专利名称：转向装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种转向装置，特别是涉及具备上位一侧转向轴与下位一侧转向轴的连接部分的转向装置，该下位一侧转向轴将该上位一侧转向轴的旋转传送到转向齿轮一侧。
背景技术：
在具备施加和转向轮的操舵扭矩成比例的操舵辅助力的操舵辅助部分的转向装置上，需要将作为部件组装的操舵辅助部分的输入轴与上位一侧转向轴连接，使其能传送旋转扭矩，而不能在轴向相对移动。
作为具备与这样的操舵辅助部分连接的连接构造的转向装置，有专利文献1-日本特开2000-313340号公报记载的转向装置。现有的转向装置如本申请的图1所示，虽安装在车身18、18上，但如果发生车身18、18的位置偏离或调整不足等，就会对转向支柱13或操舵辅助部分的齿轮箱21施加过大的力，转向轴12就会弯曲。
如果转向轴12弯曲，由于对支撑转向轴12的轴承作用拧转力，转向轮11的操作会变得沉重，有时会产生使转向轮11的操作扭矩变动等坏的影响。另外，当转向轴12自身因制作误差而出现弯曲时，也往往发生与上述同样的不良情况。
另外，作为具备操舵辅助部分的马达轴与蜗杆轴的连接构造的转向装置，有专利文献2-日本特开2001-80529号公报记载的转向装置。专利文献2的转向装置为了补偿马达轴与蜗杆轴的位置偏离，由于使用动力传动连头连接马达轴和蜗杆轴，使轴向的安装尺寸增长，不适宜配置在狭窄的车内。而且，在构成转向装置的任意的轴的连接部分，当所连接的轴之间存在位置偏离或调整不足时，就会对轴承或轴施加过大的力，操作就会变得沉重，或产生发出噪音或出现振动等不正常情况。
发明内容
本发明的任务是提供一种转向装置，其上位一侧转向轴和下位一侧转向轴，或者构成转向装置的任意位置的轴的连接作业容易，既没有连接后连接部分的松动，又可以通过补偿轴的偏差，减轻轴承的负荷，降低零件的制作成本。
上述任务是通过以下的方案完成的。即本发明第一方案的转向装置包括上位一侧转向轴；将上述上位一侧转向轴的旋转传送到转向齿轮的下位一侧转向轴；设于上述上位一侧转向轴和下位一侧转向轴的配合部的任意一方的配合突起；设于上述上位一侧转向轴和下位一侧转向轴的配合部的任意另一方，相对于上述配合突起在旋转方向有间隙地进行配合的配合沟槽；以及，设于上述配合部，在上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间施加旋转方向的趋向力的旋转方向加力构件。
本发明第二方案的转向装置在第一方案的转向装置的基础上，其特征是，上述配合沟槽相对于上述配合突起还有半径方向的间隙地进行配合，上述旋转方向加力构件在上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间还施加半径方向的趋向力。
本发明第三方案的转向装置在第一或第二方案的转向装置的基础上，其特征是，在上述配合部的圆周上设置多个上述配合突起。
本发明第四方案的转向装置具备上位一侧转向轴；将上述上位一侧转向轴的旋转传送到转向齿轮的下位一侧转向轴；在上述上位一侧转向轴和下位一侧转向轴的配合部，设于上述上位一侧转向轴和下位一侧转向轴两者上的配合沟槽；横跨上述两者的配合沟槽所插入的、相对于上述配合沟槽在旋转方向有间隙地进行配合的旋转扭矩传送构件；以及，设于上述配合部，在上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间施加旋转反向的趋向力的旋转方向加力构件。
本发明第五方案的转向装置在第四方案的转向装置的基础上，其特征是，上述旋转扭矩传送构件相对于上述配合沟槽还有半径方向的间隙地进行配合，上述旋转方向加力构件在上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间还施加半径方向的趋向力。
本发明第六方案的转向装置在第四或第五方案的转向装置的基础上，其特征是，在上述配合部的圆周上设置多个上述旋转扭矩传送构件。
本发明第七方案的转向装置在第四至第六方案的任何一个方案的转向装置的基础上，其特征是，上述旋转扭矩传送构件是销或球的任一种。
本发明第八方案的转向装置在第一至第七方案的任何一个方案的转向装置的基础上，其特征是，还具备设于上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴的配合部，在上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间施加轴向的趋向力的轴向加力构件。
本发明第九方案的转向装置在第一至第八方案的任何一个方案的转向装置的基础上，其特征是，上述下位一侧转向轴是施加与转向轮的操舵扭矩成比例的操舵辅助力的操舵辅助部分的输入轴。
本发明第十方案的转向装置在第一至第九方案的任何一个方案的转向装置的基础上，其特征是，还具备设于上述上位一侧转向轴和下位一侧转向轴的配合部，限制上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间的轴向相对移动的移动限制构件。
本发明第十一方案的转向装置在第十方案的转向装置的基础上，其特征是，上述移动限制构件具备在上述配合部，设于上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴两者的环状沟；以及，与上述两者的环状沟配合，限制上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间的轴向相对移动的环状的限制构件。
本发明第十二方案的转向装置在第十一方案的转向装置的基础上，其特征是，上述环状的限制构件是钢丝环或O形圈的任一种。
本发明第十三方案的转向装置具备产生与操舵扭矩对应的辅助操舵扭矩的马达轴；使上述马达轴的旋转减速并传送到转向齿轮的蜗杆轴；设于上述马达轴和蜗杆轴的配合部的任一方的配合突起；设于上述马达轴和蜗杆轴的配合部的任一另一方，相对于上述配合突起在旋转方向有间隙地进行配合的配合沟槽；以及，设于上述配合部，在上述马达轴与蜗杆轴之间施加旋转方向的趋向力的旋转方向加力构件。
本发明第十四方案的转向装置具备产生与操舵扭矩对应的辅助操舵扭矩的马达轴；对上述马达轴的旋转进行减速并进行传送的蜗轮；将上述蜗轮的旋转传送到齿条的小齿轮轴；设于上述蜗轮与小齿轮轴的配合部的任一方的配合突起；设于上述蜗轮与小齿轮轴的配合部的任一另一方，相对于上述配合突起在旋转方向有间隙地进行配合的配合沟槽；以及，设于上述配合部，在上述蜗轮与小齿轮轴之间施加旋转方向的趋向力的旋转方向加力构件。
本发明第十五方案的转向装置在第一至第十四方案任何一个方案的转向装置的基础上，其特征是，在上述配合部的圆周上设有多个上述旋转方向加力构件。
本发明第十六方案的转向装置在第十五方案的转向装置的基础上，其特征是，上述旋转方向加力构件由多个中空圆筒状弹簧构成。
本发明第十七方案的转向装置在第十五方案的转向装置的基础上，其特征是，上述旋转方向加力构件由一个板簧构成。
本发明第十八方案的转向装置在第十七方案的转向装置的基础上，其特征是，上述一个板簧兼用作施加上述轴向的趋向力的轴向加力构件和限制上述轴向的移动的移动限制构件。
本发明第十九方案的转向装置在第十七方案的转向装置的基础上，其特征是，上述一个板簧由弹性材料成形而成。
本发明第二十方案的转向装置在第十七方案的转向装置的基础上，其特征是，上述一个板簧由弹簧钢和弹性材料一体成形而成。
本发明具有如下效果。
本发明的转向装置，在上位一侧转向轴与下位一侧转向轴的配合部的一方设有配合突起，在另一方设有相对于该配合突起以旋转方向的间隙进行配合的配合沟槽，在该配合部，具备在上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间施加旋转方向的趋向力的加力构件。
因此，由于在配合突起与配合沟槽之间存在间隙，所以能够轻松地进行上位一侧转向轴与下位一侧转向轴的组装，通过设于配合部的加力构件的趋向力，能消除配合突起与配合沟槽之间的松动。因此，由于能够补偿转向轴的偏差，因而能够减轻支撑转向轴的轴承的负荷。
另外，设于配合部的移动限制构件由于使上位一侧转向轴与下位一侧转向轴嵌合时，限制上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间的相对的轴向移动，所以能够缩短组装时间。进而，由于使上位一侧转向轴与下位一侧转向轴直接嵌合并连接，所以能够缩短轴向的安装尺寸。
图1表示本发明的整个转向装置，是带局部剖的正视图，表示使用于电动转向装置的实施例。
图2是图1的重要部位的纵剖视图。
图3表示本发明的第一实施例的转向轴的连接部分，图3(1)是连接部分的纵剖视图，图3(2)是图3(1)的A-A剖面图。
图4(1)是由图3(1)的A-A线剖切的输入轴的剖视图，图4(2)是由图3(1)的A-A线剖切的弹簧的剖面图，图4(3)是由图3(1)的A-A线剖切的内轴的剖视图。
图5表示本发明的第二实施例的转向轴的连接部分，图5(1)是连接部分的纵剖视图，图5(2)是图5(1)的B-B剖面图。
图6(1)是由图5(1)的B-B线剖切的输入轴的剖视图，图6(2)是由图5(1)的B-B线剖切的弹簧和销的剖面图，图6(3)是由图5(1)的B-B线剖切的内轴的剖视图。
图7表示本发明的第三实施例的转向轴的连接部分，图7(1)是连接部分的纵剖视图，图7(2)是图7(1)的C-C剖面图。
图8(1)是由图7(1)的C-C线剖切的输入轴的剖视图，图8(2)是由图7(1)的C-C线剖切的弹簧和球的剖面图，图8(3)是由图7(1)的C-C线剖切的内轴的剖视图。
图9表示本发明的第四实施例的转向轴的连接部分，图9(1)是连接部分的纵剖视图，图9(2)是图9(1)的D-D剖面图。
图10(1)是由图9(1)的D-D线剖切的输入轴的剖视图，图10(2)是由图9(1)的D-D线剖切的弹簧的剖面图，图10(3)是由图9(1)的D-D线剖切的内轴的剖视图。
图11表示本发明的第五实施例的转向轴的连接部分，图11(1)是连接部分的纵剖视图，图11(2)是图11(1)的E-E剖面图。
图12(1)是由图11(1)的E-E线剖切的输入轴的剖视图，图12(2)是板簧的纵剖视图，图12(3)是图12(2)的P向视图。
图13是由图11(1)的E-E线剖切的内轴的剖视图。
图14表示本发明的第六实施例的转向轴的连接部分，图14(1)是连接部分的纵剖视图，图14(2)是图14(1)的F-F剖视图。
图15(1)是由图14(1)的F-F线剖切的输入轴的剖视图，图15(2)是板簧的纵剖视图，图15(3)是图15(2)的Q向视图。
图16是由图14(1)的F-F线剖切的内轴的剖视图。
图17表示本发明的第七实施例的转向轴的连接部分，图17(1)是连接部分的纵剖视图，图17(2)是图17(1)的G-G剖视图。
图18(1)是由图17(1)的G-G线剖切的输入轴的剖视图，图18(2)是由图17(1)的G-G线剖切的内轴的剖视图，图18(3)是板簧的纵剖视图，图18(4)是图18(3)的R向视图。
图19表示本发明的第八实施例的转向轴的连接部分，图19(1)是连接部分的纵剖视图，图19(2)是图19(1)的H-H剖视图。
图20(1)是由图19(1)的H-H线剖切的输入轴的剖视图，图20(2)是由图19(1)的H-H线剖切的内轴的剖视图，图20(3)是板簧的纵剖视图，图20(4)是图20(3)的S向视图。
图21表示本发明的第九实施例的转向轴的连接部分，图21(1)是连接部分的纵剖视图，图21(2)是图21(1)的I-I剖视图。
图22(1)是由图21(1)的I-I线剖切的输入轴的剖视图，图22(2)是由图21(1)的I-I线剖切的内轴的剖视图，图22(3)是板簧的纵剖视图，图22(4)是图22(3)的T向视图。
图23是本发明的第十实施例的带局部剖的剖视图，表示辅助装置的马达轴与蜗杆轴的连接部分。
图24(1)是图23的J-J剖视图，图24(2)是由图23的J-J线剖切的蜗杆轴的剖视图，图24(3)是由图23的J-J线剖切了的马达轴的剖视图。
图25是表示本发明的第十一实施例的辅助装置组装前的状态的纵剖视图。
图26是表示本发明的第十一实施例的辅助装置组装后的状态的纵剖视图。
图27(1)是图26的K-K剖视图，图27(2)是由图26的K-K线剖切的蜗轮的剖视图，图27(3)是由图26的K-K线剖切的小齿轮轴的剖视图。
图中11-转向轮；12-转向轴；12A-外轴；12B-内轴；121A-内花键；121B-外花键；122B-车身前方侧端部；13-转向柱；13A-外柱；13B-内柱；14-支撑托架；15-万向节；16-中间轴；17-万向节；18-车身；20-辅助装置；21-齿轮箱；22-输入轴；23-输出轴；24-扭力杆；24A-车身后方侧端部；25-蜗轮；26-电动机；261-箱体；262-马达轴；27-蜗杆；271-蜗杆轴；272、273-轴承；28-扭矩传感器；29A、29B、29C-轴承；30-转向齿轮；31-输入轴；32-拉杆；40-小直径轴部；41-截面为半圆形的突起；42-截面为半圆形的沟槽；43-大直径轴部；44-环状沟；45-圆柱状孔；46-小直径轴部；47-宽幅突起；48-窄幅突起；481-窄幅突起；49-コ字形槽；50-小直径孔；50A-车身后方侧端部；51-倒U字形的空间；511-倒U字形的空间；52-截面为半圆形的沟槽；53-大直径孔；54-环状沟；56-小直径孔；57-宽幅沟；60-中空圆筒状弹簧；61-圆柱状销；62-球；63-板簧；631-倒U字形部；632-圆盘部；633-U字形突起；634-卡定端部；64-板簧；641-反凹字部；642-六角形部分；643-搭接部；65-板簧；651-反凹字部；652-三角形部分；653-延长部分；66-板簧；661、662-弹簧钢；67-板簧；671-反凹字弹性体部；70-钢丝环；71-螺旋弹簧；8-辅助装置；81-操舵辅助部分组合体；811-齿轮箱；812-球轴承；813-电动机；814、815-轴承；816-盖；817-阴螺纹；818-螺栓；8181-阳螺纹；819-阴配合部；82-齿轮齿条组合体；821-齿条箱；822-球轴承；823-轴承孔；824-阴螺纹；825-环形螺母；826-滚针轴承；827-阳配合部；828-螺母；83-蜗杆；84-蜗轮；841-轴套部；85-齿条；851-滚柱；852-调节罩；853-轴；854-滚针轴承；86-小齿轮；861-小齿轮轴；8611-环形沟；8612-铆接环；87-输入轴；871-销；872-扭力杆；873-扭矩传感器；具体实施方式
以下基于
本发明的实施例。图1表示本发明的整个转向装置，是带局部剖的正视图，表示使用了有操舵辅助部分的电动转向装置的实施例。图2是图1的重要部位的纵剖视图。
如图1至图2所示，本发明的转向装置包括能够将转向轮11安装在车身后方一侧(图1、图2的右侧)的转向轴12；使该转向轴12从中穿过的转向柱13；用于对转向轴12上施加辅助扭矩的辅助装置(操舵辅助部分)20；以及，通过未图示的齿条/齿轮机构连接在该转向轴12的车身前方一侧(图1、图2的左侧)的转向齿轮30。
转向轴12通过花键配合，使外轴12A和内轴12B组合成能自如地传送旋转力，且能在轴向相对移位。即在外轴12A的车身前方一侧形成内花键121A，在内轴12B的车身后方一侧所形成的外花键121B形成花键配合。因此，上述外轴12A和内轴12B在冲撞时，该花键配合部能相对滑动而使全长缩短。
另外，使上述转向轴12从中穿过的筒状的转向柱13将外柱13A和内柱13B可伸缩移动予以组合，在冲撞时施加了轴向的冲击的情况下，一面吸收该冲击的能量一面缩短全长，做成所谓的伸缩式构造。而且，将上述内柱13B的车身前方侧端部压入、嵌合并固定在齿轮箱21的车身后方侧端部。另外，将上述内轴12B的车身前方侧端部通到该齿轮箱21的内侧，并与辅助装置20的输入轴22的车身后方侧端部连接。
转向柱13的中间部位利用支撑托架14支撑在隔板的下面等车身18的一部分上。另外，在该支撑托架14和车身18之间设有未图示的卡定部，当对该支撑托架14施加了朝向车身前方一侧方向的冲击时，该支撑托架14从上述卡定部脱离，向车身前方一侧移动。
另外，上述齿轮箱21的上端部也支撑在上述车身18的一部分上。并且，在本实施例的情况下，通过设置倾斜机构及可伸缩机构，使上述转向轮11的车身前后方向位置及高度位置的调节自如。由于这样的倾斜机构及可伸缩机构是以前众所周知的，不是本发明的特征部分，所以省略了详细说明。
从上述齿轮箱21的车身前方侧端面突出的输出轴23，通过万向节15连接在中间轴16的后端部。另外，通过另外的万向节17将转向齿轮30的输入轴31连接在该中间轴16的前端部。未图示的小齿轮与该输入轴31连接，而未图示的齿条与该小齿轮啮合，转向轮的旋转使拉杆32移动，从而操纵未图示的车轮。
如图2所示，在辅助装置20的齿轮箱21上，输入轴22和输出轴23通过轴承29A、29B、29C可旋转地支撑在相同轴线上，输入轴22和输出轴23通过扭力杆24连接。在输出轴23上安装有蜗轮25，蜗杆27与蜗轮25啮合。电动机26的箱体261固定在齿轮箱21上，蜗杆27与该电动机26的未图示的旋转轴连接。
另外，在输入轴22的中间部位的周围，设有检测上述扭力杆24的扭曲的扭矩传感器28。由该扭矩传感器28检测从上述转向轮11施加到该转向轴12上的扭矩的方向和大小，根据该检测信号驱动电动机26，通过由蜗杆27和蜗轮25够成的减速机构，在输出轴23上，在规定的方向上按规定的大小产生辅助扭矩。
第一实施例图3至图4表示本发明的第一实施例的转向轴的连接部分，表示适用于图2的内轴(上位一侧转向轴)12B和辅助装置20的输入轴(下位一侧转向轴)22的连接部分的例子。图3(1)是内轴12B与输入轴22的连接部分的纵剖视图，图3(2)是图3(1)的A-A剖面图。图4(1)是由图3(1)的A-A线剖切的输入轴22的剖视图，图4(2)是由图3(1)的A-A线剖切的弹簧的剖面图，图4(3)是由图3(1)的A-A线剖切的内轴12B的剖视图。
如图3至图4所示，内轴12B的车身前方侧端部(图3的左侧)与辅助装置20的输入轴22的车身后方侧端部(图3的右侧)连接。内轴12B的车身前方侧端部做成实心圆柱状，并从车身前方侧端部起按顺序做成直径尺寸为d1的小直径轴部40和直径尺寸为d2的大直径轴部43。
在小直径轴部40的外圆周上，沿着小直径轴部40的轴向全长，等间隔(60度间隔)地交替形成与轴垂直的截面为半圆形的三个突起41和与轴垂直的截面为半圆形的三个沟槽42。三个半圆形的突起41的顶点在与直径尺寸为d2的大直径轴部43相同的圆周上，大直径轴部43的圆周成为三个突起41的顶点的外接圆。另外，在大直径轴部43的外圆周，沿着全周形成矩形截面的环状沟44。
输入轴22的车身后方侧端部做成中空圆筒状，从车身后方侧端部起按顺序做成直径尺寸为D2的大直径孔53和直径尺寸为D1的小直径孔50。在小直径孔50的内圆周上，等间隔(60度间隔)地形成六个与轴垂直的截面为半圆形的沟槽52。六个半圆形的沟槽52的顶点在与直径尺寸为D2的大直径孔53相同的圆周上，大直径孔53的圆周成为六个沟槽52的顶点的外接圆。另外，在大直径孔53的内圆周上，沿着全周形成环状沟54。
内轴12B的小直径轴部40的直径尺寸d1做成比输入轴22的小直径孔50的直径尺寸D1小一些，另外，大直径轴部43的直径尺寸d2做成比大直径孔53的直径尺寸D2小一些。这样，内轴12B能够顺利地嵌入在输入轴22内。
当将内轴12B嵌入输入轴22内时，由内轴12B的半圆形的沟槽42和输入轴22的半圆形的沟槽52形成三个圆柱状的空间。将中空圆筒状弹簧60(旋转方向加力构件)插入到该圆柱状的空间中。中空圆筒状弹簧60在自由状态下的外径尺寸做成比圆柱状的空间的内径尺寸大一些。因此，内轴12B和输入轴22能够无松动地连接。由此，当对2个轴输入了扭矩时，无论使其在左右哪个方向旋转，都能够弹性地连接并传送扭矩。另外，组装了这样的弹簧的特征在其他的实施例中也是同样的。中空圆筒状弹簧60可将板状的弹簧钢弯曲形成圆筒状，并在轴向形成切槽。通过该切槽，中空圆筒状弹簧60可弹性变形并缩小直径，从而能够很容易地组装到圆柱状的空间中。
将内轴12B嵌入输入轴22内时，做成使内轴12B的环状沟44和输入轴22的环状沟54在轴向的位置一致。因此，在将圆环状的钢丝环70(限制构件)安装到环状沟44中，并将中空圆筒状弹簧60放入半圆形的沟槽42中的状态下，从图3的右侧向左侧，将内轴12B插入输入轴22中。
于是，钢丝环70及中空圆筒状弹簧60被引导到在大直径孔53的车身后方侧端部的开口部所形成的倒角部，一面弹性变形一面缩小直径，当环状沟44和环状沟54的轴向位置一致时，钢丝环70-面进行弹性变形复原一面扩大直径，则成为与环状沟44和环状沟54两者都相配合的状态。同时，中空圆筒状弹簧60在缩小了直径的状态下，嵌入到输入轴22的半圆形的沟槽52中。
因此，内轴12B完全插入输入轴22后，由于钢丝环70与环状沟44和环状沟54两者配合，限制内轴12b和输入轴22之间的轴向的相对移动，所以内轴12B不能从输入轴22中拔出。该钢丝环70和环状沟44、环状沟54一起构成了限制内轴12B和输入轴22之间的轴向的相对移动的移动限制构件。也可以用树脂制或橡胶制的O形圈(移动限制构件)取代钢丝环70。
当钢丝环70处于与环状沟44和环状沟54两者配合的状态时，由于在内轴12B的车身前方侧端部122B与扭力杆24的车身后方侧端部24A以及输入轴22的小直径孔50的车身后方侧端部50A之间，形成有间隙δ1、δ2，所以能够使钢丝环70可靠的与环状沟44和环状沟54两者配合。
也可以按上述组装顺序，在将钢丝环70预先安装在输入轴22一侧的环状沟54中，并将中空圆筒状弹簧60预先装入输入轴22一侧的半圆形的沟槽52的状态下，将内轴12B插入输入轴22中。这样，由于能够仅将内轴12B插入输入轴22中，限制内轴12B和输入轴22之间的轴向的相对移动，所以能够减少组装工时。
在内轴12B的突起41和输入轴22的沟槽52之间，由于在旋转方向及半径方向有微小的间隙，所以能够轻松地进行内轴12B与输入轴22的组装。另外，虽然在突起41和沟槽52之间有微小的间隙，但由于中空圆筒状弹簧60以被压缩状的态嵌入到由内轴12B的沟槽42和输入轴22的沟槽52形成的圆柱状的空间中，所以在内轴12B和输入轴22之间不会产生旋转方向及半径方向的松动。
另外，在内轴12B和输入轴22之间即便有偏心或倾斜，也能够通过中空圆筒状弹簧60的弹力吸收。在运转操作时，当在内轴12B和输入轴22之间施加旋转扭矩，该旋转扭矩超过中空圆筒状弹簧60的弹力时，内轴12B的突起41和输入轴22的沟槽52搭接，传送旋转扭矩。在上述第一实施例中，也可以将与轴垂直的截面的半圆形的突起41置换成花键或锯齿。
第二实施例下面说明本发明的第二实施例。图5至图6表示本发明的第二实施例的转向轴的连接部分，图5(1)是内轴12B和输入轴22的连接部分的纵剖视图，图5(2)是图5(1)的B-B剖视图，图6(1)是由图5(1)的B-B线剖切的输入轴22的剖视图，图6(2)是由图5(1)的B-B线剖切的弹簧和圆柱状销的剖面图，图6(3)是由图5(1)的B-B线剖切的内轴12B的剖视图。在以下的说明中，仅说明与上述实施例不同的构造部分和作用，而省略重复的说明。
第二实施例是做成废除了内轴12B的半圆形的突起41，而通过圆柱状销(旋转扭矩传送构件)进行内轴12B和输入轴22之间的扭矩的传送的实施例。
即如图6(3)所示，在内轴12B的小直径轴部40的外圆周上，沿着小直径轴部40的轴向全长等间隔(60度间隔)地做成与轴垂直的截面为半圆形的六个沟槽42。另外，在大直径轴部43的外圆周上，与第一实施例同样，沿着全周形成矩形截面的环状沟44。如图6(1)所示，输入轴22的形状与第一实施例同样。
将中空圆筒状弹簧60和作为旋转扭矩传送构件的圆柱状销61各三个交替地装在内轴12B的六个沟槽42中，并将圆环状的钢丝环70装在环状沟44中的状态下，从图5的右侧向左侧将内轴12B插入输入轴22中。圆柱状销61的外径尺寸做成比由内轴12B的沟槽42与输入轴22的沟槽52形成的圆柱状的空间的内径尺寸小一些的尺寸。
于是，钢丝环70及中空圆筒状弹簧60被引导到形成于大直径孔53的车身后方侧端部的开口部的倒角部，一面弹性变形一面缩小直径，插入到大直径孔53中。当环状沟44和环状沟54的轴向位置一致时，钢丝环70一面进行弹性变形复原一面扩大直径，成为与环状沟44和环状沟54两者配合的状态。同时，中空圆筒状弹簧60及圆柱状销61嵌入到输入轴22的半圆形的沟槽52中。(参照图5(1)、(2))因此，当内轴12B完全插入输入轴22中后，由于钢丝环70与环状沟44和环状沟54两者配合，限制了内轴12B和输入轴22之间的轴向的相对移动，所以内轴12B不会从输入轴22中拔出。
当内轴12B插入输入轴22中时，虽然圆柱状销61嵌入输入轴22的半圆形的沟槽52中，但在圆柱状销61与沟槽52及沟槽42之间，由于在旋转方向及半径方向有微小的间隙，所以能够轻松进行内轴12B和输入轴22的组装。
另外，虽然在圆柱状销61与沟槽52及沟槽42之间有微小的间隙，但由于中空圆筒状弹簧60以被压缩的状态嵌入到由内轴12B的沟槽42和输入轴22的沟槽52形成的圆柱状的空间中，所以在内轴12B和输入轴22之间不会产生旋转方向及半径方向的松动。另外，即便在内轴12B和输入轴22之间有偏心或倾斜，也能通过中空圆筒状弹簧60的弹力吸收。
运转操作时，当在内轴12B和输入轴22之间施加旋转扭矩，该旋转扭矩超过中空圆筒状弹簧60的弹力时，圆柱状销61的外圆周同时搭接在内轴12B的沟槽42和输入轴22的沟槽52上，传送旋转扭矩。
根据第二实施例，由于内轴12B只要在小直径轴部40的外圆周形成截面为半圆形的沟槽42即可，所以内轴12B的形状简单，制造容易，因此能够降低内轴12B的制造成本。
第三实施例下面说明本发明的第三实施例。图7至图8表示本发明的第三实施例的转向轴的连接部分，图7(1)是内轴12B和输入轴22的连接部分的纵剖视图，图7(2)是图7(1)的C-C剖视图。图8(1)是由图7(1)的C-C线剖切的输入轴22的剖视图，图8(2)是由图7(1)的C-C线剖切的弹簧和球的剖面图，图8(3)是由图7(1)的C-C线剖切的内轴12B的剖视图。在以下的说明中，仅说明了与上述实施例不同的构造部分和作用，而省略了重复的说明。
第三实施例是做成用球取代了第二实施例的圆柱状销61，进行内轴12B和输入轴22之间的扭矩的传送的实施例。
即如图8(1)、(3)所示，输入轴22及内轴12B的形状与第二实施例完全相同。而且，将具有与圆柱状销61的外径尺寸相同的直径尺寸的球62用作旋转扭矩传送构件以取代第二实施例的圆柱状销61。
在将中空圆筒状弹簧60和球62各三个交替地装入到内轴12B的六个沟槽42中，并将圆环状的钢丝环70装到环状沟44中的状态下，从图7的右侧向左侧将内轴12B插入输入轴22中。球62的外径尺寸做成比由内轴12B的沟槽42和输入轴22的沟槽52形成的圆柱状的空间的内径尺寸小一些的尺寸。
于是，钢丝环70及中空圆筒状弹簧60被引导到形成于大直径孔53的车身后方侧端部的开口部的倒角部，进行弹性变形缩小直径并插入大直径孔53中。当环状沟44和环状沟54的轴向位置一致时，钢丝环70一面进行弹性变形复原一面扩大直径，成为与环状沟44和环状沟54两者配合的状态。同时，中空圆筒状弹簧60及球62嵌入输入轴22的半圆形的沟槽52中。(参照图7(1)、(2))当将内轴12B插入到输入轴22中时，虽然球62嵌入到输入轴22的半圆形的沟槽52中，但由于在球62与沟槽52及沟槽42之间，在旋转方向及半径方向上有微小的间隙，所以能够轻松地进行内轴12B与输入轴22的组装。
另外，虽然在球62与沟槽52及沟槽42之间有微小的间隙，但由于中空圆筒状弹簧60以被压缩的状态嵌入到由内轴12B的沟槽42和输入轴22的沟槽52形成的圆柱状的空间中，所以在内轴12B和输入轴22之间，不会产生旋转方向及半径方向的松动。另外，即便在内轴12B和输入轴22之间有偏心或倾斜，也能通过中空圆筒状弹簧60的弹力吸收。
在运转操作时，当在内轴12B和输入轴22之间施加旋转扭矩，该旋转扭矩超过中空圆筒状弹簧60的弹力时，球62的外周同时搭接在内轴12B的沟槽42和输入轴22的沟槽52上以传送旋转扭矩。
根据第三实施例，由于球62的外周与内轴12B的沟槽42和输入轴22的沟槽52为点接触，所以在内轴12B和输入轴22之间即便有很大的偏心或倾斜，也能容易地进行组装，并能顺畅地传送旋转扭矩。
第四实施例下面说明本发明的第四实施例。图9至图10表示本发明的第四实施例的转向轴的连接部分，图9(1)是内轴12B和输入轴22的连接部分的纵剖视图，图9(2)是图9(1)的D-D剖视图。图10(1)是由图9(1)的D-D线剖切的输入轴22的剖视图，图10(2)是由图9(1)的D-D线剖切的弹簧的剖面图，图10(3)是由图9(1)的D-D线剖切的内轴12B的剖视图。在以下的说明中，仅说明与上述实施例不同的构造部分和作用，而省略重复的说明。
第四实施例是将施加轴向的趋向力的弹簧附加在内轴12B和输入轴22之间的实施例。
即在内轴12B的车身前方侧端部，在其轴心形成圆柱状孔45，圆柱状孔45的车身前方侧端部敞着口，将螺旋弹簧71(轴向加力构件)插入该圆柱状孔45中。螺旋弹簧71由于其车身前方侧端部突出于内轴12B的车身前方侧端部的开口，并与扭力杆24的车身后方侧端部24A接触，所以对于内轴12B和输入轴22，使其在轴向上相互离开的方向上施加弹簧力。
输入轴22及内轴12B的除上述以外的形状与上述第一实施例完全相同。在第四实施例中，螺旋弹簧71对于内轴12B和输入轴22，总是在轴向使其相互离开的方向上施加弹簧力。因此，由于能消除钢丝环70与环状沟54、44之间的松动，消除内轴12B与输入轴22之间的轴向的松动，因而提高了操舵感。
在上述第一实施例至第四实施例中，与轴垂直的截面为半圆形的突起41、中空圆筒状弹簧60、圆柱状销61及球62各设有三个，但只要至少有一个即可。
第五实施例下面说明本发明的第五实施例。图11至图13表示本发明的第五实施例的转向轴的连接部分，图11(1)是内轴12B和输入轴22的连接部分的纵剖视图，图11(2)是图11(1)的E-E剖视图。图12(1)是由图11(1)的E-E线剖切的输入轴22的剖视图，图12(2)是板簧的纵剖视图，图12(3)是图12(2)的P向视图，图13是由图11(1)的E-E线剖切的内轴12B的剖视图。在以下的说明中，仅说明与上述实施例不同的构造部分和作用，而省略重复的说明。
第五实施例是用一个板簧实现了第四实施例的螺旋弹簧71、中空圆筒状弹簧60、钢丝环70三个构件的功能的实施例。
如图11至图13所示，内轴12B的车身前方侧端部做成实心圆柱状，从车身前方侧端部起按顺序做成直径尺寸为d3的小直径轴部46和直径尺寸为d2的大直径轴部43。小直径轴部46的直径尺寸d3设定为比第一实施例的小直径轴部40的直径尺寸d1小。
在小直径轴部46的外圆周上，沿着小直径轴部46的轴向全长，等间隔(60度间隔)地交替形成与轴垂直的截面为梯形的宽度宽的三个宽幅突起47和与轴垂直的截面为梯形的宽度窄的三个窄幅突起48。三个宽幅突起47的顶点比直径尺寸为d2的大直径轴部43靠内侧一些，三个窄幅突起48的顶点比三个宽幅突起47的顶点靠内侧形成。另外，在三个窄幅突起48的车身后方侧端部形成コ字形槽49。
输入轴22的车身后方侧端部做成中空圆筒状，从车身后方侧端部起按顺序做成直径尺寸为D2的大直径孔53和直径尺寸为D3的小直径孔56。在小直径孔56的内圆周上，等间隔(60度间隔)地形成六个与轴垂直的截面为梯形的宽度宽的宽幅沟57。六个宽幅沟57的顶点在与直径尺寸为D2的大直径孔53相同的圆周上，大直径孔53的圆周成为六个宽幅沟57的外接圆。另外，在大直径孔53的内圆周上，沿着全周形成环状沟54。
内轴12B的小直径轴部46的直径尺寸d3做成比输入轴22的小直径孔56的直径尺寸D3小一些，另外，大直径轴部43的直径尺寸d2做成比大直径孔53的直径尺寸D2小一些。而且，宽幅沟57的圆周方向的宽度做成比宽幅突起47的圆周方向的宽度小一些。这样，内轴12B便能顺利地嵌入到输入轴22内。
当内轴12B嵌入到输入轴22内后，在内轴12B的窄幅突起48和输入轴22的宽幅沟57之间形成三个倒U字形的空间51。将图12(2)～(3)所示的板簧63的倒U字形部631插入该倒U字形的空间51中。倒U字形部631在自由状态下的圆周方向的宽度尺寸做成比倒U字形的空间51的圆周方向的宽度尺寸宽一些。
如图12(2)～(3)所示，板簧63是用压机将一块弹簧钢板经冲孔落料，弯曲成形而成。板簧63具有在中心部形成圆盘部632，从该圆盘部632的外周三个地方向车身后方一侧(图12(2)的右侧)延伸，并在轴心一侧折弯成倒U字形的三处倒U字形部631。在倒U字形部631的车身后方一侧，形成有朝向轴心折弯成U字形的U字形突起633，在U字形突起633的更靠车身后方一侧，形成朝向半径方向外侧倾斜地延伸的卡定端部634。
图12(2)所示的板簧63的轴向长度L1做成比从图11(1)所示的输入轴22的环状沟54的右端到扭力杆24的车身后方侧端部24A的轴向长度L2长一些。
在将板簧63从车身前方一侧插入内轴12B，将板簧63的三个U字形突起633与内轴12B的窄幅突起48的三个コ字形槽49配合的状态下，从图11的右侧向左侧将内轴12B插入输入轴22中。
于是，板簧63的倒U字形部631及卡定端部634被引导到形成于大直径孔53的车身后方侧端部的开口部的倒角部，一面弹性变形一面缩小直径，圆盘部632搭接在扭力杆24的车身后方侧端部24A上。其后，当进一步将内轴12B压入输入轴22中时，板簧63的卡定端部634的右端一面进行弹性变形复原一面扩大直径，便与输入轴22的环状沟54配合。同时，板簧63的倒U字形部631在缩小了直径的状态下嵌入由窄幅突起48和宽幅沟57形成的倒U字形的空间51中。
因此，当将内轴12B完全插入输入轴22中后，由于板簧63的卡定端部634的右端与输入轴22的环状沟54配合，限制内轴12B和输入轴22之间的轴向的相对移动，因此内轴12B不会从输入轴22中拔出。
在内轴12B的宽幅突起47和输入轴22的宽幅沟57之间，由于在旋转方向及半径方向有微小的间隙，所以能够轻松地进行内轴12B与输入轴22的组装。另外，虽然在宽幅突起47和宽幅沟57之间有微小的间隙，但由于板簧63的倒U字形部631以被压缩的状态嵌入到由窄幅突起48和宽幅突沟57形成的倒U字形的空间51中，所以在内轴12B和输入轴22之间不会产生旋转方向及半径方向的松动。
另外，板簧63的圆盘部632搭接在扭力杆24的车身后方侧端部24A上，对于内轴12B和输入轴22施加了使其在轴向的相互离开的方向上的趋向力。因此，由于能消除内轴12B和输入轴22之间的轴向的松动，因而可提高操舵感。
进而，在内轴12B和输入轴22之间即便有偏心或倾斜，也能够通过板簧63的倒U字形部631的弹力吸收。在运转操作时，当在内轴12B和输入轴22之间施加旋转扭矩，该旋转扭矩超过板簧63的倒U字形部631的弹力时，内轴12B的宽幅突起47和输入轴22的宽幅沟57搭接，传送旋转扭矩。
根据第五实施例，由于用一个板簧63就能消除内轴12B和输入轴22之间的轴向的松动，能够防止内轴12B相对于输入轴22在轴向的拔出，以及能消除内轴12B与输入轴22之间在旋转方向及半径方向的松动，所以，能减少零件种类、零件个数以及零件加工费和组装工时。
第六实施例下面说明本发明的第六实施例。图14至图16表示本发明的第六实施例的转向轴的连接部分，图14(1)是内轴12B与输入轴22的连接部分的纵剖视图，图14(2)是图14(1)的F-F剖视图。图15(1)是由图14(1)的F-F线剖切的输入轴22的剖视图，图15(2)是板簧的纵剖视图，图15(3)是图15(2)的Q向视图。图16是由图14(1)的F-F线剖切的内轴12B的剖视图。在以下的说明中，仅说明与上述实施例不同的构造部分和作用，而省略重复的说明。
第六实施例是用一个板簧实现了第一实施例的三个中空圆筒状弹簧60的实施例。
如图14至图16所示，内轴12B的车身前方侧端部做成实心圆柱状，从车身前方侧端部起按顺序做成直径尺寸为d3的小直径轴部46和直径尺寸为d2的大直径轴部43。小直径轴部46的直径尺寸d3设定为比第一实施例的小直径轴部40的直径尺寸d1小。
在小直径轴部46的外圆周上，沿着小直径轴部46的轴向全长，等间隔(60度间隔)地交替形成与轴垂直的截面为梯形的宽度宽的三个宽幅突起47和与轴垂直的截面为梯形的宽度窄的三个窄幅突起481。三个宽幅突起47的顶点位于比直径尺寸为d2的大直径轴部43靠内侧一些，三个窄幅突起48的顶点形成于比三个宽幅突起47的顶点靠内侧。另外，在大直径轴部43的外圆周，沿着全周形成矩形截面的环状沟44。
输入轴22的车身后方侧端部做成中空圆筒状，从车身后方侧端部起按顺序形成直径尺寸为D2的大直径孔53和直径尺寸为D3的小直径孔56。在小直径孔56的内圆周上，等间隔(60度间隔)地形成六个与轴垂直的截面为梯形的宽度宽的宽幅沟57。六个宽幅沟57的顶点在与直径尺寸为D2的大直径孔53相同的圆周上，大直径孔53的圆周成为六个宽幅沟57的外接圆。另外，在大直径孔53的内圆周上，沿着全周形成环状沟54。
内轴12B的小直径轴部46的直径尺寸d3做成比输入轴22的小直径孔56的直径尺寸D3小一些，另外，大直径轴部43的直径尺寸d2做成比大直径孔53的直径尺寸D2小一些。而且，宽幅沟57的圆周方向的宽度做成比宽幅突起47的圆周方向的宽度小一些。这样，内轴12B就能顺利地嵌入到输入轴22内。
当将内轴12B嵌入输入轴22内后，在内轴12B的窄幅突起481和输入轴22的宽幅沟57之间，形成三个倒U字形的空间511。第六实施例的窄幅突起481的圆周方向的宽度和半径方向的高度设定得比第五实施例的窄幅突起48都更小。因此，第六实施例的倒U字形的空间511的圆周方向的宽度和半径方向的高度设定得比第五实施例的倒U字形的空间51都更宽。
将图15(2)～(3)所示的板簧64的反凹字部641插入到该倒U字形的空间511中。板簧64的反凹字部641在自由状态下的圆周方向的外部宽度尺寸做成比倒U字形的空间511的圆周方向的宽度尺寸宽一些。另外，反凹字部641在自由状态下的圆周方向的内部宽度尺寸做成比窄幅突起481的圆周方向的宽度尺寸窄一些。
如图15(2)～(3)所示，板簧64是用压机将一块弹簧钢板经冲孔落料，弯曲成形而成。板簧64具有在中心部形成六角形部分642，从该六角形部分642的外周三个地方向车身后方一侧(图15(2)的右侧)延伸，在轴心一侧折弯成一个倒U字形后，再向外侧折弯成山形的三处反凹字部641。因此，与第五实施例的板簧63的倒U字形部631相比，由于增大了可弹性变形的量，所以能吸收内轴12B和输入轴22的制造误差，能实现松动的吸收。
另外，在板簧64的六角形部分642上，在反凹字部641之间，形成从外周三个地方放射状延伸的梯形的搭接部643。搭接部643的圆周方向的宽度和半径方向的高度设定得比内轴12B的宽幅突起47都更小些。
将圆环状的钢丝环70安装在环状沟44中，且将板簧64从车身前方一侧插入内轴12B，用板簧64的三个反凹字部641，以弹簧力夹住内轴12B的窄幅突起481的状态下，从图14的右侧向左侧将内轴12B插入输入轴22中。
于是，钢丝环70及反凹字部641被引导到形成于大直径孔53的车身后方侧端部的开口部的倒角部，一面弹性变形一面缩小直径，当环状沟44和环状沟54的轴向位置一致时，钢丝环70一面进行弹性变形复原一面扩大直径，成为与环状沟44和环状沟54两者配合的状态。同时，板簧64的反凹字部641在缩小了直径的状态下，嵌入由窄幅突起481和宽幅沟57形成的倒U字形的空间511中。
因此，当内轴12B完全插入输入轴22中时，由于钢丝环70与输入轴22的环状沟54和内轴12B的环状沟44配合，限制内轴12B和输入轴22之间的轴向的相对移动，所以内轴12B不会从输入轴22中拔出。
在内轴12B的宽幅突起47与输入轴22的宽幅沟57之间，由于在旋转方向及半径方向上有微小的间隙，所以能够轻松地进行内轴12B与输入轴22的组装。另外，虽然在宽幅突起47和宽幅沟57之间有微小的间隙，但由于板簧64的反凹字部641以被压缩的状态嵌入到由窄幅突起481和宽幅沟57形成的倒U字形的空间511中，所以在内轴12B和输入轴22之间不会产生旋转方向及半径方向的松动。
形成于输入轴22的小直径孔50上的车身后方侧端部50A从内径一侧向外径一侧向图14的右侧倾斜。因此，当内轴12B完全插入输入轴22中后，板簧64的搭接部643的半径方向外侧的端部便搭接在输入轴22的车身后方侧端部50A的外径一侧，产生弹性变形，并对内轴12B和输入轴22施加在轴向使其相互离开的方向的趋向力。因此，由于能消除内轴12B和输入轴22之间轴向的松动，因而能提高操舵感。
进而，在内轴12B和输入轴22之间即便有偏心或倾斜，也能够通过板簧64的反凹字部641的弹力吸收。在运转操作时，当在内轴12B和输入轴22之间施加旋转扭矩，该旋转扭矩超过板簧64的反凹字部641的弹力时，内轴12B的宽幅突起47与输入轴22的宽幅沟57搭接，传送旋转扭矩。
根据第六实施例，即便内轴12B和输入轴22之间的旋转方向及半径方向的松动较大，由于用一个板簧64也能吸收该松动，所以能容易地进行组装，可减少零件数，降低零件加工费用和组装工时。
第七实施例下面说明本发明的第七实施例。图17至图18表示本发明的第七实施例的转向轴的连接部分，图17(1)是连接部分的纵剖视图，图17(2)是图17(1)的G-G剖视图。图18(1)是由图17(1)的G-G线剖切的输入轴22的剖视图，图18(2)是由图17(1)的G-G线剖切的内轴12B的剖视图，图18(3)是板簧的纵剖视图，图18(4)是图18(3)的R向视图。在以下的说明中，仅说明与上述实施例不同的构造部分和作用，而省略重复的说明。
第七实施例是用弹性材料一体成形板簧的实施例。如图17至图18所示，由于内轴12B的车身前方侧端部的形状及输入轴22的车身后方侧端部的形状与第六实施例完全相同，所以省略其详细的说明。
将图18(3)～(4)所示的板簧65的反凹字部651插入到形成于内轴12B的窄幅突起481和输入轴22的宽幅沟57之间的倒U字形的空间中。板簧65的反凹字部651在自由状态下的圆周方向的外部宽度尺寸做成比倒U字形的空间的圆周方向的宽度尺寸宽一些。另外，反凹字部651在自由状态下的圆周方向的内部宽度尺寸做成比窄幅突起481的圆周方向的宽度尺寸窄一些。
如图18(3)～(4)所示，第七实施例的板簧65是利用注射成形机将热塑性弹性体等的弹性材料注射成形并做成一体。在板簧65上，形成在中心部所形成的三角形部分652和从该三角形部分652的外周三个地方向半径方向外侧延伸的三个延长部分653。延长部分653的半径方向外端向车身后方一侧(图18(3)的右侧)延伸，轴心一侧形成倒U字形的反凹字部651。
将圆环状的钢丝环70安装在环状沟44中，且将板簧65从车身前方一侧插入内轴12B，利用板簧65的三个反凹字部651，在以弹力夹住内轴12B的窄幅突起481的状态下，从图17的右侧向左侧将内轴12B插入输入轴22中。
于是，钢丝环70及反凹字部651被引导到形成于大直径孔53的车身后方侧端部的开口部的倒角部，一面弹性变形一面缩小直径，当环状沟44和环状沟54的轴向位置一致时，钢丝环70一面进行弹性变形复原一面扩大直径，成为与环状沟44和环状沟54两者配合的状态。同时，板簧65的反凹字部651以被压缩的状态嵌入到由窄幅突起481和宽幅沟57形成的倒U字形的空间中。
因此，当内轴12B完全插入输入轴22时，由于钢丝环70与输入轴22的环状沟54和内轴12B的环状沟44配合，限制内轴12B与输入轴22之间的轴向的相对移动，所以内轴12B不会从输入轴22中拔出。
在内轴12B的宽幅突起47和输入轴22的宽幅沟57之间，由于在旋转方向及半径方向有微小的间隙，所以能够轻松地进行内轴12B与输入轴22的组装。另外，虽然在宽幅突起47与宽幅沟57之间有微小的间隙，但由于板簧65的反凹字部651以被压缩的状态嵌入到由窄幅突起481和宽幅沟57形成的倒U字形的空间中，所以在内轴12B和输入轴22之间不会产生旋转方向及半径方向的松动。
当内轴12B完全插入输入轴22后，板簧65的三角形部分652、延长部分653的车身前方侧端面搭接在输入轴22的车身后方侧端部50A上，被夹持在内轴12B的车身前方侧端部122B和输入轴22的车身后方侧端部50A之间，在轴向上被压缩，对内轴12B和输入轴22施加在轴向上使其相互离开方向的趋向力。因此，由于能消除内轴12B与输入轴22之间的轴向的松动，因而能提高操舵感。
进而，在内轴12B与输入轴22之间即便有偏心或倾斜，也能通过板簧65的反凹字部651的弹力吸收。在运转操作时，当在内轴12B与输入轴22之间施加旋转扭矩，该旋转扭矩超过板簧65的反凹字部651的弹力时，内轴12B的宽幅突起47与输入轴22的宽幅沟57搭接，传送旋转扭矩。
在第七实施例中，由于能够通过弹性材料制的板簧65的弹力降低传递到转向轮11的车轮一侧的振动，所以转向轮11的操作变得舒适。另外，如果在弹性材料制的板簧65的表面施加氟涂层，由于能使板簧65的组装变得容易，同时提高弹性材料制的板簧65的耐磨耗性，更为理想。
第八实施例下面说明本发明的第八实施例。图19至图20表示本发明的第八实施例的转向轴的连接部分，图19(1)是连接部分的纵剖视图，图19(2)是图19(1)的H-H剖视图。图20(1)是由图19(1)的H-H线剖切的输入轴22的剖视图，图20(2)是由图19(1)的H-H线剖切的内轴12B的剖视图，图20(3)是板簧的纵剖视图，图20(4)是图20(3)的S向视图。在以下的说明中，仅说明与上述实施例不同的构造部分和作用，而省略重复的说明。
第八实施例是将板状的弹簧钢与第七实施例的弹性材料制的板簧65做成一体的实施例。
如图19至图20所示，由于内轴12B的车身前方侧端部的形状及输入轴22的车身后方侧端部的形状与第七实施例完全相同，因而省略其详细的说明。
即如图20(3)～(4)所示，第八实施例的板簧66是利用注射成形机将热塑性弹性体等的弹性材料注射成形，与板状的弹簧钢661、662做成一体。在板簧66上，形成有与第七实施例的板簧65相同形状的弹性材料制的三角形部分652、延长部分653及反凹字部651，板状的弹簧钢661分别与三个地方的反凹字部651的外侧一体成形。另外，板状的弹簧钢662与三角形部分652和延长部分653的车身前方一侧的端面一体成形。
在第八实施例中，由于在弹性材料的弹力上付加了弹簧钢661、662的弹力，所以板簧66自身的强度提高，板簧66的操作变得简单，同时，板簧66的组装也变得容易。另外，由于在弹性材料的弹力上付加了弹簧钢661、662的弹力，所以内轴12B和输入轴22之间在旋转方向及半径方向的结合刚性提高，同时，能够进一步消除内轴12B与输入轴22之间的轴向的松动。
第九实施例下面说明本发明的第九实施例。图21至图22表示本发明的第九实施例的转向轴的连接部分，图21(1)是连接部分的纵剖视图，图21(2)是图21(1)的I-I剖视图。图22(1)是由图21(1)的I-I线剖切的输入轴22的剖视图，图22(2)是由图21(1)的I-I线剖切的内轴12B的剖视图，图22(3)是板簧的纵剖视图，图22(4)是图22(3)的T向视图。在以下的说明中，仅说明与上述实施例不同的构造部分和作用，而省略重复的说明。
第九实施例是将弹性材料一体成形在第六实施例的弹簧钢制的板簧64的反凹字部641的空间中的实施例。
如图21至图22所示，由于内轴12B的车身前方侧端部的形状及输入轴22的车身后方侧端部的形状与第六实施例完全相同，因而省略其详细的说明。
即如图22(3)～(4)所示，第九实施例的板簧67形成与第六实施例的板簧64相同形状的弹簧钢制的六角形部分642、三个地方的反凹字部641及梯形的搭接部643，在三个地方的反凹字部641的反凹字形的空间形成将弹性材料一体成形的反凹字弹性体部671。
在第九实施例中，由于在弹簧钢制的反凹字部641的弹力上付加了反凹字弹性体部671的弹力，所以内轴12B和输入轴22之间在旋转方向及半径方向的结合刚性进一步提高。
第十实施例下面说明本发明的第十实施例。图23是本发明的第十实施例的带局部剖的剖视图，表示辅助装置的马达轴和蜗杆轴的连接部分。图24(1)是图23的J-J剖视图，图24(2)是由图23的J-J线剖切的蜗杆轴的剖视图，图24(3)是由图23的J-J线剖切的马达轴的剖视图。在以下的说明中，仅说明与上述实施例不同的构造部分和作用，而省略重复的说明。
第十实施例是适用于辅助装置的马达轴(上位一侧转向轴)与蜗杆轴(下位一侧转向轴)的连接部分的实施例。如图23所示，在中间部位具有蜗杆27的蜗杆轴271通过轴承272、273可旋转地支撑在齿轮箱21上，蜗杆27与可旋转地支撑在齿轮箱21上的蜗轮25相啮合，构成减速机构。安装在齿轮箱21中的电动机26的马达轴262连接在蜗杆轴271的右端，将电动机26的旋转传送到蜗杆轴271。
如图24(3)所示，马达轴262做成实心圆柱状，从图23的左端起按顺序做成直径尺寸为d3的小直径轴部46和直径尺寸为d2的大直径轴部43。
在小直径轴部46的外圆周上，沿着小直径轴部46的轴向全长，等间隔(60度间隔)地交替形成与轴垂直的截面为梯形的宽度宽的三个宽幅突起47和与轴垂直的截面为梯形的宽度窄的窄幅突起481。三个宽幅突起47的顶点处于比直径尺寸为d2的大直径轴部43靠内侧一些，三个窄幅突起481的顶点做成比三个宽幅突起47的顶点更靠内侧。
蜗杆轴271的右端部做成中空圆筒状，从右端部起按顺序形成直径尺寸为D2的大直径孔53和直径尺寸为D3的小直径孔56。在小直径孔56的内圆周上，等间隔(60度间隔)地形成六个与轴垂直的截面为梯形的宽度宽的宽幅沟57。六个宽幅沟57的顶点在与直径尺寸为D2的大直径孔53相同的圆周上，大直径孔53的圆周成为六个宽幅沟57的外接圆。
马达轴262的小直径轴部46的直径尺寸d3做成比蜗杆轴271的小直径孔56的直径尺寸D3小一些，另外，大直径轴部43的直径尺寸d2做成比大直径孔53的直径尺寸D2小一些。而且，宽幅沟57的圆周方向的宽度做成比宽幅突起47的圆周方向的宽度小一些。这样，马达轴262就能顺利地嵌入蜗杆轴271内。
将上述第七实施例说明了的图18(3)～(4)的弹性材料制的板簧65的反凹字部651插入到在马达轴262的窄幅突起481和蜗杆轴271的宽幅沟57之间所形成的倒U字形的空间中。板簧65的反凹字部651在自由状态下的圆周方向的外部宽度尺寸做成比倒U字形的空间的圆周方向的宽度尺寸宽一些。另外，反凹字部651在自由状态下的圆周方向的内部宽度尺寸做成比窄幅突起481的圆周方向的宽度尺寸窄一些。
由于板簧65具有与第七实施例的板簧65完全相同的形状，所以省略其详细的形状说明和安装到马达轴262上的方法。
因此，当马达轴262完全插入到蜗杆轴271中后，在马达轴262的宽幅突起47和蜗杆轴271的宽幅沟57之间，由于在旋转方向及半径方向有微小的间隙，所以能够轻松地进行马达轴262与蜗杆轴271的组装。另外，虽然在宽幅突起47和宽幅沟57之间有微小的间隙，但由于板簧65的反凹字部651以被压缩的状态嵌入到由窄幅突起481与宽幅沟57形成的倒U字形的空间中，所以在马达轴262与蜗杆轴271之间不会产生旋转方向及半径方向的松动。
进而，为了消除蜗杆27和蜗轮25之间的间隙，当调整蜗杆27和蜗轮25之间的中心之间的距离时，则在马达轴262和蜗杆轴271之间会产生偏心或倾斜。但是，利用板簧65的反凹字部651的弹力能够吸收偏心或倾斜。当电动机26动作时，在马达轴262和蜗杆轴271之间产生旋转扭矩，当该旋转扭矩超过板簧65的反凹字部651的弹力时，马达轴262的宽幅突起47与蜗杆轴271的宽幅沟57搭接，传送旋转扭矩。
在第十实施例中，作为连接马达轴262和蜗杆轴271的机构，由于不使用现有的动力传动万向节，所以电动机26轴向的安装尺寸缩短，有利于配置在狭窄的车内的情况。在第十实施例中，虽使用了第七实施例说明了的弹性材料制的板簧65，但也可以使用第八实施例及第九实施例说明了的弹簧钢和弹性材料的复合材料制的板簧66或67。另外，还可以使用由第一实施例至第六实施例说明了的弹簧钢制的中空圆筒状弹簧60或弹簧钢制的板簧63、64。
第十一实施例下面说明本发明的第十一实施例。图25是表示本发明的第十一实施例的辅助装置组装前的状态的纵剖视图，图26是表示本发明的第十一实施例的辅助装置组装后的状态的纵剖视图。图27(1)是图26的K-K剖视图，图27(2)是由图26的K-K线剖切的蜗轮的剖视图，图27(3)是由图26的K-K线剖切的小齿轮轴的剖视图。在以下的说明中，仅说明与上述实施例不同的构造和作用，而省略重复的说明。
第十一实施例是适用于辅助装置的蜗轮(上位一侧转向轴)和小齿轮轴(下位一侧转向轴)的连接部分的实施例，图25至图27所示的辅助装置8是齿轮辅助式的电动转向装置。
即辅助装置8是由内部装有蜗杆83及蜗轮84等的蜗轮蜗杆减速机构的上侧的操舵辅助部分组合体81和内部装有齿条85及小齿轮86的下侧的齿轮齿条组合体82的这二个部件构成的，将这二个部件分别组装，确认其性能后再结合成一体。
输入轴87通过球轴承812可旋转地支撑在操舵辅助部分组合体81的齿轮箱811上。输入轴87通过未图示的转向轴与转向轮连接。上端通过销871连接在输入轴87上的扭力杆872的下端通过压入到蜗轮84的上端部连接在一起。
检测作用于扭力杆872的扭矩的扭矩传感器873安装在输入轴87的下端与齿轮箱811之间。当操作转向轮使输入轴87旋转时，该旋转力通过扭力杆872传送到蜗轮84。这时，由于舵轮一侧的阻力，在连接输入轴87和蜗轮84的扭力杆872上产生扭转，扭矩传感器873能将该扭转作为感应系数的变化进行检测。
从该检测结果可检测出作用于扭力杆872的扭矩，以所需要的操舵辅助力来驱动电动机813，使蜗杆83旋转。蜗杆83的旋转通过蜗轮84、小齿轮轴861、小齿轮86传送到齿条85，通过连接在齿条85上的未图示的拉杆变更舵轮的方向。
与蜗轮蜗杆减速机构的蜗杆83啮合的蜗轮84的轴套部841的上端及下端通过轴承814、815可旋转地支撑在齿轮箱811及盖816上并能阻止其轴向移动。
在保持下端的轴承815的盖816上形成有阴螺纹817，螺栓818的阳螺纹8181拧进阴螺纹817中，将盖816与齿轮箱811固定成一体。因此，操舵辅助部分组合体81被组装成一个完成了的部件，能够单独测定操舵辅助扭矩值及摩擦系数等性能。
成形有小齿轮86的小齿轮轴861的上端通过球轴承822支撑在齿轮齿条组合体82的齿条箱821上。安装在小齿轮轴861的环形沟8611中且被铆接了的铆接环8612将球轴承822的内圈夹在与小齿轮轴861的台肩之间。另外，球轴承822的外圈被压入形成于齿条箱821上的轴承孔823中，通过与该轴承孔823的阴螺纹824螺纹连接的环形螺母825压住，固定在齿条箱821上。
小齿轮轴861的下端部通过滚针轴承826仅在径向上支撑在齿条箱821上。这样，小齿轮轴861通过球轴承822可旋转地支撑并可阻止其轴向移动。因此，齿轮齿条组装体82被组装成一个完成了的部件，能够单独地测定调整的间隙及摩擦系数等的性能。
可利用调节罩852一直将滚柱851推压在与小齿轮86啮合的齿条85的背面。滚柱851通过滚针轴承854可旋转地支撑在轴853上。调节罩852通过螺旋弹簧将滚柱851推压在齿条85的背面。因此，可消除小齿轮86和齿条85的啮合部的间隙，使齿条85顺畅地移动。
操舵辅助部分组合体81和齿轮齿条组合体82的结合通过将形成于齿条箱821的上端的阳配合部827与形成于盖816的下端的阴配合部819嵌合，并将螺母828拧进螺栓818下端的阳螺纹8181上来实现。
如图27(3)所示，小齿轮轴861的上端部做成实心圆柱状，从图25的上端起按顺序形成直径尺寸为d3的小直径轴部46和直径尺寸为d2的大直径轴部43。
在小直径轴部46的外圆周上，沿着小直径轴部46的轴向全长，等间隔地(60度间隔)地交替形成与轴垂直的截面为梯形的宽度宽的三个宽幅突起47和与轴垂直的截面为梯形的宽度窄的三个窄幅突起481。三个宽幅突起47的顶点位于比直径尺寸为d2的大直径轴部43靠内侧一些，三个窄幅突起481的顶点做成比三个宽幅突起47的顶点靠内侧。
蜗轮84的轴套部841的下端部做成中空圆筒状，从下端部起按顺序形成直径尺寸为D2的大直径孔53和直径尺寸为D3的小直径孔56。在小直径孔56的内圆周上，等间隔(60度间隔)地形成六个与轴垂直的截面为梯形的宽度宽的宽幅沟57。六个宽幅沟57的顶点在与直径尺寸为D2的大直径孔53相同的圆周上，大直径孔53的圆周成为六个宽幅沟57的外接圆。
小齿轮轴861的小直径轴部46的直径尺寸d3做成比轴套部841的小直径孔56的直径尺寸D3小一些，而大直径轴部43的直径尺寸d2做成比大直径孔53的直径尺寸D2小一些。进而，宽幅沟57的圆周方向的宽度做成比宽幅突起47的圆周方向的宽度小一些。这样，在操舵辅助部分组合体81和齿轮齿条组合体82结合时，小齿轮轴861便能顺利地嵌入蜗轮84的轴套部841中。
将上述第七实施例说明了的图18(3)～(4)的弹性材料制的板簧65的反凹字部651插入到在小齿轮轴861的窄幅突起481和轴套部841的宽幅沟57之间所形成的倒U字形的空间中。板簧65的反凹字部651在自由状态下的圆周方向的外部宽度尺寸做成比倒U字形的空间的圆周方向的宽度尺寸宽一些。另外，反凹字部651在的自由状态下的圆周方向的内部宽度尺寸做成比窄幅突起481的圆周方向的宽度尺寸窄一些。
板簧65由于具有与第七实施例的板簧65完全相同的形状，因而省略其详细的说明和将其装到小齿轮轴861上的方法。
因此，当将小齿轮轴861完全插入轴套部841后，在小齿轮轴861的宽幅突起47和轴套部841的宽幅沟57之间，由于在旋转方向及半径方向上有微小的间隙，所以能够轻松地进行小齿轮轴861和轴套部841的组装。另外，虽然在宽幅突起47和宽幅沟57之间有微小的间隙，但板簧65的反凹字部651以被压缩的状态嵌入到由窄幅突起481和宽幅沟57形成的倒U字形的空间中。因此，在小齿轮轴861和轴套部841之间不会产生旋转方向及半径方向的松动，能够防止噪音的发生。
进而，即便在小齿轮轴861和轴套部841之间产生偏心或倾斜，也能够通过板簧65的反凹字部651的弹力吸收。在电动机813作动时，在小齿轮轴861和轴套部841之间施加旋转扭矩，当该旋转扭矩超过板簧65的反凹字部651的弹力时，小齿轮轴861的宽幅突起47与轴套部841的宽幅沟57搭接，传送旋转扭矩。
在第十一实施例中，虽使用了第七实施例说明了的弹性材料制的板簧65，但也可以使用第八实施例及第九实施例说明了的弹簧钢和弹性材料的复合材料制的板簧66或67。另外，还可以使用第一实施例至第六实施例说明了的弹簧钢制的中空圆筒状弹簧60或弹簧钢制的板簧63、64。
在上述实施例中，虽然做成上位一侧的内轴12B为阳，下位一侧的输入轴22为阴的配合，但也可以做成上位一侧的内轴12B为阴，下位一侧的输入轴22为阳的配合。另外，在上述实施例中，虽然说明了适用于转向轴和操舵辅助部分的连接部分、操舵辅助部分的蜗轮与小齿轮轴的连接部分、马达轴和蜗杆轴的连接部分的例子，但也能够适用于构成转向装置的任意地方的轴的连接部分。
权利要求
1.一种转向装置，其特征在于，具备上位一侧转向轴；将上述上位一侧转向轴的旋转传送到转向齿轮的下位一侧转向轴；设于上述上位一侧转向轴和下位一侧转向轴的配合部的任意一方的配合突起；设于上述上位一侧转向轴和下位一侧转向轴的配合部的任意另一方，相对于上述配合突起在旋转方向有间隙地进行配合的配合沟槽；以及，设于上述配合部，在上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间施加旋转方向的趋向力的旋转方向加力构件。
2.根据权利要求1所述的转向装置，其特征在于上述配合沟槽相对于上述配合突起在半径方向有间隙地进行配合，上述旋转方向加力构件在上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间还施加半径方向的趋向力。
3.根据权利要求1或2所述的转向装置，其特征在于在上述配合部的圆周上设置多个上述配合突起。
4.一种转向装置，其特征在于，具备上位一侧转向轴；将上述上位一侧转向轴的旋转传送到转向齿轮的下位一侧转向轴；在上述上位一侧转向轴和下位一侧转向轴的配合部，设于上述上位一侧转向轴和下位一侧转向轴两者上的配合沟槽；横跨上述两者的配合沟槽所插入的、相对于上述配合沟槽在旋转方向有间隙地进行配合的旋转扭矩传送构件；以及，设于上述配合部，在上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间施加旋转反向的趋向力的旋转方向加力构件。
5.根据权利要求4所述的转向装置，其特征在于上述旋转扭矩传送构件相对于上述配合沟槽在半径方向有间隙地进行配合，上述旋转方向加力构件在上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间还施加半径方向的趋向力。
6.根据权利要求4或5所述的转向装置，其特征在于在上述配合部的圆周上设置多个上述旋转扭矩传送构件。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的转向装置，其特征在于上述旋转扭矩传送构件是销或球的任一种。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的转向装置，其特征在于，还具备设于上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴的配合部，在上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间施加轴向的趋向力的轴向加力构件。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的转向装置，其特征在于上述下位一侧转向轴是施加与转向轮的操舵扭矩成比例的操舵辅助力的操舵辅助部分的输入轴。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的转向装置，其特征在于，还具备设于上述上位一侧转向轴和下位一侧转向轴的配合部，限制上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间的轴向相对移动的移动限制构件。
11.根据权利要求10所述的转向装置，其特征在于上述移动限制构件具备在上述配合部，设于上述上位一侧转向轴与下位一侧转向轴两者的环状沟；以及，与上述两者的环状沟配合，限制上位一侧转向轴与下位一侧转向轴之间的轴向相对移动的环状的限制构件。
12.根据权利要求11所述的转向装置，其特征在于上述环状的限制构件是钢丝环或O形圈的任一种。
13.一种转向装置，其特征在于，具备产生与操舵扭矩对应的辅助操舵扭矩的马达轴；使上述马达轴的旋转减速并传送到转向齿轮的蜗杆轴；设于上述马达轴和蜗杆轴的配合部的任一方的配合突起；设于上述马达轴和蜗杆轴的配合部的任一另一方，相对于上述配合突起在旋转方向有间隙地进行配合的配合沟槽；以及，设于上述配合部，在上述马达轴与蜗杆轴之间施加旋转方向的趋向力的旋转方向加力构件。
14.一种转向装置，其特征在于，具备产生与操舵扭矩对应的辅助操舵扭矩的马达轴；对上述马达轴的旋转进行减速并进行传送的蜗轮；将上述蜗轮的旋转传送到齿条的小齿轮轴；设于上述蜗轮与小齿轮轴的配合部的任一方的配合突起；设于上述蜗轮与小齿轮轴的配合部的任一另一方，相对于上述配合突起在旋转方向有间隙地进行配合的配合沟槽；以及，设于上述配合部，在上述蜗轮与小齿轮轴之间施加旋转方向的趋向力的旋转方向加力构件。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的转向装置，其特征在于在上述配合部的圆周上设有多个上述旋转方向加力构件。
16.根据权利要求15所述的转向装置，其特征在于上述旋转方向加力构件由多个中空圆筒状弹簧构成。
17.根据权利要求15所述的转向装置，其特征在于上述旋转方向加力构件由一个板簧构成。
18.根据权利要求17所述的转向装置，其特征在于上述一个板簧兼用作施加上述轴向的趋向力的轴向加力构件和限制上述轴向的移动的移动限制构件。
19.根据权利要求17所述的转向装置，其特征在于上述一个板簧由弹性材料成形而成。
20.根据权利要求17所述的转向装置，其特征在于上述一个板簧由弹簧钢和弹性材料一体成形而成。
全文摘要
本发明涉及一种转向装置，其上位一侧转向轴与下位一侧转向轴的连接作业容易，且没有连接后的松动，并降低了零件的制作成本。当将内轴(12B)完全插入输入轴(22)后，钢丝环(70)与环状沟(44)和环状沟(54)两者配合，限制内轴与输入轴之间的轴向的相对移动。在内轴(12B)的突起(41)与输入轴(22)的沟槽(52)之间，由于在旋转方向及半径方向有微小的间隙，所以能够轻松地进行内轴与输入轴的组装。另外，由于中空圆筒状弹簧(60)以被压缩的状态嵌入到由内轴(12B)的沟槽(42)与输入轴(22)的沟槽(52)形成的圆柱状的空间中，所以在内轴和输入轴之间不会产生旋转方向及半径方向的松动。
文档编号B62D1/16GK1766359SQ200510114538
公开日2006年5月3日 申请日期2005年10月24日 优先权日2004年10月25日
发明者濑川彻, 惠田广, 力石一穗 申请人:日本精工株式会社