JP2008069817A - Connecting structure for universal coupling - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自在継手の連結構造に係り、例えば自動車のステアリング装置等に好適に用い得る自在継手の連結構造に関する。
に関する。
The present invention relates to a universal joint connection structure, and more particularly to a universal joint connection structure that can be suitably used in, for example, an automobile steering device.
About.
例えば、自動車のステアリング装置においては、ステアリングホイールの操作に伴って回転するステアリングシャフトの動きを十字軸式の自在継手(ユニバーサルジョイント)を介して、ステアリングギヤの入力軸に伝達する構成である。
この種の自在継手の連結構造では、円筒状のシャフトと、そのシャフトを締め付けて固定するための締付部を有するヨークと、を備えている。そして、シャフトおよびヨークの締付部は、相互が、セレーションまたはスプライン等によって周方向への移動が拘束されるように結合(係合)されるとともに、シャフトがヨークの締付部によって、ボルトで締め付けられるようになっている(例えば特許文献1ないし2参照)。
For example, an automobile steering device is configured to transmit the movement of a steering shaft that rotates in accordance with the operation of a steering wheel to an input shaft of a steering gear via a cross-shaped universal joint (universal joint).
This type of universal joint connection structure includes a cylindrical shaft and a yoke having a fastening portion for fastening and fixing the shaft. The shaft and yoke tightening portions are coupled (engaged) with each other so that the movement in the circumferential direction is restricted by serrations or splines, etc., and the shaft is bolted by the yoke tightening portion. It can be tightened (see, for example,
例えば特許文献1に記載の技術では、図7に例示するように、シャフト110の被締付部111には、その外周面にセレーション111aが加工されている。さらに、この被締付部111には、その被締付部111を締め付けるためのボルトが挿通される位置を通る外周面に、その軸の全周に亘ってボルトを挿通可能な溝111bが形成される。そのため、この溝111bが形成される部分では、セレーション111aが軸の全周に亘って切り欠かれている(例えば同公報での図1参照)。
For example, in the technique described in
また、特許文献2に記載の技術では、例えば図8に例示するように、シャフト120は、その被締付部112を締め付けるためのボルトが挿通される位置に、ボルトの挿通方向に沿って直線的にその一部を切り欠いた切り欠き部112bが形成されている。そして、この切り欠き部112bにボルトが挿通されるようになっている(例えば同公報での図4参照)。
Further, in the technique described in Patent Document 2, for example, as illustrated in FIG. 8, the
そして、上記いずれの特許文献においても、ヨークの締付部の軸直方向から、シャフトの切り欠かれた部分に沿ってボルトを挿通し、このボルトによって、シャフトの被締付部を締め付け可能になっている。
しかしながら、例えば特許文献1に記載の技術のように、シャフトに対し、その被締付部の全周に亘って切り欠かれた部分を設けると、その分だけシャフトの被締付部およびヨークの締付部相互のセレーションまたはスプライン等による嵌合長が短くなるので、シャフトを保持するための保持力が低下するという問題がある。なお、その保持力の低下を抑えるために、例えばセレーション等の加工の公差を厳しくしたり、シャフトおよびヨークのセレーションを、出来栄えによってランク分けし、それぞれ適当なものを選んで組み合わせたりすることも考えられるものの、この場合には、そのための工程を要するなど、コスト面において不利である。また、スプラインを長くして嵌合長を長くすることも考えられるが、レイアウト上の制限を受けてしまう。
However, for example, as in the technique described in
一方、例えば特許文献2に記載の技術のように、被締付部の一部に、ボルトの挿通方向に沿って直線的な切り欠きを設ければ、被締付部の全周に亘って切り欠かれた部分を設けたものと比べて、保持力の低下を抑制可能なものの、シャフトおよびヨーク相互の装着位置が切り欠きの形成位置によって制限されるので、シャフトの周方向での位置(以下、シャフトの周方向での位置を、「位相」ともいう)がずれた場合には、ボルトを組み付けられなくなるという問題がある。 On the other hand, for example, as in the technique described in Patent Document 2, if a straight notch is provided along a bolt insertion direction in a part of the tightened portion, the entire periphery of the tightened portion is provided. Although it is possible to suppress a decrease in holding force as compared with a notched portion, the mounting position between the shaft and the yoke is limited by the notch forming position, so the position in the circumferential direction of the shaft ( Hereinafter, when the position of the shaft in the circumferential direction is also referred to as “phase”, there is a problem that the bolt cannot be assembled.
つまり、例えば図9に例示するように、シャフトの被締付部112の一部に、ボルト13の挿通方向に沿った直線的な切り欠き112bを設けた場合、シャフトの位相が所期の位置VLであれば、同図(a)に示すように組み付け可能である。しかし、そのセレーション112aの歯数が例えば36枚のとき、シャフトの位相が仮に所期の位置VLから角度θがわずか10°(歯数1枚分)でもずれると、同図(b)に例示するように、符号Xで示す部分に干渉が生じるので、位相がずれることでボルト13の組み付けが不可能になる。つまり、シャフトおよびヨーク相互を結合できる位置は、極狭い範囲に制限されるので、その製造の際の組み付け作業において、シャフトの位相を正確に確認してからヨークに装着するという手間を要する。そのため、組み付け作業の能率がその分低下する。したがって、やはりコスト面において不利である。
That is, for example, as illustrated in FIG. 9, when a
そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであって、シャフトとヨークとの結合部分での、保持力の低下を抑制するとともに、組み付け性を向上させ得る自在継手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 such a problem, and a universal joint capable of suppressing a decrease in holding force at the joint portion between the shaft and the yoke and improving the assemblability. It is intended to provide.
上記課題を解決するために、本発明のうち第一の発明は、円筒状のシャフトと、そのシャフトを締め付けて固定するための締付部を有するヨークと、を備え、前記シャフトおよびヨークの締付部は、相互の周方向での移動を拘束可能に係合するセレーション部またはスプライン部をそれぞれに有するとともに、前記シャフトがヨークの締付部によってボルトで締め付けられるようになっている自在継手の連結構造であって、前記シャフトは、前記ボルトが挿通される位置を通る外周面に、前記セレーション部またはスプライン部が形成されている部分と、前記ボルトを挿通可能なボルト挿通溝がその周方向に沿って形成されている部分と、をそれぞれ有することを特徴としている。 In order to solve the above problems, a first invention of the present invention comprises a cylindrical shaft and a yoke having a tightening portion for tightening and fixing the shaft, and the shaft and the yoke are tightened. Each of the attachment portions has a serration portion or a spline portion that engages with each other so as to restrain movement in the circumferential direction, and the shaft is bolted by a fastening portion of the yoke. In the connecting structure, the shaft includes a portion in which the serration portion or the spline portion is formed on an outer peripheral surface passing through a position where the bolt is inserted, and a bolt insertion groove into which the bolt can be inserted in the circumferential direction. And a portion formed along the line.
本発明に係る自在継手の連結構造によれば、シャフトには、ボルトが挿通される位置を通る外周面に、セレーション部またはスプライン部と、ボルト挿通溝と、がそれぞれ形成されているので、全周に亘って切り欠かれた部分を設けたものと比べて、保持力の低下は抑制される。さらに、そのボルト挿通溝は、シャフトの周方向に沿ってボルトを挿通可能なように形成されているので、その挿通可能に形成されている範囲でシャフトの位相をずらすことが可能である。そのため、シャフトの一部にボルトの挿通方向に沿ってのみ切り欠きを設けたものと比べて、組み付け性を向上させることができる。 According to the universal joint connection structure of the present invention, the shaft is formed with a serration portion or a spline portion and a bolt insertion groove on the outer peripheral surface passing through the position where the bolt is inserted. A decrease in holding force is suppressed as compared with the case where a portion cut out over the circumference is provided. Furthermore, since the bolt insertion groove is formed so that the bolt can be inserted along the circumferential direction of the shaft, the phase of the shaft can be shifted within the range in which the bolt can be inserted. Therefore, the assemblability can be improved as compared with the case where a cutout is provided only in the insertion direction of the bolt in a part of the shaft.
また、本発明のうち第二の発明は、円筒状のシャフトと、そのシャフトを締め付けて固定するための締付部を有するヨークと、を備え、前記シャフトおよびヨークの締付部は、相互の周方向での移動を拘束可能に係合するセレーション部またはスプライン部をそれぞれに有するとともに、前記シャフトがヨークの締付部によってボルトで締め付けられるようになっている自在継手の連結構造であって、前記シャフトは、前記ボルトが挿通される位置を通る外周面の一部に、その周方向に沿って前記ボルトを挿通可能なボルト挿通溝が形成されており、当該ボルト挿通溝以外の部分が、前記セレーション部またはスプライン部になっていることを特徴としている。 The second aspect of the present invention includes a cylindrical shaft and a yoke having a tightening portion for tightening and fixing the shaft, and the shaft and the tightening portion of the yoke are mutually connected. A joint structure of universal joints, each having a serration part or a spline part engaging with movement in the circumferential direction so as to be restrained, and wherein the shaft is tightened with a bolt by a tightening part of a yoke, The shaft has a bolt insertion groove through which the bolt can be inserted along the circumferential direction in a part of an outer peripheral surface passing through a position where the bolt is inserted, and a portion other than the bolt insertion groove is It is the serration part or the spline part.
本発明に係る自在継手の連結構造によれば、シャフトには、ボルトが挿通される位置を通る外周面に、ボルト挿通溝が形成されており、このボルト挿通溝は、その周方向の一部に形成されているので、全周に亘って切り欠かれた部分を設けたものと比べて、保持力の低下は抑制される。さらに、そのボルト挿通溝は、周方向に沿ってボルトを挿通可能なように形成されているので、その挿通可能に形成されている範囲でシャフトの位相をずらすことが可能である。そのため、被締付部の一部にボルトの挿通方向に沿ってのみ切り欠きを設けたものと比べて、組み付け性を向上させることができる。 According to the universal joint coupling structure of the present invention, the shaft has a bolt insertion groove formed on the outer peripheral surface passing through the position where the bolt is inserted, and the bolt insertion groove is a part of the circumferential direction. Therefore, a decrease in holding force is suppressed as compared with the case where a portion cut out over the entire circumference is provided. Further, since the bolt insertion groove is formed so that the bolt can be inserted along the circumferential direction, the phase of the shaft can be shifted within the range in which the bolt can be inserted. Therefore, the assemblability can be improved as compared with the case where a part of the tightened portion is notched only along the bolt insertion direction.
また、本発明のうち第三の発明は、円筒状のシャフトと、そのシャフトを締め付けて固定するための締付部を有するヨークと、を備え、前記シャフトおよびヨークの締付部は、相互の周方向での移動を拘束可能に係合するセレーション部またはスプライン部をそれぞれに有するとともに、前記シャフトがヨークの締付部によってボルトで締め付けられるようになっている自在継手の連結構造であって、前記シャフトには、前記ボルトが挿通される位置を通る外周面の一部のみに、ボルトを挿通可能なボルト挿通溝が形成されており、さらに、当該ボルト挿通溝は、前記シャフトおよびヨークの締付部相互の前記セレーション部またはスプライン部の周方向での係合位置の移動を許容する許容範囲を有して形成されていることを特徴としている。 The third aspect of the present invention includes a cylindrical shaft and a yoke having a tightening portion for tightening and fixing the shaft, and the shaft and the tightening portion of the yoke are mutually connected. A joint structure of universal joints, each having a serration part or a spline part engaging with movement in the circumferential direction so as to be restrained, and wherein the shaft is tightened with a bolt by a tightening part of a yoke, The shaft has a bolt insertion groove through which a bolt can be inserted only in a part of the outer peripheral surface that passes through the position where the bolt is inserted, and the bolt insertion groove is further tightened between the shaft and the yoke. It is characterized in that it is formed with an allowable range that allows movement of the engagement position in the circumferential direction of the serration portion or spline portion between the attachment portions.
本発明に係る自在継手の連結構造によれば、シャフトには、ボルトが挿通される位置を通る外周面に、ボルト挿通溝が形成されており、このボルト挿通溝は、その周方向の一部に形成されているので、全周に亘って切り欠かれた部分を設けたものと比べて、保持力の低下は抑制される。さらに、そのボルト挿通溝は、シャフトおよびヨークの締付部相互のセレーション部またはスプライン部の周方向での係合位置の移動を許容する許容範囲を有して形成されているので、その許容範囲内でシャフトの位相をずらしても、ボルトを挿通可能である。そのため、被締付部の一部にボルトの挿通方向に沿ってのみ切り欠きを設けたものと比べて、組み付け性を向上させることができる。 According to the universal joint coupling structure of the present invention, the shaft has a bolt insertion groove formed on the outer peripheral surface passing through the position where the bolt is inserted, and the bolt insertion groove is a part of the circumferential direction. Therefore, a decrease in holding force is suppressed as compared with the case where a portion cut out over the entire circumference is provided. Further, the bolt insertion groove is formed with an allowable range allowing the movement of the engagement position in the circumferential direction of the serration portion or the spline portion between the tightening portions of the shaft and the yoke. Bolts can be inserted even if the phase of the shaft is shifted. Therefore, the assemblability can be improved as compared with the case where a part of the tightened portion is notched only along the bolt insertion direction.
また、本発明のうち第四の発明は、円筒状のシャフトと、そのシャフトを締め付けて固定するための締付部を有するヨークと、を備え、前記シャフトおよびヨークの締付部は、相互の周方向での移動を拘束可能に係合するセレーション部またはスプライン部をそれぞれに有するとともに、前記シャフトがヨークの締付部によってボルトで締め付けられるようになっている自在継手の連結構造であって、前記シャフトには、前記ボルトが挿通される位置を通る外周面の一部のみに、ボルトを挿通可能なボルト挿通溝が形成されており、さらに、当該ボルト挿通溝は、前記シャフトおよびヨークの締付部相互の前記セレーション部またはスプライン部の周方向での係合位置の移動を許容する許容範囲を有する凸の円弧部と、その凸の円弧部の両側それぞれに設けられて当該凸の円弧部と前記セレーション部またはスプライン部とを繋ぐ連結部と、を有して形成されていることを特徴としている。 The fourth aspect of the present invention includes a cylindrical shaft and a yoke having a tightening portion for tightening and fixing the shaft, and the shaft and the tightening portion of the yoke are mutually connected. A joint structure of universal joints, each having a serration part or a spline part engaging with movement in the circumferential direction so as to be restrained, and wherein the shaft is tightened with a bolt by a tightening part of a yoke, The shaft has a bolt insertion groove through which a bolt can be inserted only in a part of the outer peripheral surface that passes through the position where the bolt is inserted, and the bolt insertion groove is further tightened between the shaft and the yoke. A convex arc portion having an allowable range that allows movement of the engagement position in the circumferential direction of the serration portion or the spline portion between the appendages, and both sides of the convex arc portion Provided respectively is characterized in that it is formed with a, a connecting portion connecting the arc portion of the convex the serration portion or spline portion.
本発明に係る自在継手の連結構造によれば、シャフトには、ボルトが挿通される位置を通る外周面に、ボルト挿通溝が形成されており、このボルト挿通溝は、その周方向の一部に形成されているので、全周に亘って切り欠かれた部分を設けたものと比べて、保持力の低下は抑制される。さらに、そのボルト挿通溝は、シャフトおよびヨークの締付部相互のセレーション部またはスプライン部の周方向での係合位置の移動を許容する許容範囲を有する凸の円弧部と、この凸の円弧部とセレーション部またはスプライン部とを繋ぐ連結部と、を有して形成されているので、凸の円弧部での許容範囲内でシャフトの位相をずらしても、ボルトを挿通可能である。そのため、被締付部の一部にボルトの挿通方向に沿ってのみ切り欠きを設けたものと比べて、組み付け性を向上させることができる。さらに、このような許容範囲をもつ形状を、凸の円弧部で形成したので、例えばボルトの挿通方向に沿って直線的な切り欠きを設けたものと比べて切り欠かれる部分を少なくすることができる。したがって、シャフトの強度を比較的に保つことができる。 According to the universal joint coupling structure of the present invention, the shaft has a bolt insertion groove formed on the outer peripheral surface passing through the position where the bolt is inserted, and the bolt insertion groove is a part of the circumferential direction. Therefore, a decrease in holding force is suppressed as compared with the case where a portion cut out over the entire circumference is provided. Further, the bolt insertion groove includes a convex arc portion having an allowable range allowing movement of the engagement position in the circumferential direction of the serration portion or spline portion between the tightening portions of the shaft and the yoke, and the convex arc portion. And a connecting portion that connects the serration portion or the spline portion, the bolt can be inserted even if the phase of the shaft is shifted within the allowable range of the convex arc portion. Therefore, the assemblability can be improved as compared with the case where a part of the tightened portion is notched only along the bolt insertion direction. Furthermore, since the shape having such an allowable range is formed by a convex arc portion, for example, it is possible to reduce a portion to be cut out as compared with a case in which a linear cutout is provided along the bolt insertion direction. it can. Therefore, the strength of the shaft can be kept relatively.
上述のように、本発明によれば、シャフトとヨークとの結合部分での、保持力の低下を抑制するとともに、組み付け性を向上させ得る自在継手の連結構造を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a coupling structure for a universal joint that can suppress a decrease in holding force at the joint between the shaft and the yoke and can improve the assembling property.
以下、本発明に係る自在継手の連結構造を、車両の操舵機構部に適用した一実施形態を、図面を参照しつつ説明する。
まず、車両用ステアリングシャフトの全体構成について説明する。
図1は、本発明に係る自在継手を適用した自動車の操舵機構部の側面図である。
この操舵機構部は、同図に示すように、車体側のメンバに装着されるアッパステアリングシャフト部1を備えており、このアッパステアリングシャフト部1は、ステアリングコラム4と、そのステアリングコラム4に回転自在に保持されたステアリングシャフト3と、を含んで構成されている。
Hereinafter, an embodiment in which a coupling structure of a universal joint according to the present invention is applied to a steering mechanism of a vehicle will be described with reference to the drawings.
First, the overall configuration of the vehicle steering shaft will be described.
FIG. 1 is a side view of a steering mechanism portion of an automobile to which a universal joint according to the present invention is applied.
As shown in the figure, the steering mechanism portion includes an upper
そのステアリングシャフト3の上端には、ステアリングホイール5が装着されている。また、ステアリングシャフト3の下端は、ユニバーサルジョイント7に連結され、このユニバーサルジョイント7を介して伸縮自在なロアステアリングシャフト部9に連結されている。そして、このロアステアリングシャフト部9は操舵軸継手8を介し、さらに、以下不図示の、操舵力伝達機構を介することで、上記ステアリングホイール5の操舵に応じて転舵輪を転舵可能になっている。ここで、本発明の自在継手の連結構造に係る自在継手は、上記ユニバーサルジョイント7および操舵軸継手8が対応している。
A
以下、このユニバーサルジョイント7およびこれに結合されるステアリングシャフト3について詳しく説明する。
ユニバーサルジョイント7は、図2に、図1でのY部を拡大図示するように、一対のヨーク11,12を接続した構造を有している。
これらヨーク11およびヨーク12は、それぞれ略U字形に形成された一対のアーム部2,23を有し、これら一対のアーム部2,23の先端部近傍には、軸受孔6がそれぞれに設けられている。これらヨーク11とヨーク12とは、互いのアーム部2,23の先端部で、直交する2つの軸から成るスパイダー(十字継手)17によって軸受(ニードルベアリング)15を介して互いに回転自在に連結されている。この軸受15は、各軸受孔6への圧入およびカシメ16によりアーム部2,23に取り付けられている。さらに、スパイダー17の直交する2つの軸の各先端部には、樹脂製のスラストピース18が取り付けられており、これにより、スパイダー17の軸方向の位置決めを行なえるようになっている。
Hereinafter, the
The
Each of the
そして、ヨーク11側には、ステアリングギヤ側に連結されるシャフト10が一対のアーム部2と一体をなして形成されている。一方、ヨーク12は、その一対のアーム部23の基端部が略筒状の胴部12Bになっており、この胴部12Bがアーム部23と一体に形成されている。さらに、この胴部12Bの、アーム部23とは軸方向で反対の側が、締付部12Aとして形成されている。胴部12Bと締付部12Aとは、その外径と幅とが略同一寸法の略筒状をなしており、その略筒状の内周が、胴部12Bから締付部12A端部に連通して開口している。そして、上記ステアリングシャフト3の下端は、ヨーク12に締付部12Aに挿入可能な外径をもつ中実の円筒状をなしており、このステアリングシャフト3の下端が、ヨーク12に締付部12A側から挿入されて固定される。つまり、ステアリングシャフト3の下端は、ヨーク12の締付部12Aに締結される被締付部3Aになっており、本発明の自在継手の連結構造に係るシャフトは、本実施形態では、このステアリングシャフト3が対応している。
A
以下、このステアリングシャフト3の被締付部3Aおよびヨーク12の締付部12Aについて、図2〜図4を適宜参照しつつより詳しく説明する。
なお、図3は、ステアリングシャフト3の被締付部3Aを説明する図であり、同図(a)は、その側面図、また、同図(b)は、同図(a)でのA−A断面図である。また、図4は、ステアリングシャフト3およびヨーク12相互の結合部分を説明する図であり、同図は、その結合部分においてボルト13が挿通される位置での、軸直方向の断面図(図2でのZ−Z断面図)であり、同図(a)は、所期の位置にてボルトが挿通されている状態を示しており、また、同図(b)は、シャフトの周方向での位置を所期の位置から回転方向にずらした状態を示している。
Hereinafter, the tightened
FIG. 3 is a view for explaining the tightened
図2に示すように、このステアリングシャフト3の被締付部3Aには、その軸方向に沿ってセレーション3bが形成されている。さらに、ヨーク12には、その胴部12Bを含み、締付部12Aの内周面に、ステアリングシャフト3の被締付部3Aに形成されているセレーション3bを挿入可能且つ互いに周方向への移動を拘束するように係合可能なセレーション14が軸方向に沿って形成されている。
As shown in FIG. 2,
ここで、ステアリングシャフト3の被締付部3Aの外周面、およびヨーク12の締付部12Aの内周面にそれぞれ形成されているセレーション3b,14は、いわば周方向移動拘束手段になっており、シャフトの被締付部およびヨークの締付部は、相互の周方向での移動を拘束可能に係合している。なお、被締付部3Aのセレーション3bは、歯数が36枚であり、締付部12Aのセレーション14は、セレーション3bの歯に対応した谷が周方向に沿って36箇所に形成されている。そのため、相互の周方向での係合位置(位相)は、10°(歯数1枚)毎に移動させることができる。なお、上記セレーション部には、このセレーション14およびセレーション3bがそれぞれ対応する。
Here, the
また、ヨーク12は、その締付部12Aに、その径方向の一方に突出してなるボルト挿通部12Cを有する。このボルト挿通部12Cには、図4に示すように、抱き締め用のスリット12gが、ボルト挿通部12Cを径方向に二分割するように内周面まで貫通して形成されており、そのスリット12gに直交する方向から、抱き締め用のボルト13を挿通可能なボルト孔12dと、このボルト13の雄ねじ部に螺合可能な雌ねじを有するねじ孔12eとが、それぞれ対向して設けられている。なお、ねじ孔12eに螺合させるボルト13には、M8×1.25を用いている。そして、ステアリングシャフト3の被締付部3Aがヨーク12の締付部12Aに挿入され、さらに、その締付部12Aのボルト挿通部12Cに挿通されたボルト13によりワッシャ19を介して締め付け固定されている。
Further, the
さらに、図3に示すように、このステアリングシャフト3の被締付部3Aは、そのボルト13が挿通される位置の外周面に、ボルト挿通溝3Dが形成されている。詳しくは、このボルト挿通溝3Dは、図3(a)に示すように、ボルト13が挿通される位置となる、被締付部3Aの軸方向でのほぼ中央に形成されている。つまり、このボルト13が挿通される位置は、ステアリングシャフト3の被締付部3Aの途中部分である。そして、その幅Wは、ボルト13を挿通可能なようにボルトの外径よりも僅かに大きい。より具体的には、上記M8×1.25のボルトを用いる場合には、ボルト挿通溝3Dの幅Wは、8.5〜13mmの範囲であれば好ましい。
Further, as shown in FIG. 3, the tightened
さらに、このボルト挿通溝3Dは、図3(b)に示すように、ボルト13が挿通される位置での、軸直方向の断面を見ると、ボルト13を挿通可能な略U字状の溝がその周方向に沿って且つその周方向の一部のみに形成されている。この例では、ボルト挿通溝3Dは、被締付部3Aでのボルト13が挿通される位置での外周面に、その下側半分(ほぼ180°の範囲)の位置に形成されている。そして、その上側半分は、上述のセレーション3bになっている。つまり、このステアリングシャフト3の被締付部3Aは、ボルト13が挿通される位置を通る外周面に、セレーション3bが形成されている部分と、ボルト13を挿通可能なボルト挿通溝3Dがその周方向に沿って形成されている部分と、をそれぞれ有している。
Further, as shown in FIG. 3B, the
より具体的には、このボルト挿通溝3Dは、同図(b)に示すように、ステアリングシャフト3の所期の位置として、左右振り分けとなる軸線VLを基準に設定したときに、この軸線VLの左右それぞれ約60°の範囲が、ステアリングシャフト3と同心の半径Rの凸の円弧部3cによって形成された領域αになっている。そして、この凸の円弧部3cの半径Rは、ボルト13を被締付部3Aに挿通するときに、そのボルト13の軸部に干渉しない寸法に設定されている。ここで、図4に示すように、ステアリングシャフト3の中心からボルトの軸線(ボルト挿通位置)までの距離DBは、上記M8×1.25のボルトを用いる場合には、10〜20mmの範囲で設定すれば好ましい。この距離DBを、当該範囲に設定すれば、ステアリングシャフト3の軸径(肉厚)をできるだけ保ちつつ、ボルト13での締結力を効果的とする上で好適である。そして、上記凸の円弧部3cの半径Rは、当該凸の円弧部3cの軸線VL上の位置を頂点とし、その頂点の位置がボルト13の軸部に摺接または僅かな隙間をもって対向する寸法に設定されている。
More specifically, when the
さらに、この凸の円弧部3cを形成する領域αの左右両側それぞれが、最もボルト13寄りのセレーション3bが形成されている部分に対し、凹の円弧部3eを介してなめらかに連続している。なお、この凹の円弧部3eが、上記連結部に対応している。
そして、この自在継手の連結構造は、上述の構成を有することにより、ステアリングシャフト3の被締付部3Aが、ヨーク12の締付部12Aに、図4(a)および(b)に示すように装着可能になっている。
Further, the left and right sides of the region α forming the
The universal joint connection structure has the above-described configuration, so that the tightened
すなわち、この自在継手の連結構造によれば、同図(a)に示すように、ステアリングシャフト3の位相が所期の位置VLであれば、上述した従来例同様に、ヨーク12の締付部12Aにボルト13が挿通されて、このボルト13を締めることで、ヨークの締付部12Aによってステアリングシャフト3の被締付部3Aを締め付け可能である。
さらに、この自在継手の連結構造によれば、同図(b)に示すように、ステアリングシャフト3は、上記所期の位置VLに対し、そのボルト挿通溝3Dが上記凸の円弧部3cの領域αを有するので、所期の位置VLの左右それぞれに回転可能な範囲を有する。つまり、このボルト挿通溝3Dは、被締付部3Aおよび締付部12Aの周方向での結合位置の移動を許容する許容範囲をもつので、その許容範囲内でステアリングシャフト3の位相がずれてもヨークの締付部12Aに装着することができる。
That is, according to this universal joint connection structure, as shown in FIG. 5A, if the phase of the
Furthermore, according to the connecting structure of the universal joint, as shown in FIG. 5B, the steering
ここで、この許容範囲は、本実施形態の例では、所期の位置VLの左右それぞれ40°(歯数でそれぞれ4枚分)の範囲となる。つまり、同図(b)に示すように、ヨーク12の締付部12Aに対し、ステアリングシャフト3の位相が角度θだけずれた場合、周方向で最もボルト13寄りのセレーション3bの歯がボルト13の軸部と干渉することになるが、このとき、この周方向で最もボルト13寄りのセレーション3bの歯がボルト13の軸部と当接するまでの範囲であれば、所期の位置VLの左右それぞれに回転可能だからである。ここで、この領域α自体は、所期の位置VLの左右それぞれ約60°の範囲に形成されているが、端部に位置するセレーション3bの歯がボルト13の軸部と当接するまでの回転角度(上記許容範囲)は、この例では、所期の位置VLの左右それぞれ40°となる。
Here, in the example of the present embodiment, the allowable range is a range of 40 ° on each of the left and right sides of the intended position VL (four teeth each). That is, as shown in FIG. 4B, when the phase of the
次に、この自在継手の連結構造の作用・効果について説明する。
上述のように、この自在継手の連結構造によれば、ステアリングシャフト3には、その被締付部3Aでのボルト13の挿通される位置を通る外周面に、セレーション3bと、ボルト挿通溝3Dと、がそれぞれ形成されているので、例えば上記例示した、全周に亘って切り欠かれた部分を設けたものと比べて、保持力の低下が抑制される。
Next, the operation and effect of the universal joint connection structure will be described.
As described above, according to the connecting structure of the universal joint, the steering
さらに、このボルト挿通溝3Dは、被締付部3Aの周方向に沿ってボルト13を挿通可能なように形成されているので、その形成されている範囲でステアリングシャフト3の位相をずらしても、ボルト13を挿通可能である。
つまり、本実施形態では、被締付部3Aおよび締付部12A相互の周方向での結合位置の移動を許容する許容範囲を、所期の位置VLの左右それぞれ40°(歯数でそれぞれ4枚分)の範囲で有するので、その許容範囲内でステアリングシャフト3の位相をずらしても、ボルト13を挿通可能である。逆にいえば、周方向に沿ってボルト13を挿通可能なように許容範囲が形成されているので、その許容範囲内でステアリングシャフト3の位相をずらすことができる。そのため、例えば上記例示した、被締付部の一部にボルトの挿通方向に沿ってのみ切り欠きを設けたものと比べて、組み付け性を向上させることができる。
Further, since this
That is, in the present embodiment, the allowable range in which the movement of the coupling position in the circumferential direction between the tightened
ここで、上述の説明から理解されるように、例えば上記例示したような「挿通方向に沿ってのみ切り欠きを設けること」と、本願のように「周方向に沿った切り欠き(ボルト挿通溝3D)をその一部のみに設けること」とは異なる概念である。したがって、その製造の際の組み付け作業において、ステアリングシャフト3の位相が上述の許容範囲内であればヨーク12に装着可能なので、装着時の位相を確認する手間が軽減され、その組み付け作業の能率がその分向上する。したがって、コスト面において有利である。
Here, as understood from the above description, for example, “providing a notch only along the insertion direction” as illustrated above, and “notch along the circumferential direction (bolt insertion groove) It is a different concept from “providing 3D) only in a part thereof”. Therefore, in the assembling work at the time of manufacture, if the phase of the
さらに、この自在継手の連結構造によれば、そのボルト挿通溝3Dは、凸の円弧部3cに上記許容範囲をもたせて形成されており、この凸の円弧部3cの両側それぞれは、セレーション3bのボルト13側の位置に、凹の円弧部3eを介してなめらかに連続することで構成されているので、ボルト挿通溝3D部分での応力集中は緩和される。
特に、この自在継手の連結構造によれば、上述した本願での許容範囲と同等の許容範囲を、例えば「ボルトの挿通方向に沿って直線的な切り欠きを設けたもの」に、もたせるべく、その直線的な切り欠きを大きく(深く)設ける場合と比べて、切り欠かれる部分を大幅に少なくすることができるのである。したがって、ボルト挿通溝3D部分での強度の低下を抑制して、シャフトの強度を比較的に保つことができる。
Furthermore, according to the connecting structure of this universal joint, the
In particular, according to the coupling structure of this universal joint, in order to have an allowable range equivalent to the allowable range in the present application described above, for example, "with a linear notch along the bolt insertion direction", Compared with the case where the linear cutout is provided large (deeply), the cutout portion can be significantly reduced. Therefore, the strength of the shaft can be kept relatively low by suppressing the decrease in strength at the
なお、本発明に係る自在継手の連結構造は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しなければ種々の変形が可能である。
例えば、上記実施形態では、本発明に係る自在継手の連結構造を、車両の操舵機構部に適用した例で説明したが、これに限定されず、シャフトと、そのシャフトの被締付部を締め付けて固定するための締付部を有するヨークと、を備え、前記シャフトの被締付部およびヨークの締付部は、セレーション等の周方向移動拘束手段で相互が係合されるとともに、前記シャフトの被締付部がヨークの締付部によって、ボルトで締め付けられるようになっている自在継手の連結構造であれば、本発明に係る自在継手の連結構造を好適に適用できる。
In addition, the connection structure of the universal joint which concerns on this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible unless it deviates from the meaning of this invention.
For example, in the above embodiment, the universal joint connection structure according to the present invention has been described as an example applied to a steering mechanism portion of a vehicle. However, the present invention is not limited to this, and the shaft and the tightened portion of the shaft are tightened. A yoke having a tightening portion for fixing the shaft, and the tightened portion of the shaft and the tightening portion of the yoke are engaged with each other by circumferential movement restraining means such as serrations, and the shaft The universal joint connection structure according to the present invention can be suitably applied as long as the to-be-tightened part is a universal joint connection structure that is tightened with a bolt by a yoke fastening part.
例えば、本発明に係る自在継手は、上記ユニバーサルジョイント7および操舵軸継手8に限られず、ステアリング軸上に配置される自在継手に適用する場合であれば、そのうちの適宜の自在継手に適用することができる。また、例えば上記実施形態では、ステアリングシャフト3が本発明の自在継手の連結構造に係るシャフトに対応する例で説明したが、本発明の自在継手の連結構造に係るシャフトとして適用可能なシャフトについても、ステアリングシャフトに限定されないことは勿論である。例えばドライブシャフトを本発明の自在継手の連結構造に係るシャフトとし、その自在継手に本発明に係る自在継手を適用してもよい。
For example, the universal joint according to the present invention is not limited to the
また、例えば、上記実施形態では、シャフトの被締付部およびヨークの締付部は、周方向移動拘束手段として、互いに係合可能なセレーションをそれぞれ設けている例で説明したが、これに限定されず、周方向移動拘束手段は、上記セレーションに替えて、例えばスプラインであってもよい。つまり、シャフトの被締付部およびヨークの締付部相互の周方向での移動を拘束しつつ、軸方向での移動を許容可能に結合し得る構成とする上では、周方向移動拘束手段としてセレーションまたはスプラインを採用することは好ましい。なお、周方向移動拘束手段としてスプラインを採用した場合、上記スプライン部には、シャフトの被締付部およびヨークの締付部それぞれに、互いに係合可能に形成したスプラインが対応する。 Further, for example, in the above-described embodiment, the shaft tightening portion and the yoke tightening portion are described as examples in which serrations that can be engaged with each other are provided as circumferential movement restraining means, but the present invention is not limited thereto. Instead, the circumferential movement restraining means may be, for example, a spline instead of the serration. In other words, in a configuration that allows the movement in the axial direction to be allowed while restraining the movement in the circumferential direction between the tightened portion of the shaft and the tightening portion of the yoke, as the circumferential movement restraining means, It is preferable to employ serrations or splines. When a spline is employed as the circumferential movement restraining means, the spline portion corresponds to a spline formed to be engageable with each of the shaft tightened portion and the yoke tightened portion.
また、上記実施形態では、ステアリングシャフト3の被締付部3Aは、そのボルト挿通溝3Dが、ステアリングシャフト3と同心の半径Rの凸の円弧部3cによって形成された領域αを有し、この領域αは、セレーション3bが形成されている部分に対し、凹の円弧部3eを介してなめらかに連続している例で説明したが、ボルト挿通溝3Dの構成は、これに限定されるものではない。
In the above embodiment, the tightened
例えば、上記凸の円弧部3cは、その半径Rの中心が、ステアリングシャフト3と同心に形成されている例で説明したが、これに限定されず、上記の許容範囲を備えて形成されていれば、例えば偏心していてもよい。また、凸の円弧部3cは、単一の円弧に限定されず、複数の円弧の組み合わせからなる凸の曲線で形成されていてもよい。しかし、上記の許容範囲を備え且つその製造を容易とする上では、凸の円弧部3cは、その半径Rの中心が、ステアリングシャフト3と同心に形成された単一円弧であることは好ましい。
For example, although the
また、例えば、ボルト挿通溝3Dの変形例を、図5および図6に示す。
図5および図6に示す例では、上記実施形態に対し、ボルト挿通溝3Dの構成が、連結部として、上記凹の円弧部3eに替えて、直線部3fを備える構成とした点のみが異なっている。
すなわち、図5および図6に示すように、セレーション3bが形成されている部分と半径Rの凸の円弧部3cとを繋ぐ直線部3fは、凸の円弧部3cの接線と、端部に位置するセレーション3bとを繋ぐように形成されている。このような構成であれば、端部に位置するセレーション3bの歯がボルト13の軸部と当接するまでの回転角度(上記の許容範囲)を上記実施形態同様としつつ、ボルト挿通溝3Dを形成するに際し、その加工時の切削部分を少なくすることができる。そのため、強度についても、より向上させることができる。
For example, the modification of
The example shown in FIGS. 5 and 6 differs from the above embodiment only in that the configuration of the
That is, as shown in FIGS. 5 and 6, the
また、上記実施形態では、ボルト挿通溝3Dは、被締付部3Aでのボルト13が挿通される位置での外周面に、その下側半分(ほぼ180°の範囲)の位置に形成されている例で説明したが、これに限定されず、ボルト挿通溝3Dが形成される範囲は、ボルト13が挿通される位置での、軸直方向の断面を見て、その周方向の一部に形成されていればよい。例えば、上記の例では、ほぼ180°(上記軸線VLを基準に、その軸線VLの左右それぞれ90°)の範囲としたが、これを例えば30°、60°、90°あるいは180°以上とするなど適宜の範囲とすることができる。
In the above embodiment, the
1 アッパステアリングシャフト部
2 アーム部
3 ステアリングシャフト(シャフト)
3A 被締付部
3D ボルト挿通溝
3b セレーション(セレーション部)
3c 凸の円弧部
3e 凹の円弧部(連結部)
3f 直線部(連結部)
4 ステアリングコラム
5 ステアリングホイール
6 軸受孔
7 ユニバーサルジョイント(自在継手)
8 操舵軸継手
9 ロアステアリングシャフト部
10 (ステアリングギヤ側の)シャフト
11 (ステアリングギヤ側の)ヨーク
12 ヨーク
12A 締付部
13 ボルト
14 セレーション(セレーション部)
15 軸受
16 カシメ
17 スパイダー
18 スラストピース
19 ワッシャ
23 アーム部
1 Upper steering shaft part 2
3A Clamped
3c
3f Straight part (connecting part)
4
8 Steering shaft joint 9 Lower steering shaft portion 10 (steering gear side) shaft 11 (steering gear side)
15
Claims (4)
前記シャフトは、前記ボルトが挿通される位置を通る外周面に、前記セレーション部またはスプライン部が形成されている部分と、前記ボルトを挿通可能なボルト挿通溝がその周方向に沿って形成されている部分と、をそれぞれ有することを特徴とする自在継手の連結構造。 A cylindrical shaft, and a yoke having a tightening portion for tightening and fixing the shaft, and the shaft and the tightening portion of the yoke engage with each other so as to restrain movement in the circumferential direction. Each has a serration part or a spline part, and the shaft is a universal joint coupling structure in which the shaft is fastened with a bolt by a fastening part of a yoke,
The shaft has a portion where the serration portion or spline portion is formed on an outer peripheral surface passing through a position where the bolt is inserted, and a bolt insertion groove through which the bolt can be inserted along the circumferential direction. And a universal joint connection structure.
前記シャフトは、前記ボルトが挿通される位置を通る外周面の一部に、その周方向に沿って前記ボルトを挿通可能なボルト挿通溝が形成されており、当該ボルト挿通溝以外の部分が、前記セレーション部またはスプライン部になっていることを特徴とする自在継手の連結構造。 A cylindrical shaft, and a yoke having a tightening portion for tightening and fixing the shaft, and the shaft and the tightening portion of the yoke engage with each other so as to restrain movement in the circumferential direction. Each has a serration part or a spline part, and the shaft is a universal joint coupling structure in which the shaft is fastened with a bolt by a fastening part of a yoke,
The shaft has a bolt insertion groove through which the bolt can be inserted along the circumferential direction in a part of an outer peripheral surface passing through a position where the bolt is inserted, and a portion other than the bolt insertion groove is A connection structure for a universal joint, characterized by being the serration portion or the spline portion.
前記シャフトには、前記ボルトが挿通される位置を通る外周面の一部のみに、ボルトを挿通可能なボルト挿通溝が形成されており、さらに、当該ボルト挿通溝は、前記シャフトおよびヨークの締付部相互の前記セレーション部またはスプライン部の周方向での係合位置の移動を許容する許容範囲を有して形成されていることを特徴とする自在継手の連結構造。 A cylindrical shaft, and a yoke having a tightening portion for tightening and fixing the shaft, and the shaft and the tightening portion of the yoke engage with each other so as to restrain movement in the circumferential direction. Each has a serration part or a spline part, and the shaft is a universal joint coupling structure in which the shaft is fastened with a bolt by a fastening part of a yoke,
The shaft has a bolt insertion groove through which a bolt can be inserted only in a part of the outer peripheral surface that passes through the position where the bolt is inserted, and the bolt insertion groove is further tightened between the shaft and the yoke. A connecting structure for a universal joint, characterized in that it has an allowable range that allows movement of the engaging position in the circumferential direction of the serration part or spline part between the attached parts.
前記シャフトには、前記ボルトが挿通される位置を通る外周面の一部のみに、ボルトを挿通可能なボルト挿通溝が形成されており、さらに、当該ボルト挿通溝は、前記シャフトおよびヨークの締付部相互の前記セレーション部またはスプライン部の周方向での係合位置の移動を許容する許容範囲を有する凸の円弧部と、その凸の円弧部の両側それぞれに設けられて当該凸の円弧部と前記セレーション部またはスプライン部とを繋ぐ連結部と、を有して形成されていることを特徴とする自在継手の連結構造。 A cylindrical shaft, and a yoke having a tightening portion for tightening and fixing the shaft, and the shaft and the tightening portion of the yoke engage with each other so as to restrain movement in the circumferential direction. Each has a serration part or a spline part, and the shaft is a universal joint coupling structure in which the shaft is fastened with a bolt by a fastening part of a yoke,
The shaft has a bolt insertion groove through which a bolt can be inserted only in a part of the outer peripheral surface that passes through the position where the bolt is inserted, and the bolt insertion groove is further tightened between the shaft and the yoke. A convex arc portion having an allowable range that allows movement of the engagement position in the circumferential direction of the serration portion or the spline portion between the attachment portions, and the convex arc portion provided on both sides of the convex arc portion. And a connecting part that connects the serration part or the spline part.
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