JP6760507B2 - シャフトの結合構造および伸縮シャフト - Google Patents
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Description
前記第一シャフトは、第一結合部を有している。前記第一結合部は、中空筒状に構成されていても良いし、中実状に構成されていても良い。
前記第二シャフトは、その内側に前記第一結合部が挿入された円筒状の第二結合部を有している。
前記溶接ビード部は、前記第二結合部の軸方向端部と前記第一シャフトの外周面のうち前記第二結合部から露出した部分とを溶接固定している。
前記第一結合部は、外周面に、円周方向に関する凹凸形状の外周側凹凸部と、環状凹溝と、を有している。
前記第二結合部は、内周面に、前記外周側凹凸部と凹凸係合してトルク伝達部を構成する円周方向に関する凹凸形状の内周側凹凸部と、前記環状凹溝の内側に配置されて抜け止め部を構成する凸状のエンボス部と、をそれぞれ有しており、かつ、外周面のうち前記エンボス部と整合する部分に凹み部を有している。
前記環状凹溝の互いに対向する内側面と前記エンボス部との間には、前記第一シャフトの軸方向に関する隙間が存在する。
前記外周側凹凸部は、前記内周側凹凸部に圧入(軽圧入)することができる。
この場合には、前記エンボス部を、前記第二結合部の円周方向に関して等間隔に2個所または4個所に配置することができる。
あるいは、前記エンボス部を、前記第二結合部の円周方向1個所に配置することもできる。
この場合には、前記第一結合部は、前記環状凹溝と前記外周側凹凸部との間に、円筒面状の第二支承部をさらに有することができる。
あるいは、前記第一結合部は、前記環状凹溝よりも前記第一結合部の挿入方向後方側に、前記内周側凹凸部と凹凸係合する円周方向に関する凹凸形状の補助外周側凹凸部をさらに有することができる。
前記大径シャフトと前記ジョイントシャフトとは、本発明のシャフトの結合構造により結合されており、前記大径シャフトは前記第二シャフトであり、前記ジョイントシャフトは前記第一シャフトである。
前記大径シャフトのうちで、前記ジョイントシャフトが結合された側の軸方向端部から前記ダストカバーが外嵌された部分までの外径は、軸方向にわたり一定にすることができる。
前記小径シャフトと前記ジョイントシャフトとは、本発明のシャフトの結合構造により結合されており、前記小径シャフトは前記第一シャフトであり、前記ジョイントシャフトは前記第二シャフトである。
この場合に、自動車に衝突事故が発生していない定常状態において、全長を伸縮可能に構成することもできるし、自動車に衝突事故が発生し、前記伸縮シャフトに軸方向に所定値以上の大きさの荷重が加わった場合にのみ、全長を収縮可能に構成することもできる。
実施の形態の第1例について、図1〜図13を用いて説明する。本例では、ステアリング装置を構成する複数のトルク伝達用シャフトのうち、中間シャフト5aの構造を工夫している。具体的には、中間シャフト5aを構成する第一伸縮シャフト9および第二伸縮シャフト10のうち、車両の後方側に配置された第二伸縮シャフト10を構成する、雄ジョイント46と雌軸30との結合構造を工夫している。以下、ステアリング装置および中間シャフト5aの全体構造を説明するとともに、本例の特徴部分を説明する。
自動車用のステアリング装置は、ステアリングホイール1と、ステアリングシャフト2と、ステアリングコラム3と、1対の自在継手4c、4dと、中間シャフト5aと、ステアリングギヤユニット6と、1対のタイロッド7とを備えている。
中間シャフト5aは、トルクを伝達するトルク伝達用シャフトであり、図2に示すように、それぞれが軸方向に伸縮可能な第一伸縮シャフト9および第二伸縮シャフト10を、ジョイント部材11により、トルク伝達可能に直列に連結することにより構成されている。ステアリング装置が組み付けられる車体の前後方向に関して、第一伸縮シャフト9が前側に、第二伸縮シャフト10が後側に配置される。また、本明細書の説明において、便宜的に、第一伸縮シャフト9が配置される側を、中間シャフト5aに関する軸方向一方側と、第二伸縮シャフト10が配置される側を、中間シャフト5aに関する軸方向他方側とする。
第一伸縮シャフト9は、図3に示すように、インナシャフト12とアウタチューブ13と、雌ジョイント45とを備えている。これらインナシャフト12とアウタチューブ13とは、トルク伝達可能に、かつ、一次衝突時にのみ、軸方向に関する相対変位が可能になるように結合されている。換言すれば、インナシャフト12とアウタチューブ13とは、定常状態においては、軸方向に関する相対変位が不能になるように結合されている。
先ず、軸部15の軸方向他方側部を、アウタチューブ13の軸方向一方側部に僅かに挿入する。すなわち、結合筒部24aの軸方向一方側部と、軸部15の軸方向他方側部とを係合する。次いで、結合筒部24aの軸方向一方側部を工具により径方向外側から押し潰し、結合筒部24aの軸方向一方側部の内周面および軸部15の軸方向他方側部の外周面を、断面楕円形状に塑性変形させて、当該部分に塑性変形部28a、28bを形成する。その後、インナシャフト12とアウタチューブ13とを、第一伸縮シャフト9の全長を縮めるように軸方向に相対変位させて、第一伸縮シャフト9の全長を定常時での所定の軸方向長さとする。これにより、インナシャフト12の塑性変形部28aとアウタチューブ13の塑性変形部28bとを、軸方向に離隔して配置する。
第二伸縮シャフト10は、図4に示すように、小径シャフトである雄軸29と、大径シャフトである雌軸30と、複数個のボール31と、複数本のローラ32と、複数枚の板ばね33と、ジョイントシャフトである雄ジョイント46と、ダストカバー66とを備えている。本例では、このような第二伸縮シャフト10を構成する雌軸30と雄ジョイント46との結合部に、本発明を適用している。
本例では、上述のような第一伸縮シャフト9と第二伸縮シャフト10とを、ジョイント部材11により、トルク伝達可能に互いに同軸に結合している。ジョイント部材11は、雌ジョイント45と雄ジョイント46とを有している。雌ジョイント45は、第一伸縮シャフト9を構成するアウタチューブ13の結合筒部24bに固定されており、雄ジョイント46は、第二伸縮シャフト10を構成する雌軸30に固定されている。
本発明の実施の形態の第2例について、図14〜図16を用いて説明する。本例の特徴は、中間シャフト5aの第一伸縮シャフト9を構成する1対のジョイントである、雌ジョイント45aとアウタチューブ13aとの結合構造を工夫した点にある。本例では、雌ジョイント45aが、第一シャフトおよびジョイントシャフトであり、アウタチューブ13aが、第二シャフトおよび大径シャフトである。
その他の構成および作用効果については、実施の形態の第1例と同様である。
実施の形態の第3例について、図17を用いて説明する。本例は、実施の形態の第2例の変形例であり、図示しない大径シャフトに対してトルク伝達を可能にかつ軸方向の相対変位を可能に内嵌された小径シャフトである、中実状の中実シャフト80と、雌ジョイント45bとの結合構造を工夫している。中実シャフト80が、第一シャフトであり、雌ジョイント45bが、第二シャフトである。
2 ステアリングシャフト
3 ステアリングコラム
4a、4b、4c、4d 自在継手
5、5a 中間シャフト
6 ステアリングギヤユニット
7 タイロッド
8 入力軸
9 第一伸縮シャフト
10 第二伸縮シャフト
11 ジョイント部材
12 インナシャフト
13、13a アウタチューブ
14 ヨーク部
15 軸部
16 ヨーク
17 基部
18 腕部
19 円輪面
20 円孔
21 中空部
22 雄セレーション
23 凹曲面
24a、24b 結合筒部
25 ベローズ部
26 第一雌セレーション
27 第二雌セレーション
28a、28b 塑性変形部
29 雄軸
30 雌軸
31 ボール
32 ローラ
33 板ばね
34 第一雄側軸方向溝
35 第二雄側軸方向溝
36 ストッパ
37 ヨーク
38 ヨーク
39 第一雌側軸方向溝
40 第二雌側軸方向溝
41 内周側凹凸部
42 凹溝
43 突き当て面
44 固定筒部
45、45a、45b 雌ジョイント
46 雄ジョイント
47 雄セレーション
48 雌セレーション
49 スリット
50 鍔部
51 ねじ孔
52、52a、52b 溶接ビード部
53 ジョイント軸部
54 ジョイント筒部
55 雄セレーション
56 切り欠き
57、57a、57b 環状凹溝
58 外周側凹凸部
59 突条
60 傾斜面
61 溶接ビード部
62、62a、62b エンボス部
63、63a、63b 凹み部
64 大径部
65、65a 円筒部
66 ダストカバー
67、67a 第一支承部
68 第二支承部
69、69a、69b トルク伝達部
70、70a、70b 抜け止め部
71 底面
72 先端面
73 内側面
74 筒状部材
75 ブッシュ部
76 ベローズ部
77a、77b シール部
78 補助雄セレーション
79 補助トルク伝達部
80 中実シャフト
81 挿入軸部
82 雄セレーション
83 雌セレーション
Claims (14)
- 第一結合部を有する第一シャフトと、その内側に前記第一結合部が挿入される円筒状の第二結合部を有する第二シャフトと、前記第二結合部の軸方向端部と前記第一シャフトの外周面のうち前記第二結合部から露出した部分とを溶接固定した溶接ビード部と、を備え、
前記第一結合部は、外周面に、円周方向に関する凹凸形状の外周側凹凸部と、環状凹溝と、をそれぞれ有し、
前記第二結合部は、内周面に、前記外周側凹凸部と凹凸係合してトルク伝達部を構成する円周方向に関する凹凸形状の内周側凹凸部と、前記環状凹溝の内側に配置されて抜け止め部を構成する凸状のエンボス部と、を有し、かつ、外周面のうち前記エンボス部と整合する部分に凹み部を有し、
前記環状凹溝の互いに対向する内側面と前記エンボス部との間には、前記第一シャフトの軸方向に関する隙間が存在する、
シャフトの結合構造。 - 前記外周側凹凸部は、前記第一結合部の外周面のうち、前記第一結合部の挿入方向前方側の端部に配置されており、
前記環状凹溝は、前記第一結合部の外周面のうち、前記外周側凹凸部よりも前記第一結合部の挿入方向後方側に配置されており、
前記溶接ビード部と、前記抜け止め部と、前記トルク伝達部とが、この順番で前記第一シャフトの軸方向に並んで配置されている、
請求項1に記載のシャフトの結合構造。 - 前記外周側凹凸部は、前記内周側凹凸部に圧入されている、請求項1に記載のシャフトの結合構造。
- 前記エンボス部は、前記第二結合部の円周方向に関して複数個所に配置されている、請求項1に記載のシャフトの結合構造。
- 前記エンボス部は、前記第二結合部の円周方向に関して等間隔に2個所または4個所に配置されている、請求項4に記載のシャフトの結合構造。
- 前記環状凹溝の底面と前記エンボス部の先端面との間には、前記第一シャフトの径方向に関する隙間が存在する、請求項1に記載のシャフトの結合構造。
- 前記第一結合部は、前記環状凹溝よりも前記第一結合部の挿入方向後方側に、円筒面状の第一支承部をさらに有する、請求項2に記載のシャフトの結合構造。
- 前記第一結合部は、前記環状凹溝と前記外周側凹凸部との間に、円筒面状の第二支承部をさらに有する、請求項7に記載のシャフトの結合構造。
- 前記第一結合部は、前記環状凹溝よりも前記第一結合部の挿入方向後方側に、前記内周側凹凸部と凹凸係合する円周方向に関する凹凸形状の補助外周側凹凸部をさらに有する、請求項2に記載のシャフトの結合構造。
- 大径シャフトと、該大径シャフトに対しトルク伝達を可能にかつ軸方向の相対変位を可能に内嵌された小径シャフトと、前記大径シャフトの軸方向端部に結合されたジョイントシャフトと、を備えた伸縮シャフトであって、
前記大径シャフトと前記ジョイントシャフトとが、請求項1〜9のうちのいずれか1項に記載したシャフトの結合構造により結合されており、前記大径シャフトが前記第二シャフトであり、前記ジョイントシャフトが前記第一シャフトである、伸縮シャフト。 - 大径シャフトと、該大径シャフトに対しトルク伝達を可能にかつ軸方向の相対変位を可能に内嵌された小径シャフトと、前記小径シャフトの軸方向端部に結合されたジョイントシャフトと、を備えた伸縮シャフトであって、
前記小径シャフトと前記ジョイントシャフトとが、請求項1〜9のうちのいずれか1項に記載したシャフトの結合構造により結合されており、前記小径シャフトが前記第一シャフトであり、前記ジョイントシャフトが前記第二シャフトである、伸縮シャフト。 - 前記大径シャフトに外嵌されたダストカバーをさらに備え、
前記大径シャフトのうちで、前記ジョイントシャフトが結合された側の軸方向端部から前記ダストカバーが外嵌された部分までの外径が軸方向にわたり一定である、請求項10に記載の伸縮シャフト。 - 前記伸縮シャフトは、自動車用のステアリング装置の中間シャフトを構成するものであり、自動車に衝突事故が発生していない定常状態において、全長を伸縮可能に構成されている、請求項10〜12のうちのいずれか1項に記載の伸縮シャフト。
- 前記伸縮シャフトは、自動車用のステアリング装置の中間シャフトを構成するものであり、自動車に衝突事故が発生し、前記伸縮シャフトに軸方向に所定値以上の大きさの荷重が加わった場合にのみ、全長を収縮可能に構成されている、請求項10〜12のうちのいずれか1項に記載の伸縮シャフト。
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