JP5831672B2 - ステアリング装置 - Google Patents

Description

本発明は、自在継手のヨークと軸部材との組立ての際にヨークと軸部材とを誘導するガイド部材を備えたステアリング装置に関し、特にラックアンドピニオン式ステアリング装置において自在継手のヨークとピニオン軸とを結合させるためのガイド部材及び結合構造に関する。

従来、ステアリング装置の中間軸の端部に取り付けられた自在継手とラックアンドピニオン機構のピニオン軸とをセレーション結合させるための構造が開示されている（例えば特許文献１および２参照）。

特許文献１には、自在継手のヨークをピニオン軸に組み付ける際、ヨーク締め付け用ボルトのピニオン軸に対する差し込み位置を一定化し、ステアリングホイールの中立状態を決めて組み立てるために、ピニオン軸に対するヨークの回転方向および差し込み方向の位置決めをするためのガイドチップを用いたガイド部材及び結合構造が記載されている。

また、特許文献２には、ヨークに対してピニオン軸が正規位置とは異なる位置にある場合に、締め付け用ボルトの挿通を妨げるための挿入規制軸がピニオン軸の先端部に突出して形成されたガイド部材及び結合構造が記載されている。該挿入規制軸は小さなトルクで回転可能であり、ヨークとピニオン軸とがピニオン軸の正規の締め付け部位で締め付けられずに、誤ってピニオン軸の該挿入規制軸において締め付けられた場合、誤連結状態であることを検知することが可能となっている。

特開２００３−３３５２４６号公報 ＷＯ２０１０／１１６５３７号公報

しかしながら、特許文献１においては、ガイドチップの縦壁部は薄肉で強度が弱いため、ピニオン軸にヨークを差し込む際、ヨークがガイドチップに接触することによってガイドチップが曲がってしまったり破損したりしないように注意して作業をする必要がある。特にピニオン軸に対してヨークを斜め方向から差し込むような作業となる場合には、さらに注意する必要がある。その結果、ヨークの角度および位置を決める作業に時間が掛かってしまう。

また、特許文献２においては、ピニオン軸先端部の挿入規制軸が回転可能に構成されているため、ピニオン軸にヨークを取り付ける際、まず挿入規制軸がヨークに差し込まれるが、このとき挿入規制軸と共にヨークが回転してしまう可能性が高い。その結果、ヨークとピニオン軸との角度を合わせて組み込むことが困難となってしまう。

本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ピニオン軸などの回転軸にヨークを組み付ける時に容易に角度を合わせることができ、組み付けの作業性を向上させることができるステアリング装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、
操舵力を伝達する第１の軸部材と、
前記第１の軸部材と連結して前記操舵力を伝達する第２の軸部材と、
前記第１の軸部材側の前記第２の軸部材の端部近傍に外嵌し、前記第２の軸部材の軸方向及び径方向に貫通したスリットを形成した締め付け部と、該締め付け部の端部から前記第１の軸部材側へ突出し、対向して配置された一対のアーム部と、
前記一対のアーム部と前記第１の軸部材に固定された相手ヨークとを連結して自在継手を構成する十字軸と、
前記一対のアーム部の間に配置され前記第２の軸部材の端部に取り付けられた円筒部と、前記第２の軸部材側の前記円筒部の部分から径方向外方へ突出し、前記第２の軸部材側へ延び、前記スリット内に配置されたスリット係合板とを備えたガイド部材と、を有することを特徴とするステアリング装置を提供する。

本発明のステアリング装置において、好ましくは、前記第２の軸部材の前記端部には、前記円筒部の中間部まで延び、前記円筒部に内嵌した突出部が形成されている。

上記とは別に、本発明のステアリング装置において、好ましくは、前記円筒部は、前記相手ヨークと接触することにより潰れる。

上記とは別に、本発明のステアリング装置において、好ましくは、円筒部の内周面の内径寸法は、前記第２の軸部材側部分よりも前記第１の軸部材側部分の方が大きい。

上記とは別に、本発明のステアリング装置において、好ましくは、前記円筒部の先端部に面取りが形成されている。

上記とは別に、本発明のステアリング装置において、好ましくは、前記円筒部の先端部には、前記円筒部の軸方向と直交し、前記一対のアームが対向する方向に延びるスリットが形成されている。

上記とは別に、本発明のステアリング装置において、好ましくは、前記円筒部の先端部の内径側は、前記一対のアームが対向する方向を長辺とした楕円形状をしている。

上記とは別に、本発明のステアリング装置において、好ましくは、前記円筒部は、前記第２の軸部材に取り付けられた軸部材側円筒部と、前記相手ヨーク側に配置された相手ヨーク側円筒部と、前記軸部材側円筒部と前記相手ヨーク側円筒部とを連結する破断部と、からなる。

上記とは別に、本発明のステアリング装置において、好ましくは、前記軸部材の前記端部には孔部が形成されており、前記円筒部に形成された小径部が前記孔部に内嵌している。

本発明によれば、回転軸にヨークを組み付ける時に、容易に角度を合わせることができ、組み付けの作業性を向上させることができるステアリング装置を提供することができる。

図１は第１実施形態に係るステアリング装置の全体構成を示す斜視図である。 図２は第１実施形態に係るピニオン軸の上端側部分の拡大図である。 図３Ａ及び図３Ｂは第１実施形態に係る自在継手のロアー側ヨークの拡大図であり、図３Ａは斜視図、図３Ｂは断面図である。 図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは第１実施形態に係るガイド部材の単体図であり、図４Ａは円筒部の正面図、図４Ｂは全体の側面図、図４Ｃはリング部の正面図である。 図５Ａ及び図５Ｂは第１実施形態に係るガイド部材が装着されたピニオン軸の上端部の拡大図であり、図５Ａは正面図、図５Ｂは側面図である。 図６は第１実施形態に係るガイド部材が装着されたピニオン軸とヨークとの結合状態を示す側面図であり、ヨークは断面図で示している。 図７は第１実施形態の変形例に係るガイド部材が装着されたピニオン軸とヨークとの結合状態を示す側面図であり、ヨークは断面図で示している。 図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃは第２実施形態に係るガイド部材の単体図であり、図８Ａは円筒部の正面図、図８Ｂは全体の側面図、図８Ｃはリング部の正面図である。 図９は第２実施形態に係るガイド部材が装着されたピニオン軸の上端部の拡大側面図である。 図１０は第２実施形態に係るガイド部材が装着されたピニオン軸とヨークとの結合状態を示す側面図であり、ヨークは断面図で示している。 図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃは第３実施形態に係るガイド部材の単体図であり、図１１Ａは円筒部の正面図、図１１Ｂは全体の側面図、図１１Ｃはリング部の正面図である。 図１２Ａ及び図１２Ｂは、第３実施形態に係るガイド部材が装着されたピニオン軸の上端部の拡大図である。図１２Ａは側面図、図１２Ｂは斜視図である。 図１３は第３実施形態に係るガイド部材が装着されたピニオン軸とヨークとの結合状態を示す側面図であり、ヨークは断面図で示している。 図１４Ａ、図１４Ｂ及び図１４Ｃは第４実施形態に係るガイド部材の単体図であり、図１４Ａは円筒部の正面図、図１４Ｂは全体の側面図、図１４Ｃはリング部の正面図である。 図１５Ａ及び図１５Ｂは第４実施形態に係るガイド部材が装着されたピニオン軸の上端部の拡大図である。図１５Ａは側面図、図１５Ｂは斜視図である。 図１６は第４実施形態に係るガイド部材が装着されたピニオン軸とヨークとの結合状態を示す側面図であり、ヨークは断面図で示している。 図１７は第５実施形態に係るピニオン軸の上端側部分の拡大図である。 図１８Ａ、図１８Ｂ及び図１８Ｃは第５実施形態に係るガイド部材の単体図であり、図１８Ａは円筒部の正面図、図１８Ｂは全体の側面図、図１８Ｃはリング部の正面図である。 図１９Ａ及び図１９Ｂは第５実施形態に係るガイド部材が装着されたピニオン軸の上端部の拡大図である。図１９Ａは一部切欠側面図、図１９Ｂは斜視図である。 図２０は第５実施形態に係るガイド部材が装着されたピニオン軸とヨークとの結合状態を示す側面図であり、ヨークは断面図で示している。 図２１は第５実施形態に係る変形例に係るガイド部材が装着されたピニオン軸とヨークとの結合状態を示す側面図であり、ヨークは断面図で示している。 図２２は第１ないし第５実施形態に係るガイド部材の変形例を示すリング部の正面図である。

以下、本発明の実施形態について各図面を参照して説明する。なお、本明細書中においては、ステアリング装置に関して、アッパー側または上方側と車体後方側とは同じ方向を意味し、ロアー側または下方側と車体前方側とは同じ方向を意味する。

（第１実施形態）
以下に本願の第１実施形態に係るステアリング装置について説明する。

図１は、第１実施形態に係るステアリング装置の全体構成を示す斜視図である。本実施形態におけるステアリング装置は、ラックアンドピニオン式の電動パワーステアリング装置である。なお、本願発明は、ラックアンドピニオン式の電動パワーステアリング装置に限らず、その他のステアリング装置に用いることもできる。

図１に示すように、ステアリング装置１００は、車体後方側、即ち、図１において紙面右方側の端部にステアリングホイール１が装着されたステアリングシャフト２と、ステアリングシャフト２が内径側に回転自在に支持された筒状のステアリングコラム３と、ステアリングシャフト２の車体前方側、即ち、図１において紙面左方側の端部に連結された操舵補助機構４とを備えている。

操舵補助機構４は、図示しないトルクセンサと、トルクセンサが検知した操舵トルクに応じて補助操舵トルクを発生する電動モータ１２と、電動モータ１２と連結されハウジング１１ａに収容された減速機構１１とを備え、電動モータ１２で発生された補助操舵トルクを、減速機構１１を介して操舵補助機構４の出力軸１４に付与している。減速機構１１は、電動モータ１２の図示しないモータ軸に設けられた不図示のウォームと、出力軸１４に固定されて該ウォームと噛合する不図示のウォームホイールとから構成されている。

ステアリングシャフト２は、アッパーシャフトであるアウタシャフト７とロアーシャフトであるインナシャフト８とを有し、アウタシャフト７の前端部とインナシャフト８の後端部とをスプライン結合させると共に、合成樹脂８ａを介して結合されている。これにより、アウタシャフト７とインナシャフト８とは、衝突時に上記合成樹脂８ａを破断させて、全長を縮めることができる構造となっている。また、ステアリングコラム３は、アッパーコラムであるアウタコラム９とロアーコラムであるインナコラム１０とをテレスコープ状に組み合わせてなり、軸方向の衝撃が加わった場合に、衝撃エネルギーを吸収しつつ全長が縮まるコラプシブル構造としている。

ステアリングコラム３のアウタコラム９は、アッパー車体側ブラケット１５Ｕによって車体側部材１６にチルト位置およびテレスコピック位置調整可能に支持されている。また、操舵補助機構４における減速機構１１のハウジング１１ａは、車体側部材１６に取り付けられたロアー車体側ブラケット１５Ｌに回転自在に設けられたピボット軸１５ｐを中心として上下方向に揺動可能に支持されている。

インナコラム１０は、前端部が減速機構１１のハウジング１１ａの後端部に位置している。インナシャフト８は、前端部側部分が減速機構１１のハウジング１１ａ内に挿通され、前端部が操舵補助機構４の出力軸１４に連結されている。出力軸１４はハウジング１１ａの前端部から車体前方側へ突出している。

操舵補助機構４の出力軸１４には、アッパー側自在継手１７Ａを介して中間シャフト１８の車体後方端が連結されている。中間シャフト１８の車体前方端は、ロアー側自在継手１７Ｂを介してラックアンドピニオン式のステアリングギヤ機構６のピニオン軸１９に連結されている。ロアー側自在継手１７Ｂは、アッパー側のヨーク２０とロアー側のヨーク２２と、これら両ヨーク２０、２２を揺動可能かつトルク伝達可能に連結する十字軸２４とから構成されている。本実施形態において、上記課題を解決するための手段に記載した第１の軸部材は中間シャフト１８に対応し、第２の軸部材はピニオン軸１９に対応する。

ピニオン軸１９は、上端側の部分がステアリングギヤ機構６のギヤハウジング６Ａの上端部から所定長さだけ上方に突出しており、その突出した上端部に自在継手１７Ｂのロアー側のヨーク２２が連結されている。ギヤハウジング６Ａ内には不図示のラック軸が車幅方向に移動可能に支持され、ピニオン軸１９の不図示のピニオンがラック軸の不図示のラック歯と噛合している。ラック軸の両端部は、それぞれタイロッド５、５を介して図示しない転舵輪に連結されている。

ステアリング装置１００はこのような構成をしているため、運転者がステアリングホイール１を回転操作すると、図示しないトルクセンサがステアリングシャフト２に加わる操舵トルクを検知し、検知した操舵トルクに応じて電動モータ１２から発生された補助操舵トルクが減速機構１１を介して出力軸１４に伝達され、さらに中間シャフト１８を介してピニオン軸１９に伝達される。ピニオン軸１９が回転すると、ピニオン軸１９と噛合した不図示のラック軸が軸方向すなわち車幅方向に駆動され、タイロッド５、５に連結された左右の転舵輪が転舵される。

図２は、第１実施形態に係るピニオン軸１９の上端側部分の拡大図である。図２において、紙面右方向は上方側すなわち車体後方側であり、紙面左方向は下方側すなわち車体前方側である。なお、この方向は図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、図６、および図７において同様である。

上述したように、ピニオン軸１９は上端側の部分がステアリングギヤ機構６のギヤハウジング６Ａの上端部から所定の長さだけ上方に突出している。ピニオン軸１９の該突出部分の外周には、図２に示すように、断面略弧状の環状溝２６が形成されている。また、環状溝２６の上側に隣接するピニオン軸１９の外周面には、雄のアッパー側セレーション２８が全周に亘って形成され、環状溝２６の下側に隣接するピニオン軸１９の外周面の部分には、雄のロアー側セレーション３０が全周に亘って形成されている。

ピニオン軸１９の上端部には、ピニオン軸１９の軸方向すなわち上方に突出し、ピニオン軸１９のアッパー側セレーション２８およびロアー側セレーション３０の外径よりも小径の円柱状の突出部３２が形成されている。突出部３２はピニオン軸１９と同軸に形成され、アッパー側セレーション２８の軸方向の長さ寸法の半分程度の長さ寸法だけ上方に突出している。突出部３２の上端縁には、面取り３４が形成されている。なお、突出部３２はピニオン軸１９と一体部材で一体形成されても良いし、ピニオン軸１９とは別体に形成されてピニオン軸の上端部に一体的に固定されたものでも良い。

図３Ａ及び図３Ｂは本第１実施形態に係るロアー側自在継手１７Ｂのロアー側ヨーク２２の拡大図であり、図３Ａは斜視図、図３Ｂは断面図である。

ヨーク２２は、ピニオン軸１９の上端部に連結され締め付けられる部分である略円筒状の締め付け部３６と、締め付け部３６の上端部から締め付け部３６の軸方向で車両後方側すなわち上方側に延在し十字軸２４を介してアッパー側ヨーク２０と連結される一対のアーム部３８、３８とを備えている。一対のアーム部３８、３８は、対向して配置された一対の板状部材であり、各アーム部３８には十字軸２４が支持される貫通孔３８ａが形成されている。なお、図３Ｂに示すヨーク２２は、ヨーク２２を一対のアーム部３８、３８間でヨーク２２の軸方向、即ち、図３Ｂの紙面左右方向に沿って切断したものを側面から見た状態を示している。

ヨーク２２の締め付け部３６の内周側はピニオン軸１９の上端部が挿入され連結される連結孔３９を構成し、締め付け部３６の内周面にはピニオン軸１９のアッパー側およびロアー側セレーション２８、３０に係合する雌のセレーション４０が全周に亘って、かつ内周面の軸方向全長に亘って形成されている。連結孔３９は締め付け部３６の上端から下端まで、すなわち軸方向に貫通している。

また、締め付け部３６には、径方向に延びる一対の対向する板状部であるスリット形成部４１、４１が設けられている。スリット形成部４１、４１間に形成されるスリット４２は、締め付け部３６の外周面から内周面まで貫通し、ヨーク２２の軸方向に延在している。スリット４２は締め付け部３６の上端から下端まで、すなわち軸方向に貫通して形成されている。締め付け部３６はこのような構成なので、断面略Ｃ字状の切欠き円筒状に形成されている。また、スリット形成部４１、４１には、連結孔３９の一部を横切り、スリット４２を貫通する方向に貫通孔４６、４６が形成されている。貫通孔４６、４６には、図６に示すように締め付け用ボルト４４が挿通される。

本実施形態では、ピニオン軸１９の上端部に、自在継手１７Ｂのヨーク２２をピニオン軸１９に組み付ける際の位置決め用のガイド部材４８が固定されている。図４Ａ、図４Ｂ及び図４Ｃは本第１実施形態に係るガイド部材４８の単体図であり、図４Ａは円筒部５２の正面図、図４Ｂは全体の側面図、図４Ｃはリング部５０の正面図である。また、図５Ａ及び図５Ｂは本第１実施形態に係るガイド部材４８が装着されたピニオン軸１９の上端部を示す拡大図であり、図５Ａは正面図、図５Ｂは側面図である。

ガイド部材４８は、ポリアミド系またはポリアセタール系等の耐油性、耐熱性を備えた合成樹脂で形成することができる。ガイド部材４８は、図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ、図５Ａ、及び図５Ｂの各図に示すように、ピニオン軸１９のロアー側セレーション３０よりも下方側のピニオン軸１９の外周面に内周面が外嵌されるリング部５０と、ピニオン軸１９の上端部に形成された突出部３２の外周面に内周面が外嵌される円筒部５２と、リング部５０と円筒部５２とを連結しヨーク２２のスリット４２内に係合する薄板状のスリット係合板５４とを備えている。リング部５０と円筒部５２とスリット係合板５４とは一体に形成されている。

スリット係合板５４は、リング部５０の外周面から径方向外方の一方向に突出しリング部５０の軸方向で上方に延在し円筒部５２の外周面の一方向側に連結されている。スリット係合板５４の外縁部は、図４Ｂに示すように、中間部から上端および下端に向かうに従い高さが低くなる傾斜部５６、５６が形成され、略台形状に形成されている。また、スリット係合板５４は、ピニオン軸１９の環状溝２６に対向する部分が弧状に切り欠かれており、切り欠かれた部分が締め付け用ボルト４４の位置決め部５８を構成している。

ガイド部材４８は、リング部５０および円筒部５２の双方がピニオン軸１９に固定されても良いし、何れか一方が固定されても良い。ピニオン軸１９へのリング部５０の固定は、ピニオン軸１９の外周面にリング部５０を圧入しても良いし、リング部５０の内周面にセレーションを形成し、ピニオン軸１９のロアー側セレーション３０とセレーション結合によって固定しても良い。円筒部５２をピニオン軸１９へ固定する場合は、円筒部５２をピニオン軸１９上端の突出部３２に圧入する。本実施形態においては、リング部５０がピニオン軸１９の外周面に圧入され、円筒部５２がピニオン軸１９の突出部３２の外周面に圧入されている。なお、ガイド部材４８をリング部５０のみでピニオン軸へ固定する場合は、円筒部５０と突出部３２とは隙間嵌めで構わない。

円筒部５２の外径寸法は、ヨーク２２の締め付け部３６の内径寸法すなわち連結孔３９の径寸法よりも若干小さい寸法に形成されている。また、円筒部５２は、ピニオン軸１９の突出部３２の軸方向長さよりも長く形成されている。本実施形態においては、突出部３２の軸方向長さの３倍強の長さを有している。したがって円筒部５２がピニオン軸１９に組み付けられた状態において、突出部３２は、図５Ｂに示すように、円筒部５２の内径側の軸方向中間部まで延在することとなる。言い換えると、ピニオン軸１９は、円筒部５２に対し円筒部５２の内径側の軸方向途中位置まで嵌合している。さらに言い換えると、円筒部５２は、ピニオン軸１９の突出部３２の先端部が円筒部５２の内径側の軸方向中間部に位置する長さを有している。このような構成なので、円筒部５２の内径側は、ピニオン軸１９が嵌合していない上方側部分が空洞Ｓとなっている。

円筒部５２の上方側端縁には面取り６０が形成されている。本実施形態においては、面取り６０は、円筒部５２の側面に対して中心軸に向かって３０°程度傾斜して形成されている。また、面取り６０は、円筒部５２の上方側端縁から円筒部５２の軸方向全長の略１／３の長さ範囲に亘って延在している。

図６は、本第１実施形態に係るガイド部材４８が装着されたピニオン軸１９とヨーク２２との結合状態を示す側面図である。なお、図６においてヨーク２２は断面図で示している。

図６に示すように、ピニオン軸１９とヨーク２２とが結合された状態においては、ガイド部材４８の円筒部５２が締め付け部３６の連結孔３９の上端部よりも上方に突出している。したがって円筒部５２は、ヨーク２２の一対のアーム部３８、３８間に位置することとなる。この位置は、図１に示すアッパー側ヨーク２０の一対のアーム部６２、６２のスイングサークルに掛かる位置であるが、通常の使用時においては、円筒部５２がアッパー側ヨーク２０の一対のアーム部６２、６２と干渉することはない。

しかし、衝突等でヨーク２０のヨーク２２に対するジョイント角が、図６に破線で示すように大きくなると、円筒部５２はヨーク２０の一対のアーム部６２、６２と干渉してしまう。そこで、本実施形態では、円筒部５２の上方端側部分は空洞Ｓになっているので、円筒部５２はヨーク２０側のアーム部６２、６２が接触することによって潰れやすくしている。このような構成とすることにより、従来と同様に必要とされるジョイント角度機能を損なうことはない。

また、円筒部５２の面取り６０は、上述したように、円筒部５２の側面に対して３０°程度傾斜して形成されている。面取り６０が形成された円筒部５２の部分は、円筒部５２の他の部分よりも肉厚が薄いので、潰れやすくなっている。面取り６０の傾斜角を３０°程度とすることにより、傾斜角を４５°とした場合と比較して、面取り６０を軸方向に長く形成することができる。その結果、円筒部５２の上方端側部分は潰れやすい構造となっている。

次に、ガイド部材４８のピニオン軸１９への組み付け、およびピニオン軸１９へのヨーク２２の組み付け方法について説明する。

ガイド部材４８のピニオン軸１９への組み付けは、まず、ステアリングギヤ機構６を直進状態にセットする。すると、ピニオン軸１９の位相、即ち、角度も直進状態にセットされる。その後、ガイド部材４８のスリット係合板５４が規定の円周方向位置すなわち回転方向位置で軸方向に延在するように回転方向の位置合わせを行いながらリング部５０をピニオン軸１９の外周面に圧入すると共に、円筒部５２をピニオン軸１９上端の突出部３２の外周面に圧入する。突出部３２の上端縁には面取り３４が形成されているので、円筒部５２はスムーズに突出部３２の外周面に案内される。ここで、スリット係合板５４の規定の回転方向位置とは、ステアリングホイール１を中立位置にセットした際の、ヨーク２２のスリット４２の円周方向位置すなわち回転方向位置と同じ位置である。こうして、ガイド部材４８はピニオン軸１９の規定の位置に組み付けられる。

ピニオン軸１９へのヨーク２２の組み付けは、まず、ステアリングホイール１を中立状態にする。すると、ヨーク２２のスリット４２とピニオン軸１９に固定されたガイド部材４８のスリット係合板５４とは、回転方向位置が一致するので、この状態のままヨーク２２をピニオン軸１９の軸方向に押し込んでいく。

本実施形態においては、ピニオン軸１９に固定されたガイド部材４８の円筒部５２は軸方向に長く延在して形成されているので、円筒部５２が最初にヨーク２２の締め付け部３６の連結孔３９に挿入され係合される。円筒部５２の上方側端縁には面取り６０が形成されているので、ヨーク２２の締め付け部３６の連結孔３９はスムーズに円筒部５２の外周面に案内される。また、面取り６０の傾斜角は３０°程度で形成されているので、傾斜角を４５°とした場合と比較して、締め付け部３６の連結孔３９はよりスムーズに円筒部５２の外周面に案内される。円筒部５２がヨーク２２の締め付け部３６に係合されると、ピニオン軸１９の軸芯とヨーク２２の軸芯とはほぼ一致した状態となる。

このように、本実施形態においては、ヨーク２２は、ピニオン軸１９への組み付けの際最初にガイド部材４８の円筒部５２に接触し、円筒部５２が締め付け部３６の連結孔３９に係合されるので、ヨーク２２との接触によるスリット係合板５４の曲がりや破損を防止することができる。ピニオン軸１９に対してヨーク２２を斜め方向から差し込むような作業となる場合であってもスリット係合板５４の曲がり等を防止でき、さらに円筒部５２が締め付け部３６の連結孔３９に係合されると、ピニオン軸１９とヨーク２２とはほぼ同軸となるので、組み付けの作業性が向上する。

円筒部５２がヨーク２２の締め付け部３６の連結孔３９に係合された状態からさらにヨーク２２をピニオン軸１９の軸方向に押し込んでいく。ステアリングホイール１が中立状態を維持していれば、スリット係合板５４にヨーク２２のスリット４２が係合しながらヨーク２２が下方に案内されていく。すなわち、ヨーク２２のスリット形成部４１、４１間にスリット係合板５４が挟まれながらヨーク２２が下方に案内されていく。しかし、スリット係合板５４にスリット４２が係合し始めるよりも前にヨーク２２が回転してしまった場合には、スリット係合板５４にスリット４２が係合せず、ヨーク２２を押し込むことができなくなる。このような場合でも、本実施形態によれば、ヨーク２２とピニオン軸１９との角度を容易に合わせることができる。

本実施形態においては、上述したように、円筒部５２がヨーク２２の締め付け部３６の連結孔３９に係合された状態においてピニオン軸１９の軸芯とヨーク２２の軸芯とはほぼ一致している。また、ガイド部材４８は合成樹脂で形成されているので、円筒部５２の表面は滑りやすくなっている。したがって、円筒部５２が締め付け部３６の連結孔３９に挿通された状態であっても、ヨーク２２を軽く滑らかに回転させることができる。ヨーク２２を回転させることにより、スリット４２の回転方向位置をガイド部材４８のスリット係合板５４の位置に合わせることができる。これにより、スリット係合板５４にスリット形成部４１、４１間のスリット４２をスムーズに案内することができる。

こうして、ピニオン軸１９とヨーク２２とは正しい角度で位置決めがなされ、スリット係合板５４にヨーク２２のスリット４２が係合しながらヨーク２２が下方に案内され、ピニオン軸１９のアッパー側セレーション２８およびロアー側セレーション３０とヨーク２２の締め付け部３６の連結孔３９に形成されたセレーション４０とが結合される。この状態において、ピニオン軸１９の環状溝２６と、ヨーク２２の貫通孔４６と、ガイド部材４８のスリット係合板５４に形成されたボルト位置決め部５８とが同一軸線上に一致する。

そして、締め付け用のボルト４４を環状溝２６と貫通孔４６とボルト位置決め部５８とに挿通し、スリット４２の間隔すなわちスリット形成部４１、４１間の間隔が狭くなるようにボルト４４をねじ込むと、締め付け部３６によりピニオン軸１９が包持される。こうして、ヨーク２２がピニオン軸１９に対してスプライン結合により強固に結合され、トルク伝達が可能な状態となる。

このように、本実施形態に係るステアリング装置１００によれば、ガイド部材４８の円筒部５２がヨーク２２の締め付け部３６の連結孔３９に最初に挿入され係合されるので、ガイド部材４８のスリット係合板５４の曲がりや破損を防止することができる。また、ガイド部材４８の円筒部５２が締め付け部３６の連結孔３９に係合された状態において、ピニオン軸１９とヨーク２２との角度を容易に合わせることができる。その結果、組み付けの作業性を向上させることができる。

なお、本第１実施形態において、ガイド部材４８の円筒部５２をより潰れやすくするために、円筒部５２の上端部にスリットを設けても良い。図７は、このような変形例に係るガイド部材１４８が装着されたピニオン軸１９とヨーク２２との結合状態を示す側面図である。なお、図７においてヨーク２２は断面図で示している。

図７に示すように、本変形例に係るガイド部材１４８は、円筒部５２の上端部にスリット６４が設けられている。他の構成は上記実施形態と同様である。スリット６４は、円筒部５２の軸方向と直交する方向であって、ヨーク２２の一対のアーム部３８、３８が対向する方向に沿って形成されている。この方向に沿ってスリット６４を形成することにより、ロアー側ヨーク２２に対するアッパー側ヨーク２０のジョイント角が、車両の衝突等によって、図７に破線で示すように大きくなり、アーム部６２、６２が円筒部５２に接触した際に、円筒部５２がより潰れやすい。なお、スリット６４は複数設けられても良い。

（第２実施形態）
次に、図８−図１０を参照して、本願の第２実施形態について説明する。第２実施形態において、上述した第１実施形態に同じ若しくは対応する部材には、第１実施形態について図示した参照数字に２００を加えて示す。例えば、第１実施形態におけるピニオン軸１９は、第２実施形態においては２１９を付す。

また、以下に示す第２−第５実施形態において、第１実施形態と同じ構造については、参照数字のみを付して、詳細な説明を省略し、主として第１実施形態とは異なる構造部分について詳細に説明する。

本第２実施形態に係るステアリング装置は、上記第１実施形態において図１を用いて説明したステアリング装置１００と同様の基本構成をしている。

本第２実施形態に係るステアリング装置のピニオン軸２１９の形状、構造も、上記第１実施形態と同様である。

図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃは本第２実施形態に係るガイド部材２４８の単体図であり、図８Ａは円筒部２５２の正面図、図８Ｂは全体の側面図、図８Ｃはリング部２５０の正面図である。また、図９はガイド部材２４８が装着されたピニオン軸２１９の上端部を示す側面図である。

ガイド部材２４８の形状、構造は、円筒部２５２を除いて、第１実施形態と同様である。

本第２実施形態においては、ピニオン軸２１９の突出部２３２の車両後方側に隣接する円筒部２５２の部分に、車両の衝突などでジョイント角が大きくなると、ピニオン軸２１９に取り付けられるヨーク２２２と対をなすアッパー側ヨーク、即ち、相手ヨークが接触して折れ曲がり、又はせん断する破断部２５２ａが形成されている。

破断部２５２ａは、円筒部２５２の同一円周上で、ピニオン軸２１９に取り付けられるヨーク２２２のアーム部２３８、２３８にそれぞれ対向する部分を２箇所残し、それ以外の部分を切り欠いたような形状に形成されている。言い換えれば、円筒部２５２は車両前方側部分２５２ｂ、即ち、回転軸側円筒部と車両後方側部分２５２ｃ、即ち、相手ヨーク側円筒部とに分けられ、破断部２５２ａは、車両前方側部分２５２ｂと車両後方側部分２５２ｃとの間に位置しており、円筒部２５２の中心軸線方向に見たときに、該中心軸線からスリット係合板２５４が突出した方向を基準として、円筒部２５２の円周上で両側に約９０度離れた位置をそれぞれ中心として円周方向に一定の長さだけ延在して、車両前方側部分２５２ｂと車両後方側部分２５２ｃとを軸方向に連結する部分、即ち、連結部として構成されている。

図１０は、ガイド部材２４８が装着されたピニオン軸２１９とヨーク２２２との結合状態を示す側面図である。なお、図１０においてヨーク２２２は断面図で示している。

本実施形態では、円筒部２５２に破断部２５２ａを設け、アーム部２６２、２６２との接触により円筒部２５２の車両後方側が破断するように構成することで、第1実施形態よりも更に、アーム部２６２、２６２の移動を妨げないように構成されている。このような構成とすることにより、従来と同様に必要とされるジョイント角度機能を損なうことはない。

本第２実施形態に係るガイド部材２４８のピニオン軸２１９への組み付け、およびピニオン軸２１９へのヨーク２２２の組み付けは、上記第１実施形態と同様の方法により行うことができる。

なお、本第２実施形態において、円筒部に形成される破断部の形状は、上述の破断部２５２ａの形状が好ましいが、ピニオン軸に取り付けられるヨークと対を成す相手ヨークが接触して折れ曲がり、又はせん断して相手ヨークの移動を許容するものであれば、どのような形状のものであっても良く、また、円筒部と異なる材料で形成しても良い。さらに、破断部を設けずに、円筒部に切り込みを入れることで、破断を促す構成としても良い。

また、空洞Ｓや面取り２６０を形成しない構成とすることもできる。

また、円筒部のうち破断部よりも車両後方側の部分は、ピニオン軸にヨークを取り付けた後に意図的に破断部を破断させて、取り除いても良い。

（第３実施形態）
次に、図１１−図１３を参照して、本願の第３実施形態について説明する。第３実施形態において、上述した第１実施形態に同じ若しくは対応する部材には、第１実施形態について図示した参照数字に３００を加えて示す。例えば、第１実施形態におけるピニオン軸１９は、第３実施形態においては３１９を付す。

本第３実施形態に係るステアリング装置も、上記第１実施形態において図１を用いて説明したステアリング装置１００と同様の基本構成をしている。

本第３実施形態に係るステアリング装置のピニオン軸３１９の形状、構造も、第１実施形態と同様である。

図１１Ａ、図１１Ｂ、及び図１１Ｃは本第３実施形態に係るガイド部材３４８の単体図であり、図１１Ａは円筒部３５２の正面図、図１１Ｂは全体の側面図、図１１Ｃはリング部３５０の正面図である。また、図１２Ａ及び図１２Ｂはガイド部材３４８が装着されたピニオン軸３１９の上端部を示す拡大図であり、図１２Ａは側面図、図１２Ｂは斜視図である。

ガイド部材３４８の形状、構造は、円筒部３５２を除いて、第１実施形態と同様である。

本第３実施形態において、円筒部３５２により形成される空洞Ｓの多くは、相手ヨーク側内周面３５２ｂにより形成されている。相手ヨーク側内周面３５２ｂは、図１１Ａに示すように、軸方向に垂直な断面が、スリット係合板３５４の突出方向に対して垂直な方向に長い楕円状をしている。つまり、相手ヨーク側内周面３５２ｂは、軸方向に垂直な断面が、ピニオン軸３１９に取り付けられるヨーク３２２の一対のアーム部３３８、３３８を結ぶ方向、即ち、アーム部３３８、３３８が対向する方向に長辺が配置された楕円状をしている。これにより、相手ヨーク側内周面３５２ｂを形成している円筒部３５２の部分は、相手ヨーク側内周面３５２ｂの楕円の短辺方向に変形しやすいものとなっている。

相手ヨーク側内周面３５２ｂの楕円の短辺は、軸部材側内周面３５２ａの円の直径と略同一の長さであり、相手ヨーク側内周面３５２ｃの楕円の長辺は、軸部材側内周面３５２ａの円の直径よりも長い。

図１３は、本第３実施形態に係るガイド部材３４８が装着されたピニオン軸３１９とヨーク３２２との結合状態を示す側面図である。なお、図１３においてヨーク３２２は断面図で示している。

本第３実施形態に係るガイド部材３４８のピニオン軸３１９への組み付け、およびピニオン軸３１９へのヨーク３２２の組み付けは、上記第１実施形態と同様の方法により行うことができる。

なお、本第３実施形態において、円筒部３５２の軸部材側内周面３５２ａと相手ヨーク側内周面３５２ｂとは連続して軸方向に貫通していなくても良く、軸部材側内周面３５２ａと相手ヨーク側内周面３５２ｂとの間に仕切りがあっても良い。

また、円筒部３５２の軸部材側内周面３５２ａの円と相手ヨーク側内周面３５２ｂの楕円とは、必ずしも中心線を共通にしなくても良い。

また、円筒部３５２は、ヨーク側の外周面に面取りを形成しない構成とすることもできる。

（第４実施形態）
次に、図１４−図１６を参照して、本願の第４実施形態について説明する。第４実施形態において、上述した第１実施形態に同じ若しくは対応する部材には、第１実施形態について図示した参照数字に４００を加えて示す。例えば、第１実施形態におけるピニオン軸１９は、第４実施形態においては４１９を付す。

本第４実施形態に係るステアリング装置も、上記第１実施形態において図１を用いて説明したステアリング装置１００と同様の構成をしている。

ピニオン軸の形状、構造は、第１実施形態と同様である。

ガイド部材４４８の形状、構造は、円筒部４５２を除いて、第１実施形態と同様である。

本第４実施形態において、円筒部４５２により形成される空洞Ｓの多くは、相手ヨーク側内周面４５２ｂにより形成されている。相手ヨーク側内周面４５２ｂは、図１４Ａに示すように、軸部材側内周面４５２ａよりも内径が大きく、相手ヨーク側内周面４５２ｂを形成する円筒部４５２の部分は、軸部材側内周面４５２ａを形成する部分よりも薄肉に形成されている。これにより、軸部材側内周面４５２ａを構成する部分で突出部４３２との強固な結合を可能としながら、相手ヨーク側内周面４５２ｂを形成している円筒部４５２の部分は、変形しやすいものとなっている。

図１６は、本第４実施形態に係るガイド部材４４８が装着されたピニオン軸４１９とヨーク４２２との結合状態を示す側面図である。なお、図１６においてヨーク４２２は断面図で示している。

空洞Ｓの多くの部分は、円筒部４５２のうちヨーク側内周面４５２ｂを構成する薄肉の部分によって形成されているため、円筒部４５２は、第１実施形態よりも更に、ヨーク４２０側のアーム部４６２、４６２の接触に応じて弾性変形しやすいものとなっている。このような構成とすることにより、必要なジョイント角度機能を損なうことはない。

本第４実施形態に係るガイド部材４４８のピニオン軸４１９への組み付け、およびピニオン軸４１９へのヨーク４２２の組み付けは、上記第１実施形態と同様の方法により行うことができる。

なお、本第４実施形態において、円筒部４５２の軸部材側内周面４５２ａと相手ヨーク側内周面４５２ｂとは連続して軸方向に貫通していなくても良く、例えば、軸部材側内周面４５２ａと相手ヨーク側内周面４５２ｂとの間に仕切りがあっても良い。

また、円筒部４５２の軸部材側内周面４５２ａと相手ヨーク側内周面４５２ｂとは、必ずしも中心線を共通にしなくても良く、また、軸部材側内周面４５２ａと相手ヨーク側内周面４５２ｂとの境界は漸次内径が変化する構成とすることもできる。

また、円筒部４５２は、ヨーク側の外周面に面取りを形成しない構成とすることもできる。

（第５実施形態）
次に、図１７-図２１を参照して、本願の第５実施形態について説明する。第５実施形態において、上述した第１実施形態に同じ若しくは対応する部材には、第１実施形態について図示した参照数字に５００を加えて示す。例えば、第１実施形態におけるピニオン軸１９は、第５実施形態においては５１９を付す。

本第５実施形態に係るステアリング装置も、上記第１実施形態において図１を用いて説明したステアリング装置１００と同様の基本構成をしている。

図１７は、ピニオン軸５１９の上端側部分の拡大図である。

本実施形態において、ピニオン軸５１９の上端部には、端面からピニオン軸５１９の中心軸線方向に穿孔された円形の孔部５３２が形成されている。孔部５３２はピニオン軸５１９と同軸に形成され、アッパー側セレーション５２８の軸方向の寸法よりも僅かに浅い深さを有している。

図１８Ａ、図１８Ｂ及び図１８Ｃはガイド部材５４８の単体図であり、図１８Ａは円筒部５５２の正面図、図１８Ｂは全体の側面図、図１８Ｃはリング部５５０の正面図である。また、図１９Ａ及び図１９Ｂはガイド部材５４８が装着されたピニオン軸５１９の上端部を示す拡大図であり、図１９Ａは一部切欠側面図、図１９Ｂは斜視図である。

ガイド部材５４８の形状、構造は、円筒部４５２を除いて、第１実施形態と同様である。

第５実施形態において、円筒部５５２は、ピニオン軸５１９の先端に接触して配置される大径部５５２ａとピニオン軸５１９の上端部に形成された孔部５３２に挿入される小径部５５２ｂとを備えている。

図２０は、ガイド部材５４８が装着されたピニオン軸５１９とヨーク５２２との結合状態を示す側面図である。なお、図２０においてヨーク５２２は断面図で示している。

次に、ガイド部材５４８のピニオン軸５１９への組み付け方法について説明する。

ガイド部材５４８のピニオン軸５１９への組み付けは、まず、ステアリングギヤ機構を直進状態にセットする。すると、ピニオン軸５１９の角度も直進状態にセットされる。その後、ガイド部材５４８のスリット係合板５５４が規定の円周方向位置すなわち回転方向位置で軸方向に延在するように回転方向の位置合わせを行いながらリング部５５０をピニオン軸５１９の外周面に圧入すると共に、円筒部５５２の小径部５５２ｂをピニオン軸５１９上端の孔部５３２に圧入する。小径部５５２ｂの端部には挿入を助ける面取りを形成しても良い。ここで、スリット係合板５５４の規定の回転方向位置とは、ステアリングホイールを中立位置にセットした際の、ヨーク５２２のスリット５４２の円周方向位置すなわち回転方向位置と同じ位置である。こうして、ガイド部材５４８はピニオン軸５１９の規定の位置に組み付けられる。

ピニオン軸５１９へのヨーク５２２の組み付け方法は第１実施形態と同様である。

図２１は、上記実施形態の一部変形例に係るガイド部材が装着されたピニオン軸とヨークとの結合状態を示す側面図であり、ヨークは断面図で示している。

本変形例において、相手ヨーク側の大径部５５２ａの部分には軸方向に直交する方向に延びるスリット５５２ｄが形成されており、大径部５５２ａの先端側が互いに径方向に対向する２つの円弧状部分から成る。スリット５５２ｄは、図２７に破線で示す相手ヨークのアーム部５６２の回転の回転軸線方向に略平行に形成されている。この他の構成は上記実施形態と同様である。

本変形例によれば、円筒部５５２は、相手ヨークのアーム部が接触した際に更に変形しすく、一対のヨークの相対角度の変化を更に妨げない構成となる。

なお、本第５実施形態において、小径部５５２ｂは円筒状でなくともよく、例えば、ピニオン軸５１９側の面に底部が形成されていても、内側に空洞が無くても良い。

また、本第５実施形態において、円筒部５５２は、ヨーク側の外周面に面取りを形成しない構成とすることもできる。

以上、第１ないし第５実施形態を用いて本願発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、適宜変形が可能である。

例えば、上述の実施形態では、リング部は円周方向に連続した形状のものがピニオン軸に外嵌されているが、リング部は必ずしも円周方向に連続したものに限られるものではない。すなわち、図２２に示すように、リング部６５０に軸方向切り欠きを設けても良い。切り欠きがあることで、ピニオン軸の寸法精度が多少悪くても、安定してリング部６５０をピニオン軸に外嵌することができる。これにより、ピニオン軸の加工の容易化、組み立て作業の際の作業性の向上、リング部６５０の原料の削減等、製造コストの低減が可能となる。

１ ステアリングホイール
２ ステアリングシャフト
３ ステアリングコラム
４ 操舵補助機構
６ ステアリングギヤ機構
６Ａ ギヤハウジング
７ アウタシャフト
８ インナシャフト
９ アウタコラム
１０ インナコラム
１１ 減速機構
１１ａ ハウジング
１２ 電動モータ
１４ 出力軸
１５Ｕ アッパー車体側ブラケット
１５Ｌ ロアー車体側ブラケット
１６ 車体側部材
１７Ａ、１７Ｂ 自在継手
１８ 中間シャフト
１９、２１９、３１９、４１９、５１９ ピニオン軸
２０ アッパー側ヨーク
２２、２２２、３２２、４２２、５２２、 ロアー側ヨーク
２４ 十字軸
２６、２２６、３２６、４２６、５２６ 環状溝
２８、２２８、３２８、４２８、５２８ アッパー側セレーション
３０、２３０、３３０、４３０、５３０ ロアー側セレーション
３２、２３２、３３２、４３２ 突出部
５３２ 孔部
３４、２３４、３３４、４３４ 面取り
３６、２３６、３３６、４３６、５３６ 締め付け部
３８、２３８、３３８、４３８、５３８ アーム部
３８ａ、２３８ａ、３３８ａ、４３８ａ、５３８ａ 貫通孔
３９、２３９、３３９、４３９、５３９ 連結孔
４０ セレーション
４１ スリット形成部
４２、２４２、３４２、４４２、５４２ スリット
４４、２４４、３４４、４４４、５４４ 締め付け用ボルト
４６ 貫通孔
４８、１４８、２４８、３４８、４４８、５４８、６４８ ガイド部材
５０、２５０、３５０、４５０、５５０、６５０ リング部
５２、２５２、３５２、４５２、５５２ 円筒部
２５２ａ 破断部
３５２ａ、４５２ａ 軸部材側内周面
５５２ａ 大径部
２５２ｂ 車両前方側部分
３５２ｂ、４５２ｂ 相手ヨーク側内周面
５５２ｂ 小径部
２５２ｃ 車両後方側部分
３５２ｃ 相手ヨーク側内周面
５５２ｃ 貫通孔
５５２ｄ スリット
５４、２５４、３５４、４５４、５５４、６５４ スリット係合板
５６、２５６、３５６、４５６、５５６ 傾斜部
５８、２５８、３５８、４５８、５５８ ボルト位置決め部
６０、２６０、３６０、４６０、５６０ 面取り
６２、２６２、３６２、４６２、５６２ アーム部
１００ ステアリング装置

Claims (8)

1. 操舵力を伝達する第１の軸部材と、
   前記第１の軸部材と連結して前記操舵力を伝達する第２の軸部材と、
   前記第１の軸部材側の前記第２の軸部材の端部近傍に外嵌し、前記第２の軸部材の軸方向及び径方向に貫通したスリットを形成した締め付け部と、該締め付け部の端部から前記第１の軸部材側へ突出し、対向して配置された一対のアーム部と、
   前記一対のアーム部と前記第１の軸部材に固定された相手ヨークとを連結して自在継手を構成する十字軸と、
   前記一対のアーム部の間に配置され前記第２の軸部材の端部に取り付けられた円筒部と、前記第２の軸部材側の前記円筒部の部分から径方向外方へ突出し、前記第２の軸部材側へ延び、前記スリット内に配置されたスリット係合板とを備えたガイド部材と、を有し、
   前記円筒部は、前記第１の軸部材側に延び、前記第１の軸部材側の内側に空洞を形成していることを特徴とするステアリング装置。
2. 前記第２の軸部材の前記端部には、前記円筒部の中間部まで延び、前記円筒部に内嵌した突出部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
3. 円筒部の内周面の内径寸法は、前記第２の軸部材側部分よりも前記第１の軸部材側部分の方が大きいことを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
4. 前記円筒部の先端部に面取りが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
5. 前記円筒部の先端部には、前記円筒部の軸方向と直交し、前記一対のアームが対向する方向に延びるスリットが形成されていることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
6. 前記円筒部の先端部の内径側は、前記一対のアームが対向する方向を長辺とした楕円形状をしていることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
7. 前記円筒部は、前記第２の軸部材に取り付けられた軸部材側円筒部と、前記相手ヨーク側に配置された相手ヨーク側円筒部と、前記軸部材側円筒部と前記相手ヨーク側円筒部とを連結する破断部と、からなることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。
8. 前記軸部材の前記端部には孔部が形成されており、前記円筒部に形成された小径部が前記孔部に内嵌していることを特徴とする請求項１に記載のステアリング装置。

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