を適度に予圧して、軸方向に隙間なく固定することができる。従って、雄軸と雌軸が相互に摺動する際、トルク伝達部材を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を防ぐことができる。
【００７１】
また、請求項１によれば、雄軸の軸方向溝は、軸方向に略直角であって、トルク伝達部材に当接する軸方向直角面を有していることから、この軸方向直角面により、別途の部材を設けることなく、トルク伝達部材の軸方向の移動を規制することができる。そのため、部品点数を削減して、製造コストの低減を図ることができ、しかも、別途の部材を用いていないことから、軽量・コンパクト化が可能である。
【００７２】
さらに、請求項１によれば、ストッパープレートは、軸方向予圧用弾性体と、この軸方向予圧用弾性体を挟持する１組の平板とからなることから、トルク伝達部材を適度に予圧して、トルク伝達部材を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を確実に防ぐことができる。
【００７３】
さらに、請求項１によれば、ストッパープレートは、雄軸の端部に形成した小径部に固定してあるため、ストッパープレートを脱落することなく確実に固定することができる。
【００７４】
さらに、請求項２によれば、前記ストッパープレートは、平板と、当該平板を前記雄軸の軸方向の任意の位置で固定するプッシュナットとからなり、このように、ストッパープレートに弾性体を用いない場合、平板を任意の軸方向位置で固定できるプッシュナットと組み合わせている。球状体および円柱体をそれぞれ雄軸の第１介装部および第２介装部に配置した後、平板を介装し、プッシュナットを軸方向に押し当てて固定することにより、余分な隙間の発生を防止している。従って、雄軸と雌軸が相互に摺動する際、円柱体を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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２】図１のＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。
【図３】図１の要部を拡大した拡大縦断面図である。
【図４】図３のＹ−Ｙ線に沿った横断面図である。
【図５】連結部により連結した弾性体（板バネ）の斜視図である。
【図６】図３の矢印Ａの矢視図である。
【図７】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る。
【図８】図７の矢印Ａの矢視図である。
【図９】本発明の第３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１０】図９の矢印Ａの矢視図である。
【図１１】本発明の第４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】図１１の矢印Ａの矢視図である。
【図１３】一般的な自動車の操舵機構部の側面図である。
【符号の説明】
１ 雄軸
１ａ 小径部
１ｂ 加締め部
２ 雌軸
３，４ 軸方向溝（第１介装部）
５，６ 軸方向溝（第２介装部）
７ 球状体（ボール、トルク伝達部材）
８ 円柱体（ニードルローラ、トルク伝達部材）
９ 弾性体（板バネ）
１０ ストッパープレート
１１ 軸方向予圧用弾性体
１２，１３ 平板
１４，１５ 軸方向直角面
２０ リング状の連結部
２１ 段差の環状面（軸方向環状面）
３１ 周方向溝
３２ 止め輪
３３ ネジ孔
３４ ボルト
３５ 平板
３６ プッシュナット
【発明の属する技術分野】
本発明は、安定した摺動荷重を実現すると共に、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できる車両ステアリング用伸縮軸に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１３に、一般的な自動車の操舵機構部を示す。図中のａとｂが伸縮軸である。伸縮軸ａは、雄軸と雌軸とをスプライン嵌合したものであるが、このような伸縮軸ａ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。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、操舵機構上部を固定する部位ｃとステアリングラックｄが固定されているフレームｅが別体となっておりその間がゴムなどの弾性体ｆを介して締結固定されている構造の場合に要求されることが一般的である。また、その他のケースとして操舵軸継手ｇをピニオンシャフトｈに締結する際に作業者が、伸縮軸をいったん縮めてからピニオンシャフトｈに嵌合させ締結させるため伸縮機能が必要とされる場合がある。さらに、操舵機構の上部にある伸縮軸ｂも、雄軸と雌軸とをスプライン嵌合したものであるが、このような伸縮軸ｂには、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ｉ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ため、軸方向に伸縮する機能が要求される。前述のすべての場合において、伸縮軸にはスプライン部のガタ音を低減することと、ステアリングホイール上のガタ感を低減することと、軸方向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。
【０００３】
このようなことから、特許文献１では、雄軸の外周面と雌軸の内周面に形成した複数組の軸方向溝の間に、複数組のトルク伝達部材（柱状体）が嵌合してある。
【０００４】
各組のトルク伝達部材（柱状体）は、軸方向に並列した複数個のニードルローラからなっている。
【０００５】
これにより、トルク非伝達時（摺動時）には、雄軸と雌軸の間のガタ付きを防止することができ、雄軸と雌軸は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。また、トルク伝達時には、雄軸と雌軸は、その回転方向のガタ付きを防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【０００６】
さらに、軸方向に並列した複数個のニードルローラの間には、樹脂製の調整部材が設けてあり、これにより、複数個のニードルローラ間の隙間（遊び）を吸収するように構成してある。
【０００７】
【特許文献１】
欧州特許出願公開ＥＰ１０７８８４３Ａ１号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した特許文献１では、軸方向に並列した複数個のニードルローラ間に設けた樹脂製の調整部材により、複数個のニードルローラ間の隙間を吸収するようにしているが、複数個のニードルローラ間には、隙間が存在することがあり、その結果、「コツコツ」といった異音が発生することがある。
【０００９】
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、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でき、しかも、異音の発生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する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の請求項１に係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、雄軸と雌軸をトルク伝達可能に且つ軸方向相対移動可能に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面にそれぞれ形成した軸方向溝から成る第１介装部に、前記雄軸の径方向に付勢された複数個の球状体を配置し、
前記第１介装部とは異なる角度位置において、前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面にそれぞれ形成した軸方向溝から成る少なくとも１組の第２介装部に、前記雄軸の軸線と平行な軸線をもつ円柱体を配置し、
前記第２介装部の前記雄軸の軸方向溝は、前記円柱体の一方の端面に直接当接する軸方向直角面を有し、
前記雄軸の端部又はその近傍に、前記円柱体の他方の端面に接触し、かつ当該円柱体を軸方向に予圧するストッパプレートを有し、
前記ストッパプレートは、軸方向予圧用弾性体と、当該軸方向予圧用弾性体を挟持する１組の平板とを有し、かつ、前記雄軸の端部に形成した小径部に、当該小径部の端部をカシメによって固定したことを特徴とする。
【００１１】
このように、請求項１によれば、雄軸の端部又はその近傍に、円柱体の軸方向の移動を規制するストッパープレートを備えていることから、円柱体を適度に予圧して、軸方向に隙間なく固定することができる。従って、雄軸と雌軸が相互に摺動する際、円柱体を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を防ぐことができる。
【００１３】
また、請求項１によれば、雄軸の軸方向溝は、軸方向に略直角であって、前記円柱体に当接する軸方向直角面を有していることから、この軸方向直角面により、別途の部材を設けることなく、円柱体の軸方向の移動を規制することができる。そのため、部品点数を削減して、製造コストの低減を図ることができ、しかも、別途の部材を用いていないことから、軽量・コンパクト化が可能である。
【００１５】
また、請求項１によれば、ストッパープレートは、軸方向予圧用弾性体と、この軸方向予圧用弾性体を挟持する１組の平板とからなることから、トルク伝達部材を適度に予圧して、トルク伝達部材を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を確実に防ぐことができる。
【００１７】
また、請求項１によれば、ストッパープレートは、雄軸の端部に形成した小径部に固定してあるため、ストッパープレートを脱落することなく確実に固定することができる。
【００１８】
本発明の請求項２に係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、雄軸と雌軸をトルク伝達可能に且つ軸方向相対移動可能に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面にそれぞれ形成した軸方向溝から成る第１介装部に、前記雄軸の径方向に付勢された複数個の球状体を配置し、
前記第１介装部とは異なる角度位置において、前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面にそれぞれ形成した軸方向溝から成る少なくとも１組の第２介装部に、前記雄軸の軸線と平行な軸線をもつ円柱体を配置し、
前記第１介装部の前記雄軸の軸方向溝は、前記円柱体の一方の端面に直接当接する軸方向直角面を有し、
前記雄軸の端部又はその近傍に、前記円柱体の他方の端面に接触し、かつ当該円柱体を軸方向に予圧するストッパプレートを有し、
前記ストッパプレートは、前記雄軸に装着され、かつ前記円柱体の他方の端面に直接接触する平板と、当該平板を前記円柱体の前記他方の端面に押し付けるように前記雄軸に装着されるプッシュナットとを有することを特徴とする。
【００１９】
このように、請求項２によれば、前記ストッパープレートは、平板と、当該平板を前記雄軸の軸方向の任意の位置で固定するプッシュナットとからなり、このように、ストッパープレートに弾性体を用いない場合、平板を円柱体の端面に押し付けて固定できるプッシュナットと組み合わせている。円柱体を雄軸の第１介装部に配置した後、平板を介装し、プッシュナットを軸方向に押し当てて固定することにより、余分な隙間の発生を防止している。従って、雄軸と雌軸が相互に摺動する際、トルク伝達部材を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を防ぐことができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
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。
【００２１】
（第１実施の形態）
図１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２は、図１のＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。
【００２２】
図１に示すように、車両ステアリング用伸縮軸（以後、伸縮軸と記す）は、相互に回転不能に且つ摺動自在に嵌合した雄軸１と雌軸２とからなる。
【００２３】
図２に示すように、雄軸１の外周面には、周方向に１２０度間隔で等配した３個の軸方向溝３が延在して形成してある。また、この雄軸１の外周面には、これら３個の軸方向溝３の周方向の間であって、周方向に１２０度間隔で等配した３個の略円弧状の軸方向溝４が延在して形成してある。
【００２４】
雌軸２の内周面には、周方向に１２０度間隔で等配した３個の略円弧状の軸方向溝５が延在して形成してある。また、この雌軸２の内周面には、これら３個の軸方向溝５の周方向の間であって、周方向に１２０度間隔で等配した３個の略円弧状の軸方向溝６が延在して形成してある。
【００２５】
軸方向溝３，５は、後述する３組の球状体７のための３組の第１介装部を構成しており、軸方向溝４，６は、後述する３組の円柱体８のための３組の第２介装部を構成している。これら３組の軸方向溝３，５（第１介装部）と、３組の軸方向溝４，６（第２介装部）とは、周方向に交互に配置してあり、周方向に６０度間隔で等配してある。
【００２６】
第１トルク伝達装置は、雄軸１の３個の軸方向溝３と、雌軸２の３個の軸方向溝５との間に、予圧用の波形形状の３個の弾性体（板バネ）９を介して、雄軸１と雌軸２との軸方向相対移動の際には転動し、回転の際には板バネ９に拘束されてトルクを伝達する３組の第１トルク伝達部材（球状体）７が転動自在に介装して構成されている。
【００２７】
第２トルク伝達装置は、雄軸１の３個の軸方向溝４と、雌軸２の３個の軸方向溝６との間に、夫々、雄軸１と雌軸２との軸方向相対移動を許し、回転の際にはトルクを伝達するための３組の第２トルク伝達部材（円柱体）８が摺動自在に介装して構成されている。
【００２８】
板バネ９は、トルク非伝達時には、球状体７と円柱体８を雌軸２に対してガタ付きのない程度に予圧する一方、トルク伝達時には、弾性変形して球状体７を雄軸１と雌軸２の間で周方向に拘束する働きをするようになっている。
【００２９】
以上のように構成した伸縮軸では、雄軸１と雌軸２の間に球状体７と円柱体８を介装し、板バネ９により、球状体７と円柱体８を雌軸２に対してガタ付きのない程度に予圧してあるため、トルク非伝達時は、雄軸１と雌軸２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１と雌軸２が軸方向に相対移動する際には、雄軸１と雌軸２は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。
【００３０】
なお、従来技術のように摺動面が純粋な滑りによるものであれば、ガタつき防止のための予圧荷重をある程度の荷重で留めておくことしかできなかった。それは、摺動荷重は、摩擦係数に予圧荷重を乗じたものであり、ガタつき防止や伸縮軸の剛性を向上させたいと願って予圧荷重を上げてしまうと摺動荷重が増大してしまうという悪循環に陥ってしまっていたのである。
【００３１】
その点、本実施の形態では一部に転がりによる機構を採用しているために著しい摺動荷重の増大を招くことなく予圧荷重を上げることができた。これにより、従来なし得なかったガタつきの防止と剛性の向上を摺動荷重の増大を招くことなく達成することができた。
【００３２】
トルク伝達時には、３組の板バネ９が弾性変形して３組の球状体７を雄軸１と雌軸２の間で周方向に拘束すると共に、雄軸１と雌軸２の間に介装されている３組の円柱体８が主なトルク伝達の役割を果たす。
【００３３】
例えば、雄軸１からトルクが入力された場合、初期の段階では、板バネ９の予圧がかかっているため、ガタ付きはなく、板バネ９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１・板バネ９・球状体７・雌軸２間のトルク伝達荷重と、雄軸１・円柱体８・雌軸２間のトルク伝達荷重がつりあった状態で全体的なトルク伝達がされる。
【００３４】
さらにトルクが増大していくと、円柱体８を介した雄軸１、雌軸２の回転方向のすきまの方が、球状体７を介した雄軸１・板バネ９・球状体７・雌軸２間のすきまより小さいすきまの設定としてあるため、円柱体８の方が球状体７より反力を強く受け、円柱体８が主にトルクを雌軸２に伝える。そのため、雄軸１と雌軸２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。
【００３５】
なお、球状体７はボールであっても良い。また、円柱体８はニードルローラであってもよい。
【００３６】
ニードルローラ８は、線接触でその荷重を受けるため、点接触で荷重を受けるボール７よりも接触圧を低く抑えることができるなど、さまざまな効果がある。したがって、全列をボール転がり構造とした場合よりも下記の項目が優れている。
・摺動部での減衰能効果が、ボール転がり構造に比べて大きい。よって振動吸収性能が高い。
・同じトルクを伝達するならば、ニードルローラの方が接触圧を低く抑えることができるため、軸方向の長さを短くできスペースを有効に使うことができる。
・同じトルクを伝達するならば、ニードルローラの方が接触圧を低く抑えることができるため、熱処理等によって雌軸の軸方向溝表面を硬化させるための追加工程が不要である。
・部品点数を少なくすることができる。
・組立て性をよくすることができる。
・組立てコストを抑えることができる。
【００３７】
このようにニードルローラ８は、雄軸１と雌軸２の間のトルク伝達のためのキーの役割をするとともに、雌軸２の内周面とすべり接触する。従来のスプライン嵌合と比較して、優れている点は下記のとおりである。
・ニードルローラは大量生産品であり、非常に低コストである。
・ニードルローラは熱処理後、研磨されているので、表面硬度が高く、耐摩耗性に優れている。
・ニードルローラは研磨されているので、表面粗さがきめ細かく摺動時の摩擦係数が低いため、摺動荷重を低く抑えることができる。
・使用条件に応じて、ニードルローラの長さや配置を変えることができるため、設計思想を変えること無く、さまざまなアプリケーションに対応することができる。
・使用条件によっては、摺動時の摩擦係数をさらにさげなければならない場合がある、この時ニードルローラだけに表面処理をすればその摺動特性を変えることができるため、設計思想を変えること無く、さまざまなアプリケーションに対応することができる。
・ニードルローラの外径違い品を安価に数ミクロン単位で製造することができるため、ニードルローラ径を選択することによって雄軸・ニードルローラ・雌軸間のすきまを最小限に抑えることができる。よって軸の捩り方向の剛性を向上させることが容易である。
【００３８】
一方、ボールを部分的に採用したという点では、全列ニードルローラでかつ、全列が摺動する構造と比較して、下記の項目が優れている。
・摩擦抵抗が低いため、摺動荷重を低く抑えられる。
・予圧荷重を高くすることができ、長期にわたるガタつきの防止と高剛性が同時に得られる。
【００３９】
図３は、図１の要部を拡大した拡大縦断面図である。図４は、図３のＹ−Ｙ線に沿った横断面図である。図５は、連結部により連結した弾性体（板バネ）の斜視図である。図６は、図３の矢印Ａの矢視図である。
【００４０】
図３に示すように、雄軸１の端部には、小径部１ａが形成してある。この小径部１ａには、ニードルローラ８の軸方向の移動を規制するストッパープレート１０が設けてある。このストッパープレート１０は、軸方向予圧用弾性体１１と、この軸方向予圧用弾性体１１を挟持する１組の平板１２，１３とからなる。
【００４１】
すなわち、本実施の形態では、ストッパープレート１０は、小径部１ａに、平板１３、軸方向予圧用弾性体１１、平板１２の順に嵌合し、次いで、小径部１ａの端部１ｂを加締めて、小径部１ａに堅固に固定してある。
【００４２】
これにより、ストッパープレート１０は、平板１３をニードルローラ８に当接させて、軸方向予圧用弾性体１１により、ニードルローラ８を軸方向に動かないように適度に予圧できるようになっている。
【００４３】
さらに、ストッパプレート１０は伸縮軸のストロークを決めることも可能である。ボールが転がってストッパプレートに当たるとそれ以上ボールが転がり運動できなくなるためである。
【００４４】
軸方向予圧用弾性体１１は、ゴム、樹脂、または鋼板製の板バネなどからできている。軸方向予圧用弾性体１１と平板１２，１３とは、別体でも良いが、組立てやすさを考えて、一体成形品であることが好ましい。
【００４５】
例えば、軸方向予圧用弾性体１１がゴムであれば、平板１２，１３に加硫成形するなどして作れば、一体化ができるので、組立てやすく低コストな製品をつくることができる。
【００４６】
また、軸方向予圧用弾性体１１を樹脂でつくる場合には、波型の形状としたものを、平板１２，１３と一体成形することで一体化することができ、同様のメリットが得られる。
【００４７】
さらに、平板１２，１３は、鋼板、樹脂、または鋼板に樹脂皮膜を形成したものを使用する。
【００４８】
また、雄軸１の軸方向溝３，４は、軸方向に略直角であって、ボール７やニードルローラ８に当接する軸方向直角面１４，１５を有している。
【００４９】
以上のように、ニードルローラ８の一側は、雄軸１の小径部１ａに設けたストッパープレート１０により、軸方向の移動が規制してある一方、ニードルローラ８の他側は、軸方向直角面１５に当接して、軸方向の移動が規制してある。
【００５０】
また、ストッパープレート１０は、平板１３をニードルローラ８に当接させて、軸方向予圧用弾性体１１により、ニードルローラ８を軸方向に動かないように適度に予圧している。
【００５１】
従って、ニードルローラ８を適度に予圧して、軸方向に隙間なく固定することができ、雄軸１と雌軸２が相互に摺動する際、ニードルローラ８を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を確実に防止することができる。
【００５２】
また、雄軸１の軸方向溝３，４は、軸方向に略直角であって、ボール７やニードルローラ８に当接する軸方向直角面１４，１５を有していることから、この軸方向直角面１５により、別途の部材を設けることなく、ボール７やニードルローラ８の軸方向の移動を規制することができる。そのため、部品点数を削減して、製造コストの低減を図ることができ、しかも、別途の部材を用いていないことから、軽量・コンパクト化が可能である。
【００５３】
次に、本実施の形態では、図３乃至図５に示すように、３組のボール７を予圧するための３個の板バネ９は、リング状の連結部２０によって連結してある。
【００５４】
すなわち、図３に示すように、雄軸１の端部の小径部１ａには、その段差の環状面２１が形成してある。小径部１ａに、リング状の連結部２０が嵌合してあり、この段差の環状面２１に沿って、リング状の連結部２０が配置してある。
【００５５】
段差の環状面２１は、雄軸１の軸方向に面する軸方向環状面であれば、その形状等は問わない。
【００５６】
リング状の連結部２０は、その周縁の３箇所で、３個の板バネ９の軸方向端部に連結してある。即ち、図５に示すように、リング状の連結部２０は、軸方向に延在した３個の板バネ９と一体的に構成してある。
【００５７】
従って、ボール７とニードルローラ８を複合させた構造でありながら、転動面である３個の板バネ９を一体化して、実質上の部品点数を３個から１個に減らすことができ、部品点数を削減し、組立時間を短縮して、製造コストを低減することができる。
【００５８】
さらに、リング状の連結部２０に、雄軸１の端部に形成した小径部１ａが貫通してある。従って、３個の板バネ９の組み込み時、雄軸１の端部の小径部１ａは、リング状の連結部２０に通挿することにより、この組み込み時のガイドの役割を果たすことから、組み込み作業を容易にでき、組み込み時間を短縮して、製造コストの低減を図ることができる。
【００５９】
さらに、リング状の連結部２０は、ストッパープレート１０の平板１３と、段差の環状面２１との間の軸方向隙間に配置してある。この軸方向隙間は、例えば、約０．３〜２．０ｍｍである。
【００６０】
この軸方向隙間の存在により、リング状の連結部２０は、３個の板バネ９がトルク入力により変形した際にも、これら板バネ９の動きを拘束しないようになっている。
【００６１】
さらに、図４及び図５に示すように、各板バネ９の断面形状は、雄軸１の軸方向溝３の形状とほぼ平行な直線形状に形成してあり、中心部分の平面部に、リング状の連結部２０の周縁箇所が連結してある。各板バネ９の両端部は、中心側から外側に向けて折り返して形成してある。
【００６２】
さらに、リング状の連結部２０に、雄軸１の端部に形成した小径部１ａが貫通してある。雄軸１の小径部１ａと、リング状の連結部２０との間には、径方向隙間が形成してある。この径方向隙間は、例えば、０．２〜１．０ｍｍである。上記の軸方向隙間と同様に、この径方向隙間の存在により、リング状の連結部２０は、３個の板バネ９がトルク入力により変形した際にも、これら板バネ９の動きを拘束しないようになっている。
【００６３】
（第２実施の形態）
図７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る。図８は、図７の矢印Ａの矢視図である。
【００６４】
本実施の形態では、雄軸１の小径部１ａに、周方向溝３１が形成してあり、この周方向溝３１に、止め輪３２が嵌合してある。これにより、ストッパープレート１０が軸方向に固定してある。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【００６５】
（第３実施の形態）
図９は、本発明の第３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１０は、図９の矢印Ａの矢視図である。
【００６６】
本実施の形態では、雄軸１の小径部１ａに、ネジ孔３３が形成してあり、このネジ孔３３には、ストッパープレート１０（より詳細には、平板１２）を介して、ボルト３４が螺合して締結してある。これにより、ストッパープレート１０が軸方向に固定してある。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【００６７】
（第４実施の形態）
図１１は、本発明の第４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、図１１の矢印Ａの矢視図である。
【００６８】
本実施の形態では、ストッパープレート１０は、平板３５と、平板３５を雄軸１の軸方向の任意の位置で固定するプッシュナット３６（固定手段）とからなり、このように、ストッパープレート１０に軸方向予圧用弾性体を用いない場合、平板３５を任意の軸方向位置で固定できるプッシュナット３６（固定手段）と組み合わせている。ニードルローラ８を雄軸１の軸方向溝４に配置した後、平板３５を介装し、プッシュナット３６を軸方向に押し当てて固定することにより、余分な隙間の発生を防止している。従って、雄軸１と雌軸２が相互に摺動する際、ニードルローラ８を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を防ぐことができる。その他の構成・作用等は、上述した実施の形態と同様である。
【００６９】
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。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１によれば、雄軸の端部又はその近傍に、トルク伝達部材の軸方向の移動を規制するストッパープレートを備えていることから、トルク伝達部材を適度に予圧して、軸方向に隙間なく固定することができる。従って、雄軸と雌軸が相互に摺動する際、トルク伝達部材を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を防ぐことができる。
【００７１】
また、請求項１によれば、雄軸の軸方向溝は、軸方向に略直角であって、トルク伝達部材に当接する軸方向直角面を有していることから、この軸方向直角面により、別途の部材を設けることなく、トルク伝達部材の軸方向の移動を規制することができる。そのため、部品点数を削減して、製造コストの低減を図ることができ、しかも、別途の部材を用いていないことから、軽量・コンパクト化が可能である。
【００７２】
さらに、請求項１によれば、ストッパープレートは、軸方向予圧用弾性体と、この軸方向予圧用弾性体を挟持する１組の平板とからなることから、トルク伝達部材を適度に予圧して、トルク伝達部材を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を確実に防ぐことができる。
【００７３】
さらに、請求項１によれば、ストッパープレートは、雄軸の端部に形成した小径部に固定してあるため、ストッパープレートを脱落することなく確実に固定することができる。
【００７４】
さらに、請求項２によれば、前記ストッパープレートは、平板と、当該平板を前記雄軸の軸方向の任意の位置で固定するプッシュナットとからなり、このように、ストッパープレートに弾性体を用いない場合、平板を任意の軸方向位置で固定できるプッシュナットと組み合わせている。球状体および円柱体をそれぞれ雄軸の第１介装部および第２介装部に配置した後、平板を介装し、プッシュナットを軸方向に押し当てて固定することにより、余分な隙間の発生を防止している。従って、雄軸と雌軸が相互に摺動する際、円柱体を軸方向に移動させることがなく、「コツコツ」といった不快な異音の発生を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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２】図１のＸ−Ｘ線に沿った横断面図である。
【図３】図１の要部を拡大した拡大縦断面図である。
【図４】図３のＹ−Ｙ線に沿った横断面図である。
【図５】連結部により連結した弾性体（板バネ）の斜視図である。
【図６】図３の矢印Ａの矢視図である。
【図７】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る。
【図８】図７の矢印Ａの矢視図である。
【図９】本発明の第３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１０】図９の矢印Ａの矢視図である。
【図１１】本発明の第４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】図１１の矢印Ａの矢視図である。
【図１３】一般的な自動車の操舵機構部の側面図である。
【符号の説明】
１ 雄軸
１ａ 小径部
１ｂ 加締め部
２ 雌軸
３，４ 軸方向溝（第１介装部）
５，６ 軸方向溝（第２介装部）
７ 球状体（ボール、トルク伝達部材）
８ 円柱体（ニードルローラ、トルク伝達部材）
９ 弾性体（板バネ）
１０ ストッパープレート
１１ 軸方向予圧用弾性体
１２，１３ 平板
１４，１５ 軸方向直角面
２０ リング状の連結部
２１ 段差の環状面（軸方向環状面）
３１ 周方向溝
３２ 止め輪
３３ ネジ孔
３４ ボルト
３５ 平板
３６ プッシュナット
Claims (2)
- 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相対移動可能に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面にそれぞれ形成した軸方向溝から成る第１介装部に、前記雄軸の径方向に付勢された複数個の球状体を配置し、
前記第１介装部とは異なる角度位置において、前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面にそれぞれ形成した軸方向溝から成る少なくとも１組の第２介装部に、前記雄軸の軸線と平行な軸線をもつ円柱体を配置し、
前記第２介装部の前記雄軸の軸方向溝は、前記円柱体の一方の端面に直接当接する軸方向直角面を有し、
前記雄軸の端部又はその近傍に、前記円柱体の他方の端面に接触し、かつ当該円柱体を軸方向に予圧するストッパプレートを有し、
前記ストッパプレートは、軸方向予圧用弾性体と、当該軸方向予圧用弾性体を挟持する１組の平板とを有し、かつ、前記雄軸の端部に形成した小径部に、当該小径部の端部をカシメによって固定したことを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。 - 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相対移動可能に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、
前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面にそれぞれ形成した軸方向溝から成る第１介装部に、前記雄軸の径方向に付勢された複数個の球状体を配置し、
前記第１介装部とは異なる角度位置において、前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面にそれぞれ形成した軸方向溝から成る少なくとも１組の第２介装部に、前記雄軸の軸線と平行な軸線をもつ円柱体を配置し、
前記第１介装部の前記雄軸の軸方向溝は、前記円柱体の一方の端面に直接当接する軸方向直角面を有し、
前記雄軸の端部又はその近傍に、前記円柱体の他方の端面に接触し、かつ当該円柱体を軸方向に予圧するストッパプレートを有し、
前記ストッパプレートは、前記雄軸に装着され、かつ前記円柱体の他方の端面に直接接触する平板と、当該平板を前記円柱体の前記他方の端面に押し付けるように前記雄軸に装着されるプッシュナットとを有することを特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。
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