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JP2009079677A - Yoke in steering device and coupling structure for rotary shaft - Google Patents

Yoke in steering device and coupling structure for rotary shaft Download PDF

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JP2009079677A
JP2009079677A JP2007249293A JP2007249293A JP2009079677A JP 2009079677 A JP2009079677 A JP 2009079677A JP 2007249293 A JP2007249293 A JP 2007249293A JP 2007249293 A JP2007249293 A JP 2007249293A JP 2009079677 A JP2009079677 A JP 2009079677A
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Japan
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yoke
pair
flanges
shaft
hub
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Tetsuei Fujita
哲英 藤田
Hiroki Mizuno
浩樹 水野
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NSK Ltd
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NSK Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a yoke in a steering deice and a coupling structure for rotary shafts improving fatigue strength of a universal coupling transmitting high torque rotation. <P>SOLUTION: In the yoke in a steering device and a coupling structure for rotary shafts, the yoke 3 provided with a hub 3 of a notched tube shape, a pair of flanges 35, 36 extending in parallel with each other from positions on both sides of a slit of the hub, and a pair of forks 33, 34 integrally formed on axial one end side of the hub is subjected to serration fitting on an end outer circumference of a rotary shaft 14, and it is fastened by a fastening bolt 3 connected to the pair of flanges. By this, the yoke is coupled to the rotary shaft by reducing an inner diameter of the hub such that the pair of flanges come closer and a serration fitting part is adhered closely. A load sharing member 43 sharing a part of a bending load acting on the fastening bolt is provided between the pair of flanges. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、ステアリング装置に組み込まれている自在継手のヨーク及び回転軸の結合構造に関し、特に、高トルクの回転が伝達する際に好適な構造である。   The present invention relates to a joint structure of a universal joint yoke and a rotary shaft incorporated in a steering device, and is particularly suitable for transmission of high torque rotation.

自動車のステアリング装置に組み込み、ステアリングシャフトの回転をステアリングギヤに伝達する自在継手として、従来からカルダン継手と呼ばれる十字軸自在継手が広く知られている。
この十字軸自在継手は、図6〜図8に示すように、ステアリングシャフト(不図示)及びステアリングギヤ(不図示)の間に配置した一対の回転軸50,52の端部にそれぞれ結合される一対のヨーク54,56と、これら一対のヨーク54,56同士を揺動変位自在に結合する十字軸58とを備えている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a cross joint universal joint called a cardan joint has been widely known as a universal joint that is incorporated in an automobile steering device and transmits the rotation of a steering shaft to a steering gear.
As shown in FIGS. 6 to 8, the cross shaft universal joint is coupled to the ends of a pair of rotating shafts 50 and 52 disposed between a steering shaft (not shown) and a steering gear (not shown). A pair of yokes 54, 56 and a cross shaft 58 that couples the pair of yokes 54, 56 so as to be swingably displaceable are provided.

一方のヨーク54は、筒体の内周面にセレーション64aを形成し、筒体の軸方向にスリット64bを形成した切欠き筒形状のハブ64と、ハブ64のスリット62を挟んだ位置から互いに平行に突出している一対のフランジ66,68と、これら一対のフランジ66,68の互いに対応する位置に形成したボルト通過孔70及びねじ孔72と、ハブ64の軸方向端部から軸に沿って平行に形成され、十字軸58を連結する軸受孔74を有する一対のフォーク76,78とを備えている。   One yoke 54 has a serrated 64 a formed on the inner peripheral surface of the cylinder, and a notched cylindrical hub 64 in which a slit 64 b is formed in the axial direction of the cylinder, and a position sandwiching the slit 62 of the hub 64. A pair of flanges 66 and 68 projecting in parallel, a bolt passage hole 70 and a screw hole 72 formed at positions corresponding to each other of the pair of flanges 66 and 68, and an axis from an axial end of the hub 64 along the axis. A pair of forks 76 and 78 having a bearing hole 74 that is formed in parallel and connects the cross shaft 58 is provided.

また、一方のヨーク54が結合する回転軸50の端部外周にはセレーション50aが形成されており、ヨーク54のハブ64を回転軸50の端部外周に外嵌してハブ64のセレーション64aを、回転軸50のセレーション50aに隙間を設けながらセレーション嵌合する。そして、一方のフランジ66のボルト通過孔70に挿入した締付けボルト80を、他方のフランジ68のねじ孔72にねじ込んで締結することで一対のフランジ66,68を互いに近接させ、セレーション50a及びセレーション64aが密着するようにハブ64の内径を縮径させてヨーク54を回転軸50に結合している。また、他方のヨーク56も回転軸52に、同様の構造で結合している。   A serration 50a is formed on the outer periphery of the end of the rotating shaft 50 to which one yoke 54 is coupled. The hub 64 of the yoke 54 is externally fitted on the outer periphery of the end of the rotating shaft 50, and the serration 64a of the hub 64 is attached. Then, the serration 50a of the rotary shaft 50 is serrated and fitted with a gap. Then, the fastening bolt 80 inserted into the bolt passage hole 70 of one flange 66 is screwed into the screw hole 72 of the other flange 68 and fastened to bring the pair of flanges 66 and 68 close to each other, and the serration 50a and the serration 64a. The yoke 54 is coupled to the rotary shaft 50 by reducing the inner diameter of the hub 64 so as to be in close contact with each other. The other yoke 56 is also coupled to the rotary shaft 52 with the same structure.

ところで、近年、ステアリングギヤに操舵補助力を伝達する電動パワーステアリング装置を備えたステアリング装置が開発されており、このステアリング装置のステアリングシャフト及びステアリングギヤの伝達経路にも高トルクの回転が伝達されるので、自在継手には高トルクの回転に耐え得る強度が要求される。
ここで、ヨーク54を回転軸50に(ヨーク56を回転軸52に)結合する際に締付けボルト80を強く締結すると、一対のフランジ66,68が非平行状態となって締付けボルト80に曲げ荷重が作用するので、図7に示すように、締付けボルト80が湾曲する。
By the way, in recent years, a steering device including an electric power steering device that transmits a steering assist force to a steering gear has been developed, and high torque rotation is transmitted also to a steering shaft and a transmission path of the steering gear of the steering device. Therefore, the universal joint is required to have a strength capable of withstanding high torque rotation.
Here, when the fastening bolt 80 is strongly fastened when the yoke 54 is coupled to the rotating shaft 50 (the yoke 56 is connected to the rotating shaft 52), the pair of flanges 66 and 68 become non-parallel and the bending load is applied to the fastening bolt 80. Therefore, as shown in FIG. 7, the tightening bolt 80 is curved.

また、ヨーク54と回転軸50間に高トルクの回転が伝達する際には、図8に示すように、一対のフランジ66,68にスラスト荷重が交互に入力するので締付けボルト80に繰り返し曲げ荷重が作用する。
このように、締付けボルト80には、ヨーク54と回転軸50(ヨーク56と回転軸52)の結合時に曲げ荷重が平均応力として作用し、回転時には高トルクが応力振幅として作用するので、締付けボルト80の疲労強度が低下するおそれがある。
Further, when high torque rotation is transmitted between the yoke 54 and the rotary shaft 50, as shown in FIG. 8, the thrust load is alternately input to the pair of flanges 66 and 68, so that the repeated bending load is applied to the tightening bolt 80. Works.
In this way, the bending bolt 80 acts on the fastening bolt 80 as an average stress when the yoke 54 and the rotary shaft 50 (the yoke 56 and the rotary shaft 52) are coupled, and a high torque acts as a stress amplitude during the rotation. The fatigue strength of 80 may be reduced.

ここで、締付けボルトの強度低下を防止する構造として、例えば特許文献1に示すように、ヨークと回転軸の結合時に、締付けボルトの頭部の座面から、フランジに係合するナットとボルトねじ部までの距離を所定長さに設定することで、締付けボルトが湾曲する程度(曲率)を小さくする技術が知られている。
特許3480109号公報
Here, as a structure for preventing a reduction in the strength of the tightening bolt, for example, as shown in Patent Document 1, a nut and a bolt screw that are engaged with the flange from the seating surface of the head of the tightening bolt when the yoke and the rotary shaft are coupled. A technique is known in which the degree to which the tightening bolt is bent (curvature) is reduced by setting the distance to the portion to a predetermined length.
Japanese Patent No. 3480109

しかし、特許文献1に記載の技術は、ヨークと回転軸の結合時に締付けボルトが湾曲する程度が小さくなるものの、ヨークと回転軸の結合時及びヨーク及び回転軸の間に高トルクの回転が伝達する時には、常に締付けボルトに曲げ荷重が作用するので、締付けボルトの疲労強度の低下を防止することはできない。
そこで、本発明は、前記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ステアリングギヤに操舵補助力を伝達する電動パワーステアリング装置をステアリング装置に組み込んでも、高トルクの回転を伝達する自在継手の疲労強度を向上させたステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造を提供することを目的としている。
However, although the technique described in Patent Document 1 reduces the degree of bending of the tightening bolt when the yoke and the rotating shaft are coupled, high torque rotation is transmitted between the yoke and the rotating shaft and between the yoke and the rotating shaft. When this is done, a bending load always acts on the tightening bolt, so it is impossible to prevent a decrease in the fatigue strength of the tightening bolt.
Therefore, the present invention has been made paying attention to the unsolved problems of the conventional example, and even when an electric power steering device that transmits a steering assist force to the steering gear is incorporated in the steering device, high torque rotation is transmitted. An object of the present invention is to provide a coupling structure of a yoke and a rotary shaft in a steering device that improves the fatigue strength of a universal joint.

前記目的を達成するために、請求項1に係るステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造は、軸方向にスリットを形成し、内周面に雌セレーションを形成した切欠き筒形状のハブと、このハブの前記スリットを挟んだ位置から互いに平行に延在する一対のフランジと、前記ハブの軸方向の一端側に一体に形成した一対のフォークとを備えたヨークを、端部外周に雄セレーションを形成した回転軸にセレーション嵌合し、前記一対のフランジに連結した締付けボルトを締結することで、前記一対のフランジが近接して前記雄セレーション及び前記雌セレーションが密着するように前記ハブの内径を縮径させて前記回転軸に結合するステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造において、前記締付けボルトに作用する曲げ荷重の一部を分担する曲げ荷重分担部材を、前記一対のフランジ間に設けた。   In order to achieve the above object, the coupling structure of the yoke and the rotating shaft in the steering device according to claim 1 is a notched cylindrical hub having a slit formed in the axial direction and a female serration formed on the inner peripheral surface; A yoke including a pair of flanges extending parallel to each other from a position where the slit of the hub is sandwiched and a pair of forks integrally formed on one end side in the axial direction of the hub is provided with a male serration on the outer periphery of the end portion. The inner diameter of the hub is such that the male serration and the female serration are in close contact with each other by fastening the bolts connected to the pair of flanges and fastening bolts connected to the pair of flanges. A bending load acting on the tightening bolt in the coupling structure of the yoke and the rotating shaft in the steering device that is reduced in diameter and coupled to the rotating shaft The bending load sharing member to share a part of, is provided between the pair of flanges.

また、請求項2記載の発明は、請求項1記載のステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造において、前記曲げ荷重分担部材は、一対のフランジにそれぞれ対向して設けたピン圧入孔に圧入されている圧入ピンである。
さらに、請求項3記載の発明は、請求項1記載のステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造において、前記曲げ荷重分担部材は、前記スリットに埋め込まれ、前記一対のフランジの内壁に溶接で結合しているフランジ結合部材である。
According to a second aspect of the present invention, in the combined structure of the yoke and the rotary shaft in the steering device according to the first aspect, the bending load sharing member is press-fitted into a pin press-fit hole provided to face a pair of flanges. It is a press-fit pin.
Further, the invention according to claim 3 is the coupling structure of the yoke and the rotating shaft in the steering device according to claim 1, wherein the bending load sharing member is embedded in the slit and is joined to the inner walls of the pair of flanges by welding. This is a flange coupling member.

本発明のステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造によると、ステアリングギヤに操舵補助力を伝達する操舵補助手段をステアリング装置に組み込んでも、ハブのスリットを挟んだ位置から互いに平行に延在する一対のフランジに連結した締付けボルトを締結することで、一対のフランジが近接して回転軸の雄セレーション及びハブの雌セレーションが密着するようにハブの内径を縮径させて前記回転軸に結合する際に、締付けボルトに作用する曲げ荷重の一部を曲げ荷重分担部材が分担するので、高トルクの回転がヨーク及び回転軸の間で伝達されても疲労強度が向上し確実にヨーク及び出力軸を結合することができる。   According to the coupling structure of the yoke and the rotary shaft in the steering device of the present invention, even if the steering assist means for transmitting the steering assist force to the steering gear is incorporated in the steering device, the pair extending in parallel with each other from the position where the hub slit is sandwiched. When tightening the tightening bolts connected to the flange, the inner diameter of the hub is reduced so that the male serration of the rotating shaft and the female serration of the hub are brought into close contact with each other, and when coupled to the rotating shaft In addition, since a part of the bending load acting on the tightening bolt is shared by the bending load sharing member, even if a high torque rotation is transmitted between the yoke and the rotating shaft, the fatigue strength is improved and the yoke and the output shaft are securely connected. Can be combined.

以下、本発明を実施するための最良の形態(以下、実施形態という。)を、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1から図4は本発明に係るステアリング装置を示す図であり、図1は本発明の一実施形態を示す全体構成図、図2はステアリング装置に組み込まれている第1実施形態の自在継手を示す図、図3は図2のB−B矢視断面図、図4は第1実施形態のヨークと回転軸の結合構造を締付けボルトの軸に直交する方向から示した図、図5は第2実施形態のヨークと回転軸の結合構造を締付けボルトの軸に直交する方向から示した図である。
Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described in detail with reference to the drawings.
1 to 4 are views showing a steering apparatus according to the present invention, FIG. 1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a universal joint of the first embodiment incorporated in the steering apparatus. FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG. 2, FIG. 4 is a view showing the coupling structure of the yoke and the rotary shaft of the first embodiment from a direction perpendicular to the axis of the tightening bolt, and FIG. It is the figure which showed the coupling structure of the yoke and rotating shaft of 2nd Embodiment from the direction orthogonal to the axis | shaft of a clamping bolt.

図1の符号2は、車両後端(図1において右端)側にステアリングホイール1を装着したステアリングシャフトであって、このステアリングシャフト2が、車両後方に向けて上り傾斜を付けて配置されたステアリングコラム3に回転自在に保持されている。
ステアリングシャフト2の車両前端(図1において左端)側には、ステアリングシャフト2に操舵補助トルクを付与するウォーム減速機11と、このウォーム減速機11に操舵補助トルクを発生する電動モータ12とで構成される操舵補助機構4が連結されている。
Reference numeral 2 in FIG. 1 denotes a steering shaft having a steering wheel 1 mounted on the vehicle rear end (right end in FIG. 1). The steering shaft 2 is disposed with an upward inclination toward the rear of the vehicle. The column 3 is rotatably held.
On the vehicle front end (left end in FIG. 1) side of the steering shaft 2, a worm speed reducer 11 that applies steering assist torque to the steering shaft 2 and an electric motor 12 that generates steering assist torque in the worm speed reducer 11 are configured. The steering assist mechanism 4 is connected.

ステアリングシャフト2は、アウタシャフト7とインナシャフト8とを有し、アウタシャフト7の前端部とインナシャフト8の後端部とがスプライン結合している。
ステアリングシャフト2を挿通している筒状のステアリングコラム3は、アウタコラム9とインナコラム10とをテレスコープ状に組み合わせてなり、軸方向に位置調整可能に嵌合している。
The steering shaft 2 has an outer shaft 7 and an inner shaft 8, and a front end portion of the outer shaft 7 and a rear end portion of the inner shaft 8 are spline-coupled.
A cylindrical steering column 3 through which the steering shaft 2 is inserted is formed by combining an outer column 9 and an inner column 10 in a telescope shape, and is fitted so that its position can be adjusted in the axial direction.

アウタコラム9の車両前方側には、インナコラム10の外周を包持する車幅方向に離間したクランプ部(不図示)が一体に形成されており、このクランプ部を、車体側部材16に固定したアッパブラケット26が車幅方向から挟み込んでいる。そして、アッパブラケット26には、クランプ部を介してインナコラム10をクランプするクランプ装置27が備えられている。   On the vehicle front side of the outer column 9, a clamp portion (not shown) separated in the vehicle width direction that holds the outer periphery of the inner column 10 is integrally formed, and this clamp portion is fixed to the vehicle body side member 16. The upper bracket 26 is sandwiched from the vehicle width direction. The upper bracket 26 is provided with a clamp device 27 that clamps the inner column 10 via a clamp portion.

また、操舵補助機構4におけるウォーム減速機11のハウジング11aが、車体側部材16に取付けられたロアブラケット23に回動自在に支持されたピボットピン24を中心として上下方向に揺動可能に支持されている。
そして、インナコラム10の前端部を、ウォーム減速機11のハウジング11aの後端面に固定し、インナシャフト8をウォーム減速機11のハウジング11a内に挿通して、このインナシャフト8の前端部がウォーム減速機11のハウジング11aの前端面から突出する出力軸14に連結されている。
Further, the housing 11a of the worm speed reducer 11 in the steering assist mechanism 4 is supported so as to be swingable in the vertical direction around a pivot pin 24 rotatably supported by a lower bracket 23 attached to the vehicle body side member 16. ing.
Then, the front end portion of the inner column 10 is fixed to the rear end surface of the housing 11a of the worm speed reducer 11, the inner shaft 8 is inserted into the housing 11a of the worm speed reducer 11, and the front end portion of the inner shaft 8 is The speed reducer 11 is connected to an output shaft 14 protruding from the front end surface of the housing 11a.

ウォーム減速機11の出力軸14には、自在継手17Aを介して中間シャフト18が連結され、この中間シャフト18が自在継手17Bを介してラック・ピニオン式のステアリングギヤ機構6のピニオン軸19に連結されている。中間シャフト18は、雄軸18aと雌軸18bとからなる伸縮軸が採用されている。
ステアリングギヤ機構6は、図示しないが、ギヤハウジング内に、ピニオン軸19に連結されたピニオンとこのピニオンに噛合するラックを有するラック軸とを配設したラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン軸19に伝達された回転運動をラック軸で直進運動に変換している。ラック軸(図示せず)は、タイロッド5を介して図示しない操舵輪に連結されている。
An intermediate shaft 18 is connected to the output shaft 14 of the worm reducer 11 via a universal joint 17A, and this intermediate shaft 18 is connected to a pinion shaft 19 of a rack and pinion type steering gear mechanism 6 via a universal joint 17B. Has been. The intermediate shaft 18 employs a telescopic shaft composed of a male shaft 18a and a female shaft 18b.
Although not shown, the steering gear mechanism 6 is configured in a rack-and-pinion type in which a pinion connected to a pinion shaft 19 and a rack shaft having a rack meshing with the pinion are arranged in a gear housing. Rotational motion transmitted to is converted to linear motion on the rack shaft. A rack shaft (not shown) is connected to a steered wheel (not shown) via a tie rod 5.

(第1実施形態)
図2に示すように、出力軸14及び中間シャフト18の雌軸18bを連結する第1実施形態の自在継手17Aは、出力軸14の端部に結合した第1ヨーク30と、雌軸18bの端部に結合した第2ヨーク31と、これら第1及び第2ヨーク30,31同士を揺動変位自在に結合する十字軸40とを備えている。
(First embodiment)
As shown in FIG. 2, the universal joint 17A of the first embodiment for connecting the output shaft 14 and the female shaft 18b of the intermediate shaft 18 includes a first yoke 30 coupled to the end of the output shaft 14 and the female shaft 18b. A second yoke 31 coupled to the end portion and a cross shaft 40 that couples the first and second yokes 30 and 31 so as to be swingably displaceable are provided.

第1ヨーク30は、切欠き円筒形状のハブ32と、ハブ32の軸方向端部から軸に沿って平行に形成された一対のフォーク33,34とを備えている。一方のフォーク34には、図4に示すように、十字軸40を連結する軸受孔34aが形成されている。また、図示しないが、他方のフォーク33にも、十字軸40を連結する軸受孔が形成されている。
ハブ32は、図3に示すように、内周面に雌セレーション32aを形成し、軸方向にスリット32bを形成している。スリット32bは、図3及び図4に示すように、端部側にスリット幅が大きい第1スリット32b1が形成され、この第1スリット32b1からスリット幅が小さい第2スリット32b2が形成されている。
The first yoke 30 includes a notched cylindrical hub 32 and a pair of forks 33 and 34 formed in parallel from the axial end of the hub 32 along the axis. As shown in FIG. 4, one fork 34 has a bearing hole 34 a for connecting the cross shaft 40. Although not shown, the other fork 33 also has a bearing hole for connecting the cross shaft 40.
As shown in FIG. 3, the hub 32 has a female serration 32a on the inner peripheral surface and a slit 32b in the axial direction. As shown in FIGS. 3 and 4, the slit 32b is formed with a first slit 32b1 having a large slit width on the end side, and a second slit 32b2 having a small slit width is formed from the first slit 32b1.

そして、このハブ32には、スリット32bを挟んだ位置から互いに平行となるように一対のフランジ35,36が突出して形成されている。
図4に示すように、一方のフランジ35には、第2スリット32b2に向けてボルト通過孔41が形成されており、他方のフランジ36には、ボルト通過孔41に対向する位置にねじ孔42が形成されている。また、一方のフランジ35には、第1スリット32b1に向けて貫通する第1ピン圧入孔37aが形成されており、他方のフランジ36の第1ピン圧入孔37aに対応する位置にも同径の第2ピン圧入孔37bが形成されている。
The hub 32 is formed with a pair of flanges 35 and 36 so as to be parallel to each other from a position sandwiching the slit 32b.
As shown in FIG. 4, a bolt passage hole 41 is formed in one flange 35 toward the second slit 32 b 2, and a screw hole 42 is formed in the other flange 36 at a position facing the bolt passage hole 41. Is formed. In addition, a first pin press-fit hole 37a penetrating toward the first slit 32b1 is formed in one flange 35, and the same diameter is provided at a position corresponding to the first pin press-fit hole 37a of the other flange 36. A second pin press-fitting hole 37b is formed.

また、図3に示すように、出力軸14の端部外周には雄セレーション14aが形成されている。
ここで、出力軸14の雄セレーション14aの外径寸法はハブ32の雌セレーション32aの内径寸法より小さく、出力軸14の雄セレーション14aの内径寸法はハブ32の雌セレーション32aの外径寸法より小さく設定されている。
Further, as shown in FIG. 3, a male serration 14 a is formed on the outer periphery of the end portion of the output shaft 14.
Here, the outer diameter dimension of the male serration 14a of the output shaft 14 is smaller than the inner diameter dimension of the female serration 32a of the hub 32, and the inner diameter dimension of the male serration 14a of the output shaft 14 is smaller than the outer diameter dimension of the female serration 32a of the hub 32. Is set.

そして、一方のフランジ35のボルト通過孔41に締付けボルト38を挿通し、締付けボルト38のねじ部を他方のフランジ36のねじ孔42にねじ込んで締結することで、一対のフランジ35,36を互いに近接させて雄セレーション14a及び雌セレーション32aが密着するようにハブ32の内径を縮径させ、第1ヨーク30を出力軸14に結合している。   Then, the fastening bolt 38 is inserted into the bolt passage hole 41 of one flange 35, and the screw portion of the fastening bolt 38 is screwed into the screw hole 42 of the other flange 36 to fasten the pair of flanges 35, 36 to each other. The first yoke 30 is coupled to the output shaft 14 by reducing the inner diameter of the hub 32 so that the male serration 14a and the female serration 32a are in close contact with each other.

また、互いに対向している一方のフランジ35の第1ピン圧入孔37a及び他方のフランジ36の第2ピン圧入孔37bに、圧入ピン43が圧入されている。
なお、雌軸18bの端部に結合している第2ヨーク31も、前述した出力軸14の端部に結合した第1ヨーク30と同一構造で結合されている。
ここで、本発明のスリットが第1スリット32b1に対応し、本発明の回転軸が出力軸14に対応し、本発明のピン圧入孔が第1ピン圧入孔37a及び第2ピン圧入孔37bに対応している。
Further, the press-fit pin 43 is press-fitted into the first pin press-fit hole 37 a of the one flange 35 and the second pin press-fit hole 37 b of the other flange 36 facing each other.
The second yoke 31 coupled to the end of the female shaft 18b is also coupled with the same structure as the first yoke 30 coupled to the end of the output shaft 14 described above.
Here, the slit according to the present invention corresponds to the first slit 32b1, the rotation shaft according to the present invention corresponds to the output shaft 14, and the pin press-fitting hole of the present invention corresponds to the first pin press-fitting hole 37a and the second pin press-fitting hole 37b. It corresponds.

次に、本実施形態の効果について説明する。
本実施形態は、第1ヨーク30を出力軸14に結合するために締付けボルト38を締め付けると、一対のフランジ35,36が非平行状態となって締付けボルト38に曲げ荷重が作用する。
一対のフランジ35,36が非平行状態となると、図3に示すように、一方のフランジ35の第1ピン圧入孔37aと他方のフランジ36の第2ピン圧入孔37bに圧入されている圧入ピン43も湾曲しながら締付けボルト38に作用する曲げ荷重を分担する。
Next, the effect of this embodiment will be described.
In this embodiment, when the tightening bolt 38 is tightened to couple the first yoke 30 to the output shaft 14, the pair of flanges 35 and 36 become non-parallel and a bending load acts on the tightening bolt 38.
When the pair of flanges 35 and 36 are in a non-parallel state, as shown in FIG. 3, the press-fit pins press-fitted into the first pin press-fit hole 37 a of one flange 35 and the second pin press-fit hole 37 b of the other flange 36. 43 also shares a bending load acting on the tightening bolt 38 while curving.

また、操舵補助機構4から出力軸14に高トルクの回転が入力する際、一対のフランジ35,36に入力するスラスト荷重により繰り返し曲げ荷重が作用するが、この繰り返し曲げ荷重に対しても、一対のフランジ35、36間に連結した圧入ピン43が湾曲しながら締付けボルト38に作用する繰り返し曲げ荷重を分担する。
したがって、本実施形態は、ステアリングギヤ機構6に操舵補助力を伝達する操舵補助機構4をステアリング装置に組み込んでも、締付けボルト38に作用する曲げ荷重を、一対のフランジ35、36間に連結した圧入ピン43が分担するので、高トルクの回転を伝達する自在継手17Aの疲労強度が向上し、確実に第1ヨーク及び出力軸14を結合することができる。
In addition, when high torque rotation is input from the steering assist mechanism 4 to the output shaft 14, a repeated bending load is applied by the thrust load input to the pair of flanges 35 and 36. The press-fit pins 43 connected between the flanges 35 and 36 share a repeated bending load acting on the tightening bolt 38 while being curved.
Therefore, in this embodiment, even if the steering assist mechanism 4 that transmits the steering assist force to the steering gear mechanism 6 is incorporated in the steering device, the bending load acting on the tightening bolt 38 is press-fitted between the pair of flanges 35 and 36. Since the pins 43 share the fatigue strength of the universal joint 17A that transmits high-torque rotation, the first yoke and the output shaft 14 can be reliably coupled.

また、操舵補助機構4から出力軸14に高トルクの回転が入力する際に、締付けボルト38の曲げ荷重を分担している圧入ピン43は湾曲した形状となっているので、第1ピン圧入孔37a及び第2ピン圧入孔37bからの脱落するおそれがない。
また、第2ヨーク31も、第1ヨーク30と出力軸14の結合と同様の構造で雌軸18bに結合されているので、第1ヨーク30と出力軸14の結合構造と同様の効果を、第2ヨーク31と雌軸18bの結合構造も得ることができる。
In addition, when high torque rotation is input from the steering assist mechanism 4 to the output shaft 14, the press-fit pin 43 that shares the bending load of the tightening bolt 38 has a curved shape, and thus the first pin press-fit hole. There is no fear of dropping from the 37a and the second pin press-fitting hole 37b.
Further, since the second yoke 31 is also coupled to the female shaft 18b with the same structure as the coupling of the first yoke 30 and the output shaft 14, the same effect as the coupling structure of the first yoke 30 and the output shaft 14 is obtained. A coupling structure of the second yoke 31 and the female shaft 18b can also be obtained.

(第2実施形態)
次に、図5は、本発明に係る第2実施形態のヨークと回転軸の結合構造を示すものである。なお、図1から図4で示した第1実施形態と同一構成部分には、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施形態は、一方のフランジ35に、第1実施形態のような第1ピン圧入孔37aを形成せず、他方のフランジ36にも、第2ピン圧入孔37bを形成しておらず、一対のフランジ35,36の間で軸方向に延在している第1スリット32b1にフランジ結合部材44を埋め込み、このフランジ結合部材44を一対のフランジ35,36の内壁に溶接で結合している。
(Second Embodiment)
Next, FIG. 5 shows a coupling structure of a yoke and a rotary shaft according to the second embodiment of the present invention. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as 1st Embodiment shown in FIGS. 1-4, and the description is abbreviate | omitted.
In the present embodiment, the first pin press-fit hole 37a as in the first embodiment is not formed in one flange 35, and the second pin press-fit hole 37b is not formed in the other flange 36. The flange coupling member 44 is embedded in the first slit 32b1 extending in the axial direction between the flanges 35 and 36, and the flange coupling member 44 is coupled to the inner walls of the pair of flanges 35 and 36 by welding.

ここで、本発明のスリットが第1スリット32b1に対応し、本発明の回転軸が出力軸14に対応している。
本実施形態も、第1ヨーク30を出力軸14に結合するために締付けボルト38を締め付けると、一対のフランジ35,36が非平行状態となって締付けボルト38に曲げ荷重が作用するが、第1スリット32b1に埋め込まれて一対のフランジ35,36の内壁に溶接で結合しているフランジ結合部材44が、締付けボルト38に作用する曲げ荷重を分担する。
Here, the slit of the present invention corresponds to the first slit 32 b 1, and the rotating shaft of the present invention corresponds to the output shaft 14.
Also in this embodiment, when the clamping bolt 38 is tightened to couple the first yoke 30 to the output shaft 14, the pair of flanges 35 and 36 become non-parallel and a bending load acts on the clamping bolt 38. A flange coupling member 44 embedded in one slit 32b1 and coupled to the inner walls of the pair of flanges 35 and 36 by welding shares a bending load acting on the tightening bolt 38.

また、操舵補助機構4から出力軸14に高トルクの回転が入力する際に、一対のフランジ35,36に入力するスラスト荷重によって締付けボルト38に作用する繰り返し曲げ荷重もフランジ結合部材44が分担する。
したがって、本実施形態も、ステアリングギヤ機構6に操舵補助力を伝達する操舵補助機構4をステアリング装置に組み込んでも、締付けボルト38に作用する曲げ荷重を、一対のフランジ35、36間に固定したフランジ結合部材44が分担するので、高トルクの回転を伝達する自在継手17Aの疲労強度が向上し、確実に第1ヨーク及び出力軸14を結合することができる。
Further, when a high torque rotation is input from the steering assist mechanism 4 to the output shaft 14, the flange coupling member 44 also shares a repeated bending load that acts on the tightening bolt 38 due to a thrust load input to the pair of flanges 35 and 36. .
Therefore, in this embodiment, even if the steering assist mechanism 4 for transmitting the steering assist force to the steering gear mechanism 6 is incorporated in the steering device, the bending load acting on the tightening bolt 38 is fixed between the pair of flanges 35 and 36. Since the coupling member 44 shares the fatigue strength of the universal joint 17A that transmits high torque rotation, the first yoke and the output shaft 14 can be reliably coupled.

また、図示しないが、第2ヨーク31も、本実施形態の第1ヨーク30と出力軸14の結合と同様の構造で雌軸18bに結合されていると、本実施形態の第1ヨーク30と出力軸14の結合構造と同様の効果を、第2ヨーク31と雌軸18bの結合構造も得ることができる。
なお、中間シャフト18の雄軸18aとステアリングギヤ機構6のピニオン軸19とを連結する自在継手17Bも、上述した自在継手17Aと同一の結合構造にすると、同様の効果を奏することができる。
Although not shown, when the second yoke 31 is coupled to the female shaft 18b with the same structure as the coupling of the first yoke 30 and the output shaft 14 of the present embodiment, the second yoke 31 is coupled to the first yoke 30 of the present embodiment. The same effect as the coupling structure of the output shaft 14 can be obtained by the coupling structure of the second yoke 31 and the female shaft 18b.
The same effect can be obtained if the universal joint 17B that connects the male shaft 18a of the intermediate shaft 18 and the pinion shaft 19 of the steering gear mechanism 6 has the same coupling structure as the above-described universal joint 17A.

また、上記実施形態では、一方のフランジ35にボルト通過孔41を形成し、他方のフランジ36にねじ孔42を形成したが、一方のフランジ35にねじ孔を形成し、他方のフランジ36のねじ孔に対応する位置にボルト通過孔41を形成して締付けボルト38をねじ込んでもよい。   In the above embodiment, the bolt passage hole 41 is formed in one flange 35 and the screw hole 42 is formed in the other flange 36. However, the screw hole is formed in one flange 35 and the screw of the other flange 36 is screwed. The bolt passage hole 41 may be formed at a position corresponding to the hole, and the tightening bolt 38 may be screwed.

本発明に係るステアリング装置の一実施形態を示す全体構成図である。1 is an overall configuration diagram showing an embodiment of a steering device according to the present invention. ステアリング装置に組み込まれている第1実施形態の自在継手を示す図である。It is a figure which shows the universal joint of 1st Embodiment integrated in the steering apparatus. 図2のB−B矢視断面図である。It is a BB arrow sectional view of Drawing 2. 第1実施形態のヨークと回転軸の結合構造を締付けボルトの軸に直交する方向から示した図である。It is the figure which showed the coupling structure of the yoke and rotating shaft of 1st Embodiment from the direction orthogonal to the axis | shaft of a clamping bolt. 第2実施形態のヨークと回転軸の結合構造を締付けボルトの軸に直交する方向から示した図である。It is the figure which showed the coupling structure of the yoke and rotating shaft of 2nd Embodiment from the direction orthogonal to the axis | shaft of a clamping bolt. ステアリング装置に組み込まれている従来の自在継手を示す図である。It is a figure which shows the conventional universal joint integrated in the steering apparatus. 図6のA−A線矢視図である。It is an AA arrow directional view of FIG. 従来の自在継手に高トルクの回転が伝達するときにヨークに入力する外力を示す図である。It is a figure which shows the external force input into a yoke when rotation of a high torque is transmitted to the conventional universal joint.

符号の説明Explanation of symbols

1…ステアリングホイール、2…ステアリングシャフト、3…ステアリングコラム、4…操舵補助機構、5…タイロッド、6…ステアリングギヤ機構、7…アウタシャフト、8…インナシャフト、9…アウタコラム、10…インナコラム、11…ウォーム減速機、11a…ハウジング、12…電動モータ、14…出力軸、14a…雄セレーション、16…車体側部材、17A…自在継手、17B…自在継手、18…中間シャフト、18a…雄軸、18b…雌軸、19…ピニオン軸、23…ロアブラケット、24…ピボットピン、26…アッパブラケット、27…クランプ装置、30…第1ヨーク、31…第2ヨーク、32…ハブ、32a…雌セレーション、32b…スリット、32b1…第1スリット、32b2…第2スリット、33,34…フォーク、34a…軸受孔、35,36…フランジ、37a…第1ピン圧入孔、37b…第2ピン圧入孔、38…締付けボルト、40…十字軸、41…ボルト通過孔、42…ねじ孔、43…圧入ピン、44…フランジ結合部材   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Steering wheel, 2 ... Steering shaft, 3 ... Steering column, 4 ... Steering assistance mechanism, 5 ... Tie rod, 6 ... Steering gear mechanism, 7 ... Outer shaft, 8 ... Inner shaft, 9 ... Outer column, 10 ... Inner column 11 ... Worm reducer, 11a ... Housing, 12 ... Electric motor, 14 ... Output shaft, 14a ... Male serration, 16 ... Body member, 17A ... Universal joint, 17B ... Universal joint, 18 ... Intermediate shaft, 18a ... Male Shaft, 18b ... Female shaft, 19 ... Pinion shaft, 23 ... Lower bracket, 24 ... Pivot pin, 26 ... Upper bracket, 27 ... Clamp device, 30 ... First yoke, 31 ... Second yoke, 32 ... Hub, 32a ... Female serration, 32b ... slit, 32b1 ... first slit, 32b2 ... second slit, 33, 34 Fork, 34a ... bearing hole, 35, 36 ... flange, 37a ... first pin press-fit hole, 37b ... second pin press-fit hole, 38 ... tightening bolt, 40 ... cross shaft, 41 ... bolt passage hole, 42 ... screw hole, 43 ... Press-fit pin, 44 ... Flange coupling member

Claims (3)

軸方向にスリットを形成し、内周面に雌セレーションを形成した切欠き筒形状のハブと、このハブの前記スリットを挟んだ位置から互いに平行に延在する一対のフランジと、前記ハブの軸方向の一端側に一体に形成した一対のフォークとを備えたヨークを、端部外周に雄セレーションを形成した回転軸にセレーション嵌合し、前記一対のフランジに連結した締付けボルトを締結することで、前記一対のフランジが近接して前記雄セレーション及び前記雌セレーションが密着するように前記ハブの内径を縮径させて前記回転軸に結合するステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造において、
前記締付けボルトに作用する曲げ荷重の一部を分担する曲げ荷重分担部材を、前記一対のフランジ間に設けたことを特徴とするステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造。
A notched cylindrical hub having a slit formed in the axial direction and a female serration on the inner peripheral surface, a pair of flanges extending parallel to each other from a position across the slit of the hub, and a shaft of the hub A yoke provided with a pair of forks formed integrally on one end side in the direction is serrated to a rotating shaft having male serrations on the outer periphery of the end portion, and fastening bolts connected to the pair of flanges are fastened. In the coupling structure of the yoke and the rotary shaft in the steering device, the inner diameter of the hub is reduced so that the male serration and the female serration are in close contact with each other and the pair of flanges are in close contact with each other.
A coupling structure of a yoke and a rotary shaft in a steering device, wherein a bending load sharing member for sharing a part of a bending load acting on the tightening bolt is provided between the pair of flanges.
前記曲げ荷重分担部材は、一対のフランジにそれぞれ対向して設けたピン圧入孔に圧入されている圧入ピンであることを特徴とする請求項1記載のステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造。   2. The coupling structure of a yoke and a rotary shaft in a steering apparatus according to claim 1, wherein the bending load sharing member is a press-fit pin that is press-fitted into a pin press-fit hole provided to face a pair of flanges. 前記曲げ荷重分担部材は、前記スリットに埋め込まれ、前記一対のフランジの内壁に溶接で結合しているフランジ結合部材であることを特徴とする請求項1記載のステアリング装置におけるヨーク及び回転軸の結合構造。   2. The coupling of a yoke and a rotating shaft in a steering apparatus according to claim 1, wherein the bending load sharing member is a flange coupling member embedded in the slit and coupled to the inner walls of the pair of flanges by welding. Construction.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2013145008A (en) * 2012-01-13 2013-07-25 Nsk Ltd Yoke for spider universal joint
CN112498465A (en) * 2019-09-16 2021-03-16 博世华域转向系统有限公司 Can improve festival fork subassembly of tight performance in advance of steering gear jackshaft
RU2800130C1 (en) * 2023-03-30 2023-07-18 Публичное акционерное общество "Объединенная авиастроительная корпорация" (ПАО "ОАК") Splined detachable connection of bending shaft and torque bracket

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