(57)【要約】【課題】衝突事故時の突き上げ力に対して、設計通りに確実な動作を起こすステアリング中間軸を提供する。【解決手段】一対の軸部材７１，７２の端部に形成された平面部同士を重ね合わせ、かつ、複数個のボルト７３〜７５により締結して、全体として１本の軸体を成し、回転トルクの伝達部材となるステアリング中間軸７において、平面部７１ｐ，７２ｐは軸体の軸方向に平行な平面であり、平面部７１ｐには、軸体を軸方向に圧縮する力が付与されたときボルト７４を当該軸方向に対して斜めに案内可能な案内孔７１ａと、一対の軸部材７１，７２の連結軸となる他のボルト７３を通す軸孔７１ｂとが形成されている構成とする。衝突事故時には、案内孔７１ａがボルト７４を軸方向に対して斜めに案内することにより屈折動作が誘発され、他のボルト７３を屈折軸として平面部同士を擦りながらの屈折動作が引き起こされる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に平面部が形成され、他端に自在継手が取り付けられる軸部材を一対備え、それらの平面部同士を重ね合わせ、かつ、複数個の締結部材により締結して、全体として１本の軸体を成し、回転トルクの伝達部材となるステアリング中間軸であって、
前記平面部は前記軸体の軸方向に平行な平面であり、
一対の前記平面部のうち少なくとも一方の平面部には、前記軸体を軸方向に圧縮する力が付与されたとき一の前記締結部材を当該軸方向に対して斜めに案内可能な案内孔と、一対の前記軸部材の連結軸となる他の前記締結部材を通す軸孔とが形成されていることを特徴とするステアリング中間軸。
【請求項２】
前記軸孔は、前記軸方向に平行な長孔として形成されている請求項１記載のステアリング中間軸。
【請求項３】
前記力に対して、一対の前記平面部及び前記締結部材の相互間の摩擦のみによって抗する請求項１又は２に記載のステアリング中間軸。
【請求項４】
前記力が付与されたとき当該軸孔に通された前記締結部材が移動していく先端側の孔縁部は、基端側の孔縁部より板厚が薄く形成されている請求項２記載のステアリング中間軸。
【請求項５】
前記案内孔は、案内する締結部材を孔から離脱させ得る開いた長孔である請求項１〜４のいずれか１項に記載のステアリング中間軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のステアリング装置における中間軸（インターミーディエイト・シャフト）として使用されるステアリング中間軸に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリング中間軸は、ステアリングホイールに接続されたステアリングシャフトと、ラックアンドピニオン装置等の車輪を操舵する装置との間に設けられる部材であり、その両端に接続された自在継手によって軸角度を変えながら回転トルクを伝達する。
【０００３】
車両が衝突事故を起こすと、ステアリング中間軸を介してステアリングシャフトを運転者側に押し上げようとする力が働く場合があり、その場合には、ステアリングシャフトやステアリングホイールが運転者に危害を及ぼす可能性がある。そこで、衝突事故により下から突き上げる力がステアリング中間軸に作用した場合、その力を遮断する機能を有するステアリング中間軸の構造が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照。）。このような構造では、下方の軸部材と上方の軸部材とが互いに接続されており、接続部分は、衝突事故時の突き上げ力によって分離されるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】特開平４−３１０４６７号公報
【特許文献２】実開平６−８１８６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような従来のステアリング中間軸では、分離させるために必要な力にばらつきが生じ、必ずしも設計通りの力で分離動作しないという問題点があった。
かかる従来の問題点に鑑み、本発明は、衝突事故時の突き上げ力に対して、設計通りに確実な動作を起こすステアリング中間軸を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、一端に平面部が形成され、他端に自在継手が取り付けられる軸部材を一対備え、それらの平面部同士を重ね合わせ、かつ、複数個の締結部材により締結して、全体として１本の軸体を成し、回転トルクの伝達部材となるステアリング中間軸であって、
前記平面部は前記軸体の軸方向に平行な平面であり、一対の前記平面部のうち少なくとも一方の平面部には、前記軸体を軸方向に圧縮する力が付与されたとき一の前記締結部材を当該軸方向に対して斜めに案内可能な案内孔と、一対の前記軸部材の連結軸となる他の前記締結部材を通す軸孔とが形成されていることを特徴とする。
【０００７】
上記のような構成において、例えば衝突事故時にステアリング中間軸を突き上げる力が作用し、それによって、軸体をその軸方向に圧縮する力が付与されたとき、案内孔が一の締結部材を軸方向に対して斜めに案内することにより屈折動作が誘発され、軸孔に通された他の締結部材を屈折軸として平面部同士を擦りながらの屈折動作が引き起こされる。
【０００８】
また、上記ステアリング中間軸において、軸孔は、軸方向に平行な長孔として形成されていてもよい。
この場合、ステアリング中間軸の軸体をその軸方向に圧縮する力が付与されたとき、屈折軸となる締結部材が長孔内を円滑に相対移動する一方で、他の締結部材は案内孔内を円滑に相対移動する。すなわち、２つの締結部材は相対移動方向が互いに異なるので、確実に屈折動作が引き起こされる。
【０００９】
また、上記ステアリング中間軸において、力に対して、一対の平面部及び締結部材の相互間の摩擦のみによって抗するようにしてもよい。
この場合、ステアリング中間軸を突き上げる力が摩擦力を上回れば屈折動作が引き起こされる。従って、例えば締結部材の締め付けトルクを増減することで所望の摩擦力を設定すれば、屈折動作を引き起こす力を設定することができる。
【００１０】
また、上記ステアリング中間軸において、力が付与されたとき当該軸孔に通された締結部材が移動していく先端側の孔縁部は、基端側の孔縁部より板厚が薄く形成されていてもよい。
この場合、軸孔に対して相対的に締結部材が移動し始めると、軸孔の孔縁部と締結部材との摩擦力が低下する。従って、より円滑な屈折動作を生じさせることができる。
【００１１】
また、上記ステアリング中間軸において、案内孔は、案内する締結部材を孔から離脱させ得る開いた長孔であってもよい。
この場合、屈折動作により締結部材が孔から離脱して、大きく屈折することが可能となる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のステアリング中間軸によれば、衝突事故時の突き上げ力に対して、設計通りに確実な動作を起こすステアリング中間軸を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
《第１実施形態》
図１は、本発明の第１実施形態に係るステアリング中間軸を含むステアリング装置１の概略を示す側面図である。図において、ステアリングホイール２は、ステアリングコラム３内で軸周りに回転自在に支持されたステアリングシャフト４と接続されている。さらに、ステアリングシャフト４の下端には、上下端部にそれぞれ自在継手５，６が取り付けられたステアリング中間軸７が接続されている。下端側の自在継手６のその先には、操向車輪（図示せず。）の舵角を操るラックアンドピニオン装置８のラック軸９が接続されている。電動パワーステアリング装置の場合には、さらにモータやトルク検出装置が設けられるが、ここでは省略し、基本的な系統のみを示している。
【００１４】
上記のように構成されたステアリング装置１においては、ステアリングホイール２の操舵に基づく回転トルクが、ステアリングシャフト４からステアリング中間軸７を介してラックアンドピニオン装置８に伝達される。すなわち、ステアリング中間軸７は、回転トルクの伝達部材である。また、自在継手５，６により、軸の傾斜角度が異なるステアリングシャフト４とピニオン軸９との間で、円滑に回転トルクを伝達することが可能となっている。
【００１５】
図２は、ステアリング中間軸７の拡大図であり、（ａ）が正面図であるとすれば、（ｂ）は側面図である。図において、ステアリング中間軸７は、一対の軸部材７１，７２と、締結部材としてのボルト７３〜７５とを備えている。軸部材７１の一端には平面部７１ｐが形成され、他端には自在継手６が取り付けられている。同様に、軸部材７２の一端には平面部７２ｐが形成され、他端には自在継手５が取り付けられている。一対の軸部材７１，７２は、それらの平面部７１ｐ，７２ｐ同士が重ね合わせられ、かつ、ボルト７３〜７５の螺着により相互に締結されることによって、全体として１本の軸体（７１＋７２）を成している。
【００１６】
図３は、パーツに分解した状態のステアリング中間軸７を示す図である。図において、軸部材７１には３種類の孔（案内孔７１ａ、軸孔７１ｂ、ねじ孔７１ｃ）が形成されている。案内孔７１ａは、軸方向（長手方向）に対して斜めに形成され、挿通させたボルト７４を斜めに案内する機能を有する。また、案内孔７１ａは、外側にいくほど幅が拡がる形状であり、かつ、外側に開いた長孔となっている。軸孔７１ｂは、軸方向に平行な長孔として形成され、挿通させたボルト７３を軸方向に平行に案内する機能を有する。また、ねじ孔７１ｃは、ボルト７５を螺着させるタップ加工が施されたものである。
【００１７】
一方、軸部材７２には２種類の孔（せん断孔７２ａ、ねじ孔７２ｂ，７２ｃ）が形成されている。せん断孔７２ａは、軸部材７１の案内孔７１ａと同様な形状であるが、機能は異なり、ねじ孔７１ｃとの協働によりボルト７５をせん断する機能を有する。ボルト７５は、たとえば合成樹脂製であり、鉄系金属製のボルト７３，７４に比べて容易にせん断されるものとなっている。ねじ孔７２ｂ，７２ｃは、ボルト７３，７４を螺着させるタップ加工が施されたものである。各ボルト７３，７４，７５はそれぞれワッシャ７３ｗ，７４ｗ，７５ｗを介して取り付けられ、ねじ孔７２ｂ，７２ｃ，７１ｃに螺着される。なお、ねじ孔７２ｂ，７２ｃ，７１ｃの代わりにボルト貫通孔を形成し、各ボルト７３〜７５を、ナットを用いて螺着させてもよいことはいうまでもない。
【００１８】
一対の軸部材７１，７２の平面部７１ｐ，７２ｐ同士を重ね合わせた状態で、３本のボルト７３〜７５を螺着することにより、図２に示すように、全体として１本の軸体（軸部材７１＋軸部材７２）を成すステアリング中間軸７が構成される。このとき、ボルト７３は図２の（ａ）における軸孔７１ｂの右端側にあり、ボルト７４は案内孔７１ａの最も内奥側にある。通常時（衝突事故時以外）のステアリング中間軸７は、この図２の状態で、図１に示すように取り付けられており、自らの軸周りに回転（自転）しながら回転トルクをピニオン軸９に伝達する。
【００１９】
一方、衝突事故が発生してピニオン軸９が突き上げられると、その衝撃荷重により、ステアリング中間軸７の軸体には、軸方向に圧縮される力が付与される。この力に抗するものは、ボルト７５のせん断応力の他、一対の平面部７１ｐ，７２ｐ及びボルト７３〜７５の相互間における摩擦力である。ここで、まず、ボルト７５がせん断される。ボルト７５がせん断されると、上記摩擦力よりも軸部材７１を図２の右方向に移動させる力が上回り、ボルト７３は軸孔７１ｂに沿って、ボルト７４は案内孔７１ａに沿って、それぞれ案内されながら相対的に移動する。ここで、案内孔７１ａと軸孔７１ｂとは案内方向が互いに異なるため、一対の軸部材７１，７２はボルト７３を屈折軸として屈折し始め、図４に示す状態となる。この状態では、ボルト７３は軸孔７１ｂの左端側にあり、ボルト７４は案内孔７１ａから出かかっている。
【００２０】
さらにピニオン軸９が突き上げられると、屈折が進み、ボルト７４は案内孔７１ａから離脱し、一対の軸部材７１，７２は大きく屈折する。このようにして、たとえば図５に示す状態となる。このような屈折動作により、ピニオン軸９を突き上げる力はステアリング中間軸７で遮断され、ステアリングシャフト４やステアリングホイール２は軸方向に動かない。また、ステアリング中間軸７における摩擦によってエネルギーが消費される。従って、ステアリングシャフト４やステアリングホイール２が運転者側へ飛び出す恐れはない。
【００２１】
図４，図５の屈折動作は、１本の合成樹脂製のボルト７５のせん断によって確実に引き起こすことができる。従って、ボルト７５の材質や径を適切に選択すれば、衝突事故時の所定の突き上げ力により、ボルト７５をせん断することができる。
また、ボルト７５のせん断後は、案内孔７１ａがボルト７４を軸方向に対して斜めに案内することにより屈折動作が誘発され、軸孔７１ｂに通された他のボルト７３を屈折軸として平面部７１ｐ，７２ｐ同士を擦りながらの屈折動作が引き起こされる。従って、衝突事故時の突き上げ力に対して、設計通りに確実な動作を起こすステアリング中間軸を提供することができる。
【００２２】
なお、ボルト７５のせん断後に、より円滑に屈折動作を起こさせるには、摩擦力を低下させる構成もあり得る。図６の（ａ）は、そのような構成のステアリング中間軸７を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の中央部の部分拡大図である。図２との違いは、ボルト７３が軸孔７１ｂ内を相対的に移動する際の、先方側の孔縁部７１ｄ（破線のハッチング部分）の板厚が、基端側（ハッチング部分以外）の板厚より若干薄くなるように形成することによって、孔縁部７１ｄとボルト７３との摩擦を低減し、ボルト７３が相対的に左方へ移動しやすくした点である。この場合、軸孔７１ｂに対して相対的にボルト７３が移動し始めると、軸孔７１ｂの孔縁部７１ｄとボルト７３との摩擦力が低下する。従って、より円滑な屈折動作を生じさせることができる。
【００２３】
《第２実施形態》
図７は、第２実施形態に係るステアリング中間軸７の正面図であり、（ａ）は通常の使用状態を示し、（ｂ）は屈折動作時の状態を示す。図２の（ａ）との違いは、ボルト７５と、その案内孔７２ｄの形状とにある。本実施形態のボルト７５は、合成樹脂製である必要はなく、他のボルト７３，７４と同種の鉄系金属製でよい。案内孔７２ｄは、案内孔７１ａとは反対側へ延びて外側へ開く湾曲形状の孔である。この案内孔７２ｄは、屈折時に、屈折動作を妨げないようにボルト７５を逃がす役目を担っている。
【００２４】
衝突事故によってピニオン軸９を突き上げる力が作用すると、３本のボルト７３〜７５で締め付けられることにより相互に圧接した状態の軸部材７１，７２及びボルト７３〜７５が摩擦力のみによって、当該力に抗する。突き上げる力が摩擦力を上回ると、ボルト７３は軸孔７１ｂに沿って相対的に移動する。また、ボルト７４は、案内孔７１ａに沿って外側へ出るように相対的に移動する。一方、ボルト７５も、案内孔７２ｄに沿って外側へ出るように相対的に移動する。この結果、（ｂ）に示すように一対の軸部材７１，７２の屈折動作が行われる。さらに屈折動作が進むと、２つのボルト７４，７５はそれぞれ案内孔７１ａ，７２ｄから離脱し、一対の軸部材７１，７２は、軸孔７１ｂ内のボルト７３を屈折軸として大きく屈折する。
【００２５】
上記のように、第２実施形態の構成においては、衝突事故時にステアリング中間軸７を突き上げる力が作用し、それによって、軸体をその軸方向に圧縮する力が付与されたとき、案内孔７１ａがボルト７４を軸方向に対して斜めに案内することにより屈折動作が誘発され、軸孔７１ｂに通された他のボルト７３を屈折軸として平面部７１ｐ，７２ｐ同士を擦りながらの屈折動作が引き起こされる。従って、衝突事故時の突き上げ力に対して、設計通りに確実な動作を起こすステアリング中間軸を提供することができる。
【００２６】
また、上記第２実施形態のステアリング中間軸７では、ステアリング中間軸７を突き上げる力が摩擦力を上回れば屈折動作が引き起こされる。従って、例えばボルト７３〜７５の締め付けトルクを増減することで所望の摩擦力を設定すれば、屈折動作を引き起こす力を設定することができる。また、設定値以上の力が加われば、確実に屈折動作を起こさせることができる。
【００２７】
《第３実施形態》
図８は、第３実施形態に係るステアリング中間軸７の正面図であり、（ａ）は通常の使用状態を示し、（ｂ）は屈折動作時の状態を示す。この図では、ボルト７３，７４の図示を簡略化して、断面（ねじ部の断面）のみを示している。図７の（ａ）に示す第２実施形態との違いは、図７の（ａ）のボルト７５及びその案内孔７２ｄを省略して、図８の（ａ）に示すように、ボルト７４を軸部材７２の平面部７２ｐの幅方向中央に配置した点である。また、案内孔７１ａは、軸方向に対して斜めを基調としながらも、ボルト７４の離脱を円滑にするために、屈折時の屈折軸となるボルト７３を中心とした円弧に近似した広がりを持って外側へ開いている。
【００２８】
衝突事故によってピニオン軸９を突き上げる力が作用すると、２本のボルト７３，７４で締め付けられることにより相互に圧接した状態の軸部材７１，７２及びボルト７３，７４が摩擦力のみによって、当該力に抗する。突き上げる力が摩擦力を上回ると、ボルト７３は軸孔７１ｂに沿って相対的に移動する。また、ボルト７４は、案内孔７１ａに沿って外側へ出るように相対的に移動する。この結果、（ｂ）に示すように一対の軸部材７１，７２の屈折動作が行われる。さらに屈折動作が進むと、ボルト７４は案内孔７１ａから離脱し、一対の軸部材７１，７２は、軸孔７１ｂ内のボルト７３を屈折軸として大きく屈折する。
【００２９】
上記第３実施形態のステアリング中間軸７では、第２実施形態と同様に、ピニオン軸９を突き上げる力が摩擦力を上回ると、屈折動作が始まる。従って、所定の摩擦力が得られるようなボルト７３，７４の締め付けトルクを与えることによって、屈折動作開始の力を設定し、この設定値以上の力が加われば、確実に屈折動作を起こさせることができる。また、ボルトが２本（ボルト７３，７４）である点で、第２実施形態より簡素な構造となる。
【００３０】
《第４実施形態》
図９は、第４実施形態に係るステアリング中間軸７の正面図であり、（ａ）は通常の使用状態を示し、（ｂ）は屈折動作時の状態を示す。この図では、ボルト７３，７４の図示を簡略化して、断面（ねじ部の断面）のみを示している。図８に示す第３実施形態との違いは、軸孔７１ｂを、軸方向に平行ではなく、軸方向に対して斜めに形成した点である。また、案内孔７１ａは、軸方向に対して斜めを基調としながらも、ボルト７４の離脱を円滑にするために、屈折時の屈折軸となるボルト７３を中心とした円弧に近似した広がりを持って外側へ開いている。
【００３１】
衝突事故によってピニオン軸９を突き上げる力が作用すると、２本のボルト７３，７４で締め付けられることにより相互に圧接した状態の軸部材７１，７２及びボルト７３，７４が摩擦力のみによって当該力に抗する。突き上げる力が摩擦力を上回ると、ボルト７３は軸孔７１ｂに沿って相対的に移動する。また、ボルト７４は、案内孔７１ａに沿って外側へ出るように相対的に移動する。この結果、（ｂ）に示すように一対の軸部材７１，７２の屈折動作が行われる。さらに屈折動作が進むと、ボルト７４は案内孔７１ａから離脱し、一対の軸部材７１，７２は、軸孔７１ｂ内のボルト７３を屈折軸として大きく屈折する。このように、軸孔７１ｂは必ずしも軸に平行でなくても、第３実施形態と同様な屈折動作を引き起こすことができる。
【００３２】
なお、上記各実施形態においては、軸孔７１ｂや案内孔７１ａを軸部材７１に形成し、ボルト７３，７４を軸部材７２に螺着する構成としたが、これは一例に過ぎない。すなわち、軸部材７１，７２のどちらか一方に軸孔や案内孔を形成し、他方にボルトを螺着させる（又は貫通させる）ボルト孔を形成すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１実施形態に係るステアリング中間軸を含むステアリング装置の概略を示す側面図である。
【図２】ステアリング中間軸の拡大図であり、（ａ）が正面図であるとすれば、（ｂ）は側面図である。
【図３】パーツに分解した状態のステアリング中間軸を示す図である。
【図４】ステアリング中間軸が屈折した状態を示す図である。
【図５】ステアリング中間軸が屈折したときの、ステアリング装置の概略を示す側面図である。
【図６】（ａ）は、他のスアリング中間軸を示す正面図、（ｂ）は（ａ）の中央部の部分拡大図である。
【図７】第２実施形態に係るステアリング中間軸の正面図であり、（ａ）は通常の使用状態を示し、（ｂ）は屈折動作時の状態を示す。
【図８】第３実施形態に係るステアリング中間軸の正面図であり、（ａ）は通常の使用状態を示し、（ｂ）は屈折動作時の状態を示す。
【図９】第４実施形態に係るステアリング中間軸の正面図であり、（ａ）は通常の使用状態を示し、（ｂ）は屈折動作時の状態を示す。
【符号の説明】
【００３４】
５，６  自在継手
７  ステアリング中間軸
７１，７２  軸部材
７１ａ  案内孔
７１ｂ  軸孔
７１ｄ  孔縁部
７１ｐ，７２ｐ  平面部
７３〜７５  ボルト（締結部材）
【図１】
2010023638.tif 000003
【図２】
2010023638.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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