JP2011111096A

JP2011111096A - ステアリング用ヨークのボルト締付け機構

Info

Publication number: JP2011111096A
Application number: JP2009271174A
Authority: JP
Inventors: Masashi Tsumura; 昌志津村; Shigeru Okita; 滋沖田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2009-11-30
Filing date: 2009-11-30
Publication date: 2011-06-09

Abstract

【課題】ステアリング用ヨークのボルト締付け機構において、プレストレスの様に、規定トルクが高い方法を用いた場合や、標準的なボルトやナットを使用した場合でも、各種の耐久テスト後に、初期締付けよりトルクが低下し難くすることにより、弛緩に対して耐久性のあるボルト締付け機構を提供する。
【解決手段】ステアリング用シャフトの端部を締付けつつ連結するヨークとボルトからなるステアリング用ヨークのボルト締付け機構において、前記ボルト座面は、前記ヨーク側面に接触しており、ステアリング用シャフトの端部を締付けつつ連結した状態で前記ボルトを締付けた時の、前記ボルト座面に対する前記ヨーク側面の傾斜の絶対値が、０．２５％以下であることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両を操舵する為のステアリング用ヨークのボルト締付け機構に関する。

近年、車両を操舵する為のステアリング用ヨークに用いるボルトの寿命を向上させる為、プレストレスと呼ばれる方法が使用されている。プレストレスとは、締付け時にトルクを高めてねじ谷底に圧縮の残留応力を発生させ、塑性加工によりボルトを加工硬化させることにより、疲労強度を高める方法である。従って、プレストレスを使用することで、規定トルクが高くなる傾向がある。
一方、ステアリング用ヨークのボルト締付け機構において、各種の耐久テスト後に、初期締付けよりトルクが低下している場合があった。耐久テスト後のトルク低下を避ける為には、特許文献１の様に、ナット側面に突起部を備えたものがある。

特開平７―３１７７９３号公報

しかしながら、引用文献１の技術は、特殊なナットが必要であり、コストが掛かり、部品点数も増加する。
そこで、本発明は上記の様な従来技術が有する問題点を解決する為、ステアリング用ヨークのボルト締付け機構において、プレストレスの様に、規定トルクが高い方法を用いた場合や、標準的なボルトやナットを使用した場合でも、各種の耐久テスト後に、初期締付けよりトルクが低下し難くすることにより、弛緩に対して耐久性のあるボルト締付け機構を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は次のような構成からなる。すなわち、本願のステアリング用ヨークのボルト締付け機構は、ステアリング用シャフトの端部を締付けつつ連結するヨークとボルトからなるステアリング用ヨークのボルト締付け機構において、前記ボルト座面は、前記ヨーク側面に接触しており、ステアリング用シャフトの端部を締付けつつ連結した状態で前記ボルトを締付けた時の、前記ボルト座面に対する前記ヨーク側面の傾斜の絶対値が、０．２５％以下であることを特徴とする。

本発明のステアリング用ヨークのボルト締付け機構は、プレストレスの様に規定トルクが高い方法を用いたり、標準的なボルトやナットを使用した場合でも、ボルト座面がヨーク側面に接触する面積を大きく出来るので、ボルトが緩み難くなり、初期締付け後のトルク低下を抑制出来る。

ステアリングコラムのヨークとシャフトとハンドルステアリング用ヨークのボルトの締付け機構ヨーク側面の傾斜の測定方法ヨーク側面の傾斜とトルク比のグラフ

本発明に係るステアリング用ヨークのボルトの締付け機構の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。図１は、ステアリングコラムのヨーク１とシャフト２とハンドル４を表している。シャフト２には、ヨーク１とハンドル４が取り付けられている。図２は、本実施形態のヨーク１とボルト６からなるステアリング用ヨークのボルト締付け機構である。ボルト６を締めることにより、ヨーク１は、ステアリング用シャフトの端部３を締付けつつ連結する。図２では、ボルト座面７に対して、ヨーク側面８が傾斜しており、ボルト座面７の一部のみが、ヨーク側面８に接触している。本発明では、ステアリング用シャフトの端部を締付けつつ連結した状態で前記ボルトを締付けた時の、前記ボルト座面に対する前記ヨークの側面の傾斜の絶対値が、０．２５％以下になっている。これにより、ボルト座面７がヨーク側面８に接触する面積を大きく出来るので、ボルト６が緩み難くなり、初期締付け後にトルクが低下することを抑制出来る。なお、本発明における、ボルト座面７に対するヨーク側面８の傾斜の絶対値は、図３を用いて説明すると、ボルトの座面７とヨーク側面８が一番離れている部分の隙間をＣ、ボルトの座面の直径をＤとした時、前記隙間Ｃを前記直径Ｄで除し百分率の絶対値で表した値｜（Ｃ／Ｄ）×１００｜（％）のことである。ただし前記隙間Ｃは、シャフト端部が入る穴１０の反対側１１（図２右側）に隙間がある時には正の値とし、シャフト端部が入る穴１０と同じ側１２（図２左側）に隙間がある時には負の値とする。

（実施例）
３０個のステアリング用ヨークのボルト締付け機構を製作し、回転耐久試験を行った結果を表１に示した。

回転耐久試験では、自動車用のステアリングコラムに、表１の傾斜を有するボルト付きヨークと、シャフトを取り付け、試験を行った。試験時には、シャフト側から回転変位を、図２の矢印に示した様に、正方向Ａ、逆方向Ｂ、交互に与えた。そして、試験装置のコラムのハンドル取り付け部５に装着した図示しない慣性板にてトルクを負荷した。表１のボルト座面に対するヨーク側面の傾斜は、規定締め付けトルクの０．５７倍のトルクでボルトを締付けた時の傾斜である。規定の０．５７倍のトルクを採用した理由は、よりトルクが低下し易い条件にて試験を行う為である。また、本実施例において、ヨーク側面の傾斜を直接測定することは、困難であった。その為、図２と図３に示した様に、穴と同じ側のスリット端部１３の幅寸法ａ、穴の反対側のスリット端部１４の幅寸法ｂ、スリットの長さＬを測定し、前記幅寸法ａから、前記幅寸法ｂを引き、スリットの長さＬで除して２で割り、百分率で表した値（（（ａ―ｂ）／Ｌ）／２）×１００（％）にて代用した。傾斜が正の値の時には、穴の反対側１１に隙間Ｃがあり、傾斜が負の値の時には、穴と同じ側１２に隙間Ｃがあることを表している。表１の個数は、傾斜毎の個数である。また、試験後に測定したトルクを傾斜毎に平均し、試験後の傾斜毎の平均トルクとした。そして、表１のトルク比は、試験開始時のトルク（規定締め付けトルクの０．５７倍）を１とした時、試験後の傾斜毎の平均トルクを比で表したものである。

また、他の試験条件は以下の通りである。
回転角度：±１８０°以上
繰り返し速度：３０〜１００ｍｉｎ^−１
負荷トルク：±３０Ｎ・ｍ
繰り返し数：１００万回
そして、表１のヨーク側面の傾斜とトルク比を図４としてグラフ化した。

表１と図４より、ステアリング用ヨークのボルト締付け機構において、ステアリング用シャフトの端部を締付けつつ連結した状態で前記ボルトを締付けた時の、前記ボルト座面に対する前記ヨーク側面の傾斜の絶対値が、０．２５％以下であることにより、トルクの低下が抑制され、回転耐久性に優れたステアリング用ヨークのボルト締付け機構に出来ることがわかる。

なお、本実施形態は本発明の一例を示したものであって、本発明は本実施形態に限定されるもので
はない。例えば、本実施形態においては、規定のトルクの０．５７倍のトルクにて試験した例を説明したが、本発明の主旨を外れない限り、他のトルクにも適用出来る。

１ヨーク
２シャフト
３シャフトの端部
４ハンドル
５ハンドル取り付け部
６ボルト
７ボルト座面
８ヨーク側面
９スリット
１０穴
１１穴の反対側
１２穴と同じ側
１３穴と同じ側のスリット端部
１４穴の反対側のスリット端部

Claims

ステアリング用シャフトの端部を締付けつつ連結するヨークとボルトからなるステアリング用ヨークのボルト締付け機構において、前記ボルト座面は、前記ヨーク側面に接触しており、ステアリング用シャフトの端部を締付けつつ連結した状態で、前記ボルトを締付けた時の、前記ボルト座面に対する前記ヨーク側面の傾斜の絶対値が、０．２５％以下であることを特徴とするステアリング用ヨークのボルト締付け機構。