(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
遊びを持って互いに嵌合して軸方向に摺動する内軸および外軸の対応する凹条間に、上記軸方向に並ぶ列をなして介在する複数のボールを備え、列の端となるボールを弾性部材により付勢するボールスプライン継手において、
上記弾性部材が列の端となるボールに接する端部は、列の端となるボールを上記軸方向と交差する方向に付勢する形状とされていることを特徴とするボールスプライン継手。
【請求項２】
上記弾性部材は、圧縮コイルばねからなり、この圧縮コイルばねが対応するボールと接する端部には全周の３／４以下の座巻部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のボールスプライン継手。
【請求項３】
上記弾性部材は、圧縮コイルばねからなり、この圧縮コイルばねが対応するボールと接する端部には圧縮コイルばねの軸線に垂直な面に対して傾斜する座巻部が設けられていることを特徴とする請求項１記載のボールスプライン継手。
【請求項４】
上記弾性部材は、圧縮コイルばねからなり、この圧縮コイルばねが対応するボールと接する端部はオープンエンドとされていることを特徴とする請求項１記載のボールスプライン継手。
【請求項５】
遊びを持って互いに嵌合して軸方向に摺動する内軸および外軸の対応する凹条間に、上記軸方向に並ぶ列をなして介在する複数のボールを備え、列の端となるボールを弾性部材により付勢するボールスプライン継手において、
上記弾性部材の端部と列の端となるボールとの間に介在し、列の端となるボールを上記軸方向と交差する方向に付勢する手段を備えることを特徴とするボールスプライン継手。
【請求項６】
ステアリングシャフトとステアリングギアとの間に設けられ、車両への搭載時や衝撃吸収時に軸方向に短縮するステアリング装置の中間軸であって、
遊びを持って互いに嵌合して軸方向に摺動する内軸および外軸と、内軸と外軸とを接続する請求項１ないし５のいずれか一つに記載のボールスプライン継手とを含むことを特徴とするステアリング装置の中間軸。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所要以上の衝撃荷重を受けたときに軸方向に短縮して衝撃吸収するステアリング装置の中間軸および主としてステアリング装置の中間軸に組み込まれるボールスプライン継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のステアリング装置において、中間軸は、ステアリングシャフトとステアリングギアとの間に設けられ、ステアリングホイールに加わる回転操作力をステアリングギア側に伝達するものである。
一方、中間軸は、衝突時等に過大な衝撃が加わったときに、その衝撃が運転者側に伝わらないよう、遊嵌した内軸と外軸とが軸方向に相対移動することにより、短縮して衝撃を吸収する構造になっている。また、車両搭載時に軸方向に縮めることにより、ステアリングシャフトあるいはステアリングギアに取り付けられる構造になっている。
【０００３】
この種の中間軸には、軸方向の摺動荷重を低くするために、例えばボールスプライン継手が組み込まれている。ボールスプライン継手は、内軸および外軸に形成された対応する凹条と、この両凹条間に軸方向に列をなして介在する複数のボールを備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ボールスプライン継手には、耐久性の確保と摺動荷重の低減のために、軌道とボールとの間に所定の隙間が設けられており、この隙間により、ボールが動いて異音が発生する場合がある。
また、上記隙間により、回転方向にがたが発生する場合がある。この場合、ステアリングホイールに加えられた回転操作力が、ステアリングギアに十分に伝達されず、操縦安定性が悪くなったり、がた打ちによる異音が発生するなどの問題が生じる。
【０００５】
そこで、ボールの列の端となるボールを弾性部材により付勢することにより、上記隙間をなくすことが提案されているが、十分な効果は得られていない。
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、回転方向のがたがなく、異音が発生しないボールスプライン継手を提供することを目的とする。
また、回転方向のがたがなく、異音が発生しないボールスプライン継手を有するステアリング装置の中間軸を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するため、本発明は、遊びを持って互いに嵌合して軸方向に摺動する内軸および外軸の対応する凹条間に、上記軸方向に並ぶ列をなして介在する複数のボールを備え、列の端となるボールを弾性部材により付勢するボールスプライン継手において、上記弾性部材が列の端となるボールに接する端部は、列の端となるボールを上記軸方向と交差する方向に付勢する形状とされていることを特徴とするボールスプライン継手である。
【０００７】
この場合、ボールを軸方向と交差する方向に付勢することにより、軌道とボールとの間の隙間がなくなり、ボールが動くことにより異音が発生するのを防止できる。また、ボールから軌道に対して押付力が働くので、回転方向のがたをなくすができる。したがって、がた打ちにより異音が発生するのを防止できる。
また、上記弾性部材は、圧縮コイルばねからなり、この圧縮コイルばねが対応するボールと接する端部には全周の３／４以下の座巻部が設けられていれば、列の端となるボールを軸方向と交差する方向に容易に付勢することができる。
【０００８】
列の端となるボールを軸方向と交差する方向に容易に付勢するためには、上記弾性部材は、圧縮コイルばねからなり、この圧縮コイルばねが対応するボールと接する端部には圧縮コイルばねの軸線に垂直な面に対して傾斜する座巻部が設けられていてもよい。
あるいは、上記弾性部材は、圧縮コイルばねからなり、この圧縮コイルばねが対応するボールと接する端部はオープンエンドとされていても、列の端となるボールを軸方向と交差する方向に容易に付勢することができる。
【０００９】
また、本発明は、遊びを持って互いに嵌合して軸方向に摺動する内軸および外軸の対応する凹条間に、上記軸方向に並ぶ列をなして介在する複数のボールを備え、列の端となるボールを弾性部材により付勢するボールスプライン継手において、上記弾性部材の端部と列の端となるボールとの間に介在し、列の端となるボールを上記軸方向と交差する方向に付勢する手段を備えることを特徴とするボールスプライン継手である。この場合、列の端となるボールを軸方向と交差する方向に容易かつ確実に付勢することができる。
【００１０】
また、本発明は、ステアリングシャフトとステアリングギアとの間に設けられ、車両への搭載時や衝撃吸収時に軸方向に短縮するステアリング装置の中間軸であって、遊びを持って互いに嵌合して軸方向に摺動する内軸および外軸と、内軸と外軸とを接続する請求項１ないし５のいずれか一つに記載のボールスプライン継手とを含むことを特徴とするステアリング装置の中間軸である。
この場合、ボールを軸方向と交差する方向に付勢することにより、軌道とボールとの間の隙間がなくなり、ボールが動くことにより異音が発生するのを防止できる。また、ボールから軌道に対して押付力が働くので、回転方向のがたをなくすができる。したがって、がた打ちにより異音が発生するのを防止できるとともに、がたにより操縦安定性が悪くなるのを防止することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、この発明の一実施形態にかかる中間軸４の一部断面正面図である。また、図２は、中間軸４の要部を拡大した一部断面正面図である。図１および図２を参照して、ステアリング装置１は、一端に図示しないステアリングホイールが固定されるステアリングシャフト２とステアリングギア３との間に中間軸４を備えていて、この中間軸４は、ステアリングホイールに加わる回転操作力をステアリングギア３側に伝達するものである。中間軸４は、互いに遊嵌する内軸５および外軸６を備え、両軸５、６はボール７を含むボールスプライン継手を介して軸方向に相対移動するように接続されており、車両搭載時には軸方向に縮めて、ステアリングシャフトあるいはステアリングギアに取り付けられる。また、この中間軸４は、衝突時等に所要以上の衝撃荷重を受けた場合に、短縮して衝撃を吸収する。
【００１２】
内軸５は、円柱状の軸部８と、この軸部８の一端８ａに形成され、ステアリングシャフト２との間に自在継手を形成するための連結部９とからなる。この内軸５の軸部８の外周面８ｂには、軸部８の一端８ａから他端８ｃまでまっすぐ延びる凹条１０が複数形成されている。図３を参照して、これらの凹条１０は、例えば断面略半円形で、周方向に等間隔に配設されている。
外軸６は、その外径が内軸５の軸部８の外径よりやや大きく、内径が内軸５の軸部８の外径と略一致する円筒状の軸部１１と、この軸部１１の一端１１ａに形成され、ステアリングギア３との間に自在継手を形成するための連結部１２とからなる。内軸５の軸部８は、その他端８ｃからこの外軸６の軸部１１の内周面１１ｂを通して挿入され、遊嵌される。この外軸６の軸部１１の内周面１１ｂには、軸部１１の他端１１ｃから一端１１ａ側へ、所定の長さだけまっすぐ延びる凹条１３が凹条１０と同数形成されている。図３を参照して、これらの凹条１３は、例えば断面形状が内軸５の凹条１０の断面形状と略一致しており、内軸５の凹条１０と対向する位置に、周方向に等間隔に配設されている。
【００１３】
内軸５の凹条１０とそれに対応する外軸６の凹条１３との間には、それぞれ複数のボール７が挿入されて、上記凹条１０および凹条１３は、これらのボール７の軌道１４を為している。挿入された複数のボール７は、軸方向に列を為しており、これらのボール７の列の両端は、例えば弾性部材としての圧縮コイルばね１５、１６の一端１５ａ、１６ａによりそれぞれ付勢される。
これらの圧縮コイルばね１５、１６は、それぞればね定数が等しく、例えばその一端１５ａ、１６ａがオープンエンドの端部形状をしている。つまり、圧縮コイルばね１５、１６の一端１５ａ、１６ａは、その端部が径方向に対して一定の角度で傾斜しており、ボール７の列の両端をそれぞれ軸方向に対して交差する方向に付勢する。また、圧縮コイルばね１５、１６の他端１５ｂ、１６ｂは、例えばクローズドエンドの端部形状をしていて、外軸６の凹条１３の周面１３ａに配置された、例えば断面Ｌ字形形状の受け部材１７により受けられる。車両搭載時あるいは衝突時等に中間軸４が軸方向に短縮する場合、ボール７の列は、圧縮コイルばね１５あるいは圧縮コイルばね１６を縮めて軌道１４内を移動する。また、外軸６の凹条１３は、外軸６の軸方向の相対的な移動を許容できるように、ボール７の列が所定距離だけ移動できる長さにしてある。
【００１４】
図４は、圧縮コイルばね１５、１６による押付力１８が、ボール７および軌道１４に及ぼす分力を示す模式図である。図４を参照して、ボール７と軌道１４との間には、耐久性の確保と摺動荷重の低減のために、所定の隙間が設けられている。圧縮コイルばね１５、１６は、ボール７の列の一端のボール７ａに対して、軸方向に交差する方向に押付ける。この圧縮コイルばね１５、１６からの押付力１８は、ボール７ａを軌道１４に押付ける力１９と、隣接するボール７ｂに対する押付力２０とに分かれる。このボール７ｂに対する押付力２０は、ボール７ｂを軌道１４に押付ける力１９と、さらに隣接するボール７ｃに対する押付力２０とに分かれる。このようにして、すべてのボール７に、それぞれ軌道１４に対する押付力１９が作用する。したがって、軌道１４とボール７との隙間がなくなるので、ボール７が動くことにより異音が発生するのを防止できる。また、回転方向のがたを低減することができるので、操縦安定性が悪くなったり、がた打ちにより異音が発生するのを防止できる。
【００１５】
ただし、圧縮コイルばね１５、１６の一端１５ａ、１６ａの端部形状は、オープンエンドに限らず、ボール７を軸方向に対して交差する方向に付勢することができるものであれば、他の形状であってもよい。例えば図５に示すように、一端１５ａ、１６ａに座巻部２１を有するクローズドエンドの圧縮コイルばね１５、１６であって、この座巻部２１が、全周の３／４以下に設定されていてもよい。座巻部２１を全周の３／４以下にすることにより、列の端となるボール７を軸方向に交差する方向に付勢することができる。なお、座巻部２１を全周の３／４とすれば、ボール７との接触面積を広くでき、ボール７を安定して付勢することができる。
【００１６】
また、図６に示すように、一端１５ａ、１６ａに座巻部２１を有する圧縮コイルばね１５、１６において、座巻部２１の座面２２をコイルの軸線Ａに垂直な面Ｂに対して一定の角度で傾斜するようにしても、列の端となるボール７を軸方向に交差する方向に付勢することができる。
図７に示すように、一端１５ａ、１６ａに座巻部２１を有する圧縮コイルばね１５、１６の座面２２に当接するように付勢部材２３を設けてもよい。付勢部材２３の一端面２３ａは、コイルの軸線Ａに垂直な面Ｂに対して一定の角度で傾斜しており、列の端となるボール７を軸方向に交差する方向に付勢することができる。また、付勢部材２３の他端面２３ｂには、円柱状の軸部２４が形成されていて、圧縮コイルばね１５、１６は、その一端１５ａ、１６ａがこの軸部２４に被せられ、付勢部材２３の他端面２３ｂにより受けられる。
【００１７】
この発明は、以上の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態にかかる中間軸の一部断面正面図である。
【図２】中間軸の要部を拡大した一部断面正面図である。
【図３】図２の矢印Ａ−Ａに沿って見た中間軸の断面図である。
【図４】圧縮コイルばねによる押付力が、ボールおよび軌道面に及ぼす分力を示す模式図である。
【図５】この発明の他の実施形態にかかる圧縮コイルばねの正面図および要部の側面断面図である。
【図６】この発明の他の実施形態にかかる圧縮コイルばねの要部の側面断面図である。
【図７】この発明の他の実施形態にかかる付勢手段を示す一部側面断面図である。
【符号の説明】
１      ステアリング装置
２      ステアリングシャフト
３      ステアリングギア
４      中間軸
５      内軸
６      外軸
７      ボール
１０    凹条
１３    凹条
１５    圧縮コイルばね
１６    圧縮コイルばね
２１    座巻部
２３    付勢部材
Ａ      軸線
Ｂ      面
【図１】
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【図２】
0003694637.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003694637.tif 000005
【図５】
0003694637.tif 000006
【図６】
0003694637.tif 000007
【図７】
0003694637.tif 000008