(57)【要約】【課題】  アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの連結部の加工が容易で、所定の操舵フィーリングが容易に得られ、組付けが簡単で、連結部に挿入する中空筒状バネの寿命の確保が容易なステアリング装置を提供する。【解決手段】  操舵トルクが通常の操舵トルクの時には、インナーシャフト１２Ｂと入力軸２２との間の回転トルクは、中空円筒状バネ６０Ａ〜６０Ｃを介して伝達される。インナーシャフト１２Ｂと入力軸２２との間の回転トルクが通常の操舵トルクよりも大きくなると、中空円筒状バネ６０Ａ〜６０Ｃが弾性変形して縮径する量が大きくなり、中空円筒状バネ６０Ａ〜６０Ｃの中空部６０７Ａ〜６０７Ｃと円柱状ピン６１との間の隙間量と同一になる。その結果、円柱状ピン６１の外周が、中空円筒状バネ６０Ａ〜６０Ｃの中空部６０７Ａ〜６０７Ｃに当接して、通常の操舵トルクよりも大きな回転トルクを伝達する。【選択図】        図３
2006273129.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
アッパー側ステアリングシャフト、
上記アッパー側ステアリングシャフトの回転をステアリングギヤ側に伝達するロアー側ステアリングシャフト、
上記アッパー側ステアリングシャフトの車体前方側端部とロアー側ステアリングシャフトの車体後方側端部との嵌合部の円周上に、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトの両方に設けられた複数の係合溝、
上記両方の係合溝にまたがって挿入され、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの間に回転方向の付勢力を付与するために、軸方向のすり割りを有する複数の中空筒状バネ、
上記中空筒状バネの中空部に挿入され、上記中空部に対して所定の隙間を有して嵌合する回転トルク伝達部材を備えたこと
を特徴とするステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたステアリング装置において、
上記中空筒状バネは円筒状であり、
上記回転トルク伝達部材は、上記円筒状の中空部に対して回転方向の隙間を有して嵌合する円柱状ピンであること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項３】
請求項１に記載されたステアリング装置において、
上記複数の中空筒状バネを一体的に連結するための連結部を備えたこと
を特徴とするステアリング装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたステアリング装置において、
上記連結部は、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの間に軸方向の付勢力を付与すること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項５】
請求項３に記載されたステアリング装置において、
上記連結部は、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの間に軸方向の付勢力を付与すると共に、上記回転トルク伝達部材に軸方向の付勢力を付与すること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項６】
請求項１に記載されたステアリング装置において、
上記中空筒状バネは、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの間にさらに半径方向の付勢力を付与すること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項７】
請求項１に記載されたステアリング装置において、
上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの嵌合部に設けられ、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの間の相対的な軸方向の移動を規制する移動規制部材を備えたこと
を特徴とするステアリング装置。
【請求項８】
請求項７に記載されたステアリング装置において、
上記移動規制部材は、
上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの嵌合部に、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトの両方に設けられた環状溝と、
上記両方の環状溝に係合してアッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの間の相対的な軸方向の移動を規制する環状の規制部材を備えたこと
を特徴とするステアリング装置。
【請求項９】
請求項１から請求項８までのいずれかに記載されたステアリング装置において、
上記ロアー側ステアリングシャフトは、ステアリングホイールの操舵トルクに比例した操舵補助力を付与する操舵補助部の入力軸であること
を特徴とするステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はステアリング装置、特に、アッパー側ステアリングシャフトと、このアッパー側ステアリングシャフトの回転をステアリングギヤ側に伝達するロアー側ステアリングシャフトとの連結部を有するステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリングホイールの操舵トルクに比例した操舵補助力を付与する操舵補助部を有するステアリング装置においては、ユニットとして組み立てた操舵補助部の入力軸とアッパー側ステアリングシャフトとを、回転トルクを伝達可能に、かつ、軸方向の相対移動を不能に連結する必要がある。
【０００３】
このような操舵補助部との連結構造を有するステアリング装置として、特許文献１のステアリング装置がある。従来のステアリング装置は、本願の図１に示すように、車体１８、１８に取付けられるが、車体１８、１８の位置のずれや調整不足等があると、ステアリングコラム１３や操舵補助部のギヤハウジング２１に無理な力が掛かり、ステアリングシャフト１２が曲げられる。
【０００４】
ステアリングシャフト１２が曲げられると、ステアリングシャフト１２を軸支する軸受をこじる力が作用するため、ステアリングホイール１１の操作が重くなったり、ステアリングホイール１１の操作トルクが変動する等の悪影響が出る場合がある。また、ステアリングシャフト１２自体に製作誤差による曲がりがある場合にも、上記と同様の不具合が発生することがある。
【０００５】
このような不具合を解決するために、本出願人の先願である特願２００４−３１０１００では、アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの嵌合部の円周上に、アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトの両方に複数の半円形の係合溝を形成している。そして、すり割りを有する複数の中空円筒状バネと、回転トルク伝達部材としての中実の円柱状ピンを、各々別の係合溝に挿入することで、アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトを連結している。
【０００６】
しかし、通常の操舵トルクで運転中に、運転手がガタ感を感じないようにするためには、通常の操舵トルクよりも大きな所定の操舵トルクが加わった時に、中空円筒状バネの弾性変形量が、円柱状ピンと係合溝との間の隙間と一致するようにする必要がある。また、円柱状ピンが係合溝に当接する時の中空円筒状バネの変形が、中空円筒状バネの許容応力以下になるようにしないと、中空円筒状バネの寿命が短くなる。
【０００７】
このような問題が起きないようにするためには、各部の寸法公差、例えば、係合溝の位相の公差、係合溝の内径寸法の公差、円柱状ピンの直径寸法の公差等を小さくする必要があり、そのため、加工コストが上昇してしまうことになる。
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３１３３４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの連結部の加工が容易で、所定の操舵フィーリングが容易に得られ、組付けが簡単で、連結部に挿入する中空筒状バネの寿命の確保が容易なステアリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、アッパー側ステアリングシャフト、上記アッパー側ステアリングシャフトの回転をステアリングギヤ側に伝達するロアー側ステアリングシャフト、上記アッパー側ステアリングシャフトの車体前方側端部とロアー側ステアリングシャフトの車体後方側端部との嵌合部の円周上に、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトの両方に設けられた複数の係合溝、上記両方の係合溝にまたがって挿入され、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの間に回転方向の付勢力を付与するために、軸方向のすり割りを有する複数の中空筒状バネ、上記中空筒状バネの中空部に挿入され、上記中空部に対して所定の隙間を有して嵌合する回転トルク伝達部材を備えたことを特徴とするステアリング装置である。
【００１１】
第２番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記中空筒状バネは円筒状であり、上記回転トルク伝達部材は、上記円筒状の中空部に対して回転方向の隙間を有して嵌合する円柱状ピンであることを特徴とするステアリング装置である。
【００１２】
第３番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記複数の中空筒状バネを一体的に連結するための連結部を備えたことを特徴とするステアリング装置である。
【００１３】
第４番目の発明は、第３番目の発明のステアリング装置において、上記連結部は、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの間に軸方向の付勢力を付与することを特徴とするステアリング装置である。
【００１４】
第５番目の発明は、第３番目の発明のステアリング装置において、上記連結部は、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの間に軸方向の付勢力を付与すると共に、上記回転トルク伝達部材に軸方向の付勢力を付与することを特徴とするステアリング装置である。
【００１５】
第６番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記中空筒状バネは、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの間にさらに半径方向の付勢力を付与することを特徴とするステアリング装置である。
【００１６】
第７番目の発明は、第１番目の発明のステアリング装置において、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの嵌合部に設けられ、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの間の相対的な軸方向の移動を規制する移動規制部材を備えたことを特徴とするステアリング装置である。
【００１７】
第８番目の発明は、第７番目の発明のステアリング装置において、上記移動規制部材は、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの嵌合部に、上記アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトの両方に設けられた環状溝と、上記両方の環状溝に係合してアッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの間の相対的な軸方向の移動を規制する環状の規制部材を備えたことを特徴とするステアリング装置である。
【００１８】
第９番目の発明は、第１番目から第８番目までのいずれかの発明のステアリング装置において、上記ロアー側ステアリングシャフトは、ステアリングホイールの操舵トルクに比例した操舵補助力を付与する操舵補助部の入力軸であることを特徴とするステアリング装置である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のステアリング装置では、アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの嵌合部に形成された係合溝に、回転トルク伝達部材が挿入された中空筒状バネを挿入するようにしている。従って、係合溝の位相の公差、係合溝の内形寸法の公差、回転トルク伝達部材の外形寸法の公差が大きくても、回転トルク伝達部材の外周が、中空筒状バネの中空部に当接する時の操舵トルクを所定の値にすることができる。また、係合溝や回転トルク伝達部材の加工が容易となり、中空筒状バネに加わる応力を許容応力以下にすることが容易となるため、中空筒状バネの寿命を確保することができる。
【００２０】
また、中空筒状バネを一体に連結する連結部が、アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの間の軸方向のガタの排除を行うため、部品点数、部品個数を削減して、部品加工費と組み立て工数を削減することが可能となる
【００２１】
さらに、中空筒状バネを一体に連結する連結部によって、複数の中空筒状バネのすり割りを所定の位相位置で確実に組付けることが可能となるため、所定の操舵フィーリングが容易に得られ、アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトとの間のガタを無くすことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
＊  第１の実施形態
以下、図面に基づいて本発明の実施形態を説明する。図１は本発明のステアリング装置の全体を示し、一部を断面した正面図であって、操舵補助部を有する電動パワーステアリング装置に適用した実施形態を示す。図２は本発明の第１の実施形態のステアリング装置を示し、図１の要部の縦断面図である。
【００２３】
図１から図２に示すように、本発明のステアリング装置は、車体後方側（図１、図２の右側）にステアリングホイール１１を装着可能なステアリングシャフト１２と、このステアリングシャフト１２を挿通したステアリングコラム１３と、ステアリングシャフト１２に補助トルクを付与する為のアシスト装置（操舵補助部）２０と、ステアリングシャフト１２の車体前方側（図１、図２の左側）に、図示しないラック／ピニオン機構を介して連結されたステアリングギヤ３０とを備える。
【００２４】
ステアリングシャフト１２は、アウターシャフト１２Ａとインナーシャフト１２Ｂとを、スプライン係合により、回転力を伝達自在に、かつ軸方向に関して相対変位可能に組み合わせて成る。すなわち、、アウターシャフト１２Ａの車体前方側には雌スプライン１２１Ａが形成され、インナーシャフト１２Ｂの車体後方側に形成された雄スプライン１２１Ｂがスプライン係合している。従って、上記アウターシャフト１２Ａとインナーシャフト１２Ｂとは、衝突時に、このスプライン係合部が相対摺動して、全長を縮めることができる。
【００２５】
また、上記ステアリングシャフト１２を挿通した筒状のステアリングコラム１３は、アウターコラム１３Ａとインナーコラム１３Ｂとをテレスコピック移動可能に組み合わせており、衝突時に軸方向の衝撃が加わった場合に、この衝撃によるエネルギを吸収しつつ全長が縮まる、所謂コラプシブル構造としている。
【００２６】
そして、上記インナーコラム１３Ｂの車体前方側端部を、ギヤハウジング２１の車体後方側端部に圧入嵌合して固定している。また、上記インナーシャフト１２Ｂの車体前方側端部を、このギヤハウジング２１の内側に通し、アシスト装置２０の入力軸２２の車体後方側端部に連結している。
【００２７】
ステアリングコラム１３は、その中間部を支持ブラケット１４により、ダッシュボードの下面等、車体１８の一部に支承している。また、この支持ブラケット１４と車体１８との間に、図示しない係止部を設けて、この支持ブラケット１４に車体前方側に向かう方向の衝撃が加わった場合に、この支持ブラケット１４が上記係止部から外れ、車体前方側に移動するようにしている。
【００２８】
また、上記ギヤハウジング２１の上端部も、上記車体１８の一部に支承している。また、本実施形態の場合には、チルト機構及びテレスコピック機構を設けることにより、上記ステアリングホイール１１の車体前後方向位置、及び、高さ位置の調節を自在としている。このようなチルト機構及びテレスコピック機構は、従来から周知であり、本発明の特徴部分でもない為、詳しい説明は省略する。
【００２９】
上記ギヤハウジング２１の車体前方側端面から突出した出力軸２３は、自在継手１５を介して、中間シャフト１６の後端部に連結している。また、この中間シャフト１６の前端部に、別の自在継手１７を介して、ステアリングギヤ３０の入力軸３１を連結している。図示しないピニオンが、この入力軸３１に結合している。また、図示しないラックが、このピニオンに噛み合っており、ステアリングホイール１１の回転が、タイロッド３２を移動させて、図示しない車輪を操舵する。
【００３０】
図２に示すように、アシスト装置２０のギヤハウジング２１には、入力軸２２と出力軸２３が同一軸線上に、軸受２９Ａ、２９Ｂによって回転可能に軸支され、入力軸２２と出力軸２３は、トーションバー２４によって連結されている。出力軸２３にはウォームホイール２５が取り付けられ、ウォームホイール２５には、図示しないウォームが噛合っている。図１の電動モータ２６のケース２６１がギヤハウジング２１に固定され、この電動モータ２６の図示しないモータ軸にウォームが結合されている。
【００３１】
また、出力軸２３の中間部の周囲には、上記トーションバー２４の捩れを検出するトルクセンサ２８が設けられている。上記ステアリングホイール１１からステアリングシャフト１２に加えられるトルクの方向と大きさを、トルクセンサ２８で検出し、この検出値に応じて、電動モータ２６を駆動し、ウォームとウォームホイール２５から成る減速機構を介して、出力軸２３に、所定の方向に所定の大きさで補助トルクを付与する。
【００３２】
図３から図５は、本発明の第１の実施形態のステアリングシャフトの連結部を示し、図２のインナーシャフト（アッパー側ステアリングシャフト）１２Ｂとアシスト装置２０の入力軸（ロアー側ステアリングシャフト）２２との連結部に適用した例を示す。
【００３３】
すなわち、図３は図２のステアリングシャフトの連結部を示し、（１）は連結部の拡大縦断面図、（２）は（１）のＡ−Ａ断面図である。図４は図３のバネを示し、（１）はバネの斜視図、（２）は（３）のＢ−Ｂ断面図、（３）は（２）の右側面図である。図５は図３のステアリングシャフトの連結部の分解斜視図である。
【００３４】
図２から図５に示すように、インナーシャフト１２Ｂの車体前方側端部（図３の左側）が、アシスト装置２０の入力軸２２の車体後方側端部（図３の右側）に連結されている。インナーシャフト１２Ｂの車体前方側端部は中実円柱状に形成されており、車体前方側端部から、直径寸法が小径の小径軸部４０と、直径寸法が大径の大径軸部４３の順に形成されている。
【００３５】
インナーシャフト１２Ｂの小径軸部４０の外周上には、軸直角断面が半円形の三個の係合溝４２が、小径軸部４０の軸方向全長にわたって、等間隔（１２０度間隔）で形成されている。また、小径軸部４０の車体後方側の外周には、矩形断面の一個の環状溝４４が全周にわたって形成されている。
【００３６】
入力軸２２の車体後方側端部は中空円筒状に形成されており、車体後方側端部から、小径穴５０が形成されている。小径穴５０の内周上には、軸直角断面が半円形の係合溝５２が、等間隔（１２０度間隔）で三個形成されている。また、小径穴５０の車体後方側の内周には、矩形断面の環状溝５４が全周にわたって形成されている。インナーシャフト１２Ｂを入力軸２２に内嵌すると、インナーシャフト１２Ｂの環状溝４４と、入力軸２２の環状溝５４の軸方向の位置が一致するように形成されている。
【００３７】
インナーシャフト１２Ｂの小径軸部４０の直径寸法は、入力軸２２の小径穴５０の直径寸法よりも若干小さく形成されている。これによって、インナーシャフト１２Ｂは入力軸２２に円滑に内嵌される。インナーシャフト１２Ｂの係合溝４２、及び、入力軸２２の係合溝５２の断面形状は、半円形に限られるものではなく、四角形や六角形等の矩形、又は楕円形でもよい。
【００３８】
最初に、図４に示す中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの中空部６０７Ａ、６０７Ｂ、６０７Ｃに、回転トルク伝達部材としての中実の円柱状ピン６１を挿入しておく。次に、この円柱状ピン６１を挿入した中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを、インナーシャフト１２Ｂの三個の係合溝４２に入れ、環状溝４４に円環状のワイヤーリング７０を装着する。
【００３９】
円柱状ピン６１の外径寸法は、中空部６０７Ａ、６０７Ｂ、６０７Ｃの内径寸法よりも、所定寸法だけ若干小径に形成されている。また、円柱状ピン６１の軸方向の長さは、中空部６０７Ａ、６０７Ｂ、６０７Ｃの軸方向の長さと略同一寸法に形成されている。中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの形状は、円筒状に限られるものではなく、四角形や六角形等の矩形、又は楕円形の中空筒状でもよい。
【００４０】
また、円柱状ピン６１の断面形状は円形に限られるものではなく、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの中空部６０７Ａ、６０７Ｂ、６０７Ｃの断面形状に合わせて、四角形や六角形等の矩形、又は楕円形でもよい。円柱状ピン６１は、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃと同等、又はそれよりも大きな剛性を有する断面形状、または材質のうちの、少なくともどちらか一方の特性を備えているのが好ましい。
【００４１】
中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの自由状態での外径寸法は、インナーシャフト１２Ｂの係合溝４２と、入力軸２２の係合溝５２とで形成される円柱状の空間の内径寸法よりも若干大径に形成されている。中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、板状のバネ鋼を円筒状に折り曲げて形成し、軸方向にすり割り６０１Ａ、６０１Ｂ、６０１Ｃが形成されている。このすり割り６０１Ａ、６０１Ｂ、６０１Ｃによって、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは弾性変形して縮径し、円柱状の空間に容易に組付け可能になっている。
【００４２】
中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの車体前方側端部には、薄板のバネ鋼で形成されたリング６０２が形成され、リング６０２の外周には、１２０度間隔で、リング６０２の外周から半径方向外側に延びる三個の連結板６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃが形成されている。この連結板６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃが、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの車体前方側端部と一体に成形されている。リング６０２と三個の連結板６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃが、本発明の連結部を構成している。
【００４３】
従って、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを係合溝４２に組み込むだけで、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃのすり割り６０１Ａ、６０１Ｂ、６０１Ｃの開口部の位置が、図３（２）に示すように、インナーシャフト１２Ｂの軸心に向かう一定の位相位置に揃うため、組付け作業が容易になる。本発明の第１の実施形態では、すり割り６０１Ａ、６０１Ｂ、６０１Ｃの開口部の位置は、インナーシャフト１２Ｂの軸心に向かう位相位置に形成されているが、インナーシャフト１２Ｂの軸心から径方向外側に向かう位相位置に形成してもよい。
【００４４】
円柱状ピン６１を挿入した中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを係合溝４２に入れ、かつ、環状溝４４に円環状のワイヤーリング７０を装着した状態で、図３の右側から左側に向かって、インナーシャフト１２Ｂを入力軸２２に挿入する。すると、ワイヤーリング７０は弾性変形しながら縮径して、小径孔５０に挿入され、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、弾性変形しながら縮径して係合溝５２に挿入される。
【００４５】
環状溝４４と環状溝５４の軸方向の位置が一致した時に、ワイヤーリング７０は弾性変形が戻りながら拡径して、環状溝４４と環状溝５４の両方に係合した状態となる。同時に、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、入力軸２２の半円形の係合溝５２に嵌入する。中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、縮径した状態で、入力軸２２の半円形の係合溝５２に嵌入する。
【００４６】
従って、インナーシャフト１２Ｂが入力軸２２に完全に挿入されると、ワイヤーリング７０が環状溝４４と環状溝５４の両方に係合して、インナーシャフト１２Ｂと入力軸２２との間の軸方向の相対移動を規制するので、入力軸２２からインナーシャフト１２Ｂが抜け出すことはない。このワイヤーリング７０と、環状溝４４、環状溝５４とで、インナーシャフト１２Ｂと入力軸２２との間の軸方向の相対移動を規制する移動規制部材を構成している。ワイヤーリング７０に代えて、樹脂製や合成ゴム製のＯリング（移動規制部材）にしてもよい。
【００４７】
インナーシャフト１２Ｂの係合溝４２と、入力軸２２の係合溝５２とで形成される円柱状の空間に、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃが圧縮された状態で嵌入しているため、インナーシャフト１２Ｂと入力軸２２との間に、回転方向及び半径方向のガタは生じない。また、インナーシャフト１２Ｂと入力軸２２との間に、偏芯や傾きがあっても、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの弾性力によって、吸収することができる。
【００４８】
ステアリングホイール１１に加えられる操舵トルクが通常の操舵トルクの時には、インナーシャフト１２Ｂと入力軸２２との間の回転トルクは、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを介して伝達される。
【００４９】
インナーシャフト１２Ｂと入力軸２２との間の回転トルク（入力トルク）が通常の操舵トルクよりも大きくなると、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃが弾性変形して縮径する量が大きくなり、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの中空部６０７Ａ、６０７Ｂ、６０７Ｃと円柱状ピン６１との間の隙間量と同一になる。その結果、円柱状ピン６１の外周が、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの中空部６０７Ａ、６０７Ｂ、６０７Ｃに当接する。そのため、円柱状ピン６１と中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの剛性が加算された剛性で回転トルクを伝達することになるため、通常の操舵トルクよりも大きな回転トルクを伝達することが可能となる。
【００５０】
このように、本発明の第１の実施形態では、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃと円柱状ピン６１を、共通の係合溝４２、５２に挿入するようにしている。従って、係合溝４２、５２の位相の公差、係合溝４２、５２の半径寸法の公差、円柱状ピン６１の直径寸法の公差を多少大きく設定しても、円柱状ピン６１の外周が、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの中空部６０７Ａ、６０７Ｂ、６０７Ｃに当接する時の操舵トルクを所定の値にすることができる。そのため、係合溝４２、５２や円柱状ピン６１の加工が容易となり、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃに加わる応力を許容応力以下にすることが容易となるため、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの寿命を確保することができる。
【００５１】
また、本発明の第１の実施形態では、図３（２）に示すように、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃのすり割り６０１Ａ、６０１Ｂ、６０１Ｃの開口部の位置は、インナーシャフト１２Ｂの軸心に向かう一定の位相位置に揃っている。従って、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃのバネ定数は、インナーシャフト１２Ｂが時計方向回転でも反時計方向回転でも、目標とした所定のバネ定数となる。
【００５２】
そのため、所定の目標値とする操舵トルクで、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの弾性変形量が、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの中空部６０７Ａ、６０７Ｂ、６０７Ｃと円柱状ピン６１との間の隙間量と同一になる。その結果、所定の目標値とする操舵トルクで、円柱状ピン６１の外周が、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの中空部６０７Ａ、６０７Ｂ、６０７Ｃに当接して、回転トルクを伝達するため、インナーシャフト１２Ｂが時計方向回転でも反時計方向回転でも、ステアリングホイール１１の操舵フィーリングが一定に維持される。
【００５３】
本発明の第１の実施形態の上記組付け手順で、ワイヤーリング７０を入力軸２２側の環状溝５４に予め装着し、また、円柱状ピン６１を挿入した中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを、入力軸２２側の半円形の係合溝５２に予め入れた状態で、インナーシャフト１２Ｂを入力軸２２に挿入するようにしてもよい。このように、インナーシャフト１２Ｂを入力軸２２に挿入するだけで、インナーシャフト１２Ｂと入力軸２２との間の軸方向の相対移動を規制することができるので、組み立て工数を削減することが可能となる。
【００５４】
＊  第２の実施形態
次に本発明の第２の実施形態について説明する。図６から図８は、本発明の第２の実施形態のステアリングシャフトの連結部を示し、図６は本発明の第２の実施形態のステアリング装置を示す図１の要部の縦断面図である。図７は図６のステアリングシャフトの連結部の拡大縦断面図、図８は図７のバネを示し、（１）は（２）のＣ−Ｃ断面図、（２）は（１）の右側面図である。以下の説明では、上記第１の実施形態と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。
【００５５】
第２の実施形態は、インナーシャフト１２Ｂと入力軸２２との間、及び円柱状ピン６１に、軸方向の付勢力を付与する付勢部が、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの連結部に形成された実施例である。第２の実施形態は、第１の実施形態とは、この連結部の形状と、入力軸２２の車体後方側端部に形成された小径穴５０の形状が相違するだけであるので、この相違点を中心にして説明する。また、ステアリング装置の全体構成については、第１の実施形態の図１と全く同一であるため、詳細な説明は省略する。
【００５６】
図６に示すように、アシスト装置２０のギヤハウジング２１には、入力軸２２と出力軸２３が同一軸線上に、軸受２９Ａ、２９Ｂによって回転可能に軸支され、入力軸２２と出力軸２３は、トーションバー２４によって連結されている。出力軸２３にはウォームホイール２５が取り付けられ、ウォームホイール２５に図示しないウォームが噛合っている。図１の電動モータ２６のケース２６１がギヤハウジング２１に固定され、この電動モータ２６の図示しないモータ軸にウォームが結合されている。
【００５７】
また、出力軸２３の中間部の周囲には、上記トーションバー２４の捩れを検出するトルクセンサ２８が設けられている。図１のステアリングホイール１１からステアリングシャフト１２に加えられるトルクの方向と大きさを、このトルクセンサ２８で検出し、この検出値に応じて、電動モータ２６を駆動し、ウォームとウォームホイール２５から成る減速機構を介して、出力軸２３に、所定の方向に所定の大きさで補助トルクを付与する。
【００５８】
図６から図８に示すように、インナーシャフト１２Ｂの車体前方側端部（図６、図７の左側）が、アシスト装置２０の入力軸２２の車体後方側端部（図６、図７の右側）に連結されている。インナーシャフト１２Ｂの車体前方側端部は中実円柱状に形成されており、車体前方側端部から、直径寸法が小径の小径軸部４０と、直径寸法が大径の大径軸部４３の順に形成されている。
【００５９】
インナーシャフト１２Ｂの小径軸部４０の外周上には、軸直角断面が半円形の三個の係合溝４２が、小径軸部４０の軸方向全長にわたって、等間隔（１２０度間隔）で形成されている。また、小径軸部４０の外周には、矩形断面の環状溝４４が全周にわたって形成されている。すなわち、インナーシャフト１２Ｂの形状は、第１の実施形態と全く同一であるため、詳細な説明は省略する。
【００６０】
入力軸２２の車体後方側端部は中空円筒状に形成されており、車体後方側端部から、小径穴５０が形成されている。小径穴５０の内周上に形成された、軸直角断面が半円形の三個の係合溝５２、車体後方側の環状溝５４の形状は、第１の実施形態と全く同一である。また、小径穴５０の車体前方側の穴底５０１には、その軸心に、車体後方側に突出した凸部５０２が形成されている。
【００６１】
インナーシャフト１２Ｂの三個の係合溝４２に入れる、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、及び、円柱状ピン６１の形状、及び、環状溝４４に装着するワイヤーリング７０の形状は、第１の実施形態と全く同一であるため、詳細な説明は省略する。
【００６２】
図７及び図８に示すように、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの車体前方側端部には、薄板のバネ鋼で形成された円盤６０３が形成され、円盤６０３の外周には、１２０度間隔で、円盤６０３の外周から半径方向外側に延びる三個の連結板６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃが形成されている。この連結板６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃが、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの車体前方側端部と一体に成形されている。
【００６３】
円盤６０３は、車体前方側に突出した剪頭凸部６０３Ａを有する円錐体状に形成され、円盤６０３の中心にあけられた丸孔６０４から、放射状に六個のすり割り６０５が形成されている。従って、円盤６０３は弾性変形が容易な構造となっている。円盤６０３、三個の連結板６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃが、本発明の連結部を構成している。
【００６４】
円柱状ピン６１を挿入した中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを係合溝４２に入れ、かつ、環状溝４４に円環状のワイヤーリング７０を装着した状態で、図６、図７の右側から左側に向かって、インナーシャフト１２Ｂを入力軸２２に挿入する。すると、ワイヤーリング７０は弾性変形しながら縮径して、小径孔５０に挿入され、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、弾性変形しながら縮径して係合溝５２に挿入される。
【００６５】
環状溝４４と環状溝５４の軸方向の位置が一致した時に、ワイヤーリング７０は弾性変形が戻りながら拡径して、環状溝４４と環状溝５４の両方に係合した状態となる。同時に、円柱状ピン６１が挿入された中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、入力軸２２の半円形の係合溝５２に嵌入する。中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃは、縮径した状態で、入力軸２２の半円形の係合溝５２に嵌入する。
【００６６】
この時、円盤６０３の剪頭凸部６０３Ａが小径穴５０の穴底５０１の凸部５０２に当接するため、円盤６０３が弾性変形し、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを車体後方側に押圧すると共に、連結板６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃが三個の円柱状ピン６１を各々車体後方側に押圧する。
【００６７】
従って、円柱状ピン６１及び中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃがワイヤーリング７０に押圧されるため、円盤６０３がインナーシャフト１２Ｂと入力軸２２に対して、お互いに軸方向に離間させる方向に常時付勢力を付与する。従って、ワイヤーリング７０と環状溝５４、４４との間のガタを無くして、インナーシャフト１２Ｂと入力軸２２との間の軸方向のガタを解消することが可能となるため、操舵感が向上する。
【００６８】
第２の実施形態によれば、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃの連結部が、インナーシャフト１２Ｂと入力軸２２との間の軸方向のガタの排除を行うため、部品点数、部品個数を削減して、部品加工費と組み立て工数を削減することが可能となる
【００６９】
また、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃを係合溝４２に組み込むだけで、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃのすり割り６０１Ａ、６０１Ｂ、６０１Ｃの開口部の位置が、インナーシャフト１２Ｂの軸心に向かう一定の位相位置に揃う。従って、組付け作業が容易になり、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃのバネ定数が、インナーシャフト１２Ｂが時計方向回転でも反時計方向回転でも、目標とした所定のバネ定数となる点については、第１の実施形態と同様の作用、効果となる。本発明の第２の実施形態では、すり割り６０１Ａ、６０１Ｂ、６０１Ｃの開口部の位置は、インナーシャフト１２Ｂの軸心に向かう位相位置に形成されているが、インナーシャフト１２Ｂの軸心から径方向外側に向かう位相位置に形成してもよい。
【００７０】
上記実施形態においては、中空円筒状バネ６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ、円柱状ピン６１は、各三個設けられているが、複数有ればよい。
【００７１】
また、上記実施形態では、アッパー側のインナーシャフト１２Ｂが雄で、ロアー側の入力軸２２が雌の嵌合になっているが、アッパー側のインナーシャフト１２Ｂを雌にし、ロアー側の入力軸２２を雄にして嵌合させてもよい。また、上記実施形態では、ステアリングシャフトと操舵補助部との連結部に適用した例について説明したが、アッパー側ステアリングシャフトとロアー側ステアリングシャフトを連結する任意のシャフトの連結部に適用することができる。
【００７２】
さらに、上記実施形態では、操舵補助部がステアリングコラムに配置された、コラムアシスト型のパワーステアリング装置の入力軸の連結部に適用した例について説明したが、ステアリングギヤに噛合うピニオン軸に操舵補助部が配置された、ピニオンアシスト型のパワーステアリング装置の入力軸の連結部に適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明のステアリング装置の全体を示し、一部を断面した正面図であって、電動パワーステアリング装置に適用した実施形態を示す。
【図２】本発明の第１の実施形態のステアリング装置を示す図１の要部の縦断面図である。
【図３】図２のステアリングシャフトの連結部を示し、（１）は連結部の拡大縦断面図、（２）は（１）のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３のバネを示し、（１）はバネの斜視図、（２）は（３）のＢ−Ｂ断面図、（３）は（２）の右側面図である。
【図５】図３のステアリングシャフトの連結部の分解斜視図である。
【図６】本発明の第２の実施形態のステアリング装置を示す図１の要部の縦断面図である。
【図７】図６のステアリングシャフトの連結部の拡大縦断面図である。
【図８】図７のバネを示し、（１）は（２）のＣ−Ｃ断面図、（２）は（１）の右側面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１１  ステアリングホイール
１２  ステアリングシャフト
１２Ａ  アウターシャフト
１２Ｂ  インナーシャフト
１２１Ａ  雌スプライン
１２１Ｂ  雄スプライン
１３  ステアリングコラム
１３Ａ  アウターコラム
１３Ｂ  インナーコラム
１４  支持ブラケット
１５  自在継手
１６  中間シャフト
１７  自在継手
１８  車体
２０  アシスト装置
２１  ギヤハウジング
２２  入力軸
２３  出力軸
２４  トーションバー
２５  ウォームホイール
２６  電動モータ
２６１  ケース
２８  トルクセンサ
２９Ａ、２９Ｂ  軸受
３０  ステアリングギヤ
３１  入力軸
３２  タイロッド
４０  小径軸部
４２  係合溝
４３  大径軸部
４４  環状溝
５０  小径穴
５０１  穴底
５０２  凸部
５２  係合溝
５４  環状溝
６０Ａ、６０Ｂ、６０Ｃ  中空円筒状バネ
６０１Ａ、６０１Ｂ、６０１Ｃ  すり割り
６０２  リング
６０２Ａ、６０２Ｂ、６０２Ｃ  連結板
６０３  円盤
６０３Ａ  剪頭凸部
６０４  丸孔
６０５  すり割り
６０７Ａ、６０７Ｂ、６０７Ｃ  中空部
６１  円柱状ピン
７０  ワイヤーリング
【図１】
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【図２】
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【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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