(57)【要約】【課題】ステアリング装置のインターミディエイトシャフトにかかる軸方向の力を低減して滑らかな操舵感を与える。【解決手段】アウター側エクステンションシャフトに形成した中空円筒状の雌スプラインと、インナー側エクステンションシャフトに形成した中実の雄スプラインが摺動可能に、かつ回転トルクを伝達可能に嵌め合わされることを特徴とするステアリング装置において、前記アウター側エクステンションシャフトの外径を縮小させることにより前記雄スプラインと前記雌スプラインの摺動抵抗の大きさを調整することを特徴とするステアリング装置。【選択図】図１
2014100965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトの回転をステアリングギヤのラックに伝達するピニオン軸が連結されたエクステンションシャフトを備え、エクステンションシャフトをインターミディエイトシャフト側と、前記ピニオン軸側に分割し、前記エクステンションシャフトの一方を中空円筒状の雌スプラインを形成したアウター側エクステンションシャフトとし、他方の前記エクステンションシャフトを中実の雄スプラインを形成したインナー側エクステンションシャフトとして両者を摺動可能に嵌め合わせることを特徴とするステアリング装置において、前記アウター側エクステンションシャフトの外径を縮小させることにより前記雄スプラインと前記雌スプラインの摺動抵抗の大きさを調整することを特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
前記アウター側エクステンションシャフトの外径を縮小させる機構が、前記アウター側エクステンションシャフトに一方から挿入され、前記インナー側エクステンションシャフト貫通して前記アウター側エクステンションシャフトの他方において螺合するボルトであることを特徴とする、請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項３】
前記アウター側エクステンションシャフトの外径を縮小させる機構が、前記アウター側エクステンションシャフトの外周面に嵌め合わされ、その一部を塑性変形させることで自身の内径を縮小させ、持って前記アウター側エクステンションシャフトの外径を縮小させるクランプであることを特徴とする、請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項４】
前記アウター側エクステンションシャフトの外径を縮小させる機構が、前記アウター側エクステンションシャフトの外周面に嵌め合わされ、その一端と他端とをボルトで締め付けることで自身の内径を縮小させ、持って前記アウター側エクステンションシャフトの外径を縮小させるクランプであることを特徴とする、請求項１に記載のステアリング装置。
【請求項５】
前記雄スプラインの外周または前記雌スプラインの内周のいずれかまたは双方を樹脂皮膜によってコーティングしたことを特徴とする、請求項１から請求項４に記載のステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のステアリング装置に関し、特にステアリング装置の中間に配置されるエクステンションシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に示すように、従来のステアリング装置６１は、中空円筒状のコラム６２が車体に固定され、このコラム６２にステアリングシャフト６３が回動可能に軸支されている。ステアリングシャフト６３には、ステアリングホイール６４が装着され、運転者がステアリングホイール６４を回転操作すると、ステアリングホィール６４からステアリングシャフト６３、上自在継手６５、インターミディエイトシャフト６６、下自在継手６７、エクステンションシャフト６８、継手６９およびピニオンシャフト７０のピニオン７１を介して、その回転力がステアリングギヤボックス７２のラック７３に伝達され、ラックアンドピニオン機構を介して車輪の操舵角を変えることができる。
【０００３】
インターミディエイトシャフト６６は、上自在継手６５に連結されるインターミディエイトインナーシャフト６６ｕと下自在継手６７に連結されるインターミディエイトアウターシャフト６６ｌで構成され、インターミディエイトインナーシャフト６６ｕに形成された中実の雄スプラインが、インターミディエイトアウターシャフト６６ｌに形成された中空円筒状の雌スプラインに摺動可能に、かつ回転トルクを伝達可能に嵌合する。
【０００４】
このようなステアリング装置６１に、車輪や車体の振動や騒音が加わると、エクステンションシャフト６８からインターミディエイトシャフト６６を介して、ステアリングホイール６４に振動や音が伝達される。そのため、ステアリングホイール６４の操作性が低下するだけでなく、運転席の静粛性が損なわれる。
【０００５】
この問題に対して本出願人は、エクステンションシャフト６８を下自在継手６７に連結されるアッパー側エクステンションシャフト６８ｕと、ピニオンシャフト７０に連結されるロアー側エクステンションシャフト６８ｌに分けて構成し、アッパー側エクステンションシャフト６８ｕの下端と、ピニオンシャフト７０に連結されるロアー側エクステンションシャフト６８ｌの上端を弾性軸継手６８ｅによって連結してインターミディエイトシャフト６６の振動を吸収するステアリング装置や（特許文献１参照）、弾性軸継手６８ｅの構造を変えてピニオンシャフト７０の振動を吸収するステアリング装置について特許出願を行っている（特許文献２参照）。また、本出願人はアッパー側とロアー側に分けたエクステンションシャフトを摺動可能に組み合わせた上、摺動時の抵抗を調整可能とした構成についても特許出願を行っている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−２９０１１２号公報
【特許文献２】特開２００６−１９９２４９号公報
【特許文献３】特願２０１１−２８４７１３号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のインターミディエイトシャフト６６のスライド構造および特許文献１および特許文献２に記載されたようなエクステンションシャフト６８の弾性軸継手による接続を実施しても、まだステアリングギアボックス７２の変位量によっては、インターミディエイトシャフト６６には軸方向に力が負荷されることがある。インターミディエイトシャフト６６に軸力が発生すると、インターミディエイトシャフト６６に連結されたコラム６１の中のコラム軸およびピニオンシャフト７０の継手６９および各シャフトが軸方向に繰り返し引っ張られ、コラム軸およびピニオンシャフト７０の継手６９およびシャフトの強度が弱くなり故障する危険性があった。さらに、特許文献３に記載の構造では、スライド機構の摺動抵抗がスプラインの製造誤差に影響を受けるため、摺動抵抗を適切な大きさに設定することが困難であるなどの問題があった。
【０００８】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ステアリング装置のインターミディエイトシャフトに負荷される軸方向の力を低減させつつ、アウター側とインナー側に分割したエクステンションシャフトの摺動抵抗を適切な大きさに調整することで、滑らかな操舵感を与えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るステアリング装置は、ステアリング系統の中間に位置するエクステンションシャフトを、インターミディエイトシャフト側とピニオン軸側に分割した上で、エクステンションシャフトの一方を中空円筒状の雌スプラインを形成したアウター側エクステンションシャフトとし、他方のエクステンションシャフトを中実の雄スプラインを形成したインナー側エクステンションシャフトとして両者を摺動可能に嵌め合わせ、アウター側エクステンションシャフトの外径をボルトまたはクランプを用いて縮小させることで雄スプラインと雌スプラインの摺動抵抗を容易な作業により適切な大きさに調整可能とした。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、ステアリング装置のインターミディエイトシャフトにかかる軸方向の力を低減して滑らかな操舵感を与えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るエクステンションシャフトの第一の実施形態を模式的に表す図面である。
【図２】本発明に係るエクステンションシャフトの第二の実施形態を模式的に表す図面である。
【図３】第二の実施形態における、一部を加締めるタイプのクランプの断面を模式的に表す図面である。
【図４】第二の実施形態における、ボルトで締めるタイプのクランプの断面を模式的に表す図面である。
【図５】従来のステアリング装置の要部を示す図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。第１の実施形態は、アウター側とインナー側に分割したエクステンションシャフト１８を摺動可能に組み合わせ、摺動抵抗を調整するための調整ボルト１をアウター側エクステンションシャフト１８１に設けている。第２の実施形態は、摺動抵抗を調整するためのクランプ２をアウター側エクステンションシャフト２８１に設けたものである。
【００１３】
エクステンションシャフト１８、２８には運転者のステアリング操作をステアリングギア７２に伝える戸同時にステアリングギア７２からの振動や衝撃を遮断もしくは緩和する機能が求められる。従来技術にはエクステンションシャフトを２分割して摺動可能に組み合わせ、これらの機能は発揮させるたものは存在する。しかしながら従来の技術では調整機構が内部に設けられていたり、雌スプライン１９と雄スプライン２０の製造公差によって摺動抵抗が決定されるなどの理由で、調整が困難だった。
【００１４】
この摺動抵抗が大きいとステアリングギア７２からの振動がインターミディエイトシャフト６６を通してステアリングホイール６４に伝わり、運転者に不快な操舵感を与える虞がある。また摺動抵抗が小さいとステアリング系に遊びが生じ、運転者のステアリング操作がタイヤに正確に伝達されない虞がある。したがって摺動抵抗は適切な大きさに設定されなければならない。
【００１５】
図１は、第１の実施形態に係るエクステンションシャフト１８の断面図である。図１に示すように、エクステンションシャフト１８は、アウター側エクステンションシャフト１８１と、インナー側エクエテンションシャフト１８２によって構成される。
【００１６】
アウター側エクステンションシャフト１８１に形成される中空円筒状の雌スプライン１９と、インナー側エクステンションシャフト１８２に形成される中実の雄スプライン２０とが嵌合することによるスライド構造によって、エクステンションシャフト１８は全長が伸縮可能であり、かつ回転トルクの伝達が可能となっている。
【００１７】
また、第１の実施形態においては、前記アウター側エクステンションシャフト１８１を径方向に締付ける調整ボルト１を設けている。調整ボルト１はアウター側エクステンションシャフト１８１の一方から挿入され、インナー側エクステンションシャフト１８２を貫通してアウター側エクステンションシャフト１８１の他方と螺合する。調整ボルト１を締めることでアウター側エクステンションシャフト１８１が縮径され、雌スプライン１９と雄スプライン２０の接触面圧が高くなるため摺動抵抗が大きくなる。
【００１８】
従来技術にも摺動抵抗を調整する機構を有するものはあるが、調整機構がエクステンションシャフト１８の内部に設けられていた。本発明はそれらと異なり調整ボルト１の頭部が外部に出ているため、アウター側エクステンションシャフト１８１とインナー側エクステンションシャフト１８２を摺動させながら抵抗力を調整することができる。そのため適切な摺動抵抗を容易に設定することが可能となっている。この結果、インターミディエイトシャフト６６への過大な負荷が無くなり、滑らかな操舵感を運転者に与えることができる。
【００１９】
図２は、第２の実施形態に係るエクステンションシャフト２８の断面図である。図２に示すように、エクステンションシャフト２８は、第１の実施形態と同様にアウター側エクステンションシャフト２８１と、インナー側エクエテンションシャフト２８２によって構成され、両者は雌スプライン２９と、雄スプライン３０とが嵌合することによるスライド構造によって全長が伸縮可能であり、かつ回転トルクの伝達が可能となっている。
【００２０】
第二の実施形態においては、アウター側エクステンションシャフト２８１の外径を締め付けるクランプ２を設けていることを特徴としている。クランプ２の締め付け力を調整する方式としては図３のようにクランプ２１の一部をプレス力Ｆで加締めて塑性変形させるものや、図４のようにクランプ２２の一部をボルト３で締めるものがある。第二の実施形態においても、アウター側エクステンションシャフト２８１とインナー側エクステンションシャフト２８２を摺動させながらクランプ２１、２２を締め付けていき、適切な摺動抵抗に設定することができる。
【００２１】
第二の実施形態を選択した場合、部品点数は増えるが調整ボルト３がインナー側エクステンションシャフト２８２を貫通しないため、インナー側エクステンションシャフト２８２の強度や剛性が落ちないという利点がある。
【００２２】
本発明に係るエクステンションシャフト１８、２８において、アウター側エクステンションシャフト１８１、２８１とインナー側エクステンションシャフト１８２、２８２の嵌合部分となる雌スプライン１９、２９及び雄スプライン２０、３０は、その一方または双方の摺動面に四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）等のフッ素樹脂やポリアミド１１に代表されるポリアミド（ＰＡ）等の摩擦係数が小さく、自己潤滑性があり、耐摩耗性に優れた合成樹脂組成物を被覆しても良い。また、図５とは逆にアウター側エクステンションシャフト１８１、２８１を下（ステアリングギア）側に、インナー側エクステンションシャフト１８２、２８２を上（インターミディエイトシャフト）側としても良い。
【符号の説明】
【００２３】
１  調整ボルト
２、２１、２２  クランプ
３  調整ボルト
１８、２８  エクステンションシャフト
１８１、２８１  アウター側エクステンションシャフト
１８２、２８２  インナー側エクステンションシャフト
１９、２９  雌スプライン
２０、３０  雄スプライン
６１  ステアリング装置
６２  コラム
６３  ステアリングシャフト
６４  ステアリングホイール
６５  上自在継手
６６  インターミディエイトシャフト
６６ｕ  インターミディエイトインナーシャフト
６６ｌ  インターミディエイトアウターシャフト
６７  下自在継手
６８  エクステンションシャフト
６８ｅ  弾性軸継手
６８ｌ  ロアー側エクステンションシャフト
６８ｕ  アッパー側エクステンションシャフト
６９  継手
７０  ピニオンシャフト
７１  ピニオンギア
７２  ステアリングギアボックス
７３  ラック
【図１】
2014100965.tif 000003
【図２】
2014100965.tif 000004
【図３】
2014100965.tif 000005
【図４】
2014100965.tif 000006
【図５】
2014100965.tif 000007