継手ヨークおよび継手
【課題】ステアリングシャフト等の軸を連結するためにフランジを撓ませるスリットを設けた構成において、腕部の変形を抑制しつつ、当該軸との強固な連結状態を確保できる継手ヨーク、および、この継手ヨークを備える継手を提供すること。
【解決手段】第１継手ヨーク２１は、基部２５と、１対の腕部２６と、スリット２７と、スリット２７を挟んで対向する１対のフランジ２８とを含む。基部２５は、一端２５Ａ側からステアリング軸３が嵌め合わされる挿通孔２９を有している。１対の腕部２６は、一端２５Ａ側と逆方向へ延び出ており、十字軸２３が嵌め込まれる嵌合穴３１を有している。スリット２７は、基部２５の一端２５Ａ側から切り込まれ、徐々に幅Ｗが狭まっている。１対のフランジ２８は、それぞれに形成された各ボルト孔３３に共通のボルト５０が組み付けられることによって互いに接近して挿通孔２９を狭める。
【解決手段】第１継手ヨーク２１は、基部２５と、１対の腕部２６と、スリット２７と、スリット２７を挟んで対向する１対のフランジ２８とを含む。基部２５は、一端２５Ａ側からステアリング軸３が嵌め合わされる挿通孔２９を有している。１対の腕部２６は、一端２５Ａ側と逆方向へ延び出ており、十字軸２３が嵌め込まれる嵌合穴３１を有している。スリット２７は、基部２５の一端２５Ａ側から切り込まれ、徐々に幅Ｗが狭まっている。１対のフランジ２８は、それぞれに形成された各ボルト孔３３に共通のボルト５０が組み付けられることによって互いに接近して挿通孔２９を狭める。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のステアリング装置等に用いられて回転力を第１軸から第２軸へ伝達する継手、および、この継手を構成する継手ヨークに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、特許文献１に開示された自動車のステアリング装置は、ステアリングと、ステアリングに連結されたステアリングシャフトと、ステアリングシャフトにつながった中間シャフトと、中間シャフトにつながったステアリングギヤユニットとを備えている。ステアリングを操舵すると、その操舵トルク（ステアリングの回転力）は、ステアリングシャフトおよび中間シャフトを順に経てステアリングギヤユニットに伝えられ、ステアリングギヤユニットは、この操舵トルクに応じて車輪を転舵させる。ステアリングシャフトと中間シャフトとは同一直線上に存在しないのが一般的であり、特許文献１のステアリング装置では、ステアリングシャフトと中間シャフトとが自在継手によって連結されている。
【０００３】
この自在継手は、ステアリングシャフトの端部に連結されたヨークと、中間シャフトの端部に連結されたヨークと、十字軸とを含んでいる。各ヨークは、基部と、基部の軸方向先端縁から延出した１対の腕部とを備えている。基部は、ステアリングシャフトや中間シャフトの端部が挿通される挿通孔が形成された円筒状であり、基部の周上１箇所には、基部の軸線方向に延びて当該箇所を切断するスリットが形成されている。基部には、スリットを挟む１対のフランジが一体的に設けられている。各フランジには、基部の軸線方向と直交する方向に延びるボルト孔が形成されている。
【０００４】
ヨークでは、基部の挿通孔にステアリングシャフトや中間シャフトの端部を挿通してから、各フランジのボルト孔に共通のボルトを組み付けると、スリットの幅を狭めるように１対のフランジが互いに接近する方向へ撓み、これに応じて、挿通孔が狭まる。そのため、挿通孔に挿通されたステアリングシャフトや中間シャフトの端部と基部とが密着し、ヨークとステアリングシャフトや中間シャフトとが強固に連結される。
【０００５】
ヨークの各腕部には、円孔が形成されている。十字軸の４つの軸部のうち、同一直線上にある１対の軸部が、ステアリングシャフト側のヨークの各腕部の円孔に対して、軸受を介して挿通され、残り１対の軸部が、中間シャフト側のヨークの各腕部の円孔に対して、軸受を介して挿通されている。これにより、十字軸は、ステアリングシャフト側のヨークおよび中間シャフト側のヨークのそれぞれの各腕部によって回転自在に支持されている。よって、ステアリングを操舵すると、ステアリングの操舵トルクが、まず、ステアリングシャフトに伝達されることで、ステアリングシャフトを回転させ、次いで、十字軸を介してステアリングシャフトから中間シャフトに伝達されることで、中間シャフトも回転させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２９９７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載のヨークに形成されたスリットは、均一な幅を有する直線の帯状である。特許文献１の図２４（Ａ）に示すようにスリットが各腕部の円孔の近くまで延びていると、前述したように各フランジのボルト孔にボルトを組み付けて１対のフランジを互いに接近する方向へ撓ませたときに、腕部まで撓んでしまい、円孔が変形する虞がある。円孔が変形すると、円孔に挿通された十字軸の円滑な回転が阻害されるので、自在継手においてがたつきや異音が発生する虞がある。
【０００８】
かといって、特許文献１の図２４（Ｂ）に示すように、スリットを各腕部の円孔から遠ざけると、スリットが短くなってしまうので、今度は、１対のフランジが撓み難くなる。フランジの撓みが不足すると、基部の挿通孔があまり狭まらなくなるので、挿通孔に挿通されたステアリングシャフトや中間シャフトの端部と基部との密着度が低下し、ヨークとステアリングシャフトや中間シャフトとの連結状態が脆弱になる。なお、設計要求に応じてヨーク全体を小型化しなければならない場合には、スリットを長くすること自体が困難になる。
【０００９】
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、ステアリングシャフト等の軸を連結するためにフランジを撓ませるスリットを設けた構成において、腕部の変形を抑制しつつ、当該軸との強固な連結状態を確保できる継手ヨーク、および、この継手ヨークを備える継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、一端（２５Ａ）側から軸（３、５、７）が嵌め合わされる挿通孔（２９）を有する基部（２５）と、前記基部に一体的に設けられ、前記一端側と逆方向へ延び出ており、十字軸（２３）が嵌め込まれる嵌合穴（３１）が形成された１対の腕部（２６）と、前記挿通孔と連通するように前記基部に形成されたスリット（２７）であって、前記一端側から切り込まれ、前記挿通孔に沿って延びていて、徐々に幅（Ｗ）が狭まっているスリットと、前記基部に形成され、前記スリットを挟んで対向する１対の締付部（２８）であって、前記挿通孔の軸線方向と直交する方向に延びるボルト孔（３３）がそれぞれに形成されており、各ボルト孔に共通のボルト（５０）が組み付けられることによって互いに接近して前記挿通孔を狭めることにより、前記挿通孔に挿通された軸と前記基部とを密着させる締付部とを含むことを特徴とする、継手ヨーク（２１）である。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記スリットの幅は、前記一端側から、テーパー状に狭まっていることを特徴とする、請求項１記載の継手ヨークである。
請求項３記載の発明は、前記スリットの幅は、前記一端側から、階段状に狭まっていることを特徴とする、請求項１記載の継手ヨークである。
請求項４記載の発明は、前記スリットは、前記一端側から一定幅で切り込まれ、奥で幅が狭まっていることを特徴とする、請求項１記載の継手ヨークである。
【００１２】
請求項５記載の発明は、前記基部において前記挿通孔を区画する内周面には、セレーション（３０）が形成されており、前記基部は、前記挿通孔に挿通された軸とセレーション嵌合することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の継手ヨークである。
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の継手ヨークを含むことを特徴とする、継手（４、６）である。
【００１３】
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、基部の一端側から切り込まれたスリットでは、当該一端側から離れるのに従って徐々に幅が狭まっているので、スリットを挟む１対の締付部は、当該一端側へ近付くのに従って肉薄になっている。このようにすれば、スリットを短くしてスリットの奥部分（前記一端から最も離れた部分）を腕部から遠ざけつつ、１対の締付部を撓み易くすることができる。これにより、各締付部のボルト孔にボルトを組み付けたときに、１対の締付部が良好に撓んで挿通孔が狭まることによって基部と挿通孔内の軸とが密着する一方で、腕部までもが撓むことを抑制できる。その結果、腕部の変形を抑制しつつ、当該軸と基部との強固な連結状態を確保できる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、幅がテーパー状に狭まったスリットは、当該スリットと同形状の歯を有するフライス工具等によって簡単に形成できる。
請求項３記載の発明によれば、スリットの幅を、階段状に狭めることによって、細かく調整できる。
請求項４記載の発明によれば、スリットの奥で幅を狭めるだけでも、１対の締付部を撓み易くすることができる。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、１対の締付部が良好に撓んで挿通孔が狭まることによって、基部の内周面のセレーションと軸のセレーションとが噛み合って密着することから、基部と当該軸とをより強固に連結することができる。
請求項６記載の発明によれば、このような継手ヨークを含む継手では、継手ヨークにおいて、腕部の変形を抑制しつつ、基部の挿通孔に挿通された軸と基部との強固な連結状態を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１において自在継手４および自在継手６ならびにこれらの周囲の部分を抜き出して示した図である。
【図３】図３は、自在継手４（自在継手６）の周辺におけるステアリング装置１の分解斜視図である。
【図４】図４（ａ）は、第１ヨーク２１の斜視図であり、図４（ｂ）は、第１ヨーク２１を図４（ａ）とは別の方向から見た斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、互いに連結された状態にある第１ヨーク２１およびステアリング軸３の側面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図６】図６（ａ）は、比較例に係る第１継手ヨーク２１の側面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る第１継手ヨーク２１の側面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＤ−Ｄ線における断面図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態に係る第１継手ヨーク２１の側面図である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施形態に係る第１継手ヨーク２１の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。
図１を参照して、この実施形態におけるステアリング装置１は、操舵部材２と、ステアリング軸（ステアリングシャフト）３と、自在継手４と、中間軸５と、自在継手６と、ピニオン軸７と、ラックバー８と、ラックハウジング９とを主に含んでいる。
【００１９】
操舵部材２として、たとえば、ステアリング（ホイール）を用いることができる。操舵部材２には、ステアリング軸３の一端が連結されている。ステアリング軸３の他端と中間軸５の一端とが自在継手４によって連結されている。中間軸５の他端とピニオン軸７の一端とが自在継手６によって連結されている。ステアリング軸３と、中間軸５と、ピニオン軸７とは、同一直線上に存在しない。
【００２０】
ピニオン軸７の他端にはピニオン７Ａが一体的に設けられている。ラックバー８は、車幅方向（図１の左右方向）に長手の棒状である。ラックバー８には、ピニオン７Ａと噛み合うラック８Ａが形成されており、ピニオン軸７およびラックバー８によってラックアンドピニオン機構が構成されている。
ラックハウジング９は、車幅方向に長手の中空体であり、車体（図示せず）に固定されている。ラックバー８は、ラックハウジング９内に挿通され、ラックハウジング９によって、軸受等（図示せず）を介して支持されている。この状態で、ラックバー８は、車幅方向にスライド可能である。ラックバー８の両端部は、ラックハウジング９の両外側へ突出しており、ラックバー８の各端部には、タイロッド１０が連結されている。タイロッド１０は、ナックルアーム（図示せず）を介して転舵輪１１に連結されている。
【００２１】
このようなステアリング装置１において、操舵部材２が操舵されてステアリング軸３が回転されると、この回転がピニオン７Ａおよびラック８Ａによって、車幅方向に沿ったラックバー８のスライド（直線運動）に変換される。これにより、ラックバー８の両側の転舵輪１１の転舵が達成される。
図２は、図１において自在継手４および自在継手６ならびにこれらの周囲の部分を抜き出して示した図である。図３は、自在継手４（自在継手６）の周辺におけるステアリング装置１の分解斜視図である。
【００２２】
以下では、ステアリング装置１における自在継手４および自在継手６ならびにこれらの周囲の部分について詳しく説明する。
図２では、ステアリング軸３の一部、自在継手４の全体、中間軸５の全体、自在継手６の全体およびピニオン軸７の一部が図示されている。
図３を参照して、ステアリング軸３は、金属製の細長い円柱であり、その外径は、必要に応じて、軸線方向における任意の部分において縮径されたり拡径されたりしている。ステアリング軸３において、自在継手４に連結される端部３Ａの外周面には、全周に亘ってセレーション１５が形成されている。セレーション１５全体は、ステアリング軸３の軸線方向（長手方向）から見て、環状につながったぎざぎざになっている。端部３Ａには、位置決め溝１６が形成されている。位置決め溝１６は、Ｕ字状に窪みつつ端部３Ａの周方向に延びる環状である。位置決め溝１６は、端部３Ａに形成されたセレーション１５を、ステアリング軸３の軸線方向において二分している。
【００２３】
自在継手４は、第１継手ヨーク２１と、第２継手ヨーク２２と、十字軸２３と、軸受カップ２４とを含んでいる。
図４（ａ）は、第１ヨーク２１の斜視図であり、図４（ｂ）は、第１ヨーク２１を図４（ａ）とは別の方向から見た斜視図である。
第１継手ヨーク２１の説明にあたり、図３だけでなく、図４も参照する。第１継手ヨーク２１は、たとえば金属の鍛造によって形成されている。第１継手ヨーク２１は、図３においてステアリング軸３寄りにある基部２５と、１対の腕部２６と、スリット２７と、１対のフランジ２８（締付部）とを一体的に含んでいる。
【００２４】
基部２５は、中空体であり、この実施形態では、略円筒状である。図３では、略円筒状の基部２５の中心軸と、ステアリング軸３とが同一直線上に位置している。基部２５には、その中心軸が通る位置に挿通孔２９が形成されている。挿通孔２９は、基部２５を貫通する丸穴であり、挿通孔２９が、基部２５の中空部分を構成している。丸い挿通孔２９の中心軸（軸線）と基部２５の中心軸とは平行に延びている。基部２５において挿通孔２９を区画する内周面の全域には、セレーション３０が形成されている。セレーション３０全体は、基部２５の軸線方向（中心軸が延びる方向）から見て、環状につながったぎざぎざになっている。
【００２５】
１対の腕部２６のそれぞれは、基部２５の軸線方向に細長い薄板状であり、基部２５に一体的に設けられている。腕部２６は、図３の基部２５におけるステアリング軸３から遠い側の端部（図３における左端部）において、周方向に１８０°隔てた位置に１つずつ設けられており、基部２５から離れる方向（図３における左側）へ向けて延び出ている。そのため、基部２５および１対の腕部２６のまとまり（換言すれば、第１継手ヨーク２１の全体）を、基部２５の径方向外側から見ると、当該まとまりは、略Ｕ字状をなしている。基部２５では、１対の腕部２６の間の位置において、挿通孔２９が露出されている。１対の腕部２６は、平行に延びていて、それぞれの長さ方向における同じ位置には、嵌合穴３１が形成されている。嵌合穴３１は、基部２５の径方向において腕部２６を貫通する丸穴であり、腕部２６において基部２５から離れた先端部に形成されている。各腕部２６において、相手側の腕部２６と対向する面における先端には、段付き３２が形成されている。腕部２６において段付き３２が形成された部分は、他の部分よりも肉薄になっている。
【００２６】
スリット２７は、基部２５に形成されている。スリット２７は、基部２５の周上１箇所を、基部２５の軸線方向における一端２５Ａ側（図３においてステアリング軸３寄りの右端側）から切り込んでいる。当該周上１箇所は、１対の腕部２６のうちのいずれかの腕部２６（図３における上側の腕部２６）と周方向で同じ位置である。スリット２７は、挿通孔２９に沿って（換言すれば、基部２５の中心軸に沿って）延びていて、基部２５の当該周上１箇所を切断している。そのため、スリット２７は、その全域において挿通孔２９と連通している。なお、スリット２７は、周方向で同じ位置にある腕部２６の嵌合穴３１には届いていない（連通していない）。スリット２７については、以降でさらに説明する。また、一端２５Ａに関連して、各図における基部２５の他端には、符号２５Ｂを付している。各腕部２６は、他端２５Ｂから、一端２５Ａ側と逆方向へ延び出ている。
【００２７】
１対のフランジ２８は、基部２５において、スリット２７を形成するのに応じて必然的に形成された部分である。換言すれば、１対のフランジ２８は、基部２５においてスリット２７を挟んで対向する両側の部分である。１対のフランジ２８は、基部２５の軸線方向に沿って平行に延びる板状である。以降では、１対のフランジ２８のうち、一方（図３における手前側）をフランジ２８Ａとし、他方をフランジ２８Ｂと区別することがある。各フランジ２８には、ボルト孔３３が形成されている。各ボルト孔３３は、挿通孔２９の延びる方向（挿通孔２９の軸線方向）と直交する直交方向（１対のフランジ２８の対向方向でもある）に延びている。フランジ２８Ａのボルト孔３３と、フランジ２８Ｂのボルト孔３３とは、当該直交方向から見て一致している。フランジ２８Ｂのボルト孔３３における内周面にだけ、螺旋状のねじ部３４が形成されている。フランジ２８Ａの外面（図３における手前側の側面）において、ボルト孔３３が形成されている領域には、段付き３５が形成されている。フランジ２８Ａでは、段付き３５が形成された部分が、他の部分よりも肉薄になっている。
【００２８】
第２継手ヨーク２２は、金属製であり、第１継手ヨーク２１と同様に、たとえば鍛造で形成されている。第２継手ヨーク２２は、基部４０と、１対の腕部４１とを含んでいる。基部４０は、中間軸５と直交する方向に延びる棒状である。腕部４１は、基部４０の長手方向における両端部に１つずつ設けられており、基部４０と直交する方向（図３では第１継手ヨーク２１側）に延びる板状である。１対の腕部４１は、平行に延びていて、それぞれの長さ方向における同じ位置には、嵌合穴４２が形成されている。嵌合穴４２は、基部４０の長手方向において腕部４１を貫通する丸穴であり、腕部４１において基部４０から離れた先端部に形成されている。
【００２９】
十字軸２３は、ブロック状の中心部４５と、中心部４５から放射状に延び出た４つの軸部４６とを一体的に含んでいる。各軸部４６は円柱状であり、４つの軸部４６のうち、１対の軸部４６Ａは同一直線上にあり、残り１対の軸部４６Ｂは、軸部４６Ａと直交する方向に延びる同一直線上にある。そのため、４つの軸部４６は、全体で十字をなしている。
軸受カップ２４は、円筒状の蓋をなすカップ４８と、カップ４８内に嵌め込まれた環状の軸受４９とを含んでいる。カップ４８内に嵌め込まれた軸受４９は、カップ４８から外に露出されている。軸受４９として、環状に配置された複数のころやニードル（図示せず）を用いることができる。軸受カップ２４は、第１継手ヨーク２１の２つの腕部２６の嵌合穴３１と、第２継手ヨーク２２の２つの腕部４１の嵌合穴４２とに応じて、自在継手４全体で４つある。
【００３０】
このような自在継手４を組み立てつつ、ステアリング軸３および中間軸５と連結する手順について説明する。
まず、第１軸受ヨーク２１において各腕部２６の先端に治具（図示せず）を引っ掛けてこれらの腕部２６の間隔を一時的に広げる。その際、十字軸２３における１対の軸部４６Ａのうち、一方の軸部４６を、一方の腕部２６の嵌合穴３１に対して、１対の腕部２６の間から挿通し、他方の軸部４６を、他方の腕部２６の嵌合穴３１に対して、１対の腕部２６の間から挿通する。その後、治具を各腕部２６から外すと、腕部２６の弾性によって、１対の腕部２６の間隔が元の間隔まで狭まり、十字軸２３の１対の軸部４６Ａが、対応する腕部２６の嵌合穴３１に対して外れ不能に嵌め込まれた状態になる。
【００３１】
そして、各腕部２６の嵌合穴３１に対して、軸受カップ２４を外側から対向させる。このとき、軸受カップ２４では、カップ４８から露出された軸受４９が嵌合穴３１に対向するようにする。この状態で、軸受カップ２４を嵌合穴３１に接近させて、嵌合穴３１に嵌め込む。軸受カップ２４は、嵌合穴３１に対して圧入される。この際、各腕部２６の段付き３２には治具（図示せず）が引っ掛けられていて、各腕部２６が、軸受カップ２４の圧入に応じて撓まないようになっている。
【００３２】
軸受カップ２４の圧入が完了して状態では、各嵌合穴３１に嵌め込まれた軸受カップ２４の軸受４９の環状部分の内側に、対応する軸部４６Ａが挿通されており、十字軸２３は、第１軸受ヨーク２１の各腕部２６によって回転自在に支持されている。
次いで、第１軸受ヨーク２１と同じ手順で、治具（図示せず）を用いて第２軸受ヨーク２２の１対の腕部４１の間隔を一時的に広げる。その際、十字軸２３における残り１対の軸部４６Ｂのうち、一方の軸部４６を、一方の腕部４１の嵌合穴４２に対して、１対の腕部４１の間から挿通し、他方の軸部４６を、他方の腕部４１の嵌合穴４２に対して、１対の腕部４１の間から挿通する。その後、治具を各腕部４１から外すと、腕部４１の弾性によって、１対の腕部４１の間隔が元の間隔まで狭まり、十字軸２３の１対の軸部４６Ｂが、対応する腕部４１の嵌合穴４２に対して外れ不能に嵌め込まれた状態になる。
【００３３】
そして、各腕部４１の嵌合穴４２に軸受カップ２４を圧入によって嵌め込む。圧入が完了した状態では、各嵌合穴４２に嵌め込まれた軸受カップ２４の軸受４９の内側に、対応する軸部４６Ｂが挿通されており、十字軸２３は、第２軸受ヨーク２２の各腕部４１によって回転自在に支持されている。
以上によって、自在継手４が完成する。
【００３４】
図５（ａ）は、互いに連結された状態にある第１ヨーク２１およびステアリング軸３の側面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
以上のように完成した自在継手４において、図３に示すように、第１継手ヨーク２１の挿通孔２９に対して、基部２５の一端２５Ａ側からステアリング軸３の端部３Ａを挿通して嵌め合わせる。挿入後のステアリング軸３は、挿通孔２９と同軸状になっており、ステアリング軸３では、端部３Ａのセレーション１５と、基部２５の挿通孔２９のセレーション３０とが、噛み合っている（図５（ｂ）参照）。つまり、基部２５は、挿通孔２９に挿通されたステアリング軸３とセレーション嵌合している。このとき、端部３Ａの位置決め溝１６は、第１継手ヨーク２１の各フランジ２８のボルト孔３３と、ステアリング軸３の軸線方向において同じ位置にある（図５（ａ）参照）。
【００３５】
次いで、段付き３５が形成されたフランジ２８Ａ側に１本のボルト５０を配置する。このとき、ボルト５０では、頭部５０Ａよりもねじ部５０Ｂがフランジ２８Ａに近い位置にある。そして、ボルト５０をフランジ２８にねじ込んで、フランジ２８Ａのボルト孔３３と、フランジ２８Ｂのボルト孔３３とに、この順番でねじ部５０Ｂを通す。フランジ２８Ａのボルト孔３３を通ったねじ部５０Ｂは、ステアリング軸３の端部３Ａの位置決め溝１６に嵌り込んでからフランジ２８Ｂのボルト孔３３に通される（図５（ａ）および図５（ｃ）参照）。これにより、ステアリング軸３は、軸線方向において位置決めされ、基部２５の挿通孔２９から外れなくなる。
【００３６】
ボルト５０をある程度ねじ込むと、頭部５０Ａが段付き３５に収まるとともに、ねじ部５０Ｂが、フランジ２８Ｂのボルト孔３３におけるねじ部３４と噛み合う。この状態でさらにボルト５０を所定量ねじ込むと、頭部５０Ａによってフランジ２８Ａがフランジ２８Ｂ側へ押さえ付けられるとともに、フランジ２８Ｂがねじ部５０Ｂによってフランジ２８Ａ側へ引き寄せられることによって、フランジ２８Ａおよびフランジ２８Ｂがともに撓んで互いに接近する。このように各ボルト孔３３に共通のボルト５０が組み付けられることによってフランジ２８Ａおよびフランジ２８Ｂが互いに接近すると、これらのフランジ２８を有する基部２５全体が縮径し、挿通孔２９が狭まる。挿通孔２９が狭まったときの状態が、図５に示されている。挿通孔２９が狭まることにより、ステアリング軸３の端部３Ａのセレーション１５と、基部２５の挿通孔２９のセレーション３０とが、より強く噛み合っており、挿通孔２９に挿通されたステアリング軸３と基部２５とが密着している（図５（ｂ）参照）。なお、図５では、説明の便宜上フランジ２８Ａおよびフランジ２８Ｂがあまり撓んでいないように見えているが（図５（ａ）参照）、実際には、図２の自在継手６のフランジ２８Ａおよびフランジ２８Ｂのように撓んでいる。
【００３７】
以上により、自在継手４に対するステアリング軸３の連結が完了する。
また、図３を参照して、第２継手ヨーク２２の基部４０の長手方向中央部に、金属製の中間軸５の一端部５Ａを連結する。第２継手ヨーク２２と中間軸５とは、第１継手ヨーク２１の場合と同様にセレーション嵌合してもよいし、ねじ嵌合してもよい。これにより、自在継手４に対する中間軸５の連結が完了する。
【００３８】
なお、先に第１継手ヨーク２１にステアリング軸３を連結するとともに、第２継手ヨーク２２に中間軸５を連結してから、第１継手ヨーク２１および第２継手ヨーク２２に十字軸２３を組み付けてもよい。
また、図２を参照して、自在継手６は、自在継手４と同じ構成（第１継手ヨーク２１、第２継手ヨーク２２、十字軸２３および軸受カップ２４）を有していて、自在継手６の第１継手ヨーク２１とピニオン軸７とがセレーション嵌合し、自在継手６の第２継手ヨーク２２と中間軸５の他端部５Ｂとがセレーション嵌合またはねじ嵌合している。
【００３９】
なお、第２継手ヨーク２２と中間軸５とは、セレーション嵌合またはねじ嵌合によって連結する以外に、当初から一体成形品であってもよい。
次に、第１継手ヨーク２１についてさらに説明する。
図６（ａ）は、比較例に係る第１継手ヨーク２１の側面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。図７（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る第１継手ヨーク２１の側面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＤ−Ｄ線における断面図である。図８は、本発明の第２の実施形態に係る第１継手ヨーク２１の側面図である。図９は、本発明の第３の実施形態に係る第１継手ヨーク２１の側面図である。なお、図６〜図９における「側面図」とは、基部２５の径方向外側から見たときの側面図である。
【００４０】
図６に示す第１継手ヨーク２１では、スリット２７が、基部２５の軸線方向に沿って直線状に延びる帯状（換言すれば、細溝状）であり、その幅Ｗは、長さ方向（基部２５の軸線方向）における全域において一定である。この場合、挿通孔２９に挿通されたステアリング軸３と基部２５とが密着する程度にフランジ２８Ａおよびフランジ２８Ｂを撓ませるには、スリット２７を長くして、スリット２７の奥部分２７Ａ（基部２５の一端２５Ａから最も遠い部分）を腕部２６の嵌合穴３１に極力近付ける必要がある。このときのスリット２７の奥部分２７Ａと嵌合穴３１との間隔は、符号Ｘで示している。
【００４１】
一方、本発明の実施形態に係る第１継手ヨーク２１では、スリット２７の幅Ｗが、基部２５の一端２５Ａ側から奥部分２７Ａへ向かうに従って徐々に狭まっている（図７〜図９参照）。
具体的には、図７に示すように、スリット２７の幅Ｗは、一端２５Ａ側から、テーパー状に狭まっている。
【００４２】
図７の場合には、破線で示すように円中心から外周縁へ向かって肉薄となる円盤状のフライス工具１００を回転させながら、フライス工具１００によって、基部２５を一端２５Ａから切り込んでいく。すると、腕部２６側の奥部分２７Ａへ向かうに従ってテーパー状に幅狭となるスリット２７が形成される。
また、スリット２７の幅Ｗは、前述したテーパー状に狭まる以外に、図８に示すように、一端２５Ａ側から、階段状に狭まっていてもよい。階段状のスリット２７は、厚さの異なる複数のフライス工具１００で基部２５を一端２５Ａから順番に切り込んでいくことによって形成される。または、外周縁に向かって厚さが階段状に薄くなる１つのフライス工具１００を用いて、基部２５を一端２５Ａから一度に切削することによっても、階段状のスリット２７を形成することができる。
【００４３】
また、図９に示すように、スリット２７の幅Ｗを、一端２５Ａ側から、途中まで一定で、その後はテーパー状に狭めるようにしてもよい。この場合、スリット２７は、一端２５Ａ側から一定幅で切り込まれ、奥で幅Ｗが狭まっている。このようなスリット２７は、厚さが一定のフライス工具１００で基部２５を一端２５Ａから切り込んだ後に、外周縁へ向かって肉薄となる別のフライス工具１００によってさらに基部２５を切り込むことによって形成される。または、外周縁に向かう途中までの厚さが一定で当該途中から外周縁に向かってテーパー状に肉薄になる１つのフライス工具１００を用いて、基部２５を一端２５Ａから一度に切削することによっても、図９に示すスリット２７を形成することができる。
【００４４】
以上のように、本発明の場合、基部２５の一端２５Ａ側から切り込まれたスリット２７では、一端２５Ａ側から離れるのに従って徐々に幅Ｗが狭まっているので、スリット２７を挟む１対のフランジ２８は、一端２５Ａ側へ近付くのに従って肉薄になっている（図７（ａ）、図８および図９参照）。つまり、本発明の第１継手ヨーク２１では、各フランジ２８の剛性を、一端２５Ａに近付くのに従って意図的に低下させている。このようにすれば、スリット２７を短くしてスリット２７の奥部分（一端２５Ａから最も離れた部分）２７Ａを腕部２６（嵌合穴３１）から遠ざけつつ（図７〜図９における奥部分２７Ａと嵌合穴３１との間隔Ｙを参照）、１対のフランジ２８を撓み易くすることができる。これにより、図５を参照して、全長の短い小型の第１継手ヨーク２１であっても、各フランジ２８のボルト孔３３にボルト５０を組み付けたときに、１対のフランジ２８が良好に撓んで挿通孔２９が狭まることによって基部２５と挿通孔２９内のステアリング軸３とが密着する一方で、腕部２６までもが撓むことを抑制できる。その結果、腕部２６の変形を抑制しつつ、当該ステアリング軸３と基部２５との強固な連結状態を確保できる。
【００４５】
さらに、１対のフランジ２８が良好に撓んで挿通孔２９が狭まることによって、基部２５の内周面のセレーション３０とステアリング軸３のセレーション１５とが噛み合って密着することから、基部２５と当該ステアリング軸３とをより強固に連結することができる（図５（ｂ）参照）。
そして、図２を参照して、このような第１継手ヨーク２１を含む自在継手４では、第１継手ヨーク２１において、腕部２６の変形を抑制しつつ、基部２５の挿通孔２９に挿通されたステアリング軸３と基部２５との強固な連結状態を確保できる。同様に、第１継手ヨーク２１を含む自在継手６でも、第１継手ヨーク２１において、腕部２６の変形を抑制しつつ、基部２５の挿通孔２９に挿通されたピニオン軸７と基部２５との強固な連結状態を確保できる。
【００４６】
このように腕部２６の変形が抑制されれば、腕部２６の嵌合穴３１の変形が抑えられて嵌合穴３１の真円度が保たれるので、軸受カップ２４は、適正な状態で嵌合穴３１に嵌め込まれた状態にあり、十字軸２３を円滑に回転できるように支持できる（図２および図３参照）。これにより、十字軸２３周辺でのがたつきを抑えることができるので、異音発生を抑制し、十字軸２３回りにおける自在継手４、６の耐久性向上を図ることができる。また、ステアリング軸３やピニオン軸７と基部２５との強固な連結状態を確保できるので、自在継手４、６では、これらの軸と基部２５との連結部分での耐久性向上を図ることもできる。そして、このようながたつきを抑えることにより、操舵部材２（図１参照）の操舵フィーリング（つまり、操縦安定性）の向上を図ることもできる。
【００４７】
また、図７に示すように、幅Ｗがテーパー状に狭まったスリット２７は、当該スリット２７と同形状の歯を有するフライス工具１００によって簡単に形成できる。
また、図８に示すように、スリット２７の幅Ｗを、階段状に狭めることによって、細かく調整できる。また、図９に示すようにスリット２７の奥で幅Ｗを狭めるだけでも、１対のフランジ２８を撓み易くすることができる。
【００４８】
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、自在継手４および６において、第２継手ヨーク２２の構成が、第１継手ヨーク２１と同じであってもよい。また、この第１継手ヨーク２１および自在継手４（６）は、ステアリング装置１に限らず、同一直線上に存在しない２つの軸を連結するどのような装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
３…ステアリング軸、４…自在継手、５…中間軸、６…自在継手、７…ピニオン軸、２１…第１継手ヨーク、２３…十字軸、２５…基部、２５Ａ…一端、２６…腕部、２７…スリット、２８…フランジ、２９…挿通孔、３０…セレーション、３１…嵌合穴、３３…ボルト孔、５０…ボルト、Ｗ…幅
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のステアリング装置等に用いられて回転力を第１軸から第２軸へ伝達する継手、および、この継手を構成する継手ヨークに関する。
【背景技術】
【０００２】
たとえば、特許文献１に開示された自動車のステアリング装置は、ステアリングと、ステアリングに連結されたステアリングシャフトと、ステアリングシャフトにつながった中間シャフトと、中間シャフトにつながったステアリングギヤユニットとを備えている。ステアリングを操舵すると、その操舵トルク（ステアリングの回転力）は、ステアリングシャフトおよび中間シャフトを順に経てステアリングギヤユニットに伝えられ、ステアリングギヤユニットは、この操舵トルクに応じて車輪を転舵させる。ステアリングシャフトと中間シャフトとは同一直線上に存在しないのが一般的であり、特許文献１のステアリング装置では、ステアリングシャフトと中間シャフトとが自在継手によって連結されている。
【０００３】
この自在継手は、ステアリングシャフトの端部に連結されたヨークと、中間シャフトの端部に連結されたヨークと、十字軸とを含んでいる。各ヨークは、基部と、基部の軸方向先端縁から延出した１対の腕部とを備えている。基部は、ステアリングシャフトや中間シャフトの端部が挿通される挿通孔が形成された円筒状であり、基部の周上１箇所には、基部の軸線方向に延びて当該箇所を切断するスリットが形成されている。基部には、スリットを挟む１対のフランジが一体的に設けられている。各フランジには、基部の軸線方向と直交する方向に延びるボルト孔が形成されている。
【０００４】
ヨークでは、基部の挿通孔にステアリングシャフトや中間シャフトの端部を挿通してから、各フランジのボルト孔に共通のボルトを組み付けると、スリットの幅を狭めるように１対のフランジが互いに接近する方向へ撓み、これに応じて、挿通孔が狭まる。そのため、挿通孔に挿通されたステアリングシャフトや中間シャフトの端部と基部とが密着し、ヨークとステアリングシャフトや中間シャフトとが強固に連結される。
【０００５】
ヨークの各腕部には、円孔が形成されている。十字軸の４つの軸部のうち、同一直線上にある１対の軸部が、ステアリングシャフト側のヨークの各腕部の円孔に対して、軸受を介して挿通され、残り１対の軸部が、中間シャフト側のヨークの各腕部の円孔に対して、軸受を介して挿通されている。これにより、十字軸は、ステアリングシャフト側のヨークおよび中間シャフト側のヨークのそれぞれの各腕部によって回転自在に支持されている。よって、ステアリングを操舵すると、ステアリングの操舵トルクが、まず、ステアリングシャフトに伝達されることで、ステアリングシャフトを回転させ、次いで、十字軸を介してステアリングシャフトから中間シャフトに伝達されることで、中間シャフトも回転させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−２９９７０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１記載のヨークに形成されたスリットは、均一な幅を有する直線の帯状である。特許文献１の図２４（Ａ）に示すようにスリットが各腕部の円孔の近くまで延びていると、前述したように各フランジのボルト孔にボルトを組み付けて１対のフランジを互いに接近する方向へ撓ませたときに、腕部まで撓んでしまい、円孔が変形する虞がある。円孔が変形すると、円孔に挿通された十字軸の円滑な回転が阻害されるので、自在継手においてがたつきや異音が発生する虞がある。
【０００８】
かといって、特許文献１の図２４（Ｂ）に示すように、スリットを各腕部の円孔から遠ざけると、スリットが短くなってしまうので、今度は、１対のフランジが撓み難くなる。フランジの撓みが不足すると、基部の挿通孔があまり狭まらなくなるので、挿通孔に挿通されたステアリングシャフトや中間シャフトの端部と基部との密着度が低下し、ヨークとステアリングシャフトや中間シャフトとの連結状態が脆弱になる。なお、設計要求に応じてヨーク全体を小型化しなければならない場合には、スリットを長くすること自体が困難になる。
【０００９】
この発明は、かかる背景のもとでなされたもので、ステアリングシャフト等の軸を連結するためにフランジを撓ませるスリットを設けた構成において、腕部の変形を抑制しつつ、当該軸との強固な連結状態を確保できる継手ヨーク、および、この継手ヨークを備える継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
請求項１記載の発明は、一端（２５Ａ）側から軸（３、５、７）が嵌め合わされる挿通孔（２９）を有する基部（２５）と、前記基部に一体的に設けられ、前記一端側と逆方向へ延び出ており、十字軸（２３）が嵌め込まれる嵌合穴（３１）が形成された１対の腕部（２６）と、前記挿通孔と連通するように前記基部に形成されたスリット（２７）であって、前記一端側から切り込まれ、前記挿通孔に沿って延びていて、徐々に幅（Ｗ）が狭まっているスリットと、前記基部に形成され、前記スリットを挟んで対向する１対の締付部（２８）であって、前記挿通孔の軸線方向と直交する方向に延びるボルト孔（３３）がそれぞれに形成されており、各ボルト孔に共通のボルト（５０）が組み付けられることによって互いに接近して前記挿通孔を狭めることにより、前記挿通孔に挿通された軸と前記基部とを密着させる締付部とを含むことを特徴とする、継手ヨーク（２１）である。
【００１１】
請求項２記載の発明は、前記スリットの幅は、前記一端側から、テーパー状に狭まっていることを特徴とする、請求項１記載の継手ヨークである。
請求項３記載の発明は、前記スリットの幅は、前記一端側から、階段状に狭まっていることを特徴とする、請求項１記載の継手ヨークである。
請求項４記載の発明は、前記スリットは、前記一端側から一定幅で切り込まれ、奥で幅が狭まっていることを特徴とする、請求項１記載の継手ヨークである。
【００１２】
請求項５記載の発明は、前記基部において前記挿通孔を区画する内周面には、セレーション（３０）が形成されており、前記基部は、前記挿通孔に挿通された軸とセレーション嵌合することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の継手ヨークである。
請求項６記載の発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の継手ヨークを含むことを特徴とする、継手（４、６）である。
【００１３】
なお、上記において、括弧内の数字等は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１記載の発明によれば、基部の一端側から切り込まれたスリットでは、当該一端側から離れるのに従って徐々に幅が狭まっているので、スリットを挟む１対の締付部は、当該一端側へ近付くのに従って肉薄になっている。このようにすれば、スリットを短くしてスリットの奥部分（前記一端から最も離れた部分）を腕部から遠ざけつつ、１対の締付部を撓み易くすることができる。これにより、各締付部のボルト孔にボルトを組み付けたときに、１対の締付部が良好に撓んで挿通孔が狭まることによって基部と挿通孔内の軸とが密着する一方で、腕部までもが撓むことを抑制できる。その結果、腕部の変形を抑制しつつ、当該軸と基部との強固な連結状態を確保できる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、幅がテーパー状に狭まったスリットは、当該スリットと同形状の歯を有するフライス工具等によって簡単に形成できる。
請求項３記載の発明によれば、スリットの幅を、階段状に狭めることによって、細かく調整できる。
請求項４記載の発明によれば、スリットの奥で幅を狭めるだけでも、１対の締付部を撓み易くすることができる。
【００１６】
請求項５記載の発明によれば、１対の締付部が良好に撓んで挿通孔が狭まることによって、基部の内周面のセレーションと軸のセレーションとが噛み合って密着することから、基部と当該軸とをより強固に連結することができる。
請求項６記載の発明によれば、このような継手ヨークを含む継手では、継手ヨークにおいて、腕部の変形を抑制しつつ、基部の挿通孔に挿通された軸と基部との強固な連結状態を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係るステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。
【図２】図２は、図１において自在継手４および自在継手６ならびにこれらの周囲の部分を抜き出して示した図である。
【図３】図３は、自在継手４（自在継手６）の周辺におけるステアリング装置１の分解斜視図である。
【図４】図４（ａ）は、第１ヨーク２１の斜視図であり、図４（ｂ）は、第１ヨーク２１を図４（ａ）とは別の方向から見た斜視図である。
【図５】図５（ａ）は、互いに連結された状態にある第１ヨーク２１およびステアリング軸３の側面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図６】図６（ａ）は、比較例に係る第１継手ヨーク２１の側面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る第１継手ヨーク２１の側面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＤ−Ｄ線における断面図である。
【図８】図８は、本発明の第２の実施形態に係る第１継手ヨーク２１の側面図である。
【図９】図９は、本発明の第３の実施形態に係る第１継手ヨーク２１の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本発明の好ましい実施の形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。
図１を参照して、この実施形態におけるステアリング装置１は、操舵部材２と、ステアリング軸（ステアリングシャフト）３と、自在継手４と、中間軸５と、自在継手６と、ピニオン軸７と、ラックバー８と、ラックハウジング９とを主に含んでいる。
【００１９】
操舵部材２として、たとえば、ステアリング（ホイール）を用いることができる。操舵部材２には、ステアリング軸３の一端が連結されている。ステアリング軸３の他端と中間軸５の一端とが自在継手４によって連結されている。中間軸５の他端とピニオン軸７の一端とが自在継手６によって連結されている。ステアリング軸３と、中間軸５と、ピニオン軸７とは、同一直線上に存在しない。
【００２０】
ピニオン軸７の他端にはピニオン７Ａが一体的に設けられている。ラックバー８は、車幅方向（図１の左右方向）に長手の棒状である。ラックバー８には、ピニオン７Ａと噛み合うラック８Ａが形成されており、ピニオン軸７およびラックバー８によってラックアンドピニオン機構が構成されている。
ラックハウジング９は、車幅方向に長手の中空体であり、車体（図示せず）に固定されている。ラックバー８は、ラックハウジング９内に挿通され、ラックハウジング９によって、軸受等（図示せず）を介して支持されている。この状態で、ラックバー８は、車幅方向にスライド可能である。ラックバー８の両端部は、ラックハウジング９の両外側へ突出しており、ラックバー８の各端部には、タイロッド１０が連結されている。タイロッド１０は、ナックルアーム（図示せず）を介して転舵輪１１に連結されている。
【００２１】
このようなステアリング装置１において、操舵部材２が操舵されてステアリング軸３が回転されると、この回転がピニオン７Ａおよびラック８Ａによって、車幅方向に沿ったラックバー８のスライド（直線運動）に変換される。これにより、ラックバー８の両側の転舵輪１１の転舵が達成される。
図２は、図１において自在継手４および自在継手６ならびにこれらの周囲の部分を抜き出して示した図である。図３は、自在継手４（自在継手６）の周辺におけるステアリング装置１の分解斜視図である。
【００２２】
以下では、ステアリング装置１における自在継手４および自在継手６ならびにこれらの周囲の部分について詳しく説明する。
図２では、ステアリング軸３の一部、自在継手４の全体、中間軸５の全体、自在継手６の全体およびピニオン軸７の一部が図示されている。
図３を参照して、ステアリング軸３は、金属製の細長い円柱であり、その外径は、必要に応じて、軸線方向における任意の部分において縮径されたり拡径されたりしている。ステアリング軸３において、自在継手４に連結される端部３Ａの外周面には、全周に亘ってセレーション１５が形成されている。セレーション１５全体は、ステアリング軸３の軸線方向（長手方向）から見て、環状につながったぎざぎざになっている。端部３Ａには、位置決め溝１６が形成されている。位置決め溝１６は、Ｕ字状に窪みつつ端部３Ａの周方向に延びる環状である。位置決め溝１６は、端部３Ａに形成されたセレーション１５を、ステアリング軸３の軸線方向において二分している。
【００２３】
自在継手４は、第１継手ヨーク２１と、第２継手ヨーク２２と、十字軸２３と、軸受カップ２４とを含んでいる。
図４（ａ）は、第１ヨーク２１の斜視図であり、図４（ｂ）は、第１ヨーク２１を図４（ａ）とは別の方向から見た斜視図である。
第１継手ヨーク２１の説明にあたり、図３だけでなく、図４も参照する。第１継手ヨーク２１は、たとえば金属の鍛造によって形成されている。第１継手ヨーク２１は、図３においてステアリング軸３寄りにある基部２５と、１対の腕部２６と、スリット２７と、１対のフランジ２８（締付部）とを一体的に含んでいる。
【００２４】
基部２５は、中空体であり、この実施形態では、略円筒状である。図３では、略円筒状の基部２５の中心軸と、ステアリング軸３とが同一直線上に位置している。基部２５には、その中心軸が通る位置に挿通孔２９が形成されている。挿通孔２９は、基部２５を貫通する丸穴であり、挿通孔２９が、基部２５の中空部分を構成している。丸い挿通孔２９の中心軸（軸線）と基部２５の中心軸とは平行に延びている。基部２５において挿通孔２９を区画する内周面の全域には、セレーション３０が形成されている。セレーション３０全体は、基部２５の軸線方向（中心軸が延びる方向）から見て、環状につながったぎざぎざになっている。
【００２５】
１対の腕部２６のそれぞれは、基部２５の軸線方向に細長い薄板状であり、基部２５に一体的に設けられている。腕部２６は、図３の基部２５におけるステアリング軸３から遠い側の端部（図３における左端部）において、周方向に１８０°隔てた位置に１つずつ設けられており、基部２５から離れる方向（図３における左側）へ向けて延び出ている。そのため、基部２５および１対の腕部２６のまとまり（換言すれば、第１継手ヨーク２１の全体）を、基部２５の径方向外側から見ると、当該まとまりは、略Ｕ字状をなしている。基部２５では、１対の腕部２６の間の位置において、挿通孔２９が露出されている。１対の腕部２６は、平行に延びていて、それぞれの長さ方向における同じ位置には、嵌合穴３１が形成されている。嵌合穴３１は、基部２５の径方向において腕部２６を貫通する丸穴であり、腕部２６において基部２５から離れた先端部に形成されている。各腕部２６において、相手側の腕部２６と対向する面における先端には、段付き３２が形成されている。腕部２６において段付き３２が形成された部分は、他の部分よりも肉薄になっている。
【００２６】
スリット２７は、基部２５に形成されている。スリット２７は、基部２５の周上１箇所を、基部２５の軸線方向における一端２５Ａ側（図３においてステアリング軸３寄りの右端側）から切り込んでいる。当該周上１箇所は、１対の腕部２６のうちのいずれかの腕部２６（図３における上側の腕部２６）と周方向で同じ位置である。スリット２７は、挿通孔２９に沿って（換言すれば、基部２５の中心軸に沿って）延びていて、基部２５の当該周上１箇所を切断している。そのため、スリット２７は、その全域において挿通孔２９と連通している。なお、スリット２７は、周方向で同じ位置にある腕部２６の嵌合穴３１には届いていない（連通していない）。スリット２７については、以降でさらに説明する。また、一端２５Ａに関連して、各図における基部２５の他端には、符号２５Ｂを付している。各腕部２６は、他端２５Ｂから、一端２５Ａ側と逆方向へ延び出ている。
【００２７】
１対のフランジ２８は、基部２５において、スリット２７を形成するのに応じて必然的に形成された部分である。換言すれば、１対のフランジ２８は、基部２５においてスリット２７を挟んで対向する両側の部分である。１対のフランジ２８は、基部２５の軸線方向に沿って平行に延びる板状である。以降では、１対のフランジ２８のうち、一方（図３における手前側）をフランジ２８Ａとし、他方をフランジ２８Ｂと区別することがある。各フランジ２８には、ボルト孔３３が形成されている。各ボルト孔３３は、挿通孔２９の延びる方向（挿通孔２９の軸線方向）と直交する直交方向（１対のフランジ２８の対向方向でもある）に延びている。フランジ２８Ａのボルト孔３３と、フランジ２８Ｂのボルト孔３３とは、当該直交方向から見て一致している。フランジ２８Ｂのボルト孔３３における内周面にだけ、螺旋状のねじ部３４が形成されている。フランジ２８Ａの外面（図３における手前側の側面）において、ボルト孔３３が形成されている領域には、段付き３５が形成されている。フランジ２８Ａでは、段付き３５が形成された部分が、他の部分よりも肉薄になっている。
【００２８】
第２継手ヨーク２２は、金属製であり、第１継手ヨーク２１と同様に、たとえば鍛造で形成されている。第２継手ヨーク２２は、基部４０と、１対の腕部４１とを含んでいる。基部４０は、中間軸５と直交する方向に延びる棒状である。腕部４１は、基部４０の長手方向における両端部に１つずつ設けられており、基部４０と直交する方向（図３では第１継手ヨーク２１側）に延びる板状である。１対の腕部４１は、平行に延びていて、それぞれの長さ方向における同じ位置には、嵌合穴４２が形成されている。嵌合穴４２は、基部４０の長手方向において腕部４１を貫通する丸穴であり、腕部４１において基部４０から離れた先端部に形成されている。
【００２９】
十字軸２３は、ブロック状の中心部４５と、中心部４５から放射状に延び出た４つの軸部４６とを一体的に含んでいる。各軸部４６は円柱状であり、４つの軸部４６のうち、１対の軸部４６Ａは同一直線上にあり、残り１対の軸部４６Ｂは、軸部４６Ａと直交する方向に延びる同一直線上にある。そのため、４つの軸部４６は、全体で十字をなしている。
軸受カップ２４は、円筒状の蓋をなすカップ４８と、カップ４８内に嵌め込まれた環状の軸受４９とを含んでいる。カップ４８内に嵌め込まれた軸受４９は、カップ４８から外に露出されている。軸受４９として、環状に配置された複数のころやニードル（図示せず）を用いることができる。軸受カップ２４は、第１継手ヨーク２１の２つの腕部２６の嵌合穴３１と、第２継手ヨーク２２の２つの腕部４１の嵌合穴４２とに応じて、自在継手４全体で４つある。
【００３０】
このような自在継手４を組み立てつつ、ステアリング軸３および中間軸５と連結する手順について説明する。
まず、第１軸受ヨーク２１において各腕部２６の先端に治具（図示せず）を引っ掛けてこれらの腕部２６の間隔を一時的に広げる。その際、十字軸２３における１対の軸部４６Ａのうち、一方の軸部４６を、一方の腕部２６の嵌合穴３１に対して、１対の腕部２６の間から挿通し、他方の軸部４６を、他方の腕部２６の嵌合穴３１に対して、１対の腕部２６の間から挿通する。その後、治具を各腕部２６から外すと、腕部２６の弾性によって、１対の腕部２６の間隔が元の間隔まで狭まり、十字軸２３の１対の軸部４６Ａが、対応する腕部２６の嵌合穴３１に対して外れ不能に嵌め込まれた状態になる。
【００３１】
そして、各腕部２６の嵌合穴３１に対して、軸受カップ２４を外側から対向させる。このとき、軸受カップ２４では、カップ４８から露出された軸受４９が嵌合穴３１に対向するようにする。この状態で、軸受カップ２４を嵌合穴３１に接近させて、嵌合穴３１に嵌め込む。軸受カップ２４は、嵌合穴３１に対して圧入される。この際、各腕部２６の段付き３２には治具（図示せず）が引っ掛けられていて、各腕部２６が、軸受カップ２４の圧入に応じて撓まないようになっている。
【００３２】
軸受カップ２４の圧入が完了して状態では、各嵌合穴３１に嵌め込まれた軸受カップ２４の軸受４９の環状部分の内側に、対応する軸部４６Ａが挿通されており、十字軸２３は、第１軸受ヨーク２１の各腕部２６によって回転自在に支持されている。
次いで、第１軸受ヨーク２１と同じ手順で、治具（図示せず）を用いて第２軸受ヨーク２２の１対の腕部４１の間隔を一時的に広げる。その際、十字軸２３における残り１対の軸部４６Ｂのうち、一方の軸部４６を、一方の腕部４１の嵌合穴４２に対して、１対の腕部４１の間から挿通し、他方の軸部４６を、他方の腕部４１の嵌合穴４２に対して、１対の腕部４１の間から挿通する。その後、治具を各腕部４１から外すと、腕部４１の弾性によって、１対の腕部４１の間隔が元の間隔まで狭まり、十字軸２３の１対の軸部４６Ｂが、対応する腕部４１の嵌合穴４２に対して外れ不能に嵌め込まれた状態になる。
【００３３】
そして、各腕部４１の嵌合穴４２に軸受カップ２４を圧入によって嵌め込む。圧入が完了した状態では、各嵌合穴４２に嵌め込まれた軸受カップ２４の軸受４９の内側に、対応する軸部４６Ｂが挿通されており、十字軸２３は、第２軸受ヨーク２２の各腕部４１によって回転自在に支持されている。
以上によって、自在継手４が完成する。
【００３４】
図５（ａ）は、互いに連結された状態にある第１ヨーク２１およびステアリング軸３の側面図であり、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＡ−Ａ線における断面図であり、図５（ｃ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ線における断面図である。
以上のように完成した自在継手４において、図３に示すように、第１継手ヨーク２１の挿通孔２９に対して、基部２５の一端２５Ａ側からステアリング軸３の端部３Ａを挿通して嵌め合わせる。挿入後のステアリング軸３は、挿通孔２９と同軸状になっており、ステアリング軸３では、端部３Ａのセレーション１５と、基部２５の挿通孔２９のセレーション３０とが、噛み合っている（図５（ｂ）参照）。つまり、基部２５は、挿通孔２９に挿通されたステアリング軸３とセレーション嵌合している。このとき、端部３Ａの位置決め溝１６は、第１継手ヨーク２１の各フランジ２８のボルト孔３３と、ステアリング軸３の軸線方向において同じ位置にある（図５（ａ）参照）。
【００３５】
次いで、段付き３５が形成されたフランジ２８Ａ側に１本のボルト５０を配置する。このとき、ボルト５０では、頭部５０Ａよりもねじ部５０Ｂがフランジ２８Ａに近い位置にある。そして、ボルト５０をフランジ２８にねじ込んで、フランジ２８Ａのボルト孔３３と、フランジ２８Ｂのボルト孔３３とに、この順番でねじ部５０Ｂを通す。フランジ２８Ａのボルト孔３３を通ったねじ部５０Ｂは、ステアリング軸３の端部３Ａの位置決め溝１６に嵌り込んでからフランジ２８Ｂのボルト孔３３に通される（図５（ａ）および図５（ｃ）参照）。これにより、ステアリング軸３は、軸線方向において位置決めされ、基部２５の挿通孔２９から外れなくなる。
【００３６】
ボルト５０をある程度ねじ込むと、頭部５０Ａが段付き３５に収まるとともに、ねじ部５０Ｂが、フランジ２８Ｂのボルト孔３３におけるねじ部３４と噛み合う。この状態でさらにボルト５０を所定量ねじ込むと、頭部５０Ａによってフランジ２８Ａがフランジ２８Ｂ側へ押さえ付けられるとともに、フランジ２８Ｂがねじ部５０Ｂによってフランジ２８Ａ側へ引き寄せられることによって、フランジ２８Ａおよびフランジ２８Ｂがともに撓んで互いに接近する。このように各ボルト孔３３に共通のボルト５０が組み付けられることによってフランジ２８Ａおよびフランジ２８Ｂが互いに接近すると、これらのフランジ２８を有する基部２５全体が縮径し、挿通孔２９が狭まる。挿通孔２９が狭まったときの状態が、図５に示されている。挿通孔２９が狭まることにより、ステアリング軸３の端部３Ａのセレーション１５と、基部２５の挿通孔２９のセレーション３０とが、より強く噛み合っており、挿通孔２９に挿通されたステアリング軸３と基部２５とが密着している（図５（ｂ）参照）。なお、図５では、説明の便宜上フランジ２８Ａおよびフランジ２８Ｂがあまり撓んでいないように見えているが（図５（ａ）参照）、実際には、図２の自在継手６のフランジ２８Ａおよびフランジ２８Ｂのように撓んでいる。
【００３７】
以上により、自在継手４に対するステアリング軸３の連結が完了する。
また、図３を参照して、第２継手ヨーク２２の基部４０の長手方向中央部に、金属製の中間軸５の一端部５Ａを連結する。第２継手ヨーク２２と中間軸５とは、第１継手ヨーク２１の場合と同様にセレーション嵌合してもよいし、ねじ嵌合してもよい。これにより、自在継手４に対する中間軸５の連結が完了する。
【００３８】
なお、先に第１継手ヨーク２１にステアリング軸３を連結するとともに、第２継手ヨーク２２に中間軸５を連結してから、第１継手ヨーク２１および第２継手ヨーク２２に十字軸２３を組み付けてもよい。
また、図２を参照して、自在継手６は、自在継手４と同じ構成（第１継手ヨーク２１、第２継手ヨーク２２、十字軸２３および軸受カップ２４）を有していて、自在継手６の第１継手ヨーク２１とピニオン軸７とがセレーション嵌合し、自在継手６の第２継手ヨーク２２と中間軸５の他端部５Ｂとがセレーション嵌合またはねじ嵌合している。
【００３９】
なお、第２継手ヨーク２２と中間軸５とは、セレーション嵌合またはねじ嵌合によって連結する以外に、当初から一体成形品であってもよい。
次に、第１継手ヨーク２１についてさらに説明する。
図６（ａ）は、比較例に係る第１継手ヨーク２１の側面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図である。図７（ａ）は、本発明の第１の実施形態に係る第１継手ヨーク２１の側面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）のＤ−Ｄ線における断面図である。図８は、本発明の第２の実施形態に係る第１継手ヨーク２１の側面図である。図９は、本発明の第３の実施形態に係る第１継手ヨーク２１の側面図である。なお、図６〜図９における「側面図」とは、基部２５の径方向外側から見たときの側面図である。
【００４０】
図６に示す第１継手ヨーク２１では、スリット２７が、基部２５の軸線方向に沿って直線状に延びる帯状（換言すれば、細溝状）であり、その幅Ｗは、長さ方向（基部２５の軸線方向）における全域において一定である。この場合、挿通孔２９に挿通されたステアリング軸３と基部２５とが密着する程度にフランジ２８Ａおよびフランジ２８Ｂを撓ませるには、スリット２７を長くして、スリット２７の奥部分２７Ａ（基部２５の一端２５Ａから最も遠い部分）を腕部２６の嵌合穴３１に極力近付ける必要がある。このときのスリット２７の奥部分２７Ａと嵌合穴３１との間隔は、符号Ｘで示している。
【００４１】
一方、本発明の実施形態に係る第１継手ヨーク２１では、スリット２７の幅Ｗが、基部２５の一端２５Ａ側から奥部分２７Ａへ向かうに従って徐々に狭まっている（図７〜図９参照）。
具体的には、図７に示すように、スリット２７の幅Ｗは、一端２５Ａ側から、テーパー状に狭まっている。
【００４２】
図７の場合には、破線で示すように円中心から外周縁へ向かって肉薄となる円盤状のフライス工具１００を回転させながら、フライス工具１００によって、基部２５を一端２５Ａから切り込んでいく。すると、腕部２６側の奥部分２７Ａへ向かうに従ってテーパー状に幅狭となるスリット２７が形成される。
また、スリット２７の幅Ｗは、前述したテーパー状に狭まる以外に、図８に示すように、一端２５Ａ側から、階段状に狭まっていてもよい。階段状のスリット２７は、厚さの異なる複数のフライス工具１００で基部２５を一端２５Ａから順番に切り込んでいくことによって形成される。または、外周縁に向かって厚さが階段状に薄くなる１つのフライス工具１００を用いて、基部２５を一端２５Ａから一度に切削することによっても、階段状のスリット２７を形成することができる。
【００４３】
また、図９に示すように、スリット２７の幅Ｗを、一端２５Ａ側から、途中まで一定で、その後はテーパー状に狭めるようにしてもよい。この場合、スリット２７は、一端２５Ａ側から一定幅で切り込まれ、奥で幅Ｗが狭まっている。このようなスリット２７は、厚さが一定のフライス工具１００で基部２５を一端２５Ａから切り込んだ後に、外周縁へ向かって肉薄となる別のフライス工具１００によってさらに基部２５を切り込むことによって形成される。または、外周縁に向かう途中までの厚さが一定で当該途中から外周縁に向かってテーパー状に肉薄になる１つのフライス工具１００を用いて、基部２５を一端２５Ａから一度に切削することによっても、図９に示すスリット２７を形成することができる。
【００４４】
以上のように、本発明の場合、基部２５の一端２５Ａ側から切り込まれたスリット２７では、一端２５Ａ側から離れるのに従って徐々に幅Ｗが狭まっているので、スリット２７を挟む１対のフランジ２８は、一端２５Ａ側へ近付くのに従って肉薄になっている（図７（ａ）、図８および図９参照）。つまり、本発明の第１継手ヨーク２１では、各フランジ２８の剛性を、一端２５Ａに近付くのに従って意図的に低下させている。このようにすれば、スリット２７を短くしてスリット２７の奥部分（一端２５Ａから最も離れた部分）２７Ａを腕部２６（嵌合穴３１）から遠ざけつつ（図７〜図９における奥部分２７Ａと嵌合穴３１との間隔Ｙを参照）、１対のフランジ２８を撓み易くすることができる。これにより、図５を参照して、全長の短い小型の第１継手ヨーク２１であっても、各フランジ２８のボルト孔３３にボルト５０を組み付けたときに、１対のフランジ２８が良好に撓んで挿通孔２９が狭まることによって基部２５と挿通孔２９内のステアリング軸３とが密着する一方で、腕部２６までもが撓むことを抑制できる。その結果、腕部２６の変形を抑制しつつ、当該ステアリング軸３と基部２５との強固な連結状態を確保できる。
【００４５】
さらに、１対のフランジ２８が良好に撓んで挿通孔２９が狭まることによって、基部２５の内周面のセレーション３０とステアリング軸３のセレーション１５とが噛み合って密着することから、基部２５と当該ステアリング軸３とをより強固に連結することができる（図５（ｂ）参照）。
そして、図２を参照して、このような第１継手ヨーク２１を含む自在継手４では、第１継手ヨーク２１において、腕部２６の変形を抑制しつつ、基部２５の挿通孔２９に挿通されたステアリング軸３と基部２５との強固な連結状態を確保できる。同様に、第１継手ヨーク２１を含む自在継手６でも、第１継手ヨーク２１において、腕部２６の変形を抑制しつつ、基部２５の挿通孔２９に挿通されたピニオン軸７と基部２５との強固な連結状態を確保できる。
【００４６】
このように腕部２６の変形が抑制されれば、腕部２６の嵌合穴３１の変形が抑えられて嵌合穴３１の真円度が保たれるので、軸受カップ２４は、適正な状態で嵌合穴３１に嵌め込まれた状態にあり、十字軸２３を円滑に回転できるように支持できる（図２および図３参照）。これにより、十字軸２３周辺でのがたつきを抑えることができるので、異音発生を抑制し、十字軸２３回りにおける自在継手４、６の耐久性向上を図ることができる。また、ステアリング軸３やピニオン軸７と基部２５との強固な連結状態を確保できるので、自在継手４、６では、これらの軸と基部２５との連結部分での耐久性向上を図ることもできる。そして、このようながたつきを抑えることにより、操舵部材２（図１参照）の操舵フィーリング（つまり、操縦安定性）の向上を図ることもできる。
【００４７】
また、図７に示すように、幅Ｗがテーパー状に狭まったスリット２７は、当該スリット２７と同形状の歯を有するフライス工具１００によって簡単に形成できる。
また、図８に示すように、スリット２７の幅Ｗを、階段状に狭めることによって、細かく調整できる。また、図９に示すようにスリット２７の奥で幅Ｗを狭めるだけでも、１対のフランジ２８を撓み易くすることができる。
【００４８】
この発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。
たとえば、自在継手４および６において、第２継手ヨーク２２の構成が、第１継手ヨーク２１と同じであってもよい。また、この第１継手ヨーク２１および自在継手４（６）は、ステアリング装置１に限らず、同一直線上に存在しない２つの軸を連結するどのような装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【００４９】
３…ステアリング軸、４…自在継手、５…中間軸、６…自在継手、７…ピニオン軸、２１…第１継手ヨーク、２３…十字軸、２５…基部、２５Ａ…一端、２６…腕部、２７…スリット、２８…フランジ、２９…挿通孔、３０…セレーション、３１…嵌合穴、３３…ボルト孔、５０…ボルト、Ｗ…幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端側から軸が嵌め合わされる挿通孔を有する基部と、
前記基部に一体的に設けられ、前記一端側と逆方向へ延び出ており、十字軸が嵌め込まれる嵌合穴が形成された１対の腕部と、
前記挿通孔と連通するように前記基部に形成されたスリットであって、前記一端側から切り込まれ、前記挿通孔に沿って延びていて、徐々に幅が狭まっているスリットと、
前記基部に形成され、前記スリットを挟んで対向する１対の締付部であって、前記挿通孔の軸線方向と直交する方向に延びるボルト孔がそれぞれに形成されており、各ボルト孔に共通のボルトが組み付けられることによって互いに接近して前記挿通孔を狭めることにより、前記挿通孔に挿通された軸と前記基部とを密着させる締付部とを含むことを特徴とする、継手ヨーク。
【請求項２】
前記スリットの幅は、前記一端側から、テーパー状に狭まっていることを特徴とする、請求項１記載の継手ヨーク。
【請求項３】
前記スリットの幅は、前記一端側から、階段状に狭まっていることを特徴とする、請求項１記載の継手ヨーク。
【請求項４】
前記スリットは、前記一端側から一定幅で切り込まれ、奥で幅が狭まっていることを特徴とする、請求項１記載の継手ヨーク。
【請求項５】
前記基部において前記挿通孔を区画する内周面には、セレーションが形成されており、前記基部は、前記挿通孔に挿通された軸とセレーション嵌合することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の継手ヨーク。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の継手ヨークを含むことを特徴とする、継手。
【請求項１】
一端側から軸が嵌め合わされる挿通孔を有する基部と、
前記基部に一体的に設けられ、前記一端側と逆方向へ延び出ており、十字軸が嵌め込まれる嵌合穴が形成された１対の腕部と、
前記挿通孔と連通するように前記基部に形成されたスリットであって、前記一端側から切り込まれ、前記挿通孔に沿って延びていて、徐々に幅が狭まっているスリットと、
前記基部に形成され、前記スリットを挟んで対向する１対の締付部であって、前記挿通孔の軸線方向と直交する方向に延びるボルト孔がそれぞれに形成されており、各ボルト孔に共通のボルトが組み付けられることによって互いに接近して前記挿通孔を狭めることにより、前記挿通孔に挿通された軸と前記基部とを密着させる締付部とを含むことを特徴とする、継手ヨーク。
【請求項２】
前記スリットの幅は、前記一端側から、テーパー状に狭まっていることを特徴とする、請求項１記載の継手ヨーク。
【請求項３】
前記スリットの幅は、前記一端側から、階段状に狭まっていることを特徴とする、請求項１記載の継手ヨーク。
【請求項４】
前記スリットは、前記一端側から一定幅で切り込まれ、奥で幅が狭まっていることを特徴とする、請求項１記載の継手ヨーク。
【請求項５】
前記基部において前記挿通孔を区画する内周面には、セレーションが形成されており、前記基部は、前記挿通孔に挿通された軸とセレーション嵌合することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の継手ヨーク。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれかに記載の継手ヨークを含むことを特徴とする、継手。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−４７５４３（Ｐ２０１３−４７５４３Ａ）
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１８６００６（Ｐ２０１１−１８６００６）
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【公開日】平成２５年３月７日（２０１３．３．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月２９日（２０１１．８．２９）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
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