JP2013067280A - ステアリングシャフトの接続構造 - Google Patents

Abstract

【課題】ステアリングシャフトのヨークとギア軸との位置決め及び確認作業が容易なステアリングシャフトの接続構造の提供。
【解決手段】ギアハウジング１のハウジング開口２から外側に延びるピニオン軸３の軸端部３ａを、ステアリングシャフトの端部に設けられたヨーク７のギア軸挿入孔８に挿入する。ボルト挿通孔１４をピニオン軸３の軸端部３ａの係合溝５と重なる所定の挿入位置においてヨーク７のボルト挿通孔１４からピンチボルトを挿入し、ピニオン軸３の軸端部３ａの係合溝５を挿通して締結し、ヨーク７を締め付けてヨーク７を縮径してヨーク７をピニオン軸３に結合する。ピニオン軸３をヨーク７のギア軸挿入孔８に挿入する際、ハウジング開口２とヨーク７との間に配置されたダストカバー１９の筒状部２０の端部２０ａとヨーク７の先端部７ａとを当接させて、ボルト挿通孔１４を所定の挿入位置に規制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステアリングシャフトのヨークとステアリングギアのギア軸との接続構造に関する。

特開２００９−４０２２３号公報に記載の車両の操舵装置では、ステアリングギアのハウジングから突出したピニオンシャフトと、ステアリングシャフトのジョイントヨークとの組み付け位置を決めるための手段として、ピニオンシャフトに設けた円環状の取付け溝部にピニオンシャフトよりも外径寸法の大きい円環状のプレート部材が取付けられる。また、他の手段として、ピニオンシャフトの一般部分の外形寸法に比して大径となる段部が一体的に形成される。そして、ジョイントヨークの先端部がピニオンシャフトの円環状のプレート部材又は大径の段部に当接する位置まで、ピニオンシャフトをジョイントヨークに挿入することによって、ジョイントヨークに形成された貫通孔と、ピニオンシャフトに形成された環状溝のそれぞれの形成位置が一致した状態になる。この状態で、抜け止めボルトを貫通孔に挿入し環状溝に係合させてジョイントヨークとピニオンシャフトとを連結する。

特開２００９−４０２２３号公報

ピニオンシャフトとジョイントヨークとの連結作業において、ピニオンシャフトが収容されるギアハウジングの設置場所等による制約から、抜け止めボルトを挿入するボルト挿通孔の位置とピニオンシャフトの環状溝の位置とを目視によって合わせることが困難な場合がある。この場合に、ボルト挿通孔と環状溝との相互の位置をずらしながらの手探りによる位置合わせを行うと、連結作業に時間を要し、また、連結が不完全な状態で次工程に送られる可能性がある等の問題が生じる。これに対し、上記特許文献１に記載の装置では、ジョイントヨークの先端部を円環状のプレート部材又は大径の段部に当接させることによって、ジョイントヨークとピニオンシャフトとの位置決め及び確認を行うことができる。しかし、ステアリングギア装置のピニオンシャフトは、内部構造上ピニオンシャフト軸を大径にすることが困難であり、またピニオンシャフト軸に別部品を取付けるだけの軸方向の長さの余裕がない場合が多い。従って、上記特許文献１に記載の装置のように、ピニオンシャフト（ギア軸）に一般部分の外形寸法に比して大径となる段部を一体的に形成したり、円環状のプレートなどの別部品を取付けることには実施上の困難が伴うおそれがあり、またコストも上昇する。

そこで、本発明は、ギア軸への加工や別部品の追加を必要とすることなく、ギア軸とヨークとの位置決め及び確認作業を極めて容易に行うことが可能なステアリングシャフトの接続構造の提供を目的とする。

上記目的を達成すべく、本発明のステアリングシャフトの接続構造は、ギアハウジングと、ギア軸と、係合溝と、ヨークと、ピンチボルトと、ダストカバーとを備えている。ギアハウジングは、ハウジング開口を有し、車体側に固定される。ギア軸は、ギアハウジングに回転自在に支持された状態で収容され、ハウジング開口を挿通してギアハウジングの外側に延びる一端部を有する。係合溝は、ギア軸の一端部の外周面に設けられ環状に形成されている。ヨークは、ギア軸の一端部が挿入されるギア軸挿入孔と、このギア軸挿入孔と交叉する方向に延びてギア軸挿入孔と連通するボルト挿通孔とを有し、ステアリングシャフトの端部に設けられる。ピンチボルトは、係合溝と重なる所定の挿入位置のボルト挿通孔に挿入された状態で締結され、ヨークを締め付けて縮径することによってヨークをギア軸に結合する。ダストカバーは、ギアハウジングとヨークとの間に配置され、ギア軸とハウジング開口との間隙を塞ぐカバー部と、このカバー部からヨークに向かって一体的に突出する筒状部とを有し、この筒状部をギア軸の一端部が挿通した状態でギアハウジング又はギア軸の少なくとも一方に固定される。ヨークと対向するダストカバーの筒状部の一端は、ギア軸の一端部がギア軸挿入孔に挿入される際にヨークと当接してボルト挿通孔を所定の挿入位置に規制する。

上記構成では、ギア軸とヨークとを接続する場合、ギア軸の一端部をダストカバーの筒状部に挿通してダストカバーをギア軸上に固定し、ハウジング開口をダストカバーで塞ぐ。次にギア軸の軸方向とヨークのギア軸挿入孔の軸方向と略一致させヨークをダストカバーの方向に移動させてギア軸の一端部をヨークのギア軸挿入孔に挿入する。ヨークに形成されたボルト挿通孔とギア軸に形成された係合溝とが重ならない挿入途中位置においては、ボルト挿通孔とギア軸挿通孔との連通部分をギア軸が塞ぐので、ボルト挿通孔にピンチボルトを挿通することができない。挿入を継続し、ヨークがダストカバーの筒状部の一端に当接した時、ヨークのボルト挿通孔は、ギア軸の係合溝と重なる所定の挿入位置に規制される。従って、ボルト挿通孔からピンチボルトを挿入してヨークと締結し、ヨークを締め付けてヨークを縮径することによってヨークをギア軸に結合することができる。また、ピンチボルトはボルト挿入孔と重なる係合溝を挿通しているので、結合しているギア軸及びヨークに対してギア軸とヨークとを互いに離間する方向に外力が作用した場合であっても、ピンチボルトがギア軸の係合溝に係合し、ギア軸がヨークのギア軸挿入孔から抜けることが防止される。

このように、ギア軸の一端部が挿入されたヨークを、ダストカバーの筒状部の一端と当接するまでギア軸に沿ってダストカバーの方向に移動させるという極めて簡単な作業によってギア軸とヨークとの接続の位置合わせが可能となる。従って、ギア軸とヨークとの相互の位置をずらしながら手探りで位置合わせするなどの煩雑な作業が不要となり、ギア軸とヨークとの接続作業の作業性が格段に向上し、作業時間が大幅に短縮される。また、ダストカバーの筒状部とヨークとの当接状態は外部から容易に視認できるので、接続作業後にギア軸とヨークとが正しく接続されたか否かの確認が可能となり、接続が不完全な状態で次工程に送られるおそれも解消される。また、既存のダストカバーを利用しておりギア軸への加工や、新たな部品の追加を必要としないので、発明の実施に困難を伴わずまたコストの上昇を招かない。

本発明によれば、ギア軸への加工や別部品の追加を必要とすることなく、ギア軸とヨークとの位置決め及び確認作業を極めて容易に行うことができる。

本実施形態に係わるヨークとダストカバーの筒状部の一端との当接状態を示す断面図である。 図１においてピンチボルトを挿通した状態の外観図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視断面図である。 ステアリング装置を示す外観斜視図である。

以下、本発明の一実施形態を、図面に基づいて説明する。図４は、本実施形態に係わるステアリングシャフトの接続構造が用いられるステアリング装置２２である。運転者の操作するステアリングホイール２３の回転運動は、ステアリングシャフト２４を経由してピニオン軸３に伝達され、ギアハウジング１に収容されたラックアンドピニオン機構（図示省略）によってピニオン軸の回転運動がラック軸の直線運動に変換されて、ラック軸２５の両端部に結合したタイロッド２６を押し引きし、図示しない操舵輪に所望の舵角を付与する。

図１及び図２に示すように、本実施形態のステアリングシャフト２４の接続構造は、ギアハウジング１とピニオン軸（ギア軸）３とヨーク７とピンチボルト１７とダストカバー１８等とから構成されている。

ギアハウジング１は図示しない車体側に固定され、ラックアンドピニオン機構を収容しピニオン軸３を回転自在に支持している。

ピニオン軸３の一方の軸端部（一端部）３ａは、図１に示すように、ギアハウジング１のハウジング開口２を挿通してギアハウジング１の外側に延びている。ピニオン軸３の軸端部３ａは、一対の雄セレーション部４を有し、一対の雄セレーション４の間には一対の雄セレーション部４の外径よりも小さい外径を有する環状の係合溝５が形成されている。一対の雄セレーション部４には、それぞれピニオン軸３の軸方向に沿って延びるセレーション歯が軸の全周に亘って形成されている。また、ピニオン軸３のセレーション部４とハウジング開口２との間の外周面には、ダストカバー１８を固定するための環状の係合凹部６が形成されている。

ヨーク７は、図４に示すように、ステアリングシャフト２４の下端部に設けられている。ヨーク７は、図１〜図３に示すように、ギア軸挿入孔８とボルト挿通孔１４とを有する。ギア軸挿入孔８は、ピニオン軸３が挿入される断面円弧状の挿入部９と挿入部９の両端から径方向外側に延びて対向する一対のタブ部１２とを有する。一対のタブ部１２の間にはヨーク７の軸方向に貫通するスリット１３が形成されている。挿入部９の内面は、軸方向に沿って延びる雌セレーション歯が形成された雌セレーション部１１を有する。雌セレーション部１１は、ピニオン軸３の一対の雄セレーション部４と嵌合する。一対のタブ部１２にはボルト挿通孔１４が形成されており、一方のタブ１２ａにはボルトの貫通孔１４が、他方のタブ１２ｂにはネジ孔１６が形成されている。図３に示すように、ボルト挿通孔１４はギア軸挿入孔８と交叉する方向に設けられ、ギア軸挿入孔８と連通している。

ピンチボルト１７は、頭部１７ａと円柱部１７ｂとネジ部１７ｃを一体的に有し、図２及び図３に示すように、ボルト挿通孔１４の貫通孔１５側からボルト挿通孔１４に挿入され、頭部１７ａがタブ１２ａに支持され、円柱部１７ｂがピニオン軸３の係合溝５を挿通し、ネジ部１７ｃがボルト挿通孔１４のネジ孔１６と螺合してヨーク７に締結される。ピンチボルト１７に所定の締め付けトルクを付与しギア軸挿入孔８のスリット１３の間隙を狭めることによって、ギア軸挿入孔８の雌セレーション部１１とピニオン軸３の一対の雄セレーション部４とが堅固に嵌合し、ヨーク７とピニオン軸３とは、ステアリングホイールの回転運動によって生じた操舵力を伝達可能に結合される。また、ピンチボルト１７の円柱部１７ｂがピニオン軸３の係合溝５を挿通しているので、結合しているピニオン軸３及びヨーク７に対してピニオン軸３とヨーク７とを互いに離間する方向に外力が作用した場合であっても、ピンチボルト１７がピニオン軸３の係合溝５に係合し、ピニオン軸３がヨーク７のギア軸挿入孔８から抜けることが防止される（図２、図３参照）。

ダストカバー１８は、図１及び図２に示すようにギアハウジング１とヨーク７との間に配置される。ダストカバー１８は、例えば、ゴム等の合成樹脂素材から形成され、カバー部１９と筒状部２０とを一体的に有しており、カバー部１９は、ピニオン軸３とハウジング開口２との間隙を塞いで外部からハウジング開口２への異物の侵入を防止する。カバー部１９からヨーク７側に突出する筒状部２０には、ピニオン軸３の軸端部３ａが挿通している。筒状部２０の内周面には環状の係合凸部２１が形成されており、ピニオン軸３に設けた係合凹部６と係合することによって、ダストカバー１８をピニオン軸３上の所定の位置に固定する。筒状部２０のヨーク７と対向する端部２０ａ（筒状部の一端）の位置は、ピニオン軸３の軸端部３ａがギア軸挿入孔８に挿入されてヨーク７の端部７ａが筒状部２０の端部２０ａに当接した時、ヨーク７のボルト挿通孔１４とピニオン軸３の係合溝５とが重なる所定の挿入位置となる位置に設定されている。

本実施形態では、ピニオン軸３とヨーク７とを接続する場合は、先ず、ピニオン軸３にダストカバー１８の筒状部２０を挿通し、筒状部２０の内周面の係合凸部２１をピニオン軸３の係合凹部６に係合させてダストカバー１８をピニオン軸３に固定し、ギアハウジング１のハウジング開口２をダストカバー１８で塞ぐ。次に、ピニオン軸３の軸端部３ａの一対の雄セレーション部４とヨーク７のギア軸挿入孔８の内面の雌セレーション部１１とを歯合させ、ヨーク７をピニオン軸３の軸方向に沿ってダストカバー１８の方向に移動させることによってピニオン軸３の軸端部３ａをヨーク７のギア軸挿入孔８に挿入する。ここで、ヨーク７のボルト挿通孔１４とピニオン軸３の係合溝５とが重ならない挿入途中位置においては、ボルト挿通孔１４とギア軸挿通孔８との連通部分をピニオン軸３が塞ぐので、ボルト挿通孔１４にピンチボルト１７を挿通することができない。挿入を継続し、ヨーク７の先端部７ａがダストカバー１８の筒状部２０の端部２０ａに当接した時、ヨーク７のボルト挿通孔１４の位置は筒状部２０の端部２０ａによってピニオン軸３の係合溝５と重なる所定の挿入位置に規制される（図１参照）。そこで、ピンチボルト１７をヨーク７のボルト挿通孔１４から挿入してピニオン軸３の軸端部３ａの係合溝５を挿通し、ピンチボルト１７のネジ部１７ｃをボルト挿通孔１４のネジ孔１６に螺合させて所定の締め付けトルクで締め付け、ピンチボルト１７をヨーク７に締結する。ピンチボルト１７のヨーク７への締結により、ヨーク７のスリット１３が狭まり、ヨーク７のギア軸挿入孔８の雌セレーション部１１が縮径してピニオン軸３の一対の雄セレーション部４とヨーク７の雌セレーション部１１との嵌合が堅固となり、ヨーク７とピニオン軸３とがテアリングホイール２３の回転で発生した操舵力を伝達可能に結合する。また、ピンチボルト１７の円柱部１７ｂがピニオン軸３の軸端部３ａの係合凹部を挿通しているので、ヨーク７のギア軸挿入孔８からのピニオン軸３の抜けが防止される（図２、図３参照）。

このように、ピニオン軸３の軸端部３ａをヨーク７のギア軸挿入孔８に挿入する際、ヨーク７の先端部７ａがダストカバー１８の筒状部２０の端部２０ａと当接するまでヨーク７をピニオン軸３に沿ってダストカバー１８の方向に移動させるという極めて簡単な作業でピニオン軸３とヨーク７との結合位置の位置合わせが可能となる。従って、ピニオン軸３とヨーク７との相互の位置をずらしながら手探りで調整するなどの煩雑な作業が不要となり、ピニオン軸３とヨーク７との接続作業の作業性が格段に向上し、作業時間を大幅に短縮できる。また、ダストカバー１８の筒状部２０とヨーク７との当接状態は、図２に示すように外部から容易に視認できるので、接続作業後に、ピニオン軸３とヨーク７とが正しく結合されたか否かの確認が可能となり、ステアリングシャフトの接続が不完全な状態で次工程に送られるおそれも解消される。また、既存のダストカバー１８を利用しており、ピニオン軸への加工や、新たな部品の追加を必要としないので、発明の実施に困難を伴わずまたコストの上昇を招かない。

なお、ダストカバー１８のピニオン軸３への固定は、本実施形態に限定されず、例えばピニオン軸３側に係合凸部を設け、ダストカバー１８の筒状部２０の内面に係合凹部を設けてもよい。また、ダストカバー１８は、ダストハウジング１側に固定されてもよい。

また、本実施形態では、ラックアンドピニオン機構のピニオン軸３とステアリングシャフト２４のヨーク７との接続を示したが、これらに限定されることはなく、例えばボールネジ機構であってもよい。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施形態について説明したが、この実施形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、この実施形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論である。

本発明は、ダストカバーを有するギアハウジングのギア軸とステアリングシャフトとの接続に広く適用可能である。

１ ギアハウジング
２ ハウジング開口
３ ピニオン軸（ギア軸）
３ａ 軸端部（ギア軸の一端部）
５ 係合溝
７ ヨーク
８ ギア挿入孔
１４ ボルト挿通孔
１７ ピンチボルト
１８ ダストカバー
１９ カバー部
２０ 筒状部
２０ａ 端部（筒状部の一端）
２４ ステアリングシャフト

Claims (1)

1. ハウジング開口を有し、車体側に固定されるギアハウジングと、
   前記ギアハウジングに回転自在に支持された状態で収容され、前記ハウジング開口を挿通して前記ギアハウジングの外側に延びる一端部を有するギア軸と、
   前記ギア軸の一端部の外周面に設けられた環状の係合溝と、
   前記ギア軸の一端部が挿入されるギア軸挿入孔と、このギア軸挿入孔と交叉する方向に延びて該ギア軸挿入孔と連通するボルト挿通孔とを有し、ステアリングシャフトの端部に設けられるヨークと、
   前記係合溝と重なる所定の挿入位置の前記ボルト挿通孔に挿入された状態で締結され、前記ヨークを締め付けて縮径することによって前記ヨークを前記ギア軸に結合するピンチボルトと、
   前記ギアハウジングと前記ヨークとの間に配置され、前記ギア軸と前記ハウジング開口との間隙を塞ぐカバー部と、このカバー部から前記ヨークに向かって一体的に突出する筒状部とを有し、この筒状部を前記ギア軸の一端部が挿通した状態で前記ギアハウジング又は前記ギア軸の少なくとも一方に固定されるダストカバーと、を備え、
   前記ヨークと対向する前記ダストカバーの筒状部の一端は、前記ギア軸の一端部が前記ギア軸挿入孔に挿入される際に前記ヨークと当接して前記ボルト挿通孔を前記所定の挿入位置に規制する
   ことを特徴とするステアリングシャフトの接続構造。

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