JP6631642B2 - 十字軸式自在継手の組立方法、及び十字軸式自在継手 - Google Patents

Description

本発明は、例えばステアリングシャフトの動きをステアリングギヤに伝達する為のステアリング装置に組み込まれる十字軸式自在継手の組立方法、及び十字軸式自在継手に関する。

自動車のステアリング装置は、例えば図１２に示す様に構成されている。ステアリングホイール１の動きは、ステアリングシャフト２及び中間シャフト３を介してステアリングギヤユニット４に伝達され、ステアリングギヤユニット４によって車輪を操舵する。ステアリングシャフト２と、ステアリングギヤユニット４の入力軸５とは、通常、互いに同一直線上（同軸上）に設ける事ができない。この為に従来から、ステアリングシャフト２と入力軸５との間に中間シャフト３を設け、中間シャフト３の両端部と、ステアリングシャフト２及び入力軸５の端部とを、それぞれカルダン継手と呼ばれる自在継手６、６を介して結合している。これにより、同一直線上に存在しない、ステアリングシャフト２と入力軸５との間で、回転力の伝達を行える様にしている。

図１３は、従来から知られている自在継手の１例として、特許文献１に記載されたものを示している。自在継手６は、１対のヨーク７ａ、７ｂを、十字軸８を介して、トルク伝達可能に結合して成る。ヨーク７ａ、７ｂはそれぞれ、金属材にプレス加工又は鍛造加工を施す事により造られており、それぞれが基部９ａ、９ｂと、ヨーク７ａ、７ｂ毎に１対ずつの結合腕部１０ａ、１０ｂとを備えている。又、各結合腕部１０ａ、１０ｂの先端には、それぞれ円孔１１ａ、１１ｂを、ヨーク７ａ、７ｂ毎に互いに同心に形成している。又、十字軸８は、４本の軸部１２、１２を、隣り合う軸部１２、１２の中心軸同士が互いに直交する状態で設けて成る。そして、各軸部１２、１２は、各円孔１１ａ、１１ｂの内側に、それぞれがシェル型のラジアルニードル軸受であるカップ軸受１３、１３を介して、回転自在に支持されている。又、各カップ軸受１３、１３が、各円孔１１ａ、１１ｂから外方に抜け出る事を防止する為に、各円孔１１ａ、１１ｂの開口縁部にかしめ部１４、１４が形成されている。

ところで、上述した様な構成を有する自在継手６を組み立てるには、カップ軸受１３を、円孔１１ａ（１１ｂ）と軸部１２の端部との間部分に組み付けた後、結合腕部１０ａ（１０ｂ）の外側面のうち、円孔１１ａ（１１ｂ）の開口縁部の複数個所を塑性変形させて、当該部分にかしめ部１４を形成する事が行われている。そして、かしめ部１４の形成作業は、従来から、かしめパンチを円孔１１ａ（１１ｂ）の開口縁部に押し付ける事により行われているが、かしめ部１４として所望の形状を得る為に、かしめパンチを勢い良く衝突させる（衝撃的に行う）事が行われている。これは、円孔１１ａ（１１ｂ）の開口縁部にかしめパンチをゆっくりと押し付けると、塑性変形させる部分の断面積が大きく、塑性変形が生じにくい為である。この為、従来の組立方法を実施した場合には、かしめパンチの押し付け時に、結合腕部１０ａ（１０ｂ）が内側に撓み変形し、円孔１１ａ（１１ｂ）とカップ軸受１３との軸方向位置が慣性等の影響によりずれる可能性がある。そして、この様な軸方向に関するずれが生じた場合には、カップ軸受１３の予圧荷重が変化してしまう。この為、円孔１１ａ（１１ｂ）とカップ軸受１３との位置がずれない様に、カップ軸受１３と結合腕部１０ａ（１０ｄ）とを抑えながら、かしめ部１４を形成するなどの対策が必要である。その場合、かしめ作業が煩雑になり（手間が掛かり）、自在継手６の組立時間が長くなるといった問題を生じる可能性がある。又、上述の様に、かしめパンチを勢い良く衝突させる事によりかしめ部１４を形成する場合には、該かしめ部１４の軸方向に関する形成位置にばらつきが生じ易くなる。更に、かしめ部１４を、１個所ずつ形成する為、組立時間（かしめ加工時間）が長くなるといった問題もある。

日本国特開平１０−２０５５４７号公報

本発明は、上述の様な事情に鑑みて、かしめ作業を煩雑にする事なく、カップ軸受の脱落を防止する為のかしめ部を形成できる、十字軸式自在継手の組立方法、及び十字軸式自在継手を実現すべく発明したものである。

本発明の十字軸式自在継手の組立方法は、ヨークを構成する結合腕部に形成された円孔と、該円孔の内側に挿入された十字軸を構成する軸部の端部との間部分に、カップ軸受（例えば、シェル型ラジアルニードル軸受）を組み込んだ後、前記結合腕部の外側面のうち前記円孔の開口縁部を径方向内方に塑性変形させてかしめ部を形成する。

特に本発明の場合には、先ず、前記結合腕部の外側面のうち前記円孔の周囲近傍部分に（少なくともこの円孔の内周面に開口する事がない様に）ノッチ（切り欠き）を形成する。その後、この円孔の開口縁部のうち前記ノッチの径方向内側部分に形成された薄肉部を、径方向内方に塑性変形させて前記かしめ部とする。
尚、本発明を実施する場合に、前記ノッチは、切削工具を用いた切削加工により形成しても良いし、パンチを用いたプレス加工により形成しても良い。
又、本発明を実施する場合、前記ノッチの断面形状は特に問わないが、例えばＶ字形、Ｕ字形、Ｉ字形等の形状を採用する事ができる。
又、前記ノッチの断面形状としてＶ字形を採用した（ノッチの径方向外側面を傾斜させた）場合には、ノッチ加工時に生じる材料の逃げを確保し易くできると共に、薄肉部を径方向内方に塑性変形させる際に、かしめ工具の先端部を前記ノッチに挿入し易くする事ができる。

本発明の十字軸式自在継手の組立方法を実施する場合には、例えば、前記ノッチの形成は、前記円孔と前記軸部の端部との間部分に、前記カップ軸受を組み込んだ後に行われてもよい。
或いは、前記ノッチの形成は、前記円孔と前記軸部の端部との間部分に、前記カップ軸受を組み込む前に行われてもよい。

本発明の十字軸式自在継手の組立方法を実施する場合には、例えば、前記結合腕部の外側面のうち前記円孔の周囲近傍部分に複数のノッチを形成する。その後、前記円孔の開口縁部のうち前記複数のノッチの径方向内側部分にそれぞれ形成された複数の薄肉部を、径方向内方に同時に塑性変形させる事ができる。
尚、この場合には、前記複数のノッチを、前記円孔の周囲近傍部分に、円周方向に関して等間隔に形成する事もできるし、又は、円周方向に関して不等間隔に形成する事もできる。

或いは、本発明の十字軸式自在継手の組立方法を実施する場合には、例えば、前記結合腕部の外側面のうち前記円孔の周囲近傍部分に、前記円孔を取り囲む様に、円環状のノッチを形成する。その後、前記ノッチの径方向内側部分で前記円孔の開口縁部に形成された円環状の薄肉部を径方向内方に塑性変形させる事ができる。
尚、この場合には、前記円環状の薄肉部のうち、円周方向複数個所を径方向内方に塑性変形させたり、全体（全周に亙る範囲）を径方向内方に塑性変形させる事ができる。又、円周方向複数個所を塑性変形させる場合には、例えば、円周方向に関して等間隔位置を塑性変形させても良いし、円周方向に関して不等間隔位置を塑性変形させても良い。

また、本発明の十字軸式自在継手は、
一対のヨークと、前記ヨーク同士を揺動変位自在に結合する十字軸と、を備え、
前記一対のヨークは、基部と、該基部の軸方向一端部で径方向反対側となる２箇所位置から軸方向に延出する１対の結合腕部と、前記１対の結合腕部の先端部に互いに同心に形成された１対の円孔と、を備え、
前記十字軸は、隣り合う軸部の中心軸同士が互いに直交する状態で設けられた４本の軸部を備え、
前記結合腕部に形成された前記円孔と、前記十字軸の軸部の端部との間部分には、カップ軸受が組み込まれる。

特に、本発明の場合には、前記結合腕部の外側面のうち前記円孔の周囲近傍部分には、ノッチが形成されており、
前記結合腕部の外側面のうち前記円孔の開口縁部で、且つ、前記ノッチの径方向内側部分には、前記円孔よりも径方向内側に延出し、前記カップ軸受が前記円孔から外方に抜け出る事を防止するかしめ部が形成され、
前記ノッチを構成する径方向外側面は、前記結合腕部の外側面に向けて径方向外側に傾斜する傾斜面を構成する。

上述の様に構成する本発明の十字軸式自在継手の組立方法によれば、かしめ作業を煩雑にする事なく、カップ軸受の脱落を防止する為のかしめ部を形成する事ができる。
即ち、本発明の場合には、結合腕部の外側面のうち円孔の周囲近傍部分にノッチを形成した後、前記円孔の開口縁部のうち前記ノッチの径方向内側部分に形成された薄肉部を、径方向内方に塑性変形させてかしめ部を得る。この為、この様なノッチを形成しない場合に比べて、かしめ部を形成する際のかしめ荷重を低減する事ができる。従って、前記かしめ部を形成する際に、かしめ工具を前記薄肉部に対して勢い良く衝突させなくても（ゆっくりと静的に衝突させた場合にも）、所望のかしめ形状を得られる。これにより、本発明の場合には、前記かしめ部を形成する際に、前記結合腕部を撓み変形させずに済む為、前記カップ軸受と前記結合腕部とを抑えるなどの対策を施さずとも、前記円孔と前記カップ軸受との軸方向位置がずれる事を有効に防止できる。この為、かしめ作業が煩雑になる事を防止でき、十字軸式自在継手の組立時間の短縮化を図れる。又、本発明の場合には、前記ノッチの形状、深さ、及び、形成位置等を規制する事で、得られるかしめ部の形状や形成位置等にばらつきが生じる事を有効に防止できる。更に、本発明の場合には、上述した様に、かしめ荷重を低減できる為、複数の薄肉部を同時にかしめ変形させる事が可能になり、この面からも組立時間（サイクルタイム）の短縮化を図る事ができる。

また、本発明の十字軸式自在継手によれば、前記ノッチを構成する径方向外側面は、前記結合腕部の外側面に向けて径方向外側に傾斜する傾斜面を構成するので、ノッチ加工時に生じる材料の逃げを確保し易くできると共に、かしめ加工に使用するかしめ工具の先端部をノッチ内に挿入し易くできる。

本発明の第１実施形態を示す自動車用操舵装置の断面図。 同じく図１のＩＩ部に相当する自在継手の拡大図。 同じく自在継手の分解斜視図。 同じくノッチ加工後、かしめ加工前の状態を示すヨークの側面図。 同じく図４のＶ部拡大図。 同じく図２のＶＩ部に相当する部分の拡大図であり、（Ａ）はノッチ加工後の状態を、（Ｂ）はかしめ加工後の状態をそれぞれ示している。 本発明の第１実施形態の変形例の３例を示す、図４に相当する図。 本発明の第２実施形態を示す、図４に相当する図。 本発明の第３実施形態を示す、図５に相当する図。 同じく図９のＸ−Ｘ断面図。 本発明の第４実施形態を示す、図５に相当する図。 本発明の組立対象となる自在継手を組み込んだステアリング装置の１例を示す斜視図。 従来から知られている自在継手の１例を示す側面図。

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に就いて、図１〜６を参照しつつ説明する。図示の自動車用操舵装置は、後端部にステアリングホイール１（図１２参照）を固定したステアリングシャフト２ａを、円筒状のステアリングコラム１５の内側に、回転自在に支持している。操舵時に、ステアリングホイール１の動きは、ステアリングシャフト２ａ、電動アシスト装置１６、自在継手６ａ、中間シャフト３ａ、別の自在継手６ｂを介して、ステアリングギヤユニット４の入力軸５（図１２参照）に伝達される。そして、入力軸５が回転すると、ステアリングギヤユニット４の両側に配置された１対のタイロッドが押し引きされて左右１対の操舵輪に、ステアリングホイール１の操作量に応じた舵角が付与される。

上述の様な自動車用操舵装置に組み込まれた１対の自在継手６ａ、６ｂは何れも、本発明の組立対象になるが、１対の自在継手６ａ、６ｂは、連結対象となる軸が異なる以外、基本的な構成は同じである。この為、本実施形態では、図１に図２、３を加え、自在継手６ａのみを対象に詳しい説明を行う。

自在継手６ａは、一般的にカルダン継手と呼ばれ、同一直線上に存在しない１対の軸同士の間で回転力の伝達を可能にするもので、１対の金属製（例えば炭素鋼鋳鋼材製）のヨーク７ｃ、７ｄと、十字軸８ａとを備える。
一方（図２〜３の右方）のヨーク７ｃは、基部９ｃと、基部９ｃの軸方向一端縁（図２〜３の左端縁）から延出した１対の結合腕部１０ｃ、１０ｃとを備える。基部９ｃは、電動アシスト装置１６を構成する出力軸１７の端部を挿入する為、全体を略円筒状に形成している。又、結合腕部１０ｃ、１０ｃは、基部９ｃの軸方向一端部で径方向反対側となる２個所位置から、基部９ｃの軸方向に延出しており、互いの内側面同士を対向させている。又、結合腕部１０ｃ、１０ｃの先端部には、互いに同心の円孔１１ｃ、１１ｃを形成している。

他方（図２〜３の左方）のヨーク７ｄは、基部９ｄの形状のみが、一方のヨーク７ｃと異なる。即ち、基部９ｄは、円周方向１個所を不連続部とした欠円筒状に構成されており、内径が拡縮可能である。又、基部９ｄのうち、ヨーク７ｄを構成する１対の結合腕部１０ｄ、１０ｄとは位相が９０度異なる位置に、互いに略平行に配置された１対の側板部１８ａ、１８ｂが設けられている。そして、一方の側板部１８ａに、ボルト（図示せず）の杆部を挿通する為の通孔１９を形成している。これと共に、他方の側板部１８ｂに形成した図示しない通孔に、ナットを圧入固定する事により、ボルトを螺合する為のねじ孔を設けている。

十字軸８ａは、４本の軸部１２ａ、１２ａを、隣り合う軸部１２ａ、１２ａの中心軸同士が互いに直交する状態で設けて成る。そして、同一直線状に設けられた１対の軸部１２ａ、１２ａの両端部を、一方のヨーク７ｃの結合腕部１０ｃ、１０ｃに形成した円孔１１ｃ、１１ｃの内側に枢支すると共に、同一直線状に設けられた別の１対の軸部１２ａ、１２ａの両端部を、他方のヨーク７ｄの結合腕部１０ｄ、１０ｄに形成した円孔１１ｄ、１１ｄの内側に枢支している。この為に、これら各円孔１１ｃ、１１ｄの内側にそれぞれ、カップ軸受１３ａ、１３ａを介して、十字軸８ａを構成する軸部１２ａ、１２ａの先端部を回転自在に支持している。

各カップ軸受１３ａは、それぞれシェル型ニードル軸受に相当するものであり、シェル型外輪に相当する１個のカップ２０と、複数本のニードル２１、２１とを備える。カップ２０は、硬質金属板を深絞り加工等の塑性加工により曲げ形成して成るもので、円筒部２２と、底部２３と、内向鍔部２４とを備える。底部２３は、円筒部２２の軸方向一端側（円孔１１ｃ、１１ｄ内への組み付け状態で、結合腕部１０ｃ、１０ｄの外側面側）全体を塞ぐ。又、内向鍔部２４は、円筒部２２の軸方向他端側（円孔１１ｃ、１１ｄ内への組み付け状態で、結合腕部１０ｃ、１０ｄの内側面側）から径方向内方に折れ曲がったもので、各ニードル２１、２１に対向する面が凹面となる方向に湾曲している。そして、上述の様な構成を有する各カップ２０、２０を、各円孔１１ｃ、１１ｄの内側に圧入している。又、この状態で、各ニードル２１、２１の径方向内側に、十字軸８ａを構成する軸部１２ａ、１２ａの先端部をそれぞれ挿入している。又、各結合腕部１０ｃ、１０ｄの外側面のうち、各円孔１１ｃ、１１ｄの開口縁部に、かしめ部１４ａ、１４ａを形成している。これにより、各カップ２０、２０が各円孔１１ｃ、１１ｄから外方に抜け出る事を防止している。

自在継手６ａの使用時には、一方のヨーク７ｃを構成する基部９ｃの内側に、出力軸１７の端部をがたつきなく挿入又は圧入した状態で、基部９ｃと出力軸１７の端部とを溶接固定する。これと共に、他方のヨーク７ｄを構成する基部９ｄの内側に、中間シャフト３ａ（を構成するインナシャフト）の端部を係合させた状態で、一方の側板部１８ａに形成した通孔１９にその杆部を挿通した図示しないボルトの先端部を、他方の側板部１８ｂに固定したナットに螺合させて締め付ける。これにより、側板部１８ａ、１８ｂ同士の間隔を狭めて、基部９ｄを縮径させる事に基づき、基部９ｄに対して中間シャフト３ａの端部を結合固定する。そして、この様に出力軸１７と中間シャフト３ａの端部同士を、自在継手６ａを介して連結する。これにより、同一直線上に存在しない、出力軸１７と中間シャフト３ａとの間で、回転力の伝達を行える様にする。

自在継手６ａの構成及びその機能に就いては、上述の通りであるが、本実施形態の場合には、この様な自在継手６ａの組立工程の一部である、かしめ部１４ａの形成工程を、次の様にして行う。
先ず、本実施形態の場合には、かしめ部１４ａの形成工程に先立って、結合腕部１０ｃ（１０ｄ）に形成された円孔１１ｃ（１１ｄ）と、この円孔１１ｃ（１１ｄ）の内側に挿入された十字軸８ａを構成する軸部１２ａの端部との間部分に、カップ軸受１３ａを組み込んでおく。この様なカップ軸受１３ａの組み込み作業は、従来から知られた各種方法を採用する事ができるが、例えば、圧入パンチを用いて、結合腕部１０ｃ（１０ｄ）の外側から円孔１１ｃ（１１ｄ）内に押し込む方法を採用できる。そして、カップ軸受１３ａを所期の軸方向位置まで圧入した状態で、該カップ軸受１３ａには適正な予圧が付与される。

何れにしても、円孔１１ｃ（１１ｄ）内にカップ軸受１３ａを組み込んだ後には、結合腕部１０ｃ（１０ｄ）の外側面のうち、円孔１１ｃ（１１ｄ）の周囲近傍部分に、例えば切削工具を用いた切削加工やパンチを用いたプレス加工等により、ノッチ加工を施す。これにより、図４〜図６（Ａ）に示した様に、円孔１１ｃ（１１ｄ）の周囲近傍部分のうち、この円孔１１ｃ（１１ｄ）の直径方向反対側（図示の例では結合腕部１０ｃの中心軸上）となる円周方向２個所位置に、ノッチ（切り欠き、凹溝、凹部）２５、２５を形成する。

本実施形態の場合、ノッチ２５、２５は、円孔１１ｃ（１１ｄ）の中心軸を含む仮想平面に関する断面形状がＶ字形であり、結合腕部１０ｃ（１０ｄ）の外側面に対し矩形状に開口している。又、図６（Ａ）に示した様に、円孔１１ｃ（１１ｄ）の直径方向に関するノッチ２５の開口部の幅寸法ｗは、結合腕部１０ｃ（１０ｄ）のうち円孔１１ｃ（１１ｄ）が形成された部分よりも先端側部分の同方向に関する寸法Ｌの１／５〜１／２程度であり、ノッチ２５の深さ寸法ｄは、結合腕部１０ｃ（１０ｄ）の厚さ寸法Ｔの１／１０〜１／５程度である。又、ノッチ２５は、その形成位置である円孔１１ｃ（１１ｄ）の直径方向反対側２個所位置に関するそれぞれの接線方向に、断面形状が一定である。又、本実施形態の場合には、ノッチ２５を構成（画成）する径方向外側面２６を、ノッチ２５の底部２５１から結合腕部１０ｃ（１０ｄ）の外側面に向けて径方向外側に傾斜（即ち、図示例では、ノッチ２５の底部２５１を通り、円孔１１ｃ（１１ｄ）の中心軸に平行な線Ａに対して径方向外側（カップ軸受１３ａと反対側）に角度αだけ傾斜）させている。この為、ノッチ加工時に生じる材料の逃げを確保し易くできると共に、後述するかしめ加工に使用するかしめ工具の先端部をノッチ２５内に挿入し易くできる。尚、ノッチ２５の断面形状、深さ寸法、及び、形成位置（円孔１１ｃの内周面からの径方向距離及び円周方向位置を含む）等は、最終的に必要となるかしめ部１４ａの形状、大きさ、及び、位置等に応じて適宜決定する事ができる。

なお、ノッチ加工時のノッチ２５を構成する径方向内側面２９は、ノッチ２５の底部２５１から結合腕部１０ｃ（１０ｄ）の外側面に向けて径方向内側に傾斜（即ち、図示例では、ノッチ２５の底部２５１を通り、円孔１１ｃ（１１ｄ）の中心軸に平行な線Ａに対して径方向内側（カップ軸受１３ａ側）に角度βだけ傾斜）させている。なお、図示の例では、径方向外側面２６の角度αは、径方向内側面２９の角度βより大きい。

又、上述の様にノッチ２５、２５を形成する事に伴って、円孔１１ｃ（１１ｄ）の開口縁部のうち、ノッチ２５、２５の径方向内側部分（径方向内側に隣接した部分）に、それぞれ薄肉部２７、２７を形成している。別な言い方をすれば、ノッチ２５、２５を円孔１１ｃ（１１ｄ）の周囲近傍部分に形成する事により、ノッチ２５、２５と円孔１１ｃ（１１ｄ）の内周面との間部分に、薄肉部２７、２７を非加工部として残存させる。この為、これら薄肉部２７、２７のうち、径方向内側面は、円孔１１ｃ（１１ｄ）の内周面の一部により構成されており、径方向外側面は、ノッチ２５、２５の径方向内側面（全体）２９により構成されている。又、図示の例では、薄肉部２７、２７は、円孔１１ｃ（１１ｄ）の中心軸を含む仮想平面に関する断面形状が略台形状であり、この円孔１１ｃ（１１ｄ）の直径方向に関する肉厚は、結合腕部１０ｃ（１０ｄ）の外側面側に向かう程小さくなっている。但し、円孔１１ｃ（１１ｄ）の直径方向に関する薄肉部２７、２７の肉厚を、ノッチ２５、２５の深さ方向に亙って一定とする事もできる。即ち、具体的には、薄肉部２７、２７のうち、結合腕部１０ｃ（１０ｄ）の外側面側の端部の、円孔１１ｃ（１１ｄ）の直径方向に関する肉厚は、０以上、寸法Ｌの１／５程度以下であり、同じく内側面側端部の、円孔１１ｃ（１１ｄ）の直径方向に関する肉厚は、寸法Ｌの１／１０〜１／３程度である。

上述の様にして、各円孔１１ｃ（１１ｄ）の周囲近傍部分にノッチ２５、２５を形成し、これらノッチ２５、２５の径方向内側部分に薄肉部２７、２７を形成したならば、次に、これら薄肉部２７、２７を径方向内方に塑性変形させる。より具体的には、図示しないかしめ工具の先端部を、ノッチ２５、２５の内側に同時に挿入し、これらノッチ２５、２５の径方向内側面でもある薄肉部２７、２７の径方向外側面を、図６（Ａ）の下方且つ右側（右斜め下側）に向けて同時に押し付ける。これにより、薄肉部２７、２７を径方向内方に塑性変形させて、図６（Ｂ）に示した様な、かしめ部１４ａを得る。したがって、かしめ部１４ａは、円孔１１ｃ（１１ｄ）のかしめ部１４ａが形成されていない部分よりも径方向内側に延出している。

以上の様な構成を有する自在継手６ａの組立方法によれば、かしめ作業を煩雑にする事なく、かしめ部１４ａを形成する事ができる。
即ち、本実施形態の場合には、結合腕部１０ｃ（１０ｄ）の外側面のうち、円孔１１ｃ（１１ｄ）の周囲部分にノッチ２５、２５を形成した後、円孔１１ｃ（１１ｄ）の開口縁部のうち、ノッチ２５、２５の径方向内側部分にそれぞれ形成された薄肉部２７、２７を、径方向内方に塑性変形させてかしめ部１４ａ、１４ａを得る。この為、本実施形態の様なノッチを形成しない場合に比べて、塑性変形させる部分である薄肉部２７、２７の断面形状を十分に小さくできる為、かしめ部１４ａ、１４ａを形成する際のかしめ荷重を十分に低減する事ができる。従って、これらかしめ部１４ａ、１４を形成する際に、薄肉部２７、２７に対してかしめ工具を勢い良く衝突させる事なく（ゆっくりと静的に当接させた場合にも）、所望のかしめ形状を得る事ができる。この為、本実施形態の場合には、かしめ部１４ａ、１４ａを形成する際に、結合腕部１０ｃ（１０ｄ）を内側に撓み変形させずに済む為、カップ軸受１３ａと結合腕部１０ｃ（１０ｄ）とを抑えるなどの対策を施さずとも、円孔１１ｃ（１１ｄ）とカップ軸受１３ａとの軸方向位置がずれる事を有効に防止できる。この為、かしめ作業が煩雑になる事を防止でき、自在継手６ａの組立作業時間の短縮化を図れる。又、本実施形態の場合には、ノッチ２５の形状、深さ、及び、形成位置等を規制する事で、かしめ部１４ａの形状や形成位置等にばらつきが生じる事を有効に防止できる。更に、本実施形態の場合には、上述した様にかしめ荷重を低減できる為、２つの薄肉部２７、２７を同時にかしめ変形させる事が可能であり、この面からも組立作業時間（サイクルタイム）の短縮化を図る事ができる。

図７（Ａ）〜図７（Ｃ）には、本実施形態の変形例として、ノッチ２５、２５（薄肉部２７、２７）の形成位置を変更した構造を示している。図７（Ａ）では、円孔１１ｃ（１１ｄ）の周囲近傍部分のうち、円周方向等間隔３個所位置に、ノッチ２５、２５を形成している。又、図７（Ｂ）では、円孔１１ｃ（１１ｄ）の周囲近傍部分のうち、円周方向等間隔４個所位置に、ノッチ２５、２５を形成している。更に図７（Ｃ）では、円孔１１ｃ（１１ｄ）の周囲近傍部分のうち、これら円孔１１ｃ（１１ｄ）の直径方向反対側２個所位置にそれぞれ３個ずつ、合計６個のノッチ２５、２５を形成している。本実施形態を実施する場合には、カップ軸受１３ａの大きさや抜け易さ等を考慮して、上記変形例の様に、ノッチ２５、延いてはかしめ部１４ａの形成位置及び形成数を適宜変更する事ができる。本実施形態や図７（Ａ）及び図７（Ｂ）の様に、ノッチ２５、２５を円周方向に関して等間隔に形成する事もできるし、図７（Ｃ）の様に、ノッチ２５、２５を円周方向に関して不等間隔に形成しても良い。

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に就いて、図８を参照しつつ説明する。本実施形態の場合には、結合腕部１０ｃ（１０ｄ）の外側面のうち、円孔１１ｃ（１１ｄ）の周囲近傍部分に、この円孔１１ｃ（１１ｄ）を取り囲む様に、円環状のノッチ２５ａを形成している。これにより、このノッチ２５ａの径方向内側部分で、円孔１１ｃ（１１ｄ）の開口縁部に、円環状の薄肉部２７ａを形成している。そして、本実施形態の場合には、薄肉部２７ａを径方向内方に塑性変形させる事により、かしめ部１４ａ｛図２、図６（Ａ）等参照｝を形成する。

以上の様な構成を有する本実施形態の場合には、ノッチ２５ａを切削加工により形成する事で、このノッチ２５ａを一工程で加工する事ができる。この為、上述した第１実施形態の場合の様に、形成するノッチ数分だけ加工工程が必要となる場合に比べて、ノッチ加工工数の低減を図れる。

又、本実施形態を実施する場合には、円環状の薄肉部２７ａのうち、円周方向複数個所を径方向内方に塑性変形させたり、全体（全周に亙る範囲）を径方向内方に塑性変形させる事ができる。又、円周方向複数個所を塑性変形させる場合には、例えば、円周方向に関して等間隔位置を塑性変形させても良いし、円周方向に関して不等間隔位置を塑性変形させても良い。
その他の構成及び作用効果に就いては、第１実施形態の場合と同様である。

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に就いて、図９及び図１０を参照しつつ説明する。本実施形態の場合には、ノッチ２５の加工工程に前後して、又は、ノッチ２５の加工工程と同時に、円孔１１ｃ（１１ｄ）の開口縁部のうち、ノッチ２５の形成位置と円周方向に関する位相が一致する部分に、円孔１１ｃ（１１ｄ）内周面及び結合腕部１０ｃ（１０ｄ）の外側面にそれぞれ開口した切り欠き部（凹み部）２８を形成する。図示の例では、切り欠き部２８は、円孔１１ｃ（１１ｄ）の中心軸を含む仮想平面に関する断面形状が略矩形状であり、その深さ寸法はノッチ２５の深さ寸法とほぼ同じである。又、円孔１１ｃ（１１ｄ）の円周方向に関する切り欠き部２８の開口幅は、ノッチ２５の同方向に関する開口幅と同じである。

以上の様な構成を有する本実施形態の場合には、切り欠き部２８を形成する事で、ノッチ２５の径方向内側部分に形成される薄肉部２７ｂの断面積を更に小さくする事ができる。この為、この薄肉部２７ｂを径方向内方に塑性変形させる際に必要となるかしめ荷重を更に低減する事が可能になる。
その他の構成及び作用効果に就いては、第１実施形態の場合と同様である。

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に就いて、図１１を参照しつつ説明する。図５に示した結合腕部１０ｃ（１０ｄ）の外側面に対して開口するノッチ２５の形状が矩形状であるのに対して、本実施形態の場合には、ノッチ２５ｂの同形状を三角形状としている。三角形状とすることによって、矩形状よりも面積が小さくなってノッチ２５ｂの加工時の抵抗を小さくできる。更に、三角形状の２つの斜辺によってノッチ２５ｂの加工時に、徐肉部分が円孔１１ｃ側に寄り易くなり、次の工程である薄肉部２７の径方向内方に塑性変形させる際の変形を容易に行うことができる。

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものでなく、適宜、変形、改良などが可能である。
例えば、上記実施形態では、ノッチ２５、２５の形成は、円孔１１ｃ（１１ｄ）と軸部１２ａの端部との間部分に、カップ軸受１３ａを組み込んだ後に行われているが、本発明は、これに限定されない。
即ち、ノッチ２５、２５の形成は、円孔１１ｃ（１１ｄ）と軸部１２ａの端部との間部分に、カップ軸受１３ａを組み込む前に行われてもよい。

本発明を実施する場合に、ノッチの形成数、断面形状、深さ寸法、及び、形成位置（円孔の内周面からの径方向距離及び円周方向位置を含む）等は、上述した各実施形態の構造に限定されず、必要となるかしめ部の形状、大きさ、及び、位置等に応じて適宜決定する事ができる。又、本発明の組立方法の対象となる十字軸式自在継手は、ステアリング装置に限らず、プロペラシャフトや各種トルク伝達機構に組み付けた状態で使用できる。

本出願は、２０１６年１月２８日出願の日本特許出願２０１６−０１４０９７、及び２０１６年２月２９日出願の日本特許出願２０１６−０３６５１０に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。

１ ステアリングホイール
２、２ａ ステアリングシャフト
３、３ａ 中間シャフト
４ ステアリングギヤユニット
５ 入力軸
６、６ａ、６ｂ 自在継手
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ ヨーク
８、８ａ 十字軸
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ 基部
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ 結合腕部
１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ 円孔
１２、１２ａ 軸部
１３、１３ａ カップ軸受
１４、１４ａ かしめ部
１５ ステアリングコラム
１６ 電動アシスト装置
１７ 出力軸
１８ａ、１８ｂ 側板部
１９ 通孔
２０ カップ
２１ ニードル
２２ 円筒部
２３ 底部
２４ 内向鍔部
２５、２５ａ、２５ｂ ノッチ
２６ 径方向外側面
２７、２７ａ、２７ｂ、２７ｃ 薄肉部
２８ 切り欠き部

Claims (5)

1. ヨークを構成する結合腕部に形成された円孔と、該円孔の内側に挿入された十字軸を構成する軸部の端部との間部分に、カップ軸受を組み込んだ後、前記結合腕部の外側面のうち前記円孔の開口縁部を径方向内方に塑性変形させてかしめ部を形成する、十字軸式自在継手の組立方法であって、
   前記結合腕部の外側面のうち前記円孔の周囲近傍部分に、前記結合腕部の外側面に対して開口する形状が三角形状であるノッチを形成した後、前記円孔の開口縁部のうち前記ノッチの径方向内側部分に形成された薄肉部を、径方向内方に塑性変形させて前記かしめ部とし、
   前記ノッチを構成する径方向外側面は、前記結合腕部の外側面に向けて径方向外側に傾斜する傾斜面を構成する、
   事を特徴とする十字軸式自在継手の組立方法。
2. 前記ノッチの形成は、前記円孔と前記軸部の端部との間部分に、前記カップ軸受を組み込んだ後に行われる、請求項１に記載した十字軸式自在継手の組立方法。
3. 前記ノッチの形成は、前記円孔と前記軸部の端部との間部分に、前記カップ軸受を組み込む前に行われる、請求項１に記載した十字軸式自在継手の組立方法。
4. 前記結合腕部の外側面のうち前記円孔の周囲近傍部分に複数のノッチを形成した後、前記円孔の開口縁部のうち前記複数のノッチの径方向内側部分にそれぞれ形成された複数の薄肉部を、径方向内方に同時に塑性変形させる、請求項１〜３のいずれか１項に記載した十字軸式自在継手の組立方法。
5. 一対のヨークと、前記ヨーク同士を揺動変位自在に結合する十字軸と、を備え、
   前記一対のヨークは、基部と、該基部の軸方向一端部で径方向反対側となる２箇所位置から軸方向に延出する１対の結合腕部と、前記１対の結合腕部の先端部に互いに同心に形成された１対の円孔と、を備え、
   前記十字軸は、隣り合う軸部の中心軸同士が互いに直交する状態で設けられた４本の軸部を備え、
   前記結合腕部に形成された前記円孔と、前記十字軸の軸部の端部との間部分には、カップ軸受が組み込まれる十字軸式自在継手であって、
   前記結合腕部の外側面のうち前記円孔の周囲近傍部分には、前記結合腕部の外側面に対して開口する形状が三角形状であり、且つ断面形状がＶ字形のノッチが形成されており、
   前記結合腕部の外側面のうち前記円孔の開口縁部で、且つ、前記ノッチの径方向内側部分には、前記円孔よりも径方向内側に延出し、前記カップ軸受が前記円孔から外方に抜け出る事を防止するかしめ部が形成され、
   前記ノッチを構成する径方向外側面は、前記結合腕部の外側面に向けて径方向外側に傾斜する傾斜面を構成する、
   事を特徴とする十字軸式自在継手。

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