(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトと、該シャフトを抱き締める自在継手のヨークとを備えた自在継手のヨークとシャフトとの締結構造であって、
前記ヨークは前記シャフトを抱き締める一対の締付板部とこれら締付板部を連結する連結板部とからＵ字状に形成された連結部と、該連結部の締付板部から突出して十字軸を支持するアーム部と、前記連結部の一対の締付板部間に橋架されて前記シャフトを締付ける締付ボルトとを備え、
前記締付板部の内面の前記締付ボルトを挿通するボルト挿通部の近傍における前記シャフトとの接触面に凹部を形成し、
前記一対の締付板部間の間隔及びシャフトの幅を、前記凹部より前記アーム部側に比較して前記凹部よりアーム部とは反対側を広く設定した
ことを特徴とする自在継手のヨークとシャフトとの締結構造。
【請求項２】
前記凹部は、少なくとも一方の前記締付板部のボルト挿通部と前記連結板部との間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自在継手のヨークとシャフトとの締結構造。
【請求項３】
前記凹部は、少なくとも一方の前記締付板部のボルト挿通部近傍から前記アーム部とは反対側の端面まで延長されていることを特徴とする請求項１に記載の自在継手のヨークとシャフトとの締結構造。
【請求項４】
前記凹部は、前記締付板部の一方のボルト挿通部近傍から前記連結板部を経て他方の締付板部のボルト挿通部近傍までの間に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自在継手のヨークとシャフトとの締結構造。
【請求項５】
前記シャフトは、締付板部によって抱き締められる位置に二面幅が形成され、該二面幅の表面に微細な凹凸形状が形成されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の自在継手のヨークとシャフトとの締結構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自在継手のヨークでシャフトを抱き締めるようにした自在継手のヨークとシャフトとの締結構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の自在継手のヨークとシャフトとの締結構造としては、例えば特許文献１に記載されている構成が知られている。すなわち、自在継手のヨークのシャフト係合部の相対向する一対の挟持板間に、シャフトの先端部を組み入れ、このシャフトの先端部の挟持板に対応する挟持面に逃げ凹部を堀り込み形成することにより、締付軸とナットとの螺合によって一対の挟持板を締付けたときに、一対の挟持板の一部を逃げ凹部の縁部に食い込ませてシャフトとヨークとの結合力を高めるようにしている。
【特許文献１】特開２００５−４２７６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来例にあっては、締付軸とナットとの螺合によって一対の挟持板を締付けたときに、一対の挟持板の一部を逃げ凹部の縁部に食い込ませるようにしているので、シャフトとヨークとの結合力を高めることはできるが、実際には、一対の挟持板を締付軸とナットとの螺合により締付けたときに、挟持板の逃げ凹部に対向する一部は逃げ凹部に食い込むが逃げ凹部の回りの挟持板は逆に反ってしまうことになり、一対の挟持板とシャフトとの間の接触が部分的となり、長期の使用によって部分接触部が摩耗してガタが発生するという未解決の課題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、一対の締付板部間にシャフトを挟んで、一対の締付板部を締付けたときに、一対の締付板部とシャフトとの保持力を向上させて、一対締付板部とシャフトとを確実に締結するようにした自在継手のヨークとシャフトとの締結構造を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、請求項１に係る自在継手のヨークとシャフトとの締結構造は、シャフトと、該シャフトを抱き締める自在継手のヨークとを備えた自在継手のヨークとシャフトとの締結構造であって、前記ヨークは前記シャフトを抱き締める一対の締付板部とこれら締付板部を連結する連結板部とからＵ字状に形成された連結部と、該連結部の締付板部から突出して十字軸を支持するアーム部と、前記連結部の一対の締付板部間に橋架されて前記シャフトを締付ける締付ボルトとを備え、前記締付板部の内面の前記締付ボルトを挿通するボルト挿通部の近傍における前記シャフトとの接触面に凹部を形成し、前記一対の締付板部間の間隔及びシャフトの幅を、前記凹部より前記アーム部側に比較して前記凹部よりアーム部とは反対側を広く設定したことを特徴としている。
【０００６】
また、請求項２に係る自在継手のヨークとシャフトとの締結構造は、請求項１に係る発明において、記凹部は、少なくとも一方の前記締付板部のボルト挿通部と前記連結板部との間に形成されていることを特徴としている。
さらに、請求項３に係る自在継手のヨークとシャフトとの締結構造は、請求項１に係る発明において、前記凹部は、少なくとも一方の前記締付板部のボルト挿通部近傍から前記アーム部とは反対側の端面まで延長されていることを特徴としている。
【０００７】
さらにまた、請求項４に係る自在継手のヨークとシャフトとの締結構造は、請求項１に係る発明において、前記凹部は、前記締付板部の一方のボルト挿通部近傍から前記連結板部を経て他方の締付板部のボルト挿通部近傍までの間に形成されていることを特徴としている。
【０００８】
また、請求項５に係る自在継手のヨークとシャフトとの締結構造は、請求項１乃至４の何れか１つに係る発明において、前記シャフトは、締付板部によって抱き締められる位置に二面幅が形成され、該二面幅の表面に微細な凹凸形状が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、一対の締付板部の少なくとも一方における締付ボルトを挿通するボルト挿通部の近傍における前記シャフトとの接触面に凹部を形成したので、締付ボルトによる締付板部の締付け時に締付板部とシャフトとの保持力が向上することにより、締付板部とシャフトとの締結を確実に行なうことができるという効果が得られる。
ここで、シャフトの締付板部との対向位置に二面幅を形成し、その二面幅の接触面にローレット、ショットピーニング等の手段で微細な凹凸を形成することにより、二面幅と一対の締付板部とが接触したときに、より保持力を向上させて確実な締結を行なうことができる。
【００１０】
また、一対の締付板部間の間隔が前記凹部より前記アーム部側の間隔に比較して前記凹部よりアーム部とは反対側の間隔が広く設定することにより、シャフトとヨークとの位置決めを正確に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は本発明を電動パワーステアリング装置に適用した場合の全体構成図、図２は本発明の一実施形態を示す自在継手のヨークとシャフトとの分解斜視図、図３はヨーク及びシャフトの締結状態を示す平面図、図４はヨークの側面図、図５は図４のＡ−Ａ線上の断面図である。
【００１２】
図１において、２は車両後端（図１において右端）側にステアリングホイール１を装着したステアリングシャフトであって、このステアリングシャフト２がステアリングコラム３に回転自在に支持されている。ステアリングシャフト２の車両前端（図１において左側）には、ステアリングシャフト２に操舵補助トルクを付与するウォーム減速機１１と、このウォーム減速機１１に結合されて操舵補助トルクを発生する電動モータ１２とで構成される操舵補助機構４が連結されている。
【００１３】
ウォーム減速機１１の出力軸１４には、自在継手１７Ａを介して中間シャフト１８が連結され、この中間シャフト１８が自在継手１７Ｂを介してラックピニオン式のステアリングギア機構６のピニオン軸１９に連結されている。
このステアリングギア機構６のラック軸（図示せず）は、タイロッド５を介して図示しない転舵輪に連結されている。
【００１４】
ここで、ステアリングシャフト２は、アウタシャフト７とインナシャフト８とを有し、アウタシャフト７の前端部とインナシャフト８の後端部とをスプライン結合させると共に、合成樹脂８ａを介して結合される。したがって、アウタシャフト７とインナシャフト８とは、衝突時に上記合成樹脂８ａを破断させて、全長を縮めることができる。
また、ステアリングシャフト２を挿通した筒状のステアリングコラム３は、アウタコラム９とインナコラム１０とをテレスコープ状に組み合わせてなり、軸方向向きの衝撃が加わった場合に、この衝撃によるエネルギーを吸収しつつ全長が縮まる所謂コラプシブル構造としている。
【００１５】
そして、インナコラム１０の前端側を、ウォーム減速機１１のハウジング１１ａの後端側に固定し、インナシャフト８をウォーム減速機１１のハウジング１１ａ内に挿通して、このインナシャフト８の前端部がウォーム減速機１１のハウジング１１ａの前端面から突出する出力軸１４に連結されている。
また、ステアリングコラム３のアウタコラム９がアッパ車体側ブラケット１５によって車体側部材２０にチルト及びテレスコ位置調整可能に支持されていると共に、操舵補助機構４におけるウォーム減速機１１のハウジング１１ａが車体側部材２０に取付けられたロア車体側ブラケット１６に回転自在に支持されたピボット軸１６ａを中心として上下方向に揺動可能に支持されている。
【００１６】
中間シャフト１８は、図１に示すように、自在継手１７Ａに連結されたシャフトとしての雄軸４０と、この雄軸４０の外周側に圧入外嵌され且つ自在継手１７Ｂに連接された雌軸４５とを備えている。
ここで、自在継手１７Ａは、図１に示すように、一対のヨーク２９及び３０と、これら一対のヨーク２９及び３０を連結する十字軸２８とで構成されている。
【００１７】
ヨーク３０は、図２〜図５に示すように、雄軸４０を抱き締める一対の締付板部３１ａ及び３１ｂと、これら締付板部３１ａ及び３１ｂの下端部を連結する連結板部３１ｃとからＵ字状に形成された連結部３１と、連結部３１の締付板部３１ａ及び３２ｂから軸方向に突出して十字軸２８を支持する一対のアーム部３２ａ及び３２ｂと、締付板部３１ａ及び３１ｂ間に橋架されて雄軸４０を連結部３１に対して締付ける締付ボルト３３とで構成されている。
【００１８】
ここで、一対の締付板部３１ａ及び３１ｂの夫々は、図２〜図５に示すように、連結板部３１ｃに連結する軸方向長さが長い長方形状の基部３４ａと、この基部３４ａに連接して上方に延長し、アーム部３２ａ及び３２ｂ側の上端がアーム部３２ａ及び３２ｂから離れるに従い徐々に高くなる台形部３４ｂとで形成されている。そして、締付板部３１ａ及び３１ｂの基部３４ａと台形部３４ｂとの境界位置における軸方向の略中央部に、互いに対向して締付ボルト３３を挿通する挿通孔３１ｄ及び締付ボルト３３が螺合する雌ねじ部３１ｅが個別に軸直角方向に延長して形成されている。また、締付板部３１ａ及び３１ｂの基部３４ａにアーム部３２ａ及び３２ｂが連結されている。
【００１９】
そして、締付ボルト３３は、図３に示すように、締付板部３１ａの挿通孔３１ｄに挿通されて締付板部３１ｂの外側面に係合する頭部３３ａと、この頭部３３ａに連設された締付板部３１ａの雌ねじ部３１ｄに螺合し締付板部３１ａの外側に突出する雄ねじ部３３ｂとで構成されている。
雄軸４０は、図２及び図３に示すように、先端部にＣ面取部４１が形成されていると共に、後述するように雄軸４０を締付板部３１ａ及び３１ｂ間に挿通して位置決めした状態で、締付ボルト３３に対向する上側位置に軸直角方向に延長するボルト係合凹部４２が形成され、さらに一対の締付板部３１ａ及び３１ｂと対向する側面位置に、これら締付板部３１ａ及び３１ｂと係合するようにその内周面間距離と略等しく、且つ例えばＣ面取部４１の最小径と略等しい厚みとなるように二面幅４３が形成されている。
【００２０】
ボルト係合凹部４２及び二面幅４３は、フライス盤で締付ボルト３３の雄ねじ部３３ｂの外径と略等しい外径のフライスで軸方向に所定長さだけ切削することにより形成されるフライス溝で構成されている。
そして、締付板部３１ａ及び３１ｂのボルト挿通孔３１ｄ及び雌ねじ部３１ｅの内周面から下方に連結板部３１ｃの少し手前までの間に凹部４４ａ及び４４ｂが形成されている。この凹部４４ａ及び４４ｂは、後述するように締付ボルト３３によって締付板部３１ａ及び３１ｂを締付けたときに、締付板部３１ａ及び３１ｂの凹部４４ａ及び４４ｂを挟む両側で雄軸４０の二面幅４３に確実に接触して保持力を向上させる機能を有する。
【００２１】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
先ず、自在継手１７Ａのヨーク３０と雄軸４０とを組付けるには、雄軸４０のボルト係合凹部４２を上方に向けた状態で、二面幅４３をヨーク３０の連結部３１の締付板部３１ａ及び３１ｂ間に挿通して係合させ、下面を連結板部３１ｃに当接させる。
次いで、締付板部３１ａ及び３１ｂの挿通孔部３１ｄ及び雌ねじ部３１ｅと雄軸４０のボルト係合凹部４２とを位置した状態で、締付ボルト３３の雄ねじ部３３ｂを締付板部３１ａの挿通孔部３１ｄに挿通して反対側の雌ねじ部３１ｅに螺合する。
【００２２】
このとき、締付板部３１ａ及び３１ｂ間に挿通された雄軸４０に形成されたボルト係合凹部４２は、締付ボルト３３の雄ねじ部３３ｂの外径と略等しいフライス溝に形成されているので、締付ボルト３３の雄ねじ部３３ｂを確実に係合することができる。
この状態で、締付ボルト３３の雄ねじ部３３ｂを締付板部３１ａ及び３１ｂの雌ねじ部３１ｅにさらに螺合させて締付板部３１ｂの外側に突出させて締付けることにより、締付板部３１ａ及び３１ｂで二面幅４３の平坦面４３ａ及び４３ｂを押圧し、連結部３１で雄軸４０を抱き締め固定し、自在継手１７Ａのヨーク３０と雄軸４０との組付けを完了する。このとき、締付板部３１ａ及び３１ｂの内側面におけるボルト挿通孔部３１ｄ及び雌ねじ部３１ｅの下側に凹部４４ａ及び４４ｂが形成されているので、締付ボルト３３による締付状態で、図５に示すように、凹部４４ａ及び４４ｂを挟む前後の内側面を雄軸４０の二面幅４３に確実に接触させることができ、保持力を向上させることができるので、前述した従来例のように雄軸側に凹部を形成して、これに締付板部３１ａ及び３１ｂの内側面を食い込ませる場合に比較して接触部での面圧を小さくすることができ、長期の使用によっても摩耗を生じることがなく、ガタの発生を確実に防止しながらヨーク３０の連結部３１と雄軸４０との締結をより確実に行なうことができる。
【００２３】
なお、上記実施形態においては、締付板部３１ａ及び３１ｂの双方に凹部４４ａ及び４４ｂを形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、抱き締め時に大きな保持力を必要としない場合には、凹部４４ａ及び４４ｂの何れか一方を省略することもできる。
また、上記実施形態においては、一対の締付板部３１ａ及び３１ｂ間の間隔が軸方向で一定である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図５に示す一対の締付板部３１ａ及び３１ｂ間の間隔を凹部４４ａ及び４４ｂよりアーム部３２ａ及び３２ｂ側の間隔Ｘに比較して凹部４４ａ及び４４ｂよりアーム部３２ａ及び３２ｂとは反対側の間隔Ｙを広く設定し、雄軸４０の二面幅４３の幅もＸ及びＹに対応させて変更するようにしてもよい。この場合には、間隔Ｘ及びＹが異なるので、ヨーク３０の連結部３１と雄軸４０との位置決めを容易に行なうことができる。
【００２４】
また、上記実施形態においては、締付板部３１ａ及び３１ｂの双方に凹部を形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図６に示すように、連結板部３１ｃにも締付板部３１ａ及び３１ｂの凹部４４ａ及び４４ｂに連通する凹部５０を形成して、締付板部３１ａ及び３１ｂと連結板部３１ｃとの凹部を挟む前後とを確実に接触させることができ、より確実な締結状態を得ることができる。
【００２５】
さらに、上記実施形態においては、締付板部３１ａ及び３１ｂの対向位置に凹部４４ａ及び４４ｂを設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図７に示すように、締付板部３１ａ及び３１ｂの少なくとも一方例えば締付板部３１ａに、締付ボルト３３の挿通位置よりアーム部３２ａ，３２ｂ側位置からアーム部３２ａ，３２ｂとは反対側の端面まで延長する凹部６０を形成することにより、凹部６０位置での締付板部３１ａの剛性を低下させて可撓性を持たせるようにしてもよい。
【００２６】
この場合には、締付ボルト３３による締付時に、締付板部３１ａ及び３１ｂのアーム部３２ａ及び３２ｂ側のＢ部が締まり難くなり、逆にアーム部３２ａ及び３２ｂとは反対側のＣ部が締まり易くなる。このため、締付ボルト３３による締付け時に、凹部６０の締付ボルト３３との接触部分からアーム部３２ａとは反対側が雄軸４０の二面幅４３の平坦面４３ａにならい易くなり、締付板部３１ａの内面と雄軸４０の二面幅４３とが均等に接触するために保持力が向上する。したがって、長期の使用による摩耗を抑制して十分な保持力を得ることができる。
【００２７】
また、上記実施形態においては、雄軸４０の二面幅４３の平坦面４３ａ及び４３ｂをフライス加工面とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、ローレット掛けして微細な凹凸形状を形成したり、図８（ｃ）に示すようにショットピーニング処理によって微細な凹凸を形成したりするようにしてもよい。これらの場合には、二面幅４３の平坦面４３ａ及び４３ｂに微細な凹凸を形成しているので、締付ボルト３３による締付け時に、この微細な凹凸に締付板部３１ａ及び３１ｂの接触面が食い込んで、保持力を向上させることができ、ヨーク３０の雄軸４０の連結部３１との締結をより確実に行なうことができる。
【００２８】
さらに、上記実施形態においては、ボルト係合凹部４２を備えた雄軸４０に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ボルト係合凹部４２を省略した雄軸４０に本発明を適用することができる。
さらに、上記実施形態においては、締付ボルト３３の雄ねじ部３３ｂを締付板部３１ｂの雌ねじ部３１ｅに螺合させた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、締付板部３１ｂの外側に突出した雄ねじ部３３ｂにナットを螺合させるようにしてもよく、また締付板部３１ｂの外側にナットを嵌合固定させた雌ねじ部３１ｅに螺合させるようにしてもよい。
【００２９】
さらにまた、上記実施形態においては、自在継手１７Ａのヨーク３０に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、自在継手１７Ａのヨーク２９に本発明を適用するようにしてもよい。
なおさらに、上記実施形態においては、本発明を電動パワーステアリング装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、操舵補助機構４を省略した通常のステアリング装置に本発明を適用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を電動パワーステアリング装置に適用した場合の全体構成図である。
【図２】本発明による自在継手のヨークとシャフトとの分解斜視図である。
【図３】ヨーク及びシャフトの締結状態を示す平面図である。
【図４】ヨークの側面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線上の断面図である。
【図６】本発明の変形例を示す図５と同様の断面図である。
【図７】本発明の変形例を示す図５と同様の断面図である。
【図８】雄軸の二面幅に形成する微細な凹凸形状を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…ステアリングコラム、４…操舵補助機構、５…タイロッド、６…ステアリングギア機構、１１…ウォーム減速機、１２…電動モータ、１７Ａ，１７Ｂ…自在継手、１８…中間シャフト、２０…車体側部材、２９，３０…ヨーク、３１…連結部、３１ａ，３１ｂ…締付板部、３１ｃ…連結板部、３１ｄ…ボルト挿通孔部，３１ｅ…雌ねじ部、３２ａ，３２ｂ…アーム部、３３…締付ボルト、４０…雄軸、４２…ボルト係合凹部、４３…二面幅、４４ａ，４４ｂ…凹部、５０…凹部、６０…凹部
【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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