JP2002372065A - ステアリング装置のダンパ機構 - Google Patents

ステアリング装置のダンパ機構

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 微小回転角度範囲ではばね定数が小さく、通
常操舵角ではばね定数が増大するステアリングダンパ機
構を提供する。 【解決手段】 ダンパ機構２０は、アウタパイプ３０と
インナー部材３１とを備えている。アウタパイプ３０の
内周側に、軸線方向に沿う第１の内向き凸部４１と、第
２の内向き凸部４２と、凹溝４３が周方向に交互に形成
されている。インナー部材３１の外周側に外向き凸部５
１が周方向の複数箇所に形成されている。アウタパイプ
３０とインナー部材３１との間に弾性体３２が設けられ
ている。弾性体３２は、厚肉部５５と薄肉部５６とを具
備している。厚肉部５５は、外向き凸部５１の一側面５
１ａと第１の内向き凸部４１との間に設けられている。
薄肉部５６は、外向き凸部５１の他側面５１ｂと第２の
内向き凸部４２との間に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、自動車のステア
リング装置に使用されるダンパ機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】自動車のステアリング装置は、ステアリ
ングホイールと一体に回転するステアリングシャフト
と、このステアリングシャフトを回転自在に支持するス
テアリングコラムと、ステアリングシャフトの回転をス
テアリングギヤ側に伝達するシャフトアセンブリなどを
含んでいる。また、車輪側に発生した微振動がステアリ
ングホイール側に伝わることを防ぐために、いわゆるス
テアリングダンパと呼ばれるダンパ機構（弾性軸継手）
を備えたステアリング装置が知られている。
【０００３】従来のダンパ機構は、例えば特開平９−７
２３４７号公報や特開平５−１１６６３６号公報に記載
されているように、アウタパイプと、このアウタパイプ
に挿入されるインナー部材と、これらアウタパイプとイ
ンナー部材との間に装填されるゴム状弾性体を備えてい
る。
【０００４】前記ダンパ機構において、ステアリングギ
ヤ側から伝達される微振動は、前記弾性体が撓むことの
できる範囲で吸収される。操舵のためにステアリングホ
イールを回転させると、前記アウタパイプとインナー部
材とがねじれ方向に相対変位する。その変位（ねじれ角
度）が小さいうちは、前記弾性体がねじれる方向（剪断
方向）に撓む。そして所定のねじれ角度を越える入力が
あったときにストッパが機能することにより、アウタパ
イプとインナー部材との間でトルクが伝達されるように
なっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のダンパ機構は、
弾性体に剪断力が作用する。このため、ゴム製の弾性体
では耐久性に問題が生じる。また、ステアリングギヤ側
から伝達されてくる微振動の吸収性を良くするために弾
性体のばね定数を低くすると、通常の操舵角範囲（ステ
アリングホイールを操舵した時）において操舵性に問題
が生じる。そうかといって弾性体のばね定数を高く設定
すると、ステアリングギヤ側から伝達されてくる微振動
を十分吸収することができなくなる。
【０００６】従ってこの発明の目的は、ステアリングギ
ヤ側から伝わる微小振動を効果的に吸収でき、かつ、通
常の操舵角範囲での操舵性が向上するステアリング装置
のダンパ機構を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のダンパ機構は請
求項１に記載したように構成される。このダンパ機構
は、アウタパイプとインナー部材と弾性体とを含んでい
る。アウタパイプの内周側に、軸線方向に沿う内向き凸
部と凹溝が周方向の複数箇所に交互に形成されている。
インナー部材の外周側に、軸線方向に沿う外向き凸部
が、周方向の複数箇所に形成されている。そしてアウタ
パイプとインナー部材が重なる部分に前記弾性体が設け
られている。
【０００８】本発明のダンパ機構において、微小なねじ
れ角度範囲では、アウタパイプの内向き凸部とインナー
部材の外向き凸部との間で前記弾性体が圧縮方向に撓む
ことにより、微振動が吸収される。通常の操舵角範囲で
は、前記内向き凸部が外向き凸部に係合し、両者が一体
となって回転することによりトルクが伝達される。
【０００９】この発明において、前記弾性体は、前記イ
ンナー部材の外向き凸部の一側面と前記アウタパイプの
第１の内向き凸部との間に設ける厚肉部と、前記外向き
凸部の他側面と第２の内向き凸部との間に設ける薄肉部
とを備えることにより、ねじれ角度が増加するにつれて
ばね定数が段階的に大きくなるようにするとよい。さら
に好ましくは、前記薄肉部と前記第２の内向き凸部との
間に隙間が確保されている。この隙間は、アウタパイプ
とインナー部材がねじれ方向に微小角度だけ相対変位す
ることを許容する。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下に本発明の一実施形態につい
て、図１から図５を参照して説明する。図１に自動車の
ステアリング装置１０が示されている。このステアリン
グ装置１０は、周知のステアリングホイール（図示せ
ず）を取付けるステアリングシャフト１１と、ステアリ
ングシャフト１１を回転自在に支持する円筒状のステア
リングコラム１２と、自在継手１３を介してステアリン
グシャフト１１に連結されるシャフトアセンブリ１４な
どを備えている。シャフトアセンブリ１４の長手方向中
間部に、ダンパ機構２０が設けられている。
【００１１】ステアリングコラム１２の端部１２ａは、
枢支部材２１を中心として矢印Ａ１で示す方向に傾動可
能に支持されている。ステアリングコラム１２の長手方
向中間部１２ｂにチルトロック機構２５が設けられてい
る。チルトロック機構２５はステアリングコラム１２と
一体に矢印Ａ１方向に移動するチルトブラケット２６
と、車体側のベース部材２７に対してチルトブラケット
２６を固定する位置と固定を解除する位置とに操作可能
なチルトレバー２８を備えている。
【００１２】ダンパ機構２０は図２から図４に示すよう
に構成されている。このダンパ機構２０は、金属製のア
ウタパイプ３０と、金属製の中空のインナー部材３１
と、ゴム弾性を有する材料からなる弾性体３２などを含
んでいる。アウタパイプ３０の一端３０ａ側に自在継手
１３が設けられている。アウタパイプ３０の他端３０ｂ
側にキャップ３３が設けられている。
【００１３】パイプ状のインナー部材３１は、アウタパ
イプ３０に挿入される部分３５と、アウタパイプ３０の
外側に突き出る部分３６とを有している。外側に突き出
る部分３６は、ステアリングギヤ（図示せず）の方向に
延びるシャフト本体３７に連結されている。
【００１４】図３に示すように、アウタパイプ３０の内
周側に、軸線Ｘ（図２に示す）方向に沿う第１の内向き
凸部４１と第２の内向き凸部４２が、アウタパイプ３０
の周方向の複数箇所に形成されている。第１の内向き凸
部４１の突出高さＨ１は、第２の内向き凸部４２の突出
高さＨ２よりも大きい。第１の内向き凸部４１と第２の
内向き凸部４２との間に、軸線Ｘ方向に沿う凹溝４３が
形成されている。
【００１５】インナー部材３１の外周側には、アウタパ
イプ３０に挿入される部分の周方向の複数箇所に、軸線
Ｘ方向に沿う外向き凸部５１が形成されている。外向き
凸部５１は、それぞれ、第１の内向き凸部４１と第２の
内向き凸部４２との間の凹溝４３に入り込んでいる。
【００１６】アウタパイプ３０とインナー部材３１とが
互いに重なる部分において、アウタパイプ３０とインナ
ー部材３１との間に弾性体３２が設けられている。図４
に拡大して示すように弾性体３２は、厚肉部５５と、薄
肉部５６と、連結部５７とを具備し、図２中の軸線Ｘ方
向に長さＬにわたって筒状に形成されている。
【００１７】厚肉部５５は、外向き凸部５１の一側面５
１ａと第１の内向き凸部４１との間に設けられている。
薄肉部５６は、外向き凸部５１の他側面５１ｂと第２の
内向き凸部４２との間に設けられている。連結部５７
は、厚肉部５５と薄肉部５６とをつないでいる。
【００１８】弾性体３２を成形するには、インナー部材
３１の外周面を金型で覆い、この金型とインナー部材３
１との間に弾性体３２の材料を供給し、加硫処理を行う
ことにより、弾性体３２を成形すると同時にインナー部
材３１の外周面に弾性体３２を加硫接着させる。こうし
て弾性体３２が取付けられたインナー部材３１は、弾性
体３２と共にアウタパイプ３０に圧入される。弾性体３
２はキャップ３３によってアウタパイプ３０からの抜け
止めがなされる。
【００１９】図４に示すように、厚肉部５５は、第１の
内向き凸部４１と外向き凸部５１との間に隙間なく充填
されている。これに対し薄肉部５６は、第２の内向き凸
部４２と外向き凸部５１との間に、隙間Ｇを確保した状
態で設けられている。この隙間Ｇは、アウタパイプ３０
とインナー部材３１がねじれ方向に微小角度だけ相対変
位することを許容する。
【００２０】この実施形態のように弾性体３２がインナ
ー部材３１に加硫接着される場合には、隙間Ｇは第２の
内向き凸部４２と薄肉部５６との間に形成される。これ
に対し、弾性体３２がアウタパイプ３０に加硫接着され
る場合には、隙間Ｇは外向き凸部５１と薄肉部５６との
間に形成される。
【００２１】前記構成のダンパ機構２０は、アウタパイ
プ３０とインナー部材３１とがねじれ方向に相対回転す
る際に、微小なねじれ角度範囲では、隙間Ｇの範囲内で
弾性体３２の厚肉部５５が撓む。このため微小な角度範
囲では、図５中にαで示すように小さなばね定数とな
り、微小振動を効果的に吸収することができる。
【００２２】ねじれ角度が前記微小角度範囲を越える
と、隙間Ｇが無くなることによって第２の内向き凸部４
２が薄肉部５６に当接し、ねじれ方向のトルクが内向き
凸部４２を介して外向き凸部５１に伝達されるようにな
る。この場合、薄肉部５６の圧縮方向の撓みが限界に達
することにより、図５中にβで示すようにばね定数が上
昇する。すなわち、ねじれ角度が増加するにつれてばね
定数が段階的に増大する特性となる。
【００２３】通常の操舵角範囲では、アウタパイプ３０
とインナー部材３１とが第２の内向き凸部４２と外向き
凸部５１を介して一体に回転するため、アウタパイプ３
０に入力された操舵力（トルク）がインナー部材３１を
介してシャフト本体３７に伝達される。
【００２４】しかも前記ダンパ機構２０は、アウタパイ
プ３０とインナー部材３１がねじれ方向に相対回転する
際に、弾性体３２の厚肉部５５と薄肉部５６が主として
圧縮に撓み、実質的に弾性体３２に剪断力が作用しない
ため、弾性体３２が劣化しにくく、耐久性が向上する。
【００２５】またこの実施形態のダンパ機構２０は、内
向き凸部４１，４２と外向き凸部５１が軸線Ｘ方向に微
小振動することができるため、シャフト本体３７からイ
ンナー部材３１側に伝わることのあるパワーステアリン
グ機構の油圧変動による軸線Ｘ方向の微振動を、弾性体
３２によって吸収することもできる。このため軸線Ｘ方
向の微振動と異音がステアリングホイール側に伝わるこ
とも抑制できる。
【００２６】なお、本発明を実施するに当たり、アウタ
パイプおよびインナー部材をはじめとして、アウタパイ
プの内向き凸部あるいはインナー部材の外向き凸部、そ
して弾性体の形態など、この発明の構成要素をこの発明
の要旨を逸脱しない範囲で種々に変更して実施できるこ
とは言うまでもない。
【００２７】
【発明の効果】請求項１に記載した発明によれば、アウ
タパイプとインナー部材とが相対回転する際に、微小な
ねじれ角度範囲では弾性体がアウタパイプの内向き凸部
とインナー部材の外向き凸部との間で圧縮方向に撓むこ
とによって微振動を吸収することができ、通常の操舵角
範囲では前記内向き凸部と外向き凸部とを介してアウタ
パイプとインナー部材が一体に回転することができる。
この弾性体は主として圧縮方向に撓むため、剪断力が加
わる場合に比較して耐久性が高い。
【００２８】請求項２に記載した発明によれば、微小な
ねじれ角度範囲では弾性体の厚肉部が撓むことによりば
ね定数が小さく、ねじれ角度が大きくなるにつれてアウ
タパイプの内向き凸部とインナー部材の外向き凸部が薄
肉部を介して係合するため、ばね定数を大きくすること
ができる。
【００２９】請求項３に記載した発明によれば、微小な
ねじれ角度範囲では前記隙間の範囲内でばね定数を十分
小さくすることができるため微小振動を効果的に吸収で
き、ねじれ角度が大きくなったときに前記隙間が無くな
ることによりばね定数が上昇し、通常の操舵角範囲では
アウタパイプとインナー部材とが実質的に一体となって
操舵トルクを伝達することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施形態を示すダンパ機構を備え
たステアリング装置の側面図。
【図２】 図１に示されたステアリング装置のダンパ機
構を拡大して一部断面で示す側面図。
【図３】 図２中のＦ３−Ｆ３線に沿うダンパ機構の断
面図。
【図４】 図３中にＦ４で示す部分の拡大図。
【図５】 図１に示されたステアリング装置のダンパ機
構のねじれ角度と荷重との関係を示す図。
【符号の説明】
１０…ステアリング装置 ２０…ダンパ機構 ３０…アウタパイプ ３１…インナー部材 ３２…弾性体 ４１，４２…内向き凸部 ４３…凹溝 ５１…外向き凸部 ５５…厚肉部 ５６…薄肉部 Ｇ…隙間
フロントページの続き (72)発明者 岡本 英明 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 添田 敏美 東京都港区芝五丁目33番８号 三菱自動車 工業株式会社内 (72)発明者 南條 保雄 岡山県倉敷市福井400番地の８ 水島プレ ス工業株式会社内 Ｆターム(参考） 3D030 DC22 DC23 DD02 DD22

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内周側に軸線方向に沿う内向き凸部と凹溝
    が周方向の複数箇所に交互に形成されたアウタパイプ
    と、 前記アウタパイプに挿入され、外周側に前記軸線方向に
    沿いかつ前記内向き凸部間の前記凹溝に入り込む外向き
    凸部が周方向の複数箇所に形成されたインナー部材と、 前記アウタパイプと前記インナー部材の重なる部分にお
    いて前記内向き凸部と前記外向き凸部との間に設けられ
    た弾性体と、 を具備したことを特徴とするステアリング装置のダンパ
    機構。
  2. 【請求項２】前記弾性体は、前記インナー部材の外向き
    凸部の一側面と前記アウタパイプの第１の内向き凸部と
    の間に設ける厚肉部と、前記外向き凸部の他側面と第２
    の内向き凸部との間に設ける薄肉部とを具備し、前記ア
    ウタパイプとインナー部材との相対的なねじれ角度が増
    加するにつれてばね定数が大きくなるようにしたことを
    特徴とする請求項１記載のステアリング装置のダンパ機
    構。
  3. 【請求項３】前記弾性体の前記薄肉部と、前記第２の内
    向き凸部との間に、前記アウタパイプとインナー部材が
    ねじれ方向に微小角度だけ相対変位することを許容する
    隙間が確保されてい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ダンパ機構。
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