JP2006256610A - 伸縮自在シャフトの結合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】二次衝突のコラプス時におけるアウターシャフトの車両前方への移動性を向上すること。
【解決手段】インナーシャフト１の雄スプライン嵌合部１ａに形成した凹溝３に、アウターシャフト２の雌スプライン嵌合部２ａに形成した充填孔４を介して樹脂を充填して、これら両シャフト１，２の嵌合部１ａ，２ａに樹脂摺動部５を形成している。アウターシャフト２の雌スプライン嵌合部２ａの先端の内周面に、樹脂製のリング６を装着し、これにより、二次衝突のコラプス時に、アウターシャフト２の先端部がインナーシャフト１の雄スプライン嵌合部１ａから外れたとしても、アウターシャフト２の先端部は、樹脂製のリング６がインナーシャフト１の小径部１ｂの外周面を滑ることから、車両前方にスムーズに移動することができる。
【選択図】図２

Description

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、二次衝突のコラプス時におけるアウターシャフトの車両前方への移動性を向上した伸縮自在シャフトの結合構造に関する。

自動車のステアリング装置においては、二次衝突時に、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。ステアリングシャフトの前方側の中実のインナーシャフトと、これの後方側の中空のアウターシャフトとをスプライン（またはセレーション）嵌合し、二次衝突時に、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。

例えば、特開平２−２８６４６８号公報および特開平１０−４５００６号公報では、両シャフトのスプライン嵌合部に、所定のクリアランスを設けて、両シャフトの軸方向の摺動性を良好に維持する一方、インナーシャフトに形成した凹溝に樹脂をインジェックション充填し、両シャフトのスプライン嵌合部に樹脂摺動部を形成して、シャフトの周方向の「ガタ」を防止すると共に、二次衝突のコラプス時に両シャフトが安定して収縮できるようにしている。

具体的には、図４に示すように、ステアリングシャフトの前方側の中実のインナーシャフト１と、これの後方側の中空のアウターシャフト２とがスプライン（またはセレーション）嵌合してある。インナーシャフト１は、雄スプライン嵌合部１ａと、これより若干小径に形成した小径部１ｂとからなり、アウターシャフト２は、雌スプライン嵌合部２ａと、これより若干大径に形成した大径部２ｂとからなる。両シャフト１，２のスプライン嵌合部１ａ，２ａには、所定のクリアランスが設けてあり、これにより、両シャフト１，２の軸方向の摺動性を良好に維持している。

インナーシャフト１の雄スプライン嵌合部１ａには、全周にわたる２個の凹溝３が形成してあり、アウターシャフト２の雌スプライン嵌合部２ａには、これら凹溝３に対応して、樹脂をインジェクション充填するための複数個の充填孔４が形成してある。これにより、充填孔４を介して凹溝３に樹脂をインジェクション充填し、両シャフト１，２のスプライン嵌合部１ａ，２ａに樹脂摺動部５を形成して、シャフト１，２の周方向の「ガタ」を防止すると共に、二次衝突のコラプス時に両シャフト１，２が安定して収縮できるようにしている。

上記図４に示したステアリングシャフトにおいて、二次衝突時には、両シャフト１，２のスプライン嵌合部１ａ，２ａがコラプスし、図５に示すように、インナーシャフト１の雄スプライン嵌合部１ａに対して、アウターシャフト２の雌スプライン嵌合部２ａが車両前方側に移動して、両シャフト１，２が収縮する。

この二次衝突のコラプスが進行するにつれて、図５に示すように、両シャフト１，２のスプライン嵌合部１ａ，２ａにおける「嵌合長Ｌ」が短くなり、アウターシャフト２の先端部は、インナーシャフト１の雄スプライン嵌合部１ａから外れる。

このコラプスがさらに進行すると、図６に示すように、スプライン嵌合部１ａ，２ａにおける「嵌合長Ｌ」がさらに短くなり、アウターシャフト２の先端部は、インナーシャフト１の雄スプライン嵌合部１ａからさらに外れて、小径部１ｂの外周囲に位置するようになる。

この時、例えば、曲げ荷重がアウターシャフト２に作用すると、アウターシャフト２の先端部は、インナーシャフト１の小径部１ｂの外周面に接触するといったことがあり、その結果、アウターシャフト２の車両前方への移動が必ずしもスムーズでないといったことがある。

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、二次衝突のコラプス時におけるアウターシャフトの車両前方への移動性を向上した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。

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、インナーシャフトの嵌合部に、アウターシャフトの嵌合部を軸方向に伸縮自在に且つ回転不能に嵌合し、
前記インナーシャフトの嵌合部に形成した凹溝に、前記アウターシャフトの嵌合部に形成した充填孔を介して樹脂を充填して、これら両シャフトの嵌合部内に樹脂摺動部を形成した伸縮自在シャフトの結合構造において、
前記アウターシャフトの嵌合部の先端の内周面に、低摩擦部材を装着したことを特徴とする。

このように、本発明によれば、アウターシャフトの嵌合部の先端の内周面に、低摩擦部材（例えば、樹脂製のリング）が装着してあるため、二次衝突のコラプス時に、アウターシャフトが車両前方に移動して、両シャフトの嵌合部における「嵌合長」が短くなり、アウターシャフトの先端部が、インナーシャフトの嵌合部から外れて、インナーシャフトの小径部の外周囲に位置している時に、曲げ荷重がアウターシャフトに作用したとしても、アウターシャフトの先端部は、低摩擦部材（樹脂製のリング）がインナーシャフトの小径部の外周面を滑ることから、車両前方にスムーズに移動することができ、従来に比べて、このアウターシャフトの車両前方への移動性を向上することができる。

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。
（第１実施の形態）
図１は、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である。図２は、図１に示した車両用ステアリングシャフトの二次衝突時の作用図である。

図１に示すように、ステアリングシャフトの前方側の中実のインナーシャフト１と、これの後方側の中空のアウターシャフト２とがスプライン（またはセレーション）嵌合してある。インナーシャフト１は、雄スプライン嵌合部１ａと、これより若干小径に形成した小径部１ｂとからなり、アウターシャフト２は、雌スプライン嵌合部２ａと、これより若干大径に形成した大径部２ｂとからなる。両シャフト１，２のスプライン嵌合部１ａ，２ａには、所定のクリアランスが設けてあり、これにより、両シャフト１，２の軸方向の摺動性を良好に維持している。

インナーシャフト１の雄スプライン嵌合部１ａには、全周にわたる２個の凹溝３が形成してあり、アウターシャフト２の雌スプライン嵌合部２ａには、これら凹溝３に対応して、樹脂をインジェクション充填するための複数個の充填孔４が形成してある。これにより、充填孔４を介して凹溝３に樹脂をインジェクション充填し、両シャフト１，２のスプライン嵌合部１ａ，２ａに樹脂摺動部５を形成して、シャフト１，２の周方向の「ガタ」を防止すると共に、二次衝突のコラプス時に両シャフト１，２が安定して収縮できるようにしている。

本実施の形態では、アウターシャフト２の雌スプライン嵌合部２ａの先端の内周面には、低摩擦部材、例えば、樹脂製のリング６が装着してある。なお、この樹脂製のリング６の内周面と、小径部１ｂの外周面との間には、微小隙間が形成してある。

以上のように構成してあるため、二次衝突時には、両シャフト１，２のスプライン嵌合部１ａ，２ａがコラプスし、図２に示すように、インナーシャフト１の雄スプライン嵌合部１ａに対して、アウターシャフト２の雌スプライン嵌合部２ａが車両前方側に移動して、両シャフト１，２が収縮する。

この二次衝突のコラプスが進行するにつれて、図２に示すように、両シャフト１，２のスプライン嵌合部１ａ，２ａにおける「嵌合長Ｌ１」が短くなり、アウターシャフト２の先端部は、インナーシャフト１の雄スプライン嵌合部１ａから外れて、小径部１ｂの外周囲に位置するようになる。

この時、例えば、曲げ荷重がアウターシャフト２に作用したとしても、本実施の形態では、アウターシャフト２の先端の内周面には、樹脂製のリング６が装着してあるため、この樹脂製のリング６がインナーシャフト１の小径部１ｂの外周面を滑るため、アウターシャフト２の先端部は、車両前方にスムーズに移動することができ、従来に比べて、このアウターシャフト２の車両前方への移動性を向上することができる。

また、図２に示すように、両シャフト１，２のスプライン嵌合部１ａ，２ａの「嵌合長Ｌ１」は、名目的には短くなるが、樹脂製のリング６がインナーシャフト１の小径部１ｂの外周面を滑ることを考慮すると、実質的には、比較的長い当初の「嵌合長Ｌ」を確保することができ、上記のように、アウターシャフト２は、車両前方にスムーズに移動することができる。

なお、図１に仮想線（二点鎖線）で示すように、アウターシャフト２の雌スプライン嵌合部２ａを「嵌合長Ｌ」以上に長くしておけば、コラプスが進行するに従い、「嵌合長Ｌ」を増大させることも可能である。

（第２実施の形態）
図３は、本発明の第２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。
本第２実施の形態では、インナーシャフト１の雄スプライン嵌合部１ａには、周方向の一部にのみ部分的に形成した２個の凹溝７が設けてある。また、アウターシャフト２の雌スプライン嵌合部２ａには、樹脂を注入するための２個の注入孔８と、樹脂を吐出するための２個の吐出孔９とが形成してある。これにより、樹脂インジェクションの充填時には、注入孔８を介して樹脂を部分的な凹溝７に注入し、樹脂が溢れて余分になった場合には、吐出孔９を介して余分な樹脂を吐出して、凹溝７に、樹脂摺動部１０を形成している。

このように、雄スプライン嵌合部１ａに、周方向の一部にのみ部分的な凹溝７が形成してあるため、充填された樹脂が両嵌合部１ａ，２ａの全周にわたって必要以上に拡がることがなく、樹脂摺動部１０による摺動抵抗が著しく大きくなるといったことを抑制することができる。

また、樹脂インジェクションの充填時に、吐出孔９を介して余分な樹脂を吐出しているため、両嵌合部１ａ，２ａ内に、必要以上の樹脂が充填されるといったことがなく、同様に、樹脂摺動部１０による摺動抵抗が著しく大きくなるといったことを抑制することができる。

さらに、本第２実施の形態においても、二次衝突のコラプスが進行し、アウターシャフト２の先端部が雄スプライン嵌合部１ａから外れて、小径部１ｂの外周囲に位置している時に、曲げ荷重がアウターシャフト２に作用したとしても、アウターシャフト２の先端部の内周面には、樹脂製のリング６が装着してあるため、この樹脂製のリング６がインナーシャフト１の小径部１ｂの外周面を滑るため、アウターシャフト２の先端部は、車両前方にスムーズに移動することができ、従来に比べて、このアウターシャフト２の車両前方への移動性を向上することができる。

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。

（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、アウターシャフトの嵌合部の先端の内周面に、低摩擦部材（例えば、樹脂製のリング）が装着してあるため、二次衝突のコラプス時に、アウターシャフトが車両前方に移動して、両シャフトの嵌合部における「嵌合長」が短くなり、アウターシャフトの先端部が、インナーシャフトの嵌合部から外れて、インナーシャフトの小径部の外周囲に位置している時に、曲げ荷重がアウターシャフトに作用したとしても、アウターシャフトの先端部は、低摩擦部材（樹脂製のリング）がインナーシャフトの小径部の外周面を滑ることから、車両前方にスムーズに移動することができ、従来に比べて、このアウターシャフトの車両前方への移動性を向上することができる。

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である。 図１に示した車両用ステアリングシャフトの二次衝突時の作用図である。 本発明の第２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。 従来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４に示した従来の車両用ステアリングシャフトの二次衝突時の作用図である。 図４に示した従来の車両用ステアリングシャフトの二次衝突時の作用図であって、さらにコラプスが進行した場合を示す。

符号の説明

１ インナーシャフト
１ａ 雄スプライン嵌合部
１ｂ 小径部
２ アウターシャフト
２ａ 雌スプライン嵌合部
２ｂ 大径部
３ 凹溝
４ 充填孔
５ 樹脂摺動部
６ 樹脂製のリング（低摩擦部材）
７ 部分的な凹溝
８ 注入孔（充填孔）
９ 吐出孔
１０ 樹脂摺動部

Claims (1)

1. インナーシャフトの嵌合部に、アウターシャフトの嵌合部を軸方向に伸縮自在に且つ回転不能に嵌合し、
   前記インナーシャフトの嵌合部に形成した凹溝に、前記アウターシャフトの嵌合部に形成した充填孔を介して樹脂を充填して、これら両シャフトの嵌合部内に樹脂摺動部を形成した伸縮自在シャフトの結合構造において、
   前記アウターシャフトの嵌合部の先端の内周面に、低摩擦部材を装着したことを特徴とする伸縮自在シャフトの結合構造。

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