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JP2003139157A - ２つの伸縮式のシャフトを回転結合するシステム - Google Patents

２つの伸縮式のシャフトを回転結合するシステム

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JP2003139157A
JP2003139157A JP2002299180A JP2002299180A JP2003139157A JP 2003139157 A JP2003139157 A JP 2003139157A JP 2002299180 A JP2002299180 A JP 2002299180A JP 2002299180 A JP2002299180 A JP 2002299180A JP 2003139157 A JP2003139157 A JP 2003139157A
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spline
coupling
coupling system
inner shaft
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リチャーズ ポール
Christophe Lacaille
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常の動作において隙間なく機能し、例外的
な動作において非常に高い回転トルクを伝えることがで
きる伸縮式のシャフトを結合するシステムを提供するこ
とである。 【解決手段】 伸縮式の内側及び外側のシャフトを回転
結合するシステムは共通する軸に沿って互いに滑動でき
るように配置され、２つのシャフト間に第１の回転継手
を含み、それは回転摩擦システムにより構成される。２
つのシャフト間の第２の回転継手は内部及び外部スプラ
インにより構成される。内部スプラインは内側のシャフ
トの端部の周囲にあり、外部スプラインは外側の管状シ
ャフトの内部表面上にある。それにより通常の回転トル
クは摩擦により伝わり、例外的な回転トルクはさらにス
プラインによって伝わる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は２つの伸縮式のシャ
フトを共通する軸に沿って回転結合するシステムに関す
る。本発明による結合システムは特に自動車のステアリ
ングの支柱に適用され、ステアリングボックスに結合さ
れる中間の支柱部分又はハンドルに結合される先端の支
柱部分に採用される。
【０００２】
【従来の技術】中間のシャフトのさらに特別な場合にお
いて、中間シャフトは各端部に自在継手を有する。１つ
の自在継手はステアリングボックスの動作入力に結合さ
れ、もう一方の自在継手は支柱の先端部分に結合され
る。現在の自動車を正しく運転するためには、中間シャ
フトの長さが変えられ、自動車の前輪の振動に適合する
ことが必要である。その振動は道路表面の外形及び状態
が原因である。
【０００３】従って中間のシャフトは第１に変えられる
長さ、すなわち２つのシャフトが共通する軸、つまり中
間部分の軸に沿って互いに滑動できる機能を有しなけれ
ばならない。またステアリングを操作するのに必要な回
転動作及び回転トルクを２つのシャフト間に伝える機能
を有しなければならない。
【０００４】滑動するシャフトを結合するシステムは多
数存在するが、それらは２つのシャフト間の回転トルク
を２つのシャフト上に共役輪郭をそれぞれ有するスプラ
イン手段により伝える。
【０００５】しかしながら、衝撃という事象に際し一方
で十分な角の剛性、他方で十分で正確な軸方向の置換力
を有するこの型のシステムをつくるのは困難である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前述
の欠点を避ける、例えば通常の動作において隙間なく機
能し、例外的な動作において非常に高い回転トルクを伝
えることができる伸縮式のシャフトを結合するシステム
を提供することである。２つのシャフトを結合するシス
テムはまた、既存の自動車の利用できる空間に容易に取
りつけることができなければならない。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、共通する軸に
ついて回転できる２つのシャフトを回転結合するシステ
ムに関する。２つのシャフトのうちの１つは内側のシャ
フトで、もう一方のシャフトは外側のシャフトである。
２つのシャフトは前記共通する軸に沿って互いに滑動で
きるように配置される。本発明によると、結合システム
は２つのシャフト間にあり、内側のシャフトと外側のシ
ャフトの間の回転摩擦システムにより構成される第１の
回転継手と、２つのシャフト間にあり、内部スプライン
及び外部スプラインにより構成される第２の回転継手を
含み、内部スプラインが内側のシャフトの端部の周囲に
延び、外部スプラインが外側のシャフトを構成する管の
内部表面に延び、内部スプライン及び外部スプラインが
互いに関して協働するように適合し、それにより通常の
回転トルクが伝わる場合は摩擦により伝わり、例外的な
回転トルクが伝わる場合はスプライン間の隙間をふさい
だ後にさらにスプラインにより伝わる。
【０００８】本発明の１つで特に有利な実施形態におい
て、内側のシャフト及び外側のシャフト間の第１の回転
継手は回転摩擦システムを構成するばねリングを含み、
前記ばねリングは一方で外側のシャフトのハウジングの
内部表面に押圧され、他方で内側のシャフトの外部表面
の滑らかな又はギザギザの部分に押圧される。
【０００９】上記実施形態において、ばねリングには以
下の非常に有利な構造が使用される。前記ばねリングは
金属リングであって軸方向の長さ全体にわたる割れ目を
有する。前記金属リングは円の全長にわたり内部の軸方
向のくぼみと外部の軸方向のくぼみを有する。くぼみは
交互になっており、それにより外部の軸方向のくぼみは
内部の軸方向のくぼみの次に来る。外部の軸方向のくぼ
みは外側のシャフトのハウジングの内部表面に押圧さ
れ、内部の軸方向のくぼみは内側のシャフトの外部表面
の滑らかな又はギザギザの部分に押圧される。
【００１０】さらに本発明による結合システムは内側の
シャフト及び外側のシャフト間に軸継手を含む。
【００１１】この場合、内側のシャフト及び外側のシャ
フト間の軸継手は回転摩擦システムによる影響を受け、
回転摩擦システムは内側のシャフト及び外側のシャフト
間の軸方向の滑動に所定の値まで耐えるよう適合され
る。
【００１２】本発明による結合システムの性能をさらに
改良するために、前記システムは一方向の軸突付きシス
テムを含む。内側のシャフトが共通する軸の方向に引き
出されるのを防ぐためである。前記軸突付きシステムは
ドーナツ形リングを含み、それは外側のシャフトの端部
に置かれるハウジングに配置され、ドーナツ形リング上
の外側のシャフトの端部にある圧着ひだにより共通する
軸方向に保持される。前記ドーナツ形リングは内側のシ
ャフトの外部表面の滑らかな部分に押圧される。
【００１３】本発明による結合システムは自動車のステ
アリング支柱の中間部分又は先端部分に適用される。
【００１４】従って２つの伸縮式のシャフトを回転結合
するシステムは、回転トルクを通常の操作状況において
隙間なく伝え、例外的な操作状況下でも回転トルクの伝
達を保証する。最後に、結合システムは既存の自動車の
ステアリング支柱の利用できる空間に容易に取り付ける
ことができる。
【００１５】本発明の他の特徴及び利点は、対応して添
付する図面を参照し、本発明のいくつかの好ましい実施
形態の以下の記述を読むことでさらに明らかになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明は２つの伸縮式のシャフト
を回転結合するシステムに関する。
【００１７】この結合システムは図１に概略的に示され
るように、特に自動車のステアリングシステムに適用さ
れる。
【００１８】該当するステアリングシステムは、支柱先
端部とも呼ばれる先端の支柱部分６と中間シャフトとも
呼ばれる中間の支柱部分７を伴うステアリング支柱を含
む。
【００１９】先端の支柱部分６はその先端端部によりハ
ンドル５と、その下側の端部により中間の支柱部分７と
結合する。
【００２０】中間の支柱部分７はその先端端部により先
端の支柱部分６と、その下側の端部によりステアリング
バー９のステアリングボックス８と結合する。
【００２１】中間の支柱部分７の向かい合う端部は自在
継手１４により先端の支柱部分６と、自在継手１５によ
りステアリングボックス８と結合する。
【００２２】これ以降の記述は、中間支柱部分７に含ま
れる結合システムに言及する。本発明による結合システ
ムはまた先端の支柱部分６にも含まれうる。
【００２３】図２及び図３は中間の支柱部分７と２つの
伸縮式のシャフトを回転結合する本発明によるシステム
の一般的な原理を示している。
【００２４】内側のシャフト１と外側の管状シャフト２
は共通する軸４の方向に互いに滑動し、それが図２及び
図３に示されている。
【００２５】残りの記述において、「内側の」又は「内
部の」という用語は共通する軸４に近い部材をいい、
「外側の」又は「外部の」という用語は共通する軸４か
ら離れた部材をいう。
【００２６】さらに正確を期すと、本発明は共通する軸
４について回転することができる２つのシャフトを回転
結合するシステムに関する。２つのシャフトのうちの１
つは内側のシャフト１でもう一方のシャフトは外側のシ
ャフト２である。２つのシャフト１及び２は共通する軸
４に沿って互いに滑動できるように配置される。
【００２７】本発明による結合システムは、２つのシャ
フト１及び２の間にあり、内側のシャフト１及び外側の
シャフト２の間に配置される回転摩擦システムにより構
成される第１の回転継手１１と、２つのシャフト１及び
２の間にあり、内部スプライン２１と外部スプライン２
２により構成される第２の回転継手１２を含み、内部ス
プライン２１は内側のシャフト１の端部の周囲に配置さ
れ、外部スプライン２２は外側のシャフト２を構成する
管の内部表面に配置される。内部スプライン２１及び外
部スプライン２２は互いに協働するよう適合される。
【００２８】本発明によるシステムは、通常の回転トル
クが伝わる場合は摩擦により伝わり、例外的な回転トル
クが伝わる場合はスプライン間の隙間を除いた後にさら
にスプラインという手段によって伝わる。
【００２９】内側のシャフト１及び外側のシャフト２の
間の第１の回転継手は、回転摩擦システムを構成するば
ねリング３を含み、前記ばねリング３は一方で外側のシ
ャフト２に配置されるハウジング１８の内部表面１９を
押圧し、他方で内側のシャフト１の外部表面１７の滑ら
かな部分１６を押圧する。本発明の他の実施形態におい
て、ばねリング３は一方で外側のシャフト２に配置され
るハウジング１８の内部表面１９を押圧し、他方で内側
のシャフト１の外部表面１７のギザギザの部分１６を押
圧する。
【００３０】図３、図４及び図５からわかるように、ば
ねリング３は金属リングであって、軸方向の長さ全体に
延びる割れ目３３を有する。前記金属リング３は円の全
長３６にわたり内部の軸方向のくぼみ３１及び外部の軸
方向のくぼみ３２を有する。くぼみは交互になってお
り、それにより外部の軸方向のくぼみ３２は内部の軸方
向のくぼみ３１の次に来る。外部の軸方向のくぼみ３２
は外側のシャフト２のハウジング１８の内部表面１９に
押圧され、内部の軸方向のくぼみ３１は内側のシャフト
１の外部表面１７の滑らかな部分１６に押圧される。
【００３１】本発明による結合システムはさらに内側の
シャフト１及び外側のシャフト２の間に軸継手１３を含
む。この内側のシャフト１及び外側のシャフト２の間の
軸継手１３は回転摩擦システムにより提供され、それは
内側のシャフト１及び外側のシャフト２の間の軸方向の
滑動に所定の値まで耐えるよう適合されている。
【００３２】本発明による結合システムはさらに一方向
の軸突付きシステム４０を含み、それは内側のシャフト
１が軸方向に引き出されるのを防ぐためである。この軸
突付きシステム４０はドーナツ形リング１０を含み、そ
れは外側のシャフト２の端部４２に設置されるハウジン
グ４１に配置される。このドーナツ形リング１０はドー
ナツ形リング１０上の外側のシャフト２の端部４２にあ
る圧着ひだ４３により共通する軸方向に保持される。こ
のドーナツ形リング１０はまた内側のシャフト１の外部
表面１７の滑らかな部分１６に対して押圧される。
【図面の簡単な説明】
【図１】自動車のステアリングシステムの概略的な斜視
図であり、本発明による結合システムが中間の支柱部分
に適用されている。
【図２】本発明による上記結合システムの斜視図であ
る。
【図３】図２に示される結合システムの２つのシャフト
の共通する軸を通る面の断面図である。
【図４】図２及び図３に示されるばねリングの斜視図で
ある。
【図５】図３の平面Ｖ−Ｖに沿った断面図である。
【符号の説明】
１ 内側のシャフト ２ 外側の管状シャフト ３ ばねリング ４ 共通する軸 ５ ハンドル ６ 先端の支柱部分 ７ 中間の支柱部分 ８ ステアリングボックス ９ ステアリングバー １０ ドーナツ形リング １１ 第１の回転継手 １２ 第２の回転継手 １３ 軸継手 １４ 自在継手 １５ 自在継手 １６ 滑らかな部分 １７ 外部表面 １８ ハウジング １９ 内部表面 ２１ 内部スプライン ２２ 外部スプライン ３１ 内部の軸方向のくぼみ ３２ 外部の軸方向のくぼみ ３３ 割れ目 ３６ 円の全長 ４０ 一方向の軸突付きシステム ４１ ハウジング ４２ 外側のシャフトの端部 ４３ 圧着ひだ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ピーター バーンレイ イギリス国， エヌピー23 ６ティーピー グウェント， エブ ヴェイル， ウォ ンリード， “ブレントノール” パーク プレイス (72)発明者 ポール リチャーズ イギリス国， エヌピー22 ４ピー グウ ェント ウェールズ， ウエストヴィレ アベルティスグ トレディガル ブラエナ ウ 44番地 (72)発明者 クリストフ ラカイユ イギリス国， ビー60 ４ディーエックス ウークス， ショー レーン ストーク プライア ブロムスグローブ 62番地 Ｆターム(参考） 3D030 DC40

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内側のシャフト及び外側のシャフト間に
    回転摩擦システムを含む第１の回転継手と、 前記２つのシャフト間に置かれ、前記内側のシャフトの
    端部の周囲に伸びる内部スプラインと前記外側のシャフ
    トの内部表面に延びる外部スプラインを含む第２の回転
    継手を含み、前記内部スプライン及び前記外部スプライ
    ンが互いに関して協働するよう適合され、それにより通
    常の回転トルクは摩擦によってのみ伝わり、例外的な回
    転トルクは前記内部スプラインと前記外部スプライン間
    の隙間をふさいだ後にさらに前記内部スプラインと前記
    外部スプラインにより伝わることを特徴とする、共通す
    る軸について回転することができ、前記共通する軸に沿
    って互いに滑動できる前記内側のシャフト及び前記外側
    の管状シャフトを回転結合するシステム。
  2. 【請求項２】 前記内側のシャフト及び前記外側のシャ
    フト間にある前記第１の回転継手が前記回転摩擦システ
    ムを構成するばねリングを含み、前記ばねリングが前記
    外側のシャフトのハウジングの内部表面に押圧され、か
    つ前記内側のシャフトの外部表面の滑らかな部分に押圧
    されることを特徴とする、請求項１に記載の結合システ
    ム。
  3. 【請求項３】 前記内側のシャフト及び前記外側のシャ
    フト間にある前記第１の回転継手が前記回転摩擦システ
    ムを構成するばねリングを含み、前記ばねリングが前記
    外側のシャフトのハウジングの内部表面に押圧され、か
    つ前記内側のシャフトの外部表面のギザギザの部分に押
    圧されることを特徴とする、請求項１に記載の結合シス
    テム。
  4. 【請求項４】 前記ばねリングが軸方向の長さ全体にわ
    たる割れ目を有する金属リングであって、前記金属リン
    グがその円の全長にわたり内部の軸方向のくぼみ及び外
    部の軸方向のくぼみを有し、それらが前記外部の軸方向
    のくぼみが前記内部の軸方向のくぼみの次に来るように
    交互になり、前記外部の軸方向のくぼみが前記外側のシ
    ャフトの前記ハウジングの前記内部表面に押圧され、前
    記内部の軸方向のくぼみが前記内側のシャフトの前記外
    部表面の前記滑らかな部分に押圧されることを特徴とす
    る、請求項２に記載の結合システム。
  5. 【請求項５】 前記内側のシャフト及び前記外側のシャ
    フト間に軸継手をさらに含むことを特徴とする、請求項
    １に記載の結合システム。
  6. 【請求項６】 前記内側のシャフト及び前記外側のシャ
    フト間にある前記軸継手が前記回転摩擦システムにより
    影響され、前記回転摩擦システムが前記内側のシャフト
    及び前記外側のシャフト間の軸方向の滑動に所定の値ま
    で耐えるように適合されることを特徴とする、請求項５
    に記載の結合システム。
  7. 【請求項７】 一方向の軸突付きシステムを前記内側の
    シャフトが前記共通する軸方向に引き出されるのを防ぐ
    ためにさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の
    結合システム。
  8. 【請求項８】 前記軸突付きシステムが前記外側のシャ
    フトの端部に置かれるハウジングに配置されるドーナツ
    形リングを含み、前記ドーナツ形リングが前記ドーナツ
    形リング上の前記外側のシャフトの前記端部にある圧着
    ひだにより前記共通する軸方向に保持され、前記内側の
    シャフトの外部表面の滑らかな部分に押圧されることを
    特徴とする、請求項７に記載の結合システム。
  9. 【請求項９】 自動車のステアリング支柱の中間部分に
    含まれることを特徴とする、請求項１に記載の結合シス
    テム。
  10. 【請求項１０】 自動車のステアリング支柱の先端部分
    に含まれることを特徴とする、請求項１に記載の結合シ
    ステム。
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