(57)【要約】【課題】高い保持力が達成されるシャフトとヨークの結合構造を提供する。【解決手段】第１雄セレーション８が形成されたシャフト３と、自在継手４の一部を構成する第２ヨーク６とが、締結機構２０で締結される。第２ヨーク６は、基部１１および一対の腕部１２を有するヨーク部１０と、第２雄セレーション１４が形成された軸部１３とを含む。締結機構２０は、嵌合筒３０と、締結部材４０とを含む。嵌合筒３０は、軸部１３が圧入締結された第１部分３１０と、シャフト３が挿入締結された第２部分３２０とを含む。嵌合筒３０の内周面３０ａの雌セレーション３３が、両雄セレーション８，１４に嵌合する。嵌合筒３０に、軸方向Ｘ３に延びるスリットＳが形成される。締結部材４０は、嵌合筒３０を縮径させて、シャフト３を嵌合筒３０に締結する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１雄セレーションが形成された外周面を有するシャフトと、
自在継手の一部を構成するヨークと、
前記シャフトと前記ヨークとを締結する締結機構と、を備え、
前記ヨークは、基部と前記基部から前記シャフトの軸方向と平行に延び前記自在継手の十字軸が連結される一対の腕部とを有するヨーク部と、第２雄セレーションが形成された外周面を有し前記基部から前記一対の腕部とは軸方向反対側に延びて前記シャフトと同軸上に配置された軸部と、を含み、
前記締結機構は、前記軸部が挿入締結された第１部分と前記シャフトが挿入締結された第２部分と雌セレーションが形成された内周面とを有し、軸方向に延びるスリットが形成された嵌合筒と、前記嵌合筒を縮径させて前記シャフトを前記嵌合筒に締結する締結部材と、を含むシャフトとヨークの結合構造。
【請求項２】
前記軸部は、前記第１部分に圧入締結またはかしめ締結され、
前記スリットは、前記第２部分のみに形成され、
前記締結部材は、前記嵌合筒の前記第２部分を縮径させて、前記シャフトを前記嵌合筒に締結するように構成されている、請求項１に記載のシャフトとヨークの結合構造。
【請求項３】
前記スリットは、前記嵌合筒の軸方向の全域に延びており、
前記締結部材は、前記嵌合筒の前記第１部分を締め付けて、前記軸部を前記嵌合筒に締結する第１締結部材と、前記嵌合筒の前記第２部分を締め付けて、前記シャフトを前記嵌合筒に締結する第２締結部材とを含む、請求項１に記載のシャフトとヨークの結合構造。
【請求項４】
前記スリットは、前記嵌合筒の軸方向の全域に延びており、
前記締結部材は、単一で設けられ、前記嵌合筒を締め付けて、前記軸部および前記シャフトを前記嵌合筒に締結するように構成されている、請求項１に記載のシャフトとヨークの結合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシャフトとヨークの結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１では、下記の技術が提案されている。すなわち、自在継手用のヨークが、ヨーク部と、締結部とを備える。ヨーク部は、一対のフォークアームと、前記一対のフォークアームどうしを連結するブリッジとを含む。締結部は、シャフトが挿入されて締結される筒軸部を含む。
ヨーク部のブリッジに、締結部の筒軸部が嵌入される嵌合穴が形成され、その嵌合穴の内周に、雌セレーションが形成されている。一方、筒軸部の外周に、嵌合穴の雌セレーションに嵌合される雄セレーションが形成され、筒軸部の内周に、シャフトの外周の雄セレーションに嵌合される雌セレーションが形成されている。また、筒軸部には、軸方向に延びるスリットが形成されている。
【０００３】
組立時において、ヨーク部と筒軸部とが相互に位相調整された状態で、ヨークの嵌合穴に締結部の筒軸部が挿入されて両者が圧入嵌合された後、ボルトによって筒軸部が縮径されて、筒軸部の内周にセレーション嵌合されたシャフトが締結される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】独国特許出願公開第ＤＥ１０２００５００１０８２Ａ１号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、嵌合孔に内嵌された締結部の筒軸部が、ボルトによって締め付けられて縮径されると、嵌合穴と筒軸部との嵌合による保持力が弱まる。
本発明の目的は、高い保持力が達成されるシャフトとヨークの結合構造を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、第１雄セレーション（８）が形成された外周面（３ｂ）を有するシャフト（３；３Ｑ）と、自在継手（４）の一部を構成するヨーク（５）と、前記シャフトと前記ヨークとを締結する締結機構（２０；２０Ｐ；２０Ｑ）と、を備え、前記ヨークは、基部（１１）と前記基部から前記シャフトの軸方向（Ｘ１）と平行に延び前記自在継手の十字軸（７）が連結される一対の腕部（１２）とを有するヨーク部（１０；１０Ｐ；１０Ｑ）と、第２雄セレーション（１４）が形成された外周面（１３ａ）を有し前記基部から前記一対の腕部とは軸方向反対側に延びて前記シャフトと同軸上に配置された軸部（１３）と、を含み、前記締結機構は、前記軸部が挿入締結された第１部分（３１０；３１０Ｐ；３１０Ｑ）と前記シャフトが挿入締結された第２部分（３２０；３２０Ｐ；３２０Ｑ）と雌セレーション（３３）が形成された内周面（３０ａ）とを有し、軸方向（Ｘ３）に延びるスリット（Ｓ；ＳＰ）が形成された嵌合筒（３０；３０Ｐ；３０Ｑ）と、前記嵌合筒を縮径させて前記シャフトを前記嵌合筒に締結する締結部材（４０；５１，５２；６０）と、を含むシャフトとヨークの結合構造（１；１Ｐ；１Ｑ）を提供する。
【０００７】
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２のように、前記軸部（１３）は、前記第１部分（３１０）に圧入締結またはかしめ締結され、前記スリット（Ｓ）は、前記第２部分（３２０）のみに形成され、前記締結部材は、前記嵌合筒の前記第２部分を縮径させて、前記シャフトを前記嵌合筒に締結するように構成されていてもよい。
【０００８】
請求項３のように、前記スリット（ＳＰ）は、前記嵌合筒（３０Ｐ）の軸方向の全域に延びており、前記締結部材は、前記嵌合筒の前記第１部分（３１０Ｐ）を締め付けて、前記軸部を前記嵌合筒に締結する第１締結部材（５１）と、前記嵌合筒の前記第２部分（３２０Ｐ）を締め付けて、前記シャフトを前記嵌合筒に締結する第２締結部材（５２）とを含んでいてもよい。
【０００９】
請求項４のように、前記スリット（ＳＰ）は、前記嵌合筒（３０Ｑ）の軸方向の全域に延びており、前記締結部材（６０）は、単一で設けられ、前記嵌合筒を締め付けて、前記軸部および前記シャフトを前記嵌合筒に締結するように構成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の発明では、シャフトの外周面に嵌合された嵌合筒が、締結部材によって縮径される。このため、嵌合筒とシャフトとが、強固に嵌合され高い保持力が達成される。
請求項２の発明では、軸部が嵌合筒の第１部分に圧入締結またはかしめ締結される。このため、ヨーク部とシャフトとが嵌合筒を介して高い保持力で結合される。
請求項３の発明では、第１締結部材および第２締結部材によって嵌合筒の第１部分および第２部分がそれぞれ縮径されることで、嵌合筒が、軸部およびシャフトに強固に嵌合される。
【００１１】
請求項４の発明では、単一の締結部材で、嵌合筒をシャフトおよびヨークの軸部に結合することができ、構造を簡素化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態のシャフトとヨークの結合構造の概略側面図である。
【図２】第１実施形態の結合構造の概略平面図である。
【図３】第１実施形態の結合構造の概略断面図であり、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図に相当する。
【図４】（ａ）および（ｂ）はそれぞれ第１実施形態の変更例の結合構造の概略断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態のシャフトとヨークの結合構造の概略側面図である。
【図６】第２実施形態の結合構造の概略平面図である。
【図７】本発明の第３実施形態のシャフトとヨークの結合構造の概略側面図である。
【図８】第３実施形態の結合構造の概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好ましい実施形態の添付図面を参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態のシャフトとヨークの結合構造１（以下では単に結合構造１とも言う）の概略側面図である。図２は結合構造１の概略平面図である。図３は図１のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【００１４】
図１に示すように、結合構造１は、ステアリング装置の操舵力を伝達する一対のシャフト２，３を自在継手４を介して連結する場合において、何れか一方のシャフト（例えばシャフト３）と自在継手４の対応するヨーク（例えば第２ヨーク６）とを結合する構造である。具体的には、第１実施形態において、結合構造１は、シャフト３と、第２ヨーク６と、シャフト３と第２ヨーク６とを締結する締結機構２０とを含む。
【００１５】
図示していないが、一対のシャフト２，３は、インターミディエイトシャフトとピニオンシャフトである場合がある。また、一対のシャフト２，３は、ステアリングシャフトのロアーシャフトとインターミディエイトシャフトとである場合がある。また、一対のシャフト２，３は、インターミディエイトシャフトと、ラックアンドピニオン機構（転舵機構）のピニオンシャフトとである場合がある。また、一対のシャフト２，３は、インターミディエイトシャフトと、当該インターミディエイトシャフトとピニオンシャフトとの間に介在するエクステンションシャフトとである場合がある。
【００１６】
自在継手４は、第１ヨーク５と、第２ヨーク６と、十字軸７とを含む。第１ヨーク５に、シャフト２の一端部２ａが連結される。第２ヨーク６に、後に詳述する締結機構２０を介してシャフト３の一端部３ａが連結される。十字軸７は、第１ヨーク５と第２ヨーク６とを連結する。
シャフト３の一端部３ａの外周面３ｂには、シャフト３の軸方向Ｘ１に延びる第１雄セレーション８が形成されている。また、シャフト３の一端部３ａの外周面３ｂには、第１雄セレーション８を横切るようにシャフト３の周方向に延びる周溝９が形成されている。
【００１７】
第２ヨーク６は、ヨーク部１０と、軸部１３とを含む。ヨーク部１０は、基部１１と一対の腕部１２とを含む。基部１１は、シャフト３の軸方向Ｘ１と直交する方向に延びる板状をなしている。軸部１３の軸方向Ｘ２は、シャフト３の軸方向Ｘ１と一致している。
一対の腕部１２は、基部１１からシャフト３とは反対側にシャフト３の軸方向Ｘ１（軸部１３の軸方向Ｘ２）と平行に延びている。一対の腕部１２は、一端部１２ａで基部１１に片持ち状に支持されており、これにより、一対の腕部１２および基部１１が、全体として略Ｕ字状をなしている。一対の腕部１２には、自在継手４の十字軸７の一対の軸部が連結される。
【００１８】
軸部１３は、基部１１から一対の腕部１２とは反対側に延びており、軸部１３とシャフト３とは、同軸上で同軸方向（Ｘ１，Ｘ２，Ｘ３）に対向配置されている。軸部１３は、第２雄セレーション１４が形成された外周面１３ａを有している。
図１および図２に示すように、締結機構２０は、嵌合筒３０と、締結部材４０とを含む。嵌合筒３０は、シャフト３および軸部１３を同軸上に嵌合させる。図２に示すように、締結部材４０は、ボルト４１と、ナット４２とを含む。
【００１９】
嵌合筒３０は、嵌合筒３０の軸方向Ｘ３が、シャフト３の軸方向Ｘ１および軸部１３の軸方向Ｘ２と一致している。嵌合筒３０は、軸方向Ｘ３に関してその両端に配置された第１端部３１および第２端部３２を含む。
嵌合筒３０は、第１端部３１を含み第２ヨーク６側に締結される第１部分３１０と、第２端部３２を含みシャフト３側に締結される第２部分３２０とを含む。第１部分３１０および第２部分３２０は、それぞれ軸方向Ｘ３に所定長で延びる部分である。第１部分３１０の外周は、周方向に連続する完全円筒面からなる。第１部分３１０に、第２ヨーク６の軸部１３が圧入締結されている。
【００２０】
第２部分３２０には、第２端部３２から軸方向Ｘ３に延びるスリットＳが形成されている。図３に示すように、スリットＳは、第２部分３２０を径方向Ｒに貫通しており、第２部分３２０は、周方向Ｚに不連続な不完全円筒からなる。
第２部分３２０は、スリットＳを有するので弾性的に縮径可能である。第２部分３２０に、シャフト３が挿入締結（挿入状態で締結）されている。嵌合筒３０は、第１雄セレーション８および第２雄セレーション１４に嵌合する雌セレーション３３が形成された内周面３０ａを有している。尚、第１部分３１０の内周の雌セレーションは無くてもよい。
【００２１】
嵌合筒３０の第２部分３２０は、スリットＳを嵌合筒３０の周方向Ｚに挟んで対向する一対の周方向端部３４を含む。一対の周方向端部３４には、径方向Ｒに平行に延びる一対の締付片部３５が設けられている。
各締付片部３５に設けられたボルト挿通孔３６に、締結部材４０のボルト４１が挿通されている。ボルト４１の軸部４１ｂの先端部にねじ嵌合されたナット４２とボルト４１の頭部４１ａとの間で、一対の締付片部３５が締め付けられる。これにより、嵌合筒３０の第２部分３２０が縮径されて、シャフト３の一端部３ａが嵌合筒３０に締結される。ボルト４１は、シャフト３の周溝９に係合することで、嵌合筒３０からのシャフト３の抜脱を防止する。
【００２２】
本実施形態によれば、シャフト３の外周面３ｂに嵌合された嵌合筒３０が、締結部材４０によって縮径されるので、第２ヨーク６の嵌合筒３０とシャフト３とが、軸方向Ｘ１および周方向Ｚに位置調整可能に且つ強固にセレーション嵌合される。このため、結合構造１において高い結合保持力を達成することができる。また、先行技術のように締結によってヨークとシャフトとの締結強度が低下するようなおそれがなく、シャフト３と第２ヨーク６との締結強度を高くできて耐久性が向上する。
【００２３】
また、圧入締結される嵌合筒３０と第２ヨーク６の軸部１３との周方向の位相が自在に調整可能である。また、嵌合筒３０に対するヨーク部１０の軸部１３の圧入長（嵌合長）の調整によって、嵌合筒３０と軸部１３との締結位置が調整可能であり、且つ、第２ヨーク６および嵌合筒３０を含むユニット（ヨーク・嵌合筒ユニットに相当）におけるユニット長Ｌ（図１を参照。第２端部３２から十字軸中心Ｃまでの距離に相当）の調整が可能である。このため、共通部品を用いて種々の仕様の前記ユニットを実現することができる。すなわち多品種の前記ユニットをコスト安価に製造することができる。
【００２４】
また、嵌合筒３０の第１部分３１０に対して軸部１３が全周で均一に圧入嵌合されるので、周方向の一部の領域に応力やトルクが集中することを抑制することができ、耐久性が向上する。
なお、第１実施形態では、軸部１３が第２雄セレーション１４を有し嵌合筒３０が雌セレーション３３を有するが、これに代えて、第２雄セレーション１４や雌セレーション３３を形成しない下記の変更例が考えられる。例えば、図４（ａ）に示すように、嵌合筒３０の内周面３０ａの一部が軸部１３の外周面１３ａにかしめ付けられて、軸部１３が嵌合筒３０にかしめ締結されてもよい。
【００２５】
また、図４（ｂ）に示すように、軸部１３の外周面１３ａおよび嵌合筒３０の少なくとも内周面３０ａが、断面多角形とされて、軸部１３が嵌合筒３０に圧入締結されてもよい。
図４（ａ）および図４（ｂ）の各変更例では、軸部１３の第２雄セレーション１４や嵌合筒３０の雌セレーション３３を形成する必要がなくなり、構造を簡素化することができる。
（第２実施形態）
図５は本発明の第２実施形態の結合構造１Ｐの概略側面図であり、図６は結合構造１Ｐの概略平面図である。
【００２６】
図５および図６の第２実施形態の結合構造１Ｐが、図１および図２の第１実施形態の結合構造１と主に異なるのは下記である。すなわち、結合構造１Ｐでは、第２ヨーク６Ｐのヨーク部１０Ｐの軸部１３Ｐが、締結機構２０Ｐの嵌合筒３０Ｐに挿入締結されている。
嵌合筒３０ＰのスリットＳＰが、第１端部３１から第２端部３２まで軸方向Ｘ３の全域に延びている。このため、嵌合筒３０Ｐの第１端部３１を含む第１部分３１０Ｐが、弾性的に縮径可能である。
【００２７】
締結部材として、第１締結部材５１と第２締結部材５２とが設けられている。第１締結部材５１は、嵌合筒３０Ｐの第１部分３１０Ｐを縮径させて、第１部分３１０Ｐにヨーク部１０Ｐの軸部１３Ｐを締結する。第２締結部材５２は、第２部分３２０を縮径させて第２部分３２０Ｐをシャフト３に締結する。第１締結部材５１および第２締結部材５２は、第１実施形態の締結部材４０と同じ構成である。
【００２８】
軸部１３Ｐの外周面１３ａには、第２雄セレーション１４を横切るように軸部１３Ｐの周方向に延びる周溝１５が形成されている。周溝１５に、第１締結部材５１のボルト４１の軸部４１ｂが係合されることで、嵌合筒３０Ｐからの軸部１３Ｐの抜脱が防止されている。
図５および図６の第２実施形態の結合構造１Ｐの構成要素において、図１および図２の第１実施形態の結合構造１の構成要素と同じ構成要素には、図１および図２の第１実施形態の結合構造１の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。
【００２９】
本実施形態によれば、第１締結部材５１および第２締結部材５２によって嵌合筒３０Ｐの第１部分３１０Ｐおよび第２部分３２０Ｐがそれぞれ縮径されることで、嵌合筒３０Ｐが、軸部１３Ｐおよびシャフト３に強固にセレーション嵌合される。このため、結合構造１Ｐにおいて、高い結合保持力を達成することができる。また、嵌合筒３０Ｐとシャフト３および軸部１３Ｐとの締結強度が高くなり、耐久性が向上する。
【００３０】
また、挿入締結される嵌合筒３０Ｐと第２ヨーク６Ｐの軸部１３Ｐとの周方向の位相が自在に調整可能である。
（第３実施形態）
図７は本発明の第３実施形態の結合構造１Ｑの概略側面図であり、図８は結合構造１Ｑの概略平面図である。
【００３１】
図７および図８の第３実施形態の結合構造１Ｑが、図５および図６の第２実施形態の結合構造１Ｐと主に異なるのは下記である。すなわち、結合構造１Ｑでは、締結機構２０Ｑの締結部材として、締結部材６０が単一で設けられている。締結部材６０は、第２ヨーク６Ｑの嵌合筒３０Ｑの第１部分３１０Ｑと第２部分３２０Ｑとの間の中間部３３０を締め付けて、軸部１３Ｑおよびシャフト３Ｑを嵌合筒３０Ｑに締結する。シャフト３Ｑおよび軸部１３Ｑの外周面に、周溝は形成されていない。
【００３２】
図７および図８の第３実施形態の結合構造１Ｑの構成要素において、図５および図６の第２実施形態の結合構造１Ｐの構成要素と同じ構成要素には、図５および図６の第２実施形態の結合構造１Ｐの構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。
本実施形態では、結合構造１Ｑにおいて高い結合保持力を達成することができる。また、単一の締結部材６０で、嵌合筒３０Ｑをシャフト３Ｑおよび第２ヨーク６Ｑの軸部１３Ｑに結合することができ、構造を簡素化することができる。
【００３３】
また、挿入締結される嵌合筒３０Ｑと第２ヨーク６Ｑの軸部１３Ｑとの周方向の位相が自在に調整可能である。また、嵌合筒３０Ｑに対するヨーク部１０Ｑの軸部１３Ｑの圧入長（嵌合長）の調整によって、第２ヨーク６Ｑと嵌合筒３０Ｑとを含むユニット（ヨーク・嵌合筒ユニット）におけるユニット長Ｌの調整が可能である。このため、共通部品を用いて種々の仕様の前記ユニットを実現することができる。すなわち多品種の前記ユニットをコスト安価に製造することができる。
【００３４】
なお、図示していないが、第３実施形態において、締結部材６０のボルト４１が、図１の第１実施形態の締結部材４０のボルト４１と同じく、シャフト３Ｑに設けられた周溝９に係合してもよい。
本発明は各前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、締結部材において、ナット４２を設けずに、ボルト４１が、一方の締付片部３５に設けられたねじ孔に、ねじ嵌合されてもよい。その他、本発明は、特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００３５】
１；１Ｐ；１Ｑ…シャフトとヨークの結合構造、３；３Ｑ…シャフト、３ａ…一端部、３ｂ…外周面、４…自在継手、６；６Ｐ；６Ｑ…第２ヨーク、７…十字軸、８…第１雄セレーション、１０；１０Ｐ；１０Ｑ…ヨーク部、１１…基部、１２…腕部、１３；１３Ｐ；１３Ｑ…軸部、１３ａ…外周面、１４…第２雄セレーション、２０；２０Ｐ；２０Ｑ…締結機構、３０；３０Ｐ；３０Ｑ…嵌合筒、３０ａ…内周面、３１…第１端部、３２…第２端部、３３…雌セレーション、３４…周方向端部、３５…締付片部、３６…ボルト挿通孔、４０…締結部材、４１…ボルト、４２…ナット、５１…第１締結部材、５２…第２締結部材、６０…締結部材、３１０；３１０Ｐ；３１０Ｑ…第１部分、３２０；３２０Ｐ；３２０Ｑ…第２部分、３３０…中間部、Ｌ…ユニット長、Ｓ；ＳＰ…スリット、Ｘ１…（シャフトの）軸方向、Ｘ２…（軸部の）軸方向、Ｘ３…（嵌合筒の）軸方向、Ｚ…周方向
【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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