JP2011169440A - Universal joint - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a universal joint which reduces a bending stress produced to a bolt during driving of a vehicle to reduce an average stress produced to the bolt, to thereby improve durability. <P>SOLUTION: When the bolt 81 is tightened with a predetermined tightening torque, a length L2 between the contact positions of the bolt 81 and flange parts 72A, 72B is shortened to a length obtained by subtracting a length L3 from the lower face 812A of a bolt head 812 to the anti-opening side end face of a large diameter shank 811B, from a length L1 between the contact positions of a conventional universal coupling. When a steering wheel 11 is operated to apply a rotational torque to a shaft 6 and a yoke 7, a bending stress proportional to the length L2 between the contact positions of the bolt 81 and flange parts 72A, 72B is applied to the bolt 81, while the length L2 is shortened to the length obtained by subtracting the length L3 of the large diameter shank 811B. The bending stress applied to the bolt 81 is thereby reduced to improve the durability of the bolt 81. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は自在継手、特に、ステアリング装置のステアリングシャフトの回転を伝達する軸同士を連結する自在継手に関する。   The present invention relates to a universal joint, and more particularly to a universal joint that connects shafts that transmit rotation of a steering shaft of a steering device.

車両の前輪を操舵するステアリング装置では、ステアリングホイールの操作で回転するステアリングシャフトの動きを、自在継手を介してステアリングギヤの入力軸に伝達している。   In a steering device that steers the front wheels of a vehicle, the movement of a steering shaft that is rotated by the operation of a steering wheel is transmitted to an input shaft of a steering gear through a universal joint.

ステアリングホイールの動きはステアリングコラム内に回転自在に設けたステアリングシャフトおよび中間シャフトを介してステアリングギアに伝達され、ステアリングギアによって車輪の方向を操舵する。通常、ステアリングシャフトとステアリングギアの入力軸とは互いに同一直線上に設けることが出来ない。   The movement of the steering wheel is transmitted to the steering gear via a steering shaft and an intermediate shaft that are rotatably provided in the steering column, and the direction of the wheel is steered by the steering gear. Normally, the steering shaft and the input shaft of the steering gear cannot be provided on the same straight line.

このため従来から、ステアリングシャフトとステアリングギアへの入力軸との間に中間シャフトを設け、この中間シャフトの端部とステアリングシャフト、および、中間シャフトの端部とステアリングギアの入力軸の端部とを、自在継手を介して結合し、同一直線上に存在しないステアリングシャフトと入力軸との間での動力伝達が行えるようにしている。   For this reason, conventionally, an intermediate shaft is provided between the steering shaft and the input shaft to the steering gear, the end of the intermediate shaft and the steering shaft, and the end of the intermediate shaft and the end of the input shaft of the steering gear. Are coupled via a universal joint so that power can be transmitted between the steering shaft and the input shaft that do not exist on the same straight line.

近年、ステアリングシャフトに操舵補助力を付与するアシスト装置を、中間シャフトとステアリングホイールとの間に設けたコラムアシスト式の電動パワーステアリング装置が多くなってきた。   In recent years, there has been an increasing number of column assist type electric power steering devices in which an assist device for applying a steering assist force to a steering shaft is provided between an intermediate shaft and a steering wheel.

このような、コラムアシスト式の電動パワーステアリングでは、中間シャフトに負荷される回転トルクが大きくなるため、中間シャフトと自在継手との結合部の結合剛性を大きくする必要がある。   In such column assist type electric power steering, since the rotational torque applied to the intermediate shaft is increased, it is necessary to increase the coupling rigidity of the coupling portion between the intermediate shaft and the universal joint.

中間シャフトを自在継手に結合するために、自在継手のヨークには中間シャフトを挿入するための円筒状の結合筒部が形成され、この結合筒部には、結合筒部から接線方向に延びる左右一対のフランジ部が形成されていて、フランジ部の間にはスリット（切り割り）が形成されている。中間シャフトと自在継手との結合剛性を大きくするために、フランジ部のボルト孔に挿入したボルトを強く締め付けると、フランジ部が弾性変形してスリットの溝幅が狭まり、中間シャフトを結合筒部に強く締付けて固定することができる。   In order to couple the intermediate shaft to the universal joint, a cylindrical coupling cylinder part for inserting the intermediate shaft is formed in the universal joint yoke, and the coupling cylinder part includes left and right extending tangentially from the coupling cylinder part. A pair of flange portions are formed, and slits (cuts) are formed between the flange portions. In order to increase the coupling rigidity between the intermediate shaft and the universal joint, if the bolt inserted into the bolt hole of the flange portion is tightened strongly, the flange portion is elastically deformed and the slit groove width is narrowed, and the intermediate shaft is connected to the coupling cylinder portion. It can be firmly tightened and fixed.

しかし、ボルトを強く締め付けると、ボルト頭部の下面が当接するフランジ部の座面が、ボルト孔の中心軸線に直交する平面に対して傾斜するため、ボルトには曲げ応力と引っ張り応力の両方が作用する。その結果、ボルト軸部の軸方向長さの略中央部の応力が大きくなり、許容される応力振幅が小さくなって、ボルトが疲労破壊を起こしやすくなるため、大きな回転トルクを伝達することが困難になる。   However, when the bolt is tightened strongly, the seat surface of the flange part where the lower surface of the bolt head abuts is inclined with respect to the plane perpendicular to the central axis of the bolt hole, so that both the bending stress and the tensile stress are applied to the bolt. Works. As a result, the stress at the substantially central portion of the axial length of the bolt shaft portion is increased, the allowable stress amplitude is reduced, and the bolt is liable to cause fatigue failure, so that it is difficult to transmit a large rotational torque. become.

図７から図９に示す自在継手は、ボルト軸部に作用する曲げ応力を低減するようにした特許文献１及び特許文献２に開示された自在継手である。すなわち、図７は、特許文献１及び特許文献２の自在継手にボルトを締め付ける前の状態を示し、（１）は自在継手のヨークの要部を示す正面図、（２）は（１）のＣ−Ｃ断面図である。図８は図７の自在継手にボルトを締め付けた状態を示し、（１）は自在継手のヨークの要部を示す正面図、（２）は（１）のＤ−Ｄ断面図である。図９は図８（２）の拡大断面図である。   The universal joint shown in FIGS. 7 to 9 is a universal joint disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 in which bending stress acting on the bolt shaft portion is reduced. That is, FIG. 7 shows a state before the bolts are fastened to the universal joints of Patent Document 1 and Patent Document 2, (1) is a front view showing the main part of the yoke of the universal joint, and (2) is that of (1). It is CC sectional drawing. 8 shows a state in which a bolt is fastened to the universal joint of FIG. 7, (1) is a front view showing the main part of the yoke of the universal joint, and (2) is a sectional view taken along the line DD of (1). FIG. 9 is an enlarged cross-sectional view of FIG.

図７に示すように、自在継手のヨーク５１の右側には略円筒状の結合筒部５３が形成され、この結合筒部５３の内周面に形成された雌セレーション５３１に、図８（１）の右側から、結合筒部５３の軸方向に平行に軸６を挿入する。そして、図８（２）に示すように、軸６の外周面に形成された雄セレーション６１を、雌セレーション５３１にセレーション係合させて、回転トルクを伝達可能に構成している。   As shown in FIG. 7, a substantially cylindrical coupling cylinder portion 53 is formed on the right side of the universal joint yoke 51, and a female serration 531 formed on the inner peripheral surface of the coupling cylinder portion 53 is connected to the female serration 531 shown in FIG. ), The shaft 6 is inserted in parallel to the axial direction of the coupling cylinder portion 53. Then, as shown in FIG. 8B, the male serration 61 formed on the outer peripheral surface of the shaft 6 is engaged with the female serration 531 to transmit the rotational torque.

ヨーク５１の結合筒部５３には、結合筒部５３から接線方向に延びた左右一対のフランジ部５４Ａ、５４Ｂが形成されている。フランジ部５４Ａ、５４Ｂの間には、雌セレーション５３１に連通するスリット（切り割り）５２が形成されている。スリット５２は、結合筒部５３の軸方向の全長にわたって形成されている。   The coupling cylinder portion 53 of the yoke 51 is formed with a pair of left and right flange portions 54A and 54B extending from the coupling cylinder portion 53 in the tangential direction. A slit (cut) 52 communicating with the female serration 531 is formed between the flange portions 54A and 54B. The slit 52 is formed over the entire axial length of the coupling cylinder portion 53.

フランジ部５４Ａには、ボルト５５を挿入するためのボルト孔５４１Ａが形成され、フランジ部５４Ｂにも、ボルト５５を挿入するためのボルト孔５４１Ｂが形成され、ボルト孔５４１Ａとボルト孔５４１Ｂは同心状に形成されている。また、ボルト孔５４１Ｂには雌ねじ５４２Ｂが部分的に形成されている。雌ねじ５４２Ｂは、ボルト孔５４１Ｂの右側に形成され、この例では、ボルト軸部５５１の雄ねじ５５１Ａの軸方向の長さの約半分の軸方向の長さに形成されている。   A bolt hole 541A for inserting the bolt 55 is formed in the flange portion 54A, and a bolt hole 541B for inserting the bolt 55 is also formed in the flange portion 54B. The bolt hole 541A and the bolt hole 541B are concentric. Is formed. A female screw 542B is partially formed in the bolt hole 541B. The female screw 542B is formed on the right side of the bolt hole 541B. In this example, the female screw 542B has an axial length that is approximately half of the axial length of the male screw 551A of the bolt shaft portion 551.

雌ねじ５４２Ｂは、ボルト孔５４１Ａ、ボルト孔５４１Ｂよりも小径で、ボルト孔５４１Ａ、ボルト孔５４１Ｂと同心状に形成されている。また、フランジ部５４Ａには、座面５４２Ａが形成されている。座面５４２Ａは、ボルト５５のボルト頭部５５２の下面５５２Ａに当接する。雌ねじ５４２Ｂには、ボルト５５のボルト軸部５５１の雄ねじ５５１Ａがねじ込まれる。   The female screw 542B has a smaller diameter than the bolt hole 541A and the bolt hole 541B, and is formed concentrically with the bolt hole 541A and the bolt hole 541B. Further, a seating surface 542A is formed on the flange portion 54A. The seating surface 542A abuts against the lower surface 552A of the bolt head 552 of the bolt 55. The male screw 551A of the bolt shaft portion 551 of the bolt 55 is screwed into the female screw 542B.

ボルト孔５４１Ａ、ボルト孔５４１Ｂ、雌ねじ５４２Ｂは同一中心軸線上（同心状）に形成されている。図７に示すように、ボルト５５を締め付ける前の状態では、ボルト孔５４１Ａ、雌ねじ５４２Ｂの中心軸線５６に直交する平面５７に対して座面５４２Ａが角度αだけ傾斜するように形成している。   The bolt hole 541A, the bolt hole 541B, and the female screw 542B are formed on the same central axis (concentric). As shown in FIG. 7, in a state before the bolt 55 is tightened, the seat surface 542A is inclined by an angle α with respect to a plane 57 perpendicular to the central axis 56 of the bolt hole 541A and the female screw 542B.

この傾斜角度αは、ボルト５５の雄ねじ５５１Ａを雌ねじ５４２Ｂにねじ込み、図８に示すように、所定の締付けトルクでボルト５５を締め付けた時に、ボルト孔５４１Ａ、雌ねじ５４２Ｂの中心軸線５６に対して直交する平面５７に対して、座面５４２Ａが平行（換言すれば、座面５４２Ａがボルト孔５４１Ａ、雌ねじ５４２Ｂの中心軸線５６に対して直交）になるように形成している。従って、所定の締付けトルクでボルト５５を締め付けた時に、フランジ部５４Ａの座面５４２Ａが、ボルト孔５４１Ａの中心軸線５６に直交する平面５７に対して傾斜することに起因して生じるボルトの曲げ応力を低減している。   This inclination angle α is orthogonal to the central axis 56 of the bolt hole 541A and the female screw 542B when the male screw 551A of the bolt 55 is screwed into the female screw 542B and the bolt 55 is tightened with a predetermined tightening torque as shown in FIG. The seat surface 542A is parallel to the flat surface 57 (in other words, the seat surface 542A is orthogonal to the central axis 56 of the bolt hole 541A and the female screw 542B). Therefore, when the bolt 55 is tightened with a predetermined tightening torque, the bolt bending stress generated due to the seat surface 542A of the flange portion 54A being inclined with respect to the plane 57 perpendicular to the central axis 56 of the bolt hole 541A. Is reduced.

しかし、図８及び図９に示すように、特許文献１及び特許文献２に開示された自在継手は、所定の締付けトルクでボルト５５を締め付けた時に、ボルト孔５４１Ａ、５４１Ｂの内周面に対してボルト軸部５５１の外周面を非接触とする空隙部５４３Ａ、５４３Ｂができるように形成している。車両の運転中にステアリングホイールを操作すると、軸６及びヨーク５１に回転トルクが加わる。   However, as shown in FIGS. 8 and 9, the universal joints disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are used with respect to the inner peripheral surfaces of the bolt holes 541A and 541B when the bolt 55 is tightened with a predetermined tightening torque. Thus, the gap portions 543A and 543B are formed so that the outer peripheral surface of the bolt shaft portion 551 is not in contact. When the steering wheel is operated while the vehicle is operating, rotational torque is applied to the shaft 6 and the yoke 51.

しかし、所定の締付けトルクでボルト５５を締め付けた時に、座面５４２Ａをボルト孔５４１Ａ、雌ねじ５４２Ｂの中心軸線５６に対して完全に直交させることは困難であって、若干のずれが生じるため、ボルト５５には必ず曲げ応力が作用する。この曲げ応力は、
ボルト５５とフランジ部５４Ａ、５４Ｂとの接触位置の間の長さＬ１（図９）に比例して大きくなる。 However, when the bolt 55 is tightened with a predetermined tightening torque, it is difficult to make the seating surface 542A completely perpendicular to the central axis 56 of the bolt hole 541A and the female screw 542B, and a slight deviation occurs. A bending stress always acts on 55. This bending stress is
The length increases in proportion to the length L1 (FIG. 9) between the contact positions of the bolt 55 and the flange portions 54A and 54B.

特許文献１及び特許文献２に開示された自在継手では、ボルト孔５４１Ａ、５４１Ｂの内周面に対してボルト軸部５５１の外周面を非接触とする空隙部５４３Ａ、５４３Ｂが形成される。従って、ボルト５５とフランジ部５４Ａ、５４Ｂとの接触位置の間の距離Ｌ１が長くなり、車両の運転中の回転トルクによるボルト軸部５５１の曲げ応力が無視できない大きさになり、ボルトの耐久性能を向上させる上で問題となる。   In the universal joint disclosed in Patent Literature 1 and Patent Literature 2, gap portions 543A and 543B are formed in which the outer peripheral surface of the bolt shaft portion 551 is not in contact with the inner peripheral surfaces of the bolt holes 541A and 541B. Accordingly, the distance L1 between the contact positions of the bolt 55 and the flange portions 54A and 54B becomes longer, the bending stress of the bolt shaft portion 551 due to the rotational torque during operation of the vehicle becomes a magnitude that cannot be ignored, and the durability performance of the bolt It becomes a problem in improving.

特開２００８−２９８２６７号公報JP 2008-298267 A 特開２００９−８１７４号公報JP 2009-8174 A

本発明は、車両の運転中にボルトに生ずる曲げ応力を軽減して、ボルトに生ずる平均応力を小さくし、耐久性能を向上させた自在継手を提供することを課題とする。   An object of the present invention is to provide a universal joint in which bending stress generated in a bolt during operation of a vehicle is reduced, average stress generated in the bolt is reduced, and durability performance is improved.

上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明は、回転トルクを伝達可能に軸を嵌合するための内周面を基端寄り部分に備えた結合筒部、上記結合筒部に形成され、上記内周面に貫通する切り割り、上記切り割りを挟んで上記結合筒部と一体に設けられた一対のフランジ部、上記内周面とは反対側で、上記結合筒部と一体に設けられ、十字軸を軸支するための軸受け孔を有する一対の結合アーム部、上記一対のフランジ部のうちの一方のフランジ部に形成され、開口部側の大径孔部と反開口部側の小径孔部で構成された段付きボルト孔、上記一対のフランジ部のうちの他方のフランジ部に上記段付きボルト孔と同心状に形成された雌ねじ、上記段付きボルト孔にボルト軸部が内嵌されるとともに、ボルト軸部先端の雄ねじが上記雌ねじにねじ込まれて、上記一対のフランジ部の間の切り割りの間隔を狭め、上記結合筒部の内周面を縮径して、上記軸の外周面を結合筒部の内周面で締め付けるボルト、上記一方のフランジ部の段付きボルト孔の開口部側に形成され、上記ボルトを所定の締め付けトルクで締め付けた時に、上記ボルト頭部の下面に当接する座面、上記ボルト軸部に形成され、上記雄ねじよりも大径で、上記段付きボルト孔の小径孔部に締まりばめ嵌合する大径軸部を有することを特徴とする自在継手である。   The above problem is solved by the following means. That is, the first invention is formed in the coupling cylinder part provided with an inner peripheral surface near the base end for fitting the shaft so that rotational torque can be transmitted, the coupling cylinder part, A through slit, a pair of flange portions provided integrally with the connecting cylinder portion across the slit, provided integrally with the connecting cylinder portion on the side opposite to the inner peripheral surface, and supports the cross shaft A pair of coupling arm portions having bearing holes for forming a step, and a step formed on one of the pair of flange portions, the large-diameter hole portion on the opening portion side and the small-diameter hole portion on the non-opening portion side A bolted hole, a female screw formed concentrically with the stepped bolt hole in the other flange part of the pair of flange parts, and a bolt shaft part fitted into the stepped bolt hole, and a bolt shaft part A male screw at the tip is screwed into the female screw, and the pair A bolt that narrows the interval between the flange portions, reduces the inner peripheral surface of the coupling cylinder portion, and tightens the outer peripheral surface of the shaft with the inner peripheral surface of the coupling cylinder portion, stepped on the one flange portion It is formed on the opening side of the bolt hole, and when the bolt is tightened with a predetermined tightening torque, it is formed on the seat surface that contacts the lower surface of the bolt head, the bolt shaft portion, and has a larger diameter than the male screw, A universal joint having a large-diameter shaft portion that fits and fits into a small-diameter hole portion of the stepped bolt hole.

第２番目の発明は、第１番目の発明の自在継手において、上記段付きボルト孔の小径孔部の開口部側端面には面取り部が形成されていることを特徴とする自在継手である。   A second invention is a universal joint according to the first invention, wherein a chamfered portion is formed on an end surface on the opening side of the small diameter hole portion of the stepped bolt hole.

第３番目の発明は、第２番目の発明の自在継手において、上記大径軸部の反開口部側端面には面取り部が形成されていることを特徴とする自在継手である。   A third invention is a universal joint according to the second invention, wherein a chamfered portion is formed on the end surface on the side opposite to the opening of the large-diameter shaft portion.

第４番目の発明は、第３番目の発明の自在継手において、上記座面から上記小径孔部の開口部側端面までの長さＬ４よりも、上記ボルト頭部の下面から上記大径軸部の反開口部側端面までの長さＬ３のほうが大きく形成されていることを特徴とする自在継手である。   According to a fourth invention, in the universal joint of the third invention, from the bottom surface of the bolt head to the large-diameter shaft portion, rather than a length L4 from the seat surface to the opening-side end surface of the small-diameter hole portion. The universal joint is characterized in that the length L3 to the end surface on the side opposite to the opening is formed larger.

第５番目の発明は、第４番目の発明の自在継手において、上記大径軸部はローレット加工により形成されていることを特徴とする自在継手である。   A fifth invention is a universal joint according to the fourth invention, wherein the large-diameter shaft portion is formed by knurling.

第６番目の発明は、第１番目から第５番目までのいずれかの発明に記載された自在継手を有するステアリング装置である。   A sixth invention is a steering device having a universal joint described in any one of the first to fifth inventions.

本発明の自在継手は、切り割りを挟んで結合筒部と一体に設けられた一対のフランジ部のうちの一方のフランジ部に形成され、開口部側の大径孔部と反開口部側の小径孔部で構成された段付きボルト孔と、一対のフランジ部のうちの他方のフランジ部に段付きボルト孔と同心状に形成された雌ねじと、段付きボルト孔にボルト軸部が内嵌されるとともに、ボルト軸部先端の雄ねじが雌ねじにねじ込まれて、一対のフランジ部の間の切り割りの間隔を狭め、結合筒部の内周面を縮径して、軸の外周面を結合筒部の内周面で締め付けるボルトと、ボルト軸部に形成され、雄ねじよりも大径で、段付きボルト孔の小径孔部に締まりばめ嵌合する大径軸部とから構成されている。   The universal joint of the present invention is formed on one flange portion of a pair of flange portions provided integrally with the coupling cylinder portion across the slit, and has a large-diameter hole portion on the opening portion side and a small diameter on the counter-opening portion side. A stepped bolt hole composed of a hole, a female screw formed concentrically with the stepped bolt hole in the other flange of the pair of flanges, and a bolt shaft portion are fitted into the stepped bolt hole. In addition, the male screw at the tip of the bolt shaft portion is screwed into the female screw, the interval between the pair of flange portions is narrowed, the inner peripheral surface of the coupling cylinder portion is reduced, and the outer peripheral surface of the shaft is coupled to the coupling cylinder portion. And a large-diameter shaft portion that is formed on the bolt shaft portion, has a larger diameter than the male screw, and fits and fits into the small-diameter hole portion of the stepped bolt hole.

従って、所定の締付けトルクでボルトを締め付けた時に、ボルトとフランジ部との接触位置の間の長さが従来の自在継手よりも短縮されるため、ボルトに作用する曲げ応力が減少し、ボルトの耐久性能を向上させることが可能となる。   Therefore, when the bolt is tightened with a predetermined tightening torque, the length between the contact positions of the bolt and the flange portion is shortened compared to the conventional universal joint, so that the bending stress acting on the bolt is reduced, and the bolt Durability can be improved.

本発明の実施例の自在継手を備えたステアリング装置の全体側面図である。It is the whole steering device provided with the universal joint of the example of the present invention. 本発明の実施例１の自在継手にボルトを締め付ける前の状態を示し、（１）は自在継手のヨークの要部を示す正面図、（２）は（１）のＡ−Ａ断面図である。The state before fastening a bolt to the universal joint of Example 1 of this invention is shown, (1) is a front view which shows the principal part of the yoke of a universal joint, (2) is AA sectional drawing of (1). . 本発明の実施例１の自在継手にボルトを締め付けた状態を示し、（１）は自在継手のヨークの要部を示す正面図、（２）は（１）のＢ−Ｂ断面図である。The state which tightened the volt | bolt to the universal joint of Example 1 of this invention is shown, (1) is a front view which shows the principal part of the yoke of a universal joint, (2) is BB sectional drawing of (1). 本発明の実施例１の自在継手に締め付けられるボルトを示し、（１）は図３に示す自在継手に使用されるボルトの正面図、（２）は（１）の変形例のボルトを示す正面図である。The bolt fastened by the universal joint of Example 1 of this invention is shown, (1) is a front view of the bolt used for the universal joint shown in FIG. 3, (2) is the front which shows the bolt of the modification of (1). FIG. 図３（２）の拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of FIG. 本発明の実施例２の自在継手にボルトを締め付ける前の状態を示し、図２（２）相当図である。The state before tightening a bolt to the universal joint of Example 2 of the present invention is shown and is a view corresponding to FIG. 従来の自在継手にボルトを締め付ける前の状態を示し、（１）は自在継手のヨークの要部を示す正面図、（２）は（１）のＣ−Ｃ断面図である。The state before bolting a conventional universal joint is shown, (1) is a front view which shows the principal part of the yoke of a universal joint, (2) is CC sectional drawing of (1). 従来の自在継手にボルトを締め付けた状態を示し、（１）は自在継手のヨークの要部を示す正面図、（２）は（１）のＤ−Ｄ断面図である。The state which bolted the conventional universal joint is shown, (1) is a front view which shows the principal part of the yoke of a universal joint, (2) is DD sectional drawing of (1). 図８（２）の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of Drawing 8 (2).

以下、図面に基づいて本発明の実施例１から実施例２を説明する。     Hereinafter, Example 1 to Example 2 of the present invention will be described with reference to the drawings.

図１は本発明の実施例の自在継手を備えたステアリング装置の全体側面図、図２は本発明の実施例１の自在継手にボルトを締め付ける前の状態を示し、（１）は自在継手のヨークの要部を示す正面図、（２）は（１）のＡ−Ａ断面図である。図３は本発明の実施例１の自在継手にボルトを締め付けた状態を示し、（１）は自在継手のヨークの要部を示す正面図、（２）は（１）のＢ−Ｂ断面図、図４は本発明の実施例１の自在継手に締め付けられるボルトを示し、（１）は図３に示す自在継手に使用されるボルトの正面図、（２）は（１）の変形例のボルトを示す正面図、図５は図３（２）の拡大断面図である。   FIG. 1 is an overall side view of a steering apparatus equipped with a universal joint according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 shows a state before the bolt is tightened to the universal joint according to the first embodiment of the present invention. The front view which shows the principal part of a yoke, (2) is AA sectional drawing of (1). FIG. 3 shows a state in which a bolt is fastened to the universal joint according to the first embodiment of the present invention, (1) is a front view showing the main part of the yoke of the universal joint, and (2) is a sectional view taken along line BB in (1). 4 shows a bolt to be fastened to the universal joint of Embodiment 1 of the present invention, (1) is a front view of the bolt used in the universal joint shown in FIG. 3, and (2) is a modification of (1). The front view which shows a volt | bolt, FIG. 5 is an expanded sectional view of FIG. 3 (2).

図１に示すように、本発明の実施例の自在継手備えたステアリング装置は、車体後方側（図１の右側）にステアリングホイール１１を装着可能なステアリングシャフト１２と、このステアリングシャフト１２を挿通したステアリングコラム１３と、このステアリングシャフト１２に補助トルクを付与する為のアシスト装置（操舵補助部）２０と、このステアリングシャフト１２の車体前方側（図１の左側）に、図示しないラック／ピニオン機構を介して連結されたステアリングギヤ３０とを備える。   As shown in FIG. 1, the steering device having a universal joint according to the embodiment of the present invention has a steering shaft 12 on which a steering wheel 11 can be mounted on the rear side of the vehicle body (right side in FIG. 1), and the steering shaft 12 is inserted. A steering column 13, an assist device (steering assisting portion) 20 for applying auxiliary torque to the steering shaft 12, and a rack / pinion mechanism (not shown) on the front side of the vehicle body of the steering shaft 12 (left side in FIG. 1). And a steering gear 30 connected to each other.

ステアリングシャフト１２は、雌ステアリングシャフト１２Ａと雄ステアリングシャフト１２Ｂとを、回転トルクを伝達可能に、かつ軸方向に関して相対移動可能にスプライン嵌合している。従って、上記雌ステアリングシャフト１２Ａと雄ステアリングシャフト１２Ｂとは、衝突時に、このスプライン嵌合部が相対移動して、全長を縮めることができる。   The steering shaft 12 is spline-fitted between a female steering shaft 12A and a male steering shaft 12B so as to be able to transmit rotational torque and to be relatively movable in the axial direction. Therefore, when the female steering shaft 12A and the male steering shaft 12B collide, the spline fitting portion moves relative to each other so that the total length can be shortened.

また、上記ステアリングシャフト１２を挿通した筒状のステアリングコラム１３は、アウターコラム１３Ａとインナーコラム１３Ｂとをテレスコピック移動可能に組み合わせている。そのため、ステアリングコラム１３は、衝突時に軸方向の衝撃が加わった場合に、この衝撃によるエネルギを吸収しつつ全長が縮まる、所謂コラプシブル構造としている。   The cylindrical steering column 13 inserted through the steering shaft 12 combines an outer column 13A and an inner column 13B so as to be telescopically movable. Therefore, the steering column 13 has a so-called collapsible structure in which, when an impact in the axial direction is applied during a collision, the entire length is reduced while absorbing energy due to the impact.

そして、上記インナーコラム１３Ｂの車体前方側端部を、ギヤハウジング２１の車体後方側端部に圧入嵌合して固定している。また、上記雄ステアリングシャフト１２Ｂの車体前方側端部を、このギヤハウジング２１の内側に通し、アシスト装置２０の図示しない入力軸の車体後方側端部に連結している。   The vehicle body front side end portion of the inner column 13B is press-fitted and fixed to the vehicle body rear side end portion of the gear housing 21. Further, the front end portion of the male steering shaft 12B on the vehicle body is passed through the inside of the gear housing 21 and connected to the rear end portion of the assist device 20 on the rear side of the input shaft (not shown).

ステアリングコラム１３は、その中間部を支持ブラケット１４により、ダッシュボードの下面等、車体１８の一部に支承している。また、この支持ブラケット１４と車体１８との間に、図示しない係止部を設けて、この支持ブラケット１４に車体前方側に向かう方向の衝撃が加わった場合に、この支持ブラケット１４が上記係止部から外れ、車体前方側に移動するようにしている。   The steering column 13 is supported by a support bracket 14 at a middle portion thereof on a part of the vehicle body 18 such as a lower surface of the dashboard. Further, a locking portion (not shown) is provided between the support bracket 14 and the vehicle body 18, and when an impact in a direction toward the front side of the vehicle body is applied to the support bracket 14, the support bracket 14 is locked to the locking bracket 14. It moves away from the vehicle and moves to the front side of the vehicle.

また、上記ギヤハウジング２１の上端部も、上記車体１８の一部に支承している。また、本実施例の場合には、チルト機構及びテレスコピック機構を設けることにより、上記ステアリングホイール１１の車体前後方向位置、及び、高さ位置の調節を自在としている。このようなチルト機構及びテレスコピック機構は、従来から周知であり、本発明の特徴部分でもない為、詳しい説明は省略する。   The upper end portion of the gear housing 21 is also supported on a part of the vehicle body 18. In the case of this embodiment, by providing a tilt mechanism and a telescopic mechanism, the position of the steering wheel 11 in the longitudinal direction of the vehicle body and the height position can be freely adjusted. Such a tilt mechanism and a telescopic mechanism are well known in the art and are not characteristic features of the present invention, and thus detailed description thereof is omitted.

上記ギヤハウジング２１の車体前方側端面から突出した出力軸２３は、自在継手（上側自在継手）４１を介して、中間シャフト１５の後端部に連結している。また、この中間シャフト１５の前端部に、別の自在継手（下側自在継手）４２を介して、ステアリングギヤ３０のピニオン軸（以下軸と呼ぶ）６を連結している。中間シャフト１５は、雄中間シャフト（雄シャフト）１５Ａの車体前方側に、雌中間シャフト（雌シャフト）１５Ｂの車体後方側が外嵌し、回転トルクを伝達可能に、かつ、軸方向に関して相対移動可能に嵌合している。   The output shaft 23 protruding from the end face on the vehicle body front side of the gear housing 21 is connected to the rear end portion of the intermediate shaft 15 via a universal joint (upper universal joint) 41. Further, a pinion shaft (hereinafter referred to as a shaft) 6 of the steering gear 30 is connected to the front end portion of the intermediate shaft 15 via another universal joint (lower universal joint) 42. The intermediate shaft 15 is fitted on the vehicle body front side of the male intermediate shaft (male shaft) 15A on the vehicle body rear side of the female intermediate shaft (female shaft) 15B so as to be able to transmit rotational torque and relatively move in the axial direction. Is fitted.

図示しないピニオンが、軸６の下端（車体前方側端部）に形成されている。また、図示しないラックが、このピニオンに噛み合っており、ステアリングホイール１１の回転が、タイロッド３１を移動させて、図示しない車輪を操舵する。   A pinion (not shown) is formed at the lower end (front end of the vehicle body) of the shaft 6. A rack (not shown) meshes with the pinion, and rotation of the steering wheel 11 moves the tie rod 31 to steer a wheel (not shown).

アシスト装置２０のギヤハウジング２１には、電動モータ２６のケース２６１が固定され、この電動モータ２６の図示しない回転軸にウォームが結合されている。出力軸２３には図示しないウォームホイールが取り付けられ、このウォームホイールに電動モータ２６の回転軸のウォームが噛合っている。   A case 261 of an electric motor 26 is fixed to the gear housing 21 of the assist device 20, and a worm is coupled to a rotating shaft (not shown) of the electric motor 26. A worm wheel (not shown) is attached to the output shaft 23, and the worm of the rotating shaft of the electric motor 26 is engaged with the worm wheel.

また、出力軸２３の中間部の周囲には、図示しないトルクセンサが設けられている。上記ステアリングホイール１１からステアリングシャフト１２に加えられるトルクの方向と大きさを、トルクセンサで検出し、この検出値に応じて、電動モータ２６を駆動し、ウォームとウォームホイールから成る減速機構を介して、出力軸２３に、所定の方向に所定の大きさで補助トルクを発生させる。補助トルクを発生させるアシスト装置は、電動式に限定されるものではなく、油圧式のアシスト装置でもよい。   A torque sensor (not shown) is provided around the intermediate portion of the output shaft 23. The direction and magnitude of the torque applied from the steering wheel 11 to the steering shaft 12 is detected by a torque sensor, and the electric motor 26 is driven in accordance with the detected value via a reduction mechanism comprising a worm and a worm wheel. Then, the output shaft 23 is caused to generate auxiliary torque with a predetermined magnitude in a predetermined direction. The assist device that generates the auxiliary torque is not limited to an electric type, and may be a hydraulic assist device.

図２から図５は、本発明の実施例１の自在継手を示し、図１の自在継手４２の一方のヨーク７と軸６との結合部に適用した例を示す。本発明の自在継手は、図１の自在継手４１と雄中間シャフト１５Ａとの結合部や、自在継手４１と出力軸２３との結合部に適用してもよい。   2 to 5 show the universal joint according to the first embodiment of the present invention, and show an example in which the universal joint 42 shown in FIG. 1 is applied to a coupling portion between one yoke 7 and the shaft 6. The universal joint of the present invention may be applied to a joint portion between the universal joint 41 and the male intermediate shaft 15 </ b> A in FIG. 1 or a joint portion between the universal joint 41 and the output shaft 23.

図２から図５は、本発明の実施例１の自在継手４２を構成する一対のヨーク７、７のうちの一方のヨーク７と、軸６との結合部を示している。ヨーク７の右側には略円筒状の結合筒部７１が形成され、この結合筒部７１の内周面に形成された雌セレーション７１１に、図３（１）の右側から、結合筒部７１の軸方向に平行に軸６を挿入する。そして、軸６の外周面に形成された雄セレーション６１を、雌セレーション７１１にセレーション係合させて、回転トルクを伝達可能に構成している。ヨーク７の左側には、結合筒部７１と一体に設けられた図示しない一対の結合アーム部が形成され、この結合アーム部には、図示しない十字軸を軸支するための軸受け孔が形成されている。   2 to 5 show a coupling portion between the shaft 6 and one of the pair of yokes 7, 7 constituting the universal joint 42 according to the first embodiment of the present invention. A substantially cylindrical coupling cylinder portion 71 is formed on the right side of the yoke 7, and a female serration 711 formed on the inner peripheral surface of the coupling cylinder portion 71 is connected to the coupling cylinder portion 71 from the right side of FIG. The shaft 6 is inserted parallel to the axial direction. The male serration 61 formed on the outer peripheral surface of the shaft 6 is serrated to the female serration 711 so that the rotational torque can be transmitted. On the left side of the yoke 7, a pair of coupling arm portions (not shown) provided integrally with the coupling cylinder portion 71 is formed, and a bearing hole for supporting a cross shaft (not shown) is formed in the coupling arm portion. ing.

ヨーク７の結合筒部７１には、結合筒部７１から接線方向に延びた左右一対のフランジ部７２Ａ、７２Ｂが形成されている。フランジ部７２Ａ、７２Ｂの間には、雌セレーション７１１に連通するスリット（切り割り）７３が形成されている。スリット７３は、結合筒部７１の軸方向の全長にわたって形成されている。   The coupling cylinder portion 71 of the yoke 7 is formed with a pair of left and right flange portions 72A and 72B extending tangentially from the coupling cylinder portion 71. A slit (cut) 73 communicating with the female serration 711 is formed between the flange portions 72A and 72B. The slit 73 is formed over the entire axial length of the coupling cylinder portion 71.

一対のフランジ部７２Ａ、７２Ｂのうちの一方（図２（２）の左側のフランジ部）のフランジ部７２Ａには、図４（１）に示すボルト８１を挿入するための段付きボルト孔７４が形成され、フランジ部７２Ｂにも、ボルト８１を挿入するためのボルト孔７５が形成され、段付きボルト孔７４とボルト孔７５は同心状に形成されている。また、ボルト孔７５には雌ねじ７５１が部分的に形成されている。雌ねじ７５１は、ボルト孔７５の右側に形成され、この例では、ボルト軸部８１１先端の雄ねじ８１１Ａの軸方向の長さの約半分の軸方向の長さに形成されている。   A stepped bolt hole 74 for inserting the bolt 81 shown in FIG. 4 (1) is formed in the flange portion 72A of one of the pair of flange portions 72A, 72B (the left flange portion in FIG. 2 (2)). The bolt hole 75 for inserting the bolt 81 is also formed in the flange portion 72B, and the stepped bolt hole 74 and the bolt hole 75 are formed concentrically. The bolt hole 75 is partially formed with a female screw 751. The female screw 751 is formed on the right side of the bolt hole 75. In this example, the female screw 751 has an axial length that is approximately half the axial length of the male screw 811A at the tip of the bolt shaft portion 811.

雌ねじ７５１は、段付きボルト孔７４、ボルト孔７５よりも小径で、段付きボルト孔７４、ボルト孔７５と同心状に形成されている。雌ねじ７５１には、ボルト８１のボルト軸部８１１の雄ねじ８１１Ａがねじ込まれる。また、フランジ部７２Ａには、段付きボルト孔７４の開口部側（図２の左側）に座面７２１Ａが形成されている。図２に示すように、ボルト８１を締め付ける前の状態では、段付きボルト孔７４、ボルト孔７５、雌ねじ７５１の中心軸線７６に直交する平面７７に対して、座面７２１Ａが角度αだけ傾斜するように形成している。   The female screw 751 is smaller in diameter than the stepped bolt hole 74 and the bolt hole 75, and is formed concentrically with the stepped bolt hole 74 and the bolt hole 75. The male screw 811A of the bolt shaft portion 811 of the bolt 81 is screwed into the female screw 751. Further, a seating surface 721A is formed on the flange portion 72A on the opening side (left side in FIG. 2) of the stepped bolt hole 74. As shown in FIG. 2, in a state before the bolt 81 is tightened, the seating surface 721 </ b> A is inclined by an angle α with respect to the flat surface 77 perpendicular to the central axis 76 of the stepped bolt hole 74, the bolt hole 75, and the female screw 751. It is formed as follows.

この傾斜角度αは、ボルト８１の雄ねじ８１１Ａを雌ねじ７５１にねじ込み、図３に示すように、所定の締付けトルクでボルト８１を締め付けた時に、段付きボルト孔７４、ボルト孔７５、雌ねじ７５１の中心軸線７６に対して直交する平面７７に対して、座面７２１Ａが平行（換言すれば、座面７２１Ａが中心軸線７６に対して直交）になるように形成している。従って、所定の締付けトルクでボルト８１を締め付けた時に、フランジ部７２Ａの座面７２１Ａが、中心軸線７６に直交する平面７７に対して傾斜することに起因して生じるボルト８１の曲げ応力を低減することができる。   This inclination angle α is obtained by screwing the male screw 811A of the bolt 81 into the female screw 751 and tightening the bolt 81 with a predetermined tightening torque as shown in FIG. 3, and the center of the stepped bolt hole 74, the bolt hole 75, and the female screw 751. The seat surface 721A is parallel to the plane 77 orthogonal to the axis 76 (in other words, the seat surface 721A is orthogonal to the center axis 76). Accordingly, when the bolt 81 is tightened with a predetermined tightening torque, the bending stress of the bolt 81 caused by the seat surface 721A of the flange portion 72A being inclined with respect to the plane 77 perpendicular to the central axis 76 is reduced. be able to.

図２に示すように、段付きボルト孔７４は、開口部側の大径孔部７４１と反開口部側の小径孔部７４２で構成されている。フランジ部７２Ｂのボルト孔７５の内径寸法は、小径孔部７４２の内径寸法と同一寸法に形成されている。また、図４に示すように、ボルト８１のボルト軸部８１１には、ボルト軸部８１１先端の雄ねじ８１１Ａよりも大径で、上記小径孔部７４２に締まりばめ嵌合する大径軸部８１１Ｂが形成されている。   As shown in FIG. 2, the stepped bolt hole 74 includes a large-diameter hole 741 on the opening side and a small-diameter hole 742 on the non-opening side. The inner diameter dimension of the bolt hole 75 of the flange portion 72 </ b> B is formed to be the same as the inner diameter dimension of the small diameter hole portion 742. As shown in FIG. 4, the bolt shaft portion 811 of the bolt 81 has a larger diameter than the male screw 811A at the tip of the bolt shaft portion 811 and has a large diameter shaft portion 811B that fits into the small diameter hole portion 742. Is formed.

図４、図５に示すように、座面７２１Ａから小径孔部７４２の開口部側端面までの長さＬ４よりも、六角形のボルト頭部８１２の下面８１２Ａから大径軸部８１１Ｂの反開口部側端面までの長さＬ３のほうが大きく形成されている。従って、図５に示すように、所定の締付けトルクでボルト８１を締め付けた時に、ボルト８１の大径軸部８１１Ｂは、小径孔部７４２に長さＬ５だけ締まりばめ嵌合する。   As shown in FIGS. 4 and 5, the counter opening of the large-diameter shaft portion 811B from the lower surface 812A of the hexagonal bolt head 812 is longer than the length L4 from the seating surface 721A to the opening-side end surface of the small-diameter hole 742. The length L3 to the part side end surface is formed larger. Therefore, as shown in FIG. 5, when the bolt 81 is tightened with a predetermined tightening torque, the large-diameter shaft portion 811B of the bolt 81 is fitted into the small-diameter hole portion 742 by a length L5.

図２に示すように、段付きボルト孔７４の小径孔部７４２の開口部側端面には面取り部７４３が形成されている。また、図４に示すように、ボルト８１の大径軸部８１１Ｂの反開口部側端面には面取り部８１１Ｃが形成されている。従って、ボルト８１を締め付けて、ボルト８１の大径軸部８１１Ｂを小径孔部７４２に締まりばめ嵌合する時に、大径軸部８１１Ｂが小径孔部７４２に円滑に嵌入し、大径軸部８１１Ｂと小径孔部７４２のカジリを防止することができる。   As shown in FIG. 2, a chamfered portion 743 is formed on the opening side end surface of the small diameter hole portion 742 of the stepped bolt hole 74. As shown in FIG. 4, a chamfered portion 811 </ b> C is formed on the end surface on the side opposite to the opening of the large-diameter shaft portion 811 </ b> B of the bolt 81. Therefore, when the bolt 81 is tightened and the large-diameter shaft portion 811B of the bolt 81 is fitted into the small-diameter hole portion 742, the large-diameter shaft portion 811B smoothly fits into the small-diameter hole portion 742, and the large-diameter shaft portion 811B and the small-diameter hole 742 can be prevented from galling.

従って、図５に示すように、所定の締付けトルクでボルト８１を締め付けた時に、小径孔部７４２、ボルト孔７５の内周面に対してボルト軸部８１１の外周面を非接触とする空隙部７４４、７５２の軸方向の長さが、図９に示した従来の自在継手の空隙部５４３Ａ、５４３Ｂの軸方向の長さよりも短くなる。すなわち、所定の締付けトルクでボルト８１を締め付けた時に、ボルト８１とフランジ部７２Ａ、７２Ｂとの接触位置の間の長さＬ２は、図９に示した従来の自在継手の接触位置の間の長さＬ１から、ボルト頭部８１２の下面８１２Ａから大径軸部８１１Ｂの反開口部側端面までの長さＬ３を差し引いた長さに短縮される。   Therefore, as shown in FIG. 5, when the bolt 81 is tightened with a predetermined tightening torque, the small diameter hole portion 742 and the gap portion that makes the outer peripheral surface of the bolt shaft portion 811 non-contact with the inner peripheral surface of the bolt hole 75. The axial lengths 744 and 752 are shorter than the axial lengths of the gap portions 543A and 543B of the conventional universal joint shown in FIG. That is, when the bolt 81 is tightened with a predetermined tightening torque, the length L2 between the contact positions of the bolt 81 and the flange portions 72A and 72B is the length between the contact positions of the conventional universal joint shown in FIG. The length is reduced from L1 by subtracting the length L3 from the lower surface 812A of the bolt head 812 to the end surface on the side opposite to the opening of the large-diameter shaft portion 811B.

その結果、車両の運転中にテアリングホイール１１を操作し、軸６及びヨーク７に回転トルクが加わると、ボルト８１とフランジ部７２Ａ、７２Ｂとの接触位置の間の長さＬ２に比例した曲げ応力がボルト８１には作用するが、長さＬ２は大径軸部８１１Ｂの長さＬ３を差し引いた長さに短縮される。従って、ボルト８１に作用する曲げ応力が減少し、ボルト８１の耐久性能を向上させることが可能となる。   As a result, when the tearing wheel 11 is operated during operation of the vehicle and rotational torque is applied to the shaft 6 and the yoke 7, the bending stress proportional to the length L2 between the contact positions of the bolt 81 and the flange portions 72A and 72B. However, the length L2 is shortened by subtracting the length L3 of the large-diameter shaft portion 811B. Therefore, the bending stress acting on the bolt 81 is reduced, and the durability performance of the bolt 81 can be improved.

次にボルト８１の変形例について説明する。図４（２）はボルトの変形例を示す正面図である。変形例のボルト８２は、大径軸部をローレット加工により形成した例である。図４（２）に示すように、変形例のボルト８２は、上記したボルト８１と同一形状のボルト頭部８２２、ボルト軸部８２１、ボルト軸部８２１先端の雄ねじ８２１Ａを有している。ボルト８２のボルト軸部８２１には、ボルト軸部８２１先端の雄ねじ８２１Ａよりも大径で、上記結合筒部７１の小径孔部７４２に締まりばめ嵌合する大径軸部８２１Ｂが形成されている。変形例のボルト８２の大径軸部８２１Ｂは、ローレット加工により形成されている。   Next, a modified example of the bolt 81 will be described. FIG. 4B is a front view showing a modified example of the bolt. The bolt 82 of the modification is an example in which a large diameter shaft portion is formed by knurling. As shown in FIG. 4B, the modified bolt 82 has a bolt head 822 having the same shape as the bolt 81 described above, a bolt shaft portion 821, and a male screw 821A at the tip of the bolt shaft portion 821. The bolt shaft portion 821 of the bolt 82 is formed with a large-diameter shaft portion 821B that has a larger diameter than the male screw 821A at the tip of the bolt shaft portion 821 and fits into the small-diameter hole portion 742 of the coupling cylinder portion 71. Yes. The large-diameter shaft portion 821B of the bolt 82 of the modified example is formed by knurling.

図４（２）に示すように、変形例のボルト８２のボルト頭部８２２の下面８２２Ａから大径軸部８２１Ｂの反開口部側端面までの長さＬ３は、図４（１）のボルト頭部８１２の下面８１２Ａから大径軸部８１１Ｂの反開口部側端面までの長さＬ３と同一長さに形成されている。従って、所定の締付けトルクでボルト８２を締め付けた時に、ボルト８２の大径軸部８２１Ｂは、結合筒部７１の小径孔部７４２に長さＬ５だけ締まりばめ嵌合する。また、ボルト８２の大径軸部８２１Ｂの反開口部側には面取り部８２１Ｃが形成されている。従って、ボルト８２を締め付けて、ボルト８２の大径軸部８２１Ｂを小径孔部７４２に締まりばめ嵌合する時に、大径軸部８２１Ｂが小径孔部７４２に円滑に嵌入し、大径軸部８２１Ｂと小径孔部７４２のカジリを防止することができる。   As shown in FIG. 4 (2), the length L3 from the lower surface 822A of the bolt head portion 822 of the modified bolt 82 to the end surface on the side opposite to the opening of the large diameter shaft portion 821B is the bolt head of FIG. 4 (1). The portion 812 is formed to have the same length L3 from the lower surface 812A of the large-diameter shaft portion 811B to the end surface on the side opposite to the opening. Therefore, when the bolt 82 is tightened with a predetermined tightening torque, the large-diameter shaft portion 821B of the bolt 82 is fitted into the small-diameter hole portion 742 of the coupling cylinder portion 71 by a length L5. Further, a chamfered portion 821C is formed on the side opposite to the opening of the large-diameter shaft portion 821B of the bolt 82. Accordingly, when the bolt 82 is tightened and the large-diameter shaft portion 821B of the bolt 82 is tightly fitted into the small-diameter hole portion 742, the large-diameter shaft portion 821B smoothly fits into the small-diameter hole portion 742, and the large-diameter shaft portion It is possible to prevent galling of the 821B and the small diameter hole 742.

すなわち、所定の締付けトルクで変形例のボルト８２を締め付けた時にも、ボルト８１と同様に、ボルト８２とフランジ部７２Ａ、７２Ｂとの接触位置の間の長さＬ２に比例した曲げ応力がボルト８２には作用するが、長さＬ２は大径軸部８２１Ｂの長さＬ３を差し引いた長さに短縮される。従って、ボルト８２に作用する曲げ応力が減少し、ボルト８２の耐久性能を向上させることが可能となる。   That is, even when the bolt 82 of the modified example is tightened with a predetermined tightening torque, similarly to the bolt 81, the bending stress proportional to the length L2 between the contact positions of the bolt 82 and the flange portions 72A and 72B is increased. However, the length L2 is shortened by subtracting the length L3 of the large-diameter shaft portion 821B. Therefore, the bending stress acting on the bolt 82 is reduced, and the durability performance of the bolt 82 can be improved.

次に本発明の実施例２について説明する。図６は本発明の実施例２の自在継手にボルトを締め付ける前の状態を示し、実施例１の図２（２）相当図である。以下の説明では、上記実施例１と異なる構造部分についてのみ説明し、重複する説明は省略する。また、同一部品には同一番号を付して説明する。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 6 shows a state before the bolt is tightened to the universal joint according to the second embodiment of the present invention, and is a view corresponding to FIG. In the following description, only structural parts different from those of the first embodiment will be described, and redundant description will be omitted. Further, the same parts will be described with the same numbers.

実施例２は、実施例１に対して、段付きボルト孔７４の中心軸線７６の傾斜及び座面７２１Ａの傾斜が変更されているだけである。   The second embodiment is different from the first embodiment only in the inclination of the central axis 76 of the stepped bolt hole 74 and the inclination of the seating surface 721A.

すなわち、図６に示すように、実施例２のヨーク７は、実施例１と同様に、大径孔部７４１と小径孔部７４２で構成される段付きボルト孔７４、段付きボルト孔７４と同心状に形成されたボルト孔７５、雌ねじ７５１を有している。フランジ部７２Ａには、段付きボルト孔７４の開口部側（図６の左側）に座面７２１Ａが形成されている。   That is, as shown in FIG. 6, the yoke 7 of the second embodiment is similar to the first embodiment in that the stepped bolt hole 74 and the stepped bolt hole 74 configured by the large diameter hole portion 741 and the small diameter hole portion 742 are provided. A bolt hole 75 and a female screw 751 are formed concentrically. A seating surface 721A is formed on the flange portion 72A on the opening side (left side in FIG. 6) of the stepped bolt hole 74.

図６に示すように、ボルトを締め付ける前の状態では、座面７２１Ａに直交する平面７８に対して、段付きボルト孔７４、ボルト孔７５、雌ねじ７５１の中心軸線７６が角度αだけ傾斜（座面７２１Ａはスリット７３と平行）するように形成されている。この傾斜角度αは、ボルトの雄ねじを雌ねじ７５１にねじ込み、所定の締付けトルクでボルトを締め付けた時に、座面７２１Ａが中心軸線７６に対して直交するように形成している。   As shown in FIG. 6, in the state before tightening the bolt, the center axis 76 of the stepped bolt hole 74, the bolt hole 75, and the female screw 751 is inclined by an angle α (seat) with respect to the plane 78 orthogonal to the seating surface 721A. The surface 721A is formed so as to be parallel to the slit 73). The inclination angle α is formed so that the seat surface 721A is orthogonal to the central axis 76 when the male screw of the bolt is screwed into the female screw 751 and the bolt is tightened with a predetermined tightening torque.

従って、所定の締付けトルクでボルトを締め付けた時に、フランジ部７２Ａの座面７２１Ａに直交する平面７８に対して、段付きボルト孔７４、ボルト孔７５、雌ねじ７５１の中心軸線７６が傾斜することに起因して生じるボルトの曲げ応力を低減することができる。   Therefore, when the bolt is tightened with a predetermined tightening torque, the center axis 76 of the stepped bolt hole 74, the bolt hole 75, and the female screw 751 is inclined with respect to the plane 78 orthogonal to the seating surface 721A of the flange portion 72A. The bending stress caused by the bolt can be reduced.

上記実施例では、略円筒状の結合筒部７１が形成されたヨークに本発明を適用した例について説明したが、略コの字断面の結合筒部を有するヨークに本発明を適用してもよい。また、上記実施例では、フランジ部７２Ａ、７２Ｂの一方に雌ねじを形成し、ボルト軸部８１１の雄ねじ８１１Ａをこの雌ねじにねじ込んで、フランジ部７２Ａ、７２Ｂを締め付けるねじ込みボルト方式に本発明を適用した例について説明した。他の例として、ヨークのフランジ部７２Ａ、７２Ｂの両方にボルト孔（バカ孔）を形成し、ボルトとナットでフランジ部７２Ａ、７２Ｂを挟んで締め付ける通しボルト方式に本発明を適用してもよい。   In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the yoke in which the substantially cylindrical coupling cylinder portion 71 is formed has been described. However, the present invention can be applied to a yoke having a coupling cylinder portion having a substantially U-shaped cross section. Good. In the above embodiment, the present invention is applied to a screw bolt system in which a female screw is formed on one of the flange portions 72A and 72B, the male screw 811A of the bolt shaft portion 811 is screwed into the female screw, and the flange portions 72A and 72B are tightened. An example was described. As another example, the present invention may be applied to a through-bolt system in which bolt holes (burst holes) are formed in both yoke flange portions 72A and 72B, and the flange portions 72A and 72B are clamped by bolts and nuts. .

１１ ステアリングホイール
１２ ステアリングシャフト
１２Ａ 雌ステアリングシャフト
１２Ｂ 雄ステアリングシャフト
１３ ステアリングコラム
１３Ａ アウターコラム
１３Ｂ インナーコラム
１４ 支持ブラケット
１５ 中間シャフト
１５Ａ 雄中間シャフト
１５Ｂ 雌中間シャフト
１８ 車体
２０ アシスト装置
２１ ギヤハウジング
２３ 出力軸
２６ 電動モータ
２６１ ケース
３０ ステアリングギヤ
３１ タイロッド
４１ 自在継手（上側自在継手）
４２ 自在継手（下側自在継手）
５１ ヨーク
５２ スリット（切り割り）
５３ 結合筒部
５３１ 雌セレーション
５４Ａ フランジ部
５４１Ａ ボルト孔
５４２Ａ 座面
５４３Ａ 空隙部
５４Ｂ フランジ部
５４１Ｂ ボルト孔
５４２Ｂ 雌ねじ
５４３Ｂ 空隙部
５５ ボルト
５５１ ボルト軸部
５５１Ａ 雄ねじ
５５２ ボルト頭部
５５２Ａ 下面
５６ 中心軸線
５７ 直交する平面
６ 軸（ピニオン軸）
６１ 雄セレーション
７ ヨーク
７１ 結合筒部
７１１ 雌セレーション
７２Ａ フランジ部
７２１Ａ 座面
７２Ｂ フランジ部
７３ スリット（切り割り）
７４ 段付きボルト孔
７４１ 大径孔部
７４２ 小径孔部
７４３ 面取り部
７４４ 空隙部
７５ ボルト孔
７５１ 雌ねじ
７５２ 空隙部
７６ 中心軸線
７７ 直交する平面
７８ 直交する平面
８１ ボルト
８１１ ボルト軸部
８１１Ａ 雄ねじ
８１１Ｂ 大径軸部
８１１Ｃ 面取り部
８１２ ボルト頭部
８１２Ａ 下面
８２ ボルト
８２１ ボルト軸部
８２１Ａ 雄ねじ
８２１Ｂ 大径軸部
８２１Ｃ 面取り部
８２２ ボルト頭部
８２２Ａ 下面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Steering wheel 12 Steering shaft 12A Female steering shaft 12B Male steering shaft 13 Steering column 13A Outer column 13B Inner column 14 Support bracket 15 Intermediate shaft 15A Male intermediate shaft 15B Female intermediate shaft 18 Car body 20 Assist device 21 Gear housing 23 Output shaft 26 Electric Motor 261 Case 30 Steering gear 31 Tie rod 41 Universal joint (upper universal joint)
42 Universal joint (lower universal joint)
51 Yoke 52 Slit (cut)
53 Connecting cylinder portion 531 Female serration 54A Flange portion 541A Bolt hole 542A Seat surface 543A Cavity portion 54B Flange portion 541B Bolt hole 542B Female screw 543B Cavity portion 55 Bolt 551 Bolt shaft portion 551A Male screw 552 Bolt head 552A Center of bolt head 552A 6 plane axes (pinion axis)
61 Male serration 7 Yoke 71 Joint cylinder portion 711 Female serration 72A Flange portion 721A Seat surface 72B Flange portion 73 Slit (cut)
74 Stepped bolt hole 741 Large diameter hole portion 742 Small diameter hole portion 743 Chamfered portion 744 Cavity portion 75 Bolt hole 751 Female thread 752 Cavity portion 76 Central axis 77 Orthogonal plane 78 Orthogonal plane 81 Bolt 811 Bolt shaft portion 811A Male screw 811B Large diameter Shaft portion 811C Chamfered portion 812 Bolt head portion 812A Lower surface 82 Bolt 821 Bolt shaft portion 821A Male thread 821B Large diameter shaft portion 821C Chamfered portion 822 Bolt head portion 822A Lower surface

Claims (6)

回転トルクを伝達可能に軸を嵌合するための内周面を基端寄り部分に備えた結合筒部、
上記結合筒部に形成され、上記内周面に貫通する切り割り、
上記切り割りを挟んで上記結合筒部と一体に設けられた一対のフランジ部、
上記内周面とは反対側で、上記結合筒部と一体に設けられ、十字軸を軸支するための軸受け孔を有する一対の結合アーム部、
上記一対のフランジ部のうちの一方のフランジ部に形成され、開口部側の大径孔部と反開口部側の小径孔部で構成された段付きボルト孔、
上記一対のフランジ部のうちの他方のフランジ部に上記段付きボルト孔と同心状に形成された雌ねじ、
上記段付きボルト孔にボルト軸部が内嵌されるとともに、ボルト軸部先端の雄ねじが上記雌ねじにねじ込まれて、上記一対のフランジ部の間の切り割りの間隔を狭め、上記結合筒部の内周面を縮径して、上記軸の外周面を結合筒部の内周面で締め付けるボルト、
上記一方のフランジ部の段付きボルト孔の開口部側に形成され、上記ボルトを所定の締め付けトルクで締め付けた時に、上記ボルト頭部の下面に当接する座面、
上記ボルト軸部に形成され、上記雄ねじよりも大径で、上記段付きボルト孔の小径孔部に締まりばめ嵌合する大径軸部を有すること
を特徴とする自在継手。 A coupling cylinder portion provided with an inner peripheral surface close to the base end for fitting the shaft so as to transmit rotational torque,
A slit formed in the coupling cylinder portion and penetrating the inner peripheral surface,
A pair of flange portions provided integrally with the coupling cylinder portion across the cut,
A pair of coupling arm portions provided integrally with the coupling cylinder portion on the side opposite to the inner peripheral surface and having bearing holes for supporting the cross shaft,
A stepped bolt hole formed in one flange portion of the pair of flange portions and configured by a large-diameter hole portion on the opening portion side and a small-diameter hole portion on the non-opening portion side,
An internal thread formed concentrically with the stepped bolt hole in the other flange portion of the pair of flange portions;
The bolt shaft portion is fitted into the stepped bolt hole, and the male screw at the tip of the bolt shaft portion is screwed into the female screw to narrow the interval between the pair of flange portions, so that the inside of the coupling tube portion is A bolt that reduces the diameter of the peripheral surface and tightens the outer peripheral surface of the shaft with the inner peripheral surface of the coupling cylinder part,
A seating surface which is formed on the opening side of the stepped bolt hole of the one flange portion and abuts against the lower surface of the bolt head when the bolt is tightened with a predetermined tightening torque;
A universal joint having a large-diameter shaft portion that is formed on the bolt shaft portion and has a larger diameter than the male screw and that fits into a small-diameter hole portion of the stepped bolt hole. 請求項１に記載された自在継手において、
上記段付きボルト孔の小径孔部の開口部側端面には面取り部が形成されていること
を特徴とする自在継手。 The universal joint according to claim 1,
A universal joint characterized in that a chamfered portion is formed on the opening side end surface of the small diameter hole portion of the stepped bolt hole. 請求項２に記載された自在継手において、
上記大径軸部の反開口部側端面には面取り部が形成されていること
を特徴とする自在継手。 In the universal joint according to claim 2,
A universal joint, wherein a chamfered portion is formed on an end surface of the large-diameter shaft portion on the side opposite to the opening. 請求項３に記載された自在継手において、
上記座面から上記小径孔部の開口部側端面までの長さＬ４よりも、上記ボルト頭部の下面から上記大径軸部の反開口部側端面までの長さＬ３のほうが大きく形成されていること
を特徴とする自在継手。 In the universal joint according to claim 3,
The length L3 from the bottom surface of the bolt head to the end surface on the side opposite to the opening of the large-diameter shaft is larger than the length L4 from the seating surface to the opening-side end surface of the small-diameter hole. A universal joint characterized by 請求項４に記載された自在継手において、
上記大径軸部はローレット加工により形成されていること
を特徴とする自在継手。 The universal joint according to claim 4,
The universal joint, wherein the large-diameter shaft portion is formed by knurling. 請求項１から請求項５までのいずれかに記載された自在継手を有するステアリング装置。   A steering apparatus having the universal joint according to any one of claims 1 to 5.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007232223A (en) * 2007-06-21 2007-09-13 Nsk Ltd Connecting portion of shaft and yoke of universal joint
JP2008290702A (en) * 2007-04-27 2008-12-04 Nsk Ltd Steering device
JP2009008174A (en) * 2007-06-28 2009-01-15 Ntn Corp Joining structure of steering shaft and yoke

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008290702A (en) * 2007-04-27 2008-12-04 Nsk Ltd Steering device
JP2007232223A (en) * 2007-06-21 2007-09-13 Nsk Ltd Connecting portion of shaft and yoke of universal joint
JP2009008174A (en) * 2007-06-28 2009-01-15 Ntn Corp Joining structure of steering shaft and yoke

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