JP2010195262A

JP2010195262A - インターミディエイトシャフト

Info

Publication number: JP2010195262A
Application number: JP2009043803A
Authority: JP
Inventors: Kazuhide Honda; 一秀本多
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-02-26
Filing date: 2009-02-26
Publication date: 2010-09-09
Anticipated expiration: 2029-02-26
Also published as: JP5332723B2

Abstract

【課題】インターミディエイトシャフトが最弱部にて破断しても、ステアリングホイールの回動操舵が維持できるようにすること
【解決手段】インターミディエイトシャフト５０は、中空状のアウターチューブ５２とインナーシャフト５１を有する。インナーシャフト５１の中間部に、インターミディエイトシャフト５０の最弱部５１ａが設けられる。インナーシャフト５１の最弱部５１ａより先端側に、アウターチューブ５２の中間部５２ｃに対して相対回転が許容されていない状態でトルク伝達可能に連結されている第１連結部５１ｂが設けられる。インナーシャフト５１の最弱部５１ａより基端側に、アウターチューブ５２の先端部５２ａに対して所定量相対回転可能であり、アウターチューブ５２の先端部５２ａに対して所定量回転した状態でアウターチューブの先端部５２ａとトルク伝達可能に係合する第２連結部５１ｃが設けられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、インターミディエイトシャフトに係り、特に、ステアリングホイールを一体的に支持するステアリングメインシャフトと、ステアリングギヤボックスのギヤシャフトに、各端部にてそれぞれ自在継手を介してトルク伝達可能に連結されていて、一端側に中空状のアウターチューブを有し、他端側に前記アウターチューブ内に軸方向へ移動可能かつトルク伝達可能に組付けられたインナーシャフトを有するインターミディエイトシャフトに関する。

この種のインターミディエイトシャフトは、例えば、下記特許文献１に記載されている。下記特許文献１に記載されているインターミディエイトシャフトおいては、アウターチューブ（第１シャフト部材）とインナーシャフト（第２シャフト部材）が、破断可能なシェアピンにより連結されている。また、インナーシャフトのアウターチューブに対するスライド変位（軸方向移動）を所定ストローク位置において規制するスライド規制部材が設けられるとともに、アウターチューブとインナーシャフトに、上述した所定ストローク位置にて重合する脆弱部がそれぞれ設けられている。

特開平６−２２７４０４号公報

上記特許文献１に記載されているインターミディエイトシャフトにおいては、インナーシャフトがアウターチューブより車両前方となるように配置されている場合、車両衝突時に、ステアリングギヤボックスのギヤシャフト（ピニオンシャフト）から自在継手を介してインターミディエイトシャフトに衝撃荷重が作用すると、シェアピンが破断し、インナーシャフトがアウターチューブ内にてスライドして上記衝撃荷重を緩和する。そして、インナーシャフトのスライドがスライド規制部材により所定ストローク位置にて規制されると、アウターチューブとインナーシャフトに形成された脆弱部が重合し、この重合した脆弱部にて折曲変形が生じて、上記衝撃荷重を更に緩和することが可能である。

ところで、上記特許文献１に記載されているインターミディエイトシャフトにおいては、インターミディエイトシャフトに大きな荷重（衝撃荷重など）が作用した場合、脆弱部にてインターミディエイトシャフトが破断するおそれがあり、ステアリングホイールの回動操舵が維持できないおそれがある。

本発明は上記した課題に対処すべくなされたもの（インターミディエイトシャフトが脆弱部（最弱部）にて破断しても、ステアリングホイールの回動操舵が維持できるようにするもの）であり、ステアリングホイールを一体的に支持するステアリングメインシャフトと、ステアリングギヤボックスのギヤシャフトに、各端部にてそれぞれ自在継手を介してトルク伝達可能に連結されていて、一端側に中空状のアウターチューブを有し、他端側に前記アウターチューブ内に軸方向へ移動可能かつトルク伝達可能に組付けられたインナーシャフトを有するインターミディエイトシャフトにおいて、前記インナーシャフトの中間部には、前記インターミディエイトシャフトの最弱部が設けられ、前記インナーシャフトの前記最弱部より先端側には、前記アウターチューブの中間部に対して相対回転が許容されていない状態でトルク伝達可能に連結されている第１連結部が設けられ、前記インナーシャフトの前記最弱部より基端側には、初期状態で前記アウターチューブの先端部に対して所定量相対回転可能であり、前記アウターチューブの先端部に対して所定量相対回転した状態で前記アウターチューブの先端部とトルク伝達可能に係合する第２連結部が設けられていることに特徴がある。

本発明におけるインターミディエイトシャフトにおいて、通常の操舵時（最弱部が塑性変形および破断しない時）、ステアリングホイールに入力される回動操舵トルクは、ステアリングメインシャフトおよび自在継手を介してインターミディエイトシャフトに伝達され、このインターミディエイトシャフトから自在継手を介してステアリングギヤボックスのギヤシャフトに伝達される。このとき、インターミディエイトシャフトでは、インナーシャフトの第１連結部が、アウターチューブの中間部と一体回転して、インナーシャフトの第１連結部とアウターチューブの中間部の間でトルクが伝達される。また、このとき、インナーシャフトの第２連結部は、アウターチューブの先端部に対して所定量相対回転可能な状態が維持されているため、インナーシャフトの第２連結部とアウターチューブの先端部の間でトルクが伝達されない。このため、通常の操舵時では、ステアリングホイールからステアリングメインシャフトおよび自在継手を介してインターミディエイトシャフトに伝達された回動操舵トルクが、インナーシャフトの第１連結部とアウターチューブの中間部にて伝達される。

また、車両衝突などにより、インターミディエイトシャフトに大きな衝撃荷重が作用すると、インナーシャフトの最弱部が塑性変形（曲げ変形、圧縮変形、ねじり変形）する。このインナーシャフトの最弱部の塑性変形により、衝撃エネルギーを吸収して上記した衝撃荷重を緩和することができるとともに、インターミディエイトシャフトにおいてインナーシャフトの最弱部以外の部位が破断することを防止して、ステアリングホイールの回動操舵が維持できなくなることを防止することが可能である。また、インナーシャフトの最弱部の塑性変形がねじり変形を伴う場合には、ステアリングホイールの回動中心位置（ハンドルセンター位置）がずれて、インターミディエイトシャフトの交換の必要性を認識させることが可能である。なお、車両衝突によりインターミディエイトシャフトに大きな衝撃荷重が作用したときには、インナーシャフトとアウターチューブが軸方向に相対移動して、上記した衝撃荷重を緩和することが可能である。

ところで、インナーシャフトが最弱部にて破断したときに、ステアリングホイールを回動操舵すると、インターミディエイトシャフトでは、インナーシャフトの第２連結部が、アウターチューブの先端部に対して所定量相対回転して、アウターチューブの先端部と係合する。これにより、その後は、インナーシャフトの第２連結部が、アウターチューブの先端部と一体回転して、インナーシャフトの第２連結部とアウターチューブの先端部の間でトルクが伝達される。なお、このときには、インナーシャフトの最弱部が破断しているため、インナーシャフトの第１連結部とアウターチューブの中間部の間でトルクが伝達されない。

このため、インナーシャフトの最弱部が破断したときに、ステアリングホイールが回動操舵されると、ステアリングホイールからステアリングメインシャフトおよび自在継手を介してインターミディエイトシャフトに入力された回動操舵トルクが、インナーシャフトの第２連結部とアウターチューブの先端部との間でトルクが伝達されることによって、自在継手を介してステアリングギヤボックスのギヤシャフトに伝達される。したがって、インターミディエイトシャフトが最弱部にて破断しても、ステアリングホイールの回動操舵を維持することが可能である。

また、インナーシャフトの最弱部が破断したときに、ステアリングホイールを回動操舵すると、上述したようにインナーシャフトの第２連結部が、アウターチューブの先端部に対して所定量相対回転して、アウターチューブの先端部と係合することにより、インナーシャフトの第２連結部とアウターチューブの先端部との間でトルクが伝達し始める。このため、このときには、通常の操舵時に比して、操舵フィーリングが悪化するとともに、回動操舵時に異音が発生するようになり、インターミディエイトシャフトの交換の必要性を認識させることが可能である。

また、本発明の実施に際して、前記アウターチューブは、前記第１連結部を収容して前記第１連結部に対して相対回転が許容されていない状態でトルク伝達可能に連結している第１チューブと、この第１チューブにトルク伝達可能かつ軸方向に移動可能に組付けられていて、前記第２連結部を収容して初期状態で前記第２連結部に対して所定量相対回転可能であり、前記第２連結部に対して所定量相対回転した状態で前記第２連結部とトルク伝達可能に係合する第２チューブによって構成されていることも可能である。

この場合には、アウターチューブの先端（第２チューブの先端）とインナーシャフトの基端に接続された自在継手との軸方向距離が、インナーシャフトの先端とアウターチューブの基端（第１チューブの基端）に接続された自在継手との軸方向距離に比して、短いインターミディエイトシャフトを採用した場合において、車両衝突時に、インターミディエイトシャフトでは、第１チューブおよび第２チューブが、インナーシャフトに対して軸方向に相対移動し、アウターチューブの先端とインナーシャフトの基端に接続された自在継手が当接する。その後、第１チューブは、第２チューブおよびインナーシャフトに対して軸方向に相対移動し、インナーシャフトの先端と第１チューブの基端に接続された自在継手が当接する。このため、この場合には、インナーシャフトの先端とアウターチューブの基端に接続された自在継手との軸方向距離を、エネルギー吸収ストロークとすることが可能である。

ところで、インナーシャフトに最弱部および第２連結部を設けるとともに、アウターチューブに上記した最弱部に対応する中間部および上記した第２連結部に対応する先端部を設けると、通常のインターミディエイトシャフトに比して、アウターチューブの先端とインナーシャフトの基端に接続された自在継手との軸方向距離が短くなり、アウターチューブの先端とインナーシャフトの基端に接続された自在継手との軸方向距離が、インナーシャフトの先端とアウターチューブの基端に接続された自在継手との軸方向距離に比して、短いインターミディエイトシャフトとなる場合がある。この場合において、アウターチューブが単一のチューブで構成されているインターミディエイトシャフトでは、アウターチューブの先端とインナーシャフトの基端に接続された自在継手との軸方向距離がエネルギー吸収ストロークとなり、インナーシャフトの先端とアウターチューブの基端に接続された自在継手との軸方向距離である所期のエネルギー吸収ストロークを活かすことができない。

したがって、アウターチューブの先端とインナーシャフトの基端に接続された自在継手との軸方向距離が、インナーシャフトの先端とアウターチューブの基端に接続された自在継手との軸方向距離に比して、短いインターミディエイトシャフトを採用した場合でも、アウターチューブが上記した第１チューブと上記した第２チューブで構成されたインターミディエイトシャフト（請求項２に係る発明のインターミディエイトシャフト）を採用することにより、インナーシャフトの先端とアウターチューブの基端に接続された自在継手との軸方向距離をエネルギー吸収ストロークとすることができて、所期のエネルギー吸収ストロークを確保することが可能である。

本発明によるインターミディエイトシャフトを車両用ステアリング装置に適用した第１実施形態を概略的に示した全体構成図である。図１に示したインターミディエイトシャフトと、第１自在継手と、第２自在継手の一部縦断拡大側面図である。図２の３−３線に沿った拡大縦断正面図である。図２の４−４線に沿った拡大縦断正面図である。図４に示したインナーシャフトが反時計方向に所定量回転されたときの作動説明図である。本発明によるインターミディエイトシャフトを車両用ステアリング装置に適用した第２実施形態の図２相当の側面図である。図６の７−７線に沿った拡大縦断正面図である。図６の８−８線に沿った拡大縦断正面図である。

以下に、本発明の各実施形態を図１〜図８に基づいて説明する。図１〜図５は、本発明によるインターミディエイトシャフト５０を、車両用ステアリング装置に適用した第１実施形態を示している。この第１実施形態の車両用ステアリング装置は、図１に示したように、運転者によって回動操舵されるステアリングホイール１０と、このステアリングホイール１０を支持するステアリングメインシャフト２０と、このステアリングメインシャフト２０にアシストトルクを付与するＥＰＳ（電動式パワーステアリング）アクチュエータ３０と、ステアリングメインシャフト２０に第１自在継手４０を介して連結されているインターミディエイトシャフト５０と、このインターミディエイトシャフト５０に第２自在継手６０を介して連結されているエクステンションシャフト７０と、このエクステンションシャフト７０に連結されているピニオンシャフト８１を有するステアリングギヤボックス８０と、を備えている。

ステアリングホイール１０は、ステアリングメインシャフト２０の上端部に一体回転可能に支持されている。ステアリングメインシャフト２０は、車体側部材（図示省略）にブラケット２１を介して組付けられているコラムチューブ２２内に回転自在に支持されている。また、ステアリングメインシャフト２０の下端部は、第１自在継手４０におけるアッパージョイントヨーク４１と連結している。

ＥＰＳアクチュエータ３０は、アシストトルク（補助力）をステアリングメインシャフト２０に付与するためのものであり、車体側部材に組付けられている電動モータ３１と、この電動モータ３１の出力を減速する減速機（図示省略）を備えている。電動モータ３１は、その出力軸が減速機を介してステアリングメインシャフト２０にトルク伝達可能に連結されていて、電子制御装置ＥＣＵにより通電を制御されて回転駆動し、ステアリングメインシャフト２０に回動操舵トルクに応じたアシストトルクを付与可能である。

第１自在継手４０は、アッパージョイントヨーク４１と、ロアジョイントヨーク４２と、十字軸４３を備えている。アッパージョイントヨーク４１およびロアジョイントヨーク４２は、それぞれ二又状のヨーク部４１ａ，４２ａを有していて、これらヨーク部４１ａ，４２ａにて十字軸４３を介して揺動可能かつトルク伝達可能に連結されている。なお、アッパージョイントヨーク４１は、その挿入穴（図示省略）にてステアリングメインシャフト２０の下端部に挿通され、ボルト４４がアッパージョイントヨーク４１のボルト挿通孔（図示省略）に挿通されて締結されることにより、ステアリングメインシャフト２０に一体的に連結されている。

インターミディエイトシャフト５０は、上端が第１自在継手４０のロアジョイントヨーク４２に接続されているインナーシャフト５１と、このインナーシャフト５１を軸方向に移動可能かつトルク伝達可能に組付けているアウターチューブ５２を有している。アウターチューブ５２の下端には、第２自在継手６０のアッパージョイントヨーク６１が接続されている。このインターミディエイトシャフト５０は、車両衝突時に衝撃荷重が作用されると、収縮（インナーシャフト５１とアウターチューブ５２が軸方向に相対移動）して上記した衝撃荷重を緩和することが可能である。

第２自在継手６０は、アッパージョイントヨーク６１と、ロアジョイントヨーク６２と、十字軸６３を備えている。アッパージョイントヨーク６１およびロアジョイントヨーク６２は、それぞれ二又状のヨーク部６１ａ，６２ａを有していて、これらヨーク部６１ａ，６２ａにて十字軸６３を介して揺動可能かつトルク伝達可能に連結されている。

エクステンションシャフト７０は、上端が第２自在継手６０のロアジョイントヨーク６２に設けられた挿通穴（図示省略）に挿通されてボルト６４がロアジョイントヨーク６２のボルト挿通孔（図示省略）に挿通されて締結されることにより、ロアジョイントヨーク６２に一体的に連結されている。また、エクステンションシャフト７０の下端には、連結具７１が一体的に固着されている。なお、連結具７１は、その挿通穴（図示省略）にてステアリングギヤボックス８０のピニオンシャフト８１の上端部に挿通され、ボルト７２が連結具７１のボルト挿通孔（図示省略）に挿通されて締結されることにより、ピニオンシャフト８１に一体的に連結されている。

ステアリングギヤボックス８０は、エクステンションシャフト７０の回転に伴って連結具７１を介して回転されるピニオンシャフト８１と、このピニオンシャフト８１の回転に伴って車両の左右方向に移動可能なラックバー（図示省略）と、ピニオンシャフト８１を回転可能に支持しラックバーを車両の左右方向に移動可能に支持するラックハウジング８２を備えている。ラックバーは、その左右両端部にて、ボールジョイント（図示省略）を介して、左右一対のタイロッド９０Ｌ、９０Ｒに連結されている。各タイロッド９０Ｌ、９０Ｒは、ボールジョイント９１Ｌ、９１Ｒを介して左右前輪（図示省略）を軸支しているステアリングナックル（図示省略）に連結されている。

ところで、この第１実施形態においては、インターミディエイトシャフト５０のインナーシャフト５１と、インターミディエイトシャフト５０のアウターチューブ５２が、図２〜図４に示したようにトルク伝達可能に連結されている。インナーシャフト５１は、図２に示したように、中間部にインターミディエイトシャフト５０の最弱部５１ａを有し、この最弱部５１ａより先端側に第１連結部５１ｂを有し、最弱部５１ａより基端側に第２連結部５１ｃを有している。

最弱部５１ａは、断面が円形であり、インナーシャフト５１において最も細い部位であって、インナーシャフト５１に外力（曲げ外力、圧縮外力、ねじり外力）が作用するとき、インターミディエイトシャフト５０において最初に塑性変形しうる部位である。第１連結部５１ｂは、図３に示したように、断面が非円形であり、外歯５１ｂ１を有している。第２連結部５１ｃは、図４に示したように、断面が二面巾形状であり、図４上方および図４下方が円弧形状になっている。また、第２連結部５１ｃは、図２に示したように、その基端にて第１自在継手４０のロアジョイントヨーク４２のフランジ部４２ｂに接続されている。

アウターチューブ５２は、図２に示したように、インナーシャフト５１と同軸的な中空状に形成されていて、先端側に先端部５２ａを有し、基端側に基端部５２ｂを有し、先端部５２ａと基端部５２ｂの間に中間部５２ｃを有している。先端部５２ａは、内歯を有しておらず、図２に示したように、インナーシャフト５１の最弱部５１ａおよび第２連結部５１ｃを収容していて、図４に示したように、先端部５２ａの内周面と第２連結部５１ｃの外面の間に所定量の隙間が設けられている。これにより、インナーシャフト５１の第２連結部５１ｃは、初期状態でアウターチューブ５２の先端部５２ａに対して所定量相対回転可能であり、アウターチューブ５２の先端部５２ａに対して所定量相対回転した状態でアウターチューブ５２の先端部５２ａとトルク伝達可能に係合可能である。

基端部５２ｂは、その基端にて第２自在継手６０のアッパージョイントヨーク６１のフランジ部６１ｂに接続されていて、内周に内歯５２ｂ１を有している。中間部５２ｃは、内歯５２ｃ１を有していて、この内歯５２ｃ１と基端部５２ｂに形成された内歯５２ｂ１は、連続して設けられている。中間部５２ｃの内歯５２ｃ１とインナーシャフト５１の第１連結部５１ｂの外歯５１ｂ１は、図３に示したように、噛合（スプライン嵌合）していて、内歯５２ｃ１と外歯５１ｂ１の周方向の隙間は略ゼロとなっている。これにより、インナーシャフト５１の第１連結部５１ｂは、アウターチューブ５２の中間部５２ｃに対して相対回転を許容されていない状態でトルク伝達可能に連結されている。

アウターチューブ５２の先端と第１自在継手４０のロアジョイントヨーク４２のフランジ部４２ｂとの軸方向距離は、図２に示したように、Ｓ１となっている。インナーシャフト５１の先端と第２自在継手６０のアッパージョイントヨーク６１のフランジ部６１ｂとの軸方向距離は、図２に示したように、Ｓ２となっており、Ｓ２はＳ１に比して大きくなっている。

上記のように構成された第１実施形態において、通常の操舵時（最弱部５１ａが塑性変形および破断しない時）、ステアリングホイール１０に入力される回動操舵トルクは、ステアリングメインシャフト２０および第１自在継手４０を介してインターミディエイトシャフト５０に伝達され、このインターミディエイトシャフト５０から第２自在継手６０およびエクステンションシャフト７０を介してステアリングギヤボックス８０のピニオンシャフト８１に伝達される。このとき、インターミディエイトシャフト５０では、インナーシャフト５１の第１連結部５１ｂが、アウターチューブ５２の中間部５２ｃと一体回転して、アウターチューブ５２の中間部５２ｃにトルクを伝達する。また、このとき、インナーシャフト５１の第２連結部５１ｃは、アウターチューブ５２の先端部５２ａに対して所定量相対回転可能な状態が維持されているため、アウターチューブ５２の先端部５２ａにトルクを伝達しない。このため、通常の操舵時では、ステアリングホイール１０からステアリングメインシャフト２０および第１自在継手４０を介してインターミディエイトシャフト５０に伝達された回動操舵トルクが、インターミディエイトシャフト５０にてインナーシャフト５１の第１連結部５１ｂからアウターチューブ５２の中間部５２ｃに伝達される。

また、車両衝突時などにより、インターミディエイトシャフト５０に大きな衝撃荷重が作用すると、インナーシャフト５１の最弱部５１ａが塑性変形（曲げ変形、圧縮変形、ねじり変形）する。このインナーシャフト５１の最弱部５１ａの塑性変形により、衝撃エネルギーを吸収して上記した衝撃荷重を緩和することができるとともに、インターミディエイトシャフト５０においてインナーシャフト５１の最弱部５１ａ以外の部位が破断することを防止して、ステアリングホイール１０の回動操舵が維持できなくなることを防止することが可能である。また、インナーシャフト５１の最弱部５１ａの塑性変形がねじり変形を伴う場合には、ステアリングホイール１０の回動中心位置（ハンドルセンター位置）がずれて、インターミディエイトシャフト５０の交換の必要性を認識させることが可能である。なお、車両衝突によりインターミディエイトシャフト５０に大きな衝撃荷重が作用したときには、アウターチューブ５２がインナーシャフト５１に対して車両後方へ軸方向に移動して、上気した衝撃荷重を緩和することが可能である。

ところで、インナーシャフト５１が最弱部５１ａにて破断したときに、ステアリングホイール１０を左方向（反時計方向）に回動操舵すると、インターミディエイトシャフト５０では、インナーシャフト５１の第２連結部５１ｃが、図４に示した状態から図５に示したように、アウターチューブ５２の先端部５２ａに対して所定量回転して、アウターチューブの先端部と係合する。これにより、その後は、インナーシャフト５１の第２連結部５１ｃが、アウターチューブ５２の先端部５２ａと一体回転して、アウターチューブ５２の先端部５２ａにトルクを伝達する。また、このときには、インナーシャフト５１の最弱部５１ａが破断しているため、インナーシャフト５１の第１連結部５１ｂとアウターチューブ５２の中間部５２ｃの間でトルクが伝達されない。なお、インナーシャフト５１の最弱部５１ａが破断したときに、ステアリングホイール１０を左方向に回動操舵したときの作動とステアリングホイール１０を右方向に回動操舵したときの作動は実質的に同様であるため、ステアリングホイール１０を右方向に回動操舵したときの作動の説明を省略する。

このため、インナーシャフト５１の最弱部５１ａが破断したときに、ステアリングホイール１０が回動操舵されると、ステアリングホイール１０からステアリングメインシャフト２０および第１自在継手４０を介してインターミディエイトシャフト５０に入力された回動操舵トルクが、インナーシャフト５１の第２連結部５１ｃとアウターチューブ５２の先端部５２ａとの間でトルクが伝達されることによって、第２自在継手６０およびエクステンションシャフト７０を介してステアリングギヤボックス８０のピニオンシャフト８１に伝達される。したがって、インターミディエイトシャフト５０が最弱部５１ａにて破断しても、ステアリングホイール１０の回動操舵を維持することが可能である。

また、インナーシャフト５１の最弱部５１ａが破断したときに、ステアリングホイール１０を回動操舵すると、上述したようにインナーシャフト５１の第２連結部５１ｃが、アウターチューブ５２の先端部５２ａに対して所定量回転して、アウターチューブ５２の先端部５２ａと係合することにより、インナーシャフト５１の第２連結部５１ｃとアウターチューブ５２の先端部５２ａとの間でトルクが伝達し始める。このため、このときには、通常の操舵時に比して、操舵フィーリングが悪化するとともに、回動操舵時に異音が発生するようになり、インターミディエイトシャフト５０の交換の必要性を認識させることが可能である。

また、本発明のインターミディエイトシャフト５０を採用することによって、ＥＰＳアクチュエータ３０の電動モータ３１の出力が従来に比して大きくなった場合でも、インターミディエイトシャフトのサイズアップを図ることなくインターミディエイトシャフト５０の強度（ねじれ強度、繰り返し強度）要件を満足することができ、インターミディエイトシャフトの車両への搭載性を良好とすることが可能である。

上記のように構成した第１実施形態においては、アウターチューブ５２が単一のチューブで構成されているようにして実施したが、図６〜図８に示した第２実施形態のように、アウターチューブ１５２が、中空状の第１チューブ１５２Ａと、中空状の第２チューブ１５２Ｂで構成されているようにして実施することも可能である。

第１チューブ１５２Ａは、図６に示したように、インナーシャフト１５１の第１連結部１５１ｂを収容して、基端側にて第２自在継手１６０のアッパージョイントヨーク１６１のフランジ部１６１ｂに接続されている。この第１チューブ１５２Ａの先端部、すなわちアウターチューブ１５２の中間部１５２ｃと、インナーシャフト１５１の第１連結部１５１ｂは、図７に示したように、相対回転が許容されていない状態でトルク伝達可能に連結されている。

第２チューブ１５２Ｂは、図６に示したように、基端側内周にて、第１チューブ１５２Ａの先端側外周にトルク伝達可能、かつ軸方向に相対移動可能に組付けられている。この第２チューブ１５２Ｂは、第１チューブ１５２Ａの先端側外周が第２チューブ１５２Ｂの基端側内周に圧入されることによって、第１チューブ１５２Ａに固定されている。また、第２チューブ１５２Ｂは、先端側内周にて、インナーシャフト１５１の第２連結部１５１ｃを収容していて、図８に示したように、初期状態で第２連結部１５１ｃに対して所定量相対回転可能であり、第２連結部１５１ｃに対して所定量相対回転した状態で第２連結部１５１ｃとトルク伝達可能に係合可能である。上記した第２実施形態の構成以外の構成は、上記した第１実施形態の構成と実質的に同一であるため、対応する部位に１００番台の符合を付してその説明を省略する。

上記のように構成された第２実施形態において、車両衝突時に、インターミディエイトシャフト１５０では、第１チューブ１５２Ａおよび第２チューブ１５２Ａが、インナーシャフト１５１に対して車両後方に軸方向に距離Ｓ１だけ移動し、アウターチューブ１５２の先端（第２チューブ１５２Ｂの先端）が第１自在継手１４０のロアジョイントヨーク１４２のフランジ部１４２ｂと当接する。その後、第１チューブ１５２Ａは、第２チューブ１５２Ｂおよびインナーシャフト１５１に対して車両後方に軸方向に移動し、インナーシャフト１５１の先端と第２自在継手１６０のアッパージョイントヨーク１６１のフランジ部１６１ｂが当接する。このため、この場合には、インナーシャフト１５１の先端と第２自在継手１６０のアッパージョイントヨーク１６１のフランジ部１６１ｂとの軸方向距離Ｓ２を、エネルギー吸収ストロークとすることが可能である。

ところで、上記した第１実施形態においては、図２に示したように、アウターチューブ５２の先端と第１自在継手４０のロアジョイントヨーク４２のフランジ部４２ｂとの軸方向距離Ｓ１が、エネルギー吸収ストロークであり、インナーシャフト５１の先端と第２自在継手６０のアッパージョイントヨーク６１のフランジ部６１ｂとの軸方向距離Ｓ２である所期のエネルギー吸収ストロークを活かすことができない。

したがって、この第２実施形態においては、上記した軸方向距離Ｓ１が上記した軸方向距離Ｓ２に比して短いインターミディエイトシャフト１５０であっても、上記した軸方向距離Ｓ２をエネルギー吸収ストロークとすることができて、所期のエネルギー吸収ストロークを確保することが可能である。第２実施形態におけるその他の作用効果は、上記した第１実施形態と実質的に同一であるため、その説明を省略する。

上記した第２実施形態においては、第２チューブ１５２Ｂは、第１チューブ１５２Ａの先端側外周が第２チューブ１５２Ｂの基端側内周に圧入されることによって、第１チューブ１５２Ａに固定されているように構成して実施したが、第２チューブは、その基端側内周と第１チューブ１５２Ａの先端側外周の間にトレランスリングを介装すること、またはその基端側外周を径内方向へかしめることによって、第１チューブ１５２Ａに固定されるように構成して実施することも可能である。

上記した各実施形態においては、第１自在継手４０，１４０にインナーシャフト５１，１５１が接続され、第２自在継手６０，１６０にアウターチューブ５２，１５２が接続されているようにして実施したが、第１自在継手にアウターチューブが接続され、第２自在継手にインナーシャフトが接続されているようにして実施することも可能である。

また、上記した各実施形態においては、インナーシャフト５１，１５１の中間部を最も細くすることにより、インナーシャフト５１，１５１の最弱部５１ａ，１５１ａを構成して実施したが、インナーシャフトの最弱部の構成は、適宜変更可能であり、例えばインナーシャフトの中間部にスリットを設けて、インナーシャフトの最弱部を構成して実施することも可能である。

また、上記した各実施形態においては、インナーシャフト５１，１５１の第１連結部５１ｂ，１５１ｂとアウターチューブ５２，１５２の中間部５２ｃ，１５２ｃが、相対回転が許容されていない状態でスプライン嵌合するように構成して実施したが、インナーシャフトの第１連結部とアウターチューブの中間部の連結は、適宜変更可能であり、例えばインナーシャフトの第１連結部とアウターチューブの中間部は、相対回転が許容されていない状態でセレーション嵌合（スプライン嵌合に比して、ピッチが短く歯数の多い嵌合）するように構成して実施することも可能である。

１０…ステアリングホイール、２０…ステアリングメインシャフト、２１…ブラケット、２２…コラムチューブ、３０…ＥＰＳアクチュエータ、４０…第１自在継手、５０…インターミディエイトシャフト、５１…インナーシャフト、５１ａ…最弱部、５１ｂ…第１連結部、５１ｂ１…外歯，５１ｃ…第２連結部、５２…アウターチューブ、５２ａ…先端部、５２ｂ…基端部、５２ｂ１…内歯、５２ｃ…中間部、５２ｃ１…内歯、６０…第２自在継手、７０…エクステンションシャフト、８０…ステアリングギヤボックス、８１…ピニオンシャフト、８２…ラックハウジング、９０Ｌ，９０Ｒ…タイロッド、Ｓ１，Ｓ２…軸方向距離、１５０…インターミディエイトシャフト、１５１…インナーシャフト、１５１ａ…脆弱部、１５１ｂ…第１連結部、１５１ｂ１…外歯，１５１ｃ…第２連結部、１５２…アウターチューブ、１５２Ａ…第１チューブ、１５２Ｂ…第２チューブ、１５２ａ…先端部、１５２ｂ…基端部、１５２ｂ１…内歯、１５２ｃ…中間部、１５２ｃ１…内歯、

Claims

ステアリングホイールを一体的に支持するステアリングメインシャフトとステアリングギヤボックスのギヤシャフトに各端部にてそれぞれ自在継手を介してトルク伝達可能に連結されていて、一端側に中空状のアウターチューブを有し、他端側に前記アウターチューブ内に軸方向へ移動可能かつトルク伝達可能に組付けられたインナーシャフトを有するインターミディエイトシャフトにおいて、
前記インナーシャフトの中間部には、前記インターミディエイトシャフトの最弱部が設けられ、
前記インナーシャフトの前記最弱部より先端側には、前記アウターチューブの中間部に対して相対回転が許容されていない状態でトルク伝達可能に連結されている第１連結部が設けられ、
前記インナーシャフトの前記最弱部より基端側には、初期状態で前記アウターチューブの先端部に対して所定量相対回転可能であり、前記アウターチューブの先端部に対して所定量相対回転した状態で前記アウターチューブの先端部とトルク伝達可能に係合する第２連結部が設けられていることを特徴とするインターミディエイトシャフト。
請求項１に記載のインターミディエイトシャフトにおいて、前記アウターチューブは、前記第１連結部を収容して前記第１連結部に対して相対回転が許容されていない状態でトルク伝達可能に連結している第１チューブと、この第１チューブにトルク伝達可能かつ軸方向に移動可能に組付けられていて、前記第２連結部を収容して初期状態で前記第２連結部に対して所定量相対回転可能であり、前記第２連結部に対して所定量相対回転した状態で前記第２連結部とトルク伝達可能に係合する第２チューブによって構成されていることを特徴とするインターミディエイトシャフト。