JP2007327593A - Universal joint, vehicular steering device, and universal joint manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、自在継手、この自在継手を備えた車両用操舵装置、及び自在継手の製造方法に関する。 The present invention relates to a universal joint, a vehicle steering device including the universal joint, and a method for manufacturing the universal joint.
例えば自動車の操舵装置において、コラム軸とステアリング軸とを繋ぐために、胴体部の側周面から四方へ突出した四つの軸部を有する十字軸と、前記軸部の外周面を転走する複数の転動体と、これら複数の転動体に外嵌した有底円筒状の軸受カップとを有した十字軸継手が用いられている。コラム軸とステアリング軸とのそれぞれの端部には一対の対向するヨークが設けられており、各ヨークに形成した軸受孔に、内周に複数の転動体を配列した軸受カップを介して、十字軸の軸部がその軸線回りに回動自在に支持されている。
このような十字軸継手を備えた継手構造において伝達トルクが大きくなると、転動体に滑りが生じトルク伝達不良によるガタツキが発生したり、脈動が発生したりする。
そこでこれを解決するために、例えば特許文献1、特許文献2に示しているように、従来では転動体と十字軸の軸部との間を締り嵌め状態とした構造が提案されている。
For example, in an automobile steering device, a cross shaft having four shaft portions protruding in four directions from the side peripheral surface of the body portion and a plurality of rolling on the outer peripheral surface of the shaft portion in order to connect the column shaft and the steering shaft. A cross joint having a rolling element and a bottomed cylindrical bearing cup externally fitted to the plurality of rolling elements is used. A pair of opposing yokes are provided at the respective end portions of the column shaft and the steering shaft, and a cross is formed through a bearing cup in which a plurality of rolling elements are arranged on the inner periphery in a bearing hole formed in each yoke. A shaft portion of the shaft is supported so as to be rotatable around the axis.
When the transmission torque is increased in such a joint structure having a cross shaft joint, the rolling element slips, causing rattling due to poor torque transmission or pulsation.
In order to solve this problem, as shown in, for example,
特許文献1、特許文献2の十字軸継手を備えた継手構造の組み立ては、図11に示しているように、ヨーク41の軸受孔42に十字軸43の軸部44を挿入した状態で、この軸部44の軸方向の外側から、内周に複数の転動体45を配列した軸受カップ46を軸部44に接近させ、軸受カップ46を軸受孔42に圧入しながら当該軸受カップ46内の転動体45を軸部44の先端部から外嵌させることで行う。この際、軸受カップ5は軸受孔42への圧入により縮径し、その内側にある転動体45と軸部44とが圧接した状態、つまり、前記締り嵌め状態としている。
The assembly of the joint structure including the cross shaft joints of
このように、ヨーク41の軸受孔42に十字軸43の軸部44を先に挿入した状態としてから、この軸部44と軸受孔42との間の環状の空間に、内周に複数の転動体45を配列した軸受カップ46を押し込んで組み立てる作業は、前記環状の空間が狭く、また、軸部44と軸受孔42とを同心に配置する必要があるため困難であり、軸受カップ46内にある転動体45と、軸部44の先端の角部47とが接触しやすい。さらに、軸受カップ46内の転動体45を軸部44に外嵌させる際に、軸受カップ46は軸受孔42への圧入によって縮径するため、その軸受カップ46内にある転動体45と、軸部44の先端の角部47とがさらに強く接触しやすく、転動面となる軸部44の外周面や転動体45に傷(圧痕)が付いたり変形したりするおそれがある。このように、軸部44の転動面や、転動体45に傷が生じると、継手構造の性能、耐久性を低下させてしまうおそれがある。
Thus, after the
そこでこの発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、組み立てが容易で、転動体と軸部とがその軸方向から強く接触して軸部や転動体を損傷させてしまうことを防止できる自在継手及び車両用操舵装置、並びに自在継手の製造方法を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and is easy to assemble and prevents the rolling element and the shaft part from coming into strong contact with each other in the axial direction and damaging the shaft part and the rolling element. An object of the present invention is to provide a universal joint, a vehicle steering device, and a method for manufacturing the universal joint.
前記目的を達成するためのこの発明の自在継手は、軸方向に延びる一対の対向したヨークを端部にそれぞれ有する第一軸と第二軸と、これら第一軸と第二軸とを前記ヨークにおいて連結する十字軸継手とを備え、前記十字軸継手は、胴体部の側周面から四方へ突出した四つの軸部を有する十字軸と、前記軸部の外周面を転走する複数の転動体と、これら転動体に外嵌している有底円筒状の軸受カップとを有し、前記ヨークのそれぞれは、前記軸受カップの外周面の一部に外嵌している抱持部と、この抱持部を前記軸方向の外側に向かって開口させ当該抱持部へ前記軸受カップを嵌入させるための開口部とを有するものである。 In order to achieve the above object, a universal joint of the present invention comprises a first shaft and a second shaft each having a pair of opposed yokes extending in the axial direction at the ends, and the first shaft and the second shaft. The cross shaft joint includes a cross shaft having four shaft portions protruding in four directions from the side peripheral surface of the body portion, and a plurality of rolling members that roll on the outer peripheral surface of the shaft portion. A moving body and a bottomed cylindrical bearing cup that is externally fitted to these rolling elements, each of the yokes being a holding part that is externally fitted to a part of the outer peripheral surface of the bearing cup; The holding portion is opened toward the outside in the axial direction, and has an opening portion for fitting the bearing cup into the holding portion.
この自在継手によれば、軸受カップの内周面に沿って配列した複数の転動体を、十字軸の軸部に外嵌させてから、この軸受カップの中心線に直交する方向と第一軸(第二軸)の軸方向とを同じにして当該軸受カップをヨークの開口部を通じて抱持部に嵌入することで、軸受カップをヨークに簡単に取り付けることができる。したがって、従来のようにヨークの軸受孔に十字軸の軸部を先に挿入してから、この軸部と軸受孔との間に、内周に複数の転動体を配列した軸受カップを押し込んで組み立てる必要がなく、転動体と軸部とがその軸方向から強く接触して軸部や転動体を損傷させてしまうことを防止できる。 According to this universal joint, a plurality of rolling elements arranged along the inner peripheral surface of the bearing cup are externally fitted to the shaft portion of the cross shaft, and then the direction perpendicular to the center line of the bearing cup and the first axis The bearing cup can be easily attached to the yoke by fitting the bearing cup into the holding portion through the opening of the yoke with the same (second shaft) axial direction. Therefore, the shaft portion of the cross shaft is first inserted into the bearing hole of the yoke as in the prior art, and then a bearing cup having a plurality of rolling elements arranged on the inner periphery is pushed between the shaft portion and the bearing hole. There is no need to assemble, and it is possible to prevent the rolling element and the shaft part from coming into strong contact with each other in the axial direction and damaging the shaft part and the rolling element.
また、前記自在継手において、前記開口部の開口寸法の拡大を規制する規制部材をさらに備えているのが好ましい。
これによれば、規制部材がヨークの開口部の開口寸法の拡大を規制することで、抱持部の拡大を防ぐことができる。これにより、抱持部における軸受カップの締め付け力が弱まることを防止でき、十字軸継手に作用するラジアル荷重をヨークに効果的に伝達できる。
Moreover, it is preferable that the universal joint further includes a restricting member that restricts the enlargement of the opening size of the opening.
According to this, since the restricting member restricts the enlargement of the opening size of the opening of the yoke, the holding portion can be prevented from being enlarged. Thereby, it can prevent that the fastening force of the bearing cup in a holding part weakens, and can transmit the radial load which acts on a cross joint to a yoke effectively.
また、この発明の車両用操舵装置は、ステアリング軸と、コラム軸と、前記ステアリング軸と前記コラム軸とを繋ぐための継手とを備え、前記継手が前記自在継手である。
これによれば、十字軸の軸部及びこの軸部の外周面を転走する転動体の損傷を防ぐことができることから、車両用操舵装置の品質、耐久性を向上させることができ、また、組み立てが容易となる。
The vehicle steering apparatus of the present invention includes a steering shaft, a column shaft, and a joint for connecting the steering shaft and the column shaft, and the joint is the universal joint.
According to this, since it is possible to prevent damage to the shaft portion of the cross shaft and the rolling elements that roll on the outer peripheral surface of the shaft portion, it is possible to improve the quality and durability of the vehicle steering device, Easy to assemble.
そして、この発明の自在継手の製造方法は、四つの軸部を有する十字軸、前記軸部の外周面を転走する複数の転動体、及び、これら転動体に外嵌する有底円筒状の軸受カップを有する十字軸継手を用いて、軸方向に延びる一対の対向したヨークを端部にそれぞれ有する第一軸と第二軸とを、当該ヨークにおいて連結する自在継手の製造方法において、前記一対のヨークとして、前記軸受カップの外周面の一部に外嵌する抱持部と、この抱持部を前記軸方向の外側に向かって開口させた開口部とを有するものを用い、前記軸受カップの内周面に沿って配列した前記複数の転動体を、前記十字軸の前記軸部に外嵌させた後、この軸受カップを前記軸方向に押圧して当該軸受カップを前記ヨークの前記開口部を通して前記抱持部に嵌入することにより行う。
これにより、転動体と軸部とがその軸方向から強く接触して軸部や転動体を損傷させてしまうことを防止でき、また、組み立てが容易となる。
And the manufacturing method of the universal joint of this invention is a cross shaft having four shaft portions, a plurality of rolling elements that roll on the outer peripheral surface of the shaft portion, and a bottomed cylindrical shape that is externally fitted to these rolling members. In the method of manufacturing a universal joint in which a first shaft and a second shaft each having a pair of opposing yokes extending in the axial direction at their ends are connected to each other using a cross joint having a bearing cup, the pair As the yoke, a bearing cup having a holding portion that fits outside a part of the outer peripheral surface of the bearing cup and an opening portion that opens the holding portion toward the outside in the axial direction is used. After the plurality of rolling elements arranged along the inner peripheral surface of the cross shaft are fitted on the shaft portion of the cross shaft, the bearing cup is pressed in the axial direction so that the bearing cup is opened in the opening of the yoke. By inserting into the holding part through the part Do.
Thereby, it can prevent that a rolling element and a shaft part contact strongly from the axial direction, and a shaft part and a rolling element will be damaged, and an assembly becomes easy.
また、この製造方法において、前記軸受カップの内周面に沿って配列した前記複数の転動体を、前記十字軸の前記軸部に隙間をもって外嵌させ、この軸受カップを前記ヨークの前記抱持部に嵌入した状態で当該軸受カップを縮径させ、前記転動体におけるラジアル隙間を負乃至ゼロとするのが好ましい。
このような方法によれば、転動体を軸部に対して隙間がある状態で外嵌させることから、転動体が軸部の端面の外周縁部などに強く接触することを抑制でき、軸部及び転動体の損傷をより一層効果的に防ぐことができる。そして、軸受カップを抱持部に嵌入することで当該軸受カップを縮径させ、この軸受カップ内にある転動体におけるラジアル隙間を負又はゼロの状態にできる。このようにして得られた自在継手は、伝達トルクが大きくなっても、転動体における滑りを抑えることができ、ガタツキや脈動の発生を抑制できる。
Further, in this manufacturing method, the plurality of rolling elements arranged along the inner peripheral surface of the bearing cup are externally fitted to the shaft portion of the cross shaft with a gap, and the bearing cup is held by the holding of the yoke. It is preferable that the diameter of the bearing cup is reduced in a state of being fitted into the portion so that the radial gap in the rolling element is negative or zero.
According to such a method, since the rolling element is externally fitted in a state where there is a gap with respect to the shaft portion, it is possible to suppress the rolling element from coming into strong contact with the outer peripheral edge portion or the like of the end surface of the shaft portion. In addition, damage to the rolling elements can be more effectively prevented. Then, by inserting the bearing cup into the holding portion, the diameter of the bearing cup is reduced, and the radial gap in the rolling element in the bearing cup can be set to a negative or zero state. The universal joint obtained in this way can suppress slippage in the rolling elements even when the transmission torque increases, and can suppress the occurrence of rattling and pulsation.
この発明によれば、先に軸受カップ内の複数の転動体を十字軸の軸部に外嵌させ、その後、この軸受カップをヨークに取り付けることができることから、転動体と軸部とがその軸方向から強く接触して転動体や軸部を損傷させてしまうことを防止でき、十字軸継手における品質、耐久性を向上させることができるとともに、自在継手の組み立てが容易となる。 According to the present invention, the plurality of rolling elements in the bearing cup can be first fitted onto the shaft portion of the cross shaft, and then the bearing cup can be attached to the yoke. It is possible to prevent the rolling elements and the shaft portion from being damaged due to strong contact from the direction, improving the quality and durability of the cross shaft joint, and facilitating the assembly of the universal joint.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図1はこの発明の十字軸継手を備えた自在継手の実施の一形態を示す側面図であり、図2は図1のII−II断面における断面図である。なお、図1の破線内は自在継手の組み立てを説明する図である。この自在継手Jは、例えば自動車の操舵装置において、ステアリング軸31とコラム軸32とを繋ぐために用いることができる。図1の形態では、両軸31,32の間に中間軸33が介在し、この中間軸33とステアリング軸31とを端部において連結、及び、中間軸33とコラム軸32とを端部において連結するために、それぞれ十字軸継手10が設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a universal joint having a cross joint according to the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II-II of FIG. In addition, the inside of the broken line of FIG. 1 is a figure explaining assembly of a universal joint. The universal joint J can be used for connecting the
ステアリング軸31の端部には、その軸方向に延びる一対の対向したヨーク21,22が設けられており、中間軸33の端部には、その軸方向に延びる一対の対向したヨーク23,24が設けられている。そして、これらヨーク21,22,23,24において中間軸33とステアリング軸31とを十字軸継手10を用いて連結している
十字軸継手10は、胴体部2の側周面から四方へ突出した四つの軸部3を有する十字軸1と、前記軸部3の外周面3aを転走する複数の転動体としてのニードルローラ6と、これら複数のニードルローラ6に外嵌している有底円筒状の軸受カップ5とを有している。
A pair of
十字軸1は鋼製であり、胴体部2と四つの軸部3とは鍛造により一体成形されている。軸受カップ5は、円筒部8aと、この円筒部8aの端部と連続している段付き形状の円板部8bとを有して、有底円筒状である。そして、円筒部8aの内周面が軌道面となる。ニードルローラ6及び軸受カップ5は鋼製である。
The
そして、前記ヨーク21,22,23,24のそれぞれにおいて、内周に複数のニードルローラ6を配列した有底円筒状の軸受カップ5を介して、十字軸1の各軸部3がその軸線回りに回動自在に支持されている。なお、中間軸33とコラム軸32との間における構造も同様であり、説明を省略する。
In each of the
図3は、ステアリング軸31の端部における一対のヨーク21,22と、これらに取り付けられた十字軸継手10とを説明する斜視図である。また、図4と図5は、これら一対のヨーク21,22と、十字軸継手10との取り付け方法を説明する図である。
一対のヨーク21,22は、ステアリング軸31の端部から軸方向の外側へ向かって突出し、所定間隔を有して対向するように形成されている。そして、ヨーク21,22のそれぞれの縦断面形状をU字形としている。具体的に説明すると、ヨーク21,22のそれぞれは、基端側に、軸受カップ5を抱持(支持)する内面11aを有した抱持部11を備えており、さらに、その先端側に、前記抱持部11の内面11aを軸方向外側(図3では上側)に向かって開口させている開口部12を有し、U字形としている。なお、中間軸32側の一対のヨーク23,24についても同じ形状である。
FIG. 3 is a perspective view for explaining the pair of
The pair of
抱持部11は、十字軸継手10の軸受カップ5の外周面の一部に外嵌することで当該軸受カップ5を抱持する部分であり、開口部12は、軸受カップ5を抱持部11へ嵌入させるためにヨーク21,22のそれぞれの先端側を開口させた部分である。図4と図5に示しているように、抱持部11の内面11aは、軸受カップ5の外周面に密着して嵌合する円弧形状を有している。この内面11aは、軸受カップ5の外周面の全周のうちの、開口部12側を除いて、50%よりも大きくかつ75%以下の範囲で密着し、この範囲で抱持部11は軸受カップ5の外周面に外嵌する。また、抱持部11における内面11aは、一対のヨーク21,22において、同一の円弧面上に形成されている。
The holding
ヨーク21,22のそれぞれの先端側の開口部12は、一対の対向する開口面12aを有している。そして、抱持部11の内面11aの周方向両端部のそれぞれが、開口部12の開口面12aのそれぞれと連続している。
このように、ヨーク21,22のそれぞれにおいて、前記内面11aを形成している部分を抱持部11とし、この抱持部11の左右両側に離れて存在し一対の前記開口面12aをそれぞれ形成している部分を第一先端部16及び第二先端部17とし、これら第一先端部16と第二先端部17との間を開口部12としている。
The
As described above, in each of the
図4の組み立て前の状態において、開口部12における一対の対向する開口面12a,12a間の開口寸法L1は、抱持部11の内面11aの直径D1よりも小さい(L1<D1)。また、この内面11aの直径D1と、軸受カップ5の直径d1とは、略同一、乃至、内面11aの直径D1を軸受カップ5の直径d1よりも僅かに小さくしている(D1<d1)。なお、内面11aの直径D1を軸受カップ5の直径d1よりも僅かに小さくしている場合(D1<d1の場合)、軸受カップ5が抱持部11に取り付けられた状態で、軸受カップ5と抱持部11との間を締り嵌めの状態とできる。
4, the opening dimension L1 between the pair of opposed opening
また、この自在継手は、組み立て後の状態において、ヨーク21,22のそれぞれにおける開口部12の開口寸法L2(図5参照)の拡大を規制する規制部材7を備えている。
図3〜図5に示している規制部材7は、ヨーク21,22のそれぞれの第一先端部16及び第二先端部17に形成した貫通孔13a,13bを挿通するピン部材26である。ピン部材26は一本の金属部材を折り返して形成したものであり、ピン部材26の折り返し部分である一端部26bは、寸法が拡大している(膨出している)ことで第二先端部17の外側面17aに引っ掛かり、ピン部材26は抜け止めされる。折り返し部分と反対の他端部26aについては、当該ピン部材26の挿通後に寸法を拡大させる(巻回する)ことで、その拡大部が第一先端部16の外側面16aに引っ掛かりピン部材26は抜け止めされる。そして、第一先端部16及び第二先端部17を挿通したピン部材26の両端部26a,26bが、当該第一先端部16の外側面16a及び第二先端部17の外側面17aに引っ掛かることで、開口部12の開口寸法L2の拡大を規制している。
In addition, this universal joint includes a regulating
The
以上の実施の形態による自在継手の製造方法について説明する。
まず図6に示しているように、軸受カップ5の内周面に沿って複数のニードルローラ6を配列し、これを十字軸1の軸部3に外嵌させる。この際、軸受カップ5内の複数のニードルローラ6を、十字軸1の軸部3に隙間gをもって外嵌させる。
次に、図1と図4に示しているように、この軸受カップ5を、ステアリング軸31の軸方向に押圧して、当該軸受カップ5を、ヨーク21,22のそれぞれの開口部12を通して抱持部11に嵌入する。すなわち、この軸受カップ5の径方向(中心線C1に直交する方向:矢印A方向)とステアリング軸31の軸方向(矢印B方向)とを同じ方向に向けて、当該軸受カップ5を、ヨーク21,22のそれぞれの開口部12を通して抱持部11に嵌入する。この際、開口部12における開口寸法L1は軸受カップ5の直径d1よりも小さくされているため、第一先端部16と第二先端部17とが相互離れる方向へ弾性変形させることによって、軸受カップ5を開口部12から抱持部11へ押し入れる。
The manufacturing method of the universal joint by the above embodiment is demonstrated.
First, as shown in FIG. 6, a plurality of
Next, as shown in FIGS. 1 and 4, the bearing
これにより、軸受カップ5の外周面のうち開口部12側を除いた部分を抱持部11が抱持した状態となる。そして、前記ピン部材26をヨーク21,22の先端側に取り付ける。つまり、ピン部材26を貫通孔13b,13aに挿通させ、その一端部26bを第二先端部17の外側面17aに当接させ、他端部26aを巻回により拡大させる。これにより、第一先端部16及び第二先端部17を貫通したピン部材26の両端部26a,26bが、当該第一先端部16の外側面16a及び第二先端部17の外側面17aに引っ掛かることで、開口部12の開口寸法の拡大を規制する。
Thereby, the holding
さらに、ピン部材26の他端部26a側の巻回量を増やすことで、開口部12を所定の開口寸法L2まで狭くすることにより、ヨーク21,22の抱持部11に嵌入した軸受カップ5をその内面11aによって径方向から締め付け、当該軸受カップ5を縮径させる。これにより、図6において、十字軸1の軸部3にニードルローラ6を外嵌させる際に、両者の間に隙間gを持たせていたが、軸受カップ5を縮径させることで、その内周側にあるニードルローラ6におけるラジアル隙間を負とし、当該ラジアル隙間を所望の値とできる。つまり、ニードルローラ6と十字軸1の軸部3の外周面との間、及びニードルローラ6と軸受カップ5の内周面との間を締り嵌めの状態とできる。
Furthermore, by increasing the amount of winding of the
そして、ニードルローラ6におけるラジアル隙間を所望の値とした状態で、ピン部材26の他端部26a側の巻回部を溶接(スポット溶接)等によって固定することで、開口部12の開口寸法L2が維持され、開口寸法L2の拡大が規制される。これにより、十字軸継手10にラジアル荷重が作用しても、抱持部11における軸受カップ5の締め付け力が弱まることを防止でき、当該ラジアル荷重をヨーク21,22に効果的に伝達できる。
Then, with the radial gap in the
さらに、図2に示しているように、ヨーク21,22のそれぞれにおいて、軸受カップ5を抱持部11へ嵌入した状態としてから、抱持部11の一部において内面11aから径方向内方へ突出させるようにかしめ加工を行い(塑性変形させ)、そのかしめ部19aを軸受カップ5の軸方向外側の端面の外周縁部に接触させる。これにより、軸受カップ5が抱持部11の内面11aから軸方向外側へ抜け出ることを防止できる。
または、前記かしめ加工を行う他に、ヨーク21,22のそれぞれにおいて、抱持部11の内面11aから径方向内方へ突出させた突出部19bを予め形成しておき、その後、前記のとおり、この抱持部11に軸受カップ5を開口部12から嵌入してもよい。この場合、軸受カップ5をヨーク21,22に取り付けてからかしめ加工を行う必要がなく、組み立てが容易となり、また、かしめ加工の際に、大きな荷重が軸受カップ5に作用して当該軸受カップ5が破損してしまうことを防止できる。
Further, as shown in FIG. 2, in each of the
Alternatively, in addition to performing the caulking process, in each of the
また、抱持部11はその内面11aにおいて、軸受カップ5の外周面の全周のうち開口部12側を除いた範囲であって、50%よりも大きい範囲で当該軸受カップ5に外嵌していることから、軸受カップ5が開口部12から外へ抜け出ることを防ぎ、さらに、ピン部材26(規制部材7)が開口部12の口開きを抑制していることから、軸受カップ5が開口部12から外へ抜け出ることを、より一層効果的に防ぐことができる。
以上のように、十字軸継手10をステアリング軸31のヨーク21,22に取り付けることができる。なお、この十字軸継手10と中間軸32のヨーク23,24との取り付け方法は前記と同様であり、その説明を省略する。
Further, the holding
As described above, the cross joint 10 can be attached to the
図7と図8は、この発明の自在継手の他の実施の形態を示す図である。この実施の形態は前記実施の形態と比べて規制部材7の形態が異なり、その他については同じである。すなわち、図7と図8の規制部材7を、ヨーク21,22のそれぞれの第一先端部16と第二先端部17との先端部間を連結している金属製の連結部材27としている。
具体的に説明すると、図8において、第一先端部16の先端と第二先端部17の先端とに、軸方向外側へ開口した孔部14a,14bを形成している。そして、連結部材27は、第一先端部16の孔部14aに圧入して固定する第一片27aと、第二先端部17の孔部14bに圧入して固定する第二片27bと、これら第一片27aと第二片27bとを連結した連結片27cとを有している。
7 and 8 are views showing another embodiment of the universal joint of the present invention. This embodiment is different from the previous embodiment in the form of the restricting
More specifically, in FIG. 8, holes 14 a and 14 b opened outward in the axial direction are formed at the tip of the
この実施の形態における自在継手の製造方法についても、前記実施形態と同様であり、軸受カップ5の内周面に沿って配列した複数のニードルローラ6を、十字軸1の軸部3に外嵌させてから(図6参照)、この軸受カップ5をステアリング軸31の軸方向に押圧して当該軸受カップ5をヨーク21,22の開口部12を通して抱持部11に嵌入する。そして、ヨーク21,22のそれぞれにおいて、前記連結部材27を第一先端部16と第二先端部17とに跨って取り付ける。
The manufacturing method of the universal joint in this embodiment is also the same as that of the above embodiment, and a plurality of
連結部材27における第一片27aと第二片27bとの間隔は、ヨーク21,22のそれぞれにこの連結部材27を取り付けることで、開口部12の開口寸法を、取り付ける前の状態よりも小さくでき、これにより、抱持部11の内面11aによって軸受カップ5を締め付けて当該軸受カップ5を縮径させ、ニードルローラ6におけるラジアル隙間を所望の値とできるように設定されているのが好ましい。これにより、連結部材27をヨーク21,22に取り付けることで、ニードルローラ6におけるラジアル隙間を所望の値として付与することができ、製造が容易となる。
The distance between the
図9と図10は、この発明の自在継手の別の実施の形態を示す図である。この実施の形態は図7と図8の実施の形態と比べて規制部材7の形態が異なり、その他については同じである。すなわち、図9と図10の規制部材7を、ヨーク21,22のそれぞれの第一先端部16と第二先端部17とを連結しているブロック形状の蓋部材28としている。
具体的に説明すると、この蓋部材28は、第一先端部16に外嵌する第一孔部28aと、第二先端部17に外嵌する第二孔部28bとを有している。なお、第一孔部28a、第二孔部28bに対して、第一先端部16、第二先端部17を圧入して固定する。
9 and 10 are views showing another embodiment of the universal joint of the present invention. This embodiment is different from the embodiment of FIGS. 7 and 8 in the form of the restricting
More specifically, the
この実施の形態における自在継手の製造方法についても、前記実施形態と同様であり、軸受カップ5の内周面に沿って配列した複数のニードルローラ6を、十字軸1の軸部3に外嵌させてから(図6参照)、この軸受カップ5をステアリング軸31の軸方向に押圧して当該軸受カップ5をヨーク21,22の開口部12を通して抱持部11に嵌入する。そして、ヨーク21,22のそれぞれにおいて、前記蓋部材28を第一先端部16と第二先端部17とに跨って取り付ける。
The manufacturing method of the universal joint in this embodiment is also the same as that of the above embodiment, and a plurality of
蓋部材28の第一孔部28aと第二孔部28bとの間隔は、ヨーク21,22のそれぞれにこの蓋部材28を取り付けることで、開口部12の開口寸法を、取り付ける前の状態よりも小さくでき、これにより、抱持部11の内面11aによって軸受カップ5を締め付けて当該軸受カップ5を縮径させ、ニードルローラ6におけるラジアル隙間を所望の値とできるように設定されているのが好ましい。これにより、蓋部材28をヨーク21,22に取り付けることで、ニードルローラ6におけるラジアル隙間を所望の値として付与することができ、製造が容易となる。
The distance between the
さらに図9と図10の実施の形態では、蓋部材28を金属製とし、蓋部材28における第一と第二孔部28a,28b間の部分の横断面積を大きくすると、具体的には、抱持部11における最薄部30(図10参照)における横断面積以上とすることで、当該蓋部材28の剛性をヨーク21,22と同程度乃至それ以上に高めることができる。これにより、十字軸継手10に大きなラジアル荷重が作用して、ヨーク21,22における開口部12の開口寸法が広がる変形が生じようとしても、この蓋部材28によって前記変形を抑制することができ、ニードルローラ6における締り嵌めの状態を維持することができる。
Furthermore, in the embodiment of FIGS. 9 and 10, when the
以上の前記各実施の形態によれば、自在継手の組み立てにおいて、まず、図6に示したように、軸受カップ5の内周面に沿って配列した複数のニードルローラ6を、十字軸1の軸部3に対して隙間gがある状態で外嵌させ、その後、図1に示したように、この軸受カップ5を、ステアリング軸31の軸方向に押圧してヨーク21,22の開口部12を通して抱持部11に嵌入することで、軸受カップ5をヨーク21,22に取り付けることができる。このように、先に軸受カップ5内に複数配列したニードルローラ6を十字軸1の軸部3に外嵌させてから、この軸受カップ5をヨーク21,22に取り付けることができるため、図11で示した従来のように、ヨーク41の軸受孔42に十字軸43の軸部44を先に挿入した状態としてから、この軸部44と軸受孔42との間の狭い環状の空間に、内周に複数のニードルローラ45を配列した軸受カップ46を押し込んで組み立てる必要がなく、さらに、軸受孔42に圧入することで縮径する軸受カップ46内にある複数のニードルローラ45を、軸部44にむりやり外嵌させる必要がなく、この発明によれば、ニードルローラ6と軸部3とがその軸方向から強く接触してニードルローラ6や軸部3を損傷させてしまうことを防止できる。
According to each of the above embodiments, in assembling the universal joint, first, as shown in FIG. 6, the plurality of
さらに、この発明によれば、十字軸1の軸部3に、軸受カップ5内のニードルローラ6を外嵌させる際、これらの間に隙間g(図6参照)を設けていることから、軸部3にニードルローラ6を外嵌する作業は容易となる。また、ヨークの先端側の開口部12を拡大させるように弾性変形させて、十字軸継手10の軸受カップ5を抱持部11へ嵌入することで、当該十字軸継手10をヨークの所定位置に取り付けることができる。このように、この発明によれば、十字軸継手10の組み立てが簡単となり、また、大きなプレスなどの大型設備は不要であり、製造コストの低減が図れる。
Further, according to the present invention, when the
そして、軸受カップ5を抱持部11に嵌入した状態で、前記規制部材7をヨークに取り付けることで当該軸受カップ5を縮径させ、この軸受カップ5内にあるニードルローラ6におけるラジアル隙間を負の状態にできる。したがって、図1に示しているように、このような自在継手を用いて、ステアリング軸31と中間軸23とを連結し、この中間軸23とコラム軸32とを連結した車両用操舵装置によれば、ニードルローラ6におけるラジアル隙間を負の状態にできることから、ニードルローラ6と十字軸1の軸部3との間、ニードルローラ6と軸受カップ5との間において滑りが生じることを抑制でき、トルク伝達不良によるガタツキや脈動の発生を防止でき、良好な操舵感を得ることができる。そして、組み立ての際に、軸部3やニードルローラ6を損傷させてしまうことを防止できることから、車両用操舵装置の品質、耐久性を向上させることができる。
Then, with the bearing
また、本発明は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良い。前記実施の形態では、ニードルローラ6におけるラジアル隙間を負とする場合について説明したが、このラジアル隙間をゼロとする構成であってもよい。また、前記規制部材7を、図5で示したピン部材26の代わりにボルトナット(図示せず)とすることができる。さらに、軸受カップ5がヨークから抜け出ることを防止するために、図2の実施の形態では、ヨークにかしめ部19aや突出部19bを形成する場合について説明したが、これ以外として、規制部材7(連結部材27または蓋部材28)に、軸受カップ5側へ延びる(図7と図9の二点鎖線で示している)抜け止め部29を形成してもよい。この抜け止め部29は、軸受カップ5がその軸方向の外側へ抜け出ようとすると、当該軸受カップ5と接触することができ、当該軸受カップ5がヨークから抜け出ることを防止できる。
Further, the present invention is not limited to the illustrated form, and may be other forms within the scope of the present invention. In the above embodiment, the case where the radial gap in the
1 十字軸
2 胴体部
3 軸部
3a 外周面
5 軸受カップ
6 ニードルローラ(転動体)
7 規制部材
10 十字軸継手
11 抱持部
12 開口部
21,22,23,24 ヨーク
31 ステアリング軸(第二軸)
32 コラム軸(第二軸)
33 中間軸(第一軸)
DESCRIPTION OF
7
32 Column axis (second axis)
33 Intermediate shaft (first shaft)
Claims (5)
前記十字軸継手は、胴体部の側周面から四方へ突出した四つの軸部を有する十字軸と、前記軸部の外周面を転走する複数の転動体と、これら転動体に外嵌している有底円筒状の軸受カップと、を有し、
前記ヨークのそれぞれは、前記軸受カップの外周面の一部に外嵌している抱持部と、この抱持部を前記軸方向の外側に向かって開口させ当該抱持部へ前記軸受カップを嵌入させるための開口部と、を有することを特徴とする自在継手。 A first shaft and a second shaft each having a pair of opposing yokes extending in the axial direction at the ends, and a cross joint coupling the first shaft and the second shaft at the yoke,
The cross shaft joint includes a cross shaft having four shaft portions protruding in four directions from the side peripheral surface of the body portion, a plurality of rolling elements that roll on the outer peripheral surface of the shaft portion, and an outer fit to the rolling members. A bottomed cylindrical bearing cup, and
Each of the yokes has a holding part fitted on a part of the outer peripheral surface of the bearing cup, and the holding part is opened toward the outside in the axial direction so that the bearing cup is inserted into the holding part. And a universal joint having an opening for insertion.
前記一対のヨークとして、前記軸受カップの外周面の一部に外嵌する抱持部と、この抱持部を前記軸方向の外側に向かって開口させた開口部とを有するものを用い、
前記軸受カップの内周面に沿って配列した前記複数の転動体を、前記十字軸の前記軸部に外嵌させた後、
この軸受カップを前記軸方向に押圧して当該軸受カップを前記ヨークの前記開口部を通して前記抱持部に嵌入することを特徴とする自在継手の製造方法。 Using a cross shaft having four shaft portions, a plurality of rolling elements that roll on the outer peripheral surface of the shaft portion, and a cross shaft joint having a bottomed cylindrical bearing cup that is externally fitted to the rolling members, In a method for manufacturing a universal joint, in which a first shaft and a second shaft, each having a pair of opposing yokes extending in the direction, are connected at the yoke,
As the pair of yokes, those having a holding part that fits outside a part of the outer peripheral surface of the bearing cup and an opening part that opens the holding part toward the outside in the axial direction are used.
After the plurality of rolling elements arranged along the inner peripheral surface of the bearing cup are externally fitted to the shaft portion of the cross shaft,
A method for manufacturing a universal joint, comprising: pressing the bearing cup in the axial direction and inserting the bearing cup into the holding portion through the opening of the yoke.
この軸受カップを前記ヨークの前記抱持部に嵌入した状態で当該軸受カップを縮径させ、前記転動体におけるラジアル隙間を負乃至ゼロとする請求項4に記載の自在継手の製造方法。 The plurality of rolling elements arranged along the inner peripheral surface of the bearing cup are externally fitted with a gap to the shaft portion of the cross shaft,
The method for manufacturing a universal joint according to claim 4, wherein the diameter of the bearing cup is reduced in a state in which the bearing cup is fitted in the holding portion of the yoke, and the radial gap in the rolling element is set to be negative or zero.
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