JP2003306152A - 車両ステアリング用中間シャフト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スペースの有効利用を図りつつ、低剛性と高
剛性の二段階の剛性特性を有し、かつ低剛性から高剛性
への変化が滑らかである車両ステアリング用中間シャフ
トを提供すること。 【解決手段】 両軸１，２のスプライン嵌合部３，４
に、ある程度のガタ付きを形成した後、十字状のスリッ
ト５を有する雄軸１のスプライン嵌合部３を挿入して、
スリット５を開くことにより、雄軸１のスプライン嵌合
部３を、雌軸２のスプライン嵌合部４内に突っ張らせ
る。これにより、両軸１，２のスプライン嵌合部３，４
のスリット５の箇所は、中間シャフトの伝達トルクが略
０である中立位置付近において、中間シャフトの雄軸１
と雌軸２の相対角度変位量に応じて伝達する操舵トルク
を低くした低剛性特性を備えた低剛性部とすることがで
きる。なお、スリット５の開き具合を調整することによ
り、低剛性部の剛性を調節することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車に使用され
る車両ステアリング用中間シャフトに関し、特に雄軸の
スプライン嵌合部に、合成樹脂製の緩衝体をコーティン
グしてあり、しかも、車両搭載上のスペースの有効利用
を図りつつ、低剛性と高剛性の二段階の剛性特性を持っ
た車両ステアリング用中間シャフトに関する。

【０００２】

【従来の技術】車両用ステアリング装置においては、中
間シャフトは、例えば、ステアリングシャフト側に設け
た自在継手と、ステアリングギヤ側に設けた自在継手と
の間に設けてある。中間シャフトは、互いに回転不能か
つ摺動自在にスプライン嵌合等した雄軸と雌軸とからな
り、運転者の操舵トルクを確実にステアリングギヤに伝
達するように、ガタ付きを防止しながら、高剛性の状態
で操舵トルクを伝達できる一方、車両の走行時に生起す
る軸方向の変位を吸収し、また、分解・組立時に伸縮で
きるように、比較的低い安定した摺動荷重により軸方向
に摺動できるようになっている。

【０００３】中間シャフトには、金属騒音や金属打音等
を防止すると共に、エンジンや路面等からステアリング
ホイールへの振動の伝達を抑え、また、ガタ付いた操舵
感を与えないようにし、しかも、常時摺動を確実に行え
るようにするため、例えば、特開２０００−７４０８１
号公報に開示してあるように、雄軸のスプライン嵌合部
に、合成樹脂製の緩衝体をコーティングしたものがあ
る。

【０００４】合成樹脂をコーティングした中間シャフト
では、伝達する操舵トルクと変位との関係は、ガタ付い
た操舵感を生じない場合には、図２に示すような線図と
なり、略比例関係にあって、若干のヒステリシスループ
を描くようになっている。

【０００５】一方、ガタ付いた操舵感を生じる場合に
は、図３に示すような線図となり、中間シャフトの中立
位置（伝達トルク０）付近においては、ステアリングホ
イールの回転に拘わらず、操舵トルクがほとんど発生し
ないようになっている。

【０００６】そして、伝達する操舵トルクと変位との関
係は、図１に示すように、通常の操舵時には、比較的高
剛性にして操舵トルクを確実に伝達する一方、中間シャ
フトの中立位置（伝達トルク０）付近においては、「低
剛性部」を設けて、ステアリングホイールの回転量（変
位）に対して、伝達する操舵トルクを低くするように、
二段階の剛性特性を持つようにしたいといった要望があ
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな二段階の剛性特性を実現するためには、特開平８−
１３３０９７号公報に開示した弾性軸継手のように、自
在継手のヨークと、中間シャフトとの間に、ゴム弾性体
等の緩衝体を設け、これにより、低トルクの操舵時に
は、緩衝体を介して、低剛性の状態で操舵トルクを伝達
する一方、高トルクの操舵時には、緩衝体以外の箇所を
介して、高剛性の状態で操舵トルクを伝達する必要があ
る。

【０００８】このような緩衝体を自在継手のヨークに設
ける必要があることから、緩衝体の分だけ車両搭載上の
有効利用スペースが削減されてしまい、比較的狭い箇所
にも拘わらず、スペースの有効利用を図れないといった
ことがある。

【０００９】また、これまでの弾性軸継手では、図１に
示すように、低剛性から高剛性への変化が急峻であるた
め、低剛性から高剛性への変化が滑らかに行われず、操
舵感が悪いといったことがある。

【００１０】また、ゴム等の緩衝体は、その剛性特性と
して、ヒステリシスループが比較的大きいことから、所
望の二段階の剛性特性を得られないといったことがあ
る。

【００１１】本発明は、上述したような事情に鑑みてな
されたものであって、車両搭載上のスペースの有効利用
を図りつつ、低剛性と高剛性の二段階の剛性特性を有
し、かつ低剛性から高剛性への剛性特性の変化が滑らか
である車両ステアリング用中間シャフトを提供すること
を目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明にかかる車両ステアリング用中間シャフト
は、車両のステアリングシャフトに組込み、雄軸と雌軸
を回転不能かつ摺動自在に構成した車両ステアリング用
中間シャフトにおいて、前記中間シャフトの伝達トルク
が略０である中立位置付近において、該中間シャフトの
前記雄軸と前記雌軸の相対角度変位量に応じて伝達する
操舵トルクを低くした低剛性特性を備えている。

【００１３】また、本発明の車両ステアリング用中間シ
ャフトでは、前記雄軸の嵌合部に、合成樹脂製の緩衝体
をコーティングしてあり、前記両軸は、常時摺動するこ
とができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
車両ステアリング用中間シャフトを図面を参照しつつ説
明する。

【００１５】（実施の形態の全体構成）図４（ａ）は、
本発明の実施の形態にかかる車両ステアリング用中間シ
ャフトの縦断面図であり、図４（ｂ）は本発明にかかる
中間シャフトの伝達トルクと変位の関係を示すグラフで
ある。

【００１６】ステアリングシャフト側の自在継手と、ス
テアリングギヤ側の自在継手との間に、雄軸１と雌軸２
とからなる中間シャフトが設けてある。雄軸１と雌軸２
とは、夫々、互いに回転不能かつ摺動自在に嵌合したス
プライン嵌合部３，４を有している。

【００１７】雄軸１のスプライン嵌合部３に、合成樹脂
製の緩衝体がコーティングしてある。ここで、合成樹脂
製の緩衝体の具体的な材料として、ナイロン製のコーテ
ィングまたはＰＴＦＥ（poly-tetrafluoru-ethylene：
四フッ化エチレン）のコーティングまたは二酸化モリブ
デンを含む薄膜のコーティング等が用いられる。これに
より、金属騒音や金属打音等を防止すると共に、エンジ
ンや路面等からステアリングホイールへの振動の伝達を
抑え、また、ガタ付いた操舵感を与えないようにし、し
かも、常時摺動を確実に行えるようにしている。

【００１８】このように、本発明によれば、中間シャフ
トには、図４（ｂ）に示すような、中間シャフトの伝達
トルクが略０である中立位置付近において、中間シャフ
トの雄軸１と雌軸２の相対角度変位量に応じて伝達する
操舵トルクを低くした低剛性特性を備えた低剛性部が設
けられている。そして、本発明にかかる中間シャフト
は、低剛性から高剛性への変化が緩やかな剛性特性を有
しているため、低剛性から高剛性への剛性特性の変化が
滑らかに行われ、違和感の少ない操舵感が得られるよう
に構成されている。

【００１９】従って、車両搭載上のスペースの有効利用
を図りつつ、低剛性と高剛性の二段階の剛性特性を有
し、かつ低剛性から高剛性への剛性特性の変化が滑らか
である車両ステアリング用中間シャフトを実現すること
ができる。

【００２０】また、雄軸１のスプライン嵌合部３に、合
成樹脂製の緩衝体がコーティングしてあり、低剛性と高
剛性の二段階の剛性特性を実現しながら、両軸は、常時
摺動することができる。

【００２１】（第１実施の形態）図５（ａ）は、本発明
の第１実施の形態にかかる車両ステアリング用中間シャ
フトの雄軸の正面図であり、（ｂ）は、その側面図であ
り、（ｃ）は、低剛性部の部分的斜視図である。

【００２２】本実施の形態では、樹脂コーティングした
雄軸１のスプライン嵌合部３に、十字状にスリット５が
形成してある。

【００２３】両軸１，２のスプライン嵌合部３，４に、
ある程度のガタ付きを形成した後、十字状のスリット５
を有する雄軸１のスプライン嵌合部３を挿入して、図５
（ｃ）に示すように、スリット５を開くことにより、雄
軸１のスプライン嵌合部３を、雌軸２のスプライン嵌合
部４内に突っ張らせる。

【００２４】これにより、両軸１，２のスプライン嵌合
部３，４のスリット５の箇所は、中間シャフトの伝達ト
ルクが略０である中立位置付近において、中間シャフト
の雄軸１と雌軸２の相対角度変位量に応じて伝達する操
舵トルクを低くした低剛性特性を備えた低剛性部とする
ことができる。

【００２５】なお、スリット５の開き具合を調整するこ
とにより、低剛性部の剛性を調節することができる。

【００２６】また、低剛性部の調整をしやすくするた
め、スリット５の根元には、円形孔６が形成してある。

【００２７】さらに、両軸１，２のスプライン嵌合部
３，４において、スリット５の低剛性部以外の箇所は、
高剛性の特性を発揮することができる。

【００２８】従って、車両搭載上のスペースの有効利用
を図りつつ、低剛性と高剛性の二段階の剛性特性を有
し、かつ低剛性から高剛性への剛性特性の変化が滑らか
である車両ステアリング用中間シャフトを実現すること
ができる。

【００２９】（第２実施の形態）図６（ａ）は、本発明
の第２実施の形態にかかる車両ステアリング用中間シャ
フトの雄軸の正面図であり、（ｂ）は、その側面図であ
る。

【００３０】本実施の形態では、雄軸１のスプライン嵌
合部３において、スリット５の低剛性部の箇所には、中
ぐり７が形成してある。この中ぐり７を設けることによ
り、低剛性部をより一層調整することができる。その他
の構成は、上記の実施の形態と同様である。

【００３１】（第３実施の形態）図７（ａ）は、本発明
の第３実施の形態にかかる車両ステアリング用中間シャ
フトの雄軸の正面図であり、（ｂ）は、その側面図であ
り、（ｃ）は、低剛性部の部分的斜視図である。

【００３２】本実施の形態では、十字状のスリット５に
代えて、一字状のスリット８を設けている。両軸１，２
のスプライン嵌合部３，４に、ある程度のガタ付きを形
成した後、一字状のスリット８を有する雄軸１のスプラ
イン嵌合部３を挿入して、図７（ｃ）に示すように、一
字状のスリット８を２方向に開くことにより、雄軸１の
スプライン嵌合部３を、雌軸２のスプライン嵌合部４内
に突っ張らせる。これにより、両軸１，２のスプライン
嵌合部３，４のスリット８の箇所は、中間シャフトの伝
達トルクが略０である中立位置付近において、中間シャ
フトの雄軸１と雌軸２の相対角度変位量に応じて伝達す
る操舵トルクを低くした低剛性特性を備えた低剛性部と
することができる。なお、スリット８の開き具合を調整
することにより、低剛性部の剛性を調節することができ
る。その他の構成は、上記の実施の形態と同様である。

【００３３】（第４実施の形態）図８（ａ）は、本発明
の第４実施の形態にかかる車両ステアリング用中間シャ
フトの雄軸の正面図であり、（ｂ）は、その側面図であ
る。

【００３４】本実施の形態では、第３実施の形態におけ
る雄軸１のスプライン嵌合部３において、スリット８の
低剛性部の箇所には、中ぐり７が形成してある。この中
ぐり７を設けることにより、低剛性部をより一層調整す
ることができる。その他の構成は、上記の実施の形態と
同様である。

【００３５】（第５実施の形態）図９（ａ）は、本発明
の第５実施の形態にかかる車両ステアリング用中間シャ
フトの雄軸の正面図であり、（ｂ）は、低剛性部の斜視
図であり、（ｃ）は、雄軸の側面図である。

【００３６】本実施の形態では、樹脂コーティングした
雄軸１のスプライン嵌合部３に、切欠き部９を形成し、
この切欠き部９に、ゴム等の弾性体１０とコマ部材１１
を装着している。コマ部材１１の外周面には、スプライ
ンが形成してある。

【００３７】両軸１，２のスプライン嵌合部３，４に、
ある程度のガタ付きを形成した後、弾性体１０とコマ部
材１１を有する雄軸１のスプライン嵌合部３を挿入して
いる。

【００３８】雌軸２のスプライン嵌合部４の内周面と、
コマ部材１１の外周面とがシメシロ嵌合となるように、
弾性体１０の厚さを調整する。

【００３９】これにより、両軸１，２のスプライン嵌合
部３，４のコマ部材１１の箇所は、中間シャフトの伝達
トルクが略０である中立位置付近において、中間シャフ
トの雄軸１と雌軸２の相対角度変位量に応じて伝達する
操舵トルクを低くした低剛性特性を備えた低剛性部とす
ることができる。

【００４０】なお、弾性体１０の剛性を調整することに
より、低剛性部の剛性を調節することができる。

【００４１】さらに、両軸１，２のスプライン嵌合部
３，４において、コマ部材１１の低剛性部以外の箇所
は、高剛性の特性を発揮することができる。

【００４２】従って、車両搭載上のスペースの有効利用
を図りつつ、低剛性と高剛性の二段階の剛性特性を有
し、かつ低剛性から高剛性への剛性特性の変化が滑らか
である車両ステアリング用中間シャフトを実現すること
ができる。

【００４３】（第６実施の形態）図１０（ａ）は、本発
明の第６実施の形態にかかる車両ステアリング用中間シ
ャフトの雌軸の縦断面図であり、（ｂ）は、その正面図
である。

【００４４】本実施の形態では、雌軸２のスプライン嵌
合部４に、十字状にスリット１２が形成してある。

【００４５】両軸１，２のスプライン嵌合部３，４に、
ある程度のガタ付きを形成した後、十字状のスリット１
２を有する雌軸２のスプライン嵌合部４を嵌合して、ス
リット１２を閉じることにより、雌軸２のスプライン嵌
合部４を、雄軸１のスプライン嵌合部３に押し付ける。

【００４６】これにより、両軸１，２のスプライン嵌合
部３，４のスリット１２の箇所は、中間シャフトの伝達
トルクが略０である中立位置付近において、中間シャフ
トの雄軸１と雌軸２の相対角度変位量に応じて伝達する
操舵トルクを低くした低剛性特性を備えた低剛性部とす
ることができる。

【００４７】なお、スリット１２の閉じ具合を調整する
ことにより、低剛性部の剛性を調節することができる。

【００４８】また、低剛性部の調整をしやすくするた
め、スリット１２の根元には、円形孔１３が形成してあ
る。

【００４９】さらに、両軸１，２のスプライン嵌合部
３，４において、スリット１２の低剛性部以外の箇所
は、高剛性の特性を発揮することができる。

【００５０】従って、車両搭載上のスペースの有効利用
を図りつつ、低剛性と高剛性の二段階の剛性特性を有
し、かつ低剛性から高剛性への剛性特性の変化が滑らか
である車両ステアリング用中間シャフトを実現すること
ができる。

【００５１】なお、上述の実施の形態では、合成樹脂製
の緩衝体をコーティングする場合について示したが、コ
ーティングをしない場合についても適用できる。

【００５２】なお、本発明は、上述した実施の形態に限
定されず、種々変形可能である。

【００５３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
中間シャフトには、中間シャフトの伝達トルクが略０で
ある中立位置付近において、中間シャフトの雄軸と雌軸
の相対角度変位量に応じて伝達する操舵トルクを低くし
た低剛性特性を備えた低剛性部が設けられているため、
車両搭載上のスペースの有効利用を図りつつ、低剛性と
高剛性の二段階の剛性特性を有し、かつ低剛性から高剛
性への剛性特性の変化が滑らかである車両ステアリング
用中間シャフトを実現することができる。

【００５４】また、雄軸の嵌合部に、合成樹脂製の緩衝
体をコーティングしてあり、両軸は、常時摺動すること
ができる。

【００５５】従って、低剛性と高剛性の二段階の剛性特
性を実現しながら、両軸は、常時摺動することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】弾性軸継手の一例にかかる伝達トルクと変位の
関係を示すグラフである。

【図２】他の例にかかる伝達トルクと変位の関係を示す
グラフである。

【図３】他の例にかかる伝達トルクと変位の関係を示す
グラフである。

【図４】（ａ）は、本発明の実施の形態にかかる車両ス
テアリング用中間シャフトの縦断面図であり、（ｂ）
は、本発明にかかる伝達トルクと変位の関係を示す図で
ある。

【図５】（ａ）は、本発明の第１実施の形態にかかる車
両ステアリング用中間シャフトの雄軸の正面図であり、
（ｂ）は、その側面図であり、（ｃ）は、低剛性部の部
分的斜視図である。

【図６】（ａ）は、本発明の第２実施の形態にかかる車
両ステアリング用中間シャフトの雄軸の正面図であり、
（ｂ）は、その側面図である。

【図７】（ａ）は、本発明の第３実施の形態にかかる車
両ステアリング用中間シャフトの雄軸の正面図であり、
（ｂ）は、その側面図であり、（ｃ）は、低剛性部の部
分的斜視図である。

【図８】（ａ）は、本発明の第４実施の形態にかかる車
両ステアリング用中間シャフトの雄軸の正面図であり、
（ｂ）は、その側面図である。

【図９】（ａ）は、本発明の第５実施の形態にかかる車
両ステアリング用中間シャフトの雄軸の正面図であり、
（ｂ）は、低剛性部の斜視図であり、（ｃ）は、雄軸の
側面図である。

【図１０】（ａ）は、本発明の第６実施の形態にかかる
車両ステアリング用中間シャフトの雌軸の縦断面図であ
り、（ｂ）は、その正面図である。

【符号の説明】

１ 雄軸 ２ 雌軸 ３ スプライン嵌合部（雄軸） ４ スプライン嵌合部（雌軸） ５ スリット ６ 円形孔 ７ 中ぐり ８ スリット ９ 切欠き部 １０ 弾性体 １１ コマ部材 １２ スリット １３ 円形孔

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両のステアリングシャフトに組み込み、
   雄軸と雌軸を回転不能かつ摺動自在に構成した車両ステ
   アリング用中間シャフトにおいて、 前記中間シャフトの伝達トルクが略０である中立位置付
   近において、該中間シャフトの前記雄軸と前記雌軸の相
   対角度変位量に応じて伝達する操舵トルクを低くした低
   剛性特性を備えた車両ステアリング用中間シャフト。
2. 【請求項２】前記雄軸の嵌合部に、合成樹脂製の緩衝体
   をコーティングしてあり、前記両軸は、常時摺動するこ
   とができる請求項１に記載の車両ステアリング用中間シ
   ャフト。