JPS63306966A - ホイールと軸との連結装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明はホイールと軸とを連結し、角度方向および軸方
向の初期の相対的錠止めを可能とする装置に関する。詳
細には特に自動車の操向装置の操向ホイールと該操向ホ
イールを担持する軸すなわち操向コラムとに関連するこ
の形式の装置に関している。

〈従来の技術〉 種々の場合においてホイールと軸とを連結して角度方向
および軸方向の初期の相対的錠止めを可能とすることが
要望される。特に自動車業界においてこのことが必要で
ある。

公知のように自動車の操向ホイールは操向コラムの軸に
、ねじおよび円錐体に関連してスプラインによって固定
される。これは自動車の運転者からトルクを遊隙なしに
操向車軸に伝達することを可能とする。操向ホイールは
一体の部材として構成され、軸に直接に溶接されるもの
もある。

美的な理由および作動の快適さのために、車輌の製造時
に操向ホイールと軸とを角度的および軸方向の相対的な
初期錠止めを行って選択固定できるようにする必要があ
る。

初期の角度的錠止めは、直進走行に対応する操向車軸の
位置を操向ホイールのスポークを車輌の縦方向中心平面
に対して対称とする位置に合致させる。操向車軸が直進
走行位置にあって操向ホイールが正確に対応する角度位
置にないことは望ましくないだけでなく、運転者にとっ
て妨げとなる。

現在の製造技術では組立時に最終調節を容易に行うこと
ができない。

さらに、ある程度の遊隙を操向車軸の下方部分と駆動部
のケーシングとの間に設けることが必要であり、従って
軸方向錠止めが必要である。これらは部品の製造公差と
、部品の最終組立が駆動部において行われることを考慮
すると組織的に達成することが困霞である。

〈発明が解決しようとする課題〉 従って、操向ホイールと軸との角度的および軸方向調節
を可能とすることが必要であり、これは一部の高級車に
存在する駆動部調整装置や、運転者の形態、運転姿勢、
運転室および座席の構造に無関係である。

通常操向ホイールと軸との連結は長いスプラインと軸ま
たは割りハブと円錐形支持体とを使用し、円錐形支持体
がスプラインと割り部材とを大きい部材に強力に圧接す
るようにするが、この形式は付加的な部材を使用する必
要があり、正確な嵌合′と角度的接合とを達成するため
に精密な機械加工が必要であり、スプラインのピッチに
関連するので漸進的でないという欠点もある。

漸進的嵌合が望ましい場合はスプラインのピッチによる
制限を避ける必要があり、従って中間装置を挿入する必
要がある。これは部品の価格が増加し組立労力が増大す
る。

本発明の目的はこれらの欠点を克服する簡単かつ安価な
装置を得て、角度的および軸方向の漸進的初期錠止めを
、特に軸上にホイールを取付けるときに達成可能とし、
付加的な構成部品を必要としない装置を得るにある。

く課題を解決するための手段〉 本発明によれば、ホイールを軸に連結し、角度方向及び
軸方向の初期の相対的漸進的錠止めを可能とする連結装
置であって、該装置が補完的な雄および検素子を含むド
グクラッチを含み、該素子のいくつかはホイールに一体
のハブに担持され、残りの素子は軸の端部部分に担持さ
れその形状は一連の円筒形周縁支持表面を限定し、２つ
の引続く支持平面間に半径方向当接部が設けられてそれ
らの間に突起を限定し、遠心拡張手段が少なくとも部分
的に該端部部分内に直接に配置されて、一連の雄支持表
面の半径方向拡張を生ぜしめ、正常時にはハブの端部部
分上の摩擦の効果を不活性として、当接部の接触より回
転を錠止めするようにしたホイールと軸との連結装置が
提供される。

く作　　用〉 本発明の装置は自動車の横向ホイールと該操向ホイール
の操向コラムの軸との連結装置に適している。

〈実施例〉 上述本発明の目的、作用および効果は本発明の実施例を
例示する図面を参照する以下の説明により明らかとなさ
れる。

本発明は自動車の操向コラムに関連して図示、説明する
。これにより説明を直接または間接に本発明に関連する
ものに限定する。当業者は説明を省略した部品について
、その一般的要求と目的とに基づいて容易に理解可能で
あろう。

図示のように自動車の操向ホイール１０はリム１３と、
リムに連結されてハブ１１を担持する例えば２本のスポ
ーク１２とを含む。

操向ホイールが固定される操向コラムは本質的に本体部
分２２と端部部分２１とを有する軸２０を含む、軸は車
輌の構造物（図示しない）に例えばヨーク３１によって
保持されたスリーブ３０内に配置される。これらの部品
はケーシングまたはシース４０内に配置され、その形状
は通常のように床および計器板の形状に適合するように
なされている。

前述のように車輌への取付けおよび取外し作業時に操向
ホイールの角度的方向を、操向ホイールが中立平均位置
にあるとき車輌の操向車軸の直進方向位置に対応するよ
うにする。この関係を第１図において円に沿って両方向
に矢印のついた方向で示す。

操向ホイールの位置を深さ方向すなわち軸の軸方向に調
節し、ハブの後部とケースすなわちシースの対面する前
部との間の距離が製造、組立公差にかかわらず一定であ
るようにする必要がある。

この軸方向錠止めは第１図の軸方向の両方向の矢印で示
す。

特に第２図以下に示すように本発明による連結装置５０
は角度的および軸方向の初期錠止めを可能とするもので
、互いに係合する検素子５１２と検素子５１１とを有す
るドグクラッチ５１を含む。

操向コラムの軸２０の本体部分２２の軸線に直角な平面
内の種々の断面図に明らかのように、補完的な検素子５
１２と検素子５１１とは一方が他方の中にあって周縁円
形支持表面５１３を形成し。

かつ雄牛径方向当接部５１４□と雌牛径方向当接部５１
４１とをその間に限定する。この形状は雄突出部５１２
と雌凹所５１１とが円弧５１３．と平坦面５１４゜との
間において係合することを可能としている。

便宜上各実施例について同一参照数字は同等な部品を示
す。

図示のように、初期状態において操向ホイールのハブ１
１が軸の本体部分の端部２１と係合するとき円筒形周縁
支持表面５１３は実質的に遊隙がなく、円の雄および雌
の弧は実質的に同一の半径であり、その遊隙は大きい困
難なしに嵌合せしめるに充分なものとする。一方、雄牛
径方向当接部５１４□と雌牛径方向当接部５１４□との
平坦な表面５１４６間には明確な間隙があり、突出部と
凹入部の対面する表面間にはある間隙または隙間がある
。この隙間は重要ではないが、ハブを端部部分上に配置
する妨げとならない程度に大とする。

これは第２図、第４図に明示されている。雄牛径方向当
接部と雌牛径方向当接部との間の間隙は許容される相対
的回転の最大値を限定する。

本発明の連結袋！５０は遠心拡張装置５２を含み、雄支
持表面５１３を拡張して雄および雌円筒形支持表面の円
弧５１３゜に沿う回転と軸方向移動を摩擦によって制止
し端部部材とハブとを固定する。

第２図、第３図に示す実施例において遠心拡張袋！５２
はねじ５２２を含み、ねじ５２２のねじ山５２１．は参
照数字を付していない面を有している。ねじは中間部材
なしにねじ孔５２１に直接係合し、ねじ孔も対応するね
じ山を有している。

望ましくは第８Ａ図、第８Ｂ図に示すようにねじ山は直
角三角形形状をなし、１つの面は本体部分２２の軸線に
直角であって、この直角な面はねじ５２２については端
部部分の内方に面しており、ねじ孔５２１については外
方に面している。従ってねじ５２２を締め付は固定する
と遠心部品に沿って力が生じて雄円筒形支持表面５１３
を拡張せしめて円弧５１３゜と強制接触せしめる。

ねじを強く締め付けていない、すなわち強制接触せしめ
ていないときは、操向ホイール１０と軸２０の端部部分
２１との角度的および軸方向位置の調節が可能であり、
操向ホイールが所望の位置となったら、ねじ５２２を強
力に締め付けてハブ１１を部分２１に対して固定する。

軸の端部部分を非円形の円筒形断面として少数の半径方
向突起を設けて角度的当接部とすることによって、摩擦
による駆動連結が達成される。突起の数は２ないし１６
とする。

円筒形支持表面の拡張の面積と拡張量とは、車輌の通常
の使用状態において摩擦力によって充分な駆動連結が達
成されるようにするが、これは通常４１２ｍ／ｋｇ程度
のトルクに相当する。ハブ１１の雌角度的当接部５１４
１と端部部分２１の雄角度的当接部５１４□とは衝撃ま
たは車輌盗難などによって異常な相対的滑動が生じたと
きに通常の値を超えたトルクを伝達する代替部として作
用し、この場合凹所と突起との間の演習方向間隙はなく
なる。

第２Ａ図、第２Ｂ図、第２Ｃ図はそれぞれ突起および凹
所の数が２．３．４個の場合の実施例を示している。角
度調整は軸の端部部分と操向ホイールのハブの円筒形の
補完的形状部との間に要求される角度位置に必要な凹所
と突起とを設けることにより達成され、突起の形状は第
２Ａ図ないし第２Ｃ図に示すように角度的であっても丸
みをもってもよい。

前述のように円筒形支持表面の半径方向拡張は端部部分
の孔内に設けられたねじによって達成され、望ましくは
ねじは孔の端部に当接する。これにより、拡張はねじの
ねじ山の面の反作用に基づいて行われる。

直角三角形の形状の断面のねじの代りに標準ねじ山を使
用してもよいが、最適の拡張を達成するためにはねじ山
の角度α（第８Ａ図）をできるだけ小とするが、操向ホ
イールの軸の端部部分の半径方向拡張に基づく軸受支持
表面が減少する点について考慮する必要があり、これは
組合わされる部品の公差および平均遊隙によって変化す
る。望ましくは角度αを１０〜６０度とする。

軸方向調節の範囲は軸の端部部分の円筒形部分と操向ホ
イールのハブの円筒形部分との長さの差によって与えら
れる。

安全のためハブの軸方向長さは望ましくは端部部分のね
じ区域の長さより大とする。これにより操向ホイールと
軸との間の駆動連結について、ねじ部の疲労によるまた
は許容値または限界値を超えたことによる破損について
安全である。これは第３図、第５図に示す。

安全のため拡張ねじ５２２の最後のねじ山、すなわち端
部部分に最も係合しているねじ山をねじの作動部分に対
していくらか寸法を小として、局部的遊隙を与え、前述
の疲労による破損時にいくらかの軸方向保持力を得るよ
うにする。これは第８Ａ図に示す、ねじのねじ山の包絡
線を端部部分の外部から内部に向ってテーパするように
配置してもよい、端部部分に円筒形包絡線を持たないテ
ーパねじを設けた場合には逆の構成としてよいことは勿
論である。

機械加工の容易さのために端部部分の内側ねじの端部に
円筒形凹所を設けて切粉の除去を容易とし、または長さ
の設定後に除去を行う必要がないようにする。

公知のように端部部分の内側ねじは通常の方法で金属の
切粉を除去しながら行ってもよく、ねじを有するマンド
レルを端部部分に係合させて鍛造し、ねじを形成した後
に端部部分からねじ戻して製造してもよい。

鍛造による内側ねじの形成はマンドレルとして良好な品
質の精密な充分に硬いねじを使用して行う、ねじが鍛造
で製造される場合は、ねじに初期的に端部拡大部を設け
てねじが端部部分から不時に脱落することを付加的に防
止するようにしてもよい、拡大部は中空の軸内に拘留さ
れ、中空の軸の初期直径はねじの挿入を可能とし、ねじ
を形成する鍛造作業によって直径が減少する。これは図
示しない。このねじをねじ戻すことによって円筒型支持
表面の拡張を達成するために充分なねじ移動距離が必要
であり、ねじの頭部と端部部分の端部との間に保持リン
グ５２４が介在する。保持リングが操向ホイールのハブ
を軸方向に抑止する。

頭部の直径が円筒形支持表面の直径より小さいねじを使
用し、操向ホイールのハブを端部部分上に滑動係合せし
めた後に保持リングを係合せしめる。

これは第５図、第６図に示す。

第４図に示す実施例において、ねじ５２２の代りにコア
部材５２３が使用され、これに、らせんカム５２３．が
雄らせん部として端部部分の補完的畦表面と共働する。

コア部材５２３を例えば対応する凹所に係合するアラン
キーを使用して回転せしめることによって、円５１３゜
の弧として示される円筒形周縁支持表面が遠心拡張する
。

ハブを軸方向に不動とすることは通常のピンまたはリン
グによって確実にすることができ、カムの軸方向保持は
頭部のない端部を拡大することによっても可能である。

前述操向ホイールの角度的調節を必要としない場合には
円形の基部を有する円筒形区域および端部部分の突起部
にスプライン、縦方向溝などを設けて、ハブの補完的形
状部と共働するようにしてもよく、第７Ａ図、第７Ｂ図
に示す、半径方向当接部５１４□、５１４□間に間隙を
設けても設けないでもよい。

本発明は特に自動車の操向装置に適用して有利であるが
、軸方向および角度的にある範囲の連続的調節が実施可
能で、トルクの確実な伝達が可能なことが要求される各
種装置に適用可能である。

〈発明の効果〉 本発明は構造が著しく簡単で部品数が少ない。

本発明は、角度的および軸方向の漸進的初期錠止めを、
特に軸上にホイールを取付けるときに達成可能とし、付
加的な構成部品を必要としない。

【図面の簡単な説明】

第１図は自動車の操向装置の操向コラムの上方部分の概
略斜視図で、角度的および軸方向調節を矢印で示す図、
第２Ａ図、第２Ｂ図、第２Ｃ図は本発明の実施例の軸の
軸線に直角な平面の断面図、第３図は第２図の実施例の
操向コラムの軸方向中心平面内の断面図、第４図は第２
Ａ図と同様であるが別の実施例を示す図、第５図、第６
図は別の実施例のそれぞれ縦断面図および頂面図、第７
Ａ図、第７Ｂ図は変形例の第２Ａ図、第２Ｂ図と同様な
図、第８Ａ図、第８Ｂ図は第３図の区域Ａ、区域Ｂの詳
細図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、ホイールを軸に連結して、角度方向及び軸方向の初
   期の相対的漸進的錠止めを可能とする連結装置において
   、該装置が補完的な雄および雌素子を含むドグクラッチ
   を含み、該素子のいくつかはホイールに一体のハブに担
   持され、残りの素子は軸の端部部分に担持され、その形
   状は一連の円筒形周縁支持表面を限定し、２つの引続く
   支持表面間に突起を限定する半径方向当接部が設けられ
   、遠心拡張手段が少なくとも部分的に前記端部部分内に
   直接に配置されて一連の雄支持表面の半径方向拡張を生
   ぜしめ、正常時にはハブの端部部分上の摩擦の効果によ
   って非回転状態を達成し、特に、前記当接部の接触より
   回転を錠止めすることを特徴とするホイールと軸との連
   結装置。 ２、前記雄および雌素子の円筒形周縁支持表面が初期に
   実質的に半径方向間隙なしに互いに対面し、所定の最大
   範囲の相対的回転を可能とする角度的の間隙を有してい
   ることを特徴とする請求項１に記載のホイールと軸との
   連結装置。 ３、前記拡張手段がねじと端部部分に設けられて該ねじ
   を収容する対応するねじ孔とを含み、ねじのねじ山の包
   絡線が端部部分の外部から内部に円錐的にテーパしてい
   ることを特徴とする請求項１または請求項２にに記載の
   ホイールと軸との連結装置。 ４、ねじの断面が直角三角形形状であって、ねじの軸線
   に直角なねじ面を有していることを特徴とする請求項３
   に記載のホイールと軸との連結装置。 ５、前記直角なねじ面が端部部分の内方に面し、端部部
   分上のねじ面が外方に面し、締め付けによって遠心方向
   成分が生じて、ハブ内の端部部分の拡張を生ずることを
   特徴とする請求項４に記載のホイールと軸との連結装置
   。 ６、前記ねじ孔とねじとの対面する関係のねじ山が端部
   部分に係合するねじの端部に近接する位置において局部
   的に間隙を有していることを特徴とする請求項３ないし
   請求項５のいずれか１項に記載のホイールと軸との連結
   装置。 ７、前記拡張手段が少なくとも２つのらせんカムを有す
   るコア部と、端部部分内の補完的な対応する形状を有し
   てコア部を収容する凹所とを含み、凹所内のコア部の回
   転によって補完的な対応するらせん部を互いに押しつけ
   て遠心力成分を発生させて、ハブ内の端部部分の拡張を
   生ぜしめることを特徴とする請求項１または請求項２に
   記載のホイールと軸との連結装置。 ８、前記一連の円筒形周縁支持表面が断面で少なくとも
   円の２つの弧を含むことを特徴とする請求項１ないし請
   求項７のいずれか１項に記載のに記載のホイールと軸と
   の連結装置。 ９、拡張手段の有用軸方向長さがハブの軸方向長さより
   小であることを特徴とする請求項１ないし請求項８のい
   ずれか１項に記載のホイールと軸との連結装置。 １０、突起の数が望ましくは２ないし１６であることを
   特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記
   載のに記載のホイールと軸との連結装置。