JP2008032181A - シャフトとヨークとの仮止め構造 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】シャフト20の先端部に爪60を有する爪付カップ62を固定し、ヨーク32に係合穴48を設ける。シャフト20をヨーク32に挿入すると、爪60が係合穴48に係合することで仮止めがなされ、シャフト20とヨーク32との結合作業の作業性が向上する。また、爪60は、ヨーク32の側に凹となるように湾曲した形状にされるとともに、基端部の幅寸法が先端部よりも小さくされており、弾性変形しやすく、挿入時の抵抗を小さくすることができる。そのため、爪付カップ62の寸法誤差に対する許容度が比較的大きくなり、生産コストを低くすることができる。本仮止め構造は、シンプルな構成とされており、コンパクトで生産コストが低く、実用性の高い構造とされている。
【選択図】 図4
Description
弾性を有し、前記シャフトの外周部と前記ヨークの内周部との一方に径方向に突出して設けられた爪部と、
前記シャフトの外周部と前記ヨークの内周部との他方に設けられ、前記シャフトが挿入される際に前記爪部と干渉してそれの突出量が減少するように弾性変形させる干渉部と、
前記シャフトの外周部と前記ヨークの内周部との前記他方に、軸方向において前記干渉部に隣接するとともに径方向において前記干渉部よりも後退して設けられ、前記シャフトが設定量挿入された状態で、前記干渉部を乗り越えた前記爪部の弾性変形量の減少を許容してその爪部と係合する係合部と
を含むことを特徴とするシャフトとヨークとの仮止め構造。
本項に記載の仮止め構造は、自在継手等のヨークの挿入穴に設定量挿入されたシャフトが容易に抜けないようにするものである。したがって、本仮止め構造によれば、ヨークとシャフトとを結合する作業において、例えば、ボルト・ナットを締め付けて結合する場合にシャフトがヨークから抜けないように支える必要が無く、作業性を向上させることができる。特に、狭い場所で作業する必要がある場合や、シャフトやヨークが固定されていない場合に好適である。車両室内あるいはエンジンルーム内の作業をする場合や、車両用ステアリング装置のインターミディエイトシャフト等、伸縮自在のシャフトを結合する場合がその好例である。
本仮止め構造は、シャフトとヨークとの軸方向の相対移動に伴って、それらの一方に設けられた爪部が、他方に設けられた干渉部と接触して弾性変形させられ、突出量が一旦減少した後、シャフトが設定量挿入された状態になると弾性変形量が減少して突出量が増加し、係合部と係合するように構成されており、非常にシンプルな構成とされている。また、爪部は、それ自体が弾性変形するため、例えば、スプリング等のばね部材とロッドやボールとを組み合わせて係合装置を構成した場合に比べて製造が容易となる。そのため、コストを低く抑えることができ、また、ヨークとシャフトとを結合する部分を比較的コンパクトにすることができる。すなわち、本項に記載の態様によれば、シャフトとヨークとの結合作業の作業性を向上させるとともにコストを低く抑える等、より実用的な仮止め構造が得られるのである。
なお、本仮止め構造において、例えば、爪部がシャフトに設けられた場合には、ヨークの内周部に干渉部と係合部とが設けられる。一方、爪部がヨークに設けられた場合には、シャフトの外周部に干渉部と係合部とが設けられることとなる。
爪部は、弾性を有する材料、例えば、金属や樹脂等の材料で形成することができる。爪部の形状は、特に制限されないが、例えば、後に実施例の項で説明するように楔形状、板状状等の形状とすることができる。また、爪部は、上述の材料、形状に形成された部材を、例えば、溶接、締結、接着、嵌合等の固定手段によってシャフトとヨークとの一方に固定することによって設けることができる。
干渉部は、例えば、シャフトの外周部とヨークの内周部(挿入穴の内周面)との他方に突起を設けることによって形成することができる。そして、爪部が突起を乗り越えた後に対向する部分が係合部となる。この場合には、係合部は意図的に形成する必要がないと考えることもできるが、突起の無い部分を確保することが係合部を形成することと考えることができる。
また、干渉部は、例えば、シャフトの外周部自体あるいはヨークの内周部自体とすることができる。そして、シャフトが設定量挿入された状態で爪部と対向する位置に、穴や溝等の凹部を設けることによって係合部を形成することができる。この場合には、干渉部を意図的に形成する必要がないと考えることもできるが、爪部がシャフトの外周部自体等と干渉するように構成することが干渉部を形成することと考えることができる。
なお、本項に記載の仮止め構造を、爪部と係合部との係合を解除する係合解除部(後述する)を含むものとすることができる。その場合には、仮止めされたシャフトをヨークから引き抜くことができ、利便性が向上する。係合解除部は、例えば、ヨーク外部から爪部や干渉部に力を加えて係合を解除することを許容する態様等とすることができる。
(2)前記爪部が、前記シャフトの先端側から基端側に向かう向きにおいて、前記シャフトの軸線からの距離が増加する形状にされた(1)項に記載の仮止め構造。
爪部は、仮止めに必要な程度の強度を有することが望ましいが、強度が大きくなると弾性変形しにくくなり、シャフト挿入時の抵抗が大きくなる場合がある。また、生産コストを低く抑えるには、爪部等の寸法誤差をなるべく許容することが望ましいが、寸法誤差によってシャフト挿入時の抵抗が大きくなる場合がある。
それに対し、本項に記載の態様は、例えば、軸方向において爪部の干渉部と干渉する側の部分(以後、「干渉側部」と略記する場合がある)であって、爪部の少なくとも一部分を傾斜させることにより、挿入時に弾性変形し易くするものである。そのため、挿入時の抵抗が減少し、比較的スムーズにシャフトをヨークに挿入することができる。すなわち、容易に仮止めを行うことができ、作業性が向上するのである。なお、本項に記載の態様において、爪部の干渉側部が全体として傾斜していればよく、上記軸線からの距離が変化しない部分や軸線と垂直になる部分を含んでいてもよい。
本項の記載の爪部は、例えば、シャフトが挿入される直前の状態において、干渉部に近い側の部分である前方部よりも、干渉部から遠い側の部分である後方部の方が、シャフトの外周部とヨークの内周部との一方からの距離が大きくなる向きに傾斜した形状にされたものとすることができる。そして、爪部が、それの前方端部の径方向の位置がシャフト挿入時に干渉部と干渉しない位置にされるとともに、それの前方端部よりも後方側の部分において干渉部と最初に当接するものとされることが望ましい。
なお、本項の爪部の干渉側部の少なくとも一部を、例えば、シャフトの先端側から基端側に向かう向きにおいて、シャフトの軸線からの距離が漸増する形状にされた傾斜部とすることができる。具体的には、例えば、シャフトが挿入される際に干渉部と摺接する部分である摺接部を傾斜部とする態様においては、傾斜部が干渉部に押されて爪部が必然的に突出量が減少する向きに弾性変形させられ、挿入時の抵抗が小さくなる。また、例えば、摺接部よりも基端部側の部分を傾斜部とする態様においては、爪部が傾斜部において突出量が減少する向きに弾性変形し易くなり、挿入時の抵抗が小さくなる。当然ながら、爪部の干渉側部の全てを傾斜部とすることも可能である。傾斜部は、直線的な形状にすることや、曲線的な形状にすることができる。
(3)前記爪部が、軸線と平行な断面において、前記干渉部の側に凹となる形状にされた(2)項に記載の仮止め構造。
本項に記載の態様は、例えば、軸方向において爪部の干渉部と干渉する側の部分(以後、「干渉側部」と略記する場合がある)が、湾曲、屈曲した形状にされたものである。爪部を干渉部の側に凹となる形状とすると、概して、爪部の前方側の傾斜が小さくなり、後方側の傾斜が大きくなる。つまり、爪部の前方側の傾斜を小さくするとともに、径方向への突出量を容易に確保することができるのである。また、後の実施例において詳細に説明するが、爪部を干渉部の側に凹となる形状にすると、干渉側部が直線的な傾斜面にされた場合と比較して、爪部が弾性変形しやすくなり、挿入時の抵抗をさらに減少させることができる。それは、例えば、爪部が板状の部材から形成されたものである場合には、爪部が、それの基端部から離れた部分において最初に干渉部と当接することで、撓みしろが増加すること等により、爪部が弾性変形し易くなる。また、例えば、爪部が楔状の部材から形成されたものである場合には、剛性が低下すること等により、爪部が弾性変形し易くなる。
(4)前記爪部が、軸線と平行な断面において、前記干渉部の側に凹となる湾曲した形状にされた(2)項または(3)項に記載の仮止め構造。
本項の態様は、例えば、干渉側部の断面が円弧状にされたものであり、前項の「爪部が干渉部の側に凹となる形状にされた」態様の一例である。なお、干渉側部の断面の曲率半径が一定であることを要しない。断面を円弧状にすることにより、干渉部と当接する位置に拘わらず、爪部を比較的スムーズに弾性変形させることができる。例えば、干渉側部を屈曲させた態様では、干渉部が屈曲部よりも基端部側の部分に最初に当接すると、干渉部が屈曲部の前後と摺接する際の抵抗が比較的大きく変化することになるのであまり好ましくない。したがって、前項の態様において、爪部が屈曲部を有する場合には、干渉部が屈曲部よりも先端部側の部分と最初に当接することが望ましい。
また、後の実施例において詳細に説明するが、干渉側部が直線的な傾斜面にされた場合と比較して、干渉部が最初に当接する部分の傾斜角度を小さくすることが可能であり、挿入時の抵抗をさらに小さいものとすることができる。
(5)前記爪部が、前記係合部と係合する先端部側の部分と比較して基端部側の部分の剛性が小さいものである(2)項ないし(4)項のいずれかに記載の仮止め構造。
爪部は、上述したように、ある程度の強度を有するとともに弾性変形し易いものであることが望ましい。そこで、係合部と係合する先端部側の部分はある程度の強度を確保しつつ、基端部側の部分(例えば、爪部が固定されている付け根の部分)の剛性を小さくすることにより、爪部が全体として弾性変形しやすくなり、挿入時の抵抗をさらに小さいものとすることができる。剛性を変化させるために、例えば、爪部の幅寸法や厚さ寸法を変えること、爪部に孔を開けること、異なる材質の部材を組み合わせて爪部を形成すること等ができる。なお、爪部の先端部から基端部に向けて、爪部の剛性を漸減させても、段階的に減少させてもよい。
なお、仮止めを解除する必要がある場合において、係合解除部が設けられない場合や、設けられていても何らかの原因で爪部と係合部との係合を解除できない場合に、仮止めされたシャフトを強い力で引き抜くことができるようにすることができる。例えば、爪部の付け根の部分の強度を小さくすると、付け根部分が破断あるいは折れ曲がりやすくなり、仮止めされたシャフトを引き抜き易くなる。
(6)前記爪部が、前記係合部と係合する先端部側の部分と比較して基端部側の部分の幅寸法が小さくされたものである(2)項ないし(5)項のいずれかに記載の仮止め構造。
本項の態様は、前項の態様を具体的にしたものであり、先端部側の部分よりも基端部側の部分の幅寸法を小さくすることにより、爪部の強度を確保しつつ、弾性変形しやすくするものである。
(7)前記爪部が、基端部において前記シャフトと前記ヨークとの一方に固定されるとともに軸方向に延びる板状の部材が曲げられて形成されたものである(1)項ないし(6)項のいずれかに記載の仮止め構造。
本項に記載の態様によれば、例えば、板状の部材を湾曲あるいは屈曲させて径方向に突出させることにより、爪部を容易に形成することができる。そのため、仮止め構造のコストを低く抑えることができる。また、板状の部材は容易に弾性変形するため、挿入時の抵抗を減少させることが容易となる。板状の部材は、例えば、ばね鋼,ステンレス鋼等の金属製とすることができる。なお、板状の部材が曲げられて形成された爪部は、係合部と係合した状態において、シャフトが予定された力よりも強い力で引き抜かれると、例えば、座屈しあるいは折損して係合が解除される態様とすることができる。
(8)当該仮止め構造が、前記シャフトの外周部と前記ヨークの内周部との前記一方に嵌められる環状部材を含み、
前記板状の部材が、前記環状部材から連続的に延び出すものとされた(7)項に記載の仮止め構造。
本項に記載の態様によれば、板状の部材をシャフトとヨークとの一方に容易に固定することができる。環状部材は、例えば、両端部が開口しているものとすることや、一方の端部が閉塞されたものとすることができる。環状部材のシャフトあるいはヨークへの固定は、接着や溶接によることも可能であるが、圧入によることが簡便である。
(9)当該仮止め構造が、前記シャフトの外周部と前記ヨークの内周部との前記一方に嵌められる筒状部材を含み、
前記爪部が、前記筒状部材の一部分が切り曲げされて形成された(1)項ないし(8)項のいずれかに記載の仮止め構造。
本項に記載の態様によれば、爪部を容易に形成することができ、コストを低く抑えることができる。
(10)当該仮止め構造が、前記爪部と前記係合部との係合を解除する係合解除部を含む(1)項ないし(9)項のいずれかに記載の仮止め構造。
本項に記載の態様は、例えば、シャフトが仮止めされた状態において、爪部を弾性変形あるいは径方向に後退させて係合を解除する態様、干渉部を径方向に後退させて係合を解除する態様等とすることができる。
(11)当該仮止め構造が、前記ヨーク外部から前記爪部と前記係合部との係合を解除する部材を通す通路を含む(1)項ないし(10)項のいずれかに記載の仮止め構造。
本項に記載の態様は、例えば、係合部としてヨーク外部からヨーク内部まで貫通する貫通穴が設けられた態様である。その場合には、その貫通穴にドライバー等の係合解除部材を差し込んで爪部を弾性変形させ、爪部と係合部との係合を解除することが可能である。また、本仮止め構造を、例えば、貫通穴にピンを挿入し、そのピンの先端部を挿入穴側に突出させて干渉部を形成した態様とすることもできる。その場合には、係合解除部材としてのピンを引き戻すことによって係合を解除することができる。さらにまた、後の実施例で説明するように、例えば、爪部を保持する部材を貫通穴に挿入し、爪部を挿入穴に突出させることによって爪部を形成した態様とすることもできる。その場合には、係合解除部材としての爪部を保持する部材を引き戻すことによって係合を解除することができる。すなわち、本項に記載の態様は、容易に仮止めを解除することができるため利便性に優れ、実用性の高い仮止め構造にされているのである。なお、「通路」は直線的なものに限られず、曲線的なものとすることもできる。
また、シャフト保持部36には、後述するシャフト20の爪と係合する係合穴48が、ヨーク32の外部から内部まで、前記U字の中央線に平行に貫通して形成されている。
以上のような、爪60の幅寸法の変化による接触位置への影響は、図8においても同様であるが、シャフト20の挿入時に爪60が弾性変形させられる過程において、爪60の先端部の傾斜角が小さくなってゆくという傾向は変わらない。
さらに、爪60全体の傾斜角を小さくすれば、湾曲させなくても、シャフト20とヨーク32とに加えるべき軸方向の力を小さくし得るが、爪60の半径方向の突出量が小さくなってしまい、爪60の先端が確実に係合穴48に係合することを保証するために、爪60の成形精度を高めることが必要となり、爪付カップ62の加工コストが高くなり、あるいは不良品の発生により歩留まりが悪化して、爪付カップ62の生産コストが高くなってしまう。
なお、小径部50と挿入穴40の内周面との間に十分な隙間が存在する場合には、小径部50の外周部に凹部100を形成することを省略することができる。
楔状の部材120は、例えば、接着、溶着、締結等の固定手段によって小径部50に固定することができる。なお、図9の例では、小径部50に凹部130が形成され、その凹部130に楔状の部材120の一部が嵌った状態で接着されている。
一方、シャフト20の小径部50に、爪60と係合する切欠である係合切欠198を設け、その係合切欠198と爪60とを係合させることによってシャフト20を仮止めすることができる。また、シャフト20を仮止めした状態において、角形ロッド192を角穴190から抜くことによって爪60と係合切欠198との係合を解除することができる。
なお、この図の例において、小径部50の係合切欠198よりも先端側の部分が「干渉部」として機能している。そして、爪60は、干渉部としての小径部50の側に凹となる形状に湾曲させられるとともに、上記実施例と同様に、基端部の幅寸法が先端部より小さくされている。また、角形ロッド192と角穴190とにより「係合解除部」が構成されている。また、角形ロッド192は、「ヨーク外部から爪部と係合部との係合を解除する部材」として機能する。さらにまた、角穴190は、「係合を解除する部材を通す通路」として機能している。なお、角形ロッド192に、爪60に代えて爪120を保持させることもできる。
Claims (8)
- ヨークに設けられた挿入穴にシャフトを設定量挿入した状態で仮止めする構造であって、
弾性を有し、前記シャフトの外周部と前記ヨークの内周部との一方に径方向に突出して設けられた爪部と、
前記シャフトの外周部と前記ヨークの内周部との他方に設けられ、前記シャフトが挿入される際に前記爪部と干渉してそれの突出量が減少するように弾性変形させる干渉部と、
前記シャフトの外周部と前記ヨークの内周部との前記他方に、軸方向において前記干渉部に隣接するとともに径方向において前記干渉部よりも後退して設けられ、前記シャフトが設定量挿入された状態で、前記干渉部を乗り越えた前記爪部の弾性変形量の減少を許容してその爪部と係合する係合部と
を含むことを特徴とするシャフトとヨークとの仮止め構造。 - 前記爪部が、前記シャフトの先端側から基端側に向かう向きにおいて、前記シャフトの軸線からの距離が増加する形状にされた請求項1に記載の仮止め構造。
- 前記爪部が、軸線と平行な断面において、前記干渉部の側に凹となる形状にされた請求項2に記載の仮止め構造。
- 前記爪部が、軸線と平行な断面において、前記干渉部の側に凹となる湾曲した形状にさせた請求項2または3に記載の仮止め構造。
- 前記爪部が、前記係合部と係合する先端部側の部分と比較して基端部側の部分の剛性が小さいものである請求項2ないし4のいずれかに記載の仮止め構造。
- 前記爪部が、基端部において前記シャフトと前記ヨークとの一方に固定されるとともに軸方向に延びる板状の部材が湾曲させられて形成されたものである請求項1ないし5のいずれかに記載の仮止め構造。
- 当該仮止め構造が、前記シャフトの外周部と前記ヨークの内周部との前記一方に嵌められる環状部材を含み、
前記板状の部材が、前記環状部材から連続的に延び出すものとされた請求項6に記載の仮止め構造。 - 当該仮止め構造が、前記爪部と前記係合部との係合を解除する係合解除部を含む請求項1ないし7のいずれかに記載の仮止め構造。
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