JP2010164126A - 伸縮軸の支持構造および車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】伸縮軸を回転可能に且つ伸縮可能に支持することができる伸縮軸の支持構造を提供すること。
【解決手段】支持構造３４は、軸方向Ａ１に相対摺動可能に且つ互いにトルク伝達可能に嵌め合わされた内軸２９および筒状の外軸３０と、内軸２９の外周に形成された軸方向溝４２および外軸３０の内周に形成された軸方向溝４５に跨る複数のボール３１とを含む伸縮軸としての中間軸５を支持するためのブッシュ５０を備えている。ブッシュ５０は、介在部材４９を介して、軸受５２によって回転可能に且つ軸方向Ａ１に移動不能に支持されている。また、ブッシュ５０は、径方向Ｒ１に弾性変形可能であり、外軸３０の外周に同行回転可能に弾性的に嵌合している。さらに、ブッシュ５０は、外軸３０を軸方向Ａ１に移動可能に支持している。
【選択図】図５

Description

この発明は、軸方向に伸縮可能な伸縮軸を支持するための支持構造、およびこの支持構造が備えられた車両用操舵装置に関するものである。

自動車などの車両に用いられる車両用操舵装置には、ステアリングホイールなどの操舵部材と、ステアリングシャフトおよび中間軸を介して操舵部材に連結された転舵機構とを備えるものがある。また、この種の車両用操舵装置には、上記中間軸として軸方向に伸縮可能な伸縮軸を用いるものがある（例えば特許文献１参照）。

特開２００５−３０８０９５号公報

車両用操舵装置は、通常、転舵機構が左右の前輪間に位置するように配置される。また、車両用操舵装置には、左右の前輪間における前方よりの位置に転舵機構が配置されるものがある。このような車両用操舵装置では、中間軸やステアリングシャフトの軸長が長くなるため、例えば中間軸を軸受などによって回転可能に支持する必要がある。そのため、中間軸として伸縮軸を用いる場合には、当該中間軸を回転可能に且つ伸縮可能に支持するための支持構造が必要となる。また、伸縮軸を支持する支持構造には、伸縮軸を滑らかに回転させることや、伸縮軸との間から異音が生じないことが要求される。

この発明は、かかる背景のもとになされたものであり、伸縮軸を回転可能に且つ伸縮可能に支持することができる伸縮軸の支持構造を提供することを目的とする。

また、この発明の他の目的は、伸縮軸を滑らかに回転させることができ、伸縮軸との間から異音が生じることを防止できる支持構造を提供することである。

上記目的を達成するための本発明は、軸方向（Ａ１）に相対摺動可能に且つ互いにトルク伝達可能に嵌め合わされた内軸（２９）および筒状の外軸（３０）と、上記内軸の外周（４１ｂ）に形成された軸方向溝（４２）および上記外軸の内周（４４ａ）に形成された軸方向溝（４５）に跨る複数のボール（３１）と、軸受（５２）によって回転可能に且つ軸方向に移動不能に支持され、径方向（Ｒ１）に弾性変形可能なブッシュ（５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ）とを備え、上記ブッシュは、上記外軸の外周（４４ｂ）に同行回転可能に弾性的に嵌合し、且つ上記外軸を上記軸方向に移動可能に支持していることを特徴とする伸縮軸（５）の支持構造（３４）である（請求項１）。

本発明によれば、内軸、外軸、および複数のボールからなる伸縮軸が設けられており、ブッシュおよび軸受を含む支持構造によって当該伸縮軸が回転可能に且つ伸縮可能に支持されている。より具体的には、ブッシュが軸受によって回転可能に且つ軸方向に移動不能に支持されており、ブッシュが外軸の外周に同行回転可能に弾性的に嵌合している。したがって、内軸、外軸、および複数のボールを一体回転させて、伸縮軸を滑らかに回転させることができる。また、ブッシュが外軸の外周に弾性的に嵌合しているので、ガタつきなく外軸を支持することができる。これにより、支持構造と伸縮軸との間から異音が生じることを防止することができる。さらに、外軸がブッシュによって軸方向に移動可能に支持されているので、ブッシュに対して外軸を軸方向に移動させて、伸縮軸を伸縮させることができる。これにより、伸縮軸を回転可能に且つ伸縮可能に支持することができる。

また、上記ブッシュに、当該ブッシュの軸方向に延びるスリット（５６，５７）が設けられている場合がある（請求項２）。この場合、径方向に関してブッシュを容易に弾性変形させることができる。

また、上記スリットは、上記ブッシュの軸方向の第１の端部（５８）から延びる第１のスリット（５６）と、上記ブッシュの軸方向の第２の端部（５９）から延びる第２のスリット（５７）とを含み、上記第１のスリットおよび上記第２のスリットが、ブッシュの周方向（Ｃ１）に交互に配置されている場合がある（請求項３）。この場合、軸方向に関するブッシュの第１および第２の端部からそれぞれ延びる第１および第２のスリットがブッシュの周方向に交互に配置されているので、ブッシュを容易に、且つ均等に弾性変形させることができる。

また、上記ブッシュの外周（６０ｂ）に嵌合された環状の弾性体（５１）によって、上記ブッシュが締め付けられている場合がある（請求項４）。この場合、弾性体によってブッシュを外側から締め付けて、ブッシュの内周を外軸の外周に押し付けることができる。これにより、ブッシュを外軸に同行回転可能に連結することができる。また、ブッシュに対する弾性体の締め付け力を調整することにより、外軸をブッシュによって軸方向に移動可能に支持することができる。

また、上記軸受は、車体（２５）に固定されるべき筒状のハウジング（４８）の内周（７６ａ）によって支持され、上記ハウジングの端部（７６）の内周（７６ａ）と上記外軸の外周との間を封止する環状のシール（４７）を備えている場合がある（請求項５）。この場合、シールによって小石や埃などの異物がハウジングの内部に進入することを防止することができる。これにより、ブッシュと外軸との間や、軸受の内部に異物が進入することを防止することができる。

また、上記目的を達成するための本発明は、上記伸縮軸の支持構造を用いて、伸縮軸としてのインターミディエイトシャフト（５）を車体に支持し、上記外軸が転舵機構（１２）に連結され、上記内軸がステアリングシャフト（３）を介して操舵部材（２）に連結されていることを特徴とする車両用操舵装置（１）である（請求項６）。本発明によれば、上述の支持構造を用いることにより、伸縮軸としてのインターミディエイトシャフトを回転可能に且つ伸縮可能に支持することができる。また、転舵機構が外軸に連結されているので、転舵機構に路面からの荷重（いわゆる逆入力）が入力されたときに、外軸を軸方向に移動させて、逆入力による振動をインターミディエイトシャフトによって吸収することができる。これにより、逆入力による振動が操舵部材に伝達されることを防止することができる。また、内軸がステアリングシャフトを介して操舵部材に連結されているので、いわゆる二次衝突のときに内軸を軸方向に移動させてインターミディエイトシャフトを収縮させることができる。これにより、二次衝突時における操舵部材の移動量（いわゆる衝撃吸収長）を拡大することができる。また、内軸と外軸との間に複数のボールを介在させているので、内軸および外軸を安定した荷重で滑らかに相対移動させることができる。

なお、上記において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の一実施の形態に係る伸縮軸を備える車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。 中間軸の一部および支持構造の断面図である。 中間軸および支持構造の分解斜視図である。 ブッシュの拡大斜視図である。 図２の一部を拡大した断面図である。 本発明の他の実施の形態に係るブッシュの図解的な断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るブッシュの図解的な断面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るブッシュの図解的な側面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るブッシュの図解的な側面図である。 本発明のさらに他の実施の形態に係るブッシュの図解的な側面図である。

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、本発明の一実施の形態に係る伸縮軸を備える車両用操舵装置１の概略構成を示す模式図である。

図１を参照して、車両用操舵装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２に連結されたステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に自在継手４を介して連結された伸縮軸としての中間軸５（インターミディエイトシャフト）と、中間軸５に自在継手６を介して連結されたピニオン軸７と、ピニオン軸７の端部近傍に設けられたピニオン歯８に噛み合うラック歯９を有して車両の左右方向に延びる転舵軸としてのラックバー１０とを備えている。操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転すると、この回転がピニオン歯８およびラック歯９によって、車両の左右方向に沿うラックバー１０の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１１の転舵が達成される。ピニオン軸７およびラックバー１０によりラックアンドピニオン機構からなる転舵機構１２が構成されている。

ステアリングシャフト３は、例えば互いにセレーション結合された軸１３および筒１４を含み、二次衝突等により操舵部材２に衝撃荷重が作用した場合に収縮できるようになっている。また、ステアリングシャフト３には、減速機１５が連結されており、この減速機１５を介して電動モータ１６からの操舵補助力が入力される。減速機１５は、電動モータ１６により回転駆動される駆動ギヤとしてのウォーム軸１７と、このウォーム軸１７に噛み合うと共にステアリングシャフト３の軸１３に同行回転可能に連結された従動ギヤとしてのウォームホイール１８とを備えている。

また、車両用操舵装置１は、ステアリングシャフト３を内部に通して回転自在に支持するステアリングコラム１９を備えている。ステアリングコラム１９は、互いに嵌合されたロアージャケットとしての内筒２０と、アッパージャケットとしての外筒２１とからなるコラムチューブ２２を備えている。内筒２０および外筒２１は二次衝突のときに軸方向に相対摺動して衝撃エネルギを吸収するようにされている。

また、アッパーチューブとしての外筒２１には、アッパーブラケット２３が固定されている。このアッパーブラケット２３は、連結部材２４を介して車体２５に保持された車体側ブラケット２６に固定されている。連結部材２４は、二次衝突のときに車体２５から車体側ブラケット２６が離脱することを許容するための合成樹脂製の破断可能なピンを含む。また、ロアーチューブとしての内筒２０は、車体２５に固定された車体側ブラケット２７にロアーブラケット２８を用いて固定されている。

中間軸５は、軸方向Ａ１に伸縮可能ないわゆる常時摺動型の伸縮軸である。中間軸５は、軸方向Ａ１に相対摺動可能に且つ互いにトルク伝達可能に嵌め合わされた内軸２９および円筒状の外軸３０と、内軸２９と外軸３０との間に介在する複数のボール３１とを備えている。この実施形態では、内軸２９がアッパーシャフトとして用いられており、外軸３０がロアシャフトとして用いられている。中間軸５は、ステアリングシャフト３側から入力されるトルクを自在継手６を介してピニオン軸７に伝達することができる。また、中間軸５は、路面からの荷重（いわゆる逆入力）が入力されたときに内軸２９に対して外軸３０を軸方向Ａ１の上方に移動させて、逆入力による振動を吸収することができる。また、中間軸５は、二次衝突のときに外軸３０に対して内軸２９を軸方向Ａ１の下方に移動させて、軸方向Ａ１に収縮することができる。

中間軸５は、ダッシュパネル３２に形成された開口３３を挿通しており、ダッシュパネル３２に取り付けられた支持構造３４によって回転可能に且つ伸縮可能に支持されている。図示はしないが、ダッシュパネル３２は、車体２５に固定されており、エンジンルーム３５と乗員室３６とを仕切っている。操舵部材２やステアリングシャフト３などは乗員室３６に配置されており、転舵機構１２などはエンジンルーム３５に配置されている。中間軸５は、支持構造３４およびダッシュパネル３２を介して車体２５に支持されている。

ラックバー１０は車体２５に固定されるハウジング３７内に図示しない複数の軸受を介して直線往復動可能に支持されている。図示はしないが、ラックバー１０の両端部はハウジング３７の両側へ突出し、各端部にはそれぞれタイロッドが結合されている。各タイロッドは対応するナックルアームを介して対応する転舵輪１１に連結されている。各タイロッドに連結された転舵輪１１は前輪であり、ラックバー１０は、左右の前輪間における前方よりの位置に配置されている。

図２は、中間軸５の一部および支持構造３４の断面図であり、図３は、中間軸５および支持構造３４の分解斜視図である。以下では、中間軸５および支持構造３４について具体的に説明する。最初に、図２および図３を参照して中間軸５について説明する。

中間軸５は、図３に示すように、内軸２９、外軸３０、および複数のボール３１と、筒状のキャップ３８と、棒状のピン３９とを備えている。内軸２９は、金属製であり、自在継手４に連結される連結部４０と、外軸３０の内周（後述の筒部４４の内周４４ａ）に嵌合される軸部４１とを有している。軸部４１の外周４１ｂには、軸方向Ａ１に延びる２つの軸方向溝４２，４２が内軸２９の中心軸線を挟んで対向する位置に形成されている。

また、外軸３０は、金属製であり、図３に示すように、自在継手６に連結される連結部４３と、筒部４４とを有している。筒部４４の外周４４ｂは、円筒面に形成されている。筒部４４の内周４４ａには、軸方向Ａ１に延びる２つの軸方向溝４５，４５が外軸３０の中心軸線を挟んで対向する位置に形成されている。図２に示すように、内軸２９の軸部４１は、２つの軸方向溝４２，４２がそれぞれ外軸３０に形成された２つの軸方向溝４５，４５に対向するように筒部４４の内周４４ａに嵌め合わされている。複数のボール３１は、対向する２つの軸方向溝４２，４５に跨るようにして両軸方向溝４２，４５間に配置されている。

また、図２に示すように、筒部４４の端部の外周にはキャップ３８が嵌め合わされている。複数のボール３１は、このキャップ３８によって筒部４４の外に出ないようにされている。また、図２に示すように、軸部４１の端部には、ピン３９が連結されている。ピン３９は、内軸２９に形成された２つの軸方向溝４２，４２を通るように軸部４１の端部を径方向Ｒ１に貫通している。ピン３９の各端部は、それぞれ、２つの軸方向溝４２，４２の溝底面４６よりも径方向Ｒ１外方に突出している。各軸方向溝４２における複数のボール３１の軸方向Ａ１への移動範囲は、ピン３９の対応する端部と上述のキャップ３８とによって規制されている。

内軸２９および外軸３０の一方の軸に入力されたトルクは、複数のボール３１を介して他方の軸に伝達される。また、中間軸５が伸縮するときは、対向する２つの軸方向溝４２，４５間で各ボール３１が転がりながら、内軸２９および外軸３０が軸方向Ａ１に相対移動する。内軸２９と外軸３０との間に複数のボール３１を介在させることにより、内軸２９および外軸３０を滑らかに相対移動させることができる。これにより、小さい荷重で中間軸５を伸縮させることができる。また、中間軸５が伸縮するときの荷重を安定させることができる。

次に、図２および図３を参照して支持構造３４について説明する。

支持構造３４は、図３に示すように、円環状のシール４７と、筒状のハウジング４８と、円筒状の介在部材４９と、概ね円筒状のブッシュ５０と、ブッシュ５０の外周（後述の中間部６０の外周６０ｂ）に嵌合された弾性体の一例である２つのＯリング５１，５１と、円環状の軸受５２と、円環状のリング５３と、円筒状の筒状体５４とを備えている。図２に示すように、外軸３０の筒部４４の外周４４ｂには、ブッシュ５０が嵌め合わされており、軸受５２は、ブッシュ５０の周囲を取り囲んでいる。介在部材４９は、ブッシュ５０と軸受５２との間に介在している。ハウジング４８は、軸受５２の周囲を取り囲んでおり、その内周によって軸受５２が支持されている。また、シール４７、リング５３および筒状体５４は、ハウジング４８の内周によって支持されている。

図３に示すように、ハウジング４８には、ハウジング４８の径方向外方に延びる環状の取付板５５が設けられている。上述のダッシュパネル３２には、取付板５５が連結されている（図１参照）。取付板５５の外周は矩形状をなす。また、軸受５２は、その軸方向（この実施形態では、中間軸５の軸方向Ａ１と一致）への移動が規制された状態でハウジング４８に支持されている。したがって、軸受５２は、ハウジング４８に対する軸方向Ａ１への移動が規制された状態で、ハウジング４８およびダッシュパネル３２を介して車体２５（図１参照）に支持されている。

ブッシュ５０は、例えば合成樹脂製の概ね円筒状の部材であり、径方向（この実施形態では、中間軸５の径方向Ｒ１と一致）に弾性変形可能となっている。また、図３に示すように、ブッシュ５０には、当該ブッシュ５０の軸方向（この実施形態では、中間軸５の軸方向Ａ１と一致）に延びる複数のスリット（後述の第１のスリット５６および第２のスリット５７）が、当該ブッシュ５０の周方向Ｃ１に並んで配置されている。これらのスリット５６，５７によって、径方向Ｒ１に関してブッシュ５０が容易に、且つ均等に弾性変形できるようになっている。図２に示すように、ブッシュ５０の内周（後述の中間部６０の内周６０ａ）は、径方向Ｒ１に弾性的に拡径された状態で外軸３０の筒部４４の外周４４ｂに係合している。ブッシュ５０の内周６０ａを弾性的に拡径させた状態で筒部４４の外周４４ｂに係合させることにより、外軸３０をガタつきなく支持することができる。

また、ブッシュ５０は、外軸３０に対して同行回転可能に連結されている。さらに、ブッシュ５０は、介在部材４９と同行回転可能に軸受５２により支持されている。したがって、外軸３０は、ブッシュ５０および介在部材４９を介して軸受５２によって回転可能に支持されている。これにより、中間軸５を滑らかに回転させることができる。また、外軸３０がブッシュ５０によってガタつきなく支持されているので、異音を生じさせることなく滑らかに外軸３０を回転させることができる。これにより、異音を生じさせることなく滑らかに中間軸５を回転させることができる。

また、ブッシュ５０は、軸受５２に対して介在部材４９を介して軸方向Ａ１に移動不能に支持されている。さらに、ブッシュ５０は、外軸３０を軸方向Ａ１に移動可能に支持している。すなわち、ブッシュ５０は、その外周に嵌合された２つのＯリング５１，５１によって一定の締め付け力で外側から締め付けられている。ブッシュ５０に対する２つのＯリング５１，５１による締め付け力は、外軸３０がブッシュ５０に対して軸方向Ａ１に移動できるように調整されている。したがって、外軸３０は、ブッシュ５０によって軸方向Ａ１に移動可能に支持されている。また、ブッシュ５０に対する２つのＯリング５１，５１による締め付け力は、外軸３０に回転トルクが作用したときにブッシュ５０と外軸３０との間に生じる摩擦力が、軸受５２の回転抵抗（摩擦力による抵抗）より大きくなるように調整されている。これにより、ブッシュ５０と外軸３０とが同行回転可能で軸方向Ａ１に摺動可能に連結されている。

なお、この実施形態では、ブッシュ５０に対する２つのＯリング５１，５１による締め付け力の調整によって、ブッシュ５０と外軸３０とが同行回転可能で軸方向Ａ１に摺動可能に連結されている場合について説明しているが、２つのＯリング５１，５１を用いない場合であっても、ブッシュ５０と外軸３０とが同行回転可能で軸方向Ａ１に摺動可能に連結されていてもよい。すなわち、２つのＯリング５１，５１を用いない場合であっても、ブッシュ５０と外軸３０とは、外軸３０がブッシュ５０に対して軸方向Ａ１に移動できるように調整されていてもよい。また、２つのＯリング５１，５１を用いない場合であっても、ブッシュ５０と外軸３０とは、外軸３０に回転トルクが作用したときにブッシュ５０と外軸３０との間に生じる摩擦力が、軸受５２の回転抵抗（摩擦力による抵抗）より大きくなるように調整されていてもよい。

外軸３０に所定値以上の軸方向Ａ１への荷重が作用すると、外軸３０は、ブッシュ５０に対して軸方向Ａ１に移動する。また、この実施形態では、ブッシュ５０が合成樹脂によって形成されているので、ブッシュ５０に対して外軸３０を滑らかに移動させることができる。さらに、外軸３０は２つのＯリング５１，５１によって一定の締め付け力で締め付けられているので、一定の荷重でブッシュ５０に対して外軸３０を軸方向Ａ１に移動させることができる。これにより、支持構造３４に支持された状態で、内軸２９に対して外軸３０を一定の伸縮荷重で滑らかに移動させることができる。すなわち、この実施形態では、中間軸５が支持構造３４に支持された状態で、内軸２９だけでなく外軸３０も滑らかに軸方向Ａ１に移動させることができる。

図４は、ブッシュ５０の拡大斜視図であり、図５は、図２の一部を拡大した断面図である。以下では、ブッシュ５０などの支持構造３４の構成について具体的に説明する。

図４を参照して、上述のように、ブッシュ５０には、複数のスリット５６，５７が形成されている。すなわち、ブッシュ５０には、軸方向Ａ１に延びる複数の第１のスリット５６および複数の第２のスリット５７が形成されている。第１のスリット５６は、軸方向Ａ１に関するブッシュ５０の一方の端部である第１の端部５８から軸方向Ａ１に延びており、ブッシュ５０の他方の端部である第２の端部５９の近傍に至っている。また、第２のスリット５７は、第２の端部５９から軸方向Ａ１に延びており、第１の端部５８の近傍に至っている。第１および第２のスリット５６，５７は、ブッシュ５０の周方向Ｃ１に交互に並んで配置されている。第１および第２のスリット５６，５７を形成することにより、径方向Ｒ１に関してブッシュ５０を容易に弾性変形させることができる。また、第１および第２のスリット５６，５７をブッシュ５０の周方向Ｃ１に交互に配置することにより、ブッシュ５０を均等に弾性変形させることができる。

図４および図５を参照して、また、ブッシュ５０は、２つのＯリング５１，５１が外周に嵌め合わされた円筒状の中間部６０を有している。第１の端部５８は、中間部６０の一方の端部に連結されており、中間部６０よりも外径が大きくなっている。また、第２の端部５９は、中間部６０の他方の端部に連結されており、中間部６０よりも外径が小さくなっている。中間部６０、第１の端部５８および第２の端部５９は、同軸的に配置されている。

中間部６０は、内径および外径が一定の円筒状に形成されている。図４に示すように、中間部６０は、複数のスリット５６，５７によって周方向Ｃ１に複数個に分割されている。したがって、この実施形態では、中間部６０が円環状になっている。また、図５に示すように、外軸３０の筒部４４の外周４４ｂには、中間部６０の内周６０ａが係合している。自由状態における中間部６０の内径は、外軸３０の外径よりも小さくされている。したがって、中間部６０の内周６０ａは、径方向Ｒ１に弾性的に拡径された状態で筒部４４の外周４４ｂに係合している。これにより、中間部６０の内周６０ａが、ブッシュ５０の弾性復元力によって筒部４４の外周４４ｂに押し付けられている。

また、図５に示すように、中間部６０の外周６０ｂには、周方向Ｃ１に延びる複数（Ｏリング５１と同数）の環状溝６３が形成されている。各環状溝６３は、その長手方向に直交する断面が矩形状にされている。各環状溝６３は、中間部６０と同軸をなす円筒状の溝底面６４を有している。２つのＯリング５１，５１は、それぞれ、２つの環状溝６３，６３に入り込んでいる。自由状態における各Ｏリング５１の内径は、各環状溝６３の溝底面６４の外径よりも小さくされている。したがって、各Ｏリング５１は、径方向Ｒ１に弾性的に拡径された状態で対応する溝底面６４に係合している。これにより、ブッシュ５０がＯリング５１によって一定の締め付け力で締め付けられている。

第１の端部５８は、外径が一定の円筒状に形成されている。図４に示すように、第１の端部５８は、複数のスリット５６によって周方向Ｃ１に複数個に分割されている。したがって、この実施形態では、第１の端部５８が円環状になっている。また、図５に示すように、第１の端部５８の内径は、軸方向Ａ１に沿って連続的に変化している。すなわち、第１の端部５８の内周は、軸方向Ａ１に関して中間部６０から離れるに従って直径が大きくなるように傾斜するテーパ状の円筒面になっている。また、第１の端部５８には、中間部６０よりも径方向Ｒ１外方に張り出した円環状の張り出し部６５が設けられている。後述するように、この実施形態では、張り出し部６５と介在部材４９との係合により、介在部材４９およびブッシュ５０が軸方向Ａ１に相対移動不能に連結されている。

第２の端部５９は、外径が一定の円筒状に形成されている。図４に示すように、第２の端部５９は、複数のスリット５７によって周方向Ｃ１に複数個に分割されている。したがって、この実施形態では、第２の端部５９が円環状になっている。また、図５に示すように、第２の端部５９の内径は、軸方向Ａ１に沿って連続的に変化している。すなわち、第２の端部５９の内周５９ａは、軸方向Ａ１に関して中間部６０から離れるに従って直径が大きくなるように傾斜するテーパ状の円筒面になっている。この実施形態では、外軸３０の筒部４４の外周４４ｂにブッシュ５０を嵌合させるときに、筒部４４の外周４４ｂに対して第２の端部５９側からブッシュ５０が嵌合される。このとき、筒部４４の外周４４ｂは第２の端部５９の内周５９ａによって中間部６０の内周６０ａに案内される。したがって、第２の端部５９の内周５９ａは、外軸３０の筒部４４の外周４４ｂにブッシュ５０を嵌合させるときに筒部４４の外周４４ｂを中間部６０の内周６０ａに案内する案内面として機能する。

図５を参照して、介在部材４９は、外径がブッシュ５０よりも大きい円筒状に形成されている。介在部材４９の外周には、その周方向（この実施形態では、ブッシュ５０の周方向Ｃ１に一致）に延びる環状段部６６が形成されている。また、介在部材４９の内周４９ａには、その周方向Ｃ１に延びる環状の嵌合溝６７が形成されている。嵌合溝６７は、その長手方向に直交する断面が概ね矩形状にされており、一対の対向面６８，６８を有している。一対の対向面６８，６８は、それぞれ、介在部材４９の周方向Ｃ１に延びる環状をなしており、介在部材４９の軸方向（この実施形態では、中間軸５の軸方向Ａ１に一致）に間隔を隔てて平行に対向している。軸方向Ａ１に関する一対の対向面６８，６８の間隔は、張り出し部６５の厚み（軸方向Ａ１への長さ）よりもやや大きくされている。

介在部材４９は、２つの環状溝６３，６３を覆った状態で中間部６０の外周６０ｂに嵌合している。中間部６０の外周６０ｂに嵌合された２つのＯリング５１，５１は、介在部材４９の内周４９ａに係合している。したがって、ブッシュ５０および介在部材４９が相対回転すると、２つのＯリング５１，５１と介在部材４９の内周４９ａとの摺動による抵抗が生じる。これにより、介在部材４９とブッシュ５０とが同行回転可能に連結されている。

また、介在部材４９は、嵌合溝６７に張り出し部６５が嵌合した状態で中間部６０の外周６０ｂに嵌合している。張り出し部６５の一端面６５ａおよび他端面６５ｂは、それぞれ、一対の対向面６８，６８に係合している。ブッシュ５０および介在部材４９は、張り出し部６５の一端面６５ａと一方の対向面６８との係合、および張り出し部６５の他端面６５ｂと他方の対向面６８との係合によって、軸方向Ａ１への相対移動が防止されている。

軸受５２は、例えばラジアル転がり軸受であり、内輪６９および外輪７０と、複数の転動体としての複数のボール７１とを有している。内輪６９の内周には、介在部材４９が例えば圧入されている。内輪６９と介在部材４９とは、同行回転可能に連結されている。これにより、ブッシュ５０が介在部材４９を介して内輪６９に同行回転可能に連結されている。また、内輪６９と介在部材４９とは、軸方向Ａ１に移動不能に連結されている。これにより、ブッシュ５０が介在部材４９を介して内輪６９に軸方向Ａ１に移動不能に連結されている。内輪６９の一方の端面（図２では右端面）は、介在部材４９の外周に形成された環状段部６６に係合しており、内輪６９は、環状段部６６によって軸方向Ａ１に関する一方側（図２では右側）に位置決めされている。

ハウジング４８は、円筒状の大径部７２および小径部７３と、大径部７２および小径部７３を同軸的に連結する円筒状の中間部７４とを有している。中間部７４は、大径部７２から小径部７３に向かって直径が小さくなるように傾斜している。また、上述の取付板５５は、大径部７２の外周に嵌合している。取付板５５は、例えば溶接によって大径部７２に固定されている。

また、大径部７２の内周７２ａには、軸受５２を位置決めするための環状段部７５が形成されている。また、小径部７３の端部７６（図５では小径部７３の左端部）の内周７６ａには、シール４７を位置決めするための環状段部７７が形成されている。環状段部７５，７７は、それぞれハウジング４８の周方向（この実施形態では、ブッシュ５０の周方向Ｃ１に一致）に延びている。

上述のように、軸受５２は、ハウジング４８の内周によって支持されている。より具体的には、大径部７２の内周７２ａに外輪７０が嵌合している。外輪７０の一端面（図２では左端面）は、大径部７２の内周７２ａに形成された環状段部７５に係合している。また、リング５３は、大径部７２の内周７２ａに嵌合しており、外輪７０の他端面（図２では右端面）に係合している。さらに、筒状体５４は、大径部７２の内周７２ａに嵌合しており、リング５３に係合している。筒状体５４は、例えば、大径部７２の内周７２ａに対する圧入や、大径部７２の内周７２ａとのねじ係合により、大径部７２の内周７２ａに保持されている。このように、外輪７０は、環状段部７５およびリング５３によって挟まれて、軸方向Ａ１に移動不能にハウジング４８に連結されている。ハウジング４８に対する外輪７０の連結方法は、上述の方法に限らず、例えば、リング５３および筒状体５４を用いずに、ハウジング４８の一部をかしめて環状段部７５に外輪７０を押し付けることにより、ハウジング４８に対して外輪７０を連結してもよい。

また、シール４７は、小径部７３の端部７６の内周７６ａに例えば圧入されている。したがって、シール４７は、ハウジング４８に同行回転可能に連結されている。また、シール４７の一端面（図２では右端面）は、環状段部７７に係合している。さらに、小径部７３の先端部（図２では左端）は、シール４７を抜け止めするためにその周方向の複数箇所がかしめられている。これにより、シール４７が小径部７３の端部７６の内周７６ａに保持されている。また、シール４７は、軸方向Ａ１に移動不能にハウジング４８に連結されている。

シール４７は、小径部７３の端部７６の内周７６ａと外軸３０の筒部４４の外周４４ｂとの間に介在している。シール４７の内周は、外軸３０の筒部４４の外周４４ｂに摺動可能に係合している。小径部７３の端部７６の内周７６ａと外軸３０の筒部４４の外周４４ｂとの間は、シール４７によって封止されている。小径部７３の端部７６の内周７６ａと外軸３０の筒部４４の外周４４ｂとの間を封止することにより、小石や埃などの異物がエンジンルーム３５からハウジング４８の内部に進入することを防止することができる。これにより、ブッシュ５０と外軸３０との間や、軸受５２の内部に異物が進入することを防止することができる。したがって、ブッシュ５０に対して外軸３０が軸方向Ａ１に移動するときの移動抵抗の大きさが、異物の介在によって変化することを防止することができる。また、軸受５２の内部に異物が進入して、中間軸５の回転の滑らかさが低下することを防止することができる。

以上のように本実施形態では、ブッシュ５０が介在部材４９を介して軸受５２によって回転可能に且つ軸方向Ａ１に移動不能に支持されており、ブッシュ５０が外軸３０の筒部４４の外周４４ｂに同行回転可能に弾性的に嵌合している。したがって、内軸２９、外軸３０、および複数のボール３１を一体回転させて、伸縮軸としての中間軸５を滑らかに回転させることができる。また、ブッシュ５０が外軸３０の筒部４４の外周４４ｂに弾性的に嵌合しているので、ブッシュ５０と外軸３０との間のガタつきをなくすことができる。これにより、支持構造３４と中間軸５との間から異音が生じることを防止することができる。さらに、外軸３０がブッシュ５０によって軸方向Ａ１に移動可能に支持されているので、ブッシュ５０と外軸３０とを軸方向Ａ１に相対移動させることにより、中間軸５を伸縮させることができる。これにより、中間軸５を回転可能に且つ伸縮可能に支持することができる。

また、転舵機構１２が外軸３０に連結されているので、転舵機構１２を介して路面からの荷重（いわゆる逆入力）が中間軸５に入力されたときに、外軸３０を軸方向Ａ１に移動させて、逆入力による振動を中間軸５によって吸収することができる。これにより、逆入力による振動が操舵部材２に伝達されることを防止することができる。また、内軸２９がステアリングシャフト３を介して操舵部材２に連結されているので、いわゆる二次衝突のときに内軸２９を軸方向Ａ１に移動させて中間軸５を収縮させることができる。これにより、二次衝突時における操舵部材２の移動量（いわゆる衝撃吸収長）を拡大することができる。

また、この実施形態では、内軸２９がアッパーシャフトとされているので、衝撃吸収長が一層拡大されている。すなわち、外軸３０の内部には、内軸２９が入り込む空間が確保されており、外軸３０に対して内軸２９が軸方向Ａ１に移動するときに移動の障害となるものが、外軸３０に比べて少ない。したがって、内軸２９をアッパーシャフトとすることにより、衝撃吸収長を一層拡大することができる。

この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、上述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、上述の実施形態では、ブッシュ５０が介在部材４９を介して軸受５２によって回転可能に且つ軸方向Ａ１に移動不能に支持されている場合について説明したが、ブッシュ５０と軸受５２は、介在部材４９を介さずに直接連結されていてもよい。

具体的には、図６に示すように、ブッシュ５０Ａの中間部６０の外周６０ｂに内輪６９を直接嵌合させてもよい。またこの場合、２つの環状溝６３，６３を覆うように中間部６０の外周６０ｂに内輪６９を嵌合させて、内輪６９の内周に２つのＯリング５１，５１を係合させてもよい。また、中間部６０の外周６０ｂに周方向Ｃ１に延びる嵌合凹部７８を形成して、この嵌合凹部７８に内輪６９の内周部を嵌合させてもよい。さらに、軸方向Ａ１に対向する一対の対向面７９，７９を嵌合凹部７８に設けて、内輪６９の一端面６９ａおよび他端面６９ｂをそれぞれ一対の対向面７９，７９に係合させてもよい。さらにまた、ブッシュ５０Ａを複数個に分割してもよい。

より具体的には、例えば図７に示すブッシュ５０Ｂのように、ブッシュ５０Ｂが２つに分割されて、ブッシュ５０Ｂの一部が径方向Ｒ１に２層にされていてもよい。このブッシュ５０Ｂは、筒状の本体８０と外筒８１からなるものであり、本体８０の一端部の外周に外筒８１が嵌合している。外筒８１は、例えば、軸受５２の内輪６９が本体８０の外周に嵌合された後、本体８０の一端部の外周に嵌合されるようになっている。軸受５２の内輪６９は、外筒８１の端面８１ａと、本体８０に形成された環状段部８２とによって軸方向Ａ１に挟持されており、ブッシュ５０Ｂに対する軸方向Ａ１への移動が規制されている。

また、上記各実施形態において、スリット５６，５７を廃止したり、Ｏリング５１およびＯリング５１のための環状溝６３を廃止したりすることができる。例えば、図８に示すブッシュ５０Ｃのように、図４のスリット５６，５７が廃止されていてもよい。また、図９に示すブッシュ５０Ｄのように、図４のスリット５６，５７および環状溝６３が廃止されていてもよい。また、図１０に示すブッシュ５０Ｅのように、図４の環状溝６３が廃止されていてもよい。

また、上述の実施形態では、ハウジング４８の内周に形成された環状段部７５とリング５３とによって外輪７０を軸方向Ａ１に挟み込んで、外輪７０の軸方向Ａ１への移動を防止する場合について説明したが、リング５３および筒状体５４を設けずに、外輪７０の軸方向Ａ１への移動を防止してもよい。具体的には、例えばかしめ加工によって外輪７０を環状段部７５に押し付けて、外輪７０の軸方向Ａ１への移動を防止してもよい。

また、上述の実施形態では、ハウジング４８の小径部７３と外軸３０との間がシール４７によって封止されている場合について説明したが、新たにシールを設けて、ハウジング４８の大径部７２と外軸３０との間を封止してもよい。また、軸受５２としてシール軸受を用いて、軸受５２内部への異物の進入を防止してもよい。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１・・・車両用操舵装置、２・・・操舵部材、３・・・ステアリングシャフト、５・・・中間軸（伸縮軸、インターミディエイトシャフト）、１２・・・転舵機構、２５・・・車体、２９・・・内軸、３０・・・外軸、３１・・・ボール、３４・・・支持構造、４１ｂ・・・軸部の外周（内軸の外周）、４２・・・軸方向溝、４４ａ・・・円筒部の内周（外軸の内周）、４４ｂ・・・円筒部の外周（外軸の外周）、４５・・・軸方向溝、４７・・・シール、４８・・・ハウジング、５０，５０Ａ，５０Ｂ，５０Ｃ，５０Ｄ，５０Ｅ・・・ブッシュ、５１・・・Ｏリング（弾性体）、５２・・・軸受、５６・・・第１のスリット、５７・・・第２のスリット、５８・・・第１の端部、５９・・・第２の端部、６０ｂ・・・中間部の外周（ブッシュの外周）、７６・・・小径部の端部（ハウジングの端部）、７６ａ・・・小径部の端部の内周（ハウジングの内周、ハウジングの端部の内周）、Ａ１・・・軸方向、Ｃ１・・・周方向、Ｒ１・・・径方向

Claims (6)

1. 軸方向に相対摺動可能に且つ互いにトルク伝達可能に嵌め合わされた内軸および筒状の外軸と、
   上記内軸の外周に形成された軸方向溝および上記外軸の内周に形成された軸方向溝に跨る複数のボールと、
   軸受によって回転可能に且つ軸方向に移動不能に支持され、径方向に弾性変形可能なブッシュとを備え、
   上記ブッシュは、上記外軸の外周に同行回転可能に弾性的に嵌合し、且つ上記外軸を上記軸方向に移動可能に支持していることを特徴とする伸縮軸の支持構造。
2. 請求項１において、上記ブッシュに、当該ブッシュの軸方向に延びるスリットが設けられていることを特徴とする伸縮軸の支持構造。
3. 請求項２において、上記スリットは、上記ブッシュの軸方向の第１の端部から延びる第１のスリットと、上記ブッシュの軸方向の第２の端部から延びる第２のスリットとを含み、
   上記第１のスリットおよび上記第２のスリットが、ブッシュの周方向に交互に配置されていることを特徴とする伸縮軸の支持構造。
4. 請求項１〜３の何れか１項において、上記ブッシュの外周に嵌合された環状の弾性体によって、上記ブッシュが締め付けられていることを特徴とする伸縮軸の支持構造。
5. 請求項１〜４の何れか１項において、上記軸受は、車体に固定されるべき筒状のハウジングの内周によって支持され、上記ハウジングの端部の内周と上記外軸の外周との間を封止する環状のシールを備えていることを特徴とする伸縮軸の支持構造。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の伸縮軸の支持構造を用いて、伸縮軸としてのインターミディエイトシャフトを車体に支持し、上記外軸が転舵機構に連結され、上記内軸がステアリングシャフトを介して操舵部材に連結されていることを特徴とする車両用操舵装置。

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