JPH09267754A - ステアリング装置の中間軸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ステアリング装置の中間軸において、製造工程
や組立工程での無駄を無くし、コスト低減を図るととも
に、確実な衝撃吸収を図ること。 【解決手段】所要以上の衝撃荷重を受けたときに軸方向
に短縮して衝撃吸収するステアリング装置の中間軸７で
あって、中空軸８とそれにセレーション嵌合される挿入
軸９とからなり、かつ、セレーション嵌合領域において
中空軸８内周の所要角度範囲にセレーション無し部分８
ｂが設けられ、挿入軸９外周の雄セレーション９ａの少
なくとも一つのセレーション溝に棒体２０が軸方向位置
規制された状態で入れられていて、この棒体２０が中空
軸８の内周のセレーション無し部分８ｂに食い込まされ
ている。衝撃を受けると、中空軸８と挿入軸９とが短縮
するように動くが、挿入軸９と一体的に動く棒体２０が
前記動きの抵抗となって衝撃を吸収するのである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所要以上の衝撃荷
重を受けたときに軸方向に短縮して衝撃吸収するステア
リング装置の中間軸に関する。なお、中間軸は、自動車
のステアリング装置においてステアリングシャフトとス
テアリングギアとの間に設けられる。

【０００２】

【従来の技術】図６は、自動車の一般的なステアリング
装置の構成を示している。図中、１はステアリングホイ
ール、２はステアリングコラム、３はステアリングシャ
フト、４はステアリングギア、５，６は自在継手、７は
中間軸である。

【０００３】中間軸７は、ステアリングホイール１に加
わる回転操作力をステアリングギア４側に伝達するもの
であるが、衝突時等に過大な衝撃が加わったとき、その
衝撃が運転者側に伝わらないよう、短縮して衝撃を吸収
する構造になっている。

【０００４】図７は、中間軸の要部破断の側面図であ
る。中間軸７は、互いに軸方向変位可能に連結される中
空軸８と挿入軸９とからなる。中空軸８の内周には雌セ
レーション８ａが設けられており、挿入軸９の先端側の
外周には中空軸８の雌セレーション８ａに嵌合する雄セ
レーション９ａが設けられている。この挿入軸９の雄セ
レーション９ａの形成領域の途中部分の外周には、周溝
１０が形成されている。一方、中空軸８において前記周
溝１０に対応する領域で１８０度対向する二カ所には、
径方向に貫通する孔１１が設けられている。そして、こ
の孔１１を通じて周溝１０と中空軸８との間の間隙に樹
脂１２が充填されており、この充填樹脂１２の固化によ
り、中空軸８と挿入軸９とが一体的に結合されている。

【０００５】このような構成の中間軸７では、過大な衝
撃が加わると、充填樹脂１２が剪断されることになり、
中空軸８内に挿入軸９が入り込んで中間軸７全体が短縮
し、これによって衝撃を吸収するようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来例
では、組立時に、充填樹脂１２の注入、硬化作業が必要
であるために手間がかかるなど、作業効率が悪く、製作
費が嵩むことが指摘される。

【０００７】また、使用場所が高温になりやすいエンジ
ンルーム内であるため、充填樹脂１２の強度の低下防止
に考慮しなければならず、万一、強度が低下した場合、
所要の剪断抵抗が得られなくなることが考えられるな
ど、抜け荷重のばらつきにつながることが考えられる。
なお、抜け荷重とは、中間軸７を短縮するときの衝撃荷
重のことである。さらに、充填樹脂１２が剪断されると
抜け荷重が急激に低下しやすく、十分な衝撃吸収に配慮
が必要である。

【０００８】したがって、本発明は、ステアリング装置
の中間軸において、製造工程や組立工程での無駄を無く
し、コスト低減を図ることを目的とする。また、本発明
は、雰囲気温度に関係なく抜け荷重を一定に管理できる
ようにすることも目的としている。さらにまた、本発明
は、抜け荷重が急激に低下することなく、しばらく持続
して十分かつ確実に衝撃を吸収できるようにすることも
目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、所要以上の衝
撃荷重を受けたときに軸方向に短縮して衝撃吸収するス
テアリング装置の中間軸において、次のように構成す
る。

【００１０】本発明の第１の中間軸は、中空軸とそれに
セレーション嵌合される挿入軸とからなり、かつ、セレ
ーション嵌合領域において中空軸内周の所要角度範囲に
セレーション無し部分が設けられ、挿入軸外周の雄セレ
ーションの少なくとも一つのセレーション溝に棒体が軸
方向位置規制された状態で入れられていて、この棒体が
中空軸の内周のセレーション無し部分に食い込まされて
いる。

【００１１】本発明の第２の中間軸は、中空軸とそれに
挿入される挿入軸とからなり、かつ、中空軸は、その内
周に雌セレーションが設けられているとともにこの雌セ
レーションの円周上の所要角度範囲に軸方向に沿う帯状
の未加工部分が設けられており、挿入軸は、その外周に
雄セレーションが設けられているとともに少なくとも一
つのセレーション溝において軸方向に離れた二カ所に未
加工部分が設けられており、挿入軸の前記セレーション
溝の二カ所の未加工部分の間の領域と中空軸の内周の未
加工部分との間に棒体が介装されていて、この棒体が中
空軸の内周の未加工部分に食い込まされている。

【００１２】上記本発明では、中空軸と挿入軸とのセレ
ーション嵌合領域において両軸の間に棒体を介装し、棒
体を中空軸の内周のセレーション無し部分または未加工
部分に食い込ませるようにして、中空軸と挿入軸とを軸
方向に動かないように拘束するようにしている。しか
し、中間軸が軸方向の衝撃を受けると、挿入軸と中空軸
とが短縮するよう相対的に動いて衝撃を吸収する。な
お、衝撃吸収は、挿入軸と一体的に動く棒体が中空軸内
周のセレーション無し部分の表面を軸方向へ沿って塑性
変形することにより行われる。

【００１３】このような本発明の構成では、従来例のよ
うな組立過程での手間のかかる処理が不要となる他、抜
け荷重が使用雰囲気温度に影響されて変化することがな
い。しかも、棒体の軸方向長さ寸法や直径寸法などを可
変することによって、抜け荷重を任意に設定できるよう
になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】本発明の詳細を図１ないし図５に
示す実施例に基づいて説明する。

【００１５】図１ないし図５は本発明の一実施例にかか
り、図１は、中間軸の要部破断の側面図、図２は、図１
の要部拡大図、図３は、図２の（３）−（３）線断面の
矢視図、図４は、図２の（４）−（４）線断面の矢視
図、図５は、中間軸の分解斜視図である。

【００１６】図中、５および６は自在継手、７は中間軸
である。中間軸７は、軸方向で短縮しうる状態に嵌合さ
れる中空軸８と挿入軸９とからなる。これら中空軸８と
挿入軸９は、金属材からなる。

【００１７】中空軸８は、その内周に雌セレーション８
ａが設けられているが、この雌セレーション８ａは全周
にはなく、円周上の所要角度範囲θ１に軸方向に沿う帯
状の未加工部分８ｂが設けられている。この雌セレーシ
ョン８ａが形成されない未加工部分８ｂは、中空軸８の
内周とほぼ面一である。このような雌セレーション８ａ
は、引き抜き加工により形成される。

【００１８】挿入軸９は、その外周に中空軸８の雌セレ
ーション８ａに嵌合する雄セレーション９ａが形成され
ているが、そのうち三つのセレーション溝の軸方向に離
れた二カ所には未加工部分９ｂが設けられている。この
雄セレーション９ａが形成されない未加工部分９ｂは、
挿入軸９の外周とほぼ面一である。このような雄セレー
ション９ａは、転造加工により形成される。

【００１９】この中空軸８と挿入軸９は、セレーション
嵌合されるのであるが、このセレーション嵌合領域にお
いて両軸８，９の間には、ころ２０が一つ介装されてい
る。このころ２０が請求項の棒体に相当し、例えば軸受
鋼などの金属材からなる。

【００２０】詳しくは、ころ２０は、挿入軸９の雄セレ
ーション９ａにおいて二つの未加工部分９ｂで挟まれる
領域の一つのセレーション溝に入れられて軸方向で位置
規制されている。このころ２０においてセレーション歯
の頂部から所要量突出する部分が、中空軸８の未加工部
分８ｂに食い込まされている。このころ２０の存在によ
って中空軸８が径方向外向きに僅かに膨張しているため
に、ころ２０の配置位置を含む所要角度範囲では中空軸
８の雌セレーション８ａが挿入軸９の雄セレーション９
ａから若干離れて浮いているが、ころ２０の配置位置と
１８０度対向する部分を含む所要角度範囲では中空軸８
の雌セレーション８ａが挿入軸９の雄セレーション９ａ
に対して圧接させられるようになっている。これによ
り、中空軸８と挿入軸９とが軸方向で相対的に動かない
ように拘束されるとともに、中空軸８と挿入軸９との間
の周方向の遊びが無くされている。

【００２１】次に、中間軸７の組立方法について説明す
る。

【００２２】つまり、挿入軸９の雄セレーション９ａに
おいて未加工部９ｂで挟まれる領域の一つのセレーショ
ン溝にころ２０を入れた状態で、この挿入軸９を中空軸
８に対して所要嵌合寸法を満たす位置まで挿入すればよ
い。この挿入は、下記するようなことから圧入とする必
要がある。まず、初期段階では、中空軸８の内周の未加
工部８ｂに対して挿入軸９の雄セレーション９ａのセレ
ーション歯の頂部が僅かに食い込みながら、他の領域の
雄セレーション９ａが中空軸８の雌セレーション８ａに
セレーション嵌合する。この後、挿入軸９の外周に軸方
向位置決めして保持させてあるころ２０が、中空軸８の
内周に入る段階になると、ころ２０において雄セレーシ
ョン９ａの歯先から所要量突出する部分が、中空軸８の
内周の未加工部８ｂに食い込まされることになり、これ
に伴い中空軸８が径方向外向きに僅かに膨張するため
に、ころ２０の配置位置を含む所要角度範囲では中空軸
８の雌セレーション８ａが挿入軸９の雄セレーション９
ａから若干離れて浮くことになり、一方、ころ２０の配
置位置と１８０度対向する部分を含む所要角度範囲では
中空軸８の雌セレーション８ａが挿入軸９の雄セレーシ
ョン９ａに対して圧接させられることになる。

【００２３】そして、上記構造では、衝撃荷重を受けた
ときに、従来のように樹脂部分が剪断して衝撃を吸収し
てから急激に中間軸７が抵抗なく短縮するというように
はならず、短縮動作において挿入軸９のころ２０保持部
分が中空軸８の雌セレーション８ａの形成領域を通過す
るまでの期間について衝撃の吸収を継続し、この期間を
過ぎてから急激に中間軸７が抵抗なく短縮するようにな
っている。これにより、十分な衝撃吸収が達成できるよ
うになる。なお、衝撃吸収は、挿入軸９と一体的に動く
ころ２０が中空軸８内周のセレーション無し部分８ｂの
表面を軸方向に沿って塑性変形することによって行われ
る。しかも、従来例の樹脂の剪断を利用した衝撃吸収構
造のように、使用雰囲気温度による劣化がなく、抜け荷
重が一定に維持されるので、信頼性が高い。

【００２４】ところで、上記構造の中間軸７の場合、こ
ろ２０の軸方向長さ寸法や直径寸法などを適宜設定する
ことで、抜け荷重を任意に可変することができる。この
抜け荷重は、通常、要求に応じて設定される。

【００２５】以上説明したような中間軸７の場合、それ
を構成する中空軸８については従来例のような樹脂の引
っ掛かかりとなる孔を設ける必要がないので製作工数を
少なくでき、また、挿入軸９については従来例のような
周溝を設ける必要がないので製作工程数を少なくでき
る。しかも、組立作業としては、中空軸８へ挿入軸９を
無理嵌めするだけの簡単なもので済み、従来のような手
間のかかる樹脂の注入、硬化処理が不要となる。このよ
うなことから、従来例に比べて製作コストを大幅に低減
できるようになる。

【００２６】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、種々な応用や変形が考えられる。例え
ば中空軸８と挿入軸９とはセレーション嵌合ではなくス
プライン嵌合とするものであってもよい。また、ころ２
０は、円周上の一カ所でなく円周上で近接する数カ所に
配置することができる。その場合、中空軸８と挿入軸９
とに未加工部分８ｂ，９ｂを増やすかあるいは未加工部
を周方向に大きく設定する必要がある。さらに、円柱形
のころ２０の代わりに、三角形や四角形などの多角形の
棒体を用いてもよい。

【００２７】

【発明の効果】本発明では、使用雰囲気温度の影響によ
る劣化がなく、抜け荷重を一定に維持できるので、高い
信頼性が得られる。また、棒体の軸方向長さ寸法や直径
寸法などを可変することによって、抜け荷重を任意に設
定することができるので、要求される衝撃荷重に応じて
簡単かつ正確に幅広く対応できるようになる。しかも、
組立時に、従来のような手間のかかる作業を必要としな
いから、コスト低減に貢献できて、比較的安価に実現で
きるようになる。さらに、抜け荷重を持続することがで
き、十分かつ確実に衝撃を吸収できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の中間軸の要部破断の側面図

【図２】図１の要部拡大図

【図３】図２の（３）−（３）線断面の矢視図

【図４】図２の（４）−（４）線断面の矢視

【図５】図１の中間軸の分解斜視図

【図６】一般的なステアリング装置の構成を示す側面図

【図７】従来の中間軸の要部破断の側面図

【符号の説明】

７ 中間軸 ８ 中空軸 ８ａ 中空軸の雌セレーション ８ｂ 中空軸の未加工部分 ９ 挿入軸 ９ａ 挿入軸の雄セレーション ９ｂ 挿入軸の未加工部分 ２０ ころ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所要以上の衝撃荷重を受けたときに軸方
   向に短縮して衝撃吸収するステアリング装置の中間軸で
   あって、 中空軸とそれにセレーション嵌合される挿入軸とからな
   り、かつ、セレーション嵌合領域において中空軸内周の
   所要角度範囲にセレーション無し部分が設けられ、挿入
   軸外周の雄セレーションの少なくとも一つのセレーショ
   ン溝に棒体が軸方向位置規制された状態で入れられてい
   て、この棒体が中空軸の内周のセレーション無し部分に
   食い込まされている、ことを特徴とするステアリング装
   置の中間軸。
2. 【請求項２】 所要以上の衝撃荷重を受けたときに軸方
   向に短縮して衝撃吸収するステアリング装置の中間軸で
   あって、 中空軸とそれに挿入される挿入軸とからなり、かつ、中
   空軸は、その内周に雌セレーションが設けられていると
   ともにこの雌セレーションの円周上の所要角度範囲に軸
   方向に沿う帯状の未加工部分が設けられており、挿入軸
   は、その外周に雄セレーションが設けられているととも
   に少なくとも一つのセレーション溝において軸方向に離
   れた二カ所に未加工部分が設けられており、 挿入軸の前記セレーション溝の二カ所の未加工部分の間
   の領域と中空軸の内周の未加工部分との間に棒体が介装
   されていて、この棒体が中空軸の内周の未加工部分に食
   い込まされている、ことを特徴とするステアリング装置
   の中間軸。