JP2007232004A - 自在継手と軸の結合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】構造が簡単で、組み付け作業が容易であり、軸とヨークを正規の組み付け位置に確実に位置決めすると共に、ヨークに軸を締付けボルトで結合する作業が完了するまで、軸がヨークから抜け出さないようにした自在継手と軸の結合構造を提供する。
【解決手段】図７（３）に示すように、軸６がヨーク５１に正規の軸方向位置に装着されると、締付けボルト８１は軸６の突起部６４には干渉しないため、締付けボルト８１先端の雄ねじ部８１１をナット７１のねじ孔７１２にねじ込むことが可能となる。さらに締付けボルト８１をねじ込めば、ナット７１が回転し、ナット７１の偏心カム部７１１が、軸６の上部平坦面６５を下方に押し付け、軸６の円弧状下面６２を、ヨーク５１の連結部５５の円弧状内面５５１に密接させる。
【選択図】図７

Description

本発明はステアリング装置、特に、ステアリング装置のステアリングシャフトとステアリングギヤの入力軸とを結合する自在継手に関する。

ステアリング装置では、ステアリングシャフトをステアリングギヤの入力軸であるピニオン軸に結合するために自在継手を使用している。このような自在継手をステアリング装置に組み込むときは、自在継手の一方のヨークをステアリングシャフトの端部に溶接等によって固定し、十字軸を介して連結された他方のヨークをピニオン軸に結合する。

この他方のヨークとピニオン軸との結合は、一方のヨークが固定されたステアリングシャフトを車体に取り付けた後、ステアリングシャフトと他方のヨークをピニオン軸に結合することができるようにするために、横入れ式と呼ばれるＵ字形のヨークが使用される。

この横入れ式のヨークをピニオン軸に結合する作業は、エンジンルーム等の狭い空間で実施するため、組み付け位置が見にくく、かつ、作業もやりにくい。従って、ピニオン軸とヨークを正規の組み付け位置に確実に位置決めすると共に、ヨークにピニオン軸を締付けボルトで結合する作業が完了するまで、ピニオン軸がヨークから抜け出さないようにする必要がある。

このような自在継手とピニオン軸との結合構造を有する自在継手が特許文献１に開示されている。特許文献１の自在継手は、自在継手またはピニオン軸の一方に植込みピンを植設し、自在継手またはピニオン軸の他方に植込みピンに嵌合する嵌合孔を形成して、正規の組み付け位置に自在継手とピニオン軸を確実に位置決めできるようにしている。

しかしながら特許文献１の自在継手は、植込みピンと嵌合孔が嵌合する位置が極めて狭い範囲に限定されるため、植込みピンと嵌合孔を嵌合させるための作業が困難であり、構造も複雑なため、製造コストを削減する上での障害になっていた。

特開２００５−３２５８６９号公報

本発明は、構造が簡単で、組み付け作業が容易であり、軸とヨークを正規の組み付け位置に確実に位置決めすると共に、ヨークに軸を締付けボルトで結合する作業が完了するまで、軸がヨークから抜け出さないようにした自在継手と軸の結合構造を提供することを課題とする。

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、互いに平行に配置された一対の抑え板部と、上記一対の抑え板部の下端を連結する連結部と、上記一対の抑え板部の上端に形成された開口部とを有するＵ字形のヨークを備えた自在継手、上記一対の抑え板部の内側面に形成された抑え面に挟持される一対の平坦面を有する軸、上記一対の抑え板部に各々形成された互いに略同心の通孔またはねじ孔、上記通孔に挿通した状態で、その先端部に形成した雄ねじ部を上記ねじ孔またはナットに螺合させ、上記抑え板部の抑え面で上記軸の平坦面を締付ける締付けボルト、上記軸のヨーク側先端に形成され、上記軸の上面から抑え板部の上端側に突出した突起部を備え、上記突起部の上面から上記連結部の内面までの高さを、上記締付けボルトの最小径部の外周下面から上記連結部の内面までの高さよりも高く形成したことを特徴とする自在継手と軸の結合構造である。

第２番目の発明は、互いに平行に配置された一対の抑え板部と、上記一対の抑え板部の下端を連結する連結部と、上記一対の抑え板部の上端に形成された開口部とを有するＵ字形のヨークを備えた自在継手、上記一対の抑え板部の内側面に形成された抑え面に挟持される一対の平坦面を有する軸、上記一対の抑え板部に各々形成された互いに略同心の通孔またはねじ孔、上記通孔に挿通した状態で、その先端部に形成した雄ねじ部を上記ねじ孔またはナットに螺合させ、上記抑え板部の抑え面で上記軸の平坦面を締付ける締付けボルト、上記軸のヨーク側先端に形成され、上記軸の上面から抑え板部の上端側に突出した突起部を備え、上記突起部の上面から上記連結部の内面までの高さを、上記締付けボルトの雄ねじ部の外周下面から上記連結部の内面までの高さよりも高く形成したことを特徴とする自在継手と軸の結合構造である。

第３番目の発明は、互いに平行に配置された一対の抑え板部と、上記一対の抑え板部の下端を連結する連結部と、上記一対の抑え板部の上端に形成された開口部とを有するＵ字形のヨークを備えた自在継手、上記一対の抑え板部の内側面に形成された抑え面に挟持される一対の平坦面を有する軸、上記一対の抑え板部に各々形成された互いに略同心の通孔またはねじ孔、上記通孔に挿通した状態で、その先端部に形成した雄ねじ部を上記ねじ孔またはナットに螺合させ、上記抑え板部の抑え面で上記軸の平坦面を締付ける締付けボルト、上記軸のヨーク側先端に形成され、上記軸の上面から抑え板部の上端側に突出した突起部を備え、上記突起部の上面から上記連結部の内面までの高さを、上記ねじ孔の谷の径の内周下面から上記連結部の内面までの高さよりも高く形成したことを特徴とする自在継手と軸の結合構造である。

第４番目の発明は、第１番目から第３番目までのいずれかの発明の自在継手と軸の結合構造において、上記軸の平坦部には、上記抑え板部の抑え面の間隔よりも幅の広い段差部が形成され、この段差部がヨークに当接して、正規の軸方向位置を超えて軸をヨークに挿入できないように規制することを特徴とする自在継手と軸の結合構造である。

第５番目の発明は、第１番目から第３番目までのいずれかの発明の自在継手と軸の結合構造において、上記軸の下面には、上記連結部の内面よりも下方に突出した当接突起が形成され、この当接突起がヨークに当接して、正規の軸方向位置を超えて軸をヨークに挿入できないように規制することを特徴とする自在継手と軸の結合構造である。

第６番目の発明は、第１番目から第３番目までのいずれかの発明の自在継手と軸の結合構造において、上記軸の突起部は上記軸と一体的に成形されていることを特徴とする自在継手と軸の結合構造である。

第７番目の発明は、第１番目から第３番目までのいずれかの発明の自在継手と軸の結合構造において、上記軸の突起部は、上記軸とは別体で成形された突起部を上記軸に固定して形成されていることを特徴とする自在継手と軸の結合構造である。

第８番目の発明は、第１番目から第３番目までのいずれかの発明の自在継手と軸の結合構造を有するステアリング装置である。

第９番目の発明は、第４番目の発明の自在継手と軸の結合構造を有するステアリング装置である。

第１０番目の発明は、第５番目の発明の自在継手と軸の結合構造を有するステアリング装置である。

第１１番目の発明は、第６番目の発明の自在継手と軸の結合構造を有するステアリング装置である。

第１２番目の発明は、第７番目の発明の自在継手と軸の結合構造を有するステアリング装置である。

本発明の自在継手と軸の結合構造では、軸のヨーク側先端に軸の上面から抑え板部の上端側に突出した突起部を形成し、この突起部の上面からヨーク連結部の円弧状内面までの高さを、締付けボルトの最小径部の外周下面からヨーク連結部の円弧状内面までの高さよりも高く形成している。また、本発明の自在継手と軸の結合構造では、この突起部の上面からヨーク連結部の円弧状内面までの高さを、締付けボルトの雄ねじ部の外周下面からヨーク連結部の円弧状内面までの高さよりも高く形成している。さらに、本発明の自在継手と軸の結合構造では、この突起部の上面からヨーク連結部の円弧状内面までの高さを、ねじ孔の谷の径の内周下面からヨーク連結部の円弧状内面までの高さよりも高く形成している。

従って、構造が簡単で、組み付け作業が容易であり、軸とヨークを正規の組み付け位置に確実に位置決めすることができると共に、ヨークに軸を締付けボルトで結合する作業が完了するまで、軸がヨークから抜け出すことを防止できる。

以下、図面に基づいて本発明の実施例１から実施例２を説明する。

図１は、本発明の実施例の自在継手と軸の結合構造を備えたステアリング装置の全体正面図である。図２は本発明の実施例１の自在継手と軸の結合構造を示す側面図、図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は図３のＢ−Ｂ断面図であり、（１）は軸と自在継手が正規の軸方向位置に位置決めされて締付けられた状態を示す断面図、（２）は軸と自在継手が正規の軸方向位置からずれた結果、軸が自在継手に締付けられていない状態を示す断面図である。

図５は軸の端部の突起部の形状を示し、（１Ａ）は図２〜図３に示した実施例１の突起部を示す正面図、（１Ｂ）は（１Ａ）の右側面図、（２Ａ）、（３Ａ）、（４Ａ）は突起部の変形例を示す正面図、（２Ｂ）、（３Ｂ）、（４Ｂ）は、（２Ａ）、（３Ａ）、（４Ａ）の各々右側面図である。図６は図４（１）のＣ−Ｃ断面図、図７は軸と自在継手が種々の軸方向位置にある時、締付けボルトと軸端部の突起部との干渉関係を示す説明図であり、図４（１）のＦ−Ｆ断面図である。この図７で、番号８１は、締付けボルト８１の雄ねじ部８１１の断面を示している。

図１に示すように、本発明の実施例１の自在継手と軸の結合構造を備えたステアリング装置は、車体後方側（図１の右側）にステアリングホイール１１を装着可能なステアリングシャフト１２と、このステアリングシャフト１２を挿通したステアリングコラム１３と、このステアリングシャフト１２に補助トルクを付与する為のアシスト装置（操舵補助部）２０と、このステアリングシャフト１２の車体前方側（図１の左側）に、図示しないラック／ピニオン機構を介して連結されたステアリングギヤ３０とを備える。

ステアリングシャフト１２は、雌ステアリングシャフト１２Ａと雄ステアリングシャフト１２Ｂとを、回転トルクを伝達可能に、かつ軸方向に関して相対移動可能にスプライン嵌合している。従って、上記雌ステアリングシャフト１２Ａと雄ステアリングシャフト１２Ｂとは、衝突時に、このスプライン嵌合部が相対移動して、全長を縮めることができる。

また、上記ステアリングシャフト１２を挿通した筒状のステアリングコラム１３は、アウターコラム１３Ａとインナーコラム１３Ｂとをテレスコピック移動可能に組み合わせており、衝突時に軸方向の衝撃が加わった場合に、この衝撃によるエネルギを吸収しつつ全長が縮まる、所謂コラプシブル構造としている。

そして、上記インナーコラム１３Ｂの車体前方側端部を、ギヤハウジング２１の車体後方側端部に圧入嵌合して固定している。また、上記雄ステアリングシャフト１２Ｂの車体前方側端部を、このギヤハウジング２１の内側に通し、アシスト装置２０の図示しない入力軸の車体後方側端部に連結している。

ステアリングコラム１３は、その中間部を支持ブラケット１４により、ダッシュボードの下面等、車体１８の一部に支承している。また、この支持ブラケット１４と車体１８との間に、図示しない係止部を設けて、この支持ブラケット１４に車体前方側に向かう方向の衝撃が加わった場合に、この支持ブラケット１４が上記係止部から外れ、車体前方側に移動するようにしている。

また、上記ギヤハウジング２１の上端部も、上記車体１８の一部に支承している。また、本実施例の場合には、チルト機構及びテレスコピック機構を設けることにより、上記ステアリングホイール１１の車体前後方向位置、及び、高さ位置の調節を自在としている。このようなチルト機構及びテレスコピック機構は、従来から周知であり、本発明の特徴部分でもない為、詳しい説明は省略する。

上記ギヤハウジング２１の車体前方側端面から突出した出力軸２３は、自在継手（上側自在継手）４を介して、中間シャフト１５の後端部に連結している。また、この中間シャフト１５の前端部に、別の自在継手（下側自在継手）５を介して、ステアリングギヤ３０のピニオン軸（以下軸と呼ぶ）６を連結している。中間シャフト１５は、雄中間シャフト（雄シャフト）１５Ａの車体前方側に、雌中間シャフト（雌シャフト）１５Ｂの車体後方側が外嵌し、回転トルクを伝達可能に、かつ、軸方向に関して相対移動可能に嵌合している。

図示しないピニオンが、軸６の下端（車体前方側端部）に形成されている。また、図示しないラックが、このピニオンに噛み合っており、ステアリングホイール１１の回転が、タイロッド３１を移動させて、図示しない車輪を操舵する。

アシスト装置２０のギヤハウジング２１には、電動モータ２６のケース２６１が固定され、この電動モータ２６の図示しない回転軸にウォームが結合されている。出力軸２３には図示しないウォームホイールが取り付けられ、このウォームホイールに電動モータ２６の回転軸のウォームが噛合っている。

また、出力軸２３の中間部の周囲には、図示しないトルクセンサが設けられている。上記ステアリングホイール１１からステアリングシャフト１２に加えられるトルクの方向と大きさを、トルクセンサで検出し、この検出値に応じて、電動モータ２６を駆動し、ウォームとウォームホイールから成る減速機構を介して、出力軸２３に、所定の方向に所定の大きさで補助トルクを発生させる。

図２から図７は、本発明の実施例１の自在継手と軸の結合構造を示し、図１の自在継手５と軸６との結合部に適用した例を示す。本発明の自在継手と軸の結合構造は、図１の自在継手４と雄中間シャフト１５Ａとの結合部に適用してもよい。

図２から図７に示すように、本発明の実施例１の自在継手５と軸６の結合構造では、自在継手５は、１対のヨーク５１、５２を十字軸５３を介して結合されている。この十字軸５３に設けられた４個所の端部は、それぞれ上記各ヨーク５１、５２の先端部に、ニードル軸受（図示せず）を介して揺動自在に支持されている。従って、上記両ヨーク５１、５２の中心が同一直線上に位置しなくても、両ヨーク５１、５２同士の間で回転力を伝達する。

この様な自在継手５を使用してステアリング装置を組み付ける場合、例えば一方（図２の右方）のヨーク５２は、雌中間シャフト１５Ｂの車体前方側端部に一体的に成形され、他方（図２の左方）のヨーク５１を軸６の車体後方側端部に結合する。この様な組み付け作業を行なうのに、通常は、上記中間シャフト１５が自在継手４（上自在継手）を介して出力軸２３に連結されたステアリング装置を、車体１８に取り付けた後、自在継手（下自在継手）５の左方のヨーク５１と軸６とを結合する。

自在継手５を構成する左方のヨーク５１は、軸６を軸方向に動かす事なく結合作業を行なえる、所謂横入れ式である。図４に示すように、ヨーク５１は、軸６の軸方向に直交する平面内での断面形状がＵ字形に形成され、Ｕ字形の平行部分を構成する抑え板部５４Ａ、５４Ｂと、Ｕ字形の凹部を構成して、抑え板部５４Ａ、５４Ｂの下端を連結する円弧状の連結部５５とで構成されている。抑え板部５４Ａ、５４Ｂは、連結部５５の反対側（図４の上方側）に開口部５６を形成している。

互いに平行に離隔して配置された抑え板部５４Ａ、５４Ｂは、それぞれの内側面を、互いに略平行な抑え面５４１Ａ、５４１Ｂとしている。そして、一方の抑え板部５４Ａに、軸６の軸方向に直交する小径の通孔（ボルト孔）５７を設けている。また、他方の抑え板部５４Ｂに、この通孔５７と同心でこの通孔５７よりも大径の通孔５８を、それぞれ形成している。

抑え板部５４Ｂ側には、抑え板部５４Ｂの通孔５８と同心位置に、抑え板部５４Ｂとは別体のナット７１が配置されている。ナット７１には、外周に偏心カム部７１１が形成され、内周にねじ孔７１２が形成されている。抑え板部５４Ｂの外側面５４２Ｂには、ナットホルダー７２が固定され、このナットホルダー７２の貫通孔７２１には、図３下方からゴム製または樹脂製のブッシュ７２２が装着されている。ブッシュ７２２の先端外周がナット７１のねじ孔７１２に内嵌して、ナット７１をナットホルダー７２に仮保持している。

一方、上述の様に構成されるヨーク５１に、その先端部を結合される軸６は、先端部の形状を、図５（１Ａ）、（１Ｂ）に示す様な形状にしている。すなわち、図５（１Ａ）、（１Ｂ）に示すように、円柱状の軸６の先端部外周面は略小判型形状を有し、互いに平行な一対の平坦面６１、６１が形成されている。

ヨーク５１と軸６の接続時には、この平坦面６１、６１と上記抑え面５４１Ａ、５４１Ｂとを密接させる事により、上記ヨーク５１に対する軸６の回転防止を図っている。

また、軸６の車体後方側端部（図５（１Ａ）の右端）の円弧状上面６３には、円弧状上面６３から上方に突出した突起部６４が一体的に形成されている。また、円弧状上面６３には、この突起部６４の車体前方側に、円弧状上面６３から下方に陥没させた上部平坦面６５が形成されている。

抑え板部５４Ａの通孔５７から締付けボルト８１を挿入し、締付けボルト８１の先端部に形成した雄ねじ部８１１をナット７１のねじ孔７１２にねじ込めば、ナット７１が締付けボルト８１側に引き込まれる。その結果、ブッシュ７２２がナット７１のねじ孔７１２から外れて、ナットホルダー７２に対するナット７１の仮保持が解除される。さらに締付けボルト８１をねじ込めば、ナット７１の偏心カム部７１１が、軸６の上部平坦面６５を下方に押し付け、軸６の円弧状下面６２を、ヨーク５１の連結部５５の円弧状内面５５１に密接させる（図４（１）参照）。軸６の下面と連結部５５の内面との当接は、円弧同士の当接である必要はなく、平面同士の当接でもよい。

図６で、軸６の上部平坦面６５から円弧状下面６２（すなわち、連結部５５の円弧状内面５５１）までの高さをＨ２、軸６の円弧状上面６３から円弧状下面６２（すなわち、連結部５５の円弧状内面５５１）までの高さをＨ３、偏心カム部７１１の最下面から連結部５５の円弧状内面５５１までの高さをＨ１とする。ここで、軸６の円弧状下面６２、及び、連結部５５の円弧状内面５５１が円弧面ではない場合（例えば平面）には、各々、軸６の下面６２、連結部５５の内面５５１と読み換えればよい。すなわち、これら三種類の高さＨ１、Ｈ２、Ｈ３は、軸６と連結部５５の接触部が基準面になる。

実施例１では、これら三種類の高さの大小関係は、Ｈ１＜Ｈ２＜Ｈ３に形成されている。従って、軸６がヨーク５１に正規の軸方向位置に装着されれば、偏心カム部７１１が軸６の上部平坦面６５を下方に押し付け、軸６の円弧状下面６２を、ヨーク５１の連結部５５の円弧状内面５５１に密接させて、強固にクランプすることができる。

また図７（１）で、軸６の突起部６４の上面６４１から円弧状下面６２（すなわち、連結部５５の円弧状内面５５１）までの高さをＨ５、ナット７１のねじ孔７１２と螺合する締付けボルト８１の雄ねじ部８１１の外周下面（締付けボルト８１の最小径部の外周下面）から連結部５５の円弧状内面５５１）までの高さをＨ４とする。実施例１では、これら二種類の高さの大小関係は、Ｈ４＜Ｈ５に形成されている。

軸６の端部をヨーク５１に接続固定する場合には、先ず、図２に実線で示す様に、軸６の端部をヨーク５１の開口部５６（図４）に配置する。そして、この状態から、ヨーク５１を十字軸５３を中心に回動させる事により、このヨーク５１を図２の実線状態から鎖線状態にまで、図２で時計方向に揺動させて、軸６の端部をヨーク５２の抑え板部５４Ａ、５４Ｂの抑え面５４１Ａ、５４１Ｂ内に挿入する。軸６の端部を抑え面５４１Ａ、５４１Ｂ内に挿入する以前には、上記通孔５７に締付けボルト８１（図３）は挿入しない。

上述の様にして軸６の端部をヨーク５１の抑え面５４１Ａ、５４１Ｂ内に挿入し、上記各抑え面５４１Ａ、５４１Ｂと軸６の平坦面６１、６１とを対向させたならば、通孔５７に締付けボルト８１を挿通し、締付けボルト８１の先端部に形成した雄ねじ部８１１をナット７１のねじ孔７１２にねじ込む。

図７（１）に示すように、軸６がヨーク５１に正規の軸方向位置に装着されず、軸６の突起部６４が締付けボルト８１の雄ねじ部８１１の外周に干渉する直前の状態では、締付けボルト８１は軸６の突起部６４には干渉しないため、締付けボルト８１先端の雄ねじ部８１１を、ナット７１のねじ孔７１２にねじ込むことは可能となる。

しかし、締付けボルト８１の雄ねじ部８１１より大径の偏心カム部７１１が軸６の突起部６４に干渉する。従って、ナット７１を締付けボルト８１側に引き込むことができない。従って、ナットホルダー７２に対するナット７１の仮保持は解除されず、偏心カム部７１１が、軸６の上部平坦面６５を押し付けることができないため、ナット７１が空転する。そのため、軸６がヨーク５１に正規の軸方向位置に装着されていないことが容易に判定できる。

また、図７（１）の状態よりも、軸６の突起部６４が締付けボルト８１の雄ねじ部８１１の外周から離間した状態では、締付けボルト８１及び偏心カム部７１１の両方が、軸６の突起部６４には干渉しない。従って、締付けボルト８１先端の雄ねじ部８１１をナット７１のねじ孔７１２にねじ込み、かつ、ナット７１を締付けボルト８１側に引き込むことができる。

しかし、軸６の上部平坦面６５が偏心カム部７１１に達していない。従って、ナット７１の偏心カム部７１１が、軸６の上部平坦面６５を押し付けることができないため、ナット７１が空転する。そのため、軸６がヨーク５１に正規の軸方向位置に装着されていないことが容易に判定できる。（図４（２）参照）

図７（２）に示すように、軸６がヨーク５１に正規の軸方向位置に装着されず、軸６の突起部６４が締付けボルト８１の雄ねじ部８１１の外周に干渉した状態では、締付けボルト８１が軸６の突起部６４に干渉する。従って、締付けボルト８１先端の雄ねじ部８１１をナット７１のねじ孔７１２にねじ込むことが不可能となるため、軸６がヨーク５１に正規の軸方向位置に装着されていないことが容易に判定できる。

また、図７（４）に示すように、軸６の上下関係を逆にして、ヨーク５１に軸６を装着すると、軸６の突起部６４の上面６４１がヨーク５１の連結部５５の円弧状内面５５１に当接する。従って、連結部５５の円弧状内面５５１に対して右上がりに傾斜した状態で軸６が装着される。そのため、締付けボルト８１が軸６の円弧状下面６２に干渉する。従って、締付けボルト８１先端の雄ねじ部８１１をナット７１のねじ孔７１２にねじ込むことが不可能となるため、軸６がヨーク５１に正規の軸方向位置に装着されていないことが容易に判定できる。

図７（３）に示すように、軸６がヨーク５１に正規の軸方向位置に装着されると、締付けボルト８１は軸６の突起部６４には干渉しないため、締付けボルト８１先端の雄ねじ部８１１をナット７１のねじ孔７１２にねじ込むことが可能となる。

締付けボルト８１をさらにねじ込めば、ナット７１が締付けボルト８１側に引き込まれる。その結果、ブッシュ７２２がナット７１のねじ孔７１２から外れて、ナットホルダー７２に対するナット７１の仮保持が解除される。

さらに締付けボルト８１をねじ込めば、ナット７１が回転し、ナット７１の偏心カム部７１１が、軸６の上部平坦面６５を下方に押し付け、軸６の円弧状下面６２を、ヨーク５１の連結部５５の円弧状内面５５１に密接させる。偏心カム部７１１の押し付け力が強くなると、締付けボルト８１に規定のトルクが発生するため、正規の軸方向位置に組み付けたことが容易に判定できる。

上記したように、二種類の高さは、Ｈ４＜Ｈ５に形成されている。従って、ナット７１に締付けボルト８１を締め付ける作業の途中、及び、ナット７１に対する締付けボルト８１の締付けが緩んだ場合でも、締付けボルト８１の雄ねじ部８１１の外周に軸６の突起部６４が引っかかるため、ヨーク５１から軸６が軸方向に抜け出すのを防止することができる。

図３に示すように、軸６の平坦面６１、６１の車体前方端（図３の左側）には、段差部６１１、６１１が形成されている。この段差部６１１、６１１は、ヨーク５１の抑え板部５４Ａ、５４Ｂの抑え面５４１Ａ、５４１Ｂ間の間隔よりも幅広く形成されている。従って、正規の軸方向位置よりもさらに軸６をヨーク５１に挿入しようとすると、軸６の段差部６１１、６１１が、ヨーク５１の車体前方側端面５９に当接し、軸６をヨーク５１にそれ以上挿入できないように規制している。

図５（２Ａ）、（３Ａ）、（４Ａ）は、図５（１Ａ）、（１Ｂ）で説明した突起部６４の変形例を示す正面図、（２Ｂ）、（３Ｂ）、（４Ｂ）は、（２Ａ）、（３Ａ）、（４Ａ）の各々右側面図である。

すなわち、図５（２Ａ）、（２Ｂ）の突起部６６は、図５（１Ａ）、（１Ｂ）の突起部６４をさらにかしめ加工して、薄く形成した例である。また、図５（３Ａ）、（３Ｂ）の突起部６７は、軸６の車体後方側端部（図５（３Ａ）の右端）の円弧状上面６３を、その幅方向の中央部を曲げ起こすことで、円弧状上面６３から上方に突出した突起部６７を、軸６と一体的に形成した例である。図５（３Ａ）、（３Ｂ）に示すように、突起部６７は、軸６の車体後方側の最端部に形成する必要はなく、車体後方側端部近傍に形成すればよい。

さらに、図５（４Ａ）、（４Ｂ）の突起部６８は、突起部６８が別体で成形され、軸６の車体後方側端部（図５（４Ａ）の右端）に形成された小径円柱部６８１に、突起部６８の内径孔６８２を圧入して固定した例である。軸６が油圧パワーステアリング装置に使用されるピニオン軸の場合には、トーションバーを図５（４Ａ）、（４Ｂ）の小径円柱部６８１のように突出させ、そのトーションバーの突出部に突起部６８を圧入してもよい。

次に本発明の実施例２について説明する。図８は本発明の実施例２を示す図２のＡ−Ａ断面図相当である。図９は図８のＤ−Ｄ断面図である。図１０は図９のＥ−Ｅ断面図である。以下の説明では、上記実施例１と異なる構造部分と作用についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。

実施例２は、実施例１のナット７１と軸６の形状を変えた例である。すなわち、実施例１では、ナット７１に偏心カム部７１１が形成されているが、実施例２は、ナットと偏心カム部を別体で構成している。また、軸６が正規の軸方向位置よりもさらにヨーク５１に挿入されることを防止するための段差部６１１の形状を変更している。

自在継手５を構成する左方のヨーク５１の一方の抑え板部５４Ａに、軸６の軸方向に直交する大径の通孔（ボルト孔）５７を設けている。また、他方の抑え板部５４Ｂに、この通孔５７と同心でこの通孔５７よりも小径の通孔５８を形成している。

抑え板部５４Ｂ側には、抑え板部５４Ｂの通孔５８に、抑え板部５４Ｂとは別体のナット７３が抑え板部５４Ｂの外側面５４２Ｂ側から圧入して固定されている。ナット７３には、内周にねじ孔７３１が形成されている。ナット７３はヨーク５１と別体である必要はなく、抑え板部５４Ｂに直接ねじ孔７３１を形成してもよい。

ヨーク５１に結合される軸６は、先端部の形状を、実施例１と略同様な形状にしている。すなわち、円柱状の軸６の先端部外周面は略小判型形状を有し、互いに平行な一対の平坦面６１、６１を形成している。また軸６には、円弧状下面６２、円弧状上面６３、円弧状上面６３から上方に突出した突起部６４が一体的に形成されている。また、円弧状上面６３には、この突起部６４の車体前方側に、円弧状上面６３から下方に陥没させた上部平坦面６５が形成されている。

図８及び図１０に示すように、軸６の円弧状下面６２の車体前方端（図８の左側、図１０の右側）には、円弧状下面６２から下方に突出した当接突起６９が形成されている。この当接突起６９は、連結部５５の円弧状内面５５１よりも下方に突出して形成されている。従って、正規の軸方向位置よりもさらに軸６をヨーク５１に挿入しようとすると、軸６の当接突起６９が、ヨーク５１の車体前方側端面５９（連結部５５）に当接し、軸６をヨーク５１にそれ以上挿入できないように規制している。

締付けボルト８１には、ナット７３のねじ孔７３１にねじ込まれる雄ねじ部８１１と、締付けボルト８１の頭部近傍で、雄ねじ部８１１よりも大径の大径部８１２が形成されている。

また、締付けボルト８１に外嵌する中空円筒形状のカム部材７４は、締付けボルト８１の軸心に対して偏心して形成された偏心カム部７４１と、抑え板部５４Ａの通孔５７に移動自在に内嵌する大きさの外径を有する通孔嵌合部７４３と、抑え板部５４Ａの外側面５４２Ａに係止するフランジ部７４４と、締付けボルト８１に外嵌するための嵌合孔７４２とが形成されている。

カム部材７４の嵌合孔７４２の内径は、締付けボルト８１の雄ねじ部８１１よりやや大きく、カム部材７４は雄ねじ部８１１上を軸方向に移動自在である。しかし、嵌合孔７４２の内径は、締付けボルト８１の大径部８１２よりもやや小さく設定されているため、大径部８１２がカム部材７４の嵌合孔７４２に嵌合する際には、摩擦抵抗を持って圧入される。

カム部材７４を外嵌させた締付けボルト８１を抑え板部５４Ａの通孔５７から挿入し、締付けボルト８１の先端部に形成した雄ねじ部８１１をナット７３のねじ孔７３１に手で軽くねじ込むことができる。カム部材７４は締付けボルト８１と別体である必要はなく、締付けボルト８１とカム部材７４を一体に形成してもよい。

さらに締付けボルト８１をねじ込めば、締付けボルト８１の大径部８１２がカム部材７４の嵌合孔７４２に当たり、大径部８１２がカム部材７４を押し込む。カム部材７４のフランジ部７４４が抑え板部５４Ａの外側面５４２Ａで係止されるため、カム部材７４の押し込み移動が停止する。

さらに締付けボルト８１をスパナなどで強くねじ込めば、締付けボルト８１の大径部８１２がカム部材７４の嵌合孔７４２に圧入され、カム部材７４が締付けボルト８１の回転と共に回転する。カム部材７４の偏心カム部７４１が、軸６の上部平坦面６５を下方に押し付けるため、軸６の円弧状下面６２を、ヨーク５１の連結部５５の円弧状内面５５１に密接させることができる。（図９参照）

図１０（１）、（２）で、軸６の突起部６４の上面６４１から円弧状下面６２（すなわち、連結部５５の円弧状内面５５１）までの高さをＨ５、ナット７３のねじ孔７３１の谷の径の内周下面（締付けボルト８１の雄ねじ部８１１の外周下面）から連結部５５の円弧状内面５５１）までの高さをＨ６とする。実施例２では、これら二種類の高さの大小関係は、Ｈ６＜Ｈ５に形成されている。

実施例２の場合にも実施例１と同様に、軸６がヨーク５１に正規の軸方向位置に装着されれば、締付けボルト８１は軸６の突起部６４には干渉しないため、締付けボルト８１先端の雄ねじ部８１１をナット７３のねじ孔７３１にねじ込むことが可能となる。

締付けボルト８１をさらにねじ込めば、締付けボルト８１の大径部８１２がカム部材７４の嵌合孔７４２に圧入され、カム部材７４が締付けボルト８１の回転と共に回転する。その結果、カム部材７４の偏心カム部７４１が、軸６の上部平坦面６５を下方に押し付けるため、軸６の円弧状下面６２を、ヨーク５１の連結部５５の円弧状内面５５１に密接させる。

偏心カム部７４１の押し付け力が強くなると、カム部材７４の回転はここで停止し、締付けボルト８１だけが嵌合孔７４２との間の摩擦抵抗に抗して回転する。締付けボルト８１の頭部がカム部材７４のフランジ部７４４に当接すると、締付けボルト８１をそれ以上ねじ込めなくなるため、正規の軸方向位置に組み付けたことが容易に判定できる。

上記したように、図１０で、二種類の高さは、Ｈ６＜Ｈ５に形成されている。従って、ナット７３に締付けボルト８１を締め付ける作業の途中、及び、ナット７３に対する締付けボルト８１の締付けが緩んだ場合でも、締付けボルト８１の雄ねじ部８１１の外周に軸６の突起部６４が引っかかるため、軸６がヨーク５１から軸方向に抜け出すのを防止することができる。

上記実施例は、ピニオン軸と自在継手との結合部に本発明を適用した例について説明したが、ステアリング装置を構成する任意の軸と自在継手との結合部に適用することができる。

本発明の実施例の自在継手と軸の結合構造を備えたステアリング装置の全体正面図である。 本発明の実施例１の自在継手と軸の結合構造を示す側面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図であり、（１）は軸と自在継手が正規の軸方向位置に位置決めされて締付けられた状態を示す断面図、（２）は軸と自在継手が正規の軸方向位置からずれた結果、軸が自在継手に締付けられていない状態を示す断面図である。 軸の端部の突起部の形状を示し、（１Ａ）は図２〜図３に示した実施例１の突起部を示す正面図、（１Ｂ）は（１Ａ）の右側面図である。（２Ａ）、（３Ａ）、（４Ａ）は突起部の変形例を示す正面図、（２Ｂ）、（３Ｂ）、（４Ｂ）は、（２Ａ）、（３Ａ）、（４Ａ）の各々右側面図である。 図４（１）のＣ−Ｃ断面図である。 軸と自在継手が種々の軸方向位置にある時、締付けボルトと軸端部の突起部との干渉関係を示す説明図であり、図４（１）のＦ−Ｆ断面図である。 本発明の実施例２を示す図２のＡ−Ａ断面図相当である。 図８のＤ−Ｄ断面図である。 図９のＥ−Ｅ断面図である。

符号の説明

１１ ステアリングホイール
１２ ステアリングシャフト
１２Ａ 雌ステアリングシャフト
１２Ｂ 雄ステアリングシャフト
１３ ステアリングコラム
１３Ａ アウターコラム
１３Ｂ インナーコラム
１４ 支持ブラケット
１５ 中間シャフト
１５Ａ 雄中間シャフト
１５Ｂ 雌中間シャフト
１８ 車体
２０ アシスト装置
２１ ギヤハウジング
２３ 出力軸
２６ 電動モータ
２６１ ケース
３０ ステアリングギヤ
３１ タイロッド
４ 自在継手（上側自在継手）
５ 自在継手（下側自在継手）
５１、５２ ヨーク
５３ 十字軸
５４Ａ、５４Ｂ 抑え板部
５４１Ａ、５４１Ｂ 抑え面
５４２Ａ、５４２Ｂ 外側面
５５ 連結部
５５１ 円弧状内面
５６ 開口部
５７、５８ 通孔
５９ 車体前方側端面
６ 軸（ピニオン軸）
６１ 平坦面
６１１ 段差部
６２ 円弧状下面
６３ 円弧状上面
６４ 突起部
６４１ 上面
６５ 上部平坦面
６６、６７、６８ 突起部
６８１ 小径円柱部
６８２ 内径孔
６９ 当接突起
７１ ナット
７１１ 偏心カム部
７１２ ねじ孔
７２ ナットホルダー
７２１ 貫通孔
７２２ ブッシュ
７３ ナット
７３１ ねじ孔
７４ カム部材
７４１ 偏心カム部
７４２ 嵌合孔
７４３ 通孔嵌合部
７４４ フランジ部
８１ 締付けボルト
８１１ 雄ねじ部
８１２ 大径部

Claims (12)

1. 互いに平行に配置された一対の抑え板部と、上記一対の抑え板部の下端を連結する連結部と、上記一対の抑え板部の上端に形成された開口部とを有するＵ字形のヨークを備えた自在継手、
   上記一対の抑え板部の内側面に形成された抑え面に挟持される一対の平坦面を有する軸、
   上記一対の抑え板部に各々形成された互いに略同心の通孔またはねじ孔、
   上記通孔に挿通した状態で、その先端部に形成した雄ねじ部を上記ねじ孔またはナットに螺合させ、上記抑え板部の抑え面で上記軸の平坦面を締付ける締付けボルト、
   上記軸のヨーク側先端に形成され、上記軸の上面から抑え板部の上端側に突出した突起部を備え、
   上記突起部の上面から上記連結部の内面までの高さを、上記締付けボルトの最小径部の外周下面から上記連結部の内面までの高さよりも高く形成したこと
   を特徴とする自在継手と軸の結合構造。
2. 互いに平行に配置された一対の抑え板部と、上記一対の抑え板部の下端を連結する連結部と、上記一対の抑え板部の上端に形成された開口部とを有するＵ字形のヨークを備えた自在継手、
   上記一対の抑え板部の内側面に形成された抑え面に挟持される一対の平坦面を有する軸、
   上記一対の抑え板部に各々形成された互いに略同心の通孔またはねじ孔、
   上記通孔に挿通した状態で、その先端部に形成した雄ねじ部を上記ねじ孔またはナットに螺合させ、上記抑え板部の抑え面で上記軸の平坦面を締付ける締付けボルト、
   上記軸のヨーク側先端に形成され、上記軸の上面から抑え板部の上端側に突出した突起部を備え、
   上記突起部の上面から上記連結部の内面までの高さを、上記締付けボルトの雄ねじ部の外周下面から上記連結部の内面までの高さよりも高く形成したこと
   を特徴とする自在継手と軸の結合構造。
3. 互いに平行に配置された一対の抑え板部と、上記一対の抑え板部の下端を連結する連結部と、上記一対の抑え板部の上端に形成された開口部とを有するＵ字形のヨークを備えた自在継手、
   上記一対の抑え板部の内側面に形成された抑え面に挟持される一対の平坦面を有する軸、
   上記一対の抑え板部に各々形成された互いに略同心の通孔またはねじ孔、
   上記通孔に挿通した状態で、その先端部に形成した雄ねじ部を上記ねじ孔またはナットに螺合させ、上記抑え板部の抑え面で上記軸の平坦面を締付ける締付けボルト、
   上記軸のヨーク側先端に形成され、上記軸の上面から抑え板部の上端側に突出した突起部を備え、
   上記突起部の上面から上記連結部の内面までの高さを、上記ねじ孔の谷の径の内周下面から上記連結部の内面までの高さよりも高く形成したこと
   を特徴とする自在継手と軸の結合構造。
4. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載された自在継手と軸の結合構造において、 上記軸の平坦部には、上記抑え板部の抑え面の間隔よりも幅の広い段差部が形成され、この段差部がヨークに当接して、正規の軸方向位置を超えて軸をヨークに挿入できないように規制すること
   を特徴とする自在継手と軸の結合構造。
5. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載された自在継手と軸の結合構造において、 上記軸の下面には、上記連結部の内面よりも下方に突出した当接突起が形成され、この当接突起がヨークに当接して、正規の軸方向位置を超えて軸をヨークに挿入できないように規制すること
   を特徴とする自在継手と軸の結合構造。
6. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載された自在継手と軸の結合構造において、 上記軸の突起部は上記軸と一体的に成形されていること
   を特徴とする自在継手と軸の結合構造。
7. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載された自在継手と軸の結合構造において、 上記軸の突起部は、上記軸とは別体で成形された突起部を上記軸に固定して形成されていること
   を特徴とする自在継手と軸の結合構造。
8. 請求項１から請求項３までのいずれかに記載された自在継手と軸の結合構造を有するステアリング装置。
9. 請求項４に記載された自在継手と軸の結合構造を有するステアリング装置。
10. 請求項５に記載された自在継手と軸の結合構造を有するステアリング装置。
11. 請求項６に記載された自在継手と軸の結合構造を有するステアリング装置。
12. 請求項７に記載された自在継手と軸の結合構造を有するステアリング装置。

Images