(57)【要約】【課題】長期にわたって優れた操舵フィーリングを維持することができる操舵トルク伝達用の伸縮可能シャフトを提供すること。【解決手段】伸縮可能シャフトとしてのインターミディエイトシャフト５が、雌スプライン３７を有する中空の外軸３５と、雄スプライン３８を有する内軸３６とを備える。外軸３５の外周３５ｂの周溝３９に、締付部材としての輪ばね４０を嵌合している。輪ばね４０は、周方向Ｙ１に離隔して外周３５ｂに当接する複数の凸部４２を有し、凸部４２によって外軸３５を弾性的に締め付ける。操舵中立状態では、周方向Ｙ１の複数箇所のみで、両スプライン３７，３８が接触する。操舵トルクが負荷されると、輪ばね４０が弾性変形し、両軸３５，３６の周方向の全域で両スプライン３７，３８が接触する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵トルクを伝達する伸縮可能シャフトであって、
雌スプラインを軸方向に形成した中空の外軸と、
前記雌スプラインに係合した雄スプラインを軸方向に形成した内軸と、
前記外軸の外周の周方向に離隔して前記外周に当接する複数の凸部を有し、前記凸部によって前記外軸を締め付ける弾性変形可能な締付部材と、を備えた伸縮可能シャフト。
【請求項２】
請求項１において、前記外軸の外周に、前記締付部材が嵌められた周溝が形成されている伸縮可能シャフト。
【請求項３】
請求項２において、前記締付部材は、断面Ｃ形形状をなす輪ばねである伸縮可能シャフト。
【請求項４】
請求項２において、前記締付部材は、締付バンドであり、
前記締付バンドは、互いに固定される一対の端部を有し、内周に前記凸部が設けられて弾性変形可能な環状の本体と、前記本体の一対の端部間の固定位置を調整可能な固定部材と、を含む伸縮可能シャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は伸縮可能シャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、車両用操舵装置用の伸縮可能シャフトにおいて、内軸と外軸とのスプライン嵌合の遊びを除去し且つ両軸の摺動荷重を抑制するために、下記の構造が提案されている。すなわち、外軸の外周を局部的に加圧して外軸に形成された塑性変形部が、内軸の対応部位に接触係合する接触係合部を含んでいる。また、前記塑性変形部の周囲には、外軸を縮径方向に付勢する締付部材が巻かれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−３１６８２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、スプライン嵌合の遊びを除去することができるので、操舵中立位置からハンドルを切り出すときの伸縮可能シャフトに回転方向のガタが生じない。したがって、操舵フィーリングが良い。
しかしながら、塑性変形部に設けられた接触係合部で接触係合する特許文献１では、操舵トルクが比較的大きくなったときでも、外軸が接触係合部で、内軸と強く接触する傾向にある。このため、両軸の相対摺動により、接触係合部が摩耗し易く、長期に使用すると、操舵中立位置からハンドルを切り出すときに、ガタ感を生じて操舵フィーリングが低下するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、長期にわたって優れた操舵フィーリングを維持することができる操舵トルク伝達用の伸縮可能シャフトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、請求項１の発明は、操舵トルクを伝達する伸縮可能シャフト（５；５Ｐ；５Ｑ）であって、雌スプライン（３７）を軸方向（Ｘ１）に形成した中空の外軸（３５）と、前記雌スプラインに係合した雄スプライン（３８）を軸方向に形成した内軸（３６）と、前記外軸の外周（３５ｂ）の周方向（Ｙ１）に離隔して前記外周に当接する複数の凸部（４２；４６）を有し、前記凸部によって前記外軸を締め付ける弾性変形可能な締付部材（４０；４３；４３Ｑ）と、を備えた伸縮可能シャフトを提供する。
【０００７】
また、請求項２のように、前記外軸の外周に、前記締付部材が嵌められた周溝（３９）が形成されていてもよい。
また、請求項３のように、前記締付部材は、断面Ｃ形形状をなす輪ばね（４０）であってもよい。
また、請求項４のように、前記締付部材は、締付バンド（４３；４３Ｑ）であり、前記締付バンドは、互いに固定される一対の端部（４４１，４４２）を有し、内周（４４ａ）に前記凸部（４６）が設けられて弾性変形可能な環状の本体（４４；４４Ｑ）と、前記本体の一対の端部間の固定位置を調整可能な固定部材（４５）と、を含んでいてもよい。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明によれば、締付部材の凸部が、外軸の周方向に離隔する複数箇所を弾性的に締め付けているので、操舵トルクが負荷されていない操舵中立状態のときにも、複数箇所で両軸のスプラインが接触している。したがって、操舵中立状態から操舵し始めるときの操舵フィーリングにおけるガタ感をなくすことができて、操舵フィーリングが良い。また、操舵中立状態では、両軸のスプラインが複数箇所のみで接触しているので、両軸の摺動荷重を小さくでき、その結果、両軸をスムーズに軸方向に相対摺動させることができる。さらに、操舵トルクが負荷されたときには、締付部材が弾性変形することで、両軸の全周の領域でスプラインを接触させることができ、その結果、この状態で両軸が摺動されも、両軸が局部的に摩耗することが抑制される。このように両軸の局部的な摩耗が抑制されるので、長期にわたって、前記ガタ感の発生を抑制でき、良好な操舵フィーリングを維持することができる。
【０００９】
また、請求項２の発明によれば、周溝の底の部分が薄肉となるので、締付力の小さな締付部材でも、外軸の所要部を縮径させることができる。締付力の小さな締付部材は、操舵トルクが負荷されたときに容易に弾性変形して、両軸のスプラインが全周の領域で接触することを許容する。ひていは、両軸のスプラインの摩耗を一層抑制することができる。
また、請求項３の発明によれば、断面Ｃ形形状をなす輪ばねであれば、周溝に容易に装着することができ、組立性が向上する。また、伸縮可能シャフトを車両に組み付けるときに、予め、輪ばねを周溝の肩部に乗り上げさせておき、外軸の縮径を抑えて、両軸をスムーズに摺動させることができる。したがって、車両へ組み付けるときに、収縮させる必要のあるインターミディエイトシャフトに好適に用いることができる。
【００１０】
また、請求項４の発明によれば、締付バンドを周溝に配置したままで、締付力の調整を容易に行うことができる。伸縮可能シャフトを車両に組み付けるときに、予め、固定部材を操作して締付バンドの締付力を緩めておき、外軸の縮径を抑えて、両軸をスムーズに摺動させることができる。したがって、車両へ組み付けるときに、収縮させる必要のあるインターミディエイトシャフトに好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施形態の伸縮可能シャフトがインターミディエイトシャフトに適用されたパワーステアリング装置の模式図であり、ステアリング装置の概略構成を示している。
【図２】インターミディエイトシャフトの一部破断側面図である。
【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図である。
【図４】車両へ取り付けるときのインターミディエイトシャフトの要部の概略側面図である。
【図５】本発明の別の実施形態の伸縮可能シャフトの概略断面図である。
【図６】本発明のさらに別の実施形態の伸縮可能シャフトの概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施形態の伸縮可能シャフトがインターミディエイトシャフトに適用されたステアリング装置の概略構成図である。図１を参照して、ステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結された操舵軸３と、操舵軸３に連結された自在継手４を一端に有する操舵伝達軸としてのインターミディエイトシャフト５と、インターミディエイトシャフト５の他端に設けられた自在継手６に連結されたピニオン軸７と、ピニオン軸７の端部近傍に設けられたピニオン７ａに噛み合うラック８ａを有する転舵軸としてのラック軸８とを備えている。
【００１３】
ピニオン軸７およびラック軸８を含むラックアンドピニオン機構によって、転舵機構Ａ１が構成されている。ラック軸８は、車体側部材９に固定されたハウジング１０によって、車両の左右方向に沿う軸方向（紙面とは直交する方向）に移動可能に、支持されている。ラック軸８の各端部は、図示していないが、対応するタイロッドおよび対応するナックルアームを介して対応する転舵輪に連結されている。
【００１４】
操舵軸３は、同軸上に連結された第１操舵軸１１と第２操舵軸１２とを備えている。第１操舵軸１１は、スプライン嵌合を用いて、同伴回転可能に且つ軸方向に相対摺動可能に嵌合されたアッパーシャフト１３およびロアーシャフト１４を有している。アッパーシャフト１３およびロアーシャフト１４の何れか一方が内軸を構成し、他方が筒状の外軸を構成している。
【００１５】
また、第２操舵軸１２は、ロアーシャフト１４と同伴回転可能に連結された入力軸１５と、インターミディエイトシャフト５の自在継手４に連結された出力軸１６と、入力軸１５および出力軸１６を相対回転可能に連結するトーションバー１７とを有している。
操舵軸３は、車体側部材１８，１９に固定されたステアリングコラム２０によって、図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。
【００１６】
ステアリングコラム２０は、軸方向に相対移動可能に嵌め合わされた筒状のアッパージャケット２１および筒状のロアージャケット２２と、ロアージャケット２２の軸方向下端に連結されたハウジング２３とを備えている。ハウジング２３内には、操舵補助用の電動モータ２４の動力を減速して出力軸１６に伝達する減速機構２５が収容されている。
減速機構２５は、電動モータ２４の回転軸（図示せず）と同行回転可能に連結された駆動ギヤ２６と、駆動ギヤ２６に噛み合い出力軸１６と同伴回転する被動ギヤ２７とを有している。駆動ギヤ２６は例えばウォーム軸からなり、被動ギヤ２７は例えばウォームホイールからなる。
【００１７】
ステアリングコラム２０には、車両後方側のアッパーブラケット２８および車両前方側のロアーブラケット２９を介して車体側部材１８，１９に固定されている。アッパーブラケット２８は、ステアリングコラム２０のアッパージャケット２１に固定されたコラムブラケット（図示せず）に固定可能とされている。アッパーブラケット２８は、車体側部材１８から下方に突出する固定ボルト（スタッドボルト）３０と、その固定ボルト３０に螺合するナット３１と、アッパーブラケット２８に離脱可能に保持されたカプセル３２とを用いて、車体側部材１８に固定されている。
【００１８】
ロアーブラケット２９は、ステアリングコラム２０のハウジング２３に固定されている。また、ロアーブラケット２９は、車体側部材１９から突出する固定ボルト（スタッドボルト）３３とその固定ボルト３３に螺合するナット３４とを用いて、車体側部材１９に固定されている。
図１および図２を参照して、操舵伝達軸としてのインターミディエイトシャフト５は、自在継手４の一方のヨーク４ａに一体に連結された筒状の外軸３５と、外軸３５に嵌合し、自在継手６の一方のヨーク６ａに一体に連結された内軸３６とを備えている。
【００１９】
図２に示すように、外軸３５の内周３５ａに設けられた雌スプライン３７が、内軸３６の外周３６ａに設けられた雄スプライン３８に軸方向Ｘ１に摺動可能に嵌合している。
外軸３５の一端部の外周３５ｂには、周溝３９が形成されており、その周溝３９に締付部材としての輪ばね４０が嵌め合わされている。外軸３５は、周溝３９の部分で、残りの部分よりも薄肉となっている。
【００２０】
図３に示すように、輪ばね４０は、断面Ｃ形形状をなす本体４１と、本体４１の内周４１ａから突出する例えば山形の複数の凸部４２とを備えている。凸部４２は周方向に等間隔で配置されている。
本実施形態によれば、伸縮可能シャフトとしてのインターミディエイトシャフト５において、締付部材としての輪ばね４０の複数の凸部４２が、外軸３５の周方向Ｙ１に離隔する複数箇所を弾性的に締め付けているので、図３に示すように、操舵トルクが負荷されていない操舵中立状態のときにも、複数箇所（複数の凸部４２に対応する部位）で外軸３５と内軸３６のスプライン３７，３８が接触している。したがって、操舵中立状態から操舵し始めるときの操舵フィーリングにおけるガタ感をなくすことができて、操舵フィーリングが良い。
【００２１】
また、操舵中立状態では、両軸３５，３６のスプライン３７，３８が、周方向Ｙ１に離隔する複数箇所のみで接触しているので、両軸３５，３６の摺動荷重を小さくできる。その結果、両軸３５，３６をスムーズに軸方向に相対摺動させることができる。
さらに、操舵部材２や電動モータ２４から、伸縮可能シャフトとしてのインターミディエイトシャフト５に操舵トルクが負荷されたときには、輪ばね４０が適度に弾性変形して拡がり、両軸３５，３６の全周の領域でスプライン３７，３８を接触させることができる。したがって、この状態で両軸３５，３６が摺動されても、両軸３５，３６が局部的に摩耗することが抑制される。このように、両軸３５，３６の局部的な摩耗が抑制されるので、長期にわたって、前記ガタ感の発生を抑制でき、良好な操舵フィーリングを維持することができる。
【００２２】
また、締付部材としての輪ばね４０を周溝３９に嵌合させており、その周溝３９の底の部分が薄肉となるので、締付力の小さな輪ばね４０であっても、外軸３５の所要部を縮径させることができる。締付力の小さな輪ばね４０は、操舵トルクが負荷されたときに容易に弾性変形して、両軸３５，３６のスプライン３７，３８が全周の領域で接触することを許容する。ひていは、両軸３５，３６のスプライン３７，３８の摩耗を一層抑制することができる。
【００２３】
また、締付部材として、断面Ｃ形形状をなす輪ばね４０を用いているので、外軸３５の周溝３９に容易に装着することができ、組立性が向上する。
また、ステアリング装置１を車両に組み付けるときには、ステアリングコラム２０に取り付けられたインターミディエイトシャフト５の下端の自在継手６の他方のヨーク６ｂを、予め車体に固定された転舵機構Ａ１のピニオン軸７の上端に取り付けるときに、インターミディエイトシャフト５を一旦、収縮させる必要がある。
【００２４】
このような要請に応じて、本実施形態によれば、図４に示すように、締付部材としての輪ばね４０の位置を外軸３５の周溝３９の正規位置から軸方向Ｘ１にずらし、周溝３９の肩部３９ａに輪ばね４０が乗り上げるようにして、輪ばね４０を外軸３５の外周３５ｂに嵌合させておく。これにより、外軸３５の縮径を（例えば殆ど縮径しない状態に）抑えることができるので、両軸３５，３６を非常にスムーズに摺動させて、インターミディエイトシャフト５を容易に収縮させることができる。したがって、車両への組付性が向上する。
【００２５】
図５は本発明の別の実施形態を示している。図５を参照して本実施形態の伸縮可能シャフト（インターミディエイトシャフト５Ｐ）が図３の実施形態インターミディエイトシャフト５と異なるのは、締付部材として、輪ばね４０に代えて、縮径可能な締付バンド４３を用いた点にある。締付部材としての締付バンド４３は、互いに固定される一対の端部４４１，４４２を有する環状の本体４４と、本体４４の一対の端部４４１，４４２間（具体的には、一対の端部４４１，４４２に設けられた一対の対向板４７，４８間）の固定位置を調整可能な固定部材としてのねじ部材４５とを備えている。
【００２６】
本体４４の内周４４ａに、周方向に等間隔で配置された複数の凸部４６が設けられている。ねじ部材４５は、本体４４の一方の端部４４１の対向板４７に設けられたねじ挿通孔４９を貫通し、他方の端部４４２の対向板４８に設けられたねじ孔５０に、ねじ込まれている。
本実施形態においても、図３の実施形態と同じく、操舵中立状態から操舵し始めるときの操舵フィーリングにおけるガタ感をなくすことができて、操舵フィーリングが良い。また、操舵中立状態において、両軸３５，３６をスムーズに軸方向Ｘ１に相対摺動させることができる。
【００２７】
さらに、操舵トルクが負荷されたときには、締付バンド４３が適度に弾性変形する。具体的には、凸部４６，４６間では、締付バンド４３の本体４４と外軸３５の外周３５ｂとの間に隙間があるため、締付バンド４３が曲げ変形し易くなっている。すなわち、凸部４６が外軸３５の径方向外方へ変位し、凸部４６，４６間の本体４４の領域が、径方向内方へ変位するような弾性変形し易くなっている。
【００２８】
操舵トルクが負荷されたときに、締付バンド４３がこのような弾性変形をすることにより、両軸３５，３６の全周の領域でスプライン３７，３８を接触させることができる。したがって、この状態で両軸３５，３６が摺動されても、両軸３５，３６が局部的に摩耗することがない。その結果、両軸３５，３６の局部的な摩耗が抑制されるので、長期にわたって、前記ガタ感の発生を抑制でき、良好な操舵フィーリングを維持することができる。
【００２９】
また、ステアリング装置１を車体への組み付けに際して、インターミディエイトシャフト５を一旦、収縮させるときに、ねじ部材４５を操作して締付バンド４３の締付力を予め緩めておくことにより、外軸３５の縮径を（例えば殆ど縮径しない状態に）抑えることができる。したがって、両軸３５，３６を非常にスムーズに摺動させて、インターミディエイトシャフト５を容易に収縮させることができるので、車両への組付性が向上する。また、締付バンド４３を周溝３９に配置したままで、締付力の調整が行えるので、作業性がよい。
【００３０】
なお、図６に示す伸縮可能シャフト（インターミディエイトシャフト５Ｑ）のように、締付バンド４３Ｑの本体４４Ｑにおける凸部４６，４６間の領域の少なくとも一部に、山形部や波形部等の弾性変形促進部５１を設けて、締付バンド４３Ｑの実質的な弾性変形量を確保してもよい。
なお、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の伸縮可能シャフトを第１操舵軸１１に適用してもよい。その場合、アッパーシャフト１３を内軸とし、ロアーシャフト１４を外軸としてもよい。その他、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００３１】
１…ステアリング装置、２…操舵部材、３…操舵軸、４…自在継手、５；５Ｐ；５Ｑ…インターミディエイトシャフト、６…自在継手、７…ピニオン軸、８…ラック軸、１１…第１操舵軸、１３…アッパーシャフト、１４…ロアーシャフト、２４…電動モータ、２５…減速機構、３５…外軸、３５ａ…内周、３５ｂ…外周、３６…内軸、３６ａ…外周、３７…雌スプライン、３８…雄スプライン、３９…周溝、３９ａ…（周溝の）肩部、４０…輪ばね（締付部材）４１…本体、４１ａ…内周、４２…凸部、４３；４３Ｑ…締付バンド（締付部材）、４４；４４Ｑ…本体、４４ａ…内周、４４１，４４２…端部、４５…ねじ部材（固定部材）、４６…凸部、４７，４８…対向板、５１…弾性変形促進部、Ａ１…転舵機構、Ｘ１…軸方向、Ｙ１…周方向
【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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【図６】
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