JP4375852B2 - Shaft coupling device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、軸継手装置に関し、特に、第一の継手部材と第二の継手部材との間に介設された軸受部材の支持構造の改良に係り、例えば、自動車に搭載されるステアリングシステムのタイロッドやドラッグリンクおよびサスペンションのリンクに利用して有効なものに関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車に搭載されるステアリングシステムのタイロッドやドラッグリンクおよびサスペンションのリンクにおいては、その両端部に球面軸継手装置がそれぞれ設けられている。
【0003】
従来のこの種の球面軸継手装置として、次のように製造されるものがある。ナックルアームまたはピットマンアームに固定される球面軸はその軸部にアッパベアリング(上側軸受部材)が嵌合された状態で、ロッドまたはリンク本体の端部(エンド)に開設された軸受凹部に挿入される。他方、エンドキャップの上にスプリングが載せられ、スプリングの上にロアベアリング(下側軸受部材)がスプリングシートを介して載せられた組立体が別のサブアッセンブリ工程において準備される。そして、組立体は球面軸が挿入された軸受凹部に挿入されてロアベアリングが軸部の下端面に当接され、軸受凹部の開口部に形成された段部がかしめ加工されることにより固定される。
【0004】
この球面軸継手装置において、球面軸は軸部が軸受凹部にアッパベアリングおよびロアベアリングを介して三次元方向に回動自在に支持されているとともに、アッパベアリングおよびロアベアリングは軸受凹部にスプリングによってガタツキなく押し付けられた状態になっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した球面軸継手装置においては、軸受凹部によって球面軸を支承するのにアッパベアリング、ロアベアリング、スプリングシート、スプリングおよびエンドキャップが使用されているため、部品点数が多く、かつまた、エンドキャップ、スプリング、スプリングシートおよびロアベアリングの組立体はサブアッセンブリ工程において組み立てておく必要があるため、製造コストが高くなるという問題点がある。
【0006】
本発明の目的は、部品点数および製造コストを低減することができる軸継手装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る軸継手装置は、第一の継手部材に開設された軸受凹部と、この軸受凹部に嵌入された軸受部材と、第二の継手部材に形成され軸受部材に摺動自在に嵌入された軸部と、第一の継手部材に形成された軸部を臨む開口部を閉塞したエンドキャップとを備えており、
前記エンドキャップと前記軸受部材との間には弾性体によって形成されたクッション部材が、前記エンドキャップに反力をとって前記軸部を前記軸受凹部に前記軸受部材を介して押し付けるように装填されている軸継手装置において、
前記軸受部材の前記クッション部材との接触部分には円錐台形状部が形成され、前記エンドキャップには前記軸部側に突出した褶曲部が同心円に形成されており、
前記クッション部材は、前記軸受凹部内周面と前記褶曲部端面と前記円錐台形状部の錐面とによって円形リング形状に形成された空間部内に圧縮変形されて装填されている、
ことを特徴とする。
【0008】
前記した手段によれば、軸部が軸受凹部にクッション部材の弾性力によって軸受部材を介して押し付けられるため、軸部、軸受凹部および軸受部材のガタは発生しない。軸部は軸受凹部に軸受部材、クッション部材およびエンドキャップによって回動自在に支承されているため、第一の継手部材は第二の継手部材に最小限度の部品点数をもって組み付けられていることになる。しかも、軸受部材とクッション部材とは軸部が挿入された軸受凹部に順に組み付けて行くだけで、別のサブアッセンブリ工程を必要としないため、組立工数を低減して製造コストを低減することができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に即して説明する。
【0010】
図1に示されているように、本実施の形態に係る軸継手装置1は自動車用のタイロッドに使用されるものとして構成されており、三次元方向の回動を確保するように構成されている。すなわち、軸継手装置1は第一の継手部材としてのタイロッドを備えており、そのタイロッドエンド2には略円柱形の中空形状に形成された軸受凹部3がその端部に配されて長手方向と直交する方向に貫通するように開設されている。軸受凹部3の一端部(以下、上端部とする。)には半円の凹球面部が形成されており、軸受凹部3にはアッパベアリングとロアベアリングとを一体化した軸受部材4が嵌入されている。すなわち、軸受部材4はグリース給脂式軸受構造および球面軸受構造に構成されており、ポリアセタール樹脂が使用されて内形が球面穴形で、外形が略半球と略円錐台とを合わせた形の大略円筒形状に一体成形されている。軸受部材4の下端部の中心線上には円柱形状のグリース溜孔4aが開設されている。
【0011】
軸受凹部3には第二の継手部材としての球面軸5が下端開口から挿入されて、その下端部が収容されている。球面軸5の収容端部には軸部6が球体(ボール)形状に形成されており、軸部6は軸受部材4の球面穴形状部4bにその摺動面が覆われるように滑動自在に嵌入されている。
【0012】
軸受凹部3の下端開口部7には段部8が環状溝形状に形成されており、段部8の内周には下端開口部7を閉塞するためのエンドキャップ9が嵌入されて、段部8のかしめ加工によって軸受凹部3の下端開口部7に固定されている。エンドキャップ9は中間部に褶曲部10を有する略円板形状に形成されており、その外周縁辺部が段部8のかしめ加工によって締結されている。エンドキャップ9の中央部は下端開口部7から下方に突出しており、中間部に形成された褶曲部10はその山側が軸部6側に突出されて環状に形成されている。エンドキャップ9の中央部には軸受部材4の下端部の円錐台形状部4cの下端面が当接されている。
【0013】
軸受凹部3の下端部の円周面とエンドキャップ9の褶曲部10の上端面と軸受部材4の円錐台形状部4cの錐面との間には、断面が略直角三角形形状の空間部が円形リング形状に形成されており、この空間部の内部にはゴムまたは樹脂の弾性体によって円筒形状に形成されたクッション部材11が圧縮変形されて収納されている。圧縮変形されたクッション部材11はエンドキャップ9に反力をとって軸部6を軸受部材4を介して軸受凹部3に押し付けることにより、軸受凹部3と軸受部材4と軸部6との相互間にガタが発生するのを防止している。
【0014】
図2に示されているように、クッション部材11に反力を与えるエンドキャップ9に突設された褶曲部10は、軸受部材4の円錐台形状部4cに対するクッション部材11の弾性力の応力を褶曲部10の中心を最大とすべく分布させている。この応力分布により、クッション部材11の弾性力は軸受部材4を球面軸5の軸部6の球心に向かって作用して押しつける状態になるため、クッション部材11は軸受凹部3と軸受部材4と軸部6との相互間にガタが発生するのをより一層確実に防止している。
【0015】
球面軸5の上端部側には雄テーパ部5aが形成されており、雄テーパ部5aは組付部材としてのナックルアームまたはピットマンアーム(以下、アーム部材という。)12に開設されたテーパ孔12a内に挿通されている。球面軸5の雄テーパ部5aの上には雄ねじ部5bが形成されており、この雄ねじ部5bに締結されたナット13によって球面軸5がアーム部材12に固定されている。
【0016】
アーム部材12とタイロッドエンド2との間にはダストカバー14が介設されている。ダストカバー14は防塵用のカバーとして、ゴムまたは樹脂等の可撓性を有する材料が用いられて大略袋形状に形成されており、球面軸5とタイロッドエンド2との間に軸受凹部3の上面開口を被覆するように装着されている。ダストカバー14の中間部には蛇腹部14aが断面「つ」字形状に一体成形されており、この蛇腹部14aは軸心方向(上下方向)に開閉変形することにより、アーム部材12とタイロッドエンド2との間の相対変位を吸収するようになっている。
【0017】
次に、タイロッドエンド2と球面軸5との組付作業について説明する。
【0018】
まず、軸受部材4が装着された球面軸5がタイロッドエンド2の軸受凹部3の下端開口から挿入される。これにより、軸受部材4はタイロッドエンド2の軸受凹部3と軸部6との間に嵌入された状態になる。
【0019】
次いで、クッション部材11が軸受凹部3の下端開口部7に挿入されて軸受部材4の下端部の外周に添付される。続いて、軸受凹部3の下端開口部7の段部8にエンドキャップ9が嵌入されるとともに、段部8がかしめ加工される。このエンドキャップ9の嵌入とかしめ付けによってクッション部材11は、軸受凹部3の下端部の円周面とエンドキャップ9の褶曲部10の上端面と軸受部材4の円錐台形状部4cの錐面との間において圧縮変形される。圧縮変形されたクッション部材11はエンドキャップ9に反力をとって、軸受部材4を軸部6に押接させることにより、軸部6を軸受部材4を介して軸受凹部3に押し付け、球面軸5を押さえ付けた状態になる。
【0020】
その後、ダストカバー14が球面軸5とタイロッドエンド2との間に軸受凹部3の上面開口を被覆するように装着される。そして、球面軸5の雄テーパ部5aがアーム部材12のテーパ孔12a内に挿通され、雄ねじ部5bにナット13が螺合されて球面軸5がアーム部材12に固定される。
【0021】
前記実施形態によれば、次の効果が得られる。
【0022】
1) アッパベアリングとロアベアリングとが一体化された軸受部材4と、軸受凹部3にかしめ付けられたエンドキャップ9と、エンドキャップ9に反力をとって軸部6を軸受凹部3に軸受部材4を介して押し付けるクッション部材11とにより、球面軸5を軸受凹部3に三次元方向に回動自在に支承することができるため、部品点数および組付工数を低減することができ、その結果、軸継手装置の製造コストを低減することができる。
【0023】
2) 軸受部材4を球面軸5の軸部6に嵌合させた状態で球面軸5を軸受凹部3に挿入し、次いで、クッション部材11を軸受凹部3に装填すれば組付作業を完了することができるため、軸受部材4とクッション部材11とをオフラインにおいて別組みする工程を廃止することができる。その結果、軸継手装置の製造コストをより一層低減することができる。
【0024】
3) 軸受凹部3の下端部の円周面とエンドキャップ9の褶曲部10の上端面と軸受部材4の円錐台形状部4cの錐面との間に圧縮変形状態で装填されたクッション部材11がエンドキャップ9に反力をとって球面軸5の軸部6を軸受部材4を介して軸受凹部3に押し付けることにより、軸受凹部3と軸受部材4と軸部6との相互間にガタが発生するのを防止することができるため、軸継手装置の性能や品質、信頼性および耐久性を高めることができる。
【0025】
4) クッション部材11の応力を図2に示されているように分布させる褶曲部10をエンドキャップ9に形成することにより、クッション部材11の弾性力は軸受部材4を球面軸5の軸部6の球心に向かって作用して押しつける状態になるため、クッション部材11は軸受凹部3と軸受部材4と軸部6との相互間にガタが発生するのをより一層確実に防止することができる。
【0026】
5) エンドキャップ9に褶曲部10を形成することにより、エンドキャップ9の剛性および弾力性を高めることができるため、エンドキャップ9の変形を防止することができるとともに、エンドキャップ9の強度や耐久性を高めることができる。
【0027】
なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々に変更が可能であることはいうまでもない。
【0028】
例えば、エンドキャップの褶曲部は一条だけ形成するに限らず、二条以上形成してもよい。
【0029】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、部品点数および組付工数を低減することができるため、軸継手装置の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態である軸継手装置を示す正面断面図である。
【図2】図1のII部を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
1…軸継手装置、2…タイロッドエンド(第一の継手部材)、3…軸受凹部、4…軸受部材、4a…グリース溜孔、4b…球面穴形状部、4c…円錐台形状部、5…球面軸(第二の継手部材)、5a…雄テーパ部、5b…雄ねじ部、6…軸部、7…下端開口部、8…段部、9…エンドキャップ、10…褶曲部、11…クッション部材、12…アーム部材(組付部材)、12a…テーパ孔、13…ナット、14…ダストカバー、14a…蛇腹部。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a shaft coupling device, and more particularly, to an improvement in a support structure for a bearing member interposed between a first coupling member and a second coupling member, for example, a steering system mounted on an automobile. It relates to effective use for tie rods, drag links and suspension links.
[0002]
[Prior art]
Spherical shaft coupling devices are provided at both ends of tie rods, drag links and suspension links of a steering system mounted on an automobile.
[0003]
Some conventional spherical shaft coupling devices are manufactured as follows. The spherical shaft fixed to the knuckle arm or pitman arm is inserted into the bearing recess formed at the end of the rod or link body with the upper bearing (upper bearing member) fitted to the shaft. The On the other hand, an assembly in which a spring is placed on the end cap and a lower bearing (lower bearing member) is placed on the spring via a spring seat is prepared in another sub-assembly process. Then, the assembly is inserted into the bearing recess in which the spherical shaft is inserted, the lower bearing is brought into contact with the lower end surface of the shaft, and the step formed in the opening of the bearing recess is fixed by caulking. The
[0004]
In this spherical shaft coupling device, the shaft portion of the spherical shaft is supported by the bearing recess so as to be rotatable in three dimensions via the upper bearing and the lower bearing, and the upper bearing and the lower bearing are rattled by the bearing recess by a spring. It is in a pressed state.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described spherical shaft coupling device, the upper bearing, the lower bearing, the spring seat, the spring and the end cap are used to support the spherical shaft by the bearing recess, so that the number of parts is large and the end is also provided. Since the assembly of the cap, the spring, the spring seat and the lower bearing needs to be assembled in the sub-assembly process, there is a problem that the manufacturing cost increases.
[0006]
The objective of this invention is providing the shaft coupling apparatus which can reduce a number of parts and manufacturing cost.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
A shaft coupling device according to the present invention includes a bearing recess formed in a first coupling member, a bearing member fitted in the bearing recess, and a second coupling member formed to be slidably fitted into the bearing member. a shaft has, Ri Contact and an occluded end cap openings facing the shaft portion formed on the first coupling member,
A cushion member formed of an elastic body is loaded between the end cap and the bearing member so as to exert a reaction force on the end cap and press the shaft portion against the bearing recess through the bearing member. Shaft coupling device,
A frustoconical part is formed at the contact portion of the bearing member with the cushion member, and a bent part protruding toward the shaft part side is formed concentrically on the end cap,
The cushion member is compressed and deformed and loaded into a space formed in a circular ring shape by the inner peripheral surface of the bearing recess, the end surface of the bent portion, and the conical surface of the truncated cone shape portion.
It is characterized by that.
[0008]
According to the above-described means, since the shaft portion is pressed against the bearing recess by the elastic force of the cushion member, the play of the shaft portion, the bearing recess, and the bearing member does not occur. Since the shaft portion is rotatably supported by the bearing recess by the bearing member, the cushion member and the end cap, the first joint member is assembled to the second joint member with a minimum number of parts. . In addition, the bearing member and the cushion member are simply assembled in order to the bearing recess in which the shaft portion is inserted, and a separate subassembly process is not required. Therefore, the number of assembling steps can be reduced and the manufacturing cost can be reduced. .
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0010]
As shown in FIG. 1, the
[0011]
A
[0012]
A
[0013]
Between the circumferential surface of the lower end portion of the bearing recess 3, the upper end surface of the
[0014]
As shown in FIG. 2, the
[0015]
A male tapered portion 5a is formed on the upper end portion side of the
[0016]
A
[0017]
Next, the assembly work of the
[0018]
First, the
[0019]
Next, the
[0020]
Thereafter, the
[0021]
According to the embodiment, the following effects can be obtained.
[0022]
1) A bearing
[0023]
2) The
[0024]
3) The
[0025]
4) By forming a
[0026]
5) By forming the
[0027]
In addition, this invention is not limited to the said embodiment, It cannot be overemphasized that it can change variously in the range which does not deviate from the summary.
[0028]
For example, the bent portion of the end cap is not limited to a single line but may be formed of two or more lines.
[0029]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the number of parts and the number of assembling steps can be reduced, so that the manufacturing cost of the shaft coupling device can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front sectional view showing a shaft coupling device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view showing a portion II in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記エンドキャップと前記軸受部材との間には弾性体によって形成されたクッション部材が、前記エンドキャップに反力をとって前記軸部を前記軸受凹部に前記軸受部材を介して押し付けるように装填されている軸継手装置において、
前記軸受部材の前記クッション部材との接触部分には円錐台形状部が形成され、前記エンドキャップには前記軸部側に突出した褶曲部が同心円に形成されており、
前記クッション部材は、前記軸受凹部内周面と前記褶曲部端面と前記円錐台形状部の錐面とによって円形リング形状に形成された空間部内に圧縮変形されて装填されている、
ことを特徴とする軸継手装置。A bearing recess formed in the first joint member, a bearing member fitted in the bearing recess, a shaft portion formed in the second joint member and slidably fitted in the bearing member, and the first joint Ri you and a end cap that closes the opening facing the shaft portion formed on the member,
A cushion member formed of an elastic body is loaded between the end cap and the bearing member so as to exert a reaction force on the end cap and press the shaft portion against the bearing recess through the bearing member. Shaft coupling device,
A frustoconical part is formed at the contact portion of the bearing member with the cushion member, and a bent part protruding toward the shaft part side is formed concentrically on the end cap,
The cushion member is compressed and deformed and loaded into a space formed in a circular ring shape by the inner peripheral surface of the bearing recess, the end surface of the bent portion, and the conical surface of the truncated cone shape portion.
A shaft coupling device.
ことを特徴とする請求項1に記載の軸継手装置。 The bent portion is formed so that the elastic force stress distribution of the cushion member with respect to the frustoconical portion is maximized at the center of the bent portion.
The shaft coupling device according to claim 1.
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