JPH109277A - シャフトの収縮構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 組付性が良く、トルク伝達可能かつ軸方向へ
スライド可能に嵌合した両シャフトの収縮荷重が安定し
て得られるシャフトの収縮構造を提供すること。 【解決手段】 トルク伝達可能かつ軸方向へスライド可
能に嵌合した第１のシャフト１１と第２のシャフト１２
の嵌合部に摩擦材１３が介装されてなり、両シャフト１
１，１２間に所定値以上の軸方向荷重が加わったとき両
シャフト１１，１２が軸方向に収縮するようにしたシャ
フトの収縮構造において、摩擦材１３にシャフト１１と
係合する係合部（外向き爪１３ａとフック１３ｄ）を設
け、また両シャフト１１，１２間に両シャフト１１，１
２の嵌合抜け側への相対移動を規制する規制手段（内向
き爪１３ｂ，１３ｃ）を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トルク伝達可能か
つ軸方向へスライド可能に嵌合した第１のシャフトと第
２のシャフトが、これら両シャフト間に所定値以上の軸
方向荷重が加わったとき、軸方向に収縮するようにした
シャフトの収縮構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】上述したシャフトの収縮構造は、例えば
実開昭６１−７３９２１号公報に示されていて、同公報
に示されているシャフトの収縮構造においては、中空状
のシャフトと中実状のシャフトが摩擦材を介して軸方向
へスライド可能に嵌合されており、摩擦材として合成樹
脂，ゴム等のシートが採用されていて、該シートを中実
状のシャフトの外周に巻き付けた状態で中空状のシャフ
ト内に嵌挿するようになっている。なお、摩擦材をシー
トに代えて円筒状に形成し、これの所定位置にスリット
状の割溝を設けたものを採用する例も開示されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した公報に示され
ているシャフトの収縮構造においては、中実状のシャフ
トの外周に摩擦材を単に装着した状態で、これらを中空
状のシャフト内に嵌挿するようになっているため、その
嵌挿組付時に、摩擦材が中実状のシャフトから脱落する
おそれがあるばかりか、中空状のシャフト内に摩擦材が
的確に嵌挿し難くて、組付性が悪い。なお、中空状のシ
ャフト内に摩擦材が的確に嵌挿されなくて、摩擦材の組
付状態にばらつきがある場合には、両シャフトの収縮荷
重（両シャフトが軸方向に収縮するときの軸方向荷重）
が安定せず、両シャフトが的確に軸方向収縮しないこと
がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記した問題
に対処すべくなされたものであり、トルク伝達可能かつ
軸方向へスライド可能に嵌合した第１のシャフトと第２
のシャフトの嵌合部に摩擦材が介装されてなり、前記両
シャフト間に所定値以上の軸方向荷重が加わったとき前
記両シャフトが軸方向に収縮するようにしたシャフトの
収縮構造において、前記摩擦材に前記両シャフトのいず
れか一方と係合する係合部を設け、また前記両シャフト
間に前記両シャフトの嵌合抜け側への相対移動を規制す
る規制手段を設けたことを特徴とする（請求項１に係る
発明）。

【０００５】また、トルク伝達可能かつ軸方向へスライ
ド可能に嵌合した第１のシャフトと第２のシャフトの嵌
合部にて、嵌合部の外側にあるシャフトにボルト部材を
径方向にて進退可能に組付けて、このボルト部材の先端
部を略半球状とし、該半球状部分が嵌合部の内側にある
シャフトの外周に所定の径方向荷重にて押圧係合するよ
うにし、前記両シャフト間に所定値以上の軸方向荷重が
加わったとき前記両シャフトが軸方向に収縮するように
して、当該シャフトの収縮構造を構成した（請求項２に
係る発明）。

【０００６】また、トルク伝達可能かつ軸方向へスライ
ド可能に嵌合した第１のシャフトと第２のシャフトの嵌
合部にて、嵌合部の外側にあるシャフトにねじ込み量を
調整可能な調整手段を介してボルト部材を組付けて、こ
のボルト部材の完全ねじ込みによって同ボルト部材の先
端が嵌合部の内側にあるシャフトの外周に押圧係合する
ようにし、前記両シャフト間に所定値以上の軸方向荷重
が加わったとき前記両シャフトが軸方向に収縮するよう
にして、当該シャフトの収縮構造を構成した（請求項３
に係る発明）。

【０００７】

【発明の作用・効果】請求項１に係る発明においては、
摩擦材に両シャフトのいずれか一方と係合する係合部を
設け、また両シャフト間に両シャフトの嵌合抜け側への
相対移動を規制する規制手段を設けたため、摩擦材を両
シャフトのいずれか一方に係合させた状態にて両シャフ
トを嵌合組付することができ、しかもそのときには、規
制手段によって両シャフトの嵌合抜け側への相対移動が
規制されてシャフトの抜け落ち及び摩擦材の脱落を防止
することができ、摩擦材及び両シャフトの組付性を大幅
に改善することができる。また、摩擦材を両シャフトの
いずれか一方に係合させるようにしたため、摩擦材を常
に所定の位置に的確に組付けることができて、両シャフ
トの収縮荷重（両シャフトが軸方向に収縮するときの軸
方向荷重）を安定させることができ、両シャフトを所定
値以上の軸方向荷重にて的確に軸方向収縮させることが
できる。

【０００８】また、請求項２に係る発明においては、嵌
合部の外側にあるシャフトに組付けたボルト部材の先端
部を略半球状とし、該半球状部分が嵌合部の内側にある
シャフトの外周に所定の径方向荷重にて押圧係合するよ
うにしたため、両シャフトが軸方向に収縮するときには
半球状部分の先端と嵌合部の内側にあるシャフトとの接
触部位に集中的に応力を発生させることができ、嵌合部
の内側にあるシャフトの外周に常に所定の圧痕を残しや
すくなる。したがって、両シャフトの収縮荷重が安定
し、両シャフトを所定値以上の軸方向荷重にて的確に軸
方向収縮させることができる。また、この発明における
組付は、両シャフトの嵌合組付とその後のボルト部材の
組付（ねじ込み）のみであるため、組付性は良い。

【０００９】また、請求項３に係る発明においては、ボ
ルト部材のねじ込み量を調整手段によって調整可能であ
るため、完全ねじ込みによってボルト部材の先端が嵌合
部の内側にあるシャフトの外周に押圧係合する係合力を
調整することができて、両シャフトの収縮荷重を安定さ
せることができ、両シャフトを所定値以上の軸方向荷重
にて的確に軸方向収縮させることができる。また、この
発明における組付は、両シャフトの嵌合組付及びその後
のボルト部材のねじ込みと、必要に応じて行われる調整
手段によるねじ込み量の調整のみであるため、組付性は
良い。また、この発明においては、調整手段によるねじ
込み量の調整によって両シャフトの収縮荷重を容易に増
減調整することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明を自動車用ステア
リング装置のステアリングメインシャフトとステアリン
グギヤボックスを連結する中間軸に実施した各実施形態
を図面に基づいて説明する。図１及び図２は請求項１に
係る発明の一実施形態を示していて、この実施形態にお
いては、中空状シャフト１１と断面六角形状の中実状シ
ャフト１２が摩擦材１３を介してトルク伝達可能かつ軸
方向へスライド可能に嵌合され、また中空状シャフト１
１及び摩擦材１３の中実状シャフト１２に対する挟持力
が段付ナット１４とボルト１５によってボルト１５の組
付トルクが設定値以上であれば所定値となるように構成
されている。

【００１１】中空状シャフト１１は、一端に自在継手用
のヨーク部１１ａを有し、他端に段付ナット１４とボル
ト１５が組付けられるクランプ部１１ｂと摩擦材１３の
外向き爪１３ａが係合する係合孔１１ｃを有している。
一方、中実状シャフト１２は、一端に摩擦材１３の一対
の内向き爪１３ｂ，１３ｃが係合する一対の切欠１２
ａ，１２ｂを有し、他端に自在継手用のヨーク部１２ｃ
を有している。

【００１２】摩擦材１３は、ばね鋼によって中実状シャ
フト１２の五辺に沿う形状に形成されていて、中空状シ
ャフト１１のクランプ部１１ｂ側端部に予め組付けられ
るようになっており、中空状シャフト１１の係合孔１１
ｃに弾撥的に係合して図１左方への軸方向移動を規制す
る外向き爪１３ａと、中実状シャフト１２の各切欠１２
ａ，１２ｂにそれぞれ弾撥的に係合して中実状シャフト
１２の図１左方への軸方向移動を規制するとともに図１
右方への軸方向移動を許容する内向き爪１３ｂ，１３ｃ
と、中空状シャフト１１の図１左端に係合して当該摩擦
材１３の図１右方への軸方向移動を規制するフック１３
ｄを有している。なお、外向き爪１３ａ、内向き爪１３
ｂ，１３ｃは全て同様の形状となっている。

【００１３】段付ナット１４は、図２に示したように、
筒状に形成されていて、外周に段部１４ａを有してお
り、段部１４ａと先端１４ｂにて各クランプ部１１ｂに
係合していて、クランプ部１１ｂ間の幅が設定値Ｌ１と
なるように規定している。ボルト１５は、ワッシャ１６
とともに組付けられていて、クランプ部１１ｂを貫通し
て段付ナット１４に螺着されている。

【００１４】上記のように構成した図１及び図２の実施
形態においては、摩擦材１３に中空状シャフト１１の係
合孔１１ｃに係合して摩擦材１３の図１左方への軸方向
移動を規制する外向き爪１３ａを設け、また摩擦材１３
に中実状シャフト１２の各切欠１２ａ，１２ｂに係合し
て中実状シャフト１２の図１左方への軸方向移動を規制
する（嵌合抜け側への相対移動を規制する）内向き爪１
３ｂ，１３ｃを設けたため、摩擦材１３を中空状シャフ
ト１１に係合させた状態にて両シャフト１１，１２を嵌
合組付することができ、しかもそのときには、内向き爪
１３ｂ，１３ｃによって両シャフト１１，１２の嵌合抜
け側への相対移動が規制されてシャフトの抜け落ち及び
摩擦材１３の脱落を防止することができ、摩擦材１３及
び両シャフト１１，１２の組付性を大幅に改善すること
ができる。

【００１５】上記のような構成の実施形態では、摩擦材
１３を中実状シャフト１２に嵌合させておけば、その後
中空状シャフト１１に押し込むだけで、その位置決めが
完了するため、この点においても組付性が非常に良い。

【００１６】また、図１及び図２の実施形態において
は、摩擦材１３を中空状シャフト１１に外向き爪１３ａ
とフック１３ｄにて係合させるようにしたため、摩擦材
１３を常に所定の位置（図１に示した位置）に的確に組
付けることができて、両シャフト１１，１２の収縮荷重
をストローク量に拘らず安定させることができ、両シャ
フト１１，１２を所定値以上の軸方向荷重にて的確に軸
方向収縮させることができる。

【００１７】図３及び図４は請求項１に係る発明の他の
実施形態を示していて、この実施形態においては、中空
状シャフト２１と断面六角形状（摩擦材２３と非係合の
部位に切欠がある）中実状シャフト２２が摩擦材２３を
介してトルク伝達可能かつ軸方向へスライド可能に嵌合
され、また中空状シャフト２１及び摩擦材２３の中実状
シャフト２２に対する挟持力が段付ナット２４とボルト
２５によってボルト２５の組付トルクが設定値以上であ
れば所定値となるように構成されている。

【００１８】中空状シャフト２１は、一端に自在継手用
のヨーク部２１ａを有し、他端に段付ナット２４とボル
ト２５が組付けられるクランプ部２１ｂと摩擦材２３の
外向き爪２３ａが係合する係合孔２１ｃを有している。
一方、中実状シャフト２２は、摩擦材２３と非係合の部
位に軸方向に延びる切欠２２ａを有し、一端に段付ナッ
ト２４と係合可能なストッパ突起２２ｂを有し、他端に
自在継手用のヨーク部２２ｃを有している。

【００１９】摩擦材２３は、ばね鋼によって中実状シャ
フト２２の略四辺に沿う形状に形成されていて、中空状
シャフト２１のクランプ部２１ｂ側端部に予め組付けら
れるようになっており、中空状シャフト２１の係合孔２
１ｃに弾撥的に係合して図３左方への軸方向移動を規制
する外向き爪２３ａと、中空状シャフト２１の図３左端
に係合して当該摩擦材２３の図３右方への軸方向移動を
規制するフック２３ｂを有している。

【００２０】段付ナット２４は、図４に示したように、
筒状に形成されていて、外周に段部２４ａを有してお
り、段部２４ａと先端２４ｂにて各クランプ部２１ｂに
係合していて、クランプ部２１ｂ間の幅が設定値Ｌ２と
なるように規定している。ボルト２５は、ワッシャ２６
とともに組付けられていて、クランプ部２１ｂを貫通し
て段付ナット２４に螺着されている。

【００２１】上記のように構成した図３及び図４の実施
形態においては、摩擦材２３に中空状シャフト２１の係
合孔２１ｃに係合して摩擦材２３の図３左方への軸方向
移動を規制する外向き爪２３ａを設け、また中実状シャ
フト２２に段付ナット２４との係合によって中実状シャ
フト２２の図３左方への軸方向移動を規制する（嵌合抜
け側への相対移動を規制する）ストッパ突起２２ｂを設
けたため、摩擦材２３を中空状シャフト２１に係合させ
た状態にて両シャフト２１，２２を嵌合組付することが
でき、しかもそのときには、ストッパ突起２２ｂによっ
て両シャフト２１，２２の嵌合抜け側への相対移動が規
制されてシャフトの抜け落ち及び摩擦材２３の脱落を防
止することができ、摩擦材２３及び両シャフト２１，２
２の組付性を大幅に改善することができる。

【００２２】上記のような構成の実施形態では、摩擦材
２３を中実状シャフト２２に嵌合させておけば、その後
中空状シャフト２１に押し込むだけで、その位置決めが
完了するため、この点においても組付性が非常に良い。

【００２３】また、図３及び図４の実施形態において
は、摩擦材２３を中空状シャフト２１に外向き爪２３ａ
とフック２３ｂにて係合させるようにしたため、摩擦材
２３を常に所定の位置（図３に示した位置）に的確に組
付けることができて、両シャフト２１，２２の収縮荷重
をストローク量に拘らず安定させることができ、両シャ
フト２１，２２を所定値以上の軸方向荷重にて的確に軸
方向収縮させることができる。

【００２４】図５及び図６は請求項２に係る発明の一実
施形態を示していて、この実施形態においては、中空状
シャフト３１と断面六角形状の中実状シャフト３２がト
ルク伝達可能かつ軸方向へスライド可能に嵌合され、ま
た中空状シャフト３１に組付けたボルト３３及び鋼球３
４によって中実状シャフト３２が所定の径方向荷重にて
押圧される構成となっている。

【００２５】中空状シャフト３１は、一端に自在継手用
のヨーク部３１ａを有し、他端にボルト３３が組付けら
れる径方向のねじ孔部３１ｂを有している。一方、中実
状シャフト３２は、他端に自在継手用のヨーク部３２ａ
を有している。

【００２６】ボルト３３は、ワッシャ３５とともに中空
状シャフト３１に進退可能に組付けられていて、先端に
は鋼球３４が転動可能に組付けられている。鋼球３４
は、ボルト３３が完全にねじ込まれることによって、中
実状シャフト３２の外周に押圧係合するようになってい
て、その押圧係合力、すなわち径方向荷重はワッシャ３
５の板厚調整によって所定値となるように調整されてお
り、これによって中実状シャフト３２の外周に所定の圧
痕ができるようになっている。

【００２７】上記のように構成した図５及び図６の実施
形態においては、中空状シャフト３１に組付けたボルト
３３の先端に設けた鋼球３４が中実状シャフト３２の外
周に所定の径方向荷重にて押圧係合するようにしたた
め、両シャフト３１，３２が軸方向に収縮するときには
鋼球３４が中実状シャフト３２の外周に常に所定の圧痕
を残すこととなる。したがって、両シャフト３１，３２
の収縮荷重が安定し、両シャフト３１，３２を所定値以
上の軸方向荷重にて的確に軸方向収縮させることができ
る。また、この実施形態においては、両シャフト３１，
３２の嵌合組付とその後のボルト３３の組付（ねじ込
み）のみで組付が完了するため、組付性は極めて良い。

【００２８】ボルト３３の先端部には特に鋼球３４が設
けられている必要はなく、圧痕が残しやすい（先端部分
に応力を集中させやすい）形状であれば良い。例えば、
ボルト先端部が半球状になっている構成や断面楕円状の
先端部でもよい。

【００２９】図７及び図８は請求項３に係る発明の一実
施形態を示していて、この実施形態においては、中空状
シャフト４１と断面六角形状の中実状シャフト４２がト
ルク伝達可能かつ軸方向へスライド可能に嵌合され、ま
た中空状シャフト４１に固定ナット４３及び調整ナット
４４を介して組付けたボルト４５によって中実状シャフ
ト４２が所定の径方向荷重にて押圧される構成となって
いる。

【００３０】中空状シャフト４１は、一端に自在継手用
のヨーク部４１ａを有し、他端に固定ナット４３が固着
される取付孔部４１ｂを有している。一方、中実状シャ
フト４２は、ボルト４５の先端面と係合する軸方向に延
びる切欠面４２ａを有し、一端にボルト４５と係合可能
なストッパ突起４２ｂを有し、他端に自在継手用のヨー
ク部４２ｃを有している。

【００３１】固定ナット４３は、中空状シャフト４１の
取付孔部４１ｂに溶接によって固着されていて、内周に
雌ねじ部４３ａを有するとともに、外周に組付工具（図
示省略）のためのフランジ部４３ｂと調整ナット４４の
ための雄ねじ部４３ｃを有している。調整ナット４４
は、ボルト４５の固定ナット４３に対する完全ねじ込み
量（進入量）を調整するものであり、固定ナット４３の
雄ねじ部４３ｃに進退可能に組付けられている。ボルト
４５は、固定ナット４３の雌ねじ部４３ａに進退可能に
組付けられていて、その進入が調整ナット４４との当接
により規制されるようになっている。

【００３２】上記のように構成した図７及び図８の実施
形態においては、ボルト４５のねじ込み量（進入量）を
調整ナット４４によって調整可能であるため、ボルト４
５の固定ナット４３に対する完全ねじ込みによってボル
ト４５の先端が中実状シャフト４２の外周に押圧係合す
る係合力を調整することができて、両シャフト４１，４
２の収縮荷重を安定させることができ、両シャフト４
１，４２を所定値以上の軸方向荷重にて的確に軸方向収
縮させることができる。

【００３３】また、図７及び図８の実施形態において
は、両シャフト４１，４２の嵌合組付及びその後のボル
ト４５の固定ナット４３に対するねじ込みと、必要に応
じて行われる調整ナット４４によるねじ込み量の調整の
みで組付が完了するため、組付性は良い。また、この実
施形態においては、調整ナット４４によるねじ込み量の
調整によって両シャフト４１，４２の収縮荷重を容易に
増減調整することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 請求項１に係る発明の一実施形態を示す部分
縦断側面図である。

【図２】 図１の２−２線に沿った断面図である。

【図３】 請求項１に係る発明の他の実施形態を示す部
分縦断側面図である。

【図４】 図３の４−４線に沿った断面図である。

【図５】 請求項２に係る発明の一実施形態を示す部分
縦断側面図である。

【図６】 図５の６−６線に沿った断面図である。

【図７】 請求項３に係る発明の一実施形態を示す部分
縦断側面図である。

【図８】 図７の８−８線に沿った断面図である。

【符号の説明】

１１…中空状シャフト、１１ｃ…係合孔、１２…中実状
シャフト、１２ａ，１２ｂ…切欠、１３…摩擦材、１３
ａ…外向き爪、１３ｂ，１３ｃ…内向き爪、１３ｄ…フ
ック、１４…段付ナット、１５…ボルト、２１…中空状
シャフト、２２…中実状シャフト、２３…摩擦材、２３
ａ…外向き爪、２３ｂ…フック、２４…段付ナット、２
５…ボルト、３１…中空状シャフト、３２…中実状シャ
フト、３３…ボルト、３４…鋼球、４１…中空状シャフ
ト、４２…中実状シャフト、４３…固定ナット、４４…
調整ナット、４５…ボルト。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トルク伝達可能かつ軸方向へスライド可
   能に嵌合した第１のシャフトと第２のシャフトの嵌合部
   に摩擦材が介装されてなり、前記両シャフト間に所定値
   以上の軸方向荷重が加わったとき前記両シャフトが軸方
   向に収縮するようにしたシャフトの収縮構造において、
   前記摩擦材に前記両シャフトのいずれか一方と係合する
   係合部を設け、また前記両シャフト間に前記両シャフト
   の嵌合抜け側への相対移動を規制する規制手段を設けた
   ことを特徴とするシャフトの収縮構造。
2. 【請求項２】 トルク伝達可能かつ軸方向へスライド可
   能に嵌合した第１のシャフトと第２のシャフトの嵌合部
   にて、嵌合部の外側にあるシャフトにボルト部材を径方
   向にて進退可能に組付けて、このボルト部材の先端部を
   略半球状とし、該半球状部分が嵌合部の内側にあるシャ
   フトの外周に所定の径方向荷重にて押圧係合するように
   し、前記両シャフト間に所定値以上の軸方向荷重が加わ
   ったとき前記両シャフトが軸方向に収縮するようにした
   シャフトの収縮構造。
3. 【請求項３】 トルク伝達可能かつ軸方向へスライド可
   能に嵌合した第１のシャフトと第２のシャフトの嵌合部
   にて、嵌合部の外側にあるシャフトにねじ込み量を調整
   可能な調整手段を介してボルト部材を組付けて、このボ
   ルト部材の完全ねじ込みによって同ボルト部材の先端が
   嵌合部の内側にあるシャフトの外周に押圧係合するよう
   にし、前記両シャフト間に所定値以上の軸方向荷重が加
   わったとき前記両シャフトが軸方向に収縮するようにし
   たシャフトの収縮構造。