(57)【要約】ステアリングシャフトに介装した一対の操舵トルク伝達部材を結合する結合構造は、一方の操舵トルク伝達部材から、他方の操舵トルク伝達部材へ、ピンを介して操舵トルクを伝達する。一方の操舵トルク伝達部材は、大径孔部と、段付き受け部と、小径孔部とを形成したピン挿入孔を有し、ピンは、ピン挿入孔の大径孔部と、段付き受け部と、小径孔部とに、それぞれ、係合する大径部と、段部と、小径部とを有している。
2004020860.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステアリングシャフトに介装した一対の操舵トルク伝達部材を結合する結合構造において、
一方の操舵トルク伝達部材と、他方の操舵トルク伝達部材とは、ピンを介して操舵トルクを伝達し、
前記一方の操舵トルク伝達部材は、大径孔部と、段付き受け部と、小径孔部とを形成したピン挿入孔を有し、
前記ピンは、ピン挿入孔の大径孔部と、段付き受け部と、小径孔部とに、それぞれ、係合する大径部と、段部と、小径部とを有していることを特徴とする、ステアリングシャフト用操舵トルク伝達部材の結合構造。
【請求項２】
前記ピンの大径部は、ピン挿入孔の大径孔部に圧入してあることを特徴とする請求項１に記載のステアリングシャフト用操舵トルク伝達部材の結合構造。
【請求項３】
前記ピン挿入孔から突出した前記ピンは、カシメ又は螺合手段により、前記一方の操舵トルク伝達部材に固定してあることを特徴とする請求項１又は２に記載のステアリングシャフト用操舵トルク伝達部材の結合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、ステアリングシャフト用操舵トルク伝達部材の結合構造に関する。
【背景技術】  車両のステアリング装置における各種の継手には、弾性体を内蔵した弾性軸継手があり、この弾性軸継手では、例えば、自在継手のヨークと、このヨークに挿入するシャフトとの間に、ゴム等の弾性体を介装し、これにより、エンジンや車輪の振動を吸収して、ステアリングホイールへの振動の伝達を抑制している。
このような弾性軸継手においては、シャフトからヨークへのトルクの伝達は、トルクの低い範囲では、弾性体を介して行っているが、トルクの高い範囲では、ヨークとシャフトの間に設けたストッパー面の直接接触により行っている。
図７Ａに示すように、ステアリングシャフト１には、切欠き２を有するストッパープレート３と、円盤状の弾性体４とが固着してあり、また、シャフト１には、図示しないヨークのフランジ５がブッシュ６を介して取付けてある。
弾性体４と、ヨークのフランジ５とには、ワッシャ７を介して、ピン８が通挿してある。ピン８のヨーク側端部は、雄螺軸であり、ナット９により螺合固定してあり、ピン８の他端部は、ストッパープレート３の切欠きに当接（係合）するようになっている。
したがって、トルクの低い範囲では、ヨークのフランジ５からピン８を介して、弾性体４が弾性変形しながら、その変形抵抗により操舵トルクを伝達する一方、トルクの高い範囲では、ピン８の他端部がストッパープレート３の切欠き２に当接（係合）しながら、ヨークのフランジ５からシャフト１に直接操舵トルクを伝達する。
図７Ｂの場合にも、操舵トルクの伝達構造は上記と同様であるが、ピン８のヨーク側端部は、カシメによりフランジ５に固定してある。また、この場合、ピン８は、弾性体４に嵌合する部分では、大径であるが、フランジ５に嵌合する部分では、小径であり、二段の段付き構造になっている。
図７Ｃの場合にも、操舵トルクの伝達構造は上記と同様であるが、弾性体４は、ワッシャ７と一体的に構成してあると共に、ピン８のヨーク側端部は、カシメによりフランジ５に固定してある。また、この場合、ピン８は、弾性体４に嵌合する部分では、大径であるが、フランジ５に嵌合する部分では、小径であり、二段の段付き構造になっている。
なお、特に図示しないが、ピン８とフランジ５の固定構造の他の例としては、段付きでないピンにより、カシメにより固定する場合、段付きのピンにより、螺合手段により固定する場合がある。
ところで、ピン８とフランジ５の固定構造の強度を向上したいといった要望がある。
このような場合、ピン８の径を大径にすることが考えられる。しかし、重量が重くなるといった問題、周辺部品と干渉する場合には大径にできないといった問題があり、また、ストッパープレート３の切欠き２幅も大きくしなければならないが、強度を保つためには、全体的に大型化するといったことがあり、さらに、弾性体４のピン挿入孔の径も大径にしなければならず、弾性体の大型化を招来するといったことがある。さらに、ヨークのフランジ５の孔径も大径にしなければならず、フランジ５の大型化を招来するといったことがある。また、大型化や補強しない場合は、強度低下を招来する。
また、ピン８の硬度を増大することも考えられる。しかし、カシメ作業が困難になるといった問題、衝撃荷重に弱くなるといった問題、材料の熱処理工程の追加により製造コストが高騰するといった問題がある。
【発明の開示】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、ピンの固定構造の強度を向上し、加えて、部品点数を削減して、製造コストの低減、重量の軽量化、作業・組付性の向上（組立て時間の短縮）を図ることができるステアリングシャフト用操舵トルク伝達部材の結合構造を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係るステアリングシャフト用操舵トルク伝達部材の結合構造は、ステアリングシャフトに介装した一対の操舵トルク伝達部材を結合する結合構造において、
一方の操舵トルク伝達部材と、他方の操舵トルク伝達部材とは、ピンを介して操舵トルクを伝達し、
前記一方の操舵トルク伝達部材は、大径孔部と、段付き受け部と、小径孔部とを形成したピン挿入孔を有し、
前記ピンは、ピン挿入孔の大径孔部と、段付き受け部と、小径孔部とに、それぞれ、係合する大径部と、段部と、小径部とを有していることを特徴とする。
このように、本発明によれば、一方の操舵トルク伝達部材と、他方の操舵トルク伝達部材とは、ピンを介して操舵トルクを伝達し、一方の操舵トルク伝達部材は、大径孔部と、段付き受け部と、小径孔部とを形成したピン挿入孔を有し、ピンは、ピン挿入孔の大径孔部と、段付き受け部と、小径孔部とに、それぞれ、係合する大径部と、段部と、小径部とを有している。このように、ピンと、ピン挿入孔とは、それぞれ、段付き構造となっており、大径部に応力を集中させることができることから、ピンの固定構造の強度を向上することができ、加えて、部品点数を削減して、製造コストの低減、重量の軽量化、作業・組付性の向上（組立て時間の短縮）を図ることができる。
【図面の簡単な説明】  図１は、本発明の実施の形態に係る結合構造を組み込んだ車両用ステアリング装置の概略的要部側面図である。
図２Ａおよび図２Ｂは、それぞれ、本発明の異なる実施の形態に係り、ステアリングシャフトと、自在継手のヨークと、これらの間に介装した弾性軸継手との断面図である。
図３Ａは、本発明の一実施の形態に係るピンとフランジの結合構造の断面図であり、図３Ｂは、従来に係るピンとフランジの結合構造の断面図である。
図４Ａ、図４Ｂおよび図４Ｃは、それぞれ、本発明の一実施の形態に係るピンとフランジの異なる結合構造の断面図である。
図５Ａおよび図５Ｂは、それぞれ、本発明の一実施の形態に係るピンとフランジの異なる結合構造の断面図である。
図６Ａは、本発明の実施の形態に係るピンの断面図と、フランジの断面図であり、図６Ｂは、図６Ａに示したピンとフランジを組み付けた状態の断面図である。
図７Ａ、図７Ｂおよび図７Ｃは、それぞれ、従来に係るピンとフランジの異なる結合構造の断面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  以下、本発明の実施の形態に係る操舵トルク伝達部材の結合構造を採用した弾性軸継手を組込んだ車両用ステアリング装置を図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の実施の形態を組込んだ車両用ステアリング装置の要部側面図である。
図１に示すように、ステアリングホイール（図示略）に連結したメインシャフト１０１の下端に、上側自在継手１０２を介して中間シャフト１０３が連結してあり、この中間シャフト１０３の下端に、下側自在継手１０４を介してギヤ装置（図示略）の入力軸１０５が連結してある。
以下、本発明の実施の形態に係るステアリングシャフト用操舵トルク伝達部材の結合構造を図面を参照しつつ説明する。
（図２Ａ、２Ｂの実施の形態）
図２Ａ、２Ｂは、それぞれ、本発明の別の実施の形態に係り、ステアリングシャフトと、自在継手のヨークと、これらの間に介装した弾性軸継手との断面図である。
図２Ａに示すように、ステアリングシャフト１と、自在継手１０のヨーク１１とが弾性自在継手を介して結合してある。
ステアリングシャフト１には、半径方向外向きに開く切欠き２を有するストッパープレート３と、円盤状の弾性体４とが固着してあり、また、シャフト１には、ヨーク１１のフランジ５がブッシュ６を介して取付けてある。
弾性体４と、フランジ５とには、ワッシャ７を介して、ピン８が挿通してある。ピン８のヨーク１１側端部は、カシメにより固定してある。具体的には、フランジ５にワッシャ１２を、溶接、圧入、ボルト締め、接着等により取り付け、ピン８のヨーク１１側端部は、このワッシャ１２を介して、カシメにより固定してある。
ピン８の他端部は、ストッパープレート３の切欠きに当接（係合）するようになっている。
したがって、トルクの低い範囲では、ヨークのフランジ５からピン８を介して、弾性体４が弾性変形しながら、その変形抵抗により操舵トルクを伝達する一方、トルクの高い範囲では、ピン８の他端部がストッパープレート３の切欠き２に当接（係合）しながら、ヨークのフランジ５からシャフト１に直接操舵トルクを伝達する。
また、後に詳しく説明するように、フランジ５は、大径孔部と、段付き受け部と、小径孔部とを形成したピン挿入孔を有し、ピン８は、ピン挿入孔の大径孔部と、段付き受け部と、小径孔部とに、それぞれ、係合する大径部と、段部と、小径部とを有している。
図２Ｂに示すように、本例では、弾性体４のピン挿入孔部４ａは、筒状に形成してあり、ワッシャ７は、図示していないが、用いても用いなくてもよい。
さらに、フランジ５は、大径孔部と、段付き受け部と、小径孔部とを形成したピン挿入孔を有し、ピン８は、ピン挿入孔の大径孔部と、段付き受け部と、小径孔部とに、それぞれ、係合する大径部と、段部と、小径部とを有している。
（図３Ａ、３Ｂの実施の形態）
図３Ａは、本発明の実施の形態に係るピンとフランジの結合構造の断面図であり、図３Ｂは、従来に係るピンとフランジの結合構造の断面図である。
図３Ｂに示すように、従来の場合には、フランジ５に、二段の段付きピン８の端部がカシメてある。丸印で示す部分に、応力集中部ができている。
図３Ａに示すように、本発明の実施の形態では、フランジ５は、大径孔部２１と、段付き受け部２２と、小径孔部２３とを形成したピン挿入孔を有し、ピン８は、ピン挿入孔の大径孔部２１と、段付き受け部２２と、小径孔部２３とに、それぞれ、係合する大径部３１と、段部３２と、小径部３３とを有している。このように、ピン８と、ピン挿入孔とは、それぞれ、段付き構造となっており、大径部に応力を集中させることができることから、ピンの固定構造の強度を向上することができる。
図３Ａの本実施の形態の場合には、丸印で示す応力集中部が大径部に生じるため、応力値が低減でき、ピンの強度を向上することができる。
また、フランジ５の小径部２３の外側は、エンボス形状になっているため、フランジ５の肉厚を薄くすることができる。
さらに、フランジ５の大径孔部２１には、ピン８の大径部３１が圧入してある。但し、フランジ５の小径孔部２３には、ピン８の小径部３３が圧入してあっても、単なる挿入（隙間設定）であってもよい。
さらに、Ｆは、ストッパープレート３からの繰り返し荷重であるが、図３Ａのような形状の場合には、Ｆに対してピンのしなりをさらに抑えることができる。
さらに、図３Ｂの従来の場合には、カシメ加工の孔の頂部と、フランジ５とが重なっているため、剛性や強度が低くなってしまうが、本実施の形態では、カシメ加工の孔の頂部と、フランジ５とが重なっていないため、高剛性、高強度にすることができる。
（図４Ａ−４Ｃの実施の形態）
図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃは、それぞれ、本発明の異なる実施の形態に係るピンとフランジの結合構造の断面図である。
図４Ａに示すように、本実施の形態では、フランジ５は、大径孔部２１と、段付き受け部２２と、小径孔部２３とを形成したピン挿入孔を有し、ピン８は、ピン挿入孔の大径孔部２１と、段付き受け部２２と、小径孔部２３とに、それぞれ、係合する大径部３１と、段部３２と、小径部３３とを有している。このように、ピン８と、ピン挿入孔とは、それぞれ、段付き構造となっており、大径部に応力を集中させることができることから、ピンの固定構造の強度を向上することができる。
図４Ｂに示すように、フランジ５の小径部２３の外側は、エンボス形状になっているため、フランジ５の肉厚を薄くすることができる。
図４Ｃに示すように、ピン８の端部は、雄螺軸に形成してあり、ナット９により螺合固定してあってもよい。
（図５Ａ、５Ｂの実施の形態）
図５Ａ、図５Ｂは、それぞれ、本発明の異なる実施の形態に係るピンとフランジの結合構造の断面図である。
図５Ａの場合には、フランジ５は、大径孔部２１と、段付き受け部２２と、小径孔部２３とを形成したピン挿入孔を有し、ピン８は、ピン挿入孔の大径孔部２１と、段付き受け部２２と、小径孔部２３とに、それぞれ、係合する大径部３１と、段部３２と、小径部３３とを有している。このように、ピン８と、ピン挿入孔とは、それぞれ、段付き構造となってとなっており、大径部に応力を集中させることができることから、ピンの固定構造の強度を向上することができる。
また、フランジ５の小径部２３の外側は、エンボス形状になっているため、フランジ５の肉厚を薄くすることができる。
さらに、フランジ５の大径孔部２１には、ピン８の大径部３１が圧入してある。但し、フランジ５の小径孔部２３には、ピン８の小径部３３が圧入してあっても、単なる挿入（隙間設定）であってもよい。
さらに、Ｆは、ストッパープレート３からの繰り返し荷重であるが、図４（ａ）のような形状の場合には、Ｆに対してピンのしなりをさらに抑えることができる。
図５Ｂの場合には、段付き受け部２２と、小径孔部２３との間に、傾斜孔部２４が形成してあり、段部３２と、小径部３３との間に、この傾斜孔部２４に対応した傾斜部３４が形成してある。その他の構成は、上記実施の形態と同様である。
（図６Ａ、６Ｂの実施の形態）
図６Ａは、本発明の一実施の形態に係るピンの断面図と、フランジの断面図であり、図６Ｂは、図６Ａに示したピンとフランジを組み付けた状態の断面図である。
図６Ａ、６Ｂに示す場合には、フランジ５の大径孔部２１には、ピン８の大径部３１が圧入してある。但し、フランジ５の小径孔部２３には、ピン８の小径部３３が圧入してあっても、単なる挿入（隙間設定）であってもよい。
なお、圧入部の長さは、フランジ板圧の５％以上が良く、好適には、３０％以上である。ピンとフランジ孔のシメシロは、０．００５ｍｍ以上であり、好適には、０．０５〜０．５ｍｍである。図６Ａ、６ＢのＡ部（ピンの段付き受け部からカシメ孔底部までの距離）の長さは、０．５ｍｍ以上であり、好適には、２ｍｍ以上である。ピンの熱処理の硬度は、カシメ推奨値で可能であり、好適には、ＨＶ１００〜４００である。ピンの圧入部径は、φ４以上であり、好適には、φ８〜φ２０である。通常使用条件の下、本実施の形態と従来例の構造のピンに作用する最大せん断応力を数値解析にて比較したところ、約７０％の応力の低減を確認した。
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
以上説明したように、本発明によれば、一方の操舵トルク伝達部材と、他方の操舵トルク伝達部材とは、ピンを介して操舵トルクを伝達し、一方の操舵トルク伝達部材は、大径孔部と、段付き受け部と、小径孔部とを形成したピン挿入孔を有し、ピンは、ピン挿入孔の大径孔部と、段付き受け部と、小径孔部とに、それぞれ、係合する大径部と、段部と、小径部とを有している。このように、ピンと、ピン挿入孔とは、それぞれ、段付き構造となってとなっており、大径部に応力を集中させることができることから、ピンの固定構造の強度を向上することができ、加えて、部品点数を削減して、製造コストの低減、重量の軽量化、作業・組付性の向上（組立て時間の短縮）を図ることができる。
【図１】
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【国際調査報告】
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