JP4223912B2 - 自動車用ステアリング装置のシャフト結合構造 - Google Patents

Description

本発明は、自動車用ステアリング装置のシャフト結合構造の改良に関するものである。

従来の自動車用ステアリング装置のシャフト結合構造として、図１７に示す特許文献１に開示されている技術を挙げることができる。同図において、ハブ(ヨーク)２６とシャフト１４との結合動作を補助する補助部材４６を備え、補助部材４６は、シャフト１４を挿入孔２８に挿入する時に、シャフト１４と一体的に挿入孔２８に挿入される挿入部４６ａと、この挿入部４６ａに一体に形成され、一対の耳状部３４の間に挿入されるストッパー部４６ｂとを有している。このストッパー部４６ｂは、シャフト１４が挿入孔２８内の所定の深さまで挿入されていない状態においては、一対の耳状部３４のボルト孔４４を閉鎖し、シャフト１４が挿入孔２８の所定の深さまで挿入された状態においては、ボルト孔４４の閉鎖状態を解除する機能を有している。

このように、補助部材４６は、ヨーク２６のスプライン内周面に十字形状で位置決めされ、ストッパー部４６ｂに形成された丸孔４８が一対の耳状部３４のボルト孔４４と同期した時に結合(ボルト４２による締め付け)が可能となる構造になっている。
特開平６−２２１３３３号公報

しかしながら、従来の上記自動車用ステアリング装置のシャフト結合構造においては、補助部材４６は、シャフト１４又はヨーク２６に固定できる構造ではなく、シャフト１４をヨーク２６の挿入孔２８に挿入して結合する時に手で組み込まなくてはならない。したがって、そのような作業は車両の狭められた取り付け空間では非常に困難であり、且つ、シャフト１４の挿入位置を決める構造がないことから、補助部材４６の丸孔４８とボルト孔４４を同期させるのは一層困難であるという問題点があった。

加えて、シャフト１４をヨーク２６の挿入孔２８の奥に挿入し過ぎると、補助部材４６はスパイダー(十字軸)方向へずれてしまい、引き出すことができなくなるといった不具合もあった。

本発明は、上述した従来例の有する不都合を改善し、シャフトをヨークに挿入して結合させる組み込み作業をスムーズに無理なく確実に行うことができる自動車用ステアリング装置のシャフト結合構造を提供することを課題としている。

上記課題を達成するために、本発明では、内周面にスプラインが形成されたシャフト嵌合孔を有する筒状の本体部と、この本体部にその軸線方向に沿って形成された割れ目と、この割れ目の両側に設けられた一対の耳状部とを有するヨークに対し、外周面にスプラインが形成されたシャフトを前記シャフト嵌合孔に挿入した後、前記一対の耳状部の双方を貫通可能に形成されたボルト孔にボルトを挿入して、一対の耳状部を互いに接近するようにボルトを締め付けることにより前記シャフトを締結する際に、前記シャフト嵌合孔内でシャフトの先端に設置されるもので、シャフトを正規位置まで挿入しないと前記ボルト孔を閉塞する機能を有する補助部材を用いるシャフト結合構造において、前記補助部材は、前記シャフトを前記シャフト嵌合孔に挿入前に、同孔内に仮設置可能な押圧部と、前記シャフトを前記シャフト嵌合孔に挿入する際に、シャフトを支持し、シャフトの軸方向の位置決めを可能とするシャフト支持部とを有し、前記補助部材の前記押圧部は、リング状の一部を軸方向に切り欠いて成るＣ字形状部であり、これによって前記シャフト嵌合孔の内周面を径方向に所定の弾性力で押圧可能となっていることを特徴としている。

本発明によれば、シャフトをシャフト嵌合孔に挿入する前に、補助部材の押圧部をシャフト嵌合孔の開口端に填め込んでスプライン内周面を押圧することにより、補助部材をシャフト嵌合孔に仮設置することができ、且つ、この状態でシャフトをシャフト嵌合孔の軸方向に挿入する際、シャフトを補助部材のシャフト支持部の先端部に当接させて位置決めすることができるので、シャフトとヨークの結合作業を一層容易に無理なく確実に行うことができる。

本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明が適用されるステアリング装置を含む自動車の操舵装置を示す構造図、図２は本発明が適用される自動車用ステアリング装置を示す構成図である。

図１において、この発明に関わる自動車の操舵装置は、ステアリングホイール１５の回転に連動するステアリングシャフト５、このステアリングシャフト５と中間軸９とを連結するユニバーサルジョイント１７等から成るステアリング装置1、及び車輪に連結された操舵装置１２から構成されている。

この発明が適用されるステアリング装置1は、図２に示すように、ステアリングホイール１５が連結されたステアリングシャフト５、ステアリングシャフト５と中間軸９とを連結する第１ユニバーサルジョイント１７、中間軸９と操舵軸とを連結する第２ユニバーサルジョイント１３等から構成されている。

この発明のシャフト結合構造は、例えば、ステアリングシャフト５と第１ユニバーサルジョイント１７のヨークとの結合、あるいは、操舵軸と第２ユニバーサルジョイント１３のヨークとの結合に適用されるものである。

［実施形態１］
図３は本発明の第１の実施形態を示すシャフト結合構造の構成図、図４は図３を矢印Ａ方向からシャフトを省略して見た図、図５は補助部材を矢印Ａ方向から見た図、図６は第１の実施形態のシャフト結合構造の結合前の状態を示す構成図である。

図３において、中間軸９と一体的に形成されたヨーク１０の軸孔１０ａに十字軸１１が回転自在に内嵌しており、ヨーク１０とこれに対向するシャフト５側のヨーク２が十字軸１１を介して屈曲自在に連結されることによりユニバーサジョイントを構成している。ヨーク２は、内周面にスプラインが形成されたシャフト嵌合孔３ａを有する筒状の本体部３と、この本体部３にその軸線方向に沿って形成された割れ目４ａと、この割れ目４ａの両側に設けられ、本体部３に一体の、一対の耳状部４とを有している。各耳状部４は、本体部３から一体に延びる二又状脚部を、図４に示す如く折り曲げ形成されてヨーク２の対向脚部を形成するものであり、耳状部４それぞれに、図４で見て、左右整列して形成された４つの貫通孔によりボルト孔４ｂが形成されている。このボルト孔４ｂにピンチボルト７が取付けられる。ヨーク２のシャフト嵌合孔３ａには補助部材６を介してステアリングシャフト５(以後、シャフト５と言う)が内嵌されている。シャフト５の先端部の外周面はスプラインが形成されており、その軸方向中央部には周方向に丸溝５ａが形成されている。シャフト嵌合孔３ａの内周面はヨークスプライン内周面とされている。

この補助部材６は、樹脂又はゴム材で成形されており、図４及び図５に示すように、ヨークスプライン内周面に追従するＣ字形状(リング状の一部に切り欠き解放端がある)であって、ヨークスプライン内周面を押圧する矢印Ｃ方向の弾性的な付勢力を有する押圧部６ａと、この押圧部６ａから耳状部４間により割れ目４ａ内に挟持された形で、ピンチボルト７位置を回避してシャフト５方向に延在するアーム状の部分であるシャフト支持部６ｂと、シャフト５がシャフト嵌合孔３ａの所定位置まで挿入されていない時にボルト孔４ｂを閉塞するボルト孔閉塞部６ｃとから成っている。シャフト支持部６ｂの先端（図６で左端）にはシャフト５の軸方向にほぼ直角に延びるフラットな先端部６ｄが一体に形成されていて、シャフト５の挿入の際に、耳状部４の端面に係接してシャフト５を軸方向に位置決めする。フラット部６ｄの形状は、図示に限定されない。

この補助部材６を用いてシャフト５をヨーク２のシャフト嵌合孔３ａに固定する際には、図６に示すように、先ず、補助部材６をシャフト嵌合孔３ａの入り口に填め込み、押圧部６ａの弾性的付勢力によりヨークスプライン内周面を押圧して補助部材６自身をシャフト嵌合孔３ａに仮設置する。この時、シャフト支持部６ｂはその一部が耳状部４間の割れ目４ａ内にある。この状態でシャフト５をシャフト嵌合孔３ａの軸方向に挿入する際、シャフト５はシャフト支持部６ｂの先端部６ｄにより支持・位置決めされながら、補助部材６を奥の方へ押し込んで行く。

この時、シャフト５がシャフト嵌合孔３ａの奥まで十分に挿入されていない時には、シャフト支持部６ｂのボルト孔閉塞部６ｃによってボルト孔４ｂが閉塞されるので、ピンチボルト７での締め付けは強制的に不可能になる。しかし、図３に示すように、補助部材６がシャフト嵌合孔３ａの奥の正規位置まで挿入されると、ボルト閉塞部６ｃが軸方向にずれてボルト孔４ｂが開口するようになるので、ピンチボルト７での締め付けが可能になる。

このシャフト５をシャフト嵌合孔３ａの奥に押し込んだ際に、補助部材６のシャフト支持部６ｂのフラット先端部６ｄが耳状部４間の端面に掛止されるので、補助部材６が必要以上にシャフト嵌合孔３ａの奥へ(十字軸１１方向へ)ずれ込むことがない。

それと共に、ピンチボルト７はシャフト５の丸溝３ａに嵌合した状態で締め付けるので、シャフト５は軸方向に不動の状態にロックされることになる。この組み込み作業後、補助部材６はシャフト嵌合孔３ａにそのまま残しておく。

このように、補助部材６は、その押圧部６ａをシャフト嵌合孔３ａの開口端に填め込んでヨークスプライン内周面を押圧することにより、シャフト嵌合孔３ａに仮設置することができ、且つ、この状態でシャフト５をシャフト嵌合孔３ａの軸方向に挿入する際、シャフト５をシャフト支持部６ｂの先端部６ｄに当接させて位置決めすることができるので、シャフト５とヨーク２の結合作業を一層容易に無理なく確実に行うことができる。

しかも、シャフト５のシャフト嵌合孔３ａへの挿入時において、シャフト５が補助部材６を押して、補助部材６がシャフト嵌合孔３ａの奥の所定位置まで挿入された時のみ、ピンチボルト７による締め付け固定が可能となる、即ち、シャフト５をシャフト嵌合孔３ａの正規位置まで挿入しないと、ピンチボルト７による締め付けができないので、シャフト５とヨーク２の結合作業を容易に確実に行うことができることは言うまでもない。

また、シャフト５をシャフト嵌合孔３ａの正規位置まで挿入した際に、シャフト支持部６ｂの先端部６ｄが耳状部４の割れ目４ａに掛止されるので、補助部材６は必要以上にシャフト嵌合孔３ａの奥へ(十字軸１１方向へ)ずれ込むことがない。

さらに、ピンチボルト７はシャフト５の丸溝３ａに嵌合した状態で締め付けるので、シャフト５は正規位置に固定され、必要以上にシャフト嵌合孔３ａの奥へ(十字軸１１方向へ)ずれ込まない。

尚、補助部材６の押圧部６ａは、シャフト嵌合孔３ａのヨークスプライン内周面に合わせてその外周面をスプライン形状としても良い。

［実施形態２］
図７は本発明の第２の実施形態を示すシャフト結合構造の構成図、図８は図７を矢印Ａ方向からシャフトを省略して見た図、図９は第２の実施形態のシャフト結合構造の結合前の状態を示す構成図である。図１０は補助部材の他の実施形態を示す図である。

この実施形態２は、上記実施形態１と略同様であって、同一部材には同一番号を付しており、重複する説明は省略する。異なっているのは、シャフト５に段差５ｂが設けられていて、シャフト５の軸方向の位置決めが可能となっており、補助部材６０にはピンチボルト７に引っ掛かるようにシャフト５の方向に向う係止部６０ｂを設けている点である。尚、補助部材６０の押圧部６０ａには、図８に示すように、切り欠きのないリング形状で径方向に突出する複数の突起部６０ｄを設けている。６０ｃはボルト孔閉塞部である。

この構成において、動作は実施形態１と同様であるが、図９に示す状態から、シャフト５をヨーク２のシャフト嵌合孔３ａに挿入していくと、図７に示すように、シャフト５の段差５ｂがヨーク２の開口端に当接してシャフト５の軸方向の位置決めが可能となる。この時、補助部材６０の係止部６０ｂがピンチボルト７に引っ掛かるため、補助部材６０がシャフト嵌合孔３ａの奥へ(十字軸１１方向へ)の潜り込みが防止される。

また、補助部材６０の押圧部６０ａに設けた突起部６０ｄは、シャフト嵌合孔３ａのヨークスプライン内周面に軽く当接しているので、シャフト５を挿入する際、より低い圧入力で挿入することができる。この補助部材６０も実施形態１と同様に、組み込み後もそのまま残しておく。

尚、補助部材６０は、図１０に示すように、シャフト５を正規位置まで挿入しない限りピンチボルト７をボルト孔４ｂに挿入できないように、ピンチボルト７位置に凹部６０ｅを形成した形状としても良い。

図１１は現在使用されているシャフト結合構造の実施形態を示す構成図である。図１２は図１１を矢印Ａ方向からシャフトを省略して見た図である。

この実施形態から分かるように、上記実施形態１及び２の補助部材６、及び６０は、現行のシャフト結合構造に改造なしでそのまま使用することができるという利点がある。

［実施形態３］
図１３は本発明の第３の実施形態を示すシャフト結合構造の構成図、図１４は図１３を矢印Ｂ方向からシャフトを省略して見た図、図１５は第３の実施形態のシャフト結合構造の結合前の状態を示す構成図、図１６は図１５を矢印Ａ方向からシャフトを省略して見た図である。

この実施形態３は、上記実施形態１と略同様であって、同一部材には同一番号を付しており、重複する説明は省略する。異なっているのは、補助部材６１は、シャフト５組み込み作業後、補助部材６１に設けたリング状の取っ手６１ｂを用いて取り外し可能となっている点である。６１ａは押圧部である。

この実施形態３においては、図１５に示す結合前の状態から、図１３に示すように、シャフト５をヨーク２のシャフト嵌合孔３ａに挿入した後、補助部材６１の取っ手６１ｂに指を引っ掛けて、補助部材６１をシャフト嵌合孔３ａから引き抜く。

この実施形態３では、シャフト嵌合孔３ａは、実施形態１及び２と比較して奥行きが短く設定されていて、シャフト５が正規位置まで挿入された際に、図１３及び図１４に示すように、補助部材６１は十字軸１１側へ押し出された状態となる。したがって、補助部材６１の取り外し忘れがあった場合でも、ヨーク２が回転した際に、補助部材６１は遠心力で人手によらず外れ落ちるような構成となっている。

尚、この実施形態３においては、実施形態１及び２で示したような、シャフト５挿入時の位置決めとなる補助部材のシャフト支持部は省略している。この実施形態３のように、シャフト５に段差５ｂを設けた構成であっても、シャフト支持部を設ける方が作業が容易になることが考えられるが、補助部材６１の構成が複雑になるので、事情に合わせて適宜選択することができる。

本発明が適用されるステアリング装置を含む自動車の操舵装置を示す構造図。 本発明が適用される自動車用ステアリング装置を示す構成図 本発明の第１の実施形態を示すシャフト結合構造の構成図。 図３を矢印Ａ方向からシャフトを省略して見た図。 図３の補助部材を矢印Ａ方向から見た図。 第１の実施形態のシャフト結合構造の結合前の状態を示す構成図 本発明の第２の実施形態を示すシャフト結合構造の構成図。 図７を矢印Ａ方向からシャフトを省略して見た図。 本発明の第２の実施形態のシャフト結合構造の結合前の状態を示す構成図。 図７の補助部材の他の実施形態を示す図。 現在使用されているシャフト結合構造の実施形態を示す構成図である。 図１１を矢印Ａ方向からシャフトを省略して見た図。 本発明の第３の実施形態を示すシャフト結合構造の構成図。 図１３を矢印Ｂ方向からシャフトを省略して見た図。 第３の実施形態のシャフト結合構造の結合前の状態を示す構成図。 図１５を矢印Ａ方向からシャフトを省略して見た図。 従来のシャフト結合構造を示す分解斜視図。

符号の説明

１：ステアリング装置
２：ヨーク
３：本体部
３ａ：シャフト嵌合孔
４：耳状部
４ａ：割れ目
４ｂ：ボルト孔
５：シャフト
５ａ：丸溝
５ｂ：段差
６：補助部材
６ａ：押圧部
６ｂ：シャフト支持部
６ｃ：ボルト閉塞部
６ｄ：先端部
７：ボルト

Claims (6)

1. 内周面にスプラインが形成されたシャフト嵌合孔を有する筒状の本体部と、この本体部にその軸線方向に沿って形成された割れ目と、この割れ目の両側に設けられた一対の耳状部とを有するヨークに対し、
   外周面にスプラインが形成されたシャフトを前記シャフト嵌合孔に挿入した後、前記一対の耳状部の双方を貫通可能に形成されたボルト孔にボルトを挿入して、一対の耳状部を互いに接近するようにボルトを締め付けることにより前記シャフトを締結する際に、
   前記シャフト嵌合孔内でシャフトの先端に設置されるもので、シャフトを正規位置まで挿入しないと前記ボルト孔を閉塞する機能を有する補助部材を用いるシャフト結合構造において、
   前記補助部材は、前記シャフトを前記シャフト嵌合孔に挿入前に、同孔内に仮設置可能な押圧部と、前記シャフトを前記シャフト嵌合孔に挿入する際に、シャフトを支持し、シャフトの軸方向の位置決めを可能とするシャフト支持部とを有し、
   前記補助部材の前記押圧部は、リング状の一部を軸方向に切り欠いて成るＣ字形状部であり、これによって前記シャフト嵌合孔の内周面を径方向に所定の弾性力で押圧可能となっていることを特徴とするシャフト結合構造。
2. 前記補助部材のシャフト支持部は、前記Ｃ字形状部の押圧部から前記耳状部により前記の割れ目中に挟持された形で、前記ボルト位置を回避して前記シャフト方向に延在するアーム状の部分であって、前記シャフトを前記シャフト嵌合孔に挿入する際に、このアーム状の部分の先端部が前記シャフトに当接して位置決め可能となるような形状を有していることを特徴とする請求項１に記載のシャフト結合構造。
3. 前記シャフト支持部の先端部は、前記補助部材が前記シャフト嵌合孔の奥へずれ込まないように、前記耳状部の割れ目で引っ掛かるような形状を有していることを特徴とする請求項２に記載のシャフト結合構造。
4. 前記シャフトには、前記シャフト嵌合孔に正規位置まで挿入した際に、シャフト嵌合孔の開口端で掛止されるような段差が設けられていることを特徴とする請求項１に記載のシャフト結合構造。
5. 前記補助部材のシャフト支持部は、前記Ｃ字形状部の押圧部から前記耳状部の割れ目に挟持された形で、前記ボルト位置を回避して前記シャフト方向に延在するアーム状の部分で、前記シャフトを前記シャフト嵌合孔に挿入した際に、補助部材がシャフト嵌合孔の奥へずれ込まないように、その先端部分がボルトに引っ掛かるような形状を有していることを特徴とする請求項１又は４に記載のシャフト結合構造。
6. 前記補助部材は、前記シャフトを前記シャフト嵌合孔に挿入した後、指で取り外し可能な取っ手を有することを特徴とする請求項４に記載のシャフト結合構造。

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