WO2006009230A1 - 車両ステアリング用伸縮軸 - Google Patents

Abstract

本発明の車両ステアリング用伸縮軸は、雌・雄軸の嵌合部を確実にシールして嵌合部内への雨水、泥水やダストの浸入を防止すると共に、摺動荷重の変動を抑制する。シール部材Ｓは、ゴム等の弾性体から形成してあり、軸方向伸縮自在の蛇腹状部２０と、この蛇腹状部２０の一端に形成してあって雌軸１０の凹段部１０ａに蛇腹状部２０を固定するための固定部２１と、蛇腹状部２０の他端に形成してあって雄軸１１の外周面に適度な締め代をもって接触するシール部３０と、からなる。通常使用領域（振動吸収等の微小変位領域）では、蛇腹状部２０の内部空間では、空気の圧縮等の容積変化が生じることがなく、伸縮軸の摺動荷重の変動を抑制することができる。一方、車両への組付け時、又は、衝突時等のように、伸縮軸が大きく摺動する場合には、シール部３０は、雄軸１１の外周面を摺接するようになっている。

Description

明 細 書 車両ステアリング用伸縮軸 技術分野

本発明は、 車両のステアリングシャフトに組込み、 雌軸と雄軸を相対回転不能 に且つ摺動自在に嵌合してあり、 雌 ·雄軸の嵌合部をシールして嵌合部内への雨 水等の浸入を防止するシール部材を備えた車両ステアリング用伸縮軸に関する。 背景技術

車両用ステアリング装置においては、 中間シャフトは、 スプライン嵌合等した 伸縮軸から構成してあり、 走行する際に発生する軸方向の変位を吸収し、 ステア リングホイール上にその変位や振動を伝えないようになつている。

特開平 6— 2 4 1 2 3 8号公報では、 中間シャフトは、 スプライン嵌合した雌 軸と雄軸とからなり、 雌軸の端部には、 略キャップ状のシール部材が装着してあ り、 このシール部材は、 ゴム等の弾性体のみから構成してある。 このシール部材 のリップ部は、 雄軸の外周面に摺接 （摩擦力をもって接触） してあり、 これによ り、 雌 ·雄軸の嵌合部内への雨水、 泥水やダスト等の浸入を防止している。 ところで、 図 1 2は、 従来例に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図であ る。 図 1 3 Aは、 図 1 2に示した雌 ·雄軸の横断面図であり、 図 1 3 Bは、 図 1 2に示した雄軸の端部の拡大縦断面図である。

雄軸 1 1の外周面には、 周方向に 1 2 0度間隔 （位相） で等配した 3個の軸方 向溝 4 3が延在して形成してある。 これに対応して、 雌軸 1 0の内周面にも、 周 方向に 1 2 0度間隔 （位相） で等配した 3個の軸方向溝 4 5が延在して形成して ある。

雄軸 1 1の軸方向溝 4 3と、 雌軸 1 0の軸方向溝 4 5との間に、 両軸 1 0 , 1 1の軸方向相対移動の際に転動する複数の剛体の球状体 4 7 (転動体、 ポール） が転動自在に介装してある。 なお、 雌軸 1 0の軸方向溝 4 5は、 断面略円弧状若 しくはゴシックアーチ状である。

雄軸 1 1の軸方向溝 4 3は、 傾斜した一対の平面状側面 4 3 aと、 これら一対 の平面状側面 4 3 aの間に平坦に形成した底面 4 3 bとから構成してある。

雄軸 1 1の軸方向溝 4 3と、 球状体 4 7との間には、 球状体 4 7に接触して予 圧するための板バネ 4 9が介装してある。

この板バネ 4 9は、 球状体 4 7に 2点で接触する球状体側接触部 4 9 aと、 球 状体側接触部 4 9 aに対して略周方向に所定間隔をおいて離間してあると共に 雄軸 1 1の軸方向溝 4 3の平面状側面 4 3 aに接触する溝面側接触部 4 9 bと、 球状体側接触部 4 9 aと溝面側接触部 4 9 bを相互に離間する方向に弹性的に 付勢する付勢部 4 9 cと、 軸方向溝 4 3の底面 4 3 bに対向した底部 4 9 dと、 を有している。 、

この付勢部 4 9 cは、 略 U字形状で略円弧状に折曲した折曲形状であり、 この 折曲形状の付勢部 4 9 cによって、 球状体側接触部 4 9 aと溝面側接触部 4 9 b を相互に離間するように弾性的に付勢することができる。

図 1 3 Aに示すように、雄軸 1 1の外周面には、周方向に 1 2 0度間隔（位相） で等配した 3個の軸方向溝 4 4が延在して形成してある。 これに対応して、 雌軸 1 0の内周面にも、 周方向に 1 2 0度間隔 （位相） で等配した 3個の軸方向溝 4 6が延在して形成してある。

雄軸 1 1の軸方向溝 4 4と、 雌軸 1 0の軸方向溝 4 6との間に、 両軸 1 0 , 1 1の軸方向相対移動の際に滑り摺動する剛体の円柱体 4 8 (摺動体、 ニードル口 —ラ） が微小隙間をもって介装してある。 なお、 これら軸方向溝 4 4， 4 6は、 断面略円弧状若しくはゴシックアーチ状である。

また、 図 1 2及び図 1 3 Bに示すように、 雄軸 1 1の端部には、 小径部 1 1 b が形成してあり、 この小径部 1 1 bには、 弾性板 4 1と一対の平板 4 2 , 4 2と からなるストッパー部材が嵌合して、 加締めにより固定してある。 このストッパ 一部材は、 ニードルローラ 4 8の軸方向に規制しつつ、 適度な予圧を与えるよう になっており、 球状体 4 7の軸方向のストッパーとなっている。

以上のように構成した伸縮軸では、 雄軸 1 1と雌軸 1 0の間に球状体 4 7を介 装し、 板バネ 4 9により、 球状体 4 7を雌軸 1 0に対してガタ付きのない程度に 予圧してあるため、 低トルク伝達時は、 雄軸 1 1と雌軸 1 0の間のガタ付きを確 実に防止することができると共に、 雄軸 1 1と雌軸 1 0は軸方向に相対移動する 際には、 ガタ付きのない安定した摺動荷重で摺動することができる。

高トルク伝達時には、 板パネ 4 9が弾性変形して球状体 4 7を周方向に拘束す ると共に、 雄軸 1 1と雌軸 1 0の間に介装した 3列の円柱体 4 8が主なトルク伝 達の役割を果たす。

例えば、 雄軸 1 1からトルクが入力された場合、 初期の段階では、 板パネ 4 9 の予圧がかかっているため、 ガタ付きはなく、 板バネ 4 9がトルクに対する反力 を発生させてトルクを伝達する。 この時は、雄軸 1 1 ·板バネ 4 9 ·球状体 4 7 · 雌軸 1 0間の伝達トルクと入力トルクがつりあった状態で全体的なトルク伝達 がなされる。

さらにトルクが増大していくと、 円柱体 4 8を介した雄軸 1 1、 雌軸 1 0の回 転方向のすきまがなくなり、 以後のトルク増加分を、 雄軸 1 1、 雌軸 1 0を介し て、 円柱体 4 8が伝達する。 そのため、 雄軸 1 1と雌軸 1 0の回転方向ガタを確 実に防止するとともに、 高剛性の状態でトルクを伝達することができる。

以上から、球状体 4 7以外に、円柱体 4 8を設けているため、大トルク入力時、 負荷量の大部分を円柱体 4 8で支持することができる。 従って、 雌軸 1 0の軸方 向溝 4 5と球状体 4 7との接触圧力を低く保つことができると共に、 大トルク負 荷時には、 高剛性の状態でトルクを伝達することができる。 このように、 安定し た摺動荷重を実現すると共に、 回転方向ガ夕付きを確実に防止して、 高剛性の状 態でトルクを伝達することができる。 P2005/013428

4 このように構成した伸縮軸では、 雌軸 1 0の端部には、 特開平 6— 2 4 1 2 3 8号公報に開示した略キャップ状のシ一ル部材 1 0 0が装着してある。.このシ一 ル部材 1 0 0は、 ゴム等の弾性体のみから構成してあり、 雌軸 1 0の端部に嵌着 する嵌着部 1 0 1と、 雄軸 1 1の外周面に摩擦力をもって接触してシール作用を する摺接シール部 1 0 2とを備えている。 これにより、 雌 ·雄軸の嵌合部内への 雨水、 泥水やダスト等の浸入を防止している。

しかしながら、 図 1 2 (特開平 6— 2 4 1 2 3 8号公報） に開示したシール部 材 1 0 0では、 その反対側に、 自在継手 1 1 0のョ一ク 1 1 1が溶接等により固 定してあることから、 雌軸 1 0の内部は、 密閉された空間となっている。

その結果、 雄軸 1 1がスライドすると、 密閉された雌軸 1 0の内部空間では、 空気の逃げ場がなく、 空気の出入りができないことから、 空気の圧縮等の容積変 化が生起して、 雄軸 1 1のスライド量に応じて、 雄軸 1 1の摺動荷重が重くなる などといった、 摺動荷重の変動が出現するといつた問題がある。 発明の開示

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、 雌 ·雄軸の嵌 合部を確実にシールして嵌合部内への雨水、 泥水やダスト等の浸入を防止すると 共に、 摺動荷重の変動を抑制することができる、 車両ステアリング用伸縮軸を提 供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、 本発明の第 1の態様による車両ステアリング用伸 縮軸は、 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に且つ摺 動自在に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、

前記伸縮軸は、

操舵トルクが所定値以下の時に、 前記両軸の間で、 予圧しながら、 操舵トルク を伝達する予圧的トルク伝達部と、

操舵トルクが所定値を超えると、 前記両軸の間で、 剛体の接触により、 操舵ト ルクを伝達する剛体的トルク伝達部と、 を有し、

前記雄軸に一端を固定すると共に、 当該雄軸と前記両軸の嵌合部を被覆して、 前記雌軸に他端を固定した軸方向伸縮自在の蛇腹状の防塵ブーツを備えること を特徴とする。

本発明の車両ステアリング用伸縮軸において、 前記予圧的トルク伝達部は、 前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに夫々形成した少なくとも一列の軸 方向溝の間に、 弾性体を介して、 第 1トルク伝達部材を介装してなり、

前記剛体的トルク伝達部は、

前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに夫々形成した他の少なくとも一列 の溝方向の間に、 第 2トルク伝達部材を介装してなることが好ましい。

本発明の車両ステアリング用伸縮軸において、 前記第 1 トルク伝達部材は、 前 記両軸の軸方向相対移動の際に転動する転動体であり、

前記第 2トルク伝達部材は、 前記両輪の軸方向相対移動の際に滑り移動する摺 動体であることが好ましい。

本発明の車両ステアリング用伸縮軸において、 前記剛体的トルク伝達部は、 前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部にそれぞれ設けられ、 回転の際には互い に接触してトルクを伝達し、

前記予圧的トルク伝達部は、

前記剛体的トルク伝達部とは異なる位置の前記雄軸の外周部と前記雌軸の内 周部の間に設けられ、 前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には転動する 転動体と、 該転動体に径方向に隣接して配置され、 該転動体を介して前記雄軸と 前記雌軸とに予圧を与える弾性体と、 からなることが好ましい。

本発明の第 2の態様による車両ステアリング用伸縮軸は、 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に且つ摺動自在に嵌合してあり、 両軸の嵌合部をシールして嵌合部内への雨水等の浸入を防止するシール部材 が装着してある車両ステアリング用伸縮軸において、 前記シール部材は、 .

前記両軸の嵌合部を被覆して軸方向に伸縮自在である蛇腹状部と、

当該蛇腹状部の一端に形成してあって、 前記両軸のいずれかの外周面に適度な 締め代をもつて接触するシール部と、 からなることを特徴とする。

本発明の第 2の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、 前記蛇腹状部 の他端は、 前記雌軸の外周面に固定してあり、

前記シール部は、 前記雄軸の外周面に適度な締め代をもつて接触することが好 ましい。

本発明の第 2の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、 前記シール部 は、 その間に、 グリース溜まり部が形成してある一対のリップ部を有することが 好ましい。

本発明の第 2の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、 前記シール部 は、 その内部に埋設した金属環を有することが好ましい。

本発明の第 2の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、 前記シール部 のリップ部には、 固体潤滑皮膜がコ一ティングしてあることが好ましい。

本発明の第 2の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、 前記シール部 が接触する前記雄軸の外周面には、 固体潤滑皮膜がコーティングしてあることが 好ましい。

本発明の第 2の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、 前記シール部 は、 そのシール面に露出して前記リップ部に隣接した榭脂リングを有することが 好ましい。

本発明の第 2の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、 前記シール部 は、 その内部に埋設した金属環と、 そのシール面に露出して前記リップ部に隣接 すると共に当該金属環に圧入してある樹脂リングと、 を有することが好ましい。 本発明の第 2の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、 前記シール部 は、 その内部に埋設した金属環と、 そのシール面に露出する共に当該金属環に圧 入又は固着してある樹脂リング又は弹性リングと、 を有することが好ましい。 本発明の第 2の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、 前記蛇腹状部 の軸方向変位抵抗と、 前記シール部の摺動抵抗との関係は、

微少変位時には、 前記蛇腹状部の軸方向変位抵抗が前記シール部の摺動抵抗よ り小さく、

微少変位時より大きくなると、 前記シール部の摺動抵抗が前記蛇腹状部の軸方 向変位抵抗より小さく、

なるように設定してあることが好ましい。

本発明の第 2の態様による車両ステアリング用伸縮軸において、 前記両軸が互 いに大きく伸長した時には、 前記蛇腹状部の内部空間は、 負圧になりつつ、 前記 シール部は、 摺動する一方、

前記両軸が互いに大きく収縮した時には、 前記蛇腹状部の内部空間は、 正圧に なりつつ、 前記シール部は、 摺動することが好ましい。

本発明によれば、 雄軸に一端を固定すると共に、 雄軸と両軸の嵌合部を被覆し て、 雌軸に他端を固定した軸方向伸縮自在の蛇腹状の防塵ブーツを備えている。 又は、 シール部材は、 両軸の嵌合部を被覆して軸方向に伸縮自在である蛇腹状部 と、 蛇腹状部の一端に形成してあって、 両軸のいずれかの外周面に適度な締め代 をもって接触するシール部と、 からなる。

従って、 雌 ·雄軸の嵌合部を確実にシールして嵌合部内への雨水、 泥水やダス ト等の浸入を防止すると共に、 防塵ブーツ又はシール部材の内部空間では、 空気 の圧縮等の容積変化が生じることがなく、 摺動荷重の変動を抑制することができ る。 図面の簡単な説明

図 1 Aは、 本発明に係る車両用ステアリング装置の側面図であり、 図 1 Bは、 一例に係る蛇腹状部の断面図であり、 図 1 Cは、 他例に係る蛇腹状部の断面図で JP2005/013428

8 め 。

図 2は、本発明の第 1実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図 である。

図 3 Aは、 本発明の第 2実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面 図であり、 図 3 Bは、 図 3 Aに示したシール部材の拡大断面図である。

図 4 Aおよび図 4 Bは、 本発明の第 3実施の形態に係り、 それぞれ、 雌 ·雄軸 の変形例に係る縦断面図である。

図 5は、図 4 Aに示した雌 ·雄軸の拡大横断面図である。

図 6 Aおよび図 6 Bは、 それぞれ、 本発明の第 4実施の形態に係り、 シール部 材の拡大断面図である。

図 7 Aおよび図 7 Bは、 それぞれ、 本発明の第 4実施の形態に係り、 シール部 材の拡大断面図である。

図 8 Aは、 本発明の第 5実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面 図であり、 図 8 Bおよび図 8 Cは、 それぞれ、 図 8 Aに示したシール部材の拡大 断面図である。 ·

図 9 Aは、 本発明の第 6実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面 図であり、 図 9 Bおよび図 9 Cは、 それぞれ、 図 9 Aに示したシール部材の拡大 断面図である。

図 1 0 A、 図 1 0 Bおよび図 1 0 Cは、 それぞれ、 本発明の第 7実施の形態に 係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図である。

図 1 1 Aおよび図 1 1 Bは、 それぞれ、 本発明の第 7実施の形態に係る車両ス テアリング用伸縮軸の縦断面図である。

図 1 2は、従来例に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図である。

図 1 3 Aは、 図 1 2に示した雌 ·雄軸の拡大横断面図であり、 図 1 3 Bは、 図 1 2に示した雄軸の端部の拡大縦断面図である。 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸を図面を参照しつ つ説明する。

(車両用ステアリング装置の全体構成図）

図 1 Aは、 本発明に係る車両用ステアリング装置の側面図であり、 図 1 Bは、 一例に係る蛇腹状部の断面図であり、 図 1 Cは、 他例に係る蛇腹状部の断面図で ある。

ステアリングコラム 1には、 アツパ一側にステアリングホイ一ル 2を装着した ステァリングシャフト 3が回転自在に支持してある。

ステアリングシャフト 3のロアー側には、 自在継手 4を介して、 伸縮可能な中 間シャフト 5が連結してある。 この中間シャフト 5の下端には、 自在継手 6を介 して、 ラック · ピニオン式のステアリングギヤ 7が連結してあり、 ステアリング ギヤ 7には、 タイロッド （図示略） 等を介して車輪 （図示略） が連結してあり、 これにより、 車輪が操舵できるようになつている。

中間シャフト 5は、 雌軸 1 0と雄軸 1 1を回転不能に且つ摺動自在に嵌合して あり、 雌軸 1 0が車両の上方側で、 雄軸 1 1が車両の下方側になるように設定し てある。 これにより、 後述するように、 中間軸 5内への水等の浸入を効果的に防 止することができる。

さらに、 両軸 1 0 , 1 1の嵌合部には、 軸方向に伸縮自在である蛇腹状部 2 0 と、 蛇腹状部 2 0の一端に形成してあって雄軸 1 1の外周面に適度な締め代をも つて接触するシール部 3 0とからなるシール部材 Sが装着してある。 シール部材 Sに代えて、 図 2に示す防塵ブーツ Bが装着してあってもよい。

シール部材 S又は防塵ブ一ッ Bの蛇腹状部 2 0は、 図 1 Bに示すように、 複数 の波形形状であってもよく、 又は、 図 1 Cに示すように、 1個の山形の形状であ つてもよい。

(第 1実施の形態） 図 2は、 本発明の第 1実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図 である。

本実施の形態に係る伸縮軸自体は、 図 1 2及び図 1 3 A、 1 3 Bに示した伸縮 軸と同様の構成であり、 その説明を省略する。 但し、 図 1 2及び図 1 3 A、 1 3 Bに示した円柱体 4 8に代えて、 スプライン嵌合のように、 雄軸 1 1に直接形成 した断面円弧状等の凸条形状のものであってもよい。

本実施の形態では、 雄軸 1 1に一端を固定すると共に、 雄軸 1 1と両軸 1 0 , 1 1の嵌合部を被覆して、 雌軸 1 0に他端を固定した軸方向伸縮自在の蛇腹状の 防塵ブーッ Bが設けてある。

防塵ブーツ Bは、 ゴム等の弾性体から形成してあり、 軸方向伸縮自在の蛇腹状 部 2 0と、 この蛇腹状部 2 0の一端に形成してあって雌軸 1 0の凹段部 1 0 aに 蛇腹状部 2 0を固定するための固定部 2 1と、 蛇腹状部 2 0の他端に形成してあ つて雄軸 1 1の凹段部 1 1 aに蛇腹状部 2 0を固定するための固定部 2 2と、 か ら構成してある。

図 2 (即ち、 図 1 2及び図 1 3 A、 1 3 B ) に示した伸縮軸は、 転がりを利用 してスライドするため、 スライド荷重が非常に軽く安定している。 即ち、 摺動範 囲内で、 スライド荷重の変動が少なく、 低摺動荷重であることが特徴である。 このような低摺動荷重の伸縮軸に、 蛇腹状部 2 0を有する防塵ブーツ Bが装着 してあることから、 防塵ブーツ Bの内部空間では、 空気の圧縮等の容積変化が生 じることがなく、 伸縮軸の摺動荷重の変動を抑制することができる。 従って、 上 記のような低摺動荷重の伸縮軸の特徴を保持したまま、 この伸縮軸の室外使用が 可能となる。

(第 2実施の形態）

図 3 Aは、 本発明の第 2実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面 図であり、 図 3 Bは、 図 3 Aに示したシール部材の拡大断面図である。

また、 図面からも明らかなように、 本実施の形態は、 その基本的な構造が上述 した第 1実施の形態と同様であり、 異なる点についてのみ説明する。

本第 2実施の形態では、 両軸 1 0 , 1 1の嵌合部には、 軸方向に伸縮自在であ る蛇腹状部 2 0と、 蛇腹状部 2 0の一端に形成してあって雄軸 1 1の外周面に適 度な締め代をもって接触するシール部 3 0とからなるシール部材 Sが装着して ある。

シール部材 Sは、 ゴム等の弾性体から形成してあり、 軸方向伸縮自在の蛇腹状 部 2 0と、 この蛇腹状部 2 0の一端に形成してあって雌軸 1 0の凹段部 1 0 aに 蛇腹状部 2 0を固定するための固定部 2 1と、 蛇腹状部 2 0の他端に形成してあ つて雄軸 1 1の外周面に適度な締め代をもって接触するシール部 3 0と、 からな る。 また、 シール部 3 0は、図 3 Bに示すように、複数個のリップ部 3 1、 3 1、 3 1を備えている。

このように構成してあることから、通常使用領域（振動吸収等の微小変位領域） では、 蛇腹状部 2 0の内部空間では、 空気の圧縮等の容積変化が生じることがな く、 伸縮軸の摺動荷重の変動を抑制することができる。

一方、 車両への組付け時、 又は、 衝突時等のように、 伸縮軸が大きく摺動する 場合には、 シール部 3 0は、 雄軸 1 1の外周面を摺接するようになつている。 蛇腹状部 2 0のサイズを変更することにより、 蛇腹状部 2 0の内部空間の容積 を増大することが可能となり、 通常使用領域 （振動吸収等の微小変位領域） の増 減が可能となり、 また、 車両組付け時にも摺動荷重の変動を少なくすることが可 能となる。 さらに、 蛇腹状部 2 0を最適なサイズにすることにより、 上述した第 1実施の形態に比べ、 搭載性も良好にすることができる。

(第 3実施の形態）

図 4 Aおよび図 4 Bは、 本発明の第 3実施の形態に係り、 それぞれ、 雌 ·雄軸 の変形例に係る縦断面図である。 図 5は、 図 4 Aに示した雌 ·雄軸の拡大横断面 図である。また、図 4 Aおよび図 4 Bの雌 '雄軸の変形例に於けるシール部材は、 上述した第 2実施の形態のものと同一である。 (ネジ調整式スライダー）

図 4 A及び図 5に示すように、 雄軸 1 1の端部は、 中空又は筒状に形成してあ ると共に、 複数個 （図示例では、 4個） のスリット 5 1が軸方向に延在して設け てある。 これにより、 雄軸 1 1の端部は、 縮径又は拡径可能になっている。

雄軸 1 1の中空の端部には、 ネジ式の径調整機構が設けてある。 すなわち、 図 5に示すように、 内周面に雌ネジを有するナツト部材 5 2が径方向に立設してあ り、 このナット部材 5 2には、 調整ボルト 5 3が螺合してある。

ナット部材 5 2に対向して、 支持部材 5 4が設けてあり、 この支持部材 5 4に は、 調整ポルト 5 3の先端部が当接して押圧できるようになつている。

従って、 調整ポルト 5 3を調整して、 調整ポルト 5 3から支持部材 5 4への押 圧力を低減すると、 スリット 5 1が設けてある雄軸 1 1の中空の端部は、 縮径す る。 これにより、 雌■雄軸 1 0， 1 1の摺動抵抗を低減することができる。

調整ボルト 5 3を調整して、 調整ボルト 5 3から支持部材 5 4への押圧力を増 大すると、 スリット 5 1が設けてある雄軸 1 1の中空の端部は、 拡径する。 これ により、 雌 ·雄軸 1 0 , 1 1の摺動抵抗を増大することができる。

(スプライン ·スライダー）

図 4 Bに示すように、 中間シャフト 5は、 スプライン嵌合等した雌軸 1 0と雄 軸 1 1とからなる。 雌軸 1 0の内周面には、 雌スプライン部 1 0 cが形成してあ り、 雄軸 1 1の外周面には、 雄スプライン部 1 1 cが形成してあり、 これら両軸 1 0 , 1 1は、 摺動自在であって相対回転不能に構成してある。 なお、 雄軸 1 1 の雄スプライン部 1 1 c、 雌軸 1 0の雌スプライン部 1 0 c、 又は、 両軸 1 0， 1 1の双方には、 樹脂や固体潤滑被膜がコーティングしてあってもよい。 これに より、 雌 ·雄軸 1 0 , 1 1の搐動時に、 摺動抵抗を低減することができる。

(第 4実施の形態）

図 6 A、 図 6 Bおよび図 7 A、 図 7 Bは、 それぞれ、 本発明の第 4実施の形態 に係り、 シール部材の拡大断面図である。 本実施の形態は、 その基本的な構造が上述した第 2実施の形態と同様であり、 異 なる点についてのみ説明する。

図 6 Aの例では、 シール部 3 0には、 一対のリップ部 3 1、 3 1が形成してあ り、 これら一対のリップ部 3 1、 3 1の間に、 グリース溜まり部 3 2が形成して ある。 このグリース溜まり部 3 2により、 防水性を向上することができ、 また、 大きな搢動荷重を必要とするとき、 リップ部 3 1、 3 1による摩耗を低減するこ とができる。

図 6 Bの例では、 シール部 3 0に、 金属環 3 3が埋設してある。 この金属環 3 3を設けたことにより、 雄軸 1 1の傾斜等に対する追随性を増大して、 シール性 を向上することができる。

図 7 Aの例では、 リップ部 3 1、 3 1、 3 1が形成してあるシール部 3 0のシ ール面に、 固体潤滑被膜 S L Mがコーティングしてある。 これにより、 リップ部 3 1…の摩耗を低減することができ、また、雄軸 1 1とリップ部 3 1の摺動時に、 摺動抵抗を低減することができる。

図 7 Bの例では、 雄軸 1 1の外周面に、 固体潤滑被膜 S L Mがコ一ティングし てある。 これにより、 リップ部 3 1、 3 1、 3 1の摩耗を低減することができ、 また、 雄軸 1 1とリップ部 3 1の摺動時に、 摺動抵抗を低減することができる。

(第 5実施の形態）

図 8 Aは、 本発明の第 5実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面 図であり、 図 8 B、 図 8 Cは、 それぞれ、 図 8 Aに示したシール部材の拡大断面 図である。

本実施の形態は、 その基本的な構造が上述した第 2実施の形態と同様であり、 異 なる点についてのみ説明する。

図 8 Bの例では、 シール部 3 0は、 そのシール面に露出してリップ部 3 1に隣 接した樹脂リング 3 4を有している。

この樹脂リング 3 4は、 ドライべァリング等の低摩擦で耐摩耗性に優れたもの である。 これにより、 雄軸 1 1の傾斜等に対する追随性を増大して、 シール性を 向上することができる。 また、 リップ部 3 1は、 樹脂リング 3 4と雄軸 1 1との 隙間分のみを負担すれば良い為、 リップ部 3 1による摩擦を最小限に抑えること が可能になる。

図 8 Cの例では、 シール部 3 0に、 金属環 3 3が埋設してあり、 この金属環 3 3に、 樹脂リング 3 4が圧入してある。 これにより、 雄軸 1 1の傾斜等に対する 追随性を増大して、 シール性を向上することができる。

(第 6実施の形態）

図 9 Aは、 本発明の第 6実施の形態に係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面 図であり、 図 9 B、図 9 Cは、 それぞれ、 図 9 Aに示したシール部材の拡大断面 図である。

本実施の形態は、 その基本的な構造が上述した第 2実施の形態と同様であり、 異 なる点についてのみ説明する。

図 9 Bの例では、 シール部 3 0に、 金属環 3 3が埋設してあり、 この金属環 3 3に、 リップ部 3 5 a、 3 5 aを有する樹脂リング 3 5が圧入してある。 この樹 脂リング 3 5は、 エラストマ一材等の樹脂である。

図 9 Cの例では、 シール部 3 0に、 金属環 3 3が埋設してあり、 この金属環 3 3に、 リップ部 3 6 a、 3 6 aを有する弾性リング 3 6が固着してある。 この弾 性リング 3 6は、 硬度の高いゴム等である。

(第 7実施の形態）

図 1 0 A、 図 1 0 Bおよび図 1 0 Cは、 それぞれ、 本発明の第 7実施の形態に 係る車両ステアリング用伸縮軸の縦断面図である。

図 1 1 Aおよび図 1 1 Bも、 それぞれ、 本発明の第 7実施の形態に係る車両ス テアリング用伸縮軸の縦断面図である。

本実施の形態は、 その基本的な構造が上述した第 2実施の形態と同様であり、 異 なる点についてのみ説明する。 本実施形態において、 雄軸 1 1の雌軸 10との嵌合部は拡径していて、段部 1 1 aを形成している。

図 1 OAは、 基本的なセット状態であり、 シール部 30は、 雄軸 1 1の段部 1 1 aから距離 Aの位置にある。 図 10Bは、 両軸 10， 1 1が微少距離 （1) だ け伸長した状態であり、 図 10Cは、 両軸 10, 11が微少距離 （ 1) だけ収縮 した状態であり、 それぞれの状態でシール部 30は段部 11 aから距離 Bおよび Cにある力 図 10A、 図 10 Bおよび図 10 Cにおいて、 微少変位時には、 A B Cである。 つまり、 微小変位 （ 1) の時には、段部 1 1 aからシール 30 までの距離はあまり変化しない。

図 11 Aは、 両軸 10， 11が互いに大きく距離 （L) だけ伸長した状態であ り、 図 1 1 Bは、 両軸 10， 1 1が互いに大きく距離 （L) だけ収縮した状態で ある。 ここで 1 <Lである。

図 10A、 図 10Bおよび図 10 Cを参照して、 蛇腹状部 20の軸方向変位抵抗 と、 シール部 30の摺動抵抗との関係は、 微少変位時には、 蛇腹状部 20の軸方 向変位抵抗がシール部 30の摺動抵抗より小さくなるように設定してある。 これ により、 微少変位時には、 蛇腹状部 20がたわみ、 シール部 30は、 軸 1 1上を 摺動しにくくなる。

一方、 微少変位時より大きくなると、 シール部 30の摺動抵抗が蛇腹状部 20 の軸方向変位抵抗より小さくなるように設定してある。 これにより、 図 11Aお よび図 1 1 Bに示すような大きな変位 （L) 時には、 蛇腹状部 20がたわみ、 シ ール部 30は軸 11上を摺動する。

なお、 蛇腹状部 20の軸方向変位抵抗と、 シール部 30の摺動抵抗との変極点 は、実車走行時の相対変位最大量（約 ± 2. 5 mm)以下としてある。すなわち、 通常車両走行時に生じる微少変位時は、 蛇腹状部 20の軸方向変位抵抗がシール 部 30の摺動抵抗より小さく、 衝突等の大きな変位を生じる場合には、 シール部 30の搢動抵抗が蛇腹状部 20の軸方向変位抵抗より小さくなる。 また、 図 1に示すように、 雌軸 1 0が車両の上方側で、 雄軸 1 1が車両の下方 側になるように設定してある。 これにより、 中間軸 5内への水等の浸入を効果的 に防止することができる。

その結果、 雨天走行においても、 両軸 1 0 , 1 1内への水浸入防止と、 組立時 の大きなスライド量確保、 並びに、 走行時の微少相対変位を、 わずかな摺動抵抗 で、 両立させることが可能になる。

よって、 わずかな摺動抵抗に抑える結果、 実車走行時の振動を抑えることがで き、 快適なステアリング性能を得ることができる。

また、 雌軸 1 0が車両の上方側で、 雄軸 1 1が車両の下方側になるように設定 することにより、 万一、 シール部材 Sの内部空間に水浸入があつたとしても、 水 滴は、 シール部 3 0付近に溜まる。 その後のセット位置状態の長さに於いては、 シール部材 Sの内部は、 空気や水を吸い込んだ後のセット位置状態故、 蛇腹状部 2 0の内部空間は、加圧状態になっており、シール部 3 0付近に溜まった水滴は、 最初に外部に徐々に排出される。

すなわち、 図 1 1 Aに示すように、 両軸 1 0， 1 1が互いに大きく伸長した時 には、 蛇腹状部 2 0の内部空間は、 負圧になりつつ、 シール部 3 0は、 軸 1 1上 を摺動して、 段部 1 1 aからの距離が Dの位置にある。 図 1 O Aに示すセット状 態の時の距離 Aに対して D <Aとなり、 シール部 3 0が軸 1 1に対して摺動して いる。

—方、図 1 1 Bに示すように、両軸 1 0 , 1 1が互いに大きく収縮した時には、 蛇腹状部 2 0の内部空間は、 正圧になりつつ （即ち、 加圧しつつ）、 シール部 3 0は、 軸 1 1上を摺動し、 軸 1 0の端部に接触して停止する。 このとき、 シール 部 3 0と段部 1 1 aとの距離は Eとなる。 図 1 O Aに示すセット状態の距離 Aに 対して A< Eとなり、 シールが軸 1 1に対して摺動している。

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。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 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に且つ摺動 自在に嵌合した車両ステアリング用伸縮軸において、

前記伸縮軸は、

操舵トルクが所定値以下の時に、 前記両軸の間で、 予圧しながら、 操舵トルク を伝達する予圧的トルク伝達部と、

操舵トルクが所定値を超えると、 前記両軸の間で、 剛体の接角虫により、 操 ト ルクを伝達する剛体的トルク伝達部と、 を有し、

前記雄軸に一端を固定すると共に、 当該雄軸と前記両軸の嵌合部を被覆して、 前記雌軸に他端を固定した軸方向伸縮自在の蛇腹状の防塵ブーツを備えること を特徴とする車両ステアリング用伸縮軸。

2 . 前記予圧的トルク伝達部は、

前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに夫々形成した少なくとも一列の軸 方向溝の間に、 弾性体を介して、 第 1トルク伝達部材を介装してなり、

前記剛体的トルク伝達部は、

前記雄軸の外周面と前記雌軸の内周面とに夫々形成した他の少なくとも一列 の溝方向の間に、 第 2トルク伝達部材を介装してなることを特徴とする請求項 1 に記載の車両ステアリング用伸縮軸。

3 . 前記第 1トルク伝達部材は、 前記両軸の軸方向相対移動の際に転動する転 動体であり、

前記第 2トルク伝達部材は、 前記両輪の軸方向相対移動の際に滑り移動する搢 動体であることを特徴とする請求項 2に記載の車両ステアリング用伸縮軸。

4 . 前記剛体的トルク伝達部は、

前記雄軸の外周部と前記雌軸の内周部にそれぞれ設けられ、 回転の際には互い に接触してトルクを伝達し、

前記予圧的トルク伝達部は、

前記剛体的トルク伝達部とは異なる位置の前記雄軸の外周部と前記雌軸の内 周部の間に設けられ、 前記雄軸と前記雌軸との軸方向相対移動の際には転動する 転動体と、 該転動体に径方向に隣接して配置され、 該転動体を介して前記雄軸と 前記雌軸とに予圧を与える弾性体と、 からなることを特徴とする請求項 1に記載 の車両ステアリング用伸縮軸。

5 . 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に且つ摺動 自在に嵌合してあり、

両軸の嵌合部をシールして嵌合部内への雨水等の浸入を防止するシール部材 が装着してある車両ステアリング用伸縮軸において、

前記シール部材は、

前記両軸の嵌合部を被覆して軸方向に伸縮自在である蛇腹状部と、

当該蛇腹状部の一端に形成してあって、 前記両軸のいずれかの外周面に適度な 締め代をもって接触するシール部と、 からなることを特徴とする車両ステアリン グ用伸縮軸。

6 . 前記蛇腹状部の他端は、 前記雌軸の外周面に固定してあり、

前記シール部は、 前記雄軸の外周面に適度な締め代をもって接触することを特 徴とする請求項 5に記載の車両ステァリング用伸縮軸。

7 . 前記シール部は、 その間に、 グリース溜まり部が形成してある一対のリツ プ部を有することを特徴とする請求項 5又は 6に記載の車両ステアリング用伸 縮軸。

8 . 前記シール部は、 その内部に埋設した金属環を有することを特徴とする請 求項 5又は 6に記載の車両ステアリング用伸縮軸。

9 . 前記シール部のリップ部には、 固体潤滑皮膜がコーティングしてあること を特徴とする請求項 5又は 6に記載の車両ステアリング用伸縮軸。

1 0 . 前記シール部が接触する前記雄軸の外周面には、 固体潤滑皮膜がコ一テ ィングしてあることを特徴とする請求項 5又は 6に記載の車両ステアリング用 伸縮軸。

1 1 . 前記シール部は、 そのシール面に露出して前記リップ部に隣接した樹脂 リングを有することを特徴とする請求項 5又は 6に記載の車両ステアリング用 伸縮軸。

1 2 . 前記シール部は、 その内部に埋設した金属環と、 そのシール面に露出し て前記リップ部に隣接すると共に当該金属環に圧入してある樹脂リングと、 を有 する請求項 5又は 6に記載の車両ステアリング用伸縮軸。

1 3 . 前記シール部は、 その内部に埋設した金属環と、 そのシール面に露出す る共に当該金属環に圧入又は固着してある樹脂リング又は弾性リングと、 を有す ることを特徴とする請求項 5又は 6に記載の車両ステアリング用伸縮軸。

1 4 . 前記蛇腹状部の軸方向変位抵抗と、前記シール部の摺動抵抗との関係は、 微少変位時には、 前記蛇腹状部の軸方向変位抵抗が前記シール部の摺動抵抗よ り小さく、

微少変位時より大きくなると、 前記シール部の摺動抵抗が前記蛇腹状部の軸方 向変位抵抗より小さく、

なるように設定してあることを特徴とする請求項 5又は 6に記載の車両ステ ァリング用伸縮軸。

1 5 . 前記両軸が互いに大きく伸長 ύた時には、 前記蛇腹状部の内部空間は、 負圧になりつつ、 前記シール部は、 摺動する一方、

前記両軸が互いに大きく収縮した時には、 前記蛇腹状部の内部空間は、 正圧に なりつつ、 前記シール部は、 摺動することを特徴とする請求項 1 4に記載の車両 ステアリング用伸縮軸。