JPS5850105Y2

JPS5850105Y2 - 弾性軸継手

Info

Publication number: JPS5850105Y2
Application number: JP2308979U
Authority: JP
Inventors: 憲一菊地; 新次郎林
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 1979-02-23
Filing date: 1979-02-23
Publication date: 1983-11-15
Also published as: JPS55122534U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、たとえば自動車用ステアリング装置における
ステアリングメインシャフトとステアリングギヤシャフ
トとの間に組み込んで使用する軸継手に関し、詳しくは
駆動側のトルクを従動側に伝達するに際し、伝達トルク
の低い段階ではゴム等の弾性体り介して伝達させ、所定
以上のトルクについては駆動側の軸と従動側の軸との直
接的係合をもって伝達させることにより、振動や衝撃あ
るいは騒音を吸収あるいは減衰することのできる弾性軸
継手に関するものである。

このような種類の軸継手、すなわち可変捩り剛性を有す
る弾性軸継手は、従前より自動車のステアリング装置用
として種々のものが提案されかつ実施されている。

周知のように、自動車用ステアリング装置に関しては、
路上を転動している車輪あるいはステアリングギヤ等に
起因して発生する種々の振動や衝撃等がステアリングホ
イールを操縦している運転者にステアリングメインシャ
フトを経由して伝達され、きわめて不愉快な感触を及ぼ
す問題があり、従って上述したような弾性軸継手をステ
アリングメインシャフトとステアリングギヤシャフトと
の間に組み込んで振動や衝撃等を遮断するようにすれば
、運転者の安楽な操縦を保障する上において有効である
。

他方、ステアリング装置では他０条件としてバンドルの
シャープな切れが要求されるものであり、そのためには
高い剛性を保障する必要がある。

従って、ステアリング装置ではバンドルの切れが良好で
あること。

振動や衝撃等の影響の少ないことが重要な条件の１つで
ある。

本考案は、上述した条件を満たすことを目的としてなさ
れたもので、一方の軸から他方の軸へのトルク伝達が少
なくとも３つの段階を踏んで行われるようにして、トル
ク伝達経路が切換わるときの衝撃の発生を極力抑えるよ
うにした弾性軸継手を提供しようとするものである。

以下、本考案の実施例を図面に基いて詳細に説明する。

本実施例の弾性軸継手１は、自動車用ステアリング装置
に適用したものであって、第１図に示すように、ステア
リングコラムＴ内を貫通して真直に延びるステアリング
メインシャフト８と、ステアリングギヤケース９内のス
テアリングギャシャフト１０との間に組み込まれており
、そして弾性軸継手１における管軸２の一端部がステア
リングメインシャフト８の前端部と自在継手１１を介し
て結合され、中実軸３０一端部がステアリングギヤシャ
フト１０の上端部とスプライン嵌合１２によって結合さ
れている。

なお、１３はダツシュボードであり、１４はステアリン
グメインシャフト８の前端部を覆うコラムホールカバー
であり、１５はステアリングコラム７を取り付けるため
のブラケットである。

弾性軸継手１は、第２図〜第４図に示すように中空の管
軸２と、この管軸２内に嵌挿される中実軸３と、両軸２
，３間に介在されるゴム等の弾性体４とから構成されて
おり、上記の管軸２および中実軸３は共にトルク伝達に
必要とする充分な剛性を有する材料（一般に金属）から
形成されている。

中実軸３は、一端からほぼ中央部までの間において円周
方向に等間隔の位置関係をもって放射状に延在する３本
のアーム５ａ、５ｂ、５ｃを有し、隣接する各アーム
５ａｙ５ｂ、５ｃ同志は円弧部３ａによってつながれて
いる。

また、中実軸３はその他端に前記ステアリングギヤシャ
フト１０とスプライン嵌合１２するためのスプライン軸
１２ａを有している。

一方、中実軸３が嵌挿される中空の管軸２は、中実軸３
の各アーム５ａ。

５ｂ、５ｃと適当の隙間をもって嵌合する３つの凹部（
ｉａ、６ｂｔ６ｃを有した形状に形成され、隣接する凹
部６ａ、Ｓｂｔ６ｅの壁同志は円弧部２ａによっ
てつながれている。

また、管軸２はその一端の円管部分２ｂに前記ステアリ
ングメインシャフト８と結合するための自在継手１１の
１構成要素であるヨーク１１ａを有している。

前記中実軸３には、第２図に示すように１本のアーム５
ｃを除く他の２本のアーム５ａ、５ｂの両側面および円
弧部３ａの表面に弾性体４が取着され、弾性体４は中実
軸３を管軸２内に嵌挿する以前の段階において接着剤ま
たは加硫加工によって結合されている。

従って、弾性体４は中実軸３を管軸２に嵌挿したときに
、第４図に示すように両軸２，３間に介在され、そして
両軸２，３はその円弧部２ａ、３ａ間の弾性体４によっ
て同心的関係を保持される。

しかして、１本のアーム５ａとこれに対向する凹部６ａ
との間に介在されている弾性体４は、凹部６ａの内壁面
に対して密接されており、この密接状態は適当の圧縮力
を与えた状態あるいは圧縮力をほとんど与えない状態の
いずれでもよい。

また、他の１本のアーム５ｂとこれに対向する凹部６ｂ
との間に介在されている弾性体４は、凹部６ｂの内壁面
に対して僅かな隙間ＣＩを保有して対面している。

さらに、弾性体４の介在されていない他の１本のアーム
５ｃとこれに対向する凹部６ｃとの間に一定の隙間Ｃ２
が形成されており、この隙間Ｃ２は前記弾性体４が保有
する隙間Ｃ１よりも僅かに大きく設定されている。

本実施例は上述のように構成したも、のであり、従って
両軸２，３間のトルク伝達は伝達すべきトルクの低い範
囲では２本のアーム５ａ、５ｂとこれに対向する凹部
５ａｐ５ｂとの間に介在された弾性体４を介し
て行われ、トルクの高い範囲では他のアーム５ｃとこれ
に対向する凹部６ｃとの直接接触により行われる。

すなわち、ステアリングメインシャフト８と自在継手１
１を介して結合されている管軸２が回転された場合の中
実軸３、従ってステアリングギヤシャフト１０側へのト
ルク伝達は、まずアーム５ａと凹部６ａとの間に隙間な
く介在された弾性体４を介して行われ、つぎに伝達トル
クの上昇に伴い上記の弾性体４が弾性変形し、その変形
量が他のアーム５ｂと凹部６ｂとの間に介在された弾性
体４の保有する隙間ＣＩに相当する分に達して凹部６ｂ
の内壁面が弾性体４に当接すると、それ以後は上記両ア
ーム５ａ、５ｂに関わる２つの弾性体４を介して行われ
る。

つづいて、伝達トルクがさらに上昇して所定以上の高ト
ルク域に達すると、上記２つの弾性体４０弾性変形に伴
い弾性体４の介在されていないアーム５ｃと凹部６ｃと
が直接接触することになるため、その後は管軸２と中実
軸３との金属接触によってトルク伝達が行われる。

すなわち、本実施例の弾性軸継手１は、１つの弾性体４
による第１段階と、２つの弾性体４の複合による第２段
昔と、アーム５ｃと凹部６ｃとの直接係合による第３段
階との３つの段階を踏んでトルク伝達を行わせるもので
あるから、伝達経路Ｑ変換時、すなわち各段階への切換
時における衝撃が減少あるいは緩和されることになる。

第５図は伝達トルクと、両軸２，３の相対回転角（捩れ
角）とのｒＲ係を示したもので、この図においてＡ−Ｂ
間がトルク伝達の第１段階であり、Ｂ−Ｃ間が第２段階
であり、そしてＣ以降が第８段階である。

また、自動車用ステアリング装置ではステアリングメイ
ンシャフト８が無負荷状態またはトルクが働いていても
低トルクである場合が多く、このような場合では管軸２
と中実軸３との間の弾性体４により、車輪またはステア
リングギヤ等に起因して発生する振動や衝撃あるいは騒
音等のステアリングメインシャフト８側への伝達が吸収
あるいは減衰され、運転者に及ぼす不快感が取除かれる
。

一方、高トルク範囲では充分な剛性をもつ管軸２と中実
軸３との直接接触によりトルクが伝達されるため、バン
ドルのシャープな切れが保障される。

なお、上述した弾性軸継手１は自動車用ステアリング装
置に限らず、入力側と出力側との間において振動等の遮
断を必要とする装置には好適である。

また、本実施例では中実軸３のアーム５ａ。５ｂ、５ｃ
を３本の場合として説明したが、アームの本数を増やし
てトルク伝達の段階数を増加することが可能である。

さらにまた、本実施例では中実軸３にアーム５ａ、５ｂ
、５ｃを設け、管軸２に凹部５ａｔ６ｂｔｓｅを設けた
が、この関係を逆にして、管軸２の内周面にアームを設
けかつ中実軸３の外周にアームと嵌合する凹部を設ける
ように変更することが可能である。

以上詳述したように、本考案は低トルクについては弾性
体を介して伝達し、所定以上のトルクについては管軸と
中実軸との直接接触により伝達するようにしたので、振
動や衝撃あるいは騒音等を吸収あるいは減衰できろとと
もに、高トルク域まで充分な耐久性と信頼性を発揮でき
るものであり、とくに本考案は、一方の軸から他方の軸
へのトルク伝達が少なくとも３つの段階を踏んで行われ
るように構成したことにより、トルク伝達経路の切換時
における衝撃の発生が抑えられ、円滑なトルク伝達を実
施し得る利点がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は弾性軸継手を自
動車用ステアリング装置に組み付けた状態を示す説明図
、第２図は管軸に中実軸を嵌挿する以前の弾性軸継手を
示す斜視図、第３図は弾性軸継手の正面図、第４図は第
３図におけるＩＶ−ＩＶ線断面図、第５図は伝達トルク
と、管軸と中実軸の相対回転角との関係を示すグラフで
ある。１・・・・・弾性軸継手、２・・・・・管軸、３・・・
・・・中実軸、４・・・・・・弾性体、５ａ、５ｂ、５
ｂ・・・・・・アーム、６ａ、６ｂ、６ｃ・・・・・・
凹部。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

管軸と、この管軸内に嵌挿された中実軸と、これらの両
軸間に介在された弾性体とからなり、前記管軸あるいは
中実軸のいずれか一方には放射状に延在する３本以上の
アームを形成するとともに他方にはこれらのアームと適
当の隙間をもって嵌合する凹部を形成し、前記アームの
うち少なくとも１つのアームを除いた他のすべてのアー
ムとそれらに対向する凹部内壁面との間にはそれぞれ弾
性体を介在し、それらの弾性体のうちの少なくとも１つ
の弾性体がアームとこれに対向する凹部内壁面とに密接
され、他の少なくとも１つの弾性体がアームあるいは凹
部内壁面に対し僅かな隙間を保有し、また弾性体の介在
されていないアームと凹部内壁面との間には前記弾性体
の保有する隙間よりも僅かに大きい隙間を形成したこと
を特徴とする弾性軸継手。