(57)【要約】【課題】ゴム弾性体に捩じり入力が負荷されたときに中央孔の周面が径方向内方へ膨出するのを抑制し得るようにした弾性継手を提供する。【解決手段】盤状に形成され、軸線Ｏに沿って貫設された中央孔１１と軸線Ｏを中心とする円周上に配列された４個の貫通孔１２ａ〜１２ｄとを有するゴム弾性体１と、隣り合う貫通孔１２ａ〜１２ｄどうしをループ状に囲むようにしてゴム弾性体１に埋設された補強コード２ａ〜２ｄとからなる。ゴム弾性体１の中央孔１１の周面に、隣り合う２個の貫通孔１２ａ〜１２ｄの各中心線Ｐ１〜Ｐ４と軸線Ｏとを結ぶ二つの平面で囲まれた部分の少なくとも１箇所に、ゴム弾性体１に捩じり入力が負荷されたときに発生する歪みを緩和する凹部１３ａ〜１３ｄを設ける。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
盤状に形成され、軸線に沿って貫設された中央孔と前記軸線を中心とする円周上に配列された４以上の偶数個の貫通孔とを有するゴム弾性体と、隣り合う前記貫通孔どうしをループ状に囲むようにして前記ゴム弾性体に埋設された補強コードと、を備えた弾性継手において、
前記ゴム弾性体の前記中央孔の周面には、隣り合う２個の前記貫通孔の各中心線と前記軸線とを結ぶ二つの平面で囲まれた部分の少なくとも１箇所に、前記ゴム弾性体に捩じり入力が負荷されたときに発生する歪みを緩和する凹部が設けられていることを特徴とする弾性継手。
【請求項２】
前記凹部は、隣り合う２個の前記貫通孔の各中心線と前記軸線とを結ぶ二つの平面で囲まれた部分の中央に設けられていることを特徴とする請求項１記載の弾性継手。
【請求項３】
前記凹部は、前記ゴム弾性体を加硫成形する成形型に設けられた凸部により形成され、前記補強コードは、前記凸部に規制されることにより前記中央孔の周面に露出していないことを特徴とする請求項１又は２記載の弾性継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、二つの回転軸の間に介装されて、両軸間の回転トルクの伝達と振動の吸収をする弾性継手に関し、例えば車両のステアリング装置におけるステアリングカップリングとして好適に採用することができる。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、二つの回転軸の間に介装されて、両軸間の回転トルクの伝達と振動の吸収をする弾性継手として、例えば特許文献１〜３等に開示されているように種々のものが知られている。例えば、自動車のステアリング装置において使用されているステアリングカップリングとして、図７及び図８に示すものが知られている。このステアリングカップリングは、盤状に形成され、軸線Ｏに沿って貫設された中央孔７１と軸線Ｏを中心とする円周上に配列された４個の貫通孔７２ａ〜７２ｄとを有するゴム弾性体７と、隣り合う貫通孔７２ａ〜７２ｄどうしをループ状に囲むようにしてゴム弾性体７に埋設された補強コード８ａ〜８ｄとから構成されている。
【０００３】
このステアリングカップリングは、図９及び図１０に示すように、４個の貫通孔７２ａ〜７２ｄのうち、軸対称位置にある１組の貫通孔７２ａ、７２ｃがステアリングコラム側の第１シャフト９１の下端部に取付けられた二股状の連結部材９２に連結補助金具９３で固定されるとともに、他の１組の貫通孔７２ｂ、７２ｄがステアリングギヤ側の第２シャフト９４の上端部に取付けられた二股状の連結部材９５に連結補助金具９６で固定されて使用される。この場合、ステアリングカップリングの中央孔７１には、ステアリングカップリングの剛性不足を補うために金属製の第３シャフト９７が挿通される。
【０００４】
これにより、ステアリングカップリングは、ステアリングコラム側のシャフトの上端部に取付けられるステアリングホイールの回転トルクをステアリングギヤに伝達するとともに、タイヤからステアリングギヤを介して伝達される路面からの振動も吸収する。
【０００５】
なお、このステアリングカップリングには、操舵安定性のために所望の捩じりばね特性が必要とされていることから、ゴム弾性体７に埋設された補強コード８ａ〜８ｄは、上記回転トルクに対する補強になるとともに、上記所望の捩じりばね特性を成り立たせている。
【０００６】
【特許文献１】
実開昭５９−１４６６２３号公報
【特許文献２】
実開平６−６９４４４号公報
【特許文献３】
特開２０００−１４５８０８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のステアリングカップリングにおいては、ステアリングホイールの操作によって捩じり入力が負荷されると、隣り合う各貫通孔７２ａ〜７２ｄの円周方向における間の部位であって、第１シャフト９１に固定される１組の貫通孔７２ａ、７２ｃと第２シャフト９４に固定される他の１組の貫通孔７２ｂ、７２ｄとが捩じり入力に伴って接近する部位は、周方向において圧縮変形することにより径方向の内方及び外方に膨出する。そのため、径方向内方に膨出した部分が中央孔７１に挿通された第３シャフト９７と干渉して、ステアリングカップリングの捩じりばね特性を変化させる恐れがある。
【０００８】
このようにして捩じりばね特性が変化すると、ステアリングカップリングのノイズや振動に対する性能が悪化する。また、ゴム弾性体７１の膨出した部分とシャフト９７が干渉すると、中央孔７１の周面が摩耗して、耐久性にも影響を及ぼすこととなる。特に、近年においては、中央孔７１に挿通される第３シャフト９７は、衝突時の安全性を向上させるために、径の大きいものが使用される傾向にあることから、上記の問題が発生し易い。
【０００９】
本発明は上記実状に鑑みてなされたものであり、ゴム弾性体に捩じり入力が負荷されたときに中央孔の周面が径方向内方へ膨出するのを抑制し得るようにした弾性継手を提供することを解決すべき課題とするものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段、発明の作用及び効果】
上記課題を解決する請求項１記載の発明は、盤状に形成され、軸線に沿って貫設された中央孔と前記軸線を中心とする円周上に配列された４以上の偶数個の貫通孔とを有するゴム弾性体と、隣り合う前記貫通孔どうしをループ状に囲むようにして前記ゴム弾性体に埋設された補強コードと、を備えた弾性継手において、前記ゴム弾性体の前記中央孔の周面には、隣り合う２個の前記貫通孔の各中心線と前記軸線とを結ぶ二つの平面で囲まれた部分の少なくとも１箇所に、前記ゴム弾性体に捩じり入力が負荷されたときに発生する歪みを緩和する凹部が設けられているという手段を採用している。
【００１１】
本発明の弾性継手においては、ゴム弾性体の中央孔の周面の所定部位に凹部が設けられていることから、ゴム弾性体に捩じり入力が負荷されたときに、周方向において圧縮変形する部位の径方向内方へ膨出する部分が凹部に吸収される。そのため、その圧縮変形する部位の中央孔の周面が径方向内方へ殆ど膨出しないので、ゴム弾性体の中央孔の周面が中央孔に挿通配置されるシャフトと干渉する恐れは低減する。よって、それらの干渉により生じる、弾性継手の捩じりばね特性の変化や耐久性の悪化は回避される。
【００１２】
したがって、本発明の弾性継手によれば、ゴム弾性体に捩じり入力が負荷されたときに中央孔の周面が径方向内方へ膨出するのを抑制することができる。
【００１３】
なお、本発明において、ゴム弾性体の中央孔の周面に設けられる凹部の大きさは、弾性継手の大きさや捩じり方向のばね特性（圧縮変形時の変形量）等を考慮して適宜設定される。また、この凹部は、軸線方向において全域に延びるように設けても、一部分にのみ設けるようにしてもよい。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明における前記凹部が、隣り合う２個の前記貫通孔の各中心線と前記軸線とを結ぶ二つの平面で囲まれた部分の中央に設けられているという手段を採用している。
【００１５】
この手段によれば、ゴム弾性体に捩じり入力が負荷されたときに、周方向において圧縮変形の歪みが最も集中する部位に凹部が設けられることとなるため、径方向内方へ膨出する部分を凹部により効果的に吸収することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明における前記凹部が、前記ゴム弾性体を加硫成形する成形型に設けられた凸部により形成され、前記補強コードが、前記凸部に規制されることにより前記中央孔の周面に露出していないという手段を採用している。
【００１７】
この手段によれば、中央孔に挿通されるシャフトと補強コードが擦れ合わないようにされているため、補強コードが摩耗して切断されるのを回避することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
【００１９】
図１は本実施形態に係る弾性継手の平面図であり、図２はその弾性継手の断面図であって図１のII−Ｏ−II線矢視断面図である。
【００２０】
本実施形態の弾性継手は、車両のステアリング装置におけるステアリングカップリングとして使用されるものであって、図１及び図２に示すように、中央孔１１と、軸線Ｏを中心とする円周上に配列された４個の貫通孔１２ａ〜１２ｄと、中央孔１１の周面に形成された４個の凹部１３ａ〜１３ｄとを有するゴム弾性体１と、隣り合う貫通孔１２ａ〜１２ｄどうしをループ状に囲むようにしてゴム弾性体１に埋設された４個の補強コード２ａ〜２ｄと、から構成されている。
【００２１】
ゴム弾性体１は、２枚の未加硫シートゴムを重ね合わせた状態で押圧しつつ加硫成形することにより円盤状に形成されている。このゴム弾性体１の中央には、軸線Ｏに沿って厚さ方向に貫通する中央孔１１が設けられている。中央孔１１の周囲には、軸線Ｏを中心とする円周上に略等間隔に配列された厚さ方向に貫通する４個の貫通孔１２ａ〜１２ｄが設けられている。
【００２２】
このゴム弾性体１の中央孔１１の周面には、隣り合う２個の貫通孔１２ａ〜１２ｄの各中心線Ｐ１〜Ｐ４と軸線Ｏとを結ぶ二つの平面で囲まれた部分の中央部にそれぞれ１個づつ合計４個の凹部１３ａ〜１３ｄが設けられている。各凹部１３ａ〜１３ｄは、断面が半円形状でゴム弾性体１の一端面から他端面まで軸線Ｏと略平行方向に延びるようにして軸線Ｏ方向の全域に形成されている。この凹部１３ａ〜１３ｄは、ゴム弾性体１を加硫成形して形成する際に、中央孔１１を形成する成形ピンに設けられた凸部により形成されている。また、ゴム弾性体１の表裏両面の隣り合う貫通孔１２ａ〜１２ｄのどうしの間部分には、ばね定数を調整するための窪み部１４ａ〜１４ｄが設けられている。
【００２３】
補強コード２ａ〜２ｄは、例えばレーヨン糸やポリエステル糸を巻回してリングベルト状に束ねた状態に形成されている。この補強コード２ａ〜２ｄは、隣り合う貫通孔１２ａ〜１２ｄどうしをループ状に囲むようにしてゴム弾性体１に埋設されている。この補強コード２ａ〜２ｄは、ゴム弾性体１が加硫成形される際に、２枚の未加硫シートゴムの間に挟まれた状態で加硫成形が行われることにより、ゴム弾性体１の内部に埋め込まれている。なお、各補強コード２ａ〜２ｄは、ゴム弾性体１が加硫成形される際に、凹部１３ａ〜１３ｄを形成するために中央孔１１形成用の成形ピンに設けられた凸部に規制されることによって、中央孔１１の周面には露出していない。
【００２４】
以上のように構成された本実施形態の弾性継手は、図９に示すような自動車のステアリング装置において、前記従来のステアリングカップリングと同様に取付けられて使用に供される。なお、この弾性継手の場合にも、ゴム弾性体１の中央孔１１には、弾性継手の剛性不足を補う等のために金属製の第３シャフト９７が挿通される。
【００２５】
そして、本実施形態の弾性継手に、ステアリングホイールの操作によって捩じり入力が負荷されると、隣り合う各貫通孔１２ａ〜１２ｄの円周方向における間の部位であって、第１シャフト９１に固定される１組の貫通孔１２ａ、１２ｃと第２シャフト９４に固定される他の１組の貫通孔１２ｂ、１２ｄとが捩じり入力に伴って接近する部位は、周方向において圧縮変形する。このとき、ゴム弾性体１の中央孔１１の周面の所定部位には凹部１３ａ〜１３ｄが設けられていることから、周方向において圧縮変形する部位の径方向内方へ膨出する部分が凹部１３ａ〜１３ｄに吸収される。そのため、その圧縮変形する部位の中央孔の周面が径方向内方へ殆ど膨出しないので、ゴム弾性体１の中央孔１１の周面が中央孔１１に挿通配置される第３シャフト９７と干渉する恐れは低減する。よって、それらの干渉により生じる、弾性継手の捩じりばね特性の変化や耐久性の悪化は回避される。
【００２６】
以上のように、本実施形態の弾性継手は、ゴム弾性体１の中央孔１１の周面の所定部位に設けられた凹部１３ａ〜１３ｄを有するため、ゴム弾性体１に捩じり入力が負荷されたときに中央孔１１の周面が径方向内方へ膨出するのを抑制することができる。特に、本実施形態における凹部１３ａ〜１３ｄは、隣り合う２個の貫通孔１２ａ〜１２ｄの各中心線Ｐ１〜Ｐ４と軸線Ｏとを結ぶ二つの平面で囲まれた部分の中央に設けられていることから、ゴム弾性体１に捩じり入力が負荷されたときに、周方向において圧縮変形の歪みが最も集中する部位に設けられることとなるため、径方向内方へ膨出する部分を凹部１３ａ〜１３ｄにより効果的に吸収することができる。
【００２７】
また、本実施形態における各補強コード２ａ〜２ｄは、ゴム弾性体１が加硫成形される際に、中央孔１１形成用の成形ピンに設けられた凹部１３ａ〜１３ｄ形成用の凸部により規制されることによって、中央孔１１の周面に露出しないようにされている。そのため、補強コード２ａ〜２ｄが中央孔１１に挿通される第３シャフト９７と擦れ合って摩耗し、切断されるのを回避することができるので、耐久性を向上させることができる。
【００２８】
なお、本実施形態における凹部１３ａ〜１３ｄは、ゴム弾性体１の一端面から他端面まで軸線Ｏと略平行方向に延びるようにして軸線Ｏ方向の全域に設けられているが、例えば、図３及び図４に示す凹部１６ａ〜１６ｄのように、軸線Ｏ方向において一部分にのみ設けるようにしてもよい。この凹部１６ａ〜１６ｄは、断面が半円形状でゴム弾性体１の一端面から中央部まで軸線Ｏ方向に延びるように形成されている。また、この凹部１６ａ〜１６ｄは、軸線Ｏ方向において補強コード２ａ〜２ｄと重複する部分に設けられていることから、補強コード２ａ〜２ｄがゴム弾性体１の中央孔１１の周面に露出しないようにされている。よって、この場合にも、上記実施形態の場合と同様の作用・効果が得られる。
【００２９】
また、例えば図５及び図６に示す凹部１７ａ〜１７ｄのように、軸線Ｏ方向における大部分であって、ゴム弾性体１の厚さの半分以上となるように設けるようにしてもよい。この場合にも、図３及び図４に示す凹部１６ａ〜１６ｄと同様に、補強コード２ａ〜２ｄがゴム弾性体１の中央孔１１の周面に露出しないようにされているので、上記実施形態の場合と同様の作用・効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る弾性継手の平面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る弾性継手の断面図であって図１のII−Ｏ−II線矢視断面図である。
【図３】本発明の変形例に係る弾性継手の平面図である。
【図４】本発明の変形例に係る弾性継手の断面図であって図３のIV−Ｏ−IV線矢視断面図である。
【図５】本発明の他の変形例に係る弾性継手の平面図である。
【図６】本発明の他の変形例に係る弾性継手の断面図であって図５のＶ−Ｏ−Ｖ矢視断面図である。
【図７】従来の弾性継手の平面図である。
【図８】従来の弾性継手の断面図であって図７のVIII−Ｏ−VIII線矢視断面図である。
【図９】従来の弾性継手が装着されたステアリング装置の一部の分解斜視図である。
【図１０】従来の弾性継手が装着されたステアリング装置の一部の断面図である。
【符号の説明】
１…ゴム弾性体      ２ａ〜２ｄ…補強コード      １１…中央孔
１２ａ〜１２ｄ…貫通孔
１３ａ〜１３ｄ、１６ａ〜１６ｄ、１７ａ〜１７ｄ…凹部
１４ａ〜１４ｄ…窪み部      ２ａ〜２ｄ…補強コード      Ｏ…軸線
Ｐ１〜Ｐ４…中心線      ９１…第１シャフト
９２、９５…連結部材      ９３、９６…連結補助金具
９４…第２シャフト      ９７…第３シャフト
【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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【図９】
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【図１０】
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