(57)【要約】【課題】自動車のステアリング装置の一部をなす自在継手の継手ヨークと、シャフトを連結する作業において、簡易な作業により、シャフトとヨークの回転軸線を中心とする周方向の隙間を確実になくし、正確に心合わせを行うことができるようにする。【解決手段】自在継手の継手ヨーク６の軸線Ｘ１方向の一端には、軸線Ｘ１方向に延在する略Ｕ字溝１０を形成する。Ｕ字溝１０の側壁７，８の相互に対向する内側面は、開放側に向かって開くようわずかに不平行な平面である。また、シャフト３の一端の両側面も、上記と同様の交差角をもつ不平行な平面であり、その平均幅Ｂは側壁部７，８の平均離隔距離Ｈよりもわずかに大きい。連結作業は、Ｕ字溝１０にシャフト３を並行に押し込んで、該中心をボルト１３で締め付ける。テーパ効果によりＵ字溝１０はシャフト３を挟接した状態でしっかりと固定し、軸線を中心とした回転周方向の隙間を確実になくすとともに、所定の締め付けトルクにより正確に心合わせを行うことができる。【選択図】        図３
2004360786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動作時に回転するシャフトと、
該シャフトの一端を挿入する略逆Ｕ字形断面の結合部を有するヨークとを具え、  前記ヨークの結合部に前記シャフトの一端を挿入し、これらを締結することにより前記ヨークと前記シャフトとを連結する連結構造において、
前記ヨークの結合部の断面を、前記略逆Ｕ字形の開口部から頂部にかけて先細となる形状とすると共に、
前記シャフトの一端の断面を、前記ヨークの結合部への挿入方向に向かって先細となる形状とし、
前記ヨークと前記シャフトとの連結に際し、前記ヨークの回転軸線と前記シャフトの回転軸線とが一致するように前記シャフトを前記ヨークの結合部に挿入し、その後両者を締結するよう構成したことを特徴とするシャフトとヨークの連結構造。
【請求項２】
請求項１に記載の連結構造において、
前記ヨークの結合部の略逆Ｕ字形の頂部にねじ孔を、当該頂部を貫通するように形成すると共に、前記シャフトの一端にもねじ孔を、シャフトを貫通するように形成し、
各ねじ孔が一致するよう位置合わせして、前記ヨークの結合部に前記シャフトの一端を挿入した後、これらねじ孔にボルトを挿通することにより両者を締結するよう構成したことを特徴とするシャフトとヨークの連結構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制約の多い作業環境のもと、例えば自動車のステアリング機構の操舵回転を伝達するシャフトと、自在継ぎ手のヨークとの連結作業に関し、特に、簡易な作業で正確に自在継手のヨークおよびシャフトを連結できる構造を提案するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のステアリングコラムとステアリングギアボックスとを連結する中間シャフトの連結構造の組み立てに際しては、操舵時のガタツキや異音などの発生を防止するため、一方のシャフトの回転軸線を他方の継手ヨークの回転軸線に完全一致させる心合わせ作業を誤差なく行うとともに、シャフトと継手ヨークの隙間、特に、上記回転軸線を中心とした回転周方向の隙間が生じることなく連結しなければならないが、当該連結作業は、運転席足元付近の奥まった狭く暗い空間で行わねばならず、不自然な作業姿勢を強いられるなど作業効率上の問題があった。このため、作業効率を改善するとともに連結作業の精度向上を目指すことを目的としては、従来、例えば特許文献１乃至３に記載のごときものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１１−３０２４１号公報
【特許文献２】
特開平１０−１６９６６４号公報
【特許文献３】
特開平１１−２７０５７０号公報
【０００４】
特許文献１に記載のヨークとシャフトの連結構造は、薄いプレス鋼板製のタブのばね力を利用して、ヨークのＵ字溝に嵌合したシャフトに押圧力を与えることにより、心合わせ作業を正確かつ効率的に行えるようしたものである。
また特許文献２および３に記載のヨークとシャフトの連結構造は、ヨークのＵ字溝の開口側に薄いプレス鋼板製のカム部材を掛け渡し、Ｕ字溝に嵌合したシャフトに押圧力を与えることにより、心合わせ作業を正確かつ効率的に行えるようしたものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のようなヨークとシャフトの連結構造にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまりシャフトとヨークの隙間を小さくすることはできるが、完全に回転周方向の隙間をなくすことができたかどうか確認することができない。その結果、組み付け作業や部品精度のばらつき等により、回転周方向の隙間が生じている可能性がある。また、薄いプレス鋼板製であるため、組み付け作業後の長期間の部品劣化により、心合わせがずれてしまったり、上記隙間が発生する懸念があった。さらに、タブ部材やカム部材といった小さな部品をボルト孔にはめ込む作業が必要であり、部品点数が増加したり、作業効率が複雑になるなど製作コスト上好ましいことではない。
【０００６】
本発明は、より簡易な組み付け作業をもって、より確実に心合わせを行い、かつ回転方向の隙間をなくし、あわせて長期間にわたって耐久性のあるヨークとシャフトの連結構造を提案するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明によるヨークとシャフトの連結構造は、請求項１に記載のごとく、
動作時に回転するシャフトと、
該シャフトの一端を挿入する略逆Ｕ字形断面の結合部を有するヨークとを具え、
前記ヨークの結合部に前記シャフトの一端を挿入し、これらを締結することにより前記ヨークと前記シャフトとを連結する連結構造において、
前記ヨークの結合部の断面を、前記略逆Ｕ字形の開口部から頂部にかけて先細となる形状とすると共に、
前記シャフトの一端の断面を、前記ヨークの結合部への挿入方向に向かって先細となる形状とし、
前記ヨークと前記シャフトとの連結に際し、前記ヨークの回転軸線と前記シャフトの回転軸線とが一致するように前記シャフトを前記ヨークの結合部に挿入し、その後両者を締結するよう構成したことを特徴としたものである。
【０００８】
【発明の効果】
かかる本発明の構成によれば、シャフトをヨークのＵ字形の結合部に押し込む際に、シャフトの両側面がＵ字形の両側壁から圧力を受け、隙間なく連結することができる。また、工場ではエアーラチェットレンチなどを用いて一定トルクで緊締するところ、締結器具を用いてシャフトをＵ字形の両側壁の間に押し込むため、一定トルクで緊締することで上記押し込み量を管理することが可能であり、簡易な作業をもって、正確に心合わせを行うことができる。さらに、ボルトを使用して緊締することでシャフトをＵ字形の両側壁の間に圧入するため、シャフトがＵ字形の両側壁から圧力を受けてしっかり嵌合しており、長期間経過後であっても、隙間や回転軸線がずれることがなく、異音やガタツキが発生することがない当該連結構造の信頼性を高めることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１は本発明の一実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造を一部に用いたステアリング操舵機構を示す側面図である。
図示せざるステアリングホイールと連結し、軸方向に回転する第１シャフト１の一端は、自在継手４を介して第２シャフト２の一端と連結し、第２シャフト２の他端は、自在継手５を介して第３シャフト３の一端と連結し、第３シャフト３の他端は図示せざる転舵輪に連節する。このため、運転者が図示せざるステアリングホイールを回転させると、シャフト１，２，３が回転し、図示せざる転舵輪が転舵する。自在継手４および５は一組の継手ヨークの一端同士を連結してなり、それぞれ継手ヨークの他端はシャフト１，２または３に連結される。
【００１０】
本発明に係るシャフトとヨークの連結構造は、自在継手４および５のいずれにおいても用いてよいことは勿論であるが、特に、シャシ側部材である第３シャフト３と、運転席側部材である継手ヨーク６を連結する作業は、組み立て作業の最終工程において運転席足元付近の奥まった狭く暗い空間で行わねばならず、また、不自然な作業姿勢を強いられるといった本発明の解決しようとする課題を含む。
【００１１】
図２は自在継手５付近を拡大して示し、図中（ａ）は本実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造に用いる継手ヨーク６の側面図であり、（ｂ）はシャフト３の一端の側面図である。また、図２のＡ−Ａ線上で断面とし、矢の方向に見て示す横断面図を図３に示し、図中（ｂ）はヨーク６の横断面図、（ｃ）はシャフト３の横断面図、（ａ）はシャフト３をヨーク６に圧入・緊締するためボルト１３の側面図である。
【００１２】
運転席側部材である継手ヨーク６は、操舵時には軸線Ｘ１を中心に回転する。継手ヨーク６は、軸線Ｘ１に関する一端で、相互に向かい合った側壁７，８を具える。側壁７，８の対向する端部同士を軸線Ｘ１方向に延在する底壁９で一体に連結することで軸線Ｘ１方向に延在するＵ字溝１０を形成する。
他方、継手ヨーク６の軸線Ｘ１に関する他端には、自在継手５の一部をなす一対の軸受舌片１４，１４を対向するよう設ける。軸受舌片１４，１４には図示せざる継手部材を挿通するための孔１４ｂ，１４ｂを対向するようそれぞれ穿設し、孔１４ｂ，１４ｂの中心を軸線Ｘ１に一致させる。軸受舌片１４，１４は対向する継手ヨーク２６と連結して自在継手５を構成する。
【００１３】
Ｕ字溝１０の側壁７，８の内側面は相互に対向する平面とし、僅かに不平行であって、側壁７，８の内側面同士の離隔距離はＵ字溝１０開放側へ向かって増大する。Ｕ字溝１０は対称軸Ｙに関して左右対称であり、底壁９中央には対称軸Ｙ方向にボルト孔９ｂを穿設し、かつ孔９ｂ内周には雌ねじを刻設する。また、ボルト孔９ｂは軸線Ｘ１と直交する。そして、底壁９中央の外周９ｆを対称軸Ｙに直角な平面に成形し、ボルト孔９ｂに挿通するボルト１３の頭部との接触を良くする。
【００１４】
シャシ側部材であるシャフト３は操舵時には軸線Ｘ１を中心に回転する。
シャフト３の平坦に成形した側面１１，１２は僅かに不平行であって、該交差角は、側壁７，８の内側面の交差角と一致する。また、シャフト３の対称軸Ｙに対して直角方向の軸線Ｘ２を通る幅Ｂは、側壁７，８の内側面の軸線Ｘ１における離隔距離Ｈよりも僅かに大きい。シャフト３には、対称軸Ｙに一致するようにボルト孔３ｂを穿設し、かつ孔３ｂ内周には雌ねじを刻設する。また、ボルト孔３ｂはシャフトの軸線Ｘ２と直交する。
【００１５】
運転席側部材の継手ヨーク６とシャシ側部材のシャフト３の連結作業は、Ｕ字溝１０にシャフト３の一端を嵌合させ、相互の軸線Ｘ１，Ｘ２を一致するように心合わせを行う。まず、図２および図３に示すようにボルト孔９ｂとボルト孔３ｂを一致させた状態で、太矢印方向にシャフト３をＵ字溝１０に押し込むと、図４および図５に示すようになる。次に底壁９ｆ側からボルト１３をボルト孔９ｂおよびボルト孔３ｂに挿通すると、双方の軸線Ｘ１およびＸ２が平行して距離ｄだけ近接する。最後にボルト１３を所定の締め付けトルクをもって締結することにより、シャフト３はＵ字溝１０の奥へ押し込まれ、シャフト３の軸線Ｘ１が継手ヨーク６の軸線Ｘ２に一致すると連結作業は完了する。継手ヨーク６の軸線Ｘ１とシャフト３の軸線Ｘ２の距離をｄとして、ｄとボルト１３の締め付けトルクＴの関係をグラフに示すと図６のようになる。締め付けトルクＴを一定値Ｔ１からＴ２の間で管理することにより、相互の軸線Ｘ１，Ｘ２を一致させる。
【００１６】
本実施の形態によれば、Ｕ字溝１０の側壁７，８の内側面は相互に対向する僅かに不平行な平面であり、シャフト３の断面の軸線Ｘ２における幅Ｂは側壁７，８の内側面の軸線Ｘ１における離隔距離Ｈよりもわずかに大きく、Ｕ字溝１０にシャフト３の一端を嵌合する際には、ボルト１３を挿通・締結するため、テーパ効果により、Ｕ字溝１０の側壁７，８がシャフト３を挟接した状態でしっかりと連結する。このため、シャフトとヨークの回転周方向の隙間を確実になくすことができ、操舵時のガタツキや異音を防止することができる。
【００１７】
また、継手ヨーク６のボルト孔９ｂおよびシャフト３のボルト孔３ｂにボルト１３が係合するため、まず継手ヨーク６の軸線Ｘ１とシャフト３の軸線Ｘ２を平行位置に合わせることができ、次に所定の締め付けトルクＴ１からＴ２までのある値をもってＵ字溝１０にシャフト３を圧入するため、ヨーク６の軸線Ｘ１とシャフト３の軸線Ｘ２の心合わせを容易に行うことができる。
【００１８】
また、ボルト孔３ｂに雌ねじを刻設したため、ボルト１３を締結するのみで簡単に心合わせをすることができ、ナットなどの部品が不要になって部品点数の削減や、作業効率の向上を達成することができる。
なお、テーパ角により、圧入効果を得るために、側壁７，８の内側面の交差角はおよそ５度が望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造を一部に用いたステアリング操舵機構を示す側面図である。
【図２】同実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造の連結手順を示す分解図であり、
（ａ）は継手ヨークの側面図、
（ｂ）はシャフトの側面図である。
【図３】同実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造を図２のＡ−Ａ線上で断面とし、矢の方向に見て示す分解図であり、
（ａ）は締結用ボルトの側面図、
（ｂ）は継手ヨークの横断面図、
（ｃ）はシャフトの横断面図である。
【図４】同実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造の連結作業において、ボルト孔同士を一致させた状態を示す側面図である。
【図５】同実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造の連結作業において、ボルト孔同士を一致させた状態を、図４のＢ−Ｂ線上で断面とし、矢の方向に見て示す横断面図である。
【図６】同実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造の連結作業において、ボルトの締め付けトルクＴと、継手ヨークの軸線Ｘ１およびシャフトの軸線Ｘ２の距離ｄとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１，２，３  シャフト
４，５  自在継ぎ手
６，２６  継手ヨーク
７，８  側壁部
９  Ｕ字溝底壁部
１０  Ｕ字溝
１１，１２  シャフト側面
１４  軸受舌片
【図１】
2004360786.tif 000003
【図２】
2004360786.tif 000004
【図３】
2004360786.tif 000005
【図４】
2004360786.tif 000006
【図５】
2004360786.tif 000007
【図６】
2004360786.tif 000008