JP2000110845A - 自在継手用ヨーク - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ナットの回転を確実に防止しつつ、ナットの
抜けを確実に防止できる自在継手用ヨークを提供するこ
と。 【解決手段】 ローレット部１５ａは、平目ローレット
をナット孔２１ｄの内周面に食い込ませることによっ
て、ナット１１の回転方向の動き（剥離トルク）を主に
阻止する役割を有する。先端部１５ｂは、環状溝１５ｃ
にナット孔２１ｄの内周面の肉が移動することによっ
て、矢印Ｂで示すボルト軸方向の動き（押し抜き力）を
主に阻止する役割を有する。ここで、ナット孔２１ｄの
内径ｄ１とローレット部１５ａの外径Ｄとの差である締
めしろ（Ｄ−ｄ１）は、ナットの変形を防止しつつ、ナ
ットの回転を確実に防止し、ナットの抜けを確実に防止
ため、０．７〜１．３ｍｍの範囲とすることでが望まし
い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、自動車のステア
リングジョイントとして用いられる自在継手を構成する
自在継手用ヨークに関する。

【０００２】

【従来の技術】実開昭５９−５６４２４号公報や特開平
７−３１７７９３号公報には、ステアリングジョイント
の自在継手用ヨークが開示されている。これらのヨーク
は、挿入したシャフトをボルトで締め付けるタイプのも
ので、基部にシャフトを挿入するための環状ハブを備
え、この環状ハブのスリット部に、対向する一対のボル
ト取付片を備える。一方のボルト取付片に形成された貫
通孔にはナットが圧入されており、このナットには他方
のボルト取付片に形成した貫通孔から挿入したボルトが
ねじ込まれる。

【０００３】上記実開昭５９−５６４２４号公報等に記
載のようなヨークでは、ボルトを挿入する際にナットを
押し出す方向の荷重が加わる場合があるが、ナットは貫
通孔との締めしろのみによってこのような押出方向の荷
重を受けることになる。ここで、ナットの押出荷重によ
ってナットが抜けることを防止するために締めしろを増
すこととすると、圧入に際してナットが変形してボルト
のねじ込みができなくなる。したがって、上記のような
ヨークでは、ボルトのねじ込みを容易にしてナットの抜
けを防止することは容易でない。

【０００４】このような問題を解決するため、特開平８
−２８４９６８号公報に開示のヨークでは、ナットに形
成した締めしろ部分の先端に環状の溝を形成し、ナット
の圧入に際してこの溝に貫通孔の肉を移動させてナット
の抜けを防止している。

【０００５】

【発明が解決使用とする課題】しかし、特開平８−２８
４９６８号公報に開示のヨークでは、ナットの回転防止
が必ずしも十分でない場合があり、また、ナットの回転
防止を確保しつつナットの抜け防止を図ることも必ずし
も容易でなかった。

【０００６】そこで、この発明は、ナットの回転を確実
に防止しつつ、ナットの抜けを確実に防止できる自在継
手用ヨークを提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の自在継手用ヨークは、シャフトを挿入する
ための円弧部と、当該円弧部と一体的に形成されて当該
円弧部から略半径方向に対向してそれぞれ突出するとと
もに対向する貫通孔をそれぞれ有する第１及び第２締付
部と、第１締付部の貫通孔に圧入される圧入部と前記圧
入部よりも径大のフランジ部とを有するナットと、前記
第２締付部の貫通孔から前記第１締付部の貫通孔に挿通
されて前記ナットにねじ込まれるボルトとを備える自在
継手用ヨークにおいて、前記圧入部が、前記フランジ部
に隣接して設けられるとともに前記第１締付部の貫通孔
よりも僅かに径大で外周にローレットを有するローレッ
ト部と、前記ローレット部より先端側に環状溝を有する
先端部とを有し、前記ローレット部の外径と前記第１締
付部の貫通孔との締めしろが、０．７ｍｍ以上１．４ｍ
ｍ未満であることを特徴とする。

【０００８】上記自在継手用ヨークでは、前記圧入部
が、前記フランジ部に隣接して設けられるとともに前記
第１締付部の貫通孔よりも僅かに径大で外周にローレッ
トを有するローレット部と、前記ローレット部より先端
側に環状溝を有する先端部とを有するので、ローレット
部の圧入によって主にナットの回転が防止されるととも
に先端部の環状溝への貫通孔周囲の肉の移動によって主
にナットの抜けが防止される。この際、前記ローレット
部の外径と前記第１締付部の貫通孔との締めしろが、
０．７ｍｍ以上１．４ｍｍ未満であるので、貫通孔によ
るローレット部の締付強度が適切となるとともに環状溝
への貫通孔周囲の肉の移動量が適切となり、ナットの回
転を確実に防止しつつ、ナットの抜けを確実に防止する
ことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の自在継手用ヨーク
の具体的な実施形態について図面を参照して説明する。

【００１０】図１は、本実施形態の自在継手用ヨークを
備えた自在継手の構造を説明する部分断面図である。図
示の自在継手は、車両のステアリング装置のステアリン
グシャフトを連結するためのものであり、一対のヨーク
２、４をスパイダー６を介して連結した構造を有してい
る。一方のヨーク２から延びるシャフト１は、ハンドル
側に接続され、他方のヨーク４から延びるシャフト５
は、車輪側に接続されている。

【００１１】一方のヨーク２は、ボルト締めタイプで、
シャフト１に嵌合する基部２１とスパイダー６に連結す
るための２股のフォーク部２２とを板金のプレス成形に
よって一体製造した構造となっている。他方のヨーク４
は、溶接固定タイプで、シャフト５に嵌合する基部４１
とスパイダー６に連結するための２股のフォーク部４２
とを鋼板のプレス成形によって一体製造した構造となっ
ている。

【００１２】フォーク部２２は、基部２１の対向位置か
らシャフト軸方向に延びる一対のアーム２２ａ、２２ｂ
からなる。各アーム２２ａ、２２ｂの先端部の対向位置
には、ベアリングを保持するための軸受穴２２ｃが貫設
されている。

【００１３】基部２１は、シャフト１を挿入するための
円弧部２１ａと、この円弧部２１ａの不連続部分（スリ
ット）から半径方向に対向してそれぞれ突出する第１及
び第２締付部２１ｂ、２１ｃとを備える。一方の第１締
付部２１ｂには、これを貫通するナット孔２１ｄが形成
され、このナット孔２１ｄには、ナット１１が圧入固定
されている。他方の第２締付部２１ｃには、ナット孔２
１ｄに対向してこの第２締付部２１ｃを貫通するボルト
孔２１ｅが形成されている。シャフト１の接続に際して
は、円弧部２１ａにシャフト１先端を挿入し、その平坦
部１ａを両孔２１ｄ、２１ｅに位置合わせした後、ボル
ト孔２１ｅにボルト１２が挿入され、ねじ部１２ｂが、
圧入されたナット１１にねじ込まれてボルト１２が締結
される。

【００１４】アーム２２ａの軸受穴２２ｃには、軸受７
が組み付けられる。つまり、軸受穴２２ｃは、スパイダ
ー６の軸径部６１の周囲にニードルベアリング７３が配
置された状態で軸受カップ７１によって封止される。軸
受カップ７１は、軸受穴２２ｃに圧入されその外側縁部
分でカシメによってアーム２２ａに固定されている。軸
受カップ７１の内側の端部は、シールリング７５に接し
ている。このシールリング７５は、軸受カップ７１とス
パイダー本体との間に挟まれて軸受７を封止する。

【００１５】軸径部６１の端面に形成された軸方向穴６
５には、合成樹脂製のスラストピース８がはめ込まれて
いる。このスラストピース８によってスパイダー６の両
端の軸径部６１と軸受カップ７１との間に軸方向の中心
に向かう予圧が付与され、アーム２２ａ、２２ｂに挟ま
れたスパイダー６を軸方向の所定位置に保持することが
できる。

【００１６】なお、詳細な説明は省略するが、アーム２
２ｂの軸受７も、アーム２２ａの軸受７と同一構造を有
する。

【００１７】フォーク部４２は、基部４１の対向位置か
らシャフト軸方向に延びる一対のアームからなる。各ア
ームの先端部の対向位置には、ベアリングを保持するた
めの軸受穴４２ｃが貫設されている。基部４１には、軸
方向に延びる貫通穴（図示を省略）が形成されており、
この貫通穴にはシャフト５が嵌合して溶接固定される。
なお、詳細な説明は省略するが、フォーク部４２のアー
ムに取り付ける軸受１０７も、アーム２２ａ、２２ｂの
軸受７と同一構造を有する。

【００１８】図２は、図１に示すヨーク２の基部２１の
Ａ−Ａ断面図である。基部２１は、円弧部２１ａと、第
１及び第２締付部２１ｂ、２１ｃとを一体的に形成した
ものであり、円弧部２１ａの不連続部分の両端から第１
及び第２締付部２１ｂ、２１ｃが対向して延びており、
全体としてＵ字状の断面を有する。円弧部２１ａの内周
面には、シャフト１の回転を防止するためのセレーショ
ン２１ｇが形成されている。

【００１９】第１締付部２１ｂに固定されたナット１１
は、第１締付部２１ｂのナット孔２１ｄに圧入される圧
入部１５と、この圧入部１５よりも径大のフランジ部１
６とを有する。圧入部１５は、フランジ部１６に隣接し
て設けられるローレット部１５ａと、このローレット部
１５ａより先端側に環状溝１５ｃを有する先端部１５ｂ
とを有する。ローレット部１５ａは、第１締付部２１ｂ
のナット孔２１ｄよりも僅かに径大で外周に平目ローレ
ットを有する。先端部１５ｂの外周に形成した環状溝１
５ｃの底の径は、ローレット部１５ａの最外周よりも十
分小さな径となっている。なお、ナット１１の内周面に
は、ボルト１２の先端に形成されたねじ部１２ｂに螺合
する雌ねじ１１ａが形成されている。

【００２０】図３は、図２に対応する図であり、第１締
付部２１ｂにナット１１を圧入して固定する直前の状態
を示す。この状態では、ナット孔２１ｄとほぼ等しい直
径の先端部１５ｂのみがナット孔２１ｄに挿入される。
その後、フランジ部１６のナット座面１６ａが第１締付
部２１ｂの平坦面２１ｋに接するまでナット１１を圧入
することにより、ローレット部１５ａがナット孔２１ｄ
の内周面に食い込む。ナット孔２１ｄの内周面のヨーク
材料は、平目ローレットのローレット溝内に入り込むと
ともに、先端部１５ｂの環状溝１５ｃに移動する。以上
の工程により、図２に示すヨーク２が得られる。

【００２１】ローレット部１５ａは、平目ローレットを
ナット孔２１ｄの内周面に食い込ませることによって、
ナット１１の回転方向の動き（剥離トルク）を主に阻止
する役割を有する。先端部１５ｂは、環状溝１５ｃにナ
ット孔２１ｄの内周面の肉が移動することによって、矢
印Ｂで示すボルト軸方向の動き（押し抜き力）を主に阻
止する役割を有する。

【００２２】ここで、ヨーク２の具体的な実施例につい
て説明する。板金製のヨーク本体（基部２１及びフォー
ク部２２）は、ＪＩＳ熱間圧延軟鋼板をその材料とす
る。ナット１１のローレット部１５ａの硬さは、ヨーク
本体の硬さよりも大きくして、ナット孔２１ｄの内周面
の材料が変形して環状溝１５ｃに移動できるようにして
ある。ここで、ナット１１をナット孔２１ｄに圧入する
際の圧入力は、２０００〜３２００ｋｇｆ程度とした。
さらに、ナット１１に形成した雌ねじ１１ａの内径及び
ピッチは、Ｍ８×１．２５とした。なお、ローレット部
１５ａの平目ローレットは、ＪＩＳ平目モジュール０．
２又は０．３とした。

【００２３】図４は、ナット１１の具体的な寸法を説明
する図である。寸法Ｄは、ローレット部１５ａの最大外
径を示し、寸法ｄ２は、先端部１５ｂの最大外径を示
す。次に、寸法Ｓ２は、環状溝１５ｃの深さを示す。次
に、寸法Ｌ１は、ローレット部１５ａの軸方向長さを示
し、寸法Ｌ２は、先端部１５ｂの軸方向長さを示す。な
お、図２に示すように、第１締付部２１ｂのナット孔２
１ｄの内径は、ｄ１とする。

【００２４】本実施例の場合、長さＬ２を０．８〜１．
６ｍｍとし、深さＳ２は０．０８ｍｍ以上とした。外径
ｄ２は内径ｄ１よりも僅かに小さくする。ナット１１の
圧入直前に先端部１５ｂがナット孔２１ｄ内に入りセン
タリングを行うことができ、かつ、ナット１１の圧入時
にヨーク材料が環状溝１５ｃに移動する量が少なくても
先端部１５ｂがナット孔２１ｄ内に確実に保持されるよ
うに、差（ｄ１−ｄ２）は小さくする方が良い。本実施
例の場合、外径ｄ１を約１０ｍｍとした。

【００２５】長さＬ１と外径Ｄとは、ナット１１の回転
防止やヨーク材料が環状溝１５ｃに移動する量に影響す
る。本実施例の場合、長さＬ１を０．５〜１．０ｍｍと
した。また、外径Ｄについては、ｄ１＜Ｄの条件の下、
種々の締めしろ（Ｄ−ｄ１）を設定して、ナット１１が
抜ける押し抜き力と、ナット１１が回転する剥離トルク
とを測定した。

【００２６】図５は、締めしろ（Ｄ−ｄ１）と押し抜き
力との関係を示すグラフである。ボルト１２の組付時に
ナット１１に発生する最大の押し抜き力Ｐｍａｘを規格
値とした場合、これを満足する締めしろの最小値は約
０．７ｍｍであることが分かる。

【００２７】図６は、締めしろ（Ｄ−ｄ１）と剥離トル
クとの関係を示すグラフである。ボルト１２の締付時に
ナット１１を回転させる最大のトルクＴｍａｘを規格値
とした場合、これを満足する締めしろの最小値は約０．
６ｍｍであることが分かる。

【００２８】以上の実験から、締めしろ（Ｄ−ｄ１）の
最小値は、０．７ｍｍであることが分かる。

【００２９】一方、締めしろ（Ｄ−ｄ１）を１．４ｍｍ
以上とすると、ヨーク材料が環状溝１５ｃに移動する量
が過剰となり、ナット１１の雌ねじ１１ａが変形してボ
ルト１２をねじ込めなくなる場合があった。

【００３０】以上の実験から明らかなように、ナット孔
２１ｄの内径ｄ１とローレット部１５ａの外径Ｄとの差
である締めしろ（Ｄ−ｄ１）は、０．７以上で１．４ｍ
ｍ未満の範囲とすることでが望ましいことが分かる。

【００３１】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の自在継手用ヨークによれば、前記ローレット部と前記
第１締付部の貫通孔との締めしろが、０．７ｍｍ以上
１．４ｍｍ未満であるので、貫通孔によるローレット部
の締付強度が適切となるとともに環状溝への貫通孔周囲
の肉の移動量が適切となり、ナットの回転を確実に防止
しつつ、ナットの抜けを確実に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態に係るヨークを組み込んだ
自在継手の部分断面図である。

【図２】図１の自在継手のヨークのＡ−Ａ矢視断面図で
ある。

【図３】図２のヨークの組立を説明する図である。

【図４】図２のヨークを構成するナットの寸法を説明す
る図である。

【図５】図２のヨークにおいて締めしろと押し抜き力と
の関係を示すグラフである。

【図６】図２のヨークにおいて締めしろと剥離トルクと
の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１，５ シャフト ２，４ ヨーク ６ スパイダー ７ 軸受 １１ ナット １１ａ 雌ねじ １２ ボルト １５ 圧入部 １５ａ ローレット部 １５ｂ 先端部 １５ｃ 環状溝 １６ フランジ部 ２１基部 ２１ａ 円弧部 ２１ｂ 第１締付部 ２１ｃ 第２締付部 ２１ｄ ナット孔 ２１ｅ ボルト孔 ２２ フォーク部 ２２ａ，２２ｂ アーム ２２ｃ 軸受穴

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトを挿入するための円弧部と、当
   該円弧部と一体的に形成されて当該円弧部から略半径方
   向に対向してそれぞれ突出するとともに対向する貫通孔
   をそれぞれ有する第１及び第２締付部と、第１締付部の
   貫通孔に圧入される圧入部と前記圧入部よりも径大のフ
   ランジ部とを有するナットと、前記第２締付部の貫通孔
   から前記第１締付部の貫通孔に挿通されて前記ナットに
   ねじ込まれるボルトとを備える自在継手用ヨークにおい
   て、 前記圧入部は、前記フランジ部に隣接して設けられると
   ともに前記第１締付部の貫通孔よりも僅かに径大で外周
   にローレットを有するローレット部と、前記ローレット
   部より先端側に環状溝を有する先端部とを有し、 前記ローレット部の外径と前記第１締付部の貫通孔との
   締めしろは、０．７ｍｍ以上１．４ｍｍ未満であること
   を特徴とする自在継手用ヨーク。