(57)【要約】【課題】ヨークの側板間に嵌め込まれる軸の軸端部を、側板の締め付け部から離れて位置する底板の近傍においてもガタ付きなく固定し、このガタ付きに伴う不具合の発生を有効に防止する。【解決手段】略Ｕ字形断面を有するヨーク３０の２枚の側板３５，３５の一側を連絡する底板３６の内面に軸長方向に延びる凹溝３８を設け、また側板３５，３５間に嵌め込まれる軸端部１０の外面に、凹溝３８と係合可能な凸条１３を設けて、側板３５，３５の開口側にてなされる固定ボルト５の締め付け時に凹溝３８の幅を減じ、この凹溝３８内に係合された凸条１３を挾持して、締め付け強さが不足する底板３６の近傍での軸端部１０のガタ付きを防止する。【選択図】        図２
2004360814.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対向する２枚の側板の一側を底板により連絡してなる略Ｕ字形断面のヨークを備える自在継手と連結対象となる軸とを連結すべく、該軸の軸端部を前記ヨークの側板間に他側の開口を経て嵌め込み、前記底板から離れた位置にて側板を貫通する固定ボルトの締め付けにより、前記側板間に挾圧固定する自在継手と軸との連結構造において、
前記ヨークの底板の内面に凹溝を、前記軸の軸端部の外面に前記凹溝に係合可能な凸条を夫々設け、前記固定ボルトの締め付けにより前記凹溝の幅を減じ、前記凸条を挾持させてあることを特徴とする自在継手と軸との連結構造。
【請求項２】
前記凹溝は、前記側板間の略中央に軸長方向に延設してある請求項１記載の自在継手と軸との連結構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸心が交叉、又は偏心した２軸を回転伝達可能に連結すべく用いられる自在継手と軸との連結構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自在継手（ユニバーサルジョイント）は、二股に分岐したフォーク状のピン受けアームを一側に備える一対のヨークを夫々のピン受けアームが略直角をなして交叉するように向き合わせ、これらを十字形のクロスピンにより連結してなる公知の機械要素であり、夫々のヨークに対象となる２軸を各別に連結固定することにより、軸心が交叉、又は偏心した２軸を回転伝達可能に連結すべく、多くの産業分野において用いられている。
【０００３】
このような自在継手は、例えば、車両の操舵装置において、操舵部材としてのステアリングホイールの操作に応じて回転する操舵軸と舵取機構の入力軸との連結に用いられているが、この操舵軸と入力軸とは、車室の内外に各別に取付けられており、軸長方向位置が固定されたこれらの操舵軸及び入力軸の軸端部に対して夫々のヨークを後付けすることが要求される。そこで、少なくとも一方のヨークが、相対向する２枚の側板の一側を底板により連絡してなる略Ｕ字形断面を有して構成された自在継手が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図４は、この種のヨークと軸との連結構造の説明図である。図示の如くヨーク６０は、互いに対向する２枚の側板６１，６１の一側をアーチ形に湾曲する底板６２により連絡し、他側が開放された略Ｕ字形断面を有しており、側板６１，６１には、底板６２から離れた位置に厚さ方向に貫通するボルト孔６３，６３が形成されている。このようなヨーク６０に連結される軸７は、側板６１，６１の間への嵌め込みが可能な２面幅を備える小判形断面を有しており、図４（ａ）中に矢符にて示す如く、ヨーク６０の側板６１，６１間に開口側から嵌め込まれ、図４（ｂ）に示す如く、底板６２の内面に一側を当接させた状態とされ、一方の側板６１の外側からボルト孔６３，６３に固定ボルト８を通し、他方の側板６１の外側への固定ボルト８の突出部に締め付けナット８０を締め付けることにより連結されている。
【０００５】
このような連結は、軸７の径方向外側からヨーク６０を嵌め込むことにより実現されるから、軸長方向位置が固定された軸７に対する後付けが可能である。ヨーク６０の側板６１，６１間に嵌め込まれた軸７は、固定ボルト８の締め付けにより接近する側板６１，６１の対向面間に挾圧固定される。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１０−９２８１号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、以上の如きヨーク６０と軸７との連結構造においては、固定ボルト８の締め付けが側板６１，６１の開口側において行われるため、図４（ｂ）中にＡとして示す如く、この締め付け部から離れて位置する底板６２の近傍では、側板６１，６１の内面と軸７との間にギャップが残った状態となり、この状態で軸７が回転せしめられたとき、側板６１，６１間に嵌め込まれた軸７が前記ギャップの範囲内でガタ付き、両者の衝突に伴うガタ音が発生するという問題があり、更に、前述した如く車両の操舵装置に適用された場合、ステアリングホイールから舵取機構への伝動に前記ガタ付きの影響が生じ、例えば、ステアリングホイールの切り返し時に舵取機構の反応が遅れ、操舵感の悪化を招来する虞れがある。
【０００８】
このようなガタ付きの問題を解消するため、特許文献１においては、側板６１，６１の対向間隔を開口側に向けて広くし、更に、側板６１，６１の厚さを底板６２と連絡部の近傍において薄くしておき、固定ボルト８の締め付けによる側板６１，６１での軸７の挾圧が、底板６２の側から開口側に向けて進行するようにした構成が採用されているが、この構成においては、側板６１，６１の対向間隔、及び薄肉部の肉厚の最適化が難しく、十分なガタ付きの防止効果は得られない。
【０００９】
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、自在継手のヨークの側板間に嵌め込まれる軸の軸端部を、側板の締め付け部から離れた位置にある底板の近傍においてもガタ付きなく固定することができ、このガタ付きに伴う不具合の発生を有効に防止し得る自在継手と軸との連結構造を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１発明に係る自在継手と軸との連結構造は、相対向する２枚の側板の一側を底板により連絡してなる略Ｕ字形断面のヨークを備える自在継手と連結対象となる軸とを連結すべく、該軸の軸端部を前記ヨークの側板間に他側の開口を経て嵌め込み、前記底板から離れた位置にて側板を貫通する固定ボルトの締め付けにより、前記側板間に挾圧固定する自在継手と軸との連結構造において、前記ヨークの底板の内面に凹溝を、前記軸の軸端部の外面に前記凹溝に係合可能な凸条を夫々設け、前記固定ボルトの締め付けにより前記凹溝の幅を減じ、前記凸条を挾持させてあることを特徴とする。
【００１１】
本発明においては、略Ｕ字形断面を有するヨークの２枚の側板を連絡する底板の内面に凹溝を設け、２枚の側板間に嵌め込まれる軸の軸端部の外面に設けた凸条を係合させておき、この後に行われる固定ボルトの締め付けにより側板の内面間に軸端部を挾圧固定する際に、前記凹溝の幅を減じて前記凸条を挾持させ、締め付け位置から離れて位置するヨークの底板近傍での軸端部のガタ付きを防止する。
【００１２】
また本発明の第２発明に係る自在継手と軸との連結構造は、第１発明における凹溝が、前記側板間の略中央に軸長方向に延設してあることを特徴とする。
【００１３】
本発明においては、ヨークの底板に設ける凹溝を２枚の側板の略中央に位置して軸長方向に延設し、固定ボルトの締め付けによる凹溝の減幅を効果的に生ぜしめ、該凹溝に係合する凸条を確実に挾持してガタ付きの防止効果を高める。
【００１４】
【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詳述する。図１は、車両の操舵装置における自在継手の使用状態の説明図である。図中１は、操舵部材としてのステアリングホイールの操作に応じて回転する操舵軸であり、また２は、舵取機構への回転入力のための入力軸（例えば、ラックピニオン式舵取機構のピニオン軸）である。
【００１５】
操舵軸１は、車室の内部に位置決めされたステアリングホイールから下方に向けて延設され、また入力軸２は、車室の外部に固定支持された舵取機構から上方に向けて延設されており、軸心を交叉及び偏心させて対向する操舵軸１及び入力軸２の軸端部１０，２０の連結に、図示の如く、両端に自在継手３，３を備える中間軸４が用いられている。
【００１６】
自在継手３，３は、二股に分岐したフォーク状のピン受けアーム３２，３３を一側に連設してなる各一対のヨーク３０，３１を備えており、これらのヨーク３０，３１を夫々のピン受けアーム３２，３３が略直角をなして交叉するように向き合わせ、両アーム３２，３３の先端を十字形のクロスピン３４により連結して構成されている。
【００１７】
このような自在継手３，３は、円筒形をなす一側のヨーク３１，３１を中間軸４の両端部に夫々外嵌固定し、該中間軸４と一体化されている。操舵軸１と入力軸２との中間軸４による連結は、両端の自在継手３，３の他側のヨーク３０，３０を、図１中に矢符により示す如く、操舵軸１の軸端部１０及び入力軸２の軸端部２０の夫々に径方向の外側から嵌め込み、各別に保持させることにより実現されており、このような連結を可能とするために、前記ヨーク３０，３０及び軸端部１０，２０は、以下に示す特徴的な構成を有している。
【００１８】
図２は、自在継手３のヨーク３０と軸（図においては操舵軸１）との連結部分の斜視図である。図示の如くヨーク３０は、略平行をなして対向する２枚の側板３５，３５の一側をアーチ形に湾曲する底板３６により連絡し、他側が開放された略Ｕ字形の断面形状を有している。側板３５，３５には、底板３６から離れて互いに対向する位置に、夫々を厚さ方向に貫通するボルト孔３７，３７が形成されており、また底板３６の内面には、側板３５，３５間の略中央部に、これらの側板３５，３５と略平行をなして延びる矩形断面の凹溝３８が形成されている。
【００１９】
このようなヨーク３０に連結される操舵軸１の軸端部１０は、側板３５，３５間への嵌め込みが可能な２面幅を有して平坦化された当て面１１，１１を備える小判形断面に成形されている。当て面１１，１１の一側の連絡部には、軸長方向の中途部を略直交する向きに横切る半円形の押え溝１２が形成されており、他側の連絡部には、軸長方向に延びる凸条１３が、ヨーク３０の底板３６に形成された凹溝３８への嵌め込みが可能な幅を有して形成されている。
【００２０】
このような軸端部１０とヨーク３０との連結は、まずヨーク３０と軸端部１０とを、図２（ａ）に示す如く、ヨーク３０の側板３５，３５間の開口部が軸端部１０の凸条１３の形成部に対面するように位置決めし、次いで、ヨーク３０を軸端部１０に、軸端部１０の当て面１１，１１をヨーク３０の側板３５，３５の内面に沿わせるように嵌め込んだ後、側板３５，３５に設けられたボルト孔３７，３７に、一方の側板３５の外側から固定ボルト５を通し、他方の側板３５の外側に突出する固定ボルト５のねじ部に締め付けナット５０を螺合して締め付けることにより、側板３５，３５間に軸端部１０の当て面１１，１１を挾圧せしめ、図２（ｂ）に示す如く実現される。
【００２１】
なおこのとき、軸端部１０に設けられた押え溝１２は、側板３５，３５間にてボルト孔３７，３７の形成位置に整合され、前述の如く挿通される固定ボルト５の中途部に係合せしめられており、該固定ボルト５とヨーク３０の底板３６との間に軸端部１０を挾持し、該軸端部１０を、側板３５，３５の開口側及び軸長方向への抜け出し不可に拘束する作用をなす。
【００２２】
図３は、以上の如く実現される操舵軸１の軸端部１０と自在継手３のヨーク３０との連結構造の説明図であり、図３（ａ）は、固定ボルト５の締め付け前の状態を示し、図３（ｂ）は、固定ボルト５の締め付け後の状態を示している。
【００２３】
前述の如く、ヨーク３０の側板３５，３５間への軸端部１０の嵌め込みは、軸端部１０に設けられた当て面１１，１１を側板３５，３５に沿わせてなされており、この嵌め込みの後の当て面１１，１１は、図３（ａ）に示す如く、嵌め込みのために必要なわずかなギャップを隔ててヨーク３０の側板３５，３５の内面に対向しており、その後になされる固定ボルト５及び締め付けナット５０の締め付けにより対向幅を減じる側板３５，３５により、図３（ｂ）中に白抜矢符にて示す如く挾圧固定される。
【００２４】
このとき、側板３５，３５による当て面１１，１１の挾圧強さは、固定ボルト５の締め付け位置に近い側板３５，３５の開口側においては強いが、締め付け位置から離れて位置する底板３６の近傍においては弱いため、図３（ｂ）に示す如く、側板３５，３５の内面と当て面１１，１１との間にギャップが残り、このギャップの幅内にて軸端部１０がガタ付く虞れがある。
【００２５】
ここで操舵軸１の軸端部１０には、当て面１１，１１の一側の連絡部に凸条１３が突設されており、この軸端部１０が嵌め込まれるヨーク３０の底板３６には、側板３５，３５間の略中央に凹溝３８が形成されている。ヨーク３０の軸端部１０への嵌め込みは、前述の如く、凸条１３の突設側からなされており、この嵌め込みの後に凸条１３は、ヨーク３０の底板３６に形成された凹溝３８と図３（ａ）に示す如く係合する。この状態で固定ボルト５の締め付けがなされた場合、締め付けに伴う底板３６の撓みにより凹溝３８は、開口幅を減じるように変形し、図３（ｂ）中に矢符により示す如く、内部に係合する凸条１３の両側に押し付けられることとなり、底板３６の近傍において生じる軸端部１０のガタ付きは、凸条１３を両側から挾持する凹溝３８によって確実に阻止され、操舵軸１の軸端部１０と自在継手３のヨーク３０とは、ガタ付きの虞れなく連結される。
【００２６】
この連結は、固定ボルト５及び締め付けナット５０の単純な締め付けにより簡易に実現することができ、また、締め付け荷重を高精度に管理することなくガタ付きのない良好な連結がなされる。
【００２７】
なお凹溝３８は、底板２６の内面の適宜位置に適宜の形態にて設けることが可能であるが、固定ボルト５に締め付けによる減幅を効果的に生ぜしめ、軸端部１０の凸条１３の挾持を確実に行わせるためには、以上の実施の形態に示す如く、２枚の側板３５，３５の略中央に軸長方向に延設するのが望ましい。また、以上の実施の形態においては、各１つの凸条１３及び凹溝３８を設けてあるが、各複数の凸条１３及び凹溝３８を設け、これらを各別に係合させる構成としてもよい。
【００２８】
図１に示す操舵装置において、舵取機構への入力軸２の軸端部２０と同側の自在継手３のヨーク３０との連結も全く同様に実現されており、このような連結がなされた操舵装置においては、操舵軸１から中間軸４を介してなされる入力軸２への回転伝達が、ガタ音の発生、及びガタ付きに伴う応答遅れを生じることなく行われ、良好な操舵感が得られるようになる。
【００２９】
なお、以上の実施の形態においては、車両の操舵装置への適用例について述べたが、本発明に係る自在継手と軸との連結構造は、略Ｕ字形断面を有するヨークを備える自在継手を用い、予め位置が定められた軸の軸端部同士を連結する用途全般に適用可能であり、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述した如く本発明に係る自在継手と軸との連結構造においては、自在継手のヨークの側板間に嵌め込まれた軸の底板近傍でのガタ付きを防止することができ、このガタ付きに伴う、ガタ音、応答遅れ等のガタ付きに伴う不具合の発生を有効に防止して、自在継手により連結された軸間での伝動を良好に行わせることが可能となる等、本発明は優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】車両の操舵装置における自在継手の使用状態の説明図である。
【図２】自在継手のヨークと軸との連結部分の斜視図である。
【図３】自在継手のヨークと軸との連結構造の説明図である。
【図４】自在継手のヨークと軸との従来の連結構造の説明図である。
【符号の説明】
１    操舵軸（軸）
２    入力軸（軸）
３    自在継手
５    固定ボルト
１０    軸端部
１３    凸条
２０    軸端部
３０    ヨーク
３５    側板
３６    底板
３８    凹溝
【図１】
2004360814.tif 000003
【図２】
2004360814.tif 000004
【図３】
2004360814.tif 000005
【図４】
2004360814.tif 000006