JP2935950B2 - ステアリングシャフト及びその製造装置 - Google Patents

ステアリングシャフト及びその製造装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、連結摺動部において、
滑らかな摺動ができるステアリングシャフト及びその製
造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、ロアーシャフトＬとアッパー
シャフトＵとの軸端部同士をスプライン形状や小判形状
として重合し、該軸方向に摺動可能とした嵌合連結部Ｊ
を構成し、該嵌合連結部Ｊの両端から適宜距離をおい
て、図１１に示すように、内側に２箇所の合成樹脂から
なるインジェクション部Ｉを設けている。該インジェク
ション部Ｉは、ステアリングシャフトの嵌合連結部Ｊの
ガタを防止するものであり、車両の衝突時において運転
者が反動でステアリングホイールにぶつかった場合に、
運転者の安全を確保するために、ステアリング装置のス
テアリングシャフトが収縮可能となるようにしたもので
ある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ロアーシャフトＬとア
ッパーシャフトＵとの嵌合連結部には、各々のシャフト
が容易に軸方向に位置決め及び移動できるように隙間を
有している。ロアーシャフトＬとアッパーシャフトＵと
を上記インジェクション部Ｉにより嵌合連結固定する際
に、両者の軸芯が一致して、できる限り中立となるよう
にインジェクション部Ｉが設けられなくてはならない。
【０００４】しかし、固化してインジェクション部Ｉと
なる溶融した状態の合成樹脂が（内側のシャフトとな
る）ロアーシャフトＬに形成した成形溝に十分に充填さ
れるようにするために、（外側シャフトとなる）アッパ
ーシャフトＵには注入口の背面側に対向して排出口（エ
アー抜き穴）を設けており、一方向からの溶融した樹脂
の注入圧力により、ロアーシャフトＬが一方向に押さ
れ、アッパーシャフトＵ内で片寄り、両シャフトの軸芯
がずれた状態で嵌合連結固定されてしまう場合がある。
この場合、車両の衝突時において、ステアリングシャフ
トに曲げ方向の荷重が掛かるとその方向によっては、ス
テアリングシャフトの伸縮移動が鈍くなる恐れがある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】そこで、発明者は上記課
題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、本発明を、衝
撃時に軸方向に収縮可能なステアリングシャフトにおけ
るアウターシャフトとインナーシャフトとの連結摺動部
において、前記アウターシャフトの開口部側から該アウ
ターシャフト内に位置する前記インナーシャフトの摺動
部と、該摺動部寄りで、且つ該摺動部より軸径が小さい
前記インナーシャフト本体と、前記アウターシャフトの
被摺動部とから形成される間に注入された樹脂材がアウ
ターシャフトの開口部からインナーシャフトの摺動部間
の樹脂摺動部として形成されてなるステアリングシャフ
ト等としたことにより、連結摺動部において、滑らかな
摺動ができ、上記課題を解決したものである。
【０００６】
【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明すると、
ステアリングシャフトＡは、図１（ａ）に示すように、
アウターシャフトＡ1 及びインナーシャフトＡ2 から構
成されており、インナーシャフトＡ2 はアウターシャフ
トＡ1 の軸方向に摺動可能に重合されて連結摺動部Ａ3
が構成されている。該連結摺動部Ａ3 は衝撃時のみ摺動
作用をするものであり、自動車の衝突時に運転者がその
ときの反動でステアリングホィールにぶつかったとき
に、ステアリングシャフトＡが軸方向に収縮して衝撃吸
収をする。
【０００７】前記連結摺動部Ａ3 におけるアウターシャ
フトＡ1 はアウターシャフト本体１の軸端部に被摺動部
２が形成されており、またインナーシャフトＡ2 はイン
ナーシャフト本体３の軸端に摺動部４が形成されてい
る。その被摺動部２及び摺動部４は、具体的にはスプラ
インが使用されるものであり、図３に示すように、その
被摺動スプライン２ａと摺動スプライン４ａとが係合す
るものである。
【０００８】また、ステアリングシャフトＡは実際には
アッパーシャフトとロアーシャフトとから構成されてお
り、図１（ａ），（ｂ）に示す実施例では、アッパーシ
ャフトはアウターシャフトＡ1 が使用され、ロアーシャ
フトはインナーシャフトＡ2が使用されることとなる。
その被摺動部２と摺動部４との別の実施例としては、断
面形状が円形ではない小判形状に形成されている。その
他に六角形状等の多角形状や略楕円形状に形成されてい
るものも存在する。
【０００９】そのアウターシャフトＡ1 内でインナーシ
ャフトＡ2 が空転することなく、アウターシャフトＡ1
とインナーシャフトＡ2 とが常時一緒に回動する構成と
なっている。その被摺動部２と摺動部４との非円形状の
断面は、具体的には図１０（ａ）乃至（ｃ）に示すよう
に、楕円形状に形成された、被楕円摺動部２ｂ及び楕円
摺動部４ｂとなっている。
【００１０】そのステアリングシャフトＡは、衝撃時に
アウターシャフトＡ1 とインナーシャフトＡ2 とが軸方
向に収縮するものであり、被摺動部２と摺動部４との間
に樹脂材５が充填され、該樹脂材５が樹脂摺動部６とし
て形成されている（図１参照）。即ち、前記アウターシ
ャフトＡ1 の開口部１ａ側から該アウターシャフトＡ1
内に位置する前記インナーシャフトＡ2 の摺動部４と、
該摺動部４寄りで、且つ該摺動部４より軸径が小さい前
記インナーシャフト本体３の一部と、前記アウターシャ
フトＡ1 の被摺動部２とから形成される間に注入された
樹脂材５がアウターシャフトの開口部からインナーシャ
フトの摺動部間の該樹脂摺動部６として構成されてい
る。該樹脂摺動部６は、アウターシャフトＡ1 の開口部
１ａ側の被摺動部２とインナーシャフトＡ2 の摺動部４
端部に充填され、一定以上の衝撃が加わってステアリン
グシャフトＡが軸方向に収縮するときに、アウターシャ
フトＡ1 の軸方向に対してインナーシャフトＡ2 が僅か
に屈曲した場合でも、良好に摺動することができ、また
インナーシャフトＡ2 がアウターシャフトＡ1 に対して
かみ合いを防止することができるものである。
【００１１】さらに、図２に示すように、連結摺動部Ａ
3 の軸方向において、前記開口部１ａとは反対側の前記
摺動部４の外端寄りの位置に樹脂固定部８が形成されて
いる。即ち、前記開口部１ａとは反対側に固定溝３ａが
摺動部４の周面上に形成されており、アウターシャフト
Ａ1 の注入孔１ｂから注入した樹脂材７によりシヤーピ
ン形状の樹脂固定部８が形成される。該樹脂固定部８に
よりステアリングシャフトＡの連結摺動部Ａ3 は一定以
上の衝撃が加わるまでは摺動動作を行わないようになっ
ている。
【００１２】次に、ステアリングシャフトＡの連結摺動
部Ａ3 を形成する方法について説明すると、金型Ｃは、
図２に示すように、注入型枠Ｃ1 と支持型枠Ｃ2 とから
構成される。その注入型枠Ｃ1 と支持型枠Ｃ2 との間に
アウターシャフトＡ1 とインナーシャフトＡ2 とから構
成されたステアリングシャフトＡが配置される。このと
きアウターシャフトＡ1 とインナーシャフトＡ2 との被
摺動部２と摺動部４とは摺動連結されている。
【００１３】その金型Ｃには、図２，図３に示すよう
に、ステアリングシャフトＡのアウターシャフトＡ1 を
収容するアウターシャフト収容部１２と、インナーシャ
フトＡ2 を収容するインナーシャフト収容部１３とを設
け、そのインナーシャフト収容部１３側にアウターシャ
フトＡ1 の開口部１ａに連通する注湯ガイド部１４を形
成している。
【００１４】さらに、上記アウターシャフト収容部１２
とインナーシャフト収容部１３とは注入型枠Ｃ1 及び支
持型枠Ｃ2 の両方に形成され、注入型枠Ｃ1 側では型枠
本体１０に注入側アウターシャフト収容部１２ａと注入
側インナーシャフト収容部１３ａとが形成され、同様に
支持型枠Ｃ2 側では支持枠本体１１に支持側アウターシ
ャフト収容部１２ｂと支持側インナーシャフト収容部１
３ｂとが形成されている（図２参照）。
【００１５】そのアウターシャフト収容部１２とインナ
ーシャフト収容部１３とは軸の太さが変化する段部によ
り区別される（図２，図６参照）。その注入型枠Ｃ1 の
注入側インナーシャフト収容部１３ａ側には、図３乃至
図５に示すように、注湯ガイド部１４が形成され、該注
湯ガイド部１４はさらに注湯ガイド口１５に連結してい
る。
【００１６】その注湯ガイド口１５は、注入型枠Ｃ1 の
外部より溶融した樹脂材を注入するものである。その注
湯ガイド口１５は内部にステアリングシャフトＡを収容
したときに、図４，図７，図８に示すように、アウター
シャフトＡ1 の開口部１ａに向かって連通する構造とな
っており、注湯ガイド口１５から溶融した樹脂材を注湯
すると、注湯ガイド部１４を通過して、アウターシャフ
トＡ1 の開口部１ａ内に入り込む。その注入型枠Ｃ1 に
は樹脂固定部８となる溶融した樹脂材を注入する注湯部
１６が形成されている。
【００１７】そして、図８に示すように、注湯ガイド部
１４を伝わってアウターシャフトＡ1 の開口部１ａより
アウターシャフトＡ1 とインナーシャフトＡ2 との間に
流入する溶融した樹脂材は、さらに図９に示すように、
インナーシャフトＡ2 とアウターシャフトＡ1 との空隙
部を埋めるがごとく進入してゆき、充填を行うものであ
る。
【００１８】このとき、アウターシャフトＡ1 及びイン
ナーシャフトＡ2 の連結摺動部Ａ3箇所は、図９に示す
ように、注入型枠Ｃ1 と支持型枠Ｃ2 とにより固定され
ており、インナーシャフトＡ2 の中心Ｏ2 とアウターシ
ャフトＡ1 の中心Ｏ1 とは一致（略一致を含む）してい
る。その為、インナーシャフトＡ2 をアウターシャフト
Ａ1 に対して同軸芯となるように中立状態で支持するこ
とができる。
【００１９】
【発明の効果】請求項１においては、衝撃時に軸方向に
収縮可能なステアリングシャフトＡにおけるアウターシ
ャフトＡ1 とインナーシャフトＡ2 との連結摺動部Ａ3
において、前記アウターシャフトＡ1 の開口部１ａ側か
ら該アウターシャフトＡ1 内に位置する前記インナーシ
ャフトＡ2 の摺動部４と、該摺動部４寄りで、且つ該摺
動部４より軸径が小さい前記インナーシャフト本体３の
一部と、前記アウターシャフトＡ1 の被摺動部２とから
形成される間に注入された樹脂材５がアウターシャフト
Ａ1 の開口部１ａからインナーシャフトＡ2 の摺動部４
間の樹脂摺動部６として形成されてなるステアリングシ
ャフトとしたことにより、第１に一定以上の衝撃時にお
いて、連結摺動部Ａ3 のアウターシャフトＡ1 とインナ
ーシャフトＡ2 との軸方向の動きを安定かつスムーズに
することができるし、第２に衝突時にシャフトに曲げ方
向の力が作用した場合でも、シャフトの移動を軸方向に
案内することができるので、安定して作動させることが
できるし、第３に連結摺動部Ａ3 を安定して強固に案内
支持できる等の種々の効果を奏する。
【００２０】上記効果を詳述すると、連結摺動部Ａ3 に
おいて、前記アウターシャフトＡ1の開口部１ａ側から
該アウターシャフトＡ1 内に位置する前記インナーシャ
フトＡ2 の摺動部４と、該摺動部４寄りで、且つ該摺動
部４より軸径が小さい前記インナーシャフト本体３の一
部と、前記アウターシャフトＡ1 の被摺動部２とから形
成される間に注入された樹脂材５がアウターシャフトＡ
1 の開口部１ａからインナーシャフトＡ2 の摺動部間４
の樹脂摺動部６として形成されているため、該樹脂摺動
部６によってアウターシャフトＡ1 に対してインナーシ
ャフトＡ2 を中立状態に維持して固定することができ
る。
【００２１】それゆえに、連結摺動部Ａ3 のアウターシ
ャフトＡ1 とインナーシャフトＡ2との軸方向の動きが
安定かつスムーズであり、特にアウターシャフトＡ1 の
開口部１ａ側の内部では、インナーシャフト本体３の一
部の外周部との間に、厚さの厚い部位なる樹脂摺動部６
が存在することとなり、これにって、最初の衝撃に対し
て、連結摺動部Ａ3 の開口部１箇所に最大の衝撃力（座
屈衝撃荷重等）が加わっても、その十分なる厚さの樹脂
摺動部６にてインナーシャフトＡ2 がアウターシャフト
Ａ1 に対して食い込みを防止できるとともに連結摺動部
Ａ3 のアウターシャフトＡ1 とインナーシャフトＡ2 と
の軸方向の動きをスムーズにできる。
【００２２】次に、請求項２においては、請求項１の構
成に加えて、前記連結摺動部Ａ3 の軸方向において前記
開口部１ａとは反対側の前記摺動部４の外端寄りの位置
に樹脂固定部８を形成してなるステアリングシャフトと
したことにより、該樹脂固定部８の存在によって、連結
摺動部Ａ3 に一定の衝撃が作用するまでの耐久性を向上
させ、誤作動を防止することができる。その他の効果
は、前記請求項１と同様である。
【００２３】次に、請求項３においては連結摺動部Ａ3
の被摺動部２と摺動部４とをスプライン構造としてなる
ステアリングシャフトとしたことにより、連結摺動部Ａ
3 の被摺動部２と摺動部４とがスプライン構造であるた
め、重合の精度が向上し、且つ伸縮作用も滑らかにする
ことができる。その他の効果は、前記請求項１と同様で
ある。
【００２４】次に、請求項４においては、ステアリング
シャフトＡのアウターシャフトＡ1を収容するアウター
シャフト収容部１２と、インナーシャフトＡ2 を収容す
るインナーシャフト収容部１３とを形成した金型Ｃを設
け、そのインナーシャフト収容部１３側にアウターシャ
フトＡ1 の開口部１ａに連通する注湯ガイド部１４を形
成した金型Ｃからなるステアリングシャフトの製造装置
としたことにより、ステアリングシャフトＡの連結摺動
部Ａ3 を構成することが極めて容易且つ効率的にでき
る。
【００２５】上記効果を詳述すると、請求項４の構成と
したことによって、金型Ｃの注湯口から溶融した樹脂を
流し込むと、その溶融した樹脂が注湯ガイド部１４を流
れてアウターシャフトＡ1 の開口部１ａ箇所に向かい、
該開口部１ａからアウターシャフトＡ1 の内周に略均一
に行き渡り、アウターシャフトＡ1 とインナーシャフト
Ａ2 との軸芯位置が略同一となり、衝撃時の摺動動作が
良好な連結摺動部Ａ3を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 （ａ）はステアリングシャフトの一部断面にした側面図 （ｂ）はステアリングシャフトの連結摺動部の一部断面
にした側面図
【図２】ステアリングシャフトの金型における注入型枠
と支持型枠を示す縦断側面図
【図３】連結摺動部箇所を注入型枠と支持型枠とで被覆
した状態を示す断面図
【図４】アウターシャフトの開口部と注湯ガイド部とが
連通した状態を示す断面図
【図５】注入型枠と支持型枠及びインナーシャフトの縦
断正面図
【図６】注入型枠の斜視図
【図７】注入型枠の平面図
【図８】アウターシャフトの開口部と注湯ガイド部とが
連通した状態を示す拡大図
【図９】注入型枠と支持型枠及びインナーシャフトの拡
大縦断正面図
【図１０】 （ａ）は別の実施例の連結摺動部の断面図 （ｂ）はＩ−Ｉ矢視断面図 （ｃ）はＩＩ−ＩＩ矢視断面図
【図１１】従来タイプのインジェクション部の断面図
【符号の説明】
Ａ1 …アウターシャフト Ａ2 …インナーシャフト Ａ3 …連結摺動部 １…アウターシャフト本体 １ａ…開口部 ２…被摺動部 ３…インナーシャフト本体 ４…摺動部 ５…樹脂材 ６…樹脂摺動部 ８…樹脂固定部 １２…アウターシャフト収容部 １３…インナーシャフト収容部 １４…注湯ガイド部 Ｃ…金型

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 衝撃時に軸方向に収縮可能なステアリン
    グシャフトにおけるアウターシャフトとインナーシャフ
    トとの連結摺動部において、前記アウターシャフトの開
    口部側から該アウターシャフト内に位置する前記インナ
    ーシャフトの摺動部と、該摺動部寄りで、且つ該摺動部
    より軸径が小さい前記インナーシャフト本体の一部と、
    前記アウターシャフトの被摺動部とから形成される間に
    注入された樹脂材がアウターシャフトの開口部からイン
    ナーシャフトの摺動部間の樹脂摺動部として形成されて
    なることを特徴としたステアリングシャフト。
  2. 【請求項２】 衝撃時に軸方向に収縮可能なステアリン
    グシャフトにおけるアウターシャフトとインナーシャフ
    トとの連結摺動部において、前記アウターシャフトの開
    口部側から該アウターシャフト内に位置する前記インナ
    ーシャフトの摺動部と、該摺動部寄りで、且つ該摺動部
    より軸径が小さい前記インナーシャフト本体の一部と、
    前記アウターシャフトの被摺動部とから形成される間に
    注入された樹脂材がアウターシャフトの開口部からイン
    ナーシャフトの摺動部間の樹脂摺動部として形成され、
    前記連結摺動部の軸方向において前記開口部とは反対側
    の前記摺動部の外端寄りの位置に樹脂固定部を形成して
    なることを特徴としたステアリングシャフト。
  3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記連結摺動
    部の被摺動部と摺動部とをスプライン構造としてなるこ
    とを特徴としたステアリングシャフト。
  4. 【請求項４】 ステアリングシャフトのアウターシャフ
    トを収容するアウターシャフト収容部と、インナーシャ
    フトを収容するインナーシャフト収容部とを形成した金
    型を設け、そのインナーシャフト収容部側にアウターシ
    ャフトの開口部に連通する注湯ガイド部を形成したこと
    を特徴としたステアリングシャフトの製造装置。
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