(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周側に軸線方向に沿う第１の内向き凸部と第２の内向き凸部と凹溝が周方向の複数箇所に交互に形成されかつ前記第１の内向き凸部の突出高さが前記第２の内向き凸部の突出高さよりも大きいアウタパイプと、
前記アウタパイプに挿入され、外周側に前記軸線方向に沿いかつ前記第１および第２の内向き凸部間の前記凹溝に入り込む外向き凸部が周方向の複数箇所に形成されたインナー部材と、
前記アウタパイプと前記インナー部材の重なる部分において前記各内向き凸部と前記外向き凸部との間に設けられた弾性体とを具備し、
前記弾性体は、前記インナー部材の前記外向き凸部の周方向の一側面と前記アウタパイプの第１の内向き凸部との間に設けた厚肉部と、前記外向き凸部の周方向の他側面と前記第２の内向き凸部との間に設けた薄肉部とを有し、前記アウタパイプとインナー部材との相対的なねじれ角度が増加するにつれてばね定数が大きくなるようにし、かつ、
前記弾性体の前記薄肉部と前記第２の内向き凸部との間に、前記アウタパイプとインナー部材がねじれ方向に微小角度だけ相対変位することを許容する隙間が形成されていることを特徴とするステアリング装置のダンパ機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車のステアリング装置に使用されるダンパ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のステアリング装置は、ステアリングホイールと一体に回転するステアリングシャフトと、このステアリングシャフトを回転自在に支持するステアリングコラムと、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シャフトアセンブリなどを含んでいる。また、車輪側に発生した微振動がステアリングホイール側に伝わることを防ぐために、いわゆるステアリングダンパと呼ばれるダンパ機構（弾性軸継手）を備えたステアリング装置が知られている。
【０００３】
従来のダンパ機構は、例えば特開平９−７２３４７号公報や特開平５−１１６６３６号公報に記載されているように、アウタパイプと、このアウタパイプに挿入されるインナー部材と、これらアウタパイプとインナー部材との間に装填されるゴム状弾性体を備えている。
【０００４】
前記ダンパ機構において、ステアリングギヤ側から伝達される微振動は、前記弾性体が撓むことのできる範囲で吸収される。操舵のためにステアリングホイールを回転させると、前記アウタパイプとインナー部材とがねじれ方向に相対変位する。その変位（ねじれ角度）が小さいうちは、前記弾性体がねじれる方向（剪断方向）に撓む。そして所定のねじれ角度を越える入力があったときにストッパが機能することにより、アウタパイプとインナー部材との間でトルクが伝達されるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のダンパ機構は、弾性体に剪断力が作用する。このため、ゴム製の弾性体では耐久性に問題が生じる。また、ステアリングギヤ側から伝達されてくる微振動の吸収性を良くするために弾性体のばね定数を低くすると、通常の操舵角範囲（ステアリングホイールを操舵した時）において操舵性に問題が生じる。そうかといって弾性体のばね定数を高く設定すると、ステアリングギヤ側から伝達されてくる微振動を十分吸収することができなくなる。
【０００６】
従ってこの発明の目的は、ステアリングギヤ側から伝わる微小振動を効果的に吸収でき、かつ、通常の操舵角範囲での操舵性が向上するステアリング装置のダンパ機構を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のダンパ機構は請求項１に記載したように、内周側に軸線方向に沿う第１の内向き凸部と第２の内向き凸部と凹溝が周方向の複数箇所に交互に形成されかつ前記第１の内向き凸部の突出高さが前記第２の内向き凸部の突出高さよりも大きいアウタパイプと、前記アウタパイプに挿入され、外周側に前記軸線方向に沿いかつ前記第１および第２の内向き凸部間の前記凹溝に入り込む外向き凸部が周方向の複数箇所に形成されたインナー部材と、前記アウタパイプと前記インナー部材の重なる部分において前記各内向き凸部と前記外向き凸部との間に設けられた弾性体とを具備し、前記弾性体は、前記インナー部材の前記外向き凸部の周方向の一側面と前記アウタパイプの第１の内向き凸部との間に設けた厚肉部と、前記外向き凸部の周方向の他側面と前記第２の内向き凸部との間に設けた薄肉部とを有し、前記アウタパイプとインナー部材との相対的なねじれ角度が増加するにつれてばね定数が大きくなるようにし、かつ、前記弾性体の前記薄肉部と前記第２の内向き凸部との間に、前記アウタパイプとインナー部材がねじれ方向に微小角度だけ相対変位することを許容する隙間が形成されている。
【０００８】
本発明のダンパ機構において、微小なねじれ角度範囲では、アウタパイプの内向き凸部とインナー部材の外向き凸部との間で前記弾性体が圧縮方向に撓むことにより、微振動が吸収される。通常の操舵角範囲では、前記内向き凸部が外向き凸部に係合し、両者が一体となって回転することによりトルクが伝達される。
【０００９】
この発明において、前記弾性体は、前記インナー部材の外向き凸部の一側面と前記アウタパイプの第１の内向き凸部との間に設ける厚肉部と、前記外向き凸部の他側面と第２の内向き凸部との間に設ける薄肉部とを備えることにより、ねじれ角度が増加するにつれてばね定数が段階的に大きくなるようにするとよい。さらに好ましくは、前記薄肉部と前記第２の内向き凸部との間に隙間が確保されている。この隙間は、アウタパイプとインナー部材がねじれ方向に微小角度だけ相対変位することを許容する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施形態について、図１から図５を参照して説明する。
図１に自動車のステアリング装置１０が示されている。このステアリング装置１０は、周知のステアリングホイール（図示せず）を取付けるステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１を回転自在に支持する円筒状のステアリングコラム１２と、自在継手１３を介してステアリングシャフト１１に連結されるシャフトアセンブリ１４などを備えている。シャフトアセンブリ１４の長手方向中間部に、ダンパ機構２０が設けられている。
【００１１】
ステアリングコラム１２の端部１２ａは、枢支部材２１を中心として矢印Ａ１で示す方向に傾動可能に支持されている。ステアリングコラム１２の長手方向中間部１２ｂにチルトロック機構２５が設けられている。チルトロック機構２５はステアリングコラム１２と一体に矢印Ａ１方向に移動するチルトブラケット２６と、車体側のベース部材２７に対してチルトブラケット２６を固定する位置と固定を解除する位置とに操作可能なチルトレバー２８を備えている。
【００１２】
ダンパ機構２０は図２から図４に示すように構成されている。このダンパ機構２０は、金属製のアウタパイプ３０と、金属製の中空のインナー部材３１と、ゴム弾性を有する材料からなる弾性体３２などを含んでいる。アウタパイプ３０の一端３０ａ側に自在継手１３が設けられている。アウタパイプ３０の他端３０ｂ側にキャップ３３が設けられている。
【００１３】
パイプ状のインナー部材３１は、アウタパイプ３０に挿入される部分３５と、アウタパイプ３０の外側に突き出る部分３６とを有している。外側に突き出る部分３６は、ステアリングギヤ（図示せず）の方向に延びるシャフト本体３７に連結されている。
【００１４】
図３に示すように、アウタパイプ３０の内周側に、軸線Ｘ（図２に示す）方向に沿う第１の内向き凸部４１と第２の内向き凸部４２が、アウタパイプ３０の周方向の複数箇所に形成されている。第１の内向き凸部４１の突出高さＨ１は、第２の内向き凸部４２の突出高さＨ２よりも大きい。第１の内向き凸部４１と第２の内向き凸部４２との間に、軸線Ｘ方向に沿う凹溝４３が形成されている。
【００１５】
インナー部材３１の外周側には、アウタパイプ３０に挿入される部分の周方向の複数箇所に、軸線Ｘ方向に沿う外向き凸部５１が形成されている。外向き凸部５１は、それぞれ、第１の内向き凸部４１と第２の内向き凸部４２との間の凹溝４３に入り込んでいる。
【００１６】
アウタパイプ３０とインナー部材３１とが互いに重なる部分において、アウタパイプ３０とインナー部材３１との間に弾性体３２が設けられている。図４に拡大して示すように弾性体３２は、厚肉部５５と、薄肉部５６と、連結部５７とを具備し、図２中の軸線Ｘ方向に長さＬにわたって筒状に形成されている。
【００１７】
厚肉部５５は、外向き凸部５１の一側面５１ａと第１の内向き凸部４１との間に設けられている。薄肉部５６は、外向き凸部５１の他側面５１ｂと第２の内向き凸部４２との間に設けられている。連結部５７は、厚肉部５５と薄肉部５６とをつないでいる。
【００１８】
弾性体３２を成形するには、インナー部材３１の外周面を金型で覆い、この金型とインナー部材３１との間に弾性体３２の材料を供給し、加硫処理を行うことにより、弾性体３２を成形すると同時にインナー部材３１の外周面に弾性体３２を加硫接着させる。こうして弾性体３２が取付けられたインナー部材３１は、弾性体３２と共にアウタパイプ３０に圧入される。弾性体３２はキャップ３３によってアウタパイプ３０からの抜け止めがなされる。
【００１９】
図４に示すように、厚肉部５５は、第１の内向き凸部４１と外向き凸部５１との間に隙間なく充填されている。これに対し薄肉部５６は、第２の内向き凸部４２と外向き凸部５１との間に、隙間Ｇを確保した状態で設けられている。この隙間Ｇは、アウタパイプ３０とインナー部材３１がねじれ方向に微小角度だけ相対変位することを許容する。
【００２０】
この実施形態のように弾性体３２がインナー部材３１に加硫接着される場合には、隙間Ｇは第２の内向き凸部４２と薄肉部５６との間に形成される。これに対し、弾性体３２がアウタパイプ３０に加硫接着される場合には、隙間Ｇは外向き凸部５１と薄肉部５６との間に形成される。
【００２１】
前記構成のダンパ機構２０は、アウタパイプ３０とインナー部材３１とがねじれ方向に相対回転する際に、微小なねじれ角度範囲では、隙間Ｇの範囲内で弾性体３２の厚肉部５５が撓む。このため微小な角度範囲では、図５中にαで示すように小さなばね定数となり、微小振動を効果的に吸収することができる。
【００２２】
ねじれ角度が前記微小角度範囲を越えると、隙間Ｇが無くなることによって第２の内向き凸部４２が薄肉部５６に当接し、ねじれ方向のトルクが内向き凸部４２を介して外向き凸部５１に伝達されるようになる。この場合、薄肉部５６の圧縮方向の撓みが限界に達することにより、図５中にβで示すようにばね定数が上昇する。すなわち、ねじれ角度が増加するにつれてばね定数が段階的に増大する特性となる。
【００２３】
通常の操舵角範囲では、アウタパイプ３０とインナー部材３１とが第２の内向き凸部４２と外向き凸部５１を介して一体に回転するため、アウタパイプ３０に入力された操舵力（トルク）がインナー部材３１を介してシャフト本体３７に伝達される。
【００２４】
しかも前記ダンパ機構２０は、アウタパイプ３０とインナー部材３１がねじれ方向に相対回転する際に、弾性体３２の厚肉部５５と薄肉部５６が主として圧縮に撓み、実質的に弾性体３２に剪断力が作用しないため、弾性体３２が劣化しにくく、耐久性が向上する。
【００２５】
またこの実施形態のダンパ機構２０は、内向き凸部４１，４２と外向き凸部５１が軸線Ｘ方向に微小振動することができるため、シャフト本体３７からインナー部材３１側に伝わることのあるパワーステアリング機構の油圧変動による軸線Ｘ方向の微振動を、弾性体３２によって吸収することもできる。このため軸線Ｘ方向の微振動と異音がステアリングホイール側に伝わることも抑制できる。
【００２６】
なお、本発明を実施するに当たり、アウタパイプおよびインナー部材をはじめとして、アウタパイプの内向き凸部あるいはインナー部材の外向き凸部、そして弾性体の形態など、この発明の構成要素をこの発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施できることは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
請求項１に記載した発明によれば、アウタパイプとインナー部材とが相対回転する際に、微小なねじれ角度範囲では弾性体がアウタパイプの内向き凸部とインナー部材の外向き凸部との間で圧縮方向に撓むことによって微振動を吸収することができ、通常の操舵角範囲では前記内向き凸部と外向き凸部とを介してアウタパイプとインナー部材が一体に回転することができる。この弾性体は主として圧縮方向に撓むため、剪断力が加わる場合に比較して耐久性が高い。
【００２８】
本発明によれば、微小なねじれ角度範囲では弾性体の厚肉部が撓むことによりばね定数が小さく、ねじれ角度が大きくなるにつれてアウタパイプの内向き凸部とインナー部材の外向き凸部が薄肉部を介して係合するため、ばね定数を大きくすることができる。
【００２９】
本発明によれば、微小なねじれ角度範囲では前記隙間の範囲内でばね定数を十分小さくすることができるため微小振動を効果的に吸収でき、ねじれ角度が大きくなったときに前記隙間が無くなることによりばね定数が上昇し、通常の操舵角範囲ではアウタパイプとインナー部材とが実質的に一体となって操舵トルクを伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示すダンパ機構を備えたステアリング装置の側面図。
【図２】  図１に示されたステアリング装置のダンパ機構を拡大して一部断面で示す側面図。
【図３】  図２中のＦ３−Ｆ３線に沿うダンパ機構の断面図。
【図４】  図３中にＦ４で示す部分の拡大図。
【図５】  図１に示されたステアリング装置のダンパ機構のねじれ角度と荷重との関係を示す図。
【符号の説明】
１０…ステアリング装置
２０…ダンパ機構
３０…アウタパイプ
３１…インナー部材
３２…弾性体
４１，４２…内向き凸部
４３…凹溝
５１…外向き凸部
５５…厚肉部
５６…薄肉部
Ｇ…隙間
【図１】
0004571341.tif 000002
【図２】
0004571341.tif 000003
【図３】
0004571341.tif 000004
【図４】
0004571341.tif 000005
【図５】
0004571341.tif 000006