(57)【要約】【課題】中間シャフトの伸長量を増やすとともに、回転方向のガタを減らして操舵フィーリングを向上させ、中間シャフトを滑らかに収縮させることができるインターミディエイトシャフトを提供する。【解決手段】中間シャフト１１と、中間シャフト１１の一端に設けられた第１自在継手７０と、中間シャフト１１の他端に設けられた第２自在継手５０とからなり、中間シャフト１１は、第１自在継手７０に連結された円筒形状の内側パイプ部材３０と、内側パイプ部材３０の外周に回転伝達可能にかつ伸縮可能に嵌合され、第２自在継手５０に連結された円筒形状の外側パイプ部材２０とからなるインターミディエイトシャフト１０において、内側パイプ部材３０の内周に連結部材４０の一端を回転伝達可能にかつ伸縮可能に嵌合させ、外側パイプ部材２０の内周に連結部材４０の他端を回転伝達可能にかつ伸縮可能に嵌合させた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中間シャフトと、中間シャフトの一端に設けられた第１自在継手と、中間シャフトの他端に設けられた第２自在継手とからなり、前記中間シャフトは、前記第１自在継手に連結された円筒形状の内側パイプ部材と、前記内側パイプ部材の外周に回転伝達可能にかつ伸縮可能に嵌合され、前記第２自在継手に連結された円筒形状の外側パイプ部材とからなるインターミディエイトシャフトにおいて、
前記内側パイプ部材の内周に連結部材の一端を回転伝達可能にかつ伸縮可能に嵌合させ、前記外側パイプ部材の内周に前記連結部材の他端を回転伝達可能にかつ伸縮可能に嵌合させたことを特徴とするインターミディエイトシャフト。
【請求項２】
前記内側パイプ部材の内周に前記連結部材の一端を伸長させるときの伸長抵抗を、前記内側パイプ部材の外周に前記外側パイプ部材を伸長させるときの伸長抵抗よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載のインターミディエイトシャフト。
【請求項３】
前記外側パイプ部材に対して前記連結部材を伸長させたときに、これ以上の伸長を止めるロック装置を前記外側パイプ部材および前記連結部材間に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のインターミディエイトシャフト。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、伸縮自在でかつ回転伝達可能なインターミディエイトシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
このようなインターミディエイトシャフトとして、例えば特許文献１に示すようなものがある。
【０００３】
このものは、中間シャフトと、中間シャフトの一端に設けられたロア側自在継手と、中間シャフトの他端に設けられたアッパー側自在継手とからなり、中間シャフトは、ロア側自在継手に連結された軸部材と、軸部材の外周にスプライン嵌合される中間パイプ部材と、中間パイプ部材の外周にスプライン嵌合され、アッパー側自在継手に連結された外側パイプ部材とからなっている。このようにスプライン嵌合を２重構造にすることによって、車両の衝突時の中間シャフトの収縮量を増やしている。
【０００４】
トラックのパワーステアリングユニットに使用されるインターミディエイトシャフトの中間シャフトは、ロア側自在継手に連結された軸部材と、軸部材の外周にスプライン嵌合され、アッパー側自在継手に連結された外側パイプ部材とからなっている。車両メンテナンスのため、シャーシフレームに対してキャビンをチルトさせたとき、キャビン側の外側パイプ部材が、シャーシフレーム側の軸部材に対して伸長する。
【０００５】
車両メンテナンス性の向上のため、キャビンのチルト角度を増やしたい要望があり、特許文献１に示すようなスプライン嵌合の２重構造を採用することが考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００１−４１２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ハンドルを操作したときに、回転方向のガタが外側パイプ部材および中間パイプ部材間に存在し、中間パイプ部材および軸部材間に存在し、全体としてガタが増えるため、操舵フィーリングが良くない。また、軸部材に対して中間パイプが傾き、中間パイプに対して外側パイプ部材が傾き、軸部材に体する外側パイプ部材の傾きが大きくなることによって、車両の衝突時に中間シャフトが滑らかに収縮しにくく、運転手に大きなダメージを与える問題があった。スプライン嵌合部分のガタを詰めれば、前記回転方向のガタ並びに前記傾きが減少するが、スプライン嵌合部分の加工誤差を減らす必要があり、加工が大変となる。本発明は、上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、中間シャフトの伸長量を増やすとともに、回転方向のガタを減らして操舵フィーリングを向上させ、中間シャフトを滑らかに収縮させることができるインターミディエイトシャフトを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１におけるインターミディエイトシャフトは、中間シャフトと、中間シャフトの一端に設けられた第１自在継手と、中間シャフトの他端に設けられた第２自在継手とからなり、前記中間シャフトは、前記第１自在継手に連結された円筒形状の内側パイプ部材と、前記内側パイプ部材の外周に回転伝達可能にかつ伸縮可能に嵌合され、前記第２自在継手に連結された円筒形状の外側パイプ部材とからなるインターミディエイトシャフトにおいて、前記内側パイプ部材の内周に連結部材の一端を回転伝達可能にかつ伸縮可能に嵌合させ、前記外側パイプ部材の内周に前記連結部材の他端を回転伝達可能にかつ伸縮可能に嵌合させたことを特徴とするものである。
【０００９】
上記構成によれば、スプライン嵌合の１重構造に比べて、中間シャフトの伸長量を増やすことができる。スプライン嵌合の２重構造に比べて、内側パイプ部材に外側パイプ部材が直接嵌合されているので、回転方向のガタを減らして操舵フィーリングを向上させ、中間シャフトを滑らかに収縮させることができる。
【００１０】
請求項２におけるインターミディエイトシャフトは、請求項１において、前記内側パイプ部材の内周に前記連結部材の一端を伸長させるときの伸長抵抗を、前記内側パイプ部材の外周に前記外側パイプ部材を伸長させるときの伸長抵抗よりも大きくしたことを特徴とするものである。
【００１１】
上記構成によれば、中間シャフトの伸長量を増やすことができる。内側パイプ部材に外側パイプ部材が直接嵌合されているので、回転方向のガタを減らして操舵フィーリングを向上させ、中間シャフトを滑らかに収縮させることができる。また、内側パイプ部材の内周に連結部材の一端を伸長させるよりも、先に内側パイプ部材の外周に外側パイプ部材を伸長させることができる。
【００１２】
請求項３におけるインターミディエイトシャフトは、請求項１又は２において、前記外側パイプ部材に対して前記連結部材を伸長させたときに、これ以上の伸長を止めるロック装置を前記外側パイプ部材および前記連結部材間に設けたことを特徴とするものである。
【００１３】
上記構成によれば、中間シャフトの伸長量を増やすことができる。内側パイプ部材に外側パイプ部材が直接嵌合されているので、回転方向のガタを減らして操舵フィーリングを向上させ、中間シャフトを滑らかに収縮させることができる。また、外側パイプ部材に対して連結部材を伸長させたとき、外側パイプ部材に対する連結部材の抜けを防止できる。
【発明の効果】
【００１４】
上述した構成によれば、中間シャフトの伸長量を増やすことができる。内側パイプ部材に外側パイプ部材が直接嵌合されているので、回転方向のガタを減らして操舵フィーリングを向上させ、中間シャフトを滑らかに収縮させることができるインターミディエイトシャフトを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態にかかるインターミディエイトシャフトの全体構成図であり、伸長状態図でもある。
【図２】本発明の一実施形態にかかる図１の収縮状態図である。
【図３】本発明の一実施形態にかかる図１の伸長状態図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の一実施形態について、図１乃至図３を参酌しつつ説明する。
【００１７】
図１に示すようにインターミディエイトシャフト１０は、一端に図略のパワーステアリングユニットに回転連結され、他端に図略のトランスファギア装置に回転連結されている。パワーステアリングユニットは、トラックのシャーシフレーム側に固定され、トランスファギア装置は、トラックのキャビン側に固定されている。キャビンは、車両メンテナンス時にシャーシフレームに対してチルトできるようになっている。
【００１８】
インターミディエイトシャフト１０は、トランスファギア装置側の第２自在継手５０と、パワーステアリングユニット側の第１自在継手７０と、第２自在継手５０および第１自在継手７０を軸方向に伸縮可能にかつ回転伝達可能に繋ぐ中間シャフト１１とを有する。インターミディエイトシャフト１０は、トランスファギア装置の回転をパワーステアリングユニットに伝達する機能を有するとともに、車両（トラック）の衝突時に中間シャフト１１が収縮することによって衝撃を吸収する機能を有する。
【００１９】
第２自在継手５０は、トランスファギア装置に回転連結された第１ヨーク５５と、第２ヨーク５２と、第１ヨーク５５および第２ヨーク５２を直交する２軸線回りに旋回可能に連結する十字軸５１とを有する。
【００２０】
第１ヨーク５５は、二股形状の部分と、軸状の部分とからなり、二股形状の部分に係止穴５３が径方向に貫通して形成され、二股形状の部分の係止穴５３には、十字軸５１のカップ５４が嵌合されている。軸状の部分の内周には、雌セレーション５６が他端より軸方向に形成されている。軸状の部分には、円周上１カ所で外周から雌セレーション５６まで半径方向に貫通するスリット５７が形成されている。また、スリット５７は軸状の部分の他端より軸方向に形成されている。軸状の部分には、スリット５７を挟んで一方に挿通穴５９が形成され、他方にねじ穴５８が形成されている。挿通穴５９に締め付けボルトが挿通され、ねじ穴５８に締め付けボルトが螺合されている。締め付けボルトによって、スリット５７の幅が狭くなる方向に軸状の部分の一部分を締め付けると、雌セレーション５６の内径が小さくなり、軸状の部分にトランスファギア装置の図略の出力軸が締め付け固定されるようになっている。
【００２１】
第２ヨーク５２は、二股形状の部分と、軸状の部分とからなり、二股形状の部分に係止穴が径方向に貫通して形成され、二股形状の部分の係止穴には、十字軸５１のカップ５４が嵌合されている。軸状の部分の一端には、中間シャフト１１の外側パイプ部材２０が一体形成されている。
【００２２】
十字軸５１は、十字形状の十字本体と、円筒ころと、カップ５４とを有する。十字本体は９０度毎に等間隔に配置された４つの軸部を有し、カップ５４は円筒状のカップ形状を有する。カップ５４は係止穴５３に嵌合され、回り止めされている。カップ５４および軸部間には、複数の円筒ころが配置され、カップ５４に対し十字本体が回転可能に支持される。
【００２３】
第１自在継手７０は、第３ヨーク７２と、パワーステアリングユニットに回転連結された第４ヨーク７５と、第３ヨーク７２および第４ヨーク７５を直交する２軸線回りに旋回可能に連結する十字軸７１とを有する。
【００２４】
第４ヨーク７５は、二股形状の部分と、軸状の部分とからなり、二股形状の部分に係止穴７３が径方向に貫通して形成され、二股形状の部分の係止穴７３には、十字軸７１のカップ７４が嵌合されている。軸状の部分の内周には、雌セレーション７６が一端より軸方向に形成されている。軸状の部分には、円周上１カ所で外周から雌セレーション７６まで貫通するスリット７７が形成されている。スリット７７は軸状の部分の他端より軸方向に形成されている。軸状の部分には、スリット７７を挟んで一方に挿通穴７９が形成され、他方にねじ穴が形成されている。挿通穴７９に締め付けボルトが挿通され、ねじ穴に締め付けボルトが螺合されている。締め付けボルトによって、スリット７７の幅が狭くなる方向に軸状の部分の一部分を締め付けると、雌セレーション７６の内径が小さくなり、軸状の部分にパワーステアリングユニットの図略の入力軸が締め付け固定されるようになっている。
【００２５】
第３ヨーク７２は、二股形状の部分と、軸状の部分とからなり、二股形状の部分に係止穴が径方向に貫通して形成され、二股形状の部分の係止穴には、十字軸５１のカップ５４が嵌合されている。軸状の部分の他端には、中間シャフト１１の内側パイプ部材３０が一体形成されている。
【００２６】
中間シャフト１１は、第３ヨーク７２に一体形成された円筒形状の内側パイプ部材３０と、内側パイプ部材３０の外周に回転伝達可能にかつ伸縮可能に嵌合され、第２ヨーク５２に一体形成された円筒形状の外側パイプ部材２０と、内側パイプ部材３０の内周に一端を回転伝達可能にかつ伸縮可能に嵌合させ、外側パイプ部材２０の内周に他端を回転伝達可能にかつ伸縮可能に嵌合させた連結部材４０とを有する。中間シャフト１１は、トランスファギア装置の回転をパワーステアリングユニットに伝達する機能を有するとともに、車両の衝突時に収縮して衝突時の衝撃を吸収する機能を有する。
【００２７】
外側パイプ部材２０の内周には、第１雌セレーション２１が形成され、内側パイプ部材３０の外周には、第１雄セレーション３１が形成され、第１雌セレーション２１に第１雄セレーション３１がセレーション嵌合されている。第１雌セレーション２１および第１雄セレーション３１によって、外側パイプ部材２０の回転を内側パイプ部材３０に伝達し、内側パイプ部材３０に対し外側パイプ部材２０を伸縮可能に嵌合する第１回転伸縮機構が構成される。第１雌セレーション２１および第１雄セレーション３１の互いに接触する表面に、摺動抵抗を減らすために樹脂材料が用いられている。
【００２８】
内側パイプ部材３０の内周には、第２雌セレーション３２が形成され、連結部材４０の外周には、一端から他端近傍にかけて第２雄セレーション４２が形成され、第２雌セレーション３２に第２雄セレーション４２がセレーション嵌合されている。第２雌セレーション３２および第２雄セレーション４２によって、連結部材４０および内側パイプ部材３０が回転方向に係合し、内側パイプ部材３０に対し連結部材４０を伸縮可能に嵌合する第２回転伸縮機構が構成される。第２雌セレーション３２および第２雄セレーション４２の互いに接触する表面に、摺動抵抗を減らすために樹脂材料が用いられている。第２回転伸縮機構の伸長時の摺動抵抗が、第１回転伸縮機構の伸長時の摺動抵抗よりも大きくなるように設定されている。具体的には、第２雌セレーション３２に第２雄セレーション４２を圧入嵌合し、第１雌セレーション２１に第１雄セレーション３１を隙間嵌合することによってなされる。
【００２９】
連結部材４０の他端は、外径方向に拡径し、これの外周には、第３雄セレーション４１が形成され、第１雌セレーション２１に第３雄セレーション４１がセレーション嵌合されている。第１雌セレーション２１および第３雄セレーション４１によって、外側パイプ部材２０および連結部材４０が回転方向に係合し、連結部材４０に対し外側パイプ部材２０を伸縮可能に嵌合する第３回転伸縮機構が構成される。
【００３０】
連結部材４０の他端の外径方向に拡径した部分には、径方向に収納穴４５が形成され、収納穴４５に圧縮ばね４６と、玉４７とが収納されている。外側パイプ部材２０の一端内周には、玉４７が係合する円すい形状の係合穴２２が形成されている。収納穴４５と、圧縮ばね４６と、玉４７と、係合穴２２とによって、外側パイプ部材２０に対して連結部材４０を伸長させたときに、これ以上の伸長を止めるロック装置が構成される。このロック装置は、外側パイプ部材２０および連結部材４０間で径方向に設けた。
【００３１】
続いて、上述した構成に基づいてインターミディエイトシャフト１０の動作を説明する。
【００３２】
車両の走行時、玉４７は図１に比べてトランスファギア装置側へ寄った位置にあり、係合穴２２に係合していない。図略のハンドルの回転は、図略のトランスファギア装置の出力軸を介してインターミディエイトシャフト１０の第１ヨーク５５に伝えられる。さらに、十字軸５１、第２ヨーク５２、外側パイプ部材２０、内側パイプ部材３０、第３ヨーク７２、十字軸５１、第４ヨーク７５を介して図略のパワーステアリングユニットの入力軸に伝えられる。入力軸の回転は、パワーステアリングユニットでパワーアシストされて、転舵輪の向きを変えることができる。内側パイプ部材３０に外側パイプ部材２０が直接嵌合されているので、全体的に回転方向のガタが少なく、良好な操舵フィーリングが得られる。
【００３３】
車両の走行時に衝突すると、内側パイプ部材３０および連結部材４０は、外側パイプ部材２０に対してトランスファギア装置側へ移動し、図２に示す状態となる。こうして、衝突時の衝撃を吸収することができる。内側パイプ部材３０に外側パイプ部材２０が直接嵌合されているので、全体的に外側パイプ部材２０に対する内側パイプ部材３０の傾きが少なく、外側パイプ部材２０に対して内側パイプ部材３０を滑らかに収縮させることができ、運転手に大きなダメージを与えることが無い。
【００３４】
車両メンテナンス時、図略のエンジンルームをオープンさせる方向に図略のシャーシフレームに対し図略のキャビンをチルトさせる。パワーステアリングユニットは、トラックのシャーシフレーム側に固定され、トランスファギア装置は、トラックのキャビン側に固定されているので、外側パイプ部材２０に対して内側パイプ部材３０および連結部材４０が伸長して、係合穴２２に玉４７が係合する図１に示す状態となり、さらに連結部材４０に対して内側パイプ部材３０が伸長して図３に示す状態となる。こうして、中間シャフト１１の伸長量を増やすことができ、キャビンのチルト量が増え、車両メンテナンス性が向上する。連結部材４０に対して内側パイプ部材３０が伸長する前に、外側パイプ部材２０に対して内側パイプ部材３０が伸長するので、内側パイプ部材３０が外側パイプ部材２０および連結部材４０の双方に対し抜ける心配が無い。
【００３５】
車両メンテナンスが終了すると、図略のエンジンルームをクローズさせる方向に図略のシャーシフレームに対し図略のキャビンをチルトさせる。連結部材４０に対して内側パイプ部材３０が収縮し、連結部材４０に対して内側パイプ部材３０が回転方向に係合し、外側パイプ部材２０に対して連結部材４０が回転方向に係合しているので、外側パイプ部材２０に対して内側パイプ部材３０がスムーズに嵌合されて図１に示す状態となり、外側パイプ部材２０に対して内側パイプ部材３０および連結部材４０が収縮し、玉４７は図１に比べてトランスファギア装置側へずれた位置に位置し、係合穴２２に係合していない。
【００３６】
図面作成の便宜上、第１ヨーク５５、外側パイプ部材２０、内側パイプ部材３０、第４ヨーク７５を互いに同軸に配置したが、第１ヨーク５５および外側パイプ部材２０間で所定の角度を有し、内側パイプ部材３０および第４ヨーク７５間で所定の角度を有する。この結果、第１ヨーク５５に対し第４ヨーク７５が同速度で回転するために、第２自在継手５０および第１自在継手７０間で回転方向に所定の位相差を有する。
【００３７】
本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【００３８】
上述した実施形態は、第２自在継手５０をトランスファギア装置に回転連結し、第１自在継手７０をパワーステアリングユニットに回転連結した。他の実施形態として、第２自在継手５０をパワーステアリングユニットに回転連結し、第１自在継手７０をトランスファギア装置に回転連結しても良い。
【００３９】
上述した実施形態は、外側パイプ部材２０の内周に第１雌セレーション２１が形成され、内側パイプ部材３０の外周に第１雄セレーション３１が形成され、内側パイプ部材３０の内周に第２雌セレーション３２が形成され、連結部材４０の一端外周に第２雄セレーション４２が形成され、連結部材４０の他端の外径方向に拡径した部分の外周に第３雄セレーション４１が形成された。他の実施形態として、セレ−ションをスプラインに代え、外側パイプ部材２０の内周に第１雌スプラインが形成され、内側パイプ部材３０の外周に第１雄スプラインが形成され、内側パイプ部材３０の内周に第２雌スプラインが形成され、連結部材４０の一端外周に第２雄スプラインが形成され、連結部材４０の他端の外径方向に拡径した部分の外周に第３雄スプラインが形成されても良い。
【００４０】
上述した実施形態は、第１雌セレーション２１および第１雄セレーション３１によって、外側パイプ部材２０および内側パイプ部材３０間に摺動抵抗が発生する。他の実施形態として、第１雌セレーション２１および第１雄セレーション３１に代えて直線転がり軸受を使用すれば、外側パイプ部材２０および内側パイプ部材３０間に転がり抵抗が発生する。摺動抵抗、転がり抵抗の総称として、伸長抵抗と称した。
【符号の説明】
【００４１】
１０：インターミディエイトシャフト、１１：中間シャフト、２０：外側パイプ部材、２１：第１雌セレーション、２２：係合穴（ロック装置）、３０：内側パイプ部材、３１：第１雄セレーション、３２：第２雌セレーション、４０：連結部材、４１第３雄セレーション、４２：第２雄セレーション、４５：収納穴（ロック装置）、４６：圧縮ばね（ロック装置）、４７：玉（ロック装置）、５０：第２自在継手、７０：第１自在継手
【図１】
2015137737.tif 000003
【図２】
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【図３】
2015137737.tif 000005