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JP6645550B2 - Universal joint - Google Patents

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JP6645550B2 JP2018171844A JP2018171844A JP6645550B2 JP 6645550 B2 JP6645550 B2 JP 6645550B2 JP 2018171844 A JP2018171844 A JP 2018171844A JP 2018171844 A JP2018171844 A JP 2018171844A JP 6645550 B2 JP6645550 B2 JP 6645550B2
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Description

この発明は、一対のヨークと十字軸とニードル軸受を有する自在継手に関する。   The present invention relates to a universal joint having a pair of yokes, a cross shaft, and a needle bearing.

自在継手の一例として、一対のヨークと、これらのヨークを連結する十字軸と、ニードル軸受を有する構造の自在継手がある。ヨークは、一対のアーム部と、これらのアーム部を連結する基部と、によりU字状に形成されている。アーム部に、十字軸の軸部を挿通する軸挿通穴が形成されている。
一方のヨークのアーム部間に他方のヨークのアーム部が、各ヨークの軸挿通穴の軸線同士が直交するように配置されている。ニードル軸受は、軸部の外側に配置された複数の針状ころと、複数の針状ころと軸挿通穴との間に配置された円環体を有する外輪と、を有する。ニードル軸受により、両ヨークの各軸挿通穴内で十字軸の四つの軸部がそれぞれ回転自在に支持されている。
As an example of the universal joint, there is a universal joint having a structure including a pair of yokes, a cross shaft connecting these yokes, and a needle bearing. The yoke is formed in a U-shape by a pair of arms and a base connecting these arms. A shaft insertion hole through which the shaft of the cross shaft is inserted is formed in the arm.
The arms of the other yoke are arranged between the arms of one yoke such that the axes of the shaft insertion holes of the yokes are orthogonal to each other. The needle bearing has a plurality of needle rollers disposed outside the shaft portion, and an outer ring having an annular body disposed between the plurality of needle rollers and the shaft insertion hole. The four shaft portions of the cross shaft are rotatably supported by the needle bearings in the shaft insertion holes of both yokes.

このような自在継手用のニードル軸受として、外輪をなす円環体の軸方向一端(軸部の基端側)に、湾曲しながら軸部に向かう内向きフランジ部(カール)が形成されているものがある。この内向きフランジ部は、軸受内に異物や混入したり、軸受内のグリースが外部に流出したり、ニードルが外部に飛び出したりすることを防止する目的で設けられている。また、軸部の基端に密封装置を取り付けて、内向きフランジ部と軸部との間を密封することも行われている。
一対のヨークと十字軸とニードル軸受を有する自在継手の従来例としては、特許文献1および特許文献2に記載されたものが挙げられる。
As a needle bearing for such a universal joint, an inward flange portion (curl) is formed on one end in the axial direction (a base end side of the shaft portion) of an annular body forming an outer ring while bending toward the shaft portion. There is something. The inward flange portion is provided for the purpose of preventing foreign matters or mixing in the bearing, grease in the bearing from flowing out, and the needle from jumping out. In addition, a sealing device is attached to the base end of the shaft to seal the space between the inward flange and the shaft.
Conventional examples of a universal joint having a pair of yokes, a cross shaft, and a needle bearing include those described in Patent Documents 1 and 2.

特許文献1には、常に軸受ケースの軌道とトラニオンの軸線とを平行に維持することにより、偏負荷が発生しないようにし、寿命低下を防止することを目的として、軸受ケースの外側面を凸球面状にするとともに、ヨークの軸受穴内側面を凹球面状とし、軸受ケースとヨークの軸受穴内側面を球面嵌合することが記載されている。
特許文献2には、ニードルローラにエッジロードが発生することを防止することと、シール環の破損やニードルローラの転動不良を回避することを目的として、ジャーナル軸部の端部とシール環との間の中間位置で、ジャーナル軸部の各々の周囲にニードルローラを収容する段差窪みを設けることが記載されている。
Patent Literature 1 discloses that the outer surface of a bearing case has a convex spherical surface for the purpose of preventing an uneven load from occurring and preventing a reduction in service life by always keeping the orbit of the bearing case and the axis of the trunnion parallel. It describes that the inner surface of the bearing hole of the yoke has a concave spherical shape and the inner surface of the bearing hole of the yoke is spherically fitted.
Patent Literature 2 discloses that an end of a journal shaft portion and a seal ring are provided for the purpose of preventing an edge load from being generated on a needle roller and avoiding breakage of a seal ring and poor rolling of the needle roller. It is described that a step recess for accommodating the needle roller is provided around each of the journal shaft portions at an intermediate position between the two.

特開2002−89584号公報JP-A-2002-89584 特開平9−151958号公報JP-A-9-151958

上述の自在継手は、例えば、コラムアシスト式(操舵補助機構をステアリングコラム側に設けた)電動パワーステアリング装置を備えた車両のステアリング装置に、ステアリングコラム側からステアリングギヤ機構に対してトルクを伝達するステアリング軸の自在継手として使用される。この用途では、自在継手を構成するニードル軸受に高荷重が作用して、針状ころが外輪の内向きフランジに繰り返し強く衝突することで、内向きフランジ部に損傷が生じるおそれがある。
この発明の課題は、一対のヨークと十字軸とニードル軸受を有し、ニードル軸受の外輪をなす円環体の軸方向一端に内向きフランジ部を有する自在継手として、内向きフランジ部に損傷が生じにくいものを提供することである。
The above-mentioned universal joint transmits torque from a steering column side to a steering gear mechanism, for example, to a steering apparatus of a vehicle equipped with a column assist type (a steering assist mechanism is provided on a steering column side) electric power steering apparatus. Used as a universal joint for the steering shaft. In this application, a high load acts on the needle bearing constituting the universal joint, and the needle rollers repeatedly and strongly collide with the inward flange of the outer ring, so that the inward flange may be damaged.
An object of the present invention is to provide a universal joint having a pair of yokes, a cross shaft, and a needle bearing, and having an inward flange portion at one axial end of an annular body forming an outer ring of the needle bearing. The goal is to provide something that is unlikely to occur.

上記課題を解決するために、この発明の一態様は、下記の構成(1) 〜(4) を有する自在継手を提供する。
(1)一対のヨークと、十字軸と、ニードル軸受と、を有する。前記ヨークは、一対のアーム部と、これらのアーム部を連結する基部と、によりU字状に形成されている。前記アーム部に、前記十字軸の軸部を挿通する軸挿通穴が形成されている。一方のヨークの前記アーム部間に、他方のヨークの前記アーム部が、各ヨークの前記軸挿通穴の軸線同士が直交するように配置されている。
(2)前記ニードル軸受は、前記軸部の外側に配置された複数の針状ころと、前記複数の針状ころと前記軸挿通穴との間に配置された円環体を有する外輪と、を有する。前記ニードル軸受により、前記ヨークの各軸挿通穴内で前記十字軸の四つの軸部がそれぞれ回転自在に支持されている。
(3)前記外輪は、前記円環体の軸方向一端に、湾曲しながら前記軸部に向かう内向きフランジ部を有し、前記内向きフランジ部は前記軸部の基端側に配置されている。前記内向きフランジ部は、前記針状ころの軸方向端面と対向している。
(4)前記軸部は、前記内向きフランジ部内に配置される部分に周溝を有する。
In order to solve the above problems, one embodiment of the present invention provides a universal joint having the following configurations (1) to (4).
(1) It has a pair of yokes, a cross shaft, and a needle bearing. The yoke is formed in a U-shape by a pair of arms and a base connecting these arms. A shaft insertion hole through which the shaft of the cross shaft is inserted is formed in the arm. The arm portions of the other yoke are arranged between the arm portions of one yoke such that the axes of the shaft insertion holes of the yokes are orthogonal to each other.
(2) the needle bearing, a plurality of needle rollers disposed outside the shaft portion, and an outer ring having an annular body disposed between the plurality of needle rollers and the shaft insertion hole, Having. The four shafts of the cross shaft are rotatably supported in the shaft insertion holes of the yoke by the needle bearings.
(3) The outer ring has an inward flange portion at one axial end of the annular body , which is curved and heads toward the shaft portion, and the inward flange portion is disposed on a base end side of the shaft portion. I have. The inward flange portion faces the axial end surface of the needle roller.
(4) The shaft portion has a circumferential groove in a portion arranged in the inward flange portion.

この発明の自在継手は、内向きフランジ部に損傷が生じにくいものである。   ADVANTAGE OF THE INVENTION The universal joint of this invention is a thing which is hard to produce damage to an inward flange part.

実施形態の自在継手を示す部分断面図である。It is a partial sectional view showing the universal joint of an embodiment. 図1の自在継手の一部を拡大して示す部分断面図である。FIG. 2 is a partial cross-sectional view showing a part of the universal joint of FIG. 1 in an enlarged manner. 実施形態の自在継手の作用を説明する図である。It is a figure explaining an operation of a universal joint of an embodiment. 参考例の自在継手を示す部分断面図である。It is a partial sectional view showing a universal joint of a reference example. 図4の自在継手の一部を拡大して示す部分断面図である。FIG. 5 is a partial sectional view showing a part of the universal joint of FIG. 4 in an enlarged manner. 参考例の自在継手の作用を説明する図である。It is a figure explaining an operation of a universal joint of a reference example. 操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置をステアリングコラム側に備えた車両のステアリング装置の一例を示す全体構成図である。FIG. 1 is an overall configuration diagram illustrating an example of a steering device of a vehicle including an electric power steering device that applies a steering assist force on a steering column side.

以下、図面を用いて、この発明の実施形態について説明するが、この発明はこの実施形態に限定されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments.

[実施形態]
<構成の説明>
図1に示すように、この実施形態の自在継手1は、一対のヨーク2と、十字軸3と、ニードル軸受4と、密封装置5を有する。
ヨーク2は、一対のアーム部21と、これらのアーム部21を連結する基部22と、によりU字状に形成されている。ヨーク2の基部22には、自在継手1で接続する軸がそれぞれ挿通される軸挿通穴22aと、軸挿通穴22aに挿通された軸をボルトで固定するためのボルト挿通穴22bが形成されている。
[Embodiment]
<Description of Configuration>
As shown in FIG. 1, the universal joint 1 of this embodiment includes a pair of yokes 2, a cross shaft 3, a needle bearing 4, and a sealing device 5.
The yoke 2 is formed in a U-shape by a pair of arm portions 21 and a base portion 22 connecting these arm portions 21. The base portion 22 of the yoke 2 is formed with a shaft insertion hole 22a through which a shaft connected by the universal joint 1 is inserted, and a bolt insertion hole 22b for fixing the shaft inserted through the shaft insertion hole 22a with a bolt. I have.

十字軸3は、胴部31と、胴部31に十字状に夫々形成された四つの軸部32と、で構成されている。ヨーク2の各アーム部21に、十字軸3の軸部32を挿通する軸挿通穴21aが形成されている。
一方のヨーク2のアーム部21間に、他方のヨーク2のアーム部21が、各ヨーク2の軸挿通穴21aの軸線同士が直交するように配置され、各アーム部21の軸挿通穴21a内に、十字軸3の四つの軸部32がそれぞれ、ニードル軸受4を介して配置されている。すなわち、ニードル軸受4により、各ヨーク2の軸挿通穴21a内で十字軸3の四つの軸部32がそれぞれ回転自在に支持されている。
The cross shaft 3 includes a body portion 31 and four shaft portions 32 each formed in the body portion 31 in a cross shape. Each arm 21 of the yoke 2 has a shaft insertion hole 21a through which the shaft 32 of the cross shaft 3 is inserted.
The arm portion 21 of the other yoke 2 is disposed between the arm portions 21 of the one yoke 2 such that the axes of the shaft insertion holes 21a of the respective yokes 2 are orthogonal to each other. In addition, four shaft portions 32 of the cross shaft 3 are arranged via the needle bearings 4 respectively. That is, the four shaft portions 32 of the cross shaft 3 are rotatably supported by the needle bearings 4 in the shaft insertion holes 21 a of the respective yokes 2.

図2に示すように、十字軸3の各軸部32に、軸方向に延びる凹部33が形成され、凹部33にスパイダーピン35が埋設されている。各軸部32の先端部からスパイダーピン35の頭部が突出している。軸部32の胴部31に近い側に、断面が半円弧状の周溝32aが形成されている。軸部32は、周溝32aより先端の先端部321と、周溝32aより胴部31側の基端部322とに分けられる。
ニードル軸受4は、各軸部32の外周面に配置された複数の針状ころ41と、外輪42を有する。針状ころ41の軸方向寸法L41は、軸部32の先端面から周溝32aまでの寸法L32よりも短い。
As shown in FIG. 2, a concave portion 33 extending in the axial direction is formed in each shaft portion 32 of the cross shaft 3, and a spider pin 35 is embedded in the concave portion 33. The head of the spider pin 35 protrudes from the tip of each shaft 32. A peripheral groove 32 a having a semicircular arc-shaped cross section is formed on a side of the shaft portion 32 near the trunk portion 31. The shaft portion 32 is divided into a distal end portion 321 at the distal end from the peripheral groove 32a and a base end portion 322 at the trunk portion 31 side from the peripheral groove 32a.
The needle bearing 4 has a plurality of needle rollers 41 arranged on the outer peripheral surface of each shaft portion 32 and an outer ring 42. The axial dimension L41 of the needle roller 41 is shorter than the dimension L32 from the distal end surface of the shaft portion 32 to the circumferential groove 32a.

外輪42は、円環体421と内向きフランジ部422と底板部423からなり、内向きフランジ部422が円環体421の軸方向一端に、底板423が円環体421の軸方向他端に一体化されている。内向きフランジ部422は、円弧状に湾曲しながら円環体421の径方向内側に向かう形状を有する。内向きフランジ部422の内径D422は、軸部32の直径D32より大きい。つまり、軸部32の周溝32aが形成されている部分の最小直径は、内向きフランジ部422の内径D422より小さい。
内向きフランジ部422は、軸部32の周溝32aの位置に配置されている。つまり、軸部32は、内向きフランジ部422内に配置される部分に周溝32aを有する。
The outer ring 42 includes an annular body 421, an inward flange 422, and a bottom plate 423. The inward flange 422 is located at one axial end of the annular body 421, and the bottom plate 423 is located at the other axial end of the annular body 421. It is integrated. The inward flange portion 422 has a shape that is curved in an arc shape and goes radially inward of the annular body 421. The inside diameter D422 of the inward flange portion 422 is larger than the diameter D32 of the shaft portion 32. That is, the minimum diameter of the portion of the shaft portion 32 where the peripheral groove 32a is formed is smaller than the inner diameter D422 of the inward flange portion 422.
The inward flange portion 422 is arranged at the position of the circumferential groove 32 a of the shaft portion 32. That is, the shaft portion 32 has the circumferential groove 32a in a portion arranged in the inward flange portion 422.

密封装置5は、芯金51と弾性部材52とからなり、弾性部材52はリップ部52aと環状部52bが一体化された形状を有する。芯金51が十字軸3の胴部31に固定され、弾性部材52のリップ部52aが、外輪42の内向きフランジ部422の外周部に接触している。弾性部材52の円環部52bは、軸部32の基端部322に外嵌されている。密封装置5により、内向きフランジ部422と軸部32との間が密封されている。   The sealing device 5 includes a cored bar 51 and an elastic member 52, and the elastic member 52 has a shape in which a lip portion 52a and an annular portion 52b are integrated. The cored bar 51 is fixed to the body 31 of the cross shaft 3, and the lip 52 a of the elastic member 52 is in contact with the outer periphery of the inward flange 422 of the outer ring 42. The annular portion 52 b of the elastic member 52 is fitted to the base end 322 of the shaft 32. The space between the inward flange portion 422 and the shaft portion 32 is sealed by the sealing device 5.

<作用の説明>
図3に示すように、トルク伝達時には、十字軸3の軸部32に軸線を傾ける力が作用するが、この実施形態の自在継手1では、軸部32が周溝32aで曲がるため、基端部322の軸線J1は傾くが、先端部321の軸線J2が傾くことが抑制される。これに対して、周溝32aがなく太さが一定の軸部では、全体が傾いて針状ころ41を胴部31側に押し出す力が生じて、針状ころ41が内向きフランジ部422に衝突し易い。
よって、この実施形態の自在継手1によれば、針状ころ41が内向きフランジ部422に衝突することが防止される。また、軸部32が曲がる時、内向きフランジ部422は軸32に接触しない。つまり、この実施形態の自在継手1では、内向きフランジ部422に損傷が生じにくい。
<Explanation of operation>
As shown in FIG. 3, at the time of torque transmission, a force that inclines the axis acts on the shaft portion 32 of the cross shaft 3. However, in the universal joint 1 of this embodiment, since the shaft portion 32 is bent by the circumferential groove 32 a, the base end Although the axis J1 of the portion 322 is inclined, the inclination of the axis J2 of the tip 321 is suppressed. On the other hand, in the shaft portion having a constant thickness without the peripheral groove 32 a, a force is generated which pushes the needle rollers 41 toward the body 31 side as a whole, and the needle rollers 41 are attached to the inward flange portion 422. Easy to collide.
Therefore, according to the universal joint 1 of this embodiment, the needle roller 41 is prevented from colliding with the inward flange portion 422. Further, when the shaft portion 32 is bent, the inward flange portion 422 does not contact the shaft 32. That is, in the universal joint 1 of this embodiment, the inward flange portion 422 is hardly damaged.

[参考例]
<構成の説明>
図4に示すように、この自在継手1Aは、一対のヨーク2と、十字軸3Aと、ニードル軸受4と、密封装置5を有する。
ヨーク2は、一対のアーム部21と、これらのアーム部21を連結する基部22と、によりU字状に形成されている。ヨーク2の基部22には、自在継手1で接続する軸がそれぞれ挿通される軸挿通穴22aと、軸挿通穴22aに挿通された軸をボルトで固定するためのボルト挿通穴22bが形成されている。
[Reference example]
<Description of Configuration>
As shown in FIG. 4, the universal joint 1A has a pair of yokes 2, a cross shaft 3A, a needle bearing 4, and a sealing device 5.
The yoke 2 is formed in a U-shape by a pair of arms 21 and a base 22 connecting the arms 21. The base portion 22 of the yoke 2 is formed with a shaft insertion hole 22a through which the shaft connected by the universal joint 1 is inserted, and a bolt insertion hole 22b for fixing the shaft inserted through the shaft insertion hole 22a with a bolt. I have.

十字軸3Aは、胴部31と、胴部31に十字状に夫々形成された四つの軸部32Aと、で構成されている。ヨーク2の各アーム部21に、十字軸3Aの軸部32Aを挿通する軸挿通穴21aが形成されている。
一方のヨーク2のアーム部21間に、他方のヨーク2のアーム部21が、各ヨーク2の軸挿通穴21aの軸線同士が直交するように配置され、各アーム部21の軸挿通穴21a内に、十字軸3Aの四つの軸部32Aがそれぞれ、ニードル軸受4を介して配置されている。すなわち、ニードル軸受4により、各ヨーク2の軸挿通穴21a内で十字軸3Aの四つの軸部32Aがそれぞれ回転自在に支持されている。
The cross shaft 3A includes a body portion 31 and four shaft portions 32A formed in the body portion 31 in a cross shape, respectively. Each arm 21 of the yoke 2 is formed with a shaft insertion hole 21a through which the shaft 32A of the cross shaft 3A is inserted.
The arm portion 21 of the other yoke 2 is disposed between the arm portions 21 of the one yoke 2 such that the axes of the shaft insertion holes 21a of the respective yokes 2 are orthogonal to each other. In addition, four shaft portions 32A of the cross shaft 3A are arranged via the needle bearings 4, respectively. That is, the four shaft portions 32A of the cross shaft 3A are rotatably supported by the needle bearings 4 in the shaft insertion holes 21a of the respective yokes 2.

図5に示すように、十字軸3Aの各軸部32Aに、軸方向に延びる凹部33が形成され、凹部33にスパイダーピン35が埋設されている。各軸部32Aの先端部321からスパイダーピン35の頭部が突出している。軸部32Aの基端部(胴部31に近い部分)324は、先端部321よりも細く形成されている。つまり、軸部32Aは、胴部31側に上記実施形態の周溝32aよりも幅広の周溝32bを有し、この周溝32bが形成されている部分が基端部324となっている。
ニードル軸受4は、各軸部32Aの外周面に配置された複数の針状ころ41と、外輪42を有する。針状ころ41の軸方向寸法L41は、軸部32Aの先端部321の寸法L321よりも短い。
As shown in FIG. 5, a recess 33 extending in the axial direction is formed in each shaft portion 32A of the cross shaft 3A, and a spider pin 35 is embedded in the recess 33. The head of the spider pin 35 protrudes from the tip 321 of each shaft 32A. The base end (portion near the trunk 31) 324 of the shaft 32A is formed to be thinner than the tip 321. That is, the shaft portion 32A has the circumferential groove 32b wider than the circumferential groove 32a of the above-described embodiment on the body 31 side, and the portion where the circumferential groove 32b is formed is the base end portion 324.
The needle bearing 4 includes a plurality of needle rollers 41 arranged on the outer peripheral surface of each shaft portion 32A, and an outer ring 42. The axial dimension L41 of the needle roller 41 is shorter than the dimension L321 of the tip 321 of the shaft 32A.

外輪42は、円環体421と内向きフランジ部422と底板部423からなり、内向きフランジ部422が円環体421の軸方向一端に、底板423が円環体421の軸方向他端に一体化されている。内向きフランジ部422は、円弧状に湾曲しながら円環体421の径方向内側に向かう形状を有する。
内向きフランジ部422の内径D422は、軸部32Aの先端部321の直径D321 より大きい。つまり、基端部324の直径は、内向きフランジ部422の内径D422より小さい。そして、内向きフランジ部422は、軸部32Aの基端部324の先端部321側に配置されている。
The outer ring 42 includes an annular body 421, an inward flange 422, and a bottom plate 423. The inward flange 422 is located at one axial end of the annular body 421, and the bottom plate 423 is located at the other axial end of the annular body 421. It is integrated. The inward flange portion 422 has a shape that is curved in an arc shape and goes radially inward of the annular body 421.
The inside diameter D422 of the inward flange portion 422 is larger than the diameter D321 of the tip portion 321 of the shaft portion 32A. That is, the diameter of the base end 324 is smaller than the inner diameter D422 of the inward flange 422. The inward flange portion 422 is disposed on the distal end portion 321 side of the proximal end portion 324 of the shaft portion 32A.

密封装置5は、芯金51と弾性部材52とからなり、弾性部材52はリップ部52aと環状部52bが一体化された形状を有する。芯金51が十字軸3Aの胴部31に固定され、弾性部材52のリップ部52aが、外輪42の内向きフランジ部422の外周部に接触している。弾性部材52の円環部52bは、軸部32Aの基端部324の内向きフランジ部422が配置されている位置より胴部31側に外嵌されている。
このように、軸部32Aの先端部321より細く形成された基端部324には、先端部321側に内向きフランジ部422が配置され、胴部31に近い側に密封装置5が配置されている。密封装置5により、内向きフランジ部422と軸部32Aとの間が密封されている。
The sealing device 5 includes a cored bar 51 and an elastic member 52, and the elastic member 52 has a shape in which a lip portion 52a and an annular portion 52b are integrated. The metal core 51 is fixed to the body 31 of the cross shaft 3A, and the lip 52a of the elastic member 52 is in contact with the outer periphery of the inward flange 422 of the outer ring 42. The annular portion 52b of the elastic member 52 is fitted on the body 31 side from the position where the inward flange 422 of the base end 324 of the shaft 32A is arranged.
In this manner, the proximal end 324 formed thinner than the distal end 321 of the shaft 32A is provided with the inward flange 422 on the distal end 321 side, and the sealing device 5 on the side close to the trunk 31. ing. The sealing device 5 seals the space between the inward flange portion 422 and the shaft portion 32A.

<作用の説明>
図6に示すように、トルク伝達時には、十字軸3Aの軸部32Aに軸線を傾ける力が作用するが、この自在継手1Aでは、軸部32Aの基端部324が先端部321より細いため、基端部324が曲がってその軸線J3は傾くが、先端部321の軸線J2が傾くことが抑制される。これに対して、太さが一定の軸部では、全体が傾いて針状ころ41を胴部31側に押し出す力が生じて、針状ころ41が内向きフランジ部422に衝突し易い。
よって、この自在継手1Aによれば、針状ころ41が内向きフランジ部422に衝突することが防止される。また、軸部32Aの基端部324が曲がる時、内向きフランジ部422は軸32Aに接触しない。つまり、この自在継手1Aでは、内向きフランジ部422に損傷が生じにくい。
<Explanation of operation>
As shown in FIG. 6, at the time of torque transmission, a force for tilting the axis acts on the shaft portion 32A of the cross shaft 3A. However, in this universal joint 1A, the base end 324 of the shaft 32A is thinner than the distal end 321. Although the base end 324 is bent and its axis J3 is inclined, the inclination of the axis J2 of the distal end 321 is suppressed. On the other hand, in the shaft portion having a constant thickness, a force is generated which pushes the needle rollers 41 toward the body 31 side by tilting as a whole, and the needle rollers 41 easily collide with the inward flange portion 422.
Therefore, according to the universal joint 1A, the needle roller 41 is prevented from colliding with the inward flange portion 422. Also, when the proximal end 324 of the shaft 32A is bent, the inward flange 422 does not contact the shaft 32A. That is, in the universal joint 1A, the inward flange portion 422 is not easily damaged.

[用途の説明等]
一対のヨークと十字軸とニードル軸受からなる自在継手に高トルク伝達機能が要求される用途の例として、操舵系に操舵補助力を付与する操舵補助機構の出力軸と、ステアリングギヤ機構との間に配設される用途が挙げられる。この用途の一例について以下に説明する。
コラムアシスト式電動パワーステアリング装置を備えた車両のステアリング装置の一例は、図7に示すように、ステアリングホイール601と、ステアリングシャフト602と、ステアリングコラム603と、操舵補助機構604と、ステアリングギヤ機構606を有する。
[Explanation of use, etc.]
An example of an application in which a universal joint comprising a pair of yokes, a cross shaft, and a needle bearing is required to have a high torque transmission function is between an output shaft of a steering assist mechanism that applies a steering assist force to a steering system and a steering gear mechanism. Applications. An example of this use will be described below.
As shown in FIG. 7, an example of a steering apparatus for a vehicle including a column assist type electric power steering apparatus includes a steering wheel 601, a steering shaft 602, a steering column 603, a steering assist mechanism 604, and a steering gear mechanism 606. Having.

ステアリングシャフト602は、ステアリングコラム603の内部に軸心を中心に回転自在に支持されている。ステアリングコラム603は、下部を車両の前方に向けて傾斜させた姿勢で、車室内部の所定位置に固定されている。ステアリングホイール601は、ステアリングシャフト602のステアリングコラム603から上側に突出している部分に固定されている。
操舵補助機構604は、ステアリングシャフト602に操舵補助トルクを付与するウォーム減速機611と、ウォーム減速機611に操舵補助トルクを発生させる電動モータ612とを有する。ウォーム減速機611の出力軸614とステアリングシャフト602とは、操舵補助機構604内で図示しないトーションバーにより連結されている。
The steering shaft 602 is supported inside the steering column 603 so as to be rotatable around an axis. The steering column 603 is fixed at a predetermined position inside the vehicle cabin with a lower part inclined toward the front of the vehicle. The steering wheel 601 is fixed to a portion of the steering shaft 602 projecting upward from the steering column 603.
The steering assist mechanism 604 includes a worm speed reducer 611 that applies steering assist torque to the steering shaft 602, and an electric motor 612 that generates steering assist torque for the worm speed reducer 611. The output shaft 614 of the worm speed reducer 611 and the steering shaft 602 are connected in the steering assist mechanism 604 by a torsion bar (not shown).

ウォーム減速機611の出力軸614には、自在継手617Aを介して中間シャフト618が連結されている。中間シャフト618は、自在継手617Bを介して、ラックピニオン式のステアリングギヤ機構606のピニオン軸619に連結されている。ステアリングギヤ機構606のラック軸(図示せず)は、タイロッド605を介して、図示しない転舵輪に連結されている。
中間シャフト618は、自在継手617Aに連結された雄軸618aと、自在継手617Bに連結された雌軸618bとを備えている。雄軸618aと雌軸618bはセレーション結合されている。
An intermediate shaft 618 is connected to the output shaft 614 of the worm speed reducer 611 via a universal joint 617A. The intermediate shaft 618 is connected to a pinion shaft 619 of a rack and pinion type steering gear mechanism 606 via a universal joint 617B. A rack shaft (not shown) of the steering gear mechanism 606 is connected to a steered wheel (not shown) via a tie rod 605.
The intermediate shaft 618 includes a male shaft 618a connected to the universal joint 617A, and a female shaft 618b connected to the universal joint 617B. The male shaft 618a and the female shaft 618b are serrated.

この例のステアリング装置は、運転者がステアリングホイール601を操舵すると、ステアリングホイール601に伝達された操舵トルクを図示しない操舵トルクセンサで検出すると共に、車速を図示しない車速センサで検出し、操舵トルクと車速とに基づいて図示しない操舵補助制御装置で、操舵状態での最適な操舵補助力を発生するように電動モータ612を駆動制御する。
これに伴い、電動モータ612で発生した操舵補助力が、ウォーム減速機611を介してステアリングシャフト602に伝達される。このように、操舵補助力がステアリングシャフト602に伝達されることにより、ウォーム減速機611の出力軸614から大きな操舵トルクが出力される。この操舵トルクが、自在継手617A、中間シャフト618、自在継手617Bを介して、ステアリングギヤ機構606のピニオン軸619に伝達される。
When the driver steers the steering wheel 601, the steering device of this example detects the steering torque transmitted to the steering wheel 601 with a steering torque sensor (not shown), and detects the vehicle speed with a vehicle speed sensor (not shown). Based on the vehicle speed, a steering assist control device (not shown) drives and controls the electric motor 612 so as to generate an optimum steering assist force in a steering state.
Accordingly, the steering assist force generated by the electric motor 612 is transmitted to the steering shaft 602 via the worm speed reducer 611. By transmitting the steering assist force to the steering shaft 602 in this manner, a large steering torque is output from the output shaft 614 of the worm speed reducer 611. This steering torque is transmitted to the pinion shaft 619 of the steering gear mechanism 606 via the universal joint 617A, the intermediate shaft 618, and the universal joint 617B.

ステアリングギヤ機構606は、ピニオン軸619に伝達された回転運動を、ステアリングギヤを構成するピニオンとこれに噛合するラックによって車幅方向の直線運動に変換し、タイロッド605を介して図示しない転舵輪に伝達して、転舵輪を転舵させる。
このとき、操舵補助機構604の電動モータ612が、ステアリングホイール601に伝達された操舵トルクに応じた最適な操舵補助力を発生させるため、運転者はステアリングホイール601を軽く操舵することができる。
このように、操舵補助機構604がステアリングコラム603の出力側に設けられているため、ウォーム減速機611の出力軸614には大きな操舵トルクが作用する。この大きな操舵トルクが、自在継手617A,617Bと中間シャフト618とを介してステアリングギヤ機構606に伝達される。
The steering gear mechanism 606 converts the rotational motion transmitted to the pinion shaft 619 into a linear motion in the vehicle width direction by a pinion constituting a steering gear and a rack meshing with the pinion. By transmitting, the steered wheels are steered.
At this time, the electric motor 612 of the steering assist mechanism 604 generates an optimal steering assist force according to the steering torque transmitted to the steering wheel 601, so that the driver can steer the steering wheel 601 lightly.
As described above, since the steering assist mechanism 604 is provided on the output side of the steering column 603, a large steering torque acts on the output shaft 614 of the worm speed reducer 611. This large steering torque is transmitted to the steering gear mechanism 606 via the universal joints 617A, 617B and the intermediate shaft 618.

これらの自在継手617A,617Bとして、ニードル軸受の外輪をなす円環体の軸方向一端に内向きフランジ部を有する自在継手を用いた場合、ニードル軸受に高荷重が作用して、針状ころが外輪の内向きフランジに繰り返し強く衝突することで、内向きフランジ部に損傷が生じるおそれがある。よって、これらの自在継手617A,617Bとして、上記各自在継手1,1Aを用いることで、自在継手の内向きフランジ部に損傷が生じにくくなり、耐久性が向上する。
つまり、この発明の自在継手を、ステアリング装置を構成するシャフト同士の結合に適用することで、ステアリング装置自体の耐久性を向上できる。
When a universal joint having an inward flange portion at one axial end of an annular body forming the outer ring of the needle bearing is used as the universal joints 617A and 617B, a high load acts on the needle bearing, and the needle rollers are rolled. Repeated and strong collisions with the inward flange of the outer ring may cause damage to the inward flange portion. Therefore, by using the universal joints 1 and 1A as the universal joints 617A and 617B, damage to the inward flange portion of the universal joint is less likely to occur, and durability is improved.
That is, the durability of the steering device itself can be improved by applying the universal joint of the present invention to the connection between the shafts constituting the steering device.

よって、この発明の一態様である自在継手を備えた態様として、「操舵補助機構をステアリングコラム側に設けた電動パワーステアリング装置を備えた車両のステアリング装置であって、ステアリングコラム側からステアリングギヤ機構に対してトルクを伝達するステアリング軸の自在継手として、前記態様の自在継手を備えたステアリング装置」が挙げられる。   Therefore, an aspect including the universal joint according to one aspect of the present invention is a steering apparatus for a vehicle including an electric power steering apparatus in which a steering assist mechanism is provided on a steering column side. As a universal joint of a steering shaft that transmits torque to the steering shaft, there is a "steering device including the universal joint of the above-described embodiment".

1 自在継手
2 ヨーク
21 アーム部
21a アーム部の軸挿通穴
22 基部
22a 基部の軸挿通穴
22b 基部のボルト挿通穴
3 十字軸
3A 十字軸
31 十字軸の胴部
32 十字軸の軸部
32A 十字軸の軸部
32a 軸部32の周溝
32b 軸部32Aの周溝
321 軸部の先端部
322 軸部32の基端部
324 軸部32Aの基端部
33 軸部の凹部
35 スパイダーピン
4 ニードル軸受
41 針状ころ
42 外輪
421 外輪の円環体
422 外輪の内向きフランジ部
423 外輪の底板部
5 密封装置
51 芯金
52 弾性部材
52a リップ部
52b 円環部
6 ステアリング装置
617A,617B 自在継手
618 中間シャフト
619 ピニオン軸
623,624 ヨーク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Universal joint 2 Yoke 21 Arm part 21a Shaft insertion hole of arm part 22 Base 22a Base shaft insertion hole 22b Base bolt insertion hole 3 Cross shaft 3A Cross shaft 31 Cross shaft body 32 Cross shaft shaft 32A Cross shaft Shaft portion 32a Shaft portion 32 circumferential groove 32b Shaft portion 32A circumferential groove 321 Shaft end portion 322 Shaft portion 32 base end 324 Shaft portion 32A base end 33 Shaft recess 35 Spider pin 4 Needle bearing 41 Needle Roller 42 Outer Ring 421 Ring of Outer Ring 422 Inward Flange of Outer Ring 423 Bottom Plate of Outer Ring 5 Sealing Device 51 Core Metal 52 Elastic Member 52a Lip 52b Ring 6 Steering Device 617A, 617B Universal Joint 618 Middle Shaft 619 Pinion shaft 623, 624 Yoke

Claims (1)

一対のヨークと、十字軸と、ニードル軸受と、を有し、
前記ヨークは、一対のアーム部と、これらのアーム部を連結する基部と、によりU字状に形成され、前記アーム部に、前記十字軸の軸部を挿通する軸挿通穴が形成され、
一方のヨークの前記アーム部間に、他方のヨークの前記アーム部が、各ヨークの前記軸挿通穴の軸線同士が直交するように配置され、
前記ニードル軸受は、前記軸部の外側に配置された複数の針状ころと、前記複数の針状ころと前記軸挿通穴との間に配置された円環体を有する外輪と、を有し、
前記ニードル軸受により、前記ヨークの各軸挿通穴内で前記十字軸の四つの軸部がそれぞれ回転自在に支持され、
前記外輪は、前記円環体の軸方向一端に、湾曲しながら前記軸部に向かう内向きフランジ部を有し、前記内向きフランジ部は前記軸部の基端側に配置され、
前記内向きフランジ部は、前記針状ころの軸方向端面と対向し、
前記軸部は、前記内向きフランジ部内に配置される部分に周溝を有する自在継手。
A pair of yokes, a cross shaft, and a needle bearing,
The yoke is formed in a U-shape by a pair of arms and a base connecting these arms, and the arm has a shaft insertion hole through which the shaft of the cross shaft is inserted.
Between the arm portions of one yoke, the arm portions of the other yoke are arranged such that the axes of the shaft insertion holes of the respective yokes are orthogonal to each other,
The needle bearing has a plurality of needle rollers disposed outside the shaft portion, and an outer ring having an annular body disposed between the plurality of needle rollers and the shaft insertion hole. ,
By the needle bearing, the four shaft portions of the cross shaft are rotatably supported in the shaft insertion holes of the yoke, respectively.
The outer ring has, at one axial end of the annular body, an inward flange portion that is curved and heads toward the axial portion, and the inward flange portion is disposed on a base end side of the axial portion,
The inward flange portion faces the axial end surface of the needle roller,
The universal joint, wherein the shaft portion has a circumferential groove in a portion arranged in the inward flange portion.
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