(57)【要約】【課題】ピニオンシャフト３１をジョイントヨーク２１の正規位置まで挿入した状態でボルト７をボルト孔１４に挿通可能とさせるための新たな組み付け用部材１を備えた継手を提供する。【解決手段】ジョイントヨーク２１には、ピニオンシャフト３１の挿入孔１２が形成され、ボルト孔１４を挿通させたボルト７によってスリット１３を狭めピニオンシャフト３１をジョイントヨーク２１に固定する。ボルト孔１４に、弾性的に縮径させた状態で弾性部材２が収納されている。ボルト孔１４の途中部に退避空間５が形成されていて、この退避空間５は、弾性復元力によって拡径する弾性部材２を収納可能であって、弾性部材２の内径をボルト孔１４の直径以上に拡径させる。ピニオンシャフト３１が正規位置に達すると、その一部が弾性部材２を押して退避空間５へ移動させる。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトを挿入する軸方向の挿入孔が形成された筒部を有し、この筒部の周壁に軸方向に延びるスリットが形成され、かつ、このスリットを横断するようにボルト孔が形成されている継手と、
前記ボルト孔に挿通され前記スリットを狭めるように前記筒部を締め付けることで前記シャフトを前記継手に固定するボルトと、
前記シャフトが前記挿入孔の軸方向の正規位置に達するまでは前記ボルトを前記ボルト孔に挿通不能とし、前記シャフトが前記正規位置に達すると前記ボルトを前記ボルト孔に挿通可能とさせる組み付け用部材と、を備えた継手であって、
前記組み付け用部材は、弾性的に縮径させた状態で前記ボルト孔に収納され、前記挿入孔への挿入途中にある前記シャフトによって押されることで当該ボルト孔内を移動可能な弾性部材であり、
前記筒部には、前記ボルト孔の途中部に、前記シャフトが前記正規位置に達すると弾性復元力によって拡径する前記弾性部材を収納可能であって、当該弾性部材の内径を前記ボルト孔の直径以上に拡径させる退避空間が形成されていることを特徴とする継手。
【請求項２】
軸方向の挿入孔が形成された継手の前記挿入孔に、シャフトを正規位置まで挿入した状態で、当該シャフトと当該継手とを連結する連結方法であって、
前記継手の周壁に設けられた軸方向のスリットを横断するように形成されたボルト孔に、弾性的に縮径させた状態で収納した弾性部材を、前記挿入孔へ挿入させる前記シャフトによって押して当該ボルト孔内を移動させ、
前記シャフトが前記正規位置に達すると、前記弾性部材を、前記ボルト孔の途中部に形成した退避空間に移動させ、この退避空間で、当該弾性部材の内径を弾性復元力によって前記ボルト孔の直径以上に拡径させ、
前記ボルト孔に挿通したボルトによって前記スリットを狭めるように前記筒部を締め付け、前記シャフトを前記継手に固定することを特徴とするシャフトと継手との連結方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、継手およびシャフトと継手との連結方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シャフトが連結される継手として従来知られているものに、特許文献１に記載のものがある。この継手は、図９に示しているように、シャフト４０を挿入する軸方向の挿入孔４１が形成された筒部４２と、継手を構成する他の部材が接続されるジョイント部４６とを備えている。前記筒部４２の周壁に軸方向に延びるスリット４３が形成され、さらに、このスリット４３を横断するように、ボルト孔４４が形成されている。そして、シャフト４０を挿入孔４１に軸方向の正規位置まで挿入した状態でボルト孔４４にボルト４７を挿通させ、このボルト４７によってスリット４３を狭めるように筒部４２を締め付けてシャフト４０を継手に固定している。
【０００３】
また、シャフト４０の軸方向の所定の位置には、断面円弧状の切り欠き部４８が形成されていて、シャフト４０を挿入孔４１に軸方向の正規位置まで挿入した状態で、前記ボルト４７がこの切り欠き部４８を挿通することにより、シャフト４０は当該正規位置に規制される。そして、特許文献１では、シャフト４０を挿入孔４１の軸方向の正規位置まで挿入した状態でボルト４７をボルト孔４４に挿通可能とさせるために、弾性変形可能な組み付け用部材（誤組付防止具）４９が継手に取り付けられている。
【０００４】
この組み付け用部材４９は板状のバネ構造からなり、第一の部分４９ａ、第二の部分４９ｂ、第三の部分４９ｃおよび第四の部分４９ｄを有していて、第二の部分４９ｂが前記ボルト孔４４に嵌合することにより、この組み付け用部材４９は継手に保持されている。第一の部分４９ａと第三の部分４９ｃとは平行であり、第四の部分４９ｄがこれらを連結している。そして、スリット４３に配置された第三の部分４９ｃが、ボルト孔４４を当該スリット４３において遮断している。このため、ボルト４７をボルト孔４４に挿入しても、ボルト４７の先端が第三の部分４９ｃに当接し、ボルト４７はボルト孔４４を完全に挿通することができない。しかし、シャフト４０を挿入孔４１に挿入し、当該シャフト４０の先端が、第三の部分４９ｃを押すと、第四の部分４９ｄの捻り弾性変形を伴って第三の部分４９ｃが変位し、シャフト４０が前記正規位置まで挿入されると、第三の部分４９ｃは、ボルト孔４４から退避した位置まで変位した状態となり、ボルト４７はボルト孔４４を完全に挿通することができる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−４５６１１号公報（図４，図６参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記組み付け用部材４９によれば、シャフト４０を挿入孔４１の正規位置まで挿入しないと、ボルト４７をボルト孔４４に完全に挿通させることができず、継手とシャフト４０との連結が完了しない。すなわち、組み付け用部材４９によれば、継手に対するシャフト４０の組み付け不良（誤組み付け）を防止することができる。
しかし、この組み付け用部材４９では、シャフト４０を正規位置まで挿入する際に、当該組み付け用部材４９を捻り弾性変形させる必要があることから、この弾性変形による反力がシャフト４０に作用し、シャフト４０を挿入するために軸方向の力を要する。また、組み付け用部材４９は第四の部分４９ｄにおいて捻り弾性変形を伴って変形することから、第三の部分４９ｃはスリット４３内で直線的に変位せずにスリット４３の内面に接触することもあり、当該第三の部分４９ｃがスリット４３とこじれるおそれがある。
【０００７】
そこで、本発明は、シャフトを継手の正規位置まで挿入した状態で締め付け用のボルトをボルト孔に挿通可能とさせるための新たな組み付け用部材を備えた継手、および、この新たな組み付け用部材が用いられて行われるシャフトと継手との連結方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の継手は、シャフトを挿入する軸方向の挿入孔が形成された筒部を有し、この筒部の周壁に軸方向に延びるスリットが形成され、かつ、このスリットを横断するようにボルト孔が形成されている継手と、前記ボルト孔に挿通され前記スリットを狭めるように前記筒部を締め付けることで前記シャフトを前記継手に固定するボルトと、前記シャフトが前記挿入孔の軸方向の正規位置に達するまでは前記ボルトを前記ボルト孔に挿通不能とし、前記シャフトが前記正規位置に達すると前記ボルトを前記ボルト孔に挿通可能とさせる組み付け用部材とを備えた継手であって、前記組み付け用部材は、弾性的に縮径させた状態で前記ボルト孔に収納され、前記挿入孔への挿入途中にある前記シャフトによって押されることで当該ボルト孔内を移動可能な弾性部材であり、前記筒部には、前記ボルト孔の途中部に、前記シャフトが前記正規位置に達すると弾性復元力によって拡径する前記弾性部材を収納可能であって、当該弾性部材の内径を前記ボルト孔の直径以上に拡径させる退避空間が形成されているものである。
【０００９】
本発明によれば、ボルト孔に弾性部材が収納されているので、ボルトをボルト孔に挿通させることができないが、シャフトが継手の挿入孔に挿入され正規位置に達すると、当該シャフトによって弾性部材は押されて退避空間に移動し、退避空間に移動した弾性部材は弾性復元力によって拡径してその内径がボルト孔の直径以上となる。このため、シャフトが正規位置に達すると、ボルト孔にボルトを挿通させることができる状態となる。このように、シャフトが正規位置に達しない限り、ボルトをボルト孔に完全に挿通させることができないので、シャフトの挿入が不完全となる組み付け不良を防止することができる。
【００１０】
そして、本発明の連結方法は、軸方向の挿入孔が形成された継手の前記挿入孔に、シャフトを正規位置まで挿入した状態で、当該シャフトと当該継手とを連結する連結方法であって、前記継手の周壁に設けられた軸方向のスリットを横断するように形成されたボルト孔に、弾性的に縮径させた状態で収納した弾性部材を、前記挿入孔へ挿入させる前記シャフトによって押して当該ボルト孔内を移動させ、前記シャフトが前記正規位置に達すると、前記弾性部材を、前記ボルト孔の途中部に形成した退避空間に移動させ、この退避空間で、当該弾性部材の内径を弾性復元力によって前記ボルト孔の直径以上に拡径させ、前記ボルト孔に挿通したボルトによって前記スリットを狭めるように前記筒部を締め付け、前記シャフトを前記継手に固定することによって行われる。
【００１１】
この連結方法によれば、シャフトが正規位置に達すると、ボルト孔にボルトを挿通させることができる状態となる。すなわち、シャフトが正規位置に達しない限り、ボルトをボルト孔に完全に挿通させることができないので、シャフトの挿入が不完全となる組み付け不良を防止することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、継手に対するシャフトの挿入が不完全となるのを防止することができ、継手に対してシャフトを正確に正規位置として連結することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の継手は、例えば自動車のステアリング装置に用いられ、図１はそのステアリング装置を示す全体概略図である。図１のステアリング装置は、ピニオンシャフト３１を有し車輪（図示せず）を操向させるためのステアリングギヤユニット３２と、ステアリングホイール３３の回転をピニオンシャフト３１に伝達するための伝達シャフトとを備えている。伝達シャフトは、ステアリングシャフト３４と、このステアリングシャフト３４とピニオンシャフト３１との間に介在する中間シャフト３５とを有している。
【００１４】
ステアリングシャフト３４と中間シャフト３５とは第一の自在継手３６を介して連結されていて、中間シャフト３５とピニオンシャフト３１とは、第二の自在継手３７を介して連結されている。この第二の自在継手３７に本発明の継手が適用されている。第二の自在継手３７は、十字軸３８と、一対のジョイントヨーク２１，２２とを有していて、一方のジョイントヨーク２２は中間シャフト３５の下端と連結され、他方のジョイントヨーク２１はピニオンシャフト３１の上端と連結されている。
【００１５】
図２は、分解状態にある自在継手３７の一部およびピニオンシャフト３１の先端部の斜視図である。自在継手３７が備えているジョイントヨーク２１は、ピニオンシャフト３１の先端部を挿入する軸方向の挿入孔１２が形成された筒部１１と、この筒部１１から分岐して軸方向に延びている一対のアーム部１５ａ，１５ｂとを有している。前記筒部１１の周壁に軸方向（Ｙ方向）に延びているスリット１３が形成され、かつ、このスリット１３を横断するようにボルト孔１４が形成されている。つまり、ボルト孔１４は、スリット１３が形成されている部分を貫通するように形成されている。なお、スリット１３が形成されている前記部分は、筒部１１と一体である第一のタブ部１６と第二のタブ部１７とであり、これらタブ部１６，１７の間にスリット１３が形成された構成となる。
【００１６】
これらタブ部１６，１７を貫通するようにボルト孔１４が形成されていて、ボルト孔１４の孔貫通方向（Ｘ方向）と、ジョイントヨーク２１の軸方向（Ｙ方向）とは、ジョイントヨーク２１のＹ方向の軸線（中心線）上の投影面で直交する。ボルト孔１４は、スリット１３によって中断されていて、第一のタブ部１６に形成されている第一ボルト孔部１４ａと、第二のタブ部１７に形成されている第二ボルト孔部１４ｂとに二分されている。第二ボルト孔部１４ｂには、その途中に、当該第二ボルト孔部１４ｂの直径よりも大きい直径を有する退避空間５が形成されている。また、第一ボルト孔部１４ａおよび第二ボルト孔部１４ｂの中央側部（スリット１３側）は、前記挿入孔１２側に開放されていて当該挿入孔１２と繋がっている。
【００１７】
自在継手３７には、ピニオンシャフト３１をジョイントヨーク２１に固定するためのボルト７と、組み付け用部材１とが設けられている。ボルト７は、ボルト孔１４に挿通され、図示していないナットと共同して、スリット１３を狭めるように筒部１１を締め付けることでピニオンシャフト３１をジョイントヨーク２１に固定することができる。組み付け用部材１は、ピニオンシャフト３１がジョイントヨーク２１の挿入孔１２の軸方向の正規位置に達するまでは、ボルト７をボルト孔１４に挿通不能とし、ピニオンシャフト３１が前記正規位置に達するとボルト７をボルト孔１４に挿通可能とさせる機能を有している。この機能については、後に説明する。
【００１８】
ピニオンシャフト３１は、その先端部に、平行となる平坦面３１ａ，３１ｂが形成されている。この先端部が挿入されるジョイントヨーク２１の挿入孔１２は、これら平坦面３１ａ，３１ｂが形成されている先端部の断面形状に合致する形状となっている。このため、ピニオンシャフト３１をジョイントヨーク２１に連結した状態で、両部材の相対回転が規制される。また、ピニオンシャフト３１の先端部の平坦面３１ｂ側には、基部側から先端面３１ｃへ向けてＹ方向の軸心に対して傾斜している傾斜面３９が形成されている。
【００１９】
さらに、ピニオンシャフト３１には、軸方向の所定位置に断面が円弧形状である切り欠き部２５が形成されている。ピニオンシャフト３１がジョイントヨーク２１の挿入孔１２を軸方向の正規位置まで挿入した状態で、ボルト７はこの切り欠き部２５を挿通する。これにより、ピニオンシャフト３１は前記正規位置に規制される。つまり、ボルト孔１４に挿通させたボルト７が、スリット１３においてピニオンシャフト３１の切り欠き部２５を通過した状態が、ピニオンシャフト３１の正規位置である。
【００２０】
図３はピニオンシャフト３１の先端部およびジョイントヨーク２１の筒部１１の縦断面図であり、図４は図３の矢印ＩＶ方向から前記先端部および筒部１１を見た図であり、その一部は断面で示されている。図５は図３の矢印Ｖ方向から筒部１１を見た図であり、その一部は断面で示されている。図６は組み付け用部材１の説明図である。
組み付け用部材１は、第二ボルト孔部１４ｂ内に収納されている弾性部材２であり、図６（ａ）に示しているように、線状の板バネ材が渦巻き状に巻かれて構成されたものである。第二ボルト孔部１４ｂに収納された状態にある弾性部材２は、渦巻き状とされることで弾性的に縮径した状態となって、第二ボルト孔部１４ｂ内に収納されている。
【００２１】
また、図５に示しているように、前記のとおり、第二ボルト孔部１４ｂの中央側部（スリット１３側）は、挿入孔１２側に開放されていて当該挿入孔１２と繋がっていて、この中央側部に、弾性部材２が最初取り付けられている位置（初期位置Ａ）が設定されている。すなわち、初期位置Ａにある弾性部材２の一部は、挿入孔１２に露出した状態で第二ボルト孔部１４ｂに保持されている。また、この渦巻き状にある弾性部材２は、第二ボルト孔部１４ｂに収納された状態で、挿入孔１２への挿入途中にあるピニオンシャフト３１によって押されることで、当該第二ボルト孔部１４ｂ内をボルト孔方向に移動可能となっている。
【００２２】
そして、図３、図４および図５に示しているように、ジョイントヨーク２１の筒部１１には、第二ボルト孔部１４ｂの途中部に、弾性部材２を収納可能な退避空間５が形成されている。退避空間５は、前記初期位置Ａの近傍に、ボルト孔１４と同軸心上に形成されている。退避空間５は、弾性復元力によって拡径する弾性部材２を収納可能であって、図６（ｂ）に示しているように、弾性部材２の内径Ｄを第二ボルト孔部１４ｂ（ボルト孔１４）の直径ｄ以上に拡径させるだけの大きさに形成されている。なお、このために、渦巻き状に縮径させた弾性部材２（図６（ａ）参照）は、図６（ｂ）に示しているように、弾性復元力によって、その内径Ｄが第二ボルト孔部１４ｂの内径ｄ以上に拡径するだけの大きさに形成されている。この退避空間５を第二のタブ部１７内に形成するため、および、前記弾性部材２を第二のタブ部１７の第二ボルト孔部１４ｂに装着するために、図２に示しているように、第二のタブ部１７の外面１７ａに開口する孔１７ｂが形成されている。なお、図３および図５等では、説明を容易にするため、この孔１７ｂを省略している。
【００２３】
前記のとおり構成された弾性部材２を、初期位置Ａから退避空間５へ移動させる手段は、ジョイントヨーク２１の挿入孔１２に挿入されるピニオンシャフト３１による。すなわち、図４を参考に説明すると、ピニオンシャフト３１には、当該ピニオンシャフト３１が挿入孔１２の正規位置に達すると、初期位置Ａにあった弾性部材２を（図４の左方向へ）押して退避空間５へ移動させる押圧面が形成されていて、この押圧面は、ピニオンシャフト３１の先端部に形成した前記傾斜面３９からなる。
【００２４】
すなわち、図７に示しているように、ピニオンシャフト３１が挿入孔１２に挿入されると、前記傾斜面３９が、初期位置Ａにあった弾性部材２を退避空間５側（図７の矢印Ｂ方向）へボルト孔１４に沿って押し、当該弾性部材２を退避空間５へ移動させる。これにより、弾性部材２は、図８および図６（ｂ）に示しているように、退避空間５内で自動的に拡径することができる。
【００２５】
以上のように構成されたジョイントヨーク２１とピニオンシャフト３１とを、弾性部材２が用いられることによって、ピニオンシャフト３１を挿入孔１２に対して正規位置まで挿入した状態とし、連結する連結方法についてまとめて説明する。
図３と図４に示しているように、ピニオンシャフト３１とジョイントヨーク２１の挿入孔１２とを同一直線上に配置し、両者を軸方向（Ｙ方向）に接近させる。
【００２６】
そして、第二ボルト孔部１４ｂに弾性的に縮径させた状態で収納した弾性部材２を、挿入孔１２に挿入させるピニオンシャフト３１の傾斜面３９によって押して、第二ボルト孔部１４ｂ内を移動させる（図７の矢印Ｂ参照）。そして、図８に示しているように、ピニオンシャフト３１が軸方向について正規位置に達すると、移動する弾性部材２を前記退避空間５に収納させ、この退避空間５で弾性部材２を弾性復元力によって拡径させ、弾性部材２の内径Ｄを第二ボルト孔部１４ｂの直径ｄ以上に拡大させる。この状態で、ボルト孔１４は、その全長にわたって開放された状態となる。
【００２７】
そして、開放されたボルト孔１４にボルト７を挿通させ、このボルト７および図示していないナットによって、スリット１３を狭めるように筒部１１を締め付け、ピニオンシャフト３１をジョイントヨーク２１に固定する。
以上のように、ピニオンシャフト３１がジョイントヨーク２１の挿入孔１２の正規位置に達するまでは、第二ボルト孔部１４ｂ内に縮径させた弾性部材２が収納されているので、当該弾性部材２がボルト孔１４を閉塞し、ボルト７をボルト孔１４に挿通させることができない。しかし、ピニオンシャフト３１が正規位置に達すると、ピニオンシャフト３１の傾斜面（押圧面）３９によって弾性部材２は押されて退避空間５に移動し、退避空間５に移動した弾性部材２は弾性復元力によって拡径して、その内径Ｄがボルト孔１４の直径ｄ以上となる。このため、ピニオンシャフト３１が正規位置に達すると、ボルト孔１４は開放され、このボルト孔１４にボルト７を挿通させることができる。
【００２８】
このように、ピニオンシャフト３１が正規位置に達しない限り、ボルト７をボルト孔１４に完全に挿通させることができないので、ピニオンシャフト３１の挿入が不完全となるのを防止することができる。この結果、ピニオンシャフト３１をジョイントヨーク２１に対して正確に正規位置として連結することが可能となる。
【００２９】
前記のように構成された弾性部材２からなる組み付け用部材１によれば、図８に示しているようにボルト孔１４を開放させ、ボルト７によってピニオンシャフト３１とジョイントヨーク２１との連結を完了させた状態では、組み付け用部材１は、ジョイントヨーク２１の外面から飛び出た状態となっていない。すなわち、外観上、組み付け用部材１が存在していないジョイントヨーク２１が得られる。これに対して、図９に示した従来例の組み付け用部材４９は、継手から外部へ突出した状態となるので、ステアリングホイール３３（図１参照）の回転に伴って、継手Ｊが回転すると、この回転によって、組み付け用部材４９と周囲の機器とが干渉するおそれがある。しかし、本発明によれば、組み付け用部材１と周囲の機器とが干渉することはない。
【００３０】
また、本発明の継手構造は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであっても良い。図示した実施形態では、ステアリング装置に本発明の継手構造が用いられた場合を説明したが、ステアリング装置以外に適用することも可能である。また、シャフトに連結させる部材を、自在継手３７のジョイントヨーク２１として説明したが（図２参照）、この部材は他の形状のものであってもよい。また、ボルト孔方向に見て弾性部材２を円形として説明したが、これ以外の形状であってもよく、また、退避空間５も円形（円弧）ではなく、これ以外の形状（例えば矩形）であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の継手が用いられているステアリング装置を示す全体概略図である。
【図２】分解状態にある自在継手の一部およびピニオンシャフトの先端部の斜視図である。
【図３】ピニオンシャフトの先端部およびジョイントヨークの筒部の縦断面図である。
【図４】図３の矢印ＩＶ方向からピニオンシャフトの先端部およびジョイントヨークの筒部を見た図である。
【図５】図３の矢印Ｖ方向からジョイントヨークの筒部を見た図である。
【図６】組み付け用部材の説明図である。
【図７】ピニオンシャフトとジョイントヨークとの連結方法の説明図である。
【図８】ピニオンシャフトとジョイントヨークとの連結方法の説明図である。
【図９】従来の継手の説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１  組み付け用部材
２  弾性部材
５  退避空間
７  ボルト
１１  筒部
１２  挿入孔
１３  スリット
１４  ボルト孔
１４ａ  第一ボルト孔部
１４ｂ  第二ボルト孔部
２１  ジョイントヨーク
３１  ピニオンシャフト（シャフト）
３７  自在継手（継手）
３９  傾斜面（押圧面）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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