JP3950697B2 - Intermediate shaft of steering device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ステアリング装置の中間軸に関する。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
例えば、トラック用のステアリング装置では、トラックの運転台をシャシーに対して前方に倒すキャブチルトのために、運転台に取り付けられるステアリングコラムのステアリングシャフトと、シャシーに取り付けられる舵取り装置とを、伸縮自在のインターミディエイトシャフト(以下、中間軸ともいう。)を介して連結しているものがある。
【0003】
このような中間軸では、筒部材に軸部材を嵌め込み、軸部材と筒部材とを一体回転可能且つ軸方向に相対摺動自在としている。通例、筒部材の一端には底部が設けられ、他端の開口端には、中実形状の軸部材が通されている。また、軸部材と筒部材との間には、雨水や泥等の異物が浸入しないようにダストシールが設けられていて、筒部材の内部は密封されている。
このため、中間軸を収縮させるときに、筒部材内の空気圧が高まり、押し込んだ軸部材をフリーにすると、軸部材が空気圧によって押し戻されるいわゆる跳ね返りを生じることがあった。また、筒部材の内圧上昇時に、ダストシールのリップ部を通じて、若干の空気の抜けは期待できるが、不充分であった。
【0004】
そこで、本発明の目的は、上述の技術的課題を解決し、異物の浸入を抑制しつつ、伸縮時に内外で空気の流通量を十分に確保できるステアリング装置の中間軸を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
請求項1に記載の発明は、一端が閉じられて他端が開口する筒部材と、この筒部材の開口端を通して軸方向に相対摺動自在に嵌合され筒部材と一体回転する軸部材とを有するステアリング装置の中間軸であって、上記軸部材の両端部に開口を持ち外気を筒部材内に流通可能な軸方向に延びる通路を備え、上記軸部材の両端部のうち筒部材内に挿入された端部には、筒部材内に臨むように通路の一方の開口が形成され、この一方の開口に、通気用貫通孔を形成可能な弾性体からなる通気弁が設けられ、この弾性体からなる通気弁は、筒部材内の空気圧と軸部材の通路内の空気圧に差が生じたときのみ弾性変形によって通気用貫通孔を形成することにより、筒部材内に溜められるグリースの流出を抑制しつつ、通路内と筒部材内との間で空気を流通させることを特徴とする。軸方向に長く延びる通路があれば、異物が筒部材内に浸入することを抑制しつつ、空気の流通量を大きく確保できる。その結果、中間軸をスムーズに伸縮させることができる。
また、中間軸が縮められるとき、筒部材内から通路へグリースが浸入することを防止できる。従って、必要とされるところに供給すべきグリースの量が不足することがない。
【0007】
請求項2に記載の発明は、請求項1において、上記筒部材内の空気が外部に排出されることを許容する逆止弁を備え、この逆止弁は、筒部材の開口端に配置されて軸部材の外周と摺接するリップを有するダストシールからなることを特徴とする。この発明によれば、上述の通路を介して筒部材内外の空気の流通を確保できるので、通常のダストシールを用いる場合であっても、そのリップを空気の流入を阻止する逆止弁として機能させることができる。その結果、異物の浸入を防止するダストシールの効果を高めることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、参考例のステアリング装置およびその中間軸を図面を参照しつつ説明する。図1は、参考例のステアリング装置の概略構成を示す側面視での模式図である。
ステアリング装置1は、車輪(図示せず)を操向するためにステアリングホイール2の動きを伝達するステアリングシャフト3と、このステアリングシャフト3を内部に通して回転自在に支持するステアリングコラム4とを有している。ステアリングシャフト3の一方の端部5にステアリングホイール2が連結されている。ステアリングシャフト3の他方の端部6には、一体回転可能に自在継手7,8、中間軸9等を介して、ピニオン、ラック軸等を含む舵取り機構10が連結されている。ステアリングホイール2が回されると、その回転がステアリングシャフト3、自在継手7,8、中間軸9等を介して舵取り機構10に伝達され、これにより車輪を操向することができる。
【0010】
中間軸9は、筒部材11と、この筒部材11と嵌合される軸部材12と、軸部材12と筒部材11との間を封止するダストシール13とを有している。筒部材11および軸部材12は、中間軸9の中心軸線と同軸上に配置される。また、中間軸9は、筒部材11と一体回転可能で舵取り機構10側に配置される一方の自在継手8と、軸部材12と一体回転可能でステアリングコラム4側に配置される他方の自在継手7とを有している。各自在継手7,8は、図2に一部を図示したように、フォーク形状をなす一対のヨーク14を十字軸15を介して連結して構成されている。
【0011】
図2および図3を参照する。
筒部材11は、中間軸9の軸方向(以下、単に軸方向ともいう。矢印S参照。)に沿って延びる円筒形状の主体部30と、主体部30の一端に設けられて主体部30の内部を塞ぐ円板状の底部31と、底部31に隣接して配置されて対応する一方の自在継手8のヨーク14とを有する。筒部材11の一端35には、ヨーク14と、底部31と、これに隣接する主体部30の部分とが設けられている。これらの各部30,31,14は一体に形成されてもよいし、別体で形成されたものを溶接等により互いに固定してもよい。底部31と、主体部30と、この主体部30に嵌合された軸部材12の端部41とにより、筒部材11の内部に、筒部材11と軸部材12との嵌合部を潤滑するためのグリースを収容する収容室16が区画されている。筒部材11の他端34では、主体部30の端部32が開口され、この端部32(開口端32ともいう。)から軸方向の所定範囲に嵌合部が形成されている。この嵌合部が軸部材12の嵌合部と嵌合する。
【0012】
軸部材12は、中空形状で軸方向に沿って延びる主体部40と、この主体部40の端部に溶接により固定されて他方の自在継手7の対応する側のヨーク14とを有する。筒部材11の内側となる軸部材12の端部41は、主体部40の嵌合部を有する。この嵌合部は、筒部材11の主体部30の開口端32を通して筒部材11の上述の嵌合部と軸方向に相対摺動自在に嵌合され、これにより軸部材12と筒部材11とが一体回転する。これら両部材11,12の嵌合部は、例えば、セレーション嵌合構造、スプライン嵌合構造とされていて、軸部材12と筒部材11とが一体回転可能且つ軸方向に相対摺動可能な公知の構造を利用することができる。
【0013】
ステアリングシャフト3からの回転力は、自在継手7、軸部材12、筒部材11、および自在継手8を介して、舵取り機構10に伝達される。また、軸部材12と筒部材11とが相対摺動することにより、中間軸9を軸方向に伸縮させることができる。
特に、参考例では、中間軸9の伸縮をスムーズにできるように、以下のように構成されている。すなわち、軸部材12には、軸部材12の両端部41,42に開口51,52を持ち外気を筒部材11内に流通可能な軸方向に延びる通路50が設けられている。
【0014】
通路50は、軸部材12の主体部40と、この主体部40に隣接する自在継手7のヨーク14とを軸方向に連続して貫通する。通路50は、筒部材11内に臨む一方の開口51と、中間軸9の外部OUに臨む他方の開口52と、両開口51,52を通気可能につなぎ軸方向に沿って直線状に延びる孔からなる中間部53とを有している。
このような軸方向に長く延びる通路50であれば、外部OUからの異物がこの通路50を通過し難くできる。従って、筒部材11内への異物の浸入を抑制しつつ、空気の流通量を大きく確保できる結果、中間軸9をスムーズに伸縮させることができる。例えば、いわゆる跳ね返りの虞がない。
【0015】
一方の開口51は、軸部材12が開口端32から最も延び出したときであっても、開口端32よりも筒部材11の内側部分に臨むように、軸部材12の一方の端部41に配置され、例えば、軸部材12の嵌合部に対応する主体部40の部分に配置される。軸部材12の端部41は、主体部40の端面と、この端面に隣接してつながる主体部40の外周とを有する。本参考例では、開口51は、端面に形成されている。
【0016】
他方の開口52は、軸方向についての軸部材12のもう一方の端部42に配置されている。この端部42は、軸部材12の一部となる対応する上述のヨーク14と、このヨーク14に隣接する主体部40の外周とを有している。ヨーク14は、互いに対向し十字軸15を支持する一対の支持部56と、この支持部56同士を接続する接続部57とを有する。例えば、本参考例では、開口52はヨーク14の接続部57に形成されているが、軸部材12の端部42にあればよく、例えば、主体部40の外周に形成してもよい。要は、開口52は、外気を流通できるように開放されていればよい。
【0017】
両開口51,52の断面積は、軸方向を切る断面における中間部53の断面積よりも、小さくされている。このように、開口51,52の少なくとも一方を小さくすることにより、外部からの異物が筒部材11内により一層到達し難くできる。また、開口51を小さくすることにより、収容室16から通路50へグリースが浸入することを防止できる。しかも、中間部53は大きくても構わないので、通路50を形成し易い。
【0018】
このように、参考例では、両開口51,52を小さくすることにより、異物の浸入を抑制できるので、通路50は筒部材11内部および中間軸9の外部OUに対して常に開かれていて、構造を簡素化されている。
中間軸9は、筒部材11内の空気のみが外部OUに排出されることを許容し且つ外部OUの空気が筒部材11内に流入することを阻止する逆止弁18を有している。特に、本参考例の逆止弁18は、筒部材11の開口端32に配置されて軸部材12の主体部40の外周43と摺接するリップ58を有するダストシール13からなる。上述の通路50を介して筒部材11内外の空気の流通を確保できるので、ダストシール13が通常のダストシールである場合であっても、リップ58を空気の流入を阻止する逆止弁18として機能させることができる。その結果、異物の浸入を防止するダストシール13の効果を高めることができる。
【0019】
ダストシール13は、軸部材12の外周43と筒部材11の主体部30との間を封止し、異物が外部OUから筒部材11の内部に浸入しないようにしつつ、筒部材11内のグリースが外部に漏れ出さないようにする。
ダストシール13は、ゴム材料等の弾性部材により環状に形成され、断面略溝形形状をなし、この溝形は軸方向の一方に向けて開いていて、水等の異物の流通を阻止しつつ空気の外部OUへの流通を許容する形状をしている。ダストシール13の内周部は上述のリップ58を有する。ダストシール13の外周部は筒部材11にカバー19により固定される。ダストシール13の内周部と外周部とは、軸方向の一方の端縁同士で円板状の接続部により接続されている。内周部13のリップ58は、接続部の内周から軸方向について外側へ向けて延びている。
【0020】
中間軸9が伸ばされるときには、筒部材11内の空き空間が広がり、その空気圧が外部の気圧に対して低圧になり、リップ58の背面にかかる圧力が高まり、リップ58は軸部材12の外周43に相対的に強く押し付けられて密着して接触する。その結果、外部からの空気や異物の浸入が防止される。また、筒部材11内が外部よりも低圧になるのに伴い、外気が、図3(a)に示すように、開口52から通路50を通じて筒部材11の内部に流入する(外気の流れを示す矢印OA参照)。
【0021】
一方、中間軸9が縮められるときには、筒部材11内の空気圧が外部OUの気圧に対して高圧になり、空気が開口51から通路50を通じて外部OUへ流れる(内気の流れを示す矢印IB参照)。これとともに、空気圧により、リップ58は径方向の外方に付勢され、リップ58と軸部材12の外周43との間にわずかな隙間を開け、この隙間を通して、図3(b)に示すように、筒部材11内から空気を流出させて、高圧を開放する(内気の流れを示す矢印IA参照)。このときに、軸部材12が筒部材11内に入ろうとするのに伴って、外部の異物が隙間を通じて入ろうとしても、隙間から吹き出す空気により浸入を阻止される。また、上述の隙間はわずかでしかも瞬間的に開くだけであり、概ねシールリップ58は軸部材12の外周43に押し付けられ、異物の浸入を防止する。
【0022】
本発明の第1実施形態では、上述の中間軸9に代えて、図4および図5に示すように、中間軸20が設けられる。なお、以下では、参考例と異なる点を中心に説明し、同じ部分については同様の符号を付して説明を省略する。
中間軸20は、上述の筒部材11と、軸部材21と、ダストシール22と、通気弁23とを有している。
軸部材21は、上述の軸部材12に代えて用いられる。軸部材12では、開口51は中間部53とほぼ同じ大きさとされている。軸部材12には、筒部材11内に臨む通路50の開口51に、通気弁23が設けられている。開口51に隣接し軸方向についての収容室16寄りに、通気弁23を取り付けるための取付構造としての嵌合孔44が形成されている。この嵌合孔44に通気弁23が取付部材24を介して取り付けられる。この嵌合孔44は、開口51と連続し、通路50の中間部53とほぼ同じ内径とされている。
【0023】
通気弁23は、筒部材11内に溜められるグリースの流出を抑制しつつ、通路50内と筒部材11内との間で空気を流通させることができる。通気弁23を開口51に設けることにより、中間軸20が縮められるとき、筒部材11内から通路50へグリースが浸入することを防止できる。従って、筒部材11と軸部材12との嵌合部等の必要とされるところに供給すべきグリースの量が不足することがない。また、通路50に設けた通気弁23であれば、異物が通路50を通じて浸入することを確実に阻止できる。
【0024】
通気弁23は、例えば、合成ゴム、天然ゴム等の弾性材料のみからなる一体成形品であり、中心部に通気用貫通孔61が形成されてなる円筒体の軸方向両端にフランジ状の係止部60が形成された形状を有する。通気弁23の両端の係止部60を除く中央部が、取付部材24に形成された取付用貫通孔62に嵌まり込むことによって、通気弁23は取付部材24に対して取り付けられる。取付前の状態では、図5(b)に示すように、通気弁23の中央部の外径寸法DAは取付部材24の取付用貫通孔62の内径寸法よりも大きく、通気弁23の取付部材24への取付状態では、弾性材料の変形によって通気用貫通孔61が弾性的に塞がれるように構成されている。
【0025】
通気弁23は、その両側の空気圧に差圧が生じたときにのみ、弾性体の変形を利用し、通気用貫通孔61をわずかに開き、空気のみ双方向に流通させることができ、異物やグリースの通過を阻止する。これにより、筒部材11内のグリースが吸い出されることがなく、しかも筒部材11内の気圧が高まらずに済む。
ダストシール22は、ダストシール13に代えて用いられ、異物および空気の流通を阻止するようにされ、例えば、リップを有していないものであっても、公知の構成のものを利用できるが、上述のダストシール13を用いてもよい。
【0026】
ところで、従来の中間軸には、通気弁を筒部材の底部に配置するものがある。通例、立設状態とされる中間軸では、筒部材は軸部材よりも下方に配置される。この場合、仮に、グリースが筒部材の底部に溜まると、底部にある通気弁を塞ぐことが懸念される。これに対して本発明の実施形態では、通路50が収容室16よりも上方となる軸部材12に設けられるので、仮に筒部材11の底部31にグリースが溜まるとしても、通路50は塞がらず、通気性が低下する虞はない。
【0027】
本発明の別の参考例では、中間軸9に代えて、図6に示すように、中間軸25が設けられる。中間軸25は、上述の筒部材11と、軸部材26と、上述のダストシール22とを有している。中間軸25は、第1の実施形態において通気弁23を省略し、開口51を参考例とほぼ同様に設けたものである。
軸部材26は、端部41側の開口51の断面積が限定されている点で、軸部材12と異なる。開口51の断面積は、軸部材12の外周43と、筒部材11の主体部30の内周36との隙間27、すなわち、筒部材11および軸部材12の相対向する嵌合部同士の隙間27の断面積よりも小さくされている。
【0028】
このように開口51を小さくするという簡素な構成で、空気の流通を確保しつつ、グリースが筒部材11内から通路50へ逃げずに済む。従って、必要とされるところに十分な量のグリースを供給することができる。また、隙間27よりも断面積を小さくした開口51であれば、さらに、軸部材12の端部41の端面の中心近傍に配置される開口51であれば、通路50内へのグリースの浸入を防止する効果を、実用上問題ない程度に得ることができて、好ましい。
【0029】
このように本発明の各実施形態および参考例によれば、各軸部材12,21,26に通路50を設けることにより、筒部材11への通気量を十分に確保してスムーズな伸縮を達成しつつ、異物の浸入やグリースの不足を防止することができる。
なお、参考例の通路50の開口51に、第1実施形態の通気弁23を設けても良いし、開口51の断面積を本発明の別の参考例と同様に構成してもよい。その他、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 参考例のステアリング装置の概略構成の側面視での模式図。
【図2】 図1の中間軸の要部の側面断面図である。
【図3】 図1の中間軸の動作を模式的に示す側面図であり、(a)に伸長時、(b)に収縮時の状態を示す。
【図4】 本発明の第1実施形態のステアリング装置の中間軸の要部の側面断面図。
【図5】 図4に示す中間軸の通気弁の側面断面図であり、(a)に取付部材へ取り付けた状態、(b)に取付部材への取付前の状態を示す。
【図6】 本発明の別の参考例のステアリング装置の中間軸の要部の正面断面図であり、図2のAA断面に対応する部分を示す。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an intermediate shaft of a steering device.
[0002]
[Background Art and Problems to be Solved by the Invention]
For example, in a steering device for a truck, a steering shaft for a steering column attached to the driver's cab and a steering device attached to the chassis can be extended and retracted in order to cablt down the truck cab forward with respect to the chassis. Some are connected via an intermediate shaft (hereinafter also referred to as an intermediate shaft).
[0003]
In such an intermediate shaft, the shaft member is fitted into the tubular member, and the shaft member and the tubular member can be integrally rotated and relatively slidable in the axial direction. Typically, a bottom portion is provided at one end of the cylindrical member, and a solid shaft member is passed through the open end of the other end. In addition, a dust seal is provided between the shaft member and the cylindrical member so that foreign matter such as rainwater and mud does not enter, and the inside of the cylindrical member is sealed.
For this reason, when the intermediate shaft is contracted, the air pressure in the cylindrical member is increased, and if the pushed-in shaft member is made free, the shaft member may be rebounded by the air pressure. Further, when the internal pressure of the cylindrical member is increased, some air can be expected to escape through the lip portion of the dust seal, but it is insufficient.
[0004]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an intermediate shaft of a steering device that can solve the above technical problem and can sufficiently secure a flow amount of air inside and outside during expansion and contraction while suppressing intrusion of foreign matter.
[0005]
[Means for Solving the Problems and Effects of the Invention]
The invention according to
Further, when the intermediate shaft is contracted, it is possible to prevent grease from entering the passage from the inside of the cylindrical member. Therefore, there is no shortage of the amount of grease to be supplied where it is needed.
[0007]
The invention according to
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, a steering device and an intermediate shaft of a reference example will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic side view showing a schematic configuration of a steering device of a reference example .
The
[0010]
The
[0011]
Please refer to FIG. 2 and FIG.
The
[0012]
The
[0013]
The rotational force from the steering shaft 3 is transmitted to the
In particular, the reference example is configured as follows so that the
[0014]
The
With such a
[0015]
One
[0016]
The
[0017]
The cross-sectional areas of both
[0018]
In this way, in the reference example , the entry of the foreign matter can be suppressed by reducing both the
The
[0019]
The
The
[0020]
When the
[0021]
On the other hand, when the
[0022]
In the first embodiment of the present invention, instead of the
The
The
[0023]
The
[0024]
The
[0025]
The
The
[0026]
By the way, in the conventional intermediate shaft, there is one in which a vent valve is arranged at the bottom of the cylindrical member. Typically, in the intermediate shaft that is in the standing state, the cylindrical member is disposed below the shaft member. In this case, if grease accumulates at the bottom of the cylindrical member, there is a concern that the ventilation valve at the bottom is blocked. On the other hand, in the embodiment of the present invention, since the
[0027]
In another reference example of the present invention , an
The
[0028]
Thus, with a simple configuration in which the
[0029]
As described above, according to each embodiment and reference example of the present invention, by providing the
Note that the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram in a side view of a schematic configuration of a steering device of a reference example.
FIG. 2 is a side cross-sectional view of a main part of the intermediate shaft in FIG.
3 is a side view schematically showing the operation of the intermediate shaft in FIG. 1, in which (a) shows a state during expansion and (b) shows a state during contraction.
FIG. 4 is a side sectional view of a main part of an intermediate shaft of the steering device according to the first embodiment of the present invention.
5 is a side cross-sectional view of the vent valve of the intermediate shaft shown in FIG. 4, where (a) shows a state attached to the attachment member, and (b) shows a state before attachment to the attachment member.
6 is a front cross-sectional view of a main part of an intermediate shaft of a steering device according to another reference example of the present invention, showing a portion corresponding to the AA cross section of FIG. 2;
Claims (2)
上記軸部材の両端部に開口を持ち外気を筒部材内に流通可能な軸方向に延びる通路を備え、
上記軸部材の両端部のうち筒部材内に挿入された端部には、筒部材内に臨むように通路の一方の開口が形成され、
この一方の開口に、通気用貫通孔を形成可能な弾性体からなる通気弁が設けられ、
この弾性体からなる通気弁は、筒部材内の空気圧と軸部材の通路内の空気圧に差が生じたときのみ弾性変形によって通気用貫通孔を形成することにより、筒部材内に溜められるグリースの流出を抑制しつつ、通路内と筒部材内との間で空気を流通させることを特徴とするステアリング装置の中間軸。It is an intermediate shaft of a steering device having a cylindrical member having one end closed and the other end opened, and a shaft member that is fitted in an axial direction through the open end of the cylindrical member so as to be relatively slidable in the axial direction. And
A passage extending in the axial direction having openings at both ends of the shaft member and allowing outside air to flow into the cylindrical member,
One end of the passage is formed at the end portion inserted into the cylindrical member among the both ends of the shaft member so as to face the cylindrical member,
This one opening is provided with a ventilation valve made of an elastic body capable of forming a through hole for ventilation,
This ventilation valve made of an elastic body forms a through-hole for ventilation by elastic deformation only when a difference occurs between the air pressure in the cylinder member and the air pressure in the passage of the shaft member, so that the grease accumulated in the cylinder member can be reduced. An intermediate shaft of a steering device, wherein air is circulated between a passage and a cylindrical member while suppressing outflow.
この逆止弁は、筒部材の開口端に配置されて軸部材の外周と摺接するリップを有するダストシールからなることを特徴とするステアリング装置の中間軸。In the intermediate shaft of claim 1 Symbol mounting of the steering device, comprising a check valve that allows air in the cylinder member is discharged to the outside,
The check valve is an intermediate shaft of the steering device, and is composed of a dust seal having a lip disposed at the opening end of the cylindrical member and in sliding contact with the outer periphery of the shaft member.
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