JP2014098434A

JP2014098434A - 回転伝達装置

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Publication number: JP2014098434A
Application number: JP2012250285A
Authority: JP
Inventors: Masahiko Shiina; 晶彦椎名; Terukazu Nakajima; 照和中嶋
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-11-14
Filing date: 2012-11-14
Publication date: 2014-05-29
Anticipated expiration: 2032-11-14
Also published as: JP6209813B2

Abstract

【課題】ヨークに対してシャフトを確実に連結してステックスリップと異音の発生を防止した回転伝達装置を提供する。
【解決手段】第１シャフト２２および第２シャフト４４間を自在継手５０を介して回転伝達し、自在継手５０は、互いに角度を有して回転連結される第１ヨーク５１および第２ヨーク４１を有する回転伝達装置において、第１シャフト２２の外周に第２ヨーク４１側の端より順に、雄テーパ２２ａと、雄セレーション２２ｂとを順に形成し、第１ヨーク２２の内周に第２ヨーク４１と反対側の端より順に、雌セレーション５５と、雌テーパ５３とを順に形成し、雄セレーション２２ｂに対し雌セレーション５５をセレーション嵌合させ、雄テーパ２２ａに対し雌テーパ５３を嵌合させた後に、第１シャフト２２および第１ヨーク５１を離脱防止手段５６によって互いに離脱を防止した。
【選択図】図２

Description

本発明は、２つのシャフト間を自在継手を介して回転伝達するようにした回転伝達装置に関する。

このような回転伝達装置を舵取装置に適用した例として、図５（特許文献１）に示すようなものがある。

舵取装置は、ハンドル側のコラム機構と、転舵輪側のギヤ機構と、コラム機構の回転をギヤ機構に伝えるインターミディエイトシャフトとを有する。コラム機構は、インターミディエイトシャフト側に出力軸１２３を有する。インターミディエイトシャフトは、コラム機構側に第１自在継手１５０を有し、ギヤ機構側に第２自在継手を有し、第１自在継手１５０は、出力軸１２３を回転連結した第１ヨーク１５１と、第１軸部１４４を一体形成した第２ヨーク１４１と、第１ヨーク１５１および第２ヨーク１４１を直交する２軸線回りに旋回可能に連結する十字軸１６０とを有する。

第１ヨーク１５１の内周には、雌セレーション１５２が形成され、出力軸１２３の外周には、雄セレーション１２３ａが形成され、雌セレーション１５２に雄セレーション１２３ａがセレーション嵌合されている。雄セレーション１２３ａの途中には、断面半円形状のくびれ１２３ｂが形成され、このくびれ１２３ｂに第１ヨーク１５１に螺合されたボルト１５７の一部が係合することによって、第１ヨーク１５１から出力軸１２３の離脱を防止している。第１ヨーク１５１には、径方向に半割りが入っており、半割りの隙間が少なくなる方向にボルト１５７を締め付けると、雌セレーション１５２の径が縮小し、雄セレーション１２３ａを締め付けることができる。

特開２０１０−２８１３６４号公報

雌セレーション１５２の奥まで雄セレーション１２３ａがセレーション嵌合されていない状態、すなわち出力軸１２３の先端がボルト１５７に当たる位置まで嵌合されていない状態でボルト１５７を締付けた場合、第１ヨーク１５１に対し出力軸１２３が若干傾いた状態で出力軸１２３が第１ヨーク１５１に連結された状態となり、この状態で回転伝達を行うとスティクスリップと異音が発生する問題があった。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、ヨークに対してシャフトを確実に連結してステックスリップと異音の発生を防止した回転伝達装置を提供することである。

上記課題を解決する回転伝達装置は、第１シャフトおよび第２シャフト間を自在継手を介して回転伝達し、前記自在継手は、互いに角度を有して回転連結される第１ヨークおよび第２ヨークを有する回転伝達装置において、前記第１シャフトの外周に前記第２ヨーク側の端より順に、雄テーパと、雄セレーションとを順に形成し、前記第１ヨークの内周に前記第２ヨークと反対側の端より順に、雌セレーションと、雌テーパとを順に形成し、前記雄セレーションに対し前記雌セレーションをセレーション嵌合させ、前記雄テーパに対し前記雌テーパを嵌合させた後に、前記第１シャフトおよび前記第１ヨークを離脱防止手段によって互いに離脱を防止したものである。

上記構成によれば、ヨークに対してシャフトを確実に連結してステックスリップと異音の発生を防止した回転伝達装置を提供することができる。

上記課題を解決する回転伝達装置は、前記離脱防止手段が、前記第１ヨークの外周に形成された段部と、前記第１シャフトの外周に形成されたおねじと、前記第１ヨークの外周に嵌め込まれるカラーとからなり、前記カラーの内周に、前記段部に軸方向に係合する鍔部と、前記おねじに螺合するめねじを形成したものである。

上記構成によれば、カラーの回し完了動作で持って、ヨークをシャフトに対し同軸に組付けたことを確認できる。

上記課題を解決する回転伝達装置は、前記離脱防止手段が、前記第１シャフトの外周に形成された段部と、前記第１ヨークの外周に形成されたおねじと、前記第１シャフトの外周に嵌め込まれるカラーとからなり、前記カラーの内周に、前記段部に軸方向に係合する鍔部と、前記おねじに螺合するめねじを形成したものである。

上述した構成によれば、ヨークに対してシャフトを確実に連結してステックスリップと異音の発生を防止した回転伝達装置を提供することができる。しかも、カラーの回し完了動作で持って、ヨークをシャフトに対し同軸に組付けたことを確認できる。

本発明の一実施形態にかかる舵取装置の全体構成図である。本発明の一実施形態にかかる図１のコラム機構側の一部拡大図である。本発明の一実施形態にかかる図１のギヤ機構側の一部拡大図である。本発明の一実施形態にかかる図２相当の図で、取付け前の状態図である。従来における自在継手およびシャフトの結合状態図である。

本発明の一実施形態について、図１乃至図４を参酌しつつ説明する。図１は舵取装置の全体構成図であり、図２は図１のコラム機構側の一部拡大図であり、図３は図１のギヤ機構側の一部拡大図であり、図４は図２相当の図で、取付け前の状態図である。

図１に示すように舵取装置は、一端にハンドルを取付けるコラム機構１０と、両端にボールジョイントを介して転舵輪を連結するギヤ機構８０と、コラム機構１０の出力軸２２およびギヤ機構８０のピニオンシャフト８１を互いに回転連結するインターミディエイトシャフト４０とを有する。

図１および図２に示すようにコラム機構１０は、円筒形状のステアリングチューブ１１と、このステアリングチューブ１１に回転可能に支持されたステアリングシャフト１５と、ステアリングチューブの他端に嵌合固定されたロアーハウジング２０と、ロアーハウジング２０に回転可能に支持された入力軸２１と、ロアーハウジング２０に回転可能に支持された出力軸２２と、入力軸２１および出力軸２２を回転連結したトーションバー２３と、入力軸２１および出力軸２２の相対回転からトルクを検出する図略のトルクセンサと、トルクに応じて作動する図略の電動モータと、電動モータの回転を減速して出力軸２２に伝える減速機構２５とを有する。

ステアリングシャフト１５の一端には図略のハンドルが取付けられ、ステアリングシャフト１５の他端に入力軸２１が回転連結されている。入力軸２１および出力軸２２はトーションバー２３を介して回転連結されている。出力軸２２の他端にはインターミディエイトシャフト４０が回転連結されている。こうしてハンドルの回転は、ステアリングシャフト１５、入力軸２１、トーションバー２３、出力軸２２を介してインターミディエイトシャフト４０に伝えられる。

ステアリングチューブ１１は、アッパーチューブ１２と、ロアーチューブ１３とからなり、ロアーチューブ１３はアッパーチューブ１２に対し軸方向に伸縮可能に嵌合されている。アッパーチューブ１２にアッパーブラケット３０が取付けられ、ロアーハウジング２０にロアーブラケット３５が一体形成されている。アッパーブラケット３０およびロアーブラケット３５は車体に固定され、こうすることでコラム機構１０が車体に固定される。

減速機構２５は、ウォームギヤと、ウォームホィールギヤとからなり、ウォームギヤは電動モータの駆動軸に回転連結され、ウォームホィールギヤは出力軸２２の外周に嵌合固定されている。

出力軸２２は、玉軸受２６を介してロアーハウジング２０に回転可能に支持され、入力軸２１の他端は、樹脂シート２７を介して出力軸２２に回転可能に支持されている。トーションバー２３の他端は、ピン２５を介して出力軸２２に回転連結されている。出力軸２２、入力軸２１およびトーションバー２３は、互いに同軸に配置されている。

出力軸２２の他端外周には、テーパ２２ａ、雄セレーション２２ｂ、おねじ２２ｃが他端から順に形成されている。テーパ２２ａは、後述する第１ヨーク５１のテーパ５３に嵌合され、雄セレーション２２ｂは、第１ヨーク５１の雌セレーション５５にセレーション嵌合され、おねじ２２ｃには、カラー５６のめねじ５８が螺合される。

図１および図３に示すようにギヤ機構８０は、ピニオンシャフト８１と、ピニオンシャフト８１に噛合する図略のラック軸と、ピニオンシャフト８１を回転可能に支持する図略のギヤハウジングと、ラック軸を挿通可能に支持する図略のラックハウジングとを有する。ギヤ機構８０は、ピニオンシャフト８１の回転をラック軸の軸方向の移動に変換する機能を有する。ピニオンシャフト８１の一端は、インターミディエイトシャフト４０に回転連結され、ラック軸の両端は図略のボールジョイントを介して転舵輪に連結されている。

ピニオンシャフト８１の一端外周には、テーパ８２、雄セレーション８３、おねじ８４が一端から順に形成されている。テーパ８２は、後述する第４ヨーク７１のテーパ７３に嵌合され、雄セレーション８３は、第４ヨーク７１の雌セレーション７５にセレーション嵌合され、おねじ８４には、カラー７６のめねじ７８が螺合される。

図１乃至図３に示すようにインターミディエイトシャフト４０は、コラム機構１０側の第１自在継手５０と、ギヤ機構８０側の第２自在継手６０と、第１自在継手５０および第２自在継手６０を軸方向に伸縮可能にかつ回転伝達可能に繋ぐ伸縮機構４３とを有する。インターミディエイトシャフト４０は、コラム機構１０の回転をギヤ機構８０に伝達する機能を有するとともに、車両衝突時に伸縮機構４３が縮小方向に作動することによって衝撃を吸収する機能を有する。

図１および図２に示すように第１自在継手５０は、出力軸２２に回転連結された第１ヨーク５１と、第２ヨーク４１と、第１ヨーク５１および第２ヨーク４１を直交する２軸線回りに旋回可能に連結する十字軸６０とを有する。

第１ヨーク５１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６０のカップ６２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５５およびテーパ５３が一端より順に形成され、軸状の部分の外周には、軸方向においてテーパ５３および雌セレーション５５の間で外径方向に突出した段部５４が形成されている。軸状の部分の外周には、円筒形状のカラー５６が遊嵌されている。

カラー５６の内周には、他端側で内径方向に突出した鍔部５７が形成され、一端側でめねじ５８が形成されている。鍔部５７は、第１ヨーク５１の段部５４に軸方向に係合する。めねじ５８は、出力軸２２のおねじ２２ｃに螺合される。

第２ヨーク４１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４２が径方向に貫通して形成され、二股形状の部分の係止穴４２には、十字軸６０のカップ６２が嵌合されている。軸状の部分の内周には、伸縮機構４３の第１軸部４４が一体形成されている。

十字軸６０は、十字形状の十字本体６１と、円筒ころと、カップ６２とを有する。十字本体６１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６２は円筒状のカップ形状を有する。カップ６２は係止穴に嵌合され、回り止めされている。カップ６２および軸部間には、複数の円筒ころが配置され、カップ６１に対し十字本体６１が回転可能に支持される。

図１および図３に示すように第２自在継手６０は、第３ヨーク４６と、ピニオンシャフト８１に回転連結された第４ヨーク７１と、第３ヨーク４６および第４ヨーク７１を直交する２軸線回りに旋回可能に連結する十字軸６０とを有する。

第４ヨーク７１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７２ａが径方向に貫通して形成され、二股形状の部分の係止穴７２ａには、十字軸６０のカップ６２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７５およびテーパ７３が他端より順に形成され、軸状の部分の外周には、軸方向においてテーパ７３および雌セレーション７５の間で外径方向に突出した段部７４が形成されている。軸状の部分の外周には、円筒形状のカラー７６が遊嵌されている。

カラー７６の内周には、他端側で内径方向に突出した鍔部７７が形成され、一端側でめねじ７８が形成されている。鍔部７７は、第４ヨーク７１の段部７４に軸方向に係合する。めねじ７８は、ピニオンシャフト８１のおねじ８４に螺合される。

第３ヨーク４６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４７が径方向に貫通して形成され、二股形状の部分の係止穴４７には、十字軸６０のカップ６２が嵌合されている。軸状の部分には、伸縮機構４３の第２軸部４５が一体形成されている。

図１乃至図３に示すように伸縮機構４３は、第２ヨーク４１に一体形成された円筒形状の第１軸部４４と、第３ヨーク４６に一体形成された軸状の第２軸部４５とを有する。第１軸部４４の内周には、雌セレーション４４ａが形成され、第２軸部４５の外周には、雄セレーション４５ａが形成され、雌セレーション４４ａに雄セレーション４５ａがセレーション嵌合されている。伸縮機構４３は、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。

次に、以上説明した構成に基づいてピニオンシャフト８１および出力軸２２にインターミディエイトシャフト４０を取付ける動作を説明する。

第１ヨーク５１を出力軸２２に嵌め込む。これによって出力軸２２の雄セレーション２２ｂは、第１ヨーク５１の雌セレーション５５にセレーション嵌合され、出力軸２２のテーパ２２ａは、第１ヨーク５１のテーパ５３に嵌合される。かかる状態でカラー５６を回すと、出力軸２２のおねじ２２ｃには、カラー５６のめねじ５８が螺合され、カラー５６の鍔部５７は、第１ヨーク５１の段部５４に軸方向に係合し、第１ヨーク５１を出力軸２２側へ移動させる。出力軸２２のテーパ２２ａが第１ヨーク５１のテーパ５３に当接すると、カラー５６をこれ以上回すことが困難となり、出力軸２２にインターミディエイトシャフト４０を取付ける動作が完了する。

このように、出力軸２２の雄セレーション２２ｂが第１ヨーク５１の雌セレーション５５にセレーション嵌合された後、出力軸２２のテーパ２２ａが第１ヨーク５１のテーパ５３に嵌合されるため、第１ヨーク５１を出力軸２２に対し同軸に組付けることができる。しかも、カラー５６の回し完了動作で持って、第１ヨーク５１を出力軸２２に対し同軸に組付けたことを確認できる。

続いて第４ヨーク７１をピニオンシャフト８１に嵌め込む。これによってピニオンシャフト８１の雄セレーション８３は、第４ヨーク７１の雌セレーション７５にセレーション嵌合され、ピニオンシャフト８１のテーパ８２は、第４ヨーク７１のテーパ７３に嵌合される。かかる状態でカラー７６を回すと、ピニオンシャフト８１のおねじ８４には、カラー７６のめねじ７８が螺合され、カラー７６の鍔部７７は、第４ヨーク７１の段部７４に軸方向に係合し、第４ヨーク７１をピニオンシャフト８１側へ移動させる。ピニオンシャフト８１のテーパ８２が第４ヨーク７１のテーパ７３に当接すると、カラー７６をこれ以上回すことが困難となり、ピニオンシャフト８１にインターミディエイトシャフト４０を取付ける動作が完了する。

このように、ピニオンシャフト８１の雄セレーション８３が第４ヨーク７１の雌セレーション７５にセレーション嵌合された後、ピニオンシャフト８１のテーパ８２が第４ヨーク７１のテーパ７３に嵌合されるため、第４ヨーク７１をピニオンシャフト８１に対し同軸に組付けることができる。しかも、カラー７６の回し完了動作で持って、第４ヨーク７１をピニオンシャフト８１に対し同軸に組付けたことを確認できる。

続いて、インターミディエイトシャフト４０の取付け後の動作を説明する。

ハンドルの回転は、ステアリングシャフト１５、入力軸２１、トーションバー２３、出力軸２２を介してインターミディエイトシャフト４０の第１ヨーク５１に伝えられる。さらに、十字軸６０、第２ヨーク４１、第１軸部４４、第２軸部４５、第３ヨーク４６、十字軸６０、第４ヨーク７１を介してピニオンシャフト８１に伝えられる。ピニオンシャフト８１の回転は、ラック軸の軸方向の移動に変換され、転舵輪の向きを変えることができる。

第１ヨーク５１を出力軸２２に対し同軸に組付け、第４ヨーク７１をピニオンシャフト８１に対し同軸に組付けているため、これらを回転させたときにスティクスリップおよび異音が発生しない。

図面作成の便宜上、出力軸２２、第１軸部４４、第２軸部４５、ピニオンシャフト８１を互いに同軸に配置したが、出力軸２２および第１軸部４４間で所定の角度を有し、第２軸部４５およびピニオンシャフト８１間で所定の角度を有する。この結果、出力軸２２に対しピニオンシャフト８１が同速度で回転するために、第１自在継手５０および第２自在継手７０間で回転方向に所定の位相差を有する。

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。

上述した実施形態は、第１自在継手５０および第２自在継手７０として、十字軸を使用したカルダン型自在継手を用いた。他の実施形態として、第１自在継手５０および第２自在継手７０は、ボールを使用したツェッパ型自在継手を用いても良い。

上述した実施形態は、カラー５６の内周にめねじ５８を形成し、出力軸２２の外周におねじ２２ｃを形成した。他の実施形態として、めねじおよびおねじに代えて、ピンおよびこれに係合するカム溝を用いても良い。カラー５６および出力軸２２の一方にピンを設け、カラー５６および出力軸２２の他方にカム溝を設ける。

上述した実施形態は、出力軸２２およびピニオンシャフト８１にテーパ２２ａ、８２、雄セレーション２２ｂ、８３およびおねじ２２ｃ、８４を形成し、第１ヨーク５１および第４ヨーク７１にテーパ５３、７３、雌セレーション５５、７５および段部５４、７４を形成し、第１ヨーク５１および第４ヨーク７１の外周にカラー５６、７６を嵌め込み、カラー５６、７６の内周に、めねじ５８、７８を形成した。他の実施形態として、第１ヨーク５１および第４ヨーク７１にテーパ２２ａ、８２、雄セレーション２２ｂ、８３およびおねじ２２ｃ、８４を形成し、出力軸２２およびピニオンシャフト８１にテーパ５３、７３、雌セレーション５５、７５および段部５４、７４を形成し、出力軸２２およびピニオンシャフト８１の外周にカラー５６、７６を嵌め込み、カラー５６、７６の内周に、めねじ５８、７８を形成しても良い。

２２：出力軸（第１シャフト）、２２ａ：テーパ（雄テーパ）、２２ｂ：雄セレーション、２２ｃ：おねじ（離脱防止手段）、４１：第２ヨーク、４４：第１軸部（第２シャフト）、５０：第１自在継手（自在継手）、５１：第１ヨーク、５３：テーパ（雌テーパ）、５４：段部（離脱防止手段）、５５：雌セレーション、５６：カラー（離脱防止手段）、５７：鍔部、５８：めねじ

Claims

第１シャフトおよび第２シャフト間を自在継手を介して回転伝達し、前記自在継手は、互いに角度を有して回転連結される第１ヨークおよび第２ヨークを有する回転伝達装置において、前記第１シャフトの外周に前記第２ヨーク側の端より順に、雄テーパと、雄セレーションとを順に形成し、前記第１ヨークの内周に前記第２ヨークと反対側の端より順に、雌セレーションと、雌テーパとを順に形成し、前記雄セレーションに対し前記雌セレーションをセレーション嵌合させ、前記雄テーパに対し前記雌テーパを嵌合させた後に、前記第１シャフトおよび前記第１ヨークを離脱防止手段によって互いに離脱を防止したことを特徴とする回転伝達装置。
前記離脱防止手段は、前記第１ヨークの外周に形成された段部と、前記第１シャフトの外周に形成されたおねじと、前記第１ヨークの外周に嵌め込まれるカラーとからなり、前記カラーの内周に、前記段部に軸方向に係合する鍔部と、前記おねじに螺合するめねじを形成したことを特徴とする請求項１に記載の回転伝達装置。
前記離脱防止手段は、前記第１シャフトの外周に形成された段部と、前記第１ヨークの外周に形成されたおねじと、前記第１シャフトの外周に嵌め込まれるカラーとからなり、前記カラーの内周に、前記段部に軸方向に係合する鍔部と、前記おねじに螺合するめねじを形成したことを特徴とする請求項１に記載の回転伝達装置。