JP2005163971A - Spider universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、車両用ステアリング装置に使用する十字軸自在継手に関する。 The present invention relates to a universal joint for use in, for example, a vehicle steering apparatus.
十字軸自在継手は、例えば、特許文献1及び2に開示してあるように、車両のステアリングシャフトに介装してあり、一対のヨークの間に、十字軸状のスパイダーがニードル軸受を介して装着してある。即ち、ヨークの軸受孔に、スパイダーの軸部がニードル軸受を介して嵌合してある。
For example, as disclosed in
特許文献1では、ヨークの軸受孔内周面に、軸方向溝が形成してあり、これにより、スパイダー軸部のスパイダー軸受孔への組み込みを容易にしている。 In patent document 1, the axial direction groove | channel is formed in the bearing hole inner peripheral surface of a yoke, and this makes it easy to incorporate the spider shaft portion into the spider bearing hole.
また、特許文献2では、スパイダーの軸部の先端面に、部分的な面取りが設けてあり、これにより、スパイダー軸部のヨーク軸受孔への組み込みを容易にしている。
このようなステアリング用の十字軸自在継手は、一般的に使用部位周辺のスペース(余裕空間)が少なく、その回転径が小さいものが求められている。 Such a cross joint with a universal joint for steering is generally required to have a small space around the use site (margin space) and a small rotation diameter.
特に、チルト式ステアリングコラムであって、チルトピボット(揺動中心)が比較的ステアリングホイールの近くに配置してある場合(参考公報:特開平11−208483号公報等)、このチルトピボット(揺動中心)に用いる十字軸自在継手は、チルト式ステアリングコラムのコンパクト化のため、その必要性が著しく高くなっている。 In particular, in the case of a tilt type steering column, when the tilt pivot (swing center) is disposed relatively close to the steering wheel (reference publication: Japanese Patent Laid-Open No. 11-208483, etc.), this tilt pivot (swinging) The cross joint universal joint used for the center) is highly required to make the tilt type steering column compact.
しかしながら、十字軸自在継手の強度面から、スパイダーの軸部の径は、細くすることができず、ニードル軸受との嵌合長さも、短くすることができない。 However, the diameter of the spider shaft cannot be reduced due to the strength of the cross shaft universal joint, and the fitting length with the needle bearing cannot be shortened.
また、ヨークも、強度、及びスパイダーの組み込みを行う必要上、アーム部の外幅、内幅寸法を小さくすることができない。 Also, the yoke cannot be reduced in the outer width and the inner width dimension of the arm portion because of the strength and the necessity of incorporating the spider.
このようなことから、回転径が小さい十字軸自在継手の製造は、比較的困難になっている。 For this reason, it is relatively difficult to manufacture a cross joint with a small rotation diameter.
上記特許文献1及び2は、これらを解決するための一案である。しかしながら、部品に追加工が必要であり、製造コストの高騰を招来するといったことがあり、また、その効果は、小さく、チルト式ステアリングコラムをコンパクト化するには不十分であるといったことがある。
本発明は、上述したような事情に鑑みてなされたものであって、十分な強度を有し、回転径が小さく、製造コストも低減した十字軸自在継手を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and an object thereof is to provide a cross joint having a sufficient strength, a small rotation diameter, and a reduced manufacturing cost.
上記の目的を達成するため、本発明の請求項1に係る十字軸自在継手は、一対のヨークの間に、十字軸状のスパイダーが装着してあり、前記ヨークの軸受孔に、前記スパイダーの軸部が軸受を介して嵌合してある十字軸自在継手において、
前記ヨークの最大回転径は、ジョイント角が0度のとき、前記軸受の最大回転径以下になるように設定してあることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a cross shaft universal joint according to claim 1 of the present invention has a cross shaft spider mounted between a pair of yokes, and the spider has a bearing hole in the yoke. In the cross joint with the shaft fitted through the bearing,
The maximum rotation diameter of the yoke is set to be equal to or less than the maximum rotation diameter of the bearing when the joint angle is 0 degree.
本発明の請求項2に係る十字軸自在継手は、前記スパイダーの軸部の径は、φ9mm〜φ10.4mmであることを特徴とする。
The cross shaft universal joint according to
本発明の請求項3に係る十字軸自在継手は、前記ヨークの軸受孔の径は、φ14.8mm〜φ16.4mmであることを特徴とする。 In the cross joint according to a third aspect of the present invention, the diameter of the bearing hole of the yoke is φ14.8 mm to φ16.4 mm.
本発明の請求項4に係る十字軸自在継手は、前記スパイダーの軸部に対する、前記ヨークの軸受孔の嵌合代は、3.5mm以上であることを特徴とする。
The cross joint according to
以上説明したように、本発明によれば、軸受の位置を、レイアウトとして、自在継手の中心側に移すことにより、軸受の最大回転径を小さくすると共に、スパイダーの軸部に対する、ヨークの軸受孔の嵌合代は、3.5mm以上にしてあることから、十分な強度を有しながら、十字軸自在継手の最大回転径を小さくすることができる。 As described above, according to the present invention, the position of the bearing is moved to the center side of the universal joint as a layout, so that the maximum rotation diameter of the bearing is reduced and the bearing hole of the yoke with respect to the shaft portion of the spider is reduced. Since the fitting allowance is 3.5 mm or more, the maximum rotation diameter of the cross joint can be reduced while having sufficient strength.
これにより、スパイダー軸部のヨーク軸受孔への組み込みを容易にすることができ、しかも、製造コストの高騰を招来することがなく、チルト式ステアリングコラムのコンパクト化にも寄与することができる。 As a result, the spider shaft portion can be easily incorporated into the yoke bearing hole, and the manufacturing cost is not increased, and the tilt type steering column can be made compact.
以下、本発明の実施の形態に係る十字軸自在継手を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, a cross joint according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1実施の形態)
図1(a)は、本発明の第1実施の形態に係る十字軸自在継手の側面図であり、(b)は、(a)のb−b線に沿った断面図であり、(c)は、(a)の矢印cの矢視図である。
(First embodiment)
Fig.1 (a) is a side view of the cross-joint universal joint which concerns on 1st Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing along the bb line of (a), (c ) Is an arrow view of arrow c in (a).
図2(a)は、図1に示したスパイダーとスパイダーピースとの側面図であり、(b)は、(a)のb−b線に沿った断面図であり、(c)は、(a)の矢印cの矢視図である。 2A is a side view of the spider and the spider piece shown in FIG. 1, FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line bb in FIG. 1A, and FIG. It is an arrow line view of the arrow c of a).
図3(a)は、図1に示した十字軸自在継手であって、ジョイント角をつけた状態での側面図であり、(b)は、図1に示したヨークに、スパイダーとスパイダーピースとを組み付ける状態を示す図である。 3A is a side view of the cross shaft universal joint shown in FIG. 1 with a joint angle, and FIG. 3B shows a spider and a spider piece on the yoke shown in FIG. FIG.
本実施の形態に係る十字軸継手は、車両のステアリングホイールの傾斜角度を調整できるチルト式ステアリングコラムであって、チルトピボット(揺動中心)が比較的ステアリングホイールの近くに配置してある場合(参考公報:特開平11−208483号公報)に好適である。 The cross joint according to the present embodiment is a tilt type steering column that can adjust the tilt angle of the steering wheel of the vehicle, and the tilt pivot (swing center) is disposed relatively close to the steering wheel ( Reference gazette: suitable for JP-A-11-208483.
本実施の形態では、図1に示すように、一対のヨーク1,2は、それぞれ、一対のシャフト1a,2aに溶接等により連結した一対のアーム部1b,2bと、これらアーム部1b,2bの先端部に形成した一対の軸受孔1c,2cと、を備えている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the pair of
図1(c)に示すように、各アーム部1bの外周面は、円弧状に形成してあり、その回転径は、(D1)に設定してある。なお、この形状は、円弧に限られず、(D1)の円からはみ出さなければ、如何なる形状であってもよい。
As shown in FIG.1 (c), the outer peripheral surface of each
スパーダー3は、胴部4と、この胴部4に十字状に夫々形成した4個の軸部5,5,5,5とからなり、各軸部5の先端部には、スパイダーピース6が埋設してある。なお、胴部4の外周面は、図2(b)に示すように、球面状に形成してあり、その径は、(N)である。
The
各軸部5は、各ヨーク1の軸受孔1cに、ニードル軸受7を介して、嵌合してある。ニードル軸受7は、軸部5の外周軌道面で転動するニードル8と、このニードル8の外周側を支持するシェル又はカップ状の外輪9と、を備えている。
Each
図1(b)に示すように、ニードル軸受7では、カップ状の外輪9の端縁は、回転時、軸受としての最大径(D)をなす。
As shown in FIG. 1B, in the needle bearing 7, the end edge of the cup-shaped
なお、ニードル8は、しめしろ嵌合にしてあってもよい。また、ニードル8の軸方向の隙間は、0.6mm以上あけてもよい。さらに、ニードル8の両端の径を除々に小さくするように、クラウニングを施してあってもよい。
The
本実施の形態では、従来軸部5の根元に装着していたシールリングを用いることなく、図1(b)に示すように、軸部5の根元と外輪9との隙間の寸法(S)は、従来より著しく小さく形成してある。なお、従来のシールリングの参考公報として、特許文献2と、特開平9−133151号公報がある。
In the present embodiment, the dimension (S) of the gap between the root of the
このように、軸部5の根元と外輪9との隙間の寸法(S)が従来より著しく小さく形成してあることから、ニードル軸受7は、レイアウトとして、自在継手の中心側に移すことが可能となり、ニードル軸受7の最大回転径(D:カップ状外輪9の端縁の最大回転径)は、従来より小さくすることができる。
Thus, since the dimension (S) of the clearance between the root of the
これに伴って、ニードル軸受7の最大回転径(D)が小さくなった分、そのまま十字軸自在継手の最大回転径が小さくなり、ジョイント角が0度の時に於いては、図1(b)に示すように、ヨーク1のアーム部1bの最大回転径(D1)は、ニードル軸受7の最大回転径(D)以下になるように設定することができる。
Along with this, the maximum rotation diameter (D) of the needle bearing 7 is reduced, so that the maximum rotation diameter of the cross joint is reduced, and when the joint angle is 0 degree, FIG. As shown in FIG. 4, the maximum rotation diameter (D1) of the
すなわち、ジョイント角が0度の時、即ち、シャフト1aとシャフト2aとの交差角度が0度の時、(D)≧(D1)にすることができる(但し、後述するように、ジョイント角がついた時は、除く)。
That is, when the joint angle is 0 degree, that is, when the intersection angle between the
また、スパイダー3は、シールリングを使用しないことより、従来必要であったシール受面10について考慮する必要がなく、スパイダー3を、ヨーク1の軸受孔1cに組み込むとき、干渉しないように、従来必要であったシール受面10の外径(M)を十分小さくすることが出来る。
In addition, since the
この外径(M)に関連する寸法として、胴部4の球面の径(N)も、小さくすることが可能となる。
As a dimension related to the outer diameter (M), the diameter (N) of the spherical surface of the
また、スパイダー3のヨーク1の嵌合孔1cへの組み込み方法は、図3(b)に示す矢印方向に、スパイダー3を動かして行う。
The
この際、スパイダー3の軸部5のヨーク1の軸受孔1cへの組み込みは、ニードル軸受7の最大回転径(D)が小さくしてあると共に、上記の径(M)(N)を十分に小さくしてあることから、容易に行うことができる。
At this time, when the
また、本実施の形態では、スパイダー3は、素材を冷間鍛造により製造しているが、熱間鍛造でもよい。
Moreover, in this Embodiment, although the
また、図2(b)に示すように、軸部5の径(d)は、使用時の強度及び回転径の面から、φ9mm〜φ10.4mmに形成してある。軸部5の径が大きくなると、回転径も大きくなるからである。好適には、現在一般的に多くの乗用車用として使用されているものと同じ約φ10mmである。このことにより、従来のニードル軸受をそのまま使用することが出来、コストの上昇を防ぐことが出来る。
Moreover, as shown in FIG.2 (b), the diameter (d) of the
さらに、ヨーク1の軸受孔1cと、スパイダー3の軸部5との「嵌合代」(K)は、強度を確保するため、3.5mm以上としている。
Further, the “fitting allowance” (K) between the bearing
以上から、本実施の形態によれば、ニードル軸受7の位置を、レイアウトとして、自在継手の中心側に移すことにより、ニードル軸受7の最大回転径(D)を小さくすると共に、スパイダー3の軸部5に対する、ヨーク1の軸受孔1cの嵌合代は、3.5mm以上にしてあることから、十分な強度を有しながら、十字軸自在継手の最大回転径を小さくすることができる。
From the above, according to the present embodiment, the position of the
これにより、スパイダー3の軸部5のヨーク1の軸受孔1cへの組み込みを容易にすることができ、しかも、製造コストの高騰を招来することがなく、チルト式ステアリングコラムのコンパクト化にも寄与することができる。
This facilitates the incorporation of the
また、ヨーク1のアーム部1bの外径(D1)は、上記のように、ニードル軸受7の回転径(D)に対して、(D)≧(D1)の関係となっている。
Further, the outer diameter (D1) of the
したがって、ニードル軸受7の回転径(D)が小さくなった分、そのまま十字軸自在継手の回転径が小さくなっている。
Therefore, the rotation diameter of the cross joint is reduced as much as the rotation diameter (D) of the
ただし、最大回転径は、ジョイント角がついた場合、図3(a)に示すように、ヨーク1のアーム1bの先端部1dとなる場合がある。この場合には、ヨーク1のアーム1bの先端部1dの外径(R×2)が、最大回転径となる。
However, when the joint angle is added, the maximum rotation diameter may be the
どこが最大回転径となるかは、使用ジョイント角、(D)、(D1)、(E)の寸法により決まる。ここで、(E)は、スパイダーピース6の中心と、アーム1bの先端部1dとの間の距離である。
Where the maximum rotation diameter is determined depends on the joint angle used, and the dimensions (D), (D1), and (E). Here, (E) is the distance between the center of the
本実施の形態の場合、最大回転径がアーム1bの先端部1dとなった場合、その回転径を出来るだけ小さくするため、(E)寸法の最大を、ヨーク1の軸受孔1cの半径に、(+2.6mm)としている。
In the case of the present embodiment, when the maximum rotation diameter becomes the
なお、図示していないが、アーム1bの先端部1dに、回転径を小さくするため、面取りを設けても良い(参考公報:実開平5−3652号公報)。
Although not shown, a chamfer may be provided at the
また、チルト用として使用される場合、その使用ジョイント角は、車種により異なるが、最大20度程度である。 Further, when used for tilting, the joint angle used is about 20 degrees at maximum, although it varies depending on the vehicle type.
尚、図1(a)に示すように、ヨーク1,2の外径は、シャフト1a,2aを中心とする円弧であるが、(D)≧(D1)を満足し、カシメ(11)を行える段差(T)があれば、任意の形状でよい。段差(T)は、通常、0.5mm以上必要である。
As shown in FIG. 1 (a), the outer diameters of the
ニードル軸受7の外径は、φ14.8mm〜φ16.4mmであり、好適には、呼び径φ15mm又はφ16mmである。
The outer diameter of the
ヨーク1,2の素材は、冷間鍛造製であり、符号1e,2eは、スパイダー組み込み時の逃げを示している。
The materials of the
ヨーク1,2とシャフト1a,2aとの結合は、円周溶接部1e,2eとしているが、セレーション嵌合と、カシメ結合との組合せから構成してもよい(参考公報:特開平11−208483号公報)。
The joint between the
また、これらに代えて、ヨーク1,2とシャフト1a,2aとの結合は、ボルト締付けによってもよい(参考公報:特許文献2)。尚、この場合は、ボルト部が最大回転径となり、自在継手全体で考えた場合、回転径は小さくならない。しかし、自在継手の中心部は、小さくなるため、その周辺部の小型化は、可能となる。
Alternatively, the
本実施の形態の最大回転径(D)は、呼び径で38mmにすることができた。従来(参考公報:特開平11−208483号公報等)の最大回転径は、呼び径で42mmであり、従来に比べて、4mm小さくすることができた(ジョイント角0度の状態)。 The maximum rotation diameter (D) of the present embodiment could be 38 mm in nominal diameter. The maximum rotation diameter in the past (reference publication: Japanese Patent Laid-Open No. 11-208483, etc.) is 42 mm in nominal diameter, and can be reduced by 4 mm compared to the conventional one (state in which the joint angle is 0 degree).
(第2実施の形態)
図4(a)は、本発明の第2実施の形態に係る十字軸自在継手の側面図であり、(b)は、(a)のb−b線に沿った断面図である。
(Second Embodiment)
Fig.4 (a) is a side view of the cross-joint universal joint which concerns on 2nd Embodiment of this invention, (b) is sectional drawing along the bb line of (a).
本実施の形態は、図面から明らかなように、上述した第1実施の形態と基本的構造が同じであり、相違する点についてのみ説明する。 As is apparent from the drawings, this embodiment has the same basic structure as the first embodiment described above, and only differences will be described.
本実施の形態では、ヨーク1、2は、プレスにより成形してある。
In the present embodiment, the
また、ヨーク1,2のアーム部1b,2bに、切欠き部1f,2fが形成してある。これにより、所定のジョイント角(この実施の形態の場合、20度)が取れるようにしている。
Further,
(第3実施の形態)
図5(a)は、本発明の第3実施の形態に係る十字軸自在継手の側面図であり、(b)は、(a)のb−b線に沿った断面図であり、(c)は、(a)の矢印cの矢視図である。
(Third embodiment)
FIG. 5A is a side view of a cruciform universal joint according to a third embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a cross-sectional view taken along line bb in FIG. ) Is an arrow view of arrow c in (a).
本実施の形態は、図面から明らかなように、上述した第1実施の形態と基本的構造が同じであり、相違する点についてのみ説明する。 As is apparent from the drawings, this embodiment has the same basic structure as the first embodiment described above, and only differences will be described.
本実施の形態では、ヨーク1、2は、冷間鍛造により成形してある。
In the present embodiment, the
また、スパイダーピースを用いておらず、ニードル軸受7のカップ状外輪9の底面9aは、直接、スパイダー3の軸部5の先端面に接触してある。
Further, no spider piece is used, and the
さらに、ヨーク1,2のアーム部1b,2bに、切欠き部1g,2gが形成してある。これにより、所定のジョイント角が取れるようにしている。本実施の形態の最大回転径は、呼び径でφ36にすることができた。
Further,
(第4実施の形態)
図6は、本発明の第3実施の形態に係る十字軸自在継手の断面図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 6 is a cross-sectional view of a cross shaft universal joint according to a third embodiment of the present invention.
本実施の形態は、図面から明らかなように、上述した第3(又は第1)実施の形態と基本的構造が同じであり、相違する点についてのみ説明する。 As is clear from the drawings, this embodiment has the same basic structure as the third (or first) embodiment described above, and only differences will be described.
本実施の形態では、ヨーク1、2は、熱間鍛造により成形してある。
In the present embodiment, the
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されず、種々変形可能である。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various deformation | transformation is possible.
1,2 ヨーク
1a,2a シャフト
1b,2b アーム部
1c,2c 軸受孔
1d 先端部
1e,2e 円周溶接部
1f,2f 切欠き部
1g,2g 切欠き部
3 スパイダー
4 胴部
5 軸部
6 スパイダーピース
7 ニードル軸受
8 ニードル
9 カップ状外輪
9a 底面
10 シール受け面
11 カシメ部
1, 2
Claims (4)
前記ヨークの最大回転径は、ジョイント角が0度のとき、前記軸受の最大回転径以下になるように設定してあることを特徴とする十字軸自在継手。 In a cross shaft universal joint in which a cross shaft spider is mounted between a pair of yokes, and the shaft portion of the spider is fitted to the bearing hole of the yoke via a bearing,
The maximum rotational diameter of the yoke is set to be equal to or less than the maximum rotational diameter of the bearing when the joint angle is 0 degree.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2003406190A JP2005163971A (en) | 2003-12-04 | 2003-12-04 | Spider universal joint |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101279543B1 (en) | 2011-01-31 | 2013-07-05 | 효림산업 주식회사 | Roll staking universal joint and manufacture method of roll staking universal joint |
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2003
- 2003-12-04 JP JP2003406190A patent/JP2005163971A/en active Pending
Cited By (1)
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KR101279543B1 (en) | 2011-01-31 | 2013-07-05 | 효림산업 주식회사 | Roll staking universal joint and manufacture method of roll staking universal joint |
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