(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のアーム部と、これらのアーム部を連結する基部と、によりＵ字状に形成されたヨークと、
前記基部から前記Ｕ字の外側に延びるシャフトと、
を有し、
前記基部に前記アーム部と平行に延びる貫通穴が形成され、
前記貫通穴は、前記シャフトとスプライン結合されるスプライン溝が形成された結合部と、前記結合部のスプライン溝の最大直径より大きな直径を有する大径部と、を有し、
前記スプライン溝は、前記Ｕ字の内側での前記貫通穴の開口端より低い位置から前記Ｕ字の外側に向けて形成され、
前記大径部は、前記開口端と前記結合部との間の部分であり、
前記シャフトの一端部が前記結合部にスプライン結合され、前記一端部の端面が、前記結合部と前記大径部との境界位置よりも前記結合部側に存在し、
前記基部の前記一対のアーム部間における前記開口端の周縁部は、前記貫通穴の軸方向に垂直な基準面を有し、
前記結合部のスプライン溝の最大直径（Ｄｓ）に対する、前記一対のアーム部の外側面間の寸法であるアーム幅（Ｈａ）の比（Ｈａ／Ｄｓ）が、２以上３以下であり、
前記基準面での開口端位置と前記境界位置との距離が１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、
前記境界位置と前記シャフトの一端部の端面位置との距離が２．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であるヨークとシャフトの結合構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ヨークとシャフトの結合構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
自在継手の一例として、一対のヨークと、これらのヨークを連結する十字軸と、を有する構造の自在継手がある。ヨークは、一対のアーム部と、これらのアーム部を連結する基部と、によりＵ字状に形成されている。ヨークの基部に、アーム部と平行に延びる貫通穴が形成されている。この自在継手を構成するヨークとシャフトの結合構造においては、ヨークの基部の貫通穴にシャフトの一端部が嵌合されている。ヨークとシャフトをスプライン結合する場合には、基部の貫通穴の内周面にスプライン溝が形成されている。
【０００３】
この自在継手は、例えば、コラムアシスト式（操舵補助機構をステアリングコラム側に設けた）電動パワーステアリング装置を備えた車両のステアリング装置に、ステアリングコラム側からステアリングギヤ機構に対してトルクを伝達するステアリング軸の自在継手として使用される。この用途では、自在継手に高トルク伝達機能が要求される。
特許文献１には、上述の用途でトルク伝達時にヨークに大きな応力集中が生じることを抑制するために、ヨークの基部のシャフトが嵌合される貫通穴の内周面の形状や周縁部の厚さを、高応力領域となる部分で他の領域と異なるものにすることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１９６６５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載された方法では、ヨークの基部の貫通穴にスプラインを設ける場合、スプラインの断面形状を高応力領域で他の領域と異なる形状にする必要があるため、一般的なスプライン成形金型を使用できない。また、特殊なスプライン形状はシャフトに対しても形成する必要があり、シャフトが他社製品の場合には他社に対応してもらう必要がある。つまり、特許文献１に記載された方法には、製造コストの点で改善の余地がある。
この発明の課題は、ヨークとシャフトの結合構造において、ヨークとその基部の貫通穴に嵌合されるシャフトの製造コストを上昇させることなく、トルク伝達時にヨークの基部に大きな応力集中が生じることを抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、この発明の一態様は、下記の構成(1) 〜(4) を有するヨークとシャフトの結合構造を提供する。
(1) 一対のアーム部と、これらのアーム部を連結する基部と、によりＵ字状に形成されたヨークと、前記基部から前記Ｕ字の外側に延びるシャフトと、を有する。前記基部に前記アーム部と平行に延びる貫通穴が形成されている。
【０００７】
(2) 前記貫通穴は、前記シャフトとスプライン結合されるスプライン溝が形成された結合部と、前記結合部のスプライン溝の最大直径より大きな直径を有する大径部と、を有する。前記スプライン溝は、前記Ｕ字の内側での前記貫通穴の開口端より低い位置から前記Ｕ字の外側に向けて形成されている。前記大径部は、前記開口端と前記結合部との間の部分である。
【０００８】
(3) 前記シャフトの一端部が前記結合部にスプライン結合され、前記一端部の端面が、前記結合部と前記大径部との境界位置よりも前記結合部側に存在している。
(4) 前記基部の前記一対のアーム部間における前記開口端の周縁部が、前記貫通穴の軸方向に垂直な基準面を有し、前記結合部のスプライン溝の最大直径（Ｄｓ）に対する、前記一対のアーム部の外側面間の寸法であるアーム幅（Ｈａ）の比（Ｈａ／Ｄｓ）が、２以上３以下であり、前記基準面での開口端位置と前記境界位置との距離が１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、前記境界位置と前記シャフトの一端部の端面位置との距離が２．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。
【発明の効果】
【０００９】
この発明のヨークとシャフトの結合構造によれば、ヨークとその基部の貫通穴に嵌合されるシャフトの製造コストを上昇させることなく、トルク伝達時にヨークの基部に大きな応力集中が生じることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態に相当するヨークとシャフトの結合構造を示す斜視図である。
【図２】図１に示す結合構造の縦断面図である。
【図３】図１に示す結合構造のＡ部分の拡大図である。
【図４】ヨークとシャフトの結合構造において、Ｍ、Ｋ、Ｊの一致状態を変化させたときに生じる応力をＦＥＭ解析で調べた結果を示すグラフである。
【図５】ヨークとシャフトの結合構造においてＭ、Ｋ、Ｊの各位置に生じる応力を、Ｌ１＋Ｌ２が一定でＬ１を変化させてＦＥＭ解析で調べた結果を示すグラフである。
【図６】ヨークとシャフトの結合構造においてＭ、Ｋ、Ｊの各位置に生じる応力を、Ｌ１が一定でＬ２を変化させてＦＥＭ解析で調べた結果を示すグラフである。
【図７】操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置をステアリングコラム側に備えた車両のステアリング装置の一例を示す全体構成図である。
【図８】図７のステアリング装置を構成する中間シャフトと自在継手を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて、この発明の実施形態について説明するが、この発明はこの実施形態に限定されない。また、図面は模式的なものであり、各部の寸法関係は現実のものと一致しない。
［構成の説明］
図１および２に示すように、この実施形態の結合構造において、ヨーク１は、一対のアーム部１１と、これらのアーム部１１を連結する基部１２と、によりＵ字状に形成されている。基部１２は、ヨーク１をなすＵ字の内側部を形成する内側部分１２１と、Ｕ字の外側部を形成する外側部分１２２と、一方のアーム１１側だけに形成された一対の締め付け板部１２３とからなる。一対の締め付け板部１２３の一方にはボルト挿通穴１２３ａが形成され、他方には、ボルト挿通穴１２３ａに対応する雌ねじが形成されている。
【００１２】
基部１２の中心位置に略円柱状の貫通穴１３が形成されている。貫通穴１３は、基部１２の内側部分１２１および外側部分１２２を貫通し、アーム部１１が延びる方向と平行に延びている。一対のアーム部１１にもそれぞれ貫通穴１４が形成されている。アーム部１１の貫通穴１４は、ヨーク１とこれと対をなすヨークを十字軸で連結して自在継手を構成する際に、十字軸の先端部が挿入される穴である。
【００１３】
図１〜３に示すように、基部１２の貫通穴１３は、結合部１３１と大径部１３２とに分けられる。結合部１３１には、シャフト２とスプライン結合されるスプライン溝１３１ａが形成されている。スプライン溝１３１ａは、ヨーク１をなすＵ字の内側での貫通穴１３の開口端１３ａより低い位置から、Ｕ字の外側に向けて、結合部１３１全体に形成されている。
【００１４】
大径部１３２は、開口端１３ａと結合部１３１との間の部分である。大径部１３２の直径Ｄｄは、結合部１３１のスプライン溝１３１ａの溝底の直径（最大直径）Ｄｓより大きい。貫通穴１３の開口端１３ａの周縁部１３ｂは、基部１２の一対のアーム１１間に、貫通穴１３の軸方向に垂直な基準面１２１ａを有する。
この実施形態の結合構造では、ヨーク１の基部１２から、ヨーク１をなすＵ字の外側にシャフト２が延びている。このシャフト２の一端部２１が、基部１２の貫通穴１３の結合部１３１にスプライン結合され、シャフト２の一端部２１の端面２１ａが、結合部１３１と大径部１３２との境界位置Ｋよりも結合部１３１側に存在している。
【００１５】
また、結合部１３１のスプライン溝１３１ａの最大直径（Ｄｓ）に対する、一対のアーム部１１の外側面間の寸法であるアーム幅（Ｈａ）の比（Ｈａ／Ｄｓ）が、２以上３以下であり、境界位置Ｋと貫通穴１３の基準面１２１ａでの開口端位置Ｍとの距離Ｌ１が１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であり、境界位置Ｋとシャフト２の一端部の端面位置Ｊとの距離Ｌ２が２．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下となっている。
【００１６】
［作用、効果の説明］
図１に示すように、ヨーク１にトルクＴが作用した場合、基部１２の貫通穴１３の周縁部１３ｂに、貫通穴１３の周方向の応力Ｆが集中する。
そこで、本発明者等は、貫通穴１３のスプライン開始位置（実施形態の「結合部１３１と大径部１３２との境界位置」に相当）Ｋ、貫通穴１３の基準面１２１ａでの開口端位置Ｍ、シャフト２の端面位置Ｊの各位置に注目し、Ｋ、Ｍ、Ｊの一致状態を変化させて、基部１２の貫通穴１３の周縁部１３ｂに生じる応力をＦＥＭ解析で調べた。
図４のグラフでは、その結果が、Ｋ≠Ｍ≠Ｊの場合（Ｋ、Ｍ、Ｊのすべての位置が一致していない場合）の応力を「１」とした比で表されている。
【００１７】
Ｋ＝Ｍ≠Ｊは、貫通穴１３のスプライン開始位置Ｋと貫通穴１３の基準面１２１ａでの開口端位置Ｍが一致して、シャフト２の端面位置Ｊがこれらと一致しない場合を示す。つまり、この場合は、貫通穴１３の全体にスプラインが形成され（貫通穴１３が大径部１３２を有さず）、シャフト２の端面２１ａが貫通穴１３の基準面１２１ａでの開口端位置より低い位置に存在する。
【００１８】
Ｋ＝Ｊ≠Ｍは、貫通穴１３のスプライン開始位置Ｋとシャフト２の端面位置Ｊが一致して、貫通穴１３の基準面１２１ａでの開口端位置Ｍがこれらと一致しない場合を示す。つまり、この場合は、貫通穴１３が大径部１３２を有し、シャフト２の端面２１ａが結合部１３１と大径部１３２との境界位置に存在する。
Ｍ＝Ｋ＝Ｊは、貫通穴１３のスプライン開始位置Ｋと、シャフト２の端面位置Ｊと、貫通穴１３の基準面１２１ａでの開口端位置Ｍとが一致している場合を示す。つまり、この場合は、貫通穴１３の全体にスプラインが形成され（貫通穴１３が大径部１３２を有さず）、シャフト２の端面２１ａが貫通穴１３の基準面１２１ａに存在する。
【００１９】
図４のグラフから、Ｋ、Ｍ、Ｊのいずれかの位置が一致する場合の応力は、Ｋ、Ｍ、Ｊのすべての位置が一致していない場合の応力の１．５倍以上になっていることが分かる。そして、この実施形態のヨーク１とシャフト２の結合構造では、Ｍ、Ｋ、Ｊのすべての位置が一致していないため、これらの各位置の少なくともいずれかが一致する場合と比較して、応力集中が抑制されることが分かる。
【００２０】
また、本発明者等は、Ｄｓが２２．５ｍｍ、Ｈａが４５．０ｍｍの場合に、距離Ｌ１と距離Ｌ２との和を５．０ｍｍで一定にし、距離Ｌ１を変化させた時の結合部１３１と大径部１３２との境界位置Ｋ、貫通穴１３の基準面１２１ａでの開口端位置Ｍ、シャフト２の端面位置Ｊにそれぞれ生じる応力を、ＦＥＭ解析により調べた。図５のグラフでは、その結果が、Ｌ１＝２ｍｍの場合にシャフト２の端面位置Ｊに生じる応力を「１」とした比で表されている。このグラフから、各距離Ｌ１においてＫ、Ｍ、Ｊの各位置に生じる応力のうちの最大値（応力最大値）が、距離Ｌ１＝２．０ｍｍの時に最も小さくなることが分かる。
【００２１】
また、本発明者等は、Ｄｓが２２．５ｍｍ、Ｈａが４５．０ｍｍの場合に、距離Ｌ１を２．０ｍｍで一定にし、距離Ｌ２を変化させた時の結合部１３１と大径部１３２との境界位置Ｋ、貫通穴１３の基準面１２１ａでの開口端位置Ｍ、シャフト２の端面位置Ｊにそれぞれ生じる応力を、ＦＥＭ解析により調べた。図６のグラフでは、その結果が、Ｌ２＝３ｍｍの場合にシャフト２の端面位置Ｊに生じる応力を「１」とした比で表されている。
【００２２】
なお、Ｌ２≦０の範囲では、シャフト２の端面位置Ｊが、貫通穴１３の結合部１３１と大径部１３２との境界位置Ｋと同じかこれよりＵ字の内側（図２の上側）にあり、シャフト２と貫通穴１３の結合部１３１によるスプライン結合端位置がＫで一定になる。そのため、図６のグラフでは、Ｌ２≦０の範囲でＪとＫのプロットが重なっている。このグラフから、各距離Ｌ２においてＫ、Ｍ、Ｊの各位置に生じる応力のうちの最大値（応力最大値）が、距離Ｌ２＝３．０ｍｍの時に最も小さくなることが分かる。
【００２３】
図５および図６の結果から、Ｌ１＝２．０ｍｍ、Ｌ２＝３．０ｍｍの時に、Ｍ、Ｋ、Ｊの各位置に生じる応力のうちの最大値を最も小さくできることが分かる。
そして、貫通穴１３の大径部１３２を鍛造で形成する場合、前述の結果から導き出された「Ｌ１＝２．０ｍｍ、Ｌ２＝３．０ｍｍ」±１．０ｍｍの範囲である「１．０ｍｍ≦Ｌ１≦３．０ｍｍ、２．０ｍｍ≦Ｌ２≦４．０ｍｍ」が採用できる。
【００２４】
また、貫通穴１３の大径部１３２を切削で形成する場合、前述の結果から導き出された「Ｌ１＝２．０ｍｍ、Ｌ２＝３．０ｍｍ」±０．５ｍｍの範囲である「１．５ｍｍ≦Ｌ１≦２．５ｍｍ、２．５ｍｍ≦Ｌ２≦３．５ｍｍ」が採用できる。
つまり、この実施形態のヨーク１とシャフト２の結合構造では、Ｈａ／Ｄｓが２以上３以下で、Ｌ１が１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下、Ｌ２が１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下となっているため、鍛造で貫通穴１３の大径部１３２を形成する場合、Ｍ、Ｋ、Ｊの各位置に生じる応力のうちの最大値を小さくできることが分かる。
【００２５】
さらに、この実施形態のヨーク１とシャフト２の結合構造では、特許文献１に記載された方法のように、ヨークに対する応力集中を抑制するために、特殊なスプライン形状をヨーク１の貫通穴１３とシャフト２の一端部２１に設ける必要がない。よって、鍛造でスプラインを形成する場合、一般的なスプライン金型が使用できる。
したがって、この実施形態のヨーク１とシャフト２の結合構造によれば、ヨーク１とその基部１２の貫通穴１３に嵌合されるシャフト２の製造コストを上昇させることなく、トルク伝達時にヨーク１の基部１２に大きな応力集中が生じることを抑制できる。
【００２６】
［用途の説明等］
ヨークと十字軸とからなる自在継手に高トルク伝達機能が要求される用途の例として、操舵系に操舵補助力を付与する操舵補助機構の出力軸と、ステアリングギヤ機構との間に配設される用途が挙げられる。この用途の一例について以下に説明する。
コラムアシスト式電動パワーステアリング装置を備えた車両のステアリング装置の一例は、図７に示すように、ステアリングホイール５０１と、ステアリングシャフト５０２と、ステアリングコラム５０３と、操舵補助機構５０４と、ステアリングギヤ機構５０６を有する。
【００２７】
ステアリングシャフト５０２は、ステアリングコラム５０３の内部に軸心を中心に回転自在に支持されている。ステアリングコラム５０３は、下部を車両の前方に向けて傾斜させた姿勢で、車室内部の所定位置に固定されている。ステアリングホイール５０１は、ステアリングシャフト５０２のステアリングコラム５０３から上側に突出している部分に固定されている。
【００２８】
操舵補助機構５０４は、ステアリングシャフト５０２に操舵補助トルクを付与するウォーム減速機５１１と、ウォーム減速機５１１に操舵補助トルクを発生させる電動モータ５１２とを有する。ウォーム減速機５１１の出力軸５１４とステアリングシャフト５０２とは、操舵補助機構５０４内で図示しないトーションバーにより連結されている。
ウォーム減速機５１１の出力軸５１４には、自在継手５１７Ａを介して中間シャフト５１８が連結されている。中間シャフト５１８は、自在継手５１７Ｂを介して、ラックピニオン式のステアリングギヤ機構５０６のピニオン軸５１９に連結されている。ステアリングギヤ機構５０６のラック軸（図示せず）は、タイロッド５０５を介して、図示しない転舵輪に連結されている。
【００２９】
図８に示すように、中間シャフト５１８は、自在継手５１７Ａに連結された雄軸５２１と、自在継手５１７Ｂに連結された雌軸５２２とを備えている。雄軸５２１と雌軸５２２はセレーション結合されている。自在継手５１７Ａ，５１７Ｂは、それぞれ、一対のヨーク５２３，５２４と、これらのヨーク５２３，５２４を連結する十字軸５２５とで構成されている。
【００３０】
一方のヨーク５２３は、一対のアーム部５２３ａ，５２３ｂと、これらのアーム部５２３ａ，５２３ｂを連結する基部５２３ｃとでＵ字状に形成されている。基部５２３ｃの中心位置に貫通穴５２３ｄが形成されている。各アーム部５２３ａ，５２３ｂに、十字軸５２５を結合するための貫通穴５２６が形成されている。
また、他方のヨーク５２４も、ヨーク５２３と同様に、一対のアーム部５２４ａ，５２４ｂと、これらのアーム部５２４ａ，５２４ｂを連結する基部５２４ｃとでＵ字状に形成されている。基部５２４ｃの中心位置に貫通穴５２４ｄが形成されている。各アーム部５２４ａ，５２４ｂに、十字軸５２５を結合するための貫通穴が形成されている。
【００３１】
十字軸５２５は、胴部５２５ａと、胴部５２５ａに十字状に夫々形成された４個の軸部５２５ｂと、で構成されている。各軸部５２５ｂの先端部に、スパイダーピン５２５ｃが埋設されている。各軸部５２５ｂの外周面に、複数個の針状ころ５２５ｄが配設されている。
自在継手５１７Ａ，５１７Ｂを組み立てる際には、十字軸５２５の各軸部５２５ｂに、スパイダーピン５２５ｃおよび針状ころ５２５ｄを覆うようにベアリングカップ５２５ｅを配設した状態で、各軸部５２５ｂの先端部を、各ヨーク５２３，５２４の各アーム部５２３ａ，５２３ｂ，５２４ａ，５２４ｂの貫通穴５２６に挿入する。これにより、十字軸５２５が各ヨーク５２３，５２４に取り付けられ、十字軸５２５の各軸部５２５ｂは、針状ころ５２５ｄとベアリングカップ５２５ｅとからなる針状ころ軸受で、各ヨーク５２３，５２４の各アーム部に対して回転自在に支持される。
【００３２】
図７および図８に示す例では、自在継手５１７Ａを構成する一方のヨーク５２３の貫通穴５２３ｄに、中間シャフト５１８の雄軸５２１の一端部が嵌合されて、溶接により固定されている。自在継手５１７Ａを構成する他方のヨーク５２４の貫通穴５２４ｄには、ウォーム減速機５１１の出力軸５１４が嵌合されて、ボルト５２７により固定されている。ボルト５２７は、ヨーク５２４の基部５２４ｃが有する一対の締め付け板部の一方に形成されたボルト挿通穴を挿通し、他方に形成された雌ねじに螺合されている。
【００３３】
また、自在継手５１７Ｂを構成する一方のヨーク５２３の貫通穴５２３ｄに、中間シャフト５１８の雌軸５２２の一端部が嵌合されて、溶接により固定されている。自在継手５１７Ｂを構成する他方のヨーク５２４の貫通穴５２４ｄには、ステアリングギヤ機構５０６のピニオン軸５１９が嵌合されて、ボルト５２７により固定されている。ボルト５２７は、ヨーク５２４の基部５２４ｃが有する一対の締め付け板部の一方に形成されたボルト挿通穴を挿通し、他方に形成された雌ねじに螺合されている。
【００３４】
この例のステアリング装置は、運転者がステアリングホイール５０１を操舵すると、ステアリングホイール５０１に伝達された操舵トルクを図示しない操舵トルクセンサで検出すると共に、車速を図示しない車速センサで検出し、操舵トルクと車速とに基づいて図示しない操舵補助制御装置で、操舵状態での最適な操舵補助力を発生するように電動モータ５１２を駆動制御する。
【００３５】
これに伴い、電動モータ５１２で発生した操舵補助力が、ウォーム減速機５１１を介してステアリングシャフト５０２に伝達される。このように、操舵補助力がステアリングシャフト５０２に伝達されることにより、ウォーム減速機５１１の出力軸５１４から大きな操舵トルクが出力される。この操舵トルクが、自在継手５１７Ａ、中間シャフト５１８、自在継手５１７Ｂを介して、ステアリングギヤ機構５０６のピニオン軸５１９に伝達される。
【００３６】
ステアリングギヤ機構５０６は、ピニオン軸５１９に伝達された回転運動を、ステアリングギヤを構成するピニオンとこれに噛合するラックによって車幅方向の直線運動に変換し、タイロッド５０５を介して図示しない転舵輪に伝達して、転舵輪を転舵させる。
このとき、操舵補助機構５０４の電動モータ５１２が、ステアリングホイール５０１に伝達された操舵トルクに応じた最適な操舵補助力を発生させるため、運転者はステアリングホイール５０１を軽く操舵することができる。
【００３７】
このように、操舵補助機構５０４がステアリングコラム５０３の出力側に設けられているため、ウォーム減速機５１１の出力軸５１４には大きな操舵トルクが作用する。この大きな操舵トルクが、自在継手５１７Ａ，５１７Ｂと中間シャフト５１８とを介してステアリングギヤ機構５０６に伝達される。
そのため、中間シャフト５１８の両端に連結された自在継手５１７Ａ，５１７Ｂを構成するヨーク５２３のアーム部５２３ａ，５２３ｂ間に捩じれ力が作用する。同様に、自在継手５１７Ａ，５１７Ｂを構成するヨーク５２４のアーム部５２４ａ，５２４ｂ間にも捩じれ力が作用する。これに伴い、ヨーク５２３，５２４の基部５２３ｃ，５２４ｃには、貫通穴５２３ｄ，５２４ｄの周縁部に周方向の応力が集中する。
【００３８】
これらのヨーク５２３，５２４と、中間シャフト５１８、出力軸５１４、ピニオン軸５１９のいずれかのシャフトを以下のように構成することで、ヨーク５２３，５２４に対する上述の応力集中を抑制することができる。
つまり、ヨーク５２３，５２４と前記いずれかのシャフトとの結合構造を、前述の実施形態のように、シャフト２の一端部が、ヨーク１の基部１２の貫通穴１３の結合部１３１にスプライン結合され、シャフト２の一端部２１の端面２１ａが、結合部１３１と大径部１３２との境界位置Ｋよりも結合部１３１側に存在するように構成する。
【００３９】
あるいは、ヨーク５２３，５２４の少なくともいずれかとして、実施形態のヨーク１のように、結合部１３１のスプライン溝１３１ａの最大直径（Ｄｓ）に対する、一対のアーム部１１の外側面間の寸法であるアーム幅（Ｈａ）の比（Ｈａ／Ｄｓ）が、２以上３以下であり、境界位置Ｋと開口端位置Ｍとの距離Ｌ１が１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であるものを使用する。
【００４０】
そして、中間シャフト５１８の各端部、出力軸５１４の一端部、およびピニオン軸５１９の一端部の少なくともいずれかであるシャフト２の一端部を、境界位置Ｋとシャフト２の一端部の端面位置Ｊとの距離Ｌ２が２．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下とする。
このように、この発明のヨークとシャフトの結合構造を、一対のヨークとこれらのヨークを連結する十字軸とを有する自在継手によるシャフトの結合に適用することにより、ヨークとシャフトの製造コストを上昇させることなく、この自在継手が高トルク伝達機能が要求される用途で使用された場合でも、トルク伝達時にヨークの基部に大きな応力集中が生じることを抑制できる。
【００４１】
また、この発明のヨークとシャフトの結合構造を、一対のヨークとこれらのヨークを連結する十字軸とを有する自在継手を備えたステアリング装置に適用することで、ステアリング装置自体の耐久性を向上できると共に、操舵フィーリングも向上できるという効果が得られる。
よって、この発明のヨークとシャフトの結合構造を備えた態様として、「一対のヨークとこれらのヨークを連結する十字軸とを有する自在継手において、前記ヨークの少なくとも一方は、この発明のヨークとシャフトの結合構造を構成するヨークである自在継手」と、「操舵補助機構をステアリングコラム側に設けた電動パワーステアリング装置を備えた車両のステアリング装置であって、ステアリングコラム側からステアリングギヤ機構に対してトルクを伝達するステアリング軸の自在継手として、前記態様の自在継手を備えたステアリング装置」が挙げられる。
【符号の説明】
【００４２】
１  ヨーク
１１  アーム部
１２  基部
１２１  基部の内側部分
１２１ａ  基準面
１２２  基部の外側部分
１２３  締め付け板部
１２３ａ  ボルト挿通穴
１３  基部の貫通穴
１３ａ  Ｕ字の内側での貫通穴の開口端
１３ｂ  基部の開口端１３ａの周縁部
１３１  貫通穴の結合部
１３１ａ  スプライン溝
１３２  貫通穴の大径部
１４  アーム部の貫通穴
２  シャフト
２１  シャフトの一端部
２１ａ  シャフトの一端部の端面
Ｊ  シャフトの一端部の端面位置
Ｋ  結合部と大径部との境界位置（貫通穴のスプライン開始位置）
Ｍ  貫通穴の基準面での開口端位置
Ｈａ  アーム幅
Ｄｓ  結合部のスプライン溝の最大直径
Ｄｄ  大径部の直径
Ｌ１  ＫとＭとの距離
Ｌ２  ＫとＪとの距離
５１９  ピニオン軸
５１８  中間軸
５１７Ａ，５１７Ｂ  自在継手
５２３，５２４  ヨーク
５２３ａ，５２３ｂ  ヨークのアーム部
５２４ａ，５２４ｂ  ヨークのアーム部
５２３ｃ，５２４ｃ  ヨークの基部
５２３ｄ，５２４ｄ  ヨークの基部の貫通穴
５２５  十字軸
【図１】
0006421561.tif 000002
【図２】
0006421561.tif 000003
【図３】
0006421561.tif 000004
【図４】
0006421561.tif 000005
【図５】
0006421561.tif 000006
【図６】
0006421561.tif 000007
【図７】
0006421561.tif 000008
【図８】
0006421561.tif 000009