JP2005291344A - カムナット連結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】二部材の連結後にキャップ等の落下物がなく、且つボルトを容易に外すことが可能なカムナット連結構造を提供する。
【解決手段】カムナット７のカム面９に隣接する本体１０の外周に溝１２を形成すると共に、カムナット７を収納する貫通孔１１の外側に、二つの弾性保持爪１３を互いに対向して立設し、この弾性保持爪１３でカムナット７の本体１０を挟持すると共に、一方の弾性爪１３を前記溝１２に係合してカムナット７の回転を防止する。カムナット７が貫通孔１１内に引き込まれてもキャップ等の落下物は発生しない。また、ボルト６が螺合される側と反対側のネジ孔８の端部に、六角レンチが嵌合する六角孔１５を形成し、ボルト６を外す際には、この六角孔１５に六角レンチを差し込んでカムナット７の回転を規制する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、カムナットで二つの部材を連結するカムナット連結構造に関するものであり、特に車両用ステアリング装置のユニバーサルジョイントのヨーク部とシャフトとの連結に好適なものである。

車両用ステアリング装置のユニバーサルジョイントのヨーク部とシャフトとの連結は、操舵時のガタ感や異音等の発生を防止するために、隙間なく固定する必要がある。一方、その連結作業は、運転席足元付近の狭く、奥まったスペースで行わなければならないため、組付け作業性の向上が望まれており、近年、片手での組付けが可能で且つシャフトをヨーク部に押し付けて隙間をなくすカムナット連結構造が多く用いられている。

このカムナットによるヨーク部とシャフトとの連結構造の一例を図６に示す。図中のＡはヨーク部、Ｂはシャフトであり、例えばヨーク部Ａに溝を形成し、この溝中にシャフトＢを差し込み、ヨーク部Ａに形成された挿通孔にボルトＤ、即ちネジ杆を挿入し、それをカムナットＣのネジ孔に螺合すると、やがてカムナットＣが回転し、カムナットＣのネジ孔に対して偏芯して形成されているカム面ＥがシャフトＢをヨーク部Ａの溝の底面に押し付けて、シャフトＢとヨーク部Ａとが連結される。

前記カムナットＣの外周は凡そ円柱形であるが、一部に平坦部が形成されている。カムナットＣは、ヨーク部Ａに取付けられている筒体Ｆに予め収納されており、ボルトＤとの螺合によるネジの推力によってヨーク部Ａ内に引き出される。筒体Ｆは、有底の円筒体であるが、外形の一部が平坦に押しつぶされて、そこに係合部Ｇが形成されている。カムナットＣは、この筒体Ｆ内に収納されているときに、前記係合部Ｇが前記平坦部に係合して回転が防止されている。また、筒体Ｆの底には貫通孔が形成されており、この貫通孔内にキャップＨが差し込まれている。このキャップＨは、フランジを有する帽子形状であり、前記カムナットＣが筒体Ｆに収納されている際、当該カムナットＣの嵌合孔に緊密に嵌入しており、フランジとカムナットＣとで筒体Ｆの底を挟むようにして、当該カムナットＣを固定している。

しかしながら、前記従来のカムナット連結構造では、カムナットによるヨーク部、即ち第１部材とシャフト、即ち第２部材との連結後に、キャップＨが落下するという問題もある。前述のように、ステアリング装置のユニバーサルジョイントのヨーク部とシャフトとの連結部位は、狭く、奥まったスペースであるので、落下したキャップＨを拾うという作業でさえ困難である。

また、前記従来のカムナット連結構造では、カムナットＣの外周が円柱状であるため、ボルトＤを外すことができない。即ち、筒体Ｆに収納されているときには、カムナットＣの外周の平坦部と筒体Ｆの係合部Ｇとが係合して回転防止されるが、筒体Ｆから引き出されてしまうとカムナットＣの回転を規制するすべがないので、ボルトＤとカムナットＣとが供回りしてしまって螺合を緩めることができないのである。
本発明は、上記のような問題点に着目してなされたものであり、キャップ等の落下物がなく、ボルトを外すことも可能なカムナット連結構造を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するために、本発明のカムナット連結構造は、カムナットの外周部に回転防止構造を設けると共に、その回転防止構造に係合してカムナットの回転を防止しながら当該カムナットを弾性的に保持する弾性保持構造を、当該カムナットを予め固定しておくべき部材に固定したことを特徴とするものである。また、前記カムナットのうち、前記ネジ杆が螺合される側と反対側のネジ孔端部に、当該カムナットの回転を規制する回転規制構造を設けるのが望ましい。

而して、本発明のカムナット連結構造によれば、カムナットの外周部に回転防止構造を設けると共に、その回転防止構造に係合してカムナットの回転を防止しながら当該カムナットを弾性的に保持する弾性保持構造を、当該カムナットを予め固定しておくべき部材に固定したことにより、ネジ杆を螺合することによりカムナットが弾性保持構造から引き出されても、当該弾性保持構造は部材に固定されたままとなり、キャップ等の落下物が発生しない。また、前記カムナットのうち、前記ネジ杆が螺合される側と反対側のネジ孔端部に、当該カムナットの回転を規制する回転規制構造を設けたことにより、六角レンチ等の二面幅道具を回転規制構造に係合することにより、カムナットの回転を規制することができるので、螺合、締付けたネジ杆を緩めることができ、それを外すことも可能となる。

次に、本発明のカムナット連結構造の第１実施形態について図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明のカムナット連結構造を用いた車両用ステアリング装置のユニバーサルジョイントであり、図中の符号１は、第１部材に相当するヨーク部であり、符号２は、第２部材に相当する（ピニオン）シャフトである。ヨーク部１には、シャフト２が差し込まれる溝３が形成されており、この溝３に差し込まれたシャフト２を、当該溝３の底面に押し付けるようにして両者を固定、連結する。ヨーク部１には、前記シャフト２より開口端側に挿通孔５が形成されており、この挿通孔５に、ネジ杆であるボルト６を通し、カムナット７のネジ孔８に螺合する。

このカムナット７は、前記溝３を挟んだ挿通孔５と反対側に形成されたヨーク部１の貫通孔１１内に、予め固定されている。カムナット７の外形には、ネジ孔８と同芯で且つ外形が円柱状の本体１０と、この本体１０に連続し且つネジ孔８と偏芯したカム面９とが形成されている。本実施形態では、カムナット７のカム面９が貫通孔１１に収納されるようにして、本体１０をヨーク部１に固定する。なお、貫通孔１１の内径は本体１０の外径より僅かに大きい。また、前記ボルト６が螺合される側と反対側のネジ孔８の端部には、二面幅を組合せた、回転規制機構としての六角孔１５が形成されている。

前記本体１０の外周には、回転防止構造として、溝１２が一カ所、形成されている。また、前記貫通孔１１を挟んだ溝３と反対側に相当するヨーク部１の外側には、当該貫通孔１１を挟んで、二つの弾性保持爪１２が互いに対向するように立設されている。カムナット７は、その本体１０が二つの弾性保持爪１２によって挟持されるようにして固定されると共に、そのうちの一方の弾性保持爪１２が前記本体１０の溝１２に係止して回転が防止されている。

例えば、この状態から、図２ａに示すように、ボルト６をカムナット７のネジ孔８に螺合し、やがてボルト６の頭部がヨーク部１に当接する。この状態から、更にボルト６をカムナット７のネジ孔８に螺合すると、前記弾性保持爪１２が溝１２に係止してカムナット７の回転が防止されているので、図２ｂに示すように、ネジの推力によってカムナット７が貫通孔１１内に引き込まれてゆく。

更に、ボルト６をカムナット７のネジ孔８に螺合すると、図２ｃに示すように、カムナット７は弾性係止爪１３から外れ、その本体１０が貫通孔１１内に収納される。前述したように、貫通孔１１の内径は本体１０の外径より僅かに大きいだけなので、本体１０の外周を貫通孔１１の内周でガイドするようにして、カムナット７全体がボルト６と一緒に供回りする。

すると、本体１０、或いはネジ孔８に対して偏芯して形成されているカム面９がシャフト２の押圧面１４に当接し、シャフト２をヨーク部１の溝３の底面４に押し付ける。カム面９には楔の機能があるので、カム面９、シャフト２、ヨーク部１が押圧状態になると、容易には開放されず、シャフト２とヨーク部１とが緊密に固定、連結される。このとき、前記弾性保持爪１２は、ヨーク部１に直接立設されているので、キャップ等の落下物は発生しない。

一方、メンテナンスなどの際に、ボルト６を外してシャフト２とヨーク部１とを分解する場合には、前記六角孔１５内に六角レンチ等の工具を差し込むことでカムナット７の回転を規制することができるので、ボルト６を僅かに回してカム面、シャフト２、ヨーク部１の押圧状態を開放した後、カムナット７の回転を規制した状態で、ボルト６を回して外せばよい。

このように、カムナット７の本体１０の外周部に回転防止構造として溝１２を形成すると共に、ヨーク部１に弾性保持爪１３を立設して、この弾性保持爪１３を溝１２に係合してカムナット７の回転を防止しながら当該カムナット７を弾性的に保持する構成としたため、カムナット７が引き込まれて第１部材であるヨーク部１と第２部材であるシャフト２とを固定、連結した後に、キャップ等の落下物が発生しない。

また、カムナット７のうち、ボルト６が螺合される側と反対側のネジ孔８の端部に、当該カムナット７の回転を規制する回転規制構造としての六角孔１５を設けたことにより、六角レンチ等の工具を六角孔１５に係合すればカムナット７の回転を規制することができるので、ボルト６を回して、それを外すことができる。
次に、本発明のカムナット連結構造の第２実施形態について、図３、図４を用いて説明する。本実施形態におけるカムナット７、弾性保持爪１３等の主要な構成は、前記図１の第１実施形態のものとほぼ同様であるので、同等の構成部材には同等の符号を付す。

本実施形態では、前記カムナット７のボルト螺合側端部１８がヨーク部１の溝３内に少し突出した状態で当該カムナット７を保持する。シャフト２は、例えば図３の下方から上方に向けて、溝３内に差し込まれるが、前述のようにカムナット７の端部が溝３内に突出していると、シャフト２と干渉してしまう。そのため、本実施形態では、本来、ヨーク部１に固定して連結する位置にまっすぐシャフト２を差し込んだ際、前記カムナット７と干渉する部分に窪み１６を形成し、当該カムナット７とシャフト２との干渉を回避できるようにした。更に、この窪み１６のある部分の押圧面１４、つまり前記カムナット７のカム面９で押し付けられる部分を窪ませて押圧凹面１７を形成した。

図４ａは、図３のヨーク部１、シャフト２、カムナット７を左側方から見たものである。この状態からカムナット７の本体１０をガイドして当該カムナット７を回転すると、カム面９が偏芯して回転し、それが前記シャフト２の押圧凹面１７を押圧して当該シャフト２をヨーク部１の溝３の底面４に押し付けることが分かる。図４ｂは、前述したようにシャフト２をヨーク部１の溝３の下方から上方に向けて差し込んでいる状態を示している。このようにすれば、前記窪み１６によってカムナット７との干渉を回避しながら所定の位置にシャフト２を差し込み、そのまま固定、連結することができる。勿論、これ以外の状態では、例えヨーク部１の溝３の下方から上方に向けてシャフト２を差し込んでも、ヨーク部１の溝３内に突出しているカムナット７のボルト螺合側端部１８とシャフト２とが干渉してしまって、それ以上、差し込むことができない。

一方、例えば図４ｃのように、溝３の側方からシャフト２を差し込もうとすると、前記押圧凹面１７より、本来の押圧面１４の方が突出しているために、当該押圧面１４の角隅部がカムナット７のボルト螺合側端部１８、つまりカム面９の一部に干渉してしまって、それ以上、差し込むことができない。逆に、前記図４ａのように正しくシャフト２を差し込んだ後では、例えば図４ｄのようにシャフト２を溝３の側方に引き抜こうとしても、前記押圧凹面１７の角隅部がカムナット７のボルト螺合側端部１８、つまりカム面９の一部に干渉してしまって、それ以上、差し込むことができない。

このように、本実施形態では、カムナット７のボルト螺合側端部１８を、少し、ヨーク部１の溝３内に突出すると共に、シャフト２の所定の部位に、当該溝３内に突出したカムナット７のボルト螺合側端部１８との干渉を回避するための窪み１６を形成する構成としたため、シャフト２とカムナット７とが干渉しないように当該カムナット７のボルト螺合側端部１８とシャフト２の窪み１６とを位置合わせして正しい方向から差し込むだけで、本来、固定、連結すべき位置にシャフト２を容易に位置決めすることができる。

また、カムナット７のカム面９が押し付けられるシャフト２の押圧面１４のうち、前記溝３内に突出したカムナット７のボルト螺合側端部１８との干渉を回避するための窪み１６に相当する部位に押圧凹面１７を形成したことにより、シャフト２を溝３に差し込む方向を規制したり、シャフト２の抜けを防止したりすることができ、組付けミスを防止することができる。

次に、本発明のカムナット連結構造の第３実施形態について図５を用いて説明する。この実施形態も、前記図１の第１実施形態に類似しており、同等の部材には同等の符号を付す。この実施形態では、前記カムナット７の本体１０に隣接して円板状のフランジ部１９が形成されており、その外周に、複数の半球状の窪み２３が等間隔に形成されている。本実施形態では、有底円筒型の弾性保持部材２０をカムナット７に被せるようにして、前記カムナット７のフランジ部１９を弾性的に保持する。弾性保持部材２０は、ヨーク部１に予め固定されている。そして、この弾性保持部材２０の筒部のうち、前記カムナット７のフランジ部１９の窪み２３に該当する部分は、かしめによって内側に膨出されており、この膨出部２４が前記窪み２３に係合して、カムナット７の回転を防止する回転防止構造をなす。

また、本実施形態では、弾性保持部材２０の底部２１に貫通孔２２を形成している。これは、前述のようにしてカムナット７、シャフト２、ヨーク部１を押圧して固定、連結した後、ボルト６を外す際、前記六角孔１５に係合する六角レンチ等の工具を通すためのものである。
なお、前記各実施形態では、車両用ステアリング装置のユニバーサルジョイント部に本発明のカムナット連結構造を用いたが、本発明のカムナット連結構造は、これ以外にも、あらゆる二部材の連結に適用可能である。

本発明のカムナット連結構造の第１実施形態を示すものであり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）の左側面図、（ｃ）は同図（ｂ）のＺ部詳細図である。 図１のカムナット連結構造の作用の説明図である。 本発明のカムナット連結構造の第２実施形態を示す縦断面図である。 図３のカムナット連結構造の作用を説明するものであり、図３の左側面図である。 本発明のカムナット連結構造の第３実施形態を示すものであり、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は同図（ａ）の左側面図である。 従来のカムナット連結構造の一例を示すものであり、（ａ）は左側面図、（ｂ）は縦断面図である。

符号の説明

１はヨーク部（第１部材）
２はシャフト（第２部材）
３は溝
４は底面
５は挿通孔
６はボルト（ネジ杆）
７はカムナット
８はネジ孔
９はカム面
１０は本体
１１は貫通孔
１２は溝（回転防止構造）
１３は弾性保持爪（弾性保持構造）
１４は押圧面
１５は六角孔（回転規制構造）
１６は窪み
１７は押圧凹面
１８はボルト螺合側端面
１９はフランジ部
２０は弾性保持部材（弾性保持構造）
２１は底部
２２は貫通孔

Claims (5)

1. 第１部材に形成された挿通孔内にネジ杆を通し、そのネジ杆をカムナットのネジ孔に螺合すると、当該カムナットのネジ孔に対して偏芯して形成されたカム面が回転し、そのカム面が第２部材を第１部材の一面に押し付けて第１部材と第２部材とを連結するカムナット連結構造において、前記カムナットの外周部に回転防止構造を設けると共に、前記回転防止構造に係合してカムナットの回転を防止しながら当該カムナットを弾性的に保持する弾性保持構造を当該第１部材に固定したことを特徴とするカムナット連結構造。
2. 前記カムナットのうち、前記ネジ杆が螺合される側と反対側のネジ孔端部に、当該カムナットの回転を規制する回転規制構造を設けたことを特徴とする請求項１に記載のカムナット連結構造。
3. 前記回転規制構造は、二面幅部で構成されることを特徴とする請求項２に記載のカムナット連結構造。
4. 前記第１部材の溝内に第２部材を差し込み、前記カムナットで第２部材を第１部材の溝の底部に押し付ける場合に、前記カムナットの端部を前記第１部材の溝の内部に突出すると共に、前記第２部材の所定の部位に、当該溝内に突出したカムナット端部との干渉を回避するための窪みを形成したことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載のカムナット連結構造。
5. 前記カムナットのカム面が押し付けられる第２部材の押圧面のうち、前記溝内に突出したカムナット端部との干渉を回避するための窪みに相当する部位に押圧凹面を形成したことを特徴とする請求項４に記載のカムナット連結構造。

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