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JP2012096681A - Connecting structure of shaft and yoke of universal joint and electric power steering device - Google Patents

Connecting structure of shaft and yoke of universal joint and electric power steering device Download PDF

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JP2012096681A
JP2012096681A JP2010246591A JP2010246591A JP2012096681A JP 2012096681 A JP2012096681 A JP 2012096681A JP 2010246591 A JP2010246591 A JP 2010246591A JP 2010246591 A JP2010246591 A JP 2010246591A JP 2012096681 A JP2012096681 A JP 2012096681A
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universal joint
male serration
yoke
male
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JP2010246591A
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Japanese (ja)
Inventor
Tatsuya Tomimasu
達也 冨増
Mitsuharu Ozaki
光晴 尾崎
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JTEKT Corp
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JTEKT Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a connecting structure of a yoke of a universal joint which is compact, lightweight and inexpensive and can bear a load of high torque.SOLUTION: An output shaft 16 fitted to a cylindrical part 47 of a first yoke 41 of a first universal joint 4 is fastened to the cylindrical part 47 by a fastening bolt 53. The output shaft 16 includes first and second male serrations 45 and 46 separated in a shaft direction of the output shaft 16 sandwiching the fastening bolt 53. The first male serration 45 is disposed on a tip side of the output shaft 16 of the fastening bolt 53. A module m1 of the first male serration 45 is larger than a module m2 of the second male serration by e.g. 0.2 to 0.3%.

Description

本発明は、シャフトと自在継手ヨークの結合構造およびこれを用いた電動パワーステアリング装置に関する。   The present invention relates to a coupling structure of a shaft and a universal joint yoke and an electric power steering apparatus using the same.

一般に、車両用操舵装置では、ステアリングホイールからの回転力を、操舵軸(ステアリングシャフト)、中間軸(インターミディエイトシャフト)等を介して、例えばラックアンドピニオン機構等の転舵機構へと伝達し、これにより転舵輪を操向するようにしている。
中間軸の上端は自在継手を介して操舵軸と連結され、中間軸の下端は自在継手を介してピニオン軸と連結されている。操舵軸、中間軸、ピニオン軸等のシャフトを、対応する自在継手のヨークに結合する構造としては、特許文献1の図6に示される構造がある。
In general, in a vehicle steering apparatus, a rotational force from a steering wheel is transmitted to a steering mechanism such as a rack and pinion mechanism via a steering shaft (steering shaft), an intermediate shaft (intermediate shaft), etc. This steers the steered wheels.
The upper end of the intermediate shaft is connected to the steering shaft via a universal joint, and the lower end of the intermediate shaft is connected to the pinion shaft via a universal joint. As a structure for coupling a shaft such as a steering shaft, an intermediate shaft, and a pinion shaft to a yoke of a corresponding universal joint, there is a structure shown in FIG.

その構造では、自在継手のヨークの筒状部にシャフトを挿入するようにしている。筒状部の内周面には、雌セレーションが形成されている。筒状部には軸方向のスリットが形成され、そのスリットの一対の縁部から一対のタブがそれぞれ延設されている。それら一対のタブを貫通する締め付けボルトによって一対のタブが締め付けられることにより、筒状部にセレーション嵌合されたシャフトが、締め付けられて固定される。   In this structure, the shaft is inserted into the cylindrical portion of the universal joint yoke. Female serrations are formed on the inner peripheral surface of the cylindrical portion. The cylindrical portion is formed with an axial slit, and a pair of tabs are extended from a pair of edges of the slit. By tightening the pair of tabs with the fastening bolts penetrating the pair of tabs, the shaft serrated and fitted to the cylindrical portion is fastened and fixed.

特開2000−234629号公報JP 2000-234629 A

シャフトは、締め付けボルトが係合する周溝を有している。その周溝を挟んだ両側に、同形状の前雄セレーションおよび後雄セレーションが形成されている。前雄セレーションは、周溝よりもシャフトの先端側に配置されている。
通例、自在継手のヨークは、シャフトが挿入される側の端部に比較的近い位置に、締め付けボルト挿通孔を配置している。このため、締め付けボルトを締め付けたときの筒状部の変形量は、前雄セレーションを締め付ける部分では小さく、後雄セレーションを締め付ける部分では大きくなる傾向にある。
The shaft has a circumferential groove with which a fastening bolt is engaged. A front male serration and a rear male serration having the same shape are formed on both sides of the circumferential groove. The front male serration is disposed closer to the distal end side of the shaft than the circumferential groove.
Usually, the yoke of the universal joint has a tightening bolt insertion hole disposed at a position relatively close to the end portion on the side where the shaft is inserted. For this reason, the amount of deformation of the cylindrical portion when the tightening bolt is tightened tends to be small at the portion where the front male serration is tightened and large at the portion where the rear male serration is tightened.

したがって、後雄セレーションは、対応する雌セレーションにタイトに噛み合う一方、前雄セレーションは、対応する雌セレーションにルーズに噛み合っている。すなわち、実質的に、後雄セレーションの噛み合いのみで、シャフトおよびヨークの連結強度を確保している。このため高いトルクの負荷に耐えられないという問題がある。
セレーションのサイズを大きくすることも考えられるが、そうした場合、製造コストが上昇したり、重量が増加したり、大型化して車両へのレイアウトが困難になったするおそれがある。このため、近年、要望されている電動パワーステアリング装置の高出力化に対応できない。
Thus, the rear male serration tightly engages the corresponding female serration while the front male serration loosely engages the corresponding female serration. That is, the coupling strength between the shaft and the yoke is substantially ensured only by the meshing of the rear male serration. For this reason, there exists a problem that it cannot endure the load of high torque.
Although it is conceivable to increase the size of the serration, in such a case, the manufacturing cost may increase, the weight may increase, or the size may increase, making it difficult to lay out the vehicle. For this reason, in recent years, it has not been possible to cope with the increase in output of electric power steering devices that have been requested.

そこで、本発明の目的は、小型、軽量且つ安価で、高トルクの負荷に耐えることができるシャフトと自在継手のヨークの結合構造を提供し、ひいては小型、軽量且つ安価に高出力化を達成できる電動パワーステアリング装置を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a coupling structure of a shaft and a universal joint yoke that can withstand a high torque load with a small size, light weight, and low cost. As a result, high output can be achieved with a small size, light weight, and low cost. An electric power steering apparatus is provided.

上記目的を達成するため、本発明は、自在継手(4)のヨーク(41)の筒状部(47)に嵌合されたシャフト(16)を締め付け軸(53)によって上記筒状部に締め付けるシャフトと自在継手のヨークの結合構造(P)において、上記シャフトは、上記締め付け軸を挟んで上記シャフトの軸方向(X1)に離隔する第1および第2の雄セレーション(45,46)を含み、上記第1の雄セレーションは、上記締め付け軸よりも上記シャフトの先端側に配置され、上記第1の雄セレーションのモジュール(m1)が、上記第2の雄セレーションのモジュール(m2)よりも大きくされていることを特徴とするシャフトと自在継手のヨークの結合構造を提供する(請求項1)。   In order to achieve the above object, according to the present invention, the shaft (16) fitted to the tubular portion (47) of the yoke (41) of the universal joint (4) is fastened to the tubular portion by the fastening shaft (53). In the coupling structure (P) of the shaft and the universal joint yoke, the shaft includes first and second male serrations (45, 46) spaced apart in the axial direction (X1) of the shaft across the clamping shaft. The first male serration is disposed closer to the distal end of the shaft than the fastening shaft, and the first male serration module (m1) is larger than the second male serration module (m2). A coupling structure of a shaft and a universal joint yoke is provided.

自在継手のヨークの筒状部は、締め付け軸よりも先端側にある第1の雄セレーションに対応する部分と、第2の雄セレーションに対応する部分とを有しており、第1の雄セレーションに対応する部分の変形が相対的に小さくなる傾向にある。
本発明によれば、第1の雄セレーションのモジュールを第2の雄セレーションのモジュールよりも大きくしているので、締め付け軸の締め付け時において、第1の雄セレーションに対応するヨークの筒状部の部分の変形量が相対的に小さくても、第1の雄セレーションとこれに対応するヨークの筒状部の部分の雌セレーションとの噛み合い率を高くすることができる。これにより、第1および第2の雄セレーションの双方を対応する雌セレーションにタイトに噛み合わせることができる。したがって、自在継手とシャフトとの連結強度を高くすることができ、高トルクの負荷にも耐えることができる。従来構造に対して、単に、第1の雄セレーションのモジュールを変更するのみでよく、小型、軽量且つ安価に、高トルクの負荷に耐える構造を提供することができる。モジュールの変更は、例えば雄セレーションの転造のときに容易に実行することができる。
The cylindrical portion of the yoke of the universal joint has a portion corresponding to the first male serration and a portion corresponding to the second male serration located on the tip side of the fastening shaft, and the first male serration. There is a tendency that the deformation of the portion corresponding to is relatively small.
According to the present invention, the module of the first male serration is made larger than the module of the second male serration. Therefore, when the fastening shaft is tightened, the cylindrical portion of the yoke corresponding to the first male serration is Even if the deformation amount of the portion is relatively small, the meshing rate between the first male serration and the female serration of the portion of the cylindrical portion of the yoke corresponding thereto can be increased. Thereby, both the first and second male serrations can be tightly meshed with the corresponding female serrations. Therefore, the connection strength between the universal joint and the shaft can be increased, and a high torque load can be withstood. Compared to the conventional structure, it is only necessary to change the module of the first male serration, and it is possible to provide a structure that can withstand a high torque load in a small size, light weight, and low cost. Module changes can be easily performed, for example, when male serrations are rolled.

また、上記第1の雄セレーションのモジュールの公差範囲の下限値(m1−e1)が、上記第2の雄セレーションのモジュールの公差範囲の上限値(m2+e2)よりも大きくされている場合がある(請求項2)。この場合、第1および第2の雄セレーションのモジュールの公差範囲をシフトすることで、第1および第2の雄セレーションのモジュールの相違を容易に実現することができる。   In addition, the lower limit value (m1-e1) of the tolerance range of the first male serration module may be larger than the upper limit value (m2 + e2) of the tolerance range of the second male serration module ( Claim 2). In this case, the difference between the first and second male serration modules can be easily realized by shifting the tolerance range of the first and second male serration modules.

また、上記第1の雄セレーションの歯数(z1)が、上記第2の雄セレーションの歯数(z2)と等しくされている場合がある(請求項3)。モジュールは、ピッチ円直径を歯数で除した値であるので、モジュールを相違させるということは、第1および第2の雄セレーションで、ピッチ円直径を相違させることに相当する。すなわち、第1の雄セレーションのピッチ円直径を大きくして、第1の雄セレーションの噛み合い率を向上する。   The number of teeth (z1) of the first male serration may be equal to the number of teeth (z2) of the second male serration (claim 3). Since the module is a value obtained by dividing the pitch circle diameter by the number of teeth, making the module different corresponds to making the pitch circle diameter different between the first and second male serrations. That is, the pitch circle diameter of the first male serration is increased to improve the meshing rate of the first male serration.

また、本発明は、操舵部材(2)の操舵力を伝達するシャフト(16)を自在継手のヨーク(41)に結合する構造として、上記シャフトと自在継手のヨークの結合構造(P)が用いられている電動パワーステアリング装置(1)を提供する(請求項4)。本発明によれば、小型、軽量且つ安価に高出力化を達成することができる。
なお、上記において、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。
Further, in the present invention, the coupling structure (P) of the shaft and the universal joint yoke is used as the structure for coupling the shaft (16) for transmitting the steering force of the steering member (2) to the universal joint yoke (41). An electric power steering device (1) is provided (claim 4). According to the present invention, high output can be achieved in a small size, light weight and low cost.
In the above description, the alphanumeric characters in parentheses represent reference numerals of corresponding components in the embodiments described later, but the scope of the claims is not limited by these reference numerals.

本発明の第1の実施の形態に係るシャフトと自在継手のヨークの結合構造を含む電動パワーステアリング装置の概略構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an electric power steering apparatus including a coupling structure of a shaft and a universal joint yoke according to a first embodiment of the present invention. 上記結合構造の概略側面図である。It is a schematic side view of the said coupling structure. 図2のIII −III 線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the III-III line of FIG. 図2のIV−IV線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the IV-IV line of FIG. 図2のV−V線に沿う断面図である。It is sectional drawing which follows the VV line of FIG.

本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。
図1は本発明の一実施の形態のシャフトと自在継手のヨークの結合構造Pが適用された電動パワーステアリング装置1の概略構成図である。図1を参照して、電動パワーステアリング装置1は、ステアリングホイール等の操舵部材2に連結された操舵軸3と、操舵軸3に第1の自在継手4を介して連結された中間軸5と、中間軸5に第2の自在継手6を介して連結されたピニオン軸7と、ピニオン軸7の端部近傍に設けられたピニオン7aに噛み合うラック8aを有する転舵軸としてのラック軸8とを備えている。
A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an electric power steering apparatus 1 to which a coupling structure P of a shaft and a universal joint yoke according to an embodiment of the present invention is applied. Referring to FIG. 1, an electric power steering device 1 includes a steering shaft 3 connected to a steering member 2 such as a steering wheel, and an intermediate shaft 5 connected to the steering shaft 3 via a first universal joint 4. A rack shaft 8 as a steered shaft having a pinion shaft 7 connected to the intermediate shaft 5 via a second universal joint 6 and a rack 8a meshing with the pinion 7a provided in the vicinity of the end of the pinion shaft 7. It has.

ピニオン軸7およびラック軸8を含むラックアンドピニオン機構によって、転舵機構A1が構成されている。ラック軸8は、車体側部材9に固定されたハウジング10によって、車両の左右方向に沿う軸方向(紙面とは直交する方向)に移動可能に、支持されている。ラック軸8の各端部は、図示していないが、対応するタイロッドおよび対応するナックルアームを介して対応する転舵輪に連結されている。   A steering mechanism A1 is configured by a rack and pinion mechanism including the pinion shaft 7 and the rack shaft 8. The rack shaft 8 is supported by a housing 10 fixed to the vehicle body side member 9 so as to be movable in an axial direction along the left-right direction of the vehicle (a direction orthogonal to the paper surface). Although not shown, each end of the rack shaft 8 is connected to a corresponding steered wheel via a corresponding tie rod and a corresponding knuckle arm.

操舵軸3は、同軸上に連結された第1操舵軸11と第2操舵軸12とを備えている。第1操舵軸11は、スプライン結合を用いて、同伴回転可能に且つ軸方向に相対摺動可能に嵌合されたアッパーシャフト13およびロアーシャフト14を有している。アッパーシャフト13およびロアーシャフト14の何れか一方が内軸を構成し、他方が筒状の外軸を構成している。   The steering shaft 3 includes a first steering shaft 11 and a second steering shaft 12 that are connected coaxially. The first steering shaft 11 has an upper shaft 13 and a lower shaft 14 which are fitted so as to be able to rotate together and be slidable relative to each other in the axial direction using spline coupling. One of the upper shaft 13 and the lower shaft 14 constitutes an inner shaft, and the other constitutes a cylindrical outer shaft.

また、第2操舵軸12は、ロアーシャフト14と同伴回転可能に連結された入力軸15と、第1の自在継手4を介して中間軸5に連結された出力軸16と、入力軸15および出力軸16を相対回転可能に連結するトーションバー17とを有している。
操舵軸3は、車体側部材18,19に固定されたステアリングコラム20によって、図示しない軸受を介して回転可能に支持されている。
The second steering shaft 12 includes an input shaft 15 connected to the lower shaft 14 so as to be able to rotate together, an output shaft 16 connected to the intermediate shaft 5 through the first universal joint 4, an input shaft 15 and And a torsion bar 17 for connecting the output shaft 16 so as to be relatively rotatable.
The steering shaft 3 is rotatably supported by a steering column 20 fixed to the vehicle body side members 18 and 19 via a bearing (not shown).

ステアリングコラム20は、軸方向に相対移動可能に嵌め合わされた筒状のアッパージャケット21および筒状のロアージャケット22と、ロアージャケット22の軸方向下端に連結されたハウジング23とを備えている。ハウジング23内には、操舵補助用の電動モータ24の動力を減速して出力軸16に伝達する減速機構25が収容されている。
減速機構25は、電動モータ24の回転軸(図示せず)と同行回転可能に連結された駆動ギヤ26と、駆動ギヤ26に噛み合い出力軸16と同伴回転する被動ギヤ27とを有している。駆動ギヤ26は例えばウォーム軸からなり、被動ギヤ27は例えばウォームホイールからなる。
The steering column 20 includes a cylindrical upper jacket 21 and a cylindrical lower jacket 22 that are fitted so as to be relatively movable in the axial direction, and a housing 23 connected to the lower end in the axial direction of the lower jacket 22. The housing 23 houses a speed reduction mechanism 25 that decelerates the power of the steering assisting electric motor 24 and transmits it to the output shaft 16.
The speed reduction mechanism 25 has a drive gear 26 that is connected to a rotation shaft (not shown) of the electric motor 24 so as to be able to rotate together with the drive gear 26 and a driven gear 27 that meshes with the drive gear 26 and rotates together with the output shaft 16. . The drive gear 26 is composed of, for example, a worm shaft, and the driven gear 27 is composed of, for example, a worm wheel.

ステアリングコラム20には、車両後方側のアッパーブラケット28および車両前方側のロアーブラケット29を介して車体側部材18,19に固定されている。アッパーブラケット28は、後述するコラムブラケットを介してステアリングコラム20のアッパージャケット21に固定可能とされている。アッパーブラケット28は、車体側部材18から下方に突出する固定ボルト(スタッドボルト)30と、当該固定ボルト30に螺合するナット31と、アッパーブラケット28に離脱可能に保持されたカプセル32とを用いて、車体側部材18に固定されている。   The steering column 20 is fixed to the vehicle body side members 18 and 19 via an upper bracket 28 on the vehicle rear side and a lower bracket 29 on the vehicle front side. The upper bracket 28 can be fixed to the upper jacket 21 of the steering column 20 via a column bracket described later. The upper bracket 28 uses a fixing bolt (stud bolt) 30 that protrudes downward from the vehicle body side member 18, a nut 31 that is screwed to the fixing bolt 30, and a capsule 32 that is detachably held by the upper bracket 28. The vehicle body side member 18 is fixed.

ロアーブラケット29は、ステアリングコラム20のハウジング23に固定されている。また、ロアーブラケット29は、車体側部材19から突出する固定ボルト(スタッドボルト)33と当該固定ボルト33に螺合するナット34とを用いて、車体側部材19に固定されている。
中間軸5は、例えば内軸からなるロアー軸35と、例えば外軸からなり、ロアー軸35と軸方向に相対摺動可能に且つ同伴回転可能に嵌合されたアッパー軸36とを備えている。
The lower bracket 29 is fixed to the housing 23 of the steering column 20. Further, the lower bracket 29 is fixed to the vehicle body side member 19 using a fixing bolt (stud bolt) 33 protruding from the vehicle body side member 19 and a nut 34 screwed into the fixing bolt 33.
The intermediate shaft 5 includes a lower shaft 35 made of, for example, an inner shaft, and an upper shaft 36 made of, for example, an outer shaft and fitted to the lower shaft 35 so as to be slidable relative to the axial direction and to be able to rotate together. .

本実施の形態では、シャフトと自在継手のヨークの結合構造Pが、第2操舵軸12の出力軸16と第1の自在継手4のヨークとを結合する構造に適用された例に則して説明するが、本結合構造Pが、ピニオン軸7と第2の自在継手6のヨークとを連結する構造に適用されてもよい。
図2に示すように、第1の自在継手4は、第2操舵軸12の出力軸16の端部16aが連結される第1のヨーク41と、中間軸5のアッパー軸36の端部が連結された第2のヨーク42と、第1のヨーク41および第2のヨーク42を連結する十字軸43とを備えている。出力軸16の端部16aの外周には、周溝44が形成されており、また、周溝44を挟んだ両側に、第1の雄セレーション45および第2の雄セレーション46が形成されている。
In the present embodiment, the coupling structure P between the shaft and the universal joint yoke is applied to a structure in which the output shaft 16 of the second steering shaft 12 and the yoke of the first universal joint 4 are coupled. As will be described, the present coupling structure P may be applied to a structure that connects the pinion shaft 7 and the yoke of the second universal joint 6.
As shown in FIG. 2, the first universal joint 4 includes a first yoke 41 to which an end portion 16 a of the output shaft 16 of the second steering shaft 12 is coupled, and an end portion of the upper shaft 36 of the intermediate shaft 5. A second yoke 42 connected and a cross shaft 43 connecting the first yoke 41 and the second yoke 42 are provided. A circumferential groove 44 is formed on the outer periphery of the end portion 16 a of the output shaft 16, and a first male serration 45 and a second male serration 46 are formed on both sides of the circumferential groove 44. .

図2のIII −III 線に沿う断面図である図3を参照して、第1のヨーク41は、第2操舵軸12の出力軸16の端部16aが嵌合される筒状部47を有している。筒状部47には、軸方向に延びるスリット48が設けられている。第1のヨーク41は、スリット48を挟んだ両側に一対のタブ49,50を有している。
各タブ49,50に設けられたボルト挿通孔51,52に、締め付け軸としての締め付けボルト53が挿通されている。締め付けボルト53の先端に係合されたナット54と締め付けボルト53の頭部53aとの間で、一対のタブ49,50が締め付けられ、これにより、出力軸16の端部16aが筒状部47内で締め付けられている。
Referring to FIG. 3, which is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG. 2, the first yoke 41 has a cylindrical portion 47 to which the end portion 16 a of the output shaft 16 of the second steering shaft 12 is fitted. Have. The cylindrical portion 47 is provided with a slit 48 extending in the axial direction. The first yoke 41 has a pair of tabs 49 and 50 on both sides of the slit 48.
Fastening bolts 53 as fastening shafts are inserted into bolt insertion holes 51 and 52 provided in the respective tabs 49 and 50. The pair of tabs 49 and 50 are tightened between the nut 54 engaged with the tip of the tightening bolt 53 and the head 53 a of the tightening bolt 53, whereby the end portion 16 a of the output shaft 16 is connected to the cylindrical portion 47. It is tightened inside.

筒状部47の内周には、雌セレーション55が形成されており、雌セレーション55は、図4に示すように、第1の雄セレーション45に噛み合い、また、図5に示すように、第2の雄セレーション46と噛み合っている。筒状部47は、締め付けボルト53を挟んだ両側に、第1の雄セレーション45に対応する部分471と、第2の雄セレーション46に対応する部分472とを有している。   A female serration 55 is formed on the inner periphery of the tubular portion 47. The female serration 55 meshes with the first male serration 45 as shown in FIG. 4, and as shown in FIG. Meshes with two male serrations 46. The cylindrical portion 47 has a portion 471 corresponding to the first male serration 45 and a portion 472 corresponding to the second male serration 46 on both sides of the clamping bolt 53.

本実施の形態の特徴とするところは、第1の雄セレーション45のモジュールm1が、第2の雄セレーション46のモジュールm2よりも大きくされていることにある。すなわち、式m1>m2が満たされている。
具体的には、出力軸16の径が15〜25mm程度のときに、第1のモジュールm1を、第2のモジュールm2の0.2〜0.3%増しに設定することを例示することができる。これにより、第1の雄セレーション45のピッチ円直径を、第2の雄セレーション46のピッチ円直径よりも30〜45μm程度大きくすることができ、第1の雄セレーション45の実質的なサイズアップを図ることができる。
The feature of the present embodiment is that the module m1 of the first male serration 45 is made larger than the module m2 of the second male serration 46. That is, the expression m1> m2 is satisfied.
Specifically, when the diameter of the output shaft 16 is about 15 to 25 mm, it may be exemplified that the first module m1 is set to 0.2 to 0.3% higher than the second module m2. it can. As a result, the pitch circle diameter of the first male serration 45 can be made approximately 30 to 45 μm larger than the pitch circle diameter of the second male serration 46, thereby substantially increasing the size of the first male serration 45. Can be planned.

本実施の形態によれば、出力軸16の先端側の(すなわち筒状部47の奥側に挿入される)第1の雄セレーション45のモジュールm1を第2の雄セレーション46のモジュールm2よりも大きくしているので、締め付けボルト53の締め付け時において、第1の雄セレーション45に対応する第1のヨーク41の筒状部47の部分471の変形量が相対的に小さくても、第1の雄セレーション45とこれに対応する第1のヨーク41の筒状部47の上記部分471の雌セレーション55との噛み合い率を高くすることができる。これにより、第1の雄セレーション45および第2の雄セレーション46の双方を筒状部47の雌セレーション55にタイトに噛み合わせることができる。   According to the present embodiment, the module m1 of the first male serration 45 on the front end side of the output shaft 16 (that is, inserted into the back side of the tubular portion 47) is made more than the module m2 of the second male serration 46. Since the tightening bolt 53 is tightened, even if the deformation amount of the portion 471 of the cylindrical portion 47 of the first yoke 41 corresponding to the first male serration 45 is relatively small, the first The meshing rate between the male serration 45 and the female serration 55 of the portion 471 of the cylindrical portion 47 of the first yoke 41 corresponding to the male serration 45 can be increased. Thereby, both the first male serration 45 and the second male serration 46 can be tightly engaged with the female serration 55 of the tubular portion 47.

したがって、第1の自在継手4とシャフトとしての出力軸16との連結強度を高くすることができ、高トルクの負荷にも耐えることができる。従来構造に対して、単に、第1の雄セレーション45のモジュールm1を変更するのみでよく、小型、軽量且つ安価に、高トルクの負荷に耐える結合構造を提供することができる。ひいては、小型、軽量且つ安価に電動パワーステアリング装置1の高出力化を達成することができる。   Therefore, it is possible to increase the connection strength between the first universal joint 4 and the output shaft 16 as a shaft, and to withstand a high torque load. Compared to the conventional structure, it is only necessary to change the module m1 of the first male serration 45, and it is possible to provide a coupling structure that can withstand a high torque load in a small size, light weight and low cost. As a result, high output of the electric power steering apparatus 1 can be achieved in a small size, light weight and low cost.

出力軸16の第1および第2の雄セレーション45,46を転造するときに、転造部位に応じてモジュールを変更すれば、両雄セレーション45,46を容易に製造することができる。
本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、第1の雄セレーション45のモジュールm1の公差範囲と第2の雄セレーション46のモジュールm2の公差範囲とをシフトする(ずらす)ことにより、第1および第2の雄セレーション45,46のモジュールm1,m2の相違を容易に実現するようにしてもよい。
When the first and second male serrations 45 and 46 of the output shaft 16 are rolled, the male serrations 45 and 46 can be easily manufactured by changing the module according to the rolling site.
The present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, the tolerance range of the module m1 of the first male serration 45 and the tolerance range of the module m2 of the second male serration 46 are shifted (shifted). Thus, the difference between the modules m1 and m2 of the first and second male serrations 45 and 46 may be easily realized.

具体的には、第1の雄セレーション45のモジュールm1の公差を±e1(e1は正値)としたときの、第1の雄セレーション45のモジュールm1の公差範囲の下限値(m1−e1)が、第2の雄セレーション46のモジュールm2の公差を±e2(e2は正値)としたときの、第2の雄セレーション46のモジュールm2の公差範囲の上限値(m1+e2)よりも大きくされる。すなわち、式(m1−e1)>(m2+e2)が満たされている。   Specifically, when the tolerance of the module m1 of the first male serration 45 is ± e1 (e1 is a positive value), the lower limit value (m1-e1) of the tolerance range of the module m1 of the first male serration 45 Is larger than the upper limit value (m1 + e2) of the tolerance range of the module m2 of the second male serration 46 when the tolerance of the module m2 of the second male serration 46 is ± e2 (e2 is a positive value). . That is, the formula (m1-e1)> (m2 + e2) is satisfied.

上記実施の形態では、第2操舵軸12の出力軸16と第1の自在継手4の第1のヨーク41との結合構造に、本発明の結合構造Pを適用したが、本発明は、操舵力を伝達するシャフトとしての操舵軸3、中間軸5およびピニオン軸7の何れかを、対応する自在継手4,6の対応するヨークに結合する構造に適用することができる。その他、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。   In the above embodiment, the coupling structure P of the present invention is applied to the coupling structure of the output shaft 16 of the second steering shaft 12 and the first yoke 41 of the first universal joint 4. Any one of the steering shaft 3, the intermediate shaft 5 and the pinion shaft 7 serving as a shaft for transmitting force can be applied to a structure in which the corresponding universal joints 4 and 6 are coupled to corresponding yokes. In addition, various modifications can be made within the scope of the claims of the present invention.

1…電動パワーステアリング装置、2…操舵部材、3…操舵軸、4…第1の自在継手、5…中間軸、6…第2の自在継手、7…ピニオン軸、8…ラック軸、A1…転舵機構、P…(シャフトと自在継手のヨークの)結合構造、11…第1操舵軸、12…第2操舵軸、16…出力軸、16a…端部、24…電動モータ、25…減速機構、41…第1のヨーク、42…第2のヨーク、43…十字軸、45…第1の雄セレーション、46…第2の雄セレーション、47…筒状部、48…スリット、49,50…タブ、51,52…ボルト挿通孔、53…締め付けボルト(締め付け軸)、55…雌セレーション、X1…軸方向   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric power steering device, 2 ... Steering member, 3 ... Steering shaft, 4 ... First universal joint, 5 ... Intermediate shaft, 6 ... Second universal joint, 7 ... Pinion shaft, 8 ... Rack shaft, A1 ... Steering mechanism, P ... coupling structure (of shaft and universal joint yoke), 11 ... first steering shaft, 12 ... second steering shaft, 16 ... output shaft, 16a ... end, 24 ... electric motor, 25 ... deceleration Mechanism 41 ... first yoke 42 ... second yoke 43 ... cross shaft 45 ... first male serration 46 ... second male serration 47 ... cylindrical part 48 ... slit 49,50 ... Tab, 51, 52 ... Bolt insertion hole, 53 ... Fastening bolt (tightening shaft), 55 ... Female serration, X1 ... Axial direction

Claims (4)

自在継手のヨークの筒状部に嵌合されたシャフトを締め付け軸によって上記筒状部に締め付けるシャフトと自在継手のヨークの結合構造において、
上記シャフトは、上記締め付け軸を挟んで上記シャフトの軸方向に離隔する第1および第2の雄セレーションを含み、
上記第1の雄セレーションは、上記締め付け軸よりも上記シャフトの先端側に配置され、
上記第1の雄セレーションのモジュールが、上記第2の雄セレーションのモジュールよりも大きくされていることを特徴とするシャフトと自在継手のヨークの結合構造。
In the coupling structure of the shaft and the universal joint yoke, which fastens the shaft fitted to the cylindrical part of the universal joint yoke to the cylindrical part by the fastening shaft,
The shaft includes first and second male serrations spaced apart in the axial direction of the shaft across the fastening shaft,
The first male serration is disposed closer to the distal end side of the shaft than the fastening shaft,
A coupling structure of a shaft and a universal joint yoke, wherein the module of the first male serration is made larger than the module of the second male serration.
請求項1において、上記第1の雄セレーションのモジュールの公差範囲の下限値が、上記第2の雄セレーションのモジュールの公差範囲の上限値よりも大きくされていることを特徴とするシャフトと自在継手のヨークの結合構造。   2. The shaft and universal joint according to claim 1, wherein the lower limit value of the tolerance range of the first male serration module is larger than the upper limit value of the tolerance range of the second male serration module. Yoke coupling structure. 請求項1または2において、上記第1の雄セレーションの歯数が、上記第2の雄セレーションの歯数と等しくされているシャフトと自在継手のヨークの結合構造。   3. The coupling structure of a shaft and a universal joint yoke according to claim 1, wherein the number of teeth of the first male serration is equal to the number of teeth of the second male serration. 操舵部材の操舵力を伝達するシャフトを自在継手のヨークに結合する構造として、請求項1から3の何れか1項に記載のシャフトと自在継手のヨークの結合構造が用いられている電動パワーステアリング装置。   The electric power steering using the coupling structure of the shaft and the universal joint yoke according to any one of claims 1 to 3, as a structure for coupling the shaft for transmitting the steering force of the steering member to the universal joint yoke. apparatus.
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