(57)【要約】【課題】自在継手のヨークとシャフトとの接触面積を十分に確保することにより、自在継手のヨークとシャフトとの組付けを強固にすることができる自在継手のヨークとシャフトとの締結構造を提供する。【解決手段】前記ヨーク３０は、前記シャフト４０を抱き締める締付板部３１ａ，３１ｂとこれら締付板部３１ａ，３１ｂ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、前記連結部３１の締付板部３１ａ，３１ｂ間に橋架されて前記シャフト４０を締付ける締付ボルト３３とを備え、前記シャフト４０は、前記連結部３１に対して組付けを行った状態で、前記の締付板部３１ａ，３１ｂの対向内面の少なくとも一方と係合する係合平面４３ａ，４３ｂを有する係合部４３を備え、前記係合部４３の係合平面４３ａ，４３ｂ及び当該係合平面４３ａ，４３ｂが係合する前記締付板部３１ａ，３１ｂの対向内面の少なくとも一方の面が鏡面仕上げされている。【選択図】図２
2009204008.tif 000002
【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締結し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、前記シャフトは、前記連結部に対して組付けを行った状態で、前記一対の締付板部の対向内面の少なくとも一方と係合する係合平面を有する係合部を備え、前記係合部の係合平面及び当該係合平面が係合する前記締付板部の対向内面の少なくとも一方の面が鏡面仕上げされている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】
前記係合部は、前記一対の締付板部の対向内面に個別に係合する一対の係合平面を有する二面幅で構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】
前記シャフトは、軸部の外周面に軸方向と交差する方向に延長するボルト係合凹部が形成されていることを特徴とする請求項１又は２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、ヨークの基端部を構成する１対の抑え板部同士のうち、一方の抑え板部を、抑え面側が凸面となる方向に湾曲させ、抑えボルトと螺合したナットの緊締に伴って上記１対の抑え板部の抑え面が、基端部からシャフトの端部に形成した外側平面に当接し始めるシャフトと自在継手のヨークとの結合部が知られている
【特許文献１】特開平１０−９２８１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、自在継手のヨークとシャフトとを組付ける際に、ヨークの抑え板部に形成された凸面の剛性がシャフトの剛性より低いために変形してしまい、自在継手のヨークとシャフトとの組付けを強固にするという機能を十分に発揮することができなくなるという未解決の課題がある。
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、自在継手のヨークとシャフトとの接触面積を十分に確保することにより、自在継手のヨークとシャフトとの組付けを強固にすることができる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】
【０００４】
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締結し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、前記シャフトは、前記連結部に対して組付けを行った状態で、前記一対の締付板部の対向内面の少なくとも一方と係合する係合平面を有する係合部を備え、前記係合部の係合平面及び当該係合平面が係合する前記締付板部の対向内面の少なくとも一方の面が鏡面仕上げされていることを特徴としている。
【０００５】
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、前記係合部は、前記一対の締付板部の対向内面に個別に係合する一対の係合平面を有する二面幅が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又は２に係る発明において、前記シャフトは、軸部の外周面に軸方向と交差する方向に延長するボルト係合凹部が形成されていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、シャフトに形成された係合部の係合平面及びこれに係合するヨークの締付板部の対向内面の少なくとも一方が鏡面仕上げされているので、係合部の剛性を確保すると共に、締付板部とシャフトの係合部との接触面積を十分に確保することができ、自在継手のヨークとシャフトとの組付けを強固に行うことができるという効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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は自在継手のヨークとシャフトとの分解斜視図、図３は本発明の実施形態を示す平面図、図４は本発明の実施形態を示す側面図である。
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に連結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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
中間シャフト１８は、図１に示すように、自在継手１７Ａに連結された円柱状の雄軸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５０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、シャフトとしての前述した雄軸４０とで構成されている。
【００１２】
ヨーク３０は、例えば熱間鍛造によって一体成形され、図２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とで構成されている。さらに、この連結部３１の締付板部３１ａ及び３１ｂ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。
【００１３】
ここで、一対の締付板部３１ａ及び３１ｂの夫々は、図２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に連設して上方に延長し、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３１ｅ及び締付ボルト３３が螺合する雌ねじ部３１ｄ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。
【００１４】
また、締付板部３１ａ及び３１ｂの対向内面は、熱間鍛造によって成形されたままの状態で、微小の凹凸を有する粗面であるが、その粗面を外周面に研磨剤が塗布された高速回転する円盤状の研磨布に押し付けて徐々に研磨作業を行うバフ研磨によって鏡面仕上げすることで平滑な鏡面に仕上げている。
また、締付ボルト３３は、図３に示すように、締付板部３１ｂの挿通孔３１ｅに挿通されて締付板部３１ａ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。
【００１５】
雄軸４０は、図３及び図４に示すように、先端部にＣ面取部４１が形成されている。また、雄軸４０には、後述するように雄軸４０を締付板部３１ａ及び３１ｂ間に組付けた状態で、前記締付ボルト３３の下側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が形成されている。このボルト係合凹部４２は、フライス盤によって締付ボルト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。さらに、雄軸４０には、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の対向内面に個別に係合する係合平面４３ａ及び４３ｂを有する係合部としての二面幅４３が形成されている。これら係合平面４３ａ及び４３ｂの後述する組付状態で締付板部３１ａ及び３１ｂの後端面より露出する内方側端部と雄軸４０の外周面との間に円筒面でなる段部４４が形成されている。
【００１６】
係合平面４３ａ及び４３ｂは、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フライス盤によって切削することにより形成されている。このフライス切削によって形成される係合平面４３ａ及び４３ｂは粗面であるが、その粗面を外周面に研磨剤が塗布された高速回転する円盤状の研磨布に押し付けて徐々に研磨作業を行うバフ研磨によって鏡面仕上げすることで平滑な鏡面に仕上げている。そして、係合平面４３ａ及び４３ｂ間の軸直角方向の幅は、締付板部３１ａ及び３１ｂ間の幅と略等しく選定されている。
【００１７】
次に、上記実施形態の動作を説明する。
自在継手１７Ａのヨーク３０と雄軸４０とを組付けるには、先ず、図２に示すように、雄軸４０を、ボルト係合凹部４２を上方に向けた状態で、ヨーク３０の連結板部３１ｃを下側とし上端を開放した締付板部３１ａ及び３１ｂ間に雄軸４０の二面幅４３の係合平面４３ａ及び４３ｂを上方から対向させる。
この状態で、雄軸４０を下降させて、係合平面４３ａ及び４３ｂを締付板部３１ａ及び３１ｂの対向内面に係合させながら雄軸４０の下端部を連結板部３１ｃの上面に当接させる。
【００１８】
このとき、係合平面４３ａ及び４３ｂを締付板部３１ａ及び３１ｂの対向内面に係合させているので、雄軸４０の回転を阻止することができ、雄軸４０を、ボルト係合凹部４２を上方に向けた状態で、連結部３１に対して確実に組付けることができる。また、締付板部３１ａ及び３１ｂの対向内面と係合平面４３ａ及び４３ｂとは双方が共に鏡面仕上げされているので、連結部３１に対して雄軸４０の挿通を円滑に行うことができる。
【００１９】
この状態で、必要に応じて雄軸４０を連結板部３１ｃの上面に沿って軸方向向きに摺動させ、雄軸４０のボルト係合凹部４２の底面と締付板部３１ａ及び３１ｂの雌ねじ部３１ｄ及び挿通孔３１ｅの底部側とを略一致させる。そして、締付ボルト３３の雄ねじ部３３ｂを締付板部３１ｂの挿通孔３１ｅに挿通して、ボルト係合凹部４２を通って、締付板部３１ａの雌ねじ部３１ｄに螺合させる。
【００２０】
この状態で、締付ボルト３３の頭部３３ａが締付板部３１ｂに当接した後も、締付ボルト３３をさらに締付ける。これにより、締付板部３１ａ及び３１ｂ間が狭くなり、これら締付板部３１ａ及び３１ｂの対向内面が係合平面４３ａ及び４３ｂに圧接して、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の対向内面と係合平面４３ａ及び４３ｂとは鏡面仕上げされているので、防食及び防錆の効果を得ることができると共に、両者間の接触面積を十分に確保することができ、鏡面同士の接触により摩擦抵抗を大きくすることができる。このように、締付板部３１ａ及び３１ｂの対向内面と係合平面４３ａ及び４３ｂとの摩擦抵抗を大きくすることで、締付板部３１ａ及び３１ｂと雄軸４０との間でガタが発生することを確実に防止することができる。さらに、鏡面による面接触であるので、係合部の剛性を確保することができる。このため、長期の使用によって、締付ボルト３３と締付板部３１ａ及び３１ｂとによる雄軸４０を抱き締め固定する力が低下することを防止することができる。
【００２１】
この結果、自在継手１７Ａのヨーク３０と雄軸４０との組付けを強固に行うことができる。
また、締付ボルト３３と締付板部３１ａ及び３１ｂとによる雄軸４０の抱き締めが弱い状態で、雄軸４０が連結部３１から軸方向向きに抜け出す外力が作用したときに、ボルト係合凹部４２が雄ねじ部３３ｂに当接し、雄軸４０の抜け出しを阻止することができる。
【００２２】
この正規の組付け状態とは逆に、雄軸４０を、ボルト係合凹部４２を下方に向けた状態で、連結部３１に対して組付けようとすると、雄軸４０のボルト係合凹部４２側の端部が連結板部３１ｃの上面に当接することになる。このため、雌ねじ部３１ｄ及び挿通孔３１ｅの底部側とボルト係合凹部４２の底面が略一致することがなく、締付ボルト３３の雄ねじ部３３ｂの挿通が阻止されるので、連結部３１に対して雄軸４０の誤組付けを防止することができる。
【００２３】
なお、上記実施形態においては、締付板部３１ａ及び３１ｂの対向内面と係合平面４３ａ及び４３ｂとを、バフ研磨によって鏡面仕上げ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、超仕上げ、ポリシング、電解砥粒研磨等を適用することができ、要は締付板部３１ａ及び３１ｂの対向内面と係合平面４３ａ及び４３ｂとを鏡面仕上げさせることができれば任意の加工方法を適用することができる。
【００２４】
また、上記実施形態においては、締付板部３１ａ及び３１ｂの対向内面と係合平面４３ａ及び４３ｂとの双方を鏡面仕上げ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、締付板部３１ａ及び３１ｂの対向内面を、熱間鍛造によって成形されたままの状態で、微小の凹凸を有する粗面のままとすることもできる。この場合、締付ボルト３３の締付けにより、締付板部３１ａ及び３１ｂ間を狭くして粗面の対向内面を鏡面仕上げされた係合平面４３ａ及び４３ｂに圧接したときに、締付板部３１ａ及び３１ｂの対向内面における粗面に形成された凹凸が係合平面４３ａ及び４３ｂに食い込むことによって、摩擦抵抗を大きくすることができ、ヨーク３０と雄軸４０との組付けを強固にすることができる。逆に、係合平面４３ａ及び４３ｂを粗面のままとすることもできる。さらに、粗面と鏡面との組合せは、締付板部３１ａの対向内面及び係合平面４３ａの何れか一方を粗面とし、他方を鏡面とすることができ、締付板部３１ｂの対向内面及び係合平面４３ｂについても同様である。さらにまた、締付板部３１ａ及び３１ｂの対向内面を軸方向に分割して粗面と鏡面とを並設し、係合平面４３ａ及び４３ｂを軸方向に分割して鏡面と粗面とを並設して、互いの粗面と鏡面とが係合するようにしてもよい。
【００２５】
さらに、上記実施形態においては、雄軸４０に締付板部３１ａ及び３１ｂの対向内面と係合する二面幅４３の係合平面４３ａ及び４３ｂ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、係合平面４３ａ及び４３ｂのどちらか一方を省略することもできる。
さらにまた、上記実施形態においては、係合平面４３ａ及び４３ｂ間の軸直角方向の幅を締付板部３１ａ及び３１ｂ間の幅と略等しく選定し、締付板部３１ａ及び３１ｂ間に雄軸４０を挿通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、締付板部３１ａ及び３１ｂに雄軸４０を中間ばめ又はすきまばめとして嵌合させたり、圧入したりするようにしてもよい。
【００２６】
なおさらに、上記実施形態においては、ヨーク３０を熱間鍛造によって成形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、冷間鍛造、温間鍛造、これらの組合せによる鍛造等によって成形するようにしてもよい。
また、上記実施形態においては、中間シャフト１８の雄軸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、中間シャフト１８の雌軸５０にも本発明を適用するようにしてもよい。
【００２７】
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】
【００２８】
【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】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】本発明の実施形態を示す平面図である。
【図４】本発明の実施形態を示す側面図である。
【符号の説明】
【００２９】
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、１４…出力軸、１７Ａ，１７Ｂ…自在継手、１８…中間シャフト、１９…ピニオン軸、２０…車体側部材、２８…十字軸、２９，３０…ヨーク、３１…連結部、３１ａ，３１ｂ…締付板部、３１ｃ…連結板部、３１ｄ…雌ねじ部、３１ｅ…挿通孔、３２ａ，３２ｂ…アーム部、３３…締付ボルト、３３ａ…頭部、３３ｂ…雄ねじ部、３４ａ…基部、３４ｂ…台形部、４０…雄軸、４１…Ｃ面取部、４２…ボルト係合凹部、４３…二面幅、４３ａ，４３ｂ…係合平面、４４…傾斜段部、５０…雌軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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