(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵力を伝達する伝達軸が、スリーブと、このスリーブに回転不能に且つ圧入状態で嵌合されたシャフトとを備え、
このシャフトが軸方向の中間部に細径部を有するとともに、スリーブが軸方向の中間部に減肉部を有し、
衝撃吸収時にシャフトがスリーブ内に押し込まれてシャフトの細径部がスリーブの減肉部に対応する位置に変位することにより、伝達軸が屈曲するようにしてあり、
さらに、上記シャフトを細径部で当該シャフトの軸方向に二分割してあることを特徴とする衝撃吸収ステアリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の衝撃吸収ステアリング装置において、
上記スリーブの基端に、衝撃吸収時にシャフトの先端部に当接してシャフトの移動を止めるストッパを設け、衝撃吸収時にストッパがシャフトの先端部に当接するまでのストロークと、シャフトの細径部がスリーブの減肉部に対応する位置に変位するまでのストロークを相等しくしてあることを特徴とする衝撃吸収ステアリング装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の衝撃吸収ステアリング装置において、
上記伝達軸は、一端がステアリングホイールに連結されるステアリングシャフトの他端に自在継手を介して連結されるインターミディエイトシャフトからなることを特徴とする衝撃吸収ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリング装置に関する。特に、自動車の衝突時の衝撃を緩和する衝撃吸収ステアリング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
一般に、自動車のステアリング装置では、ステアリングホイールからの回転力を、ステアリングコラムのステアリングシャフト、インターミディエイトシャフト（以下、中間軸ともいう。）等を介して、舵取り機構へと伝達し、これにより車輪を操向するようにしている。例えば、舵取り機構は、車両前部に配置され、ステアリングコラムの上部およびステアリングホイールは車室内に配置されている。
【０００３】
ところで、車両衝突時には、舵取り機構が車体に対して車両後方に向けて相対移動し、これに伴い、中間軸を介して、ステアリングコラム、ひいてはステアリングホイールがドライバに向けて突き上げられることがある。このようなステアリングホイールの突き上げを防止するために、衝突時に中間軸を変形させて、舵取り装置からの衝撃を吸収するようにしている。
このような中間軸としては、その長さが短くなる収縮タイプと、その形が屈曲状になる屈曲タイプとがある。
【０００４】
収縮タイプは、主流であるが、収縮するときのストローク量、すなわち、軸の端部同士の相対移動量を大きく確保することが困難であった。ストローク量が小さいと、衝突時の衝撃を吸収し切れない場合がある。このため、衝突時のストローク量をより一層大きく確保したいという要請がある。
また、屈曲タイプでは、屈曲するときの端部同士の相対移動量がストローク量となり、このストローク量を大きくできる傾向にあるが、課題もある。
【０００５】
すなわち、屈曲タイプでは、衝突時の屈曲に伴い屈曲した中間部分が側方に突出し、この突出した中間部分が周辺部品と干渉する可能性がある。この干渉を防止しようとすると、レイアウトの自由度が低くなる。これに対応して、例えば、特開平８−２５８７２７号公報に記載の中間軸では、衝突時に中間軸が収縮しつつ屈曲するようにしているが、シャフトに嵌まる２つのスリーブを有し、構造が複雑である。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、レイアウトの自由度を高くできて、簡素で新しい構造の屈曲タイプの衝撃吸収ステアリング装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項１に記載の発明は、操舵力を伝達する伝達軸が、スリーブと、このスリーブに回転不能に且つ圧入状態で嵌合されたシャフトとを備え、このシャフトが軸方向の中間部に細径部を有するとともに、スリーブが軸方向の中間部に減肉部を有し、衝撃吸収時にシャフトがスリーブ内に押し込まれてシャフトの細径部がスリーブの減肉部に対応する位置に変位することにより、伝達軸が屈曲するようにしてあり、さらに、上記シャフトを細径部で当該シャフトの軸方向に二分割してあることを特徴とする衝撃吸収ステアリング装置を提供する。
【００１１】
この発明によれば、衝突時に、例えば、シャフトが変位し、その細径部とスリーブの減肉部が変形することにより、伝達軸が収縮しつつ屈曲する。これにより、伝達軸の端部同士を接近させてストローク量を得ることができ、しかも、伝達軸の横方向への突出量を抑制できる。従って、伝達軸と周囲の部材との干渉を防止するための伝達軸のレイアウトの自由度を高くすることができる。
さらに、スリーブに変形し易い減肉部を設けてあるので、伝達軸を屈曲させるためにスリーブを分割せずに済む。例えば、単一のスリーブを設けるだけでもよく、構造を簡素化できる。
【００１２】
ところで、衝撃吸収ステアリング装置では、衝突前の通常時に伝達軸が収縮しないように、シャフトをスリーブに圧入状態で嵌合する場合がある。この場合、シャフトの細径部が圧入荷重を受け、さらに、細径部はシャフトの中間部にあり圧入荷重を避けることが困難である。その結果、細径部が座屈する虞がある。
【００１３】
そこで上述の発明では、シャフトを分割して、分割したシャフトの各部をそれぞれ別々にスリーブに圧入できるようにし、そのときに細径部を端部に配置できるようにした。これにより、細径部に圧入荷重をかからなくできるので、細径部が座屈する虞がない。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の衝撃吸収ステアリング装置において、上記スリーブの基端に、衝撃吸収時にシャフトの先端部に当接してシャフトの移動を止めるストッパを設け、衝撃吸収時にストッパがシャフトの先端部に当接するまでのストロークと、シャフトの細径部がスリーブの減肉部に対応する位置に変位するまでのストロークを相等しくしてあることを特徴とする衝撃吸収ステアリング装置を提供する。
【００１４】
この発明によれば、例えば、衝突時にシャフトがスリーブ内に勢い良く押し込まれる場合であっても、シャフトをストッパで止めて、細径部と減肉部とを精度良く位置合わせして、伝達軸を確実に屈曲させることができる。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の衝撃吸収ステアリング装置において、上記伝達軸は、一端がステアリングホイールに連結されるステアリングシャフトの他端に自在継手を介して連結されるインターミディエイトシャフトからなることを特徴とする衝撃吸収ステアリング装置を提供する。
【００１５】
この発明によれば、衝突時にインターミディエイトシャフトを屈曲させて、ステアリングホイールの突き上げを確実に防止することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態および参考例のステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。図１は、参考例のステアリング装置の概略構成を示す側面図である。
ステアリング装置１は、車輪（図示せず）を操向するためにステアリングホイール２の動きを伝達するステアリングシャフト３と、このステアリングシャフト３を内部に通して回転自在に支持するステアリングコラム４と、ステアリングホイール２の動きに応じて車輪を操向するためのピニオン、ラック軸等を含む舵取り機構７と、舵取り機構７の入力軸８とステアリングシャフト３との間を自在継手１０，１１を介して一体回転可能に連結する中間軸９とを有している。
【００１７】
ステアリングホイール２は、ステアリングシャフト３の一方の端部５に連結される。ステアリングシャフト３の他方の端部６には、中間軸９が連結される。中間軸９の上端部に自在継手１１が設けられ、中間軸９の下端部と舵取り機構７との間に自在継手１０が設けられる。各自在継手１０，１１は、フォーク形状をなす一対のヨーク１２を十字軸１３を介して連結して構成されている。
ステアリングホイール２が回されると、その回転がステアリングシャフト３、中間軸９等の伝達軸を介して、舵取り機構７に伝達され、これにより車輪を操向することができる。
【００１８】
ところで、自動車の衝突時には、舵取り機構７側の部材からステアリングホイール２に向けて衝撃が作用することがある。このような衝撃を吸収するために、参考例および後述する実施形態の中間軸９は、衝突時に所要以上の衝撃荷重を受けたときに、その形状が屈曲形状に変形して、中間軸９の軸線方向（軸線Ｃ参照、以下単に軸方向ともいう。）に沿った両端部間の距離が短くなるように構成されている。
第１の参考例では、中間軸９は、筒状に形成されるスリーブ２１と、このスリーブ２１と回転不能に且つ軸方向に相対摺動可能に嵌合されるシャフト２２とを有する。スリーブ２１およびシャフト２２はともに単一部材からなる。
【００１９】
スリーブ２１の一端３１の内周は、嵌合部３３を有し、他端３２は自在継手１１のヨーク１２に固定される。シャフト２２の一端４１の外周は、嵌合部４３を有し、他端４２は自在継手１０のヨーク１２に固定される。
スリーブ２１の嵌合部３３と、シャフト２２の嵌合部４３とが、互いに嵌合されて、シャフト２２とスリーブ２１とが、一体回転可能且つ軸方向に相対摺動可能とされる。両嵌合部３３，４３は、例えば、セレーション嵌合構造、スプライン嵌合構造とされていて、シャフト２２とスリーブ２１とが一体回転可能且つ軸方向に相対摺動可能な公知の構造を利用することができる。また、嵌合部３３，４３同士は、かしめにより圧入状態とされて、衝撃作用前の通常時に軸方向に相対摺動しないようにされている。
【００２０】
衝撃作用前には、シャフト２２とスリーブ２１とは、同軸上に配置され、中間軸９は直線状をなしている。
衝撃吸収時に、嵌合部３３，４３同士が相対摺動し、シャフト２２がスリーブ２１内に押し込まれて、嵌合部３３，４３間の嵌合が外れる。これにより、スリーブ２１内でシャフト２２が遊動して、中間軸９が屈曲するようにしてある。
これにより、中間軸９の端部同士を接近させて、その相対移動量としてストローク量を得ることができ、しかも、径方向となる横方向への中間軸９の突出量を抑制できる。従って、中間軸９と周囲の部材との干渉を防止するための中間軸９のレイアウトの自由度を高くすることができる。
【００２１】
さらに、衝突時に中間軸９を屈曲させるには、一対の嵌合部３３，４３を設け、その嵌合を外せばよい。従って、第１の参考例では、シャフト２２とスリーブ２１とをそれぞれ単一で済ますことができ、構造を簡素化できている。例えば以下のようなスリーブ２１およびシャフト２２があればよい。
スリーブ２１の内径部３４は、上述した一端３１の嵌合部３３と、この嵌合部３３に続きこの嵌合部３３よりも大径の大径部３５とを有する。大径部３５は、嵌合部３３と隣接して円筒形状に形成され、軸方向に沿って、衝突時にシャフト２２が押し込まれる向きに他端３２まで延びている。
【００２２】
シャフト２２の外径部４４は、上述した一端４１の嵌合部４３と、この嵌合部４３に続きこの嵌合部４３よりも小径の小径部４５を有する。小径部４５は、嵌合部４３と隣接し、軸方向に沿って、衝突時にスリーブ２１が相対移動して進む向きに他端４２まで延びている。
これにより、シャフト２２を押し込むと、スリーブ２１の大径部３５とシャフト２２の嵌合部４３とが径方向の余裕を持って対向し、また、シャフト２２の小径部４５とスリーブ２１の嵌合部３３とが径方向の余裕を持って対向する。その結果、シャフト２２とスリーブ２１とを遊動自在にでき、しかも、この作用を、スリーブ２１とシャフト２２とを段付き形状にするという実用的で簡素な構造により達成できる。
【００２３】
また、第１の参考例では、嵌合が外れて遊動により屈曲した後に、スリーブ２１やシャフト２２が変形することにより、さらに屈曲を進行させてもよい。
第２の参考例では、図４と図５に示すように、中間軸９を屈曲させるための構造が異なっている。なお、第２の参考例では、第１の参考例と異なる点を中心に説明し、同様の部分については同じ符号を付して説明を省略する。後述する実施形態でも同様とする。
【００２４】
中間軸９は、筒状で単一部材からなるスリーブ２１と、単一部材からなるシャフト２２とを有する。
シャフト２２は、スリーブ２１と嵌合する嵌合部４３を有する。シャフト２２の嵌合部４３は、第２の参考例では、シャフト２２の一端４１から軸方向に沿って所定長さ、例えば、スリーブ２１に対応する軸方向長さの範囲の外周に形成されていて、軸方向に並ぶ２つの部分４６，４７を有する。シャフト２２の嵌合部４３に対応して、スリーブ２１は嵌合部３３を有する。シャフト２２の嵌合部４３とスリーブ２１の嵌合部３３とは、第１の参考例と同様に衝突前に一体回転可能且つ衝突時に軸方向に相対摺動可能な嵌合構造とされている。スリーブ２１の嵌合部３３は、内径部３４の軸方向の全域に設けられている。
【００２５】
シャフト２２は、軸方向の中間部５１の一部に細径部４８を有し、細径部４８と軸方向の両側に隣接して一対の太径部４９，５０を有する。一対の太径部４９，５０の外周に嵌合部４３の２つの部分４６，４７がそれぞれ形成されている。細径部４８は、太径部４９，５０よりも細径とされている。細径部４８は、軸方向に沿って断面形状一定の円柱形状に形成され、通例、軸方向の衝撃力を受けると、その軸方向の細径部４８の中央部で屈曲する。細径部４８は、スリーブ２１の変形を妨げないように、スリーブ２１の内周との間に隙間を有し、且つ衝突時に所定の衝撃力を受けて曲げ変形するような断面積とされている。
【００２６】
これとともに、スリーブ２１は、軸方向の中間部３６の一部に減肉部３７と、減肉部３７の軸方向の両側に隣接して相対的に厚肉の一対の厚肉部３８，３９とを有している。減肉部３７は、外周を小径に形成されていて、軸方向に沿って切る断面において外周が凹湾曲形状とされていて、予め定める軸方向位置、例えば、減肉部３７の軸方向の中央部で、断面積が最も小さくなり、曲げ変形し易くされている。また、減肉部３７は、周方向に沿って肉厚一定の円形断面であるので、方向自在に屈曲させることができて、好ましい。なお、減肉部３７としては、内周を大きくしてもよいし、孔を形成することも考えられる。
【００２７】
衝突前の通常時には、減肉部３７と細径部４８とは、互いに軸方向にずれて配置されている。スリーブ２１の減肉部３７に対応して、シャフト２２の先端となる一端４１側の太径部４９が嵌合する。これとともに、シャフト２２の細径部４８に対応して、スリーブ２１の厚肉部３８が嵌合する。これにより、通常時に減肉部３７および細径部４８は補強され、不用意に屈曲しなくされている。
衝撃吸収時に、シャフト２２がスリーブ２１内に押し込まれて、シャフト２２の細径部４８がスリーブ２１の減肉部３７に対応する位置に変位する。これにより、細径部４８と減肉部３７との軸方向位置が一致して、この位置の曲げ剛性がその隣接部に比べて格段に低下する。その結果、減肉部３７および細径部４８がともに曲げ変形し、中間軸９が屈曲するようにしてある。
【００２８】
このように、衝突時に中間軸９が収縮しつつ屈曲するので、上述のように、中間軸９と周囲の部材との干渉を防止するための中間軸９のレイアウトの自由度を高くすることができる。
さらに、スリーブ２１に変形し易い減肉部３７を設けてあるので、中間軸９を屈曲させるためにスリーブ２１を分割せずに済む。例えば、第２の参考例のように単一のスリーブ２１を設けるだけでもよく、従来のように２つのスリーブ２１を設ける場合よりも、構造を簡素化できる。
【００２９】
また、スリーブ２１の基端となる他端３２に、衝撃吸収時にシャフト２２の先端部に当接してシャフト２２の移動を止めるストッパ２３を設けてもよい。このストッパ２３は、例えば、自在継手１１のヨーク１２と一体に形成される。
衝撃吸収時にストッパ２３がシャフト２２の先端部としての一端４１に当接するまでのストローク量（寸法Ｌ１参照）と、シャフト２２の細径部４８がスリーブ２１の減肉部３７に対応する位置に変位するまでのストローク量（寸法Ｌ２参照）を相等しくしてある（Ｌ１＝Ｌ２）。対応する位置にある細径部４８および減肉部３７は、例えば、図４に図示した場合では、その中央部同士の軸方向位置が一致しているが、この他、その一部分同士だけが軸方向に一致してもよい。
【００３０】
このようにストッパ２３を設けることにより、例えば、衝突時にシャフト２２がスリーブ２１内に勢い良く押し込まれる場合であっても、シャフト２２をストッパ２３で止めて、細径部４８と減肉部３７とを精度良く位置合わせして、中間軸９を確実に屈曲させることができる。
また、シャフト２２の他端４２側がヨーク１２に固定されたり、当接するようにされる場合には、ストッパ２３がシャフト２２の一端４１の先端に当接すると、シャフト２２は、両側のヨーク１２により圧縮される。これにより、細径部４８で座屈をより一層生じ易くなる。
【００３１】
また、細径部４８および減肉部３７は、軸方向に沿って嵌合部４３，３３の途中に配置されている。これにより、通常時の屈曲を防止しつつ、衝突時の屈曲の挙動を安定させることができる。
ところで、衝撃吸収ステアリング装置１では、衝突前の通常時に中間軸９が収縮しないように、シャフト２２をスリーブ２１に圧入状態で嵌合する場合がある。この場合、シャフト２２の細径部４８が圧入荷重を受け、さらに、細径部４８はシャフト２２の中間部５１にあり圧入荷重を避けることが困難である。その結果、細径部４８が座屈する虞がある。
【００３２】
そこで実施形態では、シャフト２２を細径部４８で２分割して、分割したシャフト２２の一対の軸部材２４，２５をそれぞれ別々にスリーブ２１に圧入できるようにし、そのときに細径部４８を少なくとも一方の軸部材２４，２５の端部に配置できるようにした。
シャフト２２は、一端４１側の第１の軸部材２４と、他端４２側の第２の軸部材２５とを有している。第１の軸部材２４は、嵌合部４３の部分４６を有する。第２の軸部材２５は、一端４１側に細径部４８と、嵌合部４３の部分４７とを有し、他端４２側に自在継手１０と固定されている。細径部４８は、一方の軸部材２５において、他方の軸部材２４に対向する端部に形成されている。本実施の形態の細径部４８は、衝突時に減肉部３７と同時に曲がり始める必要はなく、スリーブ２１の変形を妨げない程度の細径にされていてもよい。なお、細径部４８は、第１の軸部材２４に形成されてもよいし、両方の軸部材２４，２５にともに対向するように形成されてもよい（図６に示す、両軸部材２４，２５同士の境界を示す実線Ｂ１、一点鎖線Ｂ２および一点鎖線Ｂ３参照）。
【００３３】
これにより、例えば、細径部４８を圧入の押込み側にすると、細径部４８に圧入荷重をかからなくできる。また、細径部４８を圧入の反押込み側とし、ジグ等を用いることにより圧入荷重を細径部４８を避けてかけることもできる。従って、細径部４８が座屈する虞がない。
また、シャフト２２を細径部４８で分割することにより、細径部４８と減肉部３７との位置合わせが多少ずれていても、衝突当初、減肉部３７を変形させることができ、中間軸９を屈曲させることができる。
【００３４】
また、シャフト２２を細径部４８で分割することにより、衝突当初、まず減肉部３７を変形させ、その後に屈曲の角度や細径部４８の大きさによっては細径部４８も変形することになる。衝突当初の屈曲を開始させる荷重を減肉部３７だけを調節すればよく、調節が容易である。
このように本発明の実施形態と各参考例の中間軸９では、衝突時に相対摺動しつつ屈曲を実現することにより、収縮と屈曲とを併用してストローク量を大きく確保できて、しかも、屈曲に起因するレイアウトの自由度が低くなる傾向を抑制し、さらに、スリーブ２１を単一部材で構成できて、構造を簡素化できる。
【００３５】
また、本発明の上述の実施形態と各参考例を、ステアリングシャフト３とつながるインターミディエイトシャフトとなる中間軸９に適用するのが好ましい。衝突時に中間軸９を屈曲させることにより、ステアリングホイール２の突き上げを確実に防止できる。特に、中間軸９の両端部は自在継手１０，１１により揺動自在なので、中間軸９を屈曲させ易い。
なお、舵取り機構７としては、ラックアンドピニオン式のものの他、公知の構成のものを利用できる。また、本発明を中間軸９の他、ステアリングシャフト３の少なくとも一部に適用することも考えられる。
【００３６】
その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  第１の参考例を示す衝撃吸収ステアリング装置の側面図。
【図２】  図１の中間軸の主要部の側面断面図であり、衝突前の状態を示す。
【図３】  図２に示す衝突後の中間軸の側面断面図。
【図４】  第２の参考例の衝突前の中間軸の主要部の側面断面図。
【図５】  図４に示す衝突後の中間軸の側面断面図。
【図６】  本発明の実施形態の衝突前の中間軸の主要部の側面断面図。
【符号の説明】
１  衝撃吸収ステアリング装置
２  ステアリングホイール
３  ステアリングシャフト（伝達軸）
５  ステアリングシャフトの一端
６  ステアリングシャフトの他端
９  中間軸（インターミディエイトシャフト、伝達軸）
１０，１１  自在継手
２１  スリーブ
２２  シャフト
２３  ストッパ
３２  スリーブの他端（基端）
３６  スリーブの中間部
３７  スリーブの減肉部
４１  シャフトの一端（先端部）
４８  シャフトの細径部
５１  シャフトの中間部
Ｃ  軸線（軸方向）
Ｌ１  ストッパがシャフトの先端部に当接するまでのストローク
Ｌ２  細径部が減肉部に対応する位置に変位するまでのストローク
【図１】
0003865630.tif 000002
【図２】
0003865630.tif 000003
【図３】
0003865630.tif 000004
【図４】
0003865630.tif 000005
【図５】
0003865630.tif 000006
【図６】
0003865630.tif 000007