JP6926797B2 - 伸縮シャフト - Google Patents
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Description
前記インナシャフトは、軸方向一方側のヨーク部と、該ヨーク部の軸方向他方側に前記ヨーク部と一体に設けられた軸部とを有しており、該軸部の軸方向一方側の端部の外周面に、前記ヨーク部の軸方向他方側の側面に連続する断面円弧形の凹曲面を有しており、かつ、前記軸部のうちで前記凹曲面の軸方向他方側に隣接する部分に、前記軸部のその他の部分よりも小径で、外周面の軸方向一方側部が前記凹曲面に直接連続したヒューズ部を有している。
前記アウタチューブは、その軸方向一方側部に前記インナシャフトの前記軸部の軸方向他方側部が、トルク伝達可能に、かつ、少なくとも一時衝突時における軸方向の相対変位を可能に結合されている。
換言すれば、本発明では、伸縮シャフトに対し所定値以上の大きさの圧縮力、つまり、衝突事故の際に、インナシャフトとアウタチューブとのうち、下方に配置された部材が突き上げられることに伴う圧縮力が加わった場合のみ、前記インナシャフトの軸部と前記アウタチューブとの軸方向に関する相対変位が可能になる構成を採用することができる。
あるいは、本発明では、前記インナシャフトの軸部と前記アウタチューブとを、定常状態において軸方向に関する相対変位を可能に緩く係合させることもできる。
実施の形態の第1例について、図1〜図8を用いて説明する。
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5b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5bは、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16及び第二伸縮シャフト17を、ジョイント部材18により、トルク伝達可能に連結することにより構成されている。
第一伸縮シャフト16は、図2及び図3に示すように、インナシャフト9aとアウタチューブ10aとを備えている。これらインナシャフト9aとアウタチューブ10aとは、トルク伝達可能に、かつ、一時衝突時にのみ、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9aとアウタチューブ10a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20の軸方向他方側部を、アウタチューブ10aの軸方向一方側部に僅かに挿入する。すなわち、結合筒部30aの軸方向一方側部と、軸部20の軸方向他方側部とを係合する。次いで、結合筒部30a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30aの軸方向一方側部の内周面及び軸部20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34a、34bを形成する。その後、インナシャフト9aとアウタチューブ10aとを、第一伸縮シャフト16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16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9aの塑性変形部34aとアウタチューブ10aの塑性変形部34bとを、軸方向に離隔して配置する。
第二伸縮シャフト17は、図2及び図6に示すように、雄軸35と、雌軸36と、複数個のボール37と、複数本のローラ38と、複数枚の板ばね39とを備えている。
本例では、上述のような第一伸縮シャフト16と第二伸縮シャフト17とを、ジョイント部材18により、トルク伝達可能に結合している。ジョイント部材18は、雌ジョイント47と雄ジョイント48とを有している。雌ジョイント47は、第一伸縮シャフト16を構成するアウタチューブ10aの結合筒部30bに固定され、雄ジョイント48は、第二伸縮シャフト17を構成する雌軸36に固定される。
すなわち、本例では、第一伸縮シャフト16を構成するインナシャフト9aを、ヨーク部19と軸部20との一体構造としたことによる収縮量の増加と、ヒューズ部29を、軸部20のうちで凹曲面28の軸方向他方側に隣接する位置に設けたことによる収縮量の増加とをそれぞれ図れる。
図7(A)は、インナシャフト9に別体のヨーク11を溶接ビード部15により溶接固定した、比較例1の伸縮シャフトの構造を示している。これに対し、図7(B)は、インナシャフト9aをヨーク部19と軸部20との一体構造とした、比較例2の伸縮シャフトの構造を示している。なお、図7(B)の伸縮シャフトは、インナシャフト9aの軸部20にヒューズ部29を設けていない点で、本例の第一伸縮シャフト16とは異なる。
図8(A)は、インナシャフト9aをヨーク部19と軸部20との一体構造とし、かつ、軸部20のうちで、凹曲面28から軸方向他方側に所定間隔離れた位置に、ヒューズ部29を設けた、比較例3の伸縮シャフトの構造を示している。これに対し、図8(B)は、インナシャフト9aをヨーク部19と軸部20との一体構造とし、かつ、軸部20のうちで、凹曲面28の軸方向他方側に隣接する位置にヒューズ部29を設け、該ヒューズ部29の外周面を凹曲面28に直接連続させた、本例の第一伸縮シャフト16の構造を示している。
本発明の実施の形態の第2例について、図9を用いて説明する。本例の特徴は、第一伸縮シャフト16を構成するインナシャフト9bの構造にある。すなわち、本例では、円柱状の素材に冷間鍛造加工を施すことにより、図9(A)に示すような形状を有する、中間素材60を造る。該中間素材60は、軸方向一方側の二股部61と、軸方向他方側の中空軸部62とを有しており、これら二股部61と中空軸部62とは一体に構成されている。中空軸部62の軸方向他方側部ないし中間部にわたる広い範囲には、軸方向他方側の端面にのみ開口した中空部26aが設けられている。また、中空軸部62の軸方向他方側部の外周面には、雄セレーション27が設けられている。
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、5b 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、9a、9b インナシャフト
10、10a アウタチューブ
11 ヨーク
12 雄スプライン
13 雌スプライン
14 ヨーク
15 溶接ビード部
16 第一伸縮シャフト
17 第二伸縮シャフト
18 ジョイント部材
19 ヨーク部
20、20a 軸部
21 ヨーク
22 基部
23 腕部
24 円輪面
25 円孔
26、26a 中空部
27 雄セレーション
28 凹曲面
29 ヒューズ部
30a、30b 結合筒部
31 ベローズ部
32 第一雌セレーション
33 第二雌セレーション
34a、34b 塑性変形部
35 雄軸
36 雌軸
37 ボール
38 ローラ
39 板ばね
40 第一雄側軸方向溝
41 第二雄側軸方向溝
42 ストッパ
43 ヨーク
44 ヨーク
45 第一雌側軸方向溝
46 第二雌側軸方向溝
47 雌ジョイント
48 雄ジョイント
49 雄セレーション
50 雌セレーション
51 スリット
52 鍔部
53 ねじ孔
54 溶接ビード部
55 ジョイント軸部
56 嵌合筒部
57 雄セレーション
58 切り欠き
59 溶接ビード部
60 中間素材
61 二股部
62 中空軸部
Claims (4)
- 軸方向一方側のヨーク部と、該ヨーク部の軸方向他方側に前記ヨーク部と一体に設けられた軸部とを有し、該軸部の軸方向一方側の端部の外周面に、前記ヨーク部の軸方向他方側の側面に連続する断面円弧形の凹曲面を有しており、かつ、前記軸部のうちで前記凹曲面の軸方向他方側に隣接する部分に、前記軸部のその他の部分よりも小径で、外周面の軸方向一方側部が前記凹曲面に直接連続したヒューズ部を有しているインナシャフトと、
軸方向一方側部に前記インナシャフトの前記軸部が、トルク伝達可能にかつ少なくとも一時衝突時における軸方向の相対変位を可能に結合されたアウタチューブと、
を備える伸縮シャフト。 - 前記アウタチューブの軸方向中間部にベローズ部を有している、請求項1に記載した伸縮シャフト。
- 前記インナシャフトの前記軸部と前記アウタチューブとが、定常状態において軸方向に関する相対変位を不能に結合されており、前記インナシャフトと前記アウタチューブとの嵌合部を構成する、前記インナシャフトの前記軸部の外周面の軸方向他方側部及び前記アウタチューブの内周面の軸方向一方側部に、断面非円形状の塑性変形部がそれぞれ設けられている、請求項1〜2のうちの何れか1項に記載した伸縮シャフト。
- 前記インナシャフトを構成する前記軸部には、該軸部の軸方向他方側の端面にのみ開口した中空部が設けられており、前記中空部の軸方向一方側の端面と前記ヒューズ部の軸方向他方側の端縁部との軸方向位置が一致している、請求項1〜3のうちの何れか1項に記載した伸縮シャフト。
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