(57)【要約】【課題】自在継手ヨークとシャフトの連結構造において接触面積を広くする。【解決手段】第１ヨーク１２（自在継手ヨーク）が、ステアリングシャフト３の端部３ａが挿入された筒状の連結部４０を備える。連結部４０の第２周方向領域４２に、軸方向Ｘに延びるスリット４３が形成される。第２周方向領域４２は、締付ボルト２０（締付軸）の締付に伴って、支点部ＳＰの回りに曲げ変形する曲げ変形部４４を含む。支点部ＳＰは、ステアリングシャフト３の非嵌合領域３２よりもスリット４３側に配置される。曲げ変形部４４の曲げ変形に伴って、曲げ変形部４４に配置された押圧付勢部４５が、ステアリングシャフト３の非嵌合領域３２をスリット４３の反対側へ向けて押圧付勢する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１周方向領域と第２周方向領域とを有し前記第２周方向領域に軸方向に延びるスリットが形成された筒状の連結部と、前記スリットを前記軸方向と直交する直交方向に挟んだ両側に配置された一対の締付部とを含む自在継手ヨークと、
前記連結部に挿入された端部を含み、前記端部の外周が、前記第１周方向領域に内嵌する嵌合領域と前記第２周方向領域に対向する非嵌合領域とを有するシャフトと、
前記一対の締付部の挿通孔を前記直交方向に挿通して前記一対の締付部を締め付ける締付軸と、を備え、
前記連結部の前記第２周方向領域は、前記締付軸の締付に伴って前記シャフトの前記非嵌合領域よりも前記スリット側に配置される支点部の回りに曲げ変形する曲げ変形部と、前記曲げ変形部に配置され前記曲げ変形部の曲げ変形に伴って前記シャフトの前記非嵌合領域を前記スリットの反対側へ向けて押圧付勢する押圧付勢部と、を含む自在継手ヨークとシャフトの連結構造。
【請求項２】
請求項１において、前記シャフトの断面は、一対の脚部と前記非嵌合領域が配置される底辺部とを有する台形形状に形成され、
前記連結部の前記第１周方向領域は、前記一対の脚部に嵌合する一対の傾斜部を含み、  前記一対の傾斜部間に、前記スリットから遠ざかるほど狭まる楔状空間が区画されている自在継手ヨークとシャフトの連結構造。
【請求項３】
請求項１または２において、前記支点部に、除肉部が配置されている自在継手ヨークとシャフトの連結構造。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載の自在継手ヨークとシャフトとの連結構造を含み、前記シャフトが、操舵部材の操舵力を伝達するステアリングシャフトであるステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自在継手ヨークとシャフトの連結構造およびステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通例、自在継手のヨークは、シャフトがセレーション嵌合される筒状の連結部を備えている。連結部は、軸方向に延在するスリットを形成する一対の対向部を備えている。一対の対向部が、ボルト（ねじ部材）によって互いに近づく方向に締め付けられることで、シャフトが、連結部に保持される。
特許文献１では、連結部の内周において、スリットの両側に隣接して一対の欠歯領域が形成され、一方の欠歯領域の周方向範囲が、他方の欠歯領域の周方向範囲よりも広くされている。連結部の内周において、一方の欠歯領域が形成された側の雌セレーション歯が、シャフトをボルトの軸方向に平行な方向に押す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１６９２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、連結部の内周において、スリットの反対側（ボルトの軸方向と直交する側）の位置でのセレーション嵌合の接触面積が狭くなり、全体としての接触面積が狭くなる。
本発明の目的は、接触面積を広くすることができる自在継手ヨークとシャフトの連結構造およびステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明は、第１周方向領域（４１；４１Ｑ）と第２周方向領域（４２；４２Ｑ）とを有し前記第２周方向領域に軸方向（Ｘ）に延びるスリット（４３）が形成された筒状の連結部（４０；４０Ｑ）と、前記スリットを前記軸方向と直交する直交方向（Ｙ）に挟んだ両側に配置された一対の締付部（７０）とを含む自在継手ヨーク（１２；１２Ｑ）と、前記連結部に挿入された端部（３ａ；３Ｑａ）を含み、前記端部の外周が、前記第１周方向領域に内嵌する嵌合領域（３１；３１Ｑ）と前記第２周方向領域に対向する非嵌合領域（３２；３２Ｑ）とを有するシャフト（３；３Ｑ）と、前記一対の締付部の挿通孔（７１）を前記直交方向に挿通して前記一対の締付部を締め付ける締付軸（２０）と、を備え、前記連結部の前記第２周方向領域は、前記締付軸の締付に伴って前記シャフトの前記非嵌合領域よりも前記スリット側に配置される支点部（ＳＰ）の回りに曲げ変形する曲げ変形部（４４；４４Ｑ）と、前記曲げ変形部に配置され前記曲げ変形部の曲げ変形に伴って前記シャフトの前記非嵌合領域を前記スリットの反対側へ向けて押圧付勢する押圧付勢部（４５；４５Ｑ）と、を含む自在継手ヨークとシャフトの連結構造（Ｒ１；Ｒ２）を提供する。
【０００６】
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２のように、前記シャフトの断面は、一対の脚部（Ｆａ，Ｆｂ）と前記非嵌合領域が配置される底辺部（Ｂａ）とを有する台形形状に形成され、前記連結部の前記第１周方向領域は、前記一対の脚部に嵌合する一対の傾斜部（４１ａ，４１ｂ）を含み、前記一対の傾斜部間に、前記スリットから遠ざかるほど狭まる楔状空間（ＷＳ）が区画されていてもよい。
【０００７】
請求項３のように、前記支点部に、除肉部（４６）が配置されていてもよい。
請求項４の発明は、請求項１〜３の何れか一項に記載の自在継手ヨークとシャフトの連結構造を含み、前記シャフトが、操舵部材（２）の操舵力を伝達するステアリングシャフト（３；３Ｑ）であるステアリング装置（１）を提供する。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１の発明では、締付軸の締付によって、連結部の第２周方向領域の曲げ変形部が、支点部の回りに曲げ変形する。曲げ変形部の曲げ変形に伴って、押圧付勢部が、シャフトの非嵌合領域をスリットの反対側へ向けて押圧付勢する。これにより、連結部の第１周方向領域とシャフトの嵌合領域との接触面積を広くすることができる。
請求項２の発明では、押圧付勢部が、断面台形形状のシャフトの端部を楔状空間の奥側へ押し込むことで、シャフトの台形形状の一対の脚部と連結部の一対の傾斜部とを接触させて、広い接触面積を確保することができる。
【０００９】
請求項３の発明では、支点部に除肉部を配置することで、支点部回りの曲げ変形部の曲げ変形を促進することができる。このため、押圧付勢部による押圧付勢力を高めて、連結部の第１周方向領域とシャフトの嵌合領域との接触面積を広くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自在継手ヨークとシャフトの連結構造が適用された車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】第１実施形態の連結構造の概略側面図である。
【図３】第１実施形態の連結構造の分解斜視図である。
【図４】図２のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係る自在継手ヨークとシャフトの連結構造の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
本発明の好ましい実施形態を添付図面を参照しつつ説明する。
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係る自在継手ヨークとシャフトの連結構造Ｒ１が適用されたステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。
図１を参照して、ステアリング装置１は、一端にステアリングホイール等の操舵部材２が連結されるステアリングシャフト３と、ステアリングシャフト３に第１自在継手４を介して連結されたインターミディエイトシャフト５とを備える。
【００１２】
また、ステアリング装置１は、インターミディエイトシャフト５に第２自在継手６を介して連結されたピニオンシャフト７と、ピニオンシャフト７の端部近傍に設けられたピニオン７ａに噛み合うラック８ａを有する転舵軸としてのラックシャフト８とを備える。ピニオンシャフト７およびラックシャフト８によりラックアンドピニオン機構からなる転舵機構Ａが構成されている。
【００１３】
ラックシャフト８は、車体に固定されるハウジング９内に、軸受（例えば滑り軸受であるラックブッシュ等）を介して、軸方向Ｊに沿って直線往復動可能に支持されている。ラックシャフト８の両端部はハウジング９の両側へ突出し、各端部にはそれぞれタイロッド１０が結合されている。各タイロッド１０は対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する転舵輪１１に連結されている。
【００１４】
操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン７ａおよびラック８ａによって、ラックシャフト８の軸方向Ｊの運動に変換される。これにより、転舵輪１１の転舵が達成される。
ステアリングシャフト３と第１自在継手４との連結に関して、本実施形態の自在継手ヨークとシャフトの連結構造Ｒ１（以下では、単に連結構造Ｒ１ともいう）が適用されている。
【００１５】
図２に示すように、第１自在継手４は、ステアリングシャフト３の端部３ａが軸方向Ｘに連結される第１ヨーク１２と、インターミディエイトシャフト５の端部５ａが連結された第２ヨーク１３と、第１ヨーク１２および第２ヨーク１３を連結する十字軸１４とを備えている。
図２および図３を参照して、連結構造Ｒ１は、第１ヨーク１２（自在継手ヨーク）と、ステアリングシャフト３と、締付軸としての締付ボルト２０とを備えている。
【００１６】
第１ヨーク１２（自在継手ヨーク）は、ステアリングシャフト３の端部３ａが嵌合され軸方向Ｘに延びる筒状の連結部４０と、連結部４０の軸方向Ｘの一端４０ａに連結された鍔部５０と、鍔部５０から連結部４０の反対側の軸方向Ｘに延びる一対のアーム部６０と、一対の締付部７０とを備えている。
連結部４０は、断面略三角形形状の筒状に形成されている。連結部４０は、周方向Ｚに関して、三角形の２辺となる一対の傾斜部４１ａ，４１ｂを含む第１周方向領域４１と、三角形の残りの１辺となる第２周方向領域４２とを含む。
【００１７】
第２周方向領域４２には、連結部４０の軸方向Ｘの他端４０ｂから鍔部５０側に向けて軸方向Ｘに延びるスリット４３が形成されている。連結部４０において、一対の傾斜部４１ａ，４１ｂ間に、スリット４３から遠ざかるほど狭まる楔状空間ＷＳが区画されている。
また、一対の締付部７０は、スリット４３を軸方向Ｘと直交する直交方向Ｙに挟んだ両側に配置されている。一対の締付部７０は、第２周方向領域４２においてスリット４３の軸方向Ｘに延びる一対の縁部から、軸方向Ｘおよび直交方向Ｙの双方と直交する方向に延びて、直交方向Ｙに対向する一対の締付板である。
【００１８】
締付ボルト２０は、一対の締付部７０の挿通孔７１を直交方向Ｙに挿通して一対の締付部７０を締め付ける。締付ボルト２０の先端部２０ｂに係合されたナット２１と締付ボルト２０の頭部２０ａとの間で、一対の締付部７０が、互いに近づくように締め付けられる。
一方、ステアリングシャフト３の端部３ａの外周は、連結部４０の第１周方向領域４１に内嵌する嵌合領域３１と、連結部４０の第２周方向領域４２に対向する非嵌合領域３２とを有している。
【００１９】
ステアリングシャフト３の端部３ａは、一対の脚部Ｆａ，Ｆｂと一対の底辺部Ｂａ，Ｂｂとを含む断面台形形状に形成されている。具体的には、ステアリングシャフト３の嵌合領域３１が、第１ヨーク１２の連結部４０の一対の傾斜部４１ａ，４１ｂにそれぞれ嵌合する一対の脚部Ｆａ，Ｆｂを含む。また、連結部４０の第２周方向領域４２に対向するステアリングシャフト３の非嵌合領域３２は、一方の底辺部Ｂａに配置されている。
【００２０】
連結部４０の第２周方向領域４２は、一対の曲げ変形部４４と、一対の押圧付勢部４５とを含む。一対の曲げ変形部４４は、締付ボルト２０の締付に伴って、ステアリングシャフト３の非嵌合領域３２よりもスリット４３側に配置される支点部ＳＰの回りに曲げ変形する。支点部ＳＰは、第１周方向領域４１と第２周方向領域４２との接続部分に配置されている。
【００２１】
第１周方向領域４１の肉厚ｔ１が、第２周方向領域４２の肉厚ｔ２よりも大きくされている（ｔ１＞ｔ２）。このように支点部ＳＰを境に肉厚差を設けることで、支点部ＳＰの回りの曲げ変形部４４の曲げ変形が促進される。
また、支点部ＳＰには、除肉部４６が形成されている。除肉部４６によって、曲げ変形部４４の曲げ剛性が低減されている。このため、支点部ＳＰの回りの曲げ変形部４４の曲げ変形が促進される。
【００２２】
各押圧付勢部４５は、対応する曲げ変形部４４に配置されてステアリングシャフト３の非嵌合領域３２側へ突出する突起からなる。各押圧付勢部４５は、対応する曲げ変形部４４の曲げ変形に伴って、ステアリングシャフト３の非嵌合領域３２をスリット４３の反対側へ向けて押圧付勢する。
本実施形態によれば、図４に示すように、締付ボルト２０（締付軸）によって、第１ヨーク１２（自在継手ヨーク）の一対の締付部７０を互いに近づけるように締め付けると、第１ヨーク１２において、連結部４０の第２周方向領域４２の一対の曲げ変形部４４が、対応する支点部ＳＰの回りに曲げ変形する（図４の白抜き矢符を参照。）。
【００２３】
曲げ変形部４４の曲げ変形に伴って、押圧付勢部４５が、ステアリングシャフト３の非嵌合領域３２をスリット４３の反対側へ向けて押圧付勢する（図４の黒塗り矢符を参照。）。これにより、連結部４０の第１周方向領域４１とステアリングシャフト３の嵌合領域３１との接触面積を広くすることができる。
また、接触面積が広くなるので、応力集中を抑制して、摩耗やガタの発生を長期に抑制することができる。
【００２４】
また、押圧付勢部４５が、断面台形形状のステアリングシャフト３の端部３ａを連結部４０の一対の傾斜部４１ａ，４１ｂ間に区画される楔状空間ＷＳの奥側へ押し込む。これにより、ステアリングシャフト３の台形形状の一対の脚部Ｆａ，Ｆｂと連結部４０の一対の傾斜部４１ａ，４１ｂとを接触させて、広い接触面積を確保することができる。
また、一対の脚部Ｆａ，Ｆｂと一対の傾斜部４１ａ，４１ｂとが面接触するので、周方向Ｚの位置に拘らず、均一な接触面積を得ることができる。
【００２５】
また、支点部ＳＰに除肉部４６を配置することで、支点部ＳＰの回りの曲げ変形部４４の曲げ変形を促進することができる。このため、押圧付勢部４５による押圧付勢力を高めて、連結部４０の第１周方向領域４１とステアリングシャフト３の嵌合領域３１との接触面積を広くすることができる。
（第２実施形態）
図５は本発明の第２実施形態に係る自在継手ヨークとシャフトの連結構造Ｒ２の概略断面図である。図５の第２実施形態の連結構造Ｒ２が図４の第１実施形態の連結構造Ｒ１と主に異なるのは下記である。
【００２６】
図５の第２実施形態では、第１ヨーク１２Ｑ（自在継手ヨーク）の連結部４０Ｑの第１周方向領域４１Ｑが、円弧状に形成されている。第１周方向領域４１Ｑの内面には、雌セレーションＦＳが形成されている。連結部４０Ｑの第２周方向領域４２Ｑが、一対の湾曲状の曲げ変形部４４Ｑを含む。
ステアリングシャフト３Ｑの端部３Ｑａが、断面Ｄ形形状に形成されている。ステアリングシャフト３Ｑの端部３Ｑａは、第１周方向領域４１Ｑに嵌合する円弧状の嵌合領域３１Ｑと、連結部４０Ｑの第２周方向領域４２Ｑに対向する平坦な非嵌合領域３２Ｑとを含む。嵌合領域３１Ｑには、第１周方向領域４１Ｑの雌セレーションＦＳと噛み合う雄セレーションＭＳが形成されている。
【００２７】
本実施形態によれば、締付ボルト２０（締付軸）の締付に伴って、第１ヨーク１２Ｑにおいて、連結部４０Ｑの第２周方向領域４２Ｑの一対の曲げ変形部４４Ｑが、対応する支点部ＳＰの回りに曲げ変形する。曲げ変形部４４Ｑの曲げ変形に伴って、押圧付勢部４５が、ステアリングシャフト３の非嵌合領域３２Ｑをスリット４３の反対側へ向けて押圧付勢する。これにより、連結部４０Ｑの第１周方向領域４１Ｑの雌セレーションＦＳとステアリングシャフト３Ｑの嵌合領域３１Ｑの雄セレーションＭＳとの接触面積を広くすることができる。
【００２８】
また、接触面積が広くなるので、応力集中を抑制して、摩耗やガタの発生を長期に抑制することができる。
また、第１周方向領域４１Ｑにおいてスリット４３の反対側の位置におけるセレーション嵌合の接触面積を広くすることができる。このため、第１周方向領域４１Ｑの周方向の位置に拘らずセレーション嵌合の接触面積を均一化することができる。
【００２９】
図５の第２実施形態の構成要素において、図４の第１実施形態の構成要素と同じ構成要素には、図４の第１実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。
本発明は各前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、第１実施形態において、連結部４０の第１周方向領域４１の一対の傾斜部４１ａ，４１ｂとステアリングシャフト３の嵌合領域３１の一対の脚部Ｆａ，Ｆｂとをセレーション嵌合させてもよい。
【００３０】
また、第１実施形態において、ステアリングシャフト３の端部３ａの断面形状は、傾斜部を含むものであればよい。例えば三角形形状その他の多角形形状であればよい。
また、第１、第２実施形態において、支点部ＳＰを境に第１周方向領域４１；４１Ｑと第２周方向領域４２；４２Ｑとに肉厚差を設ける場合に、第１周方向領域４１；４１Ｑの肉厚ｔ１が、第２周方向領域４２；４２Ｑの肉厚ｔ２よりも小さくされてもよい。
【００３１】
また、第１、第２実施形態では、曲げ変形部４４；４４Ｑの曲げ変形を促進するために、支点部ＳＰを境に肉厚差を設ける構成と、支点部ＳＰに除肉部４６を設ける構成を併用するが、何れか一方の構成のみを採用してもよい。
また、第１、第２実施形態では、第１自在継手４の第１ヨーク１２；１２Ｑ（自在継手ヨーク）とステアリングシャフト３；３Ｑの連結構造Ｒ１；Ｒ２に、本発明の連結構造を適用するが、これに限らず、本発明は、操舵力を伝達するシャフトとしてのステアリングシャフト３、インターミディエイトシャフト５およびピニオンシャフト７の何れかを、対応する自在継手４，６の対応するヨークに結合する構造に適用することができる。
【００３２】
その他、本発明は特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００３３】
１…ステアリング装置、２…操舵部材、３；３Ｑ…ステアリングシャフト、３ａ；３Ｑａ…端部、４…第１自在継手、１２；１２Ｑ…第１ヨーク（自在継手ヨーク）、２０…締付ボルト（締付軸）、２１…ナット、３１；３１Ｑ…嵌合領域、３２；３２Ｑ…非嵌合領域、４０；４０Ｑ…連結部、４０ａ…一端、４０ｂ…他端、４１；４１Ｑ…第１周方向領域、４１ａ，４１ｂ…傾斜部、４２；４２Ｑ…第２周方向領域、４３…スリット、４４；４４Ｑ…曲げ変形部、４５…押圧付勢部、４６…除肉部、５０…鍔部、６０…アーム部、７０…締付部、７１…挿通孔、Ｂａ…底辺部、Ｆａ，Ｆｂ…脚部、Ｒ１，Ｒ２…自在継手ヨークとシャフトの連結構造、ＳＰ…支点部、Ｘ…軸方向、Ｙ…直交方向、Ｚ…周方向
【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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