JP2020016299A - Joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ジョイントに関する。 The present invention relates to joints.
車両には、操作者（運転者）のステアリングホイールに対する操作を車輪に伝えるための装置としてステアリング装置が設けられている。ステアリング装置は、ユニバーサルジョイントを介してステアリングシャフトに接続される中間シャフトを備える。特許文献１には、中間シャフトの一例が記載される。特許文献１において、中間シャフトは、ユニバーサルジョイントのヨークに圧入される。
2. Description of the Related Art A vehicle is provided with a steering device as a device for transmitting an operation of an operator (driver) on a steering wheel to wheels. The steering device includes an intermediate shaft connected to the steering shaft via a universal joint.
ところで、中間シャフトをヨークに圧入する時の圧入力は小さい方が望ましい。圧入力のバラツキも、小さい方が望ましい。 Incidentally, it is desirable that the press-fitting force when the intermediate shaft is press-fitted into the yoke is small. It is desirable that the variation of the press-in force be small.
本開示は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、圧入力を小さくでき且つ圧入力のバラツキを抑制できるジョイントを提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a joint that can reduce press-in force and suppress variations in press-in force.
上記の目的を達成するため、本開示の第１態様のジョイントは、複数の第１歯を内周面に有するヨークと、複数の前記第１歯と噛み合う複数の第２歯を外周面に有するシャフトと、を備え、前記シャフトは、前記第２歯を有する第１大径部と、前記シャフトの軸方向において前記第１大径部とは異なる位置に配置され、且つ前記第２歯を有する第２大径部と、前記第１大径部と前記第２大径部との間に配置され、且つ前記第１大径部の外径よりも小さい外径を有する小径部と、を備える。 In order to achieve the above object, a joint according to a first aspect of the present disclosure has a yoke having a plurality of first teeth on an inner peripheral surface, and a plurality of second teeth meshing with the plurality of the first teeth on an outer peripheral surface. A first large-diameter portion having the second teeth, and the shaft is disposed at a position different from the first large-diameter portion in the axial direction of the shaft, and has the second teeth. A second large-diameter portion, and a small-diameter portion disposed between the first large-diameter portion and the second large-diameter portion and having an outer diameter smaller than an outer diameter of the first large-diameter portion. .
これにより、シャフトがヨークに圧入される時の有効圧入長さ（又は圧入に関する面積）が低減する。ヨークの内径の変化（シャフトとヨークとの間の締め代の変化）が抑制される。したがって、ジョイントは、圧入力を小さくでき且つ圧入力のバラツキを抑制できる。 Thereby, the effective press-fit length (or the area related to press-fit) when the shaft is press-fitted into the yoke is reduced. A change in the inner diameter of the yoke (a change in the interference between the shaft and the yoke) is suppressed. Therefore, the joint can reduce the press-in force and suppress the variation in the press-in force.
上記のジョイントの望ましい態様として、前記小径部は、前記第２歯の歯丈よりも小さい歯丈を有する複数の第３歯を備える。 As a desirable mode of the above-mentioned joint, the above-mentioned small diameter part is provided with a plurality of 3rd teeth which have a tooth height smaller than the height of the 2nd tooth.
これにより、シャフトがヨークに圧入される時に、ヨークの第１歯が第３歯に案内される。第３歯によって、シャフト及びヨークの相対的な回転が規制される。シャフトに対するヨークの周方向の位置ずれが抑制される。このため、ジョイントは、圧入力をより小さくでき且つ圧入力のバラツキをより抑制できる。 Thus, when the shaft is pressed into the yoke, the first teeth of the yoke are guided by the third teeth. The relative rotation of the shaft and the yoke is regulated by the third teeth. The displacement of the yoke with respect to the shaft in the circumferential direction is suppressed. For this reason, the joint can reduce the press-in force and further suppress the variation in the press-in force.
上記のジョイントの望ましい態様として、前記シャフトは、先端に配置される第１テーパー部を備え、前記第１テーパー部の外径は、前記シャフトの先端に向かって小さくなる。 As a desirable mode of the above-mentioned joint, the shaft includes a first tapered portion disposed at a distal end, and an outer diameter of the first tapered portion decreases toward the distal end of the shaft.
これにより、シャフトがヨークに圧入される時に、シャフトがヨークの縁に引っ掛かりにくくなる。したがって、シャフト及びヨークの組み立てが容易になる。 Thus, when the shaft is pressed into the yoke, the shaft is less likely to be caught on the edge of the yoke. Therefore, assembly of the shaft and the yoke is facilitated.
上記のジョイントの望ましい態様として、前記第１大径部は、前記小径部に対して前記シャフトの先端側に配置され、前記シャフトは、前記小径部と前記第２大径部との間に配置される第２テーパー部を備え、前記第２テーパー部の外径は、前記小径部に向かって小さくなる。 As a desirable mode of the above-mentioned joint, the 1st large diameter part is arranged at the tip side of the shaft with respect to the small diameter part, and the shaft is arranged between the small diameter part and the second large diameter part. The outer diameter of the second tapered portion decreases toward the smaller diameter portion.
これにより、シャフトがヨークに圧入される途中において、シャフトがヨークの縁に引っ掛かりにくくなる。したがって、シャフト及びヨークの組み立てが容易になる。 This makes it difficult for the shaft to be caught on the edge of the yoke while the shaft is being pressed into the yoke. Therefore, assembly of the shaft and the yoke is facilitated.
上記の目的を達成するため、本開示の第２態様のジョイントは、複数の第１歯を内周面に有するヨークと、複数の前記第１歯と噛み合う複数の第２歯を外周面に有するシャフトと、を備え、前記ヨークは、前記第１歯を有する第１小径部と、前記シャフトの軸方向において前記第１小径部とは異なる位置に配置され、且つ前記第１歯を有する第２小径部と、前記第１小径部と前記第２小径部との間に配置され、且つ前記第１小径部の内径よりも大きい内径を有する大径部と、を備える。 To achieve the above object, a joint according to a second aspect of the present disclosure has a yoke having a plurality of first teeth on an inner peripheral surface and a plurality of second teeth meshing with the plurality of first teeth on an outer peripheral surface. A second shaft having a first small-diameter portion having the first teeth, and a second tooth having the first teeth disposed at a position different from the first small-diameter portion in the axial direction of the shaft. A small-diameter portion; and a large-diameter portion disposed between the first small-diameter portion and the second small-diameter portion and having an inner diameter larger than the inner diameter of the first small-diameter portion.
これにより、シャフトがヨークに圧入される時の有効圧入長さ（又は圧入に関する面積）が低減する。ヨークの内径の変化（シャフトとヨークとの間の締め代の変化）が抑制される。したがって、ジョイントは、圧入力を小さくでき且つ圧入力のバラツキを抑制できる。 Thereby, the effective press-fit length (or the area related to press-fit) when the shaft is press-fitted into the yoke is reduced. A change in the inner diameter of the yoke (a change in the interference between the shaft and the yoke) is suppressed. Therefore, the joint can reduce the press-in force and suppress the variation in the press-in force.
本開示によれば、圧入力を小さくでき且つ圧入力のバラツキを抑制できるジョイントを提供することができる。 Advantageous Effects of Invention According to the present disclosure, it is possible to provide a joint capable of reducing press-fitting and suppressing variations in press-fitting.
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited by the following embodiments for carrying out the invention (hereinafter, referred to as embodiments). The components in the following embodiments include those that can be easily assumed by those skilled in the art, those that are substantially the same, and those that are in the so-called equivalent range. Furthermore, components disclosed in the following embodiments can be appropriately combined.
（実施形態）
図１は、本実施形態のステアリング装置の模式図である。図２は、本実施形態のステアリング装置の斜視図である。図３は、本実施形態の中間シャフトの断面図である。図１に示すように、ステアリング装置８０は、操作者から与えられる力が伝達する順に、ステアリングホイール８１と、ステアリングシャフト８２と、操舵力アシスト機構８３と、第１ユニバーサルジョイント８４と、中間シャフト８５と、第２ユニバーサルジョイント８６と、を備え、ピニオンシャフト８７に接合されている。以下の説明においては、ステアリング装置８０が搭載された車両における前方は単に前方と記載され、車両における後方は単に後方と記載される。
(Embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram of the steering device of the present embodiment. FIG. 2 is a perspective view of the steering device of the present embodiment. FIG. 3 is a cross-sectional view of the intermediate shaft according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the
図１に示すように、ステアリングシャフト８２は、入力軸８２ａと、出力軸８２ｂとを備える。入力軸８２ａの一端は、ステアリングホイール８１に連結される。入力軸８２ａの他端は、出力軸８２ｂに連結される。出力軸８２ｂの一端は、入力軸８２ａに連結される。出力軸８２ｂの他端は、第１ユニバーサルジョイント８４に連結される。
As shown in FIG. 1, the
図１に示すように、中間シャフト８５の一端は、第１ユニバーサルジョイント８４に連結される。中間シャフト８５の他端は、第２ユニバーサルジョイント８６に連結される。中間シャフト８５は、第１ユニバーサルジョイント８４と第２ユニバーサルジョイント８６とを連結している。ピニオンシャフト８７の一端は、第２ユニバーサルジョイント８６に連結される。ピニオンシャフト８７の他端は、ステアリングギヤ８８に連結される。第１ユニバーサルジョイント８４及び第２ユニバーサルジョイント８６は、例えばカルダンジョイントである。ステアリングシャフト８２の回転は、中間シャフト８５を介してピニオンシャフト８７に伝わる。中間シャフト８５は、ステアリングシャフト８２に伴って回転する。
As shown in FIG. 1, one end of the
図１に示すように、ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａと、ラック８８ｂとを備える。ピニオン８８ａは、ピニオンシャフト８７に連結される。ラック８８ｂは、ピニオン８８ａに噛み合う。ステアリングギヤ８８は、ピニオン８８ａに伝達された回転運動をラック８８ｂで直進運動に変換する。ラック８８ｂは、タイロッド８９に連結される。ラック８８ｂが移動することで車輪の角度が変化する。
As shown in FIG. 1, the
図１に示すように、操舵力アシスト機構８３は、減速装置９２と、電動モータ９３とを備える。減速装置９２は、例えばウォーム減速装置である。電動モータ９３で生じたトルクは、減速装置９２の内部のウォームを介してウォームホイールに伝達され、ウォームホイールを回転させる。減速装置９２は、ウォーム及びウォームホイールによって、電動モータ９３で生じたトルクを増加させる。そして、減速装置９２は、出力軸８２ｂに補助操舵トルクを与える。すなわち、ステアリング装置８０はコラムアシスト方式の電動パワーステアリング装置である。
As shown in FIG. 1, the steering force assist
図１に示すように、ステアリング装置８０は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）９０と、トルクセンサ９４と、車速センサ９５と、を備える。電動モータ９３、トルクセンサ９４及び車速センサ９５は、ＥＣＵ９０と電気的に接続される。トルクセンサ９４は、入力軸８２ａに伝達された操舵トルクをＣＡＮ（Controller Area Network）通信によりＥＣＵ９０に出力する。車速センサ９５は、ステアリング装置８０が搭載される車体の走行速度（車速）を検出する。車速センサ９５は、車体に備えられ、車速をＣＡＮ通信によりＥＣＵ９０に出力する。
As shown in FIG. 1, the
ＥＣＵ９０は、電動モータ９３の動作を制御する。ＥＣＵ９０は、トルクセンサ９４及び車速センサ９５のそれぞれから信号を取得する。ＥＣＵ９０には、イグニッションスイッチ９８がオンの状態で、電源装置９９（例えば車載のバッテリ）から電力が供給される。ＥＣＵ９０は、操舵トルク及び車速に基づいて補助操舵指令値を算出する。ＥＣＵ９０は、補助操舵指令値に基づいて電動モータ９３へ供給する電力値を調節する。ＥＣＵ９０は、電動モータ９３から誘起電圧の情報又は電動モータ９３に設けられたレゾルバ等から出力される情報を取得する。ＥＣＵ９０が電動モータ９３を制御することで、ステアリングホイール８１の操作に要する力が小さくなる。
The
図４は、本実施形態のジョイントの断面図である。図５は、本実施形態のヨークの断面図である。図６は、本実施形態のシャフトの側面図である。図７は、図４のＡ−Ａ断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view of the joint according to the present embodiment. FIG. 5 is a sectional view of the yoke of the present embodiment. FIG. 6 is a side view of the shaft of the present embodiment. FIG. 7 is a sectional view taken along line AA of FIG.
図４に示すように、本実施形態のジョイント１は、ヨーク４と、シャフト２と、を備える。なお、図４において、シャフト２は、側面図として描かれている。図２に示すように、ジョイント１は、第１ユニバーサルジョイント８４と中間シャフト８５とを連結する。
As shown in FIG. 4, the
図３に示すように、第１ユニバーサルジョイント８４は、ヨーク４を備える。図５に示すように、ヨーク４は、ヨークアーム４８と、ヨークアーム４９と、基部４７と、を備える。ヨークアーム４８及びヨークアーム４９は、互いに平行な板状の部材である。ヨークアーム４８及びヨークアーム４９は、十字軸（スパイダ）を挟んで対向する。基部４７は、ヨークアーム４８とヨークアーム４９を連結する。基部４７は、複数の第１歯Ｔ１を内周面に備える。第１歯Ｔ１は、例えばセレーションである。基部４７は、円筒部４７１と、拡大部４７２と、を備える。円筒部４７１は、ヨーク４の端部に配置される。円筒部４７１は、円筒状の部材であって、一定の外径を有する。拡大部４７２は、円筒部４７１とヨークアーム４８との間に配置される。拡大部４７２は、円筒部４７１とヨークアーム４８とを接続する。拡大部４７２は、円筒部４７１とヨークアーム４９との間に配置される。拡大部４７２は、円筒部４７１とヨークアーム４９とを接続する。拡大部４７２は、環状の部材である。拡大部４７２の外径は、円筒部４７１からヨークアーム４８及びヨークアーム４９に向かって大きくなる。拡大部４７２の外周面は、曲面状である。
As shown in FIG. 3, the first
図３に示すように、中間シャフト８５は、アッパーシャフト８５１と、ロアシャフト８５２と、を備える。アッパーシャフト８５１は、中実部材である。ロアシャフト８５２は、中空部材である。アッパーシャフト８５１の一部は、ロアシャフト８５２の内側に配置される。
As shown in FIG. 3, the
図４に示すように、アッパーシャフト８５１は、シャフト２を備える。シャフト２は、アッパーシャフト８５１の後方端部に配置される。シャフト２は、複数の第２歯Ｔ２を外周面に備える。シャフト２は、第１大径部２１と、第２大径部２２と、小径部２３と、第１テーパー部２４と、を備える。
As shown in FIG. 4, the
以下の説明において、シャフト２の軸方向は単に軸方向と記載される。軸方向に対して直交する方向は径方向と記載される。シャフト２の回転軸を中心とした円に沿う方向は周方向と記載される。
In the following description, the axial direction of the
図６に示すように、第１大径部２１は、複数の第２歯Ｔ２を備える。第２歯Ｔ２は、例えばセレーションである。複数の第２歯Ｔ２は、ヨーク４の複数の第１歯Ｔ１と噛み合う。第１大径部２１の外径Ｄ２１は、軸方向の位置によらずに一定である。外径Ｄ２１は、複数の第２歯Ｔ２の歯先を通る円の直径を意味する。
As shown in FIG. 6, the first
図６に示すように、第２大径部２２は、小径部２３に対して第１大径部２１とは反対側に配置される。第２大径部２２は、複数の第２歯Ｔ２を備える。複数の第２歯Ｔ２は、ヨーク４の複数の第１歯Ｔ１と噛み合う。第２大径部２２の外径Ｄ２２は、軸方向の位置によらずに一定である。外径Ｄ２２は、複数の第２歯Ｔ２の歯先を通る円の直径を意味する。第２大径部２２の外径Ｄ２２は、第１大径部２１の外径Ｄ２１と等しい。
As shown in FIG. 6, the second large-
図６に示すように、小径部２３は、第１大径部２１と第２大径部２２との間に配置される。小径部２３の軸方向の長さＬ２３は、圧入部分の軸方向の一端から他端までの距離Ｌ１（図４参照）の１／４以上１／２以下であることが望ましい。小径部２３は、複数の第３歯Ｔ３を外周面に備える。小径部２３の外径Ｄ２３は、第１大径部２１の外径Ｄ２１よりも小さい。外径Ｄ２３は、複数の第３歯Ｔ３の歯先を通る円の直径を意味する。図７に示すように、第３歯Ｔ３の歯丈Ｈ３は、第２歯Ｔ２の歯丈Ｈ２よりも小さい。第３歯Ｔ３の少なくとも一部は、第１歯Ｔ１に接する。
As shown in FIG. 6, the
例えば、第２歯Ｔ２及び第３歯Ｔ３は、転造又はプレス加工によって形成される。まず、転造又はプレス加工の前に、シャフト２の一部（小径部２３に対応する部分）に環状の凹部が形成される。その後、シャフト２に対して転造又はプレス加工が行われると、凹部に第３歯Ｔ３が形成されると共に、凹部でない部分に第２歯Ｔ２が形成される。
For example, the second teeth T2 and the third teeth T3 are formed by rolling or pressing. First, before rolling or pressing, an annular concave portion is formed in a part of the shaft 2 (a part corresponding to the small diameter portion 23). Thereafter, when the
図４に示すように、ヨーク４の円筒部４７１の拡大部４７２側の端部Ｐは、径方向において小径部２３と重なる。端部Ｐは、第１平面Ｚ１と第２平面Ｚ２との間に配置される。第１平面Ｚ１は、小径部２３の軸方向における一端（第１大径部２１側の端部）を通り且つ軸方向に対して直交する平面である。第２平面Ｚ２は、小径部２３の軸方向における他端（第２大径部２２側の端部）を通り且つ軸方向に対して直交する平面である。
As shown in FIG. 4, the end P of the
第１テーパー部２４は、シャフト２の後方端部に配置される。第１テーパー部２４は、第１大径部２１に隣接する。第１テーパー部２４は、複数の第２歯Ｔ２を備える。第１テーパー部２４の外径は、後方端部側（第１大径部２１とは反対側）に向かって小さくなっている。例えば、第１テーパー部２４は、シャフト２の先端部が面取りされることによって形成される。
The first tapered
ジョイント１は、シャフト２がヨーク４に圧入されることによって形成される。シャフト２がヨーク４に挿入された後、第１大径部２１の一部は、図４に示すようにヨーク４から後方側に突出する。ヨーク４から突出する第１大径部２１の一部には、塑性加工（加締め）が施される。図４に示す状態から、第１大径部２１の先端が拡げられる。これにより、シャフト２がヨーク４から抜けなくなる。さらに、シャフト２及びヨーク４は、溶接によって接合される。
The joint 1 is formed by press-fitting the
シャフト２がヨーク４に圧入された時、円筒部４７１がシャフト２を締め付ける力は、拡大部４７２がシャフト２を締め付ける力よりも小さくなる。圧入の初期において、第１大径部２１が円筒部４７１に圧入されるので、圧入力は小さくなる。その後、第１大径部２１が拡大部４７２に至ると、小径部２３が円筒部４７１に面する。圧入力は、少し増加するものの、小さく保たれる。そして、第１大径部２１の先端が拡大部４７２から抜けると、第２大径部２２が円筒部４７１に圧入され、小径部２３が円筒部４７１の端部Ｐに重なり始める。第１大径部２１のみが拡大部４７２に接するので、シャフト２のうち拡大部４７２に接する部分の軸方向における長さは一定となる。その後、シャフト２が所定の位置に至ると、圧入が完了する。圧入が完了した時、円筒部４７１の端部Ｐは、径方向において小径部２３と重なる。拡大部４７２は、径方向において小径部２３の一端と重なる。第１大径部２１の先端は、拡大部４７２から抜けている。圧入の工程において、比較的高い剛性を有する拡大部４７２の圧入長さが一定になるので、圧入力の上昇が抑制される。シャフト２とヨーク４との間の締め代の変化に対する圧入力の上昇が小さくなるので、圧入力のバラツキが抑制される。
When the
第１大径部２１と第２大径部２２とは、軸方向に離れている。第１大径部２１は、ヨーク４の基部４７に設けられた孔の一端に配置される。第２大径部２２は、ヨーク４の基部４７に設けられた孔の他端に配置される。これにより、ジョイント１は、捩りに対して強くなる。なお、小径部２３が軸方向に長いほど圧入力が小さくなる。一方、シャフト２とヨーク４との間の結合強度は、所定の大きさ以上である必要がある。小径部２３の軸方向の長さは、シャフト２とヨーク４との間の所定の結合強度に応じて、適切に決められる。
The first
なお、ジョイント１は、必ずしも第１ユニバーサルジョイント８４とアッパーシャフト８５１との連結に用いられなくてもよい。例えば、ジョイント１は、ロアシャフト８５２と第２ユニバーサルジョイント８６との連結に用いられてもよい。ジョイント１は、２つの部材の連結のために、広く用いることができる。
Note that the joint 1 does not necessarily have to be used for connecting the first
シャフト２は、上述したような中実部材でなくてもよく、中空部材であってもよい。すなわち、シャフト２は、略円柱状の部材であってもよい。また、シャフト２は、上述した構成を全て備えていなくてもよい。シャフト２は、少なくとも第１大径部２１と、第２大径部２２と、小径部２３を備えていればよい。
The
以上で説明したように、ジョイント１は、複数の第１歯Ｔ１を内周面に有するヨーク４と、複数の第１歯Ｔ１と噛み合う複数の第２歯Ｔ２を外周面に有するシャフト２と、を備える。シャフト２は、第２歯Ｔ２を有する第１大径部２１と、シャフト２の軸方向において第１大径部２１とは異なる位置に配置され且つ第２歯Ｔ２を有する第２大径部２２と、第１大径部２１と第２大径部２２との間に配置され且つ第１大径部２１の外径Ｄ２１よりも小さい外径Ｄ２３を有する小径部２３と、を備える。
As described above, the joint 1 includes the yoke 4 having the plurality of first teeth T1 on the inner circumferential surface, the
シャフト２をヨーク４に圧入する時の圧入力が大きくなると、圧入不良（シャフト２又はヨーク４の変形、又はシャフト２とヨーク４との引っ掛かり）が生じやすい。圧入不良を生じにくくするためには、圧入力のバラツキが小さい方が望ましい。また、圧入力が大きくなると、部材の寸法の管理を厳しくする必要がある。このため、圧入力は小さい方が望ましい。
When the press-fitting force when the
これに対して、本実施形態のジョイント１においては、シャフト２が小径部２３を備えることによって、シャフト２がヨーク４に圧入される時の有効圧入長さ（又は圧入に関する面積）が低減する。ヨーク４の内径の変化（シャフト２とヨーク４との間の締め代の変化）が抑制される。したがって、ジョイント１は、圧入力を小さくでき且つ圧入力のバラツキを抑制できる。
On the other hand, in the
さらに、シャフト２が小径部２３を備えることによって、シャフト２がヨーク４に圧入される時の圧入力を小さくすることが可能である。また、第１大径部２１と第２大径部２２の間に小径部２３が配置されるので、圧入部分の軸方向の一端から他端までの距離Ｌ１（ヨーク４に対するシャフト２の傾きを規制するために有効な長さ）をある程度以上に保つことができる。また、圧入力が小さくなることによって、圧入時にシャフト２又はヨーク４に作用する軸方向に対して傾斜した方向の分力が小さくなる。このため、圧入時におけるヨーク４に対するシャフト２の傾きが抑制される。ヨーク４に対するシャフト２の傾きは、倒れとも呼ばれる。
Further, by providing the
また、ジョイント１において、小径部２３は、第２歯Ｔ２の歯丈Ｈ２よりも小さい歯丈Ｈ３を有する複数の第３歯Ｔ３を備える。
In the joint 1, the small-
これにより、シャフト２がヨーク４に圧入される時に、ヨーク４の第１歯Ｔ１が第３歯Ｔ３に案内される。第３歯Ｔ３によって、シャフト２及びヨーク４の相対的な回転が規制される。シャフト２に対するヨーク４の周方向の位置ずれが抑制される。このため、ジョイント１は、圧入力をより小さくでき且つ圧入力のバラツキをより抑制できる。また、第３歯Ｔ３が設けられることによって、ジョイント１は、より大きいトルクを伝達できる。ジョイント１は、比較的大きなトルクが作用する中間シャフト８５及びユニバーサルジョイントの接合構造として好適である。例えば、ジョイント１は、コラムアシスト方式の電動パワーステアリング装置等に好適である。
Thus, when the
また、ジョイント１において、シャフト２は、先端に配置される第１テーパー部２４を備え、第１テーパー部２４の外径は、シャフト２の先端に向かって小さくなる。
In the joint 1, the
これにより、シャフト２がヨーク４に圧入される時に、シャフト２がヨーク４の縁に引っ掛かりにくくなる。したがって、シャフト２及びヨーク４の組み立てが容易になる。
Thus, when the
また、ジョイント１において、ヨーク４は、２つのヨークアーム（ヨークアーム４８及びヨークアーム４９）と、２つのヨークアームを連結する基部４７と、を備える。基部４７は、円筒状の円筒部４７１と、円筒部４７１及び２つのヨークアームを連結する環状の拡大部４７２と、を備える。拡大部４７２の外径は、ヨークアームに向かって大きくなっている。円筒部４７１の拡大部４７２側の端部Ｐは、軸方向に対して直交する径方向において小径部２３と重なる。
In the joint 1, the yoke 4 includes two yoke arms (a
これにより、円筒部４７１よりも高い剛性を有する拡大部４７２の圧入長さが一定になる。このため、圧入力の上昇が抑制される。シャフト２とヨーク４との間の締め代の変化に対する圧入力の上昇が小さくなるので、ジョイント１は、圧入力をより小さくでき且つ圧入力のバラツキをより抑制できる。
Thus, the press-fit length of the
（第１変形例）
図８は、第１変形例のシャフトの側面図である。図８に示すように、第１変形例のジョイント１Ａのシャフト２Ａは、小径部２３Ａと、第２テーパー部２５と、を備える。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(First Modification)
FIG. 8 is a side view of a shaft according to a first modification. As shown in FIG. 8, the
図８に示すように、小径部２３Ａは、第１大径部２１と第２大径部２２との間に配置される。小径部２３Ａの外径Ｄ２３Ａは、第１大径部２１の外径Ｄ２１よりも小さい。小径部２３Ａは、円柱状である。
As shown in FIG. 8, the small-
例えば、第２歯Ｔ２は、転造又はプレス加工によって形成される。まず、転造又はプレス加工の前に、シャフト２Ａの一部（小径部２３Ａに対応する部分）に環状の凹部が形成される。この凹部の直径は、複数の第２歯Ｔ２の歯底を通る円の直径以下である。これにより、シャフト２Ａに転造又はプレス加工が施されると、第１大径部２１及び第２大径部２２に第２歯Ｔ２が形成される一方で、小径部２３Ａに歯が形成されない。
For example, the second teeth T2 are formed by rolling or pressing. First, before rolling or pressing, an annular concave portion is formed in a part of the
第２テーパー部２５は、小径部２３Ａと第２大径部２２との間に配置される。第２テーパー部２５は、小径部２３Ａ及び第２大径部２２に隣接する。第２テーパー部２５は、複数の第２歯Ｔ２を備える。第２テーパー部２５の外径は、小径部２３Ａ側に向かって小さくなっている。例えば、第２テーパー部２５は、シャフト２において第２大径部２２と小径部２３Ａとの間の部分が面取りされることで形成される。
The second tapered
以上で説明したように、第１変形例において、第１大径部２１は、小径部２３Ａに対してシャフト２Ａの先端側に配置される。シャフト２Ａは、小径部２３Ａと第２大径部２２との間に配置される第２テーパー部２５を備える。第２テーパー部２５の外径は、小径部２３Ａに向かって小さくなる。
As described above, in the first modification, the first large-
これにより、シャフト２Ａがヨーク４に圧入される途中において、シャフト２Ａがヨーク４の縁に引っ掛かりにくくなる。したがって、シャフト２Ａ及びヨーク４の組み立てが容易になる。
This makes it difficult for the
ジョイント１Ａは、比較的小さいトルクが作用する中間シャフト及びユニバーサルジョイントの接合構造として好適である。例えば、ジョイント１Ａは、油圧式のパワーステアリング装置、ラックアシスト方式の電動パワーステアリング装置、ピニオンアシスト方式の電動パワーステアリング装置等に好適である。 The joint 1A is suitable as a joint structure of an intermediate shaft and a universal joint on which a relatively small torque acts. For example, the joint 1A is suitable for a hydraulic power steering device, a rack assist type electric power steering device, a pinion assist type electric power steering device, and the like.
（第２変形例）
図９は、第２変形例のシャフトの側面図である。図９に示すように、第２変形例のジョイント１Ｂのシャフト２Ｂは、小径部２３と、第２テーパー部２５と、を備える。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Second Modification)
FIG. 9 is a side view of a shaft according to a second modification. As shown in FIG. 9, the
第２変形例においては、小径部２３の第３歯Ｔ３によって、ヨーク４の第１歯Ｔ１が第３歯Ｔ３に案内される。第３歯Ｔ３によって、シャフト２及びヨーク４の相対的な回転が規制される。シャフト２に対するヨーク４の周方向の位置ずれが抑制される。さらに、第２テーパー部２５によって、シャフト２Ｂがヨーク４に圧入される途中において、シャフト２Ｂがヨーク４の縁に引っ掛かりにくくなる。したがって、ジョイント１Ｂは、圧入力をより小さくでき且つ圧入力のバラツキをより抑制できる。
In the second modification, the first teeth T1 of the yoke 4 are guided by the third teeth T3 of the
（第３変形例）
図１０は、第３変形例のジョイントの断面図である。図１１は、第３変形例のヨークの断面図である。図１２は、第３変形例のシャフトの側面図である。図１０に示すように、第３変形例のジョイント１Ｃは、ヨーク４Ｃと、シャフト２Ｃと、を備える。なお、図１０において、シャフト２Ｃは、側面図として描かれている。なお、上述した実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
(Third Modification)
FIG. 10 is a sectional view of a joint according to a third modification. FIG. 11 is a sectional view of a yoke according to the third modification. FIG. 12 is a side view of a shaft according to a third modification. As shown in FIG. 10, the joint 1C of the third modification includes a
図１１に示すように、ヨーク４Ｃは、基部４７Ｃを備える。基部４７Ｃは、ヨークアーム４８とヨークアーム４９を連結する。基部４７Ｃは、複数の第１歯Ｔ１を内周面に備える。基部４７Ｃは、円筒部４７１Ｃと、拡大部４７２Ｃと、第１小径部４１と、第２小径部４２と、大径部４３と、を備える。
As shown in FIG. 11, the
円筒部４７１Ｃは、ヨーク４Ｃの端部に配置される。円筒部４７１Ｃは、円筒状の部材であって、一定の外径を有する。拡大部４７２Ｃは、円筒部４７１Ｃとヨークアーム４８との間に配置される。拡大部４７２Ｃは、円筒部４７１Ｃとヨークアーム４８とを接続する。拡大部４７２Ｃは、円筒部４７１Ｃとヨークアーム４９との間に配置される。拡大部４７２Ｃは、円筒部４７１Ｃとヨークアーム４９とを接続する。拡大部４７２Ｃは、環状の部材である。拡大部４７２Ｃの外径は、円筒部４７１Ｃからヨークアーム４８及びヨークアーム４９に向かって大きくなる。拡大部４７２Ｃの外周面は、曲面状である。
The
図１１に示すように、第１小径部４１は、円筒部４７１Ｃの径方向内側に配置される。第１小径部４１は、複数の第１歯Ｔ１を備える。複数の第１歯Ｔ１は、シャフト２Ｃの複数の第２歯Ｔ２と噛み合う。第１小径部４１の内径Ｄ４１は、軸方向の位置によらずに一定である。内径Ｄ４１は、複数の第１歯Ｔ１の歯底を通る円の直径を意味する。
As shown in FIG. 11, the first
図１１に示すように、第２小径部４２は、大径部４３に対して第１大径部２１とは反対側に配置される。第２小径部４２は、拡大部４７２Ｃの径方向内側に配置される。第２小径部４２は、複数の第１歯Ｔ１を備える。第２小径部４２の内径Ｄ４２は、軸方向の位置によらずに一定である。内径Ｄ４２は、複数の第１歯Ｔ１の歯底を通る円の直径を意味する。第２小径部４２の内径Ｄ４２は、第１小径部４１の内径と等しい。
As shown in FIG. 11, the second
図１１に示すように、大径部４３は、第１小径部４１と第２小径部４２との間に配置される。大径部４３は、円筒部４７１Ｃの径方向内側であり且つ拡大部４７２Ｃの径方向内側である位置に配置される。大径部４３は、円筒状に形成される。大径部４３の内径Ｄ４３は、第１小径部４１の内径Ｄ４１よりも大きい。大径部４３の軸方向の長さＬ４３は、圧入部分の軸方向の一端から他端までの距離Ｌ１（図１０参照）の１／４以上１／２以下であることが望ましい。
As shown in FIG. 11, the
例えば、第１歯Ｔ１及び第３歯Ｔ３は、プレス加工又はブローチ加工によって形成される。まず、転造又はプレス加工の前に、基部４７Ｃの一部（大径部４３に対応する部分）に、溝加工によって環状の凹部が形成される。この凹部の内径は、複数の第１歯Ｔ１の歯底を通る円の直径以上である。これにより、基部４７Ｃの内周面にプレス加工又はブローチ加工が施されると、第１小径部４１及び第２小径部４２に第１歯Ｔ１が形成される一方で、大径部４３には歯が形成されない。
For example, the first teeth T1 and the third teeth T3 are formed by pressing or broaching. First, before rolling or pressing, an annular concave portion is formed in a part of the
図１０に示すように、ヨーク４Ｃの円筒部４７１Ｃの拡大部４７２Ｃ側の端部ＰＣは、径方向において大径部４３と重なる。端部ＰＣは、第１平面Ｚ１Ｃと第２平面Ｚ２Ｃとの間に配置される。第１平面Ｚ１Ｃは、大径部４３の軸方向における一端（第２小径部４２側の端部）を通り且つ軸方向に対して直交する平面である。第２平面Ｚ２Ｃは、大径部４３の軸方向における他端（第１小径部４１側の端部）を通り且つ軸方向に対して直交する平面である。
As shown in FIG. 10, the end PC of the
図１２に示すように、シャフト２Ｃは、本体部２８を備える。本体部２８は、複数の第２歯Ｔ２を備える。複数の第２歯Ｔ２は、第１小径部４１及び第２小径部４２の複数の第１歯Ｔ１と噛み合う。本体部２８の外径Ｄ２８は、軸方向の位置によらずに一定である。外径Ｄ２８は、複数の第２歯Ｔ２の歯先を通る円の直径を意味する。
As shown in FIG. 12, the shaft 2C includes a
なお、大径部４３は、複数の歯（第４歯）を備えていてもよい。第４歯の少なくとも一部は、第２歯Ｔ２と噛み合う。この場合の大径部４３の内径は、複数の第４歯の歯底を通る円の直径を意味する。
The large-
以上で説明したように、第３変形例のジョイント１Ｃは、複数の第１歯Ｔ１を内周面に有するヨーク４Ｃと、複数の第１歯Ｔ１と噛み合う複数の第２歯Ｔ２を外周面に有するシャフト２Ｃと、を備える。ヨーク４Ｃは、第１歯Ｔ１を有する第１小径部４１と、シャフト２Ｃの軸方向において第１小径部４１とは異なる位置に配置され且つ第１歯Ｔ１を有する第２小径部４２と、第１小径部４１と第２小径部４２との間に配置され且つ第１小径部４１の内径Ｄ４１よりも大きい内径Ｄ４３を有する大径部４３と、を備える。
As described above, the joint 1C of the third modified example has the
これにより、シャフト２Ｃがヨーク４Ｃに圧入される時の有効圧入長さ（又は圧入に関する面積）が低減する。ヨーク４Ｃの内径の変化（シャフト２Ｃとヨーク４Ｃとの間の締め代の変化）が抑制される。したがって、ジョイント１Ｃは、圧入力を小さくでき且つ圧入力のバラツキを抑制できる。
Thereby, the effective press-fit length (or the area related to press-fit) when the shaft 2C is press-fitted into the
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ ジョイント
２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ シャフト
２１ 第１大径部
２２ 第２大径部
２３、２３Ａ 小径部
２４ 第１テーパー部
２５ 第２テーパー部
２８ 本体部
４、４Ｃ ヨーク
４１ 第１小径部
４２ 第２小径部
４３ 大径部
４７、４７Ｃ 基部
４７１、４７１Ｃ 円筒部
４７２、４７２Ｃ 拡大部
４８、４９ ヨークアーム
８０ ステアリング装置
８１ ステアリングホイール
８２ ステアリングシャフト
８２ａ 入力軸
８２ｂ 出力軸
８３ 操舵力アシスト機構
８５ 中間シャフト
８５１ アッパーシャフト
８５２ ロアシャフト
８７ ピニオンシャフト
８８ ステアリングギヤ
８８ａ ピニオン
８８ｂ ラック
８９ タイロッド
９０ ＥＣＵ
９２ 減速装置
９３ 電動モータ
９４ トルクセンサ
９５ 車速センサ
９８ イグニッションスイッチ
９９ 電源装置
Ｐ、ＰＣ 端部
Ｚ１、Ｚ１Ｃ 第１平面
Ｚ２、Ｚ２Ｃ 第２平面
1, 1A, 1B,
92
Claims (6)
複数の前記第１歯と噛み合う複数の第２歯を外周面に有するシャフトと、
を備え、
前記シャフトは、
前記第２歯を有する第１大径部と、
前記シャフトの軸方向において前記第１大径部とは異なる位置に配置され、且つ前記第２歯を有する第２大径部と、
前記第１大径部と前記第２大径部との間に配置され、且つ前記第１大径部の外径よりも小さい外径を有する小径部と、
を備えるジョイント。 A yoke having a plurality of first teeth on an inner peripheral surface;
A shaft having a plurality of second teeth meshing with the plurality of first teeth on an outer peripheral surface;
With
The shaft is
A first large diameter portion having the second teeth;
A second large-diameter portion disposed at a position different from the first large-diameter portion in the axial direction of the shaft, and having the second tooth;
A small-diameter portion disposed between the first large-diameter portion and the second large-diameter portion and having an outer diameter smaller than the outer diameter of the first large-diameter portion;
With joints.
請求項１に記載のジョイント。 The joint according to claim 1, wherein the small diameter portion includes a plurality of third teeth having a tooth height smaller than a tooth height of the second tooth.
前記第１テーパー部の外径は、前記シャフトの先端に向かって小さくなる
請求項１又は２に記載のジョイント。 The shaft includes a first tapered portion disposed at a tip,
The joint according to claim 1, wherein an outer diameter of the first tapered portion decreases toward a tip of the shaft.
前記シャフトは、前記小径部と前記第２大径部との間に配置される第２テーパー部を備え、
前記第２テーパー部の外径は、前記小径部に向かって小さくなる
請求項１から３のいずれか１項に記載のジョイント。 The first large-diameter portion is disposed on the distal end side of the shaft with respect to the small-diameter portion,
The shaft includes a second tapered portion disposed between the small diameter portion and the second large diameter portion,
The joint according to any one of claims 1 to 3, wherein an outer diameter of the second tapered portion decreases toward the small diameter portion.
前記基部は、円筒状の円筒部と、前記円筒部及び２つの前記ヨークアームを連結する環状の拡大部と、を備え、
前記拡大部の外径は、前記ヨークアームに向かって大きくなっており、
前記円筒部の前記拡大部側の端部は、前記軸方向に対して直交する径方向において前記小径部と重なる
請求項１から４のいずれか１項に記載のジョイント。 The yoke includes two yoke arms and a base connecting the two yoke arms,
The base portion includes a cylindrical portion, and an annular enlarged portion that connects the cylindrical portion and the two yoke arms.
The outer diameter of the enlarged portion increases toward the yoke arm,
The joint according to any one of claims 1 to 4, wherein an end of the cylindrical portion on the side of the enlarged portion overlaps the small-diameter portion in a radial direction orthogonal to the axial direction.
複数の前記第１歯と噛み合う複数の第２歯を外周面に有するシャフトと、
を備え、
前記ヨークは、
前記第１歯を有する第１小径部と、
前記シャフトの軸方向において前記第１小径部とは異なる位置に配置され、且つ前記第１歯を有する第２小径部と、
前記第１小径部と前記第２小径部との間に配置され、且つ前記第１小径部の内径よりも大きい内径を有する大径部と、
を備えるジョイント。 A yoke having a plurality of first teeth on an inner peripheral surface;
A shaft having a plurality of second teeth meshing with the plurality of first teeth on an outer peripheral surface;
With
The yoke is
A first small diameter portion having the first teeth,
A second small-diameter portion disposed at a position different from the first small-diameter portion in the axial direction of the shaft, and having the first teeth;
A large-diameter portion disposed between the first small-diameter portion and the second small-diameter portion and having an inner diameter larger than the inner diameter of the first small-diameter portion;
With joints.
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