(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に挿入穴を有し該挿入穴内周にスプラインが形成された筒状の本体部と、該本体部の筒部外周に形成され該本体部の軸方向に対し鉛直方向に伸び、互いに所定距離離間して並設された一対の耳状部と、上記本体部の挿入穴と一対の耳状部の間に形成された空間部とを連通するスリット部と、上記耳状部の各々に形成されたボルトを貫通可能な一対のボルト挿入孔と、上記挿入穴に嵌合するための外周にスプラインが形成されたシャフトと、該シャフトの先端部に設けられ、外径が前記本体部の挿入穴の径よりも大きい環状の弾性体とからなり、前記シャフトが前記本体部の挿入穴に挿入されたとき前記一対の耳状部間でかつ一対のボルト孔の間に形成される空間部に上記のスリット部を通って前記弾性体が突出し、シャフトが所定の位置まで挿入されるまで一対の耳状部に形成されたボルト孔に挿入されるボルトの進入を阻止することを特徴とするシャフトの結合構造。
【請求項２】
前記シャフトの先端部に設けられ、径が該シャフトの径よりも小さい第１の軸部と、該第１の軸部の先端部に設けられ、径が前記シャフトの径よりも小さく第１の軸部の径よりも大きい第２の軸部とを備え、内径が第２の軸部の径以下である環状の弾性体を第１の軸部に遊嵌し、環状の弾性体の半径方向の高さはステアリングシャフトの径と第１の軸部の径との差以内に設定したことを特徴とする請求項１に記載のシャフトの結合構造。
【請求項３】
前記一対の耳状部の間の距離に応じて前記弾性体の半径方向切断面の断面積が設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のシャフトの結合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば自動車のステアリングメインシャフトをステアリングギアシャフトに連結するためのシャフトの結合構造に関し、特にステアリングメインシャフトの先端部をユニバーサルジョイントのハブに形成された穴に嵌合させて締め付けボルトによって締結するようにしたシャフトの結合構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
自動車の車両に用いられるステアリングシャフトは、レイアウトと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る中間軸を介してステアリングギアシャフトと連結されることが多い。この場合、軸と穴とはスプライン結合によって結合される。すなわち、ステアリングシャフトの結合部には雄スプラインが、対応するユニバーサルジョイントのハブの穴には雌スプラインがそれぞれ形成され、両スプラインを嵌合させた後、締め付けボルトをハブの一対の耳状部に形成されたボルト孔に挿入し締め付けることにより、ステアリングシャフトの結合部をユニバーサルジョイントのハブに固定される。
【０００３】
ところで、このようなスプライン結合を採用した場合、組み付け不良によるトルクの伝達不良の発生が懸念される。つまり、スプラインの嵌合が浅く、その掛かり代が不十分なまま締め付けボルトが締結されると、その後、スプラインの刃先が破損して噛み合い状態が維持できなくなり、トルクの伝達が適正になされない可能性があるため、組み付け工程後にその噛み合い状態を検査する事が必要である。
【０００４】
このような状態の発生や上記の様な別途の検査工程追加の発生を回避するため、実開平４−１１３３３４に開示されているステアリングシャフトとハブの結合構造が知られている。この結合構造はステアリングシャフトの先端部に、折り曲げられた線材が装着され、ステアリングシャフトがハブ内に十分な深さまで挿入されていない状態では、線材が一対の耳状部の間の空間部に位置してボルト孔を塞ぎ、締め付けボルトの挿入を不可能とするが、ステアリングシャフトがハブ内の所定の位置まで挿入されると、線材の位置がボルト孔を塞ぐ位置から退避し、結果として締め付けボルトの挿入を可能にするものである。すなわち、ステアリングシャフトがハブに十分な深さまで挿入されていない状態においては、締め付けボルトの組付けができないように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来例においては、線材が一対の耳状部の間の空間部内に位置してボルト孔を塞ぐことで、誤組付け防止とステアリングシャフトの位置決めが行えるようになっているが、組み付け性の面からは線材を一対の耳状部の間の空間部内に一致するように手探りで組み付けることになり、組み付け性は必ずしも良くない。
【０００６】
また、シャフト側に誤組付け防止部材である線材が装着されているので、誤組付け防止部材の存在を外部から確認することは容易であるものの、組み付け前段階において線材に外部から負荷が加わった場合、線材が変形してシャフトをユニバーサルジョイントのハブに挿入できないケースや、その線材が誤組付け防止の機能を果たさないケースも考えられる。本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、組み付け作業性の向上を図るとともに、シャフトがハブに十分な深さまで差し込まれていない状態においては、確実にボルト孔が閉鎖され、シャフトがハブに十分な深さまで差し込まれた後に、はじめて確実にボルト孔が解放されるようなシャフトの結合構造を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決し、目的を達成するために、本発明のシャフトの結合構造は、内部に挿入穴を有し該挿入穴内周にスプラインが形成された筒状の本体部と、該本体部の筒部外周に形成され該本体部の軸方向に対し鉛直方向に伸び、互いに所定距離離間して並設された一対の耳状部と、上記本体部の挿入穴と一対の耳状部の間に形成された空間部とを連通するスリット部と、上記耳状部の各々に形成されたボルトを貫通可能な一対のボルト挿入孔と、上記挿入穴に嵌合するための外周にスプラインが形成されたシャフトと、該シャフトの先端部に設けられ、外径が前記本体部の挿入穴の径よりも大きい環状の弾性体とからなり、前記シャフトが前記本体部の挿入穴に挿入されたとき前記一対の耳状部間でかつ一対のボルト孔の間に形成される空間部に上記のスリット部を通って前記弾性体が突出し、シャフトが所定の位置まで挿入されるまで一対の耳状部に形成されたボルト孔に挿入されるボルトの進入を阻止することを特徴としている。
【０００８】
また、前記シャフトの先端部に設けられ、径が該シャフトの径よりも小さい第１の軸部と、該第１の軸部の先端部に設けられ、径が前記シャフトの径よりも小さく第１の軸部の径よりも大きい第２の軸部とを備え、内径が第２の軸部の径以下である環状の弾性体を第１の軸部に遊嵌し、環状の弾性体の半径方向の高さはステアリングシャフトの径と第１の軸部の径との差以内に設定したことを特徴としている。さらに、前記一対の耳状部の間の距離に応じて前記弾性体の半径方向切断面の断面積が設定されていることを特徴としている。
【０００９】
【作用】
以上のように、本発明によるシャフトの結合構造によれば、前記シャフトが前記本体部の挿入穴に挿入されることにより、前記シャフトの先端に装着された環状の弾性体が変形して前記スリット部を通って前記空間部に突出することになり、前記シャフトが所定の位置まで挿入されていない場合は、前記耳状部に形成された一対のボルト孔へのボルトの挿入が阻止される。
【００１０】
また、前記シャフトの先端部に設けられ、径が該シャフトの径よりも小さい第１の軸部と、該第１の軸部の先端部に設けられ、径が前記シャフトの径よりも小さく第１の軸部の径よりも大きい第２の軸部とを備え、内径が第２の軸部の径以下である環状の弾性体を第１の軸部に遊嵌し、環状の弾性体の半径方向の高さはステアリングシャフトの径と第１の軸部の径との差以内に設定することにより、シャフトの組み付け時にシャフトの先端に装着された環状の弾性体の欠落が防止される共に、前記弾性体が前記空間部に突出し、前記シャフトが所定の位置まで挿入されていない時は、前記耳状部に形成された一対のボルト孔へのボルトの挿入が確実に阻止される。
【００１１】
さらに、一対の耳状部の間の距離に応じて前記弾性体の半径方向切断面の断面積が適切に設定されているため、あらゆる一対の耳状部の間距離に対応して前記弾性体が確実に変形し前記空間部に臨むことになり確実にボルトの挿入が阻止される。
【００１２】
【実施例】
以下、本発明の好適な実施例について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は一実施例のジョイント構造を自動車のステアリングシャフト１はステアリナグコラム５に回転自在に支持され、該ステアリングコラム５はとその中間軸２の接合に適用した例を示した図である。ステアリングシャフト１は、車幅方向に配置されたステアリング支持メンバ３に、コラム支持部材４に固定された円筒状のステアリングコラム５を介して回転自在に支持されている。ステアリングシャフト１の下端は、ユニバーサルジョイント６を介してステアリングギアシャフト（図示せず）に連結される中間軸２に取り付けられている。すなわち、ステアリングシャフト１の下端は、ユニバーサルジョイント６のハブ７に固定されている。
【００１３】
図２は本実施例のジョイント構造を示す斜視図である。内周面に雌スプライン８が形成された挿入穴９を有する円筒状のハブ７は、このハブ７にハブ７の軸線方向に沿って形成されたスリット部１０と、スリット部１０の両側に設けられた一対の耳状部１１間に存在する空間部１２と、ハブ７の先端部に形成され、十字軸ピンを軸支するための軸穴１３が形成された一対のヨーク１４を備えている。一対の耳状部１１には、ステアリングシャフト１がハブ７の挿入穴９に挿入された状態で、一対の耳状部１１を互いに近接するよう締め付けるためのボルト１５が挿通させるボルト孔１６が形成されている。
【００１４】
一方、ステアリングシャフト１の外周面には、雄スプライン１７が形成され、ハブ７の雌スプライン８と嵌合して、ステアリングシャフト１とハブ７とが相対回転することなく結合されるようになっている。ステアリングシャフト１の先端部１８から内方に離間した位置には、ハブ７にボルト１５が挿入された状態で、このボルト１５を位置決めする窪み部１９が形成されており、ステアリングシャフト１がハブ７から抜けることを防止する。
【００１５】
上記ハブ７とステアリングシャフト１の組付けを確実にするために、本実施例においては、ステアリングシャフト１の先端部１８に設けられ、ステアリングシャフト１の径よりも小さい径を備えた第１の軸部２０と、第１の軸部２０の先端部に設けられ、ステアリングシャフト１の径よりも小さく第１の軸部２０の径よりも大きい径を備えた第２の軸部２１とを備え、第１の軸部２０にステアリングシャフト１の径よりも僅かに大きい外径を備えた環状弾性体２２が装着されている。この環状弾性体２２の半径方向の高さはステアリングシャフト１の径と第１の軸部２０の径との差以内に設定されている。したがって、ステアリングシャフト１が挿入穴９に挿入されたとき、環状弾性体２２の一部が弾性変形してスリット部１０から一対の耳状部１１の間の空間部１２に突出する。環状弾性体２２としてはラバーで形成されたＯリングが好ましい。
【００１６】
上記のように構成されたステアリングシャフト１とユニバーサルジョイント６との結合方法について説明する。まず、図２に示した状態から、図３に示したようにステアリングシャフト１の先端部１８がユニバーサルジョイント６のハブ７の開口端２３に一致したとき、環状弾性体２２の一部が弾性変形してスリット部１０から一対の耳状部１１の間の空間部１２に突出し、一対の耳状部１１に設けられたボルト孔１６を塞ぐ。この状態で、ボルト孔１６にボルト１５を挿入しようとしても環状弾性体２２の突出部によって挿入が阻止される。この状態から、さらにステアリングシャフト１の先端部１８が挿入穴９に進入されると、スリット部１０から空間部１２へ突出した環状弾性体２２が、耳状部１１に設けられたボルト孔１６よりも奥に進入され、図４に示したようにステアリングシャフト１のスプライン部がボルト１５の進入を阻止する。さらにステアリングシャフト１の窪み部１９が耳状部１１に設けられたボルト孔１６の位置まで挿入されたときは、図５に示すよう、ボルト孔１６を塞ぐものがなくなり、ボルト１５は一対の耳状部１１間の空間部１２に進入可能で、一対の耳状部１１の締め付けが可能となる。したがって、このようにステアリングシャフト１の窪み部１９にボルト１５が係合することになるので、ステアリングシャフト１はもはやハブ７から抜け出すことがなく、ステアリングシャフト１はハブ７に確実に結合されることになる。
【００１７】
本実施例の環状弾性体２２を使用しなかった場合には、図３に示したようにステアリングシャフト１のハブ７への進入量が不足した状態で組み付けが行われ、ラインオフ後あるいは市場投入後にスプラインの刃先が破損して噛み合い状態が維持できなくなり、トルクの伝達が適正になされないことも考えられる。
【００１８】
これに対し、本実施例の構造によれば、図３、図４に示したような状態では、ボルト１５の組み付けが不可能となり、図５に示すようにステアリングシャフト１をハブ７に所定の位置まで挿入したときのみ、ボルト１５の組付けが可能となるので、上記のような誤組み付けを確実に防止することができる。また、ボルト１５の進入を阻止する誤組み付け防止部材が環状弾性体２２であるため、ステアリングシャフト１をハブ７に挿入するとき方向性を気にする必要がなく挿入すれば環状弾性体２２が空間部１２へ突出することになり、誤組み付けを確実に防止することができる。さらに、シャフトの組み付け時において、環状弾性体２２に外部負荷が加わっても材質がラバー等で形成されているため、誤組み付け防止部材が変形して誤組み付け防止の機能を果たさないこと、さらにはシャフトの組み付けができないという問題も発生しない。
【００１９】
なお、図６に示すように一対の耳状部１１の間隔が狭い場合には、一対の耳状部１１の間隔に応じて、環状弾性体２２の半径方向の切断面の断面積を小さくすることにより、環状弾性体２２が弾性変形しやすくなり、一対の耳状部１１の間の空間部１２への突出が可能となる。したがって、一対の耳状部１１の間隔が狭いユニバーサルジョイント６においても対応できる。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のシャフトの結合構造においては、ステアリングシャフトがハブに所定の位置まで挿入されていない状態においては、締め付けボルトの組付けを防止するような環状弾性体がスリット部を通って空間部に突出するため、ステアリングシャフトとハブとの誤組付けを容易な構造で確実に防止することができると共に、ステアリングシャフトの方向性を気にすることなくハブに挿入することができるため作業性の向上を図ることができる。
【００２１】
また、環状弾性体を使用していることより、シャフトの組み付け時に環状弾性体に外部負荷が加わっても、シャフトの組み付けに支障をきたすことなく誤組付けを容易な構造で確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本実施例のシャフトの結合構造を自動車のステアリングシャフトと中間軸の結合に適用した図。
【図２】  本実施例のシャフトの結合構造を示した分解斜視図。
【図３】  ステアリングシャフトが僅かにハブ内に挿入された状態を示した図。
【図４】  ステアリングシャフトが完全にハブ内に挿入されつつある状態を示した図。
【図５】  ステアリングシャフトが完全にハブ内に挿入された状態を示した図。
【図６】  一対の耳状部間の距離と環状弾性体の関係を示した図。
【符号の説明】
１…ステアリングシャフト
２…中間軸
３…ステアリング支持メンバ
４…コラム支持部材
５…ステアリングコラム
６…ユニバーサルジョイント
７…ハブ
８…雌スプライン
９…挿入穴
１０…スリット部
１１…耳状部
１２…空間部
１３…軸穴
１４…ヨーク
１５…ボルト
１６…ボルト孔
１７…雄スプライン
１８…先端部
１９…窪み部
２０…第１の軸部
２１…第２の軸部
２２…環状弾性体
２３…開口端
【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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