特許 7561594 ヨーク一体型シャフト

(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】

(24)【登録日】2024-09-26

(45)【発行日】2024-10-04

(54)【発明の名称】ヨーク一体型シャフト

(51)【国際特許分類】

   F16D 3/26 20060101AFI20240927BHJP

   B62D 1/16 20060101ALI20240927BHJP

   F16D 1/072 20060101ALI20240927BHJP

   F16D 1/06 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

F16D3/26 X

B62D1/16

F16D1/072

F16D1/06 230

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020203932

(22)【出願日】2020-12-09

(65)【公開番号】P2022091232

(43)【公開日】2022-06-21

【審査請求日】2023-11-28

(73)【特許権者】

【識別番号】000004204

【氏名又は名称】日本精工株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森山 誠一

(72)【発明者】

【氏名】小池 康男

【審査官】前田 浩

(56)【参考文献】

【文献】米国特許第０６２３４９０７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】特開２０１２－１２２５２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０６－２５５４９８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｄ ３／２６

Ｂ６２Ｄ １／１６

Ｆ１６Ｄ １／０７２

Ｆ１６Ｄ １／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

一端が第１方向を指し、他端が第２方向を指すシャフトと、
前記シャフトの一端の外側に嵌められるヨークと、
溶接により前記ヨークの前記第２方向の端部に固定され、前記シャフトに貫通される環状のスペーサと、
を備え、
前記ヨークは、
貫通孔を有する環状の基部と、
前記基部から前記第１方向に突出する一対のアームと、
を備え、
前記貫通孔は、
前記シャフトを収容するシャフト収容部と、
前記シャフト収容部よりも前記第２方向に配置され、前記スペーサを収容するスペーサ収容部と、
を有し、
前記シャフトの外周面は、非円形状を成し、
前記スペーサの内周面及び前記シャフト収容部の内周面は、前記シャフトの外周面に対応して非円形状を成し、
前記シャフトは、
前記ヨーク及び前記スペーサに嵌合する嵌合部と
前記嵌合部から前記第２方向に延在し、中間シャフトのアウタチューブに摺動自在に支持される軸部と、
を備え、
前記嵌合部と前記軸部との境界には、前記第１方向を向く突き当て面が形成されている
ヨーク一体型シャフト。

【請求項2】

前記スペーサは、全周が溶接されて前記基部に固定している
請求項１に記載のヨーク一体型シャフト。

【請求項3】

前記シャフトは、外周面を覆う樹脂製のコーティング層を有し、
前記スペーサは、前記スペーサ収容部よりも軸方向の長さが長い
請求項１又は請求項２に記載のヨーク一体型シャフト。

【請求項4】

前記シャフトの外周面は、軸方向から視て十字形状を成し、
前記スペーサの内周面及び前記シャフト収容部の内周面は、前記シャフトの外周面に対応して十字形状を成している
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のヨーク一体型シャフト。

【請求項5】

前記シャフトの外周面は、径方向外側に突出する突起が周方向に４つ配置されて前記十字形状を成し、
前記スペーサの内周面は、径方向内側に突出する内側突起が周方向に４つ配置されて前記十字形状を成し、
前記内側突起の歯丈は、前記突起の歯丈よりも短い
請求項４に記載のヨーク一体型シャフト。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ヨーク一体型シャフトに関する。

【背景技術】

【0002】

車両は、運転者によるステアリングホイールの操作を車輪に伝えるため、ステアリング装置を備える。ステアリング装置は、一端がステアリングホイールと連結されるステアリングシャフトと、一端がステアリングシャフトの他端と連結する中間シャフトと、一端が中間シャフトの他端と連結されるピニオンシャフトと、を備える。

【0003】

下記特許文献１に示すように、中間シャフトは、筒状のアウタチューブと、インナシャフトと、を備える。インナシャフトは、アウタチューブに収容され、アウタチューブに摺動自在に支持される。これにより、中間シャフトは、伸縮して走行中の振動を吸収する。又は、車両がキャブチルトされた場合（運転席が前方に持ち上げられた場合）、中間シャフトは伸長する。

【0004】

下記特許文献１に示すように、ステアリング装置では、ステアリングシャフトと中間シャフトを繋いだり、中間シャフトとピニオンシャフトを繋いだりするための継手として、ユニバーサルジョイントが用いられる。ユニバーサルジョイントのヨークは、インナシャフトの一端に固定され、インナシャフトとヨークとが一体化している。以下、インナシャフトとヨークとが一体化したものをヨーク一体型シャフトと呼ぶ。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１４－１０５７７３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、ヨークは、一対のアームと、シャフトが貫通する貫通孔を有する基部と、を備える。また、確実にトルクを伝達するため、基部の貫通孔は、シャフトの断面形状に対応し、例えば十字形状など、非円形状となっていることがある。そして、基部の貫通孔を十字形状等に形成する場合、ブローチ加工が必要となる。しかし、貫通孔の軸方向の長さが比較的長いため、一度のブローチ加工で十字形状等とすることができない。よって、ブローチ加工を複数回実施したり、長尺化した専用のブローチ盤を使用したりする必要があり、製造コストが上昇した。一方、製造コストの上昇を回避するため、基部の貫通孔を円形状とすることが考えられる。しかしながら、円形状の貫通孔にインナシャフトを圧入しただけでは、ヨークに対しインナシャフトが相対回転する可能性があり、トルク伝達の信頼性が低い。

【0007】

本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、製造コストの上昇を抑えつつ、かつトルク伝達の信頼性が高いヨーク一体型シャフトを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記の目的を達成するため、本開示の一態様に係るヨーク一体型シャフトは、一端が第１方向を指し、他端が第２方向を指すシャフトと、前記シャフトの一端の外側に嵌められるヨークと、溶接により前記ヨークの第２方向の端部に固定され、前記シャフトに貫通される環状のスペーサと、を備える。前記ヨークは、貫通孔を有する環状の基部と、前記基部から前記第１方向に突出する一対のアームと、を備える。前記貫通孔は、前記シャフトを収容するシャフト収容部と、前記シャフト収容部よりも前記第２方向に配置され、前記スペーサを収容するスペーサ収容部と、を有する。前記シャフトの外周面は、非円形状を成す。前記スペーサの内周面及び前記シャフト収容部の内周面は、前記シャフトの外周面に対応して非円形状を成している。

【0009】

貫通孔は、シャフト収容部以外にスペーサ収容部を有する。つまり、貫通孔のうちシャフト収容部が占める割合が低減し、シャフト収容部の長さが短い。よって、非円形状のシャフト収容部を形成するためのブローチ加工の回数が低減し、製造コストの上昇が抑制される。また、トルク伝達に関し、ヨークが回転すると、シャフト収容部に嵌合するシャフトにトルクが伝達される。また、溶接により固定されたスペーサを介して、ヨークからシャフトにトルクが伝達される。つまり、シャフトに伝達されるトルクは、基部からシャフトに直接作用する伝達経路と、スペーサを介してシャフトに間接的に作用する伝達経路との、２つとなる。よって、トルク伝達の信頼性が向上する。

【0010】

また、上記のヨーク一体型シャフトの望ましい態様として、前記スペーサは、全周が溶接されて前記基部に固定している。

【0011】

先行技術文献の技術は、ヨークの基部と、シャフトの十字形状を構成する複数の突起と、を接合するように溶接し、環状に溶接していなかった。そして、溶接部の強度を確保するため、溶接ビードを基部から第２方向に大きく突出するように形成していた。一方で、本開示のヨーク一体型シャフトでは、スペーサの全周を溶接し、溶接部の十分な強度が確保される。よって、基部から第２方向に突出する溶接ビードの量を小さくなる。この結果、シャフトは、アウタチューブに収容可能なスライド有効長が長くなり、中間シャフトの短縮時の長さを短くすることができる。

【0012】

また、上記のヨーク一体型シャフトの望ましい態様として、前記シャフトは、外周面を覆う樹脂製のコーティング層を有する。前記スペーサは、前記スペーサ収容部よりも前記軸方向の長さが長い。

【0013】

これによれば、スペーサの容積が増え、溶接時の熱がコーティング層に伝達し難い。よって、コーティング層の溶解を抑制できる。

【0014】

また、上記のヨーク一体型シャフトは、前記シャフトの外周面は、軸方向から視て十字形状を成し、前記スペーサの内周面及び前記シャフト収容部の内周面は、前記シャフトの外周面に対応して十字形状を成していてもよい。

【0015】

また、上記のヨーク一体型シャフトの望ましい態様として、前記シャフトは、前記軸を中心に径方向外側に突出する突起が周方向に４つ配置されて前記十字形状を成している。前記スペーサは、前記軸を中心に径方向内側に突出する内側突起が周方向に４つ配置されて前記十字形状を成す。前記内側突起の歯丈は、前記突起の歯丈よりも短い。

【0016】

これによれば、スペーサの加工が容易となり、スペーサの生産効率が向上する。

【発明の効果】

【0017】

本開示のヨーク一体型シャフトによれば、製造コストの上昇を抑制しつつ、トルク伝達の信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】図１は、実施形態１のステアリング装置の模式図である。

【図2】図２は、実施形態１のステアリング装置の斜視図である。

【図3】図３は、実施形態１のヨーク一体型シャフトを径方向外側から視た全体図である。

【図4】図４は、実施形態１のインナシャフトとヨークとを組み合わせる前の斜視図である。

【図5】図５は、実施形態１のヨーク一体型シャフトを軸方向に切った断面図である。

【図6】図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線の矢視断面図である。

【図7】図７は、実施形態１のヨーク一体型シャフトを第１方向から視た図である。

【図8】図８は、実施形態１のスペーサのみを抽出し、第１方向から視た図である。

【図9】図９は、図５のＩＸ－ＩＸ線の矢視断面図である。

【図10】図１０は、変形例１のヨーク一体型シャフトを軸方向に切った断面図である。

【図11】図１１は、変形例２のヨーク一体型シャフトからスペーサを抽出し、そのスペーサを第１方向から視た図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。

【0020】

図１は、実施形態１のステアリング装置の模式図である。図２は、実施形態１のステアリング装置の斜視図である。ステアリング装置８０の基本的な構造について、図１、図２を参照しながら説明する。ステアリング装置８０は、操作者から付与される操作力（操舵トルク）が伝達する順に、ステアリングホイール８１、ステアリングシャフト８２、操舵力アシスト機構８３、第１ユニバーサルジョイント８４、中間シャフト８５、及び第２ユニバーサルジョイント８６を備える。

【0021】

操舵力アシスト機構８３は、ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）９０と、減速装置９２と、電動モータ９３と、トルクセンサ９４と、図示しないトーションバーと、を備える。ＥＣＵ９０には、イグニッションスイッチ９８がオンの状態で、電源装置９９（例えば車載のバッテリ）から電力が供給される。なお、本実施形態のヨーク一体型シャフト４は、操舵力アシスト機構８３を備えたステアリング装置８０（電動パワーステアリング装置）に適用した例を挙げているが、本開示のヨーク一体型シャフトは、操舵力アシスト機構８３を備えていないステアリング装置に適用してもよい。

【0022】

ステアリングシャフト８２は、入力軸８２ａと、出力軸８２ｂと、を備える。入力軸８２ａの一方の端部は、ステアリングホイール８１と連結している。また、入力軸８２ａの他方の端部は、操舵力アシスト機構８３のトーションバー（不図示）を介して、出力軸８２ｂの一方の端部と連結している。操舵トルクにより入力軸８２ａが回転すると、トーションバーが捻じれ、入力軸８２ａと出力軸８２ｂとの回転に角度差が生じる。

【0023】

トルクセンサ９４は、入力軸８２ａと出力軸８２ｂとの角度差を検出し、その結果をＥＣＵ９０に送信する。ＥＣＵ９０は、車両の車速センサ９５から車両の走行速度を取得する。ＥＣＵ９０は、入力軸８２ａと出力軸８２ｂとの角度差と、車両の走行速度とに基づいて、電動モータ９３を駆動させる。減速装置９２は、電動モータ９３の出力軸に連結する図示しないウォームと、出力軸８２ｂと連結する図示しないウォームホイールと、を備える。よって、電動モータ９３が駆動すると、減速装置９２を介して出力軸８２ｂに操舵補助トルクが付与され、入力軸８２ａと出力軸８２ｂとの回転に角度差がなくなる。

【0024】

図２に示すように、出力軸８２ｂの他方の端部は、第１ユニバーサルジョイント８４を介して、中間シャフト８５の一方の端部と連結している。中間シャフト８５の他方の端部は、第２ユニバーサルジョイント８６を介して、ピニオンシャフト８７の一方の端部と連結している。ピニオンシャフト８７の他方の端部は、ピニオン８８ａを備える。ピニオン８８ａは、ラック８８ｂと噛み合っている。ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａに伝達された回転運動をラック８８ｂで直進運動に変換する。ラック８８ｂは、タイロッド８９に連結される。ラック８８ｂが移動することで車輪の角度が変化する。なお、ピニオン８８ａと、ラック８８ｂとを合わせてステアリングギヤ８８と呼ばれることがある。

【0025】

中間シャフト８５は、第１ユニバーサルジョイント８４と接合されるインナシャフト１と、第１ユニバーサルジョイント８４と接合されるアウタチューブ２と、を備える。インナシャフト８５ａは、アウタチューブ８５ｂに摺動自在に支持されている。よって、中間シャフト８５は、車両の振動により長さ方向に伸縮し、車体に歪を吸収する（図２の矢印Ａ１参照）。また、キャブチルトにより運転席が前方に持ち上がった場合（図２の矢印Ａ２参照）、中間シャフト８５は、長さ方向に短縮する。次に、インナシャフト１と第１ユニバーサルジョイント８４のヨーク３とを接合してなるヨーク一体型シャフト４について説明する。なお、本実施形態において、インナシャフト１が入力軸となっており、アウタチューブ２が出力軸となっているが、本開示のヨーク一体型シャフトは、出力軸のインナシャフトに適用してもよい。

【0026】

図３は、実施形態１のヨーク一体型シャフトを径方向外側から視た全体図である。図４は、実施形態１のインナシャフトとヨークとを組み合わせる前の斜視図である。図５は、実施形態１のヨーク一体型シャフトを軸方向に切った断面図である。図６は、図５のＶＩ－ＶＩ線の矢視断面図である。図７は、実施形態１のヨーク一体型シャフトを第１方向から視た図である。図８は、実施形態１のスペーサのみを抽出し、第１方向から視た図である。図９は、図５のＩＸ－ＩＸ線の矢視断面図である。

【0027】

図３に示すように、ヨーク一体型シャフト４は、インナシャフト１と、ヨーク３と、スペーサ５０と、溶接部５（図５を参照）と、カシメ部１５（図５を参照）と、を備える。インナシャフト１とヨーク３とスペーサ５０は、機械構造用炭素鋼（Ｃａｒｂｏｎ Ｓｔｅｅｌ ｆｏｒ Ｍａｃｈｉｎｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ Ｕｓｅ）で製造されている。以下、インナシャフト１の軸Ｘと平行な方向を軸方向と呼ぶ。インナシャフト１の軸方向の中央部から視てヨーク３が配置される方向を第１方向Ｘ１と呼び、ヨーク３が配置されていない方向を第２方向Ｘ２と呼ぶ。

【0028】

インナシャフト１は、ヨーク３及びスペーサ５０に挿入される嵌合部１０と、スペーサ５０から第２方向Ｘ２に延在する軸部２０と、を備える。軸部２０は、アウタチューブ２に収容され、アウタチューブ２に摺動自在に支持される。よって、軸部２０がアウタチューブ２に収容される軸方向の長さが増加すると、中間シャフト８５が短縮する。

【0029】

軸部２０は、アウタチューブ２との摺動性を確保するため、軸部２０の外周面を被覆する樹脂製のコーティング層２５を有している。このコーティング層２５は、インナシャフト１とスペーサ５０とヨーク３とを組み合わせる前からインナシャフト１を被覆している。

【0030】

図４、図６に示すように、インナシャフト１の断面形状は、十字形状を成している。つまり、インナシャフト１の外周面は、軸方向から視て十字形状を成している。このため、嵌合部１０は、径方向外側に突出し、かつ軸Ｘを中心に周方向に９０度間隔で配置される４つの第１突起１１を備える（図６を参照）。同様に、軸部２０は、第１突起１１と軸方向に連続する４つの第２突起２１を備える（図４では２つのみ図示）。

【0031】

図５に示すように、第２突起２１は、第１突起１１よりも径方向外側への突出量が大きい。よって、インナシャフト１は、嵌合部１０と軸部２０との境界で第１方向Ｘ１を向く突き当て面２２を有している。

【0032】

図６に示すように、第１突起１１は、径方向外側を向く外向面１２と、周方向を向く一対の１３、１３を備える。第１突起１１の周面１３は、径方向内端が隣り合う第１突起１１の周面１３と連続している。

【0033】

図４に示すように、ヨーク３は、基部３０と、基部３０から第１方向Ｘ１に突出する一対のアーム３１、３１を備える。基部３０は、軸方向に貫通する貫通孔３２を有し、環状体となっている。基部３０は、第１方向Ｘ１を向く第１面３３（図７参照）と、第２方向Ｘ２を向く第２面３４と、を有している。

【0034】

図３に示すように、一対のアーム３１、３１は、基部３０の第１面３３に設けられている。アーム３１は、軸Ｘを中心に径方向に貫通する円形状の円形孔３１ａを有する。円形孔３１ａには、第１ユニバーサルジョイント８４の図示しない十字軸が挿入される。以下、円形孔３１ａの中心線Ｏと平行な方向を第３方向Ｙと呼ぶ。また、軸方向と第３方向Ｙとのそれぞれに直交する方向を第４方向Ｚと呼ぶ。

【0035】

図４に示すように、貫通孔３２には、インナシャフト１の嵌合部１０が挿入される。貫通孔３２は、軸方向から視て形状が異なるシャフト収容部３５とスペーサ収容部３７とを有する。シャフト収容部３５は、第１面３３（第１方向Ｘ１）側に位置し、スペーサ収容部３７は、第２面３４（第２方向Ｘ２）に位置している。つまり、スペーサ収容部３７は、シャフト収容部３５よりも第２方向Ｘ２に配置されている。スペーサ収容部３７は、軸Ｘを中心に円形状を成し、第２面３４から第１方向Ｘ１に窪んだ形状となっている。

【0036】

図６に示すように、シャフト収容部３５の内周面は、インナシャフト１の外周面に対応して十字形状を成している。つまり、シャフト収容部３５は、径方向内側に突出し、軸Ｘを中心に周方向に９０度間隔で配置された４つの内側突起３６を有している。内側突起３６は、２つの第１突起１１の間に入り込み、内側突起３６の周面３６ａが第１突起１１の周面１３と当接している。また、シャフト収容部３５の内形は、嵌合部１０の外形より僅かに小さい。よって、シャフト収容部３５に嵌合部１０が圧入され、シャフト収容部３５から嵌合部１０が脱落し難い。

【0037】

図７に示すように、第１面３３は、貫通孔３２との境界に、第２方向Ｘ２に窪む環状の内縁部３３ａを有している。第１方向Ｘ１から視て、第１面３３の内周側には、インナシャフト１の第１端面１４が配置されている。この第１端面１４は、第１面３３よりも第１方向に突出している。そして、第１端面１４には、第１端面１４の外縁を潰して径方向外側に変形させてなる４つのカシメ部１５が設けられている。図５に示すように、第１突起１１の外向面１２よりも径方向外側に突出し、基部３０の第１面３３の内縁部３３ａに当接している。よって、インナシャフト１は、基部３０から脱落しない。

【0038】

図８に示すように、スペーサ５０は、ヨーク３とインナシャフト１との間で、トルクを伝達する役割を有する環状の部品である。

【0039】

スペーサ５０は、中央部を貫通する貫通孔５１を有する環状の本体部５２と、本体部５２から径方向内側に突出する４つの内側突起５３と、を備える。本体部５２の外周面５５は、スペーサ収容部３７の形状に対応して円形状となっている。４つの内側突起５３は、軸Ｘを中心に周方向に９０度間隔で配置されている。このため、貫通孔５１は、軸方向から視て十字形状を成している。つまり、スペーサ５０の内周面は、インナシャフト１の外周面に対応して十字形状を成している。また、内側突起５３は、径方向内側に向かうにつれて周方向の幅が小さくなり、軸方向から視て略三角形状を成している。また、内側突起５３は、周方向を向く一対の周面５３ａ、５３ａを有している。

【0040】

このようなスペーサ５０は、図４に示すように、基部３０の第２方向Ｘ２に配置される。また、図５に示すように、スペーサ５０は、基部３０の貫通孔３２に挿入され、本体部５２がスペーサ収容部３７に嵌合している。このため、スペーサ５０が径方向に位置ずれしないようになっている。また、スペーサ収容部３７は、軸Ｘを中心に円形状に形成されているため、基部３０に対するスペーサ５０の同芯度が高い。さらに、上記したスペーサ収容部３７によれば、スペーサ５０の位置決めが容易となる。

【0041】

スペーサ５０は、スペーサ収容部３７よりも軸方向の長さが長い。よって、スペーサ５０の第２方向Ｘ２を向く第２端面５４は、基部３０の第２面３４よりも第２方向Ｘ２に位置している。スペーサ５０の第２端面５４は、インナシャフト１の突き当て面２２と当接している。よって、インナシャフト１を貫通孔５１及び貫通孔３２に挿入した場合、基部３０及びスペーサ５０に対するインナシャフト１の軸方向の位置決めが容易である。

【0042】

図５に示すように、基部３０の第２面３４には、溶接部５が設けられている。溶接部５は、スペーサ５０の外周面５５と、基部３０のスペーサ収容部３７と、の突合せ面を溶接して生成される。図９に示すように、溶接部５は、環状となっている。つまり、スペーサ５０は、外周面５５の全周が基部３０と溶接されている。

【0043】

図９に示すように、スペーサ５０の貫通孔５１に、インナシャフト１の嵌合部１０が挿入される。スペーサ５０の内側突起５３は、２つの第１突起１１の間に入り込み、内側突起５３の周面５３ａが第１突起１１の周面１３と当接している。また、スペーサ５０の内径は、嵌合部１０の外形より僅かに小さい。よって、スペーサ５０に嵌合部１０が圧入され、スペーサ５０から嵌合部１０が脱落し難い。

【0044】

次に実施形態１のヨーク一体型シャフト４の効果について説明する。実施形態１において、ヨーク３が軸Ｘを中心に回転すると、基部３０の内側突起３６が第１突起１１を周方向に押圧する。また、溶接によりヨーク３に固定されたスペーサ５０の内側突起５３も、第１突起１１を周方向に押圧する。よって、ヨーク３からインナシャフト１へのトルク伝達経路は、基部３０からインナシャフト１に直接作用する経路と、スペーサ５０を介してインナシャフト１に間接的に作用する経路の、２つとなっている。

【0045】

また、従来の溶接部５は、基部３０とインナシャフト１とを接合し、インナシャフト１に伝わる熱量が大きかった。このため、インナシャフト１の熱がコーティング層２５に伝達し、コーティング層２５が溶融した。しかしながら、本実施形態によれば、溶接部５は、スペーサ５０と基部３０とを接合しており、溶接時の溶け込みがインナシャフト１に到達していない。よって、溶接時にインナシャフト１に伝わる熱量は小さく、コーティング層２５が溶融する可能性が低い。

【0046】

また、スペーサ５０は、スペーサ収容部３７よりも軸方向の長さが長い。言い換えると、スペーサ５０は、基部３０の第２面３４から第２方向Ｘ２に突出し、大型化している。よって、スペーサ５０の容積は大きく、多くの溶接時の熱を吸収する。よって、スペーサ５０からインナシャフト１に伝わる熱量が小さくなり、コーティング層２５が溶融する可能性が低い。

【0047】

なお、先行技術文献の技術では、基部３０の第２面３４と、インナシャフト１の５つの第２突起２１と、が直接溶接されていた。よって、溶接部は、５か所あり、周方向に点在していた。そして、５つの溶接部の強度を確保するため、溶接部を基部３０から第２方向Ｘ２の方に大きく突出するように形成していた。一方、本実施形態では、スペーサ５０の全周に亘って溶接し、溶接個所が周方向に分散している。このため、溶接部５の強度を確保する必要性が小さく、本実施形態の溶接部５は、第２方向Ｘ２への突出量が小さい。このため、インナシャフト１の軸部２０の外周面に、溶接部５が設けられていない。

【0048】

また、基部３０の貫通孔３２の加工方法は、基部３０の中央部に円形の下孔を形成する。次に、下穴のうち第２方向Ｘ２寄りの部分を拡径するように切削し、スペーサ収容部３７を形成する。そして、下穴のうちスペーサ収容部３７以外の部分にブローチ加工を行い、シャフト収容部３５を形成し、貫通孔３２が完成する。よって、ブローチ加工が必要な範囲は、下穴の一部、言い換えると、基部３０の軸方向の厚みの一部となる。このため、貫通孔３２全体にシャフト収容部３５を形成する必要がないため、ブローチ加工を実施する回数が低減し、製造コストの上昇が抑制される。

【0049】

以上、実施形態１のヨーク一体型シャフト４は、一端が第１方向Ｘ１を指し、他端が第２方向Ｘ２を指すシャフト（インナシャフト１）と、シャフト（インナシャフト１）の一端の外側に嵌められるヨーク３と、溶接によりヨーク３の第２方向Ｘ２の端部に固定され、シャフトに貫通される環状のスペーサ５０と、を備える。ヨーク３は、貫通孔３２を有する環状の基部３０と、基部３０から第１方向Ｘ１に突出する一対のアーム３１、３１と、を備える。貫通孔３２は、シャフト（インナシャフト１）を収容するシャフト収容部３５と、シャフト収容部３５よりも第２方向Ｘ２に配置され、スペーサ５０を収容するスペーサ収容部３７と、を有する。シャフト（インナシャフト１）の外周面は、非円形状を成している。スペーサ５０の内周面及びシャフト収容部３５の内周面は、シャフト（インナシャフト１）の外周面に対応して非円形状を成している。また、非円形状に関し、シャフト（インナシャフト１）の外周面は、軸方向から視て十字形状を成している。スペーサ５０の内周面及びシャフト収容部３５の内周面は、シャフト（インナシャフト１）の外周面に対応して十字形状を成している。

【0050】

これによれば、ヨーク３からインナシャフト１にトルクが伝達されるトルク伝達経路が２つとなり、トルク伝達の信頼性が高い。また、製造コストの上昇が抑えられる。

【0051】

また、実施形態１のスペーサ５０は、全周が溶接されて基部３０に固定している。

【0052】

これによれば、溶接ビードの第２方向Ｘ２への突出量が小さい。言い換えると、シャフト（インナシャフト１）の軸部２０の外周面に、溶接部５が設けられていない。これより、軸部２０のスライド有効長（アウタチューブ２に収容可能な長さ）が長くなり、短縮時の中間シャフト８５の軸方向の長さが短くなる。

【0053】

また、実施形態１のシャフト（インナシャフト１）は、外周面を覆う樹脂製のコーティング層２５を有する。スペーサ５０は、スペーサ収容部３７よりも軸方向の長さが長い。

【0054】

これによれば、スペーサ５０の容積が増え、溶接時の熱がコーティング層２５に伝達し難い。よって、コーティング層２５が溶解し難い。

【0055】

次に、実施形態１のヨーク一体型シャフト４の変形例を説明する。なお、以下の説明においては、上述した実施形態１で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。

【0056】

（変形例１）
図１０は、変形例１のヨーク一体型シャフトを軸方向に切った断面図である。図１０に示すように、変形例１のヨーク一体型シャフト４Ａは、溶接部５Ａの溶け込みの大きさが異なる点で、実施形態１のインナシャフト１と異なる。変形例１において、溶接部５Ａの溶け込みは、本体部５２を貫き、第１突起１１の外向面１２に到達している。つまり、溶接部５Ａは、ヨーク３とスペーサ５０とインナシャフト１とを接合している。これによれば、トルク伝達の信頼性がさらに高くなる。なお、スペーサ５０Ａの本体部５２の径方向の厚みを小さく設計すると、溶接部５Ａの溶け込みが本体部５２を貫いて、第１突起１１の外向面１２に到達し易くなる。

【0057】

（変形例２）
図１１は、変形例２のヨーク一体型シャフトからスペーサを抽出し、そのスペーサを第１方向から視た図である。図１１に示すように、変形例２のヨーク一体型シャフト４Ｂは、スペーサ５０に代えてスペーサ５０Ｂを備えている点において、実施形態１のインナシャフト１と異なる。スペーサ５０Ｂの内側突起５３Ｂは、本体部５２から径方向内側に向かう突出量Ｌが実施形態１よりも小さい。このような変形例２によっても、内側突起５３Ｂの周面５３ａが第１突起１１の周面と当接し、基部３０のトルクをインナシャフト１に伝達する。また、スペーサ５０Ｂの貫通孔５１を形成する方法は、最初に円形状の下穴を形成し、その後に内周縁を４か所切り欠くブローチ加工を行う。変形例２の内側突起５３Ｂは、歯丈（突出量Ｌ）が小さいため、ブローチ加工の回数が低減する。よって、製造コストの上昇を抑制できる。

【0058】

以上、実施形態１と、変形例１、変形例２とについて説明したが、本開示のヨーク一体型シャフトは、実施形態及び変形例に示した例に限定されない。例えば、実施形態及び変形例では、ヨーク一体型シャフトのシャフトとして、中間シャフト８５のインナシャフト１に適用しているが、本開示のヨーク一体型シャフトは、他のシャフトに適用してもよい。

【0059】

また、実施形態において、シャフト（インナシャフト１）の外周面と、スペーサ５０の内周面と、シャフト収容部３５の内周面は、十字形状を成しているが、本開示のヨーク一体型シャフトはこれに限定されない。つまり、スペーサ５０からシャフト（インナシャフト１）へのトルク伝達と、基部３０（シャフト収容部３５）からシャフト（インナシャフト１）へのトルク伝達と、をそれぞれ確実に行える形状であればよい。つまり、シャフト（インナシャフト１）の外周面は非円形状を成しており、スペーサ５０の内周面及びシャフト収容部３５の内周面は、シャフト（インナシャフト１）の外周面に対応して非円形状を成していてもよい。

【符号の説明】

【0060】

１ インナシャフト（シャフト）
２ アウタチューブ
３ ヨーク
４、４Ａ、４Ｂ ヨーク一体型シャフト
５、５Ａ 溶接部
１０ 嵌合部
１１ 第１突起
１２ 外向面
１３ 周面
１５ カシメ部
２０ 軸部
２１ 第２突起
２５ コーティング層
３０ 基部
３１ アーム
３２ 貫通孔
３３ 第１面
３４ 第２面
３５ シャフト収容部
３６ 内側突起
３７ スペーサ収容部
５０、５０Ａ、５０Ｂ スペーサ
５１ 貫通孔
５３ 内側突起
８０ ステアリング装置
８４ 第１ユニバーサルジョイント
８５ 中間シャフト
８６ 第２ユニバーサルジョイント

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】