JP2007162894A - 自在継手用ヨーク - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸をより強固に結合，固定することができる自在継手用ヨークを提供する。
【解決手段】自在継手用ヨーク１は、基部１１と、間隔を隔てて相互に対向するように基部１１から上方に延設された一対の対向側壁１２とを備え、一端部に平行な二平面が形成された回転軸１１２の該一端側が接続する。自在継手用ヨーク１は、両平面が各対向側壁１２と対峙するように、下面が基部１１と当接するように、回転軸１１２の一端側が対向側壁１２間に挿入された後、ボルトによって対向側壁１２の上部側締付部が締め付けられることにより回転軸１１２を挟持，固定する。対向側壁１２の内面には、前記上部側締付部の下側に凹部１２ｄが形成され、凹部１２ｄは、その開口周縁角部が、ボルトの締付により回転軸１１２の外周角部に回転軸１１２の軸線方向の前記上部側締付部両側において押し付けられるように構成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、基部と、間隔を隔てて相互に対向するように前記基部から延設された一対の対向側壁とを備え、締付具によって前記対向側壁先端側の締付部が締め付けられることにより、前記対向側壁間に挿入された回転軸の一端側を前記基部及び各対向側壁によって挟持，固定するように構成された自在継手用ヨークに関する。

自在継手１００は、軸線がある角度で交わる２軸を連結し、一方の軸の回転力を他方の軸に伝達するためのもので、図８に示すように、軸線が相互に直交する十字軸１０１と、この十字軸１０１を構成する各軸の両端部にそれぞれ接続して当該軸線中心に揺動自在に設けられ、回転軸１１１，１１２の一端側がそれぞれ接続する２つのヨーク１０２，１０３（第１ヨーク１０２及び第２ヨーク１０３）とから構成されており、例えば、自動車のステアリング装置などに設けられる（特開平１０−９２８１号公報参照）。

尚、このステアリング装置は、ステアリングホイール（ハンドル）の操作により回転するステアリングシャフト１１１の回転力を、当該自在継手１００を介してステアリングギアの入力軸１１２に伝達し、前輪に舵取り角を与えるように構成される。

前記第１ヨーク１０２は、基部１０２ａと、間隔を隔てて相互に対向するように基部１０２ａから延設された一対の対向側壁１０２ｂとを備え、基部１０２ａの外面にステアリングシャフト１１１の一端側が固設され、対向側壁１０２ｂの先端部内面に十字軸１０１が取り付けられる。

前記第２ヨーク１０３は、図８乃至図１０に示すように、第１ヨーク１０２と同様、基部１０３ａと、間隔を隔てて相互に対向するように基部１０３ａから延設された一対の対向側壁１０３ｂとを備える。基部１０３ａは、各対向側壁１０３ｂの一端側付根部分にのみ形成され、各対向側壁１０３ｂは、図１０の２点鎖線で示すように、その間の距離が付根部側から先端側にかけて幅広となるように形成される。また、各対向側壁１０３ｂには、その他端側に十字軸１０１が取り付けられる取付穴１０３ｃが、その前記一端側且つ前記先端側に貫通穴１０３ｄがそれぞれ形成されている。

そして、この第２ヨーク１０３には、ステアリングギアの入力軸１１２の一端側が接続される。具体的には、第２ヨーク１０３が十字軸１０１の軸線中心に揺動せしめられて前記入力軸１１２の一端側が対向側壁１０３ｂ間に挿入され、当該入力軸１１２の外周面が基部１０３ａの内面に当接せしめられた後、偏心軸部１１３ａを有するボルト１１３及びナット１１４によって対向側壁１０３ｂの前記先端側が締め付けられると、入力軸１１２が基部１０３ａ及び各対向側壁１０３ｂによって挟持されるとともに、入力軸１１２の基部１０３ａ側とは反対側の外周面（後述する切り欠き部１１２ａの底面）がボルト１１３の偏心軸部１１３ａによって押さえられ、これにより、第２ヨーク１０３と入力軸１１２とが結合，固定される。

尚、前記入力軸１１２の一端側は、各対向側壁１０３ｂとの対峙面（二平面）が互いに平行となるように平面に形成され、入力軸１１２の基部１０３ａ側とは反対側の面には、ボルト１１３との干渉を避けるための、及び入力軸１１２が軸線方向に移動して第２ヨーク１０３から抜けるのを防止するための切り欠き部１１２ａが形成されている。また、切り欠き部１１２ａの底面と対峙面との交差部は角（かど）形状に形成されている。

特開平１０−９２８１号公報

しかしながら、上記従来の第２ヨーク１０３とステアリングギアの入力軸１１２との結合においては、ボルト１１３の偏心軸部１１３ａにより入力軸１１２が基部１０３ａの内面に押さえ付けられているものの、当該第２ヨーク１０３及び入力軸１１２に作用する外力や振動などによって、当該第２ヨーク１０３と入力軸１１２との間に、ボルト１１３による入力軸１１２の押さえ部を中心にした回転方向へのずれや入力軸１１２の軸線方向へのずれ（図９における矢示方向参照）を生じるため、異音発生の原因となったり、回転力の伝達が不完全になるという問題があった。

本発明は、以上の実情に鑑みなされたものであって、回転軸との間に生じるずれをなくすことができる自在継手用ヨークの提供をその目的とする。

上記目的を達成するための本発明は、
一端部に平行な二平面が形成された回転軸の該一端側が接続する、自在継手のヨークであって、
基部と、間隔を隔てて相互に対向するように前記基部から延設された一対の対向側壁とを備え、前記回転軸一端側の両平面が前記各対向側壁と対峙するように、前記回転軸一端側の外周面が前記基部と当接するように、該回転軸の一端側が前記対向側壁間に挿入されるとともに、締付具によって前記対向側壁先端側の締付部が締め付けられることにより、前記挿入された回転軸を前記基部及び各対向側壁によって挟持，固定するように構成された自在継手用ヨークにおいて、
前記対向側壁の一方又は両方の内面には、前記締付部と基部との間の、前記回転軸一端側の外周角部と当接する部分に凹部が形成されるとともに、該凹部は、その開口周縁角部で、前記締付具の締付により前記回転軸の外周角部に該回転軸軸線方向の前記締付部両側において押し付けられるように構成されてなることを特徴とする自在継手用ヨークに係る。

この発明によれば、回転軸の一端側を、その二平面が各対向側壁の内面と対峙し且つ外周面が基部の内面と当接するように対向側壁間に挿入し、締付具によって対向側壁先端側の締付部を締め付けると、当該回転軸の一端側が基部及び各対向側壁によって挟持され、当該ヨークと回転軸とが結合，固定される。

また、このとき、締付具による締付によって各対向側壁の先端側が当該各対向側壁が互いに接近するように変形し、この対向側壁の変形により、凹部の開口周縁角部が回転軸の外周角部に押し付けられ、当該開口周縁角部及び外周角部の一方が他方側に回転軸軸線方向の締付部両側において食い込むこととなる。

これにより、当該締付部を挟んだ２ヶ所の位置で回転軸を押さえることができ、ヨーク及び回転軸に作用する外力や振動などによって、当該ヨークと回転軸とが対向側壁の対向方向に平行な軸回りに相対回転したり、回転軸の軸線方向に相対移動し、両者の位置関係がずれるのを防止することができる。

斯くして、本発明に係る自在継手用ヨークによれば、締付具による締付により回転軸を基部及び各対向側壁によって挟持させるだけでなく、凹部の開口周縁角部及び回転軸の外周角部の一方を他方側に締付部両側で食い込ませるようにしたので、当該ヨークと回転軸とをより強固に結合，固定することができる。これにより、ヨークと回転軸との間に生じるずれをなくして、異音が発生したり、回転力の伝達が不完全になるのを防止することができる。

尚、前記凹部は、対向側壁の一方のみではなく、両方に形成することが好ましく、このようにすれば、ガタツキなどの更にない結合構造を実現することができる。

また、前記自在継手用ヨークは、前記回転軸に比べて硬度の低い材料のものから構成されていても良く、この場合、回転軸の外周角部を凹部の開口周縁角部に食い込ませることができる。また、前記自在継手用ヨークは、その少なくとも前記基部，各対向側壁及び凹部がプレス加工により成形されていても良く、このようにすれば、切削加工の場合に比べ低コストで凹部を形成することができる。

以上のように、本発明に係る自在継手用ヨークによれば、対向側壁の内面に凹部を設け、その開口周縁角部及び回転軸の外周角部の一方を他方側に食い込ませることで、当該ヨークと回転軸との結合構造を強固なものにして、回転軸との間に生じるずれをなくすことができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について、添付図面に基づき説明する。尚、図１は、本発明の一実施形態に係る自在継手用ヨークの概略構成を示した断面図であり、図２は、図１における矢示Ａ−Ａ方向の断面図である。また、以下の説明では、図１及び図２に示した本例の自在継手用ヨーク１が、図８乃至図１０に示した第２ヨーク１０３に代えて設けられるものとし、当該ヨーク１以外の説明については、上記と同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

図１及び図２に示すように、本例の自在継手用ヨーク（第２ヨーク）１は、ステアリングギアの入力軸１１２よりも硬度の低い材料から構成されるもので、基部１１と、間隔を隔てて相互に対向するように基部１１から上方に延設された一対の対向側壁１２とからなり、断面Ｕ字形に形成される。

前記基部１１は、入力軸１１２の軸線方向における各対向側壁１２の一端側付根部分にのみ形成され、前記各対向側壁１２は、その他端側に十字軸１０１が取り付けられる取付穴１２ａを備えるとともに、対向側壁１２の一方は貫通穴１２ｂを、対向側壁１２の他方はねじ穴１２ｃを備えている。各対向側壁１２の取付穴１２ａは同軸となっており、また、貫通穴１２ｂ及びねじ穴１２ｃは、対向側壁１２の前記一端側且つ入力軸１１２の上面（切り欠き部１１２ａの底面）よりも上側に同軸に形成されている。

また、一方の対向側壁１２の内面，基部１１の内面及び他方の対向側壁１２の内面には、一体的に設けられたひとつの凹部１２ｄが形成され、この凹部１２ｄは、貫通穴１２ｂ及びねじ穴１２ｃの下側に設けられて、当該貫通穴１２ｂ及びねじ穴１２ｃの中心軸線を通る鉛直面に対し左右対称に設けられるとともに、深さが約０．５ｍｍ程度に設定され、更に、開口周縁が角（かど）形状に形成されている。

前記凹部１２ｄの対向側壁上部側側面の高さ位置は、その両端が入力軸１１２の上面（切り欠き部１１２ａの底面）よりも低く、当該両端から中央部側にかけての一部分は緩やかに且つ連続的に高くなるように変化し、当該中央部側では切り欠き部１１２ａの底面よりも高くなっている。

そして、このような第２ヨーク１は、板状の部材に冷間プレスや熱間プレスなどのプレス加工を施して、基部１１，対向側壁１２及び凹部１２ｄを有する所望の形状に成形した後、取付穴１２ａ，貫通穴１２ｂ及びねじ穴１２ｃを切削加工により形成することで得ることができる。

以上のように構成された本例の第２ヨーク１では、当該第２ヨーク１を十字軸１０１の軸線中心に揺動させて、入力軸１１２の一端側を、その各対峙面が各対向側壁１２の内面と対峙するように、その円弧状の下面が基部１１の円弧状の内面と当接するように対向側壁１２間に挿入した後、一方の対向側壁１２の外面側から貫通穴１２ｂ内にボルト（締付具）２０を挿通させてねじ穴１２ｃに螺合させ、当該ボルト２０によって対向側壁１２の上部側の締付部を締め付けると、当該入力軸１１２の一端側が基部１１及び各対向側壁１２によって挟持され、当該ヨーク１と入力軸１１２とが結合，固定される。

また、このとき、各対向側壁１２の上部側は、図３に示すように、ボルト２０による締付によって当該各対向側壁１２が互いに接近するように変形し、この対向側壁１２の変形により、凹部１２ｄの開口周縁角部が入力軸１１２の外周角部（切り欠き部１１２ａの底面と対峙面との交差部）に入力軸１１２の軸線方向の締付部両側において押し付けられ、当該入力軸１１２の外周角部が凹部１２ｄの開口周縁角部に食い込むこととなる。尚、図１の符号Ｋで示す部分が食い込み部分である。

このように、入力軸１１２の外周角部を凹部１２ｄの開口周縁角部に入力軸１１２の軸線方向の締付部両側において食い込ませることで、当該貫通穴１２ｂ及びねじ穴１２ｃの中心軸線を通る鉛直面に対し左右両側２ヶ所の位置で入力軸１１２を押さえることができ、ヨーク１及び入力軸１１２に作用する外力や振動などにより、当該ヨーク１と入力軸１１２とが対向側壁１２の対向方向に平行な軸回りに相対回転したり（図１における矢示方向参照）、入力軸１１２の軸線方向に相対移動し（図１における矢示方向参照）、両者の位置関係がずれるのを防止することができる。

斯くして、本例の第２ヨーク１によれば、ボルト２０による締付により入力軸１１２を基部１１及び各対向側壁１２によって挟持させるだけでなく、入力軸１１２の外周角部を凹部１２ｄの開口周縁角部に締付部両側で食い込ませるようにしたので、当該ヨーク１と入力軸１１２とをより強固に結合，固定することができる。これにより、ヨーク１と入力軸１１２との間に生じるずれをなくして、異音が発生したり、回転力の伝達が不完全になるのを防止することができる。

また、対向側壁１２の両方に凹部１２ｄを形成しており、ガタツキなどの更にない結合構造とすることができる。また、凹部１２ｄをプレス加工により形成しているので、切削加工により形成する場合に比べて低コストである。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明の採り得る具体的な態様は、何らこれに限定されるものではない。

上例では、ボルト２０による対向側壁１２の締付時に、開口周縁角部が入力軸１１２の外周角部に押し付けられる凹部１２ｄの形状として、図１及び図２に示すようなものを一例に挙げたが、当該凹部１２ｄの形状は、その開口周縁角部が、ボルト２０による締付により貫通穴１２ｂ及びねじ穴１２ｃの中心軸線を通る鉛直面に対し左右両側２ヶ所の位置で入力軸１１２の外周角部に押し付けられることが可能な形状であれば、どのような形状であっても良く、例えば、図４乃至図７に示すような形状とすることができる。

図４に示したものは、凹部１２ｄが台形形状に形成されたもので、入力軸１１２の外周角部が当接する部分に、貫通穴１２ｂ及びねじ穴１２ｃの中心軸線を通る鉛直面に対し左右対称に設けられるとともに、対向側壁上部側側面の高さ位置が切り欠き部１１２ａの底面よりも若干高く形成されている。尚、この場合において、上側の辺は下側の辺より長くても、短くても良い。また、上側及び下側の辺の長さを等しくして矩形状としても良い。

また、図５に示したものは、凹部１２ｄが長穴状に形成されたもので、入力軸１１２の外周角部が当接する部分に、貫通穴１２ｂ及びねじ穴１２ｃの中心軸線を通る鉛直面に対し左右対称に設けられるとともに、対向側壁上部側側面の中央部側の高さ位置が切り欠き部１１２ａの底面よりも若干高く形成されている。

また、図６に示したものは、凹部１２ｄが丸穴状に形成されたもので、入力軸１１２の外周角部が当接する部分に、貫通穴１２ｂ及びねじ穴１２ｃの中心軸線を通る鉛直面に対し左右対称に設けられるとともに、対向側壁上部側側面の高さ位置が切り欠き部１１２ａの底面よりも若干高く形成されている。

また、図７に示したものは、丸穴状に形成された凹部１２ｄが、入力軸１１２の外周角部が当接する部分であり、且つ貫通穴１２ｂ及びねじ穴１２ｃの中心軸線を通る鉛直面に対して左右対称位置にそれぞれ設けられたもので、各凹部１２ｄの対向側壁上部側側面の高さ位置は切り欠き部１１２ａの底面よりも若干高く形成されている。

尚、図４乃至図７に示した各凹部１２ｄは、対向側壁１２の内面の一方にのみ形成しても、両方に形成しても良い。また、各図の符号Ｋで示す部分は、凹部１２ｄの開口周縁角部が入力軸１１２の外周角部に押し付けられることにより、当該入力軸１１２の角部が凹部１２ｄの開口周縁角部に食い込むところである。

また、上例では、第２ヨーク１を入力軸１１２よりも硬度の低い材料から構成して、入力軸１１２の外周角部を凹部１２ｄの開口周縁角部に食い込ませるようにしたが、第２ヨーク１を入力軸１１２よりも硬度の高い材料から構成して、凹部１２ｄの開口周縁角部を入力軸１１２の外周角部に食い込ませるようにしても良い。

また、上例では、対向側壁１２の締付に当たり、図１及び図２に示すようなボルト２０を用いたが、図９及び図１０に示すような、偏心軸部１１３ａを有するボルト１１３を用いても良く、締付構造は何ら限定されるものではない。

また、第２ヨーク１に結合，固定される入力軸１１２（回転軸）の形状も、図１，図２，図８，図９及び図１０に示したものに限定されるのではなく、各対向側壁１２との対峙面がそれぞれ平面となるように形成されるとともに、当該各対峙面と入力軸１１２の基部１１側とは反対側の外周面との交差部が角（かど）形状となるように形成されていれば、どのようなものであっても良い。

本発明の一実施形態に係る自在継手用ヨークの概略構成を示した断面図である。 図１における矢示Ａ−Ａ方向の断面図である。 対向側壁締付時の変形状態を示した断面図である。 凹部の変形例を示した断面図である。 凹部の変形例を示した断面図である。 凹部の変形例を示した断面図である。 凹部の変形例を示した断面図である。 自在継手などの概略構成を示した側面図である。 従来例に係る自在継手用ヨークなどの概略構成を示した断面図である。 図９における矢示Ｂ−Ｂ方向の断面図である。

符号の説明

１ 自在継手用ヨーク
１１ 基部
１２ 対向側壁
１２ａ 取付穴
１２ｂ 貫通穴
１２ｃ ねじ穴
１２ｄ 凹部
２０ ボルト
１１２ 入力軸

Claims (3)

1. 一端部に平行な二平面が形成された回転軸の該一端側が接続する、自在継手のヨークであって、
   基部と、間隔を隔てて相互に対向するように前記基部から延設された一対の対向側壁とを備え、前記回転軸一端側の両平面が前記各対向側壁と対峙するように、前記回転軸一端側の外周面が前記基部と当接するように、該回転軸の一端側が前記対向側壁間に挿入されるとともに、締付具によって前記対向側壁先端側の締付部が締め付けられることにより、前記挿入された回転軸を前記基部及び各対向側壁によって挟持，固定するように構成された自在継手用ヨークにおいて、
   前記対向側壁の一方又は両方の内面には、前記締付部と基部との間の、前記回転軸一端側の外周角部と当接する部分に凹部が形成されるとともに、該凹部は、その開口周縁の角部が、前記締付具の締付により前記回転軸の外周角部に該回転軸軸線方向の前記締付部両側において押し付けられるように構成されてなることを特徴とする自在継手用ヨーク。
2. 前記回転軸に比べて硬度の低い材料のものから構成されてなることを特徴とする請求項１記載の自在継手用ヨーク。
3. 少なくとも前記基部，各対向側壁及び凹部は、プレス加工により成形されてなることを特徴とする請求項１又は２記載の自在継手用ヨーク。

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