(57)【要約】【課題】ストッパー面の「へたり」を確実に防止して、加工性・成型性の良い素材を使用すること。【解決手段】ヨーク１の基端部から先端側の内周面には、平坦なストッパー面１０が形成してあると共に、弾性体４から突出するシャフト８の先端部の外周面には、平坦なストッパー面１１が形成してある。これら一対のストッパー面１０，１１は、トルクの非伝達時には、互いに非平行に形成してあり、トルクの伝達時には、「面接触」で当接するように構成してあるため、「点接触」のように、ストッパー面１０，１１の「へたり」を招来することがない。また、この「へたり」を招かないことから、成型性・加工性の良いアルミニウム等の低硬度材等をヨーク１やシャフト８の素材として使用することができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自在継手のヨークの基端部に、弾性体を介してシャフトが連結してあり、このヨークの基端部から先端側の内周面には、平坦なストッパー面が形成してあると共に、弾性体から突出するシャフトの先端部の外周面には、平坦なストッパー面が形成してある弾性軸継手において、
前記一対の平坦なストッパー面は、トルクの非伝達時には、互いに非平行に形成してあり、トルクの伝達時には、面接触で当接することを特徴とする弾性軸継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両のステアリング装置において、自在継手のヨークと、このヨークに挿入するシャフトとの間に、ゴム等の弾性体を介装し、エンジンや車輪の振動を吸収してステアリングホイールへの振動の伝達を抑制する弾性軸継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両のステアリング装置における各種の継手には、弾性体を内蔵した弾性軸継手があり、この弾性軸継手では、例えば、自在継手のヨークと、このヨークに挿入するシャフトとの間に、ゴム等の弾性体を介装し、これにより、エンジンや車輪の振動を吸収して、ステアリングホイールへの振動の伝達を抑制している。
【０００３】
このような弾性軸継手においては、シャフトからヨークへのトルクの伝達は、トルクの低い範囲では、弾性体を介して行っているが、トルクの高い範囲では、ヨークとシャフトの間に設けたストッパー面の直接接触により行っている。
【０００４】
例えば、特開平１０−８９３７３号公報に開示された弾性軸継手においては、自在継手のヨークの基端部に、弾性体を介して筒状のシャフトが連結してあり、このヨークの基端部から先端側の内周面には、平坦なストッパー面が形成してあると共に、弾性体から突出するシャフトの先端部の外周面には、平坦なストッパー面が形成してある。これら一対の平坦なストッパー面は、トルクの非伝達時には、互いに平行になるように構成してある。
【０００５】
したがって、トルクの低い範囲では、ヨークとシャフトの間の弾性体が弾性変形しながら、その変形抵抗によりトルクを伝達する一方、トルクの高い範囲では、ヨークの平坦なストッパー面にシャフトの平坦なストッパー面が当接しながら、直接トルクを伝達するようになっている。
【０００６】
但し、ヨークとシャフトの一対の平坦なストッパー面は、トルクの非伝達時には、互いに平行になるように構成してあるため、トルクの伝達時には、ヨークの内周面の平坦なストッパー面に、シャフトの外周面の平坦なストッパー面のコーナー部（エッジ部）が当接する「点接触」の状態になっている。
【０００７】
また、特開昭５３−９１２３６号公報に開示された弾性軸継手においては、自在継手のヨークに、弾性体を介して筒状のシャフトが連結してあり、このヨークの基端部には、一対の径方向切欠きが形成してあると共に、シャフトには、これら一対の径方向切欠きに係合する一対の径方向突出部を有するリング部材が嵌合してある。
【０００８】
したがって、トルクの低い範囲では、ヨークとシャフトの間の弾性体を介してトルクを伝達する一方、トルクの高い範囲では、ヨークの基端部の一対の径方向切欠きに、シャフトのリング部材の一対の径方向突出部が当接して係合しながら、直接トルクを伝達するようになっている。
【０００９】
但し、この場合には、トルクの伝達時、ヨークの径方向切欠きに、シャフト側の径方向突出部が「面接触」状態で当接するようになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、上記特開平１０−８９３７３号公報に開示された弾性軸継手では、トルクの伝達時、ヨークの内周面の平坦なストッパー面に、シャフトの外周面の平坦なストッパー面のコーナー部（エッジ部）が当接する「点接触」の状態になっているため、非常に高いトルクが繰り返し負荷した時には、平坦なストッパー面のコーナー部（エッジ部）が「へたり」を生起するといったことがあり、当初に設定したストッパー角（一対のストッパー面がなす角）が大きくなり、好ましくないといったことがある。
【００１１】
また、このように、ストッパー面が「へたり」易いといったことから、成型性・加工性の良い低硬度材や低カーボン材を素材として使用できないため、加工装置や加工方法に制約が生じ、製造コストの高騰を招くといったことがある。
【００１２】
すなわち、第１に、ヨークに挿入するシャフトとして、筒状のパイプ部材を用いると、「へたり」を生じ易いことから、このような筒状のパイプ部材を使用できないといったことがある。第２に、ある程度のカーボンを含む炭素鋼材等の材料が使える多段ホーマー成型で加工することは可能であるが、全長が１００ｍｍを超える場合、加工装置に制約があり、また、サイズや材質的に制約の少ない冷間鍛造プレスによる加工は可能であるが、主な工程毎に加工硬化した材料の硬さを低下させる焼鈍工程が必要なため、生産性が低下し、製造コストの高騰を招くといったことがある。第３に、シャフトを挿入するヨークも、成型性の良いアルミニウム等の材料では、硬度が低く、「へたり」易く、使用が困難であるといったことがある。
【００１３】
また、上記特開昭５３−９１２３６号公報に開示された弾性軸継手では、トルクの伝達時、ヨークの径方向切欠きに、シャフト側の径方向突出部が「面接触」状態で当接するようになっているが、ヨークに径方向切欠きを設けていることから、ヨークの「捩り強度」を十分に強く設定することができないため、ヨークの素材として、成型性の良いアルミニウム等の低硬度材を用いることができないといったことがある。
【００１４】
さらに、ストッパー面がヨークの基端部に設けてあることから、トルクを十分に伝達するためには、ヨークの基端部から先端部の全域にわたり、十分なトルク伝達強度が必要であり、軽量化や小型化が困難であるといったことがある。
【００１５】
なお、実公昭６３−３５８９６号公報や実開昭５８−１２５７２７号公報にも、弾性軸継手が開示されているが、ヨークに別体に設けた筒状部材に、シャフトを連結し、この別体の筒状部材とシャフトとの間に一対のストッパー面が設けてあり、この別体の筒状部材を必要とすることから、小型化を図ることが困難であると共に、製造コストの高騰を招くといったことがあり、上記詳述した２件の公報および本発明と基本的に異なるものである。
【００１６】
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、ストッパー面の「へたり」を確実に防止して、加工性・成型性の良い素材を使用することができる弾性軸継手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】
【００１７】
上記の目的を達成するため、本発明に係る弾性軸継手は、自在継手のヨークの基端部に、弾性体を介してシャフトが連結してあり、このヨークの基端部から先端側の内周面には、平坦なストッパー面が形成してあると共に、弾性体から突出するシャフトの先端部の外周面には、平坦なストッパー面が形成してある弾性軸継手において、
前記一対の平坦なストッパー面は、トルクの非伝達時には、互いに非平行に形成してあり、トルクの伝達時には、面接触で当接することを特徴とする。
【００１８】
このように、本発明によれば、ヨークの内周面のストッパー面と、シャフトの外周面のストッパー面とは、トルクの非伝達時には、互いに非平行に形成してあり、トルクの伝達時には、「面接触」で当接するように構成してあるため、従来の「点接触」のようにストッパー面の「へたり」を招来することがなく、当初に最適に設定したストッパー角（一対のストッパー面がなす角）を維持することができる。
【００１９】
また、このように、ストッパー面の「へたり」を招かないことから、成型性・加工性の良いアルミニウム等の低硬度材等をヨークやシャフトの素材として使用することができ、加工装置や加工方法に制約がなく、製造コストの高騰を招くといったこともない。
【００２０】
さらに、ストッパー面の「へたり」を招かないと共に、ヨークに径方向切欠きを設けていないことから、「捩り強度」、特に、最終捩り破壊強度も十分なものにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態に係る弾性軸継手を図面を参照しつつ説明する。
（第１実施の形態…コラプスシャフトタイプ）
図１は、本発明の第１実施の形態に係る弾性軸継手の横断面図である。図２（ａ）は、図１の矢印ＩＩの矢視図であり、トルクの非伝達時を示し、図２（ｂ）は、図１の矢印ＩＩの矢視図であり、トルクの伝達時を示す。
【００２２】
自在継手のヨーク１には、その先端部に、十字軸（図示略）を嵌合するための嵌合孔２が形成してあると共に、その基端部には、下記の弾性体４を装着するための装着座３が形成してある。この弾性体４は、その外側から順次、ラバーブッシュ外環５、ゴム等のラバーブッシュ６、およびラバーブッシュ内環７から構成してある。
【００２３】
この弾性体４の内側には、中空で筒状のシャフト８が嵌合してあり、このシャフト８には、コラプスシャフト９が軸方向摺動自在に連結してある。
【００２４】
ヨーク１の基端部から先端側の内周面には、平坦なストッパー面１０が形成してあると共に、弾性体４から突出するシャフト８の先端部の外周面には、平坦なストッパー面１１が形成してある。なお、シャフト８側のストッパー面１１は、筒状のシャフト８の先端をフランジ状に曲げ起こした後、ストッパー形状にトリミングして形成してある。また、本実施の形態では、図２に示すように、ストッパー時の面圧を下げるため、四組のストッパー面１０，１１が設けてある。
【００２５】
一対の平坦なストッパー面１０，１１は、トルクの非伝達時には、図２（ａ）に示すように、互いに非平行であって、そのストッパー角（一対のストッパー面がなす角）がθである一方、トルクの伝達時には、図２（ｂ）に示すように、「面接触」で当接するようになっている。なお、ステアリングホイールが逆方向に回転する場合には、図２において、符号１２，１３で示す面がストッパー面となる（同様に、四組のストッパー面）。また、符号１４で示すヨーク１側の切欠きは、筒状のシャフト８との干渉を防止するための逃げである（四箇所）。
【００２６】
このように、本実施の形態では、ヨーク１の内周面のストッパー面１０と、シャフト８の外周面のストッパー面１１とは、トルクの非伝達時には、互いに非平行に形成してあり、トルクの伝達時には、「面接触」で当接するように構成してあるため、従来の「点接触」のようにストッパー面１０，１１の「へたり」を招来することがなく、当初に最適に設定したストッパー角θを維持することができる。また、ストッパー面１０，１１の「へたり」を招かないことから、成型性・加工性の良いアルミニウム等の低硬度材等をヨーク１やシャフト８の素材として使用することができ、加工装置や加工方法に制約がなく、製造コストの高騰を招くといったこともない。さらに、ストッパー面１０，１１の「へたり」を招かないと共に、ヨーク１に径方向切欠きを設けていないことから、「捩り強度」、特に、最終捩り破壊強度も十分なものにすることができる。
【００２７】
また、本実施の形態のように、シャフト８が筒状である場合には、素材に孔が設けられた低カーボンのパイプ素材も使用可能となるため、穿孔工程も省略することができ、その結果、長尺品の素材を用いることができ、しかも、汎用プレスで加工することができる。
【００２８】
（第２実施の形態…中実シャフトタイプ）
図３は、本発明の第２実施の形態に係る弾性軸継手の横断面図である。図４（ａ）は、図３の矢印ＩＶの矢視図であり、トルクの非伝達時を示し、図４（ｂ）は、図３の矢印ＩＶの矢視図であり、トルクの伝達時を示す。
【００２９】
本実施の形態では、シャフト８が中実であり、図４に示すように、シャフト８の先端部の外周面は、四角形状に形成してある。一方、ヨーク１の内周面は、傾斜して形成してあり、ヨーク１側のストッパー面１０が傾斜分（ストッパー角θ）を負担するように構成してある。なお、シャフト８側のストッパー面１１は、鋳造等によりフランジ面を成型後、トリミングしてストッパー面として形成してある。
【００３０】
このように、本実施の形態においても、ヨーク１の内周面のストッパー面１０と、シャフト８の外周面のストッパー面１１とは、トルクの非伝達時には、互いに非平行に形成してあり、トルクの伝達時には、「面接触」で当接するように構成してあるため、ストッパー面１０，１１の「へたり」を招来することがなく、当初に最適に設定したストッパー角θを維持することができる。また、ストッパー面１０，１１の「へたり」を招かないことから、成型性・加工性の良いアルミニウム等の低硬度材等をヨーク１やシャフト８の素材として使用することができ、加工装置や加工方法に制約がなく、製造コストの高騰を招くといったこともない。さらに、ストッパー面１０，１１の「へたり」を招かないと共に、ヨーク１に径方向切欠きを設けていないことから、「捩り強度」、特に、最終捩り破壊強度も十分なものにすることができる。
【００３１】
（第３実施の形態…コラプスシャフトタイプ）
図５は、本発明の第３実施の形態に係る弾性軸継手の横断面図である。図６（ａ）は、図５の矢印ＶＩの矢視図であり、トルクの非伝達時を示し、図６（ｂ）は、図５の矢印ＶＩの矢視図であり、トルクの伝達時を示す。
【００３２】
本実施の形態では、筒状のシャフト８の先端部は、丸パイプ素材を異形形状に拡管して、ストッパー面１１を形成している。これにより、ストッパー面１１の軸方向長さ（ｄ）を十分に確保して、ストッパー時の面圧を下げるようにしている。
【００３３】
なお、拡管方式故に、ストッパー面１１の長さ（ｄ）は、任意に長くすることもできる。また、素材の硬さが低い場合には、ストッパー面１１の長さ（ｄ）を長くすることにより、「へたり」を軽減することができる。さらに、筒状のシャフト８の先端部は、丸パイプ素材を異形形状に拡管しても良いが、丸パイプ素材を充分大きい径の丸形状に一旦拡管した後、外側からプレス成型して異形形状にして、ストッパー面１１を形成してもよい。
【００３４】
このように、本実施の形態においても、ヨーク１の内周面のストッパー面１０と、シャフト８の外周面のストッパー面１１とは、トルクの非伝達時には、互いに非平行に形成してあり、トルクの伝達時には、「面接触」で当接するように構成してあるため、ストッパー面１０，１１の「へたり」を招来することがなく、当初に最適に設定したストッパー角θを維持することができる。また、ストッパー面１０，１１の「へたり」を招かないことから、成型性・加工性の良いアルミニウム等の低硬度材等をヨーク１やシャフト８の素材として使用することができ、加工装置や加工方法に制約がなく、製造コストの高騰を招くといったこともない。さらに、ストッパー面１０，１１の「へたり」を招かないと共に、ヨーク１に径方向切欠きを設けていないことから、「捩り強度」、特に、最終捩り破壊強度も十分なものにすることができる。
【００３５】
（第４実施の形態）
図７（ａ）は、本発明の第４実施の形態に係る弾性軸継手の断面図であり、トルクの非伝達時を示し、図７（ｂ）は、同断面図であり、トルクの伝達時を示す。
【００３６】
本実施の形態では、シャフト８の径方向長さを大きくして、２組のストッパー面１０，１１を設け、これにより、各ストッパー面１０，１１の当接面の面積を大きくし、「へたり」を防止している。
【００３７】
また、このように２組のストッパー面１０，１１の場合であっても、従来公報と異なり、ヨーク１に径方向切欠きを設けず、周方向に連続していることから、「捩り強度」、特に、最終捩り破壊強度を十分に強いものにすることができる。
【００３８】
このように、本実施の形態においても、ヨーク１の内周面のストッパー面１０と、シャフト８の外周面のストッパー面１１とは、トルクの非伝達時には、互いに非平行に形成してあり、トルクの伝達時には、「面接触」で当接するように構成してあるため、ストッパー面１０，１１の「へたり」を招来することがなく、当初に最適に設定したストッパー角θを維持することができる。また、ストッパー面１０，１１の「へたり」を招かないことから、成型性・加工性の良いアルミニウム等の低硬度材等をヨーク１やシャフト８の素材として使用することができ、加工装置や加工方法に制約がなく、製造コストの高騰を招くといったこともない。
【００３９】
（第５実施の形態）
図８（ａ）は、本発明の第５実施の形態に係る弾性軸継手の断面図であり、トルクの非伝達時を示し、図８（ｂ）は、同断面図であり、トルクの伝達時を示す。
【００４０】
本実施の形態では、ヨーク１の内周面とシャフト８の外周面との干渉を防止するための逃げ１５（切欠き）が、シャフト８側に形成してある。
【００４１】
このように、本実施の形態においても、ヨーク１の内周面のストッパー面１０と、シャフト８の外周面のストッパー面１１とは、トルクの非伝達時には、互いに非平行に形成してあり、トルクの伝達時には、「面接触」で当接するように構成してあるため、ストッパー面１０，１１の「へたり」を招来することがなく、当初に最適に設定したストッパー角θを維持することができる。また、ストッパー面１０，１１の「へたり」を招かないことから、成型性・加工性の良いアルミニウム等の低硬度材等をヨーク１やシャフト８の素材として使用することができ、加工装置や加工方法に制約がなく、製造コストの高騰を招くといったこともない。さらに、ストッパー面１０，１１の「へたり」を招かないと共に、ヨーク１に径方向切欠きを設けていないことから、「捩り強度」、特に、最終捩り破壊強度も十分なものにすることができる。
【００４２】
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。
（発明の効果）
以上説明したように、本発明によれば、ヨークの内周面のストッパー面と、シャフトの外周面のストッパー面とは、トルクの非伝達時には、互いに非平行に形成してあり、トルクの伝達時には、「面接触」で当接するように構成してあるため、従来の「点接触」のようにストッパー面の「へたり」を招来することがなく、当初に最適に設定したストッパー角を維持することができる。
【００４３】
また、このように、ストッパー面の「へたり」を招かないことから、成型性・加工性の良いアルミニウム等の低硬度材等をヨークやシャフトの素材として使用することができ、加工装置や加工方法に制約がなく、製造コストの高騰を招くといったこともない。
【００４４】
さらに、ストッパー面の「へたり」を招かないと共に、ヨークに径方向切欠きを設けていないことから、「捩り強度」、特に、最終捩り破壊強度も十分なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の第１実施の形態に係る弾性軸継手の横断面図である。
【図２】（ａ）は、図１の矢印ＩＩの矢視図であり、トルクの非伝達時を示し、（ｂ）は、図１の矢印ＩＩの矢視図であり、トルクの伝達時を示す。
【図３】本発明の第２実施の形態に係る弾性軸継手の横断面図である。
【図４】（ａ）は、図３の矢印ＩＶの矢視図であり、トルクの非伝達時を示し、（ｂ）は、図３の矢印ＩＶの矢視図であり、トルクの伝達時を示す。
【図５】本発明の第３実施の形態に係る弾性軸継手の横断面図である。
【図６】（ａ）は、図５の矢印ＶＩの矢視図であり、トルクの非伝達時を示し、（ｂ）は、図５の矢印ＶＩの矢視図であり、トルクの伝達時を示す。
【図７】（ａ）は、本発明の第４実施の形態に係る弾性軸継手の断面図であり、トルクの非伝達時を示し、（ｂ）は、同断面図であり、トルクの伝達時を示す。
【図８】（ａ）は、本発明の第５実施の形態に係る弾性軸継手の断面図であり、トルクの非伝達時を示し、（ｂ）は、同断面図であり、トルクの伝達時を示す。
【符号の説明】
【００４６】
１ 自在継手のヨーク
２ 嵌合孔
３ 装着座
４ 弾性体
５ ラバーブッシュ外環
６ ラバーブッシュ
７ ラバーブッシュ内環
８ シャフト
９ コラプスシャフト
１０ ストッパー面
１１ ストッパー面
１２ ストッパー面
１３ ストッパー面
１４ 逃げ（切欠き）
１５ 逃げ（切欠き）
【図１】
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【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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【図７】
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【図８】
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