JP2005106188A - シャフトと自在継手のヨークの結合構造 - Google Patents

Abstract

【課題】シャフトと自在継手のヨークの結合構造において、狭い場所での作業がし易く、かつ小型で構造が簡単であること。
【解決手段】ボルト１３のねじ込みに伴って、仮保持部２５により回動規制されたナット１５は締付け軸線Ｃ上を移動する。図６Ｂに示すように、延設筒１９が第２のタブ８の挿通孔１８から突出すると共に、ナット本体１７の第２の部分１７ｂが仮保持部２５から自動的に離脱しナット本体１７の全体が回動許容部２６内に移動することで、ナット１５の回動が許容される。さらにボルト１３を回すとナット１５が共回りし、図６Ｃに示すように、延設筒１９の周面のカム部２０がシャフト１の平坦面１１ｄを押圧することでシャフト１のがたつきを防止すると共に、ナット１５の回り止めが達成される。さらにボルト１３を締め付けて両タブ７，８間にシャフト１を挟持し固定する。
【選択図】 図６

Description

本発明は、シャフトと自在継手のヨークの結合構造に関する。

自在継手のヨークのＵ字状をなす嵌合部にＵ字の開放側からシャフトを組み入れて結合する、いわゆるスイングインタイプの結合構造がある。
この種の結合構造では、互いに螺合するボルトとナットを用いてヨークの一対のタブを締め付け一対のタブ間にシャフトを固定するが、通例、ナットの周面に形成されたカム部によって、シャフトの周面の平坦部を押圧して、シャフトを固定するようにしている。

例えば、ステアリング装置の車両への搭載作業において、そのインターミディエイトシャフトを相手側シャフトの端部の自在継手のヨークに接続する作業の場合、車室内の足元という狭くて視認性の悪いスペースでの手さぐり作業となる。そうした作業環境において、片手でナットを支えて、もう一方の手でボルトをタブに横通しするという両手での作業は、その実施が非常に困難であり、作業能率が悪かった。

そこで、ナットを揺動可能に保持する保持部材によって、ナットを揺動させて嵌合部から退避できるようにした結合構造が提供されている（例えば特許文献１）。
特許文献１では、ナットを退避姿勢に保持しておけるので、ナットを手で支える必要がなくなるという利点がある。しかしながら、ナットを揺動させるため、そのためのスペースが必要となり、結合構造が大型化するという問題がある。

一方、ナットを支持する筒状の支持体を設け、ナット端面のねじ孔に螺合する止めねじでナットを支持体の底に止定しておくことで、ナットをボルトの締め付け軸線上に仮保持するようにした結合構造が提案されている（例えば特許文献２）。
特開２００２−３４７６３３号公報 仏国特許番号２８０１８６０号公報

特許文献２では、仮保持の解除のために止めねじを外す必要があり、作業能率が悪かった。また部品点数も多くなり、構造が複雑となる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、狭いところでの作業能率が良くしかも小型で構造が簡単である、シャフトと自在継手のヨークの結合構造を提供することである。

上記目的を達成するため、本発明は、互いに平行な第１および第２のタブを有してＵ字状をなす嵌合部を含むヨークと、このヨークの嵌合部に組み入れられたシャフトと、第１および第２のタブ間にシャフトを締め付けて固定するための固定手段とを備え、この固定手段は、第１のタブのボルト挿通孔を通して挿通されるボルトと、このボルトと締付け軸線上で螺合するナットとを含む、シャフトと自在継手のヨークの結合構造において、上記第２のタブに係止され、ボルトへの螺合前のナットを上記締付け軸線上に仮保持可能な仮保持手段をさらに備え、上記ナットは、上記第２のタブの外側面に当接可能な座面を有するナット本体と、このナット本体から延設され第２のタブの挿通孔を通して両タブ間に進出可能な延設筒と、この延設筒の外周面に設けられ延設筒の回転に伴ってシャフトの周面を押圧可能なカム部とを含み、上記仮保持手段は、ボルトに螺合する前のナットの延設筒が第２のタブの挿通孔から突出しない状態でナット本体を弾力的に把持することによりナットを回転不能で且つ軸方向に移動可能に仮保持する仮保持部と、ナットの延設筒が第２のタブの挿通孔から突出した状態でナット本体の回動を許容する回動許容部とを含むことを特徴とするものである。

本発明では、ナットの延設筒が第２のタブの挿通孔から突出しないようにナットを仮保持手段の仮保持部に仮保持した状態で、嵌合部のＵ字の開放側からシャフトを嵌合部内に挿入した後、第１のタブのボルト挿通孔から挿通させたボルトをナットにねじ込む。仮保持部によって回動規制されたナットはボルトのねじ込みに伴って締付け軸線上を移動し、延設筒が第２のタブの挿通孔から突出すると共にナット本体が仮保持部から自動的に離脱しその回動を許容される。

さらにボルトを回すとナットが共回りし、延設筒のカム部がシャフトを押圧してナット本体が回り止めされるので、さらにボルトを締め付けてシャフトを完全に固定することができる。ナットを手で支えておく必要がなく、片方の手でボルトをボルト挿通孔に挿通する作業のみで良いので、非常に作業性が良い。特に、ボルトのねじ込みに伴ってナットの仮保持が自動的に解除されるので、格段に作業性が良い。しかも、従来のように止めねじを用いずにナットを予め締付け軸線上に仮保持できるので、結合構造をコンパクトにして小型化を図ることができると共に部品点数を削減することができる。

また、本発明において、上記仮保持手段は互いに連なる第１および第２の筒状部を含み、第１の筒状部の内周面は仮保持部を含み、第２の筒状部は回動許容部を区画し、上記ナット本体の周面はナット本体の軸線に平行な平坦面を含み、上記仮保持部はナット本体の周面の平坦面に対向可能な平坦面を含むことが好ましい。第１および第２の筒状部を含む仮保持手段であれば、板金を用いて容易に成形することが可能となる。さらに、平坦面を含んで仮保持部を構成する第１の筒状部によってナットを確実に回動規制して仮保持することができる。

また、本発明において、上記仮保持手段は、上記仮保持部および回動許容部を含む本体と、この本体を対応するタブの外側面に沿って保持するためにタブに係止する係止アームとを含み、この係止アームは対応するタブの端部に引っ掛け係止するフックを含むことが好ましい。この場合、フックによる引っ掛け構造を用いて、仮保持手段をヨークに容易に取り付けて保持することができる。

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態に係る、シャフトと自在継手のヨークとの結合構造Ｐの正面図であり、図２は上記結合構造Ｐの背面図であり、図３は上記結合構造Ｐの分解斜視図である。
図１、図２および図３を参照して、自動車のステアリング装置における、例えばインターミディエイトシャフトからなるシャフト１は、ヨーク２に嵌合されており、このヨーク２は十字軸３を介して他のヨーク４に連結されている。ヨーク２はシャフト１に嵌合する嵌合部５と、十字軸３に連結するためのアーム部６とからなり、プレス成形により一体に形成されている。

図３および図４を参照して、嵌合部５は、互いに平行に延びる平坦面からなる第１および第２のタブ７，８と、これら第１および第２のタブ７，８を相互に接続する架橋部９とを有する断面Ｕ字形形状をなしている。第１および第２のタブ７，８の挟持面としての内側面７ａ，８ａと架橋部９の受け部としての内面９ａによって、シャフト１をＵ字の開放側から組み入れるための収容溝１０が区画されている。

シャフト１の端部の周面１１は、第１および第２のタブ７，８の内面７ａ，８ａにそれぞれ相対向する平坦面からなる一対の被挟持面１１ａ，１１ｂを有している。また、シャフト１の周面は、架橋部９の内面９ａによって受けられる円弧状部１１ｃを有しており、この円弧状部１１ｃに対向して被挟持面１１ａ，１１ｂに直交する平坦面１１ｄを有している。

図４に示すように、第１のタブ７のボルト挿通孔１２に挿通されたボルト１３が、第２のタブ８に仮保持手段としての仮保持部材１４によって締付け軸線Ｃ上に仮保持されたナット１５にねじ込まれることにより、第１および第２のタブ７，８が互いに連結されて、第１および第２のタブ７，８間にシャフト１が挟持されて固定されるようになっている。ボルト１３とナット１５によって固定手段Ｑが構成されている。ボルト１３は頭部１３ａおよびねじ軸１３ｂを有している。

図３および図４に示すように、仮保持部材１４は、筒状をなす本体１４ａと、本体１４ａを第２のタブ８の外側面８ｂに沿って保持する例えば一対の係止アーム１４ｂ，１４ｂを有している。各係止アーム１４ｂ，１４ｂは第２のタブ８の対応する縁部に引っ掛け係止するフック５０を有している。
図４および図５を参照して、上記ナット１５は、上記第２のタブ８の外側面８ｂに当接する座面１６を有する円環状のナット本体１７と、このナット本体１７の座面１６から延設され第２のタブ８の挿通孔１８を通して両タブ７，８間に進出可能な延設筒１９と、この延設筒１９の外周面１９ａに設けられナット１５の回転に伴ってシャフト１の周面１１の平坦面１１ｄを押圧可能なカム部２０とを備える。延設筒１９およびナット本体１７の中心を貫通するねじ孔２１が設けられ、このねじ孔２１にボルト１３のねじ軸１３ｂが螺合する。

ナット本体１７は、座面１６側の第１の部分１７ａと、座面１６と反対側の第２の部分１７ｂとを有しており、第２の部分１７ｂの周面に、締付け軸線Ｃに平行な少なくとも１つの係合部としての平坦面２２が設けられる。本実施の形態では、相対向する一対の平坦面２２が互いの間に二面幅を形成するようにして設けられている。
延設筒１９は例えば断面楕円形形状に形成され、上記のカム部２０は楕円の周面からなる。延設筒１９のなす楕円の短軸方向Ｘは、上記平坦面２２に直交する軸線に平行な方向であることが好ましい。

仮保持部材１４の本体１４ａは、ナット本体１７の第２の部分１７ｂを圧入可能な第１の筒状部２３と、第１の筒状部２３に連なりナット本体１７を遊嵌可能な円筒からなる第２の筒状部２４とを含む。第１の筒状部２３の内周面は仮保持部２５を含み、第２の筒状部２４の内周面によって空所からなる回動許容部２６が区画される。
仮保持部２５は、ナット本体１７の第２の部分１７ｂを圧入可能なように該第２の部分１７ｂと相等しい断面形状をなしている。すなわち、仮保持部２５はナット本体１７の第２の部分１７ｂの一対の平坦面２２にそれぞれ合致するように対向可能な一対の平坦面２５ａを有している。

仮保持部材１４の仮保持部２５は、図４に示すようにナット１５の延設筒１９の端部が第２のタブ８の挿通孔１８から突出しない状態で、ナット本体１７を弾力的に把持すると共に、その平坦面２５ａがナット本体１７の平坦面２２に係合することにより、ナット１５を回転不能で且つ軸方向に移動可能に仮保持する。
第１の筒状部２３の閉塞端面２３ａがナット１５の端面１５ａに当接することにより、ナット１５の軸方向の位置決めがなされて、延設筒１９の端部が第２のタブ８の挿通孔１８から突出しない状態でナット１５が締付け軸線Ｃ上に仮保持されるようになっている。

仮保持部材１４の第２の筒状部２４は、ナット本体１７の第１の部分１７ａと相等しい径又は少し大きい径を持っている。これにより、回動許容部２６は、後述する図６Ｂに示すように、ナット本体１７の第２の部分１７ｂが仮保持部材１４の仮保持部２５から抜け出た状態で、ナット１５の回動を許容できるようになっている。
次いで、本結合構造Ｐによる結合動作について、図４、図６Ａ〜図６Ｃに基づいて説明する。

図４に示すようにナット１５の延設筒１９が第２のタブ８の挿通孔１８から突出しないようにナット１５を仮保持部材１４の仮保持部２５に仮保持した状態で、嵌合部５のＵ字の開放側からシャフト１を嵌合部５内に挿入した後、図６Ａに示すように、第１のタブ７のボルト挿通孔１２から挿通させたボルト１３のねじ軸１３ｂをナット１５のねじ孔２１にねじ込む。

このボルト１３のねじ込みに伴って、仮保持部２５により回動規制されたナット１５は締付け軸線Ｃ上を移動し、図６Ｂに示すように、延設筒１９が第２のタブ８の挿通孔１８から突出すると共に、ナット本体１７の第２の部分１７ｂが仮保持部２５から自動的に離脱しナット本体１７の全体が回動許容部２６内に移動する。これにより、ナット１５の回動が許容される。

さらにボルト１３を回すとナット１５が共回りし、図６Ｃに示すように、延設筒１９のカム部２０がシャフト１の平坦面１１ｄを押圧することでシャフト１のがたつきが防止されると共に、ナット１５の回り止めが達成される。その結果、さらにボルト１３を締め付けてシャフト１を完全に固定することができる。
本実施の形態では、実車への組み付け作業において、ナット１５を手で支える必要がなく、片方の手でボルト１３をボルト挿通孔１２に挿通する作業だけで良いので、車室の足元のような狭い作業空間しかない場所においても、非常に作業性が良い。

特に、ボルト１３のねじ込みに伴ってナット１５の仮保持が自動的に解除されるので、格段に作業性が良い。しかも、従来のように止めねじを用いずにナット１５を予め締付け軸線Ｃ上に仮保持できるので、結合構造Ｐをコンパクトにして小型化を図ることができると共に部品点数を削減することができる。
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば延設筒１９の断面形状としては、小判形形状、二面幅を有する形状、Ｄ形形状、締付け軸線Ｃから中心がオフセットされた円形形状、その他、ナット１５の回転に伴ってシャフト１の平坦面１１ｄを押圧できる形状であれば良い。

本発明の一実施の形態のシャフトと自在継手のヨークの結合構造の正面図である。 上記結合構造の背面図である。 上記結合構造の分解斜視図である。 上記結合構造の分解断面図である。 ナットの斜視図である。 上記結合構造による結合動作を順次に示す概略断面図である。

符号の説明

Ｐ 結合構造
１ シャフト
２，４ ヨーク
３ 十字軸
５ 嵌合部
６ アーム部
７ 第１のタブ
７ａ 内側面
８ 第２のタブ
８ａ 内側面
８ｂ 外側面
９ 架橋部
９ａ 内面
１０ 収容溝
１１ 周面
１１ａ，１１ｂ 被挟持面
１１ｄ 平坦面
１２ ボルト挿通孔
１３ ボルト
１４ 仮保持部材（仮保持手段）
１４ａ 本体
１４ｂ 係止アーム
１５ ナット
１５ａ 端面
Ｑ 固定手段
Ｃ 締付け軸線
１６ 座面
１７ ナット本体
１７ａ 第１の部分
１７ｂ 第２の部分
１８ 挿通孔
１９ 延設筒
２０ カム部
２１ ねじ孔
２２ 平坦面
２３ 第１の筒状部
２３ａ 閉塞端面
２４ 第２の筒状部
２５ 仮保持部
２５ａ 平坦面
２６ 回動許容部
５０ フック

Claims (3)

1. 互いに平行な第１および第２のタブを有してＵ字状をなす嵌合部を含むヨークと、このヨークの嵌合部に組み入れられたシャフトと、第１および第２のタブ間にシャフトを締め付けて固定するための固定手段とを備え、この固定手段は、第１のタブのボルト挿通孔を通して挿通されるボルトと、このボルトと締付け軸線上で螺合するナットとを含む、シャフトと自在継手のヨークの結合構造において、
   上記第２のタブに係止され、ボルトへの螺合前のナットを上記締付け軸線上に仮保持可能な仮保持手段をさらに備え、
   上記ナットは、上記第２のタブの外側面に当接可能な座面を有するナット本体と、このナット本体から延設され第２のタブの挿通孔を通して両タブ間に進出可能な延設筒と、この延設筒の外周面に設けられ延設筒の回転に伴ってシャフトの周面を押圧可能なカム部とを含み、
   上記仮保持手段は、ボルトに螺合する前のナットの延設筒が第２のタブの挿通孔から突出しない状態でナット本体を弾力的に把持することによりナットを回転不能で且つ軸方向に移動可能に仮保持する仮保持部と、ナットの延設筒が第２のタブの挿通孔から突出した状態でナット本体の回動を許容する回動許容部とを含むことを特徴とする、シャフトと自在継手のヨークの結合構造。
2. 請求項１において、上記仮保持手段は互いに連なる第１および第２の筒状部を含み、第１の筒状部の内周面は仮保持部を含み、第２の筒状部は回動許容部を区画し、
   上記ナット本体の周面はナット本体の軸線に平行な平坦面を含み、上記仮保持部はナット本体の周面の平坦面に対向可能な平坦面を含むことを特徴とする、シャフトと自在継手のヨークの結合構造。
3. 請求項１又は２において、上記仮保持手段は、上記仮保持部および回動許容部を含む本体と、この本体を対応するタブの外側面に沿って保持するためにタブに係止する係止アームとを含み、この係止アームは対応するタブの端部に引っ掛け係止するフックを含むことを特徴とする、シャフトと自在継手のヨークの結合構造。

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