JP4157213B2 - 自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造 - Google Patents
自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造 Download PDFInfo
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Steering Controls (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状部を有するヨークと、その筒状部に挿入される一端部を有するシャフトとを備える自在継手において、そのヨークとシャフトとを連結するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示す従来例においては、自在継手のヨーク１０１の筒状部１０２に、シャフト１０３がセレーション１０２ｂ、１０３ｂを介して回転伝達可能かつ軸方向相対移動可能に挿入される。そのシャフト１０３の外周に形成されたフラット面１０３ｃ上に凸部１０３ｄが、その筒状部１０２とシャフト１０３の軸方向相対移動により筒状部１０２の割り溝１０２ａ内を移動可能に設けられている。その割り溝１０２ａ内において、そのシャフト１０３の外周におけるセレーション１０３ｂの形成部の外接円よりも径方向内方に位置する締め付けボルト１０４が、そのヨーク１０１にねじ合わされる。その締め付けボルト１０４が上記凸部１０３ｄに接することで、そのシャフト１０３の筒状部１０２からの抜けが阻止される。そのヨーク１０１とシャフト１０３とが軸方向相対移動可能とされることで、組み立て時における作業性の向上が図られている（特開平９‐２１００７４号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、筒状部１０２とシャフト１０３との軸方向相対移動範囲に亘るフラット面１０３ｃをシャフト１０３に形成する必要があるため、加工が複雑になり加工コストが増大する。
【０００４】
また、従来の構成では、フラット面１０３ｃが締め付けボルト１０４の軸に平行になるようにシャフト１０３を筒状部１０２に挿入するため、その挿入に際してシャフト１０３と筒状部１０２の周方向相対位置の位置決めが必要になる。その位置決めのため、上記各セレーション１０２ｂ、１０３ｂを構成する複数の軸方向溝の周方向間隔を、一部分において他の部分と異なるものとしている。そのため、特殊なセレーション溝の設計と加工を必要とし、製造コストが増大する。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決することのできる自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヨークの筒状部にシャフトが、その筒状部の内周とシャフトの外周とにおいて周方向に並列する複数の軸方向溝を介して、回転伝達可能かつ軸方向相対移動可能に挿入され、その筒状部は軸方向に沿う割り溝を有する自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造において、そのシャフトの一端部側の外周に、この外周における前記軸方向溝の形成部の外接円よりも径方向外方に突出する凸部が、その筒状部とシャフトの軸方向相対移動により前記割り溝内を移動可能に設けられ、その外接円よりも径方向外方において前記割り溝内に位置するネジシャフトが、そのヨークにねじ合わされ、そのシャフトの軸方向において、その凸部はネジシャフトとシャフトの一端面との間に配置され、その外接円よりも径方向外方において前記凸部がネジシャフトに接することで、そのシャフトの筒状部からの抜けが阻止され、前記シャフトの軸方向視において前記凸部の幅は前記割り溝の幅よりも加工公差分だけ小さくされ、前記筒状部への前記シャフトの挿入状態において、前記シャフトの周方向に関して前記凸部は前記割り溝の相対向する内面の間に位置されることを特徴とする。
本発明の構成によれば、シャフトの外周における軸方向溝形成部の外接円よりも径方向外方において、ネジシャフトに凸部が接することで、ヨークの筒状部からのシャフトの抜けを防止できる。また、その凸部が割り溝内を移動可能にシャフトを筒状部に挿入するだけで、そのシャフトと筒状部の周方向相対位置の位置決めを行える。その凸部はシャフトを塑性変形させたり、シャフトに他部材を溶接したりすることで設けることができる。
【０００７】
前記凸部は、前記シャフトにおける軸方向溝の形成部の一部を、そのシャフトの径方向から押し付け部材を介して挟み込んで塑性変形させることによって成形されているのが好ましい。これにより、筒状部とシャフトの軸方向相対移動により筒状部の割り溝内を移動可能な凸部を、極めて容易に成形できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１に示す車両のステアリング装置１は、ステアリングホイール２の回転をステアリングシャフト３から上部自在継手４を介して中間シャフト５に伝達し、この中間シャフト５から下部自在継手６を介してステアリングギヤ７の入力シャフト８に伝達し、そのステアリングギヤ７において入力シャフト８の回転運動を車輪の方向転換運動に変換する。その下部自在継手６は、中間シャフト５に連結される第１ヨーク１１と、入力シャフト８に連結される第２ヨーク１２とを、十字金具を介して連結することで構成されるカルダン軸継手とされている。その第１ヨーク１１と中間シャフト５との連結に本発明が適用される。
【０００９】
図２、図３に示すように、その第１ヨーク１１は、筒状部２１と、この筒状部２１の一端から延びる二股部２２とを有し、その二股部２２に十字金具１５が連結される。その筒状部２１の内周に、周方向に等間隔に並列する複数の軸方向溝２４が設けられ、それら軸方向溝２４によりセレーションが構成される。また、その筒状部２１は軸方向に沿う割り溝２３と、この割り溝２３の両縁から外方に向かい延びる一対の受け部２５ａ、２５ｂとを有する。
【００１０】
その中間シャフト５は、その筒状部２１に挿入される一端部５ａと、前記上部自在継手４に連結される他端部とを有する。その一端部５ａの外周に、周方向に等間隔に並列する複数の軸方向溝３１が形成され、それら軸方向溝３１によりセレーションが構成される。
【００１１】
その筒状部２１に中間シャフト５が、その筒状部２１の軸方向溝２４と中間シャフト５の軸方向溝３１とを介して回転伝達可能かつ軸方向相対移動可能に挿入、すなわちセレーション結合される。
【００１２】
その中間シャフト５の一端部５ａ側の外周に凸部３２が、その筒状部２１と中間シャフト５の軸方向相対移動により上記割り溝２３内を移動可能に設けられている。すなわち図４に示すように、その凸部３２は、その中間シャフト５の軸方向溝３１の形成部の外接円Ａよりも径方向外方に突出し、その幅Ｌ１は上記割り溝２３を通過可能に定められる。本実施形態では、その凸部３２の幅Ｌ１は、上記割り溝２３の幅Ｌ２と加工公差分だけ小さくされ、その筒状部２１への中間シャフト５の挿入状態において、中間シャフト５の周方向に関して凸部３２は割り溝２３の相対向する内面の間に位置される。
【００１３】
頭部４１ａ付きのボルト４１のネジシャフト４１ｂが、その外接円Ａよりも径方向外方において上記割り溝２３内に位置するように、第１ヨーク１１にねじ合わされている。本実施形態では、そのネジシャフト４１ｂが上記一方の受け部２５ａに形成された通孔２５ａ′に挿通されると共に他方の受け部２５ｂに形成されたネジ孔２５ｂ′にねじ合わされ、その頭部４１ａが一方の受け部２５ａに押し付けられる。そのボルト４１により割り溝２３の間隔を小さくする締め付け力を作用させることで、運搬中における第１ヨーク１１に対する中間シャフト５の軸方向移動を阻止できる。また、そのボルト４１の締め付け力を小さくして、第１ヨーク１１に対する中間シャフト５の軸方向移動を許容することで、ステアリング装置１の組み立て時における作業性を向上できる。そのネジシャフト４１ｂを第１ヨーク１１から取り外すことで中間シャフト５を筒状部２１から引き抜くことができる。
【００１４】
その中間シャフト５の軸方向において、その凸部３２はネジシャフト４１ｂと中間シャフト５の一端面５ｂとの間に配置される。これにより、その中間シャフト５と筒状部２１の軸方向相対移動を一定範囲に規制し、上記外接円Ａよりも径方向外方において上記凸部３２がネジシャフト４１ｂに接することで、その中間シャフト５の筒状部２１からの抜けが阻止される。
【００１５】
その凸部３２は、その中間シャフト５の外周に軸方向溝３１を形成した後に、その軸方向溝３１の形成部の一部を、その中間シャフト５の径方向から押し付け部材を介して挟み込んで塑性変形させることにより成形されている。本実施形態では、図５の（１）に示す加工治具４１を用いて凸部３２を成形する。その加工治具４１は、固定台４２と、この固定台４２に形成された一対のガイド孔４２ａ、４２ｂに挿入される一対のシリダン状の押し付け部材４３ａ、４３ｂと、両押し付け部材４３ａ、４３ｂに図中矢印で示す圧力を作用させるプレス機構（図示省略）とを有する。その固定台４２に保持孔４２ｃが両ガイド孔４２ａ、４２ｂに通じるように形成され、その保持孔４２ｃに中間シャフト５の一端部５ａが軸方向溝３１の形成後に挿入される。その軸方向溝３１の形成部の一部を両工具４３ａ、４３ｂにより挟み込むことで、図５の（２）に示すように凸部３２を成形する。
【００１６】
上記構成によれば、中間シャフト５の外周における軸方向溝３１の外接円Ａよりも径方向外方において、ネジシャフト４１ｂに凸部３２が接することで、筒状部２１からの中間シャフト５の抜けを防止できる。また、その凸部３２が割り溝２３内を移動可能に中間シャフト５を筒状部２１に挿入するだけで、その中間シャフト５と筒状部２１の周方向相対位置の位置決めを行える。これにより、筒状部２１の内周の軸方向溝２４と中間シャフト５の外周の軸方向溝３１とを一般的なセレーション溝により構成できる。しかも、その凸部３２を極めて容易に成形できる。
【００１７】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、筒状部２１の内周の軸方向溝２４と中間シャフト５の外周の軸方向溝３１軸方向溝とをスプライン溝により構成してもよい。本発明を適用する自在継手はカルダン軸継手に限定されず、ヨークの筒状部にシャフトを連結するものであれば適用できる。また、シャフトは中空でも中実でもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、加工が容易で加工コストを低減できる自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造が適用されるステアリング装置の側面図
【図２】本発明の実施形態の自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造の構成を示す部分破断側面図
【図３】本発明の実施形態の自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造の分解斜視図
【図４】本発明の実施形態の自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造の要部の断面図
【図５】本発明の実施形態の自在継手における（１）は凸部の成形方法を示す図、（２）はシャフトの平面図
【図６】従来の自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造の分解斜視図
【符号の説明】
５ 中間シャフト
５ａ 一端部
５ｂ 一端面
６ 下部自在継手
１１ 第１ヨーク
２１ 筒状部
２３ 割り溝
２４ 軸方向溝
３１ 軸方向溝
３２ 凸部
４３ａ、４３ｂ 押し付け部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒状部を有するヨークと、その筒状部に挿入される一端部を有するシャフトとを備える自在継手において、そのヨークとシャフトとを連結するための構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６に示す従来例においては、自在継手のヨーク１０１の筒状部１０２に、シャフト１０３がセレーション１０２ｂ、１０３ｂを介して回転伝達可能かつ軸方向相対移動可能に挿入される。そのシャフト１０３の外周に形成されたフラット面１０３ｃ上に凸部１０３ｄが、その筒状部１０２とシャフト１０３の軸方向相対移動により筒状部１０２の割り溝１０２ａ内を移動可能に設けられている。その割り溝１０２ａ内において、そのシャフト１０３の外周におけるセレーション１０３ｂの形成部の外接円よりも径方向内方に位置する締め付けボルト１０４が、そのヨーク１０１にねじ合わされる。その締め付けボルト１０４が上記凸部１０３ｄに接することで、そのシャフト１０３の筒状部１０２からの抜けが阻止される。そのヨーク１０１とシャフト１０３とが軸方向相対移動可能とされることで、組み立て時における作業性の向上が図られている（特開平９‐２１００７４号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の構成では、筒状部１０２とシャフト１０３との軸方向相対移動範囲に亘るフラット面１０３ｃをシャフト１０３に形成する必要があるため、加工が複雑になり加工コストが増大する。
【０００４】
また、従来の構成では、フラット面１０３ｃが締め付けボルト１０４の軸に平行になるようにシャフト１０３を筒状部１０２に挿入するため、その挿入に際してシャフト１０３と筒状部１０２の周方向相対位置の位置決めが必要になる。その位置決めのため、上記各セレーション１０２ｂ、１０３ｂを構成する複数の軸方向溝の周方向間隔を、一部分において他の部分と異なるものとしている。そのため、特殊なセレーション溝の設計と加工を必要とし、製造コストが増大する。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決することのできる自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ヨークの筒状部にシャフトが、その筒状部の内周とシャフトの外周とにおいて周方向に並列する複数の軸方向溝を介して、回転伝達可能かつ軸方向相対移動可能に挿入され、その筒状部は軸方向に沿う割り溝を有する自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造において、そのシャフトの一端部側の外周に、この外周における前記軸方向溝の形成部の外接円よりも径方向外方に突出する凸部が、その筒状部とシャフトの軸方向相対移動により前記割り溝内を移動可能に設けられ、その外接円よりも径方向外方において前記割り溝内に位置するネジシャフトが、そのヨークにねじ合わされ、そのシャフトの軸方向において、その凸部はネジシャフトとシャフトの一端面との間に配置され、その外接円よりも径方向外方において前記凸部がネジシャフトに接することで、そのシャフトの筒状部からの抜けが阻止され、前記シャフトの軸方向視において前記凸部の幅は前記割り溝の幅よりも加工公差分だけ小さくされ、前記筒状部への前記シャフトの挿入状態において、前記シャフトの周方向に関して前記凸部は前記割り溝の相対向する内面の間に位置されることを特徴とする。
本発明の構成によれば、シャフトの外周における軸方向溝形成部の外接円よりも径方向外方において、ネジシャフトに凸部が接することで、ヨークの筒状部からのシャフトの抜けを防止できる。また、その凸部が割り溝内を移動可能にシャフトを筒状部に挿入するだけで、そのシャフトと筒状部の周方向相対位置の位置決めを行える。その凸部はシャフトを塑性変形させたり、シャフトに他部材を溶接したりすることで設けることができる。
【０００７】
前記凸部は、前記シャフトにおける軸方向溝の形成部の一部を、そのシャフトの径方向から押し付け部材を介して挟み込んで塑性変形させることによって成形されているのが好ましい。これにより、筒状部とシャフトの軸方向相対移動により筒状部の割り溝内を移動可能な凸部を、極めて容易に成形できる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
図１に示す車両のステアリング装置１は、ステアリングホイール２の回転をステアリングシャフト３から上部自在継手４を介して中間シャフト５に伝達し、この中間シャフト５から下部自在継手６を介してステアリングギヤ７の入力シャフト８に伝達し、そのステアリングギヤ７において入力シャフト８の回転運動を車輪の方向転換運動に変換する。その下部自在継手６は、中間シャフト５に連結される第１ヨーク１１と、入力シャフト８に連結される第２ヨーク１２とを、十字金具を介して連結することで構成されるカルダン軸継手とされている。その第１ヨーク１１と中間シャフト５との連結に本発明が適用される。
【０００９】
図２、図３に示すように、その第１ヨーク１１は、筒状部２１と、この筒状部２１の一端から延びる二股部２２とを有し、その二股部２２に十字金具１５が連結される。その筒状部２１の内周に、周方向に等間隔に並列する複数の軸方向溝２４が設けられ、それら軸方向溝２４によりセレーションが構成される。また、その筒状部２１は軸方向に沿う割り溝２３と、この割り溝２３の両縁から外方に向かい延びる一対の受け部２５ａ、２５ｂとを有する。
【００１０】
その中間シャフト５は、その筒状部２１に挿入される一端部５ａと、前記上部自在継手４に連結される他端部とを有する。その一端部５ａの外周に、周方向に等間隔に並列する複数の軸方向溝３１が形成され、それら軸方向溝３１によりセレーションが構成される。
【００１１】
その筒状部２１に中間シャフト５が、その筒状部２１の軸方向溝２４と中間シャフト５の軸方向溝３１とを介して回転伝達可能かつ軸方向相対移動可能に挿入、すなわちセレーション結合される。
【００１２】
その中間シャフト５の一端部５ａ側の外周に凸部３２が、その筒状部２１と中間シャフト５の軸方向相対移動により上記割り溝２３内を移動可能に設けられている。すなわち図４に示すように、その凸部３２は、その中間シャフト５の軸方向溝３１の形成部の外接円Ａよりも径方向外方に突出し、その幅Ｌ１は上記割り溝２３を通過可能に定められる。本実施形態では、その凸部３２の幅Ｌ１は、上記割り溝２３の幅Ｌ２と加工公差分だけ小さくされ、その筒状部２１への中間シャフト５の挿入状態において、中間シャフト５の周方向に関して凸部３２は割り溝２３の相対向する内面の間に位置される。
【００１３】
頭部４１ａ付きのボルト４１のネジシャフト４１ｂが、その外接円Ａよりも径方向外方において上記割り溝２３内に位置するように、第１ヨーク１１にねじ合わされている。本実施形態では、そのネジシャフト４１ｂが上記一方の受け部２５ａに形成された通孔２５ａ′に挿通されると共に他方の受け部２５ｂに形成されたネジ孔２５ｂ′にねじ合わされ、その頭部４１ａが一方の受け部２５ａに押し付けられる。そのボルト４１により割り溝２３の間隔を小さくする締め付け力を作用させることで、運搬中における第１ヨーク１１に対する中間シャフト５の軸方向移動を阻止できる。また、そのボルト４１の締め付け力を小さくして、第１ヨーク１１に対する中間シャフト５の軸方向移動を許容することで、ステアリング装置１の組み立て時における作業性を向上できる。そのネジシャフト４１ｂを第１ヨーク１１から取り外すことで中間シャフト５を筒状部２１から引き抜くことができる。
【００１４】
その中間シャフト５の軸方向において、その凸部３２はネジシャフト４１ｂと中間シャフト５の一端面５ｂとの間に配置される。これにより、その中間シャフト５と筒状部２１の軸方向相対移動を一定範囲に規制し、上記外接円Ａよりも径方向外方において上記凸部３２がネジシャフト４１ｂに接することで、その中間シャフト５の筒状部２１からの抜けが阻止される。
【００１５】
その凸部３２は、その中間シャフト５の外周に軸方向溝３１を形成した後に、その軸方向溝３１の形成部の一部を、その中間シャフト５の径方向から押し付け部材を介して挟み込んで塑性変形させることにより成形されている。本実施形態では、図５の（１）に示す加工治具４１を用いて凸部３２を成形する。その加工治具４１は、固定台４２と、この固定台４２に形成された一対のガイド孔４２ａ、４２ｂに挿入される一対のシリダン状の押し付け部材４３ａ、４３ｂと、両押し付け部材４３ａ、４３ｂに図中矢印で示す圧力を作用させるプレス機構（図示省略）とを有する。その固定台４２に保持孔４２ｃが両ガイド孔４２ａ、４２ｂに通じるように形成され、その保持孔４２ｃに中間シャフト５の一端部５ａが軸方向溝３１の形成後に挿入される。その軸方向溝３１の形成部の一部を両工具４３ａ、４３ｂにより挟み込むことで、図５の（２）に示すように凸部３２を成形する。
【００１６】
上記構成によれば、中間シャフト５の外周における軸方向溝３１の外接円Ａよりも径方向外方において、ネジシャフト４１ｂに凸部３２が接することで、筒状部２１からの中間シャフト５の抜けを防止できる。また、その凸部３２が割り溝２３内を移動可能に中間シャフト５を筒状部２１に挿入するだけで、その中間シャフト５と筒状部２１の周方向相対位置の位置決めを行える。これにより、筒状部２１の内周の軸方向溝２４と中間シャフト５の外周の軸方向溝３１とを一般的なセレーション溝により構成できる。しかも、その凸部３２を極めて容易に成形できる。
【００１７】
本発明は上記実施形態に限定されない。例えば、筒状部２１の内周の軸方向溝２４と中間シャフト５の外周の軸方向溝３１軸方向溝とをスプライン溝により構成してもよい。本発明を適用する自在継手はカルダン軸継手に限定されず、ヨークの筒状部にシャフトを連結するものであれば適用できる。また、シャフトは中空でも中実でもよい。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、加工が容易で加工コストを低減できる自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造が適用されるステアリング装置の側面図
【図２】本発明の実施形態の自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造の構成を示す部分破断側面図
【図３】本発明の実施形態の自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造の分解斜視図
【図４】本発明の実施形態の自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造の要部の断面図
【図５】本発明の実施形態の自在継手における（１）は凸部の成形方法を示す図、（２）はシャフトの平面図
【図６】従来の自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造の分解斜視図
【符号の説明】
５ 中間シャフト
５ａ 一端部
５ｂ 一端面
６ 下部自在継手
１１ 第１ヨーク
２１ 筒状部
２３ 割り溝
２４ 軸方向溝
３１ 軸方向溝
３２ 凸部
４３ａ、４３ｂ 押し付け部材
Claims (2)
- ヨークの筒状部にシャフトが、その筒状部の内周とシャフトの外周とにおいて周方向に並列する複数の軸方向溝を介して、回転伝達可能かつ軸方向相対移動可能に挿入され、その筒状部は軸方向に沿う割り溝を有する自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造において、
そのシャフトの一端部側の外周に、この外周における前記軸方向溝の形成部の外接円よりも径方向外方に突出する凸部が、その筒状部とシャフトの軸方向相対移動により前記割り溝内を移動可能に設けられ、
その外接円よりも径方向外方において前記割り溝内に位置するネジシャフトが、そのヨークにねじ合わされ、
そのシャフトの軸方向において、その凸部はネジシャフトとシャフトの一端面との間に配置され、
その外接円よりも径方向外方において前記凸部がネジシャフトに接することで、そのシャフトの筒状部からの抜けが阻止され、
前記シャフトの軸方向視において前記凸部の幅は前記割り溝の幅よりも加工公差分だけ小さくされ、前記筒状部への前記シャフトの挿入状態において、前記シャフトの周方向に関して前記凸部は前記割り溝の相対向する内面の間に位置されることを特徴とする自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造。 - 前記凸部は、前記シャフトにおける軸方向溝の形成部の一部を、そのシャフトの径方向から押し付け部材を介して挟み込んで塑性変形させることによって成形されている請求項１に記載の自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造。
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| JP05583699A JP4157213B2 (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP05583699A JP4157213B2 (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造 |
Publications (2)
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| JP2000249157A JP2000249157A (ja) | 2000-09-12 |
| JP4157213B2 true JP4157213B2 (ja) | 2008-10-01 |
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| JP05583699A Expired - Fee Related JP4157213B2 (ja) | 1999-03-03 | 1999-03-03 | 自在継手におけるヨークとシャフトとの連結構造 |
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