(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
突起を有するシャフトと、
前記シャフトの周囲に配置され、係止部を有する嵌合部材と、
前記シャフトと前記嵌合部材との間に固着された弾性部材と、
前記シャフトの軸線に並行して延在する一対のタブとを有するヨークとからなり、
前記嵌合部材は、前記ヨークのタブ間に配置されており、
前記シャフトと前記嵌合部材との相対回動が、所定角度以上のときに、前記突起が前記係止部に当接して、前記シャフトと前記ヨークとを一体的に回転させるようになっている弾性軸継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、弾性軸継手に関し、特に、吸振性に優れたコンパクトな弾性軸継手に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、車両のステアリング装置におけるステアリングシャフトは、車室内から車体前部へと延在しているが、車両における搭載上の問題から、これをストレートに配置することは一般的に困難である。そこで、かかるステアリングシャフトを複数に分割し角度付けして配置し、互いに自在継手により連結することが通常行われている。
【０００３】
図１１は、分割されたステアリングシャフトである中間軸と、それに連結された自在継手とを軸線方向に切断して示す図である。図１２は、図１１の構成の一部を側方から見た図であり、図１３は、図１２の構成をＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線で切断して矢印方向に見た図であり、図１４は、図１１の構成をＸＩＶ−ＸＩＶ線で切断して矢印方向に見た図である。
【０００４】
中間軸１は、左端側に形成された断面が略矩形状の嵌合部１ａと、右端側外周に形成されたスプライン歯１ｂとを有する。中間軸１の周囲にはカバー２が取り付けられている。嵌合部１ａは、図１３に示すように、ヨーク３における並行に延在する一対のタブ３ａ、３ｂ間に嵌合配置され、タブ３ａ、３ｂに形成されたボルト孔３ｃ、３ｄに挿通されるボルト４にナット５を螺合させることにより、ヨーク３に対して取り付けられている。
【０００５】
ヨーク３は、十字継手６を介して、ステアリングギヤ側のヨーク７に取り付けられている。ヨーク３はいわゆる横入れヨークと呼ばれるものであり、シャフトと連結する場合において、ヨークとシャフトとを軸線方向に相対移動させることなく、シャフトの側方にヨークを押し付け、そのタブ間にシャフトを押し込むようにして連結を行うものである。ヨーク３と、十字継手６と、ヨーク７とで、フック形の自在継手を構成する。
【０００６】
一方、中間軸１は、そのスプライン歯１ｂを、緩衝ジョイント８の雌スプライン８ａに圧入等により固定係合させている。緩衝ジョイント８は、一端内周に雌スプライン８ａを形成し、他端に半径方向に延在する突起８ｂを形成した内筒８ｃと、内筒８ｃを内包する外筒８ｄと、内筒８ｃと外筒８ｄとの間に形成された弾性部材８ｅとから構成される。緩衝ジョイント８は、十字継手９を介して、ステアリングホイール側のヨーク１０に取り付けられている。緩衝ジョイント８と、十字継手９と、ヨーク１０とで、フック形の自在継手を構成する。
【０００７】
弾性部材８ｅは、外筒８ｄに圧入された円筒状の外側部材８ｆと、内筒８ｃに圧入された円筒状の内側部材８ｇと、外側部材８ｆと内側部材８ｇとの間に固着されたゴム製の弾性体８ｈとからなる。
【０００８】
図１４に示すように、内筒８ｃは、その端部において半径方向外向きに対向して延在する一対の突起８ｂを形成している。一方、各突起８ｂに対応する外筒８ｄの外周は切り欠かれ、周方向に対向する係止部８ｊを形成している。
【０００９】
かかる従来技術によるステアリングシャフトにおいて、ステアリングホイール（不図示）が中立位置にあるとき、又はステアリングホイールに比較的小さな操舵力が加えられたときには、緩衝ジョイント８の突起８ｂは係止部８ｊに当接しない。従って、たとえ路面から振動等が伝達されたとしても、外筒８ｄと内筒８ｃとの間に配置された弾性部材８ｅの弾性体８ｈにより吸収され、それにより運転者の操舵フィーリングを良好なものとしている。
【００１０】
一方、例えば据え切り時等のように、ステアリングホイールに大きな操舵力が加えられたときは、緩衝ジョイント８の突起８ｂが係止部８ｊに当接し、外筒８ｄから内筒８ｃに直接操舵トルクを伝達し、それにより弾性部材８ｅの弾性体８ｈのねじれ破壊を防止するようになっている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図１１に示すステアリングシャフトにおいては、以下に述べる問題がある。弾性部材８ｅは、内筒８ｃと外筒８ｄとにそれぞれ圧入固定されるものであるため、内筒８ｃの外径と弾性部材８ｅの内径との寸法公差、及び弾性部材８ｅの外径と外筒８ｄの内径との寸法公差を厳密に管理しなくてはならず、そのため各部品の加工精度を上げる必要が生じコストが増大する。
【００１２】
一方、外筒８ｄと内筒８ｃとの半径方向の間に、弾性部材８ｅを配置する構成であるため、弾性ジョイント８の径方向寸法が増大する。加えて、径方向寸法を抑えつつ弾性体８ｈのより高い吸振効果と耐久性とを確保しようとすると、弾性ジョイント８の軸線方向寸法が増大してしまう。このようにして弾性ジョイントが大型化すると、車両搭載時における設計の自由度が低下する。
【００１３】
更に、係止部８ｊは自由端を有するためその剛性が比較的低い。従って弾性ジョイント８の突起８ｂが強く当接したときに、係止部８ｊは変形（めくれ）や破損を生ずる恐れがある。これを防止するためには、係止部８ｊの肉厚を増大させる等の対策が必要であるが、そうすると弾性ジョイント８のさらなる大型化や重量化を招くこととなる。
【００１４】
そこで、本願発明は、かかる問題点に鑑み、信頼性を確保しつつも、安価かつコンパクトである弾性軸継手を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成すべく、本発明の弾性軸継手は、
突起を有するシャフトと、
前記シャフトの周囲に配置され、係止部を有する嵌合部材と、
前記シャフトと前記嵌合部材との間に固着された弾性部材と、
前記シャフトの軸線に並行して延在する一対のタブとを有するヨークとからなり、
前記嵌合部材は、前記ヨークのタブ間に配置されており、
前記シャフトと前記嵌合部材との相対回動が、所定角度以上のときに、前記突起が前記係止部に当接して、前記シャフトと前記ヨークとを一体的に回転させるようになっている。
【００１６】
【作用】
本発明の弾性軸継手によれば、前記嵌合部材は、前記ヨークのタブ間に配置されているので、前記ヨークの外径より小さくコンパクトな構成となっており、前記シャフトと前記嵌合部材との相対回動が、所定角度以上のときに、前記突起が前記係止部に当接して、前記シャフトと前記ヨークとを一体的に回転させるようになっているので、過大なトルクが伝達されたときに前記弾性体のねじれ破壊を防止することができる。
【００１７】
【発明の実施の態様】
以下、本発明による実施の形態を図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態である弾性軸継手を含む、分割されたステアリングシャフトである中間軸と、それに連結された自在継手とを軸線方向に切断して示す図である。図２は、図１の構成の一部を側方から見た図であり、図３は、図２の構成をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。本実施の形態の弾性軸継手は、中間軸１０１と、ヨーク１０３と、嵌合部材１１１と、弾性部材１１１ｂとからなる。
【００１８】
中間軸１０１は、チューブ１０１ａとスプライン部１０１ｂとからなっている。チューブ１０１ａは、その右端にヨーク１０８を溶接しており、ヨーク１０８は、十字継手１０９を介して、ステアリングホイール（不図示）側のヨーク１１０に取り付けられている。
【００１９】
一方、スプライン部１０１ｂは、その外周に形成したスプライン歯１０１ｃを、チューブ１０１ａの左端内周に形成した雌スプライン１０１ｄに圧入等により固定係合させている。従って、チューブ１０１ａとスプライン部１０１ｂとは、回転方向に一体となっているが、所定値以上の軸方向荷重が加えられた場合、軸線方向には相対移動可能となっている。スプライン部１０１ｂの周囲には、カバー１０２が取り付けられている。なお、カバー１０２は、チューブ１０１ａとスプライン部１０１ｂとを結合させる前に、スプライン部１０１ｂ周囲に配置させている。
【００２０】
図４は、スプライン部１０１ｂと嵌合部材１１１とを軸線方向に見た図であり、図５はその側面図である。スプライン部１０１ｂの左端には、軸線方向に見て略正方形断面を有する突起部１０１ｅ（図４）が形成されている。また、スプライン部１０１ｂの左端近傍を取り巻くようにして、嵌合部材１１１が取り付けられている。
【００２１】
図１に示すように、嵌合部材１１１は、ヨーク１０３のタブ間距離と同じ幅を有する略四角筒状の外壁部１１１ａと、外壁部１１１ａとスプライン部１０１ｂとの間に、加硫成形、圧入、接着等により固着されたゴム製の弾性部材１１１ｂと、外壁部１１１ａの左端を閉止する端面部１１１ｃとからなる。
【００２２】
図４に示すように、嵌合部材１１１は、端面部１１１ｃのほぼ中央に、スプライン部１０１ｂの突起部１０１ｅに相似するが、それよりわずかに大きい形状の開口１１１ｅが形成されている。なお、突起部１０１ｅと開口１１１ｅとの両脇の間隙は、それぞれＳ１となっている。
【００２３】
嵌合部材１１１は、図３に示すように、ヨーク１０３における並行に延在する一対のタブ１０３ａ、１０３ｂ間に嵌合配置され、タブ１０３ａ、１０３ｂに形成されたボルト孔１０３ｃ、１０３ｄに挿通されるボルト１０５にナット１０４を螺合させることにより、ヨーク１０３に対して取り付けられている。
【００２４】
図４、５から明らかなように、外壁部１１１ａから上方に４つの凸部１１１ｄが、短い距離だけ延在している。凸部１１１ｄは、外壁部１１１ａの両側部に対して距離Ｓ２だけ内方に追い込まれて形成されている。かかる凸部１１１ｄは、ボルト１０５とナット１０４との締結力が足らないことに起因して、嵌合部材１１１がヨーク１０３に対して軸線方向に移動したときに、ボルト１０５に当接することにより、それ以上の移動を阻止するように機能する。更に、凸部１１１ｄは、ヨーク１０３のタブ１０３ａ、１０３ｂがボルト１０５とナット１０４の締結により内方に傾くように変形した場合でも、タブ１０３ａ、１０３ｂの内側面に当接することにより、それ以上の変形を阻止するように機能する。
【００２５】
ヨーク１０３は、十字継手１０６を介して、ステアリングギヤ（不図示）側のヨーク１０７に取り付けられている。
【００２６】
本実施の形態におけるステアリングシャフトにおいて、ステアリングホイール（不図示）が中立位置にあるとき、又はステアリングホイールに比較的小さな操舵力が加えられたときには、間隙Ｓ１の存在により、中間軸１０１のスプライン部１０１ｂの突起部１０１ｅが、嵌合部材１１１の開口１１１ｅに当接しないようにしている。従って、たとえ路面から振動等が伝達されたとしても、嵌合部材１１１とスプライン部１０１ｂとの間に配置された弾性体１１１ｂにより効果的に吸収され、それにより運転者の操舵フィーリングを良好なものとしている。
【００２７】
一方、例えば据え切り時等のように、ステアリングホイールに大きな操舵力が加えられたときは、中間軸１０１のスプライン部１０１ｂの突起部１０１ｅが、嵌合部材１１１の開口１１１ｅに当接し、スプライン部１０１ｂから嵌合部材１１１に直接操舵トルクを伝達し、それにより弾性体１１１ｂのねじれ破壊を防止するようになっている。即ち、開口１１１ｅの周縁が、突起部１０１ｅを係止する係止部となる。
【００２８】
かかる本実施の形態によれば、従来ヨークと中間軸とを緩衝ジョイントにより連結していたところを、嵌合部材１１１をヨーク１０３のタブ１０３ａ、１０３ｂ間に配置することにより、よりコンパクトな構成とすることができる。また、中間軸１０１は、ヨーク１０８に溶接するだけの安価な構造とすることができる。
【００２９】
なお、車両衝突時においては、中間軸１０１は両端から圧縮荷重を受けて、チューブ１０１ａ内にスプライン部１０１ｂが侵入するように変位し、それにより衝突時の衝撃を吸収又は緩和するように機能する。
【００３０】
図６，７は、本願発明にかかる第２の実施の形態による嵌合部材とスプライン部とを示す、図４，５と同様な図である。なお、第２の実施の形態については、第１の実施の形態に対して異なる点を中心に説明し、共通する部分については説明を省略する。
【００３１】
図６，７に示す第２の実施の形態が、第１の実施の形態と異なるのは、嵌合部材２１１の端面部２１１ｃに形成された開口部２１１ｅの形状である。即ち、開口部２１１ｅは、略小判形の形状を有している。これに対応して、スプライン部２０１ｂの突起部２０１ｅの形状も略小判形としている。
【００３２】
本実施の形態によれば、第１の実施の形態に対して、突起部２０１ｅと開口部２１１ｅとの当接位置が径方向に大きくなっており、それにより当接部の応力をより小さくすることができる。
【００３３】
図８，９は、本願発明にかかる第３の実施の形態による嵌合部材とスプライン部とを示す、図４，５と同様な図である。なお、第３の実施の形態についても、上述した実施の形態に対して異なる点を中心に説明し、共通する部分については説明を省略する。
【００３４】
図８，９に示す第３の実施の形態が、第２の実施の形態と異なるのは、嵌合部材３１１の形状である。より具体的には、嵌合部材３１１は、端面部を形成しておらず、その代わりに両側面３１１ｃが軸線方向に短い距離だけ延在している。
【００３５】
一方、スプライン部３０１ｂの先端は、略小判形の断面の突起部３０１ｅを有している。ストッパプレート３１２は、突起部３０１ｅと輪郭を同じくする開口３１２ａを有し、突起部３０１ｅを開口３１２ａに嵌合させることにより、ストッパプレート３１２はスプライン部１０１ｂと一体的に回転するように取り付けられている。
【００３６】
本実施の形態におけるステアリングシャフトにおいて、ステアリングホイール（不図示）が中立位置にあるとき、又はステアリングホイールに比較的小さな操舵力が加えられたときには、ストッパプレート３１２と側面３１１ｃとの間の間隙Ｓ１の存在により、ストッパプレート３１２が、嵌合部材１１１の側面１１１ｃに当接しない。従って、たとえ路面から振動等が伝達されたとしても、嵌合部材３１１とスプライン部３０１ｂとの間に配置された弾性体（不図示）により吸収され、それにより運転者における操舵フィーリングを良好なものとしている。
【００３７】
一方、例えば据え切り時等のように、ステアリングホイールに大きな操舵力が加えられたときは、スプライン軸３０１ｂと一体的に回転するストッパプレート３１２が、嵌合部材３１１の側面３１１ｃに当接し、スプライン部３０１ｂから嵌合部材３１１に直接操舵トルクを伝達し、それにより弾性体のねじれ破壊を防止するようになっている。かかる場合、ストッパプレート３１２が突起を構成し、側面３１１ｃが係止部を構成する。
【００３８】
図１０は、本願発明にかかる第４の実施の形態を示す図１と同様な断面図である。なお、第４の実施の形態についても、第１の実施の形態に対して異なる点を中心に説明し、共通する部分については説明を省略する。
【００３９】
図１０に示す第４の実施の形態が、第１の実施の形態と異なるのは、中間軸１０１の向きである。即ち、中間軸４０１のチューブ４０１ａはステアリングギヤ（不図示）側の自在継手に連結され、一方、中間軸４０１のスプライン部４０１ｂはステアリングホイール（不図示）側の自在継手に連結されている。
【００４０】
本実施の形態によれば、カバー４０２を小型化することができ、チューブ４０１ａにスプライン部４０１ｂを挿入するのが容易となる。また、嵌合部材４１１とヨーク４０９とは車室内に配置することができ、それにより防水対策が容易となる。
【００４１】
以上、本発明を実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は上記実施の形態に限定して解釈されるべきではなく、適宜変更・改良が可能であることはもちろんである。例えば、スプライン部の突起の断面形状は、略四角形や略小判形に限らず、例えば十字形等他の形状であっても良い。
【００４２】
【発明の効果】
以上述べたように、本願発明の弾性軸継手によれば、嵌合部材は、ヨークのタブ間に配置されているので、前記ヨークの外径より小さくコンパクトな構成となっており、シャフトと前記嵌合部材との相対回動が、所定角度以上のときに、突起が係止部に当接して、前記シャフトと前記ヨークとを一体的に回転させるようになっているので、過大なトルクが伝達されたときに前記弾性体のねじれ破壊を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態である弾性軸継手を含む、分割されたステアリングシャフトである中間軸と、それに連結された自在継手とを軸線方向に切断して示す図である。
【図２】図１の構成の一部を側方から見た図である。
【図３】図２の構成をＩＩＩ−ＩＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。
【図４】スプライン部１０１ｂと嵌合部材１１１とを軸線方向に見た図である
【図５】スプライン部１０１ｂと嵌合部材１１１との側面図である。
【図６】本願発明にかかる第２の実施の形態による嵌合部材とスプライン部とを示す、図４と同様な図である。
【図７】本願発明にかかる第２の実施の形態による嵌合部材とスプライン部とを示す、図５と同様な図である。
【図８】本願発明にかかる第３の実施の形態による嵌合部材とスプライン部とを示す、図４と同様な図である。
【図９】本願発明にかかる第３の実施の形態による嵌合部材とスプライン部とを示す、図５と同様な図である。
【図１０】本願発明にかかる第４の実施の形態を示す図１と同様な断面図である。
【図１１】分割されたステアリングシャフトである中間軸と、それに連結された自在継手とを軸線方向に切断して示す従来例の図である。
【図１２】図１１の構成の一部を側方から見た図である。
【図１３】図１２の構成をＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線で切断して矢印方向に見た図である。
【図１４】図１１の構成をＸＩＶ−ＸＩＶ線で切断して矢印方向に見た図である。
【符号の説明】
１０１，２０１、３０１，４０１………中間軸
１０１ｅ，２０１ｅ、３０１ｅ，４０１ｅ………突起部
１１１、２１１、３１１，４１１………嵌合部材
１１１ｅ、２１１ｅ、３１１ｅ，４１１ｅ………開口部
【図１】
0003624643.tif 000002
【図２】
0003624643.tif 000003
【図３】
0003624643.tif 000004
【図４】
0003624643.tif 000005
【図５】
0003624643.tif 000006
【図６】
0003624643.tif 000007
【図７】
0003624643.tif 000008
【図８】
0003624643.tif 000009
【図９】
0003624643.tif 000010
【図１０】
0003624643.tif 000011
【図１１】
0003624643.tif 000012
【図１２】
0003624643.tif 000013
【図１３】
0003624643.tif 000014
【図１４】
0003624643.tif 000015