(57)【要約】【課題】製造容易，安価，かつ軽量のステアリング装置を提供すること。【解決手段】ステアリングホイール１１と一体的に回転するステアリングメインシャフト１２と，ステアリングホイール１２及びステアリングメインシャフト１２の回転運動Ｒを車幅方向の直線運動Ｓに変換するステアリングギヤボックス１４とを有するステアリング装置１。ステアリングメインシャフト１２とステアリングギヤボックス１３のギヤボックス入力軸１４とは，金属製ベローズパイプ２によって連結されている。金属製ベローズパイプ２を介してステアリングメインシャフト１２の操舵トルクがギヤボックス入力軸１４へ伝達されるよう構成してある。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングホイールと一体的に回転するステアリングメインシャフトと，上記ステアリングホイール及び上記ステアリングメインシャフトの回転運動を車幅方向の直線運動に変換するステアリングギヤボックスとを有するステアリング装置において，
上記ステアリングメインシャフトと上記ステアリングギヤボックスのギヤボックス入力軸とは，金属製ベローズパイプによって連結されており，該金属製ベローズパイプを介して上記ステアリングメインシャフトの操舵トルクが上記ギヤボックス入力軸へ伝達されるよう構成してあ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において，上記金属製ベローズパイプは，厚み０．１〜１．０ｍｍの金属パイプを加工することにより得たもの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または２において，上記金属製ベローズパイプは，その蛇腹の山部を３〜２０個有することを特徴とするステアリング装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において，上記金属製ベローズパイプは，外径が３５〜１００ｍｍ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】
【０００１】
【技術分野】
本発明は，車両の進行方向を転換するためのステアリング装置に関する。
【０００２】
従来より，図４に示すごとく，ステアリングホイール９１と一体的に回転するステアリングメインシャフト９２と，上記ステアリングホイール９１及びステアリングメインシャフト９２の回転運動Ｒを車幅方向の直線運動Ｓに変換するステアリングギヤボックス９３とを有するステアリング装置９がある。
上記ステアリングメインシャフト９２とステアリングギヤボックス９３のギヤボックス入力軸９４とは，上記ステアリングメインシャフト９２の操舵トルクを上記ステアリングギヤボックス９３へ伝達するインターミディエイトシャフト９５によって連結されている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平８−９９６４１号公報（「特許請求の範囲」，図１等）
【特許文献２】
特開平１１−１８２５７３号公報（「特許請求の範囲」，図１〜図５等）
【０００４】
【解決しようとする課題】
しかしながら，上記ステアリングメインシャフト９２とギヤボックス入力軸９４とは，その配置に制限がある。そのため，図４に示すごとく，上記インターミディエイトシャフト９５は，上記ステアリングメインシャフト９２及びギヤボックス入力軸９４との間に，それぞれ，ユニバーサルジョイント８，８０を介設して回転軸の向きを変えて接続する必要がある。
【０００５】
該ユニバーサルジョイント８，８０は，図５に示すごとく，駆動軸に固定された駆動側ヨーク８２と，該駆動側ヨーク８２に対向して配され被駆動軸に固定された被駆動側ヨーク８２０と，上記駆動側ヨーク８２と被駆動側ヨーク８２０とを連結する十字形状のスパイダー８３とを有する。そして，該スパイダー８３の一方の軸が，ニードルベアリング８４を介して駆動側ヨーク８２に回動可能に接続され，他方の軸が，同じくニードルベアリング８４を介して被駆動側ヨーク８２０に回動可能に接続されている。
【０００６】
更に，上記ユニバーサルジョイント８は，アウターレース８５，抜け止めＣリング８６，更には上記アウターレース８５に取り付けるストッパー（図示略）等を設けてなる。
ここで，ユニバーサルジョイント８に対しては，ステアリングメインシャフト９２が上記駆動軸，インターミディエイトシャフト９５が上記被駆動軸となる。一方，ユニバーサルジョイント８０に対しては，インターミディエイトシャフト９５が上記駆動軸，ギヤボックス入力軸９４が上記被駆動軸となる。
【０００７】
また，ステアリングメインシャフト９２とギヤボックス入力軸９４との間に生ずる相対変位を吸収するために，上記インターミディエイトシャフト９５にスライダー９７を配設する等の必要がある。
このように，上記従来のステアリング装置９は，部品点数が多くなり，組み付け作業に手間がかかり，コストが高く，また重量も大きくなるという問題がある。
【０００８】
また，アッパシャフトとロアシャフトとの間にベローズを介設したステアリング装置が特許文献２に開示されている。しかし，該ステアリング装置は，ダブルカルダンシャフトを配設し，該ダブルカルダンシャフトによって，軸方向の異なるアッパシャフトとロアシャフトとを接続している。それ故，部品点数が多くなり，製造面，コスト面，重量面において不利である点では上記と同様である。
【０００９】
本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので，製造容易，安価，かつ軽量のステアリング装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【課題の解決手段】
第１の発明は，ステアリングホイールと一体的に回転するステアリングメインシャフトと，上記ステアリングホイール及び上記ステアリングメインシャフトの回転運動を車幅方向の直線運動に変換するステアリングギヤボックスとを有するステアリング装置において，
上記ステアリングメインシャフトと上記ステアリングギヤボックスのギヤボックス入力軸とは，金属製ベローズパイプによって連結されており，該金属製ベローズパイプを介して上記ステアリングメインシャフトの操舵トルクが上記ギヤボックス入力軸へ伝達されるよう構成してあることを特徴とするステアリング装置にある（請求項１）。
【００１１】
次に，本発明の作用効果につき説明する。
上記ステアリングメインシャフトと上記ギヤボックス入力軸とは，金属製ベローズパイプによって連結されている。該金属製ベローズパイプは，形状および素材に起因する機械的特性として，例えば通常の鋼管と略同程度の捩り剛性を有するが，捩り剛性に較べて曲げ剛性や圧縮剛性等は遙かに低い。
即ち，上記金属製ベローズパイプは，高い捩り剛性を有すると共に，曲げ方向や伸縮方向に充分な柔軟性を有する。
【００１２】
それ故，回転軸の一致しない上記ステアリングメインシャフトと上記ギヤボックス入力軸とを容易に連結することができると共に，両者間において回転トルクの伝達を正確に行うことができる。
また，上記ステアリングメインシャフトとギヤボックス入力軸との位置関係や向き等が設計から多少ずれても，上記金属製ベローズパイプの曲げ方向，伸縮方向の柔軟性により，そのずれを吸収することができる。そのため，ステアリング装置の組付け作業が容易となる。
【００１３】
また，ステアリングメインシャフトとギヤボックス入力軸との間に生ずる相対変位を，上記金属製ベローズパイプによって吸収することができる。そのため，従来のようにインターミディエイトシャフトのスライド機構を設けるなどの必要がなくなる。
【００１４】
また，ステアリングメインシャフトとギヤボックス入力軸とを，上記金属製ベローズパイプによって，上記のごとく接続することができるため，従来のようにユニバーサルジョイント等を配設する必要がない。そのため，上記ステアリング装置の部品点数を少なくすることができる。これにより，上記ステアリング装置は，組み付け作業が容易となると共に，安価かつ軽量にすることができる。
【００１５】
以上のごとく，本発明によれば，製造容易，安価，かつ軽量のステアリング装置を提供することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
上記第１の発明（請求項１）においては，上記金属製ベローズパイプは，溶接，かしめ，バンド締め等の手段を用いて，上記ステアリングメインシャフト及び上記ギヤボックス入力軸に接続することができる。
【００１７】
また，上記金属製ベローズパイプは，厚み０．１〜１．０ｍｍの金属パイプを加工することにより得たものであることが好ましい（請求項２）。
この場合には，上記金属製ベローズパイプは，一層高い捩り剛性を有すると共に，曲げ方向や伸縮方向に一層の柔軟性を有する。これにより，上記ステアリングメインシャフトと上記ギヤボックス入力軸とを一層円滑に接続し，両者間における回転トルクの伝達を一層正確に行うことができる。
【００１８】
上記厚みが０．１ｍｍ未満の場合には，上記金属製ベローズパイプのねじり剛性を充分に得ることが困難となるおそれがある。一方，上記厚みが１．０ｍｍを超える場合には，上記金属製ベローズパイプの，曲げ方向や伸縮方向の柔軟性が不充分となるおそれがある。
【００１９】
また，上記金属パイプは，例えば，ステンレス鋼，薄板圧延鋼等からなるものを用いることができる。
また，上記金属パイプの加工は，例えばバルジ成形等の手段により行うことができる。また，上記金属パイプの外径は例えば２０〜６０ｍｍとすることが好ましい。
【００２０】
また，上記金属製ベローズパイプは，その蛇腹の山部を３〜２０個有することが好ましい（請求項３）。
この場合には，上記金属製ベローズパイプは，一層高い捩り剛性を有すると共に，曲げ方向や伸縮方向に一層の柔軟性を有する。これにより，上記ステアリングメインシャフトと上記ギヤボックス入力軸とを一層円滑に接続し，両者間における回転トルクの伝達を一層正確に行うことができる。
上記山部が３個未満の場合には，高い捩り剛性と，曲げ方向や伸縮方向の柔軟性を両立させることが困難となるおそれがある。一方，上記山部が２０個を超える場合には，例えば外径を４０ｍｍ程度と細くした場合，大きなトルクが加わったときに，よじれ変形を生じるおそれがある。
【００２１】
また，上記金属製ベローズパイプは，外径が３５〜１００ｍｍであることが好ましい（請求項４）。
この場合には，大きなトルクを伝達できると共に，高い捩り剛性で曲げ方向や伸縮方向の柔軟性を確保することができる。
上記外径が３５ｍｍ未満の場合には，大きなトルクを伝達し難くなり，捩り剛性も大きくできないおそれがある。一方，上記外径が１００ｍｍを超える場合には，取り付けスペースの関係で他部品と干渉するという不具合が生じやすくなる。
なお，上記金属製ベローズパイプの外径は，軸方向中央部分の外径である（図２の符号ｄ参照）。
【００２２】
【実施例】
本発明の実施例にかかるステアリング装置につき，図１〜図３を用いて説明する。
上記ステアリング装置１は，図１に示すごとく，ステアリングホイール１１と一体的に回転するステアリングメインシャフト１２と，上記ステアリングホイール１１及び上記ステアリングメインシャフト１２の回転運動Ｒを車幅方向の直線運動Ｓに変換するステアリングギヤボックス１３とを有する。
【００２３】
図１，図２に示すごとく，上記ステアリングメインシャフト１２と上記ステアリングギヤボックス１３のギヤボックス入力軸１４とは，金属製ベローズパイプ２によって連結されている。該金属製ベローズパイプ２を介して上記ステアリングメインシャフト１２の操舵トルクが上記ギヤボックス入力軸１４へ伝達されるよう構成してある。
【００２４】
上記ステアリング装置１においては，ステアリングホイール１１の回転運動Ｒが，ステアリングメインシャフト１２，金属製ベローズパイプ２，ギヤボックス入力軸１４を介して，ステアリングギヤボックス１３に伝えられる。そして，該ステアリングギヤボックス１３によって，この回転運動Ｒがタイロッド１５の車幅方向の直線運動Ｓに変換される。
【００２５】
上記金属製ベローズパイプ２は，ステンレス鋼からなる厚み約０．３ｍｍの金属パイプを加工することにより得たものである。即ち，該金属パイプをバルジ成形することにより，図２に示すような蛇腹形状を有する金属製ベローズパイプ２を得る。該金属製ベローズパイプ２は，その蛇腹の山部２２を約１０個有し，また，外径ｄは約７５ｍｍである。
【００２６】
上記金属製ベローズパイプ２は，図２に示すごとく，組付金具３を介して上記ステアリングメインシャフト１２及び上記ギヤボックス入力軸１４に接続されている。図２，図３に示すごとく，上記組付金具３は取付軸部３１と締結部３２とからなり，該締結部３２には，シャフト挿入穴３２１が形成されている。また，上記締結部３２は，ボルト３２２及びナット３２３によって，上記シャフト挿入穴３２１の内径を拡縮させることができるよう構成されている。
【００２７】
上記ステアリングメインシャフト１２の端部は，上記組付金具３のシャフト挿入穴３２１に挿入され，ボルト３２２及びナット３２３を締めることにより，締結部３２に固定されている。上記ギヤボックス入力軸１４も，同様に，他の組付金具３の締結部３２に固定されている。
【００２８】
そして，上記ステアリングメインシャフト１２及びギヤボックス入力軸１４の端部にそれぞれ固定された組付金具３は，上記金属製ベローズパイプ２の接合端部２１にそれぞれ固定される。即ち，上記ステアリングメインシャフト１２に固定された組付金具３の取付軸部３１を，上記金属製ベローズパイプ２の一方の接合端部２１に嵌入すると共に溶接してある。一方，上記ギヤボックス入力軸１４に固定された組付金具３の取付軸部３１を，上記金属製ベローズパイプ２の他方の接合端部２１に嵌入すると共に溶接してある。
なお，上記金属製ベローズパイプ２と組付金具３との固定は，溶接以外にも，かしめ，バンド締め等の手段を用いることができる。
【００２９】
次に，本例の作用効果につき説明する。
図１，図２に示すごとく，上記ステアリングメインシャフト１２と上記ギヤボックス入力軸１４とは，金属製ベローズパイプ２によって連結されている。該金属製ベローズパイプ２は，形状および素材に起因する機械的特性として，例えば通常の鋼管と略同程度の捩り剛性を有するが，捩り剛性に較べて曲げ剛性や圧縮剛性等は遙かに低い。
即ち，上記金属製ベローズパイプ２は，高い捩り剛性を有すると共に，曲げ方向や伸縮方向に充分な柔軟性を有する。
【００３０】
それ故，回転軸の一致しない上記ステアリングメインシャフト１２と上記ギヤボックス入力軸１４とを容易に連結することができると共に，両者間において回転トルクの伝達を正確に行うことができる。
また，上記ステアリングメインシャフト１２とギヤボックス入力軸１４との位置関係や向き等が設計から多少ずれても，上記金属製ベローズパイプ２の曲げ方向，伸縮方向の柔軟性により，そのずれを吸収することができる。そのため，ステアリング装置１の組付け作業が容易となる。
【００３１】
また，ステアリングメインシャフト１２とギヤボックス入力軸１４との間に生ずる相対変位を，上記金属製ベローズパイプ２によって吸収することができる。そのため，従来のようにインターミディエイトシャフト９５のスライダー９７を設ける必要がなくなる（図４参照）。
【００３２】
また，ステアリングメインシャフト１２とギヤボックス入力軸１４とを，上記金属製ベローズパイプ２によって，上記のごとく接続することができるため，従来のようにユニバーサルジョイント等（図４，図５参照）を配設する必要がない。そのため，上記ステアリング装置１の部品点数を少なくすることができる。これにより，上記ステアリング装置１は，組み付け作業が容易となると共に，安価かつ軽量にすることができる。
【００３３】
また，上記金属製ベローズパイプ２は，厚み約０．３ｍｍの金属パイプを加工することにより得たものである。そのため，上記金属製ベローズパイプ２は，一層高い捩り剛性を有すると共に，曲げ方向や伸縮方向に一層の柔軟性を有する。これにより，上記ステアリングメインシャフト１２と上記ギヤボックス入力軸１４とを一層円滑に接続し，両者間における回転トルクの伝達を一層正確に行うことができる。
【００３４】
また，上記金属製ベローズパイプ２は，その蛇腹の山部２２を約１０個有するため，上記金属製ベローズパイプ３は，一層高い捩り剛性を有すると共に，曲げ方向や伸縮方向に一層の柔軟性を有する。これにより，上記ステアリングメインシャフト１２と上記ギヤボックス入力軸１４とを一層円滑に接続し，両者間における回転トルクの伝達を一層正確に行うことができる。
また，上記金属製ベローズパイプ２は，外径ｄが約７５ｍｍであるため，大きなトルクを伝達できると共に，高い捩り剛性で曲げ方向や伸縮方向の柔軟性を確保することができる。また，従来部品であるユニバーサルジョイント８，８０（図７参照）とスペース的に互換性があるという利点がある。
【００３５】
以上のごとく，本例によれば，製造容易，安価，かつ軽量のステアリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例における，ステアリング装置の説明図。
【図２】実施例における，金属製ベローズパイプ及びその周辺の断面説明図。
【図３】図３のＡ−Ａ線矢視断面図。
【図４】従来例における，ステアリング装置の説明図。
【図５】従来例における，ユニバーサルジョイントの説明図。
【符号の説明】
１．．．ステアリング装置，
１１．．．ステアリングホイール，
１２．．．ステアリングメインシャフト，
１３．．．ステアリングギヤボックス，
１４．．．ギヤボックス入力軸，
２．．．金属製ベローズパイプ，
３．．．組付金具，
【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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