JPH05170108A - ステアリングシャフト用ジョイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 前輪側からの振動を防振ゴムで効率よく減衰
させつつ操舵時の応答性を高める。 【構成】 第１シャフト７に、板ばね部１４を有するば
ね部材１２を固定する。第２シャフト９に、板ばね部１
４が圧接される偏平面１５を形成した。防振ゴム８が弾
性限界に達する前に、ばね部材１２を介して回転トルク
が第１シャフト７から第２シャフト９へ伝えられる。第
２シャフト９に伝えられる振動等は、板ばね部１４が第
２シャフト９に接触しているだけである関係から主に防
振ゴム８に伝えられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のステアリング
シャフトとステアリングギヤユニットとの間に介装され
るステアリングシャフト用ジョイントに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、自動車のステアリング装置には、
走行時に前輪側からステアリングホイール側へ走行振動
等が伝わるのを防ぐためにトルク伝達経路中に防振ゴム
を介装したものがある。従来のこの種のステアリング装
置を図６ないし図８によって説明する。

【０００３】図６は従来のステアリング装置のステアリ
ングシャフト部を示す斜視図、図７はインターミディエ
イトシャフトの断面図、図８は図７におけるVIII−VIII
線断面図である。

【０００４】これらの図において、１は自動車のステア
リングホイール、２はステアリングシャフトである。こ
のステアリングシャフト２は車体（図示せず）に回転自
在に支持されており、一端部に前記ステアリングホイー
ル１が取付けられている。

【０００５】３はパワーステアリング装置の本体として
のステアリングギヤユニットで、このステアリングギヤ
ユニット３は、入力軸３ａを回動させることで不図示の
前輪が左右に操舵されるように構成されている。

【０００６】このステアリングギヤユニット３の入力軸
３ａには、両端にユニバーサルジョイント４，５が連結
されたインターミディエイトシャフト６を介して前記ス
テアリングシャフト２が連結されている。

【０００７】前記インターミディエイトシャフト６は、
図７に示すように、円筒状の第１シャフト７と、この第
１シャフト７の中空部に防振ゴム８を介して挿入結合さ
れた第２シャフト９とから構成されている。そして、第
１シャフト７がユニバーサルジョイント４を介してステ
アリングシャフト２に連結されており、第２シャフト９
がユニバーサルジョイント５にスプライン結合されその
ユニバーサルジョイント５を介してステアリングギヤユ
ニット３の入力軸３ａに連結されている。

【０００８】また、第１シャフト７には互いに平行な偏
平部７ａ，７ａが形成されており、防振ゴム８および第
２シャフト９は、その偏平部７ａと対応する部位が偏平
に形成されている。この偏平部分が軸連結部の回り止め
として作用して第１シャフト７から第２シャフト９へ回
転トルクが伝達されることになる。

【０００９】なお、第２シャフト９には防振ゴム８を保
持するための凹溝９ａが形成されている。

【００１０】このようにステアリングシャフト２とステ
アリングギヤユニット３との間にインターミディエイト
シャフト６を介装すると、操舵時にはステアリングシャ
フト２側からユニバーサルジョイント４，インターミデ
ィエイトシャフト６およびユニバーサルジョイント５を
介してステアリングギヤユニット３の入力軸３ａに回転
トルクが伝わる。

【００１１】インターミディエイトシャフト６が回転す
るときには、先ず、第１シャフト７が防振ゴム８を撓ま
せるようにして僅かに回転する。防振ゴム８が弾性変形
しているときには第２シャフトへ伝わる回転トルクが僅
かである関係から、そのときには、ステアリングホイー
ル１の回転量に対する前輪の角度変化量は比較的少な
い。

【００１２】そして、防振ゴム８の変形量が多くなって
弾性限界に達した後、上述した偏平部分の作用によって
第２シャフト９が第１シャフト７と共に回転することに
なる。このときには、ステアリングホイール１の回転量
に対する前輪の角度変化量は上述した弾性変形中のとき
より多くなる。

【００１３】また、走行時にステアリングギヤユニット
３からステアリングホイール１側へ伝わる振動や音は、
インターミディエイトシャフト６の防振ゴム８によって
減衰されることになる。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うに防振ゴム８をトルク伝達経路中に介装すると、防振
ゴム８がある一定量だけ弾性変形するまではステアリン
グホイール１の回転量に対する前輪の角度変化量が比較
的少ないため、操舵初期時での前輪の応答性が低くなっ
てしまう。

【００１５】そのような不具合を解消するには防振ゴム
８の硬度を高めればよい。ところが、そのようにすると
ステアリングギヤユニット３側からの振動や音を遮るこ
とができなくなってしまう。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明に係るステアリン
グシャフト用ジョイントは、軸部材の一方に、先端部が
他方の軸部材側へ延在されたばね部材を設けると共に、
他方の軸部材に、少なくとも直進状態以外のときに前記
ばね部材の先端部が係合する係合部を設けたものであ
る。

【００１７】

【作用】防振ゴムが弾性限界に達する前に、ばね部材を
介して回転トルクが一方の軸部材から他方の軸部材へ伝
えられる。そして、ステアリングギヤユニット側から伝
えられる振動や音は、ばね部材が係合部に係合している
ときには両者は互いに接触し合う状態であるから、ばね
部材へは伝わり難く主に防振ゴムに伝えられる。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図３に
よって詳細に説明する。図１は本発明に係るステアリン
グシャフト用ジョイントの要部を示す平面図、図２は本
発明に係るステアリングシャフト用ジョイントの縦断面
図で、同図に示す破断部は図１におけるII−II線断面を
示す。図３は図２におけるIII−III線断面図、図４は本
発明に係るステアリング用ジョイントの伝達トルク特性
を示すグラフである。これらの図において前記図６ない
し図８で説明したものと同一もしくは同等部材について
は、同一符号を付し詳細な説明は省略する。

【００１９】これらの図において、１１は本発明に係る
ステアリングシャフト用ジョイントとしてのインターミ
ディエイトシャフトである。このインターミディエイト
シャフト１１は、ユニバーサルジョイント４を介してス
テアリングシャフト（図示せず）に連結される第１シャ
フト７と、この第１シャフト７の中空部に防振ゴム８を
介して挿入結合された第２シャフト９と、前記第１シャ
フト７の軸端部に溶接されたばね部材１２とから構成さ
れている。

【００２０】前記ばね部材１２は、全体がばね材によっ
て形成されており、第１シャフト７の外周部に嵌合され
て溶接される円環部１３と、円環部１３からこのインタ
ーミディエイトシャフト１１の軸線方向に沿って第２シ
ャフト９側へ延設された二つの板ばね部１４，１４とか
ら形成されている。

【００２１】板ばね部１４は、第２シャフト９に形成さ
れた二つの偏平面１５，１５と対応する位置にそれぞれ
形成されている。そして、板ばね部１４の先端部は、第
２シャフト９の軸心側へ向けて湾曲されており、その湾
曲部の頂部が前記偏平面１５，１５に圧接されている。
本実施例では、車体が直進状態となる位置にステアリン
グシャフトが位置づけたときにも前記頂部が偏平面１５
に圧接されように形成されている。

【００２２】すなわち、このばね部材１２は、二つの板
ばね部１４が第２シャフト９を径方向に挟圧することに
よって、第２シャフト９に係合することになる。第２シ
ャフト９の係合部としては、本実施例では偏平面１５で
ある。

【００２３】このように構成されたインターミディエイ
トシャフト１１をステアリング装置に装着すると、操舵
時にステアリングシャフトから伝達される回転トルク
は、先ず、第１シャフト７に伝えられる。

【００２４】第１シャフト７が回転すると、第２シャフ
ト９にはステアリングギヤユニットでの負荷がかかって
いる関係から、回転初期においては防振ゴム８が弾性変
形する。このとき、防振ゴム８を介して第２シャフト９
に伝わるトルクは小さい。一方、第１シャフト７が回転
するときには、その軸端部に設けられたばね部材１２も
同時に回転するため、このばね部材１２を介して第２シ
ャフト９へトルクが伝えられるようになる。なお、ばね
部材１２の板ばね部１４も撓むため、第１シャフト７に
加えれた回転トルクが全て第２シャフト９へ伝達される
ことはない。

【００２５】すなわち、第１シャフト７の回転初期にお
いては、防振ゴム８を介して伝わる僅かなトルクと、ば
ね部材１２を介して伝わる比較的大きなトルクとの合成
分の回転トルクが第２シャフト９へ伝達されることにな
る。

【００２６】そして、さらにステアリングホイールを回
して操舵動作を行なうと、防振ゴム８での弾性変形量が
次第に増え、やがて防振ゴム８が弾性限界に達するよう
になる。そのようになると、第１シャフト７の偏平部７
ａが第２シャフト９の偏平面１５を防振ゴム８を介して
押圧するようになり、第１シャフト７と第２シャフト９
とが一体となって回転するようになる。なお、そのとき
にもばね部材１２を介して回転トルクが伝達される。

【００２７】そして、このときのステアリングホイール
１の回転量に対する前輪の角度変化量は、防振ゴム８が
弾性変形中のときよりは多くなる。

【００２８】第２シャフト９に伝えられる伝達トルクと
第２シャフト９の捩り角度の関係を図４に示す。図４中
実線は本発明に係るインターミディエイトシャフト１１
を使用した場合を示し、破線は従来のものを使用した場
合を示す。また、θ₁，θ₂はそれぞれ防振ゴム８が弾性
限界に達するときの捩り角度を示す。

【００２９】同図に示すように、捩り角度の増加量に対
する伝達トルクの増加量は、防振ゴム８が弾性限界に達
するまでは従来のものに比べて本発明のインターミディ
エイトシャフト１１の方が多くなっていることが分か
る。

【００３０】また、走行時にステアリングギヤユニット
３からステアリングホイール１側へ伝わる振動や音は、
ユニバーサルジョイント５からインターミディエイトシ
ャフト１１の第２シャフト９へ伝えられる。

【００３１】第２シャフト９が振動すると、ばね部材１
２のばね部１４は第２シャフト９に接触しているだけで
あるから、その振動はばね部材１２へは伝わり難く、主
に防振ゴム８に伝えられる。すなわち、ステアリングギ
ヤユニット側から伝えられる振動や音は、従来通り防振
ゴム８で減衰されることになる。

【００３２】したがって、本発明に係るインターミディ
エイトシャフト１１では、防振ゴム８が弾性限界に達す
る前であってもばね部材１２を介して回転トルクが第１
シャフト７から第２シャフト９へ伝えられるようにな
る。

【００３３】また、ばね部材１２のばね定数を変えるこ
とによって初期トルクを変えることができる。すなわ
ち、ばね定数を大きく設定すると応答性が高くなり、逆
にばね定数を小さく設定すると応答性が低下するので、
設計の自由度が増すことになる。

【００３４】なお、本実施例ではばね部材１２を第１シ
ャフト７に溶接した例を示したが、ばね部材１２の固定
構造は、溶接以外にねじ固定式，圧入式等の構造を採用
することもできる。ねじ止め式とする場合のばね部材を
図５に示す。

【００３５】図５はばね部材の他の実施例を示す図で、
同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は左側面図、同図
（ｃ）は正面図、同図（ｄ）は右側面図である。これら
の図において前記図１ないし図３で説明したものと同一
もしくは同等部材については、同一符号を付し詳細な説
明は省略する。図５に示したばね部材１２は、円環部１
３が板材を曲げ加工して形成され、その一端部にナット
１３ａが固着されると共に、他端部に締結ボルト挿通穴
１３ｂが穿設されている。

【００３６】すなわち、円環部１３が例えば第１シャフ
トに締結される構造とされている。このように構成して
も前記実施例と同等の効果が得られる。

【００３７】さらに、ねじ固定式とするときには、図５
に示した円環部を半割り状に２分割形成して第１シャフ
トを挾むように両部材をボルトによって結合させる構造
や、図５（ｃ）において円環部の最下部となる部位にヒ
ンジを設けて円環部を開閉自在とする構造とすることも
できる。そのように構成すると、第１シャフトに第２シ
ャフトを結合させた後（インターミディエイトシャフト
をステアリング系に介装した後でもよい）にばね部材を
取付けることができるようになって組立が容易になる。

【００３８】また、上記各実施例では車体が直進状態と
なるとき（ステアリングシャフトが回転されていないと
き）であっても板ばね部を第２シャフトに圧接させた例
を示したが、ステアリングシャフトが回転されていない
状態で板ばね部を第２シャフトに圧力を加えることなく
単に当接させるだけでもよい。

【００３９】さらに、ステアリングシャフトが回転され
ていないとき（車体が直進状態のとき）に板ばね部と第
２シャフトとの間に微小間隙が生じるように板ばね部や
第２シャフトを形成することもできる。

【００４０】そのように構成するときの微小間隙の寸法
としては、防振ゴムが弾性限界に達する前に板ばね部が
第２シャフトに当接するような値に設定する。このよう
に板ばね部と第２シャフトとの間に微小間隙を設ける
と、車体が直進状態であるときや、僅かに操舵動作され
てステアリングシャフトと共に第１シャフトが回転した
ときであって板ばね部が第２シャフトに接触するまでの
間であれば、ステアリングギヤユニットから伝えられる
振動などを防振ゴムに全て伝達できるようになる。

【００４１】さらに、上述した各例ではばね部材を第１
シャフトに固定した例を示したが、本発明はそのような
限定にとらわれることなく第２シャフトに固定すること
もできる。

【００４２】さらにまた、板ばねを第２シャフトの偏平
面に当接させる構造以外に、第２シャフトに突設された
受け部材に係合させるようにすることもできる。

【００４３】加えて、ばね部材も板ばね式のもの以外
に、コイルスプリングを用いたものとすることもでき
る。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係るス
テアリングシャフト用ジョイントは、軸部材の一方に、
先端部が他方の軸部材側へ延在されたばね部材を設ける
と共に、他方の軸部材に、少なくとも直進状態以外のと
きに前記ばね部材の先端部が係合する係合部を設けたた
め、防振ゴムが弾性限界に達する前に、ばね部材を介し
て回転トルクが一方の軸部材から他方の軸部材へ伝えら
れることになる。このため、一方の軸部材の回転量が僅
かであっても他方の軸部材が回転することになる。

【００４５】そして、ステアリングギヤユニット側から
伝えられる振動や音は、ばね部材が係合部に係合してい
るときには両者は互いに接触し合う状態であるから、ば
ね部材へは伝わり難く主に防振ゴムに伝えられる。

【００４６】したがって、ステアリングギヤユニット側
から伝えられる振動や音を減衰しやすい防振ゴムを使用
しつつ、操舵初期時での前輪の応答性を高めることがで
きる。

【００４７】また、本発明は従来のジョイントにばね部
材を追加するだけのであるので、容易に実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るステアリングシャフト用ジョイン
トの要部を示す平面図である。

【図２】本発明に係るステアリングシャフト用ジョイン
トの縦断面図である。

【図３】図２におけるIII−III線断面図である。

【図４】本発明に係るステアリング用ジョイントの伝達
トルク特性を示すグラフである。

【図５】はばね部材の他の実施例を示す図で、同図
（ａ）は平面図、同図（ｂ）は左側面図、同図（ｃ）は
正面図、同図（ｄ）は右側面図である。

【図６】従来のステアリング装置のステアリングシャフ
ト部を示す斜視図である。

【図７】インターミディエイトシャフトの断面図であ
る。

【図８】図７におけるVIII−VIII線断面図である。

【符号の説明】

４ ユニバーサルジョイント ５ ユニバーサルジョイント ７ 第１シャフト ８ 防振ゴム ９ 第２シャフト １１ インターミディエイトシャフト １２ ばね部材 １４ 板ばね部 １５ 偏平面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸部材どうしを防振ゴムを介して連結し
   て形成され、ステアリングシャフトとステアリングギヤ
   ユニットとの間に介装されるステアリングシャフト用ジ
   ョイントにおいて、前記軸部材の一方に、先端部が他方
   の軸部材側へ延在されたばね部材を設けると共に、他方
   の軸部材に、少なくとも直進状態以外のときに前記ばね
   部材の先端部が係合する係合部を設けたことを特徴とす
   るステアリングシャフト用ジョイント。