(57)【要約】【課題】剛性を向上させる目的で概略８ｍｍ以上の厚板材を用いてプレス成形された自在継手ヨークのベアリング挿入穴部切削における加工精度確保を容易とし、加工刃具の破損を減少させる。【解決手段】ヨーク腕部の断面係数を大きくすることで切削抵抗によるたわみに対する抗力を大きくさせる。断面を湾曲させると腕部剛性は大きくなるが湾曲部と周辺部品との干渉問題が発生するため、ヨーク中心軸内方に湾曲させることとなる。その際のヨーク腕部湾曲形状はヨーク腕部外側、内側共に円弧である、という形態が最良の実施形態である。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材を用いてプレス成形された自在継手ヨークにおいて、ヨーク腕部断面のヨーク中心軸内方に湾曲させる形状が、ヨーク腕部外側、内側共に円弧形状であることを特徴とする自在継手ヨーク。
【請求項２】
板材を用いてプレス成形された自在継手ヨークにおいて、ヨーク腕部断面のヨーク中心軸内方に湾曲させる形状が、ヨーク腕部外側が円弧、内側は十字軸挿通部のみ円弧逃がし形状であることを特徴とする自在継手ヨーク。
【請求項３】
板材を用いてプレス成形された自在継手ヨークにおいて、ヨーク腕部断面のヨーク中心軸内方に湾曲させる形状が、ヨーク腕部外側、内側共にＶ字形状であることを特徴とする自在継手ヨーク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、板材をプレス成形した自在継手ヨークに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
これには、従来より厚板材をプレス成形することにより安価であり剛性が高い自在継手ヨークを提供するという課題があった。
【０００３】
この部分の改善の先行技術としては、特開２００５−１６３８６６号公報に示される自在継手ヨークがあり、これは、素材として８ｍｍ以上の板材を用いてプレス成形される自在継手ヨークにおいて、ヨーク腕部を平行平板とし且つ一対のヨーク腕部の所要部のみに逃がし凹部を設ける。これにより周辺部品との干渉回避のために一対のヨーク腕部の外側寸法を４３ｍｍ以下と制限し且つヨーク腕部間に十字軸挿通のための十分な逃がし空間を確保するというものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１６３８６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、この先行技術には、ベアリング挿入穴の切削加工の際に、刃具の切削抵抗が掛かることによりヨーク腕部にたわみ変形が発生してしまい、加工精度確保が困難である。つまり、切削抵抗による変形量が弾性変形域内の小さな変形の場合には切削加工が完了し切削抵抗が除荷される際に発生するスプリングバックによって穴位置ズレが発生したり、塑性変形域に至る大きな変形の場合には切削抵抗によりヨーク腕部に曲げ変形が発生し、ベアリング挿入穴位置のヨーク腕部外幅寸法が小さくなるという不具合が発生する。また、ヨーク腕部がたわむことにより刃具に偏荷重がかかり刃具の破損が頻発するという問題が有った。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するために、剛性を向上させる目的で、概略８ｍｍ以上の厚板材を用いてプレス成形された自在継手ヨークにおいて、ヨーク腕部の断面係数を大きくすることで腕部剛性が向上し、上記問題を改善することができる。断面を湾曲させると腕部剛性は大きくなるが湾曲部と周辺部品との干渉が発生するため、ヨーク中心軸内方に湾曲させることとなるが、その際の湾曲形状は
１）ヨーク腕部外側、内側共に円弧形状
２）ヨーク腕部外側が円弧、内側は十字軸挿通部のみ円弧逃がし形状
３）ヨーク腕部外側、内側共にＶ字形状
４）ヨーク腕部外側、内側それぞれに前述の３形態を組み合わせた形状
であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、剛性を向上させる目的で概略８ｍｍ以上の厚板材を用いてプレス成形された自在継手ヨークのベアリング挿入穴部切削において、加工精度確保が容易であり、加工刃具の破損が減少するという効果が有る。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】ステアリング装置の全体図を示す図である。
【図２】自在継手ヨークの上面図を示すものである。
【図３】自在継手ヨークの側面図を示すものである。
【図４】切削抵抗によるたわみ変形状態を示す自在継手ヨークの上面図を示すものである。
【図５】弾性変形域内でのたわみ変形状態を示す自在継手ヨークの上面図を示すものである。
【図６】塑性変形域内での曲げ変形状態を示す自在継手ヨークの上面図を示すものである。
【図７】実施例の第一形態の自在継手ヨークの前面図を示すものである。
【図８】実施例の第二形態の自在継手ヨークの前面図を示すものである。
【図９】実施例の第三形態の自在継手ヨークの前面図を示すものである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明に係る自在継手ヨークの実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の実施例の自在継手を備えたステアリング装置の全体図である。図１に示すように、本発明の実施例の自在継手を備えたステアリング装置は、コラムアシスト型ラックピニオン式パワーステアリング装置である。ステアリングホイール１０１の操作力を軽減するために、コラム１０５の中間部に取付けたモータ１０２の操舵補助力をステアリングシャフトに付与し、中間シャフト１０６を介して、ラックピニオン式のステアリングギヤ１０３のラックを往復移動させ、タイロッド１０４を介して舵輪を操舵する方式のパワーステアリング装置である。
【００１０】
ステアリングシャフトに補助トルクを付与する為のアシスト装置（操舵補助部）１０７の車体前方側端面から突出した出力軸１０８が、自在継手（上側自在継手）１０９Ａを介して、中間シャフト１０６の後端部に連結している。また、この中間シャフト１０６の前端部に、別の自在継手（下側自在継手）１０９Ｂを介して、ステアリングギヤ１０３のピニオン軸（以下軸と呼ぶ）１０３Ａを連結している。
【００１１】
図２は、本発明に係る自在継手ヨークの上面図である。図３は自在継手ヨークの側面図である。
本実施形態の自在継手用ヨークは、剛性を向上させる目的で厚板材を用いてプレス成形された自在継手ヨークであって、回転トルクを伝達可能に軸を結合するための結合筒部と、結合筒部とは反対側で結合筒部と一体に設けられ、結合筒部の軸線に直行する方向の断面形状が半径方向外側に凸の円弧形状を有し、十字軸を軸支するためのベアリング挿入穴を有する一対のヨーク腕部とを備えるものである。
【００１２】
当該ヨークは金属板を打ち抜き加工したブランク材を数工程のプレス成形工程を経て、その後機械加工を行う。ここでベアリング挿入穴の切削加工の際に、刃具の切削抵抗により図４に示すように相対するヨーク腕部にたわみ変形が発生してしまい、穴精度確保が困難であるという問題が発生する。弾性変形域内の小さな変形量の場合には図５に示すように切削加工が完了し切削負荷が除荷される際に発生するスプリングバックによる穴位置ズレが発生したり、塑性変形域に至る大きな変形の場合には図６に示すように切削抵抗によりヨーク腕部に曲げ変形が発生しベアリング挿入穴位置のヨーク腕部外幅寸法が小さくなるという不具合が発生する。また、ヨーク腕部がたわむことにより刃具に偏荷重がかかり刃具の破損が頻発する、という問題が発生する。
【００１３】
本発明は、ヨーク腕部の断面係数を大きくすることで腕部剛性が向上し、切削抵抗によるたわみに対する抗力を大きくさせることで上記問題を改善するものである。断面を湾曲させると腕部剛性は大きくなるが湾曲部と周辺部品との干渉問題が発生するため、ヨーク中心軸内方に湾曲させることとなる。
【００１４】
ここで、本発明の実施例の第一形態として、その際のヨーク腕部湾曲形状はヨーク腕部外側、内側共に円弧である、がある。その加工方法は、一対のヨーク腕部を所望形状と同等形状の金型にて挟み込んで、ヨーク腕部に金型形状を転写させるものである。この成形方法によれば、比較的簡単な構成の金型で正確に低加重で成形を行うことができる。またヨーク腕部断面形状が円弧形状であることから応力集中部が無く高剛性である。この第一形態はヨーク腕部の成形方法が簡単であること、ヨーク腕部断面形状が応力集中がなく高剛性であることから、本発明における最良の実施例である。図７は本発明における実施例の第一形態の自在継手ヨークの前面図である。
【００１５】
また、実施例の第二形態として、ヨーク腕部外側が円弧、内側は十字軸挿通部のみ円弧形状で逃がしをつけるという形態がある。ここではヨーク腕部断面の板厚変化が発生するため、ヨーク腕部に金型形状を転写させる際の金型構成は複雑であり、また大きな成形荷重が必要となる。ただし加工硬化が大きなためヨーク腕部の材料強度が高まり高剛性である。図８は本発明における実施例の第二形態の自在継手ヨークの前面図である。
【００１６】
実施例の第三形態として、ヨーク腕部外側、内側共にＶ字形状という形態がある。この場合、断面の板厚変化が無いため金型構成は比較的簡単であり低加重での加工ができるが、ヨーク腕部中心の稜線部に応力が集中するという不具合が発生する。図９は本発明における実施例の第三形態の自在継手ヨークの前面図である。
【００１７】
また、ヨーク腕部外側、内側それぞれに前述の３形態を組み合わせた形状という実施形態がある。自在継手ヨークの各用途に応じて最適なヨーク腕部形状を決定採用することが望ましい。
【００１８】
本発明によれば、剛性を向上させる目的で概略8mm以上の厚板材を用いてプレス成形された自在継手ヨークのベアリング挿入穴部切削において加工精度確保が容易であり、加工刃具の破損が減少するという効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
自在継手ヨークとして利用できる。
【符号の説明】
【００２０】
1      自在継手ヨーク
2      ヨーク腕部
3      ベアリング挿入穴
101    ステアリングホイール
102    モータ
103    ステアリングギヤ
104    タイロッド
105    コラム
106    中間シャフト
107    アシスト装置
108    出力軸
109A   自在継手（上側自在継手）
109B   自在継手（下側自在継手）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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