JP2002046628A - 車両用ステアリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スプライン嵌合等の摺動機構を必要とする場
合であっても、製造コストの高騰を招くことなく、車両
の一次衝突時の衝撃を確実に吸収すること。 【解決手段】 中間シャフト３のアッパーシャフト５の
車両後方部に、曲げ剛性が小さい小剛性部（円孔９と薄
肉部１０）が形成してあるため、車両の一次衝突時、衝
撃が車両前方側の自在継手１に車両後方に向けて作用し
た際、中間シャフト３がアッパーシャフト５の小剛性部
で折曲して衝撃を吸収することができる。この際、衝撃
が最初に加わるのは、車両前方側の自在継手１である一
方、小剛性部が形成してある箇所は、中間シャフト３の
アッパーシャフト５の車両後方部であることから、衝撃
が曲げ荷重として作用する際の「腕の長さ」が長くなっ
ており、小剛性部での折曲を確実に行える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ギヤボッ
クス等に連結した車両前方側の自在継手と、ステアリン
グコラム等に連結した車両後方側の自在継手との間に、
中間シャフトを介装した車両用ステアリング装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば、実公昭５３−５２１７９号公報
に開示された車両用ステアリング装置では、ギヤボック
ス等に連結した車両前方側の自在継手と、ステアリング
コラム等に連結した車両後方側の自在継手との間に、中
間シャフトが設けてあり、この中間シャフトに、周方向
に長い多数の長孔を有する衝撃吸収用のスリーブが介装
してある。

【０００３】車両の一次衝突時、衝撃がギヤボックスか
ら中間シャフトに車両後方に向けて作用した際、スリー
ブが多数の長孔の箇所で折曲することにより、衝撃を吸
収し、中間シャフトやステアリングコラム等の車室内へ
の突上げを防止している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、車種によっ
ては、上述した車両前方側の自在継手と車両後方側の自
在継手との間の距離、即ち、中間シャフトの長さが比較
的短いことがある。

【０００５】また、車両への組付時に中間シャフトの長
さを調整すると共に、車両走行時に変位を吸収するた
め、中間シャフトに、スプライン嵌合等の摺動機構を設
けることがある。

【０００６】このような中間シャフトには、上述した衝
撃吸収用のスリーブは、軸方向長さを長くしてしまうと
いったこと等から適用できない。また、周方向に長い長
孔は、プレス加工が困難なため、製造コストの高騰を招
来する。

【０００７】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、一対の自在継手間の距離が短く、
且つ、スプライン嵌合等の摺動機構を必要とする場合で
あっても、製造コストの高騰を招くことなく、車両の一
次衝突時の衝撃を確実に吸収して、中間シャフト等の車
室内への突き上げを確実に防止することができる車両用
ステアリング装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る車両用ステアリング装置は、車両前方
側の自在継手と、車両後方側の自在継手との間に、相互
に非回転で摺動自在に嵌合したロアーシャフトとアッパ
ーシャフトからなる中間シャフトを介装した車両用ステ
アリング装置において、前記中間シャフトのアッパーシ
ャフトの車両後方部に、曲げ剛性が小さい小剛性部を形
成したことを特徴とする。

【０００９】このように、本発明によれば、中間シャフ
トのアッパーシャフトの車両後方部に、曲げ剛性が小さ
い小剛性部が形成してあるため、車両の一次衝突時、衝
撃がギヤボックスから中間シャフトに車両後方に向けて
作用した際、中間シャフトがアッパーシャフトの小剛性
部で折曲することにより、衝撃を吸収することができ、
中間シャフトの車室内への突上げを防止することができ
る。

【００１０】また、車両の一次衝突時、衝撃が最初に加
わるのは、車両前方側の自在継手である一方、衝撃によ
り折曲する小剛性部が形成してある箇所は、中間シャフ
トのアッパーシャフトの車両後方部であることから、衝
撃が曲げ荷重として作用する際の「腕の長さ」を長くす
ることができ（即ち、曲げモーメントを大きくすること
ができ）、その結果、小剛性部で折曲し易くできると共
に、この小剛性部での折曲をより確実に行うことができ
る。

【００１１】さらに、中間シャフトは、スプライン嵌合
等により摺動自在であるロアーシャフトとアッパーシャ
フトからなり、アッパーシャフトでは、スプライン部
は、その車両前方部に形成してある一方、衝撃により折
曲する小剛性部は、その車両後方部に形成してある。そ
のため、車両への組付時に中間シャフトの長さを調整す
る際、又は車両走行時に変位を吸収する際に、ロアーシ
ャフトとアッパーシャフトの摺動に支障をきたすといっ
たこともない。

【００１２】さらに、曲げ剛性が小さい小剛性部は、具
体的には、円形状の孔を形成すること、又はその部分を
薄肉化することにより実現しているため、製造コストの
高騰を招くといったこともない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に係る
車両用ステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。 （第１実施の形態）図１は、本発明の第１実施の形態に
係る車両用ステアリング装置の縦断面図である。図２
は、図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。図３は、車
両の一次衝突時を示し、図１に示した車両用ステアリン
グ装置の縦断面図である。

【００１４】図１に示すように、ギヤボックス（図示
略）等に連結した車両前方側の自在継手１と、ステアリ
ングコラム（図示略）等に連結した車両後方側の自在継
手２との間に、中間シャフト３が設けてある。

【００１５】この中間シャフト３は、管状で小径のロア
ーシャフト４と管状で大径のアッパーシャフト５とから
なり、ロアーシャフト４の後方外周面に形成した雄スプ
ライン６と、アッパーシャフト５の前方内周面に形成し
た雌スプライン７とにより、スプライン嵌合してあり、
両シャフト４，５は、相互に非回転で軸方向に摺動でき
るようになっている。これにより、車両への組付時に中
間シャフト３の長さを調整すると共に、車両走行時に変
位を吸収することができる。

【００１６】なお、アッパーシャフト５の後端は、自在
継手２のラバーブッシュ２ａに圧入固定してある。ま
た、雌スプライン７の径は、例えば、約２０ｍｍであ
る。

【００１７】本実施の形態では、アッパーシャフト５の
後方部には、ロアーシャフト４がアッパーシャフト５内
に入り込んで中間シャフト３が収縮した際、ロアーシャ
フト４の後端部が当接するストッパー８が形成してあ
る。このストッパー８は、図２にも示すように、アッパ
ーシャフト５の内周側に突出したエンボスの突起形状に
なっている。

【００１８】アッパーシャフト５のストッパー８の近傍
には、４個の円孔９が周方向に一列で形成してあると共
に、他の部分より薄肉化した薄肉部１０が形成してあ
る。このような円孔９と薄肉部１０は、他の部分より曲
げ剛性が小さい小剛性部を構成している。

【００１９】なお、ストッパー８と円孔９の軸方向の位
置関係としては、ストッパー８のロアーシャフト４の後
端部への当接箇所が丸孔９の中心より車両前方側に位置
するようにしてある。

【００２０】以上のように構成してあるため、車両の一
次衝突時、図３に示すように、衝撃がギヤボックス（図
示略）から車両前方側の自在継手１に作用すると、ロア
ーシャフト４がアッパーシャフト５内に入り込んで中間
シャフト３が収縮し、ロアーシャフト４の後端部がスト
ッパー８に当接する。

【００２１】この衝撃がさらに車両後方に向けて作用す
ると、ストッパー８の近傍に形成した円孔９と薄肉部１
０とは、他の部分より曲げ剛性が小さくなっているた
め、アッパーシャフト５が小剛性部（円孔９と薄肉部１
０）の箇所で折曲する。これにより、衝撃を吸収するこ
とができ、中間シャフト３の車室内への突上げを防止す
ることができる。

【００２２】また、車両の一次衝突時、衝撃が最初に加
わるのは、車両前方側の自在継手１である一方、衝撃に
より折曲する小剛性部（円孔９と薄肉部１０）が形成し
てある箇所は、中間シャフト３のアッパーシャフト５の
車両後方部であることから、衝撃が曲げ荷重として作用
する際の「腕の長さ」を長くすることができ（又は曲げ
モーメントを大きくすることができ）、その結果、小剛
性部（円孔９と薄肉部１０）で折曲し易くできると共
に、この小剛性部での折曲をより確実に行うことができ
る。

【００２３】さらに、中間シャフト３は、スプライン嵌
合により摺動自在であるロアーシャフト４とアッパーシ
ャフト５からなり、アッパーシャフト５では、雌スプラ
イン７は、その車両前方部に形成してある一方、衝撃に
より折曲する小剛性部（円孔９と薄肉部１０）は、その
車両後方部に形成してある。そのため、車両への組付時
に中間シャフト３の長さを調整する際、又は車両走行時
に変位を吸収する際に、ロアーシャフト４とアッパーシ
ャフト５の摺動に支障をきたすこともない。

【００２４】さらに、曲げ剛性が小さい小剛性部は、具
体的には、円孔９を形成すること、又は薄肉部１０によ
り実現しているため、製造コストの高騰を招くといった
こともない。

【００２５】なお、上述したように、衝撃が最初に加わ
る車両前方側の自在継手１と、衝撃により折曲する小剛
性部（円孔９と薄肉部１０）とは、極力離れている方が
好ましい。具体的には、衝撃による中間シャフト３の収
縮後における一対の自在継手１，２の中心間距離が約２
００ｍｍであるとき、車両前方側の自在継手１の中心と
丸孔９の中心との距離は、収縮後で約１４０ｍｍであ
る。

【００２６】また、衝撃による中間シャフト３の収縮後
における車両前方側の自在継手１の中心と丸孔９の中心
との距離は、車両レイアウト、アッパーシャフト５の強
度（材料、外径寸法、孔径、孔数等）、中間シャフト３
の組立に要求される強度により異なるが、乗用車および
そのクラスの大きさの車の場合、好適には、最小９０ｍ
ｍ程度が良い。

【００２７】さらに、上記距離が９０ｍｍより小さい場
合、アッパーシャフト５の強度と折曲し易さの両立が難
しくなる。

【００２８】さらに、薄肉部１０の内外径、円孔９の内
径及び個数、及びアッパーシャフト５の材料を変えるこ
とにより、アッパーシャフト５に要求される強度を満足
することができると共に、一次衝突時、折曲し易くする
ことができる。

【００２９】さらに、アッパーシャフト５は、一例とし
て、材料はＪＩＳ機械構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ１５Ａ
〜ＳＴＫＭ１７Ｃであり、アッパーシャフト５の最大外
径は、約２５．４ｍｍであり、薄肉部１０の外径は、約
２３．４ｍｍであり、薄肉部１０の肉厚は、約１．６ｍ
ｍであり、円孔９の内径は、約５．５ｍｍである。

【００３０】さらに、円孔９は、プレスによる打抜きが
可能であり、ストッパー８も、プレスによるエンボス加
工が可能であり、製造コストを低減できる。

【００３１】さらに、円孔９は、一列であり、軸方向ス
ペースが小さい場合にも適用することができる。

【００３２】さらに、アッパーシャフト５の円孔９を形
成した箇所の内径は、雌スプライン７の大径と同等若し
くはわずかに大きくするだけで良く、径方向のスペース
が小さい場合にも適用することができる。 （第２実施の形態）図４は、本発明の第２実施の形態に
係る車両用ステアリング装置の縦断面図である。

【００３３】本第２実施の形態では、薄肉部１０は、第
１実施の形態より一層薄肉化してあるが、円孔９は、形
成していない。

【００３４】この場合にも、車両の一次衝突時、衝撃が
ギヤボックス（図示略）から車両前方側の自在継手１に
作用すると、ロアーシャフト４がアッパーシャフト５内
に入り込んで中間シャフト３が収縮し、ロアーシャフト
４の後端部がストッパー８に当接する。

【００３５】この衝撃がさらに車両後方に向けて作用す
ると、ストッパー８の近傍に形成した薄肉部１０は、他
の部分より曲げ剛性が小さくなっているため、アッパー
シャフト５が小剛性部（薄肉部１０）の箇所で折曲す
る。これにより、衝撃を吸収することができ、中間シャ
フト３の車室内への突上げを防止することができる。

【００３６】また、車両の一次衝突時、衝撃が最初に加
わるのは、車両前方側の自在継手１である一方、衝撃に
より折曲する小剛性部（薄肉部１０）が形成してある箇
所は、中間シャフト３のアッパーシャフト５の車両後方
部であることから、衝撃が曲げ荷重として作用する際の
「腕の長さ」を長くすることができ（又は曲げモーメン
トを大きくすることができ）、その結果、小剛性部（薄
肉部１０）で折曲し易くできると共に、この小剛性部で
の折曲をより確実に行うことができる。

【００３７】また、本第２実施の形態は、円孔９を形成
していないため、第１実施の形態よりも製造コストの低
減を図ることができるが、薄肉部１０の外径のバラツキ
により、強度、折曲し易さの性能が大きく変化する。そ
のため、バラツキを厳しく管理する必要があり、その寸
法によっては、逆に、製造コストの高騰を招くこともあ
る。 （第３実施の形態）図５は、本発明の第３実施の形態に
係る車両用ステアリング装置の縦断面図である。

【００３８】本第３実施の形態は、大略的には、第１実
施の形態を上下方向を逆にしたものであり、図５に示す
ように、ギヤボックス（図示略）等に連結した車両前方
側の自在継手１と、ステアリングコラム（図示略）等に
連結した車両後方側の自在継手２との間に、中間シャフ
ト３が設けてある。

【００３９】この中間シャフト３は、管状で大径のロア
ーシャフト４と管状で小径のアッパーシャフト５とから
なり、ロアーシャフト４の後方内周面に形成した雌スプ
ライン７と、アッパーシャフト５の前方外周面に形成し
た雄スプライン６とにより、スプライン嵌合してあり、
両シャフト４，５は、相互に非回転で軸方向に摺動でき
るようになっている。なお、ロアーシャフト４の前端
は、車両前方側の自在継手１のラバーブッシュ１ａに圧
入固定してあり、ロアーシャフト４の後端は、アッパー
シャフト５の抜け止めのため、カシメ成形してある。

【００４０】また、曲げ剛性が小さい小剛性部として、
アッパーシャフト５の車両後方部に、４個の円孔９が形
成してあるが、薄肉部１０は、形成していない。

【００４１】さらに、車両前方側の自在継手１のピン１
ｂは、中間シャフト３が収縮する際、アッパーシャフト
５の前端が当接するストッパーとしての役割を果たすよ
うになっている。

【００４２】さらに、アッパーシャフト５は、一例とし
て、材料はＪＩＳ機械構造用炭素鋼鋼管ＳＴＫＭ１５Ａ
〜ＳＴＫＭ１７Ｃであり、最大外径は、約１８ｍｍであ
り、肉厚は、約２．６ｍｍであり、円孔９の内径は、約
３ｍｍであり、その個数は、４個である。

【００４３】この場合にも、車両の一次衝突時、衝撃が
ギヤボックス（図示略）から車両前方側の自在継手１に
作用すると、ロアーシャフト４がアッパーシャフト５を
包み込んで中間シャフト３が収縮し、アッパーシャフト
５の前端部が自在継手１のピン１ｂ（ストッパー）に当
接する。

【００４４】この衝撃がさらに車両後方に向けて作用す
ると、アッパーシャフト５が小剛性部（円孔９）の箇所
で折曲する。これにより、衝撃を吸収することができ、
中間シャフト３の車室内への突上げを防止することがで
きる。

【００４５】また、車両の一次衝突時、衝撃が最初に加
わるのは、車両前方側の自在継手１である一方、衝撃に
より折曲する小剛性部（円孔９）が形成してある箇所
は、中間シャフト３のアッパーシャフト５の車両後方部
であることから、衝撃が曲げ荷重として作用する際の
「腕の長さ」を長くすることができ（又は曲げモーメン
トを大きくすることができ）、その結果、小剛性部（円
孔９）で折曲し易くできると共に、この小剛性部での折
曲をより確実に行うことができる。 （第４実施の形態）本第４実施の形態では、特に図示し
ないが、第２実施の形態（図４）におけるエンボス突起
状のストッパー８を、円周にわたって内径側に突出した
溝として形成している。

【００４６】また、中間シャフトの管状で大径のシャフ
トと、自在継手のヨークとの結合は、作業性向上のた
め、通常、溶接前に圧入固定している。この例の場合、
圧入力によっては、ストッパーが変形する場合があり、
雄、雌の寸法管理を厳しくするか、隙間嵌合とする必要
がある。

【００４７】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。例えば、中間シャフト
のロアーシャフトとアッパーシャフトは、相互に非回転
で摺動自在に嵌合してあればよく、スプライン嵌合以外
に、セレーション嵌合、二平面嵌合、三角等の多角形状
の嵌合であってもよい。また、第１実施の形態（図１）
において、ロアーシャフト４のテーパー部４ａがストッ
パーとしての役割を果たすようにしてもよく、この場
合、アッパーシャフト３がテーパー部４ａに当接した
時、ロアーシャフト４の後端は、円孔９の中心より車両
前方側に位置するように構成してある。

【００４８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
中間シャフトのアッパーシャフトの車両後方部に、曲げ
剛性が小さい小剛性部が形成してあるため、車両の一次
衝突時、衝撃がギヤボックスから中間シャフトに車両後
方に向けて作用した際、中間シャフトがアッパーシャフ
トの小剛性部で折曲することにより、衝撃を吸収するこ
とができ、中間シャフトの車室内への突上げを防止する
ことができる。

【００４９】また、車両の一次衝突時、衝撃が最初に加
わるのは、車両前方側の自在継手である一方、衝撃によ
り折曲する小剛性部が形成してある箇所は、中間シャフ
トのアッパーシャフトの車両後方部であることから、衝
撃が曲げ荷重として作用する際の「腕の長さ」を長くす
ることができ（即ち、曲げモーメントを大きくすること
ができ）、その結果、小剛性部で折曲し易くできると共
に、この小剛性部での折曲をより確実に行うことができ
る。

【００５０】さらに、中間シャフトは、スプライン嵌合
等により摺動自在であるロアーシャフトとアッパーシャ
フトからなり、アッパーシャフトでは、スプライン部
は、その車両前方部に形成してある一方、衝撃により折
曲する小剛性部は、その車両後方部に形成してある。そ
のため、車両への組付時に中間シャフトの長さを調整す
る際、又は車両走行時に変位を吸収する際に、ロアーシ
ャフトとアッパーシャフトの摺動に支障をきたすといっ
たこともない。

【００５１】さらに、曲げ剛性が小さい小剛性部は、具
体的には、円形状の孔を形成すること、又はその部分を
薄肉化することにより実現しているため、製造コストの
高騰を招くといったこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態に係る車両用ステアリ
ング装置の縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った断面図である。

【図３】車両の一次衝突時を示し、図１に示した車両用
ステアリング装置の縦断面図である。

【図４】本発明の第２実施の形態に係る車両用ステアリ
ング装置の縦断面図である。

【図５】本発明の第３実施の形態に係る車両用ステアリ
ング装置の縦断面図である。

【符号の説明】

１ 車両前方側の自在継手 １ａ ラバーブッシュ １ｂ ピン ２ 車両後方側の自在継手 ２ａ ラバーブッシュ ３ 中間シャフト ４ ロアーシャフト ４ａ テーパー部 ５ アッパーシャフト ６ 雄スプライン ７ 雌スプライン ８ ストッパー ９ 円孔（小剛性部） １０ 薄肉部（小剛性部）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車両前方側の自在継手と、車両後方側の自
   在継手との間に、相互に非回転で摺動自在に嵌合したロ
   アーシャフトとアッパーシャフトからなる中間シャフト
   を介装した車両用ステアリング装置において、 前記中間シャフトのアッパーシャフトの車両後方部に、
   曲げ剛性が小さい小剛性部を形成したことを特徴とする
   車両用ステアリング装置。