JPH10231845A - 回転シャフトの結合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組付性及び製作加工性がよく、しかも収縮す
る途中から収縮荷重を小さくすることができる回転シャ
フトの結合構造を提供すること。 【解決手段】 外装シャフト１１と内装シャフト１２の
嵌合部に介装されて圧縮状態にて内装シャフト１２の軸
部１２ａの一部分を外装シャフト１１の非円形断面の孔
部１１ｂの一部分に圧接させる弾性体とを備えた回転シ
ャフトの結合構造において、前記弾性体として、内装シ
ャフト１２の軸部１２ａ先端に嵌合する嵌合部１３ｃを
有して外装シャフト１１の孔部１１ａ，１１ｂに内装シ
ャフト１２の軸部１２ａがはまり込んで収縮するときに
は内装シャフト１２の軸部１２ａと一体的に移動し外装
シャフト１１の略円形断面の孔部１１ａに嵌入すると圧
縮状態から自由状態となる弾性体（板ばね）１３を採用
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば自動車のス
テアリングシャフトとして採用される回転シャフトの結
合構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転シャフトの結合構造の一つとして、
略円形断面の孔部の一部を径方向の外方から内方に向け
て変形させることにより非円形断面の孔部を形成してな
る外装シャフトと、この外装シャフトの非円形断面の孔
部に軸方向へ摺動可能かつトルク伝達可能に嵌合される
軸部を一端に有する内装シャフトと、これら両シャフト
の嵌合部に介装されて圧縮状態にて前記内装シャフトの
軸部の一部分を前記外装シャフトの非円形断面の孔部の
一部分に圧接させる弾性体とを備えたものがあり、例え
ば実開平２−７１７９号公報に示されている。

【０００３】この公報に示されている回転シャフトの結
合構造は、外装シャフトの非円形断面の孔部に端部にて
開口する軸方向の溝を形成するとともに、弾性体とし
て、軸方向にて波状で前記溝に挿入され、かつ一端にフ
ック部を有して同フック部にて前記溝の開口端部に係止
されるウエーブ板ばねを採用したものと、内装シャフト
の軸部に周方向の溝を形成するとともに、弾性体として
前記溝の深さと略同じ肉厚の弾性板でコ字形に曲げ形成
されて前記溝に埋め込まれるクリップを採用したもの
と、内装シャフトの軸部に軸方向に延びる平坦面を形成
するとともに、弾性体として軸方向で長尺の弾性板から
なり一端部を平坦面にかしめ結合にて固定したばねを採
用したものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した公報におい
て、弾性体としてウエーブ板ばねを採用したものにおい
ては、ウエーブ板ばねを外装シャフトの非円形断面の孔
部に組付けた状態にて内装シャフトの軸部を外装シャフ
トの孔部に嵌合することができて、組付性がよいもの
の、外装シャフトの孔部に内装シャフトの軸部がはまり
込んで収縮する途中から収縮荷重を小さくする場合に
は、内装シャフトの軸部にウエーブ板ばねを収容する凹
部を切削加工等にて形成する必要があり、製作加工性が
悪いという問題がある。

【０００５】また、弾性体としてクリップを採用したも
のにおいては、外装シャフトの非円形断面の孔部を所定
長とすることにより、外装シャフトの孔部に内装シャフ
トの軸部がはまり込んで収縮する途中から収縮荷重を小
さくすることができるものの、内装シャフトの軸部を外
装シャフトの孔部にはめ込むときに内装シャフトの軸部
に形成した周方向の溝にクリップを埋め込む必要があ
り、組付性が悪いという問題があるとともに、内装シャ
フトの軸部に周方向の溝を切削加工等にて形成する必要
があり、製作加工性が悪いという問題がある。

【０００６】また、弾性体としてばね（長尺の弾性板）
を採用したものにおいては、外装シャフトの非円形断面
の孔部を所定長とすることにより、外装シャフトの孔部
に内装シャフトの軸部がはまり込んで収縮する途中から
収縮荷重を小さくすることができるものの、内装シャフ
トの軸部を外装シャフトの孔部にはめ込む前に、内装シ
ャフトの軸部に形成した平坦面に長尺の弾性板の一端部
をかしめ結合にて固定する必要があって製作性が悪いと
いう問題がある。また、内装シャフトの軸部に形成した
平坦面に長尺の弾性板の一端部をかしめ結合（不確実な
結合）にて固定する構成を採用しているため、外装シャ
フトの孔部に内装シャフトの軸部がはまり込んで収縮す
るときに、長尺の弾性板に作用する摺動抵抗により長尺
の弾性板が内装シャフトの軸部に形成した平坦面から外
れるおそれがあり、かかる場合には外装シャフトの孔部
と内装シャフトの軸部間に長尺の弾性板がかみ込んで収
縮する途中から収縮荷重を異常に増大するおそれがあ
る。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した各問
題に対処すべくなされたものであり、略円形断面の孔部
の一部を径方向の外方から内方に向けて変形させること
により非円形断面の孔部を形成してなる外装シャフト
と、この外装シャフトの非円形断面の孔部に軸方向へ摺
動可能かつトルク伝達可能に嵌合される軸部を一端に有
する内装シャフトと、これら両シャフトの嵌合部に介装
されて圧縮状態にて前記内装シャフトの軸部の一部分を
前記外装シャフトの非円形断面の孔部の一部分に圧接さ
せる弾性体とを備えた回転シャフトの結合構造におい
て、前記弾性体として、前記内装シャフトの軸部先端に
嵌合する嵌合部を有して前記外装シャフトの孔部に前記
内装シャフトの軸部がはまり込んで収縮するときには前
記内装シャフトの軸部と一体的に移動し前記外装シャフ
トの略円形断面の孔部に嵌入すると圧縮状態から自由状
態となる弾性体を採用したことに特徴がある。

【０００８】

【発明の作用・効果】本発明による回転シャフトの結合
構造においては、弾性体に内装シャフトの軸部先端に嵌
合する嵌合部を設けたため、弾性体を内装シャフトの軸
部に嵌合装着した状態にて内装シャフトの軸部を外装シ
ャフトの孔部に嵌合することができて、両シャフトを良
好に組付けることができる。また、外装シャフトの孔部
に内装シャフトの軸部がはまり込んで収縮するときに
は、弾性体が内装シャフトの軸部と一体的に移動し外装
シャフトの略円形断面の孔部に嵌入すると圧縮状態から
自由状態となるため、内装シャフトの軸部の一部分が外
装シャフトの非円形断面の孔部の一部分に圧接されなく
なって、収縮途中からの収縮荷重を小さくすることがで
きる。

【０００９】また、弾性体に内装シャフトの軸部先端に
嵌合する嵌合部を設けて、弾性体を内装シャフトの軸部
に嵌合装着するものであるため、内装シャフトの軸部は
切削加工等が不要で冷鍛押し出し加工等にて形成するこ
とが可能なシンプルな形状でよく、安価に製作すること
ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１〜図３は本発明による回転
シャフトの結合構造をステアリングシャフト１０に実施
した例を示していて、このステアリングシャフト１０に
おいては、外装シャフト１１と内装シャフト１２が軸方
向へ摺動可能かつトルク伝達可能に嵌合されており、こ
の嵌合部には板ばね１３が所定量圧縮変形された状態に
て介装されている。

【００１１】外装シャフト１１は、略円形断面の孔部１
１ａの一部（先端部）を径方向の外方から内方に向けて
絞り変形させることにより形成した六角形断面の孔部１
１ｂを有するシャフトであって、図示を省略した端部に
は自在継手（図示省略）が一体的に組付けられている。
内装シャフト１２は、外装シャフト１１の六角形断面の
孔部１１ｂに軸方向へ摺動可能かつトルク伝達可能に嵌
合される六角形断面の軸部１２ａを有していて、図示を
省略した端部には自在継手（図示省略）が一体的に組付
けられており、また軸部１２ａの先端部分には板ばね１
３を収容するための一対の平坦面１２ｂが冷鍛押し出し
加工にて形成されている。

【００１２】板ばね１３は、矩形の平板の周縁部１３ａ
を除いて袋状に膨出することによって介装時に周方向の
中央部となる部位に軸方向に延びる台形の凸部１３ｂを
形成するとともに、周縁部１３ａの一端から径方向に延
びた後に軸方向に延びる嵌合部１３ｃを有するもので、
単体での周縁部１３ａと嵌合部１３ｃの先端湾曲部１３
ｃ１間の寸法Ｌ１（図３参照）は内装シャフト１２の一
対の平坦面１２ｂ間の寸法Ｌ２（図１参照）より僅かに
小さく、また台形の凸部１３ｂ頂面と嵌合部１３ｃの基
部間の寸法Ｌ３（図３参照）は外装シャフト１１の六角
形断面の孔部１１ｂの寸法Ｌ４（図１参照）より僅かに
大きく形成されている。

【００１３】この板ばね１３においては、内装シャフト
１２の一対の平坦面１２ｂに嵌合部１３ｃにて嵌合装着
されることにより周縁部１３ａと台形の凸部１３ｂが一
方の平坦面１２ｂ上に収容された状態にて両シャフト１
１，１２の嵌合部に介装されていて、内装シャフト１２
の軸部１２ａの一部分（図２のＡ，Ｂ面）を外装シャフ
ト１１の六角形断面の孔部１１ｂの一部分（図２のＣ，
Ｄ面）に圧接させており、周縁部１３ａにて内装シャフ
ト１２の軸部１２ａに形成した平坦面１２ｂに係合し、
また凸部１３ｂにて外装シャフト１１の六角形断面の孔
部１１ｂに係合している。また板ばね１３においては、
その周縁部１３ａ全体にて両シャフト１１，１２間の伝
達荷重を受けることができるため、また膨出形成した凸
部１３ｂによって板ばね１３にリブ（周縁部１３ａに対
して変形し難く大きな荷重に耐える構成）が形成される
ため、効率よく板ばね１３のばね定数を上げることがで
きる。

【００１４】上記のように構成した本実施形態において
は、板ばね１３に内装シャフト１２の軸部１２ａ先端に
嵌合する嵌合部１３ｃを設けたため、図３の状態から板
ばね１３を内装シャフト１２の軸部１２ａに嵌合装着し
た状態にて内装シャフト１２の軸部１２ａを外装シャフ
ト１１の六角形断面の孔部１１ｂに嵌合することができ
て、両シャフト１１，１２を良好に組付けることができ
る。また、図１の状態から外装シャフト１１の孔部１１
ｂ，１１ａに内装シャフト１２の軸部１２ａがはまり込
んで収縮するときには、板ばね１３が内装シャフト１２
の軸部１２ａと一体的に移動し外装シャフト１１の略円
形断面の孔部１１ａに嵌入すると圧縮状態から自由状態
（外装シャフト１１と内装シャフト１２間にて圧縮され
ない状態）となるため、内装シャフト１２の軸部１２ａ
の一部分が外装シャフト１１の非円形断面の孔部１１ｂ
の一部分に圧接されなくなって、収縮途中からの収縮荷
重を小さくすることができる。なお、図１及び図２に示
した板ばね１３が外装シャフト１１の六角形断面の孔部
１１ｂに嵌合している状態での収縮荷重は、板ばね１３
の台形凸部１３ｂ頂面が外装シャフト１１の六角形断面
の孔部１１ｂを摺動することによって生じる摺動抵抗
と、内装シャフト１２の軸部１２ａの一部分（図２の
Ａ，Ｂ面）が外装シャフト１１の六角形断面の孔部１１
ｂの一部分（図２のＣ，Ｄ面）に圧接して摺動すること
によって生じる摺動抵抗と、板ばね１３の嵌合部１３ｃ
の一部が外装シャフト１１の六角形断面の孔部１１ｂを
摺動することによって生じる摺動抵抗によって決まるも
のである。

【００１５】また、本実施形態においては、板ばね１３
に内装シャフト１２の軸部１２ａ先端に嵌合する嵌合部
１３ｃを設けて、板ばね１３を内装シャフト１２の軸部
１２ａに嵌合装着するものであるため、内装シャフト１
２の軸部１２ａは切削加工等が不要で冷鍛押し出し加工
等にて形成することが可能なシンプルな形状でよく、安
価に製作することができる。

【００１６】また、本実施形態においては、板ばね１３
がその周縁部１３ａにて内装シャフト１２の軸部１２ａ
に形成した平坦面１２ｂに係合しまた凸部１３ｂにて外
装シャフト１１の六角形断面の孔部１１ｂに係合する構
成であり、板ばね１３によって両シャフト１１，１２を
互いに圧接させることができるとともに、板ばね１３の
周方向縁部にて両シャフト１１，１２間の伝達荷重を受
けることができるため、外装シャフト１１と内装シャフ
ト１２の結合部での捩り剛性を十分に高くすることが可
能であり、両シャフト間にて相対回転が発生するトルク
（回転ガタ発生トルク）を十分に高くすることができ
る。また、板ばね１３は外装シャフト１１と内装シャフ
ト１２間の小さな取付スペースにコンパクトに収容する
ことができるため、両シャフト１１，１２の結合部の構
造を極めてシンプルかつコンパクトとすることができ
る。

【００１７】上記実施形態においては、両シャフト１
１，１２の結合部の断面形状を六角形としたが、断面形
状は非円形であればよく六角形に限定されない。また、
上記実施形態においては、両シャフト１１，１２の嵌合
部に介装されて内装シャフト１２の軸部１２ａの一部分
を外装シャフト１１の六角形断面の孔部１１ｂの一部分
に圧接させる弾性体として板ばね１３を採用したが、こ
の弾性体は板ばね１３に限定されず、適宜変更が可能で
ある。また、上記実施形態においては、板ばね１３の周
縁部１３ａを内装シャフト１２の軸部１２ａに係合させ
るとともに、凸部１３ｂを外装シャフト１１の六角形断
面の孔部１１ｂに係合させて実施したが、板ばね１３の
周縁部１３ａと凸部１３ｂの凹凸形状を逆として、板ば
ね１３の周縁部１３ａを外装シャフト１１の六角形断面
の孔部１１ｂに係合させるとともに、凸部１３ｂを内装
シャフト１２の軸部１２ａに係合させて実施することも
可能である。

【００１８】また、上記実施形態においては、矩形で平
板の周縁部１３ａを除いて袋状に膨出することによって
介装時に周方向の中央部となる部位に軸方向に延びる台
形の凸部１３ｂを形成した板ばね１３を採用して実施し
たが、台形の凸部１３ｂに代えて軸方向に延びる二つの
線状凸部（三つ以上の線状凸部であってもよい）を形成
して実施することも可能である。また、上記実施形態に
おいては、凸部１３ｂの周囲全体が周縁部１３ａに連続
する構成として本発明を実施したが、凸部１３ｂの軸方
向端部または周方向端部にスリットまたは開口が形成さ
れる構成として本発明を実施することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による回転シャフトの結合構造の一実
施形態を示す要部縦断正面図である。

【図２】 図１の２−２線に沿った断面図である。

【図３】 図１に示した外装シャフトと内装シャフトと
板ばねの分解斜視図である。

【符号の説明】

１０…ステアリングシャフト、１１…外装シャフト、１
１ａ…略円形断面の孔部、１１ｂ…六角形断面（非円形
断面）の孔部、１２…内装シャフト、１２ａ…軸部、１
２ｂ…平坦部、１３…板ばね（弾性体）、１３ａ…周縁
部、１３ｂ…凸部、１３ｃ…嵌合部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略円形断面の孔部の一部を径方向の外方
   から内方に向けて変形させることにより非円形断面の孔
   部を形成してなる外装シャフトと、この外装シャフトの
   非円形断面の孔部に軸方向へ摺動可能かつトルク伝達可
   能に嵌合される軸部を一端に有する内装シャフトと、こ
   れら両シャフトの嵌合部に介装されて圧縮状態にて前記
   内装シャフトの軸部の一部分を前記外装シャフトの非円
   形断面の孔部の一部分に圧接させる弾性体とを備えた回
   転シャフトの結合構造において、前記弾性体として、前
   記内装シャフトの軸部先端に嵌合する嵌合部を有して前
   記外装シャフトの孔部に前記内装シャフトの軸部がはま
   り込んで収縮するときには前記内装シャフトの軸部と一
   体的に移動し前記外装シャフトの略円形断面の孔部に嵌
   入すると圧縮状態から自由状態となる弾性体を採用した
   ことを特徴とする回転シャフトの結合構造。