JPH09229086A

JPH09229086A - 弾性軸継手

Info

Publication number: JPH09229086A
Application number: JP8095337A
Authority: JP
Inventors: Seiichi Moriyama; 誠一森山; Akira Aida; 明会田; Satoru Shimada; 悟嶋田; Takeshi Fujiwara; 健藤原; Junichi Hasegawa; 潤一長谷川; Takahiro Namikata; 隆宏南方
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 1997-09-02

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構造で安価に製作でき、しかも回転方
向だけでなく軸方向の振動も有効に吸収できる構造を得
る。【構成】第一のブラケット２と第二のブラケット３と
を弾性体８、８により結合する。第一のブラケット２に
支持したロッド１０の中間部を、第二のブラケット３に
形成した係合孔９、９に緩く遊合させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る弾性軸継手は、自
動車のステアリング装置に組み込んで、自動車の走行に
伴って発生する振動がステアリングホイールにまで伝達
されるのを防止する役目を果たす。

【０００２】

【従来の技術】自動車用のステアリング装置は、ステア
リングホイールの動きをステアリングシャフトを介して
ステアリングギヤに伝達し、操舵車輪（一般的には前
輪）に舵角を付与する様に構成されている。この様なス
テアリング装置は、一般的には機械式の伝達機構により
構成されている為、そのままでは、悪路走行等によって
操舵車輪に加わった振動が、ステアリングギヤやステア
リングシャフトを介してステアリングホイールにまで伝
達されてしまう。

【０００３】この様に、悪路走行等に伴なう振動がステ
アリングホイールにまで伝達された場合、運転者に不快
感を与える。この為、例えば特開昭６１−１９７８２０
号公報、実開昭６４−３１２１７号公報、或は実開平１
−７２４６６号公報に開示されている様に、ステアリン
グシャフトの端部に弾性軸継手を設ける事によりこの振
動を吸収し、操舵車輪の振動がそのままステアリングホ
イールにまで伝わらない様にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来から知られている
弾性軸継手の場合には、部品点数が多い等、構造が複雑
でコストが嵩んだり（特開昭６１−１９７８２０号公
報、実開昭６４−３１２１７号公報）、或は構成部品の
形状が複雑で当該構成部品の加工が面倒となり、やはり
コストが嵩む（実開平１−７２４６６号公報）。本発明
はこの様な事情に鑑みて、簡単な構造で安価に製作でき
る弾性軸継手を提供すべく発明したものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】発明の弾性軸継手は、間
隔をあけて配置された１対の内側面を有する第一のブラ
ケットと、それぞれが何れか一方の内側面と間隔をあけ
て対向する１対の外側面を有する第二のブラケットと、
一方の内側面と一方の外側面との間、及び他方の内側面
と他方の外側面との間にそれぞれ設けられた弾性体と、
上記第一のブラケットと第二のブラケットとのうちの一
方のブラケットに形成された係合孔と、上記第一のブラ
ケットと第二のブラケットとのうちの他方のブラケット
に支持されてその中間部を上記係合孔に、軸方向及び回
転方向に関して緩く遊合した衝合部材とを備える。

【０００６】

【作用】上述の様に構成される本発明の弾性軸継手は、
互いに回転力を伝達すべき１対のシャフトの端部同士の
間に装着した状態で使用する。例えば第一のブラケット
を第一のシャフトの端部に、第二のブラケットを第二の
シャフトの端部に、直接、若しくは自在継手等他の継手
を介して結合する。この状態で、例えば第一のシャフト
に軸方向の振動が加わると、１対の内側面と１対の外側
面との間に設けた弾性体に引っ張り方向の荷重を加えつ
つ上記第一、第二のブラケットを軸方向に変位させ、上
記軸方向の振動を吸収する。又、例えば第一のシャフト
に回転方向の振動が加わると、１対の内側面と１対の外
側面との間に設けた弾性体に圧縮方向の荷重を加えつつ
上記第一、第二のブラケットを回転方向に変位させ、上
記回転方向の振動を吸収する。この様に各方向の振動を
吸収する際に衝合部材は、係合孔の内側で、軸方向若し
くは回転方向に変位する。

【０００７】上記第一のシャフトと第二のシャフトとの
間で回転力の伝達を行なう際に、伝達すべきトルクが小
さい間は、上記弾性体に圧縮方向の荷重を加えつつ、こ
の回転力を伝達する。弾性体は圧縮方向の荷重に対して
は或る程度の剛性を有するので、上記伝達は円滑に（レ
スポンス良く）行なわれる。伝達すべきトルクが大きく
なると、上記衝合部材が係合孔の内側縁に衝合し、この
衝合部を介して上記回転力の伝達を行なう。この状態で
上記弾性体に加わる圧縮荷重は、この弾性体の破壊に結
び付かない程度の限られたものとなる。

【０００８】尚、衝合部材と係合孔との遊合状態は、軸
方向と回転方向とで同じ（第一、第二のブラケットの相
対変位可能量が、軸方向と回転方向とで同じ）として
も、或は異ならせても良い。但し、異ならせる場合に
は、上記係合孔を軸方向に長くする事により、上記第
一、第二のブラケットの軸方向に亙る相対変位可能量を
回転方向に亙る相対変位可能量よりも大きくする。この
様に軸方向と回転方向とで相対変位可能量を異ならせれ
ば、上記弾性体に加わる圧縮荷重を制限して、この弾性
体の耐久性を確保しつつ、軸方向に亙る大きな変位（振
動）を吸収可能にできる。

【０００９】

【発明の実施の形態】図１〜３は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。本発明の弾性軸継手１を構成す
る第一のブラケット２及び第二のブラケット３は、それ
ぞれ十分な剛性を有する鋼板をコ字形に折り曲げ形成す
る事により造られている。先ず、比較的幅広（図１、３
の上下方向の寸法を大きく）に形成された第一のブラケ
ット２は、互いに平行な１対の第一の腕部４、４を有す
る。そして、これら両腕部４、４の互いに対向する面
を、間隔をあけて配置された１対の内側面５、５として
いる。又、比較的幅を狭く（図１、３の上下方向の寸法
を小さく）形成された第二のブラケット３は、互いに平
行な１対の第二の腕部６、６を有する。そして、これら
両腕部６、６の互いに反対側の面を、それぞれが何れか
一方の内側面５、５と間隔をあけて対向する、１対の外
側面７、７としている。

【００１０】上述の様な第一、第二のブラケット２、３
は、第一の腕部４、４の内側に第二の腕部６、６を位置
させ、内側面５、５と外側面７、７とを互いに平行に、
且つ等間隔で配置する。そして、上記各内側面５、５の
先端部（図１の左端部）と上記各外側面７、７との間
に、それぞれゴム等の弾性体８、８を設けている。これ
ら各弾性体８、８の内外両端面は、それぞれ上記各内側
面５、５及び外側面７、７に、焼き付け、接着等により
結合している。従って上記第一、第二のブラケット２、
３は、外力が働かない限り、所定の位置関係に規制され
る。

【００１１】又、上記第二のブラケット３を構成する第
二の腕部６、６の先半部（図１、２の右半部）で、上記
弾性体８、８により覆われていない部分には、略矩形の
係合孔９、９を形成している。更に、上記第一のブラケ
ット２を構成する第一の腕部４、４の中間部で、上記弾
性体８、８により覆われていない部分には、衝合部材で
ある、円杆状のロッド１０の両端部を支持固定してい
る。そして、このロッド１０の中間部を上記両係合孔
９、９に、軸方向及び回転方向に関して緩く挿通してい
る。即ち、これら各係合孔９、９の幅寸法Ｗ₉ は上記ロ
ッド１０の中間部の外径Ｄ₁₀よりも大きく、各係合孔
９、９の長さ寸法Ｌ₉ は更に大きい（Ｄ₁₀＜Ｗ₉ ＜Ｌ
₉ ）。この為、上記ロッド１０は上記各係合孔９、９
に、回転方向に亙る若干の変位と、軸方向（図１〜２の
左右方向、図３の表裏方向）に亙る十分な変位とを自在
に遊合している。

【００１２】上述の様に構成される本発明の弾性軸継手
１は、互いに回転力を伝達すべき第一、第二のシャフト
１１、１２の端部同士の間に装着した状態で使用する。
図示の例では、第一のブラケット２の基端中央部を第一
のシャフト１１の端部に、第二のブラケット３の基端中
央部を第二のシャフト１２の端部に、それぞれ嵌合及び
溶接により固定している。そして、これら第一、第二の
シャフト１１、１２をステアリング装置の途中に、回転
力の伝達方向に関して直列に結合する。

【００１３】この状態で、例えば第一のシャフト１１
（又は第二のシャフト１２）に軸方向の振動が加わる
と、１対の内側面５、５と１対の外側面７、７との間に
設けた弾性体８、８に引っ張り方向の荷重を加えつつ、
上記第一、第二のブラケット２、３が軸方向に変位す
る。そして、この変位に基づいて、上記第一のシャフト
１１（又は第二のシャフト１２）に加わった軸方向の振
動が第二のシャフト１２（又は第一のシャフト１１）に
まで伝わる事を防止する（上記軸方向の振動を吸収す
る）。又、例えば第一のシャフト１１に回転方向の振動
が加わると、上記弾性体８、８に圧縮方向の荷重を加え
つつ、上記第一、第二のブラケット２、３が回転方向に
変位する。そして、この変位に基づいて、上記第一のシ
ャフト１１に加わった回転方向の振動が第二のシャフト
１２にまで伝わる事を防止する（上記回転方向の振動を
吸収する）。この様に各方向の振動を吸収する際に上記
ロッド１０は、上記各係合孔９、９の内側で、軸方向若
しくは回転方向に変位する。

【００１４】第一のシャフト１１と第二のシャフト１２
との間で回転力の伝達を行なう際に、伝達すべきトルク
が小さい間は、上記各弾性体８、８に圧縮方向の荷重を
加えつつ、この回転力を伝達する。これら弾性体８、８
は圧縮方向の荷重に対しては或る程度の剛性を有するの
で、上記伝達は円滑に（レスポンス良く）行なわれる。
伝達すべきトルクが大きくなると、上記ロッド１０が上
記各係合孔９、９の幅方向（図１の表裏方向、図２の上
下方向、図３の左右方向）内側縁に衝合し、上記弾性体
８、８の他、この衝合部を介しても、上記回転力の伝達
を行なう。この状態で上記各弾性体８、８に加わる圧縮
荷重は、この弾性体８、８の破壊に結び付かない程度の
限られたものとなる。又、上記第一、第二のシャフト１
１、１２同士の間で軸方向に亙る力を伝達する事はない
が、軸方向に亙る振動の振幅が大きくなった場合には、
上記ロッド１０が上記係合孔９、９の長さ方向（図１〜
２の左右方向、図３の表裏方向）内側縁に衝合して、上
記各弾性体８、８の伸びが過大になる事を防止する。従
って、軸方向に亙る振動によってこれら各弾性体８、８
が破損する事も、有効に防止される。

【００１５】次に、図４は、本発明の実施の形態の第２
例を示している。本例の場合には、第二のブラケット３
を構成する第二の腕部６、６の中間部先端寄り部分（図
４の右端寄り部分）で弾性体８、８により覆われていな
い部分に、衝合部材であるロッド１０の中間部を挿通し
て支持固定している。一方、第一のブラケット２を構成
する第一の腕部４、４の中間部に係合孔９、９を形成し
ている。そして、これら各係合孔９、９の内側に、上記
ロッド１０の両端部を遊合させている。係合孔９、９を
形成するブラケットとロッド１０を支持するブラケット
とが逆になった以外の構成及び作用は、上述した第１例
の場合と同様である。

【００１６】次に、図５は、本発明の実施の形態の第３
例を示している。本例の場合には、第二のブラケット３
を構成する第二の腕部６、６の先端（図５の右端）から
互いに逆方向に折り曲げ部１３、１３を形成し、これら
各折り曲げ部１３、１３を衝合部材としている。これら
各折り曲げ部１３、１３は、少なくとも先端部の幅寸法
（図５の表裏方向寸法）を係合孔９、９の幅寸法よりも
小さくする事により、この先端部をこれら各係合孔９、
９に、軸方向（図５の左右方向）及び回転方向に亙る変
位自在に遊合させている。その他の構成及び作用は、上
述した第２例と同様である。

【００１７】次に、図６は、本発明の実施の形態の第４
例を示している。本例の場合には、弾性体８、８を内側
面５、５の基端部（図６の右端部）と外側面７、７の先
端部（図６の右端部）との間に設け、係合孔９、９を第
二の腕部６、６の中間部に形成し、ロッド１０の両端部
を第一の腕部４、４の中間部先端寄り部分（図６の左端
寄り部分）に支持している。弾性体８、８と係合孔９、
９及びロッド１０との軸方向（図６の左右方向）に亙る
配置が逆になった以外の構成及び作用は、前述した第１
例の場合と同様である。

【００１８】次に、図７〜８は、本発明の実施の形態の
第５例を示している。本例の場合には、第一のブラケッ
ト２ａに、自在継手１４を構成する一方のヨークとして
の機能を持たせている。この為に本例の場合には、上記
第一のブラケット２ａに、それぞれが第一の腕部４、４
と反対側に突出する、１対の支持腕部１５、１５を形成
している。そして、これら両支持腕部１５、１５の先端
部（図７〜８の右端部）に十字軸１６の端部を、ニード
ル軸受１７、１７を介して揺動自在に支持している。自
在継手１４の構造及び作用自体は従来から周知であり、
本発明の要旨でもないので、詳しい説明は省略する。本
発明の要旨である弾性軸継手自体の構成及び作用は、前
述した第１例の場合と同様である。

【００１９】次に、図９は、本発明の実施の形態の第６
例を示している。本例の場合には、衝合部材であるロッ
ド１０の中間部で１対の内側面５、５の間部分に、合成
樹脂製のスリーブ１８を外嵌している。このスリーブ１
８の外周面は、第一、第二のシャフト１１、１２同士の
変位量が大きくなった場合に係合孔９、９の内側縁と衝
合する。そして、上記ロッド１０の外周面と係合孔９、
９の内側縁とが直接衝合する事を防止して、金属音の発
生を抑える。スリーブ１８を設けた以外の構成及び作用
は、前述した第１例と同様である。

【００２０】次に、図１０〜１２は、本発明の実施の形
態の第７例を示している。本例の特徴は、弾性軸継手１
の主要部分の軸方向（図１０〜１１の左右方向、図１２
の表裏方向）に亙る長さ寸法を短くすべく、弾性体８、
８と係合孔９、９及びロッド１０とを、直径方向に亙り
重畳させた点にある。この為に本例の場合には、第一の
ブラケット２ｂに第三の腕部１９、１９を、第一の腕部
４、４に対し直角方向に形成している。又、第二のブラ
ケット３ａには第四の腕部２０、２０を、第二の腕部
６、６と直角方向に形成している。そして、上記第三の
腕部１９、１９に衝合部材であるロッド１０の両端部を
支持固定すると共に、上記第四の腕部２０、２０に形成
した係合孔９、９に、このロッド１０の中間部を遊合さ
せている。弾性体８、８は、上記第一の腕部４、４の内
側面５、５の先端部（図１１の左端部）と上記第二の腕
部６、６の外側面７、７との間に設けている。この様に
構成される本例の場合には、軸方向に亙る長さ寸法を小
さくできて、限られた空間への設置が容易となる。第
一、第二のシャフト１１、１２同士の間で振動が伝達さ
れるのを防止する際の作用、並びに回転力を伝達する際
の作用は、上述した各例の場合と同様である。

【００２１】次に、図１３〜１５は、本発明の実施の形
態の第８〜１０例を示している。これら各例は何れも、
第一のブラケットと第二のブラケットとの間での回転力
の伝達を効率良く行なわせるべく、弾性軸継手の捩り剛
性を高める事を目的とした構造例である。先ず、図１３
に示した第８例の場合には、第一のブラケット２ｃ及び
第二のブラケット３ｂを構成する金属板の幅寸法（図１
３の左右方向寸法）を大きくすると共に、弾性体８、８
を、この金属板の幅方向両端部に配置している。従って
本例の場合には、これら弾性体８、８の弾力に基づいて
捩り方向に加わるモーメントを大きくして、上記捩り剛
性の向上を図る事ができる。

【００２２】次に、図１４に示した第９例の場合には、
第一のブラケット２ｄ及び第二のブラケット３ｃを構成
する金属板の幅寸法（図１４の左右方向寸法）を大きく
し、これら各金属板の端縁部を、第一、第二の腕部４、
６ごとに互いに反対方向に折り曲げて折り曲げ部２１、
２２とすると共に、弾性体８、８を、これら両折り曲げ
部２１、２２同士の間に配置している。本例の場合、上
記第一のブラケット２ｄと第二のブラケット３ｃとの間
で伝達されるべき回転力は、上記各折り曲げ部２１、２
２から弾性体８、８に対して、ほぼ垂直に加わる。この
結果、上記捩り剛性を一層向上させる事ができる。

【００２３】更に、図１５に示した第１０例の場合に
は、第一の腕部４、４の内側面５、５と第二の腕部６、
６の外側面７、７との間に弾性体８、８を、ほぼ全長に
亙って設けている。この様に弾性体８、８の全長を長く
した分、これら弾性体８、８の弾力に基づいて捩り方向
に加わるモーメントを大きくし、上記捩り剛性の向上を
図る事ができる。尚、この第１０例は、前述した第１例
の構造で実施できるだけでなく、前述した第２、第４〜
６例の構造及び上述した第８〜９例の構造で実施する事
もできる。これら第８〜９例と第１０例とを組み合わせ
れば、上記捩り剛性をより一層向上させて、ステアリン
グ装置のレスポンス向上を十分に図る事ができる。

【００２４】次に、図１６〜２７は、本発明の実施の形
態の第１１〜１８例を示している。以上に述べた第１〜
１０例が何れも、第一又は第二のブラケットに形成する
係合孔９、９を、幅寸法Ｗ₉ よりも長さ寸法Ｌ₉ （図２
〜３参照）を大きくした長孔とした場合に就いて示して
いるが、次述する第１１〜１８例は何れも、第一又は第
二のブラケットに形成する係合孔９ａ、９ａを、単なる
円孔としている。そして、第一のブラケットと第二のブ
ラケットとが中立状態の場合（外力が作用せず、弾性体
８、８が弾性変形していない場合）に、衝合部材が上記
各係合孔９ａ、９ａの中央部に位置する様にしている。
係合孔９ａ、９ａを単なる円孔とした事に伴い、吸収可
能な振動の大きさ（振幅）が、軸方向と回転方向とでほ
ぼ同じとなる。フレーム構造を有する自動車の様に、ス
テアリングギヤボックスとボディーとが相対変位する場
合には、軸方向に亙る振動吸収性能を大きくする必要
上、既述した第１〜１０例の様な構造が望ましい。これ
に対して、一般的な乗用車に採用されているモノコック
ボディーの場合には、ステアリングギヤボックスとボデ
ィーとが殆ど相対変位しない為、軸方向に亙る振動吸収
性能を回転方向に亙る振動吸収性能に比べて大きくする
必要はない。従って、係合孔９ａ、９ａを単なる円孔と
しても、十分に実用的な性能を得られる。係合孔９ａ、
９ａを長孔から円孔に変えた以外の構成及び作用は、既
述した何れかの実施の形態と同じである。

【００２５】先ず、図１６〜１７に示した第１１例は、
前述の図１〜３に示した第１例と、係合孔以外は同じで
ある。又、図１８に示した第１２例は、同じく図４に示
した第２例と、図１９に示した第１３例は、同じく図５
に示した第３例と、図２０に示した第１４例は、同じく
図６に示した第４例と、図２１〜２２に示した第１５例
は、同じく図７〜８に示した第５例と、図２３〜２４に
示した第１６例は、同じく図９に示した第６例と、図２
５〜２６に示した第１７例は、同じく図１０〜１２に示
した第７例と、図２７に示した第１８例は、同じく図１
５に示した第１０例と、それぞれ係合孔以外は同じであ
る。そこで、同等部分に就いては同一符号を付して重複
する説明を省略する。

【００２６】

【発明の効果】本発明の弾性軸継手は、以上に述べた通
り構成され作用するので、簡単な構成で安価に製作でき
る。又、必要に応じて、回転方向の振動だけでなく軸方
向の振動も有効に吸収可能な構造の実現も容易にでき
る。従って、取り付けるべき自動車の構造に拘らず、ス
テアリングホイールを取り扱う運転者に不快感を与えな
いステアリング装置の低廉化に寄与できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す、部分切断
側面図。

【図２】図１の上方から見た図。

【図３】図１のＡ−Ａ断面図。

【図４】本発明の実施の形態の第２例を示す、部分切断
側面図。

【図５】同第３例を示す、部分切断側面図。

【図６】同第４例を示す、部分切断側面図。

【図７】同第５例を示す、部分切断側面図。

【図８】一部を切断した状態で図７の上方から見た図。

【図９】本発明の実施の形態の第６例を示す、部分切断
側面図。

【図１０】同第７例を示す、部分切断側面図。

【図１１】図１０のＢ−Ｂ断面図。

【図１２】同Ｃ−Ｃ断面図。

【図１３】本発明の実施の形態の第８例を示す、図３と
同様の断面図。

【図１４】同第９例を示す、図３と同様の断面図。

【図１５】同第１０例を示す、部分切断側面図。

【図１６】同第１１例を示す、部分切断側面図。

【図１７】図１６の上方から見た図。

【図１８】本発明の実施の形態の第１２例を示す、部分
切断側面図。

【図１９】同第１３例を示す、部分切断側面図。

【図２０】同第１４例を示す、部分切断側面図。

【図２１】同第１５例を示す、部分切断側面図。

【図２２】図２１の上方から見た図。

【図２３】本発明の実施の形態の第１６例を示す、部分
切断側面図。

【図２４】図２３の上方から見た図。

【図２５】本発明の実施の形態の第１７例を示す、部分
切断側面図。

【図２６】図２５のＤ−Ｄ断面図。

【図２７】本発明の実施の形態の第１８例を示す、部分
切断側面図。

【符号の説明】

１弾性軸継手２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ第一のブラケット３、３ａ、３ｂ、３ｃ第二のブラケット４第一の腕部５内側面６第二の腕部７外側面８弾性体９、９ａ係合孔１０ロッド１１第一のシャフト１２第二のシャフト１３折り曲げ部１４自在継手１５支持腕部１６十字軸１７ニードル軸受１８スリーブ１９第三の腕部２０第四の腕部２１、２２折り曲げ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者藤原健群馬県前橋市総社町一丁目８番１号日本精工株式会社内 (72)発明者長谷川潤一群馬県前橋市総社町一丁目８番１号日本精工株式会社内 (72)発明者南方隆宏群馬県前橋市総社町一丁目８番１号日本精工株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】間隔をあけて配置された１対の内側面を
有する第一のブラケットと、それぞれが何れか一方の内
側面と間隔をあけて対向する１対の外側面を有する第二
のブラケットと、一方の内側面と一方の外側面との間、
及び他方の内側面と他方の外側面との間にそれぞれ設け
られた弾性体と、上記第一のブラケットと第二のブラケ
ットとのうちの一方のブラケットに形成された係合孔
と、上記第一のブラケットと第二のブラケットとのうち
の他方のブラケットに支持されてその中間部を上記係合
孔に、軸方向及び回転方向に関して緩く遊合した衝合部
材とを備える弾性軸継手。