(57)【要約】【課題】  大きな操舵トルクが加わる場所に使用するのに好適で、ヨークとシャフトとの結合部の緩みが解消され、分解再組み立てが容易になると共に、加工が容易で、低コストで製造することが可能な横入れ式の自在継手を提供する。【解決手段】  ヨーク３の材質としては、熱間圧延軟鋼板を使用し、ヨーク３の強度を確保し、プレス型の耐久性を確保するためには、引張り強さ３５０Ｎ／ｍｍ２の材料が最も適しており、引張り強さ３７０Ｎ／ｍｍ２以下が望ましい。抑えボルト３３の緊締に伴って上記１対の外側平面１４、１４と各抑え面１０ａ、１０ｂとの接触面圧が最大となる部位が、抑え板部９ａ、９ｂの先端側に移動または増加するので、上記ナットを緊締する締め付けトルクが相当に大きくなるまで、構成各部が塑性変形する事がない。従って、ヨーク３とシャフト７との結合強度を十分に確保し、しかも構成各部材に好ましくない塑性変形を起こさないで済む。【選択図】        図４
2006022869.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
側方が開口した基端部を有し、この開口側から挿入したシャフト先端の１対の外側平面を上記基端部に結合可能なヨークと、
上記基端部に互いに離隔して配置され、それぞれの内側面に上記各外側平面と対向する抑え面が形成された１対の抑え板部と、
上記両抑え板部同士を上記基端部の開口と反対側部分で互いに連結する連結部と、
上記両抑え板部に形成された、互いに略同心の通孔またはねじ孔と、
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シャフトの外側平面を締付ける抑えボルトとを備えた自在継手において、
上記ヨークは、その材質が熱間圧延軟鋼板であって、
上記抑えボルトを緊締する以前に於ける上記１対の抑え板部と外側平面との関係を、この抑えボルトの緊締力の影響を強く受ける程度に応じて互いに非平行とし、
上記抑えボルトの緊締に伴ってこれら各抑え板部の抑え面と外側平面との軸保持力を上げること
を特徴とする自在継手。
【請求項２】
側方が開口した基端部を有し、この開口側から挿入したシャフト先端の１対の外側平面を上記基端部に結合可能なヨークと、
上記基端部に互いに離隔して配置され、それぞれの内側面に上記各外側平面と対向する抑え面が形成された１対の抑え板部と、
上記両抑え板部同士を上記基端部の開口と反対側部分で互いに連結する連結部と、
上記両抑え板部に形成された、互いに略同心の通孔またはねじ孔と、
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シャフトの外側平面を締付ける抑えボルトとを備えた自在継手において、
上記ヨークは、その材質が熱間圧延軟鋼板であって、
上記抑えボルトを緊締する以前に於ける上記１対の抑え板部の抑え面同士の間隔を、上記連結部に近い側で狭く、上記通孔またはねじ孔を形成した上記基端部の開口側で広く、それぞれ形成し、
上記抑えボルトまたは上記抑えボルトと螺合したナットの緊締時に上記１対の外側平面と上記各抑え面とが、上記連結部に近い側で先に接触し始め、上記抑えボルトの緊締作業の進行に伴って上記基端部の開口側に接触面圧が最大となる部位が移るように、または増加するようにしたこと
を特徴とする自在継手。
【請求項３】
請求項１または請求項２のいずれかに記載された自在継手において、
上記ヨークは、その強度が引張り強さ３７０Ｎ／ｍｍ２以下の材料で成形されていること
を特徴とする自在継手。
【請求項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において、
上記ヨークとステアリングホイールとの間に操舵力補助装置が取付けられていること
を特徴とする自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自在継手、特に、大きな操舵トルクが加わるステアリング装置のステアリングシャフトの連結部に使用する横入れ式の自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の前輪を操舵するステアリング装置では、ステアリングホイールの操作で回転するステアリングシャフトの動きを、自在継手を介してステアリングギヤの入力軸に伝達している。この自在継手は、一対のヨーク同士を十字軸を介して結合することにより、ヨークの中心同士が同一直線上に位置しなくても、両ヨークの間で回転力を伝達することが出来る。
【０００３】
最近の車両は、室内空間を広く確保するために、エンジンルームが狭くなってきている。このため、ステアリングコラム装置の組付けを、エンジンルームの狭い空間で行なわなければならない。シャフトを軸方向にスライドさせてセレーションでヨークに組付ける自在継手は、大きな組付けスペースを必要とするため、エンジンルームの狭い空間には適せず、シャフトを揺動させるだけで組付けが可能な横入れ式の自在継手が多用されるようになってきている。
【０００４】
また、このような横入れ式の自在継手が装着されたステアリング装置において、電動パワーステアリング装置等の操舵力補助装置が付属した場合には、操舵力補助装置とステアリングギヤの入力軸との間に配置される自在継手には大きな操舵トルクが加わる。また、操舵力補助装置が付属しないマニュアルステアリング装置においても、ステアリングホイールの据え切りを行った場合には、自在継手に大きな操舵トルクが加わる。従来の横入れ式の自在継手は、操舵力補助装置よりもステアリングホイール側で、操舵トルクの小さい場所に使用されている（特許文献１、特許文献２、特許文献３）。
【０００５】
横入れ式の自在継手は、シャフト外周面の１対の外側平面をヨークの抑え面で締付ける構造であるため、セレーション式に比較して、シャフトとヨークの結合強度が不足する傾向がある。従って、このような従来の横入れ式の自在継手を、操舵力補助装置とステアリングギヤの入力軸との間に使用すると、大きな操舵トルクが自在継手に加わり、結合強度不足による変形や摩耗によって、ステアリングホイールを操作する運転者に違和感を与える。また、ヨークとシャフトとの結合部に緩みが生じる不具合が発生するため、抑えボルトの締付けトルクを大きくして、ヨークとシャフトの結合力を大きくすることが行われている。
【０００６】
図９から図１１は従来の横入れ式の自在継手を示し、図９は従来の自在継手の部分側面図、図１０は、一部を省略して図９の右方から見た図、図１１は、図１０で抑えボルトを締付けた時の状態を示す図である。
【０００７】
この自在継手１は、１対のヨーク２、３同士を十字軸４を介して結合したものである。この十字軸４に設けられた４個所の端部は、それぞれ上記各ヨーク２、３先端部の腕部２９に、軸受カップ５、５内に設けられたニードル軸受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２、３の中心が同一直線上に位置しなくても、両ヨーク２、３同士の間で回転力の伝達を行なえる。
【０００８】
自在継手１のヨーク２、３は、断面がＵ字形の基端部８を有し、シャフト７を軸方向に動かす事なく接続作業を行なえる、横入れ式である。この横入れ式のヨーク３の基端部８は、１対の抑え板部９ａ、９ｂを含んで構成されている。互いに離隔して配置されたこれら抑え板部９ａ、９ｂは、それぞれの内側面を、互いに平行な抑え面１０、１０としている。そして、一方の抑え板部９ａの開口側端部にねじ孔１２を設けている。又、他方の抑え板部９ｂの開口側端部に、このねじ孔１２と同心でこのねじ孔１２よりも大径の通孔１３を、それぞれ形成している。
【０００９】
一方、上述の様に構成されるヨーク３に、その先端部を結合するシャフト７は、このシャフト７の先端部外周面に、互いに平行な１対の外側平面１４、１４を形成し、接続時にはこの外側平面１４、１４と上記抑え面１０、１０とを密接させる事により、上記ヨーク３に対するシャフト７の回転防止を図っている。
【００１０】
シャフト７の端部をヨーク３の基端部８内に挿入し、上記各抑え面１０、１０と外側平面１４、１４とを対向させたならば、上記通孔１３に挿通した抑えボルト（図示せず）の先端部に形成した雄ねじ部を上記ねじ孔１２に螺合し、更に緊締する。この緊締に基づき、上記１対の抑え面１０、１０同士の間隔が狭まり、これら各抑え面１０、１０と上記各外側平面１４、１４とが強く当接して、上記シャフト７の先端部が上記基端部８に結合固定される。
【００１１】
このヨーク３を構成する１対の抑え板部９ａ、９ｂの基端（基端部８の開口側端部と反対側で図１０、図１１の右端）は、円弧形の連結部２５によって互いに連結されている。ヨーク３とシャフト７とを結合固定すべく、ヨーク３のねじ孔１２に螺合した抑えボルトを緊締すると、このヨーク３を構成する１対の抑え板部９ａ、９ｂの抑え面１０、１０は、連結部２５の連結部中心２５Ａを支点にして、図１１に二点鎖線で示す抑え面１０１、１０１のように、傾斜して変形する。この傾斜した変形によって、抑え面１０１、１０１は、シャフト７の角部７Ａ、７Ａに当接する。
【００１２】
角部７Ａ、７Ａと通孔１３の中心との間の距離ｄが小さいため、抑えボルトの緊締により角部７Ａ、７Ａに作用する曲げモーメントは小さく、従って角部７Ａ、７Ａに作用する面圧が小さいため、ヨーク３とシャフト７の結合力が不足する。
【００１３】
この結果、上記シャフト７とヨーク３との結合強度を十分に確保する為には、上記抑えボルトを緊締する為のトルクをさらに大きくしなければならない。この抑えボルトを過度なトルクで緊締すると、抑え板部９ａ、９ｂに余計な塑性変形を生じ、点検や車検等で分解しようとした時に、分解や再組付けが困難となる為、好ましくない。反対に、上記抑えボルトを緊締するトルクを十分に確保できないと、シャフト７とヨーク３との結合強度が不足し、これらシャフト７とヨーク３の結合部にがたつきが発生する可能性が生じる。この様ながたつきは、ステアリングホイールを操作する運転者に違和感を与える為、好ましくない。
【００１４】
【特許文献１】特開平９−２９１９１０号公報
【特許文献２】特開平１０−２３３９号公報
【特許文献３】特開平１０−９２８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、大きな操舵トルクが加わる場所に使用するのに好適で、ヨークとシャフトとの結合部の緩みが解消され、分解再組み立てが容易になると共に、加工が容易で、低コストで製造することが可能な横入れ式の自在継手を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
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、側方が開口した基端部を有し、この開口側から挿入したシャフト先端の１対の外側平面を上記基端部に結合可能なヨークと、上記基端部に互いに離隔して配置され、それぞれの内側面に上記各外側平面と対向する抑え面が形成された１対の抑え板部と、上記両抑え板部同士を上記基端部の開口と反対側部分で互いに連結する連結部と、上記両抑え板部に形成された、互いに略同心の通孔またはねじ孔と、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シャフトの外側平面を締付ける抑えボルトとを備えた自在継手において、上記ヨークは、その材質が熱間圧延軟鋼板であって、上記抑えボルトを緊締する以前に於ける上記１対の抑え板部と外側平面との関係を、この抑えボルトの緊締力の影響を強く受ける程度に応じて互いに非平行とし、上記抑えボルトの緊締に伴ってこれら各抑え板部の抑え面と外側平面との軸保持力を上げることを特徴とする自在継手である。
【００１７】
第２番目の発明は、側方が開口した基端部を有し、この開口側から挿入したシャフト先端の１対の外側平面を上記基端部に結合可能なヨークと、上記基端部に互いに離隔して配置され、それぞれの内側面に上記各外側平面と対向する抑え面が形成された１対の抑え板部と、上記両抑え板部同士を上記基端部の開口と反対側部分で互いに連結する連結部と、上記両抑え板部に形成された、互いに略同心の通孔またはねじ孔と、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シャフトの外側平面を締付ける抑えボルトとを備えた自在継手において、上記ヨークは、その材質が熱間圧延軟鋼板であって、上記抑えボルトを緊締する以前に於ける上記１対の抑え板部の抑え面同士の間隔を、上記連結部に近い側で狭く、上記通孔またはねじ孔を形成した上記基端部の開口側で広く、それぞれ形成し、上記抑えボルトまたは上記抑えボルトと螺合したナットの緊締時に上記１対の外側平面と上記各抑え面とが、上記連結部に近い側で先に接触し始め、上記抑えボルトの緊締作業の進行に伴って上記基端部の開口側に接触面圧が最大となる部位が移るように、または増加するようにしたことを特徴とする自在継手である。
【００１８】
第３番目の発明は、第１番目または第２番目のいずれかの発明の自在継手において、上記ヨークは、その強度が引張り強さ３７０Ｎ／ｍｍ２以下の材料で成形されていることを特徴とする自在継手である。
【００１９】
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において、上記ヨークとステアリングホイールとの間に操舵力補助装置が取付けられていることを特徴とする自在継手である。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の自在継手は、成形性のよい熱間圧延軟鋼板でヨークを成形するため、加工が容易で、プレス加工による多量生産が可能になるため、低コストで製造することが可能になる。
【００２１】
また、抑えボルトを緊締する以前に於けるヨークの抑え板部をシャフト外側平面に対して、抑えボルトの緊締力の影響を強く受ける程度に応じて非平行とし、または、抑えボルトを緊締する以前に於けるヨークの抑え板部の抑え面同士の間隔を、ヨークの連結部に近い側で狭く開口側で広く形成している。従って、シャフトに対するヨークの締付け力が向上し、ヨークとシャフトとの結合部の緩みが解消されるため、大きな操舵トルクが加わる場所に使用するのに好適である。
【００２２】
また、抑えボルトの過度の締め付けが不要となるため、ヨークの抑え板部の内側への変形が抑えられるため、分解再組み立てが容易となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施の形態の自在継手を装着したステアリングコラム装置の全体正面図である。図２は、本発明の実施の形態のヨークの基端部を、シャフトの端部に結合する状態を示す側面図である。
【００２４】
図１は、コラムタイプ電動式パワーステアリング装置に本発明の実施の形態の自在継手を装着した例を示す。車体に固定されたコラム４３内には、車体後方側（図１の上方）にステアリングホイール４５を取付けたステアリングシャフト４４が回動可能に軸支されている。コラム４３の下方には、電動式の操舵力補助装置４９の減速ギヤボックス４７が取付けられている。
【００２５】
操舵力補助装置４９は、ステアリングホイール４５の操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに比例した補助操舵力を発生するモータ４６を回転し、このモータ４６の回転を減速ギヤボックス４７で減速してシャフト（出力軸）６に伝達する。シャフト６に伝達された操舵力は、上側の自在継手１を介してシャフト（中間軸）７に伝達され、シャフト７から下側の自在継手１を介して、ラック・ピニオン運動変換機構４８のピニオン軸（図示せず）に伝達され、車輪を操舵する。
【００２６】
図２に詳細に示すように、本発明の実施の形態の自在継手１は、１対のヨーク２、３同士を十字軸４を介して結合したものである。この十字軸４に設けられた４個所の端部は、それぞれ上記各ヨーク２、３の先端部の一対の腕部２９に、軸受カップ５、５内に設けられたニードル軸受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２、３の中心が同一直線上に位置しなくても、両ヨーク２、３同士の間で回転力を伝達する。
【００２７】
この様な自在継手１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２を一方のシャフト６の端部に、抑えボルト１１により予め結合固定し、他方（図２の左方）のヨーク３を他方のシャフト７の端部に結合する。この様な組み付け作業を行なうのに通常は、上記一方のシャフト６を車体に支持した後、このシャフト６と他方のシャフト７とを自在継手１により結合する。
【００２８】
自在継手１を構成する一対のヨーク２、３、シャフト６、７は、シャフト６、７を軸方向に動かす事なく接続作業を行なえる、所謂横入れ式である。ヨーク２、３、及び、シャフト６、７は同一の構造を有しているため、ヨーク及びシャフトの詳細な構造に関する以下の説明では、一方のヨーク３、シャフト７についてのみ説明し、他方のヨーク２、シャフト６の説明は省略する。
【００２９】
図３は、本発明の実施の形態の第１例のヨーク３及びシャフト７の詳細な構造を示している。図３は図２のヨーク３の基端部８のＡ−Ａ断面図であって、基端部８は断面がＵ字形を有する横入れ式である。この横入れ式のヨーク３の基端部８は、１対の抑え板部９ａ、９ｂを有し、この抑え板部９ａ、９ｂを、図２の抑えボルト１１を緊締する以前に於いては互いに非平行にしている。１対の抑え板部９ａ、９ｂの基端（基端部８の開口側端部と反対側で図３の右端）は、円弧形の連結部２５によって互いに連結されている。
【００３０】
互いに離隔して配置された抑え板部９ａ、９ｂは、それぞれの内側面を、互いに非平行な抑え面１０、１０としている。そして、一方（図３の下方）の抑え板部９ａの開口側端部にねじ孔１２を設けている。又、他方の抑え板部９ｂの開口側端部に、このねじ孔１２と略同心でこのねじ孔１２よりも大径の通孔１３を、それぞれ形成している。尚、ねじ孔１２の代わりに、上記抑え板部９ａにナットを内嵌固定してもよい。又、ナットをヨーク３に嵌合固定しない構造のものでもよい。
【００３１】
一方、上述の様に構成されるヨーク３に、その先端部を結合されるシャフト７は、先端部の断面形状を、図３に示す様な略小判形としている。即ち、このシャフト７の先端部外周面に、互いに平行な１対の外側平面１４、１４を形成し、接続時にはこの外側平面１４、１４と上記抑え面１０、１０とを密接させる事により、上記ヨーク３に対するシャフト７の回転防止を図る。
【００３２】
上述の様な形状を有するシャフト７の端部を、前述の様なヨーク３の基端部８に接続固定する場合には、先ず、図２に実線で示す様に、上記シャフト７の端部を上記基端部８の開口側に配置する。そして、この状態から、上記ヨーク３を十字軸４を中心に回動させる事により、このヨーク３を図２の実線状態から鎖線状態にまで、同図で時計方向に揺動させて、上記シャフト７の端部をヨーク３の基端部８内に挿入する。
【００３３】
尚、ヨーク３を動かさずにシャフト７の端部を動かす事で、シャフト７の端部をヨーク３の基端部８内に挿入する場合もある。何れにしても、シャフト７の端部を基端部８内に挿入する以前には、上記通孔１３に抑えボルト１１を挿入しない。
【００３４】
上述の様にしてシャフト７の端部をヨーク３の基端部８内に挿入し、上記各抑え面１０、１０と外側平面１４、１４（図３）とを対向させたならば、上記通孔１３に挿通した抑えボルト１１の先端部に形成した雄ねじ部１１ａを上記ねじ孔１２に螺合し、更に緊締する。この緊締に基づき、上記１対の抑え面１０、１０同士の間隔が狭まり、これら各抑え面１０、１０と上記各外側平面１４、１４とが強く当接して、上記シャフト７の先端部が上記基端部８に結合固定される。
【００３５】
尚、上記シャフト７の端部片縁部には切り欠き１５を形成して、このシャフト７と上記抑えボルト１１の軸部外周１１ｂとの干渉を防止すると共に、万一この抑えボルト１１が緩んだ場合にも、上記ヨーク３がシャフト７の軸方向に抜けるのを防止している。
【００３６】
ヨーク３の材質としては、熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ、ＳＰＨＤ、ＳＰＨＥ）を使用している。ヨーク３の強度を確保し、かつ、ヨーク３を成形するプレス型の強度を考慮してプレス型の耐久性を確保するためには、引張り強さ３５０Ｎ／ｍｍ２の材料が最も適しており、引張り強さ３７０Ｎ／ｍｍ２以下が望ましい。ヨーク３は、成形性のよい熱間圧延軟鋼板で成形されるため、加工が容易で、プレス加工による多量生産が可能になり、低コストで製造することが可能になる。
【００３７】
図３に示す様に、断面コ字形のヨーク３を構成する１対の抑え板部９ａ、９ｂ同士の間隔を、抑えボルト１１により縮めると、この抑えボルト１１の緊締力の影響は、上記１対の抑え板部９ａ、９ｂの先端側で強くなり、基端側で弱くなる。この為、上記１対の抑え板部９ａ、９ｂを、抑えボルト１１の緊締以前から平行にしていると、本来基端側で最大モーメント締付け（最大軸保持力）が得られるはずの締付けがモーメント締め付け力の小さい先端側での割合が多くなってしまう。
【００３８】
そこで、第１例の場合、上記１対の抑え板部９ａ、９ｂを、上記抑えボルト１１による緊締力の影響を強く受ける部分程間隔が広くなる方向に、互いに非平行としている。そして、上記抑えボルト１１の緊締に伴って、これら各抑え板部９ａ、９ｂの抑え面１０、１０同士が平行になり、これら各抑え面１０、１０と上記シャフト７に形成した１対の外側平面１４、１４とを均一に当接させる様にしている。
【００３９】
より具体的には、上記１対の抑え面１０、１０同士の間隔を、上記ヨーク３の開口側で広く、連結部２５側で狭くしている。尚、上記シャフト７をヨーク３に挿入すると共に、これら両部材７、３の断面の中心線を互いに一致させた状態では、上記抑え面１０、１０と外側平面１４、１４との間にくさび状の隙間２７、２７が形成される。この隙間２７、２７の傾斜角度θは、各部の剛性に応じて設計的に定めるが、１〜２°程度にすれば、上記各抑え面１０、１０と外側平面１４、１４との接触状態を均一にして、軸保持力を十分に大きくできる。
【００４０】
次に、図４〜図８は、本発明の実施の形態の第２例〜第３例を示し、図４の右半部及び図５〜図６は、本発明の実施の形態の第２例を、図４の左半部及び図７〜図８は同第３例を、それぞれ示している。各例を構成するヨーク３は、図６の抑えボルト３３を挿通する為の通孔を除き、中心線αに関して左右対称である。第２例〜第３例のヨーク３の材質も、熱間圧延軟鋼板（ＳＰＨＣ、ＳＰＨＤ、ＳＰＨＥ）を使用している。
【００４１】
ヨーク３の基端部８を構成する１対の抑え板部９ａ、９ｂの基端（基端部８の開口側端部と反対端で、図４の下端）縁同士は、円弧形の連結部２５により、互いに連結している。又、この連結部２５の幅方向両端縁と上記各抑え板部９ａ、９ｂの基端縁との連続部には、薄肉部３４、３４を形成して、これら各連続部の剛性を低くしている。
【００４２】
従って、図６の抑えボルト３３と図示しないナットとの緊締に基づき、上記１対の抑え板部９ａ、９ｂの先端部（基端部８の開口側端部で、図４の上端部）同士の間隔を狭める際には、上記１対の抑え板部９ａ、９ｂの抑え面１０ａ、１０ｂ同士の間隔が、比較的小さな締め付け力により縮まる。
【００４３】
尚、この様な薄肉部３４、３４を形成する為に、図示の例では、上記連結部２５の内面に、シャフト７の軸方向（図４の紙面に直交する方向）に亙る凹部３５、３５を形成している。これら各凹部３５、３５は、上記各薄肉部３４、３４を形成する他、上記抑えボルト３３とナットとの緊締時に、上記基端部８の内面とシャフト７の角部３６、３６とが干渉する事を防止する。
【００４４】
又、上記１対の抑え板部９ａ、９ｂのうち、実施の形態の第３例を示す、一方（図４の左方）の抑え板部９ａの自由状態に於ける全体形状は、（次述する凸部３７、３７部分を除き）平坦としている。又、この一方の抑え板部９ａの内側面である抑え面１０ａの一部で、上記シャフト７の外側平面１４に対向する部分には、複数の凸部３７、３７を、上記抑え板部９ａの一部を塑性変形させる事により形成している。
【００４５】
尚、この凸部３７、３７は、上記シャフト７の軸方向に不連続なエンボス状のもの（後述する図７参照）でも、或はこの軸方向に連続する土手状のもの（後述する図８参照）でも良い。
【００４６】
何れにしても、上記複数の凸部３７、３７の高さ（上記抑え面１０ａからの突出量）は、連結部２５に近い側から外側平面１４に当接させるべく、この連結部２５に近い側を高くする等、適宜調整し、且つ、前記抑えボルト３３を十分に緊締した状態では、総ての凸部３７、３７の先端が上記外側平面１４に、突き当たる様にしている。但し、上記一方の抑え板部９ａの自由状態での方向を、前記連結板部２５から離れるに従って前記中心線αから離れる方向に傾斜させている。
【００４７】
これに対して、上記１対の抑え板部９ａ、９ｂのうち、実施の形態の第２例を示す、他方（図４の右方）の抑え板部９ｂの自由状態に於ける全体形状は、この抑え板部９ｂの内側面である抑え面１０ｂが凸面となる、断面円弧状に形成している。この抑え面１０ｂの形状は、単一曲面でも良いが、図示の例では、異なる曲率半径を有する円筒面同士を滑らかに連続させた、複合曲面としている。
【００４８】
即ち、図５は図４のＡ部拡大図であって、図５に示す様に、上記抑え面１０ｂの基端寄り部分を、比較的小さな曲率半径Ｒ１を有する第一の円筒曲面３８とし、上記抑え面１０ｂの中間部から先端寄り部分を、比較的大きな曲率半径Ｒ２（Ｒ１＜Ｒ２）を有する第二の円筒曲面３９としている。なお、曲率半径Ｒ２は実質的に無限大つまり実質的な直線とすることも妨げない。
【００４９】
上記１対の抑え板部９ａ、９ｂを上述の様な形状にする事により、第２例、第３例、何れの場合も、前記抑えボルト３３を緊締する以前に於けるこれら１対の抑え板部９ａ、９ｂの抑え面１０ａ、１０ｂ同士の間隔は、前記連結部２５に近い基端側で狭く、基端部８の開口側である先端側で広くなっている。
【００５０】
尚、上記抑えボルト３３を挿通するための通孔（図示省略）は、上記各抑え板部９ａ、９ｂの先端側部分に形成し、上記抑えボルト３３をこれら各通孔に、上記シャフト７と干渉せずに挿通できる様にしている。但し、これら両通孔に挿通した抑えボルト３３の先端部に設けた雄ねじ部４０に螺合したナットの緊締に基づき、上記抑えボルト３３が回転した場合には、この抑えボルト３３の中間部に形成した、楕円形断面を有するカム部４１の外周面が上記シャフト７を、上記連結部２５の内周面に向け抑え付ける様にしている。
【００５１】
尚、上記１対の抑え板部９ａ、９ｂに形成する、互いに略同心の１対の通孔のうち、一方の通孔は上記カム部４１を挿通できる様に比較的大径にし、他方の通孔は、上記雄ねじ部４０を挿通できるだけの、比較的小径にする。
【００５２】
上述の様に構成される本発明の第２例〜第３例の自在継手によれば、特に上記抑えボルト３３の締め付けトルクを厳密に管理しなくても、シャフト７とヨーク３の基端部８との軸方向に亙る保持力を大きくできる。即ち、これらシャフト７とヨーク３とを結合するには、先ず、シャフト７をヨーク３の基端部に挿入した状態で、上記抑えボルト３３を上記１対の抑え板部９ａ、９ｂの先端部に形成した通孔に挿通する。
【００５３】
そして、この抑えボルト３３の先端部で抑え板部９ａ（又は９ｂ）の外側面から突出した雄ねじ部４０に、ナットを螺合する。そして、このナットを回転させつつ緊締する事により、このナットと上記抑えボルト３３の頭部４２との間隔を縮め、これらナットと頭部４２との間で、上記１対の抑え板部９ａ、９ｂの先端部同士を抑え付ける。
【００５４】
上述の様に１対の抑え板部９ａ、９ｂの先端部同士を抑え付けるべく、上記ナットを緊締し始めた場合には、先ず上記抑えボルト３３の回転に基づき、上記カム部４１が上記シャフト７を、上記連結部２５の内周面に抑え付ける。この結果、これらシャフト７と連結部２５の内周面とは、図４のＢ部分で接触する。
【００５５】
又、上記抑えボルト３３は、上記カム部４１とシャフト７との係合に基づき、それ以上は回転しなくなる。上記ナットを更に緊締すると、上記１対の抑え板部９ａ、９ｂの抑え面１０ａ、１０ｂのうち、前記連結部２５に近い基端側が、上記シャフト７に形成した１対の外側平面１４、１４を抑え付け始める。この状態では、上記抑え面１０ａ、１０ｂと外側平面１４、１４とが、図４のＣ、Ｄ部分で接触する。
【００５６】
この状態から更に上記ナットを緊締すると、上記抑え面１０ａ、１０ｂと外側平面１４、１４との接触面圧が最大となる部位が、上記ヨーク３の基端部８の開口側である、図４のＥ、Ｆ部分に移る。そして、上記ナットの緊締に基づく、上記抑えボルト３３の締め付けトルクが十分に大きくなると、外側平面１４、１４と抑え面１０ａ、１０ｂとが略平行になり、Ｅ、Ｆ部分の接触圧が大きくなり、反対に上記Ｃ、Ｄ部分の接触圧は若干小さくなって、遂にはＥ、Ｆ部分及びＣ、Ｄ部分で略均等に、外側平面１４、１４を抑え面１０ａ、１０ｂで抑え付ける。
【００５７】
本発明の第２例〜第３例の自在継手は、上述の様に、上記ナットの緊締に基づく抑えボルト３３による締め付け作業を開始してから比較的早い時期に、上記各抑え板部９ａ、９ｂの抑え面１０ａ、１０ｂと上記シャフト７に形成した１対の外側平面１４、１４との接触圧が大きくなる。
【００５８】
従って、上記１対の外側平面１４、１４と上記各抑え面１０ａ、１０ｂとが十分な当接圧により密着し、シャフト７とヨーク３との結合強度を確保できる。しかも、上記ナットの緊締に伴って上記１対の外側平面１４、１４と上記各抑え面１０ａ、１０ｂとの接触面圧が最大となる部位が、上記抑え板部９ａ、９ｂの先端側に移動または増加するので、上記ナットを緊締する締め付けトルクが相当に大きくなるまで、構成各部が塑性変形する事がない。
【００５９】
従って本発明の第２例〜第３例の自在継手の場合には、ヨーク３とシャフト７との結合強度を十分に確保し、しかも構成各部材に好ましくない塑性変形を起こさないで済む。
【００６０】
次に、図７〜図８は、本発明の実施の形態の第３例を構成するヨーク３の全体形状を示している。このヨーク３を組み込んだ自在継手の構成及び作用は、上述した通りである。尚、本発明の第２例〜第３例の自在継手に使用する抑えボルトは、必ずしも図６に示す様なカムボルトである必要はない。そして、カムボルトを使用しない場合には、何れかの抑え板部９ａ、９ｂに抑えボルトを螺合させる為のねじ孔を形成したり、或はナットを固定したりする事もできる。
【００６１】
本発明の自在継手は、ヨークの材質として成形性のよい熱間圧延軟鋼板を使用しているため、プレス加工による多量生産が可能となり、低コストで製造することが可能になる。また、熱間圧延軟鋼板は成形時のスプリングバックが少ないため、ヨークの抑え面とシャフト外側平面との隙間寸法を、精度良く最小の誤差で製造できるので、シャフトに対するヨークの締付け力が安定する。
【００６２】
さらに、抑えボルトを緊締する以前に於けるヨークの抑え板部をシャフト外側平面に対して、抑えボルトの緊締力の影響を強く受ける程度に応じて非平行とし、または、抑えボルトを緊締する以前に於けるヨークの抑え板部の抑え面同士の間隔を、ヨークの連結部に近い側で狭く開口側で広く形成している。従って、シャフトに対するヨークの締付け力が向上し、ヨークとシャフトとの結合部の緩みが解消されるため、大きな操舵トルクが加わる場所に使用するのに好適である。
【００６３】
また、熱間圧延軟鋼板は抑えボルトを過度に締付けると塑性変形し易いが、本発明の自在継手は、抑えボルトの過度の締め付けが不要となるため、ヨークの抑え板部の内側への塑性変形が抑えられ、分解再組み立てが容易となる。
【００６４】
特に使用条件の厳しい操舵力補助装置との組み合わせにおいては、大きなトルクが抑え面に発生するため、緊締力の確保と塑性変形しにくさの両立が求められる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態の自在継手を装着したステアリングコラム装置の全体正面図である。
【図２】本発明の実施の形態の自在継手のヨークの基端部を、シャフトの端部に結合する状態を示す側面図である。
【図３】本発明の実施の形態の第１例を示す部分断面図であって、図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】本発明の実施の形態のヨークの基端部とシャフトの端部とを、抑えボルトを緊締する以前の状態で示す断面図であり、中心線を境として右半分が本発明の実施の形態の第２例を示し、中心線を境として左半分が本発明の実施の形態の第３例を示す。
【図５】図４のＡ部拡大図であって。本発明の実施の形態の第２例を示す。
【図６】第２例のヨークの締付けに使用する抑えボルトの側面図及び平面図である。
【図７】本発明の実施の形態の第３例を構成するヨークの全体構成を示す斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態の第３例の変形例のヨークの全体構成を示す斜視図である。
【図９】従来の自在継手の部分側面図である。
【図１０】一部を省略して図９の右方から見た図である。
【図１１】図１０で抑えボルトを締付けた時の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１  自在継手
２、３  ヨーク
４  十字軸
５  軸受カップ
６、７  シャフト
７Ａ  角部
８  基端部
９ａ、９ｂ  抑え板部
１０、１０ａ、１０ｂ、１０１  抑え面
１１  抑えボルト
１１ａ  雄ねじ部
１１ｂ  軸部外周
１２  ねじ孔
１３  通孔
１４  外側平面
１５  切り欠き
２５  連結部
２５Ａ  連結部中心
２７  隙間
２９  腕部
３３  抑えボルト
３４  薄肉部
３５  凹部
３６  角部
３７  凸部
３８  第一の円筒曲面
３９  第二の円筒曲面
４０  雄ねじ部
４１  カム部
４２  頭部
４３  コラム
４４  ステアリングシャフト
４５  ステアリングホイール
４６  モータ
４７  減速ギヤボックス
４８  ラック・ピニオン運動変換機構
４９  操舵力補助装置
【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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【図１０】
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【図１１】
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