(57)【要約】【課題】  車体に対する配置の自由度が大きくて、操舵時の応答性が良く、車輪の振動がステアリングホイールに伝わりにくい中間軸を備えたステアリング装置を提供する。【解決手段】  中間軸３の一方側に等速ボール自在継手２を設け、反対側を十字軸自在継手４とすることで、車体でのステアリング装置の配置の自由度が増し、ステアリング装置の配置場所を検討するための時間を短縮することができる。上中間軸３１と下中間軸３２の間に球状体３５を介装し、板バネ３６により、球状体３５を下中間軸３２に対してガタ付きのない程度に予圧しているため、上中間軸３１と下中間軸３２の間のガタ付きを確実に防止することができると共に、上中間軸３１と下中間軸３２は軸方向に相対移動する際には、ガタ付きのない安定した、小さな摺動荷重で摺動することができる。【選択図】        図２
2006213299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールの回転を伝達するためのステアリングシャフト、
上中間軸と下中間軸を軸方向に摺動可能かつ回転力を伝達可能に結合した中間軸、
上記中間軸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、
上記ステアリングシャフトと上中間軸との間、及び、上記下中間軸とピニオン軸との間をそれぞれ結合する自在継手
を備えたステアリング装置であって、
上記自在継手のうちの少なくとも一方が、回転バックラッシュを無くした等速ボール自在継手であり、
上記上中間軸と下中間軸が、回転バックラッシュを無くして結合されていること
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、
上記他方の自在継手は回転バックラッシュを無くした十字軸自在継手であること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項３】
請求項２に記載されたステアリング装置において、
上記十字軸自在継手の交差角が１８°以下であること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項４】
請求項２に記載されたステアリング装置において、
上記十字軸自在継手を構成する第１ヨークアーム対と第２ヨークアーム対が、十字軸部材ところ転動体を有する軸受をしまりばめ嵌合によって連結されていること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項５】
請求項１に記載されたステアリング装置において、
上記他方の自在継手は、回転バックラッシュを無くした弾性軸継手であること
を特徴とするステアリング装置。
【請求項６】
請求項１から請求項５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、
上記上中間軸と下中間軸は、予圧を付与した複数の球状体を介して結合されていること
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、一直線上に配置できない二つの軸間で、ステアリングホイールの回転を伝達するための中間軸を有するステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような中間軸を有するステアリング装置として、特許文献１及び特許文献２に示すステアリング装置がある。特許文献１に示すステアリング装置は、中間軸の上下両端を十字軸自在継手で連結している。十字軸自在継手はその構造上の特性から、トルク変動が生じるため、上側の十字軸自在継手と下側の十字軸自在継手の交差角を略同一にして、トルク変動を回避している。
【０００３】
従って、車体に対するステアリング装置の配置の自由度が小さく、そのため、ステアリング装置の配置場所を検討するのに多くの時間を費やしていた。また、特許文献２に示すステアリング装置は、中間軸の上端をベローズを介して等速ボール自在継手で連結することで、ステアリング装置の配置の自由度を高めたものであるが、ベローズを介して連結しているため、大きな操舵トルクが加わると、ベローズが弾性変形するため、操舵時の応答性が低下する不具合がある。
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２６２２６６号公報
【特許文献２】特開２００２−１１４１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、車体に対する配置の自由度が大きくて、操舵時の応答性が良く、小さな荷重で伸縮するため、車輪の振動がステアリングホイールに伝わりにくい中間軸を備えた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】
【０００６】
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、ステアリングホイールの回転を伝達するためのステアリングシャフト、上中間軸と下中間軸を軸方向に摺動可能かつ回転力を伝達可能に結合した中間軸、上記中間軸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、上記ステアリングシャフトと上中間軸との間、及び、上記下中間軸とピニオン軸との間をそれぞれ結合する自在継手を備えたステアリング装置であって、上記自在継手のうちの少なくとも一方が、回転バックラッシュを無くした等速ボール自在継手であり、上記上中間軸と下中間軸が、回転バックラッシュを無くして結合されていることを特徴とするステアリング装置である。
【０００７】
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、上記他方の自在継手は回転バックラッシュを無くした十字軸自在継手であることを特徴とするステアリング装置である。
【０００８】
第３番目の発明は、第２番目の発明のステアリング装置において、上記十字軸自在継手の交差角が１８°以下であることを特徴とするステアリング装置である。
【０００９】
第４番目の発明は、第２番目の発明のステアリング装置において、上記十字軸自在継手を構成する第１ヨークアーム対と第２ヨークアーム対が、十字軸部材ところ転動体を有する軸受をしまりばめ嵌合によって連結されていることを特徴とするステアリング装置である。
【００１０】
第５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、上記他方の自在継手は、回転バックラッシュを無くした弾性軸継手であることを特徴とするステアリング装置である。
【００１１】
第６番目の発明は、第１番目から第５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、上記上中間軸と下中間軸は、予圧を付与した複数の球状体を介して結合されてい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】
【００１２】
本発明のステアリング装置では、ステアリングシャフトと上中間軸との間、及び、下中間軸とピニオン軸との間を結合する自在継手のうちの少なくとも一方が、回転バックラッシュを無くした等速ボール自在継手で連結され、上中間軸と下中間軸が回転バックラッシュを無くして結合されている。従って、車体に対するステアリング装置の配置の自由度が大きくて、操舵時の応答性が良く、小さな荷重で中間軸が伸縮するため、車輪の振動がステアリングホイールに伝わりにくいため、操舵フィーリングを向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
＊  第１の実施形態
以下、図面に基づいて本発明の第１の実施形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態のステアリング装置の全体正面図である。図１には、ステアリングギヤ６から上の部分が示されている。車体９１には、コラム５２が調整レバー５２２によってその傾斜位置が調整可能に固定されている。コラム５２には内部を貫通するステアリングシャフト５２１が回転自在に支持されており、ステアリングホイール５１が、ステアリングシャフト５２１の上端に固定される。また、ステアリングシャフト５２１の下端側には、中間軸３が結合されている。
【００１４】
中間軸３は、ステアリングシャフト５２１側の上中間軸３１と、ステアリングギヤ６側の下中間軸３２とに２分割され、上中間軸３１のステアリングホイール５１側に等速ボール自在継手２、下中間軸３２のステアリングギヤ６側に十字軸自在継手４が連結されている。
【００１５】
等速ボール自在継手２および十字軸自在継手４は、締め付けボルト２１、４１によって、ステアリングシャフト５２１およびステアリングギヤ６のピニオン軸６１にそれぞれ結合される。交差角αおよびβは等速ボール自在継手２および十字軸自在継手４の交差角であって、この例では、中間軸３の中心軸線に対して、ステアリングシャフト５２１およびピニオン軸６１の中心軸線がそれぞれなす角となっている。
【００１６】
十字軸自在継手４の交差角βは、角速度の変化（トルクの変化）を少なくするため、小さい値に選ばれており、その分だけ等速ボール自在継手２の交差角αを大きくすることにより、中間軸３に必要とされる全体の交差角（α＋β）を確保している。結果として、交差角αは交差角βよりも大きくなる。換言すれば、レイアウトの関係から交差角を大きく取る必要がある場合に、中間軸３の一方側に等速ボール自在継手２を設け、反対側を十字軸自在継手４とすることで、車体でのステアリング装置の配置の自由度が増し、ステアリング装置の配置場所を検討するための時間を短縮することができる。
【００１７】
図１のように、下側に十字軸自在継手４を、上側に等速ボール自在継手２を設け、等速ボール自在継手２の交差角αを４０°、十字軸自在継手４の交差角βを１０°とした場合、十字軸自在継手４で起きるトルク変動は約±１．５％程度となり、ほとんど操舵フィーリングに影響がない。計算上は、交差角βを１８°以下、更には１３°以下とすることが好ましく、それぞれの場合のトルク変動は約±５％、約±２．６％となる。
【００１８】
図２は、図１の中間軸３を示し、（１）は中間軸の軸線に沿って切断した一部縦断面図、（２）は（１）のＡ−Ａ断面図、（３）は（１）のＢ−Ｂ拡大断面図、（４）は（１）のＣ−Ｃ断面図である。中間軸３の上中間軸３１には、等速ボール自在継手２側に、等速ボール自在継手２の一部をなす内側継手部分２２が、一体的に形成されている。また、下中間軸３２には、十字軸自在継手４側に、十字軸自在継手４の一部をなす一対のアームからなる第１ヨークアーム対４２が、一体的に形成されている。
【００１９】
等速ボール自在継手２の内側継手部分２２の先端近傍は球状に形成されており、更にこの球面にボール案内溝２２１が形成されている。一方、外側継手部材２３は球状の凹所を備え、この凹所にボール案内溝２３１が形成されている。２つのボール案内溝２２１、２３１は、ともに中間軸３および外側継手部材２３の軸方向に沿って伸びており、これらの溝内には共通のトルク伝達ボール２４が転動可能に嵌合することにより、内側継手部分２２と外側継手部材２３が回転に関して結合する。
【００２０】
内側継手部分２２の球面と相補的内面を備えたボール保持器２５は、トルク伝達ボール２４を保持しながらこの球面中心回りに回転可能となっている。内側継手部分２２と外側継手部材２３との境界近傍は、柔軟なカバーをなすブーツ２６によって覆われており、外部から塵埃が侵入するのを防止している。
【００２１】
図２（１）、（４）に示すように、外側継手部材２３は、ステアリングシャフト５２１に固定するためのシャフト孔２７を有しており、このシャフト孔２７にはスリ割り２７１が設けられている。スリ割り２７１の両サイドに形成されたバカ孔２７３とボルト孔２７２に締め付けボルト２１を螺合させて、外側継手部材２３をステアリングシャフト５２１に固定する。
【００２２】
内側継手部分２２の球面とボール保持器２５の相補的内面との間には、バネ鋼等で形成された弾性押圧部材２８が介装されている。弾性押圧部材２８は、縮拡径自在な分割リング状をしており、ボール保持器２５の内径面に止め輪２９によって、抜け止め固定されている。
【００２３】
弾性押圧部材２８の弾性力によって、内側継手部分２２は、図２の右方向に相対変位してトルク伝達ボール２４を押圧し、その結果、トルク伝達ボール２４に軸方向の一定の予圧が与えられ、等速ボール自在継手２の回転バックラッシュ（円周方向のガタツキ）を無くしている。また、トルク伝達ボール２４を、外側継手部材２３のボール案内溝２３１と、内側継手部分２２のボール案内溝２２１に、選択嵌合によりしまりばめ嵌合して、回転バックラッシュ（円周方向のガタツキ）を無くしてもよい。
【００２４】
図３は、等速ボール自在継手２の外側継手部材２３、または、内側継手部分２２のいずれか一方を固定し、他方に捩りトルクを加えたときの、外側継手部材２３と内側継手部分２２との間の回転方向の捩れ角を測定した値を示す剛性カーブ線図であり、横軸が捩れ角、縦軸が捩りトルクである。図３に示すように、等速ボール自在継手２は回転バックラッシュ（円周方向のガタツキ）を無くしているため、変曲点の無い剛性カーブになっている。
【００２５】
図２（１）、（２）に示すように、十字軸自在継手４の出力ヨーク部材４４は、ステアリングギヤ６のピニオン軸６１に固定するためのシャフト孔４７を有しており、このシャフト孔４７にはスリ割り４７１が設けられている。スリ割り４７１の両サイドに形成されたバカ孔４７３とボルト孔４７２に締め付けボルト４１を螺合させて、出力ヨーク部材４４をピニオン軸６１に固定する。出力ヨーク部材４４には、更に一対のアームからなる第２ヨークアーム対４３が形成されている。
【００２６】
十字軸部材４５は十字状に伸びる４本の軸部分を備えており、互いに反対側にある軸部分が第１ヨークアーム対４２、第２ヨークアーム対４３とにそれぞれ軸受されている。十字軸部材４５は、ころ転動体を有する軸受４６により、第１ヨークアーム対４２、第２ヨークアーム対４３としまりばめ嵌合して、回転バックラッシュ（円周方向のガタツキ）を無くしている。下中間軸３２と出力ヨーク部材４４は、十字軸部材４５を介在させることにより結合され、回転バックラッシュを無くして回転が伝達される。
【００２７】
既に説明したように、一方の十字軸自在継手４は結合する２軸間が等速にならないため、伝達するトルクも変動するが、他方の等速ボール自在継手２の側に大きな交差角αを分担させることにより、十字軸自在継手４における交差角βを小さくすることができる。このため、中間軸３におけるトルク変動を小さくでき、操舵フィーリングに悪影響を及ぼさないようにすることができる。
【００２８】
図２（３）に示すように、中間軸３は、相互に回転不能に且つ摺動自在に嵌合した雄軸である上中間軸３１と、雌軸である下中間軸３２とからなる。上中間軸３１の外周面には、周方向に１２０度間隔（位相）で等配した３個の軸方向溝３３が延在して形成してある。これに対応して、下中間軸３２の内周面にも、周方向に１２０度間隔（位相）で等配した３個の軸方向溝３４が延在して形成してある。
【００２９】
上中間軸３１の軸方向溝３３と、下中間軸３２の軸方向溝３４との間に、両軸３１、３２の軸方向相対移動の際に転動する複数の剛体の球状体３５（転動体、ボール）が転動自在に介装してある。なお、下中間軸３２の軸方向溝３４は、断面略円弧状若しくはゴシックアーチ状である。上中間軸３１の軸方向溝３３は、傾斜した一対の平面状側面３３ａと、これら一対の平面状側面３３ａの間に平坦に形成した底面３３ｂとから構成してある。上中間軸３１の軸方向溝３３と、球状体３５との間には、球状体３５に接触して予圧するための板バネ３６が介装してある。
【００３０】
この板バネ３６は、球状体３５の両側面に点接触する球状体側接触部３６ａと、球状体側接触部３６ａに対して略周方向に所定間隔をおいて離間してあると共に、上中間軸３１の軸方向溝３３の平面状側面３３ａに接触する溝面側接触部３６ｂと、球状体側接触部３６ａと溝面側接触部３６ｂを相互に離間する方向に弾性的に付勢する付勢部３６ｃと、軸方向溝３３の底面３３ｂに対向した底部３６ｄとを有している。
【００３１】
この付勢部３６ｃは、略Ｕ字形状で略円弧状に折曲した折曲形状であり、この折曲形状の付勢部３６ｃによって、球状体側接触部３６ａと溝面側接触部３６ｂを相互に離間するように弾性的に付勢することができる。
【００３２】
また、上中間軸３１の外周面には、周方向に１２０度間隔（位相）で等配した３個の軸方向溝３７が延在して形成してある。これに対応して、下中間軸３２の内周面にも、周方向に１２０度間隔（位相）で等配した３個の軸方向溝３８が延在して形成してある。
【００３３】
上中間軸３１の軸方向溝３７と、下中間軸３２の軸方向溝３８との間に、両軸３１、３２の軸方向相対移動の際に滑り摺動する複数の剛体の円柱体３９（摺動体、ニードルローラ）が微小隙間をもって介装してある。なお、これら軸方向溝３７、３８は、断面略円弧状若しくはゴシックアーチ状である。
【００３４】
また、図２（１）に示すように、円柱体３９、板バネ３６、球状体３５を軸方向に固定する方法として、上中間軸３１の左端部には、ストッパープレート３１１、止め輪３１２が取付けられている。
【００３５】
ストッパープレート３１１は、円柱体３９や球状体３５が直接当たる面である。止め輪３１２は、ストッパープレート３１１の軸方向の固定をしており、上中間軸３１に形成された溝に止め輪３１２が嵌合するよう設計してある。
【００３６】
さらに、上中間軸３１の軸方向溝３３、３７、下中間軸３２の軸方向溝３４、３８、板バネ３６、及び球状体３５の間には、潤滑剤が塗布してあることから、上中間軸３１と下中間軸３２は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。
【００３７】
以上のように構成した中間軸３では、上中間軸３１と下中間軸３２の間に球状体３５を介装し、板バネ３６により、球状体３５を下中間軸３２に対してガタ付きのない程度に予圧しているため、伝達トルクが小さい時は、上中間軸３１と下中間軸３２の間のガタ付きを確実に防止することができると共に、上中間軸３１と下中間軸３２は軸方向に相対移動する際には、ガタ付きのない安定した、小さな摺動荷重で摺動することができる。
【００３８】
トルク伝達時には、板バネ３６が弾性変形して球状体３５を周方向に拘束すると共に、上中間軸３１と下中間軸３２の間に介装した３列の円柱体３９が、主なトルク伝達の役割を果たす。
【００３９】
例えば、上中間軸３１からトルクが入力された場合、初期の段階では、板バネ３６の予圧がかかっているため、ガタ付きはなく、板バネ３６がトルクに対する反力を発生させてトルクを伝達する。この時は、上中間軸３１、板バネ３６、球状体３５、下中間軸３２間の伝達トルクと入力トルクがつりあった状態で、全体的なトルク伝達がなされる。
【００４０】
さらにトルクが増大していくと、円柱体３９を介した上中間軸３１、下中間軸３２の回転方向のすきまがなくなり、以後のトルク増加分を、上中間軸３１、下中間軸３２を介して、円柱体３９が伝達する。そのため、上中間軸３１と下中間軸３２の回転バックラッシュ（円周方向のガタツキ）を確実に防止するとともに、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【００４１】
上記した第１の実施形態の中間軸３では、球状体３５以外に、円柱体３９を設けているため、大トルク入力時、負荷量の大部分を円柱体３９で支持することができる。従って、下中間軸３２の軸方向溝３４と球状体３５との接触圧力を低下して、耐久性を向上することができると共に、大トルク負荷時には、高剛性の状態でトルクを伝達することができる。
【００４２】
また、円柱体３９が上中間軸３１と下中間軸３２に接触していることから、球状体３５への捩りトルクを低減し、板バネ３６の横滑りを抑え、その結果、ヒステリシスが過大となることを抑えることができる。このように、第１の実施形態によれば、安定した小さな摺動荷重で摺動するため、車輪からの振動がステアリングホイール５１に伝わりにくく、回転方向ガタ付きを確実に防止して、高剛性の状態でトルクを伝達することができるため、ステアリングホイール５１操作時の応答性が向上する。
【００４３】
上記した第１の実施形態では、上中間軸３１側を等速ボール自在継手２、下中間軸３２側を十字軸自在継手４にしているが、上中間軸３１側を十字軸自在継手４にし、下中間軸３２側を等速ボール自在継手２にしてもよい。また、製造コストは上がるが、上中間軸３１側と下中間軸３２側の両方を等速ボール自在継手２にしてもよい。
【００４４】
＊  第２の実施形態
図４は本発明の第２の実施形態の中間軸を示し、（１）は第２の実施形態の中間軸の軸線に沿って切断した一部縦断面図、（２）は（１）のＤ−Ｄ拡大断面図、図５は図４のカップリングタイプの弾性軸継手の斜視図である。以下の説明では、第１の実施形態との相違点についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また第１の実施形態と同一部品には同一符号を付して説明する。第２の実施形態は、十字軸自在継手４をカップリングタイプの弾性軸継手にし、中間軸３のスライド機構を変更した実施例である。
【００４５】
中間軸３は、第１の実施形態と同様に、上中間軸３１と下中間軸３２とに２分割され、上中間軸３１のステアリングホイール側には第１の実施形態と同一構造の等速ボール自在継手２が連結され、下中間軸３２のステアリングギヤ側には、カップリングタイプの弾性軸継手７が連結されている。
【００４６】
等速ボール自在継手２および弾性軸継手７は、図示しない締め付けボルトによって、ステアリングシャフトおよびステアリングギヤのピニオン軸にそれぞれ結合される。等速ボール自在継手２の詳細な構造説明は省略するが、第１の実施形態と同一構造を有し、等速ボール自在継手２の回転バックラッシュ（円周方向のガタツキ）を無くしている。
【００４７】
弾性軸継手７の交差角βは、ゴム等で形成された円盤状の防振ラバー７５に過大な負荷が加わらないように５°以下とし、その分だけ等速ボール自在継手２の交差角αを大きくすることにより、中間軸３に必要とされる全体の交差角（α＋β）を確保している。
【００４８】
中間軸３の上中間軸３１には、等速ボール自在継手２側に、等速ボール自在継手２の一部をなす内側継手部分２２が、一体的に形成されている。また、下中間軸３２には、弾性軸継手７側に、弾性軸継手７の一部をなすフランジ３２１が一体的に形成されている。
【００４９】
図４（１）に示すように、弾性軸継手７の出力側継手部材７４は、ステアリングギヤのピニオン軸に固定するためのシャフト孔７３を有しており、このシャフト孔７３にピニオン軸を挿入し、バカ孔７４１と図示しないボルト孔に締め付けボルトを螺合させて、出力側継手部材７４をピニオン軸に固定する。
【００５０】
図４（１）及び図５に示すように、第２の実施形態のカップリングタイプの弾性軸継手７は、ゴム等のエラストマー材料で形成された円盤状の防振ラバー７５を使用している。防振ラバー７５には、図４（１）の左右方向に貫通する４個のボルト挿通孔が９０度間隔で形成され、このボルト挿通孔に、金属製の円筒部材７５１ａ、７５１ｂ、７５１ｃ、７５１ｄが装着される。
【００５１】
対向する一対の円筒部材７５１ａ、７５１ｂは、防振ラバー７５の左端面から突出させ、対向する一対の円筒部材７５１ｃ、７５１ｄは、防振ラバー７５の右端面から突出させた状態で装着する。そしてこれらの円筒部材７５１ａ、７５１ｂ、７５１ｃ、７５１ｄの突出部分の外周には、突出部分と略同一高さのプラスチックカラー７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄを嵌合する。
【００５２】
このプラスチックカラー７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄに対応する部位に切欠き部７６１ａ、７６１ｂ、７６１ｃ、７６１ｄが形成された金属製のストッパープレート７６ａ、７６ｂを介装させてから、出力側継手部材７４及び下中間軸３２を結合する。
【００５３】
一方のストッパープレート７６ａの切欠き部７６１ａ、７６１ｂの両側には、一対の円筒部材７５１ｃ、７５１ｄに対応したボルト孔７６２ｃ、７６２ｄが形成され、他方のストッパープレート７６ｂの切欠き部７６１ｃ、７６１ｄの両側には、一対の円筒部材７５１ａ、７５１ｂに対応したボルト孔７６２ａ、７６２ｂが形成されている。
【００５４】
このストッパープレート７６ａ、７６ｂは、中間軸３が回転した時に、防振ラバー７５が捩れるのを防止するためのもので、切欠き部７６１ａ、７６１ｂ、７６１ｃ、７６１ｄをプラスチックカラー７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄに当接させて、回転を規制している。
【００５５】
出力側継手部材７４の右側には、防振ラバー７５に取付けるためのフランジ７４２が一体形成されており、このフランジ７４２の両端部には一対のボルト挿通孔７４３ａ、７４３ｂが形成されている。また下中間軸３２の左側には、防振ラバー７５に取付けるためのフランジ３２１が一体形成されており、このフランジ３２１の両端部には一対のボルト挿通孔３２２ｃ、３２２ｄが形成されている。
【００５６】
従って、出力側継手部材７４と下中間軸３２を防振ラバー７５にボルトで固定するには、まず防振ラバー７５の左端面から突出する円筒部材７５１ａ、７５１ｂに、出力側継手部材７４のフランジ７４２を位置決めし、フランジ７４２のボルト挿通孔７４３ａ、７４３ｂにボルト７９ａ、７９ｂを挿通する。そして、このボルト７９ａ、７９ｂを防振ラバー７５の円筒部材７５１ａ、７５１ｂ、及び、防振ラバー７５の右端面に配置したトッパープレート７６ｂのボルト孔７６２ａ、７６２ｂに貫通させ、このボルト７９ａ、７９ｂの先端ねじ部に、ナット７８ａ、７８ｂを螺合させて固定する。
【００５７】
次に、防振ラバー７５の右端面から突出する円筒部材７５１ｃ、７５１ｄに、下中間軸３２のフランジ３２１のボルト挿通孔３２２ｃ、３２２ｄを位置決めし、ボルト挿通孔３２２ｃ、３２２ｄにボルト７９ｃ、７９ｄを挿通する。そして、このボルト７９ｃ、７９ｄを防振ラバー７５の円筒部材７５１ｃ、７５１ｄ、及び、防振ラバー７５の左端面に配置したストッパープレート７６ａのボルト孔７６２ｃ、７６２ｄに貫通させ、このボルト７９ｃ、７９ｄの先端ねじ部にナット７８ｃ、７８ｄを螺合させて固定する。
【００５８】
このように構成された第２の実施形態のカップリングタイプの弾性軸継手７では、走行時の車輪や車体の振動が、防振ラバー７５の捩れ動作により吸収される。また、ステアリングホイール５１からステアリングシャフト５２１に加えられる回転トルクが大きい場合には、上記ストッパープレート７６ａ、７６ｂの切欠き部７６１ａ、７６１ｂ、７６１ｃ、７６１ｄがプラスチックカラー７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄに当接する。
【００５９】
この結果、ステアリングホイール５１から上記ステアリングシャフト５２１に加えられた回転トルクが、上記ストッパープレート７６ａ、７６ｂとプラスチックカラー７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄを介して、上記出力側継手部材７４に伝達され、回転バックラッシュ（円周方向のガタツキ）を無くしている。
【００６０】
図４（１）、（２）に示すように、中間軸３は、相互に回転不能に且つ摺動自在に嵌合した雄軸である上中間軸３１と、雌軸である下中間軸３２とからなる。上中間軸３１の外周面には、周方向に９０度間隔（位相）で等配した４個の軸方向溝３１３が延在して形成してある。これに対応して、下中間軸３２の内周面にも、周方向に９０度間隔（位相）で等配した４個の軸方向溝３２３が延在して形成してある。
【００６１】
上中間軸３１の軸方向溝３１３と、下中間軸３２の軸方向溝３２３との間に、両軸３１、３２の軸方向相対移動の際に転動する複数の剛体の球状体３５（転動体、ボール）が転動自在に介装してある。球状体３５は、軸方向溝３１３と軸方向溝３２３との間にしまりばめで嵌合している。
【００６２】
なお、上中間軸３１の軸方向溝３１３と下中間軸３２の軸方向溝３２３は、断面略円弧状若しくはゴシックアーチ状である。上中間軸３１と下中間軸３２との間の隙間には、球状体３５を保持するボール保持器３５１が挿入され、複数の球状体３５の軸方向の間隔を一定に維持して、球状体３５が円滑に転動するようにしている。また、球状体３５を保持したボール保持器３５１が上中間軸３１から外れないようにする方法として、上中間軸３１の左端部には、止め輪３１４が取付けられている。
【００６３】
さらに、上中間軸３１の軸方向溝３１３、下中間軸３２の軸方向溝３２３、及び球状体３５の間には、潤滑剤が塗布され、上中間軸３１と下中間軸３２は、ガタ付きのない安定した摺動荷重で軸方向に摺動することができる。
【００６４】
以上のように構成した中間軸３では、上中間軸３１と下中間軸３２の間に球状体３５をしまりばめで嵌合している。従って、上中間軸３１と下中間軸３２の間のガタ付きを確実に防止することができる。また、上中間軸３１と下中間軸３２は軸方向に相対移動する際には、ガタ付きのない安定した、小さな摺動荷重で摺動することができるため、車輪からの振動がステアリングホイールに伝わりにくく、回転方向ガタ付きを確実に防止して、ステアリングホイール操作時の応答性が向上する。
【００６５】
上記した第２の実施形態では、球状体３５をしまりばめで嵌合しているが、球状体３５の代わりにコロを使用してもよい。また、球状体３５は、上中間軸３１と下中間軸３２が軸方向に相対移動する際には、軸方向にのみ移動するが、循環式にしてもよい。
【００６６】
＊  第３の実施形態
図６は本発明の第３の実施形態のステアリング装置の全体正面図、図７は図６の等速ボール自在継手とピニオン軸との連結部を示し、（１）は等速ボール自在継手を示す一部縦断面図、（２）は（１）のＥ−Ｅ拡大断面図、（３）は等速ボール自在継手にピニオン軸を連結した状態を示す一部縦断面図である。以下の説明では、上記実施形態との相違点についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また上記実施形態と同一部品には同一符号を付して説明する。第３の実施形態は、操舵力補助装置（パワーステアリング装置）を有するステアリング装置に本発明を適用した実施例である。
【００６７】
図６に示すように、中空円筒状のアウターコラム５３には、上部ステアリングシャフト５３１が回転自在に軸支されており、上部ステアリングシャフト５３１の上端にはステアリングホイール５１が固定されている。アウターコラム５３はインナーコラム５４にテレスコピック位置が調整可能に外嵌しており、インナーコラム５４の車体前方側には、操舵力補助装置５５のギヤボックス５５１が取付けられている。
【００６８】
ギヤボックス５５１は、車体９１に固定されたロアー側車体取付けブラケット５６に、チルト中心軸５６１を支点としてその傾斜位置が調整可能に支持されている。チルト中心軸５６１は、弾性部材を介してロアー側車体取付けブラケット５６に取付けてもよい。アウターコラム５３は、車体９１に固定されたアッパー側車体取付けブラケット５７に、調整レバー５２２によって、その傾斜位置及びテレスコピック位置が調整可能に支持されている。アウターコラム５３を車体９１に固定する取付けボルトは、弾性部材を介してアウターコラム５３を車体９１に固定してもよい。
【００６９】
ギヤボックス５５１には電動モータ５５２が取付けられ、この電動モータ５５２の回転を減速機構を介して下部ステアリングシャフト５５３に伝達し、ステアリングホイール５１に加えられた操舵力に補助動力を付与している。下部ステアリングシャフト５５３の左端、すなわち車体前方側には、等速ボール自在継手２が結合されている。
【００７０】
等速ボール自在継手２は、締め付けボルト２１、８１によって、下部ステアリングシャフト５５３の下端、および、ピニオン軸６１の上端にそれぞれ結合される。ピニオン軸６１の下端のピニオン６１１は、ステアリングギヤのラック６２に噛合って、ステアリングホイール５１の操舵力を車輪に伝達している。図７に示すように、等速ボール自在継手２の内側継手部分２２には、出力側継手部材８が一体的に形成され、この出力側継手部材８がピニオン軸６１の上端に締め付けボルト８１によって結合されている。
【００７１】
等速ボール自在継手２の内側継手部分２２の先端近傍は球状に形成されており、更にこの球面にボール案内溝２２１が形成されている。一方、外側継手部材２３は球状の凹所を備え、この凹所にボール案内溝２３１が形成されている。２つのボール案内溝２２１、２３１は、ともにピニオン軸６１および下部ステアリングシャフト５５３の軸方向に沿って伸びており、これらの溝内には共通のトルク伝達ボール２４が転動可能に嵌合することにより、内側継手部分２２と外側継手部材２３が回転に関して結合する。
【００７２】
内側継手部分２２の球面と相補的内面を備えたボール保持器２５は、トルク伝達ボール２４を保持しながらこの球面中心回りに回転可能となっている。内側継手部分２２と外側継手部材２３との境界近傍は、柔軟なカバーをなすブーツ２６によって覆われており、外部から塵埃が侵入するのを防止している。
【００７３】
図７（１）に示すように、外側継手部材２３は、下部ステアリングシャフト５５３に固定するためのシャフト孔２７を有しており、このシャフト孔２７のスリ割りの両サイドに形成されたバカ孔２７３と、図示しないボルト孔に締め付けボルト２１を螺合させて、外側継手部材２３を下部ステアリングシャフト５５３に固定する。
【００７４】
内側継手部分２２の球面とボール保持器２５の相補的内面との間には、バネ鋼等で形成された弾性押圧部材２８が介装されている。弾性押圧部材２８は、縮拡径自在な分割リング状をしており、ボール保持器２５の内径面に止め輪２９によって、抜け止め固定されている。
【００７５】
弾性押圧部材２８の弾性力によって、内側継手部分２２は、図７（１）の右方向に相対変位してトルク伝達ボール２４を押圧し、その結果、トルク伝達ボール２４に軸方向の一定の予圧が与えられ、等速ボール自在継手２の回転バックラッシュ（円周方向のガタツキ）を無くしている。トルク伝達ボール２４を、外側継手部材２３のボール案内溝２３１と、内側継手部分２２のボール案内溝２２１に、選択嵌合によりしまりばめ嵌合にすることにより、回転バックラッシュ（円周方向のガタツキ）を無くしてもよい。
【００７６】
ピニオン軸６１の上端に締め付けボルト８１によって結合される出力側継手部材８は、ピニオン軸６１を軸方向に動かす事なく接続作業を行なえる、所謂横入れ式の継手である。すなわち、上記出力側継手部材８の基端部８０は、断面形状がＵ字形で、この出力側継手部材８の中心軸を挟んで、一対の抑え板部８２ａ、８２ｂが互いに離隔して配置されている。また、これら両抑え板部８２ａ、８２ｂの一端縁（図７（２）の上端縁）同士を互いに連結する連結部８３を備えている。
【００７７】
このうちの一対の抑え板部８２ａ、８２ｂの内側面は、互いに平行な抑え面８４、８４としている。又、これら両抑え板部８２ａ、８２ｂの他端（図７（２）の下端）寄り部分に、互いに同心の通孔８５ａ、８５ｂを形成している。
【００７８】
出力側継手部材８にその上端部を結合するピニオン軸６１は、上端部の断面形状を小判形とし、このピニオン軸６１の上端部外周面に、それぞれが被抑え面である、互いに平行な一対の外側平面を形成している。又、これらの両外側平面と直交するこのピニオン軸６１の片側面（図７（３）の下側面）の上端寄り部分に、切り欠き８６を形成している。
【００７９】
上記ピニオン軸６１の上端部を出力側継手部材８の基端部８０に結合する場合には、先ず、図７（３）に実線で示す様に、上記ピニオン軸６１の上端部を上記基端部８０の開口側に配置する。そして、この状態から、上記出力側継手部材８を、図７（３）の２点鎖線状態から実線状態に至るまで、前記内側継手部分２２を外側継手部材２３に対して回動させる事により、上記ピニオン軸６１の上端部を出力側継手部材８の基端部８０に進入させる。
【００８０】
なお、この様な組付け作業を容易に行なえる様にする為、これら出力側継手部材８及びピニオン軸６１の自由状態で、上記両抑え面８４、８４同士の間隔を、上記ピニオン軸６１の外側平面同士の間隔よりも大きくしている。従って、上述の様にピニオン軸６１の上端部を出力側継手部材８の基端部８０内に進入させた状態では、上記両抑え面８４、８４と上記外側平面との間に、正の嵌合隙間が生じる。
【００８１】
ピニオン軸６１の上端部を出力側継手部材８の基端部８０内に進入させたならば、次い
で、上記各通孔８５ａ、８５ｂの内側に締め付けボルト８１を挿通すると共に、この締め付けボルト８１の先端部に設けた雄ねじ部８１１を、ナット８７に螺合する。これにより、上記一対の抑え面８４、８４同士の間隔を狭めて、これら各抑え面８４、８４を上記ピニオン軸６１の外側平面に当接させる。
【００８２】
本実施形態の場合には、上記締め付けボルト８１の雄ねじ部８１１に螺合するナット８７の一部に、上記切り欠き８６を押圧する為のカム部８７１を設けている。即ち、ナット８７は、軸方向の先端部（図７（２）の左端部）に、外周面をカム面としたカム部８７１を設けている。又、同じく中間部の先端寄り部分に、その外周面を、上記ナット８７の中心部に設けたねじ孔８７２と同心の円筒面とした、上記通孔８５ｂの内側に大きながたつきなく挿通自在な挿通部８７３を設けている。
【００８３】
また、上記ナット８７の外周面のうち、軸方向中間部の基端（図７（２）の右端）寄り部分に外向フランジ状の鍔部８７４を、同じく基端部に係止溝８７５を、それぞれ全周にわたり形成している。又、上記ナット８７の内周面の基端部には、その内径が上記ねじ孔８７２の内径よりも大きくなった大径孔部８７６を設けている。更に、これらねじ孔８７２と大径孔部８７６との連続部に存在する段部８７７をポンチ等で軸方向に押圧する事により、この押圧した部分及びその周辺部分を径方向内方に塑性変形させる事で、上記ねじ孔８７２の基端縁部分にかしめ部を形成している。
【００８４】
この様なナット８７は、上記締め付けボルト８１をこのナット８７に螺合させる以前の状態では、図７（２）に示す様に、断面クランク形で全体を円環状に構成した金属板製のカバー８７８の内側に保持した状態で、上記基端部８０を構成する抑え板部８２ｂに支持している。即ち、上記ナット８７は、上記カバー８７８の内側に内嵌した状態で、基端部を、このカバー８７８の一端（図７（２）の右端）開口を通じて外部に突出させている。
【００８５】
そして、この突出させた部分の外周面に形成した上記係止溝８７５に、弾性材製のＯリング８７９を係止する事により、当該突出させた部分が上記カバー８７８の内側に不用意に入り込む事（このカバー８７８を上記抑え板部８２ｂに結合する以前に、このカバー８７８と上記ナット８７とが不用意に分離する事）を防止している。
【００８６】
この為に、上記係止構８７５に係止したＯリング８７９の外径寸法を、上記カバー８７８の一端開口部の内径寸法よりも少しだけ大きくしている。又、上記カバー８７８の他端部（図７（２）の左端部）を上記抑え板部８２ｂに係止した状態で、上記ナット８７の先端部を、この抑え板部８２ｂに設けた上記通孔８５ｂの内側に進入させている。
【００８７】
図７（２）に示した状態で、上記締め付けボルト８１を上記各通孔８５ａ、８５ｂに挿通し、更にこの締め付けボルト８１を回転させる事により、この締め付けボルト８１の雄ねじ部８１１を、上記ナット８７のねじ孔８７２に螺合させる。これにより、上記ナット８７を締め付けボルト８１の頭部側（図７（２）の左側）に引き寄せて、前記鍔部８７４を上記抑え板部９ｂの外側面に突き当てると共に、前記挿通部８７３を上記通孔８５ｂに挿通し、かつ、前記カム部８７１を前記切り欠き８６に対向させる。
【００８８】
なお、この際に上記ナット８７の基端部は、上記Ｏリング８７９を弾性的に縮径させつつ、このＯリング８７９と共に上記カバー８７８の内側に引き込まれる。さらに、この状態で、上記雄ねじ部８１１を上記ねじ孔８７２に緊締することにより、この雄ねじ部８１１とねじ孔８７２のかしめ部との間に働く大きな摩擦力により、上記ナット８７を回転させることで、上記カム部８７１の外周面を上記切り欠き８６に押し付ける。
【００８９】
そして、この押し付け力に基づき、切り欠き８６の対向面８６ａを、連結部８３の内側面８３ａに強く押し付ける。なお、上記締め付けボルト８１の軸部のうち、上記雄ねじ部８１１よりも基端側部分に設けた円筒状の（雄ねじを形成していない）外周面を有する円柱部８１２の外周面と上記通孔８５ａの内周面との接触部、並びに、上記ナット８７の挿通部８７３の外周面と上記通孔８５ｂの内周面との接触部で、上記押し付けの反力を支承する。
【００９０】
このように構成した本実施形態の出力側継手部材８とピニオン軸６１との結合は、抑え面８４、８４の間隔を狭めて、これら各抑え面８４、８４をピニオン軸６１の外側平面に当接させると共に、上記対向面８６ａと上記内側面８３ａとの係合に基づいて、結合部の回転バックラッシュ（円周方向のガタツキ）を無くしている。
【００９１】
上記実施形態のパワーステアリング装置は、電動式でも油圧式でも良く、ステアリングシャフト５３１に補助動力を付与するコラムアシスト型、ピニオン軸６１に補助動力を付与するピニオンアシスト型、ステアリングギヤ６に補助動力を付与するラックアシスト型等、種々の形式のパワーステアリング装置付きステアリング装置に適用することも当然に可能である。
【００９２】
さらに、コラム５２には先に述べたような傾斜位置の調整機構（チルト機構）だけでなく、ステアリングホイ−ル５１の前後方向位置、高さ位置を調整可能とする機構（テレスコ機構、チルトテレスコ機構）を設けること、あるいは、これらの機構を全く有しないものでも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の実施形態のステアリング装置の全体正面図である。
【図２】図１の中間軸を示し、（１）は中間軸の軸線に沿って切断した一部縦断面図、（２）は（１）のＡ−Ａ断面図、（３）は（１）のＢ−Ｂ拡大断面図、（４）は（１）のＣ−Ｃ断面図である。
【図３】第１の実施形態の等速ボール自在継手に捩りトルクを加えたときの回転方向の捩れ角を測定した値を示す剛性カーブ線図である。
【図４】本発明の第２の実施形態の中間軸を示し、（１）は第２の実施形態の中間軸の軸線に沿って切断した一部縦断面図、（２）は（１）のＤ−Ｄ拡大断面図である。
【図５】図４のカップリングタイプの弾性軸継手の斜視図である。
【図６】本発明の第３の実施形態のステアリング装置の全体正面図である。
【図７】図６の等速ボール自在継手とピニオン軸との連結部を示し、（１）は等速ボール自在継手を示す縦断面図、（２）は（１）のＥ−Ｅ拡大断面図、（３）は等速ボール自在継手にピニオン軸を連結した状態を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００９４】
２  等速ボール自在継手
２１  締め付けボルト
２２  内側継手部分
２２１  ボール案内溝
２３  外側継手部材
２３１  ボール案内溝
２４  トルク伝達ボール
２５  ボール保持器
２６  ブーツ
２７  シャフト孔
２７１  スリ割り
２７２  ボルト孔
２７３  バカ孔
２８  弾性押圧部材
２９  止め輪
３  中間軸
３１  上中間軸
３１１  ストッパープレート
３１２  止め輪
３１３  軸方向溝
３１４  止め輪
３２  下中間軸
３２１  フランジ
３２２ｃ、３２２ｄ  ボルト挿通孔
３２３  軸方向溝
３３  軸方向溝
３３ａ  平面状側面
３３ｂ  底面
３４  軸方向溝
３５  球状体
３５１  ボール保持器
３６  板バネ
３６ａ  球状体側接触部
３６ｂ  溝面側接触部
３６ｃ  付勢部
３６ｄ  底部
３７  軸方向溝
３８  軸方向溝
３９  円柱体
４  十字軸自在継手
４１  締め付けボルト
４２  第１ヨークアーム対
４３  第２ヨークアーム対
４４  出力ヨーク部材
４５  十字軸部材
４６  ころ転動体を有する軸受
４７  シャフト孔
４７１  スリ割り
４７２  ボルト孔
４７３  バカ孔
５１  ステアリングホイール
５２  コラム
５２１  ステアリングシャフト
５２２  調整レバー
５３  アウターコラム
５３１  上部ステアリングシャフト
５４  インナーコラム
５５  操舵力補助装置
５５１  ギヤボックス
５５２  電動モータ
５５３  下部ステアリングシャフト
５６  ロアー側車体取付けブラケット
５６１  チルト中心軸
５７  アッパー側車体取付けブラケット
６  ステアリングギヤ
６１  ピニオン軸
６１１  ピニオン
６２  ラック
７  弾性軸継手
７３  シャフト孔
７４  出力側継手部材
７４１  バカ孔
７４２  フランジ
７４３ａ、７４３ｂ  ボルト挿通孔
７５  防振ラバー
７５１ａ、７５１ｂ、７５１ｃ、７５１ｄ  円筒部材
７６ａ、７６ｂ  ストッパープレート
７６１ａ、７６１ｂ、７６１ｃ、７６１ｄ  切欠き部
７６２ａ、７６２ｂ、７６２ｃ、７６２ｄ  ボルト孔
７７ａ、７７ｂ、７７ｃ、７７ｄ  プラスチックカラー
７８ａ、７８ｂ、７８ｃ、７８ｄ  ナット
７９ａ、７９ｂ、７９ｃ、７９ｄ  ボルト
８  出力側継手部材
８０  基端部
８１  締め付けボルト
８１１  雄ねじ部
８１２  円柱部
８２ａ、８２ｂ  抑え板部
８３  連結部
８３ａ  内側面
８４  抑え面
８５ａ、８５ｂ  通孔
８６  切り欠き
８６ａ  対向面
８７  ナット
８７１  カム部
８７２  ねじ孔
８７３  挿通部
８７４  鍔部
８７５  係止溝
８７６  大径孔部
８７７  段部
８７８  カバー
８７９  Ｏリング
９１  車体
【図１】
2006213299.tif 000003
【図２】
2006213299.tif 000004
【図３】
2006213299.tif 000005
【図４】
2006213299.tif 000006
【図５】
2006213299.tif 000007
【図６】
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【図７】
2006213299.tif 000009