JPH0988994A - 軸継手用ヨーク、その製造方法および弾性軸継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】軸継手用ヨークにおいて、構成要素それぞれの
製作および組み立てを容易とし、低コスト化を図るこ
と。 【解決手段】同軸状の二本の軸を連結する軸継手２の一
方軸の軸端に設けられる筒形のヨーク５であって、周面
の１８０度対向位置の壁部５１，５２が互いにほぼ平行
に形成されているとともに、この平行な各壁部５１，５
２に軸端側へ向けて開放する切欠き５５，５６が形成さ
れている。切欠き５５，５６を形成するとき、平行な各
壁部５１，５２に対する打ち抜きとなり、特殊なパンチ
や受け治具が不要であるとともに、作業が簡単に行える
ようになる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同軸状の二本の軸
を連結する軸継手に用いるヨーク、その製造方法およ
び、同軸状の二本の軸を回転方向に弾性的な遊びをもつ
状態に結合する弾性軸継手に関する。

【０００２】

【従来の技術】図８は、一般的な自動車の操向機構部で
ある。図中、５０はハンドル、５１はステアリングシャ
フト、５２はステアリングギア装置（パワーステアリン
グ装置）の入力軸、５３，５４はクロスピンタイプのユ
ニバーサルジョイント、５５は弾性軸継手である。

【０００３】二つのユニバーサルジョイント５３，５４
の各一方ヨーク５３ａ，５４ａは、いずれも、円筒形に
形成され、その一方軸端において１８０度対向する二つ
の板片が突設されており、これらの板片には、互いに一
直線に貫通する透孔が形成されている。そして、このヨ
ークは、一般的に、円筒形のパイプにおいて不要部分
（相手ヨークとの干渉を回避する部分）を打ち抜くこと
により製作したり、あるいは平板を所要形状に打ち抜い
た後、円筒状に湾曲させて、突き合わせ部分を溶接する
ことにより製作している。

【０００４】そして、弾性軸継手５５は、車輪からハン
ドル５０への振動伝達を遮断するとともに、ハンドル操
作に弾性的な遊びをもたせるものである。この弾性軸継
手５５の詳細を、図９、図１０に示す。図中、５６は筒
軸、５７はシャフト、５８はダンパー、５９はストッパ
ーピンである。

【０００５】筒軸５６は、図８の下側のユニバーサルジ
ョイント５４の一方のヨーク５４ａと一体に形成されて
おり、筒軸５６の端部には、直径方向に貫通する二つの
貫通孔５６ａ，５６ａが形成されている。シャフト５７
は、図８の上側のユニバーサルジョイント５３の一方の
ヨーク５３ａと一体に形成されている。ダンパー５８
は、金属製の内筒５８ａと外筒５８ｂとの間にゴムなど
の円筒状の弾性体５８ｃを焼き付けた構造である。この
ダンパー５８の内筒５８ａがシャフト５７に対して外嵌
圧入され、外筒５８ｂが筒軸５６に対して内嵌圧入され
ている。ストッパーピン５９は、その中間部がシャフト
５７およびダンパー５８に対して直径方向に貫通する状
態で固定されており、その突出する両端部が、筒軸５６
の二つの貫通孔５６ａ，５６ａにそれぞれ所要隙間を介
して挿入されている。

【０００６】このような弾性軸継手５５の動作を説明す
る。シャフト５７が回転すると、ダンパー５８の内筒５
８ａおよびストッパーピン５９が一体的に回転し、内筒
５８ａと一体の弾性体５８ｃに弾性的なねじりが与えら
れる。このねじりが一定量を越えると、ダンパー５８の
外筒５８ｂが回転を開始し、これに伴って外筒５８ｂと
一体の筒軸５６も回転を開始する。この後、シャフト５
７と一体のストッパーピン５９が筒軸５６の貫通孔５６
ａ，５６ａの孔縁に当たると、シャフト５７から筒軸５
６に対して直接的に剛に回転力が伝わる。すなわち、操
作感覚として、回転開始時には遊びがあり、回転角の増
加に伴って次第に弾性的な反力が手応えとしてあり、最
終的には剛なる手応えがある。したがって、ハンドル操
作がしやすい。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ユニバーサルジョイントのヨークは、上述したような二
種類の製造方法で製作されるが、それぞれ、下記するよ
うな不具合を有しており、そこに改良の余地がある。

【０００８】まず、円筒形のパイプから製作する場合に
は、一対の板片を得るためにそれらの間の比較的大きな
面積の領域を打ち抜くが、曲面に対して行う必要がある
ために、打ち抜きのパンチの刃先形状や受け治具の形状
を曲面に沿う特殊なものにする必要があり、曲面の曲率
が異なる場合には、それに合わせて多種類のものを用意
しなければならないなど、製造コストが高くつくことが
指摘される。

【０００９】一方、平板から製作する場合には、平板に
対する打ち抜きは簡単に行えるものの、それとは関連の
ない溶接処理が必要になるなど、関連のない工程を組み
合わせるといった作業能率の悪い作業内容となるため
に、生産性に関連して製造コストが高くつくことが指摘
される。

【００１０】また、上記従来の弾性軸継手は、回転初期
の弾性的な遊びを与える機能と、回転角の増加に伴い剛
的な動力伝達を行う機能とを有しており、これら二つの
機能を実現する構成が多々必要になっている。これに対
して、近年では、構成簡略化およびコスト低減が要求さ
れているが、上記従来の構造では限界となっており、改
良の余地がある。

【００１１】したがって、本発明は、軸継手用ヨークに
おいて、構成要素それぞれの製作および組み立てを容易
とし、低コスト化を図ることを目的としている。

【００１２】したがって、本発明は、弾性軸継手におい
て、構成要素それぞれの製作および組み立てを容易と
し、低コスト化を図ることを目的としている。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の軸継手用
ヨークは、同軸状の二本の軸を連結する軸継手の一方軸
の軸端に設けられる筒形のものであって、周面の１８０
度対向位置の壁部が互いにほぼ平行に形成されていると
ともに、この平行な各壁部に軸端側へ向けて開放する切
欠きが形成されている。

【００１４】本発明の第２の軸継手用ヨークは、同軸状
の二本の軸を連結する軸継手の一方軸の軸端に設けられ
る筒形のものであって、周面の１８０度対向位置の壁部
が互いにほぼ平行に形成され、この壁部と直交する周面
の１８０度対向位置の壁部がアーチ形に形成されている
とともに、前記平行な各壁部に軸端側へ向けて開放する
切欠きが形成されている。

【００１５】本発明の第３の軸継手用ヨークは、同軸状
の二本の軸を連結する軸継手の一方軸の軸端に設けられ
る筒形のものであって、一方軸端側の周面の１８０度対
向位置の壁部が互いにほぼ平行に形成されているととも
に、この平行な各壁部に一方軸端側へ向けて開放する切
欠きが形成されており、かつ、他方軸端側の周面が円筒
形に形成されている。

【００１６】本発明の軸継手用ヨークの製造方法は、円
筒形部材における周面の１８０度対向位置の壁部を圧縮
成形することにより、該壁部を互いにほぼ平行にする工
程と、前記互いに平行な各壁部をそれぞれ厚み方向から
打ち抜くことにより、該壁部に軸端側へ向けて開放する
切欠きを設ける工程とを含む。

【００１７】本発明の弾性軸継手は、同軸状の二本の軸
を回転方向に弾性的な遊びをもつ状態に結合するもので
あって、上記第３の軸継手用ヨークと、このヨークの内
周に非接触状態に挿入されかつ前記ヨークの外形形状に
近似した外形形状を有する軸体と、軸体の円筒部の外周
面とヨークの円筒形部分の内周面との間に介装される円
筒形のダンパーとを含む。

【００１８】このように、本発明の第１ないし第３のヨ
ークでは、筒形でその周面に互いに平行な壁部を設け、
この壁部に該ヨークと対となる他のヨークとの干渉を回
避するための切欠きを設けているから、切欠きを形成す
るとき、平行な各壁部に対する打ち抜きとなり、特殊な
パンチや受け治具が不要であるとともに、作業が簡単に
行えるようになる。

【００１９】また、本発明のヨークの製造方法では、円
筒形部材に対して加工を施すようにしているから、上述
したことに加えて、溶接などの処理が不要になるから、
作業能率が高まる。

【００２０】さらに、本発明の第３のヨークを用いた弾
性軸継手では、軸体を回転させるとダンパーが弾性的に
ねじれつつ回転力をヨークに伝えるが、軸体の回転角が
大きくなるにつれて、軸体がヨークの互いに平行な壁部
に対して当接し、これにより直接的に剛に回転力がヨー
クに伝わる。つまり、本発明の弾性軸継手では、従来の
ストッパーピンが不要となるので、それを保持する部分
やそれに当接する部分を設ける必要がなくなるなど、形
状のシンプル化や組立工数の削減が図れる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の詳細を図１ないし
図７に示す実施例に基づいて説明する。図１ないし図５
は本発明の一実施例にかかり、図１は、自動車の操向機
構部のジョイント部分を示す分解斜視図、図２は、図１
の弾性軸継手を縦方向に切断した断面図、図３は、弾性
軸継手を横方向に切断した断面図、図４は、図２の
（４）−（４）線断面の矢視図、図５は、図２の（５）
−（５）線断面の矢視図である。

【００２２】図中、２はクロスピンタイプのユニバーサ
ルジョイント、３は弾性軸継手である。

【００２３】ユニバーサルジョイント２は、第１ヨーク
４と、第２ヨーク５と、クロスピン６とで構成されてい
る。

【００２４】第１ヨーク４は、円筒形本体の一方軸端側
に１８０度対向する一対の板片部４１，４２を突設した
一般的なものからなる。この板片部４１，４２は、円筒
形本体と同一曲率で湾曲されており、それぞれの所定位
置には、同軸となる透孔４３，４４が厚み方向に穿設さ
れている。

【００２５】第２ヨーク５は、軸方向ほぼ半分の周面の
１８０度対向位置の壁部が互いにほぼ平行に形成されて
平坦壁部５１，５２とされ、この平坦壁部５１，５２と
直交する周面の１８０度対向位置の壁部がアーチ形に形
成されて湾曲壁部５３，５４とされている。前述の平坦
壁部５１，５２には、軸端側へ向けて開放するほぼＵ字
形の切欠き５５，５６が形成されており、湾曲壁部５
３，５４の所定位置には、同軸となる透孔５７，５８が
厚み方向に穿設されている。なお、前述の切欠き５５，
５６は、第１ヨーク４との干渉を回避するものである。
この第２ヨーク５の軸方向残り半分の周面は、円筒形に
形成されており、この部分を円筒部５９とする。

【００２６】クロスピン６は、周知のものであり、１８
０度対向位置の二つの軸端が軸受（図示省略）を介して
第１ヨーク４の透孔４３，４４に嵌着され、残り１８０
度対向位置の二つの軸端が軸受（図示省略）を介して第
２ヨーク５の透孔５７，５８に嵌着されている。

【００２７】弾性軸継手３は、ユニバーサルジョイント
２の第２ヨーク５と、第２ヨーク５の内周形状と近似す
る外形形状に形成されたシャフト７と、第２ヨーク５と
シャフト７との間に配設されるダンパー８とで構成され
ている。

【００２８】シャフト７は、円筒形軸体からなり、その
先端の周面において１８０度対向する位置には、互いに
平行となる切欠き状の平坦面７１，７２が設けられてい
る。この平坦面７１，７２は、第２ヨーク５の平坦壁部
５１，５２の内面と所要隙間を介して対向配置される。

【００２９】ダンパー８は、円筒形のゴムなどの弾性体
からなり、その外周面が第２ヨーク５の円筒部の内周面
に、また、内周面がシャフト７の円筒形部分の外周面に
それぞれ接着されており、径方向で圧縮した状態とされ
ている。

【００３０】このように、本発明の弾性軸継手３では、
従来のストッパーピンを排除しているので、それを保持
する部分やそれに当接する部分を設ける必要がなくなる
など、第２ヨーク５やシャフト７の形状のシンプル化や
組立工数の削減が図れる。

【００３１】次に、上述した弾性軸継手３の一部構成を
兼用するユニバーサルジョイント２の第２ヨーク５の製
造方法を説明する。

【００３２】まず、円筒形のパイプを用意する。このパ
イプの内周に断面ほぼ長方形の受け治具を挿入しておい
て、このパイプにおける周面の１８０度対向位置の壁部
を絞り加工またはプレス加工により圧縮成形することに
より、該壁部を互いにほぼ平行な平坦壁部５１，５２と
する。そして、この平坦壁部５１，５２に対して、それ
ぞれ厚み方向から打ち抜くことにより、軸端側へ向けて
開放するＵ字形の切欠き５５，５６を形成する。この
後、パイプの湾曲壁部５３，５４の所定位置をそれぞれ
厚み方向から打ち抜くことにより、クロスピン６の取付
用の透孔５７，５８を形成する。

【００３３】これらの加工は、共通した作業であって連
続的に行えるし、また、作業そのものが簡単なものであ
るから、作業能率がよく、生産性が向上する。したがっ
て、製造コストを低減できるようになる。特に、第２ヨ
ーク５は、板体を曲げて溶接する従来例に比べて製造工
数を削減できる。

【００３４】次に、弾性軸継手３の動作を説明する。シ
ャフト７を回転すると、ダンパー８が弾性的にねじられ
ながら、回転力を第２ヨーク５に伝える。次第にシャフ
ト７の回転角が大きくなるにつれて、シャフト７の先端
の平坦面７１，７２が第２ヨーク５の平坦壁部５１，５
２に対して当接し、これにより直接的に剛に回転力が第
２ヨーク５に伝わる。つまり、シャフト７の先端の平坦
面７１，７２が従来のストッパーピンとして機能する。
また、ダンパー８は、シャフト７の回転初期や非回転時
において、シャフト７の長手方向およびそれに対する直
角方向における第２ヨーク５からシャフト７への振動を
吸収、減衰する。

【００３５】なお、本発明は上記実施例のみに限定され
るものではなく、種々な応用や変形が考えられる。

【００３６】（１） 弾性軸継手３のダンパー８は、上
述した弾性体のみからなるものの他、円筒形のゴムなど
からなる弾性体の内・外周面に金属製の内・外輪を接着
した構造とすることができる。

【００３７】（２） 上記実施例では、弾性軸継手３の
構成要素の一部として、クロスピンタイプのユニバーサ
ルジョイント２の第２ヨーク５を流用しているが、ユニ
バーサルジョイント２とは無関係の独立部品を用いても
よい。

【００３８】（３） 上記第２ヨーク５において、湾曲
壁部５３，５４をも互いに平行な平坦壁部に形成して、
断面を正方形にすることができる。

【００３９】（４） 弾性軸継手３のシャフト７は、そ
の先端の周面において１８０度対向する位置に互いに平
行となる切欠き状の平坦面７１，７２を設けることによ
りシャフト７の先端の断面をほぼ小判形にしているが、
平坦面とせずに、図６に示すような平坦面７１，７２の
端縁側にテーパ面７３，７４を設けて、シャフト７の回
転に伴い第２ヨーク５の平坦壁部５１，５２の内面に当
接するときの状態を、面接触にさせるようにしてもよ
い。あるいは、山形に突出する面全体を緩やかな曲面に
して、シャフト７の先端の断面をたまご形としてもよ
い。

【００４０】（５） 第２ヨーク５において、図７に示
すように、二つの平坦壁部５１，５２の内面間の間隔Ｗ
を、クロスピン６の軸端軸受のシェルの外径寸法と同一
または若干大きく設定すれば、平坦壁部５１，５２の残
り部分５１ａ，５２ａを前記軸端軸受の保持部として確
保することができる。つまり、この保持部と、湾曲壁部
５３，５４に設けてある透孔５７，５８とにより、クロ
スピン６の軸端軸受のだきしろを大きくできるようにな
るから、クロスピン６の取付時の嵌合姿勢が斜めになっ
ていても、それを適正な姿勢に補正しやすくなり、全体
の組み立て精度の向上に貢献できるようになる。しか
も、それにより、第２ヨーク５の肉厚を、所要の強度を
維持するのに最低必要な寸法にと薄く設定することがで
きるようになる。このように薄肉にした場合には、第２
ヨーク５の製造時の平坦壁部５１，５２の加工や切欠き
５５，５６の加工ならびに透孔５７，５８の加工を一層
簡単なものにできる。

【００４１】（６） 上記実施例では、ユニバーサルジ
ョイント２の第２ヨーク５を弾性軸継手３の構成要素の
一部として兼用した例を挙げているが、第２ヨーク５に
おいて円筒部５９を省略して、ヨーク本来の機能のみを
持たせた構造とすることができる。このようなヨークも
本発明に含む。

【００４２】

【発明の効果】請求項１ないし請求項３のヨークでは、
筒形でその周面に互いに平行な壁部を設け、この壁部に
該ヨークと対となる他のヨークとの干渉を回避するため
の切欠きを設けているから、切欠きを形成するとき、平
行な各壁部に対する打ち抜きとなり、特殊なパンチや受
け治具が不要であるとともに、作業が簡単に行えるよう
になる。

【００４３】本発明のヨークの製造方法では、円筒形部
材に対して加工を施すようにしているから、上述したこ
とに加えて、溶接などの処理が不要になるから、作業能
率が高まり、生産性を向上できるなど、製造コストの低
減に貢献できるようになる。

【００４４】本発明の請求項３のヨークを用いた弾性軸
継手では、従来のストッパーピンが不要となるので、そ
れを保持する部分やそれに当接する部分を設ける必要が
なくなるなど、形状のシンプル化や組立工数の削減が図
れ、製造コストを従来例に比べて削減できるようにな
り、製品価格の低減に貢献することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる自動車の操向機構部
のジョイント部分を示す分解斜視図

【図２】図１の弾性軸継手を縦方向に切断した断面図

【図３】弾性軸継手を横方向に切断した断面図

【図４】図２の（４）−（４）線断面の矢視図

【図５】図２の（５）−（５）線断面の矢視図

【図６】弾性軸継手のシャフトの変形例にかかり、図４
に対応する図

【図７】第２ヨークの変形例にかかり、クロスピン位置
での縦断側面図

【図８】自動車の一般的な操向機構部を示す側面図

【図９】従来の弾性軸継手の縦断側面図

【図１０】従来の弾性軸継手の縦断正面図

【符号の説明】

２ クロスピンタイプのユニバーサルジョイント ３ 弾性軸継手 ４ ユニバーサルジョイントの第１ヨーク ５ ユニバーサルジョイントの第２ヨーク ５１，５２ 第２ヨークの平坦壁部 ５３，５４ 第２ヨークの湾曲壁部 ５５，５６ 平坦壁部の切欠き ５９ 第２ヨークの円筒部 ６ ユニバーサルジョイントのクロスピン ７ 弾性軸継手のシャフト ７１，７２ シャフトの平坦面 ８ 弾性軸継手のダンパー

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同軸状の二本の軸を連結する軸継手の一
   方軸の軸端に設けられる筒形のヨークであって、 周面の１８０度対向位置の壁部が互いにほぼ平行に形成
   されているとともに、この平行な各壁部に軸端側へ向け
   て開放する切欠きが形成されている、ことを特徴とする
   軸継手用ヨーク。
2. 【請求項２】 同軸状の二本の軸を連結する軸継手の一
   方軸の軸端に設けられる筒形のヨークであって、 周面の１８０度対向位置の壁部が互いにほぼ平行に形成
   され、この壁部と直交する周面の１８０度対向位置の壁
   部がアーチ形に形成されているとともに、前記平行な各
   壁部に軸端側へ向けて開放する切欠きが形成されてい
   る、ことを特徴とする軸継手用ヨーク。
3. 【請求項３】 同軸状の二本の軸を連結する軸継手の一
   方軸の軸端に設けられる筒形のヨークであって、 一方軸端側の周面の１８０度対向位置の壁部が互いにほ
   ぼ平行に形成されているとともに、この平行な各壁部に
   一方軸端側へ向けて開放する切欠きが形成されており、
   かつ、他方軸端側の周面が円筒形に形成されている、こ
   とを特徴とする軸継手用ヨーク。
4. 【請求項４】 円筒形部材における周面の１８０度対向
   位置の壁部を圧縮成形することにより、該壁部を互いに
   ほぼ平行にする工程と、 前記互いに平行な各壁部をそれぞれ厚み方向から打ち抜
   くことにより、該壁部に軸端側へ向けて開放する切欠き
   を設ける工程と、 を含むことを特徴とする軸継手用ヨークの製造方法。
5. 【請求項５】 同軸状の二本の軸を回転方向に弾性的な
   遊びをもつ状態に結合する弾性軸継手であって、 請求項３に記載のヨークと、 ヨークの内周に非接触状態に挿入されかつ前記ヨークの
   外形形状に近似した外形形状を有する軸体と、 軸体の円筒部の外周面とヨークの円筒形部分の内周面と
   の間に介装される円筒形のダンパーと、 を含むことを特徴とする弾性軸継手。