JP2010159805A - Universal joint - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a universal joint capable of controlling movement in the radial direction of a trunnion with respect to a cup while suppressing a rise in a rocking torque. <P>SOLUTION: Four trunnions 19 of a cross shaft 15 are respectively coupled to yokes 14 corresponding thereto through bearings 20. Each bearing 20 contains a bottomed cylindrical cup 23 and a plurality of needle-like rollers 24. The hemispherical projection 28 projecting toward the inside of the cup 23 is provided at the center part of a bottom 26 of the cup 23. A holding recess 21 is formed at an end 19b of the trunnion 19. An embedded body 22 having elasticity is embedded in the holding recess 21, and has an axial end surface 22a situated on the almost same plane as an end surface 19a of the trunnion 19. By pressing the projection 28 onto the axial end surface 22a, a part thereof is crushed to be plastically deformed. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

この発明は、一対のヨークと十字軸とを有する自在継手に関する。
本発明に係る自在継手は、例えば、車両用操舵装置において用いられるものである。
The present invention relates to a universal joint having a pair of yokes and a cross shaft.
The universal joint according to the present invention is used in, for example, a vehicle steering apparatus.

自在継手には、一対のヨークと、これらのヨークを連結する十字軸とを備えるものがある(例えば特許文献1、2参照)。十字軸は、円柱状をなす4つのトラニオンを有しており、各ヨークに揺動可能に連結されている。各トラニオンは、個々に設けられた軸受を介して対応するヨークに連結されている。
軸受としては、例えば、有底円筒状のカップと、カップ内に収容された複数の針状ころからなる針状ころ軸受が用いられている。各トラニオンの端部は、カップに挿入され、複数の針状ころを介してカップに回転可能に支持されている。
Some universal joints include a pair of yokes and a cross shaft that connects these yokes (see, for example, Patent Documents 1 and 2). The cross shaft has four trunnions having a cylindrical shape, and is pivotably connected to each yoke. Each trunnion is connected to a corresponding yoke through a bearing provided individually.
As the bearing, for example, a needle roller bearing including a bottomed cylindrical cup and a plurality of needle rollers housed in the cup is used. The end of each trunnion is inserted into the cup and is rotatably supported by the cup via a plurality of needle rollers.

特開昭50−50531号公報JP-A-50-50531 実開平3−62232号公報Japanese Utility Model Publication No. 3-62232

前述のような自在継手に用いられる軸受には、トラニオンの外周面と針状ころとの間の隙間が正隙間にされているものがある。すなわち、トラニオンの外周面とカップとの間の径方向の間隔が針状ころの外径よりも大きくされているものがある。
しかしながら、トラニオンと針状ころとの間の隙間が正隙間にされている場合には、例えば自在継手にトルクが加わったときに、十字軸や針状ころが振動して、トラニオンと針状ころや、カップと針状ころとの衝突による異音が生じるおそれがある。
Some bearings used in universal joints as described above have a positive gap between the outer peripheral surface of the trunnion and the needle rollers. That is, there are some in which the radial distance between the outer peripheral surface of the trunnion and the cup is larger than the outer diameter of the needle rollers.
However, when the gap between the trunnion and the needle roller is a positive gap, for example, when torque is applied to the universal joint, the cross shaft and the needle roller vibrate, and the trunnion and the needle roller In addition, there is a possibility that abnormal noise is generated due to the collision between the cup and the needle roller.

このような異音は、例えばトラニオンの端面をカップにより押さえつけて、カップに対するトラニオンの径方向への移動を規制することにより抑制できると考えられるが、トラニオンの端面をカップにより押さえつけた場合には、トラニオンとカップとの間に生じる摩擦力によって、ヨークに対して十字軸を揺動させるときのトルク(揺動トルク)が大きくなってしまう。特に、車両用操舵装置に用いられる自在継手において、揺動トルクが大きくなると、操舵フィーリングが低下してしまう。   Such abnormal noise is considered to be suppressed by, for example, pressing the end face of the trunnion with a cup and restricting the movement of the trunnion relative to the cup in the radial direction, but when the end face of the trunnion is pressed with the cup, The frictional force generated between the trunnion and the cup increases the torque (swinging torque) when the cross shaft is swung with respect to the yoke. In particular, in a universal joint used in a vehicle steering apparatus, when the swing torque increases, the steering feeling is lowered.

また、トラニオンの外周面とカップとの間の径方向の間隔を針状ころの外径よりも小さくすれば(負隙間にすれば)、十字軸や針状ころの振動を抑えられるものの、負隙間にした場合には、トラニオンと針状ころとの摩擦により、揺動トルクが大きくなったり、揺動トルクがばらついたりするおそれがある。また、トラニオンや針状ころの摩耗により軸受の寿命が短くなるおそれがある。さらに、トラニオンやカップなどの各部の寸法を精度良く管理する必要がある。   If the radial distance between the outer surface of the trunnion and the cup is made smaller than the outer diameter of the needle roller (with a negative gap), vibration of the cross shaft and needle roller can be suppressed, but negative In the case of the gap, there is a risk that the swinging torque may increase or the swinging torque may vary due to friction between the trunnion and the needle rollers. In addition, the life of the bearing may be shortened due to wear of the trunnion and needle rollers. Furthermore, it is necessary to accurately manage the dimensions of each part such as the trunnion and the cup.

そこで、この発明の目的は、揺動トルクの上昇を抑制しつつ、カップに対するトラニオンの径方向への移動を規制することができる自在継手を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a universal joint capable of restricting the movement of the trunnion relative to the cup in the radial direction while suppressing an increase in swinging torque.

前記目的を達成するための請求項1記載の発明は、一対のヨークが十字軸によって連結された自在継手であって、十字軸(15)は、円柱状をなす4つのトラニオン(19)を有し、各トラニオンは、個々に設けられた軸受(20)を介して対応するヨーク(14)に連結され、前記軸受は、前記トラニオンの端部(19b)が挿入された有底円筒状のカップ(23)と、前記トラニオンの外周面と前記カップの内周面との間に介在する複数の転動体(24)とを有し、前記カップの底部中央部には、当該カップの内部に向かって突出する凸部(28)が設けられ、前記トラニオンの端面中央部には、凹部(21)が形成され、前記凹部には、弾性を有する埋設体(22)が埋設されていて、この埋設体は、前記トラニオンの端面とほぼ同一平面上に位置する平坦面(22a,34a)を有し、当該平坦面に前記凸部が押し付けられることによりその一部が押し潰されて塑性変形している、自在継手(6,7)である。   In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is a universal joint in which a pair of yokes are connected by a cross shaft, and the cross shaft (15) has four trunnions (19) having a cylindrical shape. Each trunnion is connected to a corresponding yoke (14) via a bearing (20) provided individually, and the bearing has a bottomed cylindrical cup into which the end (19b) of the trunnion is inserted. (23) and a plurality of rolling elements (24) interposed between the outer peripheral surface of the trunnion and the inner peripheral surface of the cup, and the center of the bottom of the cup faces the inside of the cup. A projecting portion (28) protruding in the center, a recess (21) is formed in the center of the end surface of the trunnion, and an embedding body (22) having elasticity is embedded in the recess. Body is almost the same as the end face of the trunnion A universal joint (6, 7) having a flat surface (22a, 34a) located on the surface, part of which is crushed and plastically deformed by pressing the convex portion against the flat surface. is there.

この項において、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものである。なお、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
この発明によれば、トラニオンの端部に埋設された埋設体の平坦面に対して、カップの底部中央部に設けられた凸部を押し付けることにより、埋設体の一部を押し潰して塑性変形させることができる。これにより、凸部が押し付けられた位置に凸部に合う形状の凹部を形成して、この凹部に凸部を入り込ませることができる。また、凸部が押し付けられた位置に凸部に合う形状の凹部が形成されるので、埋設体に対して凸部を片当りさせることなく、均一な接触圧で面接触させることができる。したがって、凸部と埋設体との係合によりカップに対するトラニオンの径方向への移動を確実に規制することができる。また、埋設体が弾性を有しているから、埋設体の弾性による抵抗によってトラニオンのガタつきを吸収することができる。さらに、トラニオンは、その中心軸線回りに揺動するようになっており、凸部は、トラニオンの中心軸線を通る位置で埋設体に接触するようになっているので、凸部と埋設体との摺動により生じる揺動トルクを小さくすることができる。これにより、揺動トルクの上昇を抑制しつつ、カップに対するトラニオンの径方向への移動を規制することができる。
In this section, the alphanumeric characters in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later. In addition, it is not the meaning which limits a claim by these reference symbols.
According to this invention, by pressing the convex portion provided at the center of the bottom of the cup against the flat surface of the embedded body embedded at the end of the trunnion, a part of the embedded body is crushed and plastically deformed. Can be made. Thereby, the recessed part of the shape which fits a convex part can be formed in the position where the convex part was pressed, and a convex part can enter into this recessed part. Moreover, since the recessed part of the shape which fits a convex part is formed in the position where the convex part was pressed, surface contact can be carried out with uniform contact pressure, without making a convex part piece-contact with an embedded body. Therefore, the movement of the trunnion with respect to the cup in the radial direction can be reliably restricted by the engagement between the convex portion and the embedded body. Further, since the embedded body has elasticity, the backlash of the trunnion can be absorbed by the resistance due to the elasticity of the embedded body. Further, the trunnion swings about its central axis, and the convex portion comes into contact with the embedded body at a position passing through the central axis of the trunnion. The swing torque generated by sliding can be reduced. Thereby, the movement to the radial direction of the trunnion with respect to a cup can be controlled, suppressing the raise of rocking | fluctuation torque.

請求項2記載の発明は、前記凸部は、半球状に形成されたものである、請求項1記載の自在継手である。この発明によれば、埋設体に対して凸部が片当りすることを防止して、凸部と埋設体との接触圧を両者の接触部の全域にわたって均一にすることができる。
請求項3記載の発明は、前記凹部は、前記埋設体を支持する平坦な支持面(33)を有するものであり、前記埋設体は、前記支持面によって支持される平坦な被支持面(22b,35a)を有するものである、請求項1または2記載の自在継手である。この発明によれば、凹部に設けられた支持面によって埋設体の被支持面を支持することにより、凸部からの荷重を逃がさずに確実に埋設体に作用させることができる。これにより、埋設体の一部を凸部によって確実に押し潰して塑性変形させることができる。
The invention according to claim 2 is the universal joint according to claim 1, wherein the convex portion is formed in a hemispherical shape. According to this invention, it is possible to prevent the convex portion from coming into contact with the embedded body, and to make the contact pressure between the convex portion and the embedded body uniform over the entire contact portion.
According to a third aspect of the present invention, the concave portion has a flat support surface (33) for supporting the embedded body, and the embedded body is a flat supported surface (22b) supported by the support surface. 35a), the universal joint according to claim 1 or 2. According to this invention, by supporting the supported surface of the embedded body by the support surface provided in the recessed portion, it is possible to reliably act on the embedded body without escaping the load from the protruding portion. Thereby, a part of embedded body can be reliably crushed by a convex part, and can be plastically deformed.

本発明の一実施形態に係る自在継手を備える車両用操舵装置の概略構成を示す模式図である。It is a mimetic diagram showing a schematic structure of a steering device for vehicles provided with a universal joint concerning one embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る自在継手の図解的な平面図である。It is an illustration top view of a universal joint concerning one embodiment of the present invention. 図2に示すIII−III線に沿う自在継手の図解的な部分断面図である。FIG. 3 is a schematic partial sectional view of a universal joint taken along line III-III shown in FIG. 2. 保持凹部に埋設体が埋設された状態を示すトラニオンの端部および埋設体の縦断面図である。It is the longitudinal cross-sectional view of the end part of the trunnion which shows the state by which the embedding body was embed | buried in the holding | maintenance recessed part, and an embedding body. 保持凹部に埋設体を埋設する前の状態を示すトラニオンの端部および埋設体の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of the end portion of the trunnion and the embedded body showing a state before the embedded body is embedded in the holding recess. 埋設体に対して凸部が押し付けられている状態を示す自在継手の一部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a part of the universal joint showing a state in which the convex portion is pressed against the embedded body. 埋設体に凸部を押し付けた後に埋設体から凸部を離反させた状態を示す自在継手の一部の縦断面図である。It is a longitudinal cross-sectional view of a part of the universal joint showing a state in which the convex portion is separated from the buried body after the convex portion is pressed against the buried body. 本発明の一実施形態に係る自在継手の剛性について説明するためのグラフである。It is a graph for demonstrating the rigidity of the universal joint which concerns on one Embodiment of this invention. 参考形態に係る自在継手の一部の断面図である。It is a sectional view of a part of the universal joint according to the reference form.

以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る自在継手を備える車両用操舵装置1の概略構成を示す模式図である。
図1を参照して、車両用操舵装置1は、操舵部材としてのステアリングホイール2と、転舵機構としてのラックアンドピニオン機構3とを備えている。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of a vehicle steering apparatus 1 including a universal joint according to an embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 1, a vehicle steering apparatus 1 includes a steering wheel 2 as a steering member and a rack and pinion mechanism 3 as a steering mechanism.

ステアリングホイール2は、ステアリングシャフト4および中間軸5を介して、ラックアンドピニオン機構3に連結されている。ステアリングシャフト4は、自在継手6を介して中間軸5に連結されており、中間軸5は、自在継手7を介してラックアンドピニオン機構3に連結されている。ステアリングホイール2の回転は、ステアリングシャフト4および自在継手6を介して中間軸5に伝達される。また、中間軸5の回転は、自在継手7を介してラックアンドピニオン機構3に伝達される。これにより、ステアリングホイール2の回転がラックアンドピニオン機構3に伝達される。   The steering wheel 2 is connected to the rack and pinion mechanism 3 via a steering shaft 4 and an intermediate shaft 5. The steering shaft 4 is connected to the intermediate shaft 5 via a universal joint 6, and the intermediate shaft 5 is connected to the rack and pinion mechanism 3 via a universal joint 7. The rotation of the steering wheel 2 is transmitted to the intermediate shaft 5 via the steering shaft 4 and the universal joint 6. The rotation of the intermediate shaft 5 is transmitted to the rack and pinion mechanism 3 via the universal joint 7. Thereby, the rotation of the steering wheel 2 is transmitted to the rack and pinion mechanism 3.

ラックアンドピニオン機構3は、ピニオン軸8およびラック軸9を備えている。ピニオン軸8は、自在継手7を介して中間軸5に連結された軸部10と、この軸部10の端部に設けられたピニオン11とを含む。また、ラック軸9には、ラック12が形成されている。ピニオン11は、ラック12に噛み合わされている。ステアリングホイール2の回転は、ステアリングシャフト4および中間軸5を介してピニオン軸8に伝達され、ラック12およびピニオン11により、ラック軸9の軸方向移動に変換される。これにより、転舵輪13の転舵が達成される。   The rack and pinion mechanism 3 includes a pinion shaft 8 and a rack shaft 9. The pinion shaft 8 includes a shaft portion 10 connected to the intermediate shaft 5 via the universal joint 7 and a pinion 11 provided at an end portion of the shaft portion 10. A rack 12 is formed on the rack shaft 9. The pinion 11 is meshed with the rack 12. The rotation of the steering wheel 2 is transmitted to the pinion shaft 8 via the steering shaft 4 and the intermediate shaft 5, and is converted into an axial movement of the rack shaft 9 by the rack 12 and the pinion 11. Thereby, the turning of the steered wheel 13 is achieved.

図2は、本発明の一実施形態に係る自在継手6の図解的な平面図である。以下では図2を参照して、ステアリングシャフト4と中間軸5とを連結する自在継手6について説明する。中間軸5とピニオン軸8とを連結する自在継手7については、自在継手6と構成が同様であるのでその説明を省略する。
自在継手6は、一対のヨーク14と、これらのヨーク14を連結する十字軸15とを備えている。一方のヨーク14には、ステアリングシャフト4の端部が連結されており、他方のヨーク14には、中間軸5の端部が連結されている。ステアリングシャフト4および中間軸5は、自在継手6を介してトルク伝達可能に連結されている。
FIG. 2 is a schematic plan view of the universal joint 6 according to one embodiment of the present invention. Below, with reference to FIG. 2, the universal joint 6 which connects the steering shaft 4 and the intermediate shaft 5 is demonstrated. The universal joint 7 that connects the intermediate shaft 5 and the pinion shaft 8 has the same configuration as that of the universal joint 6, and therefore the description thereof is omitted.
The universal joint 6 includes a pair of yokes 14 and a cross shaft 15 that connects these yokes 14. One yoke 14 is connected to the end of the steering shaft 4, and the other yoke 14 is connected to the end of the intermediate shaft 5. The steering shaft 4 and the intermediate shaft 5 are connected via a universal joint 6 so that torque can be transmitted.

一対のヨーク14は、それぞれ二股状をなしており、互いに噛み合うようにして組み合わされている。各ヨーク14は、間隔を隔てて向かい合う一対のタブ16を有している。各タブ16には、嵌合孔17が形成されている。
図3は、図2に示すIII−III線に沿う自在継手6の図解的な部分断面図である。以下では図3を参照して、自在継手6の構成について詳細に説明する。
The pair of yokes 14 has a bifurcated shape and is combined so as to mesh with each other. Each yoke 14 has a pair of tabs 16 that face each other at a distance. Each tab 16 is formed with a fitting hole 17.
FIG. 3 is a schematic partial sectional view of the universal joint 6 taken along line III-III shown in FIG. Below, with reference to FIG. 3, the structure of the universal joint 6 is demonstrated in detail.

十字軸15は、金属からなるものであり、胴部18と、この胴部18を中心として十字方向に延びる4つのトラニオン19とを有している。各トラニオン19は、円柱状であり、トラニオン19の端面19a(先端面)は、ほぼ平坦面にされている。胴部18を挟んで対向する2つのトラニオン19は、同一軸線上に配置されている。また、胴部18を挟んで対向する2つのトラニオン19が対をなしている。   The cross shaft 15 is made of metal, and has a body portion 18 and four trunnions 19 extending in the cross direction around the body portion 18. Each trunnion 19 has a cylindrical shape, and an end surface 19a (tip surface) of the trunnion 19 is substantially flat. The two trunnions 19 that are opposed to each other with the body portion 18 in between are disposed on the same axis. Further, two trunnions 19 facing each other with the body portion 18 interposed therebetween form a pair.

一方の対をなす2つのトラニオン19は、個々に設けられた軸受20を介して、それぞれ一方のヨーク14の一対のタブ16に連結されている。また、他方の対をなす2つのトラニオン19は、個々に設けられた軸受20を介して、それぞれ他方のヨーク14の一対のタブ16に連結されている。十字軸15は、一方のヨーク14に対して、当該ヨーク14に連結された2つのトラニオン19の中心を通る所定の軸線回りに揺動可能となっており、他方のヨーク14に対して、残り2つのトラニオン19の中心を通る所定の軸線回りに揺動可能となっている。   Two trunnions 19 forming one pair are connected to a pair of tabs 16 of one yoke 14 via bearings 20 provided individually. The two trunnions 19 forming the other pair are connected to a pair of tabs 16 of the other yoke 14 via bearings 20 provided individually. The cross shaft 15 can swing around a predetermined axis passing through the center of the two trunnions 19 connected to the yoke 14 with respect to one yoke 14, and remains with respect to the other yoke 14. It can swing around a predetermined axis passing through the centers of the two trunnions 19.

また、各トラニオン19の端部19bには、トラニオン19の端面19a中央部からトラニオン19の中心軸線に沿って凹む保持凹部21(凹部)が形成されている。各保持凹部21には弾性を有する埋設体22が埋設されている。各埋設体22は、対応するトラニオン19に対して径方向への移動が規制されており、当該トラニオン19に一体回転可能に連結されている。したがって、トラニオン19がその中心軸線回りに揺動すると、当該トラニオン19とこれに対応する埋設体22とが一体的に揺動するようになっている。各埋設体22は例えば柱状に形成されており、各埋設体22の一方の軸方向端面22a(平坦面)は平坦に形成されている。各埋設体22は、一方の軸方向端面22aが対応するトラニオン19の端面19aと同一平面上に位置するように、対応する保持凹部21に埋設されている。   In addition, a holding recess 21 (recess) that is recessed from the center of the end surface 19 a of the trunnion 19 along the central axis of the trunnion 19 is formed at the end 19 b of each trunnion 19. Each holding recess 21 is embedded with an embedded body 22 having elasticity. Each embedded body 22 is restricted from moving in the radial direction with respect to the corresponding trunnion 19, and is connected to the trunnion 19 so as to be integrally rotatable. Therefore, when the trunnion 19 swings around its central axis, the trunnion 19 and the embedded body 22 corresponding to the trunnion 19 swing integrally. Each embedded body 22 is formed in a columnar shape, for example, and one axial end surface 22a (flat surface) of each embedded body 22 is formed flat. Each embedded body 22 is embedded in the corresponding holding recess 21 so that one axial end surface 22a is positioned on the same plane as the corresponding end surface 19a of the trunnion 19.

軸受20は、例えば針状ころ軸受であり、有底円筒状のカップ23と、複数の針状ころ24(転動体)とを有している。カップ23は、例えば鋼板からなるものであり、円筒状の周壁25と、円板状の底部26と、円環状のフランジ27とを有している。
底部26は、周壁25の一端を閉塞しており、その中央部には、カップ23の内部に向かって突出する凸部28が設けられている。凸部28の表面(底部26の内側表面の中央部に相当)は、所定の半径を有する半球状に形成されている。
The bearing 20 is a needle roller bearing, for example, and has a bottomed cylindrical cup 23 and a plurality of needle rollers 24 (rolling elements). The cup 23 is made of, for example, a steel plate, and includes a cylindrical peripheral wall 25, a disc-shaped bottom portion 26, and an annular flange 27.
The bottom portion 26 closes one end of the peripheral wall 25, and a convex portion 28 that protrudes toward the inside of the cup 23 is provided at the center portion thereof. The surface of the convex portion 28 (corresponding to the central portion of the inner surface of the bottom portion 26) is formed in a hemispherical shape having a predetermined radius.

また、フランジ27は、周壁25の他端に沿って設けられており、周壁25の他端から内方に延びている。フランジ27の内側の空間が、カップ23の開口となっている。カップ23は、開口をヨーク14の内側(対向するタブ16の方)に向けた状態で、周壁25が対応する嵌合孔17に例えば圧入されている。これにより、カップ23が対応するタブ16に保持されている。また、各トラニオン19の端部19bは、対応するカップ23に挿入されている。各トラニオン19の基端部(胴部18側の端部)には、環状のシール29が外嵌されており、フランジ27の内周面とトラニオン19の外周面との間の隙間は、このシール29によって封止されている。   The flange 27 is provided along the other end of the peripheral wall 25 and extends inward from the other end of the peripheral wall 25. The space inside the flange 27 is an opening of the cup 23. The cup 23 is press-fitted, for example, into the corresponding fitting hole 17 in the peripheral wall 25 with the opening directed toward the inside of the yoke 14 (toward the opposing tab 16). Thereby, the cup 23 is held by the corresponding tab 16. Further, the end 19 b of each trunnion 19 is inserted into the corresponding cup 23. An annular seal 29 is fitted on the base end portion (end portion on the body portion 18 side) of each trunnion 19, and the gap between the inner peripheral surface of the flange 27 and the outer peripheral surface of the trunnion 19 is this. Sealed by a seal 29.

複数の針状ころ24は、対応するトラニオン19の中心軸線と平行になる姿勢で、当該トラニオン19の外周面に沿って環状に配列されている。各針状ころ24は、トラニオン19の外周面と、周壁25の内周面との間に介在している。また、各針状ころ24は、底部26の外周部と、フランジ27との間で保持されている。トラニオン19は、複数の針状ころ24を介して、その中心軸線回りに回転可能にカップ23に支持されている。   The plurality of needle rollers 24 are arranged in an annular shape along the outer peripheral surface of the trunnion 19 in a posture parallel to the central axis of the corresponding trunnion 19. Each needle roller 24 is interposed between the outer peripheral surface of the trunnion 19 and the inner peripheral surface of the peripheral wall 25. Each needle roller 24 is held between the outer peripheral portion of the bottom portion 26 and the flange 27. The trunnion 19 is supported by the cup 23 via a plurality of needle rollers 24 so as to be rotatable around its central axis.

トラニオン19の外周面と周壁25の内周面との間の径方向への間隔は、針状ころ24の外径よりも大きくなるように各部の寸法が設定されている。これにより、トラニオン19と針状ころ24との間の隙間が正隙間にされている。トラニオン19と針状ころ24との間の隙間を正隙間にすることにより、負隙間の場合に比べて、軸受20の寿命を向上させることができる。さらに、ヨーク14に対して十字軸15を揺動させるときのトルク(揺動トルク)を低減させることができる。これにより、車両用操舵装置1の操舵フィーリングを向上させることができる。   The dimension of each part is set so that the radial distance between the outer peripheral surface of the trunnion 19 and the inner peripheral surface of the peripheral wall 25 is larger than the outer diameter of the needle roller 24. Thus, the gap between the trunnion 19 and the needle roller 24 is a positive gap. By making the gap between the trunnion 19 and the needle roller 24 a positive gap, the life of the bearing 20 can be improved compared to the case of a negative gap. Furthermore, the torque (swinging torque) when the cross shaft 15 is swung with respect to the yoke 14 can be reduced. Thereby, the steering feeling of the steering apparatus 1 for vehicles can be improved.

次に、一対のヨーク14と十字軸15との連結方法について説明する。
一対のヨーク14と十字軸15との連結は、例えば、最初に一方のヨーク14と十字軸15とが連結され、その後、他方のヨーク14と十字軸15とが連結される。具体的には、一方の対をなす2つのトラニオン19が、一方のヨーク14に対して、2つタブ16の内側から対応する嵌合孔17に挿入される。そして、複数の針状ころ24が収容された2つのカップ23が、それぞれ、一方のヨーク14に形成された2つの嵌合孔17に外側から嵌合される。トラニオン19の端部19bは、カップ23が対応する嵌合孔17に嵌合される過程で、カップ23内に挿入される。これにより、一方のヨーク14と十字軸15とが、2つの軸受20を介して連結される。
Next, a method for connecting the pair of yokes 14 and the cross shaft 15 will be described.
As for the connection between the pair of yokes 14 and the cross shaft 15, for example, one yoke 14 and the cross shaft 15 are first connected, and then the other yoke 14 and the cross shaft 15 are connected. Specifically, the two trunnions 19 forming one pair are inserted into the corresponding fitting holes 17 from the inside of the two tabs 16 with respect to the one yoke 14. Then, the two cups 23 in which the plurality of needle rollers 24 are accommodated are fitted into the two fitting holes 17 formed in the one yoke 14 from the outside. The end 19 b of the trunnion 19 is inserted into the cup 23 in the process of fitting the cup 23 into the corresponding fitting hole 17. Thereby, one yoke 14 and the cross shaft 15 are connected via the two bearings 20.

また、嵌合孔17に対するカップ23の嵌合は、底部26に形成された凸部28が保持凹部21に埋設された埋設体22の一方の軸方向端面22aに接触して、凸部28が埋設体22に押し付けられるまで行われる。埋設体22に対する凸部28の押付力は、2つのカップ23間の距離、具体的には、一方のカップ23の底部26の外側表面から他方のカップ23の底部26の外側表面までの距離W1(以下では、「組幅W1」という。)により管理される。組幅W1が小さくなると、埋設体22に対する凸部28の押付力が大きくなり、組幅W1が大きくなると、埋設体22に対する凸部28の押付力が小さくなる。   Further, when the cup 23 is fitted into the fitting hole 17, the convex portion 28 formed in the bottom portion 26 comes into contact with one axial end surface 22 a of the embedded body 22 embedded in the holding concave portion 21, and the convex portion 28 is This is performed until it is pressed against the embedded body 22. The pressing force of the convex portion 28 against the embedded body 22 is the distance between the two cups 23, specifically, the distance W1 from the outer surface of the bottom portion 26 of one cup 23 to the outer surface of the bottom portion 26 of the other cup 23. (Hereinafter referred to as “set width W1”). When the assembled width W1 is reduced, the pressing force of the convex portion 28 against the embedded body 22 is increased, and when the assembled width W1 is increased, the pressing force of the convex portion 28 against the embedded body 22 is decreased.

このように、トラニオン19の端部19bに埋設された埋設体22に対してカップ23に設けられた凸部28を押し付けることにより、カップ23に対するトラニオン19の径方向への移動を規制することができる。また、カップ23に対するトラニオン19の径方向への移動を規制することにより、トラニオン19と針状ころ24との間の隙間が正隙間にされている場合であっても、十字軸15の振動を抑制することができる。これにより、例えば自在継手6にトルクが加わったときに、トラニオン19と針状ころ24とが衝突して異音が生じることを抑制または防止することができる。   Thus, by pressing the convex portion 28 provided on the cup 23 against the embedded body 22 embedded in the end portion 19b of the trunnion 19, the movement of the trunnion 19 relative to the cup 23 in the radial direction can be restricted. it can. Further, by restricting the movement of the trunnion 19 with respect to the cup 23 in the radial direction, even if the gap between the trunnion 19 and the needle roller 24 is a positive gap, the vibration of the cross shaft 15 is suppressed. Can be suppressed. As a result, for example, when torque is applied to the universal joint 6, it is possible to suppress or prevent the trunnion 19 and the needle roller 24 from colliding with each other and generating abnormal noise.

また、トラニオン19の中心軸線を通る位置で凸部28と埋設体22とを接触させることにより、カップ23と対応するトラニオン19とが相対回転したときに、凸部28と埋設体22との摺動により生じる揺動トルクを小さくすることができる。さらに、埋設体22は弾性を有しているから、埋設体22に対する凸部28の押し付け量が大きくなったとしても、埋設体22を弾性変形させて、凸部28と埋設体22との接触圧が大幅に上昇することを抑制または防止することができる。これにより、凸部28と埋設体22との摺動抵抗が大幅に上昇して、揺動トルクが大幅に上昇することを抑制または防止することができる。したがって、組幅W1を精度良く管理しなくても、揺動トルクを所定の範囲内に収めることができるので、組幅W1の寸法精度を緩和でき、自在継手6の組立てを容易にすることができる。   Further, when the convex portion 28 and the embedded body 22 are brought into contact with each other at a position passing through the central axis of the trunnion 19, when the trunnion 19 corresponding to the cup 23 is relatively rotated, the sliding between the convex portion 28 and the embedded body 22 is performed. The swing torque generated by the movement can be reduced. Further, since the embedded body 22 has elasticity, even if the pressing amount of the convex portion 28 against the embedded body 22 is increased, the embedded body 22 is elastically deformed to contact the convex portion 28 with the embedded body 22. It is possible to suppress or prevent the pressure from increasing significantly. Accordingly, it is possible to suppress or prevent the sliding resistance between the convex portion 28 and the embedded body 22 from being significantly increased and the swinging torque from being significantly increased. Therefore, since the swinging torque can be kept within a predetermined range without accurately managing the assembly width W1, the dimensional accuracy of the assembly width W1 can be relaxed and the assembly of the universal joint 6 can be facilitated. it can.

次に、他方のヨーク14と十字軸15とが連結される。すなわち、他方の対をなす2つのトラニオン19が、他方のヨーク14に対して、2つのタブ16の内側から対応する嵌合孔17に挿入される。そして、複数の針状ころ24が収容された2つカップ23が、それぞれ、他方のヨーク14に形成された2つの嵌合孔17に外側から嵌合される。トラニオン19の端部19bは、カップ23が対応する嵌合孔17に嵌合される過程で、カップ23内に挿入される。これにより、他方のヨーク14と十字軸15とが、2つの軸受20を介して連結される。嵌合孔17に対するカップ23の嵌合は、一方のヨーク14と同様に、底部26に形成された凸部28が保持凹部21に埋設された埋設体22の一方の軸方向端面22aに接触して、凸部28が埋設体22に押し付けられるまで行われる。   Next, the other yoke 14 and the cross shaft 15 are connected. That is, the two trunnions 19 forming the other pair are inserted into the corresponding fitting holes 17 from the inside of the two tabs 16 with respect to the other yoke 14. Then, the two cups 23 in which the plurality of needle rollers 24 are accommodated are fitted into the two fitting holes 17 formed in the other yoke 14 from the outside. The end 19 b of the trunnion 19 is inserted into the cup 23 in the process of fitting the cup 23 into the corresponding fitting hole 17. As a result, the other yoke 14 and the cross shaft 15 are coupled via the two bearings 20. In the fitting of the cup 23 to the fitting hole 17, as in the case of one yoke 14, the convex portion 28 formed on the bottom portion 26 contacts one axial end surface 22 a of the embedded body 22 embedded in the holding concave portion 21. This is performed until the convex portion 28 is pressed against the embedded body 22.

図4は、保持凹部21に埋設体22が埋設された状態を示すトラニオン19の端部19bおよび埋設体22の縦断面図である。また、図5は、保持凹部21に埋設体22を埋設する前の状態を示すトラニオン19の端部19bおよび埋設体22の縦断面図である。以下では、図4および図5を参照して、保持凹部21および埋設体22について詳細に説明する。   FIG. 4 is a longitudinal sectional view of the end 19 b of the trunnion 19 and the embedded body 22 showing a state in which the embedded body 22 is embedded in the holding recess 21. FIG. 5 is a longitudinal sectional view of the end 19 b of the trunnion 19 and the embedded body 22 showing a state before the embedded body 22 is embedded in the holding recess 21. Below, with reference to FIG. 4 and FIG. 5, the holding | maintenance recessed part 21 and the embedded body 22 are demonstrated in detail.

保持凹部21は、例えばトラニオン19と同軸の円柱状に形成されている。図5に示すように、保持凹部21は、円柱状の大径部30と、円錐台状の中間部31と、円柱状の小径部32とを有している。大径部30、中間部31、および小径部32は、それぞれトラニオン19と同軸になるように形成されており、保持凹部21の底側から小径部32、中間部31、大径部30の順で配置されている。   The holding recess 21 is formed in a cylindrical shape coaxial with the trunnion 19, for example. As shown in FIG. 5, the holding recess 21 includes a cylindrical large diameter portion 30, a truncated cone-shaped intermediate portion 31, and a cylindrical small diameter portion 32. The large diameter portion 30, the intermediate portion 31, and the small diameter portion 32 are formed so as to be coaxial with the trunnion 19. The small diameter portion 32, the intermediate portion 31, and the large diameter portion 30 are arranged in this order from the bottom side of the holding recess 21. Is arranged in.

大径部30は、中間部31および小径部32に比べて軸長(中心軸線に沿う長さ)が長くされている。大径部30は、中間部31によって小径部32に連結されている。中間部31は、大径部30から小径部32に向かって直径が連続的に小さくなるように傾斜している。また、小径部32は、保持凹部21の底部を形成している。小径部32には、保持凹部21の底に相当する平坦な底面33(支持面)が設けられている。底面33は、トラニオン19の中心軸線L1に対して直交する面であり、例えば平面視円形に形成されている。   The large diameter portion 30 has a longer axial length (length along the central axis) than the intermediate portion 31 and the small diameter portion 32. The large diameter portion 30 is connected to the small diameter portion 32 by an intermediate portion 31. The intermediate portion 31 is inclined so that the diameter continuously decreases from the large diameter portion 30 toward the small diameter portion 32. Further, the small diameter portion 32 forms the bottom portion of the holding recess 21. The small diameter portion 32 is provided with a flat bottom surface 33 (support surface) corresponding to the bottom of the holding recess 21. The bottom surface 33 is a surface orthogonal to the central axis L1 of the trunnion 19, and is formed in a circular shape in plan view, for example.

埋設体22は、例えば合成樹脂や合成ゴムからなるものであり、弾性を有している。この実施形態では、ポリアセタール(POM)、ポリアミド(PA)、フェノール樹脂(PF)、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)などにより例示される合成樹脂によって埋設体22が形成されている。埋設体22は、保持凹部21に対応する形状(保持凹部21が円柱状であれば円柱状)に形成されており、同軸的に連結された円柱状の大径嵌合部34および小径嵌合部35を有している。図4に示すように、埋設体22は、トラニオン19と同軸になるように保持凹部21に埋設されている。埋設体22は、小径嵌合部35が保持凹部21に圧入されることにより、保持凹部21内で保持されている。   The embedded body 22 is made of, for example, a synthetic resin or a synthetic rubber and has elasticity. In this embodiment, the embedded body 22 is formed of a synthetic resin exemplified by polyacetal (POM), polyamide (PA), phenol resin (PF), polyether ether ketone (PEEK), and the like. The embedded body 22 is formed in a shape corresponding to the holding recess 21 (or a columnar shape if the holding recess 21 is cylindrical), and has a cylindrical large-diameter fitting portion 34 and a small-diameter fitting that are connected coaxially. A portion 35 is provided. As shown in FIG. 4, the embedded body 22 is embedded in the holding recess 21 so as to be coaxial with the trunnion 19. The embedded body 22 is held in the holding recess 21 by press-fitting the small-diameter fitting portion 35 into the holding recess 21.

すなわち、図5に示すように、自由状態における小径嵌合部35の外径D1は、保持凹部21の小径部32の直径D2よりも大きくされている。また、小径嵌合部35の軸長は、小径部32の軸長よりも長くされている。図4に示すように、小径嵌合部35の先端部(図4では下端部)は、小径部32に嵌合されている。これにより、小径嵌合部35の先端部が小径部32に圧入され、埋設体22が保持凹部21内で保持されている。トラニオン19がその中心軸線L1回りに揺動すると、当該トラニオン19とこれに対応する埋設体22とは一体的に揺動するようになっている。   That is, as shown in FIG. 5, the outer diameter D <b> 1 of the small-diameter fitting portion 35 in the free state is larger than the diameter D <b> 2 of the small-diameter portion 32 of the holding recess 21. Further, the axial length of the small diameter fitting portion 35 is longer than the axial length of the small diameter portion 32. As shown in FIG. 4, the distal end portion (the lower end portion in FIG. 4) of the small diameter fitting portion 35 is fitted to the small diameter portion 32. As a result, the tip of the small diameter fitting portion 35 is press-fitted into the small diameter portion 32, and the embedded body 22 is held in the holding recess 21. When the trunnion 19 swings around the central axis L1, the trunnion 19 and the embedded body 22 corresponding to the trunnion 19 swing integrally.

また、図4に示すように、小径嵌合部35の基端部(大径嵌合部34側の端部)は、中間部31に位置している。小径嵌合部35の基端部の周囲には環状の空間S1が形成されている。さらに、小径嵌合部35の先端面35a(図4および図5では下端面。被支持面)は、平面視円形の平坦面に形成されている。図4に示すように、小径嵌合部35の先端面35aは、保持凹部21の底面33によって面接触で支持されている。これにより、埋設体22が、保持凹部21の底面33に対して位置決めされている。小径嵌合部35の先端面35aは、埋設体22の他方の軸方向端面22bに相当する。   As shown in FIG. 4, the base end portion (the end portion on the large diameter fitting portion 34 side) of the small diameter fitting portion 35 is located in the intermediate portion 31. An annular space S1 is formed around the base end portion of the small diameter fitting portion 35. Furthermore, the front end surface 35a (the lower end surface in FIGS. 4 and 5; a supported surface) of the small-diameter fitting portion 35 is formed as a flat surface that is circular in plan view. As shown in FIG. 4, the front end surface 35 a of the small diameter fitting portion 35 is supported by surface contact by the bottom surface 33 of the holding recess 21. Accordingly, the embedded body 22 is positioned with respect to the bottom surface 33 of the holding recess 21. The distal end surface 35 a of the small diameter fitting portion 35 corresponds to the other axial end surface 22 b of the embedded body 22.

一方、大径嵌合部34は、図4に示すように、大径部30内に位置している。図5に示すように、大径嵌合部34の外径D3は、大径部30の直径D4よりもやや小さくされている、また、大径嵌合部34の軸長は、大径部30の軸長とほぼ同じ長さにされている。図4に示すように、大径嵌合部34は、大径部30に対して隙間嵌めされている。大径嵌合部34の外径D3が大径部30の直径D4よりも小さくされているので、埋設体22を保持凹部21に挿入するときに、大径部30内に大径嵌合部34をスムーズに入り込ませることができる。また、埋設体22を保持凹部21に挿入するときに、埋設体22がトラニオン19の端面19aに当たって傷や欠けが埋設体22に生じることが防止されている。   On the other hand, the large diameter fitting part 34 is located in the large diameter part 30, as shown in FIG. As shown in FIG. 5, the outer diameter D3 of the large diameter fitting portion 34 is slightly smaller than the diameter D4 of the large diameter portion 30, and the axial length of the large diameter fitting portion 34 is the large diameter portion. The length is approximately the same as the axial length of 30. As shown in FIG. 4, the large-diameter fitting portion 34 is fitted into the large-diameter portion 30 with a gap. Since the outer diameter D3 of the large-diameter fitting portion 34 is smaller than the diameter D4 of the large-diameter portion 30, the large-diameter fitting portion is inserted into the large-diameter portion 30 when the embedded body 22 is inserted into the holding recess 21. 34 can enter smoothly. Further, when the embedded body 22 is inserted into the holding recess 21, it is prevented that the embedded body 22 hits the end surface 19 a of the trunnion 19 and scratches or chips are generated in the embedded body 22.

また、大径嵌合部34の先端面34a(図4および図5では上端面。平坦面)は、平面視円形の平坦面に形成されている。図4に示すように、大径嵌合部34の先端面34aは、埋設体22が保持凹部21に埋設された状態でトラニオン19の端面19aとほぼ同一平面上に位置している。すなわち、埋設体22の軸長は、埋設体22が保持凹部21に埋設された状態で、大径嵌合部34の先端面34aがトラニオン19の端面19aとほぼ同一平面上に位置するように設定されている。カップ23の底部26に設けられた凸部28は、大径嵌合部34の先端面34aに押し付けられるようになっている。大径嵌合部34の先端面34aは、埋設体22の一方の軸方向端面22aに相当する。   Moreover, the front end surface 34a (the upper end surface in FIGS. 4 and 5; a flat surface) of the large-diameter fitting portion 34 is formed as a flat surface that is circular in plan view. As shown in FIG. 4, the distal end surface 34 a of the large-diameter fitting portion 34 is located on substantially the same plane as the end surface 19 a of the trunnion 19 in a state where the embedded body 22 is embedded in the holding recess 21. That is, the axial length of the embedded body 22 is set so that the tip surface 34a of the large-diameter fitting portion 34 is substantially flush with the end surface 19a of the trunnion 19 in a state where the embedded body 22 is embedded in the holding recess 21. Is set. The convex portion 28 provided on the bottom portion 26 of the cup 23 is pressed against the distal end surface 34 a of the large diameter fitting portion 34. The distal end surface 34 a of the large-diameter fitting portion 34 corresponds to one axial end surface 22 a of the embedded body 22.

図6は、埋設体22に対して凸部28が押し付けられている状態を示す自在継手6の一部の縦断面図である。また、図7は、埋設体22に凸部28を押し付けた後に埋設体22から凸部28を離反させた状態を示す自在継手6の一部の縦断面図である。以下では図6および図7を参照して、埋設体22に対する凸部28の押し付け状態について説明する。
前述のように、カップ23の底部26に設けられた凸部28は、埋設体22に押し付けられている。したがって、同一軸線上に配置された対をなす2つのトラニオン19は、それぞれの端部19bに埋設された埋設体22を介して対応する2つのカップ23によって軸方向A1に挟持されている(図3参照)。そのため、対をなす2つのトラニオン19は、対応する2つのカップ23から受ける挟持力によって、カップ23に対する径方向R1への移動が規制されている。また、埋設体22が弾性を有しているから、対をなす2つのトラニオン19が軸方向A1に振動したときに、埋設体22の弾性によってこの振動が吸収される。
FIG. 6 is a longitudinal sectional view of a part of the universal joint 6 showing a state in which the convex portion 28 is pressed against the embedded body 22. FIG. 7 is a longitudinal sectional view of a part of the universal joint 6 showing a state where the convex portion 28 is separated from the embedded body 22 after the convex portion 28 is pressed against the embedded body 22. Below, with reference to FIG. 6 and FIG. 7, the pressing state of the convex part 28 with respect to the embedded body 22 is demonstrated.
As described above, the convex portion 28 provided on the bottom portion 26 of the cup 23 is pressed against the embedded body 22. Accordingly, the two trunnions 19 forming a pair arranged on the same axis are sandwiched in the axial direction A1 by the corresponding two cups 23 via the embedded bodies 22 embedded in the respective end portions 19b (FIG. 3). Therefore, the movement of the paired trunnions 19 with respect to the cup 23 in the radial direction R <b> 1 is restricted by the clamping force received from the corresponding two cups 23. Further, since the embedded body 22 has elasticity, when the two trunnions 19 making a pair vibrate in the axial direction A1, the vibration is absorbed by the elasticity of the embedded body 22.

また、埋設体22が弾性を有しているので、凸部28が埋設体22に押し付けられることにより、凸部28と保持凹部21の底面33とによって埋設体22が軸方向A1に圧縮されて埋設体22が弾性変形する。このとき、埋設体22の一部は、保持凹部21内に設けられた環状の空間S1に入り込む。すなわち、この実施形態では、環状の空間S1が、埋設体22が圧縮されたときに埋設体22の一部を逃がす逃がし空間として機能している。この逃がし空間を設けることにより、埋設体22が圧縮されたときに、埋設体22を容易に撓ませることができる。   Further, since the embedded body 22 has elasticity, when the convex portion 28 is pressed against the embedded body 22, the embedded body 22 is compressed in the axial direction A1 by the convex portion 28 and the bottom surface 33 of the holding concave portion 21. The embedded body 22 is elastically deformed. At this time, a part of the embedded body 22 enters the annular space S <b> 1 provided in the holding recess 21. In other words, in this embodiment, the annular space S1 functions as an escape space for allowing a part of the embedded body 22 to escape when the embedded body 22 is compressed. By providing this escape space, the embedded body 22 can be easily bent when the embedded body 22 is compressed.

また、この実施形態では、埋設体22の端部が凸部28により押し潰されて塑性変形するように、埋設体22に対する凸部28の押付力が設定されている。したがって、埋設体22の端部には、凸部28が押し付けられた位置に、凸部28に合う形状(この実施形態では、半径が凸部28の表面とほぼ等しい半球状)の凹部36が形成される。そのため、凸部28の先端部(図6では下端部)は、この凹部36に入り込んだ状態で、埋設体22に片当りすることなく、ほぼ均一な接触圧で面接触する。   Moreover, in this embodiment, the pressing force of the convex part 28 with respect to the embedded body 22 is set so that the edge part of the embedded body 22 is crushed by the convex part 28 and plastically deforms. Therefore, a recessed portion 36 having a shape that fits the protruding portion 28 (in this embodiment, a hemisphere having a radius substantially equal to the surface of the protruding portion 28) is provided at the end of the embedded body 22 at the position where the protruding portion 28 is pressed. It is formed. Therefore, the tip end portion (the lower end portion in FIG. 6) of the convex portion 28 comes into surface contact with the substantially uniform contact pressure without entering the embedded body 22 in a state of entering the concave portion 36.

凸部28の先端部を凹部36に入り込ませることにより、凸部28の先端部を引っ掛かり部として機能させて、カップ23に対するトラニオン19の径方向R1への移動を規制することができる。また、対をなす2つのトラニオン19は、対応する2つのカップ23によって軸方向A1に挟持されており、軸方向A1への移動が規制されているので、各トラニオン19は、軸方向A1および径方向R1への移動が規制される。本実施形態に係る自在継手6は、このようにしてカップ23に対するトラニオン19のガタつきが確実に防止されており、剛性が高められている。   By causing the distal end portion of the convex portion 28 to enter the concave portion 36, the distal end portion of the convex portion 28 can function as a hooking portion, and movement of the trunnion 19 relative to the cup 23 in the radial direction R <b> 1 can be restricted. Further, the two trunnions 19 forming a pair are sandwiched in the axial direction A1 by the corresponding two cups 23 and the movement in the axial direction A1 is restricted, so that each trunnion 19 has the axial direction A1 and the diameter. Movement in the direction R1 is restricted. In the universal joint 6 according to the present embodiment, the rattling of the trunnion 19 with respect to the cup 23 is reliably prevented in this way, and the rigidity is increased.

凸部28の表面の半径をRとすると(図6参照)、埋設体22の潰し量P1(埋設体22から凸部28を離反させた状態での軸方向端面22aから凹部36の底までの軸方向A1に沿う距離。図7参照)は、0.08×R以上に設定されている。後述するように、埋設体22の潰し量P1を0.08×R以上に設定することにより、カップ23に対するトラニオン19の径方向R1への移動を非常に小さくすることができる。これにより、カップ23に対するトラニオン19の径方向R1へのガタつきを少なくして、自在継手6から異音が生ずることを確実に抑制または防止することができる。   When the radius of the surface of the convex portion 28 is R (see FIG. 6), the crushed amount P1 of the embedded body 22 (from the axial end surface 22a in the state where the convex portion 28 is separated from the embedded body 22 to the bottom of the concave portion 36) The distance along the axial direction A1 (see FIG. 7) is set to 0.08 × R or more. As will be described later, by setting the crushing amount P1 of the embedded body 22 to be 0.08 × R or more, the movement of the trunnion 19 relative to the cup 23 in the radial direction R1 can be made extremely small. Thereby, the backlash of the trunnion 19 with respect to the cup 23 in the radial direction R <b> 1 can be reduced, and generation of abnormal noise from the universal joint 6 can be reliably suppressed or prevented.

また、埋設体22が弾性を有しているから、凸部28の先端部を凹部36に入り込ませて埋設体22に接触させることにより、トラニオン19が径方向R1に振動したときに、この振動を埋設体22の弾性によって吸収することができる。すなわち、本実施形態に係る自在継手6では、前述のように、埋設体22の弾性によってトラニオン19の軸方向A1の振動が吸収されるようになっているので、トラニオン19の径方向R1および軸方向A1の振動を吸収することができる。これにより、トラニオン19の振動による異音の発生を確実に抑制または防止することができる。   Further, since the embedded body 22 has elasticity, when the trunnion 19 vibrates in the radial direction R <b> 1 by causing the tip of the convex portion 28 to enter the concave portion 36 and contact with the embedded body 22, this vibration is generated. Can be absorbed by the elasticity of the embedded body 22. That is, in the universal joint 6 according to the present embodiment, the vibration of the trunnion 19 in the axial direction A1 is absorbed by the elasticity of the embedded body 22 as described above. The vibration in the direction A1 can be absorbed. Thereby, generation | occurrence | production of the abnormal noise by the vibration of the trunnion 19 can be suppressed or prevented reliably.

また、対をなす2つのトラニオン19が2つの埋設体22を介して2つのカップ23によって支持されているので、自在継手6に作用するトルクが小さい場合には、針状ころ24を介さずに、埋設体22を介してカップ23およびトラニオン19間で動力を伝達させることができる。また、自在継手6に作用するトルクが大きい場合には、針状ころ24を介してカップ23およびトラニオン19間で動力が伝達されることになるが、埋設体22の弾性変形による抵抗よって、トラニオン19が針状ころ24に衝突するときのトラニオン19の速度を低下させることができる。これにより、トラニオン19が針状ころ24に衝突するときの衝撃を弱めて、両者の衝突による音を小さくすることができる。   In addition, since the two trunnions 19 forming a pair are supported by the two cups 23 via the two embedded bodies 22, when the torque acting on the universal joint 6 is small, the needle rollers 24 are not interposed. The power can be transmitted between the cup 23 and the trunnion 19 via the buried body 22. Further, when the torque acting on the universal joint 6 is large, power is transmitted between the cup 23 and the trunnion 19 via the needle rollers 24, but the trunnion is caused by the resistance due to the elastic deformation of the embedded body 22. The speed of the trunnion 19 when the 19 collides with the needle roller 24 can be reduced. Thereby, the impact when the trunnion 19 collides with the needle roller 24 can be weakened, and the sound caused by the collision between the two can be reduced.

また、前述のように、埋設体22の端部には、凸部28が押し付けられた位置に凸部28に合う形状の凹部36が形成されるので、埋設体22に対して凸部28を片当りさせることなく、ほぼ均一な接触圧で面接触させることができる。すなわち、例えば埋設体22に予め凹部36を形成して、この凹部36に凸部28を入り込ませる場合には、凸部28および凹部36の寸法、形状および位置を精度良く管理しないと、埋設体22に対して凸部28が片当りしてしまう。しかしながら、埋設体22に対して凸部28が片当りしていると、カップ23に対するトラニオン19のガタつきを十分に規制できないおそれがある。また、凸部28と埋設体22との接触圧が非常に高くなるので、凸部28と埋設体22とが摺動したときに埋設体22が摩耗し易くなってしまう。したがって、この実施形態のように、凸部28によって埋設体22を押し潰して凹部36を形成することにより、埋設体22に対して凸部28を片当りさせることなく確実に面接触させることができる。また、凸部28が押し付けられた位置に凸部28に合う形状の凹部36が形成されるので、寸法などの精密な管理が不要である。したがって、凸部28および埋設体22の精度に依存せずに、埋設体22に対して凸部28が片当りすることを防止することができる。   Further, as described above, since the concave portion 36 having a shape that fits the convex portion 28 is formed at the end portion of the embedded body 22 at the position where the convex portion 28 is pressed, the convex portion 28 is formed on the embedded body 22. Surface contact can be achieved with a substantially uniform contact pressure without causing a single contact. That is, for example, when the recessed portion 36 is formed in advance in the embedded body 22 and the convex portion 28 is inserted into the recessed portion 36, the embedded body must be managed unless the dimensions, shape, and position of the convex portion 28 and the recessed portion 36 are accurately controlled. The convex portion 28 comes into contact with 22. However, if the convex portion 28 comes into contact with the embedded body 22, the rattling of the trunnion 19 with respect to the cup 23 may not be sufficiently restricted. Further, since the contact pressure between the convex portion 28 and the embedded body 22 becomes very high, the embedded body 22 is likely to be worn when the convex portion 28 and the embedded body 22 slide. Therefore, as in this embodiment, the recessed portion 36 is formed by crushing the embedded body 22 with the convex portion 28, so that the convex portion 28 can be surely brought into surface contact with the embedded body 22 without causing a single contact. it can. Further, since the concave portion 36 having a shape that fits the convex portion 28 is formed at the position where the convex portion 28 is pressed, precise management such as dimensions is unnecessary. Therefore, the protrusion 28 can be prevented from hitting the embedded body 22 without depending on the accuracy of the protrusion 28 and the embedded body 22.

図8は、本発明の一実施形態に係る自在継手6の剛性について説明するためのグラフである。この図8において示された各グラフの縦軸は、ステアリングホイール2に作用させたトルクの大きさ(単位はNm)を示しており、横軸は、自在継手6の回転変位量(一方のヨーク14と他方のヨーク14の相対回転量。単位は分)を示している。各グラフにおける測定値は、約±1Nmの範囲でステアリングホイール2にトルクを作用させたときの自在継手6の回転変位量である。   FIG. 8 is a graph for explaining the rigidity of the universal joint 6 according to an embodiment of the present invention. The vertical axis of each graph shown in FIG. 8 indicates the magnitude of torque applied to the steering wheel 2 (unit: Nm), and the horizontal axis indicates the rotational displacement amount of the universal joint 6 (one yoke). 14 and the relative rotation amount of the other yoke 14 (unit: minutes). The measured value in each graph is the rotational displacement amount of the universal joint 6 when torque is applied to the steering wheel 2 in a range of about ± 1 Nm.

図8(a)、図8(b)および図8(c)における測定値は、それぞれ埋設体22の潰し量P1(図7参照)を変化させたときのものであり、図8(a)は、埋設体22の潰し量P1が0.7mmのときの測定値であり、図8(b)は、埋設体22の潰し量P1が約0.1mmのときの測定値である。図8(b)の測定値における埋設体22の潰し量P1が、凸部28の表面の半径R(図6参照)に対して0.08を掛けたときの値である。したがって、図8(a)の測定値における埋設体22の潰し量P1は、凸部28の半径Rに対して0.08を掛けた値よりも大きくなっている。また、図8(c)に示す測定値は、埋設体22を塑性変形させずに埋設体22に対して凸部28を押し付けて弾性変形させたときのものである。すなわち、図8(c)の測定値における埋設体22の潰し量P1は零である。   The measured values in FIG. 8A, FIG. 8B, and FIG. 8C are obtained when the crushing amount P1 (see FIG. 7) of the embedded body 22 is changed, respectively, and FIG. Is a measured value when the crushed amount P1 of the buried body 22 is 0.7 mm, and FIG. 8B is a measured value when the crushed amount P1 of the buried body 22 is about 0.1 mm. The crushing amount P1 of the embedded body 22 in the measurement value of FIG. 8B is a value obtained by multiplying the radius R (see FIG. 6) of the surface of the convex portion 28 by 0.08. Therefore, the crushing amount P1 of the embedded body 22 in the measured value of FIG. 8A is larger than the value obtained by multiplying the radius R of the convex portion 28 by 0.08. Further, the measured values shown in FIG. 8C are obtained when the embedded body 22 is elastically deformed by pressing the convex portion 28 against the embedded body 22 without plastic deformation. That is, the crushing amount P1 of the embedded body 22 in the measured value of FIG. 8C is zero.

埋設体22の潰し量P1が0.7mmのときに約±1Nmの範囲でステアリングホイール2にトルクを作用させたときの自在継手6の回転変位量の絶対値(正側への回転変位量の絶対値と、負側への回転変位量の絶対値とを足した値)は、約2分であった(図8(a)参照)。また、埋設体22の潰し量P1が約0.1mmのときに約±1Nmの範囲でステアリングホイール2にトルクを作用させたときの自在継手6の回転変位量の絶対値は、約5分であった(図8(b)参照)。また、埋設体22の潰し量P1が零のときに約±1Nmの範囲でステアリングホイール2にトルクを作用させたときの自在継手6の回転変位量の絶対値は、約5分であった(図8(c)参照)。   When the crushed amount P1 of the buried body 22 is 0.7 mm, the absolute value of the rotational displacement amount of the universal joint 6 when the torque is applied to the steering wheel 2 in the range of about ± 1 Nm (the rotational displacement amount to the positive side). The value obtained by adding the absolute value and the absolute value of the amount of rotational displacement to the negative side) was about 2 minutes (see FIG. 8A). The absolute value of the rotational displacement of the universal joint 6 when the torque is applied to the steering wheel 2 in the range of about ± 1 Nm when the crushing amount P1 of the embedded body 22 is about 0.1 mm is about 5 minutes. (See FIG. 8 (b)). The absolute value of the rotational displacement amount of the universal joint 6 when the torque was applied to the steering wheel 2 in the range of about ± 1 Nm when the crushing amount P1 of the embedded body 22 was zero was about 5 minutes ( (Refer FIG.8 (c)).

各グラフをより詳細に見ると、それぞれ2つの線L2が横軸を縦軸方向に跨いでいる。各線L2と横軸との交点を見ると、いずれも自在継手6の回転変位量が零になっておらず、正または負の値をとっている。しかしながら、各線L2と横軸との交点は、ステアリングホイール2に作用するトルクが零のときの自在継手6の回転変位量であり、ステアリングホイール2に作用するトルクが零であれば自在継手6の回転変位量も零になるはずである。したがって、ステアリングホイール2に作用するトルクが零のときに変位量が零になっていないということは、自在継手6にガタがあると判断される。また、横軸上における2つの線L2の間隔が広いということは、自在継手6のガタが大きいと判断される。   Looking at each graph in more detail, two lines L2 each straddle the horizontal axis in the vertical axis direction. Looking at the intersection between each line L2 and the horizontal axis, the rotational displacement amount of the universal joint 6 is not zero and takes a positive or negative value. However, the intersection of each line L2 and the horizontal axis is the rotational displacement amount of the universal joint 6 when the torque acting on the steering wheel 2 is zero, and if the torque acting on the steering wheel 2 is zero, the universal joint 6 The amount of rotational displacement should also be zero. Therefore, when the torque acting on the steering wheel 2 is zero, the fact that the amount of displacement is not zero is determined that there is a backlash in the universal joint 6. Moreover, it is judged that the backlash of the universal joint 6 is large that the space | interval of the two lines L2 on a horizontal axis is wide.

このような観点で図8(a)、図8(b)および図8(c)の測定値を見ると、図8(c)の測定値では、横軸上における2つの線L2の間隔が非常に大きくなっている。したがって、埋設体22を塑性変形させずに埋設体22に対して凸部28を単に押し付けただけでは、カップ23に対するトラニオン19のガタつきを十分に規制できないことが分かる。一方、図8(a)および図8(b)の測定値を見ると、横軸上における2つの線L2の間隔が非常に狭くなっている。すなわち、凸部28によって埋設体22を押し潰して塑性変形させ、埋設体22の潰し量P1を0.08×R以上に設定することにより、カップ23に対するトラニオン19の径方向R1への移動を非常に小さくすることができる。これにより、カップ23に対する径方向R1へのトラニオン19のガタつきを少なくして、自在継手6の剛性を高めることができる。したがって、自在継手6から異音が生ずることを確実に抑制または防止することができる。   8A, 8B, and 8C from this point of view, in the measured value of FIG. 8C, the distance between the two lines L2 on the horizontal axis is as follows. It is very big. Therefore, it can be seen that the backlash of the trunnion 19 with respect to the cup 23 cannot be sufficiently regulated simply by pressing the convex portion 28 against the embedded body 22 without plastically deforming the embedded body 22. On the other hand, when the measured values in FIGS. 8A and 8B are viewed, the distance between the two lines L2 on the horizontal axis is very narrow. That is, the embossed body 22 is crushed and plastically deformed by the convex portion 28, and the crushing amount P1 of the embedded body 22 is set to 0.08 × R or more, thereby moving the trunnion 19 relative to the cup 23 in the radial direction R1. Can be very small. Thereby, the backlash of the trunnion 19 in the radial direction R1 with respect to the cup 23 can be reduced, and the rigidity of the universal joint 6 can be increased. Therefore, it is possible to reliably suppress or prevent the generation of abnormal noise from the universal joint 6.

以上のように、この実施形態では、トラニオン19の端部19bに埋設された埋設体22の軸方向端面22aに対して、カップ23の底部26中央部に設けられた凸部28を押し付けることにより、埋設体22の一部を押し潰して塑性変形させることができる。これにより、凸部28が押し付けられた位置に凸部28に合う形状の凹部36を形成して、この凹部36に凸部28を入り込ませることができる。また、凸部28が押し付けられた位置に凸部28に合う形状の凹部36が形成されるので、埋設体22に対して凸部28を片当りさせることなく、均一な接触圧で面接触させることができる。したがって、凸部28と埋設体22との係合によりカップ23に対するトラニオン19の径方向R1への移動を確実に規制することができる。また、埋設体22が弾性を有しているから、埋設体22の弾性による抵抗によってトラニオン19のガタつきを吸収することができる。さらに、トラニオン19は、その中心軸線L1回りに揺動するようになっており、凸部28は、トラニオン19の中心軸線L1を通る位置で埋設体22に接触するようになっているので、凸部28と埋設体22との摺動により生じる揺動トルクを小さくすることができる。しかも、この実施形態では、埋設体22が合成樹脂によって形成されているので、金属などのその他の材料によって埋設体22が形成されている場合に比べて、埋設体22の摩擦係数が小さくなっている。したがって、凸部28と埋設体22との摺動による摩擦抵抗が小さくなっており、揺動トルクが一層小さくなっている。さらに、埋設体22が合成樹脂によって形成されているので、凸部28と埋設体22との摺動による異音の発生が防止さている。このようにして、揺動トルクの上昇が抑制され、カップ23に対するトラニオン19の径方向R1への移動が規制されている。   As described above, in this embodiment, by pressing the convex portion 28 provided at the center portion of the bottom portion 26 of the cup 23 against the axial end surface 22a of the embedded body 22 embedded in the end portion 19b of the trunnion 19. A part of the embedded body 22 can be crushed and plastically deformed. Thereby, the recessed part 36 of the shape which fits the convex part 28 can be formed in the position where the convex part 28 was pressed, and the convex part 28 can be entered in this recessed part 36. FIG. Moreover, since the recessed part 36 of the shape which fits the convex part 28 is formed in the position where the convex part 28 was pressed, the surface contact is made by the uniform contact pressure without causing the convex part 28 to come into contact with the embedded body 22. be able to. Therefore, the movement of the trunnion 19 with respect to the cup 23 in the radial direction R <b> 1 can be reliably restricted by the engagement between the convex portion 28 and the embedded body 22. Further, since the embedded body 22 has elasticity, the backlash of the trunnion 19 can be absorbed by the resistance due to the elasticity of the embedded body 22. Further, the trunnion 19 swings around its central axis L1, and the convex portion 28 comes into contact with the embedded body 22 at a position passing through the central axis L1 of the trunnion 19, so that The swing torque generated by the sliding between the portion 28 and the embedded body 22 can be reduced. Moreover, in this embodiment, since the embedded body 22 is made of synthetic resin, the friction coefficient of the embedded body 22 is smaller than when the embedded body 22 is formed of other materials such as metal. Yes. Therefore, the frictional resistance caused by sliding between the convex portion 28 and the embedded body 22 is reduced, and the swing torque is further reduced. Furthermore, since the embedded body 22 is formed of a synthetic resin, generation of abnormal noise due to sliding between the convex portion 28 and the embedded body 22 is prevented. In this way, an increase in swing torque is suppressed, and movement of the trunnion 19 with respect to the cup 23 in the radial direction R1 is restricted.

また、この実施形態では、保持凹部21の底面33によって埋設体22を支持しているので、凸部28からの荷重を埋設体22に確実に作用させることができる。すなわち、図9の参考形態に示すように、トラニオン37の端部37aにドリルによって保持凹部38を形成し、この保持凹部38に円柱状の埋設体39を埋設した場合には、埋設体39が線接触で支持された状態で保持凹部38内に保持される。したがって、このような支持状態の埋設体39に凸部40を押し付けると、埋設体39の一部が保持凹部38の底側である倒立円錐状の空間に入り込んで(図9中の○で囲んだ範囲を参照)、凸部40から埋設体39に与えた荷重が逃げてしまう。そのため、凸部40によって埋設体39を確実に押し潰すことができなくなる。したがって、この実施形態のように、凸部28から埋設体22に与えられる荷重の方向に直交する平坦な底面33を設けて、この底面33によって埋設体22を面接触で支持することにより、凸部28からの荷重を確実に埋設体22に作用させることができる。これにより、凸部28によって埋設体22を確実に押し潰して塑性変形させることができる。   Further, in this embodiment, since the embedded body 22 is supported by the bottom surface 33 of the holding recess 21, the load from the convex portion 28 can be reliably applied to the embedded body 22. That is, as shown in the reference form of FIG. 9, when a holding recess 38 is formed in the end 37 a of the trunnion 37 by a drill, and a cylindrical embedded body 39 is embedded in the holding recess 38, the embedded body 39 is It is held in the holding recess 38 while being supported by line contact. Therefore, when the convex portion 40 is pressed against the buried body 39 in such a supported state, a part of the buried body 39 enters the inverted conical space on the bottom side of the holding concave portion 38 (enclosed by circles in FIG. 9). The load applied to the embedded body 39 from the convex portion 40 escapes. Therefore, the embedded body 39 cannot be reliably crushed by the convex portion 40. Therefore, as in this embodiment, a flat bottom surface 33 that is orthogonal to the direction of the load applied from the convex portion 28 to the embedded body 22 is provided, and the embedded body 22 is supported by surface contact by the bottom surface 33, thereby The load from the portion 28 can be reliably applied to the embedded body 22. Thereby, the embedded body 22 can be reliably crushed and plastically deformed by the convex portion 28.

この発明の実施の形態の説明は以上であるが、この発明は、前述の実施形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、前述の実施形態では、車両用操舵装置1に備えられた自在継手6,7に本発明が適用された場合について説明したが、車両用操舵装置1以外の装置に備えられた自在継手に本発明が適用されてもよい。また、前述の実施形態では、軸受20が針状ころ軸受である場合について説明したが、針状ころ24以外の転動体を用いたその他のラジアル転がり軸受を軸受20として用いてもよい。さらに、前述の実施形態では、凸部28の表面が半球状に形成されている場合について説明したが、円錐状や円錐台状などのその他の形状に凸部28の表面が形成されていてもよい。その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。   Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the contents of the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims. For example, in the above-described embodiment, the case where the present invention is applied to the universal joints 6 and 7 provided in the vehicle steering apparatus 1 has been described, but the universal joint provided in an apparatus other than the vehicle steering apparatus 1 may be used. The present invention may be applied. In the above-described embodiment, the case where the bearing 20 is a needle roller bearing has been described. However, other radial rolling bearings using rolling elements other than the needle rollers 24 may be used as the bearing 20. Furthermore, although the case where the surface of the convex portion 28 is formed in a hemispherical shape has been described in the above-described embodiment, the surface of the convex portion 28 may be formed in other shapes such as a conical shape or a truncated cone shape. Good. In addition, various design changes can be made within the scope of matters described in the claims.

6,7・・・自在継手、14・・・ヨーク、15・・・十字軸、19・・・トラニオン、19b・・・端部(トラニオンの端部)、20・・・軸受、21・・・保持凹部(凹部)、22・・・埋設体、22a・・・軸方向端面(平坦面)、22b・・・軸方向端面(被支持面)、23・・・カップ、24・・・針状ころ(転動体)、28・・・凸部、33・・・底面(支持面)、34a・・・先端面(平坦面)、35a・・・先端面(被支持面) 6, 7 ... Universal joint, 14 ... Yoke, 15 ... Cross shaft, 19 ... Trunnion, 19b ... End (end of trunnion), 20 ... Bearing, 21 ... Holding recess (recess), 22 ... buried body, 22a ... axial end surface (flat surface), 22b ... axial end surface (supported surface), 23 ... cup, 24 ... needle Rollers (rolling elements), 28 ... convex portions, 33 ... bottom surface (support surface), 34a ... tip surface (flat surface), 35a ... tip surface (supported surface)

Claims (3)

一対のヨークが十字軸によって連結された自在継手であって、
十字軸は、円柱状をなす4つのトラニオンを有し、
各トラニオンは、個々に設けられた軸受を介して対応するヨークに連結され、
前記軸受は、前記トラニオンの端部が挿入された有底円筒状のカップと、前記トラニオンの外周面と前記カップの内周面との間に介在する複数の転動体とを有し、
前記カップの底部中央部には、当該カップの内部に向かって突出する凸部が設けられ、
前記トラニオンの端面中央部には、凹部が形成され、
前記凹部には、弾性を有する埋設体が埋設されていて、この埋設体は、前記トラニオンの端面とほぼ同一平面上に位置する平坦面を有し、当該平坦面に前記凸部が押し付けられることによりその一部が押し潰されて塑性変形している、自在継手。
A universal joint in which a pair of yokes are connected by a cross shaft,
The cross shaft has four trunnions forming a cylindrical shape,
Each trunnion is connected to a corresponding yoke through individually provided bearings,
The bearing has a bottomed cylindrical cup into which the end of the trunnion is inserted, and a plurality of rolling elements interposed between the outer peripheral surface of the trunnion and the inner peripheral surface of the cup,
A convex portion that protrudes toward the inside of the cup is provided at the center of the bottom of the cup,
A concave portion is formed in the central portion of the end surface of the trunnion,
An embedded body having elasticity is embedded in the concave portion, and the embedded body has a flat surface located on substantially the same plane as the end surface of the trunnion, and the convex portion is pressed against the flat surface. A universal joint, part of which is crushed and plastically deformed.
前記凸部は、半球状に形成されたものである、請求項1記載の自在継手。   The universal joint according to claim 1, wherein the convex portion is formed in a hemispherical shape. 前記凹部は、前記埋設体を支持する平坦な支持面を有するものであり、
前記埋設体は、前記支持面によって支持される平坦な被支持面を有するものである、請求項1または2記載の自在継手。
The concave portion has a flat support surface that supports the embedded body,
The universal joint according to claim 1, wherein the embedded body has a flat supported surface supported by the support surface.
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