JP5523971B2 - 自在継手の遮水構造 - Google Patents

Description

本発明は、ステアリングシャフトとステアリングギヤボックスとのジョイント部に用いる自在継手の遮水構造に関する。

車両のステアリング装置に於て、ステアリングシャフトはステアリングホイールの操作力をステアリングギヤボックスに伝えるもので、一般にステアリングシャフトとステアリングギヤボックスとのジョイント部に自在継手が使用されている。

そして、特許文献１に開示されるように、従来、車室内からステアリングギヤボックスへの異物の落下防止、車室外から車室内への騒音防止等を目的として、車室内側からステアリングシャフトとステアリングギヤボックスのジョイント部を覆うステアリングジョイントカバーがキャブフロアに装着されている。

しかし、ステアリングシャフトとステアリングギヤボックスのジョイント部はエンジンルーム内に配置される構造上、車両レイアウトやキャブデザインによって、雨天時にジョイント部分が走行風で被水してしまう場合がある。

また、キャブをチルトしてドライバーが高圧洗浄水で車体を洗浄する場合、高圧洗浄水がジョイント部分にかかって自在継手への浸水に繋がり、中のグリスを洗い流してしまう虞もあった。

一方、自動車や工作機械を始め、各種の産業機械の自在継手部位を保護するゴム状の弾性部材からなる自在継手用ブーツ（以下、「ブーツ」という）が特許文献２に開示されている。

このブーツは、小径リング部と大径リング部との間が蛇腹部とされ、小径リング部から大径リング部に亘って分割部が形成された構造からなり、小径リング部と大径リング部は、ブーツを自在継手部位に装着する際の固定部位としての役割を担っている。
分割部は、自在継手部位へのブーツの装着、脱着作業を容易にするもので、斯かるブーツを既述したステアリングシャフトとステアリングギヤボックスのジョイント部に用いることで、自在継手を水から保護することが可能となる。

特開２００８−８７７１８号公報 特許第４４０５４７０号公報

しかし乍ら、斯様に蛇腹状に形成されたブーツをステアリングシャフトとステアリングギヤボックスのジョイント部に使用した場合、内部の自在継手がカバーに当たらないようにブーツを形成することでブーツ全体が嵩張り、エンジンルーム内の周辺機器とのクリアランスを確保する必要から、エンジンルーム内のレイアウトの自由度が制限されてしまう虞がある。

また、前記ブーツは小径リング部と大径リング部、即ち、ブーツの上下２箇所を固定する構造上、例えばステアリングシャフトに大径リング部側を固定し、小径リング部側をステアリングギヤボックスのウォームシャフトに固定する必要がある。
しかし、ステアリングシャフトやウォームシャフトに、夫々、被取付構造を新たに設けなければならず、構造が複雑になってコストがかかってしまう欠点がある。

而も、斯様に上下２箇所を固定するため作業も煩雑であると共に、自在継手部分に後付けする構造上、既述したように小径リング部から大径リング部に亘って分割部を設ける等、ブーツ自体の構造も複雑なものとなっていた。

本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもので、ステアリングシャフトとステアリングギヤボックスのジョイント部に用いる自在継手の確実な遮水を図るに当たり、既述したブーツに比しコストが安く、組付作業性に優れた自在継手の遮水構造を提供することを目的とする。

一つの観点によれば、本件開示の自在継手の遮水構造は、フロアパネルを挿通してエンジンルーム内に突出するステアリングシャフトの下部に、低硬度弾性樹脂材料で形成され、下端側が開口し、内周に下端側の開口方向へ傾斜する遮水用突起が設けられた非蛇腹形状の筒状の遮水カバーを締結部材で固定し、前記遮水カバーで、前記ステアリングシャフトとステアリングギヤボックスとを連結する自在継手を覆うと共に、前記締結部材の締結部位より下側のステアリングシャフトの外周に、前記遮水カバーの内周に係止して当該遮水カバーの脱落を防止する脱落防止部を設けたことを特徴とする。

本件開示の自在継手の遮水構造によれば、
[1]ステアリングシャフトとステアリングギヤボックスのジョイント部に用いる自在継手（特にグリスが充填された自在継手の軸部）の確実な遮水を図ることができる。

[2]遮水カバーは非蛇腹形状であるため、エンジンルーム内の周辺機器とのクリアランスを必要最小限で計画ができ、レイアウト上の自由度が高い。

[3]遮水カバーを締結部材で締め付け固定するだけで、自在継手を覆って遮水カバーがステアリングシャフトに取り付くため、特許文献２に開示されたブーツに比し取付作業性に優れる。また、ウォームシャフトに被取付構造を新たに設ける必要がなく、簡単な構造により低コストで所期の目的を達成することが可能となる。

[4]ステアリングシャフトに脱落防止部を設けたため、遮水カバーの脱落防止が図れると共に、遮水カバーの位置決め作業が容易に行える。

[5]遮水カバーは低硬度弾性樹脂材料で形成されているため、ステアリングシャフト（ステアリングコラム）をキャブに組み付ける際に、遮水カバーをフロア貫通孔に通す作業が容易である。

[6]遮水カバーはステアリングギヤボックス側が開口した構造上、自在継手のヨークをウォームシャフトに締結ボルトで固定する際に、キャブをチルトさせることで締結ボルトの取付箇所が視認できるため、組付作業が容易に行える。

[7]他の遮水方法（自在継手の軸部のシール性の向上）や、被水をしても問題のない構造（グリスニップル）等のコストに対し、安価で対応することができる。

[8]遮水用突起によって自在継手に対する遮水性が更に向上すると共に、遮水カバーの内部に浸入してしまった雨水等の排水がスムーズに行える利点を有する。

遮水カバーが取り付くステアリングシャフトの側面図である。 自在継手の遮水構造の一例の要部断面図である。 キャブにステアリングシャフトを組み付ける一工程図である。 自在継手のヨークをステアリングギヤボックスのウォームシャフトに連結する工程図である。 走行被水を防止する遮水カバーの断面図である。 高圧洗浄水の被水を防止する遮水カバーの断面図である。 自在継手の遮水構造の一実施形態の要部断面図である。 環状突起の全体斜視図である。 自在継手の遮水構造の他の実施形態の要部断面図である。 自在継手の遮水構造の更に他の実施形態の要部断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。

図１乃至図６は自在継手の遮水構造の一例を示し、図１及び図２に於て、１はステアリングシャフト、３はステアリングギヤボックスで、従来と同様、ステアリングシャフト１とステアリングギヤボックス３のジョイント部に自在継手５が使用されている。

そして、この自在継手の遮水構造の一例は、雨天走行時に於ける雨水や高圧洗浄水から自在継手５を保護するため、前記自在継手５を覆う遮水カバーをステアリングシャフト１に装着したことを特徴とする。

即ち、図２に於て、７はステアリングシャフト１の下部の外周に周知の締め付けバンド（締結部材）９で固定された遮水カバーで、遮水カバー７は肉厚３ミリ程の低硬度の弾性樹脂材料（例えばＥＰＤＭ）で均一に形成されている。
防水カバー７は、ステアリングシャフト１の外周に締め付け固定される上部の小径部７ａに比し、下部７ｂ側が大径とされてステアリングギヤボックス３側に開口する略筒状をなしている。そして、遮水カバー７は、内部の自在継手５との干渉を避け且つ全体が嵩張ることがないように、自在継手５の形状に沿って小径部７ａから斜め下方へなだらかに傾斜した後、下方へ裾広がりに急傾斜した回転対称形状とされている。

また、遮水カバー７は、特許文献２に開示された蛇腹状のブーツと異なり、内外周が滑らかな非蛇腹形状とされており、図２に示すように小径部７ａを締め付けバンド９でステアリングシャフト１の外周に締め付け固定すると、遮水カバー７は自在継手５を覆うように構成されている。
そして、遮水カバー７の下側に、自在継手５のヨーク５ａをステアリングギヤボックス３のウォームシャフト１１に固定する締結ボルト１３が、車両の正面側（図中、矢印Ａ方向）から視認できるようになっている。

更に、図２に示すように締め付けバンド９の締結部位より下方のステアリングシャフト１の外周には、遮水カバー７の脱落防止（抜け落ち防止）を図るリング部材（脱落防止部）１５が固着されている。遮水カバー７をステアリングシャフト１の所定部位に締め付けバンド９で固定すると、リング部材１５が遮水カバー７の小径部７ａの下端内周に当接して、遮水カバー７の脱落を防止する。

また、図３はキャブにステアリングシャフト１を組み付ける一工程図を示し、一般にキャブをシャシに組み付けるに当たり、ステアリングホイールを含むステアリングシャフト１（ステアリングコラム）をキャブ側に組み付けた後、キャブをシャシに取り付けている。

そして、ステアリングシャフト１（ステアリングコラム）をキャブに組み付ける際には、キャブのフロアパネル１７に設けたフロア貫通孔１９にステアリングシャフト１の下部を上方から挿通させて、ステアリングシャフト１（ステアリングコラム）の上部をキャブに固定している。

この後、キャブをシャシに取り付け、フロア貫通孔１９から下方に突出するステアリングシャフト１に取り付く自在継手５のヨーク５ａを、シャシ側に取り付くステアリングギヤボックス３のウォームシャフト１１に締結ボルト１３で固定しているが、既述したようにステアリングシャフト１の下部に取り付く遮水カバー７は肉厚３ミリ程度の低硬度の弾性樹脂材料で形成されている。
このため、フロア貫通孔１９にステアリングシャフト１の下部を挿通させる際に、遮水カバー７を変形させることで、遮水カバー７を容易にフロア貫通孔１９に挿通させることができる。

そして、自在継手のヨーク５ａを、ステアリングギヤボックス３のウォームシャフト１１に連結する際には、図４に示すようにキャブをチルトさせれば、締結ボルト１３の取付孔が視認できるようになっている。

自在継手の遮水構造の一例はこのように構成されているから、ステアリングシャフト１下部の所定位置にリング部材１５を固着し、ステアリングシャフト１の下部に遮水カバー７を締め付けバンド９で締め付け固定する。

尚、遮水カバー７の取付けは、小径部７ａを拡開させて当該小径部７ａにステアリングシャフト１の下部を挿通させた後、ステアリングシャフト１の所定位置に小径部７ａを締め付けバンド９で固定すればよく、リング部材１５が遮水カバー７の小径部７ａの下端内周に当接して遮水カバー７の脱落を防止する。

そして、キャブをシャシに組み付ける前に、ステアリングシャフト１（ステアリングコラム）をキャブに組み付けるが、遮水カバー７を変形させ乍ら、図３に示すようにステアリングシャフト１の下部をフロアパネル１７のフロア貫通孔１９に挿通させて、ステアリングシャフト１（ステアリングコラム）の上部をキャブに固定すればよい。

この後、キャブをシャシに取り付ける時に、フロア貫通孔１９から下方に突出するステアリングシャフト１に取り付く自在継手５のヨーク５ａを、シャシ側に取り付くステアリングギヤボックス３のウォームシャフト１１に締結ボルト１３で固定すればよい。そして、図４に示すようにキャブをチルトさせれば締結ボルト１３の取付孔が視認できるため、組付作業が容易に行える。

而して、これらの一連の組付作業が終了すると、チルトダウンした通常の状態で、図２に示すようにステアリングシャフト１に取り付く遮水カバー７が、ステアリングシャフト１とステアリングギヤボックス３のジョイント部の自在継手５を覆うこととなる。

従って、雨天時に車両が走行して、図５に示すように走行風で雨水Ｗ１がエンジンルーム内に浸入しても、遮水カバー７が自在継手５（特にグリスが充填された自在継手５の軸部５ｂ）を保護して走行被水を防止する。

また、キャブをチルトしてドライバーが高圧洗浄水Ｗ２で車体を洗浄する場合にも、図６に示すように遮水カバー７が自在継手５の軸部５ｂを保護して、高圧洗浄水Ｗ２による被水を防止することとなる。

この結果、この自在継手の遮水構造の一例によれば、従来に比し、以下の如き優れた効果を有する。

[1]ステアリングシャフト１とステアリングギヤボックス３のジョイント部に用いる自在継手５（特にグリスが充填された自在継手５の軸部５ｂ）の確実な遮水を図ることができる。

[2]特許文献２に開示されたブーツと異なり非蛇腹形状であるため、エンジンルーム内の周辺機器とのクリアランスを必要最小限で計画ができ、レイアウト上の自由度が高い。

[3]遮水カバー７の小径部７ａを締め付けバンド９で締め付け固定するだけで、自在継手５を覆って遮水カバー７がステアリングシャフト１に取り付くため、特許文献２のブーツに比し取付作業性に優れると共に、ウォームシャフト１１に被取付構造を新たに設ける必要もなく、構造が簡単で低コストで所期の目的を達成することが可能となる。

[4]ステアリングシャフト１にリング部材１５を固着したため、遮水カバー７の脱落防止が図れると共に、遮水カバー７の位置決め作業が容易に行える。

[5]遮水カバー７は低硬度弾性樹脂材料で形成されているため、図３に示すようにステアリングシャフト１（ステアリングコラム）をキャブに組み付ける際に、遮水カバー７をフロア貫通孔１９に通す作業が容易である。

[6]遮水カバー７はステアリングギヤボックス３側が開口した構造上、自在継手５のヨーク５ａをウォームシャフト１１に締結ボルト１３で固定する際に、図４の如くキャブをチルトさせることで締結ボルト１３の取付箇所が視認できるため、組付作業が容易に行える。

[7]遮水カバー７やリング部材１５は後付け可能な構造であるため、車両レイアウト上、遮水カバー７が必要ない車両には、本実施形態の遮水構造を採用する必要がなく、車両に応じコスト削減が可能となる。

[8]他の遮水方法（自在継手５の軸部５ｂのシール性の向上）や、被水をしても問題のない構造（グリスニップル）等のコストに対し、安価で対応することができる。

図７は本件開示の自在継手の遮水構造の一実施形態を示し、図中、７-1は前記遮水カバー７と同一材料、同一寸法、同一の外形形状からなる遮水カバーで、上部の小径部７ａがステアリングシャフト１の外周に締め付けバンド９で固定されている。

そして、本実施形態は、前記遮水カバー７の構造に加え、遮水カバー７-1の下方の内周に、図７及び図８に示す遮水用の環状突起（遮水用突起）２１を周方向に一体的に突設したことを特徴とする。
環状突起２１全体は遮水カバー７-1の開口方向（遮水カバー７-1の下側）に向かって下方へ傾斜すると共に、遮水カバー７-1と同一の肉厚で形成され、内方への突出幅は自在継手５の動きに干渉することがない寸法とされている。

尚、その他の構成は図１乃至図６の一例と同様であるので、同一のものには同一符号を付してそれらの説明は省略する。

本実施形態はこのように構成されているから、図７に示すようにキャブをチルトダウンした状態で、ステアリングシャフト１に取り付く遮水カバー７-1が自在継手５を覆い、また、図示しないがキャブをチルトアップした状態で、遮水カバー７-1が自在継手５を覆う。

そして、雨天時に車両が走行して、走行風で雨水Ｗ１がエンジンルーム内に浸入しても、図７の如く遮水カバー７-1が自在継手５の軸部５ｂを保護して走行被水を防止し、環状突起２１が、開口する遮水カバー７-1の下側から巻き上がって中に入ろうとする雨水Ｗ１の浸入を防止する。

また、環状突起２１全体は遮水カバー７-1の開口方向に向かって下方へ傾斜しているため、遮水カバー７-1の内部に浸入してしまった雨水Ｗ１は、遮水カバー７-1の内周から環状突起２１に沿ってスムーズに排水される。

同様に、キャブをチルトしてドライバーが高圧洗浄水で車体を洗浄する場合にも、遮水カバー７-1が自在継手５の軸部５ｂを保護して高圧洗浄水による被水を防止し、環状突起２１が、開口する遮水カバー７-1の下側から巻き上がって中に入ろうとする高圧洗浄水の浸入を防止する。

従って、本実施形態によれば、図１乃至図６の一例と同様、所期の目的を達成することが可能であると共に、前記環状突起２１によって自在継手５に対する遮水性が向上し、遮水カバー７-1の内部に浸入してしまった雨水Ｗ１等の排水がスムーズに行える利点を有する。

図９は本件開示の自在継手の遮水構造の他の実施形態を示し、本実施形態は前記環状突起２１に代え、遮水カバー７-2の内周に沿って上方から下方へ傾斜する螺旋状突起（遮水用突起）２３を一体的に突設したことを特徴とする。
螺旋状突起２３は遮水カバー７-2と同一の肉厚で形成され、内方への突出幅は自在継手５の動きに干渉することがない寸法とされている。

尚、その他の構成は図１乃至図６の一例と同様であるので、同一のものには同一符号を付してそれらの説明は省略する。

本実施形態はこのように構成されているから、図９に示すようにキャブをチルトダウンした状態で、ステアリングシャフト１に取り付く遮水カバー７-2が自在継手５を覆い、また、図示しないがキャブをチルトアップした状態で、遮水カバー７-2が自在継手５を覆う。

そして、雨天時に車両が走行して走行風で雨水がエンジンルーム内に浸入しても、遮水カバー７-2が自在継手５の軸部５ｂを保護して走行被水を防止し、螺旋状突起２３が、開口する遮水カバー７-2の下側から巻き上がって中に入ろうとする雨水の浸入を防止する。

また、螺旋状突起２３は遮水カバー７-2の内周に沿って上方から下方へ傾斜しているため、遮水カバー７-2の内部に浸入してしまった雨水は、遮水カバー７-2の内周から螺旋状突起２３に沿ってスムーズに排水される。

同様に、キャブをチルトしてドライバーが高圧洗浄水で車体を洗浄する場合にも、遮水カバー７-2が自在継手５の軸部５ｂを保護して高圧洗浄水による被水を防止し、螺旋状突起２３が、開口する遮水カバー７-2の下側から巻き上がって中に入ろうとする高圧洗浄水の浸入を防止する。

従って、本実施形態によっても、図７の実施形態と同様、所期の目的を達成することが可能であると共に、螺旋状突起２３によって自在継手５に対する遮水性が向上し、遮水カバー７-2の内部に浸入してしまった雨水等の排水がスムーズに行える利点を有する。

図１０は本件開示の自在継手の遮水構造の更に他の実施形態を示し、本実施形態は図７の環状突起２１に代え、遮水カバー７-3の下部７ｂの内周に、同一形状からなる複数のフィン状突起（遮水用突起）２５を周方向に沿って一体的に突設したことを特徴とする。
各フィン状突起２５は、夫々、開口する遮水カバー７-3の下側に向かって下方へ傾斜すると共に、遮水カバー７-1と同一の肉厚で形成され、内方への突出幅は自在継手５の動きに干渉することがない寸法とされている。

尚、その他の構成は図１乃至図６の一例と同様であるので、同一のものには同一符号を付してそれらの説明は省略する。

本実施形態はこのように構成されているから、図１０に示すようにキャブをチルトダウンした状態、また、図示しないがキャブをチルトアップした状態で、遮水カバー７-3が自在継手５を覆う。

そして、雨天時に車両が走行して、走行風で雨水がエンジンルーム内に浸入しても、遮水カバー７-3が自在継手５の軸部５ｂを保護して走行被水を防止し、複数のフィン状突起２５が、開口する遮水カバー７-3の下側から巻き上がって中に入ろうとする雨水の浸入を防止する。

また、各フィン状突起２５は遮水カバー７-3の開口方向に向かって下方へ傾斜しているため、遮水カバー７-3の内部に浸入してしまった雨水は、遮水カバー７-3の内周から各フィン状突起２５に沿ってスムーズに排水される。

同様に、キャブをチルトしてドライバーが高圧洗浄水で車体を洗浄する場合にも、遮水カバー７-3が自在継手５の軸部５ｂを保護して高圧洗浄水による被水を防止し、フィン状突起２５が、開口する遮水カバー７-3の下側から巻き上がって中に入ろうとする高圧洗浄水の浸入を防止する。

従って、本実施形態によっても、図７の実施形態と同様、所期の目的を達成することが可能であると共に、複数のフィン状突起２５によって自在継手５に対する遮水性が向上し、遮水カバー７-3の内部に浸入してしまった雨水等の排水がスムーズに行える利点を有する。

尚、図１乃至図６の一例及び図７乃至図１０の各実施形態では、遮水カバーの脱落防止部としてリング部材１５を用いたが、脱落防止部は斯かるリング部材に限定されるものではなく、遮水カバーの脱落防止が可能な総ての構造が適用可能であり、また、リング部材をステアリングシャフトの外周に一体形成してもよい。

そして、遮水カバーをステアリングシャフトに固定する締結部材は締め付けバンドに限定されるものではない。

１ ステアリングシャフト
３ ステアリングギヤボックス
５ 自在継手
５ａ ヨーク
５ｂ 軸部
７、７-1、７-2、７-3 遮水カバー
９ 締め付けバンド（締結部材）
１１ ウォームシャフト
１３ 締結ボルト
１５ リング部材（脱落防止部）
１７ フロアパネル
１９ フロア貫通孔
２１ 環状突起
２３ 螺旋状突起
２５ フィン状突起

Claims (2)

1. フロアパネルを挿通してエンジンルーム内に突出するステアリングシャフトの下部に、
   低硬度弾性樹脂材料で形成され、下端側が開口し、内周に下端側の開口方向へ傾斜する遮水用突起が設けられた非蛇腹形状の筒状の遮水カバーを締結部材で固定し、
   前記遮水カバーで、前記ステアリングシャフトとステアリングギヤボックスとを連結する自在継手を覆うと共に、
   前記締結部材の締結部位より下側のステアリングシャフトの外周に、前記遮水カバーの内周に係止して当該遮水カバーの脱落を防止する脱落防止部を設けたことを特徴とする自在継手の遮水構造。
2. 前記脱落防止部は、ステアリングシャフトの外周に固着したリング部材であることを特徴とする請求項１に記載の自在継手の遮水構造。

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