(57)【要約】【課題】捩り方向のばね特性のばらつきが小さいとともに耐久性も良好で、尚且つ生産性も良好であって製品コストを低減することのできる弾性カップリングを提供する。【解決手段】円盤状を成すゴム弾性体１２の中心軸線周りに第１締結孔１６と第２締結孔１８とをそれぞれ複数且つ交互に位置するように設けて成り、第１締結孔１６に駆動軸側の第１締結軸部を、第２締結孔１８に被動軸側の第２締結軸部をそれぞれ挿通状態に締結してそれらを弾性的に連結する弾性カップリング１０において、互いに隣り合う第１締結孔１６と第２締結孔１８との間の部分のそれぞれにコイルスプリング２０Ａ，２０Ｂを第１締結軸部，第２締結軸部に対し非接続状態でゴム弾性体１２内に埋設する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
盤状を成すゴム弾性体の中心軸線周りに該ゴム弾性体を貫通する第１締結孔と第２締結孔とをそれぞれ複数且つ該第１締結孔と第２締結孔とが交互に位置するように設けて成り、該第１締結孔に駆動軸側の第１締結軸部を、該第２締結孔に被動軸側の第２締結軸部をそれぞれ挿通状態に締結し、それら駆動軸と被動軸とを弾性的に連結するとともに、該駆動軸のトルクを該被動軸に伝達するようになした弾性カップリングにおいて、
互いに隣り合う前記第１締結孔と第２締結孔との間の部分のそれぞれに、該第１締結孔と第２締結孔との接近時に該接近する第１締結孔及び第２締結孔間で圧縮方向に弾性変形するばね部材を、該ばね部材が該第１締結孔に挿通された前記第１締結軸部と、該第２締結孔に挿通された前記第２締結軸部とを連結することなく少なくとも何れかの部位で分断する形態で前記ゴム弾性体内に埋設してあることを特徴とする弾性カップリング。
【請求項２】
請求項１において、前記ばね部材がばね鋼から成る金属線材にて構成されていることを特徴とする弾性カップリング。
【請求項３】
請求項２において、前記ばね部材がコイルスプリングであることを特徴とする弾性カップリング。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかにおいて、前記弾性カップリングが自動車のステアリング装置のハンドル側の軸とステアリング歯車側の軸とを弾性的に連結するものであることを特徴とする弾性カップリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は駆動軸と被動軸とを弾性的に連結するとともに、駆動軸のトルクを被動軸に伝達するための弾性カップリングに関し、特に自動車のステアリング装置においてハンドル（ステアリングホイール）側の軸とステアリング歯車側の軸とを弾性連結する、ステアリングカップリングと称されるものに適用して好適な弾性カップリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のステアリング装置では、ハンドル側の軸（駆動軸）とステアリング歯車側の軸（被動軸）とをステアリングカップリングと称される弾性カップリングで連結し、ハンドルを回転操作したとき、駆動軸のトルクをその弾性カップリングを介して被動軸に伝達することが行われている。
この弾性カップリングは、ゴム弾性体の弾性変形に基づいて駆動軸と被動軸との間で捩り方向及び軸方向の相対変位を吸収し、車輪側からハンドル側へと振動伝達されるのを防止する働きを有している。
【０００３】
図７（Ａ）はこの種弾性カップリングとして従来用いられているものを示している。
図７において、２００は弾性カップリングで、２０２は円盤状を成すゴム弾性体、２０４は中心孔である。
【０００４】
この弾性カップリング２００には、中心軸線周りにゴム弾性体２０２を厚み方向に貫通する一対の第１締結孔２０６と、一対の第２締結孔２０８とが設けられている。
ここで第１締結孔２０６と第２締結孔２０８とは、それぞれ中心軸線周りに交互に配置されている。
【０００５】
２１０Ａ，２１０Ｂはそれぞれポリエステル糸等の有機繊維の補強糸をループ状に２０〜５０巻きした補強コードで、それぞれが互いに隣り合う第１締結孔２０６，第２締結孔２０８に跨って且つ第１締結孔２０６，第２締結孔２０８の外周部を周り込むようにしてゴム弾性体２０２内部に埋設されている。
【０００６】
図７（Ｂ）はこの弾性カップリング２００にて駆動軸２１２と被動軸２１６とを弾性的に連結した状態を示している。
２１２は駆動軸で、この駆動軸２１２側には一対の第１締結軸部２１４が設けられており、これら第１締結軸部２１４が一対の第１締結孔２０６に挿通状態で締結されている。
【０００７】
２１６は被動軸で、この被動軸２１６にもまた一対の第２締結軸部（図示省略）が設けられており、これら一対の第２締結軸部が、弾性カップリング２００の一対の第２締結孔２０８に挿通状態で締結されている。
即ち駆動軸２１２と被動軸２１６とが、互いに異なった締結孔において弾性カップリング２００に締結され、かかる弾性カップリング２００を介して駆動軸２１２と被動軸２１６とが弾性的に結合されている。
【０００８】
この連結構造にあっては、ハンドルの回転操作によって駆動軸２１２が回転すると、そのトルクが弾性カップリング２００を介して被動軸２１６に伝えられ、被動軸２１６が駆動軸２１２に従動して回転運動する。
また車両走行時において被動軸２１６が駆動軸２１２に対して回転方向及び軸方向に相対的に変位したとき、その変位が弾性カップリング２００におけるゴム弾性体２０２の弾性変形によって吸収され、被動軸２１６と駆動軸２１２との間で振動絶縁される。
【０００９】
上記ゴム弾性体２０２に埋設された補強コード２１０Ａ，２１０Ｂは、トルク伝達時に引張状態となり、その引張を伴って駆動軸２１２から被動軸２１６にトルク伝達が行われる。
具体的には、駆動軸２１２が図７（Ａ）において時計方向に回転すると補強コード２１０Ｂが引張され、また逆方向である反時計方向に駆動軸２１２が回転すると補強コード２１０Ａが引張される。
そしてそれら補強コード２１０Ａ，２１０Ｂの引張に基づいて駆動軸２１２から被動軸２１６へとトルクが良好に伝達される。
【００１０】
図８はこの弾性カップリング２００の製造方法を示したものである。
同図において２０２-１，２０２-２はそれぞれゴム弾性体２０２の上半分と下半分とを成す円盤状の未加硫のゴムプレートで、この製造方法では、先ずゴム弾性体２０２の下半分を成すゴムプレート２０２-２を加硫金型上にセットし、そしてその上にループ状に２０〜５０巻きした補強コード２１０Ａ，２１０Ｂをセットする。
【００１１】
そしてそれら補強コード２１０Ａ，２１０Ｂを挟むようにしてゴム弾性体２０２の上半分を成す今一方の未加硫のゴムプレート２０２-１を載せ、その状態で加硫金型を型締めして、それら未加硫のゴムプレート２０２-１，２０２-２を加硫成形し、補強コード２１０Ａ，２１０Ｂを内部に埋設した状態で弾性カップリング２００を一体に加硫成形する。
【００１２】
この補強コード２１０Ａ，２１０Ｂを埋設した弾性カップリング２００にあっては、軸方向の振動及び回転方向即ち捩り方向の振動を良好に吸収する上で、ばね特性を軟らかくしておくことが望ましい。
【００１３】
一方でこの弾性カップリング２００は、駆動軸２１２から被動軸２１６へのトルク伝達を行なう関係上、捩り方向のばね剛性はある一定以上必要である。
従ってこの弾性カップリング２００は、良好なトルク伝達及び良好な振動吸収の観点から捩り方向のばね特性を適正なばね特性にチューニングしておくことが必要である。
【００１４】
しかしながら、補強コード２１０Ａ，２１０Ｂを埋設した弾性カップリング２００の場合、その補強コード２１０Ａ，２１０Ｂに起因して、捩り方向のばね特性が大きくばらつくといった問題が生じていた。
その理由は以下の点にある。
【００１５】
この補強コード２１０Ａ，２１０Ｂは、弾性カップリング２００を製造する際においてこれをループ状に巻くとき、その巻き方にばらつきが生じるのを避け得ず、またセットした補強コード２１０Ａ，２１０Ｂを未加硫のゴムプレート２０２-１，２０２-２にて挟み込んで成形圧力をかけたとき、図８の部分拡大図に示しているように、ある高さをもってセットされた状態の補強コード２１０Ａ，２１０Ｂが、その圧力によって崩れを生じ、しかもその崩れ方は一様ではない。
即ちループ状に巻かれた補強コード２１０Ａ，２１０Ｂは、各製品ごとに不揃いとなり易い。
【００１６】
加えてそれら補強コード２１０Ａ，２１０Ｂは、加硫の際の熱によって収縮を生じ、その収縮の程度も巻き方等のばらつき等によって一様ではなく、その結果として、このような補強コード２１０Ａ，２１０Ｂの引張を伴ってトルク伝達を行う弾性カップリング２００にあっては、捩り方向のばね特性が大きくばらつき易い問題を内包していたのである。
【００１７】
この問題を解決することを目的とした弾性カップリングが下記特許文献１に開示されている。
図９はその一例を示している。
この弾性カップリング２００は、ばね鋼から成る金属線材２１８を、一対の第１締結孔２０６及び一対の第２締結孔２０８のそれぞれを一周させるようにしてゴム弾性体２０２内部の外周部で巻回し、そして第１締結孔２０６と第２締結孔２０８との間の直線状の部分にばね部２２０をそれぞれ設け、そして４つのばね部２２０を各締結孔２０６，２０８周りの周回部２２２を介して互いに連絡したものである。
【００１８】
即ちこの図９に示す例は、図７に示す従来の補強コード２１０Ａ，２１０Ｂに代えて、ばね部２２０と周回部２２２とを有する金属線材２１８を用いたものである。
このようにすることによって補強コード２１０Ａ，２１０Ｂに起因する弾性カップリング２００の捩り方向のばね特性のばらつきを抑制することができ、また製造工程を簡略化して製品コストを低減することが可能となる。
【００１９】
しかしながら、本発明者等がこの図９に示す弾性カップリング２００の軸方向及び捩り方向の繰返し耐久試験を行ったところ、この図９に示す弾性カップリング２００の場合、第１締結孔２０６，第２締結孔２０８周りの部分で金属線材２１８が破断を生じ易い問題、詳しくは金属線材２１８がばね部２２０から非ばね部に移行する部分（ばね部２２０と非ばね部との境界部）で破断を生じ易く、耐久性の点で不十分である問題のあることが判明した。
【００２０】
この弾性カップリング２００の場合、トルク伝達に際して弾性カップリング２００が捩り変形したとき、相隣合う一方のばね部２２０は圧縮弾性変形を、今一方のばね部２２０は引張り弾性変形を受けるが、その引張り弾性変形を受ける側において、ばね部２２０と非ばね部との境界部で金属線材２１８に応力集中が生じ、その応力集中に起因して金属線材２１８が破断を生じ易い問題のあることが判明したのである。
【００２１】
尚、本発明に関連する特許文献として下記特許文献２，特許文献３，特許文献４，特許文献５，特許文献６がある。
【００２２】
【特許文献１】特開２００３−５６５９２号公報
【特許文献２】特開平８−２３２９７４号公報
【特許文献３】特開平８−９３７８２号公報
【特許文献４】実開平４−１０１０２４号公報
【特許文献５】実開平５−７１４５６号公報
【特許文献６】実開平５−８１５３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明はこのような事情を背景とし、捩り方向のばね特性のばらつきが小さいとともに耐久性も良好で、尚且つ生産性も良好であって製品コストを低減することのできる弾性カップリングを提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
而して請求項１のものは、盤状を成すゴム弾性体の中心軸線周りに該ゴム弾性体を貫通する第１締結孔と第２締結孔とをそれぞれ複数且つ該第１締結孔と第２締結孔とが交互に位置するように設けて成り、該第１締結孔に駆動軸側の第１締結軸部を、該第２締結孔に被動軸側の第２締結軸部をそれぞれ挿通状態に締結し、それら駆動軸と被動軸とを弾性的に連結するとともに、該駆動軸のトルクを該被動軸に伝達するようになした弾性カップリングにおいて、互いに隣り合う前記第１締結孔と第２締結孔との間の部分のそれぞれに、該第１締結孔と第２締結孔との接近時に該接近する第１締結孔及び第２締結孔間で圧縮方向に弾性変形するばね部材を、該ばね部材が該第１締結孔に挿通された前記第１締結軸部と、該第２締結孔に挿通された前記第２締結軸部とを連結することなく少なくとも何れかの部位で分断する形態で前記ゴム弾性体内に埋設してあることを特徴とする。
【００２５】
請求項２のものは、請求項１において、前記ばね部材がばね鋼から成る金属線材にて構成されていることを特徴とする。
【００２６】
請求項３のものは、請求項２において、前記ばね部材がコイルスプリングであることを特徴とする。
【００２７】
請求項４のものは、請求項１〜３の何れかにおいて、前記弾性カップリングが自動車のステアリング装置のハンドル側の軸とステアリング歯車側の軸とを弾性的に連結するものであることを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００２８】
以上のように本発明は、第１締結孔と第２締結孔との間の部分のそれぞれに、第１締結軸部と第２締結軸部とを連結することなく少なくとも何れかの部位で分断する形態でばね部材をゴム弾性体内に埋設したもので、本発明によれば、図９に示す従来の弾性カップリングと異なって軸方向及び捩り方向の変形時に、特に捩り方向の変形時において互いに離間する第１締結軸部と第２締結軸部との間の部分のばね部材に対して過大な引張力が働いてばね部材が破断するといった問題を生じず、その耐久性を良好となすことができる。
【００２９】
一方で互いに接近する第１締結孔と第２締結孔との間の部分、即ち第１締結軸部と第２締結軸部との間の部分のばね部材は、その接近に伴って圧縮方向に弾性変形し、その弾性変形に基づいてトルク伝達を良好に行うことができる。
【００３０】
また本発明の弾性カップリングは補強部材として図７，図８に示すような補強コードを用いるものでなく、ばね部材を用いるものであることから、弾性カップリングの製造も容易となって製造コストを低減することが可能となる。
【００３１】
ここで上記ばね部材は、ばね鋼から成る金属線材にて構成しておくことができる（請求項２）。
またその金属線材から成る上記ばね部材はコイルスプリングとなしておくことができる（請求項３）。
【００３２】
また本発明は、自動車のステアリング装置におけるハンドル側の軸とステアリング歯車側の軸とを弾性的に連結する弾性カップリングに適用して好適なものである（請求項４）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３３】
次に本発明の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。
図１において、１０は自動車のステアリング装置に用いられる弾性カップリング（ステアリングカップリング）で、１２は円盤状を成すゴム弾性体である。
この弾性カップリング１０には、その中心部にゴム弾性体１２を厚さ方向に貫通する中心孔１４が形成されており、更にその中心軸線周りにおいて、同一円周上に厚さ方向に貫通の一対の第１締結孔１６と、第２締結孔１８とがそれぞれ交互に位置するように設けられている。
【００３４】
ゴム弾性体１２の内部には、図１（Ｃ）に示す金属線材（ばね鋼）をコイル状に巻回して成る合計４つのコイルスプリング２０Ａ，２０Ｂが埋設されている。
ここで各コイルスプリング２０Ａ，２０Ｂは、それぞれの軸線が第１締結孔１６と第２締結孔１８とを結ぶ方向にそれぞれ配置されている。
また各コイルスプリング２０Ａ，２０Ｂは、それぞれの端部が図１（Ｂ）に詳しく示しているように第１締結孔１６及び第２締結孔１８と離れた状態、即ち所定の間隙Ｓを形成するような状態でゴム弾性体１２内部に埋設されている。
【００３５】
尚この弾性カップリング１０において、一対の第１締結孔１６には駆動軸側の第１締結軸部が挿入状態で締結され、また一対の第２締結孔１８には被動軸側の第２締結軸部が挿入状態で締結される。この点は前記図７に示す弾性カップリングと同様である。
つまりコイルスプリング２０Ａ，２０Ｂは、第１締結軸部と第２締結軸部とを連結しないで、それらを分断する形態で設けられている。
【００３６】
図２及び図３に示しているように、この弾性カップリング１０には２種の位置決め穴２１，２２が設けられている。
これら位置決め穴２１，２２は、コイルスプリング２０Ａ，２０Ｂをゴム弾性体１２内部に埋設する際の位置決めのために設けられたもので、これらのうち位置決め穴２１はゴム弾性体１２の上面と下面との両方に所定深さで形成されている（図３（Ｂ）参照）。
また今一方の位置決め穴２２は、ゴム弾性体１２を厚さ方向に貫通する形態で設けられている。
【００３７】
これら位置決め穴２１，２２は弾性カップリング１０を加硫成形する際、加硫金型の位置決め用の突起，ピンによって形成されるもので、各コイルスプリング２０Ａ，２０Ｂはそれら位置決め用の突起，ピンによって所定位置に保持され、ゴム弾性体１２内部における位置決めがなされる。
詳しくはコイルスプリング２０Ａ，２０Ｂは位置決め穴２１を形成する突起によって上下方向の位置が保持され、また貫通の位置決め穴２２を形成するピンによって幅方向の位置が保持される。
【００３８】
本例の弾性カップリング１０の場合、駆動軸の回転に伴って被動軸にトルクを伝達する際、コイルスプリング２０Ａ，２０Ｂの圧縮方向の弾性変形を伴ってトルクを伝達する。
例えば図２において駆動軸が時計方向に回転する際にはコイルスプリング２０Ａが圧縮方向に弾性変形し（このときコイルスプリング２０Ｂはある程度引張り方向に弾性変形する）、またその反対側の反時計方向に回転する際には今一方のコイルスプリング２０Ｂが圧縮方向に弾性変形し（このときコイルスプリング２０Ａがある程度引張り方向に弾性変形する）、トルクの伝達を行う。
【００３９】
その際、各コイルスプリング２０Ａ，２０Ｂは何れも第１締結軸部，第２締結軸部に接続されていないため、駆動軸が時計方向，反時計方向の何れに回転した場合においても、それらコイルスプリング２０Ａ，２０Ｂに過大な引張力は働かない。
同様に駆動軸と被動軸とが軸方向に相対変位する際にも、それらコイルスプリング２０Ａ，２０Ｂに引張力は特に働かず、それらコイルスプリング２０Ａ，２０Ｂの特定部位に大きな応力が集中的に作用するといったことはない。
【００４０】
以上のような本例の弾性カップリング１０によれば、第１締結孔１６，第２締結孔１８周りで補強部材としてのコイルスプリング２０Ａ，２０Ｂが応力集中によって破断するといった問題を生じず、その耐久性を良好と成すことができる。
一方で駆動軸が回転運動したとき、各コイルスプリング２０Ａ，２０Ｂの圧縮方向の弾性変形に基づいてトルク伝達を良好に行うことができる。
【００４１】
またこの例の弾性カップリング１０は、図７，図８に示すような補強コードを用いるものではなく、それに代えてコイルスプリング２０Ａ，２０Ｂを用いるものであることから、弾性カップリング１０を容易に製造することができる。
詳しくはコイルスプリング２０Ａ，２０Ｂを加硫金型にインサートとしてセットしておき、その状態でゴム弾性体１２を射出成形することで弾性カップリング１０を製造することが可能となり、これにより弾性カップリング１０の製造を容易と成し得て、その製品コストを低減することが可能となる。
【００４２】
図４は本発明の他の実施形態を示している。
この図４に示す弾性カップリング１０では、コイルスプリング２０Ａ，２０Ｂを、それぞれ２つのコイルスプリング２０Ａ-１，２０Ａ-２及び２０Ｂ-１，２０Ｂ-２で構成して、それぞれに第１締結孔１６又は第２締結孔１８を全周に亘って周回する周回部２４を設けたものである。
この実施形態において、コイルスプリング２０Ａ-１と２０Ａ-２及び２０Ｂ-１と２０Ｂ-２との間には所定の間隙Ｓが形成してあり、これら間隙Ｓによって各コイルスプリング２０Ａ，２０Ｂによる第１締結孔１６と第２締結孔１８、具体的にはそれらに挿通される第１締結軸部と第２締結軸部との連結が分断されている。
【００４３】
この実施形態の場合、弾性カップリング１０を製造するに際して、周回部２４によってコイルスプリング２０Ａ-１，２０Ａ-２，２０Ｂ-１，２０Ｂ-２の加硫金型への位置決めを含むセット作業を容易に行うことができ、ひいては弾性カップリング１０の製造が更に容易になる利点が得られる。
【００４４】
図５は本発明の更に他の実施形態を示したものである。
このうち図５（Ａ）に示すものは、コイルスプリング２０Ａ，２０Ｂのそれぞれに第２締結孔１８，第１締結孔１６を部分的に周回する部分周回部２６を設ける一方、第１締結孔１６，第２締結孔１８との間に間隙Ｓを形成した例である。
一方図５（Ｂ）に示すものは、図５（Ａ）に示すものと基本的に同様の構成で、部分周回部２６に代えて第２締結孔１８，第１締結孔１６を全周する周回部２４を設けた点が図５（Ａ）に示すものと異なっている。
【００４５】
図６は本発明の更に他の実施形態を示している。
このうち図６（Ａ）に示すものは、上記のコイルスプリング２０Ａ，２０Ｂに代えて、Ｕ字状のスプリング２８Ａ，２８Ｂを第１締結孔１６と第２締結孔１８との間に設けた例である。
この例においてもスプリング２８Ａ，２８Ｂと第１締結孔１６及び第２締結孔１８との間には所定の間隙Ｓが形成されている。
一方図６（Ｂ）に示すものは、図６（Ａ）に示すものに対してスプリング２８Ａ，２８Ｂの向きを逆向きとした状態で弾性カップリング１０内部に埋設した例であり、他の点については図６（Ａ）に示すものと同様である。
【００４６】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれらはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】（Ａ）：本発明の実施形態の弾性カップリングを示す斜視図である。（Ｂ）：同実施形態の弾性カップリングを、コイルスプリングを中心として示した図である。（Ｃ）：同実施形態の弾性カップリングにおいて用いられているコイルスプリングを単品状態で示す図である。
【図２】同実施形態の弾性カップリングを位置決め穴を中心として示した図である。
【図３】（Ａ）：図２におけるア−ア断面図である。（Ｂ）：図２におけるイ−イ断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態の弾性カップリングを示す図である。
【図５】本発明の更に他の実施形態の弾性カップリングを示す図である。
【図６】本発明の更に他の実施形態の弾性カップリングを示す図である。
【図７】（Ａ）：従来の弾性カップリングの一例を示す平面図である。（Ｂ）：（Ａ）の弾性カップリングによる駆動軸と被動軸との連結構造を示す図である。
【図８】図７の弾性カップリングの製造方法の説明図である。
【図９】従来の弾性カップリングの図７とは異なる例を示す図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  弾性カップリング
１２  ゴム弾性体
１４  中心孔
１６  第１締結孔
１８  第２締結孔
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ａ-１，２０Ａ-２，２０Ｂ-１，２０Ｂ-２  コイルスプリング
２８Ａ，２８Ｂ  スプリング
Ｓ  間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
2005127360.tif 000005
【図４】
2005127360.tif 000006
【図５】
2005127360.tif 000007
【図６】
2005127360.tif 000008
【図７】
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【図８】
2005127360.tif 000010
【図９】
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