JP2000230518A - 自在継手と軸体との結合構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 自在継手と軸体との結合構造において、低コ
スト化と結合作業の容易化を図る。 【解決手段】 自在継手５の一方のヨーク２１にその軸
方向に凹入し且つ非円形の断面形状をもつ嵌挿穴２４を
設ける一方、軸体４の端部４ｂを上記ヨーク２１の嵌挿
穴２４に対応する非円形の断面形状とし、上記軸体４の
端部４ｂを、樹脂材で構成された筒状のインサート体２
５を介して上記嵌挿穴２４に圧入して結合する。かかる
構成によれば、上記軸体４の端部４ｂの外周面と上記ヨ
ーク２１の嵌挿穴２４の内周面とが上記インサート体２
５を介して軸心回りで係合することでこれら両者間にお
いて回転トルクの伝達が行われる。また、上記嵌挿穴２
４と上記軸体の端部４ｂとの間にインサート体２５が介
在されていることで、上記嵌挿穴２４に対する上記軸体
４の端部４ｂの進退移動がスムーズとなり、例えばチィ
ルト操作に伴う操作力の軽減が図れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、自在継手と軸体
との結合構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば、車両のステアリング機構におい
ては、エンジンルーム内に配置されるラック＆ピニオン
機構と車室内に配置されるステアリングシャフトとを回
転力伝達可能に連結するために、通常、上記ラック＆ピ
ニオン機構とステアリングシャフトとの間に中間軸を配
置し、該ラック＆ピニオン機構と中間軸の一端とを一方
の自在継手で、また上記ステアリングシャフトと上記中
間軸の他端とを他の自在継手で、それぞれ結合する構造
が採用される（図１を参照）。

【０００３】ところで、これら二つの自在継手は、共
に、所定の交差角をもって配置された一対の軸体間にお
いて回転トルクの伝達を行うことを本来的な機能とする
ものであるが、これに加えて、特にステアリングシャフ
トと中間軸との間に配置される自在継手においては、例
えばステアリングシャフトがチィルト機構を備えている
場合には、該ステアリングシャフトがチィルト操作され
ることで該ステアリングシャフトの先端部、即ち、自在
継手との結合部はチィルト支持点を中心にして上下方向
に回動し、これに伴って自在継手の一対のヨーク同士を
連結する自在ピンの位置が上下方向に移動し（図１のス
テアリング軸線Ｌ₁，Ｌ₂参照）、一方の自在継手の自在
ピンと他方の自在継手の自在ピンとの距離が変化するこ
とになる。また、例えば、車両の衝突によりラック＆ピ
ニオン機構がステアリングシャフト側に押し出されるよ
うな場合にも、上記一対の自在継手の自在ピン相互間の
距離が変化することになる。

【０００４】このような一対の自在継手の自在ピン相互
間の距離の変化を吸収する手段として、上記ステアリン
グシャフト側に配置される自在継手の中間軸側のヨーク
と中間軸との結合を、回転トルクの伝達が可能で且つ軸
方向に相対移動し得る構成とするのが従来一般的であ
る。

【０００５】かかる機能を発揮し得る自在継手と軸体と
の結合構造として、従来より種々の構造が提案されてお
り、現在の市場において最もポピラーな構造を図６及び
図７に示す。

【０００６】図６に示すものは、中間軸６２を、軸部６
２ａと該軸部６２ａの一端に設けられたフランジ部６２
ｂとからなる「Ｔ」字状の形態とし、該中間軸６２のフ
ランジ部６２ｂとヨーク６１の端部との間に、円盤形態
をもつラバーカップリング６３を配置し、該ラバーカッ
プリング６３の弾性変形力によってトルク伝達を行うと
ともに、該ラバーカップリング６３の過大な捩れを防止
するとともにその軸方向への変位を規制するために、該
ラバーカップリング６３の両面にそれぞれトルクストッ
パー６４，６４を配置している。さらに、中間軸６２と
ヨーク６１とをボルト６５で締着する構成であるため、
上記ラバーカップリング６３の「ヘタリ」による６５の
緩み止めを行うべく、該ラバーカップリング６３のボル
ト貫通部分にはスペーサ（図示省略）が配置されてい
る。

【０００７】一方、図７に示すものは、中間軸５２の端
部外周にセレーション５６を形成するとともに、このセ
レーション５６の外側にスリーブ５３を嵌挿している。
そして、上記ヨーク５１内に上記スリーブ５３を嵌挿
し、これら両者間に、モールドされたラバー５４ａの外
周に外筒５４ｂを備えたラバーブッシュ５４を圧入し、
これによって上記ヨーク５１と上記中間軸５２とを結合
するようになっている。また、万一、上記ラバー５４ａ
が切損した場合の操舵不能を回避する等の目的で、上記
スリーブ５３の外径部にトルクストッパー５５が圧入さ
れ、上記ヨーク５１に設けられた溝（図示省略）との間
でトルク伝達を行うようにしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これら従来
の自在継手と軸体との結合構造は、共に、構成部品の点
数が多く、構造が複雑で且つその加工も容易ではないこ
とからコストアップの一因となっていた。また、自在継
手と中間軸との結合部分の近傍には、通常、ブレーキペ
ダル等の部材が配置されているため、特に、図６のラバ
ーカップリングタイプのものにおいてはその径寸法が比
較的大きいことから、該ブレーキペダル等との干渉回避
という点から、スペース的な制約を受けるという問題も
あった。

【０００９】そこで本願発明では、構造が簡単で且つ部
品点数が少なく低コストで、しかも結合作業を容易且つ
迅速に行うことができるようにした自在継手と軸体との
結合構造を提案することを目的としてなされたものであ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本願発明ではかかる課題
を解決するための具体的手段として次のような構成を採
用している。

【００１１】本願の第１の発明では、一対のヨーク２
１，２２を備えた自在継手５の一方のヨーク２１とこれ
に結合される軸体４との結合構造において、上記一方の
ヨーク２１に、その軸方向に凹入し且つ非円形の断面形
状をもつ嵌挿穴２４を設ける一方、上記軸体４の端部４
ｂを上記ヨーク２１の嵌挿穴２４に対応する非円形の断
面形状とし、上記軸体４の端部４ｂを、樹脂材で構成さ
れた筒状のインサート体２５を介して上記ヨーク２１の
嵌挿穴２４に圧入したことを特徴としている。

【００１２】本願の第２の発明では、上記第１の発明に
かかる自在継手と軸体との結合構造において、上記軸体
４の端部４ｂと上記インサート体２５の間に、適度の弾
性をもつ弾性ブッシュ２６を介在させたことを特徴とし
ている。

【００１３】

【発明の効果】本願発明では、かかる構成とすることに
より次のような効果が得られる。 本願の第１の発明にかかる自在継手と軸体との結合
構造によれば、上記自在継手５の一方のヨーク２１の嵌
挿穴２４と、これに嵌挿される上記軸体４の端部４ｂと
が、共に非円形の断面形状をもつとともに、これら両者
間に樹脂材で構成された筒状のインサート体２５が介在
されているので、上記軸体４の端部４ｂの外周面と上記
ヨーク２１の嵌挿穴２４の内周面とが上記インサート体
２５を介して軸心回りで係合することでこれら両者間に
おいて回転トルクの伝達が行われる。

【００１４】また、上記ヨーク２１の嵌挿穴２４とこれ
に嵌挿される上記軸体の端部４ｂとの間に樹脂材で構成
された筒状のインサート体２５が介在されていること
で、該インサート体２５が有する摺動性によって、上記
ヨーク２１の嵌挿穴２４に対して上記軸体４の端部４ｂ
がスムーズに進退移動可能とされ、これにより、上記一
方の自在継手３の自在ピン１３と他方の自在継手５の自
在ピン２３との間隔調整が可能となる。この結果、例え
ば、ステアリングシャフト２のチィルト操作時において
は、チィルト操作に伴う上記自在継手５の自在ピン２３
の上下移動が容易となり、それだけチィルト操作の操作
力の軽減が可能となる。また、車両の衝突に伴って上記
ラック＆ピニオン機構１がステアリングシャフト２側へ
移動するような場合においても、かかる変位が、上記自
在継手５の上記ヨーク２１と上記軸体４の端部４ｂとの
摺動変位によって吸収され、該ステアリングシャフト２
の車室側への後退変位が抑制され、衝突時における乗員
保護性能が向上することになる。

【００１５】 本願の第２の発明によれば、上記に
記載の効果に加えて次のような特有の効果が奏せられ
る。即ち、この発明にかかる自在継手と軸体との結合構
造によれば、上記軸体４の端部４ｂと上記インサート体
２５の間に、適度の弾性をもつ弾性ブッシュ２６を介在
させているので、該弾性ブッシュ２６の振動減衰機能に
より、車両の走行時における路面側から上記ステアリン
グシャフト２側に伝達される振動が該弾性ブッシュ２６
において効果的に吸収され、振動が少なく商品価値の高
い結合構造が得られるものである。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本願発明にかかる自在継手
と軸体との結合構造を、好適な実施形態に基づいて具体
的に説明する。

【００１７】第１の実施形態 図１には、本願発明にかかる結合構造が適用された自動
車のステアリング機構Ｚ部分を示している。このステア
リング機構Ｚは、フロントアンダーパネル１０により車
体前後方向に区画されたエンジンルームＡと車室Ｂとの
間に跨がって設けられており、同図において符号１はエ
ンジンルームＡ内に配置されたラック＆ピニオン機構で
あり、符号２はステアリング支持メンバー９に支持され
た状態で車室Ｂ側に配置されたステアリングシャフトで
あり、このエンジンルームＡ側のラック＆ピニオン機構
１と車室Ｂ側にチィルト操作可能に配置されたステアリ
ングシャフト２とを次述の回転伝達機構Ｘを介して連結
し、上記ステアリングシャフト２側の回転変位を上記ラ
ック＆ピニオン機構１に伝達して操舵作用を行わしめる
とともに、上記ステアリングシャフト２のチィルト操作
に伴う上記ラック＆ピニオン機構１と上記ステアリング
シャフト２との間隔の変化を吸収し得るようになってい
る。

【００１８】上記回転伝達機構Ｘは、次述の第１自在継
手３と第２自在継手５及びこれらの中間に位置する中間
軸４とで構成されている。

【００１９】上記第１自在継手３は、一対の第１ヨーク
１１と第２ヨーク１２を自在ピン１３により連結して構
成され、該第１ヨーク１１側には上記ラック＆ピニオン
機構１側の入力軸１ａが結合され、また上記第２ヨーク
１２には上記中間軸４の一端４ａが結合ボルト３１によ
って結合固定されている。

【００２０】上記第２自在継手５は、本願発明が対象と
する自在継手に該当するもので、一対の第１ヨーク２１
と第２ヨーク２２とを自在ピン２３により連結して構成
される。そして、上記第１ヨーク２１側には上記中間軸
４の他端４ｂが結合され、また上記第２ヨーク２２には
上記ステアリングシャフト２の先端が結合される。そし
て、上記第２自在継手５の上記第１ヨーク２１（特許請
求の範囲中の「ヨーク２１」に該当する）と上記中間軸
４（特許請求の範囲中の「軸体４」に該当する）の他端
４ｂとの結合部分に本願発明に係る結合構造が適用され
ている。以下、この第２自在継手５の上記第１ヨーク２
１と上記中間軸４の他端４ｂとの結合部分の構造を、図
２〜図５に示す実施形態に基づいて具体的に説明する。

【００２１】上記第２自在継手５の第１ヨーク２１は、
図２及び図３に示すように、胴部２１ａと該胴部２１ａ
に連続してその軸方向前方へ延出する左右一対の板体で
なる連結部２１ｂとを備えている。この第１ヨーク２１
の胴部２１ａには、その端面２１ｃに開口し且つその軸
方向に凹入する略矩形の断面形状（即ち、非円形の断面
形状）をもつ嵌挿穴２４が形成されている。

【００２２】一方、上記中間軸４の他端４ｂは、上記第
１ヨーク２１の上記嵌挿穴２４内に、次述のインサート
体２５を介して圧入されるものであって、上記嵌挿穴２
４の断面形状に対応し且つこれよりも所定寸法だけ小さ
な寸法（具体的には、次述のインサート体２５の厚さ寸
法に近い寸法）をもっている。

【００２３】上記インサート体２５は、適宜の樹脂材に
より、上記嵌挿穴２４の断面形状に対応するような周形
状をもつ筒体であって、この実施形態において、上記中
間軸４の他端４ｂの外周にモールド成形により形成し、
又は別体に型成形した後、上記中間軸４の他端４ｂに圧
入するようにしている。

【００２４】このように構成された上記第２自在継手５
の第１ヨーク２１に対して上記中間軸４の他端４ｂを結
合するが、この場合、上記中間軸４の他端４ｂに上記イ
ンサート体２５をモールドし、又は圧入したのち、これ
を上記第１ヨーク２１の嵌挿穴２４に圧入し、これら両
者を結合する。尚、このように、上記中間軸４の他端４
ｂに上記第２自在継手５の第１ヨーク２１を結合したの
ち、上記中間軸４の一端４ａを結合ボルト３１によって
上記第１自在継手３の第２ヨーク１２に結合することで
すべての結合作業が完了する。

【００２５】このように、上記中間軸４の他端４ｂと上
記第２自在継手５の第１ヨーク２１とを結合した状態に
おいては、該第１ヨーク２１の嵌挿穴２４と、これに嵌
挿される上記中間軸４の端部４ｂとが、共に略矩形の断
面形状をもち、且つこれら両者間に樹脂材でなる上記イ
ンサート体２５が介在されているので、該中間軸４の端
部４ｂの外周面と上記第１ヨーク２１の嵌挿穴２４の内
周面とが上記インサート体２５を介して軸心回りで係合
することでこれら両者間において回転トルクの伝達が行
われる。従って、従来の結合構造の如き「トルクストッ
パー」の設置は不要であり、それだけ部品点数の低減と
構造の簡略化が図られる。

【００２６】また、上記第１ヨーク２１の嵌挿穴２４と
これに嵌挿される上記中間軸４の端部４ｂとの間に上記
インサート体２５が介在されていることで、該インサー
ト体２５が有する摺動性によって、上記第１ヨーク２１
の嵌挿穴２４に対して上記中間軸４の端部４ｂがスムー
ズに進退移動可能とされる。このような上記嵌挿穴２４
に対する上記中間軸４の他端４ｂの進退移動によって、
上記第１自在継手３の自在ピン１３と上記第２自在継手
５の自在ピン２３との間隔調整作用が可能となり、例え
ば、ステアリングシャフト２のチィルト操作に伴う上記
第２自在継手５の自在ピン２３の高さ位置の変化が容易
となり、それだけチィルト操作に伴う操作力の軽減が可
能となる。また、車両の衝突に伴って上記ラック＆ピニ
オン機構１がステアリングシャフト２側へ移動する場合
においても、かかる移動が上記第２自在継手５の上記第
１ヨーク２１と上記中間軸４の端部４ｂとの摺動変位に
よって吸収され、該ステアリングシャフト２が車室側へ
後退変位するのが抑制され、それだけ衝突時における乗
員保護性能が向上することになる。

【００２７】第２の実施形態 図４及び図５には、本願発明の第２の実施形態にかかる
結合構造を示している。この実施形態のものは、上記第
１の実施形態にかかる結合構造と基本的な構成を同じに
するものであって、第２自在継手５の第１ヨーク２１の
胴部２１ａに嵌挿穴２４を形成し、この嵌挿穴２４に、
上記中間軸４の他端４ｂを圧入してこれら両者を結合す
るものである。そして、この実施形態のものが上記第１
の実施形態のものと異なる点は、上記第１ヨーク２１の
嵌挿穴２４と中間軸４の他端４ｂとの間に、インサート
体２５のみならず、これに加えて次述の弾性ブッシュ２
６が設けられている点である。

【００２８】上記弾性ブッシュ２６は、上記中間軸４の
他端４ｂの表面に、ラバー材を、モールドにより、又は
伸ばしにより、取り付けて構成される。そして、この弾
性ブッシュ２６の上側に上記インサート体２５が圧入さ
れており、上記中間軸４の他端４ｂは、上記弾性ブッシ
ュ２６とインサート体２５とを取り付けた状態のまま、
上記第１ヨーク２１の嵌挿穴２４に圧入される。

【００２９】このように、上記第１ヨーク２１の嵌挿穴
２４と上記中間軸４の他端４ｂとの間に上記インサート
体２５と弾性ブッシュ２６とを介在させることで、上記
第１の実施形態にかかる結合構造の場合と同様の作用効
果が得られることは勿論であるが、さらにこれに加え
て、上記弾性ブッシュ２６の振動減衰機能により、車両
の走行時における路面側から上記ステアリングシャフト
２側に伝達される振動が該弾性ブッシュ２６部分におい
て効果的に吸収され、それだけ振動伝達が少なく商品価
値の高い結合構造が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本願発明の第１の実施形態に係る自在継手と軸
体との結合構造が適用された自動車のステアリング機構
の構成説明図である。

【図２】図１に示したステアリング機構の自在継手部分
の拡大図である。

【図３】図２に示した自在継手の第１ヨークと軸体との
結合構造を示す分解斜視図である。

【図４】本願発明の第２の実施形態にかかる自在継手と
軸体との結合構造を示す斜視図である。

【図５】図４に示した自在継手のヨークと軸体との結合
構造を示す分解斜視図である。

【図６】従来の自在継手のヨークと軸体との結合構造を
示す斜視図である。

【図７】従来の自在継手のヨークと軸体との結合構造を
示す斜視図である。

【符号の説明】 １はラック＆ピニオン機構、２はステアリングシャフ
ト、３は第１自在継手、４は中間軸、５は第２自在継
手、９はステアリング支持メンバー、１０はフロントア
ンダーパネル、１１及び１２はヨーク、１３は自在ピ
ン、２１及び２２はヨーク、２３は自在ピン、２４は嵌
挿穴、２５はインサート体、２６は弾性ブッシュ、３１
は結合ボルト、３２はナット、Ａはエンジンルーム、Ｂ
は車室、Ｌ₁及びＬ₂はステアリング軸線、Ｘは回転伝達
機構、Ｚはステアリング機構である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D030 DC22 DC40 3J039 AA03 BB02 3J105 AA02 AA03 AA06 AB06 AB48 AB49 AC03 BA06 BB03 BB22 BC25

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のヨーク（２１），（２２）を備え
   た自在継手（５）の一方のヨーク（２１）とこれに結合
   される軸体（４）との結合構造であって、 上記一方のヨーク（２１）には、その軸方向に凹入し且
   つ非円形の断面形状をもつ嵌挿穴（２４）が設けられる
   一方、 上記軸体（４）の端部（４ｂ）は上記ヨーク（２１）の
   嵌挿穴（２４）に対応する非円形の断面形状を有し、 上記軸体（４）の端部（４ｂ）が、樹脂材で構成された
   筒状のインサート体（２５）を介して上記ヨーク（２
   １）の嵌挿穴（２４）に圧入されていることを特徴とす
   る自在継手と軸体との結合構造。
2. 【請求項２】 請求項１において、 上記軸体（４）の端部（４ｂ）と上記インサート体（２
   ５）の間に、適度の弾性をもつ弾性ブッシュ（２６）が
   介在されていることを特徴とする自在継手と軸体との結
   合構造。