(57)【要約】【課題】部材同士が誤った位置で結合されないような構造をより簡素に実現する。【解決手段】第１のシャフト１０の開口部に挿入された第２のシャフトの端部を所定の位置にて結合する結合構造において、第２のシャフトが所定の位置まで挿入された場合に第１の部材に備えられているボルト１６が変位し、それまでボルト１６の中心軸Ｃ２とずれた位置に形成されている雌ねじ部２０の中心軸Ｃ３と一致した状態でボルト１６が雌ねじ部２０にはめられる。これにより、誤った位置で第１のシャフト１０と第２のシャフトが結合されることを防止できる。【選択図】図２
2010038301.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の部材の開口部に挿入された第２の部材の端部を所定の位置にて結合する結合構造であって、
前記第２の部材が前記所定の位置まで挿入された場合に前記第１の部材に備えられているボルトが変位し、それまでボルト軸とずれた位置に形成されている雌ねじの軸と一致した状態で前記ボルトが前記雌ねじにはめられることを特徴とする結合構造。
【請求項２】
第１の回転部材の開口部に挿入された第２の回転部材の端部を所定の位置にて結合する結合構造であって、
前記第１の回転部材は、
前記第１の回転部材の軸方向と直交する向きに中心軸を有するボルトであって、前記第２の回転部材が挿入されることで変位するように保持されているボルトと、
前記第２の回転部材が前記所定の位置でない場合には前記ボルトが締結できないような位置に形成されている雌ねじと、を備え、
前記第２の回転部材は、前記所定の位置で前記ボルトと係合する溝部が形成されており、
前記ボルトは、前記第２の回転部材が前記所定の位置まで挿入された場合に前記溝部と係合するとともにそれまでボルト軸とずれていた雌ねじ軸と一致し、その状態で前記雌ねじにはめられることを特徴とする結合構造。
【請求項３】
前記第１の回転部材は、前記雌ねじ軸と中心が一致するとともに前記ボルトの軸が第１の回転部材の径方向に揺動するように該ボルトを支持する丸穴を備えることを特徴とする請求項２に記載の結合構造。
【請求項４】
前記第１の回転部材は、前記第２の回転部材が挿入されていない状態で前記ボルトが前記雌ねじにはまらない位置に該ボルトを保持する弾性部材を備えることを特徴とする請求項２または３に記載の結合構造。
【請求項５】
前記第１の回転部材は、その開口部を軸方向から見て、挿入される前記第２の回転部材の断面と重なる位置に向かって前記ボルトを付勢する弾性部材を備えることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の結合構造。
【請求項６】
前記第１の回転部材は、前記第２の回転部材が下方から挿入されるように配置されている状態で前記ボルトを斜め上方にガイドする、長穴が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の結合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の部材を互いに結合する結合構造に関し、例えば、車両のステアリング装置に用いられるシャフト同士の組み付け部分に適用できる。
【背景技術】
【０００２】
従来、ステアリングギアの入力軸とジョイントヨークとを組み付ける際に、ステアリングギアの入力軸をジョイントヨークに対して誤った位置で組み付けることを防止するための組み付け構造が知られている。そのような組み付け構造として、特許文献１には、ジョイントヨークに、ボルト係合溝とボルト穴が一致していないときにはボルト穴内に位置してボルトの挿通を妨げる挿通防止部が備えられている組み付け構造が開示されている。
【特許文献１】特開平７−１８６９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、前述の組み付け構造は、ボルト以外にも複雑な形状の誤組み付け防止部材が必要であり、しかもそれをジョイントヨークに取り付けなければならないため、部品点数や作業性の観点から更なる改善の余地がある。
【０００４】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、部材同士が誤った位置で結合されないような構造をより簡素に実現する技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の結合構造は、第１の部材の開口部に挿入された第２の部材の端部を所定の位置にて結合する結合構造であって、前記第２の部材が前記所定の位置まで挿入された場合に前記第１の部材に備えられているボルトが変位し、それまでボルト軸とずれた位置に形成されている雌ねじの軸と一致した状態で前記ボルトが前記雌ねじにはめられる。
【０００６】
この態様によると、ボルトは、第１の部材に対して第２の部材が所定の位置にあるときに雌ねじにはめられるように変位するため、誤った位置で第１の部材と第２の部材が結合されることを防止できる。また、このような結合構造をボルトと雌ねじの位置関係を工夫することで実現できるため、構造を簡素化できる。
【０００７】
本発明の別の態様もまた、結合構造である。この結合構造は、第１の回転部材の開口部に挿入された第２の回転部材の端部を所定の位置にて結合する結合構造であって、前記第１の回転部材は、前記第１の回転部材の軸方向と直交する向きに中心軸を有するボルトであって、前記第２の回転部材が挿入されることで変位するように保持されているボルトと、前記第２の回転部材が前記所定の位置でない場合には前記ボルトが締結できないような位置に形成されている雌ねじと、を備える。前記第２の回転部材は、前記所定の位置で前記ボルトと係合する溝部が形成されており、前記ボルトは、前記第２の回転部材が前記所定の位置まで挿入された場合に前記溝部と係合するとともにそれまでボルト軸とずれていた雌ねじ軸と一致し、その状態で前記雌ねじにはめられる。
【０００８】
この態様によると、第２の回転部材が所定の位置でない場合にはボルトが締結できないような位置に雌ねじが形成されているので、所定の位置以外の誤った位置で第１の部材と第２の部材が結合されることを防止できる。また、ボルトは、その軸が第１の回転部材の軸方向と直交する向きになっており、それが第２の回転部材の溝部に係合した状態で雌ねじにはめられ固定されるので、第２の回転部材が所定の位置から移動して第１の部材より抜けることがより確実に防止される。また、このような結合構造をボルトと雌ねじと溝部との位置関係を工夫することで実現できるため、構造を簡素化できる。
【０００９】
前記第１の回転部材は、前記雌ねじ軸と中心が一致するとともに前記ボルトの軸が第１の回転部材の径方向に揺動するように該ボルトを支持する丸穴を備えてもよい。これにより、ボルトを締結する際の座面を均等に広く確保することが可能となり、面圧の確保がしやすくなるとともにボルトのゆるみが抑制される。
【００１０】
前記第１の回転部材は、前記第２の回転部材が挿入されていない状態で前記ボルトが前記雌ねじにはまらない位置に該ボルトを保持する弾性部材を備えてもよい。これにより、第１の回転部材に第２の回転部材が挿入されていない状態であっても、偶然ボルトが雌ねじと同軸に位置することが防止される。
【００１１】
前記第１の回転部材は、その開口部を軸方向から見て、挿入される前記第２の回転部材の断面と重なる位置に向かって前記ボルトを付勢する弾性部材を備えてもよい。これにより、第２の回転部材が所定の位置まで挿入された際にボルトが節度感を持って溝部に係合するため、作業者に第２の回転部材が所定の位置まで挿入されたことを感知させやすい。ここで、節度感とは、例えば、クリック感と換言することも可能であり、第２の回転部材を挿入する際に必要な力が所定の位置の前後でそれまでとは変わることで創出される感覚ということもできる。
【００１２】
前記第１の回転部材は、前記第２の回転部材が下方から挿入されるように配置されている状態で前記ボルトを斜め上方にガイドする、長穴が設けられていてもよい。これにより、例えば、ボルトを所定の方向に付勢する弾性体を備えていなくても、第２の回転部材が挿入されていない状態において、ボルトの自重によりボルトを雌ねじの軸と一致しない位置に移動させることが容易となる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、部材同士が誤った位置で結合されないような構造をより簡素に実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１５】
（第１の実施の形態）
まず、本実施の形態の結合構造を採用するに好適な部材の例について説明する。図１は、第１の実施の形態に係る第１の部材の要部断面図である。図２は、図１のＡ−Ａ断面図である。
【００１６】
本実施の形態に係る結合構造は、例えば、車両のステアリング装置のインタミディエイトシャフトとステアリングギヤとの間に配置されているエクステンションシャフトの端部にジョイントヨークやフックスジョイントを結合する際に好適である。その他にも、例えば、ステアリング装置のメインシャフトやインタミディエイトシャフト、ステアリングギヤのピニオン軸などの結合にも適用できる。なお、第１の部材および第２の部材は、力の伝達方向においてどちらが上流側であってもよい。
【００１７】
図１に示すように、第１の部材としての第１のシャフト１０は、一方の端部に開口部１２が設けられている筒状の部材である。開口部１２近傍の内周面には、メスのセレーション１４が形成されている。また、図２に示すように、第１のシャフト１０は、ボルト１６を挿入可能な長穴１８が中心軸Ｃ１と直交する方向Ｌ１に向かって形成されている。長穴１８は、第１のシャフト１０の径方向Ｒ１に長い形状の開口部を有しており、第１のシャフト１０の一方の側面１０ａから途中までしか形成されていない。長穴１８の奥側端部には、雌ねじ部２０が形成されたねじ穴２２が長穴１８と重なるような位置に設けられている。
【００１８】
長穴１８の内部にはボルト１６とともに弾性体２４が差し込まれており、この弾性体２４の働きにより第１のシャフト１０の軸方向と直交する向きに中心軸を有するボルト１６が、長穴１８の下側の端面に向かって、すなわち、第１のシャフト１０の回転軸に向かって押し付けられ、所定の位置で仮留めされる。なお、弾性体２４としては、バネやスポンジ、ゴムなどを適宜採用することができる。
【００１９】
他の部材が第１のシャフト１０に挿入されていない状態では、ボルト１６は、弾性体２４の押し付け力のため第１のシャフト１０の中心軸Ｃ１の方向に移動されており、長穴１８の円弧状の下端部１８ａに突き当てられている。ねじ穴２２は、長穴１８の円弧状の下端部１８ａに対してずれた位置に形成されているため、ボルト１６の中心軸Ｃ２とねじ穴雌ねじ部２０の中心軸Ｃ３は一致していない。そのため、この状態でボルト１６を回転させてもねじ穴２２に締結されることはない。なお、第１のシャフト１０は、挿入される他方のシャフトを確実に結合するために、ボルト１６がねじ穴２２に締結される際に第１のシャフト１０の径が縮まるようにスリット２６が設けられている。
【００２０】
次に、第２の部材について説明する。図３は、第１の実施の形態に係る第２の部材の要部側面図である。
【００２１】
図３に示すように、第２の部材としての第２のシャフト２８は、一方の端部の外周面にオスのセレーション３０，３２が形成されている。セレーション３０，３２は、前述の第１のシャフト１０のセレーション１４と嵌合するような形状となっている。また、セレーション３０とセレーション３２との間には、第１のシャフト１０と第２のシャフト２８とが結合する所定の位置でボルト１６が係合する溝部３４が全周にわたって形成されている。また、第２のシャフト２８は、その先端部にテーパ形状の面取り部３６が形成されている。
【００２２】
図４乃至図６は、本実施の形態に係る結合構造の組み付け過程を示す要部断面図である。本実施の形態に係る結合構造１００は、第１のシャフト１０の開口部１２に挿入された第２のシャフト２８の端部を所定の位置にて結合する。具体的には、図４に示すように、第１のシャフト１０の開口部１２から第２のシャフト２８が挿入されると、はじめに面取り部３６がボルト１６に突き当たる。更に第２のシャフト２８を挿入すると、面取り部３６はテーパ形状を有しているため、その斜面に押し上げられるようにボルト１６が弾性体２４を圧縮しながら図の上方に変位する。なお、面取り部３６がなくてもボルト１６を押し上げられれば、面取り部３６を省略してもかまわない。
【００２３】
そして、図５に示すように、ボルト１６は、その下方を面取り部３６が通過した後、セレーション３０が通過する間、セレーション３０の外周面により上方に押し上げられた状態で変位が停止する。なお、本実施の形態の結合構造１００では、通常この状態でボルト１６の変位量が最大となる。
【００２４】
なお、ねじ穴２２は、ボルト１６とセレーション３０の外周面とが接触しながら第２のシャフト２８が挿入されている状態では、ボルト１６の中心軸と雌ねじ部２０の中心軸が一致しない位置に形成されている。そのため、第２のシャフト２８の先端側のセレーション３０のみが第１のシャフト１０のセレーション１４と嵌合した状態では、ボルト１６を回転させてもねじ穴２２に締結されることはない。
【００２５】
その後、図６に示すように、更に第２のシャフト２８が挿入されボルト１６の下方に溝部３４がくると、弾性体２４の付勢力によりボルト１６が下方に移動し、溝部３４にはまり込む。溝部３４は、その中心部（底部）にボルト１６が当接した状態でボルト１６の軸とねじ穴２２の雌ねじ部２０の軸とが一致するように形成されている。そのため、この状態でねじ穴２２にボルト１６を締結することで、ボルト１６と溝部３４とが係合する所定の位置において第１のシャフト１０と第２のシャフト２８とが結合されることになる。
【００２６】
なお、第１のシャフト１０は、その開口部１２を軸方向から見て、挿入される第２のシャフト２８の断面と重なる位置に向かってボルト１６を付勢する弾性体２４を備えている（図２参照）。これにより、第２のシャフト２８が、ボルト１６と溝部３４とが係合可能な位置まで挿入された際に、ボルト１６が節度感を持って溝部３４に係合するため、目視しにくい場所の作業であっても、作業者に第２のシャフト２８が所定の位置まで挿入されたことを感知させやすい。ここで、節度感とは、例えば、クリック感と換言することも可能であり、第２のシャフト２８を挿入する際に必要な力が所定の位置の前後でそれまでとは変わることで創出される感覚ということもできる。
【００２７】
このように本実施の形態に係る結合構造１００は、第２のシャフト２８がボルト１６と溝部３４とが係合可能な位置まで挿入された場合に、第１のシャフト１０に仮留めされているボルト１６が変位し、それまでボルト１６の中心軸とずれた位置に形成されている雌ねじ部２０の中心軸と一致した状態でボルト１６が雌ねじ部２０にはめられる。
【００２８】
したがって、ボルト１６は、誤った位置、例えば第２のシャフト２８の挿入が完全に行われていない位置で第１のシャフト１０と第２のシャフト２８とが結合されることを防止できる。また、このような結合構造１００をボルト１６と雌ねじ部２０の位置関係を工夫することで実現できるため、構造を簡素化できる。
【００２９】
換言すると、結合構造１００において、第１のシャフト１０は、第１のシャフト１０の軸方向と直交する向きに中心軸を有し、第２のシャフト２８が挿入されることで変位するように長穴１８および弾性体２４の働きにより保持されているボルト１６と、溝部３４にボルト１６がはまらない位置に第２のシャフト２８が挿入されている場合にはボルト１６が締結できないような位置に形成されている雌ねじ部２０と、を備えている。一方、第２のシャフト２８は、所定の位置でボルト１６と係合する溝部３４が形成されている。
【００３０】
ボルト１６は、その中心軸が第１のシャフト１０の中心軸と直交する向きになっており、第２のシャフト２８の溝部３４に係合した状態で雌ねじ部２０にはめられ締結されるので、第２のシャフト２８が所定の位置から移動して第１のシャフト１０から抜けることがより確実に防止される。
【００３１】
また、結合構造１００において、第１のシャフト１０は、前述のように、第２のシャフト２８が挿入されていない状態でボルト１６が雌ねじ部２０にはまらない位置にボルト１６を保持する弾性体２４を備えている。したがって、第１のシャフト１０に第２のシャフト２８が挿入されていない状態であっても、ボルト１６が偶然雌ねじ部２０と同軸に位置することが防止される。また、弾性体２４の働きによりボルト１６が長穴１８から脱落しにくくなり、作業性が向上する。
【００３２】
また、結合構造１００によれば、ボルト１６は、所定の位置においては、雌ねじ部２０に締結される前であっても、溝部３４に係合した状態で弾性体２４により付勢されているので、仮に、第１のシャフト１０と第２のシャフト２８とを組み付ける方向が重力と反する方向（下から上に引き出して嵌合させる場合）でも、嵌合後に重力で下側のシャフトが抜けづらくなり、作業性が向上する。また、結合構造１００によれば、締結されたボルト１６が万一ゆるんだ場合でも、ボルト１６は弾性体２４により溝部３４に押し付けられているため、回転抵抗によりそれ以上ゆるみにくくなる。
【００３３】
なお、第１のシャフトに対して第２のシャフトが所定の位置以外で誤って結合されないように、シャフトの挿入中にボルトがねじ穴にはまらないよう遮蔽する突起部を、シャフトのセレーションの更に先端側に設けることも考えられる。しかしながら、この場合、シャフトは突起部の分だけ全長が長くなるため、例えば、インタミディエイトシャフトのストローク量が小さい車両において、その端部でシャフト同士を結合しようとすると、一方のシャフト先端の突起部を他方のシャフトの開口部に入れることが困難な場合がある。
【００３４】
これに対して、本実施の形態に係る結合構造１００は、突起部を設けることなく、誤った位置でのシャフト同士の結合を防止することができる。そのため、第２のシャフト２８先端の突起が不要になり、軽量化できるだけでなく、車両組み付け時に突起部の分だけシャフト長を短縮できるため、第１のシャフト１０の移動軌跡が確保しやすく組み付け作業性が向上する。
【００３５】
（第２の実施の形態）
図７は、第２の実施の形態に係る第１の部材の要部断面図である。なお、本実施の形態に係る結合構造では、第２の部材は第１の実施の形態と同様なため説明を省略する。
【００３６】
本実施の形態に係る第１のシャフト１１０は、図３に示すような第２のシャフト２８が下方から挿入されるように配置されている状態で、ボルト１６を斜め上方にガイドする、長穴１１８が設けられている。これにより、第１のシャフト１１０と第２のシャフト２８とを結合する結合構造２００においては、例えば、ボルト１６を所定の方向に付勢する弾性体を備えていなくても、第２のシャフト２８が挿入されていない状態において、ボルト１６は、自重により長穴１１８の最下点に移動する。すなわち、結合構造２００においては、ボルト１６の自重を利用してボルト１６の軸を雌ねじ部１２０の軸と一致しない位置に移動させることが容易となる。
【００３７】
なお、雌ねじ部１２０は、ボルト１６が第２のシャフト２８の溝部３４と係合する所定の位置まで第２のシャフト２８が挿入された場合に、その中心軸がボルト１６の軸と一致するように形成されている。これにより、結合構造２００によれば、第１の実施の形態と同様に、所定の位置以外で誤って第１のシャフト１１０と第２のシャフト２８とが結合されることが防止される。
【００３８】
（第３の実施の形態）
図８は、第３の実施の形態に係る第１の部材の要部断面図である。なお、本実施の形態
に係る結合構造では、第２の部材は第１の実施の形態と同様なため説明を省略する。
【００３９】
本実施の形態に係る第１のシャフト２１０は、図８に示すように、雌ねじ部２０の中心軸Ｃ３と中心が一致する丸穴２１８が側面２１０ａに形成されている。これにより、ボルト１６を締結する際の座面を均等に広く確保することが可能となり、面圧の確保がしやすくなるとともにボルトのゆるみが抑制される。また、丸穴２１８の内部は、奥に向かって徐々に長穴になるように空間が形成されている。そのため、丸穴２１８は、第１のシャフト２１０の径方向Ｒ１へ揺動可能にボルト１６を支持することができる。
【００４０】
丸穴２１８の内部にはボルト１６とともに弾性体２２４が配設されており、この弾性体２２４の働きによりボルト１６が丸穴２１８の内部空間の下側の端面２１０ｂに向かって押し付けられ、ボルト１６が所定の位置で仮留めされる。この際、ボルト１６の中心軸Ｃ２は、雌ねじ部２０の中心軸Ｃ３と平行でないため、この状態でボルト１６を回転させて雌ねじ部２０に締結されることはない。
【００４１】
なお、ボルト１６は、ボルト１６が第２のシャフト２８の溝部３４と係合する所定の位置まで第２のシャフト２８が挿入された場合に、丸穴２１８の中心Ｃ４を支点として揺動し、その中心軸Ｃ２が雌ねじ部２０の中心軸Ｃ３と一致するように保持される。これにより、結合構造３００によれば、第１の実施の形態と同様に、所定の位置以外で誤って第１のシャフト２１０と第２のシャフト２８とが結合されることが防止される。
【００４２】
次に、上述の各実施の形態の結合構造を採用することによる他の効果について説明する。図９は、部材同士の位置決め方法の違いによる第２の部材の加工形状の相違を説明するための模式図である。
【００４３】
図９に示す第１のシャフト１０に対して、位置決めを部材同士の所定の場所の突き当てで行う場合、第１のシャフト１０の開口部１２の端面１０ｂと突き当たるように、第２のシャフト１２８は、平坦な段差部１２８ａをセレーション１３２より根元側に設けなくてはならない。しかしながら、このような平坦な段差部１２８ａを設けると、加工方法の制限により段差部１２８ａから幅Ｌにわたってセレーションを形成できない領域が発生してしまう。そのため、第１のシャフト１０のセレーション１４と、第２のシャフト１２８のセレーション１３２とが嵌合する長さが短くなってしまう。
【００４４】
しかしながら、上述の各実施の形態の結合構造によれば、部材同士を所定の位置で結合する際の位置決めをボルトと溝部との係合によって行うことができるため、部材同士の所定の場所を突き当てて位置決めする必要がない。そのため、第２のシャフト２８の場合、平坦な段差部を設ける必要がなく、セレーション３２の長さを第１のシャフト１０のセレーション１４に合わせて延長することが容易にできる。その結果、セレーション同士が嵌合する長さを増やすことができ、第１のシャフトと第２のシャフトを結合した場合の強度を向上することができる。
【００４５】
以上、本発明を上述の各実施の形態を参照して説明したが、これは例示であり、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【００４６】
なお、上述の結合構造は、必ずしも共に回転しながら力を伝達する回転部材同士の結合でなくてもよく、一方の部材から他方の部材が抜け落ちないように結合するものであれば、非回転部材であってもよい。また、上述の各実施の形態では、円形の開口部に棒状の部材を挿入する場合について説明したが、一方の部材に他方の部材を挿入するのであれば、その断面形状は特に限定されるものではない。例えば、小判型の断面や楕円形状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】第１の実施の形態に係る第１の部材の要部断面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】第１の実施の形態に係る第２の部材の要部側面図である。
【図４】本実施の形態に係る結合構造の組み付け過程を示す要部断面図である。
【図５】本実施の形態に係る結合構造の組み付け過程を示す要部断面図である。
【図６】本実施の形態に係る結合構造の組み付け過程を示す要部断面図である。
【図７】第２の実施の形態に係る第１の部材の要部断面図である。
【図８】第３の実施の形態に係る第１の部材の要部断面図である。
【図９】部材同士の位置決め方法の違いによる第２の部材の加工形状の相違を説明するための模式図である。
【符号の説明】
【００４８】
１０  第１のシャフト、  １０ａ  側面、  １０ｂ  端面、  １２  開口部、  １４  セレーション、  １６  ボルト、  １８  長穴、  １８ａ  下端部、  ２０  雌ねじ部、  ２２  ねじ穴、  ２４  弾性体、  ２６  スリット、  ２８  第２のシャフト、  ３０  セレーション、  ３２  セレーション、  ３４  溝部、  ３６  面取り部、  １００  結合構造、  １１０  第１のシャフト、  ２１８  丸穴。
【図１】
2010038301.tif 000003
【図２】
2010038301.tif 000004
【図３】
2010038301.tif 000005
【図４】
2010038301.tif 000006
【図５】
2010038301.tif 000007
【図６】
2010038301.tif 000008
【図７】
2010038301.tif 000009
【図８】
2010038301.tif 000010
【図９】
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