(57)【要約】【課題】シャフトと筒状部が確実かつ適切に嵌合させるシャフト嵌合装置の提供【解決手段】このシャフト嵌合装置２０は、シャフト１１と、シャフト１１が嵌まる深さを規定する突き当たり部１２を備えた縮径可能な筒状部１３と、筒状部１３を縮径させる締付手段１４とを備え、筒状部１３にシャフト１１を挿入した状態で、締付手段１４によって筒状部１３を縮径させてシャフト１１を筒状部１３に嵌合させるシャフト嵌合構造１０のシャフト嵌合装置２０であって、シャフト嵌合構造１０の締付手段１４を締め込む締結具４１と、シャフト１１が筒状部１３に対して突き当たり部１２で規定される所定の深さに到達しているかを検知する検知センサ４２と、検知センサ４２の検知信号を受けて締結具４１の締め込み動作が行われるように締結具４１を制御する制御装置４３とを備えたものである。【選択図】図４
2007271000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、シャフトが嵌まる深さを規定する突き当たり部を備えた縮径可能な筒状部と、筒状部を縮径させる締付手段とを備え、筒状部にシャフトを挿入した状態で、締付手段によって筒状部を縮径させてシャフトを筒状部に嵌合させるシャフト嵌合構造のシャフト嵌合装置であって、
前記シャフト嵌合構造の締付手段を締め込む締結具と、
前記シャフトが筒状部に対して突き当たり部で規定される所定の深さに到達しているかを検知する検知センサと、
前記検知センサの検知信号を受けて前記締結具の締め込み動作が行われるように締結具を制御する制御装置とを備えたシャフト嵌合装置。
【請求項２】
前記筒状部の側面には、シャフトが突き当たり部で規定される所定の深さまで到達しているかを確認し得る位置に確認穴が形成されており、前記検知センサは確認穴から筒状部内を臨むように設置されることを特徴とする請求項１に記載のシャフト嵌合装置。
【請求項３】
シャフトと、シャフトが嵌まる深さを規定する突き当たり部を備えた縮径可能な筒状部と、筒状部を縮径させる締付手段とを備えたシャフト嵌合構造のシャフト嵌合方法であって、
前記シャフトが突き当たり部で規定される所定の深さまで到達しているかを確認し得る位置に検知センサを設置し、シャフトが筒状部に対して突き当たり部で規定される所定の深さに到達しているかを検知する検知工程と、
前記検知工程での検知センサの検知信号に基づいて、前記締付手段を締め込む締結具の締め込み動作を行わせるシャフト嵌合工程とを備えたシャフト嵌合方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はシャフトを筒状部に嵌合するシャフト嵌合装置及びシャフト嵌合方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シャフトを筒状部に嵌合する構造は、例えば、自動車のステアリング機構において、ステアリングギアの入力軸をステアリングシャフトに連結する構造に用いられている。自動車に用いられるステアリングシャフトと、ステアリングギアの入力軸（ピニオンシャフト）は、レイアウト並びに組み付け等の制限から、ユニバーサルジョイントによって連結されている。
【０００３】
この場合、ユニバーサルジョイントには、シャフトを挿入する筒状部を備えた筒状部材を取り付け、シャフトの結合部に雄スプラインを形成し、ユニバーサルジョイントに取り付けた筒状部材の筒状部には、その内周面に雌スプラインを形成し、両者をスプライン結合している。ところで、ステアリングギアの入力軸がステアリングシャフト側のユニバーサルジョイントに取り付けた筒状部材に、適切に挿入されているかは、作業者による目視や、装着時に得られる作業者の手の感覚で確認されている。
【０００４】
しかし、上述したステアリングギアの入力軸とステアリングシャフトの組み付けは、自動車のステアリング装置の組み付け工程の最後に組み付けられることが多い。このため、ステアリングギアの入力軸がステアリングシャフト側のユニバーサルジョイントに取り付けた筒状の部材に、適切に挿入されているかを目視で確認することが難しい。また、手の感触は、作業者の感覚に頼るものであり、確認にミスが生じないとは限らない。このため、組み付け作業後に、適切に組み付けられているかを十分に確認している。
【０００５】
斯かるシャフトと筒状部の嵌合構造について、特開平４−１１３３３４号公報と特開平１０−２７４２４９号公報には不適切な組み付けを防止する構造が開示されている。
【特許文献１】実開平４−１１３３３４号公報
【特許文献２】特開平１０−２７４２４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特開平４−１１３３３４号公報に開示されたものは、シャフトと筒状部の間に、弾性を有する線材を挟むものであり、所定の形状に折り曲げた線材を予め用意する必要もあり、部品点数が多く、組み付け性も必ずしも良くない。
【０００７】
特開平１０−２７４２４９号公報についても、シャフト側に、ブラケットや規制部材を取り付けた構成が提案されている。しかし、斯かる構成は、シャフトにブラケットや規制部材を取り付けるなど部品構成が複雑になり、斯かる規制部材を取り付けるために溶接が必要になるなど部品コストが掛かる。
【０００８】
このように、シャフトの不適切な嵌合を防止する構造は、従来はシャフトを筒状部に嵌合させるシャフト嵌合構造の部品構成が複雑にであったり、また組み付け作業の作業性も悪くなったりするものであった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るシャフト嵌合装置は、シャフトと、シャフトが嵌まる深さを規定する突き当たり部を備えた縮径可能な筒状部と、筒状部を縮径させる締付手段とを備え、筒状部にシャフトを挿入した状態で、締付手段によって筒状部を縮径させてシャフトを筒状部に嵌合させるシャフト嵌合構造のシャフト嵌合装置であって、シャフト嵌合構造の締付手段を締め込む締結具と、シャフトが筒状部に対して突き当たり部で規定される所定の深さに到達しているかを検知する検知センサと、検知センサの検知信号を受けて締結具の締め込み動作が行われるように締結具を制御する制御装置とを備えたものである。
【００１０】
また、筒状部の側面には、シャフトが突き当たり部で規定される所定の深さまで到達しているかを確認し得る位置に確認穴が形成されており、検知センサが確認穴から筒状部内を臨むように設置されるように構成してもよい。
【００１１】
また、本発明に係るシャフト嵌合方法は、シャフトと、シャフトが嵌まる深さを規定する突き当たり部を備えた縮径可能な筒状部と、筒状部を縮径させる締付手段とを備えたシャフト嵌合構造のシャフト嵌合方法であって、シャフトが突き当たり部で規定される所定の深さまで到達しているかを確認し得る位置に検知センサを設置し、シャフトが筒状部に対して突き当たり部で規定される所定の深さに到達しているかを検知する検知工程と、検知工程での検知センサの検知信号に基づいて、締付手段を締め込む締結具の締め込み動作を行わせるシャフト嵌合工程とを備えている。
【発明の効果】
【００１２】
このシャフト嵌合装置及びシャフト嵌合方法によれば、シャフトが筒状部に対して適切に挿入されているのを確実に確保して、シャフトと筒状部を嵌合させることができる。
【００１３】
また、筒状部の側面に確認穴を形成し、検知センサが確認穴から筒状部内を臨むように設置されるように構成したものは、シャフト嵌合構造の部品構成は複雑にならず、組み付け作業の作業性も悪くならない。また、確認穴を形成することにより予め定めた位置に検知センサを設置することができるから、検知センサによる誤った検知をより確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態に係るシャフト嵌合装置及びシャフト嵌合方法を図面に基づいて説明する。
【００１５】
このシャフト嵌合装置２０は、図１及び図４に示すように、シャフト１１と、シャフト１１が嵌まる深さを規定する突き当たり部１２（図４参照）を備えた縮径可能な筒状部１３と、筒状部１３を縮径させる締付手段１４とを備え、筒状部１３にシャフト１１を挿入した状態で、締付手段１４によって筒状部１３を縮径させてシャフト１１を筒状部１３に嵌合させるシャフト嵌合構造１０に用いるものである。
【００１６】
なお、図１では、図２に示すように、ステアリング機構１００のステアリングギア１０１の入力軸（シャフト１１）と、ユニバーサルジョイント１０２に取り付けた筒状部１３を備えた筒状部材１０３を嵌合させるシャフト嵌合構造１０を例示している。図２中、１０４はステアリングホイールであり、１０５はハンドル軸、１０６は連結ロッド、１０７はタイロッドである。
【００１７】
ステアリングギア１０１の入力軸（シャフト１１）は、図１に示すように、先端部の外周面に雄スプライン２１が形成されている。ユニバーサルジョイント１０２に取り付けられる筒状部材１０３は、ユニバーサルジョイント１０２に取り付けられる結合腕部１０３ａと、シャフト１１が挿入される筒状部１３とを備えている。筒状部１３は、内周面に、シャフト１１に形成した雄スプライン２１に対応する雌スプライン２２を形成している。
【００１８】
また、筒状部１３は縮径可能な構造であり、この実施形態では、図３に示すように、軸方向にスリット状の切割部２３を備えており、切割部２３の両側に一対のフランジ部２４、２５を対向させて延在させ、この一対のフランジ部２４、２５を貫通するようにボルト挿通穴２６、２７を形成している。筒状部１３を縮径させる締付手段１４は、ボルトナットによる締付構造を用いており、筒状部１３の一対のフランジ部２４、２５に形成したボルト挿通穴２６、２７にボルト２８を挿通し、ボルト２８にナット２９を装着して、ナット２９を締め付けることにより、筒状部１３を縮径させている。
【００１９】
シャフト１１が筒状部１３に嵌まる深さを規定する突き当たり部１２は、シャフト１１の外周面に形成した雄スプライン２１の基端部３１と、筒状部１３の挿入口側端面３２とが突き当たる構造で構成している。筒状部１３の雌スプライン２２をシャフト１１の雄スプライン２１に対して長めに形成しており、シャフト１１が筒状部１３に嵌まる深さは、シャフト１１の外周面に形成する雄スプライン２１の長さで決まる。
【００２０】
シャフト嵌合装置２０は、図４に示すように、斯かるシャフト嵌合構造１０に用いられ、締結具４１と、検知センサ４２と、制御装置４３で構成されている。
【００２１】
締結具４１はシャフト嵌合構造１０の締付手段１４を締め込む装置である。この実施形態では、締付手段１４としてボルトナットによる締付構造が採用されており、ボルトナットを締め込む締結具４１として、ボルトナットに適合したアタッチメントを取り付けた電動ドライバ４１を用いている。
【００２２】
検知センサ４２は、シャフト１１が筒状部１３に対して突き当たり部１２で規定される所定の深さに到達しているかを検知するものである。この実施形態では、図４に示すように、筒状部１３の側面には、シャフト１１が突き当たり部１２で規定される所定の深さまで到達しているかを確認し得る位置に確認穴５１を形成している。検知センサ４２は、この確認穴５１に装着され、確認穴５１から筒状部１３内を臨むように設置されるように構成している。詳しくは、この実施形態では、確認穴５１に装着される検知治具５２を用い、検知センサ４２を検知治具５２の筒状部１３の確認穴５１に装着される端面に取り付けている。これにより、検知センサ４２は、筒状部１３に対し、検知治具５２を筒状部１３の確認穴５１に装着したときに、筒状部１３の内部を臨むように設置される。
【００２３】
検知センサ４２は、筒状部１３の側面に形成する確認穴５１から、シャフト１１の有無を検知し、所定の検知信号を発するものを採用することができる。例えば、公知の接触式のセンサや、非接触の近接センサ、具体的には、光学センサや磁気センサなどの種々のセンサを用いることができる。
【００２４】
確認穴５１は、筒状部１３の側面に、シャフト１１が筒状部に対して所定の深さまで到達していることを確認し得る位置に形成されている。このため、図５に示すように、シャフト１１が筒状部１３に対して所定の深さまで到達している場合には、確認穴５１から筒状部１３内を臨むように設置した検知センサ４２により、シャフト１１を検知することができる。この際、検知センサ４２は、シャフト１１が筒状部１３に対して所定の深さまで到達していることを示す検知信号を発信する。これに対し、図６に示すように、シャフト１１が筒状部１３に対して所定の深さまで到達していない場合には、確認穴５１から筒状部１３内を臨むように設置した検知センサ４２により、シャフト１１を検知することができない。この場合には、検知センサ４２から検知信号は発信されない。
【００２５】
制御装置４３は、検知センサ４２から発信された検知信号を受けて締結具４１の締め込み動作が行われるように締結具４１を制御するものである。この実施形態では、上述したように、締付手段１４がボルトナットによる締付構造を備えており、締結具４１には、ボルトナットに適合したアタッチメントを取り付けた電動ドライバ４１を用いている。このため、制御装置４３は検知センサ４２の検知信号を受けて、電動ドライバ４１の締め込み動作のスイッチ４１ａを入れることができるように構成するとよい。
【００２６】
この場合、作業者は、検知センサ４２の検知信号を受けなければ、電動ドライバ４１にスイッチを入れることができず、電動ドライバ４１を用いてボルト２８とナット２９の締め込みが行えない。
【００２７】
すなわち、作業者は、図５に示すように、シャフト１１が筒状部１３に対して適切に挿入されている場合には、電動ドライバ４１を用いてボルト２８とナット２９を締め込んでシャフト１１と筒状部１３を嵌合させることができるのであるが、図６に示すように、シャフト１１が筒状部１３に対して適切に挿入されていない場合には、電動ドライバ４１を用いてボルト２８とナット２９を締め込んでシャフト１１と筒状部１３を嵌合させることができない。
【００２８】
このように、このシャフト嵌合装置２０によれば、シャフト１１が筒状部１３に対して適切に挿入されているのを確実に確保して、シャフト１１と筒状部１３を嵌合させることができる。このため、特に、ステアリングギアの入力軸と、ステアリングシャフト側のユニバーサルジョイントに取り付けた筒状部材の嵌合構造のように、シャフト１１が筒状部１３に対して適切に挿入されているかを、作業者が目視で確認することが難しいような場合でも、より確実かつ適切に、シャフト１１と筒状部１３を組み付けることができる。
【００２９】
また、この実施形態では、筒状部１３の側面に確認穴５１を形成し、検知センサ４２が確認穴５１から筒状部１３内を臨むように設置されるように構成している。これにより、シャフト嵌合構造１０の部品構成は複雑にならず、組み付け作業の作業性も悪くならない。また、確認穴５１を形成することにより予め定めた位置に検知センサ４２を設置することができるから、検知センサ４２による誤った検知を防止することができる。
【００３０】
以上、本発明の一実施形態に係るシャフト嵌合装置を説明したが、本発明に斯かるシャフト嵌合装置は上記の実施形態に限定されるものではない。
【００３１】
例えば、この実施形態では、ステアリング機構のステアリングギアの入力軸（シャフト）と、ユニバーサルジョイントに取り付けた筒状部材との嵌合構造に適用したものを例示したが、斯かる部位には限らない。本発明に斯かるシャフト嵌合装置は、同様に、シャフトと、シャフトが嵌まる深さを規定する突き当たり部を備えた縮径可能な筒状部と、筒状部を縮径させる締付手段とを備え、筒状部にシャフトを挿入した状態で締付手段によって筒状部を縮径させてシャフトを筒状部に嵌合させる種々のシャフト嵌合構造のシャフト嵌合装置として採用することができる。
【００３２】
締結具は、筒状部を縮径させる締付手段に応じたものであり、ここでは、ボルトナットで締め付ける構造に応じて、締結具に電動ドライバが用いられているに過ぎず、締結具は必ずしも電動ドライバである必要はない。また、縮径可能な筒状部についても、上述したように、切割部を備えたものに限らない。
【００３３】
また、検知センサの設置には、筒状部１３の側面に確認穴５１を形成し、検知センサ４２が確認穴５１から筒状部１３内を臨むように設置されるように構成したものを例示したが、必ずしもこのように設置する必要はない。例えば、上述した実施形態において、切割部２３から筒状部１３内の所定の位置を臨むことができるように、検知センサ４２を設置することも可能であるから、必ずしも確認穴５１を形成することは必要ではない。
【００３４】
また、上述した実施形態では、シャフト１１が筒状部１３に嵌まる深さを規定する突き当たり部１２は、シャフト１１の外周面に形成した雄スプライン２１の基端部３１と、筒状部１３の挿入口側端面３２とが突き当たる構造で構成している。しかし、突き当たり部１２は、シャフト１１が筒状部１３に嵌まる深さを規定するものであればよく、必ずしも斯かる構成である必要はない。
【００３５】
また、上述した実施形態に係るシャフト嵌合装置２０は、シャフト１１が突き当たり部１２で規定される所定の深さまで到達しているかを確認し得る位置に検知センサ４２を設置し、シャフト１１が筒状部１３に対して突き当たり部１２で規定される所定の深さに到達しているかを検知する検知工程と、斯かる検知工程での検知センサ４２の検知信号に基づいて、締付手段を締め込む締結具４１の締め込み動作を行わせるシャフト嵌合工程とを備えたシャフト嵌合方法を具現化している。斯かるシャフト嵌合方法によれば、シャフトが筒状部に対して適切に挿入されているのを確実に確保して、シャフトと筒状部を嵌合させることができる。斯かるシャフト嵌合方法を具現化する装置は、上述したシャフト嵌合装置２０に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】ステアリング機構を示す図。
【図２】本発明の一実施形態に係るシャフトと筒状部の嵌合構造を示す側面図。
【図３】本発明の一実施形態に係るシャフトと筒状部の嵌合構造を示す図２のＡ−Ａ断面矢視図。
【図４】本発明の一実施形態に係るシャフト嵌合装置を示す概念図。
【図５】本発明の一実施形態に係るシャフト嵌合装置の使用状態を示す概念図。
【図６】本発明の一実施形態に係るシャフト嵌合装置の使用状態を示す概念図。
【符号の説明】
【００３７】
１０   シャフト嵌合構造
１１   シャフト
１２   突き当たり部
１３   筒状部
１４   締付手段
２０   シャフト嵌合装置
２１   雄スプライン
２２   雌スプライン
２３   切割部
２４、２５    フランジ部
２６、２７    ボルト挿通穴
２８   ボルト
２９   ナット
３１   雄スプラインの基端部
３２   筒状部の挿入口側端面
４１   電動ドライバ（締結具）
４１ａ スイッチ
４２   検知センサ
４３   制御装置
５１   確認穴
５２   検知治具
１００ ステアリング機構
１０１ ステアリングギア
１０２ ユニバーサルジョイント
１０３ 筒状部材
１０３ａ      結合腕部
【図１】
2007271000.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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