(57)【要約】【課題】シャフトといわゆるスイングインヨークとの結合において、両者の結合力を長期間に亘って十分に確保でき、かつコストも安価であること。【解決手段】自在継手のヨーク３のシャフト係合部７の相対向する一対の挟持板５，６間に、シャフト１の先端部２２が組み入れられる。先端部２２の一対の被扶持面２４は、シャフト係合部７の一対の挟持板５，６の対応する挟持面１７から掘り込み形成された逃げ凹部２８を含む。締付軸挿通孔８，９に挿通された締付軸１０とナット２０との螺合により、一対の挟持板５，６が締付けられ、一対の挟持板５，６の一部が対応する逃げ凹部２８の縁部３３に食い込む。【選択図】            図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自在継手のヨークに設けられ、相対向する一対の挟持板を含む断面Ｕ字形形状をなすシャフト係合部と、
上記シャフト係合部の一対の挟持板間にＵ字の開放側から組み入れられたシャフトと、
上記一対の挟持板の締付軸挿通孔に挿通され一対の挟持板を締付けるための締付軸とを備え、
上記一対の挟持板間に上記シャフトが挟持されるシャフトとヨークの結合構造において、
上記シャフトは、対応する挟持板の挟持面にそれぞれ対向する一対の被挟持面を含み、
少なくとも一方の被挟持面は、逃げ凹部を含み、
上記逃げ凹部は、対応する挟持板の締付軸挿通孔の周縁の一部に対向する部分を少なくとも含むことを特徴とするシャフトとヨークの結合構造。
【請求項２】
請求項１において、上記シャフトの硬度は、上記シャフト係合部の硬度よりも高いことを特徴とするシャフトとヨークの結合構造。
【請求項３】
請求項１または２において、上記シャフトの周面は締付軸を係合させる凹溝を含み、上記逃げ凹部は被挟持面の凹溝側半部に設けられることを特徴とするシャフトとヨークの結合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シャフトと自在継手のヨークの結合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、自動車のステアリングシャフト等のシャフトに結合される自在継手のヨークの１つとして、いわゆるスイングインヨークが用いられている。このスイングインヨークは、シャフトに係合するためのシャフト係合部を有しており、このシャフト係合部は、相対向する一対の挟持板を含む断面Ｕ字形形状をなしている。これらシャフトとスイングインヨークとは、下記のようにして一体回転可能に結合される。すなわち、スイングインヨークを自在継手の十字軸の回りに回動させて、シャフト係合部のＵ字の開放側から断面小判状をなすシャフトの先端部を組み入れることで、両者の結合が達成される。
【０００３】
また、シャフト係合部の一対の挟持板の開放側には挿通孔がそれぞれ形成されており、各挿通孔に挿通されたボルトにナットが螺合されている。これにより、ボルトとナットで各挟持板を締付けて、シャフトとスイングインヨークとを所定の結合力で結合している。
このようなシャフトとヨークの結合構造において、シャフトと各挟持板との接触圧を高めてシャフトとヨークの結合力を十分に確保するために、各挟持板の内側面に複数の突起を形成してこれら突起とシャフトとを接触させたものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０一９２８１号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、シャフトに極めて大きなトルクが作用した場合、シャフトがシャフト係合部の各挟持板に対してすべりを生じて騒音が発生する虞がある。ここで、特許文献１の構成によれば、シャフトとシャフト係合部の結合力を十分に確保しているので、シャフトをスイングインヨークに対してよりすべり難くすることができる。
【０００６】
しかしながら、シャフト係合部は、シャフトからの荷重を突起で受けるので、長期間の使用により突起が磨耗してしまい、シャフトとの間にガタが出て上記のすべりを確実に抑制できなくなる虞がある。また、突起を複数形成しなければならず、コストも高くついてしまう。さらに、組付性を確保するには、シャフトの巾を突起間の距離より小さくしておく必要があり、結合力を低下させてしまう。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、シャフトとヨークの結合力を長期間に亘って十分に確保して両者間のすべりを抑制でき、かつシャフトとスイングインヨークとの組付性にも優れ、更にはコストも安価なシャフトとヨークの結合構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
上記目的を達成するため、第１発明は、自在継手のヨークに設けられ、相対向する一対の挟持板を含む断面Ｕ字形形状をなすシャフト係合部と、上記シャフト係合部の一対の挟持板間にＵ字の開放側から組み入れられたシャフトと、上記一対の挟持板の締付軸挿通孔に挿通され一対の挟持板を締付けるための締付軸とを備え、上記一対の挟持板間に上記シャフトが挟持されるシャフトとヨークの結合構造において、上記シャフトは、対応する挟持板の挟持面にそれぞれ対向する一対の被挟持面を含み、少なくとも一方の被挟持面は、逃げ凹部を含み、上記逃げ凹部は、対応する挟持板の締付軸挿通孔の周縁の一部に対向する部分を少なくとも含むことを特徴とする。
【０００８】
本発明によれば、逃げ凹部を設けることで、挟持面から被挟持面に掛かる面圧をより高めることができる。さらに、締付軸挿通孔の周縁の一部が逃げ凹部の縁部に食い込むので、シャフトと対応する挟持板とをより強固に係合させることができる。したがって、シャフトとヨークの結合力を極めて高くすることができ、シャフトがヨークに対してすべりを生じることを確実に抑制して、騒音の発生を確実に抑制できる。しかも、挟持面と対応する被挟持面とは互いに面接触するので、両者が磨耗して結合力が低下することを防止でき、シャフトとヨークの結合力を長期間に亘って維持できる。さらに、被挟持面に凹部を設けるのみで良く、コストも極めて安価である。また、シャフトをヨークに組み込んだ後、締付軸により、挟持面を凹部に食い込ませるわけであるから、予め挟持面の内側面に突起を設けておくのに比べて、組付性が極めて高い。
【０００９】
第２発明は、第１発明において、上記シャフトの硬度は、上記シャフト係合部の硬度よりも高いことを特徴とする。本発明によれば、締付軸挿通孔の周縁の一部を逃げ凹部の縁部により食い込ますことができ、シャフトとシャフト係合部の対応する挟持板とをより強固に係合させることができる。
第３発明は、第１または第２発明において、上記シャフトの周面は締付軸を係合させる凹溝を含み、上記逃げ凹部は被挟持面の凹溝側半部に設けられることを特徴とする。本発明によれば、シャフト係合部からシャフトが抜けてしまうことを確実に防止できる。さらに、シャフトとヨークの結合力を確保するために必要な逃げ凹部の形成範囲を最小限にでき、より一層コストを安価にできる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態のシャフト１と自在継手２のヨーク３の結合構造４を示す模式的な―部断面側面図である。図２は、シャフト１と自在継手２のヨーク３の模式的な斜視図である。図３は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【００１１】
図１および図２を参照して、本結合構造４は、自在継手２のヨーク３に設けられ、相対向する一対の挟持板５，６を含む断面Ｕ字形形状をなすシャフト係合部７と、このシャフト係合部７の一対の挟持板５，６間にＵ字の開放側から組み入れられたシャフト１と、一対の挟持板５，６の締付軸挿通孔８，９に挿通されてこれら一対の挟持板５，６を締付けるための締付軸１０とを備えている。
シャフト１は、鋼材等の材料（本実施の形態においては、ＳＣＭ４４０）を用いて形成され、ヨーク３は圧延鋼板等の材料（本実施の形態においては、ＳＰＨＥ）を用いて形成されている。すなわち、シャフト１の硬度Ｈ１は、ヨーク３のシャフト係合部７の硬度Ｈ２よりも高く（Ｈ１＞Ｈ２）設定されている。
【００１２】
自在継手２は、上記のヨーク３に加え、ヨーク１１と、各ヨーク３，１１を互いにトルク伝達可能に連結する十字軸１２とをさらに備えている。シャフト１の軸方向Ｓ（以下、単に「軸方向Ｓ」ともいう）に関するヨーク３の一端部１３には、十字軸１２と相対回動自在に結合する結合部としての十字軸挿通孔１４が形成されており、ヨーク３は、十字軸１２回りに（矢印Ｒ１方向に）回動可能となっている。
【００１３】
ヨーク３のシャフト係合部７は、一対の挟持板５，６の基端部１５を互いに接続する接続板１６をさらに備えている。
図１，図２および図３を参照して、ヨーク３とシャフト１とは、一体回転可能に結合されている。具体的には、ヨーク３のシャフト係合部７の一対の挟持板５，６の内側面が互いに略平行に延びており、各内側面に、シャフト１を挟持する挟持面１７が形成されている。
【００１４】
また、一対の挟持板５，６の対応する開放端部１８に、前述の締付軸挿通孔８，９がそれぞれ形成されている。一方の締付軸挿通孔８は、締付軸１０の偏心軸部２６を挿通可能なように、例えば長孔に形成されている。他方の締付軸挿通孔９は、締付軸１０の先端に形成されるねじ部１９に螺合するナット２０の円形の挿入凸部２１を挿入可能なように、例えば円孔に形成されている。各締付軸挿通孔８，９に挿通された締付軸１０と、シャフト係合部７の接続板１６との間にシヤフト１が配置される。
【００１５】
シャフト１は、その先端部２２が断面略小判形形状に形成されており、この先端部２２の周面２３の一部がシャフト係合部７の内側面の形状に対応する形状となっている。すなわち、先端部２２の周面２３には、シャフト係合部７の一対の挟持板５，６の対応する挟持面１７にそれぞれ略平行に対向する一対の被挟持面２４が形成されており、挟持面１７と対応する被挟持面２４同士が当接している。また、シャフト１の先端部２２の周面２３のうち、一対の被挟持面２４間に位置する部分の一方は、シャフト係合部７の接続板１６の内側面の形状に対応する形状に形成されている。
【００１６】
シャフト１の先端部２２の周面２３のうち、一対の被挟持面２４間に位置する部分の他方２５には、締付軸１０の偏心軸部２６に係合する凹溝２７が形成されている。
シャフト１の先端部２２の各被挟持面２４は、シャフト係合部７の一対の挟持板５，６の対応する挟持面１７から例えばフライスを用いた切削加工によって掘り込み形成された逃げ凹部２８を含む。各逃げ凹部２８は、凹溝２７の底部２９から軸方向Ｓの両側に延びると共に、被挟持面２４の軸方向Ｓに直交する方向Ｖの全長に亘って延びている。また、各逃げ凹部２８は、対応する被挟持面２４からの深さが概ね０．１〜０．２ｍｍに設定されている。
【００１７】
上記の構成により、シャフト１の各逃げ凹部２８は、シャフト係合部７の対応する挟持板５，６の締付軸挿通孔８，９の周縁３０，３１の一部（例えば、対応する周縁３０，３１の基端部１５側半部）に対向する部分を少なくとも含んでいる。
ヨーク３とシャフト１とを結合させる場合、ヨーク３を、図１の２点鎖線で示す位置から十字軸１２の回りに回動させてシャフト係合部７の一対の挟持板５，６間にＵ字の開放側からシャフト１の先端部２２を嵌め込む。次に、各締付軸挿通孔８，９に締付軸１０を挿通してねじ部１９をナット２０に螺合すると共に、締付軸１０の偏心軸部２６をシャフト１の先端部２２の凹溝２７に係合させる。これにより、ヨーク３のシャフト係合部７の一対の挟持板５，６間にシャフト１が挟持される。この際、図３に示すように、締付軸１０の頭部３２とナット２０による締付により、一対の挟持板５，６の一部が対応する逃げ凹部２８の縁部３３に食い込む。
【００１８】
図１を参照して、例えばシャフト１に極めて大きなトルクが入力された場合には、シャフト１がヨーク３に対して締付軸１０回り（矢印Ｒ２方向および矢印Ｒ３方向）に回動しようとするが、シャフト１とシャフト係合部７とは、逃げ凹部を設けていないシャフトとシャフト係合部との当接に比べて、すべりをより確実に抑えることができる。
このように、本実施の形態によれば、逃げ凹部２８を設けることで、各挟持面１７から対応する被挟持面２４に掛かる面圧をより高めることができる。さらに、締付軸挿通孔８，９の周縁３０，３１の一部が対応する逃げ凹部２８の縁部３３に食い込むので、シャフト１とシャフト係合部７の対応する挟持板５，６とをより強固に係合させることができる。したがって、シャフト１とヨーク３の結合力を極めて高くすることができ、シャフト１がヨーク３に対してすべりを生じることを確実に抑制して、騒音の発生を確実に抑制できる。
【００１９】
しかも、各挟持面１７と対応する被挟持面２４とは互いに面接触するので、両者が磨耗して結合力が低下することを防止でき、シャフト１とヨーク３の結合力を長期間に亘って維持できる。さらに、被挟持面２４に凹部を設けるのみで良く、コストも極めて安価である。また、シャフト１をヨーク３に組み込んだ後、締付軸１０により、各挟持面１７を対応する逃げ凹部２８に食い込ませるわけであるから、予め挟持面の内側面に突起を設けておくのに比べて、組付性が極めて高い。
【００２０】
また、シャフト１の硬度Ｈ１をシャフト係合部７の硬度Ｈ２よりも高くすることで、締付軸挿通孔８，９の周縁３０，３１の一部を逃げ凹部２８の縁部３３により食い込ますことができ、シャフト１とシャフト係合部７の対応する挟持板５，６とをより強固に係合させることができる。さらに、締付軸１０とシャフト１の凹溝２７との係合により、シャフト係合部７からシャフト１が抜けてしまうことを確実に防止できる。
【００２１】
なお、本発明は上記実施の形態に限定されない。例えば、図４に示すように、各逃げ凹部２８を、シャフト１の対応する被挟持面２４の前述の方向Ｖの凹溝２７側半部にのみ設けても良い。この場合、シャフト１とヨーク３の結合力を確保するために必要な各逃げ凹部２８の形成範囲を最小限にでき、より一層コストを安価にできる。
また、各逃げ凹部２８を、シャフト１の対応する被挟持面２４の凹溝２７の底部２９よりもシャフト１の先端側に設けても良い。さらに、上記各実施の形態において、逃げ凹部２８を、シャフト１の一対の被挟持面２４の何れか一方にのみ設けても良い。
【００２２】
本発明のシャフトとヨークの結合構造は、例えば、ステアリングシャフトに一方のヨークが結合された自在継手の他方のヨークと、インターミディエイトシャフトとを結合する構造として用いられる。その他、本発明の特許請求の範囲内において種々の変更が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のシャフトと自在継手のヨークの結合構造を示す模式的な一部断面側面図である。
【図２】シャフトと自在継手のヨークの模式的な斜視図である。
【図３】図１のＩＩ一ＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の他の実施の形態のシャフトの一部側面図である。
【符号の説明】
１    シャフト
２    自在継手
３    ヨーク
４    結合構造
５    挟持板
６    挟持板
７    シャフト係合部
８    締付軸挿通孔
９    締付軸挿通孔
１０  締付軸
１７  挟持面
２３  周面
２４  被挟持面
２７  凹溝
２８  逃げ凹部
３０  周縁
３１  周縁
Ｈ１  硬度
Ｈ２  硬度
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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