JP3835147B2

JP3835147B2 - 伸縮自在シャフトの結合構造

Info

Publication number: JP3835147B2
Application number: JP2000283765A
Authority: JP
Inventors: 誠一立川
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1999-10-28
Filing date: 2000-09-19
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2020-09-19
Also published as: DE60008859D1; EP1156229A1; WO2001031217A1; EP1156229B1; JP2001347954A; KR20010092766A; EP1156229A4; KR100656050B1; DE60008859T2; US6722810B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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、インナーシャフトにアウターシャフトをスプライン嵌合して組み付けた後であっても、両シャフトの摺動抵抗を容易に調整できる伸縮自在シャフトの結合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のステアリング装置には、運転者の姿勢や体格に応じて、ステアリングシャフトの軸方向長さを調整できるようにしたテレスコピック式ステアリング装置がある。
【０００３】
このようなテレスコピック式のステアリングシャフトでは、車輪側のギヤ等に自在継手等を介して連結したインナーシャフトに、ステアリングホイールに自在継手等を介して連結したアウターシャフトがスプライン嵌合してある。これにより、インナーシャフトに対してアウターシャフトを軸方向に摺動して、ステアリングシャフトの長さを調整できるようになっている。
【０００４】
このようなテレスコピック式では、インナーシャフトにアウターシャフトをスプライン嵌合して、これら両シャフトを組み付けた際、両シャフトの摺動抵抗が製品によってバラツキがあると共に、両シャフトに「ガタ」が生じるといったことがあることから、一般的には、アウターシャフトに対するインナーシャフトの径方向の押圧力を調整して、両シャフトの摺動抵抗を調整すると共に、両シャフトの「ガタ」を防止するようにしている。
【０００５】
例えば、特開平１１−１９８８２２号公報では、インナーシャフト内に、調整ネジとくさび状の拡径部材が設けてあり、この調整ネジを軸方向に進行させると、くさび状の拡径部材が径方向に拡径して、アウターシャフトに対するインナーシャフトの径方向の押圧力を調整し、これにより、両シャフトの摺動抵抗を調整できると共に、両シャフトの「ガタ」を防止できるようになっている。
【０００６】
また、実開平２−８７１１６号公報でも、同様に、インナーシャフト内において、調整ネジを軸方向に進行させると、カラー（拡径部材）のテーパ状部が径方向に拡径して、アウターシャフトに対するインナーシャフトの径方向の押圧力を調整し、これにより、両シャフトの摺動抵抗を調整できると共に、両シャフトの「ガタ」を防止できるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記両公報に開示されたテレスコピック式のステアリングシャフトでは、インナーシャフト内に設けた調整ねじを軸方向に移動し、上記押圧力を調整して摺動抵抗を調整等するようになっているため、インナーシャフトにアウターシャフトをスプライン嵌合して組み付けた後、インナーシャフト内の調整ねじを軸方向に移動する作業が比較的困難であり、作業効率が悪いといったことがある。また、組み付け前に、上記押圧力の調整を行ったとしても、組み付け後には、その修正が比較的困難であるといったことがある。
【０００８】
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、インナーシャフトにアウターシャフトをスプライン嵌合して組み付けた後であっても、両シャフトの摺動抵抗を容易に調整できると共に、両シャフトの「ガタ」を確実に防止することができる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。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
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、
インナーシャフトをアウターシャフトに回転不能に且つ軸方向摺動自在にスプラインもしくはセレーション嵌合して、軸方向に伸縮自在であると共に回転不能に結合したステアリング装置用の伸縮自在シャフトの結合構造において、
前記インナーシャフトには周囲が閉じた軸方向に延びる長穴が形成されて、
前記インナーシャフトの中空部内で前記長穴が形成された付近においてインナーシャフトとアウターシャフトの嵌合部に、拡径部材と該拡径部材に螺合する調整ネジが設けられ、
該拡径部材は該調整ネジが螺合する雌ネジを径方向に有する螺合部と、該調整ネジの先端部を支持する受け部とを有し、
該螺合部と該受け部とは前記インナーシャフト中空部内周面にそれぞれ接触して構成され、さらに
前記インナーシャフトと前記アウターシャフトとの周面部には前記雌ネジに対向して前記調整ネジを挿通可能な貫通孔が形成され、
前記調整ネジを径方向に移動して前記拡径部材の径方向の間隔を拡げることで、両シャフト間の押圧力を調整し、両シャフト間の軸方向の摺動抵抗を調整するようにしたことを特徴とする。
【００１０】
このように、本発明によれば、両シャフトの径方向に移動する調整ネジを設けているため、インナーシャフトにアウターシャフトを嵌合して組み付けた後であっても、この調整ネジを径方向に移動して、両シャフト間の径方向の押圧力を容易に調整することができ、これにより、両シャフトの摺動抵抗を容易に調整できると共に、両シャフトの「ガタ」を確実に防止することができる。
【００１１】
また、このように、両シャフトの組み付け後であっても、摺動抵抗の調整を容易に行うことができるため、従来に比べて、作業効率を向上することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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。
【００１３】
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り、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った横断面図である。
【００１４】
図１および図２に示すように、インナーシャフト１に、アウターシャフト２がスプラインまたはセレーション嵌合してある。このインナーシャフト１の端部内周面には、後述する拡径部材６を挿入するための円筒状の座部３が形成してあると共に、この座部３の一部に、後述する調整ネジ７を通挿するための貫通孔４が径方向に形成してある。アウターシャフト２の端部には、貫通孔４に対応して、後述する調整ネジ７を通挿するための貫通孔５が径方向に形成してある。
【００１５】
インナーシャフト１の座部３には、インナーシャフト１を径方向に押圧するための拡径部材６が挿入してあると共に、この拡径部材６には、この拡径部材６を拡径するための調整ネジ７が径方向に螺合してある。
【００１６】
すなわち、拡径部材６には、調整ネジ７に螺合するための雌ネジを径方向に有する螺合部８が設けてあると共に、この螺合部８に対向するようにして、調整ネジ７の先端部を支持する受け部９が設けてある。これら螺合部８と受け部９とは外径側にインナーシャフト１の内側円筒状座部３に接触する凸円周状部をそれぞれ有している。さらに、拡径部材６には、螺合部８と受け部９とを径方向に弾性変形可能に一体に連結する連結部１０が設けてある。
【００１７】
このように構成してあるため、インナーシャフト１にアウターシャフト２をスプライン嵌合して組み付けた後、貫通孔４と５とを径方向にそろえて貫通孔４，５を介して調整ネジ７を締め付けながら径方向内方に移動すると、拡径部材６の螺合部８と受け部９との径方向の間隔が拡がり、インナーシャフト１をアウターシャフト２に対して径方向外方に押圧する。
【００１８】
この調整ネジ７の締め付け力を調整することにより、アウターシャフト２に対するインナーシャフト１の径方向の押圧力を調整することができ、これにより、両シャフト１，２の摺動抵抗を容易に調整できると共に、両シャフト１，２の「ガタ」を確実に防止することができる。
【００１９】
また、このように、両シャフト１，２の組み付け後であっても、摺動抵抗の調整を容易に行うことができるため、従来に比べて、作業効率を向上することができる。
【００２０】
なお、拡径部材６の螺合部８の符号１１で示す箇所には、調整ネジ７の緩み防止のため、加締めが予め形成してある。
【００２１】
次に、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り、図４は、図３のＢ−Ｂ線に沿った横断面図であり、図５は、図３に示した拡径部材の側面図である。
【００２２】
本第２実施の形態では、拡径部材６において、一対の螺合部８と一対の受け部９とが、それぞれ、所定間隔（ｄ）だけ離間して設けてあり、連結部１０がＸ状に径方向弾性変形可能に形成してある。各螺合部８および各受け部９とインナーシャフトの座部３との接触は第１実施の形態と同様である。
【００２３】
本第２実施の形態でも、２カ所の貫通孔４，５を介して調整ネジ７の締め付け力を調整することにより、アウターシャフト２に対するインナーシャフト１の径方向の押圧力を調整することができ、両シャフト１，２の摺動抵抗を容易に調整できると共に、両シャフト１，２の「ガタ」を確実に防止することができ、従来に比べて、作業効率を向上することができる。
【００２４】
しかも、一対の螺合部８と、一対の受け部９とが、それぞれ所定間隔（ｄ）だけ離間して設けてあり、連結部１０がＸ状に形成してあるため、両シャフト１，２に曲げ荷重が作用した場合でも、両シャフト１，２の「こじれ」を効果的に防止することができ、「こじれ」に起因する両シャフト１，２の「ガタ」を確実に防止することができる。
【００２５】
次に、図６は、本発明の第１参考例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り、図７は、図６のＣ−Ｃ線に沿った横断面図である。
【００２６】
本第１参考例では、拡径部材６を設けることなく、インナーシャフト１の貫通孔４に形成した雌ネジに、調整ネジ７が直接螺合するように構成してある。
【００２７】
本第１参考例でも、調整ネジ７の締め付け力を調整することにより、アウターシャフト２に対するインナーシャフト１の径方向の押圧力を調整することができ、両シャフト１，２の摺動抵抗を容易に調整できると共に、両シャフト１，２の「ガタ」を確実に防止することができ、従来に比べて、作業効率を向上することができる。
【００２８】
なお、第２実施の形態と同様に、一対の調整ネジ７を所定間隔（ｄ）だけ離間して設け、両シャフト１，２の「こじれ」を効果的に防止してもよい。
【００２９】
次に、図８は、本発明の第２参考例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り、図９は、図８のＤ−Ｄ線に沿った横断面図である。
【００３０】
本第２参考例では、アウターシャフト２を縮径するための縮径部材１２が設けてある。この縮径部材１２には、調整ネジ７に螺合するための雌ネジを有する螺合部１３が設けてあると共に、この螺合部１３に対向するようにして、アウターシャフト２を支持する受け部１４が設けてある。螺合部１３と受け部１４とはそれぞれ内側凹円筒状部でアウターシャフト２の外周面に接触している。さらに、縮径部材１２には、螺合部１３と受け部１４とを弾性変形可能に連結するリング状部１５が設けてあり、このリング状部１５の内周面と、アウターシャフト２の外周面との間には、隙間１６が設けてある。
【００３１】
このように構成してあるため、インナーシャフト１にアウターシャフト２をスプライン嵌合して組み付けた後、調整ネジ７を締め付けながら径方向に移動し、調整ネジ７の先端をアウターシャフト２に当接させて、調整ネジ７をさらに締め付けると、アウターシャフト２が（調整ネジ７の軸線方向で）径方向に縮径してインナーシャフト１に対して径方向内方に押圧する。
【００３２】
この調整ネジ７の締め付け力を調整することにより、インナーシャフト１に対するアウターシャフト２の径方向の押圧力を調整することができ、これにより、両シャフト１，２の摺動抵抗を容易に調整できると共に、両シャフト１，２の「ガタ」を確実に防止することができる。また、このように、両シャフト１，２の組み付け後であっても、摺動抵抗の調整を容易に行うことができるため、従来に比べて、作業効率を向上することができる。
【００３３】
なお、第２実施の形態と同様に、一対の縮径部材１２を所定間隔（ｄ）だけ離間して設け、両シャフト１，２の「こじれ」を効果的に防止してもよい。また、インナーシャフト１は、中実であっても、中空であってもよい。
【００３４】
次に、図１０は、本発明の第３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り、図１１は、図１０のＥ−Ｅ線に沿った横断面図である。
【００３５】
本第３実施の形態では、貫通孔４，５、拡径部材６および調整ネジ７の構成は第１実施の形態と同様であるが、第１実施の形態の構造に加えて、インナーシャフト１には調整ネジ７の進入方向に直交する方向すなわちインナーシャフト１の軸方向に径方向に対向して延びる一対の長穴１７が設けてある。
【００３６】
本第３実施の形態によれば、調整ネジ７の締め付け力を調整する際、長穴１７の存在によりインナーシャフト１は調整ネジ７の軸方向に拡がりやすくなる。したがって、調整ネジの締め付け力を小さくでき作業効率を向上することができる。
【００３７】
次に、図１２は、本発明の第４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り、図１３は、図１２のＦ−Ｆ線に沿った横断面図である。
【００３８】
本第４実施の形態では、インナーシャフト１に形成された座部３、貫通孔４およびアウターシャフト２に形成された貫通孔５の構成は第１実施の形態と同様であるが、拡径部材６の構成が第１実施の形態のものの構造と異なる。
【００３９】
本実施の形態においても、拡径部材６は調整ネジ７を螺合するための雌ネジ孔を径方向に有する螺合部８と、調整ネジ７の先端部を支持する受け部９と、これら螺合部８と受け部９とを径方向に弾性変形可能に一体に連結する連結部１０とから成る。
【００４０】
本実施の形態において、螺合部８と受け部９とはそれぞれネジ孔を有する中央部あるいは調整ネジ先端に接触する中央部から図１２に示すように軸方向両側に延びてから半径方向外側に折り曲げられて突っ張り部を形成し、各突っ張り部先端の凸円形端面でインナーシャフト１の座部３の内周面に接触している。本実施の形態の螺合部８と受け部９とはそれぞれこのような形状でバネ性を持たされている。
【００４１】
このように構成してあるため、インナーシャフト１にアウターシャフト２をスプライン嵌合して組み付けた後、貫通孔４と５とを径方向にそろえて貫通孔４，５を介して調整ネジ７を締め付けながら径方向内方に移動すると、拡径部材６の螺合部８と受け部９との径方向の間隔が拡がり、インナーシャフト１をアウターシャフト２に対して径方向外方に押圧する。
【００４２】
特に、本実施の形態においては、螺合部８と受け部９とにバネ性を持たせてあるため、調整ネジの締め付けトルクをわずかに増加するだけで、螺合部８と受け部９とが変形することにより、調整ネジ７の径方向進入量が増すので、調整ネジ７の締め付け回転角の許容範囲を広くとることができる。したがって、本実施の形態によればインナーシャフトとアウターシャフトとの両シャフトの摺動抵抗の調整管理がやりやすい。
【００４３】
次に、図14は、本発明の第５実施の形態に係る伸縮自在のシャフトの結合構造を適用したステアリングシャフトの縦断面図であり、図15は、図14のＧ−Ｇ線に沿った横断面図である。
【００４４】
本第５実施の形態では、インナーシャフト１に形成された貫通孔４およびアウターシャフト２に形成された貫通孔５の構造は第1実施の形態と同様であるが、拡径部材６の構成が第1実施の形態のものの構造と異なること及び第1実施の形態の構造に加えて、インナーシャフト1には調整ネジ７の進入方向に交叉する上下２ヶ所の位置において軸方向に延びる２つの長穴１７ａ，１７ｂと、長穴１７ａ，１７ｂの中間において軸方向に延びていて径方向に対向した２つの長穴１７ｃ，１７ｄとが設けてある。
【００４５】
本実施形態において、拡径部材６は調整ネジ７を螺合するための雌ネジ孔を径方向に有するネジ部６ａと、調整ネジ７の先端部が当接するバネ特性を持たせた受部６ｂとから成るが、ネジ部６ａは軸方向に延びる四角柱状で軸方向に延びる上の２つの側縁６ａ−１、６ａ−２がインナーシャフト１の内周面に接触し押圧するようになっている。一方受部６ｂは、軸方向に向い合い軸方向とほぼ直角に延びる２つの側壁６ｃ，６ｄとこれら側壁間を一体に接続し、軸方向中央に盛り上がり部６ｆを有する底壁６ｅとから成り全体としてインナーシャフト１の長手方向断面がほぼ逆Ｍ字状と成っており底壁６ｅの軸方向に延びる一対の側縁の両端でインナーシャフト１の内周面に接触する押付点６ｂ−１、６ｂ−２により押圧するようになっている。ネジ部６ａの雌ネジ孔はネジ部６ａのほぼ中央に形成されており、調整ネジ７の下端が受部６ｂの底壁の盛り上がり部６ｆに衝接している。
【００４６】
ネジ部６ａの軸方向両側面は受部６ｂの両側壁６ｃ，６ｄの内面にそれぞれ接触している。受部６ｂは底壁の盛り上がり部６ｆを調整ネジ７により下向きに押圧されるとき復元力が発生するようなバネ特性を持たされている。さらに、拡径部６は、個別に形成されたネジ部６ａと受部６ｂをインナーシャフト１に組み込むときネジ部６ａと受部６ｂとを組み合わせる構造、又はネジ部６ａと受部６ｂとをあらかじめ圧入または加締等で一体に形成された構造とすることができる。
【００４７】
このように構成してあるため、インナーシャフト１にアウターシャフト２をスプライン嵌合して組み付けた後、貫通孔４と５とを径方向にそろえて貫通孔４,５を介して調整ネジ７を締め付けながら径方向に移動すると、拡径部材６のネジ部６ａの軸方向両側面と受部６ｂの両側壁の内面とが接触しながら径方向の間隔が拡がり、図１５に示すようにネジ部６ａのインナーシャフト１への押付点６ａ−１、６ａ−２および受部６ｂのインナーシャフト１への押付点６ｂ−１、６ｂ−２がインナーシャフト１をアウターシャフト２に対して径方向に押圧する。
【００４８】
特に本実施形態においては、受部６ｂにバネ特性を持たせてあるため、調整ネジ７の締め付けトルクをわずかに増加するだけで、受部６ｂが変形することにより、調整ネジ７の径方向進入量が増すので、調整ネジ７の締め付け回転角の許容範囲を広くとることができる。
【００４９】
さらに本実施形態においては、調整ネジ７の締め付け力を調整する際、４箇所の長穴１７の存在によりインナーシャフト１は押付点６ａ−１、６ａ−２、６ｂ−１、６ｂ−２で径方向に広がりやすくなり、調整ネジ７の締め付け力を小さくでき作業効率を向上することができる。なお、第３実施の形態と同様に、インナーシャフト１に少なくとも一対の長穴１７を設けることにより同様の効果が得られる。
【００５０】
したがって、本実施の形態によればインナーシャフト１とアウターシャフト２との両シャフトの摺動抵抗の調整管理がやりやすい。
【００５１】
なお、上記の全ての実施形態についてインナーシャフト１とアウターシャフト２のスプラインまたはセレーション嵌合部は、少なくとも一方に表面硬化処理（熱処理、ハードコーティング等）することによって、伸縮耐久性を向上させることができる。
【００５２】
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。
【００５３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、両シャフトの径方向に移動する調整ネジを設けているため、インナーシャフトにアウターシャフトを嵌合して組み付けた後であっても、この調整ネジを径方向に移動して、両シャフト間の径方向の押圧力を容易に調整することができ、これにより、両シャフトの摺動抵抗を容易に調整できると共に、両シャフトの「ガタ」を確実に防止することができる。
【００５４】
また、このように、両シャフトの組み付け後であっても、摺動抵抗の調整を容易に行うことができるため、従来に比べて、作業効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った横断面図。
【図３】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。
【図４】図３のＢ−Ｂ線に沿った横断面図。
【図５】図３に示した拡径部材の側面図。
【図６】本発明の第１参考例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。
【図７】図６のＣ−Ｃ線に沿った横断面図。
【図８】本発明の第２参考例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。
【図９】図８のＤ−Ｄ線に沿った横断面図。
【図１０】本発明の第３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。
【図１１】図１０のＥ−Ｅ線に沿った横断面図。
【図１２】本発明の第４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。
【図１３】図１２のＦ−Ｆ線に沿った横断面図。
【図１４】本発明の第５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。
【図１５】図１５のＧ−Ｇ線に沿った横断面図。

Claims

インナーシャフトをアウターシャフトに回転不能に且つ軸方向摺動自在にスプラインもしくはセレーション嵌合して、軸方向に伸縮自在であると共に回転不能に結合したステアリング装置用の伸縮自在シャフトの結合構造において、
前記インナーシャフトには周囲が閉じた軸方向に延びる長穴が形成されて、
前記インナーシャフトの中空部内で前記長穴が形成された付近においてインナーシャフトとアウターシャフトの嵌合部に、拡径部材と該拡径部材に螺合する調整ネジが設けられ、
該拡径部材は該調整ネジが螺合する雌ネジを径方向に有する螺合部と、該調整ネジの先端部を支持する受け部とを有し、
該螺合部と該受け部とは前記インナーシャフト中空部内周面にそれぞれ接触して構成され、さらに
前記インナーシャフトと前記アウターシャフトとの周面部には前記雌ネジに対向して前記調整ネジを挿通可能な貫通孔が形成され、
前記調整ネジを径方向に移動して前記拡径部材の径方向の間隔を拡げることで、両シャフト間の押圧力を調整し、両シャフト間の軸方向の摺動抵抗を調整するようにした
ことを特徴とする伸縮自在シャフトの結合構造。
前記螺合部と前記受け部とは弾性変形可能な連結部により一体に連結してあることを特徴とする請求項１に記載の伸縮自在シャフトの結合構造。
前記受け部はバネ性を有することを特徴とする請求項１または２に記載の伸縮自在シャフトの結合構造。
前記インナーシャフトには前記拡径部材が軸方向２箇所に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一項に記載の伸縮自在シャフトの結合構造。