(57)【要約】【課題】インナシャフトとアウタシャフトのスプライン部の加工精度を特に高精度とすることなく、両者間のガタを確実に抑え得るステアリング装置の伸縮軸機構を提供する。【解決手段】インナシャフト１とアウタシャフト２との間に弾性部材１０が介装される。弾性部材は、例えば略コ字状に形成された線ばねで構成され、インナシャフトの中心軸に対して径方向の対称位置で係止される一対の係止部１１，１２と、これらと一体的に形成される一対の胴部１３，１４を有する。この弾性部材が装着されたインナシャフトがアウタシャフト内に収容されると、径方向の対称位置で弾性部材がアウタシャフトに押接されるので、インナシャフトはアウタシャフトに対し適切な押接荷重で嵌合される。【選択図】図１
2012102820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部の外周面に雄スプラインを形成したスプライン部と、該スプライン部に連続して他端に至る本体部を有するインナシャフトと、該インナシャフトを収容し内周面に前記スプライン部の雄スプラインと係合する雌スプラインを形成した中空のアウタシャフトとを備え、該アウタシャフトと前記インナシャフトを軸方向に相対移動可能で相対回転不能に連結するステアリング装置の伸縮軸機構において、前記インナシャフトの中心軸に対し径方向の対称位置で係止する少なくとも一対の係止部と、該一対の係止部と夫々一体的に形成する一対の胴部を有する弾性部材を備え、前記一対の胴部が前記インナシャフトの中心軸に対し平行に延在するように、前記アウタシャフトと前記インナシャフトとの間に前記弾性部材を介装することを特徴とするステアリング装置の伸縮軸機構。
【請求項２】
前記弾性部材が、前記一対の胴部と夫々一体的に形成し前記インナシャフトの中心軸に対し径方向外側に突出する一対の弾発部を有することを特徴とする請求項１記載のステアリング装置の伸縮軸機構。
【請求項３】
前記弾性部材が、前記一対の胴部を連結する連結部を有し、略コ字状に形成して成る線ばねであって、前記連結部を前記インナシャフトの先端部に配置することを特徴とする請求項２記載のステアリング装置の伸縮軸機構。
【請求項４】
前記インナシャフトに、前記一対の胴部を支持する一対の溝を前記スプライン部の雄スプラインに平行に形成すると共に、前記一対の溝に開口し夫々前記一対の係止部を係止する係止孔を、前記スプライン部に形成して成ることを特徴とする請求項２又は３記載のステアリング装置の伸縮軸機構。
【請求項５】
一端部の外周面に雄スプラインを形成したスプライン部と、該スプライン部に連続して他端に至る本体部を有するインナシャフトと、該インナシャフトを収容し内周面に前記スプライン部の雄スプラインと係合する雌スプラインを形成した中空のアウタシャフトとを備え、該アウタシャフトと前記インナシャフトを軸方向に相対移動可能で相対回転不能に連結するステアリング装置の伸縮軸機構において、前記インナシャフトに、前記スプライン部の軸方向の一部を切除して環状溝を形成し、該環状溝に略環状の弾性部材を支持し、該弾性部材の外周面が前記アウタシャフトの雌スプラインの内周面を押接するように配置することを特徴とするステアリング装置の伸縮軸機構。
【請求項６】
前記弾性部材が、断面Ｃ字状に形成して成る板ばねであって、該板ばねの外周面が前記アウタシャフトの雌スプラインの内周面を押接するように配置することを特徴とする請求項５記載のステアリング装置の伸縮軸機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のステアリング装置に供される伸縮軸機構に関し、特に、スプライン結合によってインナシャフトとアウタシャフトとが軸方向に相対移動可能で相対回転不能に連結される伸縮軸機構に係る。
【背景技術】
【０００２】
車両に搭載されるステアリング装置においては、スプライン結合によってインナシャフトとアウタシャフトとが軸方向に相対移動可能で相対回転不能に連結される伸縮軸機構が用いられている。例えば下記の特許文献１には、「がたつきを抑制できスムーズに伸縮できて、しかも安価な伸縮自在シャフトを提供すること」を目的とし（特許文献１の段落〔０００３〕）、「第１の発明の伸縮自在シャフトは、外軸部の嵌合孔に内軸部を挿入して両軸部をスプライン嵌合させてなる伸縮自在シャフトにおいて、上記外軸部は、第１部分と、第１部分の先端に固定されたガタ殺し用の第２部分とを含み、外軸部の第２部分と内軸部の対応する部分とのスプライン嵌合は、外軸部の第１部分と内軸部の対応する部分とのスプライン嵌合よりもがたつきの少ない嵌合とされている」伸縮自在シャフトが提案されている（特許文献１の段落〔０００４〕）。
【０００３】
同様に、下記の特許文献２では、伸縮自在シャフトに関し、「雌スプラインを軸方向に形成した外軸部の嵌合孔に、上記雌スプラインに係合する雄スプラインを軸方向に形成した内軸部を挿入してなり、この内軸部の一部に縮径部を設けて雄スプラインを軸方向に分割してある伸縮自在シャフトにおいて、上記縮径部に弾性体からなるガタ防止部材が配置され、このガタ防止部材は、縮径部の周方向に延伸して湾曲する一対の脚部と、これら一対の脚部の対向端部間を連結する連結部と、連結部から上記脚部と概ね同じ方向に延伸して湾曲し脚部よりも湾曲の外側で上記外軸部の雌スプラインを弾力的に押圧する弾性押圧片部とを含み、上記一対の脚部および連結部は同じ曲率をなして同方向に曲げ形成されてなることを特徴とする伸縮自在シャフト」が提案されている（特許文献２の請求項１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−３５３７８５号公報
【特許文献２】特許第４２７９０５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記のようにスプライン結合によってインナシャフトとアウタシャフトとが軸方向に相対移動可能で相対回転不能に連結される伸縮軸機構においては、一般的に、インナシャフトとアウタシャフトとの間のガタを抑えるため両者のスプライン部の加工精度が高精度とされ、あるいは、スプライン部に対しコーティング等の表面処理が行われており、高価なものとなっている。例えば、特許文献１に記載の装置においては、一部ではあるが、スプライン部の加工精度を高精度とする必要があり、更に、インナシャフトへの別部材の嵌合工程も必要とされている。また、特許文献２に記載の装置においては、内軸部の一部に設けられた縮径部に、弾性体からなるガタ防止部材が配置されており、内軸部の中心軸に対し径方向の一方側のみに偏荷重が付与されることになるので、一定の荷重でインナシャフトをアウタシャフトに組み付け、適切な押接荷重で両者の嵌合状態を維持するためには別途対策を講ずる必要があり、コストアップ要因となる。
【０００６】
そこで、本発明は、車両のステアリング装置に供される伸縮軸機構において、インナシャフトとアウタシャフトのスプライン部の加工精度を特に高精度とすることなく、安価な構成で、両者間のガタを確実に抑え得るステアリング装置の伸縮軸機構を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を達成するため、本発明は、一端部の外周面に雄スプラインを形成したスプライン部と、該スプライン部に連続して他端に至る本体部を有するインナシャフトと、該インナシャフトを収容し内周面に前記スプライン部の雄スプラインと係合する雌スプラインを形成した中空のアウタシャフトとを備え、該アウタシャフトと前記インナシャフトを軸方向に相対移動可能で相対回転不能に連結するステアリング装置の伸縮軸機構において、前記インナシャフトの中心軸に対し径方向の対称位置で係止する少なくとも一対の係止部と、該一対の係止部と夫々一体的に形成する一対の胴部を有する弾性部材を備え、前記一対の胴部が前記インナシャフトの中心軸に対し平行に延在するように、前記アウタシャフトと前記インナシャフトとの間に前記弾性部材を介装することとしたものである。
【０００８】
上記ステアリング装置の伸縮軸機構において、前記弾性部材は、前記一対の胴部と夫々一体的に形成し前記インナシャフトの中心軸に対し径方向外側に突出する一対の弾発部を有するものとするとよい。更に、前記弾性部材は、前記一対の胴部を連結する連結部を有し、略コ字状に形成して成る線ばねで構成し、前記連結部を前記インナシャフトの先端部に配置するとよい。
【０００９】
そして、前記インナシャフトに、前記一対の胴部を支持する一対の溝を前記スプライン部の雄スプラインに平行に形成すると共に、前記一対の溝に開口し夫々前記一対の係止部を係止する係止孔を、前記スプライン部に形成したものとするとよい。
【００１０】
あるいは、一端部の外周面に雄スプラインを形成したスプライン部と、該スプライン部に連続して他端に至る本体部を有するインナシャフトと、該インナシャフトを収容し内周面に前記スプライン部の雄スプラインと係合する雌スプラインを形成した中空のアウタシャフトとを備え、該アウタシャフトと前記インナシャフトを軸方向に相対移動可能で相対回転不能に連結するステアリング装置の伸縮軸機構において、前記インナシャフトに、前記スプライン部の軸方向の一部を切除して環状溝を形成し、該環状溝に略環状の弾性部材を支持し、該弾性部材の外周面が前記アウタシャフトの雌スプラインの内周面を押接するように配置することとしてもよい。この場合には、前記弾性部材は、断面Ｃ字状に形成して成る板ばねとし、該板ばねの外周面が前記アウタシャフトの雌スプラインの内周面を押接するように配置するとよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明は上述のように構成されているので以下の効果を奏する。即ち、本発明のステアリング装置の伸縮軸機構においては、インナシャフトの中心軸に対し径方向の対称位置で係止する少なくとも一対の係止部と、これらの係止部と夫々一体的に形成する一対の胴部を有する弾性部材を備えており、一対の胴部がインナシャフトの中心軸に対し平行に延在するように、アウタシャフトとインナシャフトとの間に弾性部材が介装されているので、インナシャフトの中心軸に対し径方向の対称位置で弾性部材がアウタシャフトに押接され、インナシャフトがアウタシャフトに対し適切な押接荷重で嵌合された状態となり、スプライン部の加工精度を特に高精度とする必要なく両者間のガタを確実に抑えることができる。しかも、スプライン部に対しコーティング等の特段の表面処理を必要とすることなく、両者間の摺動抵抗を小さく抑え、良好な摺動性を確保することができる。従って、安価な構成で、ガタを生ずることなく、アウタシャフトに対しインナシャフトを適切に保持することができる。
【００１２】
例えば、弾性部材を、インナシャフトの中心軸に対し径方向外側に突出する一対の弾発部を有するものとすれば、インナシャフトとアウタシャフトの軸方向相対移動時には、両者間の摺動抵抗は、弾性部材の弾発部とアウタシャフトの雌スプラインとの間の摺動抵抗のみとするように構成することができるので、良好な摺動性が確保される。特に、弾性部材を略コ字状に形成して成る線ばねで構成し、連結部をインナシャフトの先端部に配置することとすれば、安価な構成で、ガタを生ずることなく、アウタシャフトに対しインナシャフトを適切に保持することができる。更に、インナシャフトに、一対の溝をスプライン部の雄スプラインに平行に形成すると共に、一対の溝に開口し夫々一対の係止部を係止する係止孔を、スプライン部に形成したものとすれば、容易に弾性部材を係止することができ、良好な組み付け性を確保することができる。
【００１３】
あるいは、インナシャフトに、スプライン部の軸方向の一部を切除して環状溝を形成し、これに略環状の弾性部材を支持し、この弾性部材の外周面がアウタシャフトの雌スプラインの内周面を押接するように配置する構成とすれば、インナシャフトとアウタシャフトの軸方向相対移動時には、両者間の摺動抵抗は、弾性部材の外周面とアウタシャフトの雌スプラインの内周面との間の摺動抵抗のみとなるので、良好な摺動性が確保される。このように、インナシャフトとアウタシャフトとは確実に連結状態が維持され、スプライン部の加工精度を特に高精度とする必要なく両者間のガタを確実に抑えることができる。特に、弾性部材を、断面Ｃ字状に形成して成る板ばねで構成すれば、安価な構成で、ガタを生ずることなく、アウタシャフトに対しインナシャフトを適切に保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係るステアリング装置の一部を示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の伸縮軸機構に供する弾性部材を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態の伸縮軸機構に供するインナシャフトの先端部を示す斜視図である。
【図４】本発明の一実施形態の伸縮軸機構に供するインナシャフトサブアッセンブリの先端部を示す斜視図である。
【図５】本発明の一実施形態の伸縮軸機構に供するインナシャフトサブアッセンブリの先端部を示す断面図である。
【図６】本発明の一実施形態におけるインナシャフトとアウタシャフトの組み付け状態を示す断面図である。
【図７】本発明の一実施形態における弾性部材とインナシャフト及びアウタシャフトとの関係を示す断面図であって、図６のＡ−Ａ視断面の一部を拡大した断面図である。
【図８】本発明の一実施形態における弾性部材とインナシャフト及びアウタシャフトとの関係を示す断面図であって、図６のＢ−Ｂ視断面の一部を拡大した断面図である。
【図９】本発明の他の実施形態に係る伸縮軸機構に供する弾性部材を示す斜視図である。
【図１０】本発明の他の実施形態の伸縮軸機構に供するインナシャフトの先端部を示す斜視図である。
【図１１】本発明の他の実施形態の伸縮軸機構に供するインナシャフトサブアッセンブリの先端部を示す斜視図である。
【図１２】本発明の一実施形態におけるインナシャフトとアウタシャフトの組み付け状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施形態に係るステアリング装置の一部を示すもので、本実施形態のステアリングシャフトは、金属製のインナシャフト１及びアウタシャフト２によって伸縮軸機構が構成されている。インナシャフト１はロアシャフトとも呼ばれ、その一端部の外周面には雄スプラインのスプライン部１ｓが形成されており、このスプライン部１ｓに連続して本体部１ｂが形成されている。アウタシャフト２はアッパシャフトとも呼ばれ、中空の筒状部材で、その内周面に雌スプラインが形成されており、スプライン部１ｓの雄スプラインと係合するように配置され、その後端部（図１の右側）にステアリングホイール（図示せず）が接続される。即ち、スプライン結合によってインナシャフト１とアウタシャフト２とが軸方向に相対移動可能で相対回転不能に連結され、インナシャフト１の前端部（図１の左側）が操舵機構（図示せず）に接続される。
【００１６】
インナシャフト１及びアウタシャフト２は、金属製のインナチューブ３内に収容され、このインナチューブ３内に収容されたアウタシャフト２が、インナチューブ３の後端部に軸受を介して回転可能に支持される。但し、アウタシャフト２とインナチューブ３との間の軸方向相対移動は規制されており、アウタシャフト２とインナチューブ３は一体となって軸方向移動し得るように構成されている。更に、インナチューブ３は金属製のアウタチューブ４に収容され、アウタシャフト２に対し所定値以上の荷重が印加されたときには、アウタチューブ４に対するインナチューブ３の軸方向相対移動（ひいてはアウタシャフト２の軸方向移動）を許容するように構成されており、インナチューブ３及びアウタチューブ４がエネルギー吸収手段として機能する。尚、アウタチューブ４は軸受を介してコラムハウジング５に支持されており、このコラムハウジング５は車体（図示せず）に固定される。
【００１７】
上記のインナシャフト１とアウタシャフト２との間には弾性部材１０が介装されている。本実施形態の弾性部材１０は略コ字状に形成された線ばねで構成され、良好な摺動性を確保すべく所謂どぶ付けコーティング処理が行われている。具体的には、弾性部材１０は図２に示すように、線ばねの両端部が鉤状に屈曲されて成り、インナシャフト１の中心軸に対して径方向の対称位置で係止される一対の係止部１１，１２と、これらの係止部１１，１２と一体的に形成される一対の胴部１３，１４を有し、これらの胴部１３，１４には、インナシャフト１の中心軸に対し径方向外側に突出するように、一対の弾発部１５，１６が夫々一体的に形成されている。更に、胴部１３，１４は連結部１７によって連結され、両者間に曲線部１８，１９が形成されている。
【００１８】
一方、インナシャフト１には、図３に示すように、一対の溝（代表して１ｒで表す）が、スプライン部１ｓの雄スプラインに平行に形成されており、これらの溝１ｒに弾性部材１０の胴部１３，１４（並びに弾発部１５，１６）が支持される。また、スプライン部１ｓを径方向に貫通し一対の溝１ｒに開口する係止孔１ｅが形成されており、この係止孔１ｅの両側の開口に夫々係止部１１，１２が係止される。即ち、図２に示す弾性部材１０は、図５に示すように、連結部１７がインナシャフト１の先端部に配置されると共に、胴部１３，１４がインナシャフト１の中心軸に対し平行に延在するように配置され、係止部１１，１２が係止孔１ｅの両側の開口に係止される。尚、スプライン部１ｓを貫通する係止孔１ｅに代えて、一対の溝１ｒに開口する一対の孔（穴）をスプライン部１ｓの径方向の両側に形成して、これらの孔（穴）を係止孔としてもよい。
【００１９】
以上のように、図２に示す弾性部材１０が図３に示すインナシャフト１に装着されて、図４及び図５に示すサブアセンブリが構成される。このサブアセンブリは、図６に示すように、アウタシャフト２内に収容されると、スプライン結合によってインナシャフト１とアウタシャフト２とが軸方向に相対移動可能で相対回転不能に連結される。このとき、インナシャフト１及びアウタシャフト２には、径方向で対称な位置で、弾性部材１０の弾発部１５，１６の弾発力が付与されるので、一定の荷重でインナシャフト１をアウタシャフト２に組み付けることができる。そして、組み付け後は、インナシャフト１の中心軸に対し径方向の対称位置で弾性部材１０の弾発部１５，１６がアウタシャフト２に押接されるので、インナシャフト１はアウタシャフト２に対し適切な押接荷重で嵌合された状態となる。
【００２０】
即ち、図６に示す状態において、弾性部材１０の胴部１３（１４）は、図７に示すように、インナシャフト１の溝１ｒの底面に当接しているが、溝１ｒの開口部では、クリアランスＣｆを以って離隔している。また、インナシャフト１の雄スプラインの歯面とアウタシャフト２の雌スプラインの歯面との間には若干のクリアランスＣｅが形成されている。この場合において、クリアランスＣｆはクリアランスＣｅより大となるように設定されている。一方、弾性部材１０の弾発部１５（１６）は、図８に示すように、インナシャフト１の溝１ｒの底面から離隔し、その弾発力によってアウタシャフト２の雌スプラインの歯面に押接されている。図８においても、インナシャフト１の雄スプラインの歯面とアウタシャフト２の雌スプラインの歯面との間に若干のクリアランスＣｅが形成されている。
【００２１】
而して、図７及び図８に示すように、インナシャフト１の雄スプラインとアウタシャフト２の雌スプラインとの間にはクリアランスＣｅが形成されており、インナシャフト１とアウタシャフト２の軸方向相対移動時には、両者間の摺動抵抗は、弾性部材１０の弾発部１５，１６とアウタシャフト２の雌スプラインとの間の摺動抵抗のみとなり、しかも、弾性部材１０は前述のようにコーティング処理されているので、良好な摺動性が確保される。従って、インナシャフト１及びアウタシャフト２の各スプライン部の加工精度を特に高精度とする必要はなく、また、インナシャフト１の雄スプラインの歯面及びアウタシャフト２の雌スプラインの歯面にコーティング処理を行う必要もない。そして、インナシャフト１に回転トルクが付与されると、図７においては、クリアランスＣｅ部でインナシャフト１の雄スプラインの歯面がアウタシャフト２の雌スプラインの歯面に当接してアウタシャフト２に回転トルクが伝達される。一方、図８においては、弾発部１５，１６とアウタシャフト２の雌スプラインとは当接した状態であり、クリアランスＣｅを詰める際に弾性部材１０に対し若干の捩り力が加わるが、上記と同様、インナシャフト１の雄スプラインの歯面はアウタシャフト２の雌スプラインの歯面に当接してアウタシャフト２に回転トルクが伝達される。このように、インナシャフト１とアウタシャフト２とは確実に連結状態が維持され、両者間のガタを確実に抑えることができる。
【００２２】
図９乃至図１２は本発明の他の実施形態に係り、本実施形態の弾性部材２０は略環状であり、図９に示すように、軸方向に切除部２１が形成されると共に、軸方向中央部が径方向外側に膨出して当接部２２が形成された断面Ｃ字状の板ばねで構成され、良好な摺動性を確保すべく、その外周面にコーティング処理が行われている。一方、インナシャフト１は、図１０に示すように、スプライン部１ｓの軸方向の一部が切除されて環状溝１ｃが形成されており、この環状溝１ｃに弾性部材２０が支持される。而して、図９に示す弾性部材２０が図１０に示すインナシャフト１に装着されると、図１１に示すサブアセンブリが構成される。このサブアセンブリは、図１のアウタシャフト２内に収容されると、スプライン結合によってインナシャフト１とアウタシャフト２とが軸方向に相対移動可能で相対回転不能に連結される。このとき、図１２に示すように、弾性部材２０の外周面が略全周に亘って、その弾発力によってアウタシャフト２の雌スプラインの内周面（雌スプラインの各歯部の頂面）に押接されている。
【００２３】
これにより、インナシャフト１とアウタシャフト２の軸方向相対移動時には、両者間の摺動抵抗は、弾性部材２０の外周面とアウタシャフト２の雌スプラインの内周面との間の摺動抵抗のみとなり、しかも、弾性部材２０の外周面はコーティング処理されているので、良好な摺動性が確保される。そして、インナシャフト１に回転トルクが付与されると、インナシャフト１の雄スプラインの歯面がアウタシャフト２の雌スプラインの歯面に当接してアウタシャフト２に回転トルクが伝達される。而して、インナシャフト１とアウタシャフト２とは確実に連結状態が維持され、両者間のガタを確実に抑えることができる。
【００２４】
尚、上記の伸縮軸機構は、特許文献１と同様、車両前方のインターミディエイトシャフト（図示せず）に適用することも可能である。
【符号の説明】
【００２５】
１    インナシャフト
２    アウタシャフト
３    インナチューブ
４    アウタチューブ
１０  弾性部材
１１，１２  係止部
１３，１４  胴部
１５，１６  弾発部
１７  連結部
２０  弾性部材
【図１】
2012102820.tif 000003
【図２】
2012102820.tif 000004
【図３】
2012102820.tif 000005
【図４】
2012102820.tif 000006
【図５】
2012102820.tif 000007
【図６】
2012102820.tif 000008
【図７】
2012102820.tif 000009
【図８】
2012102820.tif 000010
【図９】
2012102820.tif 000011
【図１０】
2012102820.tif 000012
【図１１】
2012102820.tif 000013
【図１２】
2012102820.tif 000014