(57)【要約】【課題】ヨークに挿入される軸に対し、挿入位置不良の解消を図る。【解決手段】ヨーク１０が備える軸結合部１０ａを被うようにカバー部材１３を取り付けて、カバー部材１３に軸結合部１０ａの内方向へ突出するＬ字状の突出片１３ｃを設ける。ピニオンシャフト１２は二面幅部１２ａに溝部１２ｆを形成する。溝部１２ｆは、二面幅部１２ａが軸結合部１０ａの内部の規定位置に配置された場合に、突出片１３ｃが対向する位置を中心に軸長方向の両側へ広がる幅を有する。ピニオンシャフト１２の二面幅部１２ａを軸結合部１０ａの開口部分１０ｇから挿入する場合、突出片１３ｃが溝部１２ｆに挿入されないとき以外は挿入不可能となり、挿入位置不良を解消する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヨークが備える一端面がＵ字状である軸結合部の内部に軸が結合してあるヨーク及び軸の結合構造において、
前記軸結合部は、
前記軸の軸長方向に対する位置決め用の凸部又は凹部を備え、
前記軸は、
前記Ｕ字状の開口部分から軸結合部の内部へ挿入されており、
前記軸結合部の内部への挿入により、前記凸部が挿入される溝部又は前記凹部に挿入される突出部を備えることを特徴とするヨーク及び軸の結合構造。
【請求項２】
ヨークが備える一端面がＵ字状である軸結合部の内部に軸が結合してあるヨーク及び軸の結合構造において、
前記ヨークは、
前記軸結合部を被うカバー部材を取り付けており、
該カバー部材は、
前記軸結合部の一端面の周囲から内方向へ突出する軸位置決め用の突出片を備え、
前記軸は、
前記Ｕ字状の開口部分から軸結合部の内部へ挿入されており、
前記軸結合部の内部への挿入により、前記突出片が挿入される溝部を備えることを特徴とするヨーク及び軸の結合構造。
【請求項３】
前記カバー部材は更に、
前記軸結合部の内部に挿入された軸を、軸挿入方向へ押圧する押圧片を備える請求項２に記載のヨーク及び軸の結合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自在継手に適用されるヨークに軸を結合するヨーク及び軸の構造に関し、特に、結合のためヨーク内部に軸を挿入する際、軸の位置決めを適正に行うものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の操舵装置における屈曲自由度が要求される軸同士の連結箇所、例えば、ピニオンシャフトとインターミディアム・シャフトとの連結部のような箇所には自在継手が用いられている。このような自在継手を適用するために、軸の端部には自在継手の一部を構成するヨークが結合される。
【０００３】
図６（ａ）は、ヨーク１及びピニオンシャフト２の従来の結合構造を示している。ヨーク１はＵ字状の軸結合部１ａに二股部１ｆを連続させた形状であり、軸結合部１ａの対向する壁部１ｂ、１ｃに貫通孔１ｄ、ネジ孔１ｅを夫々形成している。一方、ピニオンシャフト２は、端部に平行な側面２ｂを形成した二面幅部２ａを有すると共に、上面２ｃには結合固定用の半円状の窪部２ｄを形成している。なお、窪部２ｄは、ピニオンシャフト２の二面幅部２ａが軸結合部１ａの軸長方向における規定位置に配置された際、貫通孔１ｄ及びネジ孔１ｅに対して中心が夫々一致する位置に形成されている。
【０００４】
ヨーク１及びピニオンシャフト２の結合は、ピニオンシャフト２をヨーク１の軸結合部１ａに上方の開口部分１ｇから挿入し、ヨーク１の貫通孔１ｄにボルトＢを挿入すると共にネジ孔１ｅで締結することで、ボルトＢをピニオンシャフト２の窪部２ｄに係合させた図６（ｂ）に示す結合構造を形成している。
【０００５】
なお、挿入されたピニオンシャフト２が軸結合部１ａに対して規定位置に配置されていない場合、窪部２ｄと貫通孔１ｄとの位置が一致せず貫通孔１ｄが側面２ｂで塞がれてボルトＢを挿入できないので、ボルトＢの挿入が可能か否かで、ピニオンシャフト２が規定位置に配置されたかを判断している。よって、ボルトＢが挿入できない場合は、ピニオンシャフト２を軸長方向に適宜移動させて窪部２ｄ及び貫通孔１ｄの位置を一致させてからボルトＢを挿入している。なお、ヨーク及び軸の結合構造に関しては、以下の特許文献１でも開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−３１０２３２号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、挿入されたピニオンシャフト２が規定位置に配置されていない場合は、ボルトＢの挿入不可により判断できるので、ピニオンシャフト２の不良接合を防止できる。しかし、図７に示すように、ピニオンシャフト２の二面幅部２ａの先端部分のみが、貫通孔１ｄにかかることなくヨーク１の軸結合部１ａに挿入された場合、ボルトＢの貫通孔１ｄへの挿入は可能となる。
【０００８】
さらに、この状態でも二面幅部２ａは軸結合部１ａにより一応挟持されているため、ピニオンシャフト２が即座に抜け落ちることもない。よって、ボルトＢの挿入の可否だけでは、ピニオンシャフト２の位置不良の全てを確実に防止できないと云う問題がある。
【０００９】
また、二面幅部２ａの厚みに対して軸結合部１ａの内部幅に余裕があるとき、軸結合部１ａの内部に配置された二面幅部２ａが軸心を中心にして傾くこともある。このように二面幅部２ａが傾くと、二面幅部２ａの窪部２ｂも貫通孔１ｄに対して傾き、窪部２ｂの軸長方向に対する位置が貫通孔１ｄに一致していてもボルトＢの挿入が妨げられるため、ピニオンシャフト２が規定位置で有るか否かの判断を誤らせると云う問題もある。
【００１０】
本発明は、斯かる問題に鑑みてなされたものであり、略規定位置以外で軸のヨークへの挿入を不可能にして結合不良を防止したヨーク及び軸の結合構造を提供することを目的とする。
また、本発明は、軸の傾きを防ぎ、結合作業性を高めたヨーク及び軸の結合構造を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１発明に係るヨーク及び軸の結合構造は、ヨークが備える一端面がＵ字状である軸結合部の内部に軸が結合してあるヨーク及び軸の結合構造において、前記軸結合部は、前記軸の軸長方向に対する位置決め用の凸部又は凹部を備え、前記軸は、前記Ｕ字状の開口部分から軸結合部の内部へ挿入されており、前記軸結合部の内部への挿入により、前記凸部が挿入される溝部又は前記凹部に挿入される突出部を備えることを特徴とする。
【００１２】
第１発明にあっては、ヨークの軸結合部に凸部又は凹部、軸に溝部又は突出部を夫々設けることで、軸を軸結合部に挿入する際、凸部の溝部への挿入、又は、凹部への突出部の挿入により、軸結合部に対する軸の位置を決定できる。即ち、軸結合部に対して不適切な位置で軸が挿入されると、凸部の溝部への挿入不可、又は、凹部への突出部の挿入不可により軸結合部及び軸が干渉し軸の挿入自体が防止されるため、ヨーク及び軸の結合不良を確実に解消できる。
【００１３】
なお、溝部の幅は凸部の厚みに対してある程度余裕のある寸法にすることが、軸の挿入作業を容易にする観点から好ましい。また、このような寸法関係にすることで、軸の位置決めはピンポイント的ではなく、規定位置を含む一定の範囲内となる略規定位置で行うことになるが、最終的に軸が規定位置であるか否かは、ボルト挿入の可否のように他の手段で判断できるため、特に支障は生じない。また、溝部及び凸部の寸法関係と同様に、凹部の幅も突出部の厚みに対して余裕がある寸法にすることが好適である。
【００１４】
第２発明に係るヨーク及び軸の結合構造は、ヨークが備える一端面がＵ字状である軸結合部の内部に軸が結合してあるヨーク及び軸の結合構造において、前記ヨークは、前記軸結合部を被うカバー部材を取り付けており、該カバー部材は、前記軸結合部の一端面の周囲から内方向へ突出する軸位置決め用の突出片を備え、前記軸は、前記Ｕ字状の開口部分から軸結合部の内部へ挿入されており、前記軸結合部の内部への挿入により、前記突出片が挿入される溝部を備えることを特徴とする。
【００１５】
第２発明にあっては、軸結合部に取り付けたカバー部材に突出片を設け、この突出片を軸に形成した溝部に挿入することで、軸の挿入時の位置決めを行うので、ヨーク自体には特別な加工を行うことなく、ヨーク及び軸の結合不良を解消できる。なお、突出片に対する溝部の幅は、上記同様有る程度余裕を確保した寸法を設定することで、挿入作業性を良好にすることが好ましい。
【００１６】
また、カバー部材はバネ鋼又は合成樹脂のような弾性体で形成することが、カバー部材を軸結合部に取り付ける場合の取付性、及び、結合したヨーク及び軸を分解する場合の分離作業の容易性を確保することから好ましい。
【００１７】
例えば、故障及び調整等により、一旦結合されたヨーク及び軸を分離することがあり、この分離作業で軸を軸長方向でヨークから抜くこと場合もある。この場合、突出片は、溝部への挿入により溝部に係合されて軸の引き抜きを防止するが、突出片が弾性体であれば、軸の引き抜きで突出片を弾性変形させて溝部から外すことが可能となり、軸の引き抜きも無理なく行える。また、軸の引き抜き後は、弾性体の突出片は自然に元の状態へ戻るため、再度の結合のための組立作業も容易に行える。
【００１８】
第３発明に係るヨーク及び軸の結合構造は、前記カバー部材は更に、前記軸結合部の内部に挿入された軸を、軸挿入方向へ押圧する押圧片を備えることを特徴とする。
第３発明にあっては、カバー部材に押圧片を設けることで、軸結合部に挿入した軸は押圧片により挿入方向へ押し込まれ、軸の傾きを防いで軸及びヨークの結合作業性を良好にできる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の実施の形態に係るヨーク及び軸の結合構造を示しており、本実施形態は、ピニオンシャフト１２にヨーク１０を結合する場合に適用されたものである。ヨーク１０は、カバー部材１３を取り付けた一端面１０ｋがＵ字状の軸結合部１０ａを備えており、この軸結合部１０ａにピニオンシャフト１２を挿入し結合する構造にしている。
【００２０】
ヨーク１０は、所要の剛性を有する金属体であり、軸結合部１０ａに二股部１０ｆを連続させた形状にしている。軸結合部１０ａの対向する壁部１０ｂ、１０ｃには、貫通孔１０ｄ、１０ｅが夫々形成されると共に、壁部１０ｂ、１０ｃの内面１０ｉ、１０ｊにおける後述するカバー部材１３の押圧片１３ｄと対向する箇所に、矩形凹部１０ｈが夫々形成されている。
【００２１】
カバー部材１３は、図２に示すように、バネ鋼のような弾性を有する板部材を軸結合部１０ａの外周と同等なＵ字状に折り曲げて形成されている。また、カバー部材１３は、軸結合部１０ａに取り付けた際に、軸結合部１０ａの貫通孔１０ｄ、１０ｅに対応する周壁部１３ａ、１３ｂの箇所にボルト孔１３ｅ、１３ｆを形成している。
【００２２】
さらに、各周壁部１３ａ、１３ｂの上端には水平部１３ｇ、１３ｈを連続させ、各水平部１３ｇ、１３ｈの端部からは二股的に押圧片１３ｄを夫々下方に突出させている。なお、各押圧片１３ｄは先端部分を少し内方向に屈曲させると共に、軸結合部１０ａの内部に配置されたピニオンシャフト１２に先端が当接する長さを確保している。
【００２３】
また、カバー部材１３は、一方の周壁部１３ａの端辺１３ｉからＬ字状の突出片１３ｃを設けている。突出片１３ｃは、図１に示すようにカバー部材１３をヨーク１０の軸結合部１０ａに取り付けた場合、軸結合部１０ａの一端面１０ｋを回って周囲から内方向へ向けて突出するように形成されている。なお、突出片１３ｃは、図３（ａ）に示すように、先端が軸結合部１０ａの一方の壁部１０ｂの内面１０ｉより内方向へ突出するような突出寸法を有している。
【００２４】
一方、図１に示すピニオンシャフト１２は、一方の端部にピニオンギア（図示せず）が設けられた丸棒状の軸であり、図示した他方の端部を平行な側面１２ｂを形成した二面幅部１２ａにしている。また、二面幅部１２ａは、上面１２ｃを軸長方向の中心１２ｅを線状の頂点とした傾斜面にすると共に、ピニオンシャフト１２がヨーク１０の軸結合部１０ａの規定位置に配置された場合、軸結合部１０ａの貫通孔１０ｄ、１０ｅと連通するように、半円状の窪部１２ｄを上面１２ｃに形成している。
【００２５】
また、ピニオンシャフト１２は、二面幅部１２ａの一方の側面１２ｂに、ピニオンシャフト１２の挿入方向と同方向の溝部１２ｆを形成している。溝部１２ｆは、図３（ａ）に示すように、二面幅部１２ａが軸結合部１０ａの規定位置に配置された場合に、突出片１３ｃに対向する箇所を中心に、軸長方向となる図中の左右に広がる幅Ｗを有している。幅Ｗは突出片１３ｃの厚みＴに対して充分大きい寸法を有しており、本実施形態では、突出片１３ｃの厚みＴの約６倍の寸法を確保している。また、溝部１２ｆは、突出片１３ｃが溝内に位置する場合、突出片１３ｃの先端が干渉しない溝深さを有している。
【００２６】
次に、ヨーク１０にピニオンシャフト１２を結合する工程を説明する。
図１に示すように、先ず、軸結合部１０ａの上方の開口部分１０ｇより二面幅部１２ａを図中の白矢印方向に挿入する。この挿入の際、二面幅部１２ａが、軸結合部１０ａの略規定位置で挿入されると、溝部１２ｆの内部に突出片１３ｃが挿入され、突出片１３ｃがピニオンシャフト１２に干渉することなく、二面幅部１２ａを軸結合部１０ａの内部へスムーズに挿入できる。
【００２７】
一方、二面幅部１２ａが、軸結合部１０ａの略規定位置でない位置関係で挿入されると、二面幅部１２ａの下面が突出片１３ｃと干渉するため、ピニオンシャフト１２の挿入が防止される。よって、図７に示すような二面幅部１２ａの先端のみが軸結合部１０ａの開口部分１０ｇから挿入されるようとしても、二面幅部１２ａ及び突出片１３ｃの干渉により、図７に示す位置関係で結合されることが未然に防止される。
【００２８】
また、幅部１２ｆは、突出片１３ｃの厚みＴに対して充分広い幅Ｗを有しているので、二面幅部１２ａが大体の規定位置であれば、厳密な位置合わせを行わなくても軸結合部１０ａに挿入でき、上述したように不適切な位置関係の挿入を防止可能にしても、挿入位置に特別な注意を払うことなく挿入作業を容易に行うことができる。
【００２９】
なお、二面幅部１２ａを軸結合部１０ａの内部に挿入すると、二面幅部１２ａの側面１２ｂがカバー部材１３の４本の押圧片１３ｄと当接し、押圧片１３ｄを押し広げる。押圧片１３ｄは弾性体であるため、押し広げられると、各壁部１０ｂ、１０ｃに設けられた矩形凹部１０ｈの内部に押し込められて、二面幅部１２ａの挿入を妨げないようにしている。
【００３０】
二面幅部１２ａが、軸結合部１０ａの内部に完全に挿入されると、押圧片１３ｄは、側面１２ｂとの当接がなくなり、矩形凹部１０ｈから抜け出る。挿入後は、二面幅部１２ａの窪部１２ｄが軸結合部１０ａの貫通孔１０ｄ、１０ｅと直線的に連通するように、二面幅部１２ａを軸長方向に移動させて位置を調節する。
【００３１】
なお、このように位置を調節する際、図３（ａ）（ｂ）に示すように、４本の押圧片１３ｄが挿入された二面幅部１２ａの上面１２ｃを押圧して、ピニオンシャフト１２を仮保持するので、ボルトＢを締結するまで、ピニオンシャフト１２がヨーク１０から抜け落ちるような事態を防止できる。また、傾斜面の上面１２ｃが両側の押圧片１３ｄで押圧されることで、ピニオンシャフト１２は直立するように姿勢が規制され、窪部１２ｄ及び貫通孔１０ｄ、１０ｅの軸心がずれないようにされている。
【００３２】
上述したような調節により、半円状の窪部１２ｄ及び貫通孔１０ｄ、１０ｅの位置を合わせてから、図１に示すように、一方のボルト孔１３ｅ及び貫通孔１０ｄからボルトＢを挿入して端部にナットＮを締結し、図３（ａ）（ｂ）に示すように、ヨーク１０及びピニオンシャフト１２の結合構造を形成している。
【００３３】
また、結合したヨーク１０及びピニオンシャフト１２は、各部の故障及び調整等により分離される場合は、図４に示すように、ナットＮを緩めてボルトＢを抜いてから、ピニオンシャフト１２を図中の白矢印方向へ引張り、ヨーク１０から引き抜くことになる。
【００３４】
この引き抜きにより、突出片１３ｃは溝部１２ｆの端と接触して係合するが、ピニオンシャフト１２の更なる移動で、突出片１３ｃは図中の黒矢印方向へ弾性変形して溝部１２ｆから抜け出る。このように突出片１３ｆが抜け出ることで、ピニオンシャフト１２は軸長方向の移動に対する規制から解放され、ヨーク１０から抜き取ることが可能になる。また、ピニオンシャフト１２を一旦抜き取ると、弾性体の突出片１３ｆは元の状態に戻り、上述した構成と同様のピニオンシャフト１２の再度の結合を可能にしている。
【００３５】
なお、本発明に係る結合構造は、車両の操舵装置における他の自在継手を用いる箇所に適用可能であり、例えば、ステアリングホイールのロアシャフトにヨークを結合する箇所に適用できる。また、本発明のヨーク及び軸の結合構造は、上述した形態以外にも種々の変形例が存在する。
【００３６】
例えば、図５（ａ）に示すように、ヨーク２０は、カバー部材を取り付けることなく、軸結合部２０ａの一方の壁部２０ｂに内面２０ｉより内方向へ突出するピニオンシャフト２２の軸長方向に対する位置決め用の凸部２０ｐを設けている。また、ピニオンシャフト２２の二面幅部２２ａには凸部２０ｐに対しては充分な幅寸法を有する溝部２２ｆを設けている。
【００３７】
このようなピニオンシャフト２２を軸結合部２０ａに開口部分２０ｇから挿入すると、凸部２０ｐにより不適切な位置における挿入が防止されると共に、凸部２０ｐが溝部２２ｆに挿入されることで、ピニオンシャフト２２の略規定位置における挿入を簡易な構成で確保できる。
【００３８】
さらに、図５（ｂ）に示すように、ヨーク３０は、軸結合部３０ａの一方の壁部３０ｂの内面３０ｉに凹部３０ｑを形成すると共に、ピニオンシャフト３２の二面幅部３２ａに突出部３２ｇを形成している。なお、凹部３０ｑの幅は、突出部３２ｇの厚みに対して充分に広い寸法にしている。
【００３９】
このピニオンシャフト３２を軸結合部３０ａに開口部分３０ｇから挿入すると、突出部３２ｇにより不適切な位置における挿入が防止されると共に、凹部３０ｑへの突出部３２ｇの挿入により、ピニオンシャフト３２の略規定位置における挿入を確保できる。なお、図５（ａ）及び（ｂ）に示した結合構造は、結合を解除してピニオンシャフト２２、３２を軸結合部２０ａ、３０ａから抜く場合は、凸部２０ｐ及び突出部３２ｇが弾性変形しないことより、開口部分２０ｇ、３０ｇから抜くことになる。
上記実施形態においては、カバー部材１３に押圧片１３ｄを４ヶ所（両側に２ヶ所ずつ）設けたが、一方側２ヶ所に設けることも可能である。
【００４０】
【発明の効果】
以上に詳述した如く、第１発明にあっては、軸結合部に設けた凸部又は凹部と、軸に設けた溝部又は突出部により、規定位置を大幅に外れた位置関係で軸がヨークの軸結合部に挿入されるのを簡易な構成で防止でき、ヨーク及び軸の結合不良を解消できる。
第２発明にあっては、軸結合部に取り付けたカバー部材に突出片を設けると共に、軸には溝部を設けるので、ヨーク自体には特別な加工を施すことなく、軸の挿入位置が不適切になることを防止できる。
第３発明にあっては、押圧片により軸結合部の内部に位置する軸の姿勢を正常に維持でき、ヨーク及び軸の結合性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るヨーク及びピニオンシャフトを結合する状態の斜視図である。
【図２】カバー部材の斜視図である。
【図３】ヨーク及びピニオンシャフトの結合構造であり、（ａ）は概略平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】ピニオンシャフトをヨークから引き抜く状態を示す概略平面図である。
【図５】（ａ）は変形例のヨーク及びピニオンシャフトを示す概略平面図であり、（ｂ）は別の変形例のヨーク及びピニオンシャフトを示す概略平面図である。
【図６】従来のヨーク及びピニオンシャフトの結合構造であり、（ａ）はヨーク及びピニオンシャフトを結合する状態の斜視図、（ｂ）は結合構造を示す概略断面図である。
【図７】従来の問題点を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０  ヨーク
１０ａ、２０ａ、３０ａ  軸結合部
１０ｄ、１０ｅ  貫通孔
１０ｇ、２０ｇ、３０ｇ  開口部分
１０ｋ  一端面
１２、２２、３２  ピニオンシャフト（軸）
１２ａ、２２ａ、３２ａ  二面幅部
１２ｄ  窪部
１２ｆ、２２ｆ  溝部
１３  カバー部材
１３ｃ  突出片
１３ｄ  押圧片
２０ｐ  凸部
３０ｑ  凹部
３２ｇ  突出部
Ｂ  ボルト
Ｎ  ナット
【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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