(57)【要約】【課題】スプライン結合の構造を工夫することで、ステアリングシャフトの摺動抵抗を低減する。【解決手段】筒状のアウタシャフト１内にインナシャフト２の上端部側が挿入され、インナシャフト２の外径面に形成され軸と平行に延びる第２の凹凸、およびアウタシャフト１の内径面に形成され上記第２の凹凸を軸方向に案内する第１の凹凸によるスプライン結合によって、アウタシャフト１に対しインナシャフト２が軸方向に相対変位可能に連結したステアリングシャフト構造である。アウタシャフト１の内径面に形成するキー溝４の一部を広くする。【選択図】        図１
2007307965.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の第１の軸内に第２の軸の一端部側が挿入され、第２の軸の外径面に形成されて軸と平行に延びる第２の凹凸、および第１の軸の内径面に形成されて上記第２の凹凸を軸方向に案内する第１の凹凸によるスプライン結合によって、第１の軸に対し第２の軸が軸方向へ相対変位可能に連結したステアリングシャフト構造であって、
上記第２の軸の一端部側端面と第１の軸の内径面との間の摺動抵抗を低減するための低減構造を、上記第１及び第２の凹凸の少なくとも一方における、一部の凹凸パターンを変更することで設けたことを特徴とするステアリングシャフト構造。
【請求項２】
上記低減構造は、上記第２の軸の一端部側に位置する上記第２の凹凸部分について、他の部分と比較して、凸の幅よりも凹の幅を相対的に広くすることで実現したことを特徴とする請求項１に記載したステアリングシャフト構造。
【請求項３】
上記低減構造は、上記第２の軸の一端部側端面と対向可能な位置よりも当該一端部から離れる位置にある第１の凹凸部分について、他の部分と比較して、凸の幅よりも凹の幅を相対的に広くしたことで実現したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載したステアリングシャフト構造。
【請求項４】
他の位置と比較して凹の幅について幅方向左右両側を共に大きくすることで、上記凸の幅よりも凹の幅を相対的に広くしたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載したステアリングシャフト構造。
【請求項５】
他の位置と比較して凹の幅について幅方向片側のみを大きくすることで、上記凸の幅よりも凹の幅を相対的に広くしたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載したステアリングシャフト構造。
【請求項６】
円周方向に並ぶ複数の凹の少なくとも一部について、隣り合う凹の幅について上記幅方向に広げる方向を互いに反対側にしたことを特徴とする請求項５に記載したステアリングシャフト構造。
【請求項７】
上記低減構造は、第２の軸の一端部側端面と対向可能な位置よりも当該一端部から離れる部分において、第１の軸に形成する第１の凹凸の凸の数を減らすことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載したステアリングシャフト構造。
【請求項８】
車両走行時の入力による第１の軸に対する第２の軸の軸方向への揺動があっても、凹凸パターンを変更しない第１の凹凸部分と第２の凹凸部分での嵌合が確保されるように、当該凹凸パターンを変更しない第１の凹凸と第２の凹凸の軸方向長さを設定したことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載したステアリングシャフト構造。
【請求項９】
車両走行時の入力による第１の軸に対する第２の軸の軸方向の伸び方向の相対変位があっても、上記第２の軸の一端部側端面と第１の軸の内径面との間の摺動抵抗を低減するように、上記凹凸パターンを変更する上記凹凸の軸方向位置を設定したことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載したステアリングシャフト構造。
【請求項１０】
車両衝突による衝撃がステアリングシャフトに入力されることにより、第１の軸に対する第２の軸の軸方向の縮み方向の相対変位があっても、凹凸パターンを変更しない第１の凹凸部分と第２の凹凸部分での嵌合が確保されるように、当該凹凸パターンを変更しない第１の凹凸と第２の凹凸の軸方向長さを設定したことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載したステアリングシャフト構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スプライン結合で連結される２軸を有するステアリングシャフト構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のステアリングシャフト構造としては、例えば特許文献１に記載の構造がある。このステアリングシャフト構造では、筒状の雌軸内に雄軸の一端部が挿入され、当該雌軸と雄軸とがスプライン結合によって軸方向へ変位可能な状態で連結されている。また、上記雄軸表面を樹脂コーティングすると共に、摺動部にグリースを塗布することで、摺動抵抗の低減を図っている。
【特許文献１】特開２００５−１５３６７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記従来技術では、摺動抵抗低減のために樹脂コーティングを雄軸表面に固着しているが、その分だけ製造コストが高くなる。
また、ステアリングホイール転舵中などで捩りトルクがステアリングシャフトに入力されている状態で、タイヤなどからシャフト軸方向の荷重がステアリングシャフトに入力されると、雄軸の一端部側端面がスプライン結合を形成する雌軸のキー溝と点接触状態となりやすい。点接触となると、出来るだけ低μのグリースを採用したり樹脂コーティングしたりするなどによって摺動抵抗を下げないと、雌軸に対する雄軸の軸方向への相対変位を妨げる摺動抵抗が増加することとなり、車両走行時に入力される軸方向の荷重に対する荷重吸収動作（軸方向への伸縮動作）に影響がでる。
本発明は、上記のような点に着目してなされたもので、スプライン結合の構造を工夫することで、上記摺動抵抗を低減することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題を解決するために、本発明は、筒状の第１の軸内に第２の軸の一端部側が挿入され、第２の軸の外径面に形成されて軸と平行に延びる第２の凹凸、および第１の軸の内径面に形成されて上記第２の凹凸を軸方向に案内する第１の凹凸によるスプライン結合によって、第１の軸に対し第２の軸が軸方向へ相対変位可能に連結したステアリングシャフト構造であって、上記第２の軸の一端部側端面と第１の軸の内径面との間の摺動抵抗を低減するための低減構造を、上記第１及び第２の凹凸の少なくとも一方における、一部の凹凸パターンを変更することで設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、第２の軸の一端部側端面と第１の軸の内径面との摺動抵抗を、スプライン結合を構成する凹凸パターンの変化で低減しているので、摺動抵抗低減のための低μのグリースの採用や樹脂コーティングを必ずしも必要としない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
次に、本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、ステアリングシャフト構造を示す概要構成図である。
（構成）
その構成について説明すると、不図示のステアリングホイールに連続する筒状のアウタシャフト１（第１の軸）内に下側からインナシャフト２（第２の軸）の上端部が同軸に挿入され、アウタシャフト１の下端部とインナシャフト２の上端部とがスプライン結合で軸方向へ相対変位可能な状態で連結されている。
【０００７】
上記スプライン結合について説明すると、インナシャフト２は、その上端部（一端部側）の外径面に対し軸と平行に延びるキー３が円周方向に沿って複数個形成されることで、円周方向に沿って第２の凹凸が形成され、また、アウタシャフト１の下端部側内径面に対し軸と平行に延びて上記キー３を案内するキー溝４が円周方向に沿って複数個形成されることで、第１の凹凸が形成されている。
【０００８】
そして、本実施形態では、アウタシャフト１内径面に形成されたキー溝４のパターンが、展開図である図１のように、インナシャフト２の上端面と対向する位置よりも余裕代δだけ下側の位置（以下、パターン変更境界位置Ｈとも呼ぶ。）を境として、その上方のキー溝４の幅が広くなるように設定変更されている。この例では、幅方向両側ともに広くなるように設定されている。この凹凸パターンは、プレス加工などによって形成すればよい。
インナシャフト２に形成されるキー３は、軸方向に沿って同一幅に設定されている。
【０００９】
（作用効果）
ステアリングホイールの転舵によってステアリングシャフトに捩りトルクが入力されると、従来にあっては、インナシャフト２の上端部端面に位置するキー３の角部が、アウタシャフト１側の凹を形成するキー溝４の側面等に点接触して荷重が集中するおそれがある。
これに対し、本実施形態では、インナシャフト２の上端部端面に位置するキー部分と軸直方向で対向するキー溝４の幅が広くなっているので、当該上端部端面に位置するキー３の角部が、アウタシャフト１側の凹を形成するキー溝４の側面等に接触しないか、接触してもその接触荷重は小さくなり、その部分で荷重集中が発生することが防止されて軸方向への摺動荷重の増大が抑えられる。この結果、当該摺動荷重が安定する。すなわち、ステアリングホイール転舵中にタイヤからの軸方向荷重が入力されても、インナシャフト２とアウタシャフト１との間の軸方向への相対変位運動である荷重吸収動作を妨げることが抑えられる。
【００１０】
このことは、軸方向に相対変位する際の摺動荷重を低減するために、必ずしも、低μのグリースを採用したり、アウタシャフト１のキー溝４の表面に対し樹脂コーティングを施したりすることが必要でない。樹脂コーティングなどを省略する場合にはその分だけコストの低減に繋がる。
また、パターン変更境界位置Ｈよりも上方においては、キー溝４の幅が広くなることで、キー溝４間の凸部の幅が従来よりも狭くなって、その分だけ軽量化に繋がる。
【００１１】
また、上記余裕代δは、通常走行時においてタイヤからの入力でインナシャフト２が上下に揺動しても当該インナシャフト２の上端部端面が上記パターン変更境界位置Ｈよりも上側に位置するように設定する。インナシャフト２のアウタシャフトに対する想定される揺動量分を上記余裕代δとすればよい。これによって、通常走行時にあっては常時、上記摺動抵抗の低減を図ることが出来る。
【００１２】
また、車両衝突によって１次衝突荷重及び２次衝突荷重がステアリングシャフトに入力された際の衝撃吸収のために、ステアリングシャフトが縮んで、インナシャフト２に形成したキー３の殆どがパターン変更境界位置Ｈよりも上方に変位しても、当該パターン変更境界位置Ｈの上側にも幅が広いもののキー溝が存在するので、多少のガタは発生するものの、空転が防止されて、ステアリングシャフトによるステアリングトルクの伝達が可能となる。なお、ステアリングシャフトが縮んでも、図３のように、インナシャフト２に形成したキー３の一部が上記パターン変更境界位置Ｈよりも下側となるように、つまり、車両衝突時の衝撃を吸収するためにステアリングシャフトが縮んだ状態となっても、凹凸パターンを変更していないパターン変更境界位置Ｈよりも下側のキー溝４部分とインナシャフト２のキー３との嵌合部分αが確保されるように、パターン変更境界位置Ｈよりも下側のキー溝４の長さや、インナシャフト２のキー３の長さを設定する。
【００１３】
（別例１）
ここで、上記実施形態では、パターン変更境界位置Ｈよりも上方のキー溝４の幅を左右両側ともに広くなるように設定しているが、これに限定されない。例えば図４のように、キー溝４の幅を、全て同じ方向で且つ幅方向片側にのみ広げるように設定しても良い。
この場合には、少なくとも上記広げた側（図４中右側）へキー３が変位するように捩りトルクが入力される場合には、上記説明したように摺動抵抗を小さく抑えることが出来る。また、広げた方向とは逆方向のキー溝４の側面は、従来と同様にガタが小さい状態でキー３と接触して当該キー３を軸方向に案内することが出来る。
なお、パターン変更境界位置Ｈよりも上方のキー溝４の全部の幅を広くする必要は無く、例えば図５のように、一つおきにキー溝４の幅が広くなるように凹凸パターンを変更しても良い。
【００１４】
（別例２）
また、図６のように、各キー溝４の幅を幅方向片側に広げる際に、隣り合うキー溝４の幅を広げる方向を互いに反対側となるように設定しても良い。左右どちら方向の捩りが入力されても、インナシャフト２の上端部端面に位置するキー３の角がキー溝４の側面に接触する部分が減少すると共に、一部のキー３が広げていない側のキー溝４の側面に沿って、インナシャフト２のキー３が軸方向へスムーズに案内される。
【００１５】
（別例３）
ここで、パターン変更境界位置Ｈよりも上方のキー溝４を減らして、つまり凹凸を減らしてもよい。図７は、凹凸がゼロになるまで減らした場合の例である。このような場合でも、ステアリングホイール転舵中にタイヤからの軸方向荷重が入力されたときに、インナシャフト２とアウタシャフト１との間の軸方向への相対変位運動である荷重吸収動作を妨げることが抑えられる。ただし、車両衝突によってステアリングシャフトの１次衝突荷重及び２次衝突荷重が入力された際の変位吸収で、相対的にアウタシャフト１に対し、インナシャフト２が上方に縮むように変位したときに、キー溝４とキー３との嵌合部がなくなるか少なくなった場合に、シャフトが空転する可能性がある。このため、図８に示すように、一部のキー溝４間の凸（図８では１本の凸を残す例）だけをパターン変更境界位置Ｈよりも上方で残しておくことが好ましい。
【００１６】
（別例４）
ここで、上記実施形態では、アウタシャフト１に形成する凹凸パターンの軸方向に沿った一部を変更することで、低減構造を実現する場合を例示しているが、これに限定されない。インナシャフト２のキー３のうち上端部側のキーの幅を狭く、つまりキー３間の凹の幅が相対的に広くなるように、インナシャフト２側の凹凸パターンを一部変更して低減構造を実現しても良い。凹凸パターンの一部変更の仕方は上記各実施形態と同様なやり方で凹の幅が相対的に広がるように設定する。
また、インナシャフト側とアウタシャフト側の両方の凹凸パターンの両方を変更するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に基づく実施形態に係るステアリングシャフト構造を示す図である。
【図２】本発明に基づく実施形態に係るアウタシャフト側の凹凸パターンを示す展開図である。
【図３】１次衝突及び２次衝突の衝撃を吸収するように縮み方向に相対変位した状態を示す図である。
【図４】本発明に基づく実施形態に係るアウタシャフト側の凹凸パターンの別例を示す展開図である。
【図５】本発明に基づく実施形態に係るアウタシャフト側の凹凸パターンの別例を示す展開図である。
【図６】本発明に基づく実施形態に係るアウタシャフト側の凹凸パターンの別例を示す展開図である。
【図７】本発明に基づく実施形態に係るアウタシャフト側の凹凸パターンの別例を示す展開図である。
【図８】本発明に基づく実施形態に係るアウタシャフト側の凹凸パターンの別例を示す展開図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  アウタシャフト（第１の軸）
２  インナシャフト
３  キー
４  キー溝
Ｈ  パターン変更境界位置
【図１】
2007307965.tif 000003
【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】
2007307965.tif 000009
【図８】
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