JP2018204656A - Coupling structure and steering device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シャフトとジョイント部材とを結合する結合構造、及び、この結合構造を用いたステアリング装置に関する。 The present invention relates to a coupling structure that couples a shaft and a joint member, and a steering apparatus using the coupling structure.
従来から、例えば、下記特許文献１に開示されたステアリング機構の連結装置が知られている。この従来のステアリング機構の連結装置では、シャフトに抜け止め用の凹部を有するスプライン部が形成され、ジョイント部材の穴部にシャフトのスプライン部に対応するスプライン部が形成されるとともにボルトを挿通させるボルト孔が形成されるようになっている。そして、従来のステアリング機構の連結装置においては、シャフトのスプライン部の先端に、スプライン部よりも小径で、ボルト孔に通したボルトに当接した際にスプライン部同士が係合しない長さに設定された突部が形成されるようになっている。 Conventionally, for example, a steering mechanism coupling device disclosed in Patent Document 1 below is known. In this conventional steering mechanism coupling device, a spline portion having a recess for preventing the shaft from being formed on the shaft is formed, and a spline portion corresponding to the spline portion of the shaft is formed in the hole portion of the joint member and the bolt is inserted through the bolt. A hole is formed. In the conventional steering mechanism coupling device, the tip of the spline portion of the shaft has a smaller diameter than the spline portion and is set to a length that does not allow the spline portions to engage with each other when abutting against a bolt that has passed through the bolt hole. The projected portion is formed.
これにより、従来のステアリング機構の連結装置においては、ボルト孔に通したボルトが突部と当接しない状態、即ち、ボルト孔に通したボルトと抜け止め用の凹部とが係合した状態ではスプライン部同士が係合するようになっている。従って、組み立て作業において作業者がステアリングホイールを回動した場合、シャフトとジョイント部材とが一体に回転すれば、シャフトとジョイント部材とが完全な結合であることを確認することができる。一方、従来のステアリング機構の連結装置においては、突部がボルト孔に達しない状態ではスプライン部同士が係合しない。従って、組み立て作業において作業者がステアリングホイールを回動した場合、シャフトが空転するので、シャフトとジョイント部材との不完全な結合を発見できるようになっている。 As a result, in the conventional steering mechanism coupling device, the spline is in a state where the bolt passed through the bolt hole does not come into contact with the protrusion, that is, when the bolt passed through the bolt hole is engaged with the retaining recess. The parts engage with each other. Therefore, when the operator rotates the steering wheel during the assembly work, if the shaft and the joint member rotate together, it can be confirmed that the shaft and the joint member are completely connected. On the other hand, in the conventional steering mechanism coupling device, the spline portions do not engage with each other when the protrusion does not reach the bolt hole. Therefore, when the operator rotates the steering wheel during the assembly operation, the shaft rotates idly, so that an incomplete connection between the shaft and the joint member can be found.
しかしながら、上記従来のステアリング機構の連結装置においては、例えば、ボルト孔に通したボルトを規定トルク以上で締め付けた場合には、突部とジョイント部材の穴部（スプライン部）とが摩擦係合する場合がある。この場合、スプライン部同士が係合していない状態であっても、シャフトとジョイント部材とが一体に回転する可能性がある。従って、スプライン同士が係合していない、シャフトとジョイント部材との不完全な結合を防止できない虞がある。 However, in the conventional steering mechanism coupling device, for example, when a bolt passed through a bolt hole is tightened to a specified torque or more, the protrusion and the hole (spline portion) of the joint member are frictionally engaged. There is a case. In this case, even if the spline portions are not engaged with each other, the shaft and the joint member may rotate integrally. Therefore, there is a possibility that incomplete coupling between the shaft and the joint member in which the splines are not engaged with each other cannot be prevented.
本発明は、シャフトとジョイント部材とが不完全に結合されることを防止できる結合構造及びステアリング装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a coupling structure and a steering device that can prevent a shaft and a joint member from being incompletely coupled.
（結合構造）
本発明に係る結合構造は、円柱状に形成されて、外周部にて軸線の方向に沿って設けられた被係合歯部と、外周部の周方向に設けられた環状のボルト係合溝と、を含んで構成された被締付部を端部に有するシャフトと、被締付部を収容する筒状の収容穴と、収容穴を区画する内周部にて被係合歯部と係合する係合歯部と、収容穴の一部を横切るように設けられたボルト挿通孔と、を含んで構成された締付部を有するジョイント部材と、ボルト挿通孔に挿入されて締結されるボルトと、を備え、被締付部が締付部における収容穴に収容され、被締付部のボルト係合溝と締付部のボルト挿通孔とが軸線の方向にて一致すると被係合歯部と係合歯部とが係合した係合状態となり、ボルトがボルト係合溝とボルト挿通孔とに挿入されて締結されることにより締付部が締め付けられ、シャフトとジョイント部材とがトルク伝達可能に連結される結合構造であって、被締付部は、被係合歯部の外径よりも小径の外径を有して被係合歯部と同軸に軸外方向に連設された円柱部と、円柱部の外径よりも大径の内径を有して円柱部に外嵌され、ボルト係合溝とボルト挿通孔とが軸線の方向にて一致しておらず被係合歯部と係合歯部とが係合しない非係合状態で、少なくも一部が収容穴に収容される円筒部材と、円柱部に対して円筒部材を回転可能に保持する保持部材と、を備える。
(Bonded structure)
The coupling structure according to the present invention is formed in a columnar shape, and an engaged tooth portion provided along the axial direction at the outer peripheral portion, and an annular bolt engaging groove provided in the circumferential direction of the outer peripheral portion. And a shaft having a tightened portion at the end thereof, a cylindrical accommodating hole for accommodating the tightened portion, and an engaged tooth portion at an inner peripheral portion defining the accommodating hole; A joint member having a tightening portion including an engaging tooth portion to be engaged and a bolt insertion hole provided so as to cross a part of the accommodation hole, and being inserted into the bolt insertion hole and fastened. The tightened portion is received in the receiving hole in the tightening portion, and the bolt engaging groove of the tightened portion and the bolt insertion hole of the tightening portion are aligned in the direction of the axis. The engaged state where the toothed portion and the engaging tooth portion are engaged, and the bolt is inserted into the bolt engaging groove and the bolt insertion hole and fastened. The tightening portion is tightened so that the shaft and the joint member are coupled so that torque can be transmitted, and the tightened portion has an outer diameter smaller than the outer diameter of the engaged tooth portion. A cylindrical portion that is coaxially connected to the engaged tooth portion in the off-axis direction, and has an inner diameter larger than the outer diameter of the cylindrical portion, and is externally fitted to the cylindrical portion, and is inserted into the bolt engaging groove and the bolt. A cylindrical member in which at least a part is accommodated in the accommodation hole in a non-engaged state in which the hole is not aligned in the axial direction and the engaged tooth portion and the engagement tooth portion are not engaged; And a holding member that rotatably holds the cylindrical member with respect to the portion.
これによれば、保持部材によって円柱部に保持された円筒部材は、円柱部に対して容易に回転することができる。又、円筒部材は、非係合状態においてボルト挿通孔に挿入されたボルトと当接することができるため、ボルトがボルト係合溝に挿入されていない状態で被係合歯部と係合歯部とが係合することを防止することができる。これにより、非係合状態である場合において、ボルト挿通孔に挿入されたボルトが締結されると、締付部の係合歯部と円筒部材とを摩擦係合させることができる。 According to this, the cylindrical member held by the column portion by the holding member can easily rotate with respect to the column portion. Further, since the cylindrical member can abut against the bolt inserted into the bolt insertion hole in the non-engaged state, the engaged tooth portion and the engaging tooth portion in a state where the bolt is not inserted into the bolt engaging groove. Can be prevented from engaging with each other. Thereby, in the non-engaged state, when the bolt inserted into the bolt insertion hole is fastened, the engaging tooth portion of the tightening portion and the cylindrical member can be frictionally engaged.
従って、非係合状態の場合には、係合歯部に摩擦係合した円筒部材は、係合歯部（即ち、ジョイント部材）の回転に伴って自由回転（空転）する。このため、非係合状態の場合には、係合状態の場合に比べて、例えば、係合歯部（ジョイント部材）を回転させるための力（トルク）が極めて小さくなるとともに、シャフトとジョイント部材とは一体回転しない。これにより、非係合状態、即ち、シャフトとジョイント部材とが不完全に結合されることを確実に発見して確実に防止することができる。 Therefore, in the non-engaged state, the cylindrical member frictionally engaged with the engaging tooth portion freely rotates (idling) with the rotation of the engaging tooth portion (that is, the joint member). For this reason, in the non-engaged state, for example, the force (torque) for rotating the engaging tooth portion (joint member) is extremely small as compared to the engaged state, and the shaft and the joint member Does not rotate together. Accordingly, it is possible to reliably detect and reliably prevent the disengaged state, that is, the incomplete coupling between the shaft and the joint member.
（ステアリング装置）
本発明に係るステアリング装置は、ステアリングホイールと、ステアリングホイールが固定されるステアリングシャフトと、ステアリングホイールに加えられる操舵トルクがステアリングシャフトを介して伝達されて車両の転舵輪を転舵するラックアンドピニオン機構と、を備えたステアリング装置であって、ステアリングシャフトは、複数のシャフトと、シャフト同士を連結するジョイント部材と、から構成されており、シャフトとジョイント部材とが上記結合構造により結合される。
(Steering device)
A steering device according to the present invention includes a steering wheel, a steering shaft to which the steering wheel is fixed, and a rack and pinion mechanism that steers the steered wheels of a vehicle by transmitting a steering torque applied to the steering wheel via the steering shaft. The steering shaft includes a plurality of shafts and a joint member that connects the shafts, and the shaft and the joint member are coupled by the coupling structure.
これによれば、ステアリング装置のステアリングシャフトを構成するシャフトとジョイント部材とは、円筒部材及び保持部材を有する結合構造により結合される。これにより、ステアリング装置の組み付け作業時において、非係合状態の場合には、係合状態の場合に比べて、ステアリングホイールを回転させるための力（トルク）が極めて小さくなる。又、ステアリングホイールの回転に伴って、シャフトとジョイント部材とが一体に回転しない。これにより、ステアリング装置の組み付け作業時において、非係合状態の発生を確実に発見するとともに防止することができ、シャフトとジョイント部材とが不完全に結合されることを確実に防止することができる。 According to this, the shaft and the joint member constituting the steering shaft of the steering device are coupled by the coupling structure having the cylindrical member and the holding member. As a result, during the assembly operation of the steering device, the force (torque) for rotating the steering wheel is significantly smaller in the non-engaged state than in the engaged state. Further, the shaft and the joint member do not rotate together with the rotation of the steering wheel. Thus, during the assembly operation of the steering device, the occurrence of the disengaged state can be reliably detected and prevented, and the shaft and the joint member can be reliably prevented from being incompletely coupled. .
以下、本発明の実施形態に係る結合構造及びステアリング装置について図面を参照しながら説明する。尚、以下の実施形態及び各変形例の相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付してある。又、説明に用いる各図は、概略図であり、各部の形状は必ずしも厳密なものではない場合がある。 Hereinafter, a coupling structure and a steering device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in the following embodiments and modifications, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings. Each figure used for explanation is a schematic diagram, and the shape of each part may not necessarily be exact.
（ステアリング装置）
本実施形態に係るステアリング装置Ａの構成について説明する。図１に示すように、ステアリング装置Ａは、操舵機構１０及び転舵機構２０を備えている。
(Steering device)
A configuration of the steering device A according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1, the steering device A includes a
操舵機構１０は、転舵輪２８を転舵するためにステアリングホイール１１に加えられる操舵トルクを伝達するステアリングシャフト１２を備える。ステアリングホイール１１が固定されるステアリングシャフト１２は、コラムシャフト１３、中間シャフト１４及びピニオンシャフト１５の複数のシャフトから構成されている。そして、コラムシャフト１３及び中間シャフト１４の間と、中間シャフト１４及びピニオンシャフト１５の間は、それぞれジョイント部材としてのユニバーサルジョイントＵＪを介して連結されて構成される。尚、本実施形態においては、ピニオンシャフト１５とユニバーサルジョイントＵＪとの連結部位を例示して説明する。
The
ピニオンシャフト１５は、図２に示すように、一端側の端部に被締付部ＨＳが設けられている。被締付部ＨＳは、円柱状に形成されて外周部にて軸線Ｊｈの方向に沿って設けられた被係合歯部としてのセレーション歯１５ａと、軸線Ｊｈの周方向に設けられた環状のボルト係合溝１５ｂと、を含んで構成されている。被締付部ＨＳは、ユニバーサルジョイントＵＪの後述する締付部ＳＴを構成する筒状のヨーク１６に収容される。セレーション歯１５ａは、締付部ＳＴの係合歯部としてのセレーション歯１６ｂと係合するようになっている。ボルト係合溝１５ｂは、後述するように挿入されたボルト１７と係合し、ユニバーサルジョイントＵＪのヨーク１６がピニオンシャフト１５から脱落することを防止する。尚、本実施形態においては、図２に示すように、形成されたセレーション歯１５ａの軸線Ｊｈの方向にて略中央部分にボルト係合溝１５ｂが設けられるようになっている。
As shown in FIG. 2, the
更に、ピニオンシャフト１５のセレーション歯１５ａの軸外方向、即ち、ピニオンシャフト１５の一端側の端部には、セレーション歯１５ａの外径よりも小径の外径を有し、セレーション歯１５ａの形成されたピニオンシャフト１５と同軸となるように連設された円柱部１５ｅが一体に形成されている。円柱部１５ｅは、セレーション歯１５ａ及びボルト係合溝１５ｂとともに被締付部ＨＳを構成する。
Further, the axial direction of the
ピニオンシャフト１５の他端側には、転舵機構２０の後述するラックハウジング２２に設けられるニードル軸受２３によって回転可能に支持される小径段部１５ｃが形成される。又、ピニオンシャフト１５は、セレーション歯１５ａと小径段部１５ｃとの間にピニオン歯１５ｄが形成される。
On the other end side of the
ユニバーサルジョイントＵＪは、図２に示すように、筒状の収容穴１６ａを有するヨーク１６を備えている。ヨーク１６は、被締付部ＨＳ、即ち、セレーション歯１５ａ、ボルト係合溝１５ｂ、円柱部１５ｅ、及び、後述するように円柱部１５ｅに組み付けられる円筒部材１８、止め輪１９を収容する。収容穴１６ａを区画するヨーク１６の内周部には、ピニオンシャフト１５のセレーション歯１５ａと係合するセレーション歯１６ｂが設けられている。又、ユニバーサルジョイントＵＪ（ヨーク１６）には、収容穴１６ａの一部を横切るようにボルト１７を挿入させるボルト挿通孔１６ｃが設けられる。尚、ユニバーサルジョイントＵＪは、ヨーク１６に連結された十字軸（図示省略）を有しており、十字軸は中間シャフト１４が挿入されるヨーク（図示省略）と連結される。これにより、ユニバーサルジョイントＵＪは、中間シャフト１４とピニオンシャフト１５とを一体回転可能（操舵トルク伝達可能）に連結するようになっている。
As shown in FIG. 2, the universal joint UJ includes a
ボルト１７は、図２に示すように、収容穴１６ａに設けられたボルト挿通孔１６ｃに挿入され、ボルト係合溝１５ｂに係合する。ボルト１７は、ボルト係合溝１５ｂとボルト挿通孔１６ｃとが軸線Ｊｈの方向にて一致してセレーション歯１５ａとセレーション歯１６ｂとが係合した係合状態でボルト係合溝１５ｂ及びボルト挿通孔１６ｃに挿入され、ユニバーサルジョイントＵＪがピニオンシャフト１５から脱落することを防止する。ボルト１７は、図示を省略するナットとともにボルト挿通孔１６ｃに締結されることにより、ヨーク１６の内径を縮める。これにより、セレーション歯１５ａ及びセレーション歯１６ｂが係合状態である場合には、図２に示すように、セレーション歯１５ａに対してセレーション歯１６ｂを相対的に接近させて、強固な係合状態を実現するようになっている。
As shown in FIG. 2, the
円筒部材１８は、図２に示すように、ピニオンシャフト１５に設けられた円柱部１５ｅに対して、軸線Ｊｈの周り（周方向）に回転可能に外嵌されて組み付けられる。即ち、円筒部材１８の内周部１８ａは、その内径が円柱部１５ｅの外径よりも大径となるように設定されており、円柱部１５ｅの外周部に対して隙間を有した状態で組み付けられる。又、円筒部材１８の外周部１８ｂは、その外径がユニバーサルジョイントＵＪのヨーク１６、より詳しくは、収容穴１６ａに形成されたセレーション歯１６ｂの内径（最小内径）よりも僅かに小径となるように設定されている。ここで、円筒部材１８は、ボルト１７が規定トルク以上のトルクによって締結された際に発生する最大締付力によってヨーク１６の内周部（より詳しくは、セレーション歯１６ｂ）が径方向に押圧する状況であっても、変形しない程度の機械強度を有している。
As shown in FIG. 2, the
又、図３に示すように、円筒部材１８は、後述するように、ボルト係合溝１５ｂとボルト挿通孔１６ｃとが軸線Ｊｈの方向にて一致しておらずセレーション歯１５ａとセレーション歯１６ｂとが係合しない非係合状態で少なくとも一部が収容穴１６ａに収容され、例えば、ボルト挿通孔１６ｃに挿入されたボルト１７と当接するようになっている。又、円筒部材１８は、円筒部材１８の軸線Ｊｈの方向に沿った方向の寸法Ｌｃ、即ち、厚み寸法Ｌｃについては、非係合状態において、収容穴１６ａに設けられたセレーション歯１６ｂのうち、軸線Ｊｈの方向にてボルト挿通孔１６ｃから収容穴１６ａの開口側端部１６ａ１までに設けられたセレーション歯１６ｂの長さＬｕよりも大きくなるように設定されている。これにより、後述するようにセレーション歯同士の非係合状態においては、セレーション歯１６ｂが円筒部材１８と係合する。
Further, as shown in FIG. 3, the
保持部材としての止め輪１９は、Ｃ字状に形成されており、図２に示すように、円柱部１５ｅの外周面に形成された環状係止溝１５ｅ１に装着される。尚、止め輪１９としては、スナップリングやサークリップを採用することができる。止め輪１９は、図２に示すように、環状係止溝１５ｅ１の溝底における外径よりも大径に設定されており、円柱部１５ｅに対して回転可能となるように、環状係止溝１５ｅ１に装着される。止め輪１９は、環状係止溝１５ｅ１に装着された状態で円筒部材１８に当接する。これにより、止め輪１９は、円筒部材１８を円柱部１５ｅに対して回転可能に保持するとともに、円筒部材１８が軸線Ｊｈの方向に沿って移動することを規制する。
The retaining
再び図１に戻り、転舵機構２０は、ラックアンドピニオン機構を構成しており、ラック軸２１及び略円筒状に形成されたラックハウジング２２を備えている。ラック軸２１は、軸線の方向に沿って直線往復移動可能にラックハウジング２２に支持される。ラック軸２１は、図２に示すように、ピニオンシャフト１５に形成されたピニオン歯１５ｄと噛合するラック歯２１ａが形成されている。ラックハウジング２２は、ラック軸２１を収容するラック軸収容部２２ａ及びピニオンシャフト１５を収容するピニオンシャフト収容部２２ｂから構成される。ラック軸収容部２２ａは、ラック軸２１を収容する。ラック軸収容部２２ａには、ラック軸２１のラック歯２１ａをピニオンシャフト１５のピニオン歯１５ｄに向けて押圧する押圧機構２４が収容されている。
Returning to FIG. 1 again, the
ピニオンシャフト収容部２２ｂは、図２に示すように、有底筒状であり、ラック軸２１の軸線の方向に対して角度を有して、ピニオンシャフト１５を回転可能に収容する（図１を参照）。ピニオンシャフト収容部２２ｂの底部には、ニードル軸受２３が組み付けられている。又、ピニオンシャフト収容部２２ｂの中央部には、ボールベアリング２５が組み付けられており、ピニオンシャフト１５を回転可能に保持している。ボールベアリング２５は、ピニオンシャフト収容部２２ｂに形成された周溝に装着される止め輪２６により、軸線Ｊｈの方向に沿った移動が規制されている。更に、ピニオンシャフト収容部２２ｂの開口部には、ピニオンシャフト１５を回転可能に収容した状態で、開口を塞ぐダストシール２７が設けられる。
As shown in FIG. 2, the pinion
再び図１に戻り、転舵機構２０のラック軸２１の両端部には、図示を省略するタイロッド及びナックルを介して転舵輪２８が連結される。これにより、操舵機構１０のステアリングホイール１１が操舵されると、この操舵に伴う操舵トルクがステアリングシャフト１２の回転を介して転舵機構２０に伝達される。この場合、ピニオンシャフト１５の回転は、ピニオン歯１５ｄに噛合するラック歯２１ａによって、ラック軸２１の直線往復移動に変換され、ラック軸２１の軸線の方向に沿った移動がタイロッド及びナックルを介して転舵輪２８に伝達される。これにより、転舵輪２８が転舵されて、車両の進行方向が変更される。
Returning to FIG. 1 again, steered
尚、図示を省略するが、ステアリング装置Ａにおいては、ステアリングホイール１１から転舵輪２８までのトルク伝達経路上に操舵補助機構が設けられる。操舵補助機構は、油圧又は電動モータ等を駆動源とし、トルク検出装置が検出するトルク伝達経路に入力された操舵トルクに応じて、操舵補助トルクを付与するようになっている。これにより、ステアリング装置Ａは、油圧式パワーステアリング装置、又は、電動パワーステアリング装置として構成される。
Although illustration is omitted, in the steering device A, a steering assist mechanism is provided on the torque transmission path from the
（結合構造）
図２に示すように、被締付部ＨＳは、ピニオンシャフト１５に設けられたセレーション歯１５ａ、ボルト係合溝１５ｂ、円柱部１５ｅ、環状係止溝１５ｅ１、円筒部材１８、及び、止め輪１９から構成される。締付部ＳＴは、ヨーク１６の収容穴１６ａ、セレーション歯１６ｂ及びボルト挿通孔１６ｃから構成される。被締付部ＨＳにおいては、円筒部材１８がピニオンシャフト１５の円柱部１５ｅを挿通した状態で、円柱部１５ｅの環状係止溝１５ｅ１に装着された止め輪１９によって回転可能に保持される。
(Bonded structure)
As shown in FIG. 2, the tightened portion HS includes
被締付部ＨＳを締付部ＳＴに結合する場合、収容穴１６ａに対して、被締付部ＨＳ、即ち、円柱部１５ｅ、円筒部材１８及び止め輪１９が挿入され、更に、セレーション歯１５ａ及びボルト係合溝１５ｂが挿入される。続いて、収容穴１６ａに設けられたボルト挿通孔１６ｃにボルト１７が挿入される。
When the tightened portion HS is coupled to the tightening portion ST, the tightened portion HS, that is, the
ここで、ボルト１７の挿入については、図２に示すように、被締付部ＨＳが収容穴１６ａに対して挿入され、且つ、セレーション歯１５ａ及びセレーション歯１６ｂが係合した係合状態、即ち、軸線Ｊｈの方向にてボルト係合溝１５ｂとボルト挿通孔１６ｃとが一致した完全な挿入状態で可能となる。但し、ボルト１７の挿入については、図３に示すように、セレーション歯１５ａ及びセレーション歯１６ｂが係合していない非係合状態、即ち、円柱部１５ｅの先端が軸線Ｊｈの方向にてボルト挿通孔１６ｃに達しない不完全な挿入状態でも可能となる。即ち、ボルト挿通孔１６ｃは収容穴１６ａの一部を横切るように設けられているので、セレーション歯１５ａ及びセレーション歯１６ｂの係合状態又は非係合状態でのみ、ボルト挿通孔１６ｃにボルト１７を挿入することが可能となる。
Here, regarding the insertion of the
係合状態においては、図２に示すように、ボルト１７は、ボルト挿通孔１６ｃ及びボルト係合溝１５ｂに挿入される。そして、ボルト１７が締結されることにより、セレーション歯１６ｂがヨーク１６の径方向にてセレーション歯１５ａに向けて押圧され、セレーション歯１５ａとセレーション歯１６ｂとが強固に係合される。これにより、係合状態においてボルト１７がボルト挿通孔１６ｃ挿入された場合には、ピニオンシャフト１５とユニバーサルジョイントＵＪ（中間シャフト１４）とが一体回転可能に結合される。その結果、ピニオンシャフト１５がステアリングホイール１１に入力された操舵トルクを転舵機構２０に伝達する。
In the engaged state, as shown in FIG. 2, the
一方、非係合状態においても、図３に示すように、ボルト１７は、ボルト挿通孔１６ｃに挿入される。この場合、ボルト１７は、軸線Ｊｈの方向にて円筒部材１８と当接するので、セレーション歯１５ａとセレーション歯１６ｂとが係合状態に移行できない。そして、ボルト１７が締結されることにより、見かけ上、ヨーク１６（収容穴１６ａ）と被締付部ＨＳとが連結される。しかしながら、この場合には、セレーション歯１６ｂの先端側（長さＬｕの部分）は、厚み寸法Ｌｃ（Ｌｃ＞Ｌｕ）を有する円筒部材１８と係合する。これにより、非係合状態においてボルト１７が締結された場合には、ユニバーサルジョイントＵＪ（ヨーク１６）とともに円筒部材１８が一体回転するのみであり、ピニオンシャフト１５はヨーク１６と一体回転しない（空転する）。その結果、ピニオンシャフト１５はステアリングホイール１１に入力された操舵トルクを転舵機構２０に伝達しない。
On the other hand, even in the non-engaged state, as shown in FIG. 3, the
ところで、ピニオンシャフト１５が転舵機構２０に操舵トルクを伝達しない場合、例えば、ステアリング装置Ａの組み付け作業において作業者がステアリングホイール１１を回転させると、小さな操舵トルクでステアリングホイール１１を回転させることに気づく。又、作業者は、ステアリングホイール１１を回転させたにもかかわらず、転舵機構２０に連結された転舵輪２８が転舵されないことに気づく。この場合、作業者は、見かけ上、ボルト１７が締結されているがセレーション歯１５ａとセレーション歯１６ｂとが非係合状態であると判断することができる。
By the way, when the
従って、この場合には、例えば、一旦ボルト１７の締結を解除し、ヨーク１６の収容穴１６ａに対してピニオンシャフト１５を挿入し直してセレーション歯１５ａとセレーション歯１６ｂとを係合状態とする。そして、再度ボルト１７をボルト挿通孔１６ｃ及びボルト係合溝１５ｂに挿入して、ボルト１７を締結する。これにより、ステアリングホイール１１に入力された操舵トルクは、ピニオンシャフト１５を介して転舵機構２０に伝達され、転舵輪２８を転舵させる。この場合には、転舵輪２８を転舵させるので、作業者がステアリングホイール１１に入力する操舵トルクは、非係合状態の場合に比べて大きくなる。従って、作業者は、セレーション歯１５ａとセレーション歯１６ｂとが係合状態となり、ピニオンシャフト１５とユニバーサルジョイントＵＪ（即ち、中間シャフト１４）との結合が正常に完了したと判断する。
Therefore, in this case, for example, the fastening of the
以上の説明からも理解できるように、上記実施形態に係る被締付部ＨＳと締付部ＳＴとの結合構造は、ステアリングホイール１１と、ステアリングホイール１１が固定されるステアリングシャフト１２と、ステアリングホイール１１に加えられる操舵トルクがステアリングシャフト１２を介して伝達されて車両の転舵輪２８を転舵するラックアンドピニオン機構である転舵機構２０と、を備え、ステアリングシャフト１２が、コラムシャフト１３、中間シャフト１４及びピニオンシャフト１５の複数のシャフトと、少なくとも中間シャフト１４及びピニオンシャフト１５の間を連結するジョイント部材としてのユニバーサルジョイントＵＪと、から構成されるステアリング装置Ａに適用される。
As can be understood from the above description, the coupling structure of the tightened portion HS and the tightening portion ST according to the above embodiment includes the
上記実施形態に係る結合構造は、円柱状に形成されて、外周部にて軸線Ｊｈの方向に沿って設けられた被係合歯部としてのセレーション歯１５ａと、軸線Ｊｈの周方向に設けられた環状のボルト係合溝１５ｂと、を含んで構成された被締付部ＨＳを端部に有するピニオンシャフト１５と、被締付部ＨＳを収容するヨーク１６の筒状の収容穴１６ａと、収容穴１６ａを区画する内周部に設けられてセレーション歯１５ａと係合する係合歯部としてのセレーション歯１６ｂと、収容穴１６ａの一部を横切るように設けられたボルト挿通孔１６ｃと、を含んで構成された締付部ＳＴを有するユニバーサルジョイントＵＪと、ボルト挿通孔１６ｃに挿入されて締結されるボルト１７と、を備え、被締付部ＨＳが締付部ＳＴおける収容穴１６ａに収容され、被締付部ＨＳのボルト係合溝１５ｂと締付部ＳＴのボルト挿通孔１６ｃとが軸線Ｊｈの方向にて一致するとセレーション歯１５ａとセレーション歯１６ｂとが係合した係合状態となり、ボルト１７がボルト係合溝１５ｂとボルト挿通孔１６ｃとに挿入されて締結されることにより締付部ＳＴが締め付けられ、ピニオンシャフト１５とユニバーサルジョイントＵＪとがトルク伝達可能に連結される結合構造であって、被締付部ＨＳは、セレーション歯１５ａの外径よりも小径の外径を有してセレーション歯１５ａと同軸に軸外方向に連設された円柱部１５ｅと、円柱部１５ｅの外径よりも大径の内径を有して円柱部１５ｅに外嵌され、ボルト係合溝１５ｂとボルト挿通孔１６ｃとが軸線Ｊｈの方向にて一致しておらずセレーション歯１５ａとセレーション歯１６ｂとが係合しておらず、即ち、セレーション歯１５ａとセレーション歯１６ｂとが係合しない非係合状態で、少なくとも一部が収容穴１６ａに収容される円筒部材１８と、円柱部１５ｅに対して円筒部材１８を回転可能に保持する保持部材としての止め輪１９と、を備える。
The coupling structure according to the above embodiment is formed in a columnar shape, and is provided in the circumferential direction of the axis line Jh, with
これによれば、非係合状態である場合において、ボルト挿通孔１６ｃに挿入されたボルト１７が締結されると、締付部ＳＴのセレーション歯１６ｂと円筒部材１８とが摩擦係合することとなる。そして、止め輪１９によって円柱部１５ｅに保持された円筒部材１８は、円柱部１５ｅに対して容易に回転することができる。
According to this, when the
従って、非係合状態の場合には、セレーション歯１６ｂに摩擦係合した円筒部材１８は、セレーション歯１６ｂ（即ち、ユニバーサルジョイントＵＪ及び中間シャフト１４）の回転に伴って自由回転する。即ち、ピニオンシャフト１５に対して空転する。このため、非係合状態の場合には、係合状態の場合に比べて、例えば、セレーション歯１６ｂ（ユニバーサルジョイントＵＪ）を回転させるための力（操舵トルク）が極めて小さくなるとともに、ピニオンシャフト１５とユニバーサルジョイントＵＪとは一体回転しない。これにより、非係合状態、即ち、ピニオンシャフト１５とユニバーサルジョイントＵＪ（中間シャフト１４）とが不完全に結合されることを確実に発見して確実に防止することができる。
Therefore, in the non-engaged state, the
この場合、円筒部材１８は、軸線Ｊｈの方向に沿った厚みＬｃが、被係合状態において、締付部ＳＴの収容穴１６ａに設けられたセレーション歯１６ｂのうち、ボルト挿通孔１６ｃから収容穴１６ａの開口側端部１６ａ１までに設けられたセレーション歯１６ｂの長さＬｕよりも大きく設定される。
In this case, when the
これによれば、非係合状態の場合において、円筒部材１８は、セレーション歯１６ｂと確実に摩擦係合することができる。従って、非係合状態により、ピニオンシャフト１５とユニバーサルジョイントＵＪ（中間シャフト１４）とが不完全に結合されることをより確実に発見して確実に防止することができる。
According to this, in the non-engagement state, the
これらの場合、止め輪１９は、円柱部１５ｅの外周面に形成された環状係止溝１５ｅ１に装着されて、円筒部材１８に当接する。
In these cases, the retaining
これによれば、極めて簡単な構造により円筒部材１８を円柱部１５ｅに対して回転可能となるように適切に保持することができる。従って、円筒部材１８の組み付け作業（保持作業）が容易になるとともに、製造コストの増大を抑制することができる。
According to this, the
この場合、止め輪１９は、円柱部１５ｅに対して回転可能となるように、環状係止溝１５ｅ１に装着される。
In this case, the retaining
これによれば、止め輪１９が円柱部１５ｅに対して回転することができるので、円柱部１５ｅに対して円筒部材１８が確実に回転するように保持することができる。従って、ピニオンシャフト１５とユニバーサルジョイントＵＪ（中間シャフト１４）とが不完全に結合されることをより確実に発見して確実に防止することができる。
According to this, since the retaining
（上記実施形態の第一変形例）
上記実施形態においては、ピニオンシャフト１５の円柱部１５ｅに環状係止溝１５ｅ１を形成し、円柱部１５ｅに円筒部材１８を挿入した状態で保持部材としての止め輪１９を環状係止溝１５ｅ１に装着するようにした。このように、保持部材としての止め輪１９を環状係止溝１５ｅ１に装着することに代えて、図４に示すように、円柱部１５ｅに円筒部材１８を挿入した状態で、保持部材としての円環部材３０を円柱部１５ｅに圧入するようにすることも可能である。この場合、円環部材３０が軸線Ｊｈの方向にて円筒部材１８と隙間を有して圧入されることにより、円筒部材１８は円柱部１５ｅに対して回転可能に保持される。従って、この第一変形例においても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
(First modification of the above embodiment)
In the above embodiment, the annular locking groove 15e1 is formed in the
（上記実施形態の第二変形例）
上記実施形態においては、円柱部１５ｅに円筒部材１８を挿入した状態で保持部材としての止め輪１９を環状係止溝１５ｅ１に装着するようにした。このように、保持部材としての止め輪１９を環状係止溝１５ｅ１に装着することに代えて、図５に示すように、円柱部１５ｅに貫通孔１５ｅ２を設け、円柱部１５ｅに円筒部材１８を挿入した状態で、貫通孔１５ｅ２に保持部材としてのピン部材３１を挿入するようにすることも可能である。この場合、貫通孔１５ｅ２は、円柱部１５ｅに円筒部材１８を保持する位置に対応して設けられることにより、円筒部材１８は貫通孔１５ｅ２に挿入されたピン部材３１により、円柱部１５ｅに対して回転可能に保持される。従って、この第二変形例においても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
(Second modification of the above embodiment)
In the above embodiment, the retaining
（上記実施形態の第三変形例）
上記実施形態においては、保持部材として、円柱部１５ｅ及び円筒部材１８とは別部品となる止め輪１９を用いるようにした。このように、別部品である止め輪１９を保持部材として用いることに代えて、図６に示すように、円筒部材１８の内周部１８ａに径方向にて内方に向けて凸状となる環状突起３２を保持部材として一体に設けることも可能である。この場合には、環状突起３２を有する円筒部材１８を円柱部１５ｅに圧入し、円柱部１５ｅに設けられた環状係止溝１５ｅ１に環状突起３２を係合させる。この場合においても、環状突起３２と環状係止溝１５ｅ１との間に隙間を設定することにより、円筒部材１８は、円柱部１５ｅに対して回転可能に保持される。従って、この第三変形例においては、円筒部材１８と保持部材である環状突起３２とを一体に形成することができるので、製造コストをより低減することができる。その他の効果については、上記実施形態と同様の効果が期待できる。
(Third modification of the above embodiment)
In the above embodiment, the retaining
尚、保持部材を円柱部１５ｅ又は円筒部材１８と一体化することに関しては、例えば、円柱部１５ｅに円筒部材１８を挿入した状態で、円柱部１５ｅの突出部分を塑性変形により径方向にて外方に拡径させることも可能である。この場合には、円柱部１５ｅの拡径部分が保持部材となり、拡径部分と円筒部材１８と軸線Ｊｈの方向にて隙間を有することにより、円筒部材１８は回転可能に保持される。
In addition, regarding the integration of the holding member with the
本発明の実施に当たっては、上記実施形態及び各変形例に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて、種々の変形が可能である。 In carrying out the present invention, the present invention is not limited to the above-described embodiments and modifications, and various modifications can be made without departing from the object of the present invention.
例えば、上記実施形態及び上記各変形例においては、ステアリングシャフト１２を構成する中間シャフト１４とピニオンシャフト１５とをユニバーサルジョイントＵＪを用いて結合するようにした。これに代えて、コラムシャフト１３と中間シャフト１４とをユニバーサルジョイントＵＪを用いて結合するようにすることも可能である。
For example, in the above-described embodiment and the above-described modifications, the
又、上記実施形態においては、環状係止溝１５ｅ１に装着された止め輪１９が円柱部１５ｅに対して回転するようにした。しかしながら、円筒部材１８が回転可能に保持される場合には、止め輪１９が円柱部１５ｅに対して回転不能に装着されてもよい。
In the above embodiment, the retaining
又、上記実施形態及び上記各変形例においては、ボルト係合溝１５ｂをセレーション歯１５ａの略中央部分に設けるようにした。これに代えて、例えば、ボルト係合溝１５ｂをセレーション歯１５ａよりもピニオン歯１５ｄの側に設けることも可能である。
Moreover, in the said embodiment and said each modification, the
更に、上記実施形態及び各変形例においては、結合構造をステアリング装置Ａに適用するようにした。結合構造の適用に関しては、ステアリング装置Ａに限定されず、シャフト同士を一体回転可能に結合する他の装置、例えば、車両のデファレンシャル装置と車軸との結合や、トランスミッションシャフト等に適用することも可能である。 Furthermore, in the above-described embodiment and each modification, the coupling structure is applied to the steering device A. The application of the coupling structure is not limited to the steering device A, but can be applied to other devices that couple the shafts so as to rotate together, for example, the coupling between a vehicle differential device and an axle, a transmission shaft, and the like. It is.
１０…操舵機構、１１…ステアリングホイール、１２…ステアリングシャフト、１３…コラムシャフト、１４…中間シャフト、１５…ピニオンシャフト、１５ａ…セレーション歯（被係合歯部）、１５ｂ…ボルト係合溝、１５ｃ…小径段部、１５ｄ…ピニオン歯、１５ｅ…円柱部、１５ｅ１…環状係止溝、１５ｅ２…貫通孔、ＵＪ…ユニバーサルジョイント（ジョイント部材）、１６…ヨーク、１６ａ…収容穴、１６ａ１…開口側端部、１６ｂ…セレーション歯（係合歯部）、１６ｃ…ボルト挿通孔、１７…ボルト、１８…円筒部材、１８ａ…内周部、１８ｂ…外周部、１９…止め輪（保持部材）、２０…転舵機構、２１…ラック軸、２１ａ…ラック歯、２２…ラックハウジング、２２ａ…ラック軸収容部、２２ｂ…ピニオンシャフト収容部、２３…ニードル軸受、２４…押圧機構、２５…ボールベアリング、２６…止め輪、２７…ダストシール、２８…転舵輪、３０…円環部材（保持部材）、３１…ピン部材（保持部材）、３２…環状突起（保持部材）、Ａ…ステアリング装置、ＨＳ…被締付部、ＳＴ…締付部
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記被締付部を収容する筒状の収容穴と、前記収容穴を区画する内周部に設けられて前記被係合歯部と係合する係合歯部と、前記収容穴の一部を横切るように設けられたボルト挿通孔と、を含んで構成された締付部を有するジョイント部材と、
前記ボルト挿通孔に挿入されて締結されるボルトと、を備え、
前記被締付部が前記締付部における前記収容穴に収容され、前記被締付部の前記ボルト係合溝と前記締付部の前記ボルト挿通孔とが前記軸線の方向にて一致すると前記被係合歯部と前記係合歯部とが係合した係合状態となり、前記ボルトが前記ボルト係合溝と前記ボルト挿通孔とに挿入されて締結されることにより前記締付部が締め付けられ、前記シャフトと前記ジョイント部材とがトルク伝達可能に連結される結合構造であって、
前記被締付部は、
前記被係合歯部の外径よりも小径の外径を有して前記被係合歯部と同軸に軸外方向に連設された円柱部と、
前記円柱部の前記外径よりも大径の内径を有して前記円柱部に外嵌され、前記ボルト係合溝と前記ボルト挿通孔とが前記軸線の方向にて一致しておらず前記被係合歯部と前記係合歯部とが係合しない非係合状態で、少なくとも一部が前記収容穴に収容される円筒部材と、
前記円柱部に対して前記円筒部材を回転可能に保持する保持部材と、を備えた、結合構造。 It is formed in a columnar shape, and includes an engaged tooth portion provided along the direction of the axis at the outer peripheral portion, and an annular bolt engaging groove provided in the circumferential direction of the outer peripheral portion. A shaft having an end to be tightened,
A cylindrical accommodation hole that accommodates the tightened portion, an engagement tooth portion that is provided in an inner peripheral portion that defines the accommodation hole and engages with the engaged tooth portion, and a part of the accommodation hole A joint member having a tightening portion configured to include a bolt insertion hole provided so as to cross
A bolt that is inserted into the bolt insertion hole and fastened, and
When the tightened portion is accommodated in the accommodation hole in the tightened portion, and the bolt engagement groove of the tightened portion and the bolt insertion hole of the tightened portion coincide with each other in the direction of the axis, The engaged tooth portion and the engaging tooth portion are engaged with each other, and the bolt is inserted into the bolt engaging groove and the bolt insertion hole and fastened to tighten the tightening portion. A coupling structure in which the shaft and the joint member are coupled so as to transmit torque,
The tightened portion is
A columnar portion having an outer diameter smaller than the outer diameter of the engaged tooth portion and continuously provided in the off-axis direction coaxially with the engaged tooth portion;
The cylindrical portion has an inner diameter larger than the outer diameter and is externally fitted to the cylindrical portion, and the bolt engaging groove and the bolt insertion hole do not coincide with each other in the direction of the axis. A cylindrical member in which at least a part is accommodated in the accommodation hole in an unengaged state where the engagement tooth portion and the engagement tooth portion are not engaged;
And a holding member that rotatably holds the cylindrical member with respect to the column part.
前記軸線の方向に沿った厚みが、
前記非係合状態において、前記締付部の前記係合歯部のうち、前記ボルト挿通孔から前記収容穴の開口側端部までに設けられた前記係合歯部の長さよりも大きく設定される、請求項１に記載の結合構造。 The cylindrical member is
The thickness along the direction of the axis is
In the disengaged state, the length of the engaging tooth portion provided from the bolt insertion hole to the opening side end portion of the receiving hole is set larger than the engaging tooth portion of the tightening portion. The coupling structure according to claim 1.
前記円柱部の外周面に形成された環状係止溝に装着されて、前記円筒部材に当接する止め輪である、請求項１又は請求項２に記載の結合構造。 The holding member is
The coupling structure according to claim 1, wherein the coupling structure is a retaining ring that is attached to an annular locking groove formed on an outer peripheral surface of the columnar portion and abuts against the cylindrical member.
前記円柱部に対して回転可能となるように、前記環状係止溝に装着される、請求項３に記載の結合構造。 The retaining ring is
The coupling structure according to claim 3, wherein the coupling structure is attached to the annular locking groove so as to be rotatable with respect to the cylindrical portion.
前記ステアリングホイールが固定されるステアリングシャフトと、
前記ステアリングホイールに加えられる操舵トルクが前記ステアリングシャフトを介して伝達されて車両の転舵輪を転舵するラックアンドピニオン機構と、
を備えたステアリング装置であって、
前記ステアリングシャフトは、複数の前記シャフトと、前記シャフトの間を連結する前記ジョイント部材と、から構成されており、
前記シャフトと前記ジョイント部材とが請求項１乃至請求項４のうちの何れか一項に記載の結合構造により結合される、ステアリング装置。 A steering wheel,
A steering shaft to which the steering wheel is fixed;
A rack and pinion mechanism that transmits a steering torque applied to the steering wheel via the steering shaft to steer the steered wheels of the vehicle;
A steering device comprising:
The steering shaft is composed of a plurality of the shafts and the joint member that connects between the shafts.
A steering apparatus, wherein the shaft and the joint member are coupled by the coupling structure according to any one of claims 1 to 4.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2017108989A JP2018204656A (en) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | Coupling structure and steering device |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112901667A (en) * | 2021-03-19 | 2021-06-04 | 绍兴前进齿轮箱有限公司 | Gear box no-load test rapid connecting device |
-
2017
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