JP7447713B2

JP7447713B2 - 連結構造、ヨーク及びインターミディエートシャフト

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Publication number: JP7447713B2
Application number: JP2020118984A
Authority: JP
Inventors: 誠一森山
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2020-07-10
Filing date: 2020-07-10
Publication date: 2024-03-12
Anticipated expiration: 2040-07-10
Also published as: JP2022015860A

Description

本開示は、連結構造、ヨーク及びインターミディエートシャフトに関する。

自在継手は、互いに交差する２本のシャフトを連結する。自在継手は、それぞれのシャフトに固定される一対のヨークと、一対のヨーク同士を連結する十字軸と、を備える。ヨークは、例えば、筒状であって内側にシャフトが挿入される本体部と、本体部の両端から延びる一対の締結部と、を備える。シャフトの外周面に設けられた歯が、本体部の内周面に設けられた歯と噛み合う。一対の締結部が締結部材で締め付けられることによって、ヨークにシャフトが固定される。例えば、特許文献１には、シャフトの連結構造の一例が記載されている。

特開２０１３－１９００１７号公報

しかし、特許文献１においては、ヨークとシャフトの結合強度を向上させるには限界があった。

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、結合強度を向上させることができる連結構造、ヨーク及びインターミディエートシャフトを提供することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本開示の連結構造は、第１部材と第２部材を連結する連結構造であって、前記第１部材は、外周面に歯を備える前記第２部材が挿入される筒状部材である本体部と、前記本体部から径方向の外側に延びる一対の締結部と、一対の前記締結部の間に配置され、前記本体部の軸方向に延びるスリットと、を備え、前記本体部は、周方向で前記スリットの反対側に配置され且つ内周面に歯を備える第１厚肉部と、前記スリットと前記第１厚肉部との間に配置され且つ内周面に歯を備える第２厚肉部と、周方向で前記第２厚肉部の反対側に配置され且つ内周面に歯を備える第３厚肉部と、前記第１厚肉部と前記第２厚肉部との間に配置される第１薄肉部と、前記第１厚肉部と前記第３厚肉部との間に配置される第２薄肉部と、を備え、前記第１薄肉部及び前記第２薄肉部は、前記第１厚肉部、前記第２厚肉部及び前記第３厚肉部よりも薄く、一対の前記締結部が締結部材によって締め付けられた状態で、前記第１薄肉部と前記第２部材との間、及び前記第２薄肉部と前記第２部材との間には隙間がある。

これにより、締結部材が締め付けられると、第１厚肉部、第２厚肉部及び第３厚肉部よりも薄い第１薄肉部及び第２薄肉部が、第２部材から離れる方向に変形する。このため、第２厚肉部及び第３厚肉部が径方向の内側に向かって変形する。その結果、第１厚肉部、第２厚肉部及び第３厚肉部が第２部材を押す力が強くなる。また、第１薄肉部と第２部材との間、及び第２薄肉部と第２部材との間には隙間があることによって、第１部材と第２部材との接触部分が第１厚肉部、第２厚肉部及び第３厚肉部に集中する。このため、第１部材の内周面の歯と第２部材の外周面の歯が強固に噛み合う。したがって、本開示の連結構造は、結合強度を向上させることができる。

上記のヨークの望ましい態様として、前記第１薄肉部及び前記第２薄肉部は、内周面に歯を備えない。

これにより、仮に第１部材に力が加わったとしても、第１薄肉部と第２部材との間、及び第２薄肉部と第２部材との間に隙間がある状態が保たれやすくなる。したがって、本開示の連結構造は、高い結合強度を保ちやすくすることができる。

上記の第１部材の望ましい態様として、軸方向に対する直交する平面で前記本体部を切った断面において、前記スリットと前記第１厚肉部とを通る直線を基準線とした場合、前記第１薄肉部の少なくとも一部及び前記第２薄肉部の少なくとも一部は、前記基準線を３０°回転させた直線と、前記基準線を６０°回転させた直線との間の領域に配置される。

これにより、締結部材が締め付けられた時の第１部材と第２部材との３か所の接触位置が、周方向に等間隔になりやすくなる。このため、第１部材が第２部材に加える力が、３か所の接触位置において均等になりやすくなる。したがって、本開示の連結構造は、結合強度をより向上させることができる。

上記の第１部材の望ましい態様として、軸方向に対する直交する平面で前記本体部を切った断面において、前記第１薄肉部の外周面及び前記第２薄肉部の外周面は、前記第２部材の回転軸からずれた点を中心とする円弧を描く。

これにより、締結部材が締め付けられた時に第１薄肉部及び第２薄肉部に生じる応力の周方向の位置によるバラツキが低減される。すなわち、第１薄肉部及び第２薄肉部に生じる応力が均等になりやすくなる。したがって、本開示の連結構造は、寿命を向上させることができる。

上記の第１部材の望ましい態様として、前記第１薄肉部の外周面及び前記第２薄肉部の外周面は、平面状である。

これにより、第１厚肉部、第２厚肉部及び第３厚肉部よりも薄い第１薄肉部及び第２薄肉部の製造が容易になる。したがって、本開示の連結構造は、薄く成形する必要のある第１薄肉部及び第２薄肉部を有しながらも容易に製造することができる。

本開示のヨークは、外周面に歯を備えるシャフトが挿入される筒状部材である本体部と、前記本体部から径方向の外側に延びる一対の締結部と、一対の前記締結部の間に配置され、前記本体部の軸方向に延びるスリットと、を備え、前記本体部は、周方向で前記スリットの反対側に配置され且つ内周面に歯を備える第１厚肉部と、前記スリットと前記第１厚肉部との間に配置され且つ内周面に歯を備える第２厚肉部と、周方向で前記第２厚肉部の反対側に配置され且つ内周面に歯を備える第３厚肉部と、前記第１厚肉部と前記第２厚肉部との間に配置される第１薄肉部と、前記第１厚肉部と前記第３厚肉部との間に配置される第２薄肉部と、を備え、前記第１薄肉部及び前記第２薄肉部は、前記第１厚肉部、前記第２厚肉部及び前記第３厚肉部よりも薄く、一対の前記締結部が締結部材によって締め付けられた状態で、前記第１薄肉部と前記シャフトとの間、及び前記第２薄肉部と前記シャフトとの間には隙間がある。

これにより、締結部材が締め付けられると、第１厚肉部、第２厚肉部及び第３厚肉部よりも薄い第１薄肉部及び第２薄肉部が、シャフトから離れる方向に変形する。このため、第２厚肉部及び第３厚肉部が径方向の内側に向かって変形する。その結果、第１厚肉部、第２厚肉部及び第３厚肉部がシャフトを押す力が強くなる。また、第１薄肉部とシャフトとの間、及び第２薄肉部とシャフトとの間には隙間があることによって、ヨークとシャフトとの接触部分が第１厚肉部、第２厚肉部及び第３厚肉部に集中する。このため、ヨークの内周面の歯とシャフトの外周面の歯が強固に噛み合う。したがって、本開示のヨークは、結合強度を向上させることができる。

本開示のインターミディエートシャフトは、上述したヨークを備えるユニバーサルジョイントによって他のシャフトと連結される。

これにより、本開示のインターミディエートシャフトは、上述したヨークを介して他のシャフトと連結されるので、他のシャフトとの結合強度を向上させることできる。本開示のインターミディエートシャフトは、他のシャフトとの間で伝達することのできるトルクを向上させることができる。

本開示の連結構造、ヨーク及びインターミディエートシャフトによれば、結合強度を向上させることができる。

図１は、実施形態のステアリング装置の模式図である。図２は、実施形態のヨーク及びインターミディエートシャフトの側面図である。図３は、実施形態のヨークの側面図である。図４は、図２のＡ－Ａ断面図である。図５は、図３のＢ－Ｂ断面図である。図６は、第１変形例のヨークの側面図である。図７は、第２変形例のヨークの側面図である。図８は、第３変形例のヨークの側面図である。

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

（実施形態）
図１は、実施形態のステアリング装置の模式図である。図１に示すように、ステアリング装置８０は、ステアリングホイール８１と、ステアリングシャフト８２と、操舵力アシスト機構８３と、第１ユニバーサルジョイント８４と、インターミディエートシャフト８５と、第２ユニバーサルジョイント８６と、ピニオンシャフト８７と、ピニオン８８ａと、ラック８８ｂと、を備える。を備える。

図１に示すように、ステアリングシャフト８２の一端は、ステアリングホイール８１に接続される。ステアリングシャフト８２の他端は、第１ユニバーサルジョイント８４に接続される。インターミディエートシャフト８５の一端は、第１ユニバーサルジョイント８４に接続される。インターミディエートシャフト８５の他端は、第２ユニバーサルジョイント８６に接続される。ピニオンシャフト８７の一端は、第２ユニバーサルジョイント８６に接続される。ピニオンシャフト８７の他端は、ステアリングギヤ８８に接続される。第１ユニバーサルジョイント８４及び第２ユニバーサルジョイント８６は、例えばカルダンジョイントである。ステアリングシャフト８２の回転は、インターミディエートシャフト８５を介してピニオンシャフト８７に伝わる。第２ユニバーサルジョイント８６は、ピニオンシャフト８７に接続される。

図１に示すように、ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａと、ラック８８ｂとを備える。ピニオン８８ａは、ピニオンシャフト８７に接続される。ラック８８ｂは、ピニオン８８ａに噛み合う。ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａに伝達された回転運動をラック８８ｂで直進運動に変換する。ラック８８ｂは、タイロッド８９に接続される。ラック８８ｂが移動することで車輪の角度が変化する。

図１に示すように、操舵力アシスト機構８３は、減速装置９２と、電動モータ９３と、を備える。減速装置９２は、例えばウォーム減速装置である。電動モータ９３で生じたトルクは、減速装置９２の内部のウォームを介してウォームホイールに伝達され、ウォームホイールを回転させる。減速装置９２は、ウォーム及びウォームホイールによって、電動モータ９３で生じたトルクを増加させる。減速装置９２は、ラック８８ｂに補助操舵トルクを与える。すなわち、ステアリング装置８０は、ラックアシスト方式である。

図１に示すように、ステアリング装置８０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９０と、トルクセンサ９４と、車速センサ９５と、を備える。電動モータ９３、トルクセンサ９４及び車速センサ９５は、ＥＣＵ９０と電気的に接続される。トルクセンサ９４は、例えばピニオン８８ａに取り付けられている。トルクセンサ９４は、ピニオン８８ａに伝達された操舵トルクをＣＡＮ（Controller Area Network）通信によりＥＣＵ９０に出力する。車速センサ９５は、ステアリング装置８０が搭載される車体の走行速度（車速）を検出する。車速センサ９５は、車体に備えられ、車速をＣＡＮ通信によりＥＣＵ９０に出力する。

ＥＣＵ９０は、電動モータ９３の動作を制御する。ＥＣＵ９０は、トルクセンサ９４及び車速センサ９５のそれぞれから信号を取得する。ＥＣＵ９０には、イグニッションスイッチ９８がオンの状態で、電源装置９９（例えば車載のバッテリ）から電力が供給される。ＥＣＵ９０は、操舵トルク及び車速に基づいて補助操舵指令値を算出する。ＥＣＵ９０は、補助操舵指令値に基づいて電動モータ９３へ供給する電力値を調節する。ＥＣＵ９０は、電動モータ９３から誘起電圧の情報又は電動モータ９３に設けられたレゾルバ等から出力される情報を取得する。ＥＣＵ９０が電動モータ９３を制御することで、ステアリングホイール８１の操作に要する力が小さくなる。

図２は、実施形態のヨーク及びインターミディエートシャフトの側面図である。図３は、実施形態のヨークの側面図である。図４は、図２のＡ－Ａ断面図である。図５は、図３のＢ－Ｂ断面図である。図２に示すように、第１ユニバーサルジョイント８４は、インターミディエートシャフト８５と接続される。第１ユニバーサルジョイント８４は、一方のヨークとしてのヨーク２０と、ヨーク２０に取り付けられる締結部材２９と、十字軸と、十字軸によってヨーク２０と連結される他方のヨークと、を備える。ヨーク２０及びインターミディエートシャフト８５は、連結構造１００によって連結されている。連結構造１００は、ヨーク２０と、インターミディエートシャフト８５と、を備える。

以下の説明において、インターミディエートシャフト８５の軸方向に沿う方向は、単に軸方向と記載される。インターミディエートシャフト８５の回転軸Ｚの中心を通り且つ軸方向に対して直交する直線に沿う方向は、単に径方向と記載される。径方向は、放射方向とも呼ばれる。インターミディエートシャフト８５の回転軸Ｚを中心とした円周に沿う方向は、単に周方向と記載される。周方向は、インターミディエートシャフト８５の回転軸Ｚを中心とした円の接線方向ということもできる。図３及び図５に示すように、ヨーク２０は、本体部２１と、第１締結部２３と、第２締結部２４と、第１アーム部２５と、第２アーム部２６と、スリット２８と、を備える。

図３及び図５に示すように、本体部２１は、筒状部材である。本体部２１には、インターミディエートシャフト８５の端部が挿入される。インターミディエートシャフト８５は、本体部２１に挿入される部分に、複数の歯を備える。インターミディエートシャフト８５に設けられた複数の歯は、例えばセレーションである。

図５に示すように、第１締結部２３は、本体部２１から径方向の外側に延びる。第１締結部２３は、孔２３１を備える。孔２３１は、軸方向に対して直交する方向に貫通している。

図５に示すように、第２締結部２４は、本体部２１から径方向の外側に延びる。第２締結部２４は、第１締結部２３に面する。第２締結部２４は、雌ねじ２４１を備える。雌ねじ２４１は、軸方向に対して直交する方向に貫通している。雌ねじ２４１は、孔２３１と同一直線上に配置される。

図３に示すように、第１アーム部２５及び第２アーム部２６は、本体部２１からインターミディエートシャフト８５とは反対側に延びる。第１アーム部２５及び第２アーム部２６は、軸方向に対する直交方向に面する。第１アーム部２５及び第２アーム部２６には、十字軸が取り付けられる。

スリット２８は、径方向に貫通する（切欠き）であって、軸方向に延びている。スリット２８のインターミディエートシャフト８５側の端部は開口している。スリット２８は、本体部２１のインターミディエートシャフト８５側の端部から、本体部２１の軸方向の中間部に亘って設けられている。スリット２８は、第１締結部２３と第２締結部２４との間に配置される。すなわち、第１締結部２３がスリット２８の一方側に配置され、第２締結部２４がスリット２８の他方側に配置されている。

図５に示すように、本体部２１は、第１厚肉部４１と、第２厚肉部４２と、第３厚肉部４３と、第１薄肉部５１と、第２薄肉部５２と、を備える。第１厚肉部４１は、周方向でスリット２８の反対側に配置される。第１厚肉部４１は、径方向から見た場合にスリット２８と重なる。第１厚肉部４１は、内周面に複数の歯４１１を備える。歯４１１は、例えばセレーションである。図５に示す断面（軸方向に対する直交する平面で前記本体部を切った断面）において、第１厚肉部４１の外周面は、回転軸Ｚを中心とする円弧を描く。第１厚肉部４１は、肉厚Ｔ４１を有する。肉厚は、径方向の最小厚さであって、以下の説明において同様の意味で用いられる。

第２厚肉部４２は、周方向でスリット２８と第１厚肉部４１との間に配置される。第２厚肉部４２の少なくとも一部は、第１厚肉部４１に対して周方向に約９０°ずれた位置に配置される。第２厚肉部４２は、内周面に複数の歯４２１を備える。歯４２１は、例えばセレーションである。第２厚肉部４２は、肉厚Ｔ４２を有する。

第３厚肉部４３は、周方向でスリット２８と第１厚肉部４１との間に配置される。第３厚肉部４３の少なくとも一部は、第１厚肉部４１に対して周方向に約９０°ずれた位置に配置される。第３厚肉部４３は、周方向で第２厚肉部４２とは反対側に配置される。第３厚肉部４３は、内周面に複数の歯４３１を備える。歯４３１は、例えばセレーションである。第３厚肉部４３は、肉厚Ｔ４３を有する。

第１薄肉部５１は、第１厚肉部４１と第２厚肉部４２との間に配置される。図５に示す断面において、スリット２８と第１厚肉部４１とを通る直線を基準線Ｌ１とする。図５に示す断面において、第１薄肉部５１の少なくとも一部は、基準線Ｌ１を３０°回転させた直線Ｌ２と、基準線Ｌ１を６０°回転させた直線Ｌ３との間の領域に配置される。本実施形態においては、第１薄肉部５１の一部が、直線Ｌ２が通過する位置から直線Ｌ３が通過する位置に亘って設けられている。第１薄肉部５１の一部は、直線Ｌ２と直線Ｌ３との間の領域外に配置されている。第１薄肉部５１の周方向の中央は、直線Ｌ２と直線Ｌ３との間の領域に配置されている。第１薄肉部５１は、内周面に歯を備えていない。すなわち、第１薄肉部５１の内周面は、凹凸のない平坦な曲面である。図５に示す断面において、第１薄肉部５１の内周面は、回転軸Ｚを中心とした円弧を描く。図５に示す断面において、第１薄肉部５１の外周面は、点Ｃ１を中心とした円弧を描く。点Ｃ１は、回転軸Ｚから第３厚肉部４３側且つスリット２８側にずれた点である。第１薄肉部５１は、第１厚肉部４１、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３よりも薄い。第１薄肉部５１の肉厚Ｔ５１は、肉厚Ｔ４１、肉厚Ｔ４２、及び肉厚Ｔ４３よりも小さい。

第２薄肉部５２は、第１厚肉部４１と第３厚肉部４３との間に配置される。図５に示す断面において、第２薄肉部５２の少なくとも一部は、基準線Ｌ１を３０°回転させた直線Ｌ４と、基準線Ｌ１を６０°回転させた直線Ｌ５との間の領域に配置される。本実施形態においては、第２薄肉部５２の一部が、直線Ｌ４が通過する位置から直線Ｌ５が通過する位置に亘って設けられている。第２薄肉部５２の一部は、直線Ｌ４と直線Ｌ５の間の領域外に配置されている。例えば、第２薄肉部５２の周方向の中央は、直線Ｌ４と直線Ｌ５の間の領域に配置されている。第２薄肉部５２は、内周面に歯を備えていない。すなわち、第２薄肉部５２の内周面は、凹凸のない平坦な曲面である。図５に示す断面において、第２薄肉部５２の内周面は、回転軸Ｚを中心とした円弧を描く。図５に示す断面において、第２薄肉部５２の外周面は、点Ｃ２を中心とした円弧を描く。点Ｃ２は、回転軸Ｚから第２厚肉部４２側且つスリット２８側にずれた点である。第２薄肉部５２は、第１厚肉部４１、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３よりも薄い。第２薄肉部５２の肉厚Ｔ５２は、肉厚Ｔ４１、肉厚Ｔ４２、及び肉厚Ｔ４３よりも小さい。例えば、肉厚Ｔ５２は、肉厚Ｔ５１と等しい。

締結部材２９は、軸方向に対する直交方向にヨーク２０を貫通する。締結部材２９は、図５に示す第１締結部２３の孔２３１及び第２締結部２４の雌ねじ２４１に挿入される。締結部材２９は、例えばボルトである。締結部材２９は、スリット２８を通過する。締結部材２９のねじ部は、雌ねじ２４１と噛み合う。締結部材２９が締め付けられることによって、第１締結部２３と第２締結部２４との間の距離が縮まる。これにより、本体部２１の径が小さくなる。

図４に示すように、第１締結部２３及び第２締結部２４が締結部材２９によって締め付けられた状態（以下、締付状態という）で、第１厚肉部４１の歯４１１、第２厚肉部４２の歯４２１、及び第３厚肉部４３の歯４３１は、インターミディエートシャフト８５の歯と接する（噛み合う）。一方、締付状態で、第１薄肉部５１及び第２薄肉部５２は、インターミディエートシャフト８５の歯と接しない。締付状態で、第１薄肉部５１とインターミディエートシャフト８５との間、及び第２薄肉部５２とインターミディエートシャフト８５との間には、隙間が設けられる。

第１締結部２３及び第２締結部２４が締結部材２９によって締め付けられる時、第１薄肉部５１及び第２薄肉部５２が第１厚肉部４１、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３よりも変形しやすい。第１薄肉部５１及び第２薄肉部５２は、径方向の外側に移動するように変形する。すなわち、第１薄肉部５１及び第２薄肉部５２は、インターミディエートシャフト８５から離れる方向に変形する。第１薄肉部５１とインターミディエートシャフト８５との間、及び第２薄肉部５２とインターミディエートシャフト８５との間の隙間が大きくなる。

一方、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３は、径方向の内側に向かって変形する。このため、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３がインターミディエートシャフト８５を押す力が強くなる。第２厚肉部４２のうち回転軸Ｚよりもスリット２８側に位置する部分Ａ２が、インターミディエートシャフト８５に強く当たる。第３厚肉部４３のうち回転軸Ｚよりもスリット２８側に位置する部分Ａ３が、インターミディエートシャフト８５に強く当たる。部分Ａ２及び部分Ａ３がインターミディエートシャフト８５を押すことで、インターミディエートシャフト８５が第１厚肉部４１のうちスリット２８に面する部分Ａ１に強く押し付けられる。したがって、本体部２１は、３か所（部分Ａ１、部分Ａ２及び部分Ａ３）でインターミディエートシャフト８５と強く噛み合う。その結果、インターミディエートシャフト８５とヨーク２０との結合強度が向上する。

なお、ヨーク２０は、必ずしも第１ユニバーサルジョイント８４のヨークとして用いられなくてもよい。例えば、ヨーク２０は、第２ユニバーサルジョイント８６のヨークとして用いられてもよい。また、ヨーク２０の適用対象は、ステアリング装置に限定されない。ヨーク２０は、シャフトを連結するための部材として、その他の装置にも広く適用できる。連結構造１００は、必ずしもヨーク２０とインターミディエートシャフト８５との連結に用いられなくてもよい。連結構造１００は、第１部材と第２部材との連結に広く適用できる。

以上で説明したように、本実施形態の連結構造１００は、第１部材（ヨーク２０）と第２部材（シャフト（インターミディエートシャフト８５））を連結する連結構造である。ヨーク２０は、外周面に歯を備えるシャフト（インターミディエートシャフト８５）が挿入される筒状部材である本体部２１と、本体部２１から径方向の外側に延びる一対の締結部（第１締結部２３及び第２締結部２４）と、一対の締結部の間に配置され、本体部２１の軸方向に延びるスリット２８と、を備える。本体部２１は、周方向でスリット２８の反対側に配置され且つ内周面に歯４１１を備える第１厚肉部４１と、スリット２８と第１厚肉部４１との間に配置され且つ内周面に歯４２１を備える第２厚肉部４２と、周方向で第２厚肉部４２の反対側に配置され且つ内周面に歯４３１を備える第３厚肉部４３と、第１厚肉部４１と第２厚肉部４２との間に配置される第１薄肉部５１と、第１厚肉部４１と第３厚肉部４３との間に配置される第２薄肉部５２と、を備える。第１薄肉部５１及び第２薄肉部５２は、第１厚肉部４１、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３よりも薄い。一対の締結部が締結部材２９によって締め付けられた状態で、第１薄肉部５１とシャフトとの間、及び第２薄肉部５２とシャフトとの間には隙間がある。

本実施形態のヨーク２０は、外周面に歯を備えるシャフト（インターミディエートシャフト８５）が挿入される筒状部材である本体部２１と、本体部２１から径方向の外側に延びる一対の締結部（第１締結部２３及び第２締結部２４）と、一対の締結部の間に配置され、本体部２１の軸方向に延びるスリット２８と、を備える。本体部２１は、周方向でスリット２８の反対側に配置され且つ内周面に歯４１１を備える第１厚肉部４１と、スリット２８と第１厚肉部４１との間に配置され且つ内周面に歯４２１を備える第２厚肉部４２と、周方向で第２厚肉部４２の反対側に配置され且つ内周面に歯４３１を備える第３厚肉部４３と、第１厚肉部４１と第２厚肉部４２との間に配置される第１薄肉部５１と、第１厚肉部４１と第３厚肉部４３との間に配置される第２薄肉部５２と、を備える。第１薄肉部５１及び第２薄肉部５２は、第１厚肉部４１、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３よりも薄い。一対の締結部が締結部材２９によって締め付けられた状態で、第１薄肉部５１とシャフトとの間、及び第２薄肉部５２とシャフトとの間には隙間がある。

これにより、締結部材２９が締め付けられると、第１厚肉部４１、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３よりも薄い第１薄肉部５１及び第２薄肉部５２が、シャフト（インターミディエートシャフト８５）から離れる方向に変形する。このため、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３が径方向の内側に向かって変形する。その結果、第１厚肉部４１、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３がシャフトを押す力が強くなる。また、第１薄肉部５１とシャフトとの間、及び第２薄肉部５２とシャフトとの間には隙間があることによって、ヨーク２０とシャフトとの接触部分が、第１厚肉部４１、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３に集中する。このため、ヨーク２０の内周面の歯とシャフトの外周面の歯がより強固に噛み合う。したがって、連結構造１００及びヨーク２０は、結合強度を向上させることができる。

本実施形態の連結構造１００及びヨーク２０において、第１薄肉部５１及び第２薄肉部５２は、内周面に歯を備えない。

これにより、仮にヨーク２０に力が加わったとしても、第１薄肉部５１とシャフトとの間、及び第２薄肉部５２とシャフトとの間に隙間がある状態が保たれやすくなる。したがって、ヨーク２０は、シャフトとの高い結合強度を保ちやすくすることができる。なお、第１薄肉部５１及び第２薄肉部５２の内周面に歯がなくても、ヨーク２０は、十分にトルクを伝達することができる。特に、本実施形態のようにラックアシスト式のステアリング装置８０においては、インターミディエートシャフト８５に補助操舵トルクが作用しないので、連結構造１００及びヨーク２０は、使用上で求められるトルクを伝達することができる。

本実施形態の連結構造１００及びヨーク２０において、軸方向に対する直交する平面で本体部２１を切った断面において、スリット２８と第１厚肉部４１とを通る直線を基準線Ｌ１とした場合、第１薄肉部５１の少なくとも一部及び第２薄肉部５２の少なくとも一部は、基準線Ｌ１を３０°回転させた直線（直線Ｌ２又は直線Ｌ４）と、基準線Ｌ１を６０°回転させた直線（直線Ｌ３又は直線Ｌ５）との間の領域に配置される。

これにより、締結部材２９が締め付けられた時のヨーク２０とシャフト（インターミディエートシャフト８５）との３か所の接触位置が、周方向に等間隔になりやすくなる。このため、ヨーク２０がシャフトに加える力が、３か所の接触位置において均等になりやすくなる。したがって、連結構造１００及びヨーク２０は、結合強度をより向上させることができる。

本実施形態の連結構造１００及びヨーク２０において、軸方向に対する直交する平面で本体部２１を切った断面において、第１薄肉部５１の外周面及び第２薄肉部５２の外周面は、第２部材（シャフト（インターミディエートシャフト８５））の回転軸Ｚからずれた点（点Ｃ１又は点Ｃ２）を中心とする円弧を描く。

これにより、締結部材２９が締め付けられた時に第１薄肉部５１及び第２薄肉部５２に生じる応力の周方向の位置によるバラツキが低減される。すなわち、第１薄肉部５１及び第２薄肉部５２に生じる応力が均等になりやすくなる。したがって、連結構造１００及びヨーク２０は、寿命を向上させることができる。

本実施形態のインターミディエートシャフト８５は、ヨーク２０を備える第１ユニバーサルジョイント８４によって他のシャフト（ステアリングシャフト８２）と連結される。

これにより、インターミディエートシャフト８５は、上述したヨーク２０を介して他のシャフトと連結されるので、他のシャフト（ステアリングシャフト８２）との結合強度を向上させることできる。その結果、インターミディエートシャフト８５は、他のシャフト（ステアリングシャフト８２）との間で伝達することのできるトルクを向上させることができる。

（第１変形例）
図６は、第１変形例のヨークの側面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図６に示すように、第１変形例の連結構造１００Ａにおいて、ヨーク２０Ａの本体部２１Ａは、第１薄肉部５１Ａと、第２薄肉部５２Ａと、を備える。

図６に示すように、第１薄肉部５１Ａは、内周面に複数の歯５１１を備える。歯５１１は、例えばセレーションである。第１薄肉部５１Ａは、第１厚肉部４１、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３よりも薄い。第１薄肉部５１Ａの肉厚Ｔ５１Ａは、肉厚Ｔ４１、肉厚Ｔ４２、及び肉厚Ｔ４３よりも小さい。

図６に示すように、第２薄肉部５２Ａは、内周面に複数の歯５２１を備える。歯５２１は、例えばセレーションである。第２薄肉部５２Ａは、第１厚肉部４１、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３よりも薄い。第２薄肉部５２Ａの肉厚Ｔ５２Ａは、肉厚Ｔ４１、肉厚Ｔ４２、及び肉厚Ｔ４３よりも小さい。

締付状態で、第１薄肉部５１Ａの歯５１１及び第２薄肉部５２Ａの歯５２１は、インターミディエートシャフト８５の歯と接しない。締付状態で、第１薄肉部５１Ａの歯５１１とインターミディエートシャフト８５の歯との間、及び第２薄肉部５２Ａの歯５２１とインターミディエートシャフト８５の歯との間には、隙間が設けられる。例えば、第１薄肉部５１Ａの１つの歯５１１は、インターミディエートシャフト８５の隣接する２つの歯の間に配置されるが、接してはいない。締付状態で第１薄肉部５１Ａの歯５１１とインターミディエートシャフト８５の歯との間の隙間があることは、第１薄肉部５１Ａの歯５１１とインターミディエートシャフト８５の歯が接触しないことを意味する。第２薄肉部５２Ａの１つの歯５２１は、インターミディエートシャフト８５の隣接する２つの歯の間に配置されるが、接してはいない。締付状態で第２薄肉部５２Ａの歯５２１とインターミディエートシャフト８５の歯との間の隙間があることは、第２薄肉部５２Ａの歯５２１とインターミディエートシャフト８５の歯が接触しないことを意味する。

第１変形例の連結構造１００Ａ及びヨーク２０Ａにおいては、第１薄肉部５１Ａが歯５１１を備え、第２薄肉部５２Ａが歯５２１を備える。これにより、大きなトルクがヨーク２０に入力された場合に、歯５１１及び歯５２１がインターミディエートシャフト８５の歯を噛み合うことができる。このため、歯５１１とインターミディエートシャフト８５の歯との間、及び歯５２１とインターミディエートシャフト８５の歯との間でトルクが伝達される。大きなトルクがヨーク２０に入力された場合に歯５１１及び歯５２１がトルクの一部を負担するので、本体部２１Ａのその他の歯（歯４１１、歯４２１、及び４３１）の負担が低減する。このため、第１変形例のヨーク２０Ａは、寿命を向上させることができる。

（第２変形例）
図７は、第２変形例のヨークの側面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図７に示すように、第２変形例の連結構造１００Ｂにおいて、ヨーク２０Ｂの本体部２１Ｂは、第１薄肉部５１Ｂと、第２薄肉部５２Ｂと、を備える。

第１薄肉部５１Ｂの外周面は、平面状である。図７に示す断面において、第１薄肉部５１Ｂの外周面は、直線を描く。第１薄肉部５１Ｂは、第１厚肉部４１、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３よりも薄い。第１薄肉部５１Ｂの肉厚Ｔ５１Ｂは、肉厚Ｔ４１、肉厚Ｔ４２、及び肉厚Ｔ４３よりも小さい。

第２薄肉部５２Ｂの外周面は、平面状である。図７に示す断面において、第２薄肉部５２Ｂの外周面は、直線を描く。第２薄肉部５２Ｂは、第１厚肉部４１、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３よりも薄い。第２薄肉部５２Ｂの肉厚Ｔ５２Ｂは、肉厚Ｔ４１、肉厚Ｔ４２、及び肉厚Ｔ４３よりも小さい。

締付状態で、第１薄肉部５１Ｂの歯５１１及び第２薄肉部５２Ｂの歯５２１は、インターミディエートシャフト８５の歯と接しない。締付状態で、第１薄肉部５１Ｂの歯５１１とインターミディエートシャフト８５の歯との間、及び第２薄肉部５２Ｂの歯５２１とインターミディエートシャフト８５の歯との間には、隙間が設けられる。例えば、第１薄肉部５１Ｂの１つの歯５１１は、インターミディエートシャフト８５の隣接する２つの歯の間に配置されるが、接してはいない。締付状態で第１薄肉部５１Ｂの歯５１１とインターミディエートシャフト８５の歯との間の隙間があることは、第１薄肉部５１Ｂの歯５１１とインターミディエートシャフト８５の歯が接触しないことを意味する。第２薄肉部５２Ｂの１つの歯５２１は、インターミディエートシャフト８５の隣接する２つの歯の間に配置されるが、接してはいない。締付状態で第２薄肉部５２Ｂの歯５２１とインターミディエートシャフト８５の歯との間の隙間があることは、第２薄肉部５２Ｂの歯５２１とインターミディエートシャフト８５の歯が接触しないことを意味する。

上述したように、第２変形例の連結構造１００Ｂ及びヨーク２０Ｂにおいて、第１薄肉部５１Ｂの外周面及び第２薄肉部５２Ｂの外周面は、平面状である。

これにより、第１厚肉部４１、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３よりも薄い第１薄肉部５１及び第２薄肉部５２の製造が容易になる。したがって、ヨーク２０Ｂは、薄く成形する必要のある第１薄肉部５１及び第２薄肉部５２を有しながらも容易に製造することができる。

（第３変形例）
図８は、第３変形例のヨークの側面図である。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。図８に示すように、第３変形例の連結構造１００Ｃにおいて、ヨーク２０Ｃの本体部２１Ｃは、第１厚肉部４１Ｃと、第１薄肉部５１Ｃと、第２薄肉部５２Ｃと、を備える。

図８に示す断面（軸方向に対する直交する平面で前記本体部を切った断面）において、第１厚肉部４１Ｃの外周面は、２つの円弧を描く。第１厚肉部４１Ｃの外周面が描く１つの円弧は、点Ｃ１を中心とした円弧を描く。第１厚肉部４１Ｃの外周面が描くもう１つの円弧は、点Ｃ２を中心とした円弧を描く。第１厚肉部４１Ｃは、肉厚Ｔ４１Ｃを有する。

図８に示す断面において、第１薄肉部５１Ｃの外周面は、点Ｃ１を中心とした円弧を描く。第１薄肉部５１Ｃの外周面が描く円弧は、第１厚肉部４１Ｃの外周面が描く円弧の１つと同じである。第１薄肉部５１Ｃは、第１厚肉部４１Ｃ、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３よりも薄い。第１薄肉部５１Ｃの肉厚Ｔ５１Ｃは、肉厚Ｔ４１Ｃ、肉厚Ｔ４２、及び肉厚Ｔ４３よりも小さい。

図８に示す断面において、第２薄肉部５２Ｃの外周面は、点Ｃ２を中心とした円弧を描く。第２薄肉部５２Ｃの外周面が描く円弧は、第１厚肉部４１Ｃの外周面が描く円弧の１つと同じである。第２薄肉部５２Ｃは、第１厚肉部４１Ｃ、第２厚肉部４２及び第３厚肉部４３よりも薄い。第２薄肉部５２Ｃの肉厚Ｔ５２Ｃは、肉厚Ｔ４１Ｃ、肉厚Ｔ４２、及び肉厚Ｔ４３よりも小さい。

締付状態で、第１薄肉部５１Ｃの歯５１１及び第２薄肉部５２Ｃの歯５２１は、インターミディエートシャフト８５の歯と接しない。締付状態で、第１薄肉部５１Ｃの歯５１１とインターミディエートシャフト８５の歯との間、及び第２薄肉部５２Ｃの歯５２１とインターミディエートシャフト８５の歯との間には、隙間が設けられる。例えば、第１薄肉部５１Ｃの１つの歯５１１は、インターミディエートシャフト８５の隣接する２つの歯の間に配置されるが、接してはいない。締付状態で第１薄肉部５１Ｃの歯５１１とインターミディエートシャフト８５の歯との間の隙間があることは、第１薄肉部５１Ｃの歯５１１とインターミディエートシャフト８５の歯が接触しないことを意味する。第２薄肉部５２Ｃの１つの歯５２１は、インターミディエートシャフト８５の隣接する２つの歯の間に配置されるが、接してはいない。締付状態で第２薄肉部５２Ｃの歯５２１とインターミディエートシャフト８５の歯との間の隙間があることは、第２薄肉部５２Ｃの歯５２１とインターミディエートシャフト８５の歯が接触しないことを意味する。

２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃヨーク（第１部材）
２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ本体部
２３第１締結部
２４第２締結部
２５第１アーム部
２６第２アーム部
２８スリット
２９締結部材
４１、４１Ｃ第１厚肉部
４２第２厚肉部
４３第３厚肉部
５１、５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ第１薄肉部
５２、５２Ａ、５２Ｂ、５２Ｃ第２薄肉部
８０ステアリング装置
８１ステアリングホイール
８２ステアリングシャフト
８３操舵力アシスト機構
８５インターミディエートシャフト（シャフト）（第２部材）
８７ピニオンシャフト
８８ステアリングギヤ
８８ａピニオン
８８ｂラック
８９タイロッド
９０ＥＣＵ
９２減速装置
９３電動モータ
９４トルクセンサ
９５車速センサ
９８イグニッションスイッチ
９９電源装置
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｃ連結構造
２３１孔
２４１雌ねじ
４１１、４２１、４３１、５１１、５２１歯
Ｃ１、Ｃ２点
Ｌ１基準線
Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５直線
Ｚ回転軸

Claims

第１部材と第２部材を連結する連結構造であって、
前記第１部材は、
外周面に歯を備える前記第２部材が挿入される筒状部材である本体部と、
前記本体部から径方向の外側に延びる一対の締結部と、
一対の前記締結部の間に配置され、前記本体部の軸方向に延びるスリットと、
を備え、
前記本体部は、
周方向で前記スリットの反対側に配置され且つ内周面に歯を備える第１厚肉部と、
前記スリットと前記第１厚肉部との間に配置され且つ内周面に歯を備える第２厚肉部と、
周方向で前記第２厚肉部の反対側に配置され且つ内周面に歯を備える第３厚肉部と、
前記第１厚肉部と前記第２厚肉部との間に配置される第１薄肉部と、
前記第１厚肉部と前記第３厚肉部との間に配置される第２薄肉部と、
を備え、
前記第１薄肉部及び前記第２薄肉部は、前記第１厚肉部、前記第２厚肉部及び前記第３厚肉部よりも薄く、
一対の前記締結部が締結部材によって締め付けられた状態で、前記第１薄肉部と前記第２部材との間、及び前記第２薄肉部と前記第２部材との間には隙間があり、
軸方向に対する直交する平面で前記本体部を切った断面において、前記第１薄肉部の外周面及び前記第２薄肉部の外周面は、前記第２部材の回転軸からずれた点を中心とする円弧を描く
連結構造。
第１部材と第２部材を連結する連結構造であって、
前記第１部材は、
外周面に歯を備える前記第２部材が挿入される筒状部材である本体部と、
前記本体部から径方向の外側に延びる一対の締結部と、
一対の前記締結部の間に配置され、前記本体部の軸方向に延びるスリットと、
を備え、
前記本体部は、
周方向で前記スリットの反対側に配置され且つ内周面に歯を備える第１厚肉部と、
前記スリットと前記第１厚肉部との間に配置され且つ内周面に歯を備える第２厚肉部と、
周方向で前記第２厚肉部の反対側に配置され且つ内周面に歯を備える第３厚肉部と、
前記第１厚肉部と前記第２厚肉部との間に配置される第１薄肉部と、
前記第１厚肉部と前記第３厚肉部との間に配置される第２薄肉部と、
を備え、
前記第１薄肉部及び前記第２薄肉部は、前記第１厚肉部、前記第２厚肉部及び前記第３厚肉部よりも薄く、
一対の前記締結部が締結部材によって締め付けられた状態で、前記第１薄肉部と前記第２部材との間、及び前記第２薄肉部と前記第２部材との間には隙間があり、
前記第１薄肉部の外周面及び前記第２薄肉部の外周面は、平面状である
連結構造。
前記第１薄肉部及び前記第２薄肉部は、内周面に歯を備えない
請求項１又は２に記載の連結構造。
軸方向に対する直交する平面で前記本体部を切った断面において、前記スリットと前記第１厚肉部とを通る直線を基準線とした場合、前記第１薄肉部の少なくとも一部及び前記第２薄肉部の少なくとも一部は、前記基準線を３０°回転させた直線と、前記基準線を６０°回転させた直線との間の領域に配置される
請求項１から３のいずれか１項に記載の連結構造。
外周面に歯を備えるシャフトが挿入される筒状部材である本体部と、
前記本体部から径方向の外側に延びる一対の締結部と、
一対の前記締結部の間に配置され、前記本体部の軸方向に延びるスリットと、
を備え、
前記本体部は、
周方向で前記スリットの反対側に配置され且つ内周面に歯を備える第１厚肉部と、
前記スリットと前記第１厚肉部との間に配置され且つ内周面に歯を備える第２厚肉部と、
周方向で前記第２厚肉部の反対側に配置され且つ内周面に歯を備える第３厚肉部と、
前記第１厚肉部と前記第２厚肉部との間に配置される第１薄肉部と、
前記第１厚肉部と前記第３厚肉部との間に配置される第２薄肉部と、
を備え、
前記第１薄肉部及び前記第２薄肉部は、前記第１厚肉部、前記第２厚肉部及び前記第３厚肉部よりも薄く、
一対の前記締結部が締結部材によって締め付けられた状態で、前記第１薄肉部と前記シャフトとの間、及び前記第２薄肉部と前記シャフトとの間には隙間があり、
軸方向に対する直交する平面で前記本体部を切った断面において、前記第１薄肉部の外周面及び前記第２薄肉部の外周面は、前記シャフトの回転軸からずれた点を中心とする円弧を描く
ヨーク。
外周面に歯を備えるシャフトが挿入される筒状部材である本体部と、
前記本体部から径方向の外側に延びる一対の締結部と、
一対の前記締結部の間に配置され、前記本体部の軸方向に延びるスリットと、
を備え、
前記本体部は、
周方向で前記スリットの反対側に配置され且つ内周面に歯を備える第１厚肉部と、
前記スリットと前記第１厚肉部との間に配置され且つ内周面に歯を備える第２厚肉部と、
周方向で前記第２厚肉部の反対側に配置され且つ内周面に歯を備える第３厚肉部と、
前記第１厚肉部と前記第２厚肉部との間に配置される第１薄肉部と、
前記第１厚肉部と前記第３厚肉部との間に配置される第２薄肉部と、
を備え、
前記第１薄肉部及び前記第２薄肉部は、前記第１厚肉部、前記第２厚肉部及び前記第３厚肉部よりも薄く、
一対の前記締結部が締結部材によって締め付けられた状態で、前記第１薄肉部と前記シャフトとの間、及び前記第２薄肉部と前記シャフトとの間には隙間があり、
前記第１薄肉部の外周面及び前記第２薄肉部の外周面は、平面状である
ヨーク。
請求項５又は６に記載のヨークを備えるユニバーサルジョイントによって他のシャフトと連結されるインターミディエートシャフト。