JP2002266886A - 弾性軸継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】同軸状に配置される２本の軸を回転方向に遊び
を持つ状態に連結する弾性軸継手において、複数段階の
トルク伝達特性を得る。安価で偏心し難いこと。 【解決手段】円筒状をなして嵌め合わされる外軸９と内
軸１０の間に弾性体１１を介在する。外軸９の内周９ａ
に軸方向に延びる複数の凹溝１２を周方向に等間隔に配
置する。各凹溝１２に、内軸１０の外周１０ａの突条１
３を回転方向に遊びを持たせて収容する。弾性体１１は
軸方向に離間する第１の部分と第２の部分１５を備え
る。例えば、中トルクでは、凹溝１２の内側面１２ａに
接着された、第２の部分１５の対向部１８を突条１３の
側面１３ａが圧縮する。両軸９，１０の周方向等間隔位
置に係合力が働くので、両軸９，１０が偏心しない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同軸状に配置され
る２本の軸を回転方向に所定の遊びを持つ状態に連結す
る弾性軸継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のステアリング装置においては、
路上を転動している車輪或いはステアリングギヤ等に起
因して発生する種々の振動や衝撃等がステアリングホイ
ールを操縦している運転者にステアリングメインシャフ
トを経由して伝達され、きわめて不快な感触を与えると
いう問題がある。そこで、例えばステアリングメインシ
ャフトとステアリングギヤシャフトとの間のインタミデ
ィエイトシャフト（中間軸）に弾性軸継手を組み込むこ
とが実施されている。

【０００３】この種の弾性軸継手では、駆動側の軸のト
ルクを従動側の軸に伝達するに際し、伝達トルクの低い
段階ではゴム等の弾性体を介して伝達させて、振動や衝
撃或いは騒音を吸収或いは減衰する一方、所定以上のト
ルクについては駆動側の軸と従動側の軸との直接的係合
をもって伝達させて、ステアリングのシャープの切れを
実現している。従来、図６に示すように、内軸５０の円
周等配に第１，第２及び第３の突条５１，５２，５３を
設け、外軸６０には、各突条５１，５２，５３を収容す
る第１，第２及び第３の凹部６１，６２，６３を設けて
いる。第３の突条５３の周囲を除いて内軸５０の外周の
大部分が弾性体７０により覆われており、この弾性体７
０が内外軸５０，６０間に介在している。

【０００４】第１の凹部６１内では、該凹部６１の内側
面と突条５１の側面との間を弾性体７０が完全に埋めて
いる。また、第２の凹部６２内では、該凹部６２の内側
面と第２の突条５２の側面を覆う弾性体７０との間に、
相対的に狭い隙間ｄ１が設けられている。第３の凹部６
３内では、該凹部６３の内側面と第３の突条５３の側面
とが直接対向し、両者間に相対的に広い隙間ｄ２が設け
られている。伝達トルクの小さい第１段階では、第１の
凹部６１内の弾性体７０のみが圧縮されて、相対的に弱
いねじりばね定数が得られ、伝達トルクが少し大きくな
る第２段階では、第１及び第２の凹部６１，６２内の弾
性体７０が共に圧縮されて、相対的に高いねじりばね定
数が得られ、さらに伝達トルクが大きくなる第３段階で
は、第３の凹部６３の内側面と第３の突条５３とが直接
係合して非常に高いねじりばね定数を得られる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
弾性軸継手では、第１段階では、内外軸５０，６０の円
周の１箇所のみに係合力が働き、第２段階では、内外軸
５０，６０の円周の等配でない２箇所に相異なる係合力
が働き、第３段階では、内外軸５０，６０の円周の１箇
所のみに係合力が働く。このため、内軸５０と外軸６０
とが偏心し易く、操舵フィーリングが悪くなる。

【０００６】また、特に外軸６０として、径方向外方に
膨出させた複数の中空の突条を有する筒を用いているた
め、構造が複雑で、製造コストが高くなる。本発明は上
記課題に鑑みてなされたものであり、複数段階のトルク
伝達特性を得ることができ、しかも安価で偏心し難い弾
性軸継手を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段と発明の効果】上記目的を
達成するため、請求項１記載の発明は、径方向に隙間を
設けて互いに嵌合される内軸及び円筒状の外軸と、内軸
及び外軸の一方に円周等配に形成されて軸方向に延びる
複数の凹溝と、内軸及び外軸の他方に形成されて軸方向
に延び、それぞれ対応する凹溝に回転方向に遊びを設け
て収容される複数の突条と、内軸と外軸の間に介在する
弾性体とを備え、弾性体は軸方向に相離間する第１及び
第２の部分を含み、弾性体の第１の部分は、内軸及び外
軸の相対向する円筒面間にのみ介在して内軸及び外軸に
接着され、弾性体の第２の部分は、突条の側面及び凹溝
の内側面の何れか一方に固定されて他方との間に所定の
隙間を設けて対向する部分を少なくとも含むことを特徴
とことを特徴とするものである。

【０００８】本発明では、内、外軸間に少しの回転方向
変位が生ずる第１段階では、まず、弾性体の第１の部分
がねじりによる剪断を受けて、相対的に低いねじりばね
定数のねじりトルクを得ることができる。内、外軸間に
さらなる回転方向変位が生ずる第２段階では、弾性体の
第２の部分の凹溝と突条との間で弾性体が圧縮され、相
対的に高いねじりばね定数のねじりトルクを得ることが
できる。

【０００９】第２のステップを超えて内、外軸間にさら
なる回転方向変位が生じる第３段階では、弾性体の第１
の部分と同じ軸方向位置にある凹溝と突条が直接接触
し、弾性体の影響を排除した非常に高いねじりばね定数
のねじりトルクを得ることができる。トルク伝達の各段
階において、凹溝と突条とが内外軸の円周等配位置にて
弾性係合或いは直接係合し、円周等配の複数箇所にて係
合力を働かせて、トルクを伝達できるので、内軸と外軸
を偏心させることがない。また、内軸及び外軸を比較的
簡単な形状とすることができるので、安価に複数段階の
ねじり特性を得ることができる。

【００１０】請求項２記載の発明は、請求項１におい
て、上記弾性体の第２の部分は、内軸との間に径方向の
隙間を設けて外軸の内周の全周に接着されているとを特
徴とするものである。本発明では、例えば加硫接着等に
より容易に弾性体を外軸に固定することができ、内、外
軸を組み立てるときも挿入し易く、組み立て易い。

【００１１】

【発明の実施の形態】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はステアリング装置
の概略図である。図１を参照して、ステアリングコラム
１を介して車体に支持されるステアリングメインシャフ
ト２の上端にはステアリングホイール３が取り付けられ
ている。ステアリングシャフト２の下端は、ユニバーサ
ルジョイント４、インタミディエイトシャフト５及びユ
ニバーサルジョイント６を介してステアリングギヤシャ
フト７に連結されている。本発明の一実施の形態の弾性
軸継手８はインタミディエイトシャフト５の上部に組み
込まれている。

【００１２】インタミディエイトシャフト５は、互いに
スプライン嵌合（又はセレーション嵌合）される第１及
び第２の軸５ａ，５ｂを有している。弾性軸継手８は、
ユニバーサルジョイント４の一方のヨーク４ａの延設軸
４ｂと、インタミディエイトシャフト５の第１の軸５ａ
との間に介在し、これらをトルク伝達可能に連結してい
る。図２は弾性軸継手の縦断面であり、図３は図２のII
I −III 線に沿う断面図であり、図４は図２のIV−IV線
に沿う断面図である。図２は図３及び図４において、II
−II線に沿う断面に相当する。

【００１３】これらの図を参照して、弾性軸継手８は円
筒状の外軸９と、外軸９に回転方向に遊びを設けて嵌め
入れられる円筒状の内軸１０と、内，外軸９，１０間に
介在するゴム等の弾性体１１とを備える。外軸９及び内
軸１０の何れか一方が、ユニバーサルジョイント４のヨ
ーク４ａの延設軸４ｂに圧入等により固定され、他方が
インタミディエイトシャフト５の第１の軸５ａの上端に
圧入等により固定されることになる。

【００１４】外軸９の内周９ａには、軸方向に延びる複
数の凹溝１２が円周等配に形成されている。一方、内軸
１０の外周１０ａには、軸方向に延びる複数の突条１３
が円周等配に形成され、各突条１３は対応する凹溝１２
内に回転方向に所定の遊びＡを設けて収容される。弾性
体１１は、軸方向に相離間する第１及び第２の部分１
４，１５を有している。第１の部分１４は外軸９及び内
軸１０の第１の軸方向領域２０に対応しており、第２の
部分１５は外軸９及び内軸１０の第２の軸方向領域３０
に対応している。

【００１５】図３及び図４を参照して、外軸９の内周９
ａ及び内軸１０の外周１０ａは、相対向する円筒面９
ｂ，１０ｂを含んでいる。図３を参照して、第１の部分
１４は、対応する円筒面９ｂ，１０ｂ間にそれぞれ介在
する複数の厚肉の断面円弧状部１６からなる。各断面円
弧状部１６は、外側の円筒面９ｂに加硫接着される一
方、内側の円筒面１０ｂにも接着されている。

【００１６】図４を参照して、弾性体１１の第２の部分
１５は、凹溝１２内を含めて外軸９の内周９ａの全体に
加硫接着されている。第２の部分１５は、各円筒面９ｂ
にそれぞれ加硫接着される薄肉の断面円弧状部１７を含
んでいる。各断面円弧状部１７は対応する円筒面１０ｂ
に所定の隙間Ｂを設けて対向する。また、第２の部分１
５は、各凹溝１２の内側面１２ａに加硫接着されて、対
応する突条１３の側面１３ａに所定の隙間Ｃを設けて対
向する対向部１８を有している。この隙間Ｃは回転方向
の遊びＡよりも少なくされている。

【００１７】本実施の形態では、外軸９と内軸１０との
間に少しの回転方向変位が生ずる第１段階では、まず、
弾性体１１の第１の部分１４の各断面円弧状部１６（図
３参照）がねじりによる剪断を受けて、図５にＰで示さ
れるような相対的に低いねじりばね定数のねじりトルク
を得ることができる。外軸９と内軸１０との間にさらな
る回転方向変位が生ずる第２段階では、図４に示される
弾性体１１の第２の部分１５の凹溝１２の内側面１２ａ
と突条１３の側面１３ａとの間で弾性体１１の対向部１
８が圧縮され、図５にＱで示されるような相対的に高い
ねじりばね定数のねじりトルクを得ることができる。

【００１８】第２のステップを超えて、外軸９と内軸１
０との間にさらなる回転方向変位が生じる第３段階で
は、第１の軸方向領域２０で、図３に示される凹溝１２
の内側面１２ａと突条１３の側面１３ａが直接接触し、
弾性体１１の影響を排除した状態で、図５にＲで示され
るような非常に高いねじりばね定数のねじりトルクを得
ることができる。このように、トルク伝達の各段階にお
いて、凹溝１２と突条１３とが内軸１０の円周等配位置
にて弾性係合或いは直接係合することにより、円周等配
の複数箇所にて係合力を働かせて、トルクを伝達でき
る。したがって、外軸９と内軸１０を偏心させることが
ない。また、外軸９及び内軸１０を比較的簡単な形状と
することができるので、安価に複数段階のねじり特性を
得ることができる。

【００１９】特に、加硫接着等により容易に弾性体１１
を外軸９の内周９ａに固定することができ、外軸９に内
軸１０を嵌入させるときに挿入し易く、組み立て易い。
なお、突条や凹溝は複数が円周等配に設けられていれば
良く、特に数は限定されない。また、弾性体を軸方向に
離間する２つの部分に分けたが、３つ以上の部分に分け
て、各部分での隙間量を調整することにより、４段階以
上のトルク伝達特性を得ることも可能である。

【００２０】その他、本発明は上記実施の形態に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲で種々の変更を施すこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態の弾性軸継手が組み込ま
れるステアリング装置の概略図である。

【図２】弾性軸継手の縦断面図であり、図３及び図４に
おいてII−II線に沿う断面に相当する。

【図３】図２のIII −III 線に沿う断面図である。

【図４】図２のIV−IV線に沿う断面図である。

【図５】弾性軸継手のねじり角変位とねじりトルクの関
係を示すグラフ図である。

【図６】従来の弾性軸継手の断面図である。

【符号の説明】

１ ステアリングコラム ２ ステアリングメインシャフト ３ ステアリングホイール ４，６ ユニバーサルジョイント ５ インタミディエイトシャフト ７ ステアリングギヤシャフト ８ 弾性軸継手 ９ 外軸 ９ａ 内周 ９ｂ 円筒面 １０ 内軸 １０ａ 外周 １０ｂ 円筒面 １１ 弾性体 １２ 凹溝 １２ａ 内側面 １３ 突条 １３ａ 側面 １４ 第１の部分 １５ 第２の部分 １８ 対向部（対向する部分） Ａ 遊び Ｂ，Ｃ 隙間

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】径方向に隙間を設けて互いに嵌合される内
   軸及び円筒状の外軸と、 内軸及び外軸の一方に円周等配に形成されて軸方向に延
   びる複数の凹溝と、 内軸及び外軸の他方に形成されて軸方向に延び、それぞ
   れ対応する凹溝に回転方向に遊びを設けて収容される複
   数の突条と、 内軸と外軸の間に介在する弾性体とを備え、 弾性体は軸方向に相離間する第１及び第２の部分を含
   み、 弾性体の第１の部分は、内軸及び外軸の相対向する円筒
   面間にのみ介在して内軸及び外軸に接着され、 弾性体の第２の部分は、突条の側面及び凹溝の内側面の
   何れか一方に固定されて他方との間に所定の隙間を設け
   て対向する部分を少なくとも含むことを特徴とする弾性
   軸継手。
2. 【請求項２】請求項１において、上記弾性体の第２の部
   分は、内軸との間に径方向の隙間を設けて外軸の内周の
   全周に接着されていることを特徴とする弾性軸継手。