JP5029425B2 - Fastening structure of universal joint yoke and shaft - Google Patents
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Description
本発明は、自在継手のヨークでシャフトを抱き締めるようにした自在継手のヨークとシャフトとの締結構造に関する。 The present invention relates to a fastening structure between a universal joint yoke and a shaft, which is configured to hug a shaft by the universal joint yoke.
この種の自在継手のヨークとシャフトとの締結構造としては、例えば特許文献1に記載されている構成が知られている。すなわち、自在継手のヨークのシャフト係合部の相対向する一対の挟持板間に、シャフトの先端部を組み入れ、このシャフトの先端部の挟持板に対応する挟持面に逃げ凹部を堀り込み形成することにより、締付軸とナットとの螺合によって一対の挟持板を締付けたときに、一対の挟持板の一部を逃げ凹部の縁部に食い込ませてシャフトとヨークとの結合力を高めるようにしている。
しかしながら、上記特許文献1に記載の従来例にあっては、締付軸とナットとの螺合によって一対の挟持板を締付けたときに、一対の挟持板の一部を逃げ凹部の縁部に食い込ませるようにしているので、シャフトとヨークとの結合力を高めることはできるが、実際には、一対の挟持板を締付軸とナットとの螺合により締付けたときに、挟持板の逃げ凹部に対向する一部は逃げ凹部に食い込むが逃げ凹部の回りの挟持板は逆に反ってしまうことになり、一対の挟持板とシャフトとの間の接触が部分的となり、長期の使用によって部分接触部が摩耗してガタが発生するという未解決の課題がある。 However, in the conventional example described in Patent Document 1, when the pair of clamping plates are tightened by screwing the fastening shaft and the nut, a part of the pair of clamping plates is used as the edge of the relief recess. However, in reality, when the pair of clamping plates are tightened by screwing between the clamping shaft and the nut, the clamping plate escapes. The part facing the recess will bite into the escape recess, but the clamping plate around the escape recess will be warped in reverse, and the contact between the pair of clamping plates and the shaft will become partial, and part due to long-term use There is an unsolved problem that the contact portion is worn and loose.
そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、一対の締付板部間にシャフトを挟んで、一対の締付板部を締付けたときに、一対の締付板部とシャフトとの保持力を向上させて、一対締付板部とシャフトとを確実に締結するようにした自在継手のヨークとシャフトとの締結構造を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the above-described conventional example, and when a pair of clamping plate portions are clamped with a shaft sandwiched between the pair of clamping plate portions, It is an object of the present invention to provide a fastening structure between a universal joint yoke and a shaft in which the holding force between the fastening plate portion and the shaft is improved and the pair of fastening plate portions and the shaft are securely fastened. .
上記目的を達成するために、請求項1に係る自在継手のヨークとシャフトとの締結構造は、シャフトと、該シャフトを抱き締める自在継手のヨークとを備えた自在継手のヨークとシャフトとの締結構造であって、前記ヨークは前記シャフトを抱き締める一対の締付板部とこれら締付板部を連結する連結板部とからU字状に形成された連結部と、該連結部の締付板部から突出して十字軸を支持するアーム部と、前記連結部の一対の締付板部間に橋架されて前記シャフトを締付ける締付ボルトとを備え、前記締付板部の内面の前記締付ボルトを挿通するボルト挿通部の近傍における前記シャフトとの接触面に凹部を形成し、前記一対の締付板部間の間隔及びシャフトの幅を、前記凹部より前記アーム部側に比較して前記凹部よりアーム部とは反対側を広く設定したことを特徴としている。 To achieve the above object, a universal joint yoke and shaft fastening structure according to claim 1 is a universal joint yoke and shaft fastening structure comprising a shaft and a universal joint yoke for holding the shaft. The yoke includes a U-shaped connecting portion formed from a pair of fastening plate portions for hugging the shaft, a connecting plate portion for connecting the fastening plate portions, and a fastening plate portion for the connecting portion. And a fastening bolt that is bridged between a pair of fastening plate portions of the connecting portion and fastens the shaft, the fastening bolt on the inner surface of the fastening plate portion A recess is formed in the contact surface with the shaft in the vicinity of the bolt insertion portion through which the recess is inserted, and the interval between the pair of fastening plate portions and the width of the shaft are compared with the arm portion side from the recess. More opposite to the arm It is characterized in that the wide setting.
また、請求項2に係る自在継手のヨークとシャフトとの締結構造は、請求項1に係る発明において、記凹部は、少なくとも一方の前記締付板部のボルト挿通部と前記連結板部との間に形成されていることを特徴としている。
さらに、請求項3に係る自在継手のヨークとシャフトとの締結構造は、請求項1に係る発明において、前記凹部は、少なくとも一方の前記締付板部のボルト挿通部近傍から前記アーム部とは反対側の端面まで延長されていることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the fastening structure between the yoke and the shaft of the universal joint according to the first aspect, wherein the concave portion is formed by the bolt insertion portion and the connecting plate portion of at least one of the fastening plate portions. It is characterized by being formed between.
Furthermore, the fastening structure between the yoke and the shaft of the universal joint according to
さらにまた、請求項4に係る自在継手のヨークとシャフトとの締結構造は、請求項1に係る発明において、前記凹部は、前記締付板部の一方のボルト挿通部近傍から前記連結板部を経て他方の締付板部のボルト挿通部近傍までの間に形成されていることを特徴としている。 Furthermore, the fastening structure between the yoke and the shaft of the universal joint according to claim 4 is the invention according to claim 1, wherein the concave portion is formed by connecting the connecting plate portion from the vicinity of one bolt insertion portion of the fastening plate portion. after it it is characterized by being formed until bolt insertion portion near the other clamping plate portion.
また、請求項5に係る自在継手のヨークとシャフトとの締結構造は、請求項1乃至4の何れか1つに係る発明において、前記シャフトは、締付板部によって抱き締められる位置に二面幅が形成され、該二面幅の表面に微細な凹凸形状が形成されていることを特徴としている。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the fastening structure between the yoke and the shaft of the universal joint according to any one of the first to fourth aspects, wherein the shaft is positioned at a position where the shaft is clamped by the fastening plate portion. Is formed, and a fine concavo-convex shape is formed on the surface of the two-sided width .
本発明によれば、一対の締付板部の少なくとも一方における締付ボルトを挿通するボルト挿通部の近傍における前記シャフトとの接触面に凹部を形成したので、締付ボルトによる締付板部の締付け時に締付板部とシャフトとの保持力が向上することにより、締付板部とシャフトとの締結を確実に行なうことができるという効果が得られる。
ここで、シャフトの締付板部との対向位置に二面幅を形成し、その二面幅の接触面にローレット、ショットピーニング等の手段で微細な凹凸を形成することにより、二面幅と一対の締付板部とが接触したときに、より保持力を向上させて確実な締結を行なうことができる。
According to the present invention, since the concave portion is formed in the contact surface with the shaft in the vicinity of the bolt insertion portion through which the tightening bolt is inserted in at least one of the pair of tightening plate portions, By improving the holding force between the tightening plate portion and the shaft at the time of tightening, an effect that the tightening plate portion and the shaft can be securely fastened can be obtained.
Here, by forming a two-sided width at a position facing the clamping plate portion of the shaft, and by forming fine irregularities on the two-sided contact surface by means of knurling, shot peening, etc., the two-sided width and When the pair of fastening plate portions come into contact with each other, the holding force can be further improved and reliable fastening can be performed.
また、一対の締付板部間の間隔が前記凹部より前記アーム部側の間隔に比較して前記凹部よりアーム部とは反対側の間隔が広く設定することにより、シャフトとヨークとの位置決めを正確に行なうことができる。 In addition, the distance between the pair of fastening plate portions is set so that the space on the side opposite to the arm portion from the recess is wider than the space on the arm portion side from the recess, thereby positioning the shaft and the yoke. Can be done accurately.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明を電動パワーステアリング装置に適用した場合の全体構成図、図2は本発明の一実施形態を示す自在継手のヨークとシャフトとの分解斜視図、図3はヨーク及びシャフトの締結状態を示す平面図、図4はヨークの側面図、図5は図4のA−A線上の断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 is an overall configuration diagram when the present invention is applied to an electric power steering apparatus, FIG. 2 is an exploded perspective view of a yoke and a shaft of a universal joint showing an embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a fastening of the yoke and the shaft. FIG. 4 is a side view of the yoke, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG.
図1において、2は車両後端(図1において右端)側にステアリングホイール1を装着したステアリングシャフトであって、このステアリングシャフト2がステアリングコラム3に回転自在に支持されている。ステアリングシャフト2の車両前端(図1において左側)には、ステアリングシャフト2に操舵補助トルクを付与するウォーム減速機11と、このウォーム減速機11に結合されて操舵補助トルクを発生する電動モータ12とで構成される操舵補助機構4が連結されている。
In FIG. 1,
ウォーム減速機11の出力軸14には、自在継手17Aを介して中間シャフト18が連結され、この中間シャフト18が自在継手17Bを介してラックピニオン式のステアリングギア機構6のピニオン軸19に連結されている。
このステアリングギア機構6のラック軸(図示せず)は、タイロッド5を介して図示しない転舵輪に連結されている。
An
A rack shaft (not shown) of the steering gear mechanism 6 is connected to a steered wheel (not shown) via a
ここで、ステアリングシャフト2は、アウタシャフト7とインナシャフト8とを有し、アウタシャフト7の前端部とインナシャフト8の後端部とをスプライン結合させると共に、合成樹脂8aを介して結合される。したがって、アウタシャフト7とインナシャフト8とは、衝突時に上記合成樹脂8aを破断させて、全長を縮めることができる。
また、ステアリングシャフト2を挿通した筒状のステアリングコラム3は、アウタコラム9とインナコラム10とをテレスコープ状に組み合わせてなり、軸方向向きの衝撃が加わった場合に、この衝撃によるエネルギー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。
Here, the
Further, the
そして、インナコラム10の前端側を、ウォーム減速機11のハウジング11aの後端側に固定し、インナシャフト8をウォーム減速機11のハウジング11a内に挿通して、このインナシャフト8の前端部がウォーム減速機11のハウジング11aの前端面から突出する出力軸14に連結されている。
また、ステアリングコラム3のアウタコラム9がアッパ車体側ブラケット15によって車体側部材20にチルト及びテレスコ位置調整可能に支持されていると共に、操舵補助機構4におけるウォーム減速機11のハウジング11aが車体側部材20に取付けられたロア車体側ブラケット16に回転自在に支持されたピボット軸16aを中心として上下方向に揺動可能に支持されている。
Then, the front end side of the inner column 10 is fixed to the rear end side of the housing 11a of the worm reducer 11, the inner shaft 8 is inserted into the housing 11a of the worm reducer 11, and the front end portion of the inner shaft 8 is The worm reducer 11 is connected to an output shaft 14 protruding from the front end surface of the housing 11a.
The outer column 9 of the
中間シャフト18は、図1に示すように、自在継手17Aに連結されたシャフトとしての雄軸40と、この雄軸40の外周側に圧入外嵌され且つ自在継手17Bに連接された雌軸45とを備えている。
ここで、自在継手17Aは、図1に示すように、一対のヨーク29及び30と、これら一対のヨーク29及び30を連結する十字軸28とで構成されている。
As shown in FIG. 1, the
Here, as shown in FIG. 1, the universal joint 17 </ b> A includes a pair of
ヨーク30は、図2〜図5に示すように、雄軸40を抱き締める一対の締付板部31a及び31bと、これら締付板部31a及び31bの下端部を連結する連結板部31cとからU字状に形成された連結部31と、連結部31の締付板部31a及び32bから軸方向に突出して十字軸28を支持する一対のアーム部32a及び32bと、締付板部31a及び31b間に橋架されて雄軸40を連結部31に対して締付ける締付ボルト33とで構成されている。
As shown in FIGS. 2 to 5, the
ここで、一対の締付板部31a及び31bの夫々は、図2〜図5に示すように、連結板部31cに連結する軸方向長さが長い長方形状の基部34aと、この基部34aに連接して上方に延長し、アーム部32a及び32b側の上端がアーム部32a及び32bから離れるに従い徐々に高くなる台形部34bとで形成されている。そして、締付板部31a及び31bの基部34aと台形部34bとの境界位置における軸方向の略中央部に、互いに対向して締付ボルト33を挿通する挿通孔31d及び締付ボルト33が螺合する雌ねじ部31eが個別に軸直角方向に延長して形成されている。また、締付板部31a及び31bの基部34aにアーム部32a及び32bが連結されている。
Here, as shown in FIGS. 2 to 5, each of the pair of
そして、締付ボルト33は、図3に示すように、締付板部31aの挿通孔31dに挿通されて締付板部31bの外側面に係合する頭部33aと、この頭部33aに連設された締付板部31aの雌ねじ部31dに螺合し締付板部31aの外側に突出する雄ねじ部33bとで構成されている。
雄軸40は、図2及び図3に示すように、先端部にC面取部41が形成されていると共に、後述するように雄軸40を締付板部31a及び31b間に挿通して位置決めした状態で、締付ボルト33に対向する上側位置に軸直角方向に延長するボルト係合凹部42が形成され、さらに一対の締付板部31a及び31bと対向する側面位置に、これら締付板部31a及び31bと係合するようにその内周面間距離と略等しく、且つ例えばC面取部41の最小径と略等しい厚みとなるように二面幅43が形成されている。
As shown in FIG. 3, the
As shown in FIGS. 2 and 3, the
ボルト係合凹部42及び二面幅43は、フライス盤で締付ボルト33の雄ねじ部33bの外径と略等しい外径のフライスで軸方向に所定長さだけ切削することにより形成されるフライス溝で構成されている。
そして、締付板部31a及び31bのボルト挿通孔31d及び雌ねじ部31eの内周面から下方に連結板部31cの少し手前までの間に凹部44a及び44bが形成されている。この凹部44a及び44bは、後述するように締付ボルト33によって締付板部31a及び31bを締付けたときに、締付板部31a及び31bの凹部44a及び44bを挟む両側で雄軸40の二面幅43に確実に接触して保持力を向上させる機能を有する。
The bolt
次に、上記実施形態の動作を説明する。
先ず、自在継手17Aのヨーク30と雄軸40とを組付けるには、雄軸40のボルト係合凹部42を上方に向けた状態で、二面幅43をヨーク30の連結部31の締付板部31a及び31b間に挿通して係合させ、下面を連結板部31cに当接させる。
次いで、締付板部31a及び31bの挿通孔部31d及び雌ねじ部31eと雄軸40のボルト係合凹部42とを位置した状態で、締付ボルト33の雄ねじ部33bを締付板部31aの挿通孔部31dに挿通して反対側の雌ねじ部31eに螺合する。
Next, the operation of the above embodiment will be described.
First, in order to assemble the
Next, the
このとき、締付板部31a及び31b間に挿通された雄軸40に形成されたボルト係合凹部42は、締付ボルト33の雄ねじ部33bの外径と略等しいフライス溝に形成されているので、締付ボルト33の雄ねじ部33bを確実に係合することができる。
この状態で、締付ボルト33の雄ねじ部33bを締付板部31a及び31bの雌ねじ部31eにさらに螺合させて締付板部31bの外側に突出させて締付けることにより、締付板部31a及び31bで二面幅43の平坦面43a及び43bを押圧し、連結部31で雄軸40を抱き締め固定し、自在継手17Aのヨーク30と雄軸40との組付けを完了する。このとき、締付板部31a及び31bの内側面におけるボルト挿通孔部31d及び雌ねじ部31eの下側に凹部44a及び44bが形成されているので、締付ボルト33による締付状態で、図5に示すように、凹部44a及び44bを挟む前後の内側面を雄軸40の二面幅43に確実に接触させることができ、保持力を向上させることができるので、前述した従来例のように雄軸側に凹部を形成して、これに締付板部31a及び31bの内側面を食い込ませる場合に比較して接触部での面圧を小さくすることができ、長期の使用によっても摩耗を生じることがなく、ガタの発生を確実に防止しながらヨーク30の連結部31と雄軸40との締結をより確実に行なうことができる。
At this time, the
In this state, the
なお、上記実施形態においては、締付板部31a及び31bの双方に凹部44a及び44bを形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、抱き締め時に大きな保持力を必要としない場合には、凹部44a及び44bの何れか一方を省略することもできる。
また、上記実施形態においては、一対の締付板部31a及び31b間の間隔が軸方向で一定である場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図5に示す一対の締付板部31a及び31b間の間隔を凹部44a及び44bよりアーム部32a及び32b側の間隔Xに比較して凹部44a及び44bよりアーム部32a及び32bとは反対側の間隔Yを広く設定し、雄軸40の二面幅43の幅もX及びYに対応させて変更するようにしてもよい。この場合には、間隔X及びYが異なるので、ヨーク30の連結部31と雄軸40との位置決めを容易に行なうことができる。
In addition, in the said embodiment, although the case where the recessed
Moreover, in the said embodiment, although the case where the space | interval between a pair of clamping
また、上記実施形態においては、締付板部31a及び31bの双方に凹部を形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図6に示すように、連結板部31cにも締付板部31a及び31bの凹部44a及び44bに連通する凹部50を形成して、締付板部31a及び31bと連結板部31cとの凹部を挟む前後とを確実に接触させることができ、より確実な締結状態を得ることができる。
Moreover, in the said embodiment, although the case where a recessed part was formed in both the clamping
さらに、上記実施形態においては、締付板部31a及び31bの対向位置に凹部44a及び44bを設けた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図7に示すように、締付板部31a及び31bの少なくとも一方例えば締付板部31aに、締付ボルト33の挿通位置よりアーム部32a,32b側位置からアーム部32a,32bとは反対側の端面まで延長する凹部60を形成することにより、凹部60位置での締付板部31aの剛性を低下させて可撓性を持たせるようにしてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the
この場合には、締付ボルト33による締付時に、締付板部31a及び31bのアーム部32a及び32b側のB部が締まり難くなり、逆にアーム部32a及び32bとは反対側のC部が締まり易くなる。このため、締付ボルト33による締付け時に、凹部60の締付ボルト33との接触部分からアーム部32aとは反対側が雄軸40の二面幅43の平坦面43aにならい易くなり、締付板部31aの内面と雄軸40の二面幅43とが均等に接触するために保持力が向上する。したがって、長期の使用による摩耗を抑制して十分な保持力を得ることができる。
In this case, when tightening with the tightening
また、上記実施形態においては、雄軸40の二面幅43の平坦面43a及び43bをフライス加工面とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、図8(a)及び(b)に示すように、ローレット掛けして微細な凹凸形状を形成したり、図8(c)に示すようにショットピーニング処理によって微細な凹凸を形成したりするようにしてもよい。これらの場合には、二面幅43の平坦面43a及び43bに微細な凹凸を形成しているので、締付ボルト33による締付け時に、この微細な凹凸に締付板部31a及び31bの接触面が食い込んで、保持力を向上させることができ、ヨーク30の雄軸40の連結部31との締結をより確実に行なうことができる。
Moreover, in the said embodiment, although the case where the
さらに、上記実施形態においては、ボルト係合凹部42を備えた雄軸40に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、ボルト係合凹部42を省略した雄軸40に本発明を適用することができる。
さらに、上記実施形態においては、締付ボルト33の雄ねじ部33bを締付板部31bの雌ねじ部31eに螺合させた場合について説明したが、これに限定されるものではなく、締付板部31bの外側に突出した雄ねじ部33bにナットを螺合させるようにしてもよく、また締付板部31bの外側にナットを嵌合固定させた雌ねじ部31eに螺合させるようにしてもよい。
Furthermore, in the said embodiment, although the case where this invention was applied to the
Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the male threaded
さらにまた、上記実施形態においては、自在継手17Aのヨーク30に本発明を適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、自在継手17Aのヨーク29に本発明を適用するようにしてもよい。
なおさらに、上記実施形態においては、本発明を電動パワーステアリング装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、操舵補助機構4を省略した通常のステアリング装置に本発明を適用することもできる。
Furthermore, in the above embodiment, the case where the present invention is applied to the
In the above embodiment, the case where the present invention is applied to the electric power steering apparatus has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to a normal steering apparatus in which the steering assist mechanism 4 is omitted. You can also
1…ステアリングホイール、2…ステアリングシャフト、3…ステアリングコラム、4…操舵補助機構、5…タイロッド、6…ステアリングギア機構、11…ウォーム減速機、12…電動モータ、17A,17B…自在継手、18…中間シャフト、20…車体側部材、29,30…ヨーク、31…連結部、31a,31b…締付板部、31c…連結板部、31d…ボルト挿通孔部,31e…雌ねじ部、32a,32b…アーム部、33…締付ボルト、40…雄軸、42…ボルト係合凹部、43…二面幅、44a,44b…凹部、50…凹部、60…凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering wheel, 2 ... Steering shaft, 3 ... Steering column, 4 ... Steering assist mechanism, 5 ... Tie rod, 6 ... Steering gear mechanism, 11 ... Worm speed reducer, 12 ... Electric motor, 17A, 17B ... Universal joint, 18 ... Intermediate shaft, 20 ... Car body side member, 29, 30 ... Yoke, 31 ... Connection part, 31a, 31b ... Tightening plate part, 31c ... Connection plate part, 31d ... Bolt insertion hole part, 31e ... Female thread part, 32a, 32b ... arm portion, 33 ... clamping bolt, 40 ... male shaft, 42 ... bolt engagement recess, 43 ... width across flats, 44a, 44b ... recess, 50 ... recess, 60 ... recess
Claims (5)
前記ヨークは前記シャフトを抱き締める一対の締付板部とこれら締付板部を連結する連結板部とからU字状に形成された連結部と、該連結部の締付板部から突出して十字軸を支持するアーム部と、前記連結部の一対の締付板部間に橋架されて前記シャフトを締付ける締付ボルトとを備え、
前記締付板部の内面の前記締付ボルトを挿通するボルト挿通部の近傍における前記シャフトとの接触面に凹部を形成し、
前記一対の締付板部間の間隔及びシャフトの幅を、前記凹部より前記アーム部側に比較して前記凹部よりアーム部とは反対側を広く設定した
ことを特徴とする自在継手のヨークとシャフトとの締結構造。 It is a fastening structure of a universal joint yoke and a shaft comprising a shaft and a universal joint yoke for hugging the shaft,
The yoke has a U-shaped connecting portion formed from a pair of fastening plate portions for hugging the shaft, and a connecting plate portion for connecting the fastening plate portions, and a cross protruding from the fastening plate portion of the connecting portion. An arm portion that supports the shaft, and a fastening bolt that is bridged between a pair of fastening plate portions of the connecting portion and fastens the shaft,
Forming a recess in the contact surface with the shaft in the vicinity of the bolt insertion portion for inserting the fastening bolt on the inner surface of the fastening plate portion ;
A universal joint yoke characterized in that an interval between the pair of clamping plates and a shaft width are set wider on the side opposite to the arm than the recess than on the arm. Fastening structure with shaft.
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