JP2001099179A

JP2001099179A - 伸縮自在シャフトの結合構造

Info

Publication number: JP2001099179A
Application number: JP27227999A
Authority: JP
Inventors: Hiramichi Takano; 平通高野; Kiyoaki Tono; 清明東野; Shoji Oka; 昭次岡
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1999-09-27
Filing date: 1999-09-27
Publication date: 2001-04-10
Anticipated expiration: 2019-09-27
Also published as: JP3975623B2

Abstract

(57)【要約】【課題】突時等におけるコラプスのストローク量を十
分に確保すると共に、「こじれ」の発生を確実に防止
し、しかも、ステアリングシャフトの組付時や車両の走
行時には、アウターシャフト等の軸方向への摺動を許容
すること。【解決手段】インナーシャフト４に、中間パイプ部材
５をスプライン嵌合し、この中間パイプ部材５に、アウ
ターシャフト６をスプライン嵌合し、次いで、インナー
シャフト４と中間パイプ部材５とのそれぞれの先端部４
ａ，５ａを嵌合しながら、押圧部材１１，１２により押
圧して楕円形状に塑性変形し、その後、インナーシャフ
ト４と中間パイプ部材５とを互いに圧入嵌合し、次い
で、アウターシャフト６の先端部６ａに形成したスリッ
ト１３の外周に緊締部材１４を外嵌して、アウターシャ
フト６の先端部６ａを中間パイプ部材５に対して緊締し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のステアリ
ング装置等に用いる伸縮自在シャフトの結合構造に関
し、詳しくは、衝突時等におけるコラプスのストローク
量を十分に確保すると共に、「こじれ」の発生を確実に
防止し、しかも、ステアリングシャフトの組付時や車両
の走行時には、アウターシャフト等の軸方向への摺動を
許容することができる伸縮自在シャフトの結合構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のステアリング装置においては、
車両の衝突時等に、ステアリングシャフトの一部をコラ
プスして収縮させることにより、運転者の保護を図って
いる。具体的には、ステアリングシャフトの前方側のイ
ンナーシャフトと、これの後方側のアウターシャフトと
をスプライン嵌合またはセレーション嵌合し、これによ
り、衝突時等に、この両者の嵌合部をコラプスして、イ
ンナーシャフトをアウターシャフト内に収納し、ステア
リングシャフトを収縮するようになっている。

【０００３】例えば、実公昭６３−１７８６２号公報で
は、アウターシャフトの端部に複数のスリットを設け
て、このアウターシャフトの端部を径方向に拡径・縮径
できるようにする一方、このアウターシャフト内に、イ
ンナーシャフトをスプライン嵌合した後、アウターシャ
フトの端部の外周にリング状の緊締部材を外嵌して、ア
ウターシャフトの端部をインナーシャフトに対して緊締
している。これにより、コラプス時にステアリングシャ
フトを収縮させるだけでなく、緊締部材による緊締力に
よってインナーシャフトとアウターシャフトとの間の
「ガタ」を防止している。

【０００４】しかも、この緊締部材の緊締力を調整する
ことにより、インナーシャフトに対するアウターシャフ
トの軸方向への摺動を許容し、これにより、例えば、ス
テアリングシャフトの車体への組付時には、インナーシ
ャフトに対してアウターシャフトを軸方向に摺動して、
ステアリングシャフトの長さを調整することができ、ま
た、車両の走行時に車体が変位した時には、インナーシ
ャフトに対してアウターシャフトが軸方向に摺動して、
変位を吸収することができる。

【０００５】しかしながら、上記のようなインナーシャ
フトとアウターシャフトをスプライン嵌合等した１段式
の嵌合構造では、コラプス時のストローク量を十分に確
保することができないといったことから、実開平１−７
３０７９号公報や米国特許第５，４６４，２５１号公報
では、インナーシャフトとアウターシャフトとの間に、
中間パイプ部材を介装し、それぞれを嵌合して２段式の
嵌合構造にし、これにより、衝突時等におけるコラプス
のストローク量を十分に確保するようにしている。

【０００６】具体的には、実開平１−７３０７９号公報
では、中実のインナーシャフトに、中間パイプ部材を嵌
合し、この中間パイプ部材に、アウターシャフトを嵌合
して、２段式の嵌合構造にし、さらに、インナーシャフ
トと中間パイプ部材の間の隙間に、樹脂を充填して、コ
ラプス時の荷重が一定になるように調整している。これ
により、衝突時等には、樹脂の充填箇所をコラプスし
て、インナーシャフト、中間パイプ部材、およびアウタ
ーシャフトを相互に重なり合わせて、ステアリングシャ
フトを収縮している。このように、２段式の嵌合構造で
あるため、コラプス時のストローク量を十分に確保する
ことができる。

【０００７】また、米国特許第５，４６４，２５１号公
報では、その図６において、インナーシャフトに、中間
パイプ部材をスプライン嵌合し、この中間パイプ部材
に、アウターシャフトをスプライン嵌合して、２段式の
嵌合構造にしている。さらに、インナーシャフトと中間
パイプ部材とは、所定の摩擦力を付与しながら軸方向に
摺動自在に構成してある一方、アウターシャフトの内周
面に１個の突起を形成し、中間パイプ部材とアウターシ
ャフトとは、この１個の突起により圧入嵌合して軸方向
に摺動不能に構成してある。これにより、テレスコピッ
ク調整時には、インナーシャフトに対して中間パイプ部
材を軸方向に摺動して、ステアリングシャフトの長さを
調整する一方、衝突時等には、アウターシャフトの１個
の突起による圧入嵌合箇所をコラプスして、インナーシ
ャフト、中間パイプ部材、およびアウターシャフトを相
互に重なり合わせて、ステアリングシャフトを収縮して
いる。この場合にも、２段式の嵌合構造であるため、コ
ラプス時のストローク量を十分に確保することができ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た伸縮自在のステアリングシャフトの結合構造におい
て、上記実開平１−７３０７９号公報では、コラプス荷
重を調整するため、インナーシャフトと中間パイプ部材
の間の隙間に、樹脂を充填しているが、この樹脂の充填
は、工程数の増加から、製造コストの高騰を招来すると
いったことがある。

【０００９】また、上記米国特許第５，４６４，２５１
号公報では、アウターシャフトの内周面に１個の突起を
形成し、中間パイプ部材とアウターシャフトとは、この
１個の突起により圧入嵌合して軸方向に摺動不能に構成
してある。しかし、この圧入嵌合箇所が１箇所であるた
め、ステアリングシャフトに曲げ荷重が作用した場合、
曲げ荷重により、中間パイプ部材に対してアウターシャ
フトが嵌合箇所を支点として若干揺動するように変位す
るといったことがある（以下、この現象を「こじれ」と
いう）。

【００１０】このようなことから、衝突時等におけるコ
ラプスのストローク量を十分に確保するだけでなく、上
記のような「こじれ」を確実に防止し、しかも、ステア
リングシャフトの組付時や車両の走行時には、アウター
シャフト等の軸方向への摺動を許容したいといった要望
がある。

【００１１】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、衝突時等におけるコラプスのスト
ローク量を十分に確保すると共に、「こじれ」の発生を
確実に防止し、しかも、アウターシャフト等の軸方向へ
の摺動を許容することができる伸縮自在シャフトの結合
構造を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る伸縮自在シャフトの結合構造は、軸方
向に伸縮自在であると共に回転不能に結合したシャフト
の結合構造において、インナーシャフトに、中間パイプ
部材を軸方向摺動自在に且つ回転不能に嵌合し、この中
間パイプ部材に、アウターシャフトを軸方向摺動自在に
且つ回転不能に嵌合し、前記インナーシャフトと前記中
間パイプ部材とのそれぞれの先端部を嵌合しながら、押
圧部材により押圧して塑性変形し、その後、前記インナ
ーシャフトと前記中間パイプ部材とを互いに圧入嵌合
し、前記アウターシャフトの先端部に形成したスリット
の外周に緊締部材を外嵌して、前記アウターシャフトの
先端部を前記中間パイプ部材に対して緊締したことを特
徴とする。

【００１３】このように、本発明によれば、インナーシ
ャフトとアウターシャフトとの間に、中間パイプ部材を
介装し、それぞれを嵌合して２段階の嵌合構造にしてい
るため、衝突時等におけるコラプスのストローク量を十
分に確保することができる。

【００１４】また、インナーシャフトと中間パイプ部材
とのそれぞれの先端部を嵌合しながら、押圧部材により
押圧して、例えば楕円形状に塑性変形し、その後、イン
ナーシャフトと中間パイプ部材とを互いに圧入嵌合して
いる。すなわち、インナーシャフトの先端部と、中間パ
イプ部材の先端部がそれぞれ塑性変形した状態で、これ
らインナーシャフトと中間パイプ部材を互いに圧入嵌合
しているため、２箇所の圧入嵌合箇所を設けることがで
きる。そのため、ステアリングシャフトに曲げ荷重が作
用した場合であっても、曲げ荷重により、インナーシャ
フトに対して中間パイプ部材が嵌合箇所を支点として若
干揺動するように変位するといったことがなく、「こじ
れ」を効果的に防止することができる。

【００１５】さらに、アウターシャフトの先端部に形成
したスリットの外周に緊締部材を外嵌して、アウターシ
ャフトの先端部を中間パイプ部材に対して緊締している
ため、緊締部材による緊締力によって中間パイプ部材と
アウターシャフトとの間の「ガタ」を防止することがで
きる。しかも、この緊締部材の緊締力を調整することに
より、中間パイプ部材に対するアウターシャフトの軸方
向への摺動を許容することができ、これにより、例え
ば、ステアリングシャフトの車体への組付時には、中間
パイプ部材に対してアウターシャフトを軸方向に摺動し
て、ステアリングシャフトの長さを調整することがで
き、また、車両の走行時に車体が変位した時には、中間
パイプ部材に対してアウターシャフトが軸方向に摺動し
て、変位を吸収することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
伸縮自在シャフトの結合構造を図面を参照しつつ説明す
る。

【００１７】図１は、本発明の実施の形態に係る伸縮自
在シャフトの結合構造を適用した車両用ステアリングシ
ャフトの縦断面図である。図２は、図１に示したインナ
ーシャフトと中間パイプ部材を嵌合する際の縦断面図で
ある。図３（ａ）は、塑性変形後のインナーシャフトと
中間パイプ部材の断面図（図２のＣ−Ｃ線に対応）であ
り、図３（ｂ）は、図２のＣ−Ｃ線に沿った横断面図で
あって、塑性変形工程を示す図である。図４（ａ）は、
インナーシャフトの横断面図（図１のＡ−Ａ線に対応）
であり、図４（ｂ）は、中間パイプ部材の先端部の塑性
変形後の横断面図（図１のＡ−Ａ線に対応）である。図
５（ａ）は、インナーシャフトの先端部の塑性変形後の
横断面図（図１のＢ−Ｂ線に対応）であり、図５（ｂ）
は、中間パイプ部材の横断面図（図１のＢ−Ｂ線に対
応）である。図６は、図１に示したアウターシャフトに
緊締部材を嵌合した状態を示す縦断面図である。

【００１８】図１に示すように、車両用ステアリングシ
ャフトのロア側自在継手１と、アッパー側自在継手２と
が設けてあり、その間に、中間シャフト３が設けてあ
る。この中間シャフト３は、ロア側自在継手１に連結し
たインナーシャフト４と、このインナーシャフト４に嵌
合した中間パイプ部材５と、この中間パイプ部材５に嵌
合すると共にアッパー側自在継手２に嵌合した管状のア
ウターシャフト６とからなる。

【００１９】インナーシャフト４には、その外周面に、
雄スプライン（またはセレーション）７が形成してあ
る。中間パイプ部材５には、その内周面に、インナーシ
ャフト４の雄スプライン７にスプライン嵌合するための
雌スプライン（またはセレーション）８が形成してある
と共に、その外周面に、雄スプライン（またはセレーシ
ョン）９が形成してある。アウターシャフト６には、そ
の内周面に、中間パイプ部材５の雄スプライン９にスプ
ライン嵌合するための雌スプライン（またはセレーショ
ン）１０が形成してある。

【００２０】本実施の形態では、図２および図３（ｂ）
に示すように、インナーシャフト４と中間パイプ部材５
とのそれぞれの先端部４ａ，５ａを嵌合しながら、一対
の押圧部材１１，１２により押圧し、これにより、図３
（ａ）、図４（ｂ）、および図５（ａ）に示すように、
インナーシャフト４と中間パイプ部材５とのそれぞれの
先端部４ａ，５ａを楕円形状に塑性変形している。その
後、図１に示すように、インナーシャフト４と中間パイ
プ部材５とを、互いに所望長さだけ圧入嵌合する。

【００２１】このように、インナーシャフト４の先端部
４ａと、中間パイプ部材５の先端部５ａとがそれぞれ塑
性変形した状態で、これらインナーシャフト４と中間パ
イプ部材５を互いに圧入嵌合しているため、２箇所の圧
入嵌合箇所４ａ，５ａを設けることができる。そのた
め、中間シャフト３に曲げ荷重が作用した場合であって
も、曲げ荷重により、インナーシャフト４に対して中間
パイプ部材５が嵌合箇所を支点として若干揺動するよう
に変位するといったことがなく、「こじれ」を効果的に
防止することができる。なお、このように、２箇所の圧
入嵌合箇所４ａ，５ａにより、インナーシャフト４と中
間パイプ部材５とを圧入嵌合しているため、両者は、軸
方向に摺動することはない。

【００２２】次に、図１および図６に示すように、アウ
ターシャフト６の先端部６ａに複数のスリット１３を設
けて、このアウターシャフト６の先端部６ａを径方向に
拡径・縮径できるようにしている。このアウターシャフ
ト６内に、中間パイプ部材５をスプライン嵌合した後、
アウターシャフト６の先端部６ａの外周に、板状部材を
リング状にした緊締部材１４を外嵌して、アウターシャ
フト６の端部を中間パイプ部材５に対して緊締してい
る。

【００２３】このように、アウターシャフト５の先端部
６ａを中間パイプ部材５に緊締しているため、緊締部材
１４による緊締力によって中間パイプ部材５とアウター
シャフト６との間の「ガタ」を防止することができる。

【００２４】しかも、この緊締部材１４の緊締力を調整
することにより、中間パイプ部材５に対するアウターシ
ャフト６の軸方向への摺動を許容することができ、これ
により、例えば、ステアリングシャフト６の車体への組
付時には、中間パイプ部材５に対してアウターシャフト
６を軸方向に摺動して、中間シャフト３の長さを調整す
ることができ、また、車両の走行時に車体が変位した時
には、中間パイプ部材５に対してアウターシャフト６が
軸方向に摺動して、変位を吸収することができる。

【００２５】次に、上述した実施の形態では、インナー
シャフト４の先端部４ａは、穿孔した有底孔を有し、実
質的には、中空になっているが、この先端部４ａも中実
のものを用いる場合がある。

【００２６】このような場合には、特に図示しないが、
本出願人が先に出願した特願平１１−５６９３２号に開
示してあるように、中間パイプ部材の先端部内にインナ
ーシャフトの先端部を挿入して重なり合った状態で保持
しながら、中間パイプ部材の２箇所の内方部位を押圧部
材により径方向内側に押圧して塑性変形する。これによ
り、上記実施の形態と同様に、２箇所の圧入嵌合箇所を
形成することができる。その後、インナーシャフトと中
間パイプ部材とを互いに所望長さだけ圧入嵌合して、中
間パイプ部材の塑性変形した２箇所の圧入嵌合箇所に、
インナーシャフトを固定する。このように、インナーシ
ャフトの先端部が中実である場合にも、２箇所の圧入嵌
合箇所を設けることができるため、中間シャフトに曲げ
荷重が作用した場合であっても、曲げ荷重により、イン
ナーシャフトに対して中間パイプ部材がが嵌合箇所を支
点として若干揺動するように変位するといったことがな
く、「こじれ」を効果的に防止することができる。

【００２７】なお、この場合には、インナーシャフトと
中間パイプ部材との先端部がわずかに重なり合った状態
で中間パイプ部材の内方部位に塑性変形を施すことによ
り、中間パイプ部材の過度の変形を防止しながら、中間
パイプ部材を塑性変形することができる。

【００２８】次に、中間パイプ部材５の雄スプライン９
の外周面に、樹脂コーティングを施してもよい。この場
合には、アウターシャフト６の雌スプライン１０との摺
動特性を、常時摺動であって、「ガタ」のない良好なも
のにすることができる。

【００２９】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。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
インナーシャフトとアウターシャフトとの間に、中間パ
イプ部材を介装し、それぞれを嵌合して２段階の嵌合構
造にしているため、衝突時等におけるコラプスのストロ
ーク量を十分に確保することができる。

【００３１】また、インナーシャフトと中間パイプ部材
とのそれぞれの先端部を嵌合しながら、押圧部材により
押圧して、例えば楕円形状に塑性変形し、その後、イン
ナーシャフトと中間パイプ部材とを互いに圧入嵌合して
いる。すなわち、インナーシャフトの先端部と、中間パ
イプ部材の先端部がそれぞれ塑性変形した状態で、これ
らインナーシャフトと中間パイプ部材を互いに圧入嵌合
しているため、２箇所の圧入嵌合箇所を設けることがで
きる。そのため、ステアリングシャフトに曲げ荷重が作
用した場合であっても、曲げ荷重により、インナーシャ
フトに対して中間パイプ部材がが嵌合箇所を支点として
若干揺動するように変位するといったことがなく、「こ
じれ」を効果的に防止することができる。

【００３２】さらに、アウターシャフトの先端部に形成
したスリットの外周に緊締部材を外嵌して、アウターシ
ャフトの先端部を中間パイプ部材に対して緊締している
ため、緊締部材による緊締力によって中間パイプ部材と
アウターシャフトとの間の「ガタ」を防止することがで
きる。しかも、この緊締部材の緊締力を調整することに
より、中間パイプ部材に対するアウターシャフトの軸方
向への摺動を許容することができ、これにより、例え
ば、ステアリングシャフトの車体への組付時には、中間
パイプ部材に対してアウターシャフトを軸方向に摺動し
て、ステアリングシャフトの長さを調整することがで
き、また、車両の走行時に車体が変位した時には、中間
パイプ部材に対してアウターシャフトが軸方向に摺動し
て、変位を吸収することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態に係る伸縮自在シャフ
トの結合構造を適用した車両用ステアリングシャフトの
縦断面図。

【図２】図１に示したインナーシャフトと中間パイプ部
材を嵌合する際の縦断面図。

【図３】（ａ）は、塑性変形後のインナーシャフトと中
間パイプ部材の断面図（図２のＣ−Ｃ線に対応）であ
り、（ｂ）は、図２のＣ−Ｃ線に沿った横断面図であっ
て、塑性変形工程を示す図。

【図４】（ａ）は、インナーシャフトの横断面図（図１
のＡ−Ａ線に対応）であり、（ｂ）は、中間パイプ部材
の先端部の塑性変形後の横断面図（図１のＡ−Ａ線に対
応）。

【図５】（ａ）は、インナーシャフトの先端部の塑性変
形後の横断面図（図１のＢ−Ｂ線に対応）であり、
（ｂ）は、中間パイプ部材の横断面図（図１のＢ−Ｂ線
に対応）。

【図６】図１に示した緊締部材とアウターシャフトを嵌
合した状態を示す縦断面図。

【符号の説明】

１ロア側自在継手２アッパー側自在継手３中間シャフト４インナーシャフト４ａ先端部５中間パイプ部材５ａ先端部６アウターシャフト６ａ先端部７雄スプライン（またはセレーション）８雌スプライン（またはセレーション）９雄スプライン（またはセレーション）１０雌スプライン（またはセレーション）１１，１２押圧部材１３スリット１４緊締部材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸方向に伸縮自在であると共に回転不能に
結合したシャフトの結合構造において、インナーシャフトに、中間パイプ部材を軸方向摺動自在
に且つ回転不能に嵌合し、この中間パイプ部材に、アウ
ターシャフトを軸方向摺動自在に且つ回転不能に嵌合
し、前記インナーシャフトと前記中間パイプ部材とのそれぞ
れの先端部を嵌合しながら、押圧部材により押圧して塑
性変形し、その後、前記インナーシャフトと前記中間パ
イプ部材とを互いに圧入嵌合し、前記アウターシャフトの先端部に形成したスリットの外
周に緊締部材を外嵌して、前記アウターシャフトの先端
部を前記中間パイプ部材に対して緊締したことを特徴と
する伸縮自在シャフトの結合構造。