JP2007239836A - 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との間で、微小すべりが生じ、騒音の原因となる。【解決手段】シャフト１の外周面１５は、締結用のボルト１３が嵌合する凹溝１６と、Ｕ字状のヨーク２の一対のタブ７，８に接する一対の平坦部１５ａ，１５ｂとを有する。凹溝１６の端部１６ａに近接するように、各平坦部１５ａ，１５ｂに、断面Ｖ字形形状の切欠き凹部１７を設ける。切欠き凹部１７は、シャフト１の軸方向Ｘ１の一部の領域に対応している。切欠き凹部１７の深さは、凹溝１６の端部１６ａから上記軸方向Ｘ１に遠ざかるにしたがって浅くなる。
【選択図】図２

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。

この種のシャフトと自在継手のヨークの結合構造では、自在継手のＵ字状をなすヨークの一対のタブ間に、シャフトを嵌合させた後、両タブを貫通する１本のボルトによって、両タブ間にシャフトを締め付けて固定している。
通例、シャフトの外周には、軸方向の所定位置に凹溝が設けられ、上記のボルトが、その凹溝を挿通することにより、シャフトを軸方向の正規位置に規制するようにしている（特許文献１参照）。
特開２００５−４２７６０号公報

この種の自在継手を、例えば自動車の伸縮軸としてのインターミディエイトシャフトと結合させる場合、シャフトと自在継手のヨークとの間で、微小すべりが生じ、いわゆるスティックスリップによる異音を発生する場合がある。この場合、車内の騒音となる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、騒音の発生を抑制でき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を目的とする。

本願発明者は、シャフトに対する締め付け力が、上記凹溝の端部付近に局部的に集中するために、シャフトを安定して保持することができず、その結果、微小すべりが生じ易くなっていると考えた。
本発明は、かかる知見に基づいてなされたものであり、互いに平行な一対のタブ（７，８）を有するヨーク（２）と、このヨークの一対のタブ間に組み入れられたシャフト（１）と、一対のタブを挿通し一対のタブ間にシャフトを締め付けて固定するための締結軸（１３）とを備え、上記シャフトの外周面（１５）は、上記締結軸が嵌合する凹溝（１６）と、一対のタブにそれぞれ接する一対の平坦部（１５ａ，１５ｂ）と、上記凹溝の端部（１６ａ）に近接するように各平坦部に設けられた切欠き凹部（１７，１７０，１７１）とを含み、この切欠き凹部は、シャフトの軸方向（Ｘ１）の一部の領域（Ａ１）に対応して配置されていることを特徴とするものである（請求項１）。

本発明によれば、シャフトに設けられた切欠き凹部の働きで、シャフトに対する締め付け力をシャフトの軸方向の広い領域に分散させることができる。したがって、シャフトの保持が安定し、これにより、シャフトとヨークの間の微小すべりの発生を防止することができ、その結果、騒音の発生を防止することができる。また、シャフトに切欠き凹部を設ける簡単な構造であり、製造コストが安価である。また、仮にシャフトの軸方向の全域に対応して切欠き凹部を設けるとすると、シャフトに対する締め付け力が弱まるおそれがあるが、本発明では、切欠き凹部は、シャフトの軸方向の一部の領域に対応させてあるので、十分な締め付け力を得ることができる。

また、本発明は、互いに平行な一対のタブを有するヨークと、このヨークの一対のタブ間に組み入れられたシャフトと、一対のタブを挿通し一対のタブ間にシャフトを締め付けて固定するための締結軸とを備え、上記シャフトの外周面は、上記締結軸が嵌合する凹溝と、一対のタブにそれぞれ接する一対の平坦部とを含み、上記一対のタブは、一対の平坦部にそれぞれ接する一対の挟持部（７ａ，８ａ）と、上記凹溝の端部に近接するように各挟持部に設けられた切欠き凹部（１７２）とを含み、この切欠き凹部は、シャフトの軸方向の一部の領域に対応して配置されていることを特徴とするものである（請求項２）。

本発明によれば、ヨークの各タブの挟持部に設けられた切欠き凹部の働きで、シャフトに対する締め付け力をシャフトの軸方向の広い領域に分散させることができる。したがって、シャフトの保持が安定し、これにより、シャフトとヨークの間の微小すべりの発生を防止することができ、その結果、騒音の発生を防止することができる。また、タブに切欠き凹部を設ける簡単な構造であり、製造コストが安価である。また、切欠き凹部は、シャフトの軸方向の一部の領域に対応させてあるので、十分な締め付け力を得ることができる。

上記切欠き凹部の断面としては、Ｖ字形、Ｕ字形、円弧形を例示することができる。
上記切欠き凹部が配置される領域（Ａ１）は、シャフトの軸方向に関して、凹溝の端部に対応する領域（Ａ２）よりも広い場合がある（請求項３）。この場合、シャフトに対する締め付け力を、シャフトの軸方向に関して凹溝の端部に対応する領域よりも広い範囲に働かせることができるので、シャフトの保持がより安定する。シャフトとヨークの間の微小すべりの発生をより確実に防止して、騒音の発生を確実に防止することができる。

上記切欠き凹部は、断面Ｖ字形形状をなし、切欠き凹部の深さは、凹溝の端部に対応して最も深くされるとともに、凹溝の端部からシャフトの軸方向に離れるにしたがって次第に浅くされている場合がある（請求項４）。この場合、シャフトに対する締め付け力を効果的に分散させて、広範囲に締め付け力を働かせることができる。
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

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の正面図である。
図１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を嵌合する嵌合部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。

結合構造Ｐの分解斜視図である図２および結合構造Ｐの断面図である図３を参照して、嵌合部５は、断面Ｕ字形形状をなしている。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を相互に接続する連結部９とを有している。第１および第２のタブ７，８の内側面からなる挟持部７ａ，８ａと、連結部９の内面からなる受け部９ａによって、シャフト１を受け入れるための受け入れ溝１０が区画されている。

第１および第２のタブ７，８には、ボルト挿通孔１１，１２が、それぞれ、形成されている。第１および第２のタブ７，８のボルト挿通孔１１，１２に挿通された締結軸としてのボルト１３がナット１４にねじ込まれることにより、両タブ７，８間にシャフト１が締め付けられて固定されるようになっている。ボルト１３とナット１４によって固定部材が構成されている。ボルト１３は、頭部１３ａおよびねじ軸１３ｂを有している。ナット１４は公知のセルフロック機能を有している。

図３に示すように、シャフト１の端部の外周面１５は、第１および第２のタブ７，８の内面７ａ，８ａにそれぞれ対向する被挟持部としての一対の平坦部１５ａ，１５ｂを有している。また、シャフト１の外周面１５は、連結部９の内面の受け部９ａによって受けられる円弧状部１５ｃと、これに対向する円弧状部１５ｄとを有している。
図２から図４を参照して、円弧状部１５ｄには、第１および第２のタブ７，８を挿通する上記締結軸としてのボルト１３のねじ軸１３ｂの円周の一部を嵌合させるための凹溝１６が形成されている。凹溝１６の断面は、浅い円弧状をなしている。

図２および図４に示すように、各平坦部１５ａ，１５ｂには、凹溝１６の対応する端部１６ａに近接するようにして、切欠き凹部１７が形成されている。切欠き凹部１７は、シャフト１の軸方向Ｘ１の一部の領域に配置されており、断面Ｖ字形形状をなしている。
図４（ａ）および（ｂ）に示すように、切欠き凹部１７が配置される領域Ａ１は、シャフト１の軸方向Ｘ１に関して、凹溝１６の端部１６ａに対応する領域Ａ２よりも広くされており、例えば１０ｍｍ〜２０ｍｍ程度の範囲に設定されている。

図５に示すように、切欠き凹部１７の深さは、凹溝１６の端部１６ａに対応して最も深くされている。また、切欠き凹部１７は、凹溝１６の端部１６ａから、シャフト１の軸方向Ｘ１に離れるにしたがって、次第に浅くされている。具体的には、凹溝１６の溝深さが最も深い部位１６ｂに、切欠き凹部１７の深さが最も深い部位１７ａが対応している。
本実施の形態によれば、切欠き凹部１７の働きで、シャフト１に対する締め付け力をシャフト１の軸方向Ｘ１の広い領域に分散させることができる。したがって、シャフト１の保持が安定し、これにより、シャフト１とヨーク２の間の微小すべりの発生を防止することができ、その結果、騒音の発生を防止することができる。

また、シャフト１に切欠き凹部１７を設ける簡単な構造であり、製造コストが安価である。
また、仮に、シャフト１の軸方向Ｘ１の全域に切欠き凹部１７を設けるとすると、シャフト１に対する締め付け力が弱まるおそれがあるが、本実施の形態では、切欠き凹部１７は、シャフト１の軸方向Ｘ１の一部の領域に対応させてあるので、十分な締め付け力を得ることができる。

また、切欠き凹部１７が配置される領域Ａ１が、シャフト１の軸方向Ｘ１に関して、凹溝１６の端部１６ａに対応する領域Ａ２よりも広くしてあるので、シャフト１に対する締め付け力を、シャフト１の軸方向Ｘ１に関して必要十分に分散させて、シャフト１を安定して保持することができる。したがって、上記微小すべりの発生をより確実に防止して、騒音の発生を確実に防止することができる。

また、断面Ｖ字形の切欠き凹部１７の深さが、凹溝１６の端部１６ａに対応して最も深くされ、凹溝１６の端部１６ａからシャフト１の軸方向Ｘ１に離れるにしたがって次第に浅くされているので、シャフト１に対する締め付け力を効果的に分散させて、広範囲に締め付け力を働かせることができる。
また、切欠き凹部１７が配置される領域Ａ１が、シャフト１の軸方向Ｘ１に関して、凹溝１６の端部１６ａに対応する領域Ａ２よりも狭くなるようにしてもよいが、その場合にも、上記の領域Ａ１は、シャフト１の軸方向Ｘ１に関して少なくとも２ｍｍ以上必要である。

上記の断面Ｖ字形形状の切欠き凹部１７に代えて、図６（ａ）に示すように、断面Ｕ字形形状の切欠き凹部１７０を用いたり、或いは図６（ｂ）に示すように、断面円弧状の切欠き凹部１７１を用いることができる。
上記の各実施の形態では、切欠き凹部１７（１７０，１７１）をシャフト１の平坦部１５ａ，１５ｂに設けたが、これに代えて、第１および第のタブ７，８の挟持部７ａ，８ａに、上記凹溝１６の端部１６ａに近接するように切欠き凹部１７２を設けるようにしてもよい（図７参照。図７では、一方の挟持部７ａの切欠き凹部１７２のみを図示）。この場合にも、切欠き凹部１７２は、シャフト１の軸方向Ｘ１の一部の領域に対応して配置されることになり、図２の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

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の結合構造の概略正面図である。 上記結合構造の分解斜視図である。 上記結合構造の断面図である。 （ａ）および（ｂ）はシャフトの正面図および背面図である。 シャフトの概略平面図である。 （ａ）および（ｂ）は、それぞれ、本発明の別の実施の形態に係るシャフトの概略平面図である。 本発明のさらに別の実施の形態に係るシャフトと自在継手のヨークの結合構造の分解斜視図である。

符号の説明

１…シャフト、２…ヨーク、７…第１のタブ、８…第２のタブ、７ａ，８ａ…挟持部、１１，１２…ボルト挿通孔、１３…ボルト（締結軸）、１５…外周面、１５ａ，１５ｂ…平坦部、１６…凹溝、１６ａ…（凹溝の）端部、１７，１７０，１７１，１７２…切欠き凹部、Ｘ１…（シャフトの）軸方向、Ａ１…切欠き凹部が配置される領域（シャフトの軸方向の一部の領域）、Ａ２…凹溝の端部に対応する領域

Claims (4)

1. 互いに平行な一対のタブを有するヨークと、
   このヨークの一対のタブ間に組み入れられたシャフトと、
   一対のタブを挿通し一対のタブ間にシャフトを締め付けて固定するための締結軸とを備え、
   上記シャフトの外周面は、上記締結軸が嵌合する凹溝と、一対のタブにそれぞれ接する一対の平坦部と、上記凹溝の端部に近接するように各平坦部に設けられた切欠き凹部とを含み、
   この切欠き凹部は、シャフトの軸方向の一部の領域に対応して配置されている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. 互いに平行な一対のタブを有するヨークと、
   このヨークの一対のタブ間に組み入れられたシャフトと、
   一対のタブを挿通し一対のタブ間にシャフトを締め付けて固定するための締結軸とを備え、
   上記シャフトの外周面は、上記締結軸が嵌合する凹溝と、一対のタブにそれぞれ接する一対の平坦部とを含み、
   上記一対のタブは、一対の平坦部にそれぞれ接する一対の挟持部と、上記凹溝の端部に近接するように各挟持部に設けられた切欠き凹部とを含み、
   この切欠き凹部は、シャフトの軸方向の一部の領域に対応して配置されている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または２において、上記切欠き凹部が配置される領域は、シャフトの軸方向に関して、凹溝の端部に対応する領域よりも広い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。
4. 請求項１から３の何れか１項において、上記切欠き凹部は、断面Ｖ字形形状をなし、
   切欠き凹部の深さは、凹溝の端部に対応して最も深くされるとともに、凹溝の端部からシャフトの軸方向に離れるにしたがって次第に浅くされている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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