车辆转向用伸缩轴及车辆用转向装置的制作方法

专利名称：车辆转向用伸缩轴及车辆用转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及车辆转向用伸缩轴及车辆用转向装置。
技术背景车辆用转向装置具备有传递方向盘等转向部件的旋转的转向轴或中间轴等轴部件(例如，参照文献1~4)。文献1:日本专利特表2002-539033号>^才艮 文献2:美国专利第6620050号说明书 文献3:日本专利特开2006-273128号公报 文献4:日本专利第3797304号说明书在上述文献2中，中间轴的雄轴和雌轴，在轴向上可相对滑动地且 可传递转矩地进行嵌合。在雄轴和雌轴之间插装有多个截面呈C字形的 金属制的销。例如，由树脂来成型该销，因此可认为降低雄轴和雌轴的滑动阻力， 并实现两轴的顺畅的相对滑动。这时，例如通过将溶融树脂向模具中注 射来成型树脂销。而且，在成型树脂销之后，将模具中的位于树脂销内 侧的内侧部分从销中拔出。这时，沿销的径向将该内侧部分拔出。然而， 由于树脂销的截面呈C字形，因此需要将模具从树脂销强制性地拔出。即、需要将树脂销的C字形开口打开到很大，并将模具从树脂销强 制性地拔出。因此，有可能导致树脂销发生塑性变形。若树脂销发生塑 性变形而直径变大，则在雄轴和雌轴之间插入树脂销时，树脂销和两轴 之间的摩擦阻力就会增大。其结果，有可能妨碍雄轴和雌轴之间的顺畅 的相对滑动。发明内容本发明目的在于提供能够使相互嵌合的轴的相对滑动顺畅，且能够为了达到上述目的，本发明的优选方式中，根据转向部件的转向而旋转的车辆转向用伸缩轴，具备内轴及筒状的外轴，它们在轴向可相对滑 动并且可相互传递转矩地被嵌合；至少三对的轴向槽，它们分别形成于上 述内轴的外周面及上述外轴的内周面上，且相互对置地在上述轴向上延 伸；刚性连结元件，其在上述内轴的周向上的、上述内轴及上述外轴的相 对相位超过规定范围时，将上述内轴及上述外轴在上述周向上刚性连结； 作为弹性连结元件的多个长条的树脂杆，其在上述相对相位在上述规定 范围内时，将上述内轴及上述外轴在上述周向上弹性连结。上述多个树 脂杆分别夹设于上述内轴及上述外轴的相互相应的轴向槽间。上述多个 树脂杆分别包含有在上述多个树脂杆的各自的长度方向上延伸的槽。上述 槽的截面呈朝向上述内轴的径向外侧开放的U字形形状。根据本方式，多个各树脂杆的各自的槽的截面具有朝向内轴的径向 外侧开放的U字形形状。当形成各树脂杆时，在将熔融树脂向模具注射 并成型树脂杆后，能够将该模具中的、位于槽的内侧的部分沿树脂杆的 径向顺畅地拔出。从而，无需硬将模具从树脂杆拔出。由此，能够防止 树脂杆在脱模时向径向扩大地产生塑性变形。其结果，能够防止经由树 脂杆的内轴及外轴之间的摩擦阻力的增大。能够实现经由比金属的摩擦 阻力低的树脂杆的内轴及外轴的顺畅的相对滑动。此外，还能够用树脂 杆来填充内轴的周向上的内轴和外轴之间的间隙。由此，即使内轴及外 轴的相对相位在规定的范围内时，也能够提高在内轴的周向上经由树脂 杆的两轴的连结的刚性。从而，在内轴及外轴间不会产生旋转的传递滞 后，能够使两轴一起旋转。由此，能够确保内轴的周向上的内轴和外轴 之间的连结的刚性感，达到良好的转向感。


图l是表示具备本发明的一个实施方式涉及的车辆转向用伸缩轴的 车辆用转向装置的简要构成的示意图。图2是转向轴的主要部分的分解立体图。图3是转向轴的主要部分的剖视图。图4是沿图3的IV-IV线的剖视图。图5是图4的局部放大图。图6是图5的主要部分放大图。图7是树脂杆的放大剖视图。图8是表示内轴及外轴在周向刚性连结的状态的主要部分的剖视图。图9是表示转向角和作用于转向轴的转矩之间关系的曲线图。图IO是本发明的其他的实施方式的主要部分的立体图。图ll是在内轴和外轴之间插装有图IO的树脂体的状态下的主要部 分的剖视图。图12是沿图11的XII-XII线的剖视图。图13是用于说明使用图10的树脂体时的作用的主要部分的示意图。图14是表示使用图IO的树脂体时的转向部件的转向角和作用于转 向部件上的转矩之间关系的图。图15是本发明的另一个实施方式的主要部分的剖视图。符号说明如下l...车辆用转向装置；2...转向部件；3...转向轴(车辆转向用伸缩 轴)；4…万向接头；5...中间轴；6...万向接头；7...转向机构；8...小齿 轮轴；8a…小齿轮；9...齿条轴；9a…齿条齿；IO...内轴；ll...外轴； 12…转向柱；13…外筒；14…内筒；15、 16…轴承；17…第一托架；18… 车体；19…第二托架；20…支承轴；21…第三托架；22…第四托架；23… 锁止机构；24...操作杆；25...细齿花键结合构造(刚性连结元件)；26... (内轴的)外周面；27…外花键齿部；28…(外轴的)内周面；29…内 花键齿部；31、 32、 33、 34、 35、 36…轴向槽；37、 38".(内轴的)壁 面；39、 39J、 39K…树月旨体；41、 42、 43…树月旨杆；41J、 42J、 43J… 树脂軒；44、 44K…连结部；45…主体部；46…插通孑L; 47…突部；48… 推动螺母；49…插通孔；50…槽；51…底部；51a…圆弧状的面；52、53…壁部；54…圆弧面；55、 56、 57、 58…接触部；59J…减重部；60J… 两抵接部；63、 64、 65、 66…倒角部；71…退让部；A、 B…轴线；C… 周向；D…圆；E…切线；F…平面；J…间隙；L…长度方向；M…间隔； Pl、 P2…部位；Q…倾斜角；R…曲率半径；S…轴向；T…转矩；U… 径向；W…中心；X…节圆；a…接触角；y…作用线；e…转向角。
具体实施方式
参照附图对本发明的优选实施方式进行说明。图l是表示具备本发明的一个实施方式涉及的车辆转向用伸缩轴的 车辆用转向装置1的简要构成的示意图。参照图1，车辆用转向装置l 具备用于将方向盘等转向部件2的位置相对于驾驶员略微上下调节的倾 斜调节功能。另外，车辆用转向装置1还具备用于将转向部件2的位置 相对驾驶员略微前后调整的伸缩调节功能。牟辆用转向装置1具备有转向部件2和作为车辆转向用伸缩轴的转 向轴3。转向轴3是连结于转向部件2并+艮据转向部件2的转向而旋转 的部件。转向部件2安装于转向轴3的一端部。转向轴3以安装有转向部件 2的一端部位于上侧(upper侧)的方式倾斜配置。转向轴3的另一端 经万向接头4、中间轴5以及万向接头6连结到转向机构7上。转向机构7具备小齿轮轴8和齿条轴9。小齿轮轴8与万向接头6 相连。齿条轴9具有与小齿轮轴8的一端的小齿轮8a啮合的齿条齿9a。 当旋转操作转向部件2而使转向轴3旋转时，转向机构7的小齿轮8a 产生旋转运动，且该旋转运动被转换为向齿条轴9的长度方向的直线运 动。由此，齿条轴9经由连结于齿条轴9的未图示的横拉杆而使转向臂 转动，从而来操纵车轮方向。转向轴3具有安装有转向部件2的筒状的外轴11和内轴10。内轴 IO呈杆状，且沿轴向S延伸。另外，以下，将内轴10的轴向S简称为 轴向S。内轴10的一端部可传递转矩地、且在轴向S可相对滑动地与 外轴ll的一端部嵌合。内轴10的另一端部与万向接头4连结。转向轴3旋转自如地被转向柱12支承。转向柱12包含包围外轴11的外筒13、和内筒14。内筒14在轴向S可相对滑动地与外筒13嵌合, 并将内轴IO包围。外筒13经轴承15可在轴向S—起移动地对外轴ll 进行旋转自如地支承。内筒14经轴承16旋转自如地对内轴10进行支 承，且无法在轴向S相对移动。在内筒14上固定有第一托架17。第一托架17经支承轴20支承在 固定于车体18上的第二托架19上。内筒14可绕支承轴20摆动。在外筒13上固定有第三托架21。第三托架21与固定于车体18上 的第四托架22相对置。第三托架21被锁止机构23锁止在第四托架22 上。通过操作锁止机构23的操作杆24，能够解除上述锁止。通过解除 锁止，能够进行将外筒13及外轴11相对于所对应的内筒14及内轴10 在轴向S上相对移动的动作，也就是伸缩动作。另外，通过解除锁止， 能够进行使转向轴3及转向柱12绕支承轴20摆动的倾斜动作。图2是转向轴3的主要部分的分解立体图。图3是转向轴3的主要 部分的剖视图。图4是沿图3中的IV-IV线的剖视图。参照图2，转向轴3的内轴10及外轴11分别是金属制的高刚性部 件。在这些内轴IO及外轴11上设置有作为刚性连结元件的花键结合构 造25。锯齿结合构造25，当内轴10及外轴11的相对相位(内轴10的 周向C相关的相对位置)超过规定范围时，将两轴10、 11在内轴10 的周向C上刚性连结。细齿花键结合结构25包含设于内轴10的一端部的外周面26上 的外花键齿部27;设于外轴11的一端部的内周面28上的内花键齿部 29。这些花键齿部27、 29分别与相应的内轴IO及外轴11平行地延伸。 将内轴IO插入于外轴11中，由此这些外花键齿部27及内花键齿部29 可以互相啮合。参照图3及图4,在内轴10的外周面26及外轴11的内周面28的 各自上，形成有相互对置的三对轴向槽31、 32; 33、 34; 35、 36。各轴 向槽31-36与相应的内轴10及外轴11的轴向平行地延伸。在外轴11的一端部的内周面28上沿外轴11的周向等间隔地形成有三个轴向槽32、 34、 36。另外，在内轴10的一端部的外周面26上沿内 轴10的周向C等间隔地形成有三个轴向槽31、 33、 35。各轴向槽31-36 分别沿轴向S延伸。外轴11的各轴向槽32、 34、 36和内轴10所对应的轴向槽31、 33、 35关于内轴10的径向U相互对置。外轴11的各轴向槽32、 34、 36含有圆滑地弯曲的圆弧面。内轴IO 的各轴向槽31、 33、 35具有一对壁面37、 38。这些一对壁面37、 38 在内轴10的轴向C上相对置。这些壁面37、 38是平坦的。这些壁面 37、 38间的间隔(槽宽)，越向内轴10的径向U的内侧则变得越窄。参照图2及图3，在内轴10和外轴11之间，插装有合成树脂制的 树脂体39。树脂体39是一体成型品，包含作为多个弹性连结元件的长 条的树脂杆41、 42、 43和连结这些树脂杆41、 42、 43的连结部44。连结部44包含呈圆板状的主体部45。在主体部45上形成有插通孔 46。突设于内轴10的一端面的圆柱状的突部47插通于插通孔46中。 在突部47上安装有推动螺母48 (push nut)。利用推动螺母48和内轴 10的一端面将连结部44的主体部45夹持并固定。推动螺母48呈圆板状。推动螺母48中，在其径向中央部形成的插 通孔49的周缘部隆起。且突部47插通于该插通孔49中。插通孔49的 周缘部卡止在突部47上。突部47的前端在内轴10的径向上扩大，前 端的大小优选为比插通孔46小。参照图2及图4，各树脂杆41、 42、 43从连结部44的主体部45向 内轴10的轴向S平行地延伸。这些树脂杆41、 42、 43夹设在相应的一 对轴向槽31、 32; 33、 34; 35、 36之间。各树脂杆41、 42、 43被压入 到相应的一对轴向槽31、 32; 33、 34; 35、 36之间，从而因压缩而发 生弹性变形。各树脂杆41、 42、 43上形成有槽50。槽50在形成有该槽50的树 脂杆41、 42、 43的长度方向L上平行地延伸。槽50在长度方向L上 贯穿于形成有该槽50的树脂杆41、 42、 43,但也可以不贯穿各树脂杆 41、 42、 43。各树脂杆41、 42、 43的槽50中的、与长度方向L正交的 截面呈朝向内轴10的径向U的外侧开放的U字形形状。图5是图4的局部放大图。参照图5，各槽50(图5中，仅图示了 树脂杆41的槽50)的周面包含底部51和一对壁部52、 53。底部51是 利用圆滑地弯曲的圆弧状的面51a形成的。 一对壁部52、 53夹着底部 51而相互平行地对置。 一对壁部52、 53与内轴10的径向U大致平行 地延伸。 一对壁部52、 53间的间隔M在内轴10的径向U上的4壬意一 处都基本恒定。各树脂杆41、 42、 43的外周面包含圆弧面54 (图5中，仅图示了 树脂杆41的圆弧面54 )。该圆弧面54的周向的两端分别与槽50的相应 的壁部52、 53相连。圆弧面54分别与相应的一对轴向槽31、 32; 33、 34; 35、 36接触。 由此，圆弧面54形成有接触部55、 56、 57、 58。接触部55与相应的壁 面37线接触。接触部56与相应的壁面38线接触。接触部57、 58与相 应的轴向槽32、 34、 36线接触。在图6所示的剖面中，接触部57、 58排列于圆D上。圆D以外周 IO的轴线B为中心。该圓D具有规定的曲率半径R。这些接触部57、 58分别相对于外轴11的相应的轴向槽32、 34、 36成规定的接触角a 夹角地进行接触(图6中，仅图示了轴向槽32)。接触角a是指接触部57 (58)中的圆D的切线和相应的轴向槽32、 34、 36的切线E所成的夹角。换言之，接触角a相当于在接触部57 (58)中、从相应的轴向槽 32、 34、 36作用于圆弧面54上的力的作用线y (垂直反作用力y)和假 想的平面F所成的夹角。假想的平面F包含外轴11的轴线B且通过接 触部57 (58)。上述接触角a的值优选设定在30° ~60°的范围内，且 更优选的是"&定在40。 ~50°的范围内。参照图5，当在内轴10和外轴11之间作用有转矩时，各树脂杆41、 42、 43作为U型弹簧来对来自接触部57、 56或接触部55、 58的力的 输入发挥作用。沿长度方向L (图5中与纸面垂直的方向)看，各树脂杆41、 42、 43的中心W位于外花键齿部27及内花键齿部29的节圆X上或节圆X 的附近(在本实施方式中，位于节圆X上)。由此，各树脂杆41、 42、43在上述接触部55 58上，不会相对于相应的内轴10及外轴11进行大 幅度地滑动。当在内轴10和外轴11之间作用有转矩时，各树脂杆41、 42、 43被付与有来自上述接触部57、 56或接触部55、 58的载荷。参照图2及图3，内轴IO及外轴ll各自的轴线A、 B相互一致。 各树脂杆41、 42、 43各自的长度方向L的长度(以下，简称为"长度"。) 彼此相等。参照图7，在长度方向L上的各树脂杆41、 42、 43的基端部及前端 部上，分别形成有倒角部63、 64、 65、 66。倒角部63形成于各树脂杆 41、 42、 43的前端部中的、径向U的外侧端部上，并构成平滑的倾斜 面。倒角部64形成于各树脂杆41、 42、 43的前端部中的、径向U的内 侧端部上，并构成平滑的倾斜面。倒角部65形成于各树脂杆41、 42、 43的基端部中的、径向U的外 侧端部上，并构成平滑的倾斜面。倒角部66形成于各树脂杆41、 42、 43的基端部中的、径向U的内侧端部上，并构成平滑的倾斜面。参照图3及图7，根据上述构成，各树脂杆41、 42、 43在被插入到 相应的一对轴向槽31、 32; 33、 34; 35、 36间时，或相对于外轴11的 相应的轴向槽32、 34、 36进行滑动时等，4艮难与相应的轴向槽31、 32; 33、 34; 35、 36卡住。各上述倒角部63~66,例如相对于相应的长度方向L具有规定的倾 斜角Q。另外，也可以代替这些倒角部63 66,而形成隆起部。这时， 隆起部形成为例如具有规定曲率半径的弯曲面。参照图3及图4，根据上述的构成，当转向部件的转向角e为-ei ^e^ei时(0i为规定的转向角，例如，数分左右)，两轴io、 ii的相 对相位在规定的范围内。另外，当转向角e为o时，处于转向中间状态。 另外，转向角e在周向c的一方为正，在周向c的另一方为负。当两轴io、 11的相对相位在规定的范围内时，两轴io、 ll利用各树脂杆41、 42、 43而相互弹性支承。即、通过各树脂杆41、 42、 43， 将两轴IO、 ll浮动支承。这时，内轴10的外花键齿部27及外轴11的内花键齿部29未相互啮合。各树脂杆41、 42、 43在周向C上将两轴IO、 ll弹性连结。另外， 各树脂杆41、 42、 43在内轴10和外轴11之间被压缩而产生弹性变形。由此，对于内轴IO及外轴11而言，周向C的间隙被相应的树脂杆41、 42、 43充填。参照图6，作用于两轴IO、 ll间的转矩T作用于接 触部57、 58中的圆D的切线方向上，而给内轴10和外轴11的相对旋 转带来阻力。参照图5，当转向部件的转向角e为-ei^e^ei时，在各花键齿部27、 29间，在内轴10的周向C上设有规定的间隙J。由此，当转向角e为-ei^e^ei时，外花键齿部27和内花键齿部29未相互啮合。 随着转向部件的转向，转向角e的绝对值增加，从而各树脂杆41、42、 43在内轴10的周向C上被压缩而产生弹性变形。由此，各花键齿 部27、 29间的间隙J缩小。通过使e〈-ei，或使ei〈e，两轴io、 ii的相对相位超过规定的范围。由此，花键齿部27、 29间的间隙消失，例如如图8所示，外花 键齿部27和内花键齿部29相互啮合。由此，两轴10、 11经花键齿部 27、 29可以相互传递转矩。转向角e和转向部件所产生的转矩之间的关系，如图9中所示。如 图9所示，可以将本实施方式中的转向角e和作用于转向轴3的转矩之 间的关系视为大致线性的关系。其结果，在图9中，可设为与点划线所 示的理想的图表相近的关系。因此，随着转向角e的绝对值从o增加，转矩呈大致线性增加。由 此，能够实现自然的转向感觉。例如，当e为-ei^e^ei时，转矩大 致为o，但却不具有当e< -ei或ei〈e时转矩突然增大这样的特性。 其结果，能够防止转向中立附近的转向的不稳定。根据本实施方式，能够起到以下的作用效果。即，各树脂杆41、 42、 43的各自的槽50的截面具有朝向内轴10的径向U的外侧开放的U字 形形状。当形成各树脂杆41、 42、 43时，在将熔融树脂向模具注射并 成型树脂体39后，能够将该模具中的位于各槽50的内侧的部分的各自 沿相应的树脂杆41、 42、 43的径向U顺畅地拔出。因此，不必硬将模 具从各树脂杆41、 42、 43拔出。由此，能够防止各树脂杆41、 42、 43在脱模时向该树脂杆41、 42、 43的径向扩大地产生塑性变形。其结果，能够防止经由树脂杆41、 42、 43的内轴10及外轴ll的摩擦阻力的增大。经由比金属的摩擦阻力低的树脂杆41、 42、 43，能够实现内轴10 及外轴11的顺畅的相对滑动。由于能够极大地减少两轴10、 ll在轴向 S上相对滑动时的滑动阻力，因此在伸缩调整时等能够以很小的力来使 两轴IO、 ll顺畅地相对滑动。此外，能够用树脂杆41、 42、 43来填充关于周向C的内轴10和外轴ii的间隙。由此，即便转向角e为-ei^e^ei时(内轴io及外轴 ii的相对相位在规定范围内时)，也能够提高在周向c上的经由树脂杆41、 42、 43的两轴10、 11的连结刚性。从而，在两轴IO、 ll之间不会 产生旋转传递的延迟，能够使两轴10、 11 一起旋转。由此，能够确保 周向C上的内轴10和外轴ll之间的连结刚性，实现良好的转向感。另外，可以将至少一个的树脂杆41、 42、 43在两轴10、 ll之间充分压缩并使其弹性变形。由此，即便转向角e为-ei^e^ei时(内轴 io及外轴11的相对相位在规定的范围内时)，也能够进一步提高经由树脂杆41、 42、 43的两轴10、 ll在周向C上的连结刚性。此外，由于能够使用比较容易形成的合成树脂来形成树脂杆41、 42、 43，因此能够提高树脂杆41、 42、 43 (树脂体39 )的成品率，其结果， 能够降低制造成本。另外，可以将各树脂杆41、 42、 43做成单一部件， 可以通过部件个数的降低来降低制造成本。另外，由于在各树脂杆41、 42、 43上分别设有槽50，因此可以减 少各树脂杆41、 42、 43与两轴10、 ll之间的接触面积。其结果，能够 进一步减少两轴IO、 ll相对滑动时的滑动载荷。另外，在内轴10的一端固定有连结部44。在将各树脂杆41、 42、 43压入到内轴IO和外轴ll之间时，能够使各树脂杆41、 42、 43—起 与内轴10及外轴11接触。从而，能够减少用于组装各树脂杆41、 42、 43的工序。此外，还能够将各树脂杆41、 42、 43相对于内轴10定位。另外，能够防止各树脂杆41、 42、 43在相应的一对轴向槽31、 32; 33、 34; 35、 36内进行自转运动。其结果，能够防止当两轴IO、 11的相对相位处于规定的范围内时，内轴10和外轴11间的扭转刚性产生不需要的变动。由此，即便转向角e很小的情况下，也能够防止转向中产 生的晃动感。此外，使各树脂杆41、 42、 43的圆弧面54以相对于外轴11的相应 的轴向槽32、 34、 36具有规定的接触角a的状态与其进行线接触。由 此，能够尽可能地减少各树脂杆41、 42、 43和上述相对置的轴向槽32、 34、 36之间的滑动摩擦(表面压力)。由此，能够可靠地抑制各树脂杆 41、 42、 43的磨损。另外，当转向角e为-ei^e舀ei时，利用各树脂杆41、 42、 43将 两轴io、 ii在轴向c上弹性地连结。由此，即便转向角e为-ei^e ^ei时，对转向部件2进行转向时，能够产生与根据转向角e输入的 转矩相等的、作为反作用的反作用转矩。其结果，能够防止转向不足或 转向过剩，防止驾驶员转向的不稳定。此外，由于在转向角e处于e〈 -ei或ei〈e之前，已产生某种程 度的转向反作用力，因此能够防止转向角e处于e〈 - ei或ei〈e前后 的传递转矩的急速变化，能够使与输入转矩相等的、作为反作用的反作 用转矩平滑地上升。从而，不会给驾驶员带来无用的转矩变化，而只传 递路面状况、车辆举动等的驾驶员所需要的信息。其结果，不会出现转 向角e为o时亦即转向中立附近的转向不稳定的情况，能够提高转向装置1的、从转向部件2获得的稳定感。另外，当将转向部件2从转向中立状态紧急转向时，内轴io外轴11之间的各树脂杆41、 42、 43被压缩，且内轴10的外花键齿部27和 外轴11的内花键齿部29相互接触。这时，各树脂杆41、 42、 43发挥 緩沖作用，从而能够緩和各花键齿部27、 29的接触的冲击，能够抑制 接触声。如上所述，实现了如下一种车辆用转向装置1，该装置能够不费力 地将模具从树脂杆41一3拔出而形成树脂杆41 43，另外，在转向中立 状态下，也可以确保内轴IO及外轴11的连结刚性，从而实现良好的转 向感，此外，以很小的力就能够使内轴10及外轴11顺畅地相对滑动， 而且制造成本低廉。本发明并不限于上述的实施方式的内容，可以在权利要求书所记载 的范围内进行各种变更。另外，以下，主要对与图1~图9所示的上述实施方式不同的方面进 行说明，对于相同的构成，在图中标注相同的符号并省略其说明。例如，也可以用图10所示的树脂体39J。树脂体39J包含三个树脂 杆41J、 42J、 43J和将这些树脂杆41J、 42J、 43J相互连结的连结部44。各树脂杆41J、 42J、 43J的长度方向L的长度彼此相等。在各树脂 杆41J、 42J、 43J的长度方向L的中间部上形成有减重部59J。减重部 59J形成于长度方向L上的各树脂杆41J、 42J、 43J的中间部。各减重 部59J不向相应的树脂杆41J、 42J、 43J的基端部及前端部的任意一方 开放。参照图11及图12,减重部59J在内轴10的径向U上的树脂杆41J、 42J、 43J的外径侧的一部分上形成有退让部71。减重部59J上仅形成 有接触部55、 56、 57、 58中的接触部55、 56。减重部59J成为仅与作 为内轴IO及外轴11中的一个的内轴IO抵接的单侧抵接部。各减重部 59J与外轴ll不接触。另外，在减重部59J上也可以仅形成接触部55、 56、 57、 58中的接触部57、 58。各树脂杆41J、 42J、 43J的长度方向L的一对端部的各自上形成有 两抵接部60J。各两抵接部60J与内轴10和外轴11双方接触。在各两 抵接部60J上形成有上述接触部55、 56、 57、 58。各树脂杆41J、 42J、 43J被压入到内轴IO和外轴11的相应的一对 轴向槽31、 32; 33、 34; 35、 36间。各树脂杆41J、 42J、 43J通过被 压缩于这些内轴10及外轴11，而产生弹性变形。才艮据上述构成，各树脂杆41J、 42J、 43J在长度方向上隔开的两个 位置上与外轴11的相应的轴向槽32、 34、 36接触。由此，各树脂杆41J、 42J、 43J的一对两抵接部60J在长度方向上，在两个位置上弹性地对内 轴10和外轴11进行支承。另外，三个树脂杆41J、 42J、 43J等间隔地 配置在内轴10的周向C上。其结果，当周向C上的内轴lO及外轴ll 的相对相位处于规定的范围内时，内轴10和外轴11通过这些三个树脂 杆41J、 42J、 43J而相互不直接接触地进行支承(浮动支承)。图13是用于对使用树脂体39J时的作用进行说明的主要部分的示 意图。参照图13，当从转向部件2输入转矩时，内轴10中的、与离转 向部件2较近的一侧的各两抵接部60J接触的部位Pl首先扭转。之后， 内轴10中的，与离转向部件2较远的一侧的各两抵接部60J接触的部 位P2滞后扭转。内轴10和外轴11，如图11及图12所示，利用各树脂杆41J、 42J、 43J的各自的两抵接部60J在长度方向L的两个部位上进行支承。由此， 在两轴10、 11间，不会产生由上述扭转引起的翘起。另外，通过用连 结部44将各树脂杆41J、 42J、 43J连结，由此与上述部位P2 (参照图 13)接触的各两抵接部60J在转矩传递时不会因自转而引起错位。其结 果，在转向部件的转向量较小的微量转向的区域，即、内轴10即外轴 11的相对相位在规定范围内的情况下，能给驾驶员带来良好的刚性感。这时，转向部件2的转向角和作用于转向部件2的转矩之间的关系 是在图14中用实线表示的部分，可成为理想的近似于大致线性的关系。另外，通过设置减重部59J,能够减少各树脂感41J、 42J、 43J和 两轴IO、 ll之间的接触面积。其结果，能够进一步减少内轴10及外轴 11相对滑动时的滑动阻力。由此，能够以更小的力顺畅地进行伸缩调整。 另外，通过适当设定减重部59J的长度等，能够将滑动阻力设定为所希 望的值。此外，各树脂杆41J、 42J、 43J在长度方向L上隔开的两个部位对 内轴10及外轴11进行支承。由此，能够防止内轴10及外轴11相对滑 动时的晃动感。此外，在长度方向上，还能够将各树脂杆41J、 42J、 43J对相应的 外轴11进行支承的长度(支承间距)设为与没有形成减重部59J的树 脂杆相同的长度。由此，能够可靠地对外轴11进行弹性支承。另外，如图15所示，也可以使用包含有固定在外轴ll上的连结部 44K在内的树脂体39K。连结部44K呈圆环状，且固定在外轴11的一 端面上。各树脂体(在图15中，仅图示一个树脂杆41)从连结部44K 向内轴10的一端部延伸。此外，在各上述实施方式中，还可以使用未与连结部连结的单件的树脂杆。此外，还可以代替细齿花键结合构造25，而设置花键结合构造。这 时，花键结合构造的外花键齿部形成于内轴10的外周面26,内花键齿 部形成于外轴11的内周面28。另外，内轴10和外轴11的相对置的轴向槽还可设置4对以上。此外，在使用电动马达给转向轴付与转向辅助力的电动动力转向装 置、或使用油缸给齿条轴付与转向辅助力的油压动力转向装置等之类的 动力转向装置中，也可以适用本发明。这时，将开始付与转向辅助力的转向角e的绝对值设定为与上述规 定的转向角ei相当的值。即，在转向角e处于-ei^e^ei的区域， 与转向部件2的转向无关，不会产生转向辅助力，也就是所谓死区。在 转向角为不会带来转向辅助力那样程度的微小的转向角(死区)时，仅 经由各树脂杆在内轴10和外轴11之间传递转矩。另外，也可以将本发明适用于配置在转向部件和转向机构之间的中 间轴上。以上，虽然利用具体的方式对本发明进行了详细说明，但理解上述 内容的本领域技术人员可以很容易地想到其变更、改变及等同方式。因此，本发明范围应该是权利要求书的范围和其等同的范围。本申请对应于2007年6月25日向日本国专利厅提出的日本专利申 请2007-166967号，该申请的全部公开内容通过引用而记入于此。
权利要求
1.一种车辆转向用伸缩轴，根据转向部件的转向而进行旋转，其特征在于，具备内轴及筒状的外轴，它们在轴向可相对滑动并且可相互传递转矩地被嵌合；至少三对的轴向槽，它们分别形成于上述内轴的外周面及上述外轴的内周面上，且相互对置地在上述轴向上延伸；刚性连结元件，其在上述内轴的周向上的、上述内轴及上述外轴的相对相位超过规定范围时，将上述内轴及上述外轴在上述周向上刚性连结；作为弹性连结元件的多个长条的树脂杆，其在上述相对相位在上述规定范围内时，将上述内轴及上述外轴在上述周向上弹性连结，上述多个树脂杆分别夹设于上述内轴及上述外轴的相互相应的轴向槽间，上述多个树脂杆分别包含有在上述多个树脂杆的各自的长度方向上延伸的槽，上述槽的截面呈朝向上述内轴的径向外侧开放的U字形形状。
2. 根据权利要求1所述的车辆转向用伸缩轴，其特征在于，上述 槽包含含有圆弧状面的底部；隔着上述底部而相互平行地对置的一对 壁部。
3. 根据权利要求l所述的车辆转向用伸缩轴，其特征在于， 上述多个树脂杆的各自的外周面包含有与上述槽相连的圆弧面， 上述圆弧面包含与上述内轴及上述外轴所相应的上述外周面及上述内周面接触的接触部。
4. 根据权利要求1所述的车辆转向用伸缩轴，其特征在于，在上 述多个树脂杆的各自的一对端部的各自之上形成有倒角部。
5. 根据权利要求1所述的车辆转向用伸缩轴，其特征在于，当上 述相对相位处于上述规定范围内时，上述内轴及上述外轴，利用上述多 个树脂杆而相互浮动支承。
6. 根据权利要求1所述的车辆转向用伸缩轴，其特征在于，具备 连结部，该连结部固定在上述内轴及上述外轴的任意一方的一端，且将 上述多个树脂杆相互连结。
7. 根据权利要求1所述的车辆转向用伸缩轴，其特征在于，上述车辆转向用伸缩轴包含与转向部件连结的转向轴。
8. 根据权利要求l所述的车辆转向用伸缩轴，其特征在于， 上述刚性连结元件包含细齿花键结合构造，上述细齿花键结合构造具有可相互啮合的外花键齿部及内花键齿部，上述外花键齿部设于上述内轴的上述外周面上， 上述内花键齿部设于上述外轴的上述内周面上。
9. 根据权利要求8所述的车辆转向用伸缩轴，其特征在于，当沿 上述长度方向看上述多个树脂杆的各自时，上述多个树脂杆的各自的中 心配置在上述外花键齿部的节圆上。
10. 根据权利要求l所述的车辆转向用伸缩轴，其特征在于，在上 述多个树脂杆的至少一个上形成有减重部。
11. 根据权利要求10所述的车辆转向用伸缩轴，其特征在于，上 述减重部仅与上述内轴及上述外轴的任意一方接触。
12. —种车辆用转向装置，其特征在于，具备根据转向部件的转向 而旋转的车辆转向用伸缩轴，上述车辆转向用伸缩轴具备内轴及筒状的外轴，它们在轴向可相对滑动并且可相互传递转矩地 被嵌合；至少三对的轴向槽，它们分别形成于上述内轴的外周面及上述外轴 的内周面上，且相互对置地在上述轴向上延伸；刚性连结元件，其在上述内轴的周向上的、上述内轴及上述外轴的 相对相位超过规定范围时，将上述内轴及上述外轴在上述周向上刚性连结；作为弹性连结元件的多个长条的树脂杆，其在上述相对相位在上述 规定范围内时，将上述内轴及上述外轴在上述周向上弹性连结，上述多个树脂杆分别夹设于上述内轴及上述外轴的相互相应的轴 向槽间，上述多个树脂杆分别包含有在上述多个树脂杆的各自的长度方向 上延伸的槽，上述槽的截面呈朝向上述内轴的径向外侧开放的U字形形状。
全文摘要
本发明目的在于提供一种车辆转向用伸缩轴(3)，其具备相互嵌合的内轴(10)及筒状的外轴(11)；至少三对的轴向槽，它们分别形成于上述内轴的外周面(26)及上述外轴的内周面(28)上；刚性连结元件(25)，其在上述内轴的周向(C)上的、上述内轴及上述外轴的相对相位超过规定范围时，将上述内轴及上述外轴在上述周向(C)上刚性连结；作为弹性连结元件的多个长条的树脂杆，其在上述相对相位在上述规定范围内时，将上述内轴及上述外轴在上述周向(C)上弹性连结。上述多个树脂杆各自之上形成有槽(50)。上述槽的截面呈朝向上述内轴的径向(U)外侧开放的U字形形状。
文档编号B62D1/18GK101332828SQ20081012682
公开日2008年12月31日 申请日期2008年6月24日 优先权日2007年6月25日
发明者吉冈弘至, 大月俊一, 宫胁尚人 申请人:株式会社捷太格特;昼田工业株式会社