(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一端に中空部を有するインナーシャフトと、このインナーシャフトを内嵌するアウターチューブと、前記インナーシャフトの前記中空部の内部に配置されその径方向に拡張してインナーシャフト内径を拡径し前記インナーシャフトの前記アウターチューブに対する所定の摺動抵抗を得るための一個の拡径部材と、から成る伸縮自在シャフトにおいて、
前記インナーシャフトの中空部には複数の周囲が閉じた軸方向に延びる長孔が形成されており、前記拡径部材は該長孔の付近に配置され、
前記拡径部材は前記インナーシャフトの径方向に延びるねじ孔を有するナットと該ねじ孔に螺合され前記インナーシャフトの径方向に移動される調整ねじとを含み、
前記インナーシャフトと前記アウターチューブとには前記調整ねじを外部から締め付け調整可能にするための孔がそれぞれ形成されており、そして
前記アウターチューブの、前記インナーシャフト側の端部の軸方向所定幅を、周方向全体にわたって他の部分よりも薄い肉厚に形成した薄肉部とし、この薄肉部を径方向軸心側にカシメたことを特徴とする伸縮自在シャフト。
【請求項２】
前記薄肉部の内周部に低摩擦材を内嵌し前記薄肉部を径方向軸心側にカシメたことを特徴とする請求項１記載の伸縮自在シャフト。
【請求項３】
前記薄肉部は周方向の少なくとも３箇所で径方向軸心側にカシメてあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の伸縮自在シャフト。
【請求項４】
ステアリングシャフト又はステアリングシャフトからの回転伝達経路に設けられたインターミディエートシャフトに用いられることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の伸縮自在シャフト。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用のステアリング装置において、インナーシャフトに対してアウターシャフトを軸方向に摺動して長さを調整する伸縮自在シャフトに関するものである。
【０００２】
【背景技術】
従来より、自動車用のステアリング装置においては、インナーシャフトと、これの一端部にスプライン嵌合するアウターシャフトとから成る伸縮自在なステアリングシャフト（以後、伸縮自在シャフトと言う）が用いられており、インナーシャフトに対してアウターシャフトを軸方向に摺動してステアリングシャフトの長さを調整するようになっている。
【０００３】
インナーシャフトのアウターシャフトに対するガタや摺動抵抗力を調整するために、インナーシャフトの径方向の押圧力を利用する方法が提案されている。例えば、本出願人の先願に係る特願２０００−２８３７６５号には図１８に示すように、インナーシャフト２の半径方向からねじ孔２ａを介して調整ねじ６を侵入させ、インナーシャフト２内のナット４と板バネ５から成る拡径部材１０により、インナーシャフト２を内側からアウターシャフト１に押し付けてガタや摺動力を調整し、この調整はインナーシャフト２とアウターシャフト１を組み付けた状態で実施できる例を開示している。
【０００４】
また、同特願２０００−２８３７６５号では、図１９及び図２０に示すように、調整ねじ６によるシャフト押し付け位置をインナーシャフト２内の２個所に間隔ｄを配して設定し、ねじ孔２ｃ,２ｄ(１ｃ,１ｄ)を介して所定の道具で調整ねじ６を締め付け、拡径部材１１をインナーシャフト２に押し付けて摺動力を調整するものも開示している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記先願に係る伸縮自在シャフトにおいては、インナーシャフト２内の拡径部材によるシャフト押し付け位置が１個所の場合、回転方向のガタは抑えられるが、ユニバーサルジョイントにて角度が付いた状態で使用するため、軸に曲げ方向負荷が働き、一回転以上回転すると必ず軸に反転負荷が発生し、このような負荷を支えきれずに曲げ方向のガタ感や異音が発生し易くなる。加えて、ハンドルの曲げ支持剛性も低下し、悪路走行時、異音が発生することがあるという問題点があった。
また、上記のように、インナーシャフト２内のシャフト押し付け位置が２個所の場合は、１個所の場合に比べて軸曲げ方向のガタを抑えることはできるが、コスト高になるという問題点があった。
【０００６】
本発明は、かかる不都合を改善し、回転方向及び軸曲げ方向のガタの発生を抑えることができ、高い曲げ支持剛性を有する、低コストで簡単な構成の伸縮自在シャフトを提供することを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、請求項１の発明では、少なくとも一端に中空部を有するインナーシャフトと、このインナーシャフトを内嵌するアウターチューブと、前記インナーシャフトの前記中空部の内部に配置されその径方向に拡張してインナーシャフト内径を拡径し前記インナーシャフトの前記アウターチューブに対する所定の摺動抵抗を得るための一個の拡径部材と、から成る伸縮自在シャフトにおいて、
前記インナーシャフトの中空部には複数の周囲が閉じた軸方向に延びる長孔が形成されており、前記拡径部材は該長孔の付近に配置され、
前記拡径部材は前記インナーシャフトの径方向に延びるねじ孔を有するナットと該ねじ孔に螺合され前記インナーシャフトの径方向に移動される調整ねじとを含み、
前記インナーシャフトと前記アウターチューブとには前記調整ねじを外部から締め付け調整可能にするための孔がそれぞれ形成されており、そして
前記アウターチューブの、前記インナーシャフト側の端部の軸方向所定幅を、周方向全体にわたって他の部分よりも薄い肉厚に形成した薄肉部とし、この薄肉部を径方向軸心側にカシメたことを特徴としている。
【０００８】
請求項２の発明では、請求項１に記載の伸縮自在シャフトにおいて、前記薄肉部の内周部に低摩擦材を内嵌し前記薄肉部を径方向軸心側にカシメたことを特徴としている。
【０００９】
以上のように構成されたことで、インナーシャフトの曲げ負荷による折れ曲がり方向の隙間に起因する曲げ方向ガタは、カシメた薄肉部により除去される。この場合、アウターチューブ端部でのガタ除去であるため、調整ねじによる押し付け位置との距離、即ち曲げ負荷を受けるスパンを十分に確保でき、曲げガタの発生が有効に抑えられる。又、薄肉部のカシメであるため、シメシロ量の大きさにそれ程係りなく、インナーシャフトのアウターチューブに対する摺動抵抗力が増大するのが抑えられる。
また、請求項２の発明では、請求項１記載の伸縮自在シャフトにおいて、前記薄肉部の内周部に低摩擦材を内嵌し前記薄肉部を径方向軸心側にカシメたことを特徴としている。この構成によれば、薄肉部に低摩擦材による表面処理を施しているため、インナーシャフトのアウターチューブに対する摺動抵抗力の増大が抑えられ、曲げ支持剛性が確保される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明の実施形態を示す伸縮自在シャフトの要部側断面図、図２は本発明に係る自動車のステアリング装置を示す全体構成図、図３は本発明の伸縮自在シャフトのカシメ方法を示す要部側断面図、図４は図３のＡ−Ａ断面を示す円弧カシメの横断面図、図５は図３のＡ−Ａ断面を示す偏心４個所カシメの横断面図、図６は図３のＡ−Ａ断面を示す上下２個所カシメの横断面図、図７は図３のＡ−Ａ断面を示す３個所カシメの横断面図、図８はガイド軸を挿入しないカシメ方法を示す要部側断面図、図９は図８のＢ−Ｂ断面を示す横断面図、図１０は低摩擦材を介するカシメ方法を示す要部側断面図である。
【００１１】
本発明の伸縮自在シャフトは、図２に示すステアリング装置の一部を構成するものである。同図において、ステアリング装置はステアリングコラム２１とインターミディエートシャフト２２とから成っている。ステアリングコラム２１はアッパーブラケット１６に支持されたアウターコラム１３と、これに内嵌しロアーブラケット１５に支持されたインナーコラム１４とから成っている。アッパーブラケット１６とロアーブラケット１５は車体２０側に固定されている。インターミディエートシャフト２２は、ステアリングコラム２１に第１アウターチューブ（図示しない）と共に内嵌する第１インナーシャフト１２の前端部にユニバーサルジョイント７を介して連結されている。インターミディエートシャフト２２は第２アウターチューブ１とこれに内嵌する第２インナーシャフト２とから成っており、第２インナーシャフト２の前端はユニバーサルジョイント９を介して車輪の転舵装置（図示しない）に連結されている。
【００１２】
一方、アウターコラム１３は、アッパーブラケット１６側に設けたテレスコ溝１６ｂを介して軸方向にスライド可能に、且つアッパーブラケット１６側に設けたチルト溝１６ａを介して軸に直交する方向に傾け可能に配設されており、レバー１７により調節できるようになっている。アウターコラム１３は先端部に上部軸１８を軸支しており、上部軸１８の後端にステアリングホイール１９が取り付けられている。
【００１３】
本発明の伸縮自在シャフトは、第２アウターチューブ１と第２インナーシャフト２、又は第１アウターチューブと第１インナーシャフト１２の部分に使用するものである。
この実施形態は第２アウターチューブ１と第２インナーシャフト２に適用されるものとして説明する。
【００１４】
図１において、管状の第２アウターチューブ１(以後、チューブ１と言う)に第２インナーシャフト２(以後、シャフト２と言う)がスプライン又はセレーション嵌合されている。シャフト２はチューブ１に嵌合される後端部において所定長に亘り中空部２ｃを有し、該中空部２ｃには、ねじ孔２ａが設けられ、その径方向反対側位置には軸方向に長孔２ｂが設けられている。このねじ孔２ａは、拡径部材であるナットアッシー１０のナット４に螺合された調整ねじ６を外部から締め付け調整するためのものである。チューブ１側にも、前記ねじ孔２ａと連通する位置で用いるための外ねじ孔１ａが設けられている。ナットアッシー１０は、シャフト２を径方向に内側から押圧するもので、ナット４のねじ軸方向の一端側に、その断面形状が逆Ｍ字形状の板バネ５を圧入で取り付けたものである。
【００１５】
チューブ１のシャフト２側の端部には、その軸方向所定幅を周面全体にわたって他の部分よりも薄肉とした薄肉部１ｂが形成されている。この薄肉部１ｂはその外径側を他の部分の外径よりも小さくしたものである。この薄肉部１ｂをシャフト２に対して（径方向軸心側に）カシメることにより、シャフト２のチューブ１に対するガタを無くすようにしている。
【００１６】
この構成において、調整ねじ６を調整する際には、図１に示すように、チューブ１を軸方向に摺動させて、外ねじ孔１ａの位置とねじ孔２ａの位置が一致するようにし、所定の道具を用いて、ねじ孔２ａ、外ねじ孔１ａを介して調整ねじ６を締め付ける。これにより、調整ねじ６の先端で板バネ５をシャフト２の内周面に押し付けて、シャフト２を径方向外側に拡張させ、チューブ１との摺動抵抗を調整すると共に、回転方向のガタを無くすようにする。
【００１７】
そして、シャフト２の曲げ負荷による折れ曲がり方向の隙間に起因する曲げ方向ガタは、カシメた薄肉部１ｂにより除去される。この場合、チューブ１端部でのガタ除去であるため、図１に示すように、調整ねじ６による押し付け位置との距離、即ち曲げ負荷を受けるスパンＳを十分に確保できるため、曲げ方向ガタの発生を有効に抑えることができる。又、薄肉部１ｂのカシメであるため、シメシロ量の大きさにそれ程係りなく、シャフト２のチューブ１に対する摺動抵抗力が増大するのが抑えられる。
【００１８】
次に、チューブ１の薄肉部１ｂをカシメる方法について説明する。図３及び図４に示すように、薄肉部１ｂに図中上方向からカシメ上型２５を、下方向からカシメ下型２６をそれぞれ当てて押圧することによりカシメる。この時、図４に示すように、シャフト２の外径はチューブ１の内径よりも小さく設定され、カシメ代ｓが確保されている。
【００１９】
このカシメ上型２５、及びカシメ下型２６には、種々の形が考えられる。例えば、同図に示すように、チューブ１の外周に合わせた円弧状の押圧面を有する円弧カシメ型２５ａ,２６ａ。図５に示すような、押圧面に形成した凹部の両縁を押し当てて、上下４個所でカシメる４個所カシメ型２５ｂ,２６ｂ。又、図６に示すような、押圧面が平面であって上下２個所でカシメる２個所カシメ型２５ｃ,２６ｃでも良い。この場合、セレーション軸のカシメなので、上下２個所でカシメても上下左右方向のガタを無くすことができる。又図７に示すように、押圧面が平面のカシメ型２５ｃとＶ形溝を有するカシメ型２６ｄを用いた３個所カシメでも良い。
【００２０】
また、図８及び図９に示すように、チューブ１にシャフト２を挿入しない状態で、２個所カシメ型２５ｃ,２６ｃでカシメることもできる。但し、この場合は予め、２個所カシメ型２５ｃ,２６ｃに加えるべき適度な荷重を設定しておく必要がある。なお、インナーシャフト２の外周面（セレーション部）、又は前記薄肉部１ｂの内周面、又はその両面には、低摩擦材による表面処理を施しても良い。
【００２１】
次に、第２の実施形態について図１０を参照して説明する。この実施形態は上記実施形態と略同様であり、同一部材には同一番号を付している。異なっているのは、チューブ１のシャフト２側の薄肉部１ｂは、内径側を他の部分の内径よりも大きくした形に形成されており、この薄肉部１ｂの内周部にテフロン樹脂等の軟質の低摩擦材２７を内嵌している点である。この状態で、カシメ型２５ａ,２６ａ等によりカシメる。
【００２２】
この構成により、シャフト２のチューブ１に対するガタを無くすことができ、曲げ支持剛性を確保できると共に、低摩擦材２７の作用によりシャフト２のチューブ１に対する摺動抵抗力の増大を抑えることができる。
【００２３】
次に、第３の実施形態について図１１及び図１２を参照して説明する。同図に示すように、この実施形態は、チューブ１のシャフト２側の端部に、内径にセレーション３５を持ったブッシュ２８（単体時はシャフト２の外径よりもやや大きい内径）を設け、ブッシュの周囲を環状板バネ２９で押圧して、シャフト２とセレーション３５との隙間を無くすもので、環状板バネ２９及びブッシュ２８は外環リング３０に隙間なしで内嵌されており、外環リング３０はチューブ１の端部に圧入して固定されている。ブッシュ２８は樹脂又は含油合金から形成する。この構成によっても、第２の実施形態と同様の効果を期待することができる。
尚、この実施形態では、ブッシュ２８にセレーション３５を配したが、セレーション部を無くしてブッシュ２８がシャフト２に直接接触する構成でも良い。
【００２４】
次に、第４の実施形態について図１３及び図１４を参照して説明する。この実施形態は第３の実施形態と略同様であり、同一部材には同一番号を付している。異なっているのは、環状板バネ２９を無くして、図１６にも示すように、環状板バネ２９と外環リング３０を一体化した形状の外環板バネリング３１をチューブ１の端部に圧入して固定すると共に、環状板バネ部３１ａでセレーション３５を有するブッシュ３２を押圧してシャフト２とセレーション３５との隙間を無くすものである。環状板バネ部３１ａは少なくとも２個所の凹部（弾性押圧部）を有すれば良く、この実施例では、４個所（図１５参照）としている。ブッシュ３２は、図１７に示すように、抜け止め用のフランジ３２ａが形成されており、環状板バネ部３１ａの凹部によって掛止される。
この構成により、環状板バネ２９が不要となり、第３の実施形態の効果に加えて、コスト低減を図ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、アウターチューブの、インナーシャフト側の端部の軸方向所定幅を、周方向全体にわたって他の部分よりも薄い肉厚に形成した薄肉部とし、この薄肉部を径方向軸心側にカシメたので、低コストにて、軸の回転方向、及び軸曲げ方向のガタや異音の発生を抑えることができると共に、摺動抵抗の増大を抑えることができる。延いては、耐久性を高めることができる。
また、本発明の伸縮自在シャフトにおいて、前記薄肉部に対向するインナーシャフトの外周面、又は薄肉部の内周面、又はその両面には、低摩擦材による表面処理を施すことが出来、その場合、摺動抵抗の増大を抑えることができると共に、高い曲げ支持剛性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す伸縮自在シャフトの要部側断面図。
【図２】本発明に係る自動車のステアリング装置を示す全体概略構成図。
【図３】本発明の伸縮自在シャフトのカシメ方法を示す要部側断面図。
【図４】図３のＡ−Ａ断面を示す円弧カシメの横断面図。
【図５】図３のＡ−Ａ断面を示す偏心４個所カシメの横断面図。
【図６】図３のＡ−Ａ断面を示す上下２個所カシメの横断面図。
【図７】図３のＡ−Ａ断面を示す３個所カシメの横断面図。
【図８】ガイド軸を挿入しないカシメ方法を示す要部側断面図。
【図９】図８のＢ−Ｂ断面を示す横断面図。
【図１０】低摩擦材を介したカシメ方法を示す要部側断面図。
【図１１】第３の実施形態を示す伸縮自在シャフトの側断面図。
【図１２】図１１のＣ−Ｃ断面を示す断面図。
【図１３】第４の実施形態を示す伸縮自在シャフトの側断面図。
【図１４】図１３のＤ−Ｄ断面を示す断面図。
【図１５】図１３の外環板バネリングを示す正面図。
【図１６】図１５のＥ−Ｅ断面を示す側断面図。
【図１７】図１３のブッシュを示す断面図。
【図１８】従来の伸縮自在シャフトを示す側断面図。
【図１９】従来の伸縮自在シャフト（ねじ調整２個所）を示す側断面図。
【図２０】図１９のＦ−Ｆ断面を示す断面図。
【符号の説明】
１      アウターチューブ(チューブ)
１ｂ    薄肉部
２      インナーシャフト(シャフト)
４      ナット
５      板バネ
６      調整ねじ
１０    ナットアッシー(拡径部材)
２７    低摩擦材
【図１】
0003835157.tif 000002
【図２】
0003835157.tif 000003
【図３】
0003835157.tif 000004
【図４】
0003835157.tif 000005
【図５】
0003835157.tif 000006
【図６】
0003835157.tif 000007
【図７】
0003835157.tif 000008
【図８】
0003835157.tif 000009
【図９】
0003835157.tif 000010
【図１０】
0003835157.tif 000011
【図１１】
0003835157.tif 000012
【図１２】
0003835157.tif 000013
【図１３】
0003835157.tif 000014
【図１４】
0003835157.tif 000015
【図１５】
0003835157.tif 000016
【図１６】
0003835157.tif 000017
【図１７】
0003835157.tif 000018
【図１８】
0003835157.tif 000019
【図１９】
0003835157.tif 000020
【図２０】
0003835157.tif 000021