JP3556748B2 - 自在継手のヨークと軸との結合構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自在継手のヨークと軸との結合構造に係り、例えば自動車のステアリング装置における前記結合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、一般的な自動車のステアリング装置の概略構成を示す側面図である。図中、１はステアリングホイール、２はステアリングコラム、３は、ステアリングホイール１と一体に回転するステアリングシャフト、４は中間軸、５は操向車輪側のステアリングギアである。
【０００３】
ステアリングホイール１に加えられる操作回転力は、ステアリングシャフト３から中間軸４を介してステアリングギア５の入力軸６に伝えられる。ここで、ステアリングシャフト３と中間軸４とステアリングギア５の入力軸６とは、同―直線上に配置できないので、それらの間にはそれぞれ自在継手７、８が設けられている。これらの自在継手は、図示しないが、一般的に、連結すべき一対の軸が個別に取り付けられる一対のヨークと、それらを結合する十字軸とからなる。
【０００４】
ここで、ステアリングギア５側の自在継手８の一方ヨーク９とステアリングギア５の入力軸６との取付構造の従来例を、図６に示す。
【０００５】
図中、１０はヨーク９の軸取付部である。この軸取付部１０は、ほぼ２／３以上の円筒からなる割筒部と、この割筒部の開口端縁にそれぞれ径方向外向きに延設される平板部とを有する。この割筒部の内周面には、セレーション１１が形成されており、一対の平板部には締付ボルト１２が挿通されるようになっている。
【０００６】
ところで、ステアリングギヤ５の入力軸６は、一般的に、先端にセレーション１３が設けられているとともに、このセレーション１３の中間にそれらを二分する周溝１４が設けられている。
【０００７】
この構造では、組み立ての際に、入力軸６の先端を軸取付部１０の割筒部内に軸方向に挿入することによりセレーション嵌合させてから、軸取付部１０の平板部間に締付ボルト１２を装着することにより割筒部を縮径させて入力軸６を締付る。なお、締付ボルト１２の中途部は、入力軸６の周溝１４に係合するようになっていて、軸方向の抜け止めがなされる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ステアリング装置では、そもそも、入力軸６を自在継手８のヨーク９の軸取付部１０とをセレーション嵌合により一体化するようになっている。このため、前述のヨーク９と入力軸６との分解や組み立ては、軸方向での動きが必要となり、これらの作業が結構難しいものになっており、改良の余地がある。
【０００９】
これに対して、軸を自在継手のヨークに対して側方から嵌め込んで取り付けるようにした構造が提案されている（例えば、実開昭５５―３８０２４号、実開平６―８００２９号の各公報参照）。これらの構成を図７に示す。
【００１０】
図７の結合構造では、ヨーク９の軸取付部１５は、断面Ｕ字形に成形されている。一方、軸６の先端は、直径方向両側の外周部を互いに平行に切除することで、偏平な形に形成されており、この偏平部１６の一側には、締付ボルト１２と係合する凹部１７がある。軸取付部１５と軸６とは、Ｕ字形内部と偏平部１６との嵌合により、回転方向に結合される。また、締付ボルト１２の中途部が入力軸６の偏平部１６を受け止め、凹部１７と係合することで、軸６は、側方にも軸方向にも抜け出さないよう、軸取付部１５の内部に固定されるようになっている。
【００１１】
この場合、分解や組み立ての際には、軸６の先端が偏平であるから、この偏平部１６を軸取付部１５のＵ字形内部に、軸方向と直交する側方からスライド挿入すればよくなる。このように、ヨーク９の軸取付部１５に軸６を横組みできるようになっているから、作業を比較的容易に行なうことができる。
【００１２】
ところで、このような図７に示す構造をステアリング装置に採用するには、ステアリングギヤ５の入力軸６の先端形状をセレーション１３から偏平部１６に変更せねばならない。しかし、入力軸６は、ステアリング装置の主構成要素であり、このような既存の主構成要素の設計を変更するのは、種々な問題があり、実際には無理がある。例えば、入力軸６の偏平部１６は薄肉であるために、ステアリング装置としての構成要素とするには強度面において不安が残る。
【００１３】
したがって、本発明は、自在継手のヨークと軸との結合構造において、先端にセレーションおよび周溝がある既存の軸を用いながら、横組みを可能として、組み立て作業を容易化できるようにすることを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、先端にセレーションおよびセレーションの途中に周溝が形成されている軸の前記先端部分と、自在継手のヨークとを結合する構造において、アダプタを用いることにより横組み可能とするものである。
【００１５】
つまり、本発明では、前記ヨークとして、断面Ｕ字形でかつその対向する平板部には締付ボルトが挿通される軸取付部を有するものとしている。また、前記アダプタとして、前記軸の外周面に沿う円弧状の内面を有しかつ前記軸取付部のＵ字形内部に側方から一定姿勢でスライド自在に嵌入されるものとし、前記軸の周溝にその接線方向から係合する係合爪と、背面側に前記締付ボルトの中途部に係合する凹部とを有するものとしている。さらに、前記アダプタの円弧状内面または前記軸取付部の円弧部の内面のいずれか一方に、前記軸のセレーションと噛合するセレーションが形成されているものとしている。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細を図１ないし図４に示す実施例に基づいて説明する。図１ないし図３は本発明の一実施例に係り、図１は、自在継手のヨークと軸との結合構造を示す分解斜視図、図２は、図１の（２）―（２）線に沿った縦断正面図、図３は、結合構造の組立状態を示す縦断正面図である。
【００１７】
ここでは、本発明を、図５に示すようなステアリング装置におけるステアリングギヤ５の入力軸６と、自在継手８の一方のヨーク９との結合構造に実施した形態で説明する。
【００１８】
本発明の結合構造は、入力軸６と、自在継手８の一方ヨーク９の軸取付部１５と、軸取付部１５の内部にスライド自在に嵌め込まれるアダプタ１８とを含むものである。
【００１９】
入力軸６は、先端にセレーション１３が形成されているとともに、このセレーション１３の中間位置に当該セレーション１３を二分する周溝１４が形成されている。
【００２０】
ヨーク９は、板金製で、本体部に軸取付部１５が一体に連成されており、その構成は、図７の従来例２でのヨークと基本的に同じである。つまり、軸取付部１５は、軸方向と直交する側方に向けて開くよう、断面Ｕ字形に成形されている。そのＵ字形両辺である一方の平板部１５ａには、貫通孔１９ａが、他方の平板部１５ｂには、ねじ孔１９ｂが設けられている。これら両平板部１５ａ、１５ｂには締付ボルト１２が挿通されるようになっている。なお、締付ボルト１２の基部は、カム作用をするよう、先端より大径になっている。
【００２１】
軸取付部１５のＵ字形奥部は、入力軸６の外周面に沿う円弧状に湾曲しており、その円弧状内面には、入力軸６のセレーション１３に噛合するセレーション２０が形成されている。
【００２２】
アダプタ１８は、入力軸６の直径とほぼ同―の高さを有し、その上下には互いに平行な平坦面１８ａ、１８ｂが形成されており、これによって、軸取付部１５のＵ字形内部に側方から一定姿勢でスライド自在に嵌入しうるようになっている。このアダプタ１８の内側（図において右側）には、入力軸６の外周面の半部に沿う円弧状の内面があり、この円弧状内面には、入力軸６のセレーション１３と噛合するセレーション２１が形成されている。
【００２３】
また、アダプタ１８の内面側には、一対の係合爪２２、２３が突設されている。これらの係合爪２２、２３は、アダプタ１８の円弧状内面の上下から突出しており、入力軸６の周溝１４にその上下で接線方向に入り込んで係合する。さらに、アダプタ上８の背面側には、図２および図３に示すように、締付ボルト１２の挿通方向に抜けた凹部２４が形成されている。この凹部２４は、軸取付部１５の両平板部１５ａ、１５ｂに締付ボルト１２を挿通した場合に、その締付ボルト１２の中途部と係合するもので、その係合により、軸取付部１５内からのアダプタ１８の抜け出しが阻止されるとともに、アダプタ１８が軸取付部１５のＵ字形内部に押し込まれるようになっている。
【００２４】
次に、上述した結合構造の結合の手順を説明する。
【００２５】
まず、入力軸６に対してアダプタ１８を装着する。つまり、入力軸６の先端部分の周溝１４に対してアダプタ１８の係合爪２２，２３を係合させる。これにより、入力軸６のセレーション１３に対してアダプタ１８の内面のセレーション２１が噛合することになる。この状態では、アダプタ１８は、入力軸６に対して軸方向不動状に位置決めされるとともに、入力軸６に対して回転方向に一体化される。
【００２６】
この後、アダプタ１８付きの入力軸６をヨーク９の軸取付部１５の側方から差し込む。つまり、入力軸６に装着したアダプタ１８を軸取付部１５のＵ字形内部へ、側方からスライドさせるようにして挿入する。この状態では、アダプタ１８は、上下に平行な平滑面１８ａ、１８ｂがあるため、軸取付部１５のＵ字形内部に不回動状に嵌合し、一定姿勢でスライドしうる。そして、アダプタ１８を軸取付部１５のＵ字形奥部に押し込む。このように押し込むと、入力軸６の先端部は、軸取付部１５の円弧状部分とアダプタ１８の円弧状部分とにより全周が包囲され、入力軸６においてアダプタで覆われていない約半分のセレーション１３が軸取付部１５の円弧状内面のセレーション２０に噛合する。
【００２７】
つまり、入力軸６に対してアダプタ１８がセレーションの嵌合により回転方向に一体化され、この入力軸６と軸取付部１５ともセレーションの噛合により回転方向に一体化されるようになっている。
【００２８】
この後、入力軸６およびアダプタ１８を軸方向に動かして、アダプタ１８の凹部２４の位置を、軸取付部１５の貫通孔１９ａの位置に合わせてから、軸取付部１５の両平板部１５ａ、１５ｂに締付ボルト１２を装着する。これにより、図３に示すような組立状態となる。この組立状態では、締付ボルト１２の中途部が、両平板部１５ａ、１５ｂの間でアダプタ１８の背面を受け止める形で凹部２４と係合する。これで、アダプタ１８は側方にも軸方向にも抜け出ないよう、軸取付部１５の内部に固定される。このアダプタ１８と入力軸６とは、係合爪２２、２３と周溝１４との係合により、軸方向に結合されているから、アダプタ１８を介して入力軸６は軸方向に抜け出さないよう、軸取付部１５の内部に固定されることになる。
【００２９】
なお、締付ボルト１２の大径の基部がアダプタ１８の凹部２４に接し、カムとして作用することで、アダプタ１８はより深く軸取付部１５のＵ字形奥部に押し込まれ、アダプタ１８と入力軸６と軸取付部１５との間のセレーション２１、１３、２０どうしの噛合が確実になる。
【００３０】
このように入力軸６は、回転方向にはセレーションどうしの噛合により軸取付部１５に結合され、軸方向やこれと直交する横方向には、アダプタ１８と締付ボルト１２により軸取付部１５からの抜け出しが阻止され、入力軸６は軸取付部１５と一体化する。
【００３１】
上記の実施例では、アダプタ１８として、本体部が断面円弧状であるものを示したが、図４に示すような形状としてもよい。同図に示すアダプタ１８は、軸取付部１５のＵ字形内部とのスライド嵌合を確実にするために、背面側の上下にそれぞれ張り出し部２５、２６が一体に形成され、その上下外面が、軸取付部１５の平板部１５ａ、１５ｂに広い範囲で接する平坦面１８ａ、１８ｂとなっている。各張り出し部２５、２６には、軸取付部１５の両平板部１５ａ、１５ｂに締付ボルト１２を挿通した場合に、その締付ボルト１２の中途部と係合する凹部２７が形成されている。
【００３２】
なお、上記実施例では、入力軸６のセレーション１３に対して、アダプタ１８および軸取付部１５の両方のセレーション２１，２０を噛合させるようにして、入力軸６の空回りを防止するようにしているが、アダプタ１８および軸取付部１５の両方ではなく、いずれか一方にセレーションを形成するだけでも、空回り防止の効果がある。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の結合構造では、ヨークの軸取付部に軸を側方からの嵌め込みにより結合することが可能で、結合時の作業を容易に行うことができて、作業性に優れている。特に、ステアリングギアの入力軸のように、先端にセレーションのある軸をそのまま軸取付部に結合することができるので、自在継手のために、軸や軸を含む装置の形状や構造に新たに手を加える必要がなく、利用範囲が広く、汎用性に優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る結合構造の分解斜視図
【図２】図１の（２）―（２）線に沿った縦断正面図
【図３】上記結合構造の組立状態を示す縦断正面図
【図４】本発明の他の実施例の一部品であるアダプタの斜視図
【図５】一般的なステアリング装置の概略側面図
【図６】従来例１の結合構造の分解斜視図
【図７】従来例２の結合構造の分解斜視図
【符号の説明】
６ 入力軸
９ ヨーク
１２ 締付ボルト
１３ 入力軸のセレーション
１４ 入力軸の周溝
１５ ヨークの軸取付部
１８ アダプタ
２０ 軸取付部のセレーション
２１ アダプタのセレーション
２２，２３ 係合爪
２４ 凹部

Claims (1)

1. 先端にセレーションおよびセレーションの途中に周溝が形成されている軸の前記先端部分と、自在継手のヨークとを、アダプタを用いることにより横組み可能とした結合構造であって、
   前記ヨークは、断面Ｕ字形でかつその対向する平板部に締付ボルトが挿通される軸取付部を有し、
   前記アダプタは、前記軸の外周面に沿う円弧状の内面を有しかつ前記軸取付部のＵ字形内部に側方から一定姿勢でスライド自在に嵌入されるもので、前記軸の周溝にその接線方向から係合する係合爪と、背面側に前記締付ボルトの中途部に係合する凹部とを有し、
   前記アダプタの円弧状内面または前記軸取付部の円弧部の内面のいずれか一方には、前記軸のセレーションと噛合するセレーションが形成されている、ことを特徴とする自在継手のヨークと軸との結合構造。

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