JPH08320027A

JPH08320027A - シャフトと自在継手のヨークとの結合部

Info

Publication number: JPH08320027A
Application number: JP7125016A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sekine; 博関根
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1995-05-24
Filing date: 1995-05-24
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】簡単な構成で、ヨーク３とシャフト７との芯
合わせを簡単に行なえる様にする。【構成】１対の抑え板部９ａ、９ｂの間でシャフト７
を抑え付けるべく、抑えボルト１５を緊締すると、抑え
筒３４が直径方向外方に変形する。この結果、この抑え
筒３４がシャフト７の端部を、ヨーク３の基端部８の奥
に押し込み、前記シャフト７の芯合わせを行なう。又、
抑え板部９ａの内側面に形成した段部３７がシャフト７
の端縁部に係合する。従って、抑えボルト１５の頭部１
６からヨーク３に加わる回転トルクに拘らず、ヨーク３
がシャフト７に対してずれ動く事がない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係るシャフトと自在継
手のヨークとの結合部は、例えばステアリング装置に於
いて、このステアリング装置を構成する各種シャフトの
端部と自在継手のヨークとを結合する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】自動車の前輪に舵角を付与する為のステ
アリング装置では、ステアリングホイールの操作に伴っ
て回転するステアリングシャフトの動きを、図１１に示
す様な十字軸式の自在継手１を介して、ステアリングギ
ヤの入力軸に伝達する。この自在継手１は、１対のヨー
ク２、３同士を十字軸４を介して結合したものである。
この十字軸４に設けられた４個所の端部は、それぞれ上
記各ヨーク２、３の先端部に、軸受カップ５、５内に設
けられたニードル軸受を介して揺動自在に支持してい
る。従って、上記両ヨーク２、３の中心が同一直線上に
位置しなくても、両ヨーク２、３同士の間で回転力の伝
達を行なえる。

【０００３】この様な自在継手１を使用してステアリン
グ装置を組み付ける場合、例えば一方（図１１の右方）
のヨーク２をステアリングシャフト等の一方のシャフト
６の端部に、溶接或はねじ止め等により予め結合固定
し、他方（図１１の左方）のヨーク３を他方のシャフト
７の端部に結合する。この様な組み付け作業を行なうの
に通常は、上記一方のシャフト６を車体に支持した後、
このシャフト６と他方のシャフト７とを自在継手１によ
り結合する。

【０００４】従って、ステアリング装置を構成する自在
継手１のヨーク２、３のうち、少なくとも上記他方のヨ
ーク３は、シャフト６を軸方向に動かす事なく接続作業
を行なえる、所謂横入れ式のものが好ましい。例えば図
１１に示した自在継手１の場合、一方のヨーク２は一方
のシャフト６の端部に溶接固定しているが、他方のヨー
ク３は、図１２に示す様に、断面がＵ字形の基端部８を
有する、横入れ式のものとしている。

【０００５】この横入れ式のヨーク３の基端部８は、１
対の抑え板部９ａ、９ｂを含んで構成される。互いに離
隔して配置されたこれら抑え板部９ａ、９ｂは、それぞ
れの内側面を、互いに平行な抑え面１０、１０としてい
る。そして、一方（図１２の左方）の抑え板部９ａの開
口側端部にナット１１を内嵌固定する事によりねじ孔１
２を設けている。又、他方（図１２の右方）の抑え板部
９ｂの開口側端部に、このねじ孔１２と同心でこのねじ
孔１２よりも大径の通孔１３を、それぞれ形成してい
る。尚、ねじ孔１２は、後述する構造例の様に、上記抑
え板部９ａに直接形成する場合もある。

【０００６】一方、上述の様に構成されるヨーク３に、
その先端部を結合されるシャフト７は、少なくとも先端
部の断面形状を、図１３に示す様な小判形としている。
即ち、このシャフト７の先端部外周面に、互いに平行な
１対の外側平面１４、１４を形成し、接続時にはこの外
側平面１４、１４と上記抑え面１０、１０とを密接させ
る事により、上記ヨーク３に対するシャフト７の回転防
止を図る。

【０００７】上述の様な形状を有するシャフト７の端部
を前述の様なヨーク３の基端部８に接続固定する場合に
は、先ず、図１１に実線で示す様に、上記シャフト７の
端部を上記基端部８の開口側に配置する。そして、この
状態から、例えば上記ヨーク３を十字軸４を中心に回動
させる事により、このヨーク３を図１１の実線状態から
鎖線状態にまで、同図で時計方向に揺動させて、上記シ
ャフト７の端部をヨーク３の基端部８内に挿入する。
尚、ヨーク３を動かさずにシャフト７の端部を動かす事
で、シャフト７の端部をヨーク３の基端部８内に挿入す
る場合もある。何れにしても、シャフト７の端部を基端
部８内に挿入する以前には、上記通孔１３に抑えボルト
１５（図１４）を挿入しない。

【０００８】上述の様にしてシャフト７の端部をヨーク
３の基端部８内に挿入し、上記各抑え面１０、１０と外
側平面１４、１４（図１２〜１３）を対向させたなら
ば、上記通孔１３に挿通した抑えボルト１５の先端部に
形成した雄ねじ部を上記ねじ孔１２に螺合し、更に緊締
する。この緊締に基づき、上記１対の抑え面１０、１０
同士の間隔が狭まり、これら各抑え面１０、１０と上記
各外側平面１４、１４とが強く当接して、上記シャフト
７の先端部が上記基端部８に結合固定される。尚、上記
シャフト７の端部片縁部には切り欠き３５を形成して、
このシャフト７と上記抑えボルト１５の杆部との干渉を
防止すると共に、万一抑えボルト１５が緩んだ場合で
も、ヨーク３がシャフト７の軸方向に抜け出る事を防止
している。

【０００９】ところで、自在継手１を介して結合された
１対のシャフト６、７同士の間での回転力の伝達を円滑
に行なう為には、上記十字軸４の中心点Ｏ（図１１）を
これら両シャフト６、７の中心軸の延長線上に位置させ
る、所謂心合わせを行なう必要がある。図１１に示した
自在継手１の場合、他方のヨーク３とシャフト７との位
置を規制しなければ、上記心合わせがなされないまま、
これら両部材３、７同士が結合される恐れがある。

【００１０】より具体的には、上記抑えボルト１５の緊
締に伴って、この抑えボルト１５の頭部１６（図１４）
と上記基端部８の外側面との間に作用する摩擦力に基づ
いて、上記他方のヨーク３が上記抑えボルト１５を中心
に回転方向に変位する。この抑えボルト１５の雄ねじ部
に一般的な右ねじが形成されていた場合には、この抑え
ボルト１５の緊締に伴って上記ヨーク３に、図１４で時
計方向のモーメントが加わり、このヨーク３が同図に示
す様に、シャフト７に対して傾斜する。この結果、上述
した様に、上記十字軸４の中心点Ｏがシャフト７の中心
軸の延長線上から外れ、１対のシャフト６、７同士の間
での回転力伝達が円滑に行なわれなくなる。

【００１１】この為従来から、シャフト７の端部とヨー
ク３の基端部８との結合作業に伴って、自動的に上記心
合わせが行なわれる様に、これら各部材７、３の形状並
びに寸法を規制すると共に、結合作業時にこれら両部材
７、３の位置関係を一定にする、心合わせ機構が考えら
れている。

【００１２】図１５〜１６は、この様な心合わせ機構の
第１例として、米国特許第５０９０８３３号明細書に記
載されたものを示している。ヨーク３の基端部８の両端
部側方開口近くで、互いに整合する位置には、抑えボル
ト１５を挿通できるだけの大きさを有する円孔１７と、
この円孔１７よりも十分に大径の円孔１８とを、互いに
同心に形成している。そして、このうちの円孔１８の外
端開口部に、シリンダ筒１９を固定している。このシリ
ンダ筒１９の内側に抑え駒２０を設けると共に、圧縮ば
ね２１によりこの抑え駒２０を、上記基端部８の内側面
から突出する方向に押圧している。又、上記シリンダ筒
１９の底部には、上記抑えボルト１５の先端部を螺合さ
せる為のねじ孔２２を形成している。更に、上記抑え駒
２０の内端面（図１５〜１６の右端面）には、互いに傾
斜方向の異なる１対の傾斜面２３、２４を形成する事
で、この内端面を山形に形成している。

【００１３】シャフト７の端部とヨーク３の基端部８と
を結合する場合には、図１５に示す様に、シャフト７の
端部を基端部８内に、この基端部８の側方開口側から挿
入する。この際に上記抑え駒２０は、上記シャフト７の
端部外周面と一方の傾斜面２３との摺接に基づき、上記
圧縮ばね２１の弾力に抗して上記シリンダ筒１９内に退
避し、上記シャフト７の通過を許容する。そして、通過
後は図１６に示す様に、圧縮ばね２１の弾力に基づいて
抑え駒２０の先端部が基端部８の内側面から突出し、上
記シャフト７の端部が基端部８から脱落するのを防止す
る。又、この状態で他方の傾斜面２４は、上記シャフト
７の端部外周面を押圧して、このシャフト７の端部を上
記基端部８の奥端に迄押し込む。この状態で、上記心合
わせが完了する。そこで、図１６に示す様に、上記抑え
ボルト１５を上記ねじ孔２２に螺合し、更に緊締すれ
ば、上記基端部８とシャフト７とががたつきなく結合さ
れる。

【００１４】次に、図１７〜１９は、従来から知られた
心合わせ機構の第２例として、実開昭５５−３８０２４
号公報に記載されたものを示している。シャフト７の端
部に形成した外側平面１４の一部で軸方向（図１７の左
右方向）に離隔した２個所位置には、それぞれ凹孔２
５、２５を形成し、各凹孔２５、２５内に圧縮ばね２６
と鋼球２７とを、図１８に示す様に、各凹孔２５、２５
の奥側から挿入している。一方、ヨーク３の基端部８に
設けられた抑え面１０の一部には、図１９に示す様に、
軸方向（図１９の表裏方向）に亙る凹溝２８を形成して
いる。

【００１５】シャフト７の端部とヨーク３の基端部８と
を結合すべく、この端部を基端部８内に挿入すると、上
記各鋼球２７が圧縮ばね２６の弾力に基づいて、上記凹
溝２８と弾性的に係合する。そして、この様に各鋼球２
７と凹溝２８とが係合した状態で、上記心合わせが行な
われる。

【００１６】更に、図２０は、従来から知られた心合わ
せ機構の第３例として、やはり実開昭５５−３８０２４
号公報に記載されたものを示している。抑えボルト１５
の基端寄り部分にはスリーブ２９を外嵌している。この
スリーブ２９の外周面は、上記抑えボルト１５の基端に
向かう程直径が大きくなる、円錐凸面３０とされてい
る。一方、シャフト７端部外周面で、この円錐凸面３０
と整合する位置には、この円錐凸面３０と同じ方向に傾
斜した、面取り部３１を形成している。

【００１７】ヨーク３の基端部８にシャフト７の端部を
結合すべく、上記抑えボルト１５の先端部に形成した雄
ねじ部３２をシャフト７の抑え板部９ｂに形成したねじ
孔１２に螺入すると、上記スリーブ２９の円錐凸面３０
が上記面取り部３１と摺接し、上記シャフト７の端部を
上記基端部８内に押し込む事により、心合わせを行な
う。

【００１８】更に、図２１は、従来から知られた心合わ
せ機構の第４例として、実開平６−８００２９号公報に
記載されたものを示している。抑えボルト１５の中間部
には、この抑えボルト１５の先端部に形成した雄ねじ部
３２から離れるに従って直径が大きくなる、円錐凸面状
の外周側テーパ面３３を形成している。又、上記抑えボ
ルト１５の雄ねじ部３２寄り部分には、直径方向に亙っ
て変形自在な抑え筒３４を外嵌している。この抑え筒３
４は、ねじ孔１２への雄ねじ部３２の螺入に伴い、上記
外周側テーパ面３３と抑え板部９ｂの抑え面１０との間
で、軸方向に亙って強く挟持される。

【００１９】シャフト７の端部をヨーク３の基端部８に
挿入し、抑え面１０と外側平面１４を対向させた状態で
抑えボルト１５の雄ねじ部３２をねじ孔２２に螺合さ
せ、更に緊締すれば、この抑えボルト１５の周囲に外嵌
された抑え筒３４が軸方向に亙って強く挟持される。そ
して、この抑え筒３４が、直径方向外側に膨らむ様に変
形する。この結果、上記抑え筒３４の一部が上記シャフ
ト７の端部を押し、この端部を上記基端部８の奥端に迄
押し込み、このシャフト７の心合わせを行なう。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様に
構成され作用する従来のシャフトと自在継手のヨークと
の結合部の場合、次に述べる様な不都合があった。先
ず、図１５〜１６に示した第１例の構造の場合には、構
造が複雑で製作費が嵩むだけでなく、シリンダ筒１９を
設置する分、自在継手が大型化し、他の部品との干渉を
避ける為の考慮が必要になる等、設計の自由度が少なく
なる。

【００２１】又、図１７〜１９に示した第２例の構造の
場合には、やはり構成各部材の加工並びに組み立てが面
倒で、製作費が嵩む事が避けられない。又、図２０に示
した第３例の構造の場合には、シャフト７の端部に面取
り部３１を加工する必要があり、加工作業が面倒になる
だけでなく、シャフト７の寸法によっては、強度保持等
の為、面取り部３１を形成できない場合も考えられる。

【００２２】更に、図２１に示した第４例の構造の場合
には、抑えボルト１５の締め付け方向によっては、シャ
フト７とヨーク３との心合わせを必ずしも確実に行なえ
ない場合がある。例えば、基端部８に対して上記抑えボ
ルト１５が、図１４に示す位置に設けられており、この
抑えボルト１５の雄ねじ部３２（図２１）が一般的な右
ねじであった場合には、上記シャフト７とヨーク３と
が、図１４に示す様にずれ易い。即ち、上記抑えボルト
１５の締め付け終期には、この抑えボルト１５の頭部１
６と基端部８との間に作用する摩擦力によってこの基端
部８に、図１４で時計方向の大きなモーメントが加わ
る。この大きなモーメントに対して上記シャフト７の中
心軸とヨーク３の中心軸とがずれない様にする対向力
は、抑え筒３４（図２１）が直径方向外方に膨らむ様に
変形する事で発生するが、この抑え筒３４は変形し易い
材料により造られている為、上記対向力は小さく、上記
両部材７、３の中心軸同士のずれ防止効果が必ずしも十
分でなくなる。

【００２３】上記基端部８を図１４の左方向に延長し、
抑え筒３４（図２１）による押圧点と基端部８の後端縁
との軸方向長さであるスパンＬ₁ を十分に大きくできれ
ば、上記抑えボルト１５を図１４で時計方向に締め付け
ても、上記両部材７、３の中心軸同士がずれる事を十分
に防止できる。但し、この様な解決策は、上記基端部８
を大型化する為、必ずしも現実的ではない。一方、抑え
筒３４による押圧点と基端部８の前端縁との軸方向長さ
であるスパンＬ₂ は上記スパンＬ₁ に比べれば大きい。
従って、上記抑えボルト１５の雄ねじ部３２を左ねじに
したり、或は通孔１３とねじ孔１２との設置位置を逆に
（抑えボルト１５を図１４の裏面側から挿通する様に）
すれば、上記両部材７、３の中心軸同士がずれる事を防
止する機能が向上する。但し、作業員が不慣れな左ねじ
の採用は締め付け作業性が悪く、好ましくない。又、ス
テアリング装置用の自在継手の組み付け作業は、狭いエ
ンジンルーム内で行なわなければならず、抑えボルト１
５の挿入方向を必ずしも自由に選択できない場合が多
い。従って、抑えボルト１５を図１４の裏面側から挿通
する構造も採用できない場合がある。

【００２４】ヨークとシャフトとの心合わせを行なう構
造はこの他にも、例えば米国特許第５０９０８３３号明
細書に記載されたものが知られている。ところが、この
明細書に記載された構造の場合には、特殊な形状でしか
も大きなナットを使用する為、コストが高くなり、しか
も自在継手部分の回転半径が大きくなって、大きな設置
空間を必要とする。本発明のシャフトと自在継手のヨー
クとの結合部は、これらの不都合を何れも解消すべく考
えたものである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明のシャフトと自在
継手のヨークとの結合部は、前述の図２１に示した、従
来の第４例のシャフトと自在継手のヨークとの結合部と
同様に、使用時に回転するシャフトと、このシャフトの
先端部外周面に形成された、互いに平行な１対の外側平
面と、断面略Ｕ字形で側方が開口した基端部を有し、自
在継手を構成するヨークと、互いに離隔して配置され、
それぞれの内側面を上記各外側平面と対向する抑え面と
して、上記基端部を構成する１対の抑え板部と、一方の
抑え板部の開口側端部に設けたねじ孔と、他方の抑え板
部の開口側端部に形成した、上記ねじ孔と同心でこのね
じ孔よりも大径の通孔と、この通孔を挿通した状態で、
その先端部に形成した雄ねじ部を上記ねじ孔に螺合させ
る抑えボルトとを備える。

【００２６】そして、上記抑えボルトの中間部で上記雄
ねじ部とねじ孔とを螺合させた場合に上記１対の抑え板
部の間に位置する部分に、上記雄ねじ部から離れるに従
って直径が大きくなる、円錐凸面状の外周側テーパ面が
形成されている。又、上記抑えボルトの雄ねじ部寄り部
分には、直径方向に亙って変形自在な抑え筒が外嵌され
ている。そして、この抑え筒は上記ねじ孔への雄ねじ部
の螺入に伴って、上記外周側テーパ面とこの外周側テー
パ面が対向する面との間で軸方向に亙り強く挟持され
る。

【００２７】特に、本発明のシャフトと自在継手のヨー
クとの結合部に於いては、上記１対の抑え板部のうちの
少なくとも一方の抑え板部の内側面には段部が、上記シ
ャフトの軸方向に亙って形成されている。この段部は、
上記１対の抑え板部の抑え面同士の間隔を、上記基端部
の開口側で狭く奥側で広くする。又、この段部の位置
は、上記シャフトの外周面を上記基端部の奥端面に当接
させた状態で、上記外側平面の端縁部が対向する位置と
している。

【００２８】

【作用】上述の様に構成される本発明のシャフトと自在
継手のヨークとの結合部によれば、簡単な構成にも拘ら
ず、面倒な作業を要する事なく、シャフトの心合わせを
確実に行なえる。即ち、シャフトの端部をヨークの基端
部に挿入し、外側、内側、各平面を対向させた状態で抑
えボルトの雄ねじをねじ孔に螺合させ、更に緊締すれ
ば、この抑えボルトの周囲に外嵌された抑え筒が軸方向
に亙って強く挟持され、この抑え筒が、直径方向外側に
膨らむ様に変形する。この結果、上記抑え筒の一部が上
記シャフトの端部を押し、この端部を上記基端部の奥端
に迄押し込み、このシャフトの心合わせを行なう。以上
の作用は、前述した従来構造の第４例の場合と同様であ
る。

【００２９】特に、本発明のシャフトと自在継手のヨー
クとの結合部の場合には、少なくとも一方の抑え板部の
内側面に形成された段部とシャフトに形成した外側平面
の端縁部との係合により、抑えボルトの締め付け終期に
ヨークに加わる大きなモーメントに拘らず、ヨークの中
心軸とシャフトの中心軸とがずれる事を確実に防止でき
る。

【００３０】

【実施例】図１〜７は本発明の第一実施例を示してい
る。使用時に回転するシャフト７の先端部の断面形状
は、前述の図１３に示す様に小判形とし、この先端部外
周面に、互いに平行な１対の外側平面１４、１４を形成
している。又、この先端部片縁部（図１の上縁部）に
は、抑えボルト１５との干渉を防止すると共に、万一抑
えボルト１５が緩んだ場合にも、ヨーク３がシャフト７
の軸方向に抜け出るのを防止する為の切り欠き３５を形
成している。

【００３１】一方、上記図１に示す様な自在継手１を構
成するヨーク３は、断面Ｕ字形で、側方（図１、２、
３、６、７の上方、図４の手前、図５の右方）が開口し
た基端部８を有する。この基端部８は、互いに離隔して
配置された１対の抑え板部９ａ、９ｂを有する。そし
て、各抑え板部９ａ、９ｂの内側面を、上記各外側平面
１４、１４と対向する抑え面１０ａ、１０ｂとしてい
る。又、一方（図１の裏側、図２、３、６、７の左方、
図４、５の上方）の抑え板部９ａの開口側端部にはナッ
ト１１を嵌合固定してねじ孔１２を、他方（図１の表
側、図２、３、６、７の右方、図４、５の下方）の抑え
板部９ｂの開口側端部には通孔１３を、それぞれ形成し
ている。この通孔１３は、上記ねじ孔１２と同心でこの
ねじ孔１２よりも大径である。抑えボルト１５は、この
通孔１３を挿通した状態で、その先端部に形成した雄ね
じ部３２を、上記ねじ孔１２に螺合させている。

【００３２】又、上記抑えボルト１５の中間部には、円
錐凸面状の外周側テーパ面３３を形成している。この外
周側テーパ面３３は、上記雄ねじ部３２と上記ねじ孔１
２とを螺合させた場合に、上記１対の抑え板部９ａ、９
ｂの間に位置する。又、上記外周側テーパ面３３は、上
記雄ねじ部３２から離れるに従って直径が大きくなる。
そして、上記抑えボルト１５の雄ねじ部３２寄り部分
（図２〜３の右寄り部分）には、抑え筒３４を外嵌して
いる。この抑え筒３４は、比較的軟質の合成樹脂、ビニ
ル、ゴム、鉛等の軟質金属の様な変形し易い材料によ
り、円筒状に造られている。上記抑え筒３４の一端（図
３の右端）開口部内周縁で、上記外周側テーパ面３３と
対向する部分に、円錐凹面状の内周側テーパ面３６を形
成している。

【００３３】図３に示す様に、上記抑え筒３４を抑えボ
ルト１５に外嵌し、この抑えボルト１５の先端に形成し
た雄ねじ部３２を上記ねじ孔１２に軽く螺合しただけの
（緊締しない）状態で、上記抑え筒３４の他端縁（図２
〜３の左端縁）を前記ナット１１の端面に当接させる
と、上記内周側テーパ面３６は上記外周側テーパ面３３
に当接若しくは近接する。以上の構成は、上記抑え筒３
４の他端縁を当接させる部位が抑え板部９ａの抑え面１
０（図２１）からナット１１の端面に変わった以外、前
述した従来から知られた自在継手１とシャフト７との結
合部と同様である。勿論、本発明の場合も、上記抑え筒
３４の他端縁を当接させる部位が抑え板部９ａの抑え面
１０ａであっても構わない。

【００３４】特に、本発明のシャフトと自在継手のヨー
クとの結合部に於いては、前記１対の抑え板部９ａ、９
ｂのうち、ナット１１を固定した一方の抑え板部９ａの
内側面を構成する抑え面１０ａの中間部に段部３７を、
上記シャフト７の軸方向（図１、４の左右方向、図２、
３、５の表裏方向）に亙って形成している。この段部３
７は、上記１対の抑え板部９ａ、９ｂの抑え面１０ａ、
１０ｂ同士の間隔を、前記基端部８の開口側（図１〜
３、６の上側、図４の手前側、図５の左側）で狭く、奥
側（図１〜３、６の下側、図５の右側）で広くする。
又、この段部３７を形成する位置は、上記シャフト７の
外周面を上記基端部８の奥端面に当接させた状態で、上
記抑え板部９ａの抑え面１０ａに対向する、前記外側平
面１４の端縁部が対向する位置としている。

【００３５】図示の実施例の場合には、この様な段部３
７は、上記外側平面１４から連続する曲面部３８の形状
に合わせて傾斜させている。従って、上記一方の抑え板
部９ａを上記シャフト７の外側平面１４に向けて抑え付
けた場合には、この段部３７と上記曲面部３８の端部と
が噛み合う。又、上記段部３７から上記基端部８の奥端
面に向けて、緩傾斜面３９を形成している。この緩傾斜
面３９よりも開口寄り部分及び奥端部分には、それぞれ
平面部４０ａ、４０ｂが形成されている。これら両平面
部４０ａ、４０ｂと、他方の抑え板部９ｂ内側面の抑え
面１０ｂとの間隔Ｄ（図４）は、前記シャフト７の外側
平面１４、１４同士の間隔ｄ（図７）よりも僅かに大き
い（Ｄ＞ｄ）。従って、上記基端部８の自由状態（抑え
ボルト１５を緊締する以前の状態）では、上記シャフト
７を基端部８の内側に、容易に、しかも大きながたつき
なく挿入できる。

【００３６】又、上記緩傾斜面３９の傾斜角度は僅か
（例えば１〜３度程度）としている。この緩傾斜面３９
部分と上記他方の抑え板部９ｂ内側面の抑え面１０ｂと
の間隔は、自由状態では上記平面部４０ａ、４０ｂ部分
での間隔よりも大きい。但し、上記抑えボルト１５の緊
締に伴って上記一方の抑え板部９ａが変形すると、この
緩傾斜面３９が上記シャフト７の外側平面１４に、図２
に示す様に、ほぼ全面に亙って当接すると共に、上記段
部３７が上記曲面部３８の端部に噛み合う様に、その位
置を規制している。

【００３７】上述の様に構成される本発明のシャフトと
自在継手のヨークとの結合部を組み立てる場合、図３に
示す様に、前記外周側テーパ面３３と内周側テーパ面３
６とを対向させた状態で、上記抑え筒３４を抑えボルト
１５に外嵌しておく。そして、先ず、上記ヨーク３の基
端部８に上記シャフト７の端部を挿入し、図３に示す様
に、各抑え面１０ａ、１０ｂと外側平面１４、１４とを
対向させる。この挿入作業は、上記抑えボルト１５を未
だ通孔１３内に挿入しない状態で行なう。

【００３８】上記シャフト７の端部を上記基端部８に挿
入したならば、上記抑え筒３４を外嵌した抑えボルト１
５を上記通孔１３に、上記抑え板部９ｂの外側面側から
内側面側に向け挿通する。そして、この抑えボルト１５
の雄ねじ部３２の先端を、前記ナット１１のねじ孔１２
に螺合させ、更に緊締する。この螺合緊締に伴って上記
抑えボルト１５が、図３で左方に変位し、上記抑え筒３
４が上記外周側テーパ面３３と上記ナット１１の端面と
の間で、軸方向に亙って強く挟持される。この結果、上
記抑え筒３４の一部で、上記外周側テーパ面３３の周囲
に存在する部分が、直径方向外側に膨らむ様に変形す
る。この変形は、弾性変形でも塑性変形でも良い。この
変形の結果、上記抑え筒３４の一部で、上記外周側テー
パ面３３の周囲に存在する部分が、上記シャフト７の端
部を押し、この端部を上記基端部８の奥端に迄押し込
み、このシャフト７の心合わせを行なう。以上の作用
は、前述した従来構造の第４例の場合とほぼ同様であ
る。

【００３９】特に、本発明のシャフトと自在継手のヨー
クとの結合部の場合には、上記抑えボルト１５の緊締作
業の初期段階で、前記一方の抑え板部９ａの内側面に形
成された段部３７とシャフト７に形成した外側平面１４
の端縁部とが係合する（互いに噛み合う）。そして、こ
の係合により、上記抑えボルト１５の締め付け終期にヨ
ーク３に加わる大きなモーメントに拘らず、ヨーク３の
中心軸とシャフト７の中心軸とがずれる事を確実に防止
できる。

【００４０】即ち、図３に示した状態から抑えボルト１
５の緊締を開始すると、この抑えボルト１５の締め付け
トルクが小さい初期段階で、上記抑え筒３４の外径が広
がり、この抑え筒３４が上記シャフト７を基端部８の奥
端に押し込む。この際、抑えボルト１５の頭部１６から
ヨーク３に伝わる回転モーメントよりも、上記抑え筒３
４がシャフト７を押す事による心合わせ力の方が大き
い。従って、上記抑えボルト１５の緊締作業に基づき、
上記シャフト７とヨーク３との心合わせが行なわれる。

【００４１】続く段階では、前記１対の抑え板部９ａ、
９ｂが変形し、上記一方の抑え板部９ａの内側面に形成
された段部３７とシャフト７に形成した外側平面１４の
端縁部とが係合する。この段階でも、上記１対の抑え板
部９ａ、９ｂは軽く変形しただけであり、上記抑えボル
ト１５の頭部１６からヨーク３に伝わる回転モーメント
が、上記抑え筒３４がシャフト７を押す事による心合わ
せ力を上回る事はない。従って、上記シャフト７の中心
軸とヨーク３の中心軸とが一致した状態のまま、段部３
７とシャフト７に形成した外側平面１４の端縁部とを係
合させる事ができる。

【００４２】この様にして段部３７とシャフト７に形成
した外側平面１４の端縁部とを係合させた状態では、こ
のシャフト７が基端部８に対して回転方向に変位する事
はなくなる。この結果、上記締め付けボルト１５の締め
付け終期にヨーク３に加わる大きなモーメントに拘ら
ず、ヨーク３の中心軸とシャフト７の中心軸とがずれる
事を確実に防止できる。

【００４３】尚、図３では、抑え筒３４の端部に、上記
外周側テーパ面３３と当接する内周側テーパ面３６を形
成しているが、この内周側テーパ面３６は、図２に示す
様に省略しても良い。又、抑えボルト１５の緊締の初期
段階、即ち段部３７とシャフト７に形成した外側平面１
４の端縁部とが係合するまでの間、作業者が手でヨーク
３の中心軸とシャフト７の中心軸とを一致させておける
のであれば、上記抑え筒３４を省略する事もできる。勿
論、抑え筒３４を省略するのであれば、抑えボルト１５
の中間部に形成した外周側テーパ面３３は不要になる。

【００４４】次に、図８は本発明の第二実施例を示して
いる。上述した第一実施例が、一方の抑え板部９ａの内
側面にのみ、段部３７と緩傾斜部３９とを形成していた
のに対して、本実施例の場合には、両方の抑え板部９
ａ、９ｂの内側面に、上記段部３７、３７と緩傾斜部３
９、３９とを形成している。従って本実施例の場合に
は、段部３７、３７とシャフト７とが２個所で係合し、
このシャフト７の変位を防止する力が大きくなる。その
他の構成及び作用は、上述した第一実施例と同様であ
る。

【００４５】次に、図９〜１０は本発明の第三実施例を
示している。本実施例の場合には、シャフト７の断面形
状を正方形としている。これに合わせて、基端部８の断
面形状を角張ったＵ字形（コ字形）にしている。シャフ
ト７の幅寸法が小さい為、上述した第一実施例に於いて
シャフト７の端部に形成した様な切り欠き３５（図１、
２、３、７）は不要になる。本実施例の場合には、シャ
フト７の断面形状を代える事で、このシャフト７を上記
基端部８に挿入する際の方向の自由度が向上する。その
他の構成及び作用は、前述した第一実施例と同様であ
る。

【００４６】

【発明の効果】本発明のシャフトと自在継手のヨークと
の結合部は、以上に述べた通り構成され作用するが、簡
単な構成にも拘らず、面倒な作業を要する事なくシャフ
トの心合わせを行なえる為、組み付け性の良好な自在継
手を安価に提供できる。特に、締め付けボルトのねじ方
向や組み付け方向、更にはヨークの形状及び大きさに関
係なく、確実な心合わせを行なえる為、小型且つ軽量
で、しかも組み付け作業性が良好な自在継手を実現でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を、組み立て完了後の状態
で示す側面図。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図。

【図３】組立途中の状態で示す、図２と同様の断面図。

【図４】シャフトを組み付ける前の自在継手を示す部分
切断面図。

【図５】図４のＢ−Ｂ断面図。

【図６】ヨークの基端部を示す部分斜視図。

【図７】このヨークにシャフトを挿入した状態を示す部
分斜視図。

【図８】本発明の第二実施例を構成するヨークの基端部
を示す部分斜視図。

【図９】本発明の第三実施例に使用するシャフトの断面
図。

【図１０】同じくヨークの基端部を示す部分斜視図。

【図１１】シャフトの端部とヨークの基端部とを結合す
る状態を示す側面図。

【図１２】図１１のＣ−Ｃ断面図。

【図１３】同Ｄ−Ｄ断面図。

【図１４】シャフトの中心軸とヨークの中心軸とがずれ
た状態を示す側面図。

【図１５】従来構造の第１例を、シャフト組み付け途中
の状態で示す断面図。

【図１６】同じく組み付け完了後の状態で示す断面図。

【図１７】従来構造の第２例を示す、シャフト端部の側
面図。

【図１８】図１７のＥ−Ｅ断面図。

【図１９】シャフトと基端部とを結合した状態で示す断
面図。

【図２０】従来構造の第３例を示す断面図。

【図２１】同第４例を示す断面図。

【符号の説明】

１自在継手２、３ヨーク４十字軸５軸受カップ６、７シャフト８基端部９ａ、９ｂ抑え板部１０、１０ａ、１０ｂ抑え面１１ナット１２ねじ孔１３通孔１４外側平面１５抑えボルト１６頭部１７、１８円孔１９シリンダ筒２０抑え駒２１圧縮ばね２３、２４傾斜面２５凹孔２６圧縮ばね２７鋼球２８凹溝２９スリーブ３０円錐凸面３１面取り部３２雄ねじ部３３外周側テーパ面３４抑え筒３５切り欠き３６内周側テーパ面３７段部３８曲面部３９緩傾斜面４０ａ、４０ｂ平面部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】使用時に回転するシャフトと、このシャ
フトの先端部外周面に形成された、互いに平行な１対の
外側平面と、断面略Ｕ字形で側方が開口した基端部を有
し、自在継手を構成するヨークと、互いに離隔して配置
され、それぞれの内側面を上記各外側平面と対向する抑
え面として、上記基端部を構成する１対の抑え板部と、
一方の抑え板部の開口側端部に設けたねじ孔と、他方の
抑え板部の開口側端部に形成した、上記ねじ孔と同心で
このねじ孔よりも大径の通孔と、この通孔を挿通した状
態で、その先端部に形成した雄ねじ部を上記ねじ孔に螺
合させる抑えボルトとを備え、上記抑えボルトの中間部
で上記雄ねじ部とねじ孔とを螺合させた場合に上記１対
の抑え板部の間に位置する部分に、上記雄ねじ部から離
れるに従って直径が大きくなる円錐凸面状の外周側テー
パ面が形成されており、上記抑えボルトの雄ねじ部寄り
部分に、直径方向に亙って変形自在な抑え筒が外嵌され
ており、この抑え筒は上記ねじ孔への雄ねじ部の螺入に
伴って、上記外周側テーパ面とこの外周側テーパ面が対
向する面との間で軸方向に亙り強く挟持されるシャフト
と自在継手のヨークとの結合部に於いて、上記１対の抑
え板部のうちの少なくとも一方の抑え板部の内側面に
は、上記シャフトの軸方向に亙って、上記１対の抑え板
部の抑え面同士の間隔を、上記基端部の開口側で狭く奥
側で広くする段部が形成されており、この段部の位置
は、上記シャフトの外周面を上記基端部の奥端面に当接
させた状態で、上記外側平面の端縁部が対向する位置と
した事を特徴とするシャフトと自在継手のヨークとの結
合部。
【請求項２】抑えボルト中間部の外周側テーパ面及び
抑え筒を省略した、請求項１に記載したシャフトと自在
継手のヨークとの結合部。