JPH10148215A - シャフトと自在継手のヨークとの結合部 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 抑えボルト１５ａの緊締に基づいて、シャフ
ト７とヨーク３との心合わせを行ないつつ、これらシャ
フト７とヨーク３とを結合固定できる構造を実現する。 【解決手段】 抑えボルト１５ａに、外周面が楕円形の
心合わせ用ナット２１を螺合させる。抑えボルト１５ａ
をねじ孔１２に螺合させると、この心合わせ用ナット２
１の外周面がシャフト７の外面を押圧し、このシャフト
７とヨーク３との心合わせを行なう。又、心合わせ用ナ
ット２１の初期位置が不適であっても、上記心合わせ用
ナット２１の雌ねじ部２３が裂断等する。従って、この
心合わせ用ナット２１が上記抑えボルト１５ａの回転の
妨げにはならない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明に係るシャフトと自
在継手のヨークとの結合部は、例えばステアリング装置
に於いて、このステアリング装置を構成する各種シャフ
トの端部と自在継手のヨークとを結合する為に利用す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車の前輪に舵角を付与する為のステ
アリング装置では、ステアリングホイールの操作に伴っ
て回転するステアリングシャフトの動きを、図２０に示
す様な十字軸式の自在継手１を介して、ステアリングギ
ヤの入力軸に伝達する。この自在継手１は、１対のヨー
ク２、３同士を十字軸４を介して結合したものである。
この十字軸４に設けた４個所の端部は、それぞれ上記各
ヨーク２、３の先端部に、軸受カップ５、５内に設けら
れたニードル軸受を介して揺動自在に支持している。従
って、上記両ヨーク２、３の中心が同一直線上に位置し
なくても、両ヨーク２、３同士の間で回転力の伝達を行
なえる。

【０００３】この様な自在継手１を使用してステアリン
グ装置を組み付ける場合、例えば一方（図２０の右方）
のヨーク２をステアリングシャフト等の一方のシャフト
６の端部に、溶接或はねじ止め等により予め結合固定
し、他方（図２０の左方）のヨーク３を他方のシャフト
７の端部に結合する。この様な組み付け作業を行なうの
に通常は、上記一方のシャフト６を車体に支持した後、
このシャフト６と他方のシャフト７とを自在継手１によ
り結合する。

【０００４】従って、ステアリング装置を構成する自在
継手１のヨーク２、３のうち、少なくとも上記他方のヨ
ーク３は、シャフト６を軸方向に動かす事なく接続作業
を行なえる、所謂横入れ式のものが好ましい。例えば図
２０に示した自在継手１の場合、一方のヨーク２は一方
のシャフト６の端部に溶接固定しているが、他方のヨー
ク３は、図２１に示す様に、断面がＵ字形の基端部８を
有する、横入れ式のものとしている。

【０００５】この横入れ式のヨーク３の基端部８は、１
対の抑え板部９ａ、９ｂを含んで構成される。互いに離
隔して配置されたこれら各抑え板部９ａ、９ｂは、それ
ぞれの内側面を、互いに平行な抑え面１０、１０として
いる。そして、一方（図２１の左方）の抑え板部９ａの
開口側端部にナット１１を内嵌固定する事により、ねじ
孔１２を設けている。又、他方（図２１の右方）の抑え
板部９ｂの開口側端部に、このねじ孔１２と同心でこの
ねじ孔１２よりも大径の通孔１３を形成している。尚、
ねじ孔１２は、上記抑え板部９ａに直接形成する場合も
ある。

【０００６】一方、上述の様に構成されるヨーク３に、
その先端部を結合されるシャフト７は、少なくとも先端
部の断面形状を、図２２に示す様な小判形としている。
即ち、このシャフト７の先端部外周面に、互いに平行な
１対の外側平面１４、１４を形成し、接続時にはこの外
側平面１４、１４と上記抑え面１０、１０とを密接させ
る事により、上記ヨーク３に対するシャフト７の回転防
止を図る。

【０００７】上述の様な形状を有するシャフト７の端部
を前述の様なヨーク３の基端部８に結合固定する場合に
は、先ず、図２０に実線で示す様に、上記シャフト７の
端部を上記基端部８の開口側に配置する。そして、この
状態から、例えば上記ヨーク３を十字軸４を中心に回動
させる事により、このヨーク３を図２０の実線状態から
鎖線状態にまで、同図で時計方向に揺動させて、上記シ
ャフト７の端部をヨーク３の基端部８内に挿入する。
尚、ヨーク３を動かさずにシャフト７の端部を動かす事
により、シャフト７の端部をヨーク３の基端部８内に挿
入する場合もある。何れにしても、シャフト７の端部を
基端部８内に挿入する以前には、上記通孔１３に抑えボ
ルト１５（図２３）を挿入しない。

【０００８】上述の様にしてシャフト７の端部をヨーク
３の基端部８内に挿入し、上記各抑え面１０、１０と外
側平面１４、１４（図２１〜２２）とを対向させたなら
ば、上記通孔１３に挿通した抑えボルト１５の先端部に
形成した雄ねじ部を上記ねじ孔１２に螺合し、更に緊締
する。この緊締に基づき、上記１対の抑え面１０、１０
同士の間隔が狭まり、これら各抑え面１０、１０と上記
各外側平面１４、１４とが強く当接して、上記シャフト
７の先端部が上記基端部８に結合固定される。尚、上記
シャフト７の端部片縁部には切り欠き１７を形成して、
このシャフト７と上記抑えボルト１５の杆部との干渉を
防止すると共に、万一抑えボルト１５が緩んだ場合で
も、ヨーク３がシャフト７の軸方向に抜け出る事を防止
している。

【０００９】ところで、自在継手１を介して結合された
１対のシャフト６、７同士の間での回転力の伝達を円滑
に行なう為には、上記十字軸４の中心点Ｏ（図２０）を
これら両シャフト６、７の中心軸の延長線上に位置させ
る、所謂心合わせを行なう必要がある。図２０に示した
自在継手１の場合、他方のヨーク３とシャフト７との位
置を規制しなければ、上記心合わせがなされないまま、
これら両部材３、７同士が結合される可能性がある。

【００１０】又、ヨーク３とシャフト７とを単に芯合わ
せした状態で組み合わせただけでは、上記抑えボルト１
５の緊締に伴い、この抑えボルト１５の頭部１６（図２
３）と上記基端部８の外側面との間に作用する摩擦力、
並びにこの抑えボルト１５のねじ部とナット１１の雌ね
じ部との螺合部の摩擦力に基づいて、上記他方のヨーク
３が上記抑えボルト１５を中心に回転方向に変位する。
この抑えボルト１５の雄ねじ部に一般的な右ねじが形成
されていた場合には、この抑えボルト１５の緊締に伴っ
て上記ヨーク３に、図２３で時計方向のモーメントが加
わる。そして、このモーメントに基づいて、このヨーク
３が同図に示す様に、シャフト７に対して傾斜する。こ
の結果、上述した様に、上記十字軸４の中心点Ｏがシャ
フト７の中心軸の延長線上から外れ、１対のシャフト
６、７同士の間での回転力伝達が円滑に行なわれなくな
る。

【００１１】この為従来から、例えば特開平２−３５２
２２号公報、ＥＰ ０３０９３４４Ａ１等に記載されて
いる様に、シャフトの端部とヨークの基端部との結合作
業に伴って、自動的に上記心合わせが行なわれる様にす
る心合わせ機構が、各種考えられている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】特開平２−３５２２２
号公報に記載されている構造の場合には、構成各部が加
工しにくい形状でコスト高になる等問題がある。又、こ
の公報の第１図に記載されている構造の場合には、抑え
ボルトの挿入方向とナットの締め付け方向が異なってお
り、シャフトの端部とヨークの基端部との結合作業が面
倒であった。又、ＥＰ ０３０９３４４ Ａ１に記載さ
れている構造の場合には、芯出しの為の部材の存在に基
づき、自在継手とヨークとの結合部の回転径が大きくな
り、周囲に存在する部材との干渉防止の為、採用が難し
い場合がある。又、組み付け手順を間違えると、芯合わ
せができなかったり、或はヨークの締め付けができない
等の問題がある。

【００１３】シャフトとヨークとの心合わせを自動的に
行なう構造は、この他にも従来から各種知られている
が、構造が複雑でコストが嵩んだり、心合わせが不確実
である等の問題があった。本発明のシャフトと自在継手
のヨークとの結合部は、これらの不都合を何れも解消す
べく考えたものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明のシャフトと自在
継手のヨークとの結合部は、従来から知られているシャ
フトと自在継手のヨークとの結合部と同様に、使用時に
回転するシャフトと、このシャフトの先端部外周面に形
成された、互いに平行な１対の外側平面と、片側方が開
口した基端部を有し、自在継手を構成するヨークと、互
いに離隔して配置され、それぞれの内側面を上記各外側
平面と対向する抑え面として、上記基端部を構成する１
対の抑え板部と、一方の抑え板部に設けたねじ孔と、他
方の抑え板部の開口側端部に形成した、上記ねじ孔と同
心でこのねじ孔よりも大径の通孔と、この通孔を挿通し
た状態で、その先端部に形成した雄ねじ部を上記ねじ孔
に螺合させる抑えボルトとを備える。

【００１５】特に、本発明のシャフトと自在継手のヨー
クとの結合部に於いては、上記抑えボルトの雄ねじ部
は、上記１対の抑え板部の間部分にも存在させている。
そして、上記雄ねじ部には、この間部分で心合わせ用ナ
ットを螺合している。この心合わせ用ナットの外周面形
状は、この心合わせ用ナットの中心軸をその中心とする
円筒面とは異なり、回転に伴って上記シャフトの先端部
を上記ヨークの基端部の奥部に押し込む曲面形状として
いる。又、上記心合わせ用ナットと上記抑えボルトとの
間には、これら心合わせ用ナットと抑えボルトとの相対
回転に要するトルクを大きくする為のトルク増大手段を
設けている。そして、このトルク増大手段は、上記１対
の抑え板部の抑え面を上記１対の外側平面に強く押し付
けるべく、上記ねじ孔に螺合した上記抑えボルトを強く
緊締した状態では、この抑えボルトと上記心合わせ用ナ
ットとの相対回転を許容するものとしている。

【００１６】

【作用】上述の様に構成される本発明のシャフトと自在
継手のヨークとの結合部によれば、簡単な構成にも拘ら
ず、面倒な作業を要する事なく、シャフトの心合わせを
確実に行なえる。即ち、シャフトの端部をヨークの基端
部に挿入し、外側、内側、各平面を対向させた状態で抑
えボルトの雄ねじをねじ孔に螺合させ、更に緊締すれ
ば、この緊締の途中で心合わせ用ナットが、トルク増大
手段の作用に基づいて上記抑えボルトと共に回転する。
そして、この心合わせ用ナットの外周面が上記シャフト
の端部を押し、この端部を上記基端部の奥部に押し込
み、このシャフトの心合わせを行なう。

【００１７】この様に心合わせ用ナットが上記シャフト
の端部を押圧し、このシャフトとヨークとの心合わせを
行なった状態から、更に上記抑えボルトを緊締すると、
上記トルク増大手段が、この抑えボルトと上記心合わせ
ナットとの相対回転を許容する。この結果、この心合わ
せナットの外周面を上記シャフトの先端部に押し付け
て、この心合わせナットが回転しない状態のまま、上記
抑えボルトとねじ孔とを強く螺合させる事ができる。そ
して、この螺合に基づき、ヨークを構成する１対の抑え
板部の抑え面をシャフトの先端部に設けた１対の外側平
面に強く押し付けて、これらヨークとシャフトとを、心
合わせした状態で結合できる。

【００１８】

【発明の実施の形態】図１〜４は、本発明の実施の形態
の第１例を示している。本例の場合、心合わせナット２
１の外周面形状を楕円筒状とし、トルク増大手段とし
て、この抑えナット２１の軸方向一部にのみ形成した雌
ねじ部２３と、この雌ねじ部２３の円周方向の一部に、
直径方向内方に突出する状態で形成した塑性変形部とを
使用している。尚、上記トルク増大手段は、雌ねじ部２
３の一部を不完全ねじとして構成しても良い。以下、構
成各部の構造及び作用に就いて、順番に説明する。尚、
自在継手１ａを構成するヨーク２ａの端部とシャフト６
ａの基端部とは、互いにセレーション係合させた状態
で、抑えボルト２２の緊締に基づいて結合している。但
し、この部分に構造に就いては、従来から周知であり、
本発明の要旨とも関係しないので、詳しい説明は省略す
る。

【００１９】使用時に回転するシャフト７の先端部の断
面形状は、前述の図２２に示す様に小判形とし、この先
端部外周面に、互いに平行な１対の外側平面１４、１４
を形成している。又、この先端部片縁部（図１の上縁
部）には、抑えボルト１５ａとの干渉を防止すると共
に、万一抑えボルト１５ａが緩んだ場合にも、ヨーク３
がシャフト７の軸方向に抜け出るのを防止する為の切り
欠き１７を形成している。

【００２０】一方、上記図１に示す様な自在継手１ａを
構成するヨーク３は、断面Ｕ字形で、側方（図１〜２の
上方）が開口した基端部８を有する。この基端部８は、
互いに離隔して配置された１対の抑え板部９ａ、９ｂを
有する。そして、各抑え板部９ａ、９ｂの内側面を、上
記各外側平面１４、１４と対向する抑え面１０、１０と
している。又、一方（図１の裏側、図２の左方）の抑え
板部９ａの開口側端部にはナット１１を嵌合固定してね
じ孔１２を、他方（図１の表側、図２の右方）の抑え板
部９ｂの開口側端部には通孔１３ａを、それぞれ形成し
ている。この通孔１３ａは、上記ねじ孔１２と同心でこ
のねじ孔１２よりも大径である。特に、図示の例の場合
にはこの通孔１３ａの内径を、前述の図２０〜２１に示
した従来例の場合よりも大きくしている。

【００２１】抑えボルト１５ａは、この通孔１３ａを挿
通した状態で、その雄ねじ部１８を、上記ねじ孔１２に
螺合させている。又、この雄ねじ部１８の基端部（頭部
１６寄り部分で、図２の右端部）には、この雄ねじ部１
８よりも大径でその外周面を円筒面とした大径部１９
を、この雄ねじ部１８と同心に形成している。この大径
部１９の外径は、上記通孔１３ａの内径よりも少しだけ
小さい。従って、この大径部１９はこの通孔１３ａ内
に、大きながたつきなく挿入自在である。又、この大径
部１９と頭部１６との間には、外向フランジ状の鍔部２
０を設けている。この鍔部２０の外径は、上記通孔１３
ａの内径よりも十分に大きい。

【００２２】又、上記抑えボルト１５ａを構成する雄ね
じ部１８の中間部で、この雄ねじ部１８の先端部を上記
ねじ孔１２とを螺合させた状態で上記１対の抑え板部９
ａ、９ｂ同士の間に位置する部分には、図４に示す様な
心合わせ用ナット２１を螺合している。この心合わせ用
ナット２１の外周面形状は、この心合わせ用ナット２１
の中心軸をその中心とする楕円筒面としている。そし
て、この楕円の短径及び長径は、次の様に規制してい
る。

【００２３】先ず、短径に就いては、前記シャフト７の
端部をヨーク３の基端部８の奥にまで挿入した状態で、
上記心合わせ用ナット２１を螺合した状態で上記通孔１
３ａを挿通した上記抑えボルト１５ａを構成する雄ねじ
部１８の先端部を、上記ねじ孔１２に螺入自在とすべ
く、規制している。即ち、図２に示した状態で上記短径
部分の外周面は、上記シャフト７（の端部に形成した切
り欠き１７）の表面には当接しない。これに対して、上
記長径に就いては、上記心合わせ用ナット２１の回転に
伴って上記シャフト７の先端部を上記ヨーク３の基端部
８に押し込める様にしている。即ち、図２に示した状態
で上記長径部分近傍の外周面が、上記シャフト７（の端
部に形成した切り欠き１７）の一部表面に当接し、この
一部表面と反対側部分を、上記基端部８の奥面に向けて
押し付ける様にしている。

【００２４】又、上記心合わせ用ナット２１の内周面に
は、軸方向一端部（図２〜３の左端部）にのみ、雌ねじ
部２３を形成している。この心合わせ用ナット２１の内
周面でこの雌ねじ部２３から外れた部分の内径は、上記
雄ねじ部１８の外径よりも大きくしている。又、上記心
合わせ用ナット２１の軸方向一端部の円周方向３個所位
置にはかしめ部２４、２４を、当該部分を上記心合わせ
用ナット２１の直径方向内方に塑性変形させる事により
構成している。この心合わせ用ナット２１を上記雄ねじ
部１８に螺合させた状態では、上記雌ねじ部２３の一部
でこれら各かしめ部２４、２４に対応する部分と上記雄
ねじ部１８との摩擦力が大きくなる。又、上記雌ねじ部
２３の軸方向寸法は小さく、この雌ねじ部２３と上記雄
ねじ部１８とが互いに噛合し合うねじ山の数は少ない。
従って、上記心合わせ用ナット２１を所定位置よりもボ
ルト１６の大径部１９寄りに螺合させた状態で、雄ねじ
部１８とねじ孔１２とを螺合させ、上記ボルト１６を回
転させると、このボルト１６の締め付けが終了しない状
態で、上記心合わせ用ナット２１と上記大径部１９の端
面とが当接する。この状態から更に、上記基端部８に設
けた前記１対の抑え板部９ａ、９ｂの抑え面１０、１０
を、上記シャフト７に設けた前記１対の外側平面１４、
１４に強く押し付けるべく、前記ねじ孔１２に螺合した
上記抑えボルト１５ａを強く緊締すると、上記雌ねじ部
２３を構成するねじ山が破断して、上記抑えボルト１５
ａと上記心合わせ用ナット２１との相対回転が可能にな
る。

【００２５】上述の様に構成される本発明のシャフトと
自在継手のヨークとの結合部を組み立てる場合、図３に
示す様に、上記心合わせ用ナット２１を抑えボルト１５
ａの雄ねじ部１８の中間部に螺合させておく。そして、
先ず、上記ヨーク３の基端部８に上記シャフト７の端部
を挿入し、図２に示す様に、各抑え面１０、１０と外側
平面１４、１４とを対向させる。この挿入作業は、上記
抑えボルト１５ａを未だ通孔１３ａ内に挿入しない状態
で行なう。

【００２６】上記シャフト７の端部を上記基端部８に挿
入したならば、上記心合わせ用ナット２１を螺着した抑
えボルト１５ａを上記通孔１３ａに、上記抑え板部９ｂ
の外側面側から内側面側に向け挿通する。そして、この
抑えボルト１５ａの雄ねじ部１８の先端で上記心合わせ
用ナット２１よりも突出した部分を、前記ナット１１の
ねじ孔１２に螺合させ、更に緊締する。この螺合緊締の
初期段階では、上記心合わせ用ナット２１が上記抑えボ
ルト１５ａと共に回転する。そして、この心合わせ用ナ
ット２１の外周面で前記長径部分近傍が上記シャフト７
の端部を押し、この端部を前記基端部８の奥部に迄押し
込む。この押し込み作業の結果、このシャフト７の一部
外周面と上記基端部８の一部で前記１対の抑え板部９
ａ、９ｂ同士を連続させる連結部分２５の内周面とが広
範囲に亙り互いに当接し、上記シャフト７と基端部８と
の心合わせを行なう。

【００２７】シャフト７とヨーク３とを結合するには、
この様に心合わせ用ナット２１の一部外周面で長径部分
近傍が上記シャフト７の端部を押圧し、このシャフト７
とヨーク３との心合わせを行なった状態から、更に上記
抑えボルト１５ａを緊締する。この緊締作業は、或る程
度大きなトルクで行なう為、仮に上記心合わせ用ナット
２１が上記抑えボルト１５ａの大径部１９の端面に当接
しても、前記雌ねじ部２３を構成するねじ山が破断し
て、回転も軸方向への変位もしない上記心合わせ用ナッ
ト２１の存在に拘らず、上記抑えボルト１５ａと上記心
合わせ用ナット２１との相対回転が可能になる。この結
果、この心合わせナット２１の存在が抑えボルト１５ａ
を回転させる事に対して大きな抵抗にならなくなる。そ
こで、このままこの抑えボルト１５ａの緊締を継続して
行なえば、上記シャフト７とヨーク３との心合わせを行
なった状態のまま、上記ヨーク３を構成する１対の抑え
板部９ａ、９ｂの抑え面１０、１０をシャフト７の先端
部に設けた１対の外側平面１４、１４に強く押し付け
て、これらヨーク３とシャフト７とを、心合わせした状
態で結合できる。

【００２８】次に、図５〜７は、本発明の実施の形態の
第２例を示している。本例の場合には、抑えボルト１５
ｂを構成する雄ねじ部１８の基端部に、この雄ねじ部１
８のねじ溝部分よりも小径の、円杆部２６を形成してい
る。この円杆部２６の軸方向長さは、次述する心合わせ
用ナット２１ａの軸方向長さよりも少し大きい。本例の
構造に組み込む心合わせ用ナット２１ａは、内周面の全
長に亙って雌ねじ部２３ａを形成している。又、この心
合わせ用ナット２１ａの軸方向両端部には、上述した第
１例の場合と同様のかしめ部２４、２４を形成してい
る。本例の場合には、これら各かしめ部２４、２４が、
トルク増大手段を構成する。

【００２９】上述の様に構成される本発明の第２例の構
造を組み立てる場合、図６に示す様に、上記心合わせ用
ナット２１ａを、前述した第１例の場合と同様に、上記
雄ねじ部１８に螺合させておく。そして、先ず、ヨーク
３の基端部８に上記シャフト７の端部を挿入し、図８に
示す様に、各抑え面１０、１０と外側平面１４、１４と
を対向させる。この挿入作業は、上記抑えボルト１５ｂ
を未だ通孔１３ａ内に挿入しない状態で行なう。

【００３０】上記シャフト７の端部を上記基端部８に挿
入したならば、上記心合わせ用ナット２１ａを螺着した
抑えボルト１５ｂを上記通孔１３ａに、抑え板部９ｂの
外側面側から内側面側に向け挿通する。そして、この抑
えボルト１５ｂの雄ねじ部１８の先端で上記心合わせ用
ナット２１ａよりも突出した部分を、ナット１１のねじ
孔１２に螺合させ、更に緊締する。この螺合緊締の初期
段階では、上記心合わせ用ナット２１ａが上記抑えボル
ト１５ｂと共に回転する。そして、この心合わせ用ナッ
ト２１ａの外周面で長径部分近傍が上記シャフト７の端
部を押し、上記シャフト７と基端部８との心合わせを行
なう。

【００３１】シャフト７とヨーク３とを結合するには、
この様に心合わせ用ナット２１ａの一部外周面で長径部
分近傍が上記シャフト７の端部を押圧し、このシャフト
７とヨーク３との心合わせを行なった状態から、更に上
記抑えボルト１５ｂを緊締する。仮に、上記心合わせ用
ナット２１ａが、所定位置よりボルト１６の円杆部２６
側に螺合していた場合、この抑えボルト１５ｂの回転に
伴って上記心合わせ用ナット２１ａがこの抑えボルト１
５ｂの軸方向に、上記円杆部２６に向け移動する。この
移動の結果、この心合わせ用ナット２１ａがこの円杆部
２６部分に達し、この心合わせナット２１ａの存在が抑
えボルト１５ｂを回転させる事に対して大きな抵抗にな
らなくなる。そこで、このままこの抑えボルト１５ｂの
緊締を継続して行なえば、上記シャフト７とヨーク３と
の心合わせを行なった状態のまま、これらヨーク３とシ
ャフト７とを結合できる。その他の構成及び作用は、前
述した第１例の場合と同様である。

【００３２】次に、図９〜１０は、本発明の実施の形態
の第３例を示している。本例の場合には、心合わせ用ナ
ット２１ｂの軸方向一端面に、欠円筒部２７を形成して
いる。この欠円筒部２７の円周方向複数個所（図示の例
では４個所）にはスリット状の不連続部２８、２８を、
それぞれこの欠円筒部２７の全長に亙り形成している。
又、この欠円筒部２７の軸方向中間部内周面には凹溝２
９を、上記各不連続部２８、２８部分を除き、全周に亙
り形成している。これら不連続部２８、２８と凹溝２９
との存在に基づき上記欠円筒部２７は、軸方向に亙る圧
縮荷重が加わった場合に座屈変形する。又、この心合わ
せ用ナット２１ｂの軸方向一端部（図９の左端部）に
は、かしめ部２４、２４｛図１０（Ａ）｝を形成してい
る。このかしめ部２４、２４が、トルク増大手段を構成
する。

【００３３】上述の様に構成される本発明の第３例の構
造を組み立てる場合、図９に示す様に、上記心合わせ用
ナット２１ｂを抑えボルト１５ａの雄ねじ部１８の中間
部分に螺合させておく。そして、先ず、ヨーク３の基端
部８にシャフト７の端部を挿入してから、上記心合わせ
用ナット２１ｂを螺着した抑えボルト１５ａを通孔１３
ａに、抑え板部９ｂの外側面側から内側面側に向け挿通
し、雄ねじ部１８の先端部分をナット１１のねじ孔１２
に螺合させ、更に緊締する。この螺合緊締の初期段階で
は、上記心合わせ用ナット２１ｂが上記抑えボルト１５
ａと共に回転する。そして、この心合わせ用ナット２１
ｂの外周面で長径部分近傍が上記シャフト７の端部を押
し、上記シャフト７と基端部８との心合わせを行なう。

【００３４】シャフト７とヨーク３とを結合するには、
この様に心合わせ用ナット２１ｂの一部外周面で長径部
分近傍が上記シャフト７の端部を押圧し、このシャフト
７とヨーク３との心合わせを行なった状態から、更に上
記抑えボルト１５ａを緊締する。この緊締作業の初期段
階では、この抑えボルト１５ａの回転に伴って上記心合
わせ用ナット２１ｂがこの抑えボルト１５ａの軸方向
に、大径部１９に向け移動する。この移動の結果、上記
欠円筒部２７の先端縁がこの大径部１９の端面に突き当
たる。この状態から更に上記抑えボルト１５ａを緊締す
ると、上記欠円筒部２７に軸方向に亙って大きな圧縮荷
重が加わり、この欠円筒部２７が、中間部が直径方向外
方に変位する状態に座屈変形する。一度座屈変形が発生
した後は、上記欠円筒部２７を軸方向に押し潰す為に要
する荷重は小さくなり、上記心合わせナット２１ｂの存
在が抑えボルト１５ａを回転させる事に対してあまり抵
抗にならなくなる。そこで、このままこの抑えボルト１
５ａの緊締を継続して行なえば、上記シャフト７とヨー
ク３との心合わせを行なった状態のまま、これらヨーク
３とシャフト７とを結合できる。本例の場合、心合わせ
用ナット２１ｂの雌ねじ部が、抑えボルト１５ａの大径
部１９の端面と当接する事はないので、前述した第１〜
２例の構造の様に、心合わせ用ナットの雌ねじ部を短く
したり、或は抑えボルトに円杆部を設ける必要はない。

【００３５】次に、図１１〜１８は、本発明の実施の形
態の第４例を示している。本例の場合には、心合わせ用
ナット２１ｃの軸方向両端面に、それぞれ上述した第２
例の場合と同様の欠円筒部２７、２７を形成している。
この様に軸方向両端面にそれぞれ欠円筒部２７、２７を
形成する事により、抑えボルト１５ａに対する上記心合
わせ用ナット２１ｃの螺着方向を考慮する必要をなく
し、組み付け性の向上を図っている。この様に、組み付
け性の向上を図るべく両端面に欠円筒部２７、２７を形
成した事に伴い、本例に組み込む心合わせ用ナット２１
ｃには、上述した第３例の様なかしめ部２４、２４｛図
１０（Ａ）｝は形成していない。代わりに、上記各欠円
筒部２７、２７の先端部に、図１５〜１６に示す様な被
駆動側凹凸係合部３０を、抑えボルト１５ａに設けた大
径部１９の端面に、図１３〜１４に示す様な駆動側凹凸
係合部３１を、それぞれ形成している。これら被駆動
側、駆動側両凹凸係合部３０、３１は、それぞれ円周方
向に亙る波形の凹凸として形成している。又、これら両
凹凸係合部３０、３１は、互いに噛合自在とすべく、そ
れぞれの直径並びに波形のピッチを規制している。本例
の場合、上記大径部１９に対向する欠円筒部２７と、こ
れら被駆動側、駆動側両凹凸係合部３０、３１とが、ト
ルク増大手段を構成する。尚、トルク増大手段として、
上記両凹凸係合部３０、３１の代りに、上記心合わせ用
ナット２１ｃの雌ねじ部の一部を不完全ねじとしても良
い。

【００３６】上述の様に構成される本発明の第４例の構
造を組み立てる場合、図１２に示す様に、上記心合わせ
用ナット２１ｃを抑えボルト１５ａの雄ねじ部１８の中
間部分に螺合させておく。そして、先ず、ヨーク３の基
端部８に上記シャフト７の端部を挿入してから、上記心
合わせ用ナット２１ｃを螺着した抑えボルト１５ａを通
孔１３ａに、抑え板部９ｂの外側面側から内側面側に向
け挿通し、雄ねじ部１８の先端部分をナット１１のねじ
孔１２に螺合させ、更に緊締する。この螺合緊締の初期
段階では、上記心合わせ用ナット２１ｃが上記抑えボル
ト１５ａと共に回転する。そして、この心合わせ用ナッ
ト２１ｃの外周面で長径部分近傍が上記シャフト７の端
部外面に当接し、この心合わせ用ナット２１ｃが回転し
なくなる。この状態では、この心合わせ用ナット２１ｃ
が上記シャフト７の端部外面を押す力は弱い。この為、
本例の場合には、この段階では未だシャフト７とヨーク
３との心合わせは行なわれない。

【００３７】シャフト７とヨーク３とを結合するには、
この様に心合わせ用ナット２１ｃの一部外周面で長径部
分近傍が上記シャフト７の端部を当接した状態から、更
に上記抑えボルト１５ａを回転させる。この回転作業の
初期段階では、この抑えボルト１５ａの回転に伴って上
記心合わせ用ナット２１ｃが、この抑えボルト１５ａの
軸方向に、大径部１９に向け移動する。この移動の結
果、上記欠円筒部２７の先端縁がこの大径部１９の端面
に突き当たり、前記被駆動側、駆動側両凹凸係合部３
０、３１同士が、図１８に示す様に互いに噛合する。こ
の為、上記抑えボルト１５ａの回転が、何れかの欠円筒
部２７を介して上記心合わせ用ナット２１ｃの本体部分
にまで伝わる。この結果、上記心合わせ用ナット２１ｃ
が上記シャフト７の端部外面を押す力が強くなり、シャ
フト７とヨーク３との心合わせが行なわれる。

【００３８】この様にシャフト７とヨーク３との心合わ
せを行なった状態から、更に上記抑えボルト１５ａを緊
締すると、上記欠円筒部２７に軸方向に亙って大きな圧
縮荷重が加わり、図１７に示す様にこの欠円筒部２７
が、中間部が直径方向外方に変位する方向に座屈変形す
る。この座屈変形の結果、上記心合わせナット２１ｃの
存在が、抑えボルト１５ａを回転させる事に対してあま
り抵抗にならなくなる。そこで、このままこの抑えボル
ト１５ａの緊締を継続して行なえば、上記シャフト７と
ヨーク３との心合わせを行なった状態のまま、これらヨ
ーク３とシャフト７とを結合できる。

【００３９】尚、上記欠円筒部２７、２７の製作誤差等
により、上記抑えボルト１５ａの緊締に伴ってこの欠円
筒部２７の座屈変形が行なわれず、この抑えボルト１５
ａの緊締を十分に行なえなくなる可能性がある場合に
は、図１９に示す様な心合わせ用ナット２１ｄを使用す
る事も考えられる。この心合わせ用ナット２１ｄは、前
述した第１例の心合わせ用ナット２１（図２〜４）と同
様に、内周面の軸方向一部にのみ、雌ねじ部２３を設け
ている。上記欠円筒部２７の座屈変形が円滑に行なわれ
ない様な場合には、この雌ねじ部２３を構成するねじ山
が破断して、上記抑えボルト１５ａと上記心合わせ用ナ
ット２１ｄとの相対回転が可能になる。従って、上記欠
円筒部２７の座屈変形が行なわれなくても、シャフト７
とヨーク３との結合を行なえる。

【００４０】尚、図示の例は何れも、心合わせ用ナット
２１の外周面形状を楕円筒形にしたが、この外周面形状
は、心合わせ用ナットの中心軸をその中心とする円筒面
とは異なり、回転に伴って上記シャフトの先端部を上記
ヨークの基端部に押し込む曲面形状であれば、楕円筒形
に限定しない。例えば、各種カムとして利用される、偏
心円筒面としたり、或は達磨形筒面としたりする事もで
きる。又、ねじ孔１２を抑え板部９ａに直接形成しても
良い事は、従来構造の場合と同様である。

【００４１】

【発明の効果】本発明のシャフトと自在継手のヨークと
の結合部は、以上に述べた通り構成され作用するが、簡
単な構成にも拘らず、面倒な作業を要する事なくシャフ
トの心合わせを行なえる為、組み付け性の良好な自在継
手を安価に提供できる。又、締め付けボルトのねじ方向
や組み付け方向、更にはヨークの形状及び大きさに関係
なく、確実な心合わせを行なえる為、小型且つ軽量で、
しかも組み付け作業性が良好な自在継手を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態の第１例を、組立完了後の
状態で示す側面図。

【図２】図１の拡大イ−イ断面図。

【図３】抑えボルトと心合わせ用ナットとを螺合させた
状態を、心合わせ用ナットのみを切断した状態で図２と
同方向から見た図。

【図４】心合わせ用ナットを示しており、（Ａ）は図２
〜３の左方から見た図、（Ｂ）は一部を切断して（Ａ）
の右方から見た図、（Ｃ）は一部を切断して（Ｂ）の上
方から見た図。

【図５】本発明の実施の形態の第２例を、抑えボルトと
心合わせ用ナットとの初期の螺合状態が不適のまま、抑
えボルトを緊締した状態を示す、図２と同様の図。

【図６】抑えボルトと心合わせ用ナットとを螺合させた
状態を、心合わせ用ナットのみを切断した状態で図５と
同方向から見た図。

【図７】心合わせ用ナットを示しており、（Ａ）は図６
の左方から見た図、（Ｂ）は一部を切断して（Ａ）の右
方から見た図、（Ｃ）は一部を切断して（Ｂ）の上方か
ら見た図。

【図８】抑えボルトと心合わせ用ナットとの初期の螺合
状態が適正の状態で抑えボルトを緊締した状態を示す、
図５と同様の図。

【図９】本発明の実施の形態の第３例を示す、図２と同
様の図。

【図１０】心合わせ用ナットを示しており、（Ａ）は図
９の左方から見た図、（Ｂ）は図９と同方向から見た断
面図、（Ｃ）は図９の右方から見た図。

【図１１】本発明の実施の形態の第４例を示す、図２と
同様の図。

【図１２】抑えボルトと心合わせ用ナットとを螺合させ
た状態を、心合わせ用ナットのみを切断した状態で図１
１と同方向から見た側面図。

【図１３】図１２のロ−ロ断面図。

【図１４】図１３の拡大ハ−ハ断面図。

【図１５】心合わせ用ナットを示しており、（Ａ）は図
１２と同方向から見た断面図、（Ｂ）は（Ａ）の側方か
ら見た図。

【図１６】図１５（Ｂ）の拡大ニ−ニ断面図。

【図１７】抑えボルトの緊締開始前の状態を示す、図１
１と同様の図。

【図１８】抑えボルトの緊締開始に伴って駆動側、被駆
動側両凹凸係合部同士が噛合した状態を示す拡大断面
図。

【図１９】第４例の変形例に使用する心合わせ用ナット
を示す断面図。

【図２０】シャフトの端部とヨークの基端部とを結合す
る状態を示す側面図。

【図２１】図２０のホ−ホ断面図。

【図２２】同ヘ−ヘ断面図。

【図２３】シャフトの中心軸とヨークの中心軸とがずれ
た状態を示す、部分切断側面図。

【符号の説明】

１、１ａ 自在継手 ２、２ａ、３ ヨーク ４ 十字軸 ５ 軸受カップ ６、６ａ、７ シャフト ８ 基端部 ９ａ、９ｂ 抑え板部 １０ 抑え面 １１ ナット １２ ねじ孔 １３、１３ａ 通孔 １４ 外側平面 １５、１５ａ、１５ｂ 抑えボルト １６ 頭部 １７ 切り欠き １８ 雄ねじ部 １９ 大径部 ２０ 鍔部 ２１、２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ 心合わせ用ナ
ット ２２ 抑えボルト ２３、２３ａ 雌ねじ部 ２４ かしめ部 ２５ 連結部分 ２６ 円杆部 ２７ 欠円筒部 ２８ 不連続部 ２９ 凹溝 ３０ 被駆動側凹凸係合部 ３１ 駆動側凹凸係合部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 使用時に回転するシャフトと、このシャ
   フトの先端部外周面に形成された、互いに平行な１対の
   外側平面と、片側方が開口した基端部を有し、自在継手
   を構成するヨークと、互いに離隔して配置され、それぞ
   れの内側面を上記各外側平面と対向する抑え面として、
   上記基端部を構成する１対の抑え板部と、一方の抑え板
   部に設けたねじ孔と、他方の抑え板部の開口側端部に形
   成した、上記ねじ孔と同心でこのねじ孔よりも大径の通
   孔と、この通孔を挿通した状態で、その先端部に形成し
   た雄ねじ部を上記ねじ孔に螺合させる抑えボルトとを備
   えたシャフトと自在継手のヨークとの結合部に於いて、
   上記抑えボルトの雄ねじ部は上記１対の抑え板部の間部
   分にも存在しており、上記雄ねじ部にはこの間部分で心
   合わせ用ナットが螺合しており、この心合わせ用ナット
   の外周面形状はこの心合わせ用ナットの中心軸をその中
   心とする円筒面とは異なり、回転に伴って上記シャフト
   の先端部を上記ヨークの基端部の奥部に押し込む曲面形
   状であり、上記心合わせ用ナットと上記抑えボルトとの
   間には、これら心合わせ用ナットと抑えボルトとの相対
   回転に要するトルクを大きくする為のトルク増大手段が
   設けられており、このトルク増大手段は、上記１対の抑
   え板部の抑え面を上記１対の外側平面に強く押し付ける
   べく、上記ねじ孔に螺合した上記抑えボルトを強く緊締
   した状態では、この抑えボルトと上記心合わせ用ナット
   との相対回転を許容するものである事を特徴とするシャ
   フトと自在継手のヨークとの結合部。