JP3475766B2 - ダブルカルダン式等速ジョイント - Google Patents
ダブルカルダン式等速ジョイントInfo
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- JP3475766B2 JP3475766B2 JP01647498A JP1647498A JP3475766B2 JP 3475766 B2 JP3475766 B2 JP 3475766B2 JP 01647498 A JP01647498 A JP 01647498A JP 1647498 A JP1647498 A JP 1647498A JP 3475766 B2 JP3475766 B2 JP 3475766B2
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- yoke
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
- F16D3/30—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected in which the coupling is specially adapted to constant velocity-ratio
- F16D3/32—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected in which the coupling is specially adapted to constant velocity-ratio by the provision of two intermediate members each having two relatively perpendicular trunnions or bearings
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自動車のステアリ
ング装置に採用されるダブルカルダン式等速継手に関
し、詳しくは、衝突事故時における衝撃吸収性を向上さ
せる技術に関する。 【０００２】 【従来の技術】自動車のステアリング装置は、運転者の
操舵に供されるステアリングホイールと、車輪の操向を
行うステアリングギヤと、ステアリングホイールとステ
アリングギヤとを連結するステアリングシャフトとから
構成される。ステアリングシャフトとしては、ステアリ
ングホイールの軸線上にステアリングギヤが位置するも
のを除き、複数本のステアリングシャフトを連結したも
のが用いられる。例えば、ワンボックスカー等のキャブ
オーバ車では、運転者の足下フロアパネルの下方にステ
アリングギヤが位置する都合上、ステアリングホイール
と一体に傾斜したアッパステアリングシャフト（以下、
アッパシャフトと略称する）と、ダッシュボード後方に
垂直配置されたロアステアリングシャフト（以下、ロア
シャフトと略称する）とが用いられ、両シャフトが自在
継手により連結される。 【０００３】通常、２本構成のステアリングシャフトで
は、アッパシャフトとロアシャフトとを連結する継手と
して、カルダンジョイントが用いられることが多い。カ
ルダンジョイントは、一対のヨーク間にクロスピース
（十字軸）を揺動自在に介装させた簡便な自在継手であ
るが、両ヨークの中心軸が同一直線上にない場合には、
クロスピースの揺動により角速度が変化し、回転が不等
速に伝達されることが避けられない。そのため、キャブ
オーバ車等のステアリング装置にカルダンジョイントを
採用した場合、アッパシャフトとロアシャフトとの交角
が大きいことから、上述した回転伝達の不等速が無視し
得る範囲を超え、確実かつ円滑な操舵が行えなくなる等
の不具合が発生する。 【０００４】このような問題を解決するものとして、特
公昭５０−２１６１０号公報や特開平７−２５１７４６
号公報等では、ダブルカルダン式等速継手（以下、ダブ
ルカルダンジョイントと記す）を採用したステアリング
装置が提案されている。ダブルカルダンジョイントは、
センタハウジングを介して二つのカルダンジョイントを
組み合わせたもので、アッパシャフトの端部とロアシャ
フトの端部とが各々嵌入される入力側および出力側ヨー
クと、これらヨークとセンタハウジングとをそれぞれ揺
動自在に結合する一対のクロスピースと、両ヨークの先
端球状部を同位相で偏芯支持しながらセンタハウジング
内に回動自在に保持された偏芯支持部材とから構成され
ている。 【０００５】ダブルカルダンジョイントでは、例えば、
入力側ヨークが回転すると、その回転が入力側のクロス
ピース、センタハウジング、出力側のクロスピースを介
して出力側ヨークに伝達される。この際、偏芯支持部材
によって両ヨークが同位相で支持されるため、入力側の
クロスピースの揺動による角速度変化が出力側のクロス
ピースの揺動により打ち消され、回転伝達における不等
速は発生しない。尚、ダブルカルダンジョイントでは、
偏芯支持部材がセンタハウジング内に保持されているた
め、入力側ヨークと出力側ヨークとの交角は略一義的に
定まる。したがって、ステアリング装置に採用するにあ
たっては、アッパシャフトとロアシャフトとの交角に適
応する偏芯支持部材が製作される。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】近年の自動車用ステア
リング装置では、二次衝突時の衝撃エネルギを吸収させ
るべく、衝撃吸収式ステアリングシャフトが採用されて
いる。衝撃吸収式ステアリングシャフトは、運転者が二
次衝突した際にステアリングホイール側のステアリング
シャフトが短縮するもので、ステアリングシャフトをア
ウタシャフトとインナシャフトとに分割し、これらをセ
レーション等により相互摺動可能に係合させたものが一
般的である。しかるに、キャブオーバ車においては、ス
テアリングホイールが車体の前部に位置するためにアッ
パシャフトの全長が短くなり、衝撃吸収式ステアリング
シャフトのコラプス量（衝撃エネルギ吸収量）を十分に
確保することができない。そこで、旧来のカルダンジョ
イントを採用したものでは、二次衝突時にアッパシャフ
トがロアシャフトとの連結部を支点にしてステアリング
ホイールと一体に斜め下方あるいは斜め上方に倒れ、こ
れによっても衝撃エネルギを吸収させるようにしてい
る。 【０００７】ところが、ダブルカルダンジョイントを採
用したステアリング装置では、アッパシャフトとロアシ
ャフトとの交角が偏芯支持部材によって強固に保持され
るため、このようなアッパシャフトの倒れが殆ど期待で
きない。その結果、運転者は、衝突事故の際にステアリ
ングホイールに激しく二次衝突し、頭部や胸部を強打し
て深刻な損傷を受ける虞があった。このような問題を解
決するべく、ダブルカルダンジョイントに代え、バーフ
ィールドジョイント等の屈曲自在な等速継手を用いるこ
とも考えられたが、それらは許容交角が小さいことや部
品コストが非常に高い等の問題があり、キャブオーバ車
のステアリング装置に採用することが難しかった。 【０００８】本発明は、上記状況に鑑みなされたもの
で、自動車のステアリング装置に採用され、衝突事故時
における衝撃吸収性を向上させたダブルカルダン式等速
ジョイントを提供することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するべく、第１のシャフトが基端部に連結される第
１ヨークと、第２のシャフトが基端部に連結される第２
ヨークと、前記第１および第２ヨークがそれぞれクロス
ピースを介して同位相に連結されるセンタハウジング
と、前記センタハウジング内に回動自在に支持され、前
記第１および第２ヨークの先端部の同期偏芯支持に供さ
れる偏芯支持部材とを備えたダブルカルダン式等速ジョ
イントにおいて、前記偏芯支持部材は、前記第１および
第２ヨークの先端部のいずれか一方を、二次衝突時にラ
ジアル方向に移動自在にするように延びる係合溝により
支持するものを提案する。本発明によれば、両シャフト
間に曲げ応力等が作用すると、例えば第１ヨークの先端
部が偏芯支持部材に対してラジアル方向に移動し、第１
ヨークがクロスピースを支点にして基端部に連結された
シャフトと伴に回動する。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明をキャブオーバ車の
ステアリング装置に適用した一実施形態を図面を参照し
て説明する。図１はステアリング装置の車室側部分を示
した斜視図、図２は同側面図であり、これらの図におい
て、符号１は衝撃吸収式（脱落式）のステアリングコラ
ムである。ステアリングコラム１は、車体側のブラケッ
ト３に樹脂ピン等により固着されており、図示しない軸
受を介してアッパシャフト５を回動自在に支持してい
る。アッパシャフト５には、その上端にステアリングホ
イール７が取り付けられる一方、下端にダブルカルダン
ジョイント９を介してロアシャフト１１が連結されてい
る。図中、１３はロアシャフト１１の下端に接続された
ステアリングギヤであり、１５はフロアパネル１７と共
に車室を画成するダッシュボードである。 【００１１】図３はアッパシャフト５とロアシャフト１
１との連結部位を示した側面図、図４と図５とはダブル
カルダンジョイント９の内部構造を９０度回転位相を変
えて示した縦断面図である。これらの図に示したよう
に、本実施形態のダブルカルダンジョイント９は、アッ
パシャフト５がその基端部３１に嵌入された入力側ヨー
ク３３と、ロアシャフト１１がその基端部３５に嵌入さ
れた出力側ヨーク３７と、互いに直交する第１軸３９と
第２軸４１とからなる一対のクロスピース４３と、これ
らクロスピース４３を介して両ヨーク３３，３７が同位
相で連結されるセンタハウジング４５と、センタハウジ
ング４５内に回動自在に保持されたクランクプレート
（偏芯支持部材）４７とから構成されている。 【００１２】センタハウジング４５は、フランジ部５１
と各一対のアーム部５３とからなる二つのフランジヨー
ク５５と、これらフランジヨーク５５間に介装された二
分割型のセンタプレート５７とからなっており、これら
がボルト５９およびナット６１により締結されている。
フランジヨーク５５の両アーム部５３には、クロスピー
ス支持穴６３が同心に穿設されており、これらクロスピ
ース支持穴６３に図示しないニードルベアリングを介し
てクロスピース４３の第１軸３９が回動自在に支持され
ている。 【００１３】入力側および出力側ヨーク３３，３７は、
その先端部がブリッジ部７１により接続された二股形状
のアーム部７３を構成要素としており、ブリッジ部７１
の先端面からは各ヨーク３３，３７の軸心と同軸に先端
球状部７５が突設されている。ヨーク３３，３７の両ア
ーム部７３には、クロスピース保持穴７７が同心に穿設
されており、これらクロスピース保持穴７７に図示しな
いニードルベアリングを介してクロスピース４３の第２
軸４１が支持されている。 【００１４】クランクプレート４７は、センタプレート
５７に滑りブッシュ６５を介して回動自在に支持される
軸部８１と、入力側ヨーク３３に対峙する入力側係合部
８３と、出力側ヨーク３７に対峙する出力側係合部８５
とからなっている。 【００１５】図６に示したように、クランクプレート４
７の入力側係合部８３には、入力側ヨーク３３の先端球
状部７５が摺動および回動自在に係合する係合溝８７が
同図中で上下方向に沿って形成され、出力側係合部８５
には出力側ヨーク３７の先端球状部７５が回動自在に係
合する係合穴８９が中心から同図中で上方に所定量偏芯
した位置に穿設されている。図４，図５に示したよう
に、係合溝８７は、入力側ヨーク３３がクロスピース４
３を支点として揺動した際における先端球状部７５の矢
印で示した方向の回動を許容するべく、その溝底部が円
弧状に形成されている。尚、係合溝８７の中心線は、ク
ランクプレート４７の表裏において、係合穴８９の中心
を通っており、図４，図５に示した状態では両ヨーク３
３，３７の先端球状部７５が同期偏芯支持されている。 【００１６】以下、本実施形態におけるステアリング装
置の作用を述べる。旋回時あるいは旋回からの復帰時に
おいて、運転者がステアリングホイール７を回転させる
と、その回転は、アッパシャフト５と一体の入力側ヨー
ク３３から、入力側のクロスピース４３、センタハウジ
ング４５、出力側のクロスピース４３を介して、出力側
ヨーク３７に伝達される。この際、クランクプレート４
７によって両ヨーク３３，３７の先端球状部７５が同期
偏芯支持されているため、入力側のクロスピース４３の
揺動に起因する角速度変化が出力側のクロスピース４３
の揺動により打ち消される。そのため、ダブルカルダン
ジョイント９の入力側と出力側との間では不等速な回転
伝達は発生せず、ステアリングホイール７の回転量と出
力側ヨーク３７の回転量とが常に等しくなる。尚、本実
施形態では、入力側ヨーク３３は、その先端球状部７５
が係合溝８７に係合しているため、クランクプレート４
７に対して揺動可能である。ところが、ステアリング装
置の組立状態においては、アッパシャフト５とロアシャ
フト１１との交角が一定となるため、入力側ヨーク３３
のクランクプレート４７に対する角度は一義的に定ま
り、両ヨーク３３，３７の先端球状部７５が同期偏芯支
持されるのである。 【００１７】出力側ヨーク３７に伝達された回転は、基
端部３５に嵌入されたロアシャフト１１を介して、ステ
アリングギヤ１３に伝達される。ステアリングギヤ１３
内には回転入力を直線運動に変換するラックアンドピニ
オン機構が内蔵されており、図示しないラックに連結さ
れた左右のタイロッド１９，２１がステアリングギヤ１
３に対して左右に移動する。これにより、ステアリング
ホイール７の回転量に応じて、タイロッド１９，２１に
接続した図示しない車輪のトー角が変化することにな
り、運転者が意図した通りに自動車の車体が旋回あるい
は直進することになる。尚、ステアリングギヤには、ラ
ックアンドピニオン式の他、ボールスクリュー式やウォ
ームローラ式等、種々の形式が公知であり、本発明はい
ずれの形式にも適用可能である。 【００１８】一方、自動車が他の自動車や建造物等に衝
突すると、運転者が慣性でステアリングホイールに二次
衝突し、アッパシャフト５には大きな衝撃荷重が作用す
る。この場合、ステアリングコラム１が車体側のブラケ
ット３から脱落すると共に、コラプス機構の作用により
アッパシャフト５が短縮するが、前述したように、キャ
ブオーバ車では、アッパシャフト５自体の全長が短いこ
とから、コラプス機構のみでは衝撃エネルギの吸収が十
分に行えない。しかし、本実施形態では、ステアリング
コラム１の脱落によりアッパシャフト５が解放される
と、入力側ヨーク３３の先端球状部７５が係合溝８７に
摺動自在に係合しているため、アッパシャフト５に作用
する荷重に応じて入力側ヨーク３３がクランクプレート
４７に対して揺動する。その結果、図３中に二点鎖線で
示したように、アッパシャフト５が入力側ヨーク３３と
伴にクロスピース４３を支点として矢印で示した方向に
回動し、これによっても衝撃エネルギの多くが吸収さ
れ、運転者の受ける衝撃が大幅に軽減されるのである。 【００１９】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、両ヨーク３３，３７に先端
球状部７５を形成したが、図７に示したように、片側の
ヨーク３３に先端円柱部９１を形成し、これをクランク
プレート４７の係合溝８７に係合させて、接触面積の増
大による耐久性の向上を図るようにしてもよい。また、
係合溝は、上記実施形態では入力側ヨークに形成するよ
うにしたが、出力側ヨークに形成するようにしてもよい
し、その場合にも同等の作用が得られる。更に、ステア
リング装置の全体構成を始め、ダブルカルダンジョイン
トの具体的構造等についても、本発明の主旨を逸脱しな
い範囲であれば適宜変更可能である。 【００２０】 【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るダブル
カル式等速ダンジョイントによれば、第１のシャフトが
基端部に連結される第１ヨークと、第２のシャフトが基
端部に連結される第２ヨークと、前記第１および第２ヨ
ークがそれぞれクロスピースを介して同位相に連結され
るセンタハウジングと、前記センタハウジング内に回動
自在に支持され、前記第１および第２ヨークの先端部の
同期偏芯支持に供される偏芯支持部材とを備えたダブル
カルダン式等速ジョイントにおいて、前記偏芯支持部材
は、前記第１および第２ヨークの先端部のいずれか一方
を、二次衝突時にラジアル方向に移動自在にするように
延びる係合溝により支持するものとしたため、衝突事故
時等に運転者がステアリングホイールに二次衝突して両
シャフト間に曲げ応力等が作用すると、例えば第１ヨー
クの先端部が偏芯支持部材に対してラジアル方向に移動
して、第１ヨークがクロスピースを支点にして基端部に
連結されたシャフトと伴に回動することになり、その際
に衝撃エネルギが吸収されて運転者の受ける衝撃が軽減
される。
ング装置に採用されるダブルカルダン式等速継手に関
し、詳しくは、衝突事故時における衝撃吸収性を向上さ
せる技術に関する。 【０００２】 【従来の技術】自動車のステアリング装置は、運転者の
操舵に供されるステアリングホイールと、車輪の操向を
行うステアリングギヤと、ステアリングホイールとステ
アリングギヤとを連結するステアリングシャフトとから
構成される。ステアリングシャフトとしては、ステアリ
ングホイールの軸線上にステアリングギヤが位置するも
のを除き、複数本のステアリングシャフトを連結したも
のが用いられる。例えば、ワンボックスカー等のキャブ
オーバ車では、運転者の足下フロアパネルの下方にステ
アリングギヤが位置する都合上、ステアリングホイール
と一体に傾斜したアッパステアリングシャフト（以下、
アッパシャフトと略称する）と、ダッシュボード後方に
垂直配置されたロアステアリングシャフト（以下、ロア
シャフトと略称する）とが用いられ、両シャフトが自在
継手により連結される。 【０００３】通常、２本構成のステアリングシャフトで
は、アッパシャフトとロアシャフトとを連結する継手と
して、カルダンジョイントが用いられることが多い。カ
ルダンジョイントは、一対のヨーク間にクロスピース
（十字軸）を揺動自在に介装させた簡便な自在継手であ
るが、両ヨークの中心軸が同一直線上にない場合には、
クロスピースの揺動により角速度が変化し、回転が不等
速に伝達されることが避けられない。そのため、キャブ
オーバ車等のステアリング装置にカルダンジョイントを
採用した場合、アッパシャフトとロアシャフトとの交角
が大きいことから、上述した回転伝達の不等速が無視し
得る範囲を超え、確実かつ円滑な操舵が行えなくなる等
の不具合が発生する。 【０００４】このような問題を解決するものとして、特
公昭５０−２１６１０号公報や特開平７−２５１７４６
号公報等では、ダブルカルダン式等速継手（以下、ダブ
ルカルダンジョイントと記す）を採用したステアリング
装置が提案されている。ダブルカルダンジョイントは、
センタハウジングを介して二つのカルダンジョイントを
組み合わせたもので、アッパシャフトの端部とロアシャ
フトの端部とが各々嵌入される入力側および出力側ヨー
クと、これらヨークとセンタハウジングとをそれぞれ揺
動自在に結合する一対のクロスピースと、両ヨークの先
端球状部を同位相で偏芯支持しながらセンタハウジング
内に回動自在に保持された偏芯支持部材とから構成され
ている。 【０００５】ダブルカルダンジョイントでは、例えば、
入力側ヨークが回転すると、その回転が入力側のクロス
ピース、センタハウジング、出力側のクロスピースを介
して出力側ヨークに伝達される。この際、偏芯支持部材
によって両ヨークが同位相で支持されるため、入力側の
クロスピースの揺動による角速度変化が出力側のクロス
ピースの揺動により打ち消され、回転伝達における不等
速は発生しない。尚、ダブルカルダンジョイントでは、
偏芯支持部材がセンタハウジング内に保持されているた
め、入力側ヨークと出力側ヨークとの交角は略一義的に
定まる。したがって、ステアリング装置に採用するにあ
たっては、アッパシャフトとロアシャフトとの交角に適
応する偏芯支持部材が製作される。 【０００６】 【発明が解決しようとする課題】近年の自動車用ステア
リング装置では、二次衝突時の衝撃エネルギを吸収させ
るべく、衝撃吸収式ステアリングシャフトが採用されて
いる。衝撃吸収式ステアリングシャフトは、運転者が二
次衝突した際にステアリングホイール側のステアリング
シャフトが短縮するもので、ステアリングシャフトをア
ウタシャフトとインナシャフトとに分割し、これらをセ
レーション等により相互摺動可能に係合させたものが一
般的である。しかるに、キャブオーバ車においては、ス
テアリングホイールが車体の前部に位置するためにアッ
パシャフトの全長が短くなり、衝撃吸収式ステアリング
シャフトのコラプス量（衝撃エネルギ吸収量）を十分に
確保することができない。そこで、旧来のカルダンジョ
イントを採用したものでは、二次衝突時にアッパシャフ
トがロアシャフトとの連結部を支点にしてステアリング
ホイールと一体に斜め下方あるいは斜め上方に倒れ、こ
れによっても衝撃エネルギを吸収させるようにしてい
る。 【０００７】ところが、ダブルカルダンジョイントを採
用したステアリング装置では、アッパシャフトとロアシ
ャフトとの交角が偏芯支持部材によって強固に保持され
るため、このようなアッパシャフトの倒れが殆ど期待で
きない。その結果、運転者は、衝突事故の際にステアリ
ングホイールに激しく二次衝突し、頭部や胸部を強打し
て深刻な損傷を受ける虞があった。このような問題を解
決するべく、ダブルカルダンジョイントに代え、バーフ
ィールドジョイント等の屈曲自在な等速継手を用いるこ
とも考えられたが、それらは許容交角が小さいことや部
品コストが非常に高い等の問題があり、キャブオーバ車
のステアリング装置に採用することが難しかった。 【０００８】本発明は、上記状況に鑑みなされたもの
で、自動車のステアリング装置に採用され、衝突事故時
における衝撃吸収性を向上させたダブルカルダン式等速
ジョイントを提供することを目的とする。 【０００９】 【課題を解決するための手段】本発明では、上記課題を
解決するべく、第１のシャフトが基端部に連結される第
１ヨークと、第２のシャフトが基端部に連結される第２
ヨークと、前記第１および第２ヨークがそれぞれクロス
ピースを介して同位相に連結されるセンタハウジング
と、前記センタハウジング内に回動自在に支持され、前
記第１および第２ヨークの先端部の同期偏芯支持に供さ
れる偏芯支持部材とを備えたダブルカルダン式等速ジョ
イントにおいて、前記偏芯支持部材は、前記第１および
第２ヨークの先端部のいずれか一方を、二次衝突時にラ
ジアル方向に移動自在にするように延びる係合溝により
支持するものを提案する。本発明によれば、両シャフト
間に曲げ応力等が作用すると、例えば第１ヨークの先端
部が偏芯支持部材に対してラジアル方向に移動し、第１
ヨークがクロスピースを支点にして基端部に連結された
シャフトと伴に回動する。 【００１０】 【発明の実施の形態】以下、本発明をキャブオーバ車の
ステアリング装置に適用した一実施形態を図面を参照し
て説明する。図１はステアリング装置の車室側部分を示
した斜視図、図２は同側面図であり、これらの図におい
て、符号１は衝撃吸収式（脱落式）のステアリングコラ
ムである。ステアリングコラム１は、車体側のブラケッ
ト３に樹脂ピン等により固着されており、図示しない軸
受を介してアッパシャフト５を回動自在に支持してい
る。アッパシャフト５には、その上端にステアリングホ
イール７が取り付けられる一方、下端にダブルカルダン
ジョイント９を介してロアシャフト１１が連結されてい
る。図中、１３はロアシャフト１１の下端に接続された
ステアリングギヤであり、１５はフロアパネル１７と共
に車室を画成するダッシュボードである。 【００１１】図３はアッパシャフト５とロアシャフト１
１との連結部位を示した側面図、図４と図５とはダブル
カルダンジョイント９の内部構造を９０度回転位相を変
えて示した縦断面図である。これらの図に示したよう
に、本実施形態のダブルカルダンジョイント９は、アッ
パシャフト５がその基端部３１に嵌入された入力側ヨー
ク３３と、ロアシャフト１１がその基端部３５に嵌入さ
れた出力側ヨーク３７と、互いに直交する第１軸３９と
第２軸４１とからなる一対のクロスピース４３と、これ
らクロスピース４３を介して両ヨーク３３，３７が同位
相で連結されるセンタハウジング４５と、センタハウジ
ング４５内に回動自在に保持されたクランクプレート
（偏芯支持部材）４７とから構成されている。 【００１２】センタハウジング４５は、フランジ部５１
と各一対のアーム部５３とからなる二つのフランジヨー
ク５５と、これらフランジヨーク５５間に介装された二
分割型のセンタプレート５７とからなっており、これら
がボルト５９およびナット６１により締結されている。
フランジヨーク５５の両アーム部５３には、クロスピー
ス支持穴６３が同心に穿設されており、これらクロスピ
ース支持穴６３に図示しないニードルベアリングを介し
てクロスピース４３の第１軸３９が回動自在に支持され
ている。 【００１３】入力側および出力側ヨーク３３，３７は、
その先端部がブリッジ部７１により接続された二股形状
のアーム部７３を構成要素としており、ブリッジ部７１
の先端面からは各ヨーク３３，３７の軸心と同軸に先端
球状部７５が突設されている。ヨーク３３，３７の両ア
ーム部７３には、クロスピース保持穴７７が同心に穿設
されており、これらクロスピース保持穴７７に図示しな
いニードルベアリングを介してクロスピース４３の第２
軸４１が支持されている。 【００１４】クランクプレート４７は、センタプレート
５７に滑りブッシュ６５を介して回動自在に支持される
軸部８１と、入力側ヨーク３３に対峙する入力側係合部
８３と、出力側ヨーク３７に対峙する出力側係合部８５
とからなっている。 【００１５】図６に示したように、クランクプレート４
７の入力側係合部８３には、入力側ヨーク３３の先端球
状部７５が摺動および回動自在に係合する係合溝８７が
同図中で上下方向に沿って形成され、出力側係合部８５
には出力側ヨーク３７の先端球状部７５が回動自在に係
合する係合穴８９が中心から同図中で上方に所定量偏芯
した位置に穿設されている。図４，図５に示したよう
に、係合溝８７は、入力側ヨーク３３がクロスピース４
３を支点として揺動した際における先端球状部７５の矢
印で示した方向の回動を許容するべく、その溝底部が円
弧状に形成されている。尚、係合溝８７の中心線は、ク
ランクプレート４７の表裏において、係合穴８９の中心
を通っており、図４，図５に示した状態では両ヨーク３
３，３７の先端球状部７５が同期偏芯支持されている。 【００１６】以下、本実施形態におけるステアリング装
置の作用を述べる。旋回時あるいは旋回からの復帰時に
おいて、運転者がステアリングホイール７を回転させる
と、その回転は、アッパシャフト５と一体の入力側ヨー
ク３３から、入力側のクロスピース４３、センタハウジ
ング４５、出力側のクロスピース４３を介して、出力側
ヨーク３７に伝達される。この際、クランクプレート４
７によって両ヨーク３３，３７の先端球状部７５が同期
偏芯支持されているため、入力側のクロスピース４３の
揺動に起因する角速度変化が出力側のクロスピース４３
の揺動により打ち消される。そのため、ダブルカルダン
ジョイント９の入力側と出力側との間では不等速な回転
伝達は発生せず、ステアリングホイール７の回転量と出
力側ヨーク３７の回転量とが常に等しくなる。尚、本実
施形態では、入力側ヨーク３３は、その先端球状部７５
が係合溝８７に係合しているため、クランクプレート４
７に対して揺動可能である。ところが、ステアリング装
置の組立状態においては、アッパシャフト５とロアシャ
フト１１との交角が一定となるため、入力側ヨーク３３
のクランクプレート４７に対する角度は一義的に定ま
り、両ヨーク３３，３７の先端球状部７５が同期偏芯支
持されるのである。 【００１７】出力側ヨーク３７に伝達された回転は、基
端部３５に嵌入されたロアシャフト１１を介して、ステ
アリングギヤ１３に伝達される。ステアリングギヤ１３
内には回転入力を直線運動に変換するラックアンドピニ
オン機構が内蔵されており、図示しないラックに連結さ
れた左右のタイロッド１９，２１がステアリングギヤ１
３に対して左右に移動する。これにより、ステアリング
ホイール７の回転量に応じて、タイロッド１９，２１に
接続した図示しない車輪のトー角が変化することにな
り、運転者が意図した通りに自動車の車体が旋回あるい
は直進することになる。尚、ステアリングギヤには、ラ
ックアンドピニオン式の他、ボールスクリュー式やウォ
ームローラ式等、種々の形式が公知であり、本発明はい
ずれの形式にも適用可能である。 【００１８】一方、自動車が他の自動車や建造物等に衝
突すると、運転者が慣性でステアリングホイールに二次
衝突し、アッパシャフト５には大きな衝撃荷重が作用す
る。この場合、ステアリングコラム１が車体側のブラケ
ット３から脱落すると共に、コラプス機構の作用により
アッパシャフト５が短縮するが、前述したように、キャ
ブオーバ車では、アッパシャフト５自体の全長が短いこ
とから、コラプス機構のみでは衝撃エネルギの吸収が十
分に行えない。しかし、本実施形態では、ステアリング
コラム１の脱落によりアッパシャフト５が解放される
と、入力側ヨーク３３の先端球状部７５が係合溝８７に
摺動自在に係合しているため、アッパシャフト５に作用
する荷重に応じて入力側ヨーク３３がクランクプレート
４７に対して揺動する。その結果、図３中に二点鎖線で
示したように、アッパシャフト５が入力側ヨーク３３と
伴にクロスピース４３を支点として矢印で示した方向に
回動し、これによっても衝撃エネルギの多くが吸収さ
れ、運転者の受ける衝撃が大幅に軽減されるのである。 【００１９】以上で具体的実施形態の説明を終えるが、
本発明の態様は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、両ヨーク３３，３７に先端
球状部７５を形成したが、図７に示したように、片側の
ヨーク３３に先端円柱部９１を形成し、これをクランク
プレート４７の係合溝８７に係合させて、接触面積の増
大による耐久性の向上を図るようにしてもよい。また、
係合溝は、上記実施形態では入力側ヨークに形成するよ
うにしたが、出力側ヨークに形成するようにしてもよい
し、その場合にも同等の作用が得られる。更に、ステア
リング装置の全体構成を始め、ダブルカルダンジョイン
トの具体的構造等についても、本発明の主旨を逸脱しな
い範囲であれば適宜変更可能である。 【００２０】 【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るダブル
カル式等速ダンジョイントによれば、第１のシャフトが
基端部に連結される第１ヨークと、第２のシャフトが基
端部に連結される第２ヨークと、前記第１および第２ヨ
ークがそれぞれクロスピースを介して同位相に連結され
るセンタハウジングと、前記センタハウジング内に回動
自在に支持され、前記第１および第２ヨークの先端部の
同期偏芯支持に供される偏芯支持部材とを備えたダブル
カルダン式等速ジョイントにおいて、前記偏芯支持部材
は、前記第１および第２ヨークの先端部のいずれか一方
を、二次衝突時にラジアル方向に移動自在にするように
延びる係合溝により支持するものとしたため、衝突事故
時等に運転者がステアリングホイールに二次衝突して両
シャフト間に曲げ応力等が作用すると、例えば第１ヨー
クの先端部が偏芯支持部材に対してラジアル方向に移動
して、第１ヨークがクロスピースを支点にして基端部に
連結されたシャフトと伴に回動することになり、その際
に衝撃エネルギが吸収されて運転者の受ける衝撃が軽減
される。
【図面の簡単な説明】
【図１】ステアリング装置の車室側部分を示した斜視図
である。 【図２】ステアリング装置の車室側部分を示した側面図
である。 【図３】アッパシャフトとロアシャフトとの連結部位を
示した側面図である。 【図４】ダブルカルダンジョイントの内部構造を示した
縦断面図である。 【図５】図４に対して９０度回転位相を変えてダブルカ
ルダンジョイントの内部構造を示した縦断面図である。 【図６】クランクプレートとヨークとの連結態様を示し
た分解斜視図である。 【図７】クランクプレートとヨークとの連結態様を示し
た分解斜視図である。 【符号の説明】 ５‥‥アッパステアリングシャフト ９‥‥ダブルカルダンジョイント １１‥‥ロアステアリングシャフト ３３‥‥入力側ヨーク ３７‥‥出力側ヨーク ４３‥‥クロスピース ４５‥‥センタハウジング ４７‥‥クランクプレート ７５‥‥先端球状部 ８１‥‥軸部 ８３‥‥入力側係合部 ８５‥‥出力側係合部 ８７‥‥係合溝 ８９‥‥係合穴 ９１‥‥先端円柱部
である。 【図２】ステアリング装置の車室側部分を示した側面図
である。 【図３】アッパシャフトとロアシャフトとの連結部位を
示した側面図である。 【図４】ダブルカルダンジョイントの内部構造を示した
縦断面図である。 【図５】図４に対して９０度回転位相を変えてダブルカ
ルダンジョイントの内部構造を示した縦断面図である。 【図６】クランクプレートとヨークとの連結態様を示し
た分解斜視図である。 【図７】クランクプレートとヨークとの連結態様を示し
た分解斜視図である。 【符号の説明】 ５‥‥アッパステアリングシャフト ９‥‥ダブルカルダンジョイント １１‥‥ロアステアリングシャフト ３３‥‥入力側ヨーク ３７‥‥出力側ヨーク ４３‥‥クロスピース ４５‥‥センタハウジング ４７‥‥クランクプレート ７５‥‥先端球状部 ８１‥‥軸部 ８３‥‥入力側係合部 ８５‥‥出力側係合部 ８７‥‥係合溝 ８９‥‥係合穴 ９１‥‥先端円柱部
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】第１のシャフトが基端部に連結される第１
ヨークと、 第２のシャフトが基端部に連結される第２ヨークと、 前記第１および第２ヨークがそれぞれクロスピースを介
して同位相に連結されるセンタハウジングと、 前記センタハウジング内に回動自在に支持され、前記第
１および第２ヨークの先端部の同期偏芯支持に供される
偏芯支持部材と を備えたダブルカルダン式等速ジョイントにおいて、 前記偏芯支持部材は、前記第１および第２ヨークの先端
部のいずれか一方を、二次衝突時にラジアル方向に移動
自在にするように延びる係合溝により支持していること
を特徴とするダブルカルダン式等速ジョイント。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01647498A JP3475766B2 (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | ダブルカルダン式等速ジョイント |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP01647498A JP3475766B2 (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | ダブルカルダン式等速ジョイント |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11201181A JPH11201181A (ja) | 1999-07-27 |
| JP3475766B2 true JP3475766B2 (ja) | 2003-12-08 |
Family
ID=11917282
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP01647498A Expired - Fee Related JP3475766B2 (ja) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | ダブルカルダン式等速ジョイント |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3475766B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230090519A (ko) * | 2021-12-15 | 2023-06-22 | 남양넥스모 주식회사 | 차량 조향장치용 인터미디어트 샤프트 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3041129B2 (ja) * | 1992-03-16 | 2000-05-15 | トヨタ自動車株式会社 | ステアリング装置用等速ジョイント |
| JPH0717413A (ja) * | 1993-07-02 | 1995-01-20 | Toyota Motor Corp | 衝撃吸収ステアリング装置 |
| JP2955470B2 (ja) * | 1994-06-23 | 1999-10-04 | トヨタ自動車株式会社 | 等速ユニバーサルジョイント |
| JPH08145069A (ja) * | 1994-11-21 | 1996-06-04 | Koyo Seiko Co Ltd | 軸継手 |
-
1998
- 1998-01-13 JP JP01647498A patent/JP3475766B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11201181A (ja) | 1999-07-27 |
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