(57)【要約】【課題】  ヨークと軸との間で軸ずれの発生や締付ボルトの緩みの発生などを防止できる自在継手、及びその自在継手を備えた車両用ステアリング装置を提供する。【解決手段】  ヨーク１１のＵ字形の結合部１１ａの内側面に軸の平面結合部に接触するように挟み込み、軸１５に形成された位置規制部材である嵌合孔（１５ａ）をヨーク１１のＵ字形の結合部１１ａの位置規制部材である植込みピン１２に嵌合させる。この後、締付ボルト１３を貫通孔１１ｅに挿入し、その先に配置されているナット１４に螺合させることで、ヨーク１１と軸１５との固定が完了する。第１の位置規制部材である植込みピン１２と第２の位置規制部材である軸１５に形成された嵌合孔とを嵌合させることで、ヨークと軸との正確な位置決めを行うことができる。【選択図】        図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の軸に連結される第１のヨークと、第２の軸に連結される断面Ｕ字状に形成された軸結合部を備えた第２のヨークと、前記第１及び第２のヨーク相互を結合する十字軸とから構成される自在継手において、
前記軸結合部は、断面Ｕ字状に形成された取付面に固定される第２の軸の軸方向位置を規制する第１の位置規制部材を備え、
前記第２の軸は、前記第１の位置規制部材に嵌合する第２の位置規制部材を備えていること
を特徴とする自在継手。
【請求項２】
前記第１の位置規制部材及び第２の位置規制部材は、一方の位置規制部材が突起部材であり、他方の位置規制部材が前記突起部材に嵌合する凹陥部材であること
を特徴とする請求項１記載の自在継手。
【請求項３】
前記第１の位置規制部材は前記軸結合部の断面Ｕ字状に形成された取付面に植設されたピンであり、前記第２の位置規制部材は前記第２の軸に形成された前記ピンに嵌合する嵌合孔であること
を特徴とする請求項１記載の自在継手。
【請求項４】
前記第１の位置規制部材は前記軸結合部の断面Ｕ字状に形成された取付面に形成された嵌合孔であり、前記第２の位置規制部材は前記第２の軸に植設されたピンであること
を特徴とする請求項１記載の自在継手。
【請求項５】
前記第２のヨークは、断面Ｕ字状に形成された軸結合部を貫通する貫通孔を備え、前記貫通孔に締付ボルト及びナットにより軸結合部を外側から締付け、前記第２のヨークに第２の軸を固定結合すること
を特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の自在継手。
【請求項６】
前記第２の軸が前記第１又は第２の位置規制部材に当接して正規の位置に装着されないとき、第２の軸とナットとの間に間隙が形成されるように前記第１又は第２の位置規制部材の配置位置が決定されること
を特徴とする請求項５記載の自在継手。
【請求項７】
前記第１の軸は車両用ステアリングシャフトであり、前記第２の軸はステアリング機構の入力軸であること
を特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の自在継手。
【請求項８】
ステアリングシャフトとステアリング機構の入力軸とを備えた車両用ステアリング装置において、ステアリングシャフトと入力軸とは前記請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の自在継手により結合されていること
を特徴とする車両用ステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用のステアリング装置に関し、特に、そのステアリングシャフトとステアリング機構の入力軸とを結合する自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のステアリング装置では、ステアリングシャフトをステアリング機構の入力軸、例えばピニオン軸に連結するために、自在継手が使用されている。
【０００３】
図９は、従来のステアリングシャフト１１０をステアリング機構の入力軸１１２に連結する自在継手１００の構成の一例を説明する図である。図９において、自在継手１００は一対のヨーク１０１と１０２を十字軸１０３を介して結合したものである。十字軸１０３の４か所の端部は、それぞれヨーク１０１、１０２の先端部の設けられたニードル軸受１０３ａを介してヨーク１０１、１０２に回転自在に結合されており、ヨーク１０１、１０２の間で回転力を伝達できるように構成されている（特許文献１参照）。
【０００４】
上記した自在継手１００をステアリング装置に組み込むときは、例えば、一方のヨーク１０１をステアリングシャフト１１０の端部に溶接その他の手段で固定結合し、他方のヨーク１０２を入力軸１１２に結合するが、このような組み付け作業は、通常は、ヨーク１０１が固定結合されたステアリングシャフト１１０を車体に取り付けた後、ステアリングシャフト１１０を動かすことなく他方のヨーク１０２を入力軸１１２に結合することができるように、「横入れ式」と呼ばれる構造のヨーク１０２が使用される。
【０００５】
図１０は、横入れ式のヨークの結合部の構成を説明する図で、横入れ式のヨーク１０２は断面がＵ字形の結合部１０２ａを備えており、Ｕ字形の結合部１０２ａには、その一方に貫通孔１０２ｂが形成され、これに対向する側には締付ボルト１０２ｄに螺合するねじ１０２ｃが設けられている。
【０００６】
図１１は、入力軸１１２のヨーク結合端部の構成を説明する図で、入力軸１１２にはその端部付近に、軸の両側を平行な平面に削った平面結合部１１２ａ、１１２ｂが形成されているほか、平面結合部１１２ａとは直角方向の端部付近に切り欠き１１２ｄが形成されている。切り欠き１１２ｄは、軸１１２と締付ボルト１０２ｄとの干渉を避けると共に、万一締付ボルト１０２ｄが緩んだ場合も、入力軸１１２がヨーク１０２から軸方向に抜けることを防止する機能を果たすものである。
【０００７】
ヨーク１０２と入力軸１１２との結合手順を簡単に説明する。まず、図９で実線で示す位置にヨーク１０２及び入力軸１１２を位置させる。次に、図９で破線で示す位置にヨーク１０２を回転させ、図１０に示すように、入力軸１１２の平面結合部１１２ａ、１１２ｂをヨーク１０２のＵ字形の結合部１０２ａの内側に挟み込む。Ｕ字形の結合部１０２ａの貫通孔１０２ｂに締付ボルト１０２ｄを挿入し、貫通孔１０２ｂに対向する側のねじ１０２ｃに締付ボルト１０２ｄを螺合して締め付けることで、Ｕ字形の結合部１０２ａは平面結合部１１２ａ、１１２ｂに密着し、ヨーク１０２と入力軸１１２との固定結合がなされる。
【０００８】
なお、上記した図１０に示す構成では、Ｕ字形の結合部１０２ａの貫通孔１０２ｂに対向する側にねじ１０２ｃを切りナットを省略しているが、ねじ１０２ｃに代えてナットを使用する構成としてもよい。
【０００９】
上記した横入れ式のヨーク１０２に入力軸１１２を結合させる作業は、エンジンルームなどの狭い空間で実施するため、締付ボルト１０２ｄによる固定結合が完了するまで、入力軸１１２とヨーク１０２とが規定の位置を保ち、入力軸１１２がヨーク１０２から抜け出さないようにするため、以下に説明するような構成が備えられている。
【００１０】
以下、図１１及び図１２を参照してその構成の一例を説明する。図１１は入力軸１１２の正面図、図１２は図１１のＬ−Ｌ線に沿った断面図である。入力軸１１２の平面結合部１１２ａ側に設けた孔１１２ｅに鋼球１１２ｆをばね材１１２ｇで突出／引込み自在に配置し、一方、ヨーク１０２のＵ字形の結合部１０２ａには入力軸１１２の平面結合部１１２ａに設けた鋼球１１２ｅが係合する入力軸方向に延びた溝１０２ｆ（図１０参照）が形成されている。
【００１１】
ヨーク１０２のＵ字形の結合部１０２ａに入力軸１１２を挟み込む操作では、鋼球１１２ｅは一旦引込み、入力軸１１２のＵ字形の結合部１０２ａへの挟み込みを許容するが、入力軸１１２がＵ字形の結合部１０２ａの所定位置に押し込まれると、鋼球１１２ｆは溝１０２ｆに嵌合して図１０に示す状態になり、入力軸１１２はヨーク１０２のＵ字形の結合部１０２ａに保持されて脱落が防止されると共に、入力軸１１２とヨーク１０２との芯合わせが達成される。
【特許文献１】特開平８−３２６７６７号公報。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記したように、従来の横入れ式のヨークを備えた自在継手では、ヨークのＵ字形の結合部に入力軸または出力軸（以下、単に軸という）を結合するとき、ヨークと軸との位置合わせをするために、軸の平面結合部には突出／引込み自在の鋼球を設け、ヨーク側のＵ字形部の内面には鋼球が係合する溝を設けているが、構成が複雑で製作に手数がかかるばかりでなく、ヨークと軸との軸方向の正確な位置決めができない。
【００１３】
ヨークと軸との正確な位置決めができないまま締付ボルトを締付けると、ヨークと軸との軸ずれが発生してしまったり、また締付ボルトの緩みが発生するなどの不都合が発生する。この発明は、上記課題を解決し、簡単な構成でヨークと軸との軸方向の正確な位置決めができる結合構成を備えた自在継手及びその自在継手を備えた車両用ステアリング装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、第１の軸に連結される第１のヨークと、第２の軸に連結される断面Ｕ字状に形成された軸結合部を備えた第２のヨークと、前記第１及び第２のヨーク相互を結合する十字軸とから構成される自在継手において、前記軸結合部は、断面Ｕ字状に形成された取付面に固定される第２の軸の軸方向位置を規制する第１の位置規制部材を備え、前記第２の軸は、前記第１の位置規制部材に嵌合する第２の位置規制部材を備えていることを特徴とする自在継手である。
【００１５】
そして、前記第１の規制部材及び第２の規制部材は、一方の規制部材が突起部材であり、他方の規制部材が前記突起部材に嵌合する凹陥部材である。
【００１６】
そして、前記第１の位置規制部材は前記軸結合部の断面Ｕ字状に形成された取付面に植設されたピンであり、前記第２の位置規制部材は前記第２の軸に形成された前記ピンに嵌合する嵌合孔とするとよい。
【００１７】
また、前記第１の位置規制部材は前記軸結合部の断面Ｕ字状に形成された取付面に形成された嵌合孔であり、前記第２の位置規制部材は前記第２の軸に植設されたピンとしてもよい。
【００１８】
前記第２のヨークは、断面Ｕ字状に形成された軸結合部を貫通する貫通孔を備え、前記貫通孔に締付ボルト及びナットにより軸結合部を外側から締付け、前記第２のヨークに第２の軸を固定結合するものとする。
【００１９】
さらに、前記第２の軸が前記第１又は第２の位置規制部材に当接して正規の位置に装着されないとき、第２の軸とナットとの間に間隙が形成されるように前記第１又は第２の位置規制部材の配置位置が決定されるものとする。
【００２０】
前記第１の軸は車両用のステアリングシャフトであり、前記第２の軸はステアリング機構の入力軸であってもよい。
【００２１】
請求項８の発明は、ステアリングシャフトとステアリング機構の入力軸とを備えた車両用ステアリング装置において、ステアリングシャフトと入力軸とは前記請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の自在継手により結合されていることを特徴とする車両用ステアリング装置である。
【発明の効果】
【００２２】
この発明の自在継手によれば、軸結合部の軸取付面に第２の軸の軸方向位置を規制する第１の位置規制部材を、また、第２の軸には第１の位置規制部材に嵌合する第２の位置規制部材を設けたので、ヨークと軸との正確な位置決めを行うことができる。
【００２３】
これにより、ヨークと軸との正確な位置決めができないままに締付ボルトを締付けてしまう不適正な作業がなくなり、ヨークと軸との軸ずれの発生や締付ボルトの緩みの発生などの不都合を未然に防止できる高品質の自在継手を提供することができる。
【００２４】
また、この発明の自在継手を備えた車両用ステアリング装置によれば、ヨークと軸との軸ずれの発生や締付ボルトの緩みの発生などの不都合が発生することのない高品質の車両用ステアリング装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明の実施の形態を、車両用ステアリング装置に適用される自在継手として説明する。
【００２６】
この発明の実施の形態の自在継手は、先に図９を参照して説明した横入れ式のヨークを備えており、発明の特徴部分は横入れ式のヨークと軸との結合部分の構成にある。横入れ式のヨークと軸（この実施の形態では入力軸）との結合部分以外の全体構成、即ち、一対のヨークを十字軸を介して結合した自在継手の全体構成は、先に図９を参照して説明した従来技術のものと変わらないのでここでは説明を省略し、横入れ式のヨーク（以下、ヨークという）と軸との結合部分の構成について説明する。
【００２７】
ヨーク軸との結合部分の以外の構成については、必要に応じて図９を参照することがある。このとき、この発明の第１の実施の形態のヨーク１１、軸１５はそれぞれ図９のヨーク１０２、軸１１２に対応し、第２の実施の形態のヨーク２１及び軸２５はそれぞれ図９のヨーク１０２、軸１１２に対応するから、図面の符号を読み替えて理解して欲しい。
【００２８】
［第１の実施の形態］
図１乃至図３は、この発明の第１の実施の形態の自在継手を説明する図であり、図１はヨークを横から見た正面図で、その底面に設けられたピン付近については一部を切欠いて断面を示している。図２は図１のＡ−Ａ線に沿ったヨークの断面図、図３はヨークに結合される軸の結合部付近の正面図である。
【００２９】
図１及び図２に示すように、ヨーク１１は、全体が断面Ｕ字形に形成された結合部１１ａと、結合部１１ａから延長された十字軸取付部１１ｂから構成される。十字軸取付部１１ｂには貫通孔１１ｄが設けられて図示しないニードル軸受が装着されており、ニードル軸受には、これも図示されていない十字軸の端部が回転自在に保持されていることは、従来技術と変わらない。
【００３０】
Ｕ字形の結合部１１ａには、その一方に締付ボルト１３が挿入される貫通孔１１ｅが形成され、これに対向する側にも貫通孔１１ｆが形成され、貫通孔１１ｆには締付ボルト１３に螺合するナット１４がナットホルダー１４ａに支承されて配置されている。なお、１４ｂはナット１４が締付ボルト１３に螺合するまで仮保持するＯリングである。
【００３１】
また、結合部１１ａの底面には第１の位置規制部材である植込みピン１２が固定されており、植込みピン１２の先端は結合部１１ａのＵ字形の内面に突出している。
【００３２】
図３は、軸１５の結合部付近の構成を示す正面図で、軸１５には、前記ヨーク１１の結合部１１ａの底面の植込みピン１２に嵌合する第２の位置規制部材である嵌合孔１５ａが形成されている。このほか軸１５には、その端部付近に、軸１５の両側を平行な平面に削った平面結合部１５ｂ、１５ｃが形成されているほか、平面結合部１５ｂ、１５ｃとは直角方向の端部付近に切り欠き１５ｄが形成されている。切り欠き１５ｄは、軸１５と締付ボルト１３との干渉を避けると共に、万一締付ボルト１３が緩んだ場合も、軸１５がヨーク１１から軸方向に抜けることを防止する機能を果たす。
【００３３】
以上の構成において、ヨーク１１と軸１５との結合手順を簡単に説明する。まず、ヨーク１１及び軸１５を結合準備位置（図９では実線で示す位置）に配置する。次に、ヨーク１１を回転させ（図９では点線で示す位置に回転）、軸１５の平面結合部１５ｂ、１５ｃをヨーク１１のＵ字形の結合部１１ａの内側面に接触するように挟み込み、軸１５に形成された嵌合孔１５ａをＵ字形の結合部１１ａの植込みピン１２に嵌合させる。この後、締付ボルト１３を貫通孔１１ｅに挿入し、その先に配置されているナット１４に螺合させることで、ヨーク１１と軸１５との結合が完了する。
【００３４】
なお、ヨーク１１に保持されるナット１４と、植込みピン１２、及び軸１５との間の位置関係は、図４に示すように、軸１５をヨーク１１のＵ字形の結合部１１ａに、図４で右側から挿入して植込みピン１２の右側面に軸１５の端面が当接した状態（正常な組立状態ではない）において、ナット１４の外側面と軸１５との間に空隙ｍが維持され、相互に干渉しないようナット１４と植込みピン１２との相対位置を決定するものとする。
【００３５】
この構成によれば、ヨーク１１と軸１５との軸方向の結合位置を容易に正規の位置に確定することができ、ヨーク１１と軸１５とが正規の軸方向位置以外では組み立てることができないから、不注意に基づく組立作業での誤りを未然に防止することができる。
【００３６】
［第２の実施の形態］
図５乃至図７は、この発明の第２の実施の形態の自在継手を説明する図であり、図５はヨークを横から見た正面図で、その底面に設けられたピン嵌合孔付近は一部を切欠いて断面を示している。図６は図５のＢ−Ｂ線に沿ったヨークの断面図、図７はヨークに結合される軸の結合部付近の正面図である。
【００３７】
図５及び図６に示すように、ヨーク２１は、全体が断面Ｕ字形に形成された結合部２１ａと、結合部２１ａから延長された十字軸取付部２１ｂから構成される。十字軸取付部２１ｂには貫通孔２１ｄが設けられて図示しないニードル軸受が装着されており、ニードル軸受には、これも図示されていない十字軸の端部が回転自在に保持されていることは、従来技術と変わらない。
【００３８】
Ｕ字形の結合部２１ａには、その一方に締付ボルト２３が挿入される貫通孔２１ｅが形成され、これに対向する側にも貫通孔２１ｆが形成され、貫通孔２１ｅには締付ボルト２３に螺合するナット２４がナットホルダー２４ａに支承されて配置されている。なお、２４ｂはナット２４が締付ボルト２３に螺合するまで仮保持するＯリングである。
【００３９】
また、結合部２１ａの底面には第１の位置規制部材であるピン嵌合孔２２が形成されている。
【００４０】
図７は、軸２５の結合部付近の構成を示す正面図で、軸２５には、前記ヨーク２１の結合部２１ａの底面のピン嵌合孔２２に嵌合する第２の位置規制部材である結合ピン２６が軸２５の中心軸に対して垂直に突出して植えられている。このほか軸２５には、その端部付近に、軸２５の両側を平行な平面に削った平面結合部２５ｂ、２５ｃが形成されているほか、平面結合部２５ｂ、２５ｃとは直角方向の端部付近に切り欠き２５ｄが形成されている。切り欠き２５ｄは、軸２５と締付ボルト２３との干渉を避けると共に、万一締付ボルト２３が緩んだ場合も、軸２５がヨーク２１から軸方向に抜けることを防止する機能を果たす。
【００４１】
以上の構成において、ヨーク２１と軸２５との結合手順を簡単に説明する。まず、ヨーク２１及び軸２５を結合準備位置（図９では実線で示す位置）に配置する。次に、ヨーク２１を回転させ（図９では点線で示す位置に回転）、軸２５の平面結合部２５ｂ、２５ｃをヨーク２１のＵ字形の結合部２１ａに挟み込む。このとき、軸２５に設けた結合ピン２６をヨーク２１のＵ字形の結合部２１ａの嵌合孔２２に嵌合させる。この後、締付ボルト２３を貫通孔２１ｂに挿入し、その先に配置されているナット２４に螺合させることで、ヨーク２１と軸２５との結合が完了する。
【００４２】
なお、ヨーク２１に保持されるナット２４と、軸２５に設けた結合ピン２６との間の位置関係は、図８に示すように、軸２５をヨーク２１のＵ字形の結合部２１ａに、図８で右側から挿入して結合ピン２６の左側面がＵ字形の結合部２１ａの右端面に当接した状態（正常な組立状態ではない）において、ナット２４の外側面と軸２５との間に空隙ｍが維持され、相互に干渉しないようナット２４と結合ピン２６との相対位置を決定するものとする。
【００４３】
この構成によっても、ヨーク２１と軸２５との軸方向の結合位置を容易に正規の位置に確定することができ、ヨーク２１と軸２５とが正規の軸方向位置以外では組み立てることができないから、不注意に基づく組立作業での誤りを未然に防止することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
この発明の自在継手は、車両用ステアリング装置に適用されるもので、軸結合部の軸取付面に第２の軸の軸方向位置を規制する第１の位置規制部材を、第２の軸に第１の位置規制部材に嵌合する第２の位置規制部材を設けたので、ヨークと軸との正確な位置決めを行うことができ、ヨークと軸との軸ずれの発生や締付ボルトの緩みの発生などの不都合を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】この発明の第１の実施の形態の自在継手の一部を切欠いて断面を示した正面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿ったヨークの断面図。
【図３】ヨークに結合される軸の結合部付近の正面図。
【図４】ナット、植込みピン、及び軸との間の位置関係を説明する図。
【図５】この発明の第２の実施の形態の自在継手の一部を切欠いて断面を示した正面図。
【図６】図５のＢ−Ｂ線に沿ったヨークの断面図。
【図７】ヨークに結合される軸の結合部付近の正面図。
【図８】ナット、植込みピン、及び軸との間の位置関係を説明する図。
【図９】従来の自在継手の構成の一例を説明する図。
【図１０】図９に示す自在継手のヨークと軸との結合状態を説明する図。
【図１１】軸の構成を示す正面図。
【図１２】図１１に示す軸のＬ−Ｌ線に沿った断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１１  ヨーク
１１ａ  結合部
１１ｂ  十字軸取付部
１１ｄ  貫通孔
１１ｅ、１１ｆ  貫通孔
１２  植込みピン
１３  締付ボルト
１４  ナット
１４ａ  ナットホルダー
１４ｂ  Ｏリング
１５  軸
１５ａ  嵌合孔
１５ｂ、１５ｃ  平面結合部
１５ｄ  切り欠き
２１  ヨーク
２１ａ  結合部
２１ｂ  十字軸取付部
２１ｄ  貫通孔
２１ｅ、２１ｆ  貫通孔
２２  ピン嵌合孔
２３  締付ボルト
２４  ナット
２４ａ  ナットホルダー
２４ｂ  Ｏリング
２５  軸
２５ｂ、２５ｃ  平面結合部
２５ｄ  切り欠き
２６  結合ピン
【図１】
2005325869.tif 000003
【図２】
2005325869.tif 000004
【図３】
2005325869.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2005325869.tif 000009
【図８】
2005325869.tif 000010
【図９】
2005325869.tif 000011
【図１０】
2005325869.tif 000012
【図１１】
2005325869.tif 000013
【図１２】
2005325869.tif 000014