JP2009056877A - 衝撃吸収式車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】車両用操舵装置において、車両が壁等に衝突する一次衝突が生じたときに中間シャフトが十分な衝撃吸収ストロークを確保できるようにし、且つ、中間シャフトの全長を短くすること。
【解決手段】中間シャフト５の第１の端部２５およびステアリングシャフト３を連結する第１の自在継手４と、中間シャフト５の第２の端部３０およびピニオン軸８を連結する第２の自在継手６とが設けられている。中間シャフト５は、傾斜山部５３および谷部５４を交互に有する中空の蛇腹部５２を含む。中間シャフト５の中心軸線Ｂ１は、第１および第２の自在継手４，６の継手中心Ａ１，Ａ２間を結ぶラインＤに対して傾斜している。
【選択図】図２

Description

本発明は、衝撃吸収式車両用操舵装置に関する。

通常、ステアリングホイールと、ラック軸等に噛み合うステアリングギヤとは、ステアリングシャフトや中間シャフト等の軸部材を介して連結されている（例えば、特許文献１〜３参照）。
特許文献１〜３では、上記軸部材に蛇腹管が含まれている。蛇腹管は、特許文献１〜４等に示されているように、中空に形成されている。車両が壁等に衝突する一次衝突が生じたときに、蛇腹管が収縮して衝撃を吸収するようにしている。このときの、軸部材の車両前方側の端部の移動量が、衝撃吸収ストロークに相当する。
特開昭６３−１０１１６８号公報 特開平８−９９６４１号公報 特開平８−２３０６９２号公報 特開昭６１−１４９６１７号公報

衝撃吸収ストロークは、長いほど好ましい。本発明は、かかる背景に鑑みてなされたもので、衝撃吸収ストロークをより多く確保できる衝撃吸収式車両用操舵装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、第１および第２の端部（２５，３０）を有する中間シャフト（５；５Ｄ；５Ｅ）と、中間シャフトの第１の端部およびステアリングシャフト（３）を連結する第１の自在継手（４；４Ｅ）と、中間シャフトの第２の端部およびステアリングギヤ（８ａ）の入力軸（８）を連結する第２の自在継手（６；６Ｅ）と、を備え、中間シャフトは、山部（５３；５７；５３１，５３２；５３１Ｂ，５３２Ｂ；５３Ｅ）および谷部（５４；５４Ａ；５４Ｅ）を交互に有する中空の蛇腹部（５２；５２Ａ；５２Ｂ；５２Ｃ；５２Ｄ）を含み、中間シャフトの中心軸線（Ｂ１）は、第１および第２の自在継手の継手中心（Ａ１，Ａ２）間を結ぶライン（Ｄ）に対して傾斜していることを特徴とする衝撃吸収式車両用操舵装置（１）を提供するものである（請求項１）。

なお、括弧内の英数字は、後述の実施の形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
本発明によれば、車両が壁等に衝突する一次衝突が生じたときに、入力軸から第２の自在継手を介して中間シャフトに衝撃力が伝わると、この衝撃力に起因する曲げモーメントが中間シャフトに作用する。その結果、中間シャフトに所定値以上の衝撃力が伝わったとき、中間シャフトは、衝撃力に起因する曲げモーメントによって座屈しつつ、蛇腹部が上記衝撃力に起因して収縮する。このように、中間シャフトが座屈と収縮の双方を生じることとなり、中間シャフトの第２の端部の、車両後方側への可動量を十分に大きくできる。すなわち、一次衝突のときの衝撃吸収ストロークをより多く確保できる。

また、本発明において、一方の自在継手（６；４Ｅ）の継手中心は、上記中間シャフトの中心軸線からオフセットして配置されており、他方の自在継手（４；６Ｅ）の継手中心は、上記中間シャフトの中心軸線上に配置されている場合がある（請求項２）。
この場合、一方の自在継手の継手中心を中間シャフトの中心軸線からオフセットさせるという簡易な構成により、中間シャフトの中心軸線を、第１および第２の自在継手の継手中心間を結ぶラインに対して傾斜することができる。

また、本発明において、上記中間シャフトは、当該中間シャフトの中心軸線とは同心に形成され、蛇腹部の一端に同行回転可能に連なる長尺のシャフト部（４５）を含み、上記シャフト部に一方の自在継手が連結されている場合がある（請求項３）。
この場合、中間シャフトの軸方向の全域に亘って蛇腹部を形成する必要がない。製造に比較的手間のかかる蛇腹部を必要最小限だけ設けることができ、製造コストを低減できる。また、シャフト部と蛇腹部とを同心に配置するため、両者の相対位置を合わせることが容易であり、その結果、製造の容易化を通じて製造コストをより低減できる。

また、本発明において、上記一方の自在継手は、相対向する一対のタブ（４１，４２）を有するヨーク（３２）を含み、上記シャフト部は、一対のタブ間に挿通され、ヨークと同行回転可能且つ上記中心軸線の軸方向（Ｓ）に相対移動可能に連結されている場合がある（請求項４）。この場合、中間シャフトを一方の自在継手のタブに対してスライドすることができる。中間シャフトを伸縮軸として用いることができる。

また、本発明において、上記他方の自在継手はヨーク（２６）を含み、このヨークは、上記蛇腹部の他端に、中間部材（５８）を介して同行回転可能に連結されている場合がある（請求項５）。この場合、他方の自在継手の継手中心を、中間シャフトの中心軸線上に配置することができる。また、中間部材を用いた場合には、蛇腹部の位置を、中間シャフトの軸方向の中央寄りに配置することができる。これにより、中間シャフトの屈曲中心を、中間シャフトの軸方向の中央寄りにすることができ、一次衝突のときに中間シャフトをより座屈させ易くできる。

また、本発明において、上記中間部材は、長尺のシャフト部材（５８）を含む場合がある（請求項６）。この場合、製造の容易な長尺の部材を中間部材として用いることができる。

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態にかかる車両操舵用伸縮軸を備える車両用操舵装置１の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、車両用操舵装置１は、操舵部材としてのステアリングホイール２と、ステアリングホイール２に連結され、ステアリングホイール２の操舵に応じて回転するステアリングシャフト３とを備えている。

ステアリングホイール２は、ステアリングシャフト３の一端部に取り付けられている。ステアリングシャフト３は、ステアリングホイール２が取り付けられている一端部が上側（アッパ側）となるように傾けて配置されている。ステアリングシャフト３の他端部は、第１の自在継手４、中間シャフト５および第２の自在継手６を介して、舵取り機構７に連結されている。

舵取り機構７は、第２の自在継手６に連なる入力軸としてのピニオン軸８と、ピニオン軸８の一端のステアリングギヤとしてのピニオン８ａに噛み合うラック歯９ａを有するラック軸９とを備えている。
ステアリングホイール２を回転操作してステアリングシャフト３を回転したとき、この回転運動は、第１の自在継手４、中間シャフト５および第２の自在継手６を介して、舵取り機構７のピニオン８ａに伝わり、ピニオン８ａが回転する。

ピニオン８ａの回転は、ラック軸９によって、ラック軸９の長手方向の直線運動に変換される。この直線運動は、ラック軸９に固定された連結部材１０、および連結部材１０に連結されたタイロッド１１を介してナックルアーム１２に伝わり、ナックルアーム１２を回動させる。これにより、ナックルアーム１２に支持された転舵輪１３が操向する。
ステアリングシャフト３は、コラムチューブ１４によって回転自在に支持されている。このコラムチューブ１４は、軸受１５を介して、ステアリングシャフト３の一端部を回転自在に且つ軸方向に相対移動不能に支持している。また、コラムチューブ１４は、軸受１６を介して、ステアリングシャフト３の他端部を回転自在に且つ軸方向に相対移動不能に支持している。

コラムチューブ１４の他端部には、第１のブラケット１７が固定されており、車体１８に固定された第２のブラケット１９に、支軸２０を介して支持されている。コラムチューブ１４は、支軸２０回りに揺動可能である。
コラムチューブ１４の一端部には、第３のブラケット２１が固定されており、車体１８に固定された第４のブラケット２２と対向している。第３のブラケット２１は、ロック機構２３によって第４のブラケット２２にロックされる。

ロック機構２３の操作レバー２４を操作することにより、上記ロックを解除することができる。ロックを解除することにより、ステアリングシャフト３およびコラムチューブ１４を支軸２０回りに揺動させるチルト動作をすることができる。
中間シャフト５は、地面に対して略平行となるように寝かされて配置されており、中間シャフト５の下方に車両のエンジン（図示せず）等が配置されるようになっている。

図２は、中間シャフト５および中間シャフト５の周辺の側面図である。図３は、中間シャフト５の要部の側面図である。図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。
図２を参照して、第１の自在継手４は、他方の自在継手として設けられている。この第１の自在継手４は、中間シャフト５の第１の端部２５とステアリングシャフト３の他端部とを互いに連結するものであり、一対のヨーク２６，２７と、一対のヨーク２６，２７を互いに連結する十字軸２８とを含んでいる。

一方のヨーク２６は、ステアリングシャフト３の他端部が固定された主体部２６ａと、主体部２６ａから二股に分かれて延び、十字軸２８の一対のトラニオン２８ａを軸受（図示せず）を介して支持するためのフォーク２６ｂとを含んでいる。
他方のヨーク２７は、中間シャフト５の第１の端部２５に連なる主体部２７ａと、主体部２７ａから二股に分かれて延び、十字軸２８の一対のトラニオン２８ｂを軸受２９を介して支持するためのフォーク２７ｂと、を含んでいる。第１の自在継手４の継手中心Ａ１は、十字軸２８の一対のトラニオン２８ａの中心軸線と一対のトラニオン２８ｂの中心軸線とが交差する交点とされている。

図２および図３を参照して、第２の自在継手６は、一方の自在継手として設けられている。この第２の自在継手６は、中間シャフト５の第２の端部３０とピニオン軸８とを互いに連結するものであり、一対のヨーク３１，３２と、一対のヨーク３１，３２を互いに連結する十字軸３３とを含んでいる。
一方のヨーク３１は、ピニオン軸８が固定された主体部３１ａと、主体部３１ａから二股に分かれて延び、十字軸３３の一対のトラニオン３３ａを軸受３４を介して支持するためのフォーク３１ｂとを含んでいる。ピニオン軸８の軸線は、第２の自在継手６の継手中心Ａ２と交差している。

他方のヨーク３２は、ヨーク本体３５と、このヨーク本体３５に取り付けられたボルト３６とを含んでいる。ボルト３６は、頭部３６ａと軸部３６ｂとを含んでいる。
図３および図４を参照して、ヨーク本体３５は、中間シャフト５の第２の端部３０を中間シャフト５の軸方向Ｓに沿って挿通させて保持するための筒状部３７と、この筒状部３７の一端から二股に分かれて延び、十字軸３３の一対のトラニオン３３ｂを軸受３８を介して支持するためのフォーク３９とを含んでいる。

上記筒状部３７は、軸方向Ｓに沿って延びるスリット４０を形成しており、筒状部３７は、上記スリット４０を挟んで相対向する一対のタブ４１，４２を含んでいる。ボルト３６の軸部３６ｂは、一方のタブ４１に形成されたボルト挿通孔４１ａを通して、他方のタブ４２に形成されたねじ孔４２ａにねじ込まれるようになっている。
これにより、一対のタブ４１，４２を互いに近接させて筒状部３７を縮径させ、中間シャフト５の第２の端部３０が一対のタブ４１，４２間から抜けないようにされている。筒状部３７は、断面Ｕ字形形状をなしており、一対のタブ４１，４２間が接続部４３によって接続されている。

第２の自在継手６の継手中心Ａ２は、十字軸３３の一対のトラニオン３３ａの中心軸線と一対のトラニオン３３ｂの中心軸線とが交差する交点とされている。
図２を参照して、中間シャフト５は、トルク伝達軸および伸縮軸として用いられており、長尺のシャフト部４５と、チューブ４６とを含んでいる。シャフト部４５およびチューブ４６の中心軸線は、それぞれ、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１と一致している。シャフト部４５およびチューブ４６は、それぞれ、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１と同心である。チューブ４６は、中間シャフト５の第１の端部２５を含んでおり、シャフト部４５は、中間シャフト５の第２の端部３０を含んでいる。

シャフト部４５は、中間シャフト５の軸方向Ｓに延びている。シャフト部４５の一端は、カラー４７を介して、チューブ４６の一端部４６１と同行回転可能且つ軸方向Ｓに相対移動不能に連結されている。シャフト部４５の他端は、中間シャフト５の第２の端部３０を構成している。
図３および図４を参照して、シャフト部４５の他端には、雄セレーション４８が形成されている。この雄セレーション４８は、第２の自在継手６の他方のヨーク３２の筒状部３７に挿通されている。雄セレーション４８は、一方のタブ４１、他方のタブ４２および接続部４３の内側面に跨って形成された雌セレーション４９とトルク伝達可能に嵌合している。なお、シャフト部４５と筒状部３７とは、スプライン結合とされていてもよい。

これにより、第２の自在継手６の他方のヨーク３２とシャフト部４５とが、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１の回りに同行回転可能に、且つ、軸方向Ｓに相対移動可能に連結されている。
車両が衝突する一次衝突が生じたことにより、ピニオン軸８および第２の自在継手６がシャフト部４５側に所定量以上移動したとき、十字軸３３がシャフト部４５の他端面４５ａと当接するようになっている。これにより、第２の自在継手６が、シャフト部４５に対して、軸方向Ｓの一方側（車両後方側）に移動することが規制される。

図５は、チューブ４６およびチューブ４６の近傍の一部断面図である。図５を参照して、チューブ４６は、円筒状をなす一端部４６１および他端部４６２と、中間部４６３とを含んでいる。
チューブ４６の一端部４６１はカラー４７を介してシャフト部４５の一端に同行回転可能に連なっている。カラー４７は、例えば、金属部材を用いて形成されており、円板状の主体部４７１を含んでいる。主体部４７１の中心軸線は、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１と一致している。主体部４７１の一側面に形成された凹部４７１ａに、シャフト部４５の一端が挿通されている。

シャフト部４５の一端の外周にはフランジ部５０が形成されており、主体部４７１の一側面に当接している。フランジ部５０の外周面と主体部４７１の一側面とは、例えば溶接によって互いに固定されており、溶接金属は、フランジ部５０の外周面の全周に亘って形成されている。
カラー４７の他端側の外周面４７２には、チューブ４６の一端部４６１の内周面が嵌合している。チューブ４６の一端部４６１と、カラー４７の外周面４７２に形成された環状の段部４７３とが、互いに突き合わされており、両者が例えば溶接によって互いに固定されている。溶接金属は、環状の段部４７３の全周に亘って形成されている。

なお、シャフト部４５とカラー４７とは、かしめにより固定されてもよい。また、カラー４７とチューブ４６とは、かしめにより固定されてもよい。
チューブ４６の他端部４６２は、カラー５１を介して、第１の自在継手４の他方のヨーク２６の主体部２６ａに連結されている。カラー５１は、例えば、円板状をなしており、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１と一致する中心軸線を有している。他方のヨーク２６の主体部２６ａは、中心軸線Ｂ１と一致する中心軸線を有している。

チューブ４６の他端部４６２が、カラー５１の一側面に突き合わされており、両者が例えば溶接によって固定されている。チューブ４６とカラー５１とを繋ぐ溶接金属は、カラー５１の全周に亘って形成されている。
カラー５１の他端面に、第１の自在継手４の他方のヨーク２６の主体部２６ａが突き合わされており、両者が例えば溶接によって固定されている。カラー５１と主体部２６ａとを繋ぐ溶接金属は、カラー５１の全周に亘って形成されている。

なお、チューブ４６とカラー５１とは、かしめにより固定されてもよい。また、カラー５１と他方のヨーク２６の主体部２６ａとは、かしめにより固定されてもよい。
チューブ４６の中間部４６３に、中空の蛇腹部５２が形成されている。蛇腹部５２は、中間シャフト５の第１の端部２５の近傍に配置されている。蛇腹部５２の一端がチューブ４６の一端部４６１に連なっており、蛇腹部５２の他端がチューブ４６の他端部４６２に連なっている。

蛇腹部５２は、一次衝突のときに座屈しながら収縮するためのものであり、複数の山部としての傾斜山部５３と複数の谷部５４とを交互に配置してなる。各傾斜山部５３は、断面山形形状をなしており、互いに同様の形状とされている。
各傾斜山部５３は、当該傾斜山部５３の頂部の稜線５５を中心とする対称形状をなしている。各傾斜山部５３の中心軸線Ｂ２は、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１に対して所定の傾斜角αをなして傾斜している。各傾斜山部５３の頂部の稜線５５の中心Ａ３は、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１上に位置している。

なお、傾斜山部５３の稜線５５とは、中心軸線Ｂ２に直交する断面における傾斜山部５３の外径線をいう。
本実施の形態の特徴の１つは、各傾斜山部５３の稜線５５が、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１と直交する仮想の直交面Ｃに対して所定の傾斜角αをなして傾斜している点にある。

換言すれば、稜線５５は、直交面Ｃに対して所定の傾斜角αだけ傾斜した仮想の傾斜面上に位置している。
各傾斜山部５３の稜線５５は、互いに同じ向きに傾斜している。なお、本実施の形態において、傾斜している山部（傾斜山部５３）は複数設けられているが、蛇腹部５２に設けられる複数の山部の少なくとも１つが傾斜していればよく、中心軸線Ｂ１に対して直交する稜線を有する山部が設けられていてもよい。

各谷部５４は、断面略Ｕ字形形状をなしており、互いに同様の形状とされている。各谷部５４は、軸方向Ｓに沿って並んでいる。各谷部５４の谷底線５６は、直交面Ｃに対して所定の傾斜角αをなして傾斜している。すなわち、谷底線５６は、傾斜山部５３の稜線５５と平行である。各谷部５４の外周面の谷径は、チューブ４６の一端部４６１の外径と略等しくされている。

各傾斜山部５３と対応する谷部５４とは、連続的に接続されている。具体的には、各傾斜山部５３の外周面と対応する谷部５４の外周面とが滑らかに接続されているとともに、各傾斜山部５３の内周面と対応する谷部５４の内周面とが滑らかに接続されている。
再び図２および図４を参照して、中間シャフト５は、第１の自在継手４の継手中心Ａ１および第２の自在継手６の継手中心Ａ２間を結ぶラインＤを回転軸線として回転する。本実施の形態の特徴の１つは、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１が、上記ラインＤに対して所定の傾斜角βをなして傾斜している点にある。

具体的には、一方の継手としての第２の自在継手６の継手中心Ａ２が、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１からオフセットして配置されている。第２の自在継手６の継手中心Ａ２は、中心軸線Ｂ１に対して、中心軸線Ｂ１に直交する方向に所定のオフセット量Ｅだけ隔てて位置している。
他方の自在継手としての第１の自在継手４の継手中心Ａ１は、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１上に配置されている。

図６を参照して、以上の概略構成を有する車両用操舵装置において、一次衝突によりピニオン軸８に車両後方側を向く所定値以上の衝撃力が入力されたとき、ピニオン軸８からの衝撃力Ｆ１が、第２の自在継手６に伝わる。これにより、第２の自在継手６が中間シャフト５に対して車両後方側にスライドし、十字軸３３が中間シャフト５の第２の端部３０に衝突する。

これにより、十字軸３３から中間シャフト５の第２の端部３０に衝撃力Ｆ２が伝わる。このとき、第２の自在継手６の継手中心Ａ２が中間シャフト５の中心軸線Ｂ１からオフセットされていることにより、中間シャフト５の第２の端部３０には、曲げモーメントＭ１が作用する。
中間シャフト５に入力された衝撃力Ｆ２は、シャフト部４５からチューブ４６の蛇腹部５２に伝わる。これにより、蛇腹部５２の傾斜山部５３から対応する谷部５４に伝わる力Ｆ３の向きは、中心軸線Ｂ１に対して傾斜角αだけ傾斜したものとなり、中心軸線Ｂ１に対して直交する成分Ｆ３ｓｉｎαを含む。

この成分Ｆ３ｓｉｎαが蛇腹部５２を曲げる向きと、曲げモーメントＭ１が蛇腹部５２を曲げる向きとが一致するようにされている。
その結果、中間シャフト５は、図７に示すように、蛇腹部５２を中心にして座屈し、且つ蛇腹部５２が収縮する。
以上の次第で、本実施の形態によれば、車両が壁等に衝突する一次衝突が生じたときに、ピニオン軸８から第２の自在継手６を介して中間シャフト５に衝撃力Ｆ２が伝わると、衝撃力Ｆ２に起因する曲げモーメントＭ１が中間シャフト５に作用する。

その結果、中間シャフト５に所定値以上の衝撃力Ｆ２が伝わったとき、中間シャフト５は、衝撃力Ｆ２に起因する曲げモーメントＭ１によって座屈しつつ、蛇腹部５２が衝撃力Ｆ２に起因して収縮する。このように、中間シャフト５が座屈と収縮の双方を生じることとなり、中間シャフト５の第２の端部３０の、車両後方側への可動量を十分に大きくできる。すなわち、一次衝突のときの衝撃吸収ストロークをより多く確保できる。

また、単に蛇腹管の全長を長くすることにより蛇腹部の収縮量を増やして衝撃吸収ストロークを確保する構成と比べ、本実施の形態は、同様の衝撃吸収ストロークを確保しつつ、中間シャフト５の全長を短くできる。中間シャフト５をコンパクトにできる結果、車両用操舵装置１のレイアウトの自由度を拡げることができる。
また、第２の自在継手６の継手中心Ａ２を中間シャフト５の中心軸線Ｂ１からオフセットさせるという簡易な構成により、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１を、第１および第２の自在継手４，６の継手中心Ａ１，Ａ２間を結ぶラインＤに対して傾斜することができる。

さらに、中間シャフト５にシャフト部４５を設けていることにより、中間シャフト５の軸方向Ｓの全域に亘って蛇腹部５２を形成する必要がない。製造に比較的手間のかかる蛇腹部５２を必要最小限だけ設けることができ、製造コストを低減できる。
また、シャフト部４５と蛇腹部５２とを同心に配置していることにより、両者の相対位置を合わせることが容易であり、その結果、製造の容易化を通じて製造コストをより低減できる。

さらに、シャフト部４５の一端とカラー４７、およびカラー４７とチューブ４６の一端部４６１とを溶接するときに、シャフト部４５、カラー４７およびチューブ４６を治具によって同一の軸線回りに回転させながら、対応する箇所を全周に亘って溶接できる。その結果、全周に亘って均一な溶接を容易に行うことができる。
例えば、シャフト部とチューブとを偏心させて固定する構成を採用した場合には、両者を同一の軸線回りに回転させながら全周に亘って溶接するときに、溶接棒等の溶接部材と溶接箇所との距離が連続的に変化することとなるため、溶接を均一に行うことが困難となる。溶接を均一に行うためには、溶接部材と溶接箇所との距離を一定に保つための構成等が必要となり、溶接に手間がかかってしまう。本実施の形態によれば、このような手間がかからない。

また、中間シャフト５の第２の端部３０を第２の自在継手６の一対のタブ４１，４２に対して軸方向Ｓにスライドすることができる。これにより、中間シャフト５を伸縮軸として用いることができる。
さらに、一対のタブ４１，４２間に挿通されるシャフト部４５の中心軸線（中間シャフト５の中心軸線Ｂ１）を、第２の自在継手６の継手中心Ａ２と交差しないようにオフセットして配置するという簡易な構成により、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１とラインＤとを傾斜することができる。

また、第１の自在継手４の継手中心Ａ１を、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１上に配置することができる。第１の自在継手４と中間シャフト５との位置決めが容易である。
さらに、車両用操舵装置１を車体に組み付けるときに、第２の自在継手６の他方のヨーク３２を中間シャフト５に対してスライドさせることがあるが、チューブ４６（蛇腹部５２）を中間シャフト５の第１の端部２５寄りに配置している結果、第２の自在継手６の他方のヨーク３２が軸方向Ｓにスライドできる量を多くできる。したがって、組付のときの第２の自在継手６の取り扱いの自由度を高くできる。

さらに、一次衝突のときの衝撃力Ｆ２に起因して傾斜山部５３から谷部５４に伝わる力Ｆ３は、傾斜山部５３の稜線５５と直交する向きとなり、中間シャフト５の軸方向Ｓに直交する成分Ｆ３ｓｉｎαを有することから、蛇腹部５２を折り曲げようとする力が作用することとなる。
その結果、蛇腹部５２の座屈を促進できる。中間シャフト５に所定値以上の衝撃力Ｆ２が伝わったとき、蛇腹部５２は、座屈しながら収縮することとなり、中間シャフト５の第２の端部３０の、車両後方側への可動量をより大きくできる。すなわち、一次衝突のときの衝撃吸収ストロークをより多く確保できる。

また、各傾斜山部５３の稜線５５が、互いに同じ向きに傾斜している。これにより、各傾斜山部５３から隣接する谷部５４に伝わる力は、それぞれ、互いに同じ向きとなる。その結果、蛇腹部５２を折り曲げようとする力をより大きくすることができる。
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。なお、以下では、主に図１〜図７に示す実施の形態と異なる点について説明し、同様の構成には図に同様の符号を付してその説明を省略する。

例えば、図８に示すように、第１種の傾斜山部５３１と第２種の傾斜山部５３２とを含む蛇腹部５２Ａを設けてもよい。第１種の傾斜山部５３１および第２種の傾斜山部５３２は、例えば、それぞれ複数設けられていてもよいし、何れか一方の種類の傾斜山部は１つのみ設けられていてもよい。同種の傾斜山部は、連続して並んでいる。
第１種の傾斜山部５３１の稜線５５と、第２種の傾斜山部５３２の稜線５５とは、互いに逆向きに傾斜している。第１種の傾斜山部５３１と第２種の傾斜山部５３２との間には、直交山部５７が設けられている。直交山部５７の中心軸線は、中間シャフトの中心軸線Ｂ１と一致している。直交山部５７の稜線５５は、中間シャフトの中心軸線Ｂ１と直交している。なお、直交山部５７は、設けられていなくてもよい。

上記の構成により、車両の一次衝突に伴い第１種の傾斜山部５３１から隣接する谷部５４Ａに作用する力Ｆ４は、第１種の傾斜山部５３１の稜線５５に直交する方向を向いており、中心軸線Ｂ１に直交する成分Ｆ４ｓｉｎαを含んでいる。
一方、第２種の傾斜山部５３２から隣接する谷部５４Ａに作用する力Ｆ５は、第２種の傾斜山部５３２の稜線５５に直交する方向を向いており、中心軸線Ｂ１に直交する成分Ｆ５ｓｉｎαを含んでいる。これらの成分Ｆ４ｓｉｎαおよびＦ５ｓｉｎαは、互いに逆向きである。

本実施の形態によれば、第１種の傾斜山部５３１から隣接する谷部５４Ａに伝わる力Ｆ４のうち、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１と直交する方向の成分Ｆ４ｓｉｎαと、第２種の傾斜山部５３２から隣接する谷部５４Ａに伝わる力のうち、中間シャフト５の中心軸線Ｂ１と直交する方向の成分Ｆ５ｓｉｎαとは、互いに逆向きとなる。
その結果、第１種の傾斜山部５３１に起因する蛇腹部５２Ａの座屈の向きと、第２種の傾斜山部５３２に起因する蛇腹部５２Ａの座屈の向きとを逆向きにでき、蛇腹部５２Ａの座屈を促進することができる。

なお、図８に示す実施の形態の蛇腹部５２Ａに代えて、図９に示す蛇腹部５２Ｂを設けてもよい。蛇腹部５２Ｂが蛇腹部５２Ａと異なっているのは、以下の点である。すなわち、第１種の傾斜山部５３１，５３１Ｂのうち、第２種の傾斜山部５３２，５３２Ｂから遠い傾斜山部の稜線５５ほど、直交面Ｃに対する傾斜角αが大きくされている点と、第２種の傾斜山部５３２，５３２Ｂのうち、第１種の傾斜山部５３１，５３１Ｂから遠い傾斜山部の稜線５５ほど、直交面Ｃに対する傾斜角αが大きくされている点にある。

第２種の傾斜山部５３２，５３２Ｂに相対的に近い第１種の傾斜山部５３１の稜線５５の傾斜角αは相対的に小さい値とされており、第２種の傾斜山部５３２，５３２Ｂに相対的に遠い第１種の傾斜山部５３１Ｂの稜線５５Ｂの傾斜角αは相対的に大きい値とされている。
同様に、第１種の傾斜山部５３１，５３１Ｂに相対的に近い第２種の傾斜山部５３２の稜線５５の傾斜角αは相対的に小さい値とされており、第１種の傾斜山部５３１，５３１Ｂに相対的に遠い第２種の傾斜山部５３２Ｂの稜線５５の傾斜角αは相対的に大きい値とされている。

また、図１０に示すように、山部が直交山部５７のみからなる蛇腹部５２Ｃを設けてもよい。
さらに、図１１に示すように、チューブ４６の他端部４６２（蛇腹部５２Ｄの他端）が、中間部材としての長尺のシャフト部材であるシャフト部５８を介して、第１の自在継手４の他方のヨーク２６に同行回転可能に連結されるようにしてもよい。シャフト部５８は、シャフト部４５と同様の棒状の部材である。

チューブ４６の他端部４６２は、カラー４７Ｄを介してシャフト部５８に同行回転可能且つ中間シャフト５Ｄの軸方向Ｓに相対移動不能に連結されている。チューブ４６の他端部４６２とカラー４７Ｄとの固定構造は、チューブ４６の一端部４６１とカラー４７との固定構造と同様である。また、カラー４７Ｄとシャフト部５８の一端との固定構造は、カラー４７とシャフト部４５の一端との固定構造と同様である。

シャフト部５８の他端は、第１の自在継手４の他方のヨーク２６の主体部２６ａに、溶接等によって固定されている。チューブ４６は、中間シャフト５Ｄのうち、軸方向Ｓの略中央に配置されている。
本実施の形態によれば、中間部材としてのシャフト部５８を用いることにより、蛇腹部５２Ｄの位置を、中間シャフト５Ｄの中央寄りに配置することができる。これにより、中間シャフト５Ｄの屈曲中心としての蛇腹部５２Ｄを、中間シャフト５Ｄの軸方向Ｓの中央寄りにすることができ、一次衝突のときに中間シャフト５Ｄをより座屈させ易くできる。このような優れた効果を、製造の容易な長尺のシャフト部５８を用いることにより実現できる。

なお、シャフト部５８を用いた構成を、図８，図９および図１０の各実施の形態に適用してもよい。
また、図１２に示すように、一方の自在継手としての第１の自在継手４Ｅの継手中心Ａ１が中間シャフト５Ｅの中心軸線Ｂ１からオフセットして配置され、他方の自在継手としての第２の自在継手６Ｅの継手中心Ａ２が中間シャフト５Ｅの中心軸線Ｂ１上に配置されるようにしてもよい。

この場合も、一次衝突のときに、傾斜山部５３Ｅから隣接する谷部５４Ｅに伝わる力Ｆ６のうち、中心軸線Ｂ１と直交する成分Ｆ６ｓｉｎαが蛇腹部５２Ｅを曲げる向きと、中間シャフト５Ｅに作用する曲げモーメントＭ２が蛇腹部５２Ｅを曲げる向きとが、同じとなるようにされる。
図１２に示す実施の形態の蛇腹部５２にＥに変えて、図８の蛇腹部５２Ａ、図９の蛇腹部５２Ｂまたは図１０の蛇腹部５２Ｃを用いてもよい。また、チューブ４６Ｅと第２の自在継手６Ｅとの間に、シャフト部５８を介装してもよい。

また、本発明を、電動パワーステアリング装置や油圧ステアリング装置に適用することができる。

本発明の一実施の形態にかかる車両操舵用伸縮軸を備える車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。 中間シャフトおよび中間シャフトの周辺の側面図である。 中間シャフトの要部の側面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 チューブおよびチューブの近傍の一部断面図である。 一次衝突のときに中間シャフトに作用する力を説明するための側面図である。 一次衝突が生じたことにより所定値以上の衝撃力が作用したときの中間シャフトの要部の側面図である。 本発明の別の実施の形態の要部の側面図である。 本発明のさらに別の実施の形態の要部の側面図である。 本発明のさらに別の実施の形態の要部の側面図である。 本発明のさらに別の実施の形態の要部の側面図である。 本発明のさらに別の実施の形態の要部の側面図である。

符号の説明

１…車両用操舵装置、３…ステアリングシャフト、４，４Ｅ…第１の自在継手、５，５Ｄ，５Ｅ…中間シャフト、６，６Ｅ…第２の自在継手、８…ピニオン軸（入力軸）、８ａ…ピニオン（ステアリングギヤ）、２５…（中間シャフトの）第１の端部、２６…ヨーク、３０…（中間シャフトの）第２の端部、３２…ヨーク、４１…一方のタブ、４２…他方のタブ、４５…シャフト部、５２，５２Ａ，５２Ｂ，５２Ｃ，５２Ｄ…蛇腹部、５３，５３１，５３２，５３１Ｂ，５３２Ｂ，５３Ｅ…山部、５４，５４Ａ，５４Ｅ…谷部、５８…シャフト部（中間部材）、Ａ１，Ａ２…継手中心、Ｂ１…（中間シャフトの）中心軸線、Ｄ…ライン、Ｓ…軸方向。

Claims (6)

1. 第１および第２の端部を有する中間シャフトと、
   中間シャフトの第１の端部およびステアリングシャフトを連結する第１の自在継手と、
   中間シャフトの第２の端部およびステアリングギヤの入力軸を連結する第２の自在継手と、を備え、
   中間シャフトは、山部および谷部を交互に有する中空の蛇腹部を含み、
   中間シャフトの中心軸線は、第１および第２の自在継手の継手中心間を結ぶラインに対して傾斜していることを特徴とする衝撃吸収式車両用操舵装置。
2. 請求項１において、一方の自在継手の継手中心は、上記中間シャフトの中心軸線からオフセットして配置されており、他方の自在継手の継手中心は、上記中間シャフトの中心軸線上に配置されている衝撃吸収式車両用操舵装置。
3. 請求項１または２において、上記中間シャフトは、当該中間シャフトの中心軸線とは同心に形成され、蛇腹部の一端に同行回転可能に連なる長尺のシャフト部を含み、
   上記シャフト部に一方の自在継手が連結されている衝撃吸収式車両用操舵装置。
4. 請求項３において、上記一方の自在継手は、相対向する一対のタブを有するヨークを含み、
   上記シャフト部は、一対のタブ間に挿通され、ヨークと同行回転可能且つ上記中心軸線の軸方向に相対移動可能に連結されている衝撃吸収式車両用操舵装置。
5. 請求項２において、上記他方の自在継手はヨークを含み、このヨークは、上記蛇腹部の他端に、中間部材を介して同行回転可能に連結されている衝撃吸収式車両用操舵装置。
6. 請求項５において、上記中間部材は、長尺のシャフト部材を含む衝撃吸収式車両用操舵装置。

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