特許 6156113 シャフトと自在継手との結合構造

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6156113

(24)【登録日】2017年6月16日

(45)【発行日】2017年7月5日

(54)【発明の名称】シャフトと自在継手との結合構造

(51)【国際特許分類】

   F16D 1/02 20060101AFI20170626BHJP

   B62D 1/20 20060101ALI20170626BHJP

【ＦＩ】

   F16D1/02 220

   F16D1/02 120

   B62D1/20

【請求項の数】5

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2013-257226(P2013-257226)

(22)【出願日】2013年12月12日

(65)【公開番号】特開2015-113935(P2015-113935A)

(43)【公開日】2015年6月22日

【審査請求日】2016年8月3日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】本田 修

(72)【発明者】

【氏名】尾崎 光晴

(72)【発明者】

【氏名】川底 直司

(72)【発明者】

【氏名】山脇 傑

【審査官】 渡邊 義之

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−２０５７４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５３−７２０４１（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開平２−１８９２７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１０−３７６８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−２３１１２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１８６６５９（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ１６Ｄ １／０２

Ｆ１６Ｄ １／０６

Ｂ６２Ｄ １／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

互いに揺動自在に連結される２個のヨークを有し、前記２個のヨークの一方を貫通する貫通孔が前記２個のヨークの一方に形成された自在継手と、
中空筒状に形成され、前記ヨークの一方に嵌め合わせられ、前記貫通孔と対向する挿入孔が形成されたスリーブと、
前記貫通孔に圧入される部分を含む大径部、前記大径部の少なくとも一方の端部に形成され、前記大径部の外径よりも小さい外径に形成された小径部、および、前記大径部と前記小径部との境界に形成された段差部を有する連結ピンと、
前記スリーブにおける前記ヨークの一方が嵌め合わせられる側とは反対側の部分に嵌め合わせられるシャフトと
を備え、
前記小径部は、前記挿入孔に挿入され、
前記段差部は、前記スリーブの内周面よりも前記スリーブの径方向の内側に位置している
シャフトと自在継手との結合構造。

【請求項2】

前記スリーブおよび前記ヨークは、前記スリーブおよび前記ヨークが相対回転することが不能な状態で固定され、
前記スリーブおよび前記ヨークが相対回転することが不能な状態において、前記小径部の先端は、前記スリーブの外周面よりも内側に位置している
請求項１に記載のシャフトと自在継手との結合構造。

【請求項3】

前記スリーブおよび前記ヨークが相対回転することが不能な状態において、前記小径部の先端面と前記スリーブの外周面との間の距離は、前記段差部と前記スリーブの内周面との間の距離以上である
請求項２に記載のシャフトと自在継手との結合構造。

【請求項4】

前記小径部は、前記大径部の両端部に形成され、
前記スリーブおよび前記ヨークは、前記スリーブおよび前記ヨークが相対回転することが不能な状態で固定され、
前記スリーブおよび前記ヨークが相対回転することが不能な状態において、前記小径部において前記挿入孔に収容された部分の長さは、前記段差部と前記スリーブの内周面との間の距離の２倍よりも大きい
請求項１〜３のいずれか一項に記載のシャフトと自在継手との結合構造。

【請求項5】

前記自在継手は、前記シャフトとしてのコラムシャフトと、他方の前記ヨークに連結されるインターミディエイトシャフトとを接続している
請求項１〜４のいずれか一項に記載のシャフトと自在継手との結合構造。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シャフトと自在継手との結合構造に関する。

【背景技術】

【0002】

従来の自在継手とシャフトとの結合構造として、例えばステアリングシャフトのコラムシャフトと自在継手との結合構造が挙げられる。なお、特許文献１は、従来の自在継手のシャフトとの結合構造の一例を開示している。

【0003】

図８は、自在継手２００とコラムシャフト２２０との結合構造を示している。
自在継手２００のヨーク２１０には、コラムシャフト２２０が挿入されている。ヨーク２１０およびコラムシャフト２２０は、連結ピン２３０により互いに連結されている。連結ピン２３０は、コラムシャフト２２０の貫通孔２２１に圧入されている。連結ピン２３０の両端部は、ヨーク２１０の挿入孔２１１に挿入されている。

【0004】

ところで、操舵部材（図示略）の操作により連結ピン２３０に繰り返し捩りトルクが作用するため、連結ピン２３０と貫通孔２２１との圧入状態が緩んで連結ピン２３０が貫通孔２２１から脱落するおそれがある。

【0005】

これに対して、自在継手２００とコラムシャフト２２０との結合構造は、ヨーク２１０の外周面に固定されたキャップ２４０を有している。キャップ２４０は、ヨーク２１０の挿入孔２１１および連結ピン２３０を覆っている。このため、連結ピン２３０と貫通孔２２１との圧入状態が緩んだとしてもキャップ２４０により連結ピン２３０の移動が規制される。このため、連結ピン２３０が貫通孔２２１から脱落することが防止される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】実開平５−８９９６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

従来の自在継手２００とコラムシャフト２２０との結合構造は、キャップ２４０を有するため、部品点数および組立工数が増加してしまう。なお、このような問題は、コラムシャフトと自在継手との結合構造に限られない。例えば、ステアリングシャフトのインターミディエイトシャフトと自在継手との結合構造、ステアリングシャフトのピニオンシャフトと自在継手との結合構造、ドライブシャフトと自在継手との結合構造、および、プロペラシャフトと自在継手との結合構造についても同様に生じる場合があると考えられる。

【0008】

本発明は、シャフトと自在継手とに差し込まれる連結ピンの脱落を防止すること、ならびに、部品点数または組立工数を削減できることの両立が可能なシャフトと自在継手との結合構造を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0009】

〔１〕本シャフトと自在継手との結合構造の独立した一形態は、次の事項を有する。すなわち、互いに揺動自在に連結される２個のヨークを有し、前記２個のヨークの一方を貫通する貫通孔が前記２個のヨークの一方に形成された自在継手と、中空筒状に形成され、前記ヨークの一方に嵌め合わせられ、前記貫通孔と対向する挿入孔が形成されたスリーブと、前記貫通孔に圧入される部分を含む大径部、前記大径部の少なくとも一方の端部に形成され、前記大径部の外径よりも小さい外径に形成された小径部、および、前記大径部と前記小径部との境界に形成された段差部を有する連結ピンと、前記スリーブにおける前記ヨークの一方が嵌め合わせられる側とは反対側の部分に嵌め合わせられるシャフトとを備え、前記小径部は、前記挿入孔に挿入され、前記段差部は、前記スリーブの内周面よりも前記スリーブの径方向の内側に位置している。

【0010】

スリーブとヨークとが相対回転することにより、スリーブの挿入孔の内周面と連結ピンとが接触する。これにより、スリーブの回転トルクが連結ピンに加えられるため、連結ピンは弾性変形する。そして、スリーブの挿入孔の内周面には、連結ピンの弾性変形に起因する復元力が作用する。挿入孔の内周面が連結ピンを押す力が連結ピンの復元力よりも小さくなるとき、連結ピンが元に戻ることにより連結ピンの軸方向において連結ピンがヨークの貫通孔に対して微少に変位する。なおこのとき、挿入孔の内周面と連結ピンとが接触している。そして、このような連結ピンと挿入孔の内周面との接触を繰り返すことにより連結ピンの変位量が増大する。そして、連結ピンは、ヨークから外れ、挿入孔を介してスリーブから脱落する場合がある。

【0011】

本願発明者は、挿入孔の内周面が連結ピンを押す力が連結ピンの復元力よりも小さくなるとき、連結ピンが挿入孔の内周面に接触した状態で連結ピンがヨークの貫通孔に対して連結ピンの軸方向に微小に変位することに着目した。そして、本願発明者は、連結ピンがヨークの貫通孔に対して連結ピンの軸方向に変位することを利用して、連結ピンの一部をスリーブの内周面に接触することができれば、連結ピンの変位を規制できると考えた。

【0012】

本願発明者は、この考え方に基づいて、本結合構造を見出した。このため、本結合構造は、連結ピンには、挿入孔に挿入された小径部と、スリーブの内周面よりもスリーブの径方向の内側に位置する段差部とが形成された構造を含んでいる。この結合構造によれば、スリーブの回転トルクに起因して連結ピンがヨークの貫通孔に対して微小変位することにより、連結ピンの段差部がスリーブの内周面に接近する。一方、上述したとおり、連結ピンがヨークの貫通孔に対して微小変位するとき、挿入孔の内周面が連結ピンの小径部に接触している。このため、連結ピンの変位量が、連結ピンがスリーブの内周面に接触し得る変位量に達したとき、段差部がスリーブの内周面に接触し、ヨークの貫通孔に対する連結ピンの変位が規制される。したがって、連結ピンの脱落が防止される。このように、本連結ピンの形状を変更することにより連結ピンの脱落を防止している。このため、部品点数を増加させずに組立工数を削減できる。

【0013】

〔２〕前記シャフトと自在継手との結合構造に従属した一形態は、次の事項を有する。すなわち、前記スリーブおよび前記ヨークは、前記スリーブおよび前記ヨークが相対回転することが不能な状態で固定され、前記スリーブおよび前記ヨークが相対回転することが不能な状態において、前記小径部の先端は、前記スリーブの外周面よりも内側に位置している。

【0014】

スリーブとヨークとの固定不良によりスリーブとヨークとの相対回転してしまう場合、上述のように連結ピンがヨークの貫通孔に対して変位して段差部がスリーブの内周面に接触する場合がある。

【0015】

そこで、本結合構造によれば、段差部がスリーブの内周面に接触したとき、スリーブとヨークとが相対回転することが不能な状態で連結ピンの先端面がスリーブの外周面よりも突出した構成と比較して、連結ピンの先端面がスリーブの外周面から突出しない、または、連結ピンの先端面がスリーブの外周面から突出する量が少ない。したがって、本結合構造の周囲に配置された部品と干渉しない。

【0016】

〔３〕前記シャフトと自在継手との結合構造に従属した一形態は、次の事項を有する。すなわち、前記スリーブおよび前記ヨークが相対回転することが不能な状態において、前記連結ピンの前記小径部の先端面と前記スリーブの外周面との間の距離は、前記段差部と前記スリーブの内周面との間の距離以上である。

【0017】

この結合構造によれば、段差部がスリーブの内周面と接触した状態でも連結ピンがスリーブの外周面よりも外側に突出しない。このため、本結合構造の周囲の部品と干渉しない。

【0018】

〔４〕前記シャフトと自在継手との結合構造に従属した一形態は、次の事項を有する。すなわち、前記小径部は、前記大径部の両端部に形成され、前記スリーブおよび前記ヨークは、前記スリーブおよび前記ヨークが相対回転することが不能な状態で固定され、前記スリーブおよび前記ヨークが相対回転することが不能な状態において、前記小径部において前記挿入孔に収容された部分の長さは、前記段差部と前記スリーブの内周面との間の距離の２倍よりも大きい。

【0019】

この結合構造によれば、スリーブとヨークとの相対回転に起因して段差部がスリーブの内周面に接触したとき、各小径部が挿入孔に収容された状態が維持される。このため、スリーブとヨークとの相対回転により挿入孔の内周面が各小径部に接触される。このため、挿入孔の内周面が一方の小径部のみに接触する構成と比較して、一方の小径部にかかる負荷が小さくなる。

【0020】

〔５〕前記シャフトと自在継手との結合構造に従属した一形態は、次の事項を有する。すなわち、前記自在継手は、前記シャフトとしてのコラムシャフトと、他方の前記ヨークに連結されるインターミディエイトシャフトとを接続している。

【発明の効果】

【0021】

本シャフトと自在継手との結合構造は、シャフトと自在継手とに差し込まれる連結ピンの脱落を防止すること、ならびに、部品点数または組立工数を削減できることを両立することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】第１実施形態のシャフトと自在継手との結合構造について、コラムシャフトと自在継手との結合構造を示す正面図。

【図2】図１のＺ２−Ｚ２線の断面図。

【図3】（ａ）は図２のＺ３−Ｚ３線の断面図、（ｂ）はシャフトヨークに対してスリーブが回転したときの図２のＺ３−Ｚ３線の断面図、（ｃ）は連結ピンが変位したときの図２のＺ３−Ｚ３線の断面図。

【図4】比較例のシャフトと自在継手との結合構造について、スリーブおよびシャフトヨークの嵌合部分の断面図。

【図5】比較例のシャフトと自在継手との結合構造について、スリーブおよびシャフトヨークの嵌合部分の断面図。

【図6】比較例のシャフトと自在継手との結合構造について、スリーブおよびシャフトヨークの嵌合部分の断面図。

【図7】第２実施形態のスリーブおよびシャフトヨークの嵌合部分の断面図。

【図8】従来のシャフトと自在継手との結合構造の断面図。

【発明を実施するための形態】

【0023】

（第１実施形態）
図１を参照して、シャフトと自在継手との結合構造について説明する。
シャフトと自在継手との結合構造は、一例として、操舵装置の一構成要素として適用される。すなわち、シャフトと自在継手との結合構造は、シャフトとしてのコラムシャフト１０と、コラムシャフト１０とインターミディエイトシャフト２０とを揺動自在に連結する自在継手３０との結合構造として具体化できる。自在継手３０の一例は、十字軸（図示略）と、十字軸に嵌め合わせられる４個のニードル軸受３５とを介して２個のヨークとしてのシャフトヨーク３１およびスリーブヨーク３６が互いに揺動自在に連結された、いわゆるカルダンジョイントである。

【0024】

コラムシャフト１０と自在継手３０とは、中空円筒状のスリーブ４０を介して連結されている。コラムシャフト１０は、スリーブ４０の軸方向の一端部においてスリーブ４０とセレーション嵌合されている。自在継手３０のシャフトヨーク３１は、スリーブ４０の軸方向の他端部においてスリーブ４０と嵌め合わせられた状態で、溶接により互いに固定されている。これにより、スリーブ４０とシャフトヨーク３１とは、相対回転が不能な状態となる。このようなコラムシャフト１０と自在継手３０との結合構造によれば、操舵によりコラムシャフト１０が回転するとき、スリーブ４０およびシャフトヨーク３１がコラムシャフト１０と一体に回転する。そして、シャフトヨーク３１の回転によりコラムシャフト１０とインターミディエイトシャフト２０とが一体に回転する。

【0025】

図２に示されるように、シャフトヨーク３１は、ヨーク本体部３２および嵌合部３３を有している。嵌合部３３は、ヨーク本体部３２のスリーブ４０側の端部に連続して形成されている。嵌合部３３の外径は、ヨーク本体部３２の端部の外径よりも小さい。このため、嵌合部３３とヨーク本体部３２との境界部には、段差部３４が形成されている。嵌合部３３には、貫通孔３３Ａが形成されている。貫通孔３３Ａは、シャフトヨーク３１の軸方向に直交する方向に嵌合部３３を貫通している。貫通孔３３Ａは、ストレート部３３Ｂおよびテーパ部３３Ｃを有している。ストレート部３３Ｂは、内径が一定となる孔として形成されている。テーパ部３３Ｃは、ストレート部３３Ｂの長手方向の両端部に形成されている。テーパ部３３Ｃは、嵌合部３３の外周面に向かうにつれて拡径している。

【0026】

スリーブ４０は、嵌合部３３に嵌め合わせられ、段差部３４と接触している。スリーブ４０と段差部３４との接触部分には、溶接部ＷＰが形成されている。スリーブ４０において貫通孔３３Ａと対向する部分には、挿入孔４１が形成されている。

【0027】

スリーブ４０の挿入孔４１およびシャフトヨーク３１の貫通孔３３Ａは、同軸である。挿入孔４１および貫通孔３３Ａには、連結ピン５０が差し込まれている。連結ピン５０と挿入孔４１との嵌め合いの関係は、すきま嵌めである。連結ピン５０と貫通孔３３Ａのストレート部３３Ｂの部分との嵌め合いの関係は、しまり嵌めである。連結ピン５０と貫通孔３３Ａの両テーパ部３３Ｃとの間には、隙間が形成されている。

【0028】

連結ピン５０は、円柱状に形成されている。連結ピン５０の軸方向の寸法は、嵌合部３３の外径よりも大きく、スリーブ４０の外径よりも小さい。連結ピン５０は、大径部５１、大径部５１の両端部に形成された小径部５２と、大径部５１および小径部５２の境界に形成された段差部５３とを有している。

【0029】

大径部５１は、貫通孔３３Ａのストレート部３３Ｂに圧入されている。連結ピン５０の軸方向における大径部５１の寸法は、スリーブ４０の内周面４０Ａの内径よりも小さい。小径部５２は、大径部５１の端部から連結ピン５０の軸方向に突出している。各小径部５２の外径は、大径部５１の外径よりも小さい。各小径部５２は、挿入孔４１に挿入されている。各段差部５３は、スリーブ４０の内周面４０Ａおよび貫通孔３３Ａのテーパ部３３Ｃにより形成された空間に位置している。各段差部５３は、スリーブ４０の径方向においてスリーブ４０の内周面４０Ａよりもスリーブ４０の径方向の内側に位置している。

【0030】

図３（ａ）に示されるように、小径部５２においてスリーブ４０の挿入孔４１に収容された部分の長さＭＰは、連結ピン５０の軸方向において、段差部５３とスリーブ４０の内周面４０Ａとの間の距離ＤＣの２倍よりも大きい。また、連結ピン５０の軸方向において、小径部５２の先端面とスリーブ４０の外周面４０Ｂとの間の距離ＤＰは、距離ＤＣよりも大きい。

【0031】

連結ピン５０によるスリーブ４０およびシャフトヨーク３１の相対変位の規制機構について説明する。
溶接部ＷＰ（図２参照）が破損した場合において、操舵によりコラムシャフト１０（図１参照）が回転するとき、図３（ｂ）に示されるように、スリーブ４０がシャフトヨーク３１に対して回転してしまう。このとき、スリーブ４０の挿入孔４１の内周面が連結ピン５０の小径部５２に接触する。これにより、スリーブ４０およびシャフトヨーク３１の相対変位が規制される。また、コラムシャフト１０の回転トルクがスリーブ４０および連結ピン５０を介してシャフトヨーク３１に伝達される。このため、コラムシャフト１０およびシャフトヨーク３１が一体に回転する。

【0032】

次に、図３および図４を参照して、連結ピンが脱落する原理、および、連結ピンの脱落防止の原理について説明する。
なお、図４の「比較構成１００」は、本実施形態のコラムシャフト１０（図１参照）と自在継手３０との結合構造の連結ピン５０に代えて、小径部５２および段差部５３が無い連結ピン１１０が用いられた構成である。また、比較構成１００の説明において、便宜上、本実施形態のコラムシャフト１０と自在継手３０との結合構造と構成が共通するものは同一符号を用いて説明する。

【0033】

比較構成１００は、本実施形態のコラムシャフト１０と自在継手３０との結合構造と同様に、溶接部ＷＰ（図２参照）が破損した状態でスリーブ４０がシャフトヨーク３１に対して回転しようとするとき、スリーブ４０の挿入孔４１の内周面が連結ピン１１０に接触してスリーブ４０およびシャフトヨーク３１の相対変位が規制される。

【0034】

このため、スリーブ４０の挿入孔４１の内周面が連結ピン１１０に接触したとき、コラムシャフト１０の回転トルクが連結ピン１１０に加えられる。このため、連結ピン１１０が弾性変形する。そして、挿入孔４１の内周面が連結ピン１１０を押す力が連結ピン１１０の復元力よりも小さくなったとき、連結ピン１１０が嵌合部３３の貫通孔３３Ａに対して連結ピン１１０の軸方向に微少に変位する。このとき、挿入孔４１の内周面は、連結ピン１１０に接触している。

【0035】

そしてこのような連結ピン１１０が貫通孔３３Ａに対する微小変位が繰り返されることにより、連結ピン１１０の貫通孔３３Ａに対する変位量が増大する。これにより、連結ピン１１０が貫通孔３３Ａから抜けてしまい、スリーブ４０の挿入孔４１を介して脱落するおそれがある。

【0036】

本願発明者は、挿入孔４１の内周面が連結ピン１１０を押す力が連結ピン１１０の復元力よりも小さくなるとき、挿入孔４１の内周面が連結ピン１１０に接触した状態で連結ピン１１０が貫通孔３３Ａに対して微小に変位することに着目した。そして、本願発明者は、連結ピン１１０が貫通孔３３Ａに対して変位することを利用して、連結ピン１１０の一部をスリーブ４０の内周面４０Ａに接触することができれば、連結ピン１１０の軸方向への変位を規制できると考えた。

【0037】

そこで、図３（ａ）に示されるように、本実施形態のコラムシャフト１０と自在継手３０との結合構造は、小径部５２および段差部５３が形成された連結ピン５０を有している。そして、小径部５２は、スリーブ４０の挿入孔４１に挿入されている。段差部５３は、スリーブ４０の内周面４０Ａよりも内側に位置している。この構成によれば、スリーブ４０の回転トルクに起因して連結ピン５０が貫通孔３３Ａに対して微小変位することにより、連結ピン５０の段差部５３がスリーブ４０の内周面４０Ａに接近する。一方、上述したとおり、連結ピン５０が貫通孔３３Ａに対して微小変位するとき、挿入孔４１の内周面が小径部５２に接触している。このため、連結ピン５０の変位量がスリーブ４０の内周面４０Ａに接触し得る変位量に達したとき、図３（ｃ）に示されるように、段差部５３がスリーブ４０の内周面４０Ａに接触し、貫通孔３３Ａに対する連結ピン５０の変位が規制される。したがって、連結ピン５０が脱落することが防止される。

【0038】

本実施形態のシャフトと自在継手との結合構造は、以下の効果を奏する。
（１）連結ピンが脱落することを防止する対策として、図５および図６に示される構成が考えられる。図５は、連結ピン１２０とスリーブ４０の挿入孔４１の周縁とを加締める構成（以下、「ピン加締め構成」）を示している。なお、連結ピン１２０と挿入孔４１の周縁との加締め部分は、図５中のドットにより示されている。図６は、連結ピン１３０の両端部をスリーブ４０よりも外側に突出させかつ連結ピン１３０の両突出部分にスナップリング１４０を取り付ける構成（以下、「スナップリング構成」）を示している。

【0039】

しかし、ピン加締め構成は、自在継手の製品毎の加締め強度のばらつきが生じる。このため、加締め強度が弱い場合、連結ピン１２０と挿入孔４１の周縁との加締めが外れてしまい、連結ピン１２０が脱落するおそれがある。加えて、加締め工程が追加されるため、自在継手の組立工数が増加してしまう。

【0040】

また、スナップリング構成は、スナップリング１４０を取り付けるため、スリーブ４０よりも外側に連結ピン１３０が突出する部分の寸法が大きくなる。このため、スリーブ４０と自在継手３０との嵌合部分の周囲に配置された部品（図示略）と干渉するおそれがある。加えて、スナップリング１４０があるため、部品点数が増加してしまう。これにともない、スナップリング１４０を取り付ける工程が追加されるため、組立工数が増加してしまう。

【0041】

これに対して、本実施形態のコラムシャフト１０と自在継手３０との結合構造は、連結ピン５０に小径部５２および段差部５３を形成する構成であるため、連結ピン５０の脱落防止のための専用の部品を追加していない。このため、スナップリング構成と比較して、部品点数および組立工数を削減できる。加えて、本実施形態のコラムシャフト１０と自在継手３０との結合構造は、連結ピン５０の脱落防止のため、加締め工程のような新たな組立工程を追加していないため、ピン加締め構成と比較して、組立工数を削減できる。

【0042】

（２）スリーブ４０とシャフトヨーク３１との相対回転が不能な状態において、小径部５２の挿入孔４１に収容された部分の長さＭＰは、段差部５３とスリーブ４０の内周面４０Ａとの間の距離ＤＣの２倍よりも大きい。また、連結ピン５０の両端部には、小径部５２が形成されている。この構成によれば、スリーブ４０とシャフトヨーク３１とが相対回転することに起因して、段差部５３がスリーブ４０の内周面４０Ａに接触したとき、連結ピン５０のスリーブ４０の内周面４０Ａと接触した部分とは反対側の小径部５２がスリーブ４０の挿入孔４１内に位置する。このため、各挿入孔４１の内周面が小径部５２に接触することができる。このため、一方の挿入孔４１の内周面のみが小径部５２に接触する構成と比較して、小径部５２にかかる負荷が小さくなる。

【0043】

（３）スリーブ４０とシャフトヨーク３１との相対回転が不能な状態において、小径部５２がスリーブ４０の外周面４０Ｂよりもスリーブ４０の径方向の内側に位置している。この構成によれば、スリーブ４０とシャフトヨーク３１とが相対回転することに起因して、段差部５３がスリーブ４０の内周面４０Ａに接触したとき、連結ピン５０の小径部５２がスリーブ４０の外周面４０Ｂから突出しない。したがって、連結ピン５０がコラムシャフト１０と自在継手３０との結合構造の周囲に配置された部品（図示略）と干渉しない。

【0044】

（４）スリーブ４０とシャフトヨーク３１との相対回転が不能な状態において、小径部５２の先端面とスリーブ４０の外周面４０Ｂとの間の距離ＤＰは、段差部５３とスリーブ４０の内周面４０Ａとの間の距離ＤＣよりも大きい。この構成によれば、スリーブ４０とシャフトヨーク３１とが相対回転することに起因して、段差部５３がスリーブ４０の内周面４０Ａと接触した状態でも小径部５２がスリーブ４０の外周面４０Ｂよりも外側に突出しない。このため、連結ピン５０がシャフトヨーク３１とスリーブ４０との嵌合部分の周囲に配置された部品と干渉しない。

【0045】

（５）連結ピン５０とスリーブ４０の挿入孔４１との嵌め合いの関係がしまり嵌めと仮定した場合、スリーブ４０とシャフトヨーク３１とが溶接不良のときでも連結ピン５０によりスリーブ４０とシャフトヨーク３１とが連結されている。このため、スリーブ４０とシャフトヨーク３１とが溶接不良か否かを確認しにくい。

【0046】

一方、本実施形態の連結ピン５０とスリーブ４０の挿入孔４１との嵌め合いの関係は、すきま嵌めである。この構成によれば、スリーブ４０とシャフトヨーク３１とが溶接不良のとき、挿入孔４１の内周面と連結ピン５０の小径部５２との隙間分のスリーブ４０とシャフトヨーク３１との相対変位が許容される。このため、作業者は、スリーブ４０とシャフトヨーク３１とが相対変位したとき、スリーブ４０とシャフトヨーク３１とが溶接不良であることを確認することができる。したがって、スリーブ４０とシャフトヨーク３１とが溶接不良か否かを容易に確認することができる。

【0047】

（第２実施形態）
図７は、第２実施形態のシャフトと自在継手との結合構造を示す。本実施形態のシャフトと自在継手との結合構造は、図１に示される第１実施形態のシャフトと自在継手との結合構造と比較して、スリーブ４０および連結ピン５０の構成が相違している。以下では、第２実施形態のシャフトと自在継手との結合構造において第１実施形態のシャフトと自在継手との結合構造と相違する点について説明し、第１実施形態のシャフトと自在継手との結合構造と共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を省略する。

【0048】

スリーブ４０は、１つの挿入孔４１に変更した構成である。
連結ピン５０は、挿入孔４１に対応する大径部５１の端部に小径部５２が形成されている。大径部５１の小径部５２とは反対側の端部（以下、「大径部５１の端部５１Ａ」）は、小径部５２が省略されている。大径部５１の端部５１Ａは、連結ピン５０の軸方向においてスリーブ４０の内周面４０Ａと隙間を介して対向している。

【0049】

次に、連結ピン５０の脱落防止の原理について説明する。
溶接部ＷＰが破損した場合において、操舵によりコラムシャフト１０（図１参照）が回転してスリーブ４０がシャフトヨーク３１に対して回転するとき、大径部５１の端部５１Ａがスリーブ４０の内周面４０Ａに接触する前にスリーブ４０の挿入孔４１の内周面が連結ピン５０の小径部５２に接触する。

【0050】

スリーブ４０の回転トルクが連結ピン５０に繰り返し加えられることにより、連結ピン５０がシャフトヨーク３１の嵌合部３３の貫通孔３３Ａに対して大径部５１の端部５１Ａがスリーブ４０の内周面４０Ａに向けて変位するとき、大径部５１の端部５１Ａはスリーブ４０の内周面４０Ａと接触する。このため、連結ピン５０の軸方向において、連結ピン５０が貫通孔３３Ａに対して変位することが規制される。このため、連結ピン５０の脱落が防止される。したがって、図８に示される従来のシャフトと自在継手との結合構造のようなキャップ２４０が不要となるため、従来のシャフトと自在継手との結合構造と比較して、部品点数および組立工数を削減できる。

【0051】

なお、大径部５１の端部５１Ａがスリーブ４０の内周面４０Ａに接触した状態でスリーブ４０がシャフトヨーク３１に対して回転するとき、大径部５１の端部５１Ａがスリーブ４０の内周面４０Ａに対して摺動して連結ピン５０の小径部５２がスリーブ４０の挿入孔４１の内周面に接触する。これにより、スリーブ４０およびシャフトヨーク３１の相対回転が規制される。

【0052】

また、挿入孔４１と小径部５２および段差部５３とによる連結ピン５０の脱落防止の原理は、第１実施形態と同様である。また、本実施形態のシャフトと自在継手との結合構造は、第１実施形態のシャフトと自在継手との結合構造の（１）、および、（３）〜（５）に準じた効果を奏する。

【0053】

（その他の実施形態）
なお、本シャフトと自在継手との結合構造が取り得る具体的形態は、上記各実施形態に示された内容に限定されない。本シャフトと自在継手との結合構造は、例えば、以下に示される各実施形態の変形例の形態を取り得る。

【0054】

・各実施形態の連結ピン５０の小径部５２と挿入孔４１の周縁とを加締めてもよい。
・各実施形態の自在継手３０は、カルダンジョイントに代えて、ツェッパジョイントでもよい。

【0055】

・各実施形態の小径部５２の先端面とスリーブ４０の外周面４０Ｂとの間の距離ＤＰは、段差部５３とスリーブ４０の内周面４０Ａとの間の距離ＤＣと等しくてもよい。この構成によれば、第１実施形態の（４）の効果と同様の効果を奏することができる。

【0056】

・各実施形態の連結ピン５０は、シャフトヨーク３１とスリーブ４０との嵌合部分の周囲に配置された部品に干渉しない範囲内において、スリーブ４０の外周面４０Ｂから突出してもよい。

【0057】

・各実施形態の自在継手３０において、スリーブヨーク３６に代えてシャフトヨーク３１を用いてもよい。
・本シャフトと自在継手との結合構造は、コラムシャフト１０と自在継手３０との結合構造に適用されたが、インターミディエイトシャフト２０と自在継手３０との結合構造に適用してもよい。また、ピニオンシャフトと自在継手との結合構造に適用してもよい。

【0058】

・本シャフトと自在継手との結合構造は、操舵装置のステアリングシャフトに適用されたが、操舵装置以外の部品、例えばプロペラシャフト、ドライブシャフト等に適用してもよい。

【符号の説明】

【0059】

１０…コラムシャフト（シャフト）、２０…インターミディエイトシャフト、３０…自在継手、３１…シャフトヨーク（ヨーク）、３３Ａ…貫通孔、３６…スリーブヨーク（ヨーク）、４０…スリーブ、４０Ａ…内周面、４０Ｂ…外周面、４１…挿入孔、５０…連結ピン、５１…大径部、５２…小径部、５３…段差部、ＤＣ…距離（段差部とスリーブの内周面との間の距離）、ＤＰ…距離（小径部の先端面とスリーブの外周面との間の距離）、ＭＰ…長さ（小径部において挿入孔に収容された部分の長さ）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】