ケーブル式ステアリング装置用の従動プーリーユニット
【課題】簡易な構成で、所定以上の大きさのトルクの伝達を規制する従動プーリーユニットを提供する。
【解決手段】従動プーリー軸２が回動した際には、その従動プーリー軸に形成された係合孔２ｂと係合したボール５を介して従動軸４が回動し、その従動軸４の回動が過負荷となった場合に、前記ボールが付勢部材７の付勢力に抗して保持プレート６側へ移動して、従動プーリー軸と前記従動軸とが相対的に回動するようにされてなるケーブル式ステアリング装置用の従動プーリーユニット１。
【解決手段】従動プーリー軸２が回動した際には、その従動プーリー軸に形成された係合孔２ｂと係合したボール５を介して従動軸４が回動し、その従動軸４の回動が過負荷となった場合に、前記ボールが付勢部材７の付勢力に抗して保持プレート６側へ移動して、従動プーリー軸と前記従動軸とが相対的に回動するようにされてなるケーブル式ステアリング装置用の従動プーリーユニット１。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はケーブル式のステアリング伝導装置の従動プーリーユニット（以下、従動プーリーユニットという）に関する。さらに詳しくは、ハンドルとパワーユニットなどのステアリング機構とを連結するステアリングシャフトに代えて、交互に引き操作する２本の引きコントロールケーブルを採用した従動プーリーユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリング装置には、ケーブルを用いているものとして、ケーブル式ステアリング装置があり、回転軸同士の連結およびケース（ハウジング）の車体への取り付けが容易ではあるもののケーブルは操作により伸びを生じるものが一般であることから、伸びを吸収する機構を備えていることが望ましい。
【０００３】
特許文献１にはケーブル式ステアリング機構が記載されている。そのケーブル式ステアリング機構は、ハンドルの軸端に連結され、共に回転する第１ドラムと、ステアリング機構に連結され、かつステアリングを作動させるための回転運動を与える第２ドラムとを有している。それら第１および第２ドラムはコントロールケーブルにより連結されており、ハンドルの回転操作によるハンドル軸の回転運動が第１ドラムからコントロールケーブルを介して第２ドラムへ伝達され、その第２ドラムの回転運動がステアリング機構を作動させている。このもののコントロールケーブルの導管の端部にはバネが設けられており、導管の配索経路が長くなる方向に付勢している。これにより、ケーブルの伸びを吸収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、車両の運転時に縁石に乗り上げたり、脱輪するなどにより、ステアリング装置にタイヤ側からの衝撃荷重がなされた際には前記衝撃によりケーブルに負荷がかかるため、ケーブルに伸びが生じ、ステアリングの遊びが大きくなる虞がある。そのため、ケーブル式ステアリング装置として、縁石に乗り上げるなどによるケーブルの伸びに対しては、耐衝撃性を向上させる必要がある。特許文献１のケーブル式ステアリング機構では車輪からの衝撃がケーブルに直接伝達されるので、ケーブルの耐久性が低下する。
【０００６】
そこで、本発明では、簡易な構成で、所定以上の大きさのトルクの伝達を規制する従動プーリーユニットを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の従動プーリーユニットは、従動プーリーと、前記従動プーリーと接続し、端部に半径方向へ広がるプーリー軸フランジが設けられた従動プーリー軸と、端部に半径方向へ広がる従動軸フランジが設けられた従動軸とを備え、前記従動プーリー軸と前記従動軸とは同軸に配置され、前記プーリー軸フランジと前記従動軸フランジとが対向して配置され、前記プーリー軸フランジには係合孔が形成され、前記貫通孔内に前記係合孔と係合可能なボールを有し、前記従動軸フランジには軸方向に貫通する貫通孔が形成され、前記従動軸フランジのプーリー軸フランジ側とは反対側に、前記貫通孔から前記ボールが脱落することを防止する保持プレートが設けられ、前記保持プレートを介して前記ボールを前記
プーリー軸フランジ側へ付勢する付勢部材を有し、前記従動プーリー軸が回動した際には、前記係合孔と係合した前記ボールを介して前記従動軸が回動し、前記従動軸の回動が過負荷となった場合に、前記ボールが前記付勢部材の付勢力に抗して保持プレート側へ移動して、従動プーリー軸と前記従動軸とが相対的に回動するようにされてなることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
（１）本発明の従動プーリーユニットは、プーリーに掛け回されたケーブルへの過負荷入力による破壊を防ぐことができる。そして、プーリー軸と従動軸とが別体であるために、従動プーリーと軸との間に、空間やベアリングを設ける必要はない。そのため、部品点数も少なくすることができ、装置全体をコンパクトにすることができる。また、ケーブルへの過負荷入力を防止するので、ケーブルの耐久性が低下するのを防止することができる。
【０００９】
（２）このような従動プーリーユニットが、前記係合孔が円錐形の孔である場合は、ボールの係合孔からの外れを円滑にすることができる。
【００１０】
（３）また、前記従動プーリーに掛け回されるケーブルを付勢によって張った状態とするテンショナーを備えた場合は、従動軸の回動が過負荷となった際に、ボールによって従動プーリー軸と従動軸とが滑動するので、テンショナーによってケーブルに遊びのない状態とされても、ケーブルへの影響を小さくすることができる。
【００１１】
（４）さらに、前記係合孔と前記ボールを内部に含む前記貫通孔とが、前記従動プーリー軸及び前記従動軸と同軸円周上に複数配置された場合は、回動角を小さくし、安定な回動とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明のプーリーユニットの一部切り欠き正面図である。
【図２】図２は図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】図３はケーブル式ステアリング装置を示す組立前の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず、図３を用いて本発明のプーリーユニットが用いられる様子を説明する。図３はケーブル式のステアリング装置（以下、装置１５）を示す。装置１５は、車体に回転自在に取り付けられるハンドル１６と、そのハンドル１６の操作により操舵される車輪１７と、その車輪１７を操舵するためのステアリング機構１８と、そのステアリング機構１８とハンドル１６との間に介在され、ハンドル１６の回転運動をステアリング機構１８に伝達するコントロールケーブル１９とからなる。前記ハンドル側にはプーリーユニット２０が設けられ、ステアリング機構側には本発明のプーリーユニット１が設けられている。前記プーリーユニット２０はハンドル１６の回転運動が伝達される回転軸１６ａを備えている。その回転軸１６ａの回転運動はコントロールケーブル１９の内索１９ａ（図２参照）を介して、前記プーリーユニット１に設けられたプーリー（従動プーリー３）に伝達され、その従動プーリー３の回転軸（従動プーリー軸２）からステアリング機構１８へ前記回転運動が伝達される。
【００１４】
図２に示すように、前記プーリーユニット１は、ステアリング機構１８（図３参照）の外周面あるいはその近傍に取り付けられる略箱状のハウジング１０の内部に収納されている。そのハウジング１０は、略有底筒状の収納部１０ａと、その収納部１０ａの側方に連通している浅い箱状の部分１０ｂ（以下、箱状部という）とを備えている。
【００１５】
図２に示すように、前記収納部１０ａには後述する従動プーリー３などが収納され、箱状部１０ｂにはコントロールケーブル１９の内索１９ａに張力を付与するテンショナー８（後述する）が収納される。図１に示すように、その箱状部１０ｂの側面には厚みが大きくされた部位があり、その部位にテンショナーを支持するテンショナー保持孔１０ｅが形成されている。また、そのテンショナー保持孔１０ｅの両脇にはガイド孔１０ｆがそれぞれ形成されている。図２に戻って前記収納部１０ａは、その内底に外向きに突出する段部１０ｃを介して開口部１０ｄが形成されている。前記段部１０ｃにはベアリング１２が配置される。
【００１６】
前記ハウジング１０は、その開口部を蓋体１１により閉じられている。蓋体１１は、その天井側から屋根側へ突出する大径の段部１１ｂが形成され、その段部１１ｂを介して、さらに外向きに突出する小径の凹部１１ａが形成されている。前記段部１１ｂにはベアリング１３が設けられており、従動プーリー軸２の上端付近が枢支されている。そして、従動プーリー軸２のさらに上端部が凹部１１ａの内部に配置される。なお、前記ハウジング１０および蓋体１１は合成樹脂で成形したり、金属板を加工して成形してもよい。
【００１７】
前記プーリーユニット１は、上端部をベアリング１３に枢止された従動プーリー軸２と、その従動プーリー軸２を軸心として接続された従動プーリー３と、前記従動プーリー軸２とほぼ同軸上に配置された従動軸４とを備えている。
【００１８】
前記従動プーリー軸２は前述したように上端が蓋体１１に枢支され、下端に半径方向の外向きに広がるプーリー軸フランジ２ａが設けられている（図２参照）。そのプーリー軸フランジ２ａはその下面に、周方向に等間隔で係合孔２ｂが形成されている。
【００１９】
前記従動プーリー３は、合成樹脂製の円柱状の部材であり、コントロールケーブル１９の内索１９ａを巻回して用いることができるものであれば特に限定されるものではなく、公知の方法により使用・固定をすることができる。例えば、従動プーリー３の中心に金属製の円筒状のブッシュ（図示しない）で固定することができる。そのブッシュの内面には従動プーリー軸２のセレーションと噛み合う雌のセレーションを形成してもよい。なお、セレーションに代えて、断面四角形あるいは六角形などの角柱状の軸端と、その軸端と嵌合する断面多角形の孔を備えたブッシュとを嵌合させてもよい。また、前記従動プーリー３の周囲には内索１９ａを巻き付けるための案内溝３ａが螺旋状に形成されている。
【００２０】
前記従動軸４は中央付近を収納部１０ａに設けられたベアリング１２に枢支され、下端部を開口部１０ｄから下方に突出させている。一方、上端には半径方向の外向きに延びる従動軸フランジ４ａが設けられ、その従動軸フランジ４ａの直下には大径の段部４ｂが設けられている。その段部４ｂの直下には、その段部４ｂに上面を係止され、下面を従動軸４に設けられたＣリング４ｅなどの止め具で係止された、円盤状の止め板４ｄが設けられている。また、前記従動軸フランジ４ａは前記プーリー軸フランジ２ａと対向するように配置されており、ほぼ同径である。また、前記従動軸フランジ４ａにはそのフランジを厚み方向に貫通している貫通孔４ｃが形成されている。図２の実施態様例においては、貫通孔４ｃは前記係合孔２ｂと対応する位置に、かつそれと同数形成されている。前記係合孔２ｂは従動プーリー３側へ頂点を向けた略円錐形状である。また、係合孔２ｂの断面形状は前記ボールと係合するものであれば特に限定されるものではなく、大きなトルクがかかった場合にボールとの係合を解除できる斜面を有していれば特に限定されるものではないが、好ましくは三角形状である（図２参照）。前記係合孔２ｂの断面形状が三角形状である場合、そのテーパ角度は、特に限定されるものではないが３０〜６０°、好ましくは３０°である。それにより係合孔の内部に含まれるボールの体積を大きく維持し、且つプーリー軸フランジの厚さを薄くすることができる。係合孔２ｂの深さは特に限定されるものではなく、通常では係合孔２ｂ内にボールが保持されて係合し、所定以上のトルクの伝達
の規制に際してボールとの係合が解除されればよい。
【００２１】
前記貫通孔４ｃはその内部にボール５が配置されている。そのボール５は貫通孔４ｃ内を転がったり、滑ったりして移動自在である。そのボール５の直径は従動軸フランジ４ａの厚みより大きくされている。そのため、従動軸フランジ４ａの両方の面あるいはどちらか一方の面からボール５の一部が突出している。通常、ボール５は従動軸フランジ４ａのプーリー軸フランジ２ａ側へ移動し、そのボール５の外表面の一部が突出しており、その突出した部位がプーリー軸フランジ２ａの係合孔２ｂに係合している。なお、図２の実施態様例においては、ボール５の直径は５ｍｍであるが、プーリー軸フランジおよび従動軸フランジ上に多数の貫通孔および係合孔を形成することができ、且つ強度を維持できる径であることが好ましい。係合孔２ｂの個数は、特に限定されるものではないが、ステアリングと操舵との位相のズレを防止するために、なるべく多いことが好ましく、例えば１２個が円周上に等間隔で配置されることが好ましい。
【００２２】
前記従動軸フランジ４ａのプーリー軸フランジ側と反対側には、保持プレート６が配置されている。その保持プレート６は中心に開口部６ａが形成され、その開口部６ａに従動軸４の段部４ｂが通されている。また、前記開口部６ａの周縁で、従動軸フランジ４ａと反対側には段部６ｂが設けられている。前記保持プレート６は、その開口部６ａの内周面と従動軸４の大径の段部４ｂの外周面とを摺動面とし、従動軸４の軸方向に移動自在である。通常、その保持プレート６はプーリー軸フランジ４ａと接しており、前記貫通孔４ａを塞いでボールの脱落を防止し、ボール５の一部が従動軸フランジ４ａのプーリー軸フランジ２ａ側に突出させ、ボール５が係合孔２ｂから外れるのを防止している。なお、保持プレート６の材質は、特に限定されるものではなく、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂や機械装置に用いられる金属製であってもよく、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）のような従動軸４と摺動が容易で、かつ耐磨耗性の高い材料が好ましい。
【００２３】
前記従動軸４の従動軸フランジ４ａと、止め板４ｄとの間には付勢部材７が設けられている。その付勢部材７はほぼ円形状の皿バネである。その皿バネの中心には開口が形成されており、その開口に従動軸４および保持プレート６が貫通している。通常、付勢部材７は止め板４ｄを足場として、前記保持プレート６を従動軸フランジ４ａ側に付勢している。付勢部材７が保持プレート６を介してボール５を付勢することとなり、保持プレート６がボール５が貫通孔４ｃから脱落するのを防止することとなる。前記皿バネ７は保持プレート６側に向かって次第に小径になるように形成されており、その小径の上端部は保持プレート６の段部６ｂに係合している。前記付勢部材７としては、皿バネのほかに、コイルバネや弾性部材を用いてもよい。なお、足場となる止め板４ｄを従動軸４の軸方向に移動自在にし、付勢部材７の付勢力を変化させるようにしてもよい。その際、止め板４ｄにはナット状の部材を設け、従動軸４側に前記ナット状の部材と螺合するボルト状の部材を設けるとよい。
【００２４】
前記従動プーリー３は従動プーリー軸２と共に回転する。その従動プーリー軸２と従動軸４とはそれぞれのプーリー軸フランジ２ａと従動軸フランジ４ａとの間に介在されたボール５により連結されている。すなわち、従動軸フランジ４ａの貫通孔４ｃ内に設けられたボール５の一部が、プーリー軸フランジ２ａの係合孔２ｂに係合することにより、従動プーリー軸２から従動軸４へ回転運動が伝達される。
【００２５】
反対に、前記従動軸４側から過荷重（トルク）が加わった場合、ボール５は、係合孔２ｂの内壁面を転がって、付勢部材７の付勢力に逆らって保持プレート６を押圧しながら、貫通孔４ｂ内を従動軸フランジ４ａの反対側である保持プレート側へ移動し、保持プレート側の面から突出する。このため、プーリー軸フランジ２ａと従動軸フランジ４ａとの間
の連結が解除され、従動軸フランジ４ａがプーリー軸フランジ２ａ上を滑空し、従動プーリー軸２と従動軸４とが相対的に回動し、従動軸４からの過大なトルクが従動プーリー軸２へ伝達されるのを防止している。
【００２６】
前記従動プーリー３は従動プーリー軸２を回転軸として回転する。その従動プーリー軸２はその上端をベアリング１３で枢支されているが、下端にはベアリングを備えていない。しかし、従動プーリー軸２と従動軸４とがボール５で一体に連結されているので、それら一体となった軸部材２、４（従動プーリー３を含む）は、全体として上方をベアリング１３で、下方をベアリング１２で枢止される、いわば上下の２点で枢支されている。そのため、従動プーリー軸と従動軸とをそれぞれベアリングで２点で枢支しなくても、従動軸フランジ４ａがプーリー軸フランジ２ａ上を滑空する際には、ボール５がベアリングとしても機能し得るので、簡易な構成で軸部材の回転を安定にすることができ、しかも、従動プーリー３への内索１９ａの巻き取り、送り出しも確実で、安全な機構である。
【００２７】
前記従動軸４からの荷重の大きさと、付勢部材７の付勢力とのバランスにより、ボール５の係合が外れ、従動軸４のトルク伝達が解除される荷重が決まる。その他、前記係合孔２ｂのテーパ角度や深さ、ボール５の直径など、ボール５の係合孔２ｂへの係合の度合いを大きくすればするほど、予め設定される前記過大な荷重を大きく設定することができる。また、前記係合孔２ｂがプーリー軸フランジ２ａへ形成される直径寸法を小さくしても同様に前記過大な荷重を大きく設定することができる。
【００２８】
図１に示すように、前記テンショナー８は、箱状部１０ｂのテンショナー保持孔１０ｅに挿入された軸部８ａと、その軸部８ａの先端に設けられ前記内索１９ａを押圧する円弧状の面を有する押え部材８ｂと、前記軸部８ａの周囲に配置されるコイル状のスプリング８ｃとを備えている。前記押え部材８ｂは内索１９ａに沿って横長であり、その横長の略中央付近から軸部８ａが突出し、それらは略Ｔ字状の形状を呈している。また、前記スプリング８ｃはテンショナー保持孔１０ｅの内部に形成された段部を足場として、軸部８ａと押え部材８ｂとの連結部付近を内索１９ａ方向に付勢している。さらに、横長の前記押え部材８ｂの両端付近からは軸部８ａと同じ方向に、かつ平行にガイド部８ｄ、８ｄが延びており、前記ガイド孔１０ｆ内にガイドされている。なお、押え部材８ｂの材質はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂を用いることが好ましく、特にポリオキシメチレン（ＰＯＭ）のような耐磨耗性の高い材料が好ましい。
【００２９】
なお、押え部材８ｂとして、ローラ状の部材により内索１９ａを押圧するようにしてもよい。例えば、箱状部１０ｂの底面から垂直に延びる軸部を設け、その軸部を揺動の軸心とした腕部を設け、その腕部を付勢部材により内索側に揺動させるようにする。そして、前記腕部の自由端に前記ローラ状の部材を回動自在に設けて、内索を押圧すると、内索１９ａと押え部材８ｂ（ローラ状の部材）との摺動摩擦を低減することができる。
【００３０】
図３に示すように、前記ハンドル１６は従来のものと同じであり、その中心から下向きに回転軸１６ａが延びている。その回転軸１６ａは車体、たとえばインスツルメントパネルの下部の取り付け部に通されている。
【００３１】
前記プーリーユニット２０は、ハウジング２０ａと、そのハウジング内に回転自在に設けられるハンドル側プーリー（図示していない）とを備えており、従来公知のものを採用することができる。
【００３２】
前記ステアリング機構１８は、公知のものを用いることができ、前記従動プーリー軸４に固定されたピニオン（図示していない）と、そのピニオンと噛み合うラックと、そのラ
ックと一体にされている（あるいは連結されている）ステアリングロッド１８ａとを備えている。さらに油圧シリンダあるいはモータで操舵力をアシストするいわゆるパワーアシスト機構（図示していない）が組み込まれているものが好ましい。油圧でアシストするタイプでは、ステアリングロッド１８ａと一体化されたピストンの移動方向および位置を制御するコントロールバルブのローターが前記ピニオンと一体化されている。またモータ駆動のものは、ハンドル側の回転軸とステアリング機構側の回転軸１８ａの角度差を検出し、その角度差に応じたトルクを与えるように構成する。
【００３３】
前記コントロールケーブル１９は、いわゆるプルコントロールケーブルであり、導管１９ｂと、その導管１９ｂの内部に摺動自在に収容される内索１９ａとからなる。導管１９ｂは断面矩形状の金属線を螺旋状に巻いて管状にし、その外周面に合成樹脂被覆を設けた公知のものであり、ある程度の可撓性を有する。導管１９ｂの内周面に合成樹脂チューブからなるライナーを装着することもある。
【００３４】
前記内索１９ａは、複数本の金属素線を撚り合わせたものであり、可撓性を有する。その内索１９ａの両端にはそれぞれ金属製の円筒状の索端金具が鋳込みないしカシメなどで固着されている。
【符号の説明】
【００３５】
１ プーリーユニット
２ 従動プーリー軸
２ａ プーリー軸フランジ
２ｂ 係合孔
３ 従動プーリー
３ａ 案内溝
４ 従動軸
４ａ 従動軸フランジ
４ｂ 段部
４ｃ 貫通孔
４ｄ 止め板
４ｅ Ｃリング
５ ボール
６ 保持プレート
６ａ 開口部
６ｂ 段部
７ 付勢部材
８ テンショナー
８ａ 軸部
８ｂ 押え部材
８ｃ スプリング
８ｄ ガイド部
１０ ハウジング
１０ａ 収納部
１０ｂ 箱状部（箱状の部分）
１０ｃ 段部
１０ｄ 開口部
１０ｅ テンショナー保持孔
１０ｆ ガイド孔
１１ 蓋体
１１ａ 凹部
１１ｂ 段部
１２ ベアリング
１３ ベアリング
１５ ケーブル式ステアリング装置
１６ ハンドル
１６ａ 回転軸
１７ 車輪
１８ ステアリング機構
１８ａステアリングロッド
１９ コントロールケーブル
１９ａ 内索
１９ｂ 導管
２０ ハンドル側プーリーユニット
２０ａ ハウジング
【技術分野】
【０００１】
本発明はケーブル式のステアリング伝導装置の従動プーリーユニット（以下、従動プーリーユニットという）に関する。さらに詳しくは、ハンドルとパワーユニットなどのステアリング機構とを連結するステアリングシャフトに代えて、交互に引き操作する２本の引きコントロールケーブルを採用した従動プーリーユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
ステアリング装置には、ケーブルを用いているものとして、ケーブル式ステアリング装置があり、回転軸同士の連結およびケース（ハウジング）の車体への取り付けが容易ではあるもののケーブルは操作により伸びを生じるものが一般であることから、伸びを吸収する機構を備えていることが望ましい。
【０００３】
特許文献１にはケーブル式ステアリング機構が記載されている。そのケーブル式ステアリング機構は、ハンドルの軸端に連結され、共に回転する第１ドラムと、ステアリング機構に連結され、かつステアリングを作動させるための回転運動を与える第２ドラムとを有している。それら第１および第２ドラムはコントロールケーブルにより連結されており、ハンドルの回転操作によるハンドル軸の回転運動が第１ドラムからコントロールケーブルを介して第２ドラムへ伝達され、その第２ドラムの回転運動がステアリング機構を作動させている。このもののコントロールケーブルの導管の端部にはバネが設けられており、導管の配索経路が長くなる方向に付勢している。これにより、ケーブルの伸びを吸収している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２６０００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、車両の運転時に縁石に乗り上げたり、脱輪するなどにより、ステアリング装置にタイヤ側からの衝撃荷重がなされた際には前記衝撃によりケーブルに負荷がかかるため、ケーブルに伸びが生じ、ステアリングの遊びが大きくなる虞がある。そのため、ケーブル式ステアリング装置として、縁石に乗り上げるなどによるケーブルの伸びに対しては、耐衝撃性を向上させる必要がある。特許文献１のケーブル式ステアリング機構では車輪からの衝撃がケーブルに直接伝達されるので、ケーブルの耐久性が低下する。
【０００６】
そこで、本発明では、簡易な構成で、所定以上の大きさのトルクの伝達を規制する従動プーリーユニットを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の従動プーリーユニットは、従動プーリーと、前記従動プーリーと接続し、端部に半径方向へ広がるプーリー軸フランジが設けられた従動プーリー軸と、端部に半径方向へ広がる従動軸フランジが設けられた従動軸とを備え、前記従動プーリー軸と前記従動軸とは同軸に配置され、前記プーリー軸フランジと前記従動軸フランジとが対向して配置され、前記プーリー軸フランジには係合孔が形成され、前記貫通孔内に前記係合孔と係合可能なボールを有し、前記従動軸フランジには軸方向に貫通する貫通孔が形成され、前記従動軸フランジのプーリー軸フランジ側とは反対側に、前記貫通孔から前記ボールが脱落することを防止する保持プレートが設けられ、前記保持プレートを介して前記ボールを前記
プーリー軸フランジ側へ付勢する付勢部材を有し、前記従動プーリー軸が回動した際には、前記係合孔と係合した前記ボールを介して前記従動軸が回動し、前記従動軸の回動が過負荷となった場合に、前記ボールが前記付勢部材の付勢力に抗して保持プレート側へ移動して、従動プーリー軸と前記従動軸とが相対的に回動するようにされてなることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
（１）本発明の従動プーリーユニットは、プーリーに掛け回されたケーブルへの過負荷入力による破壊を防ぐことができる。そして、プーリー軸と従動軸とが別体であるために、従動プーリーと軸との間に、空間やベアリングを設ける必要はない。そのため、部品点数も少なくすることができ、装置全体をコンパクトにすることができる。また、ケーブルへの過負荷入力を防止するので、ケーブルの耐久性が低下するのを防止することができる。
【０００９】
（２）このような従動プーリーユニットが、前記係合孔が円錐形の孔である場合は、ボールの係合孔からの外れを円滑にすることができる。
【００１０】
（３）また、前記従動プーリーに掛け回されるケーブルを付勢によって張った状態とするテンショナーを備えた場合は、従動軸の回動が過負荷となった際に、ボールによって従動プーリー軸と従動軸とが滑動するので、テンショナーによってケーブルに遊びのない状態とされても、ケーブルへの影響を小さくすることができる。
【００１１】
（４）さらに、前記係合孔と前記ボールを内部に含む前記貫通孔とが、前記従動プーリー軸及び前記従動軸と同軸円周上に複数配置された場合は、回動角を小さくし、安定な回動とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本発明のプーリーユニットの一部切り欠き正面図である。
【図２】図２は図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図３】図３はケーブル式ステアリング装置を示す組立前の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
まず、図３を用いて本発明のプーリーユニットが用いられる様子を説明する。図３はケーブル式のステアリング装置（以下、装置１５）を示す。装置１５は、車体に回転自在に取り付けられるハンドル１６と、そのハンドル１６の操作により操舵される車輪１７と、その車輪１７を操舵するためのステアリング機構１８と、そのステアリング機構１８とハンドル１６との間に介在され、ハンドル１６の回転運動をステアリング機構１８に伝達するコントロールケーブル１９とからなる。前記ハンドル側にはプーリーユニット２０が設けられ、ステアリング機構側には本発明のプーリーユニット１が設けられている。前記プーリーユニット２０はハンドル１６の回転運動が伝達される回転軸１６ａを備えている。その回転軸１６ａの回転運動はコントロールケーブル１９の内索１９ａ（図２参照）を介して、前記プーリーユニット１に設けられたプーリー（従動プーリー３）に伝達され、その従動プーリー３の回転軸（従動プーリー軸２）からステアリング機構１８へ前記回転運動が伝達される。
【００１４】
図２に示すように、前記プーリーユニット１は、ステアリング機構１８（図３参照）の外周面あるいはその近傍に取り付けられる略箱状のハウジング１０の内部に収納されている。そのハウジング１０は、略有底筒状の収納部１０ａと、その収納部１０ａの側方に連通している浅い箱状の部分１０ｂ（以下、箱状部という）とを備えている。
【００１５】
図２に示すように、前記収納部１０ａには後述する従動プーリー３などが収納され、箱状部１０ｂにはコントロールケーブル１９の内索１９ａに張力を付与するテンショナー８（後述する）が収納される。図１に示すように、その箱状部１０ｂの側面には厚みが大きくされた部位があり、その部位にテンショナーを支持するテンショナー保持孔１０ｅが形成されている。また、そのテンショナー保持孔１０ｅの両脇にはガイド孔１０ｆがそれぞれ形成されている。図２に戻って前記収納部１０ａは、その内底に外向きに突出する段部１０ｃを介して開口部１０ｄが形成されている。前記段部１０ｃにはベアリング１２が配置される。
【００１６】
前記ハウジング１０は、その開口部を蓋体１１により閉じられている。蓋体１１は、その天井側から屋根側へ突出する大径の段部１１ｂが形成され、その段部１１ｂを介して、さらに外向きに突出する小径の凹部１１ａが形成されている。前記段部１１ｂにはベアリング１３が設けられており、従動プーリー軸２の上端付近が枢支されている。そして、従動プーリー軸２のさらに上端部が凹部１１ａの内部に配置される。なお、前記ハウジング１０および蓋体１１は合成樹脂で成形したり、金属板を加工して成形してもよい。
【００１７】
前記プーリーユニット１は、上端部をベアリング１３に枢止された従動プーリー軸２と、その従動プーリー軸２を軸心として接続された従動プーリー３と、前記従動プーリー軸２とほぼ同軸上に配置された従動軸４とを備えている。
【００１８】
前記従動プーリー軸２は前述したように上端が蓋体１１に枢支され、下端に半径方向の外向きに広がるプーリー軸フランジ２ａが設けられている（図２参照）。そのプーリー軸フランジ２ａはその下面に、周方向に等間隔で係合孔２ｂが形成されている。
【００１９】
前記従動プーリー３は、合成樹脂製の円柱状の部材であり、コントロールケーブル１９の内索１９ａを巻回して用いることができるものであれば特に限定されるものではなく、公知の方法により使用・固定をすることができる。例えば、従動プーリー３の中心に金属製の円筒状のブッシュ（図示しない）で固定することができる。そのブッシュの内面には従動プーリー軸２のセレーションと噛み合う雌のセレーションを形成してもよい。なお、セレーションに代えて、断面四角形あるいは六角形などの角柱状の軸端と、その軸端と嵌合する断面多角形の孔を備えたブッシュとを嵌合させてもよい。また、前記従動プーリー３の周囲には内索１９ａを巻き付けるための案内溝３ａが螺旋状に形成されている。
【００２０】
前記従動軸４は中央付近を収納部１０ａに設けられたベアリング１２に枢支され、下端部を開口部１０ｄから下方に突出させている。一方、上端には半径方向の外向きに延びる従動軸フランジ４ａが設けられ、その従動軸フランジ４ａの直下には大径の段部４ｂが設けられている。その段部４ｂの直下には、その段部４ｂに上面を係止され、下面を従動軸４に設けられたＣリング４ｅなどの止め具で係止された、円盤状の止め板４ｄが設けられている。また、前記従動軸フランジ４ａは前記プーリー軸フランジ２ａと対向するように配置されており、ほぼ同径である。また、前記従動軸フランジ４ａにはそのフランジを厚み方向に貫通している貫通孔４ｃが形成されている。図２の実施態様例においては、貫通孔４ｃは前記係合孔２ｂと対応する位置に、かつそれと同数形成されている。前記係合孔２ｂは従動プーリー３側へ頂点を向けた略円錐形状である。また、係合孔２ｂの断面形状は前記ボールと係合するものであれば特に限定されるものではなく、大きなトルクがかかった場合にボールとの係合を解除できる斜面を有していれば特に限定されるものではないが、好ましくは三角形状である（図２参照）。前記係合孔２ｂの断面形状が三角形状である場合、そのテーパ角度は、特に限定されるものではないが３０〜６０°、好ましくは３０°である。それにより係合孔の内部に含まれるボールの体積を大きく維持し、且つプーリー軸フランジの厚さを薄くすることができる。係合孔２ｂの深さは特に限定されるものではなく、通常では係合孔２ｂ内にボールが保持されて係合し、所定以上のトルクの伝達
の規制に際してボールとの係合が解除されればよい。
【００２１】
前記貫通孔４ｃはその内部にボール５が配置されている。そのボール５は貫通孔４ｃ内を転がったり、滑ったりして移動自在である。そのボール５の直径は従動軸フランジ４ａの厚みより大きくされている。そのため、従動軸フランジ４ａの両方の面あるいはどちらか一方の面からボール５の一部が突出している。通常、ボール５は従動軸フランジ４ａのプーリー軸フランジ２ａ側へ移動し、そのボール５の外表面の一部が突出しており、その突出した部位がプーリー軸フランジ２ａの係合孔２ｂに係合している。なお、図２の実施態様例においては、ボール５の直径は５ｍｍであるが、プーリー軸フランジおよび従動軸フランジ上に多数の貫通孔および係合孔を形成することができ、且つ強度を維持できる径であることが好ましい。係合孔２ｂの個数は、特に限定されるものではないが、ステアリングと操舵との位相のズレを防止するために、なるべく多いことが好ましく、例えば１２個が円周上に等間隔で配置されることが好ましい。
【００２２】
前記従動軸フランジ４ａのプーリー軸フランジ側と反対側には、保持プレート６が配置されている。その保持プレート６は中心に開口部６ａが形成され、その開口部６ａに従動軸４の段部４ｂが通されている。また、前記開口部６ａの周縁で、従動軸フランジ４ａと反対側には段部６ｂが設けられている。前記保持プレート６は、その開口部６ａの内周面と従動軸４の大径の段部４ｂの外周面とを摺動面とし、従動軸４の軸方向に移動自在である。通常、その保持プレート６はプーリー軸フランジ４ａと接しており、前記貫通孔４ａを塞いでボールの脱落を防止し、ボール５の一部が従動軸フランジ４ａのプーリー軸フランジ２ａ側に突出させ、ボール５が係合孔２ｂから外れるのを防止している。なお、保持プレート６の材質は、特に限定されるものではなく、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂や機械装置に用いられる金属製であってもよく、ポリオキシメチレン（ＰＯＭ）のような従動軸４と摺動が容易で、かつ耐磨耗性の高い材料が好ましい。
【００２３】
前記従動軸４の従動軸フランジ４ａと、止め板４ｄとの間には付勢部材７が設けられている。その付勢部材７はほぼ円形状の皿バネである。その皿バネの中心には開口が形成されており、その開口に従動軸４および保持プレート６が貫通している。通常、付勢部材７は止め板４ｄを足場として、前記保持プレート６を従動軸フランジ４ａ側に付勢している。付勢部材７が保持プレート６を介してボール５を付勢することとなり、保持プレート６がボール５が貫通孔４ｃから脱落するのを防止することとなる。前記皿バネ７は保持プレート６側に向かって次第に小径になるように形成されており、その小径の上端部は保持プレート６の段部６ｂに係合している。前記付勢部材７としては、皿バネのほかに、コイルバネや弾性部材を用いてもよい。なお、足場となる止め板４ｄを従動軸４の軸方向に移動自在にし、付勢部材７の付勢力を変化させるようにしてもよい。その際、止め板４ｄにはナット状の部材を設け、従動軸４側に前記ナット状の部材と螺合するボルト状の部材を設けるとよい。
【００２４】
前記従動プーリー３は従動プーリー軸２と共に回転する。その従動プーリー軸２と従動軸４とはそれぞれのプーリー軸フランジ２ａと従動軸フランジ４ａとの間に介在されたボール５により連結されている。すなわち、従動軸フランジ４ａの貫通孔４ｃ内に設けられたボール５の一部が、プーリー軸フランジ２ａの係合孔２ｂに係合することにより、従動プーリー軸２から従動軸４へ回転運動が伝達される。
【００２５】
反対に、前記従動軸４側から過荷重（トルク）が加わった場合、ボール５は、係合孔２ｂの内壁面を転がって、付勢部材７の付勢力に逆らって保持プレート６を押圧しながら、貫通孔４ｂ内を従動軸フランジ４ａの反対側である保持プレート側へ移動し、保持プレート側の面から突出する。このため、プーリー軸フランジ２ａと従動軸フランジ４ａとの間
の連結が解除され、従動軸フランジ４ａがプーリー軸フランジ２ａ上を滑空し、従動プーリー軸２と従動軸４とが相対的に回動し、従動軸４からの過大なトルクが従動プーリー軸２へ伝達されるのを防止している。
【００２６】
前記従動プーリー３は従動プーリー軸２を回転軸として回転する。その従動プーリー軸２はその上端をベアリング１３で枢支されているが、下端にはベアリングを備えていない。しかし、従動プーリー軸２と従動軸４とがボール５で一体に連結されているので、それら一体となった軸部材２、４（従動プーリー３を含む）は、全体として上方をベアリング１３で、下方をベアリング１２で枢止される、いわば上下の２点で枢支されている。そのため、従動プーリー軸と従動軸とをそれぞれベアリングで２点で枢支しなくても、従動軸フランジ４ａがプーリー軸フランジ２ａ上を滑空する際には、ボール５がベアリングとしても機能し得るので、簡易な構成で軸部材の回転を安定にすることができ、しかも、従動プーリー３への内索１９ａの巻き取り、送り出しも確実で、安全な機構である。
【００２７】
前記従動軸４からの荷重の大きさと、付勢部材７の付勢力とのバランスにより、ボール５の係合が外れ、従動軸４のトルク伝達が解除される荷重が決まる。その他、前記係合孔２ｂのテーパ角度や深さ、ボール５の直径など、ボール５の係合孔２ｂへの係合の度合いを大きくすればするほど、予め設定される前記過大な荷重を大きく設定することができる。また、前記係合孔２ｂがプーリー軸フランジ２ａへ形成される直径寸法を小さくしても同様に前記過大な荷重を大きく設定することができる。
【００２８】
図１に示すように、前記テンショナー８は、箱状部１０ｂのテンショナー保持孔１０ｅに挿入された軸部８ａと、その軸部８ａの先端に設けられ前記内索１９ａを押圧する円弧状の面を有する押え部材８ｂと、前記軸部８ａの周囲に配置されるコイル状のスプリング８ｃとを備えている。前記押え部材８ｂは内索１９ａに沿って横長であり、その横長の略中央付近から軸部８ａが突出し、それらは略Ｔ字状の形状を呈している。また、前記スプリング８ｃはテンショナー保持孔１０ｅの内部に形成された段部を足場として、軸部８ａと押え部材８ｂとの連結部付近を内索１９ａ方向に付勢している。さらに、横長の前記押え部材８ｂの両端付近からは軸部８ａと同じ方向に、かつ平行にガイド部８ｄ、８ｄが延びており、前記ガイド孔１０ｆ内にガイドされている。なお、押え部材８ｂの材質はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成樹脂を用いることが好ましく、特にポリオキシメチレン（ＰＯＭ）のような耐磨耗性の高い材料が好ましい。
【００２９】
なお、押え部材８ｂとして、ローラ状の部材により内索１９ａを押圧するようにしてもよい。例えば、箱状部１０ｂの底面から垂直に延びる軸部を設け、その軸部を揺動の軸心とした腕部を設け、その腕部を付勢部材により内索側に揺動させるようにする。そして、前記腕部の自由端に前記ローラ状の部材を回動自在に設けて、内索を押圧すると、内索１９ａと押え部材８ｂ（ローラ状の部材）との摺動摩擦を低減することができる。
【００３０】
図３に示すように、前記ハンドル１６は従来のものと同じであり、その中心から下向きに回転軸１６ａが延びている。その回転軸１６ａは車体、たとえばインスツルメントパネルの下部の取り付け部に通されている。
【００３１】
前記プーリーユニット２０は、ハウジング２０ａと、そのハウジング内に回転自在に設けられるハンドル側プーリー（図示していない）とを備えており、従来公知のものを採用することができる。
【００３２】
前記ステアリング機構１８は、公知のものを用いることができ、前記従動プーリー軸４に固定されたピニオン（図示していない）と、そのピニオンと噛み合うラックと、そのラ
ックと一体にされている（あるいは連結されている）ステアリングロッド１８ａとを備えている。さらに油圧シリンダあるいはモータで操舵力をアシストするいわゆるパワーアシスト機構（図示していない）が組み込まれているものが好ましい。油圧でアシストするタイプでは、ステアリングロッド１８ａと一体化されたピストンの移動方向および位置を制御するコントロールバルブのローターが前記ピニオンと一体化されている。またモータ駆動のものは、ハンドル側の回転軸とステアリング機構側の回転軸１８ａの角度差を検出し、その角度差に応じたトルクを与えるように構成する。
【００３３】
前記コントロールケーブル１９は、いわゆるプルコントロールケーブルであり、導管１９ｂと、その導管１９ｂの内部に摺動自在に収容される内索１９ａとからなる。導管１９ｂは断面矩形状の金属線を螺旋状に巻いて管状にし、その外周面に合成樹脂被覆を設けた公知のものであり、ある程度の可撓性を有する。導管１９ｂの内周面に合成樹脂チューブからなるライナーを装着することもある。
【００３４】
前記内索１９ａは、複数本の金属素線を撚り合わせたものであり、可撓性を有する。その内索１９ａの両端にはそれぞれ金属製の円筒状の索端金具が鋳込みないしカシメなどで固着されている。
【符号の説明】
【００３５】
１ プーリーユニット
２ 従動プーリー軸
２ａ プーリー軸フランジ
２ｂ 係合孔
３ 従動プーリー
３ａ 案内溝
４ 従動軸
４ａ 従動軸フランジ
４ｂ 段部
４ｃ 貫通孔
４ｄ 止め板
４ｅ Ｃリング
５ ボール
６ 保持プレート
６ａ 開口部
６ｂ 段部
７ 付勢部材
８ テンショナー
８ａ 軸部
８ｂ 押え部材
８ｃ スプリング
８ｄ ガイド部
１０ ハウジング
１０ａ 収納部
１０ｂ 箱状部（箱状の部分）
１０ｃ 段部
１０ｄ 開口部
１０ｅ テンショナー保持孔
１０ｆ ガイド孔
１１ 蓋体
１１ａ 凹部
１１ｂ 段部
１２ ベアリング
１３ ベアリング
１５ ケーブル式ステアリング装置
１６ ハンドル
１６ａ 回転軸
１７ 車輪
１８ ステアリング機構
１８ａステアリングロッド
１９ コントロールケーブル
１９ａ 内索
１９ｂ 導管
２０ ハンドル側プーリーユニット
２０ａ ハウジング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
従動プーリーと、
前記従動プーリーと接続し、端部に半径方向へ広がるプーリー軸フランジが設けられた従動プーリー軸と、
端部に半径方向へ広がる従動軸フランジが設けられた従動軸とを備え、
前記従動プーリー軸と前記従動軸とは同軸に配置され、
前記プーリー軸フランジと前記従動軸フランジとが対向して配置され、
前記プーリー軸フランジには係合孔が形成され、
前記従動軸フランジには軸方向に貫通する貫通孔が形成され、
前記貫通孔内に前記係合孔と係合可能なボールを有し、
前記従動軸フランジのプーリー軸フランジ側とは反対側に、前記貫通孔から前記ボールが脱落することを防止する保持プレートが設けられ、
前記保持プレートを介して前記ボールを前記プーリー軸フランジ側へ付勢する付勢部材を有し、
前記従動プーリー軸が回動した際には、
前記係合孔と係合した前記ボールを介して前記従動軸が回動し、
前記従動軸の回動が過負荷となった場合に、前記ボールが前記付勢部材の付勢力に抗して保持プレート側へ移動して、
従動プーリー軸と前記従動軸とが相対的に回動するようにされてなる
ケーブル式ステアリング装置用の従動プーリーユニット。
【請求項２】
前記係合孔が円錐形の孔である請求項１に記載の従動プーリーユニット。
【請求項３】
前記従動プーリーに掛け回されるケーブルを付勢によって張った状態とするテンショナーを備えた請求項１または２に記載の従動プーリーユニット。
【請求項４】
前記係合孔と前記ボールを内部に含む前記貫通孔とが、前記従動プーリー軸及び前記従動軸と同軸円周上に複数配置された請求項１〜３のいずれかに記載の従動プーリーユニット。
【請求項１】
従動プーリーと、
前記従動プーリーと接続し、端部に半径方向へ広がるプーリー軸フランジが設けられた従動プーリー軸と、
端部に半径方向へ広がる従動軸フランジが設けられた従動軸とを備え、
前記従動プーリー軸と前記従動軸とは同軸に配置され、
前記プーリー軸フランジと前記従動軸フランジとが対向して配置され、
前記プーリー軸フランジには係合孔が形成され、
前記従動軸フランジには軸方向に貫通する貫通孔が形成され、
前記貫通孔内に前記係合孔と係合可能なボールを有し、
前記従動軸フランジのプーリー軸フランジ側とは反対側に、前記貫通孔から前記ボールが脱落することを防止する保持プレートが設けられ、
前記保持プレートを介して前記ボールを前記プーリー軸フランジ側へ付勢する付勢部材を有し、
前記従動プーリー軸が回動した際には、
前記係合孔と係合した前記ボールを介して前記従動軸が回動し、
前記従動軸の回動が過負荷となった場合に、前記ボールが前記付勢部材の付勢力に抗して保持プレート側へ移動して、
従動プーリー軸と前記従動軸とが相対的に回動するようにされてなる
ケーブル式ステアリング装置用の従動プーリーユニット。
【請求項２】
前記係合孔が円錐形の孔である請求項１に記載の従動プーリーユニット。
【請求項３】
前記従動プーリーに掛け回されるケーブルを付勢によって張った状態とするテンショナーを備えた請求項１または２に記載の従動プーリーユニット。
【請求項４】
前記係合孔と前記ボールを内部に含む前記貫通孔とが、前記従動プーリー軸及び前記従動軸と同軸円周上に複数配置された請求項１〜３のいずれかに記載の従動プーリーユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１２−２０７１６（Ｐ２０１２−２０７１６Ａ）
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６２０５０（Ｐ２０１０−１６２０５０）
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【出願人】（３９００００９９６）株式会社ハイレックスコーポレーション (362)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年２月２日（２０１２．２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【出願人】（３９００００９９６）株式会社ハイレックスコーポレーション (362)
【Ｆターム（参考）】
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