JPH11325098A - 十字軸継手用ヨーク - Google Patents

十字軸継手用ヨーク

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JPH11325098A
JPH11325098A JP10139362A JP13936298A JPH11325098A JP H11325098 A JPH11325098 A JP H11325098A JP 10139362 A JP10139362 A JP 10139362A JP 13936298 A JP13936298 A JP 13936298A JP H11325098 A JPH11325098 A JP H11325098A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
yoke
arms
shaft end
arm
cross joint
Prior art date
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Pending
Application number
JP10139362A
Other languages
English (en)
Inventor
Jiyunya Watanabe
順哉 渡辺
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Koyo Seiko Co Ltd
Original Assignee
Koyo Seiko Co Ltd
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Publication date
Application filed by Koyo Seiko Co Ltd filed Critical Koyo Seiko Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/38Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another
    • F16D3/382Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another constructional details of other than the intermediate member
    • F16D3/387Fork construction; Mounting of fork on shaft; Adapting shaft for mounting of fork
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/38Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another
    • F16D3/40Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another with intermediate member provided with two pairs of outwardly-directed trunnions on intersecting axes
    • F16D3/41Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another with intermediate member provided with two pairs of outwardly-directed trunnions on intersecting axes with ball or roller bearings

Abstract

(57)【要約】 【課題】十字軸継手用ヨークにおいて、ヨーク全体の肉
厚を無駄に厚くすることなく、剛性を高めること。 【解決手段】筒形で一方軸端側の180度対向位置に一
対のアーム21,31が突設された十字軸継手用ヨーク
2,3であって、アーム21,31が、軸端側から見て
ほぼM字形、特に字体の上部を外径側に向けた形態で屈
曲形成されている。つまり、アーム21,31の屈曲部
分が補強リブの役割を果たすので、アーム21,31の
剛性が向上する結果になり、ヨーク2,3全体の肉厚を
厚くする必要がなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、十字軸継手に用い
られるヨークに関する。なお、十字軸継手は、例えば自
動車の操向機構部などに用いられる。
【0002】
【従来の技術】例えば自動車の操向機構部に用いられる
十字軸継手のヨークとして、従来では、円筒形の鋼管か
ら製作することが行われている。
【0003】この場合、円筒形の鋼管の軸端において1
80度対向する部分を打ち抜き、この打ち抜きにより得
た2つのアーチ形のアームそれぞれに円形の貫通孔を同
軸状に穿設するようになっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
ヨークでは、そのアームがアーチ形と単純な形状である
ために、軽量化、加工性を図るためにヨーク母材である
鋼管の肉厚を薄く設定していると、曲げ強度など剛性が
低下して動力伝達時に撓みが発生するなど、トルクロス
を余儀なくされる。一方、ヨーク母材である鋼管の肉厚
を厚く設定すれば、アームの剛性アップを図ることがで
きるけれども、その場合、重量が大となるだけでなく、
加工性が悪くなることが指摘される。
【0005】この他、上記従来のヨークでは、十字軸の
軸端軸受の嵌合しろがアームの肉厚分だけときわめて小
さくなるために、軸端軸受を安定的に保持することがで
きない。これに対しては、例えば特公平3−1190号
公報に示すように、前記アームの貫通孔にすえ込み加工
を施すことにより、アームの上下に貫通孔の周りに沿う
円筒形の隆起部を形成し、この隆起部でもって十字軸の
軸端軸受の嵌合しろを大きくすることが考えられてい
る。その場合、ヨークの隆起部を得るために、ヨークの
貫通孔をすえ込み加工および内面仕上げ加工をしなけれ
ばならず、製作工程が増えるなど、製作コストの増大を
余儀なくされる。また、ヨークの隆起部の肉厚がアーム
の肉厚よりも薄くなるために、隆起部の剛性が不足し、
回転動力の伝達時において変形、破損しやすくなること
が懸念される。
【0006】したがって、本発明は、十字軸継手用ヨー
クにおいて、ヨーク全体の肉厚を無駄に厚くすることな
く、剛性を高めることを目的としている。また、本発明
は、十字軸継手用ヨークにおいて、ヨーク全体の肉厚を
無駄に厚くすることなく、アームの剛性を高めるととも
に、十字軸の軸端軸受を安定的に保持できる構造とする
ことを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の発明にかかる
十字軸継手用ヨークは、筒形で一方軸端側の180度対
向位置に一対のアームが突設されたもので、前記アーム
が、軸端側から見てほぼM字形、特に字体の上部を外径
側に向けた形態で屈曲形成されている。
【0008】請求項2の発明にかかる十字軸継手用ヨー
クは、筒形で一方軸端側の180度対向位置に一対のア
ームが突設されたもので、前記アームの周方向両端に径
方向内向きに延出して互いにほぼ平行に対向する壁部が
設けられるとともに、前記アームの周方向中間に前記両
壁部の対向空間内に径方向内向きに陥没する陥没部が設
けられることにより、前記アームが、軸端側から見てほ
ぼM字形、特に字体の上部を外径側に向けた形態で屈曲
形成されている。
【0009】請求項3の発明にかかる十字軸継手用ヨー
クは、上記請求項1または2において、前記アームの周
方向両端の各壁部の対向間隔が、十字軸の軸端軸受の外
径に近似されており、前記アームの周方向中間の各陥没
部に、前記軸端軸受が嵌合される貫通孔が設けられてい
る。
【0010】以上、本発明では、要するに、アームを周
方向に屈曲させた形状とすることにより剛性を高めるよ
うにしている。これにより、従来例に比べてアーム自体
の肉厚を薄くできるようになる。
【0011】また、請求項3の場合、アームを屈曲して
得た壁部を利用して軸端軸受の嵌合しろを大きくさせる
ようにしている。これにより、従来例のようなすえ込み
加工による隆起部を形成する必要がなくなる。
【0012】そして、本発明のヨークでは、アームの外
形を成形する成形工程と、貫通孔を穿孔する穿孔工程と
が必要になるものの、従来例のようなすえ込み工程が省
略できるようになるので、製作コストを低減できるよう
になる。
【0013】
【発明の実施の形態】本発明の詳細を図1ないし図5に
示す実施形態に基づいて説明する。
【0014】図1ないし図3は本発明の一実施形態にか
かり、図1は、十字軸継手を示す分解斜視図、図2は、
十字軸継手の長手方向に沿う縦断側面図、図3は、図2
の(3)−(3)線断面の矢視図である。
【0015】図中、1は十字軸継手の全体を示してい
る。十字軸継手1は、第1ヨーク2と、第2ヨーク3
と、十字軸4とを含む構成である。
【0016】第1ヨーク2は、例えばJIS規格STK
M(機械構造用炭素鋼管)などの円筒形の鋼管から製作
されるもので、一方軸端側において180度対向する2
カ所に一対のアーム21,21が突設されていて、これ
らのアーム21,21それぞれに円形の貫通孔22,2
2が同軸状に設けられている。
【0017】第2ヨーク3は、第1ヨーク2と同一形状
であり、アームに符号31,31を、貫通孔に符号3
2,32を付してある。
【0018】十字軸4は、周知のものであり、その18
0度対向位置の二つの軸端部分が転がり軸受5を介して
第1ヨーク2の貫通孔22,22に嵌着され、残り18
0度対向位置の二つの軸端部分が転がり軸受5を介して
第2ヨーク3の貫通孔32,32に嵌着されている。こ
の転がり軸受5は、周知の構成で、図示しないが外輪カ
ップと複数の針状ころとからなる。
【0019】このような十字軸継手1において、本発明
の特徴は、2つのヨーク2,3の各アーム21,21,
31,31の形状である。
【0020】すなわち、いずれのアーム21,21,3
1,31も、軸端側から見てほぼM字形、特に字体の上
部を外径側に向けた形態で屈曲形成されている。具体的
に、各一対のアーム21,31の周方向両端部分が、一
旦、径方向外向きに屈曲された後、径方向内向きに屈曲
されることにより、アーム21,31の周方向両端に互
いにほぼ平行に対向する壁部23,33が設けられると
ともに、アーム21,31の周方向中間に両壁部23,
33の対向空間内に径方向内向きに陥没する陥没部2
4,34が設けられるようになっている。なお、陥没部
24,34に、前述の貫通孔22,32が設けられてい
る。そして、両壁部23,33の対向間隔は、十字軸4
の軸端の転がり軸受5の外径と同じか若干大きい程度に
近似するように設定されている。これにより、貫通孔2
2,32の直径寸法と、両壁部23,33の対向間隔と
がほぼ同じになっている。
【0021】このようにアーム21,31の形状を工夫
すれば、アーム21,31の剛性を向上させることがで
きるようになるうえ、アーム21,31に対する十字軸
4の軸端の転がり軸受5の嵌合しろを大きくすることが
できるようになる。
【0022】つまり、上述したヨーク2,3では、アー
ム21,31の壁部23,33の曲げ部分が補強リブの
役割を果たすので、アーム21,31の剛性が向上し、
動力伝達時のヨーク2,3の撓みを抑制できるようにな
る。しかも、ヨーク2,3全体の肉厚を厚くする必要が
なく、軽量化や加工性の向上に貢献できる。
【0023】また、転がり軸受5は、アーム21,31
の陥没部24,34の貫通孔22,32だけでなく、対
向する2つの壁部23,33で挟まれるようになってい
るので、アーム21,31に対する転がり軸受5の嵌合
しろが従来例に比べてはるかに大きくなり、ヨーク2,
3に対する十字軸4の装着状態が安定になる。
【0024】このようなことから、第1ヨーク2と第2
ヨーク3との間で効率のよい動力伝達が行えるようにな
る。
【0025】ところで、上述した2つのヨーク2,3の
製造手順を簡単に説明する。まず、円筒形の鋼管の内周
に断面ほぼ長方形の受け治具を挿入しておいて、この鋼
管における周面の180度対向位置の壁部を絞り加工ま
たはプレス加工により、鋼管の軸端部分をほぼ角筒形と
すると同時に、この角筒形部分の対向する2つの短い平
坦壁部について径方向内向きに陥没させる。次いで、こ
の角筒形部分の対向する2つの長い平坦壁部に、軸端側
へ向けて開放するU字形の切欠きを打ち抜き形成するこ
とにより、アーム21,31を得る。この後、前記角筒
形部分の陥没部に貫通孔22,32を打ち抜き形成す
る。
【0026】このように、本発明のヨーク2,3では、
アーム21,31の外形を成形する成形工程と、貫通孔
22,32を穿孔する穿孔工程とが必要になるものの、
従来例のようなすえ込み工程を省略できるようになるの
で、製作コストを低減できるようになる。
【0027】なお、本発明は上記実施形態のみに限定さ
れるものではなく、種々な応用や変形が考えられる。
【0028】(1) 上述した各ヨーク2,3の他方軸
端の形状については、図4に示すように内周面にスプラ
インが形成された円筒形としたり、または図示しないが
外周面にスプラインが形成された円筒形としたり、ある
いは図5に示すように蛇腹状としたりすることができ
る。
【0029】(2) 上記実施形態の十字軸継手1は、
例えば図6に示すような自動車の操向機構部に利用され
る。なお、図6において、70はハンドル、71はステ
アリングシャフト、72はステアリングギヤ装置であ
る。この場合、ヨーク2,3の軽量化、高剛性化によっ
て操作性の向上に貢献できるようになる。また、ヨーク
2,3の製作コスト低減に伴い、操向機構部全体のコス
ト低減に貢献できるようになる。
【0030】
【発明の効果】請求項1ないし3の発明にかかる十字軸
継手用ヨークでは、ヨーク全体の肉厚を厚くするのでは
なく、アームの形状を工夫してアームの剛性を向上させ
ているから、動力伝達時のヨークの撓みを抑制できるよ
うになり、十字軸継手による動力伝達が効率よく行える
ようになる。このように、ヨーク全体の肉厚を厚くせず
に済むので、ヨークの軽量化が達成できるとともに、ア
ームの成形時の加工性も容易となる。
【0031】また、請求項3の発明にかかる十字軸継手
用ヨークでは、請求項1または2の効果に加えて、アー
ムの形状を工夫してアームに対する十字軸の軸端軸受の
嵌合しろを従来例に比べて大きくさせているから、ヨー
クに対する十字軸の装着状態を安定にできるようにな
り、十字軸継手による動力伝達が一層効率よく行えるよ
うになる。しかも、アームの外形を成形する成形工程
と、貫通孔を穿孔する穿孔工程とが必要になるものの、
従来例のようなすえ込み工程が省略できるようになるの
で、製作コストを低減できるようになる。
【0032】このような本発明のヨークを、例えば自動
車の操向機構部に装備する十字軸継手に利用すれば、ヨ
ークの軽量化、高剛性化によって操作性の向上に貢献で
きるようになるとともに、ヨークの製作コスト低減に伴
い、操向機構部全体のコスト低減に貢献できるようにな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の十字軸継手の一実施形態を示す分解斜
視図
【図2】図1の十字軸継手の長手方向に沿う縦断側面図
【図3】図2の(3)−(3)線断面の矢視図
【図4】本発明の十字軸継手のヨークの変形例で、長手
方向に沿う縦断側面図
【図5】本発明の十字軸継手のヨークの他の変形例で、
長手方向に沿う縦断側面図
【図6】一般的な自動車の操向機構部を示す模式図
【符号の説明】
1 十字軸継手 2,3 ヨーク 4 十字軸 5 十字軸の軸端軸受 21,31 ヨークのアーム 22,32 アームの貫通孔 23,33 アームの壁部 24,34 アームの陥没部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 筒形で一方軸端側の180度対向位置に
    一対のアームが突設された十字軸継手用ヨークであっ
    て、 前記アームが、軸端側から見てほぼM字形、特に字体の
    上部を外径側に向けた形態で屈曲形成されている、こと
    を特徴とする十字軸継手用ヨーク。
  2. 【請求項2】 筒形で一方軸端側の180度対向位置に
    一対のアームが突設された十字軸継手用ヨークであっ
    て、 前記アームの周方向両端に径方向内向きに延出して互い
    にほぼ平行に対向する壁部が設けられるとともに、前記
    アームの周方向中間に前記両壁部の対向空間内に径方向
    内向きに陥没する陥没部が設けられることにより、前記
    アームが、軸端側から見てほぼM字形、特に字体の上部
    を外径側に向けた形態で屈曲形成されている、ことを特
    徴とする十字軸継手用ヨーク。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の十字軸継手用
    ヨークにおいて、前記各アームの周方向両端の各壁部の
    対向間隔が、十字軸の軸端軸受の外径に近似されてお
    り、前記各アームの周方向中間の各陥没部に、前記軸端
    軸受が嵌合される貫通孔が設けられている、ことを特徴
    とする十字軸継手用ヨーク。
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