(57)【要約】【課題】２本のボルトの締付けトルクを同一にすることが容易で、部品点数が増加せず、軸との結合剛性が大きな継手を提供することを課題とする。【解決手段】第２のボルト８２の中心８２１から、第２の切り割り４３２の結合筒部４１からの切り上がり位置４３２Ａまでの距離Ｌ２が、第１のボルト８１の中心８１１から、第１の切り割り４３１の結合筒部４１からの切り上がり位置４３１Ａまでの距離Ｌ１よりも大きく形成される。第２のボルト８２の締付けトルクが、第１のボルト８１の締付けトルクＴと同じ締付けトルクに達するまで締め付けるだけで、第１のボルト８１と第２のボルト８２の締付けトルクを同一にすることができるため、締付け作業を短時間で行うことが可能となる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基端寄り部分に回転トルクを伝達可能に軸を嵌合するための孔部を備えた結合筒部、
上記結合筒部に形成され、上記孔部に貫通する第１の切り割り、
上記孔部を挟んで上記第１の切り割りに対向して上記結合筒部に形成され、上記孔部に貫通する第２の切り割り、
上記第１の切り割りを挟んで上記結合筒部と一体に設けられ、左右一対のフランジ部で構成される第１のフランジ部、
上記第２の切り割りを挟んで上記結合筒部と一体に設けられ、左右一対のフランジ部で構成される第２のフランジ部、
上記第１のフランジ部の左右一対のフランジ部を締付ける第１のボルト、
上記第２のフランジ部の左右一対のフランジ部を締付ける第２のボルトで構成され、
上記第１のボルトで第１のフランジ部を締付けた時の第１のフランジ部の締付け剛性を
、上記第２のボルトで第２のフランジ部を締付けた時の第２のフランジ部の締付け剛性よりも大きくしたこと
を特徴とする継手。
【請求項２】
請求項１に記載された継手において、
上記第２のボルトの中心から上記第２の切り割りの上記結合筒部からの切り上がり位置までの距離が、上記第１のボルトの中心から上記第１の切り割りの上記結合筒部からの切り上がり位置までの距離よりも大きく形成されていること
を特徴とする継手。
【請求項３】
請求項１から請求項２までのいずれかに記載された継手において、
上記孔部には、上記軸の雄セレーションに係合して回転トルクを伝達する雌セレーションが形成されていること
を特徴とする継手。
【請求項４】
請求項１から請求項２までのいずれかに記載された継手において、
上記軸には、上記ボルトに係合する溝が形成されていること
を特徴とする継手。
【請求項５】
請求項１から請求項２までのいずれかに記載された継手において、
上記結合筒部には、上記孔部とは反対側で、十字軸を軸支するための軸受け孔を有する一対の腕部が一体に形成されていること
を特徴とする継手。
【請求項６】
請求項１から請求項２までのいずれかに記載された継手において、
上記継手は、中間シャフトとステアリングシャフト、または、中間シャフトとステアリングギヤとを連結する自在継手であり、
ステアリングシャフトに操舵補助力を付与するアシスト装置が、上記中間シャフトとステアリングホイールとの間に設けられていること
を特徴とする継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は継手、特に、ステアリング装置のステアリングシャフトの回転を伝達する軸同士を連結する継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の前輪を操舵するステアリング装置では、ステアリングホイールの操作で回転するステアリングシャフトの動きを、自在継手を介してステアリングギヤの入力軸に伝達している。
【０００３】
ステアリングホイールの動きはステアリングコラム内に回転自在に設けたステアリングシャフトおよび中間シャフトを介してステアリングギアに伝達され、ステアリングギアによって車輪の方向を操舵する。通常、ステアリングシャフトとステアリングギアの入力軸とは互いに同一直線上に設けることが出来ない。
【０００４】
このため従来から、特許文献１に示すように、ステアリングシャフトとステアリングギアへの入力軸との間に中間シャフトを設け、この中間シャフトの端部とステアリングシャフト、および、中間シャフトの端部とステアリングギアの入力軸の端部とを、自在継手を介して結合することにより、同一直線上に存在しないステアリングシャフトと入力軸との間での動力伝達が行えるようにしている。
【０００５】
近年、ステアリングシャフトに操舵補助力を付与するアシスト装置を、中間シャフトとステアリングホイールとの間に設けたコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置が多くなってきた。
【０００６】
このような、コラムアシスト式の電動パワーステアリングでは、中間シャフトに負荷される回転トルクが大きくなるため、中間シャフトと自在継手との結合部の結合剛性を大きくする必要がある。
【０００７】
特許文献２に示す自在継手は、ヨークの結合筒部と軸を２本のボルトで締め付けることにより、ヨークの結合筒部と軸との結合剛性を大きくしている。特許文献２に示す自在継手では、ヨークの結合筒部と軸との結合剛性は大きくなるが、所定の結合剛性を確保するためには、２本のボルトの締付けトルクがほぼ同一であることが必要であるが、２本のボルトを同一締付けトルクで締付ける作業が難しい。
【０００８】
すなわち、２本のボルトを、交互に徐々に締め付ければ、２本のボルトの締付けトルクを同一にすることができるが、締付け作業に時間が掛かってしまう。
【０００９】
また、特許文献２に示す自在継手は、結合筒部とは別部品で形成された薄板状のストラップを介して、ヨークの結合筒部と軸をボルトで締め付けるようにしているため、部品点数が増加して、製造コストが増大する恐れがあった。
【００１０】
【特許文献１】特開平４−１２５３１４号公報
【特許文献２】英国特許出願公開第１２２３８２８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、２本のボルトを同一締付けトルクで締め付けることが容易で、部品点数が増加せず、軸との結合剛性が大きな継手を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、基端寄り部分に回転トルクを伝達可能に軸を嵌合するための孔部を備えた結合筒部、上記結合筒部に形成され、上記孔部に貫通する第１の切り割り、上記孔部を挟んで上記第１の切り割りに対向して上記結合筒部に形成され、上記孔部に貫通する第２の切り割り、上記第１の切り割りを挟んで上記結合筒部と一体に設けられ、左右一対のフランジ部で構成される第１のフランジ部、上記第２の切り割りを挟んで上記結合筒部と一体に設けられ、左右一対のフランジ部で構成される第２のフランジ部、上記第１のフランジ部の左右一対のフランジ部を締付ける第１のボルト、上記第２のフランジ部の左右一対のフランジ部を締付ける第２のボルトで構成され、上記第１のボルトで第１のフランジ部を締付けた時の第１のフランジ部の締付け剛性を、上記第２のボルトで第２のフランジ部を締付けた時の第２のフランジ部の締付け剛性よりも大きくしたことを特徴とする継手である。
【００１３】
第２番目の発明は、第１番目の発明の継手において、上記第２のボルトの中心から上記第２の切り割りの上記結合筒部からの切り上がり位置までの距離が、上記第１のボルトの中心から上記第１の切り割りの上記結合筒部からの切り上がり位置までの距離よりも大きく形成されていることを特徴とする継手である。
【００１４】
第３番目の発明は、第１番目から第２番目までのいずれかの発明の継手において、上記孔部には、上記軸の雄セレーションに係合して回転トルクを伝達する雌セレーションが形成されていることを特徴とする継手である。
【００１５】
第４番目の発明は、第１番目から第２番目までのいずれかの発明の継手において、上記軸には、上記ボルトに係合する溝が形成されていることを特徴とする継手である。
【００１６】
第５番目の発明は、第１番目から第２番目までのいずれかの発明の継手において、上記結合筒部には、上記孔部とは反対側で、十字軸を軸支するための軸受け孔を有する一対の腕部が一体に形成されていることを特徴とする継手である。
【００１７】
第６番目の発明は、第１番目から第２番目までのいずれかの発明の継手において、上記継手は、中間シャフトとステアリングシャフト、または、中間シャフトとステアリングギヤとを連結する自在継手であり、ステアリングシャフトに操舵補助力を付与するアシスト装置が、上記中間シャフトとステアリングホイールとの間に設けられていることを特徴とする継手である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の継手は、基端寄り部分に回転トルクを伝達可能に軸を嵌合するための孔部を備えた結合筒部と、結合筒部に形成され、孔部に貫通する第１の切り割りと、孔部を挟んで第１の切り割りに対向して結合筒部に形成され、孔部に貫通する第２の切り割りと、第１の切り割りを挟んで結合筒部と一体に設けられ、左右一対のフランジ部で構成される第１のフランジ部と、第２の切り割りを挟んで結合筒部と一体に設けられ、左右一対のフランジ部で構成される第２のフランジ部と、第１のフランジ部の左右一対のフランジ部を締付ける第１のボルトと、第２のフランジ部の左右一対のフランジ部を締付ける第２のボルトで構成され、第１のボルトで第１のフランジ部を締付けた時の第１のフランジ部の締付け剛性を、第２のボルトで第２のフランジ部を締付けた時の第２のフランジ部の締付け剛性よりも大きくしている。
【００１９】
従って、第１のボルトの締付けが完了した後、第２のボルトの締付けトルクが、第１のボルトの締付けトルクと同じ締付けトルクに達するまで締め付けるだけで、第１のボルトと第２のボルトの締付けトルクを同一にすることができるため、締付け作業を短時間で行うことが可能となる。
【００２０】
また、結合筒部と一体的に形成された第１のフランジ部と第２のフランジ部を、各々第１のボルトと第２のボルトを使用して締め付けるため、軸と結合筒部との結合剛性が大きく、部品点数が増加せず、製造コストの増大も小さくて済む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明する。図１は本発明の継手を備えたステアリング装置の全体を示し、一部を断面した側面図であって、操舵補助部を有する電動パワーステアリング装置に適用した実施例を示す。
【００２２】
図１に示すように、本発明のステアリング装置は、車体後方側（図１の右側）にステアリングホイール１１を装着可能なステアリングシャフト１２と、このステアリングシャフト１２を挿通したステアリングコラム１３と、このステアリングシャフト１２に補助トルクを付与する為のアシスト装置（操舵補助部）２０と、このステアリングシャフト１２の車体前方側（図１の左側）に、図示しないラック／ピニオン機構を介して連結されたステアリングギヤ３０とを備えている。
【００２３】
ステアリングシャフト１２は、雌ステアリングシャフト１２Ａと雄ステアリングシャフト１２Ｂとを、回転トルクを伝達可能に、かつ軸方向に関して相対移動可能にスプライン嵌合している。従って、上記雌ステアリングシャフト１２Ａと雄ステアリングシャフト１２Ｂとは、衝突時に、このスプライン嵌合部が相対移動して、全長を縮めることができる。
【００２４】
また、上記ステアリングシャフト１２を挿通した筒状のステアリングコラム１３は、アウターコラム１３Ａとインナーコラム１３Ｂとをテレスコピック移動可能に組み合わせており、衝突時に軸方向の衝撃が加わった場合に、この衝撃によるエネルギ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。
【００２５】
そして、上記インナーコラム１３Ｂの車体前方側端部を、ギヤハウジング２１の車体後方側端部に圧入嵌合して固定している。また、上記雄ステアリングシャフト１２Ｂの車体前方側端部を、このギヤハウジング２１の内側に通し、アシスト装置２０の図示しない入力軸の車体後方側端部に連結している。
【００２６】
ステアリングコラム１３は、その中間部を支持ブラケット１４により、ダッシュボードの下面等、車体１８の一部に支承している。また、この支持ブラケット１４と車体１８との間に、図示しない係止部を設けて、この支持ブラケット１４に車体前方側に向かう方向の衝撃が加わった場合に、この支持ブラケット１４が上記係止部から外れ、車体前方側に移動するようにしている。
【００２７】
また、上記ギヤハウジング２１の上端部も、上記車体１８の一部に支承している。また、本実施例の場合には、チルト機構及びテレスコピック機構を設けることにより、上記ステアリングホイール１１の高さ位置、及び、車体前後方向位置の調節を自在としている。このようなチルト機構及びテレスコピック機構は、従来から周知であり、本発明の特徴部分でもない為、詳しい説明は省略する。
【００２８】
上記ギヤハウジング２１の車体前方側端面から突出した出力軸２３は、自在継手１５を介して、中間シャフト１６の後端部に連結している。また、この中間シャフト１６の前端部に、別の自在継手１７を介して、ステアリングギヤ３０の入力軸３１を連結している。中間シャフト１６は、雄中間シャフト（雄シャフト）１６Ａの車体前方側に、雌中間シャフト（雌シャフト）１６Ｂの車体後方側が外嵌し、回転トルクを伝達可能に、かつ、軸方向に関して相対移動可能に嵌合している。
【００２９】
図示しないピニオンが、入力軸３１に結合している。また、ステアリングギヤ３０に往復摺動可能に内嵌された図示しないラックが、このピニオンに噛み合っており、ステアリングホイール１１の回転が、タイロッド３２を移動させて、図示しない車輪を操舵する。
【００３０】
アシスト装置２０のギヤハウジング２１には、電動モータ２６のケース２６１が固定され、この電動モータ２６の図示しない回転軸にウォームが結合されている。出力軸２３には図示しないウォームホイールが取り付けられ、このウォームホイールに電動モータ２６の回転軸のウォームが噛合っている。
【００３１】
また、出力軸２３の軸方向長さの中間部の周囲には、図示しないトルクセンサが設けられている。上記ステアリングホイール１１からステアリングシャフト１２に加えられるトルクの方向と大きさを、トルクセンサで検出している。
【００３２】
このトルクセンサの検出値に応じて、電動モータ２６を駆動し、ウォームとウォームホイールから成る減速機構を介して、出力軸２３に、所定の方向に所定の大きさで補助トルクを発生させる。
【００３３】
図２は、本発明の実施例の自在継手の正面図であり、図１の自在継手１５、１７に適用した例を示す。図３は図２のＡ−Ａ断面図、図４は図３のＢ−Ｂ断面図である。図５（Ａ）は、図３からボルトと軸を取り外した状態を示す断面図、図５（Ｂ）は図２の軸を示す正面図、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【００３４】
図２から図５に示すように、本発明の実施例の自在継手は、二股状の腕部４２、４２を有するヨーク４、４と、この二股状の腕部４２、４２同士を結合する十字軸６で構成されている。図示しないが、腕部４２、４２には、一対の円孔（軸受け孔）が形成されていて、十字軸６との嵌合のための軸受が挿入される。
【００３５】
ヨーク４は、基端寄り部分に略矩形の結合筒部４１を備えており、結合筒部４１の軸心（図３の左右および上下方向の中心）の内周面には、軸（図１の雄中間シャフト１６Ａ、雌中間シャフト１６Ｂ、出力軸２３、入力軸３１等）７を嵌合するための雌セレーション（孔部）４５が形成されている。
【００３６】
図２から図４に示すように、結合筒部４１には、雌セレーション４５を挟んで、図３、図４の上下方向に延び、雌セレーション４５に貫通する、第１の切り割り４３１、第２の切り割り４３２が形成されている。第１の切り割り４３１は雌セレーション４５の上側に形成され、第２の切り割り４３２は雌セレーション４５の下側に形成されている。第１の切り割り４３１、及び、第２の切り割り４３２の隙間δ１、δ２（図３、図５（Ａ）参照）は、同一寸法に形成されている。
【００３７】
第１の切り割り４３１を挟んで、左フランジ部４６１、右フランジ部４６２から構成される第１のフランジ部４６が、結合筒部４１と一体に形成されている。また、第２の切り割り４３２を挟んで、左フランジ部４７１、右フランジ部４７２から構成される第２のフランジ部４７が、結合筒部４１と一体に形成されている。
【００３８】
第１のフランジ部４６の左フランジ部４６１には、フランジ面に対して直角方向（図３、図５（Ａ）の左右方向）に、第１の螺子孔４８１が形成されている。また、第２のフランジ部４７の左フランジ部４７１には、フランジ面に対して直角方向（図３、図５（Ａ）の左右方向）に、雌セレーション４５を挟んで、第１の螺子孔４８１に対して対称位置に、第２の螺子孔４８２が形成されている。
【００３９】
第１のフランジ部４６の右フランジ部４６２には、上記第１の螺子孔４８１と同心に、第１の通し孔４９１が形成されている。また、第２のフランジ部４７の右フランジ部４７２には、上記第２の螺子孔４８２と同心に、第２の通し孔４９２が形成されている。従って、第１の通し孔４９１に第１のボルト８１を挿通し、第２の通し孔４９２に第２のボルト８２を挿通し、第１のボルト８１、第２のボルト８２を各々回転すれば、第１の螺子孔４８１、第２の螺子孔４８２に、第１のボルト８１、第２のボルト８２が各々螺合する。
【００４０】
図４、図５（Ｂ）、（Ｃ）に示すように、軸７の端部外周には、上記雌セレーション４５にセレーション係合する雄セレーション７１が形成されている。また、軸７の端部外周には、環状溝７２が形成されている。環状溝７２は、軸７の軸心に平行で、軸７の軸心を通る任意の平面上の形状が、軸７の軸心に向かって凸の円弧状に形成されている。
【００４１】
従って、第１の通し孔４９１、第２の通し孔４９２に第１のボルト８１、第２のボルト８２を各々挿通すると、軸７の雄セレーション７１が結合筒部４１の雌セレーション４５にセレーション係合して、回転トルクが伝達可能になる。同時に、第１のボルト８１、第２のボルト８２の外周が軸７の環状溝７２に係合して、軸７は雌セレーション４５から抜け出さない。
【００４２】
図４に示すように、第１の切り割り４３１、第２の切り割り４３２は、フライス加工で同時に形成される。すなわち、直径寸法がＤのフライスカッター（平フライス）５の中心５１を、雌セレーション４５の中心軸線４５１から、図４で見て下方に距離Ｓだけ離し、図４で見て、結合筒部４１の左側からフライスカッター５を切り込む。フライスカッター５の刃の厚さは、第１の切り割り４３１及び第２の切り割り４３２の隙間δ１、δ２（図３、図５（Ａ）参照）と同一寸法である。
【００４３】
フライス加工が完了すると、図４で見て、第２のボルト８２の中心８２１から、第２の切り割り４３２の結合筒部４１からの切り上がり位置４３２Ａまでの距離Ｌ２が、第１のボルト８１の中心８１１から、第１の切り割り４３１の結合筒部４１からの切り上がり位置４３１Ａまでの距離Ｌ１よりも大きく形成される。
【００４４】
その結果、第１のボルト８１で第１のフランジ部４６を締付けた時の、第１のフランジ部４６の締付け剛性が、第２のボルト８２で第２のフランジ部４７を締付けた時の、第２のフランジ部４７の締付け剛性よりも確実に大きくなる。
【００４５】
すなわち、第１のボルト８１または第２のボルト８２のうち、いずれか一方のボルトを締め付けると、他方のフランジ部の切り割り（４３１または４３２）の隙間（δ１またはδ２）が拡がる。
【００４６】
しかし、第１のフランジ部４６の締付け剛性は第２のフランジ部４７の締付け剛性よりも大きいので、第１のフランジ部４６を先に締付けた後、第２のフランジ部４７を締付ければ、第２のフランジ部４７を締付けた時の、第１のフランジ部４６の隙間δ１の拡がりは小さいので、第１のフランジ部４６を締付けた第１のボルト８１の締付けトルクの変動を小さく抑えることが可能となるため、第１のボルト８１の再締付け作業が不要となる。
【００４７】
すなわち、第１のボルト８１、第２のボルト８２を締め付ける手順は、まず、最初に、第１のボルト８１で第１のフランジ部４６を、第１のボルト８１の締付けトルクが所定の締付けトルクＴに達するまで締め付ける。次ぎに、第２のボルト８２で第２のフランジ部４７を、第２のボルト８２の締付けトルクが、第１のボルト８１の締付けトルクＴと同じ締付けトルクに達するまで締め付ける。
【００４８】
第１のフランジ部４６の締付け剛性は、第２のフランジ部４７の締付け剛性よりも大きい。第１のボルト８１の締付けが完了した後、第２のボルト８２で第２のフランジ部４７を締め付けて行くと、第２のボルト８２の締付けトルクは、第１のボルト８１の締付けトルクＴよりも小さな締付けトルクの状態から徐々に大きくなり、第１のボルト８１の締付けトルクＴに近づく。
【００４９】
従って、第２のボルト８２の締付けトルクが、第１のボルト８１の締付けトルクＴと同じ締付けトルクに達するまで締め付けるだけで、第１のボルト８１と第２のボルト８２の締付けトルクを同一にすることができるため、締付け作業が容易で、かつ短時間で行うことが可能となる。
【００５０】
本発明の実施例の自在継手は、ヨーク４と一体的に形成された第１のフランジ部４６、第２のフランジ部４７を、各々第１のボルト８１、第２のボルト８２を使用して締め付ける。従って、軸７とヨーク４の結合筒部４１との結合剛性が大きく、部品点数が増加せず、製造コストの増大も小さくて済む。
【００５１】
上記実施例では、結合筒部４１は略矩形に形成されているが、円、楕円等種々の形状が可能である。また、上記実施例では、結合筒部に雌セレーションを形成した例について説明したが、雌スプライン、二個の平面、多角形孔、楕円孔等の孔部でもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の継手を備えたステアリング装置の全体を示し、一部を断面した側面図であって、操舵補助部を有する電動パワーステアリング装置に適用した実施例を示す。
【図２】本発明の実施例の自在継手の正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ断面図である。
【図５】（Ａ）は、図３からボルトと軸を取り外した状態を示す断面図、（Ｂ）は図２の軸を示す正面図、（Ｃ）は（Ｂ）のＣ−Ｃ断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１１  ステアリングホイール
１２  ステアリングシャフト
１２Ａ  雌ステアリングシャフト
１２Ｂ  雄ステアリングシャフト
１３  ステアリングコラム
１３Ａ  アウターコラム
１３Ｂ  インナーコラム
１４  支持ブラケット
１５  自在継手
１６  中間シャフト
１６Ａ  雄中間シャフト
１６Ｂ  雌中間シャフト
１７  自在継手
１８  車体
２０  アシスト装置
２１  ギヤハウジング
２３  出力軸
２６  電動モータ
２６１  ケース
３０  ステアリングギヤ
３１  入力軸
３２  タイロッド
４  ヨーク
４１  結合筒部
４２  腕部
４３１  第１の切り割り
４３１Ａ  切り上がり位置
４３２  第２の切り割り
４３２Ａ  切り上がり位置
４５  雌セレーション
４５１  中心軸線
４６  第１のフランジ部
４６１  左フランジ部
４６２  右フランジ部
４７  第２のフランジ部
４７１  左フランジ部
４７２  右フランジ部
４８１  第１の螺子孔
４８２  第２の螺子孔
４９１  第１の通し孔
４９２  第２の通し孔
５  フライスカッター
５１  中心
６  十字軸
７  軸
７１  雄セレーション
７２  環状溝
８１  第１のボルト
８１１  中心
８２  第２のボルト
８２１  中心
【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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