JP2004360786A - Connecting structure of shaft and yoke - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、制約の多い作業環境のもと、例えば自動車のステアリング機構の操舵回転を伝達するシャフトと、自在継ぎ手のヨークとの連結作業に関し、特に、簡易な作業で正確に自在継手のヨークおよびシャフトを連結できる構造を提案するものである。
【0002】
【従来の技術】
自動車のステアリングコラムとステアリングギアボックスとを連結する中間シャフトの連結構造の組み立てに際しては、操舵時のガタツキや異音などの発生を防止するため、一方のシャフトの回転軸線を他方の継手ヨークの回転軸線に完全一致させる心合わせ作業を誤差なく行うとともに、シャフトと継手ヨークの隙間、特に、上記回転軸線を中心とした回転周方向の隙間が生じることなく連結しなければならないが、当該連結作業は、運転席足元付近の奥まった狭く暗い空間で行わねばならず、不自然な作業姿勢を強いられるなど作業効率上の問題があった。このため、作業効率を改善するとともに連結作業の精度向上を目指すことを目的としては、従来、例えば特許文献1乃至3に記載のごときものが知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−30241号公報
【特許文献2】
特開平10−169664号公報
【特許文献3】
特開平11−270570号公報
【0004】
特許文献1に記載のヨークとシャフトの連結構造は、薄いプレス鋼板製のタブのばね力を利用して、ヨークのU字溝に嵌合したシャフトに押圧力を与えることにより、心合わせ作業を正確かつ効率的に行えるようしたものである。
また特許文献2および3に記載のヨークとシャフトの連結構造は、ヨークのU字溝の開口側に薄いプレス鋼板製のカム部材を掛け渡し、U字溝に嵌合したシャフトに押圧力を与えることにより、心合わせ作業を正確かつ効率的に行えるようしたものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来のようなヨークとシャフトの連結構造にあっては、以下に説明するような問題を生ずる。つまりシャフトとヨークの隙間を小さくすることはできるが、完全に回転周方向の隙間をなくすことができたかどうか確認することができない。その結果、組み付け作業や部品精度のばらつき等により、回転周方向の隙間が生じている可能性がある。また、薄いプレス鋼板製であるため、組み付け作業後の長期間の部品劣化により、心合わせがずれてしまったり、上記隙間が発生する懸念があった。さらに、タブ部材やカム部材といった小さな部品をボルト孔にはめ込む作業が必要であり、部品点数が増加したり、作業効率が複雑になるなど製作コスト上好ましいことではない。
【0006】
本発明は、より簡易な組み付け作業をもって、より確実に心合わせを行い、かつ回転方向の隙間をなくし、あわせて長期間にわたって耐久性のあるヨークとシャフトの連結構造を提案するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】
この目的のため本発明によるヨークとシャフトの連結構造は、請求項1に記載のごとく、
動作時に回転するシャフトと、
該シャフトの一端を挿入する略逆U字形断面の結合部を有するヨークとを具え、
前記ヨークの結合部に前記シャフトの一端を挿入し、これらを締結することにより前記ヨークと前記シャフトとを連結する連結構造において、
前記ヨークの結合部の断面を、前記略逆U字形の開口部から頂部にかけて先細となる形状とすると共に、
前記シャフトの一端の断面を、前記ヨークの結合部への挿入方向に向かって先細となる形状とし、
前記ヨークと前記シャフトとの連結に際し、前記ヨークの回転軸線と前記シャフトの回転軸線とが一致するように前記シャフトを前記ヨークの結合部に挿入し、その後両者を締結するよう構成したことを特徴としたものである。
【0008】
【発明の効果】
かかる本発明の構成によれば、シャフトをヨークのU字形の結合部に押し込む際に、シャフトの両側面がU字形の両側壁から圧力を受け、隙間なく連結することができる。また、工場ではエアーラチェットレンチなどを用いて一定トルクで緊締するところ、締結器具を用いてシャフトをU字形の両側壁の間に押し込むため、一定トルクで緊締することで上記押し込み量を管理することが可能であり、簡易な作業をもって、正確に心合わせを行うことができる。さらに、ボルトを使用して緊締することでシャフトをU字形の両側壁の間に圧入するため、シャフトがU字形の両側壁から圧力を受けてしっかり嵌合しており、長期間経過後であっても、隙間や回転軸線がずれることがなく、異音やガタツキが発生することがない当該連結構造の信頼性を高めることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
図1は本発明の一実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造を一部に用いたステアリング操舵機構を示す側面図である。
図示せざるステアリングホイールと連結し、軸方向に回転する第1シャフト1の一端は、自在継手4を介して第2シャフト2の一端と連結し、第2シャフト2の他端は、自在継手5を介して第3シャフト3の一端と連結し、第3シャフト3の他端は図示せざる転舵輪に連節する。このため、運転者が図示せざるステアリングホイールを回転させると、シャフト1,2,3が回転し、図示せざる転舵輪が転舵する。自在継手4および5は一組の継手ヨークの一端同士を連結してなり、それぞれ継手ヨークの他端はシャフト1,2または3に連結される。
【0010】
本発明に係るシャフトとヨークの連結構造は、自在継手4および5のいずれにおいても用いてよいことは勿論であるが、特に、シャシ側部材である第3シャフト3と、運転席側部材である継手ヨーク6を連結する作業は、組み立て作業の最終工程において運転席足元付近の奥まった狭く暗い空間で行わねばならず、また、不自然な作業姿勢を強いられるといった本発明の解決しようとする課題を含む。
【0011】
図2は自在継手5付近を拡大して示し、図中(a)は本実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造に用いる継手ヨーク6の側面図であり、(b)はシャフト3の一端の側面図である。また、図2のA−A線上で断面とし、矢の方向に見て示す横断面図を図3に示し、図中(b)はヨーク6の横断面図、(c)はシャフト3の横断面図、(a)はシャフト3をヨーク6に圧入・緊締するためボルト13の側面図である。
【0012】
運転席側部材である継手ヨーク6は、操舵時には軸線X1を中心に回転する。継手ヨーク6は、軸線X1に関する一端で、相互に向かい合った側壁7,8を具える。側壁7,8の対向する端部同士を軸線X1方向に延在する底壁9で一体に連結することで軸線X1方向に延在するU字溝10を形成する。
他方、継手ヨーク6の軸線X1に関する他端には、自在継手5の一部をなす一対の軸受舌片14,14を対向するよう設ける。軸受舌片14,14には図示せざる継手部材を挿通するための孔14b,14bを対向するようそれぞれ穿設し、孔14b,14bの中心を軸線X1に一致させる。軸受舌片14,14は対向する継手ヨーク26と連結して自在継手5を構成する。
【0013】
U字溝10の側壁7,8の内側面は相互に対向する平面とし、僅かに不平行であって、側壁7,8の内側面同士の離隔距離はU字溝10開放側へ向かって増大する。U字溝10は対称軸Yに関して左右対称であり、底壁9中央には対称軸Y方向にボルト孔9bを穿設し、かつ孔9b内周には雌ねじを刻設する。また、ボルト孔9bは軸線X1と直交する。そして、底壁9中央の外周9fを対称軸Yに直角な平面に成形し、ボルト孔9bに挿通するボルト13の頭部との接触を良くする。
【0014】
シャシ側部材であるシャフト3は操舵時には軸線X1を中心に回転する。
シャフト3の平坦に成形した側面11,12は僅かに不平行であって、該交差角は、側壁7,8の内側面の交差角と一致する。また、シャフト3の対称軸Yに対して直角方向の軸線X2を通る幅Bは、側壁7,8の内側面の軸線X1における離隔距離Hよりも僅かに大きい。シャフト3には、対称軸Yに一致するようにボルト孔3bを穿設し、かつ孔3b内周には雌ねじを刻設する。また、ボルト孔3bはシャフトの軸線X2と直交する。
【0015】
運転席側部材の継手ヨーク6とシャシ側部材のシャフト3の連結作業は、U字溝10にシャフト3の一端を嵌合させ、相互の軸線X1,X2を一致するように心合わせを行う。まず、図2および図3に示すようにボルト孔9bとボルト孔3bを一致させた状態で、太矢印方向にシャフト3をU字溝10に押し込むと、図4および図5に示すようになる。次に底壁9f側からボルト13をボルト孔9bおよびボルト孔3bに挿通すると、双方の軸線X1およびX2が平行して距離dだけ近接する。最後にボルト13を所定の締め付けトルクをもって締結することにより、シャフト3はU字溝10の奥へ押し込まれ、シャフト3の軸線X1が継手ヨーク6の軸線X2に一致すると連結作業は完了する。継手ヨーク6の軸線X1とシャフト3の軸線X2の距離をdとして、dとボルト13の締め付けトルクTの関係をグラフに示すと図6のようになる。締め付けトルクTを一定値T1からT2の間で管理することにより、相互の軸線X1,X2を一致させる。
【0016】
本実施の形態によれば、U字溝10の側壁7,8の内側面は相互に対向する僅かに不平行な平面であり、シャフト3の断面の軸線X2における幅Bは側壁7,8の内側面の軸線X1における離隔距離Hよりもわずかに大きく、U字溝10にシャフト3の一端を嵌合する際には、ボルト13を挿通・締結するため、テーパ効果により、U字溝10の側壁7,8がシャフト3を挟接した状態でしっかりと連結する。このため、シャフトとヨークの回転周方向の隙間を確実になくすことができ、操舵時のガタツキや異音を防止することができる。
【0017】
また、継手ヨーク6のボルト孔9bおよびシャフト3のボルト孔3bにボルト13が係合するため、まず継手ヨーク6の軸線X1とシャフト3の軸線X2を平行位置に合わせることができ、次に所定の締め付けトルクT1からT2までのある値をもってU字溝10にシャフト3を圧入するため、ヨーク6の軸線X1とシャフト3の軸線X2の心合わせを容易に行うことができる。
【0018】
また、ボルト孔3bに雌ねじを刻設したため、ボルト13を締結するのみで簡単に心合わせをすることができ、ナットなどの部品が不要になって部品点数の削減や、作業効率の向上を達成することができる。
なお、テーパ角により、圧入効果を得るために、側壁7,8の内側面の交差角はおよそ5度が望ましい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造を一部に用いたステアリング操舵機構を示す側面図である。
【図2】同実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造の連結手順を示す分解図であり、
(a)は継手ヨークの側面図、
(b)はシャフトの側面図である。
【図3】同実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造を図2のA−A線上で断面とし、矢の方向に見て示す分解図であり、
(a)は締結用ボルトの側面図、
(b)は継手ヨークの横断面図、
(c)はシャフトの横断面図である。
【図4】同実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造の連結作業において、ボルト孔同士を一致させた状態を示す側面図である。
【図5】同実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造の連結作業において、ボルト孔同士を一致させた状態を、図4のB−B線上で断面とし、矢の方向に見て示す横断面図である。
【図6】同実施の形態になるシャフトとヨークの連結構造の連結作業において、ボルトの締め付けトルクTと、継手ヨークの軸線X1およびシャフトの軸線X2の距離dとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1,2,3 シャフト
4,5 自在継ぎ手
6,26 継手ヨーク
7,8 側壁部
9 U字溝底壁部
10 U字溝
11,12 シャフト側面
14 軸受舌片[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a connection operation between a shaft for transmitting the steering rotation of a steering mechanism of an automobile and a yoke of a universal joint under a work environment with many restrictions, and particularly, a yoke for a universal joint and a yoke for a universal joint with a simple operation. It proposes a structure that can connect shafts.
[0002]
[Prior art]
When assembling the connection structure of the intermediate shaft that connects the steering column and the steering gear box of the car, in order to prevent rattling and abnormal noise during steering, the rotation axis of one shaft is rotated by the rotation of the other joint yoke. The centering work to make the axis completely coincide with the axis must be performed without error, and the connection must be made without generating a gap between the shaft and the joint yoke, particularly, a gap in the circumferential direction around the rotation axis. However, the operation must be performed in a narrow and dark space deep in the vicinity of the feet of the driver's seat, and there is a problem in work efficiency such as an unnatural work posture. For this reason, for the purpose of improving the working efficiency and improving the accuracy of the connection work, conventionally, for example, those described in Patent Documents 1 to 3 are known.
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-11-30241 [Patent Document 2]
JP-A-10-169664 [Patent Document 3]
JP-A-11-270570
The connecting structure of the yoke and the shaft described in Patent Document 1 uses a spring force of a tab made of a thin pressed steel plate to apply a pressing force to the shaft fitted in the U-shaped groove of the yoke, thereby performing the centering operation. It is intended to be performed accurately and efficiently.
Further, in the connecting structure of the yoke and the shaft described in
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional connection structure between the yoke and the shaft has the following problems. That is, although the gap between the shaft and the yoke can be reduced, it cannot be confirmed whether the gap in the rotational circumferential direction has been completely eliminated. As a result, there is a possibility that a gap in the rotational circumferential direction may be generated due to an assembling operation, a variation in component accuracy, or the like. In addition, since it is made of a thin pressed steel plate, there is a concern that the alignment may be deviated or the above gap may be generated due to long-term component deterioration after the assembling work. Further, it is necessary to insert small components such as tab members and cam members into the bolt holes, which is not preferable in terms of manufacturing cost, such as an increase in the number of components and an increase in work efficiency.
[0006]
The present invention proposes a connection structure of a yoke and a shaft that is more durable for a long period of time by performing a more secure assembling operation, performing a more secure alignment, and eliminating a gap in the rotational direction.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
For this purpose, the connecting structure of the yoke and the shaft according to the present invention is as described in claim 1.
A shaft that rotates during operation,
A yoke having a substantially inverted U-shaped cross-section for inserting one end of the shaft,
In a connection structure for connecting the yoke and the shaft by inserting one end of the shaft into a connection portion of the yoke and fastening them,
The cross section of the connecting portion of the yoke has a shape that tapers from the substantially inverted U-shaped opening to the top,
The cross section of one end of the shaft has a shape that tapers in a direction of insertion of the yoke into a coupling portion,
In connecting the yoke and the shaft, the shaft is inserted into the coupling portion of the yoke so that the rotation axis of the yoke matches the rotation axis of the shaft, and then the two are fastened. It is what it was.
[0008]
【The invention's effect】
According to the configuration of the present invention, when the shaft is pushed into the U-shaped coupling portion of the yoke, both side surfaces of the shaft receive pressure from both the U-shaped side walls and can be connected without a gap. Also, in the factory, when tightening with a constant torque using an air ratchet wrench, etc., since the shaft is pushed between the U-shaped both side walls using a fastening tool, the above pushing amount should be controlled by tightening with a constant torque. It is possible to perform accurate alignment with a simple operation. Furthermore, since the shaft is press-fitted between the U-shaped side walls by tightening using bolts, the shaft is tightly fitted by receiving pressure from the U-shaped side walls, and after a long period of time. Even so, it is possible to enhance the reliability of the connection structure without any displacement of the gap or the rotation axis and without generation of abnormal noise or rattling.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing a steering mechanism using a connection structure between a shaft and a yoke according to an embodiment of the present invention.
One end of the first shaft 1 connected to a steering wheel not shown and rotating in the axial direction is connected to one end of the second shaft 2 via a universal joint 4, and the other end of the second shaft 2 is connected to a
[0010]
The connection structure between the shaft and the yoke according to the present invention may be used in any of the
[0011]
FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the
[0012]
The
On the other hand, a pair of bearing
[0013]
The inner surfaces of the
[0014]
The
The flat shaped side surfaces 11 and 12 of the
[0015]
In connecting the
[0016]
According to the present embodiment, the inner surfaces of the
[0017]
Further, since the
[0018]
In addition, since the female screw is engraved in the
In addition, in order to obtain a press-fitting effect due to the taper angle, the intersection angle of the inner side surfaces of the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a steering mechanism using a connection structure between a shaft and a yoke according to an embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an exploded view showing a connecting procedure of a connecting structure of the shaft and the yoke according to the embodiment;
(A) is a side view of the joint yoke,
(B) is a side view of the shaft.
FIG. 3 is an exploded view showing a connecting structure of the shaft and the yoke according to the embodiment in a cross section taken along line AA of FIG. 2 and viewed in a direction of an arrow;
(A) is a side view of the fastening bolt,
(B) is a cross-sectional view of the joint yoke,
(C) is a cross-sectional view of the shaft.
FIG. 4 is a side view showing a state in which bolt holes are aligned with each other in a connecting operation of the connecting structure of the shaft and the yoke according to the embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. 4 showing a state in which the bolt holes are aligned with each other in the connecting operation of the connecting structure of the shaft and the yoke according to the embodiment; FIG.
FIG. 6 is a graph showing a relationship between a bolt tightening torque T and a distance d between an axis X1 of the joint yoke and an axis X2 of the shaft in a connecting operation of the connecting structure of the shaft and the yoke according to the embodiment.
[Explanation of symbols]
1, 2, 3
Claims (2)
該シャフトの一端を挿入する略逆U字形断面の結合部を有するヨークとを具え、 前記ヨークの結合部に前記シャフトの一端を挿入し、これらを締結することにより前記ヨークと前記シャフトとを連結する連結構造において、
前記ヨークの結合部の断面を、前記略逆U字形の開口部から頂部にかけて先細となる形状とすると共に、
前記シャフトの一端の断面を、前記ヨークの結合部への挿入方向に向かって先細となる形状とし、
前記ヨークと前記シャフトとの連結に際し、前記ヨークの回転軸線と前記シャフトの回転軸線とが一致するように前記シャフトを前記ヨークの結合部に挿入し、その後両者を締結するよう構成したことを特徴とするシャフトとヨークの連結構造。A shaft that rotates during operation,
A yoke having a coupling portion having a substantially inverted U-shaped cross-section for inserting one end of the shaft, and connecting the yoke and the shaft by inserting one end of the shaft into the coupling portion of the yoke and fastening them. In the connection structure to
The cross section of the connecting portion of the yoke has a shape that tapers from the substantially inverted U-shaped opening to the top,
The cross section of one end of the shaft has a shape that tapers in a direction of insertion of the yoke into a coupling portion,
In connecting the yoke and the shaft, the shaft is inserted into the coupling portion of the yoke so that the rotation axis of the yoke matches the rotation axis of the shaft, and then the two are fastened. The connection structure between the shaft and the yoke.
前記ヨークの結合部の略逆U字形の頂部にねじ孔を、当該頂部を貫通するように形成すると共に、前記シャフトの一端にもねじ孔を、シャフトを貫通するように形成し、
各ねじ孔が一致するよう位置合わせして、前記ヨークの結合部に前記シャフトの一端を挿入した後、これらねじ孔にボルトを挿通することにより両者を締結するよう構成したことを特徴とするシャフトとヨークの連結構造。The connection structure according to claim 1,
A screw hole is formed at a substantially inverted U-shaped top of the coupling portion of the yoke, so as to penetrate the top, and a screw hole is formed at one end of the shaft so as to penetrate the shaft.
A shaft, characterized in that the screw holes are aligned so that they coincide with each other, one end of the shaft is inserted into the joint of the yoke, and bolts are inserted through these screw holes to fasten the two. And yoke connection structure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Cited By (1)
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JP2010272008A (en) * | 2009-05-22 | 2010-12-02 | Hitachi Omron Terminal Solutions Corp | Card processing device |
-
2003
- 2003-06-04 JP JP2003159631A patent/JP2004360786A/en active Pending
Cited By (1)
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