JP2006084005A

JP2006084005A - 固定型等速自在継手

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Publication number: JP2006084005A
Application number: JP2004272067A
Authority: JP
Inventors: Kenta Yamazaki; 健太山崎; Minoru Ishijima; 実石島
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2006-03-30

Abstract

【課題】固定型等速自在継手の内側継手部材に設けられる連結部を改良すること。
【解決手段】球状外面２１ａに複数のトラック溝２１ｂを形成した内輪２１と、内輪２１に嵌合固定した中空状のステムシャフト２２とで構成される内側継手部材２０を備え固定型等速自在継手１であって、ステムシャフト２２の開放端に一体成形され、動力伝達シャフトを嵌入可能でかつ周方向の少なくとも一箇所に軸線方向のスリット８１ａを形成すると共にスリット幅方向に切欠き溝８１ｂを形成したシャフト嵌合部８１と、シャフト嵌合部８１に跨がる二又状に形成され、並行して延在させた一対のタブ８２ａを有し、切欠き溝８１ｂに対応する位置に挿通孔８２ｂを設けた締付部材８２とで連結部８０を構成し、締付部材８２の挿通孔８２ｂに挿し通した締結係合部材を、シャフト嵌合部８１の切欠き溝８１ｂ及び動力伝達シャフトの溝部に係合させるように構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ステアリング装置のように回転バックラッシュを嫌う用途に好適な固定型等速自在継手に関するものである。

ステアリング装置は、図８に示すように、ステアリングホイール（ハンドル）１０１に付与された回転トルクを、ステアリングコラムのメインシャフト１０２から中間シャフト１０３を介してステアリングギヤ１０４のギアシャフト１０５に伝達し、さらにステアリングギヤ１０４の機構で直線運動に変換することにより、リンク機構を介して車輪に転舵力として伝えるものである。ステアリング装置は、車載スペースとの兼ね合いや、衝突時の衝撃を吸収する必要があることから、メインシャフト１０２、中間シャフト１０３、ギアシャフト１０５等の動力伝達シャフト（以下、動力伝達シャフト１０２，１０３，１０５という。）の相互間にそれぞれ自在継手１０６，１０６を配置し、各動力伝達シャフト１０２，１０３，１０５の軸線方向に角度変位（作動角θ₁，θ₂）をつけている。

ステアリング装置に適用される自在継手１０６としては、十字軸を用いたカルダン継手やカルダン継手の継手結合部を２個組合せたダブルカルダン継手が代表的である。しかし、ステアリング装置に適用される自在継手１０６には、車両レイアウトの設計自由度を高めるという観点から継手結合部の広角化が要求され、また操舵性を向上させるという観点から継手結合部の等速性を高めることが要求される。最近では、カルダン継手等に代えてトルク伝達ボール式の固定型等速自在継手を使用することが提案されている（例えば特許文献１参照）。

トルク伝達ボール式の固定型等速自在継手としては、ツェッパ型やアンダーカットフリー型が広く知られている。ツェッパ型及びアンダーカットフリー型のいずれも、内周に複数の曲線状のトラック溝を有する外側継手部材と、外周に複数の曲線状のトラック溝を有する内側継手部材と、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に組み込まれたボールと、そのボールを保持する保持器とを主要な構成要素としている。

しかし、上記の固定型等速自在継手は、ボールとボールトラックとの間に僅かな隙間が形成され、回転時に、外側継手部材及び内側継手部材間に回転バックラッシュ（回転方向のガタツキ）が生じることが不可避である。上記の固定型等速自在継手をそのままステアリング装置に適用すると、操舵時の操縦安定性やダイレクト感・シャープ感などが損なわれる。このため、特許文献１では、外側継手部材と内側継手部材の結合部に設けた予圧手段によってボールとボールトラックの間の隙間を詰めて結合部における回転バックラッシュを防止することが提案されている。

ところで、固定型等速自在継手をステアリング装置に組込むに際しては、固定型等速自在継手と動力伝達シャフトの間に回転バックラッシュが生じないように両者を連結する必要がある。従来の固定型等速自在継手は、外側継手部材から延在させたステム部及び内側継手部材から延在させたステム部に、溶接や摩擦圧接により一体に固着された、いわゆるヨークと呼ばれる連結部材を備えている。ヨークは、動力伝達シャフトを嵌入可能な円筒状に形成され、周方向の一部に軸線方向のスリットを形成すると共に、スリットの形成箇所の両側から一対のタブを略半径方向外側へ並行して延在させたものである。ヨークの内径面及び動力伝達シャフトの外径面にはそれぞれトルク伝達可能に嵌合するためにスプラインを形成してある。一対のタブには、それぞれボルトやリベットなどの締結係合部材を挿し通すための挿通孔を形成してある。ヨークは、締結係合部材を締付けてスリット幅を狭めることにより動力伝達シャフトに対して締付け固定するものである。このように動力伝達シャフトに対してヨークを締付け固定すると、ヨークと動力伝達シャフトの間のスプライン嵌合隙間が詰められるから、両者間の回転バックラッシュを防止することができる。

一方、固定型等速自在継手のステム部に対してヨークを溶接等によって接合すると、ステム部とヨークの間の回転バックラッシュを防止できる反面、接合箇所が高温に曝されて歪むので、両者の同軸度及び自在継手１０６の精度を確保するのに手間がかかる。また、接合箇所の歪みは、ひび割れの発生原因となり、歩留りの低下を招くことにもなる。

特許文献２には、一端に二又状のアーム部を有すると共に、他端に筒部を有し、この筒部の端部に軸方向のスリットと周溝とを有するヨーク本体と、両端に径方向に折り曲げられて互いに対向する折曲部を有すると共に、この折曲部にボルト用の穴を有するリング状のバンド（締付部材）とを備え、上記リング状のバンド（締付部材）を上記ヨーク本体の上記周溝に嵌合していて、上記折曲部の穴に挿通したボルトで上記折曲部を締結するようにしたカルダン継手のヨークが記載されている。このカルダン継手は、ヨーク本体と一体に成形した筒部と、筒部とは別体に成形したリング状のバンド（締付部材）とで構成された連結部を備えている。なお、特許文献３には、特許文献２とほぼ同様の連結部を、等速ジョイントの収容部材（外側継手部材）に設けたものが開示されている。

特開２００３−１３００８２号公報特開平１１−２１８１４８号公報特許第３２８１８７９号公報

特許文献２に開示されている連結部は、動力伝達シャフトを嵌入可能な筒部をカルダン継手のヨークと一体に成形し、カルダン継手のヨークとは別体に成形されたリング状のバンドを筒部に装着すると共にボルト締結することで筒部を縮径させて筒部に嵌入した動力伝達シャフトを締付け固定するようになっている。特許文献３に記載の等速ジョイントは、特許文献２とほぼ同様の連結部を収容部材に適用しているので、収容部材に対するヨークの接合が不要となる。

しかし、特許文献３においては、上記の連結部が等速ジョイントの収容部材にのみ適用されており、内側部材（内側継手部材）には適用されていない。収容部材は、鍛造等の塑性加工によって成形されるのが一般的で、特許文献２に開示されている連結部の筒部を一体に成形するのは容易なことである。しかし、内側部材は中実状であるから、上記の連結部を適用するには筒部を設けるために切削等の穴開け加工が必要であり、コストアップに繋がる。

また、特許文献２に開示されている連結部は、ボルトの締付けが緩いと、動力伝達シャフトに対する所望の締付け力が得られず、動力伝達シャフトと筒部が軸線方向に相対移動し、場合によっては筒部から動力伝達シャフトが抜けてしまうことになる。

さらに、特許文献２に開示されている連結部は、リング状のバンドが筒部に対してどのような位相をとってもボルトを締付けることができる構成になっている。しかし、スリットの幅方向（スリットの形成位置における筒部の接線方向）とボルトの軸線方向が一致していなければ、ボルトを固く締付けても動力伝達シャフトに対する所望の締付け力が得られず、動力伝達シャフトが筒部から抜けたり、連結部と動力伝達シャフトの間に回転バックラッシュが発生する。このため、ボルトの軸線方向とスリットの幅方向が一致するように、筒部とリング状のバンドの位相を合せた状態でボルトを締付ける必要がある。このように、ボルト締付け時に位相を合せていては、連結部と動力伝達シャフトの連結作業効率が低下する。

本発明は、斯かる実情に鑑み創案されたものであって、その目的は、ボルト等の締結係合部材の締付けが緩くても動力伝達シャフトが抜けるのを防止できると共に、動力伝達シャフトとの連結作業効率が向上するように、固定型等速自在継手の内側継手部材に設けられる連結部を改良することにある。

本発明に係る固定型等速自在継手は、上記課題を解決するため、球状内面に複数のトラック溝を形成した外側継手部材と、内輪の球状外面に複数のトラック溝を形成すると共に内輪にステムシャフトを嵌合固定した内側継手部材と、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝の協働で形成された楔形のボールトラックに配置したボールと、外側継手部材の球状内面と内側継手部材の球状外面との間に配置され、ボールを保持する保持器とを備え、内側継手部材のステムシャフトの開放端に動力伝達シャフトに対して締付け固定する連結部を設けた固定型等速自在継手において、連結部が、軸方向全域に亘って中空状に形成されたステムシャフトの開放端に動力伝達シャフトを嵌入可能に一体成形され、周方向の少なくとも一箇所に軸線方向のスリットを形成すると共にスリット幅方向に切欠き溝を形成したシャフト嵌合部と、シャフト嵌合部に跨がる二又状に形成され、シャフト嵌合部の軸線直交方向に一対のタブを並行して延在させると共にシャフト嵌合部の切欠き溝に対応する位置に締結係合部材を挿し通すための挿通孔を設けた締付部材とで構成され、締付部材の挿通孔に挿し通して一対のタブを締結する締結係合部材を、シャフト嵌合部の切欠き溝及び動力伝達シャフトの外径面に形成された溝部に係合させるように構成したことを特徴としている。

上記の固定型等速自在継手は、内側継手部材のステムシャフトを中空状とし、連結部を、ステムシャフトと一体に成形されるシャフト嵌合部と、ステムシャフトとは別体に成形される締付部材に分けて構成したものである。中空状のステムシャフトは、素管にスウェージング加工等の塑性加工を施すことで成形され、穴開け加工を必要としない。

また、シャフト嵌合部の切欠き部から露出した動力伝達シャフトの溝部に、締付部材の挿通孔に挿し通した締結係合部材を係合させているので、締結係合部材が動力伝達シャフトの抜け止めとなる。これにより、締結係合部材の締付けが緩いために動力伝達シャフトに対する十分な締付け力が得られなくても、動力伝達シャフトは連結部から抜けない。

さらに、締結係合部材を締付部材の挿通孔に挿し通してシャフト嵌合部の切欠き部に係合させると、スリットの幅方向と締結係合部材の軸線方向がほぼ一致する状態となる。この状態は挿通孔に挿し通した締結係合部材と切欠き部の係合によって維持されるから、締結係合部材の締付け時に、スリットの幅方向と締結係合部材の軸線方向はずれない。これにより、締結係合部材の締付け時に、シャフト嵌合部と締付部材の位相を合せる手間が省けるから、内側継手部材と動力伝達シャフトの連結作業効率が向上する。

本発明は前述の如く、締結係合部材が動力伝達シャフトの抜け止めになっているので、締結係合部材の締付けが緩くても動力伝達シャフトが連結部から抜けるのを防止することができる。また、締結係合部材を締付部材の挿通孔に挿し通してシャフト嵌合部の切欠き部に係合させることで、シャフト嵌合部と締付部材を所望の位相に維持することができる。これにより、締結係合部材の締付け時に、シャフト嵌合部と締付部材の位相合せが不要となるから、内側継手部材と動力伝達シャフトの連結作業効率を向上させることができる。さらに、内側継手部材のステムシャフトとして中空状のものを使用しているので、固定型等速自在継手の軽量化を図ることもできる。

以下、図面を参照しつつ本発明に係る固定型等速自在継手の実施形態について説明する。

図１は、本発明に係る固定型等速自在継手の第１実施形態を示す軸線方向断面図で、本発明をステアリング用固定型等速自在継手の一種であるツェッパ型ジョイント１に適用した場合の一例を示している。このツェッパ型ジョイント１は、図１に示すように、外側継手部材１０と、内側継手部材２０と、外側継手部材１０及び内側継手部材２０間でトルクを伝達するボール３０と、外側継手部材１０及び内側継手部材２０間に配設され、ボール３０を支持する保持器４０と、外側継手部材１０及び内側継手部材２０の結合部２を密封するブーツ５０とを主要な構成要素としている。

外側継手部材１０は、一端にて開口したカップ状で、かつ、球状内面１１ａの円周方向等配位置に、軸線方向に延びるトラック溝１１ｂを形成したカップ部１１と、カップ部１１の外面から軸線方向に延在させたステム部１２とからなっている。

内側継手部材２０は、外側継手部材１０のカップ部１１に挿入され、球状外面２１ａの円周方向等配位置に、軸線方向に延びるトラック溝２１ｂを形成した内輪２１と、内輪２１に対してトルク伝達可能に嵌合固定され、内輪２１の軸線方向であってカップ部１１の開口側へ延在させたステムシャフト２２とからなっている。この実施形態におけるステムシャフト２２は、軸線方向全域に亘って中空状をなし、一端に内輪２１のスプライン孔部２１に圧入嵌合するスプライン軸部２２ａを有する。スプライン軸部２２ａの先端部には周溝２２ｂが形成されており、周溝２２ｂに止め輪２３を装着することで、内輪２１からステムシャフト２２が抜けないようになっている。ステムシャフト軸部２２ａの先端にはプランジャユニット６０を組込んである。プランジャユニット６０は、保持器４０側に取付けられた受け部材７０と予圧手段を構成するものである。また、ステムシャフト２２は、他端（開放端）に図示外の動力伝達シャフトＳ（図５参照）に対して締付け固定する連結部８０を有する。予圧手段及び連結部８０については後述する。

ボール３０は、外側継手部材１０のトラック溝１１ｂと内側継手部材２０のトラック溝２１ｂの間に形成される複数のボールトラックの各々に１個ずつ組込んである。

保持器４０は、外側継手部材１０の球状内面１１ａと内側継手部材２０の球状外面２１ａとの間に摺動自在に配設して、各ボールトラックに組込まれたボール３０を保持するものである。保持器４０は、外側継手部材１０の球状内面１１ａと球面接触する球状外面４１と、内側継手部材２０の球状外面２１ａと球面嵌合する球状内面４２とを有し、各ボールトラックに対応する位置にボール３０を保持するポケット４３を形成してある。また、保持器４０には、奥側開口を覆うように、予圧手段を構成する受け部材７０を取り付けてある。

ブーツ５０は、ツェッパ型ジョイント１の結合部２を密封して結合部２に充填される潤滑剤の漏洩を防止する部材である。このブーツ５０は、一端側に外側継手部材１０のカップ部１１の外径面に嵌合させる大径嵌合部５１を形成すると共に、他端側に内側継手部材２０のステムシャフト２２に嵌合させる小径嵌合部５２を形成し、大径嵌合部５１と小径嵌合部５２の間の中間部５３を蛇腹状に形成してある。大径嵌合部５１と小径嵌合部５２は、それぞれカップ部１１及びステムシャフト２２に対してブーツ締付部材５１ａ，５２ａによって締付け固定される。

このツェッパ型ジョイント１は、外側継手部材１０と内側継手部材２０の間に上記の如く保持器４０を介在させることで、外側継手部材１０の球状内面１１ａの中心と、内側継手部材２０の球状外面２１ａの中心が継手中心Ｏと一致する。これに対して、外側継手部材１０のトラック溝１１ｂの中心Ｏ₁と、内側継手部材２０のトラック溝２１ｂの中心Ｏ₂は、互いに継手中心Ｏから軸線方向逆向きに等距離だけオフセットしている。このため、一対のトラック溝１１ｂ，２１ｂにより形成されるボールトラックは、外側継手部材１０の奥部側から開口側に向かって広がる楔状を呈している。これにより、図２に示すように、外側継手部材１０と内側継手部材２０がどのような作動角θをとっても、各ボール３０の中心Ｏ₃が、作動角θの二等分線Ｌを法線とし、かつ、継手中心Ｏを含む平面Ｐ上に位置することになるので、継手の等速性が確保される。

一方、上記のツェッパ型ジョイント１は、ステムシャフト２２に取り付けたプランジャユニット６０と、保持器４０に取り付けた受け部材７０とからなる予圧手段を具備している。

プランジャユニット６０は、図３に示すように、先端に押圧部６２を有する押圧部材としてのボール６３、弾性部材としての圧縮コイルばね６４、ボール６３と圧縮コイルばね６４を収容する収容部材としてのケース６５からなるアッセンブリ体である。この圧縮コイルばね６４は、ボール６３をカップ部１１の奥部側（ボール突出方向）へ押圧する弾性力の発生源としている。ケース６５は、ステムシャフト２２のスプライン軸部２２ａの内径に圧入または接着することにより固定される。また、ケース６５は有底筒状をなし、その開口端縁部に内径側へ突出する係止部６５ａを設けることにより、ボール６３の突出を規制してボール６３の抜脱を防止している。これにより、ボール６３、圧縮コイルばね６４およびケース６５をユニット化したアッセンブリ体としている。さらに、開口端縁部に外径側へ張り出したフランジ６５ｂを設けることにより、ステムシャフト２２の軸端面を基準としてプランジャユニット６０を位置決めしている。

受け部材７０は、保持器４０のカップ部奥側端部に取り付けてある。この受け部材７０は、保持器４０の端部開口を覆う蓋状をなし、部分球面状の球面部７１とその外周に環状に形成された取付け部７２とで構成される。球面部７１の内面（ステムシャフト２２と対向する面）は凹球面で、この凹球面は押圧部６２からの押圧力を受ける受け部７３として機能する。取付け部７２は、保持器４０の端部に圧入、溶接等の適宜の手段で固定されている。この受け部材７０は、その球面部７１の凹球状内面の中心が継手中心Ｏと一致するように配置されている。

予圧手段は、プランジャユニット６０の押圧部６２と受け部材７０の受け部７３とを互いに当接させると、ボール６３が退入して圧縮コイルばね６４が圧縮される。この時、受け部材７０は、その凹球状内面の中心が継手中心Ｏと一致するように配置されていることから、受け部材７０の受け部７３にプランジャユニット６０の押圧部６２が常に当接した状態を確保することができ、プランジャユニット６０による弾性的な押圧力を確実に作用させることができる。このプランジャユニット６０による押圧力により、ステムシャフト２２と一体化された内輪２１が、弾性力によりカップ部１１の開口側に軸方向変位し、この変位によりトラック溝１１ｂ，２１ｂに配置されたボール３０とトラック溝１１ｂ，２１ｂのすきまが縮小されるため、トラック溝１１ｂ，２１ｂのアキシャルすきまが詰められ、回転バックラッシュが防止される。

本実施形態におけるツェッパ型ジョイント１は、上記のように、予圧手段の作用により結合部２における回転バックラッシュが発生しないので、ステアリング装置のように回転バックラッシュを嫌う用途に好適となっている。

ところで、このツェッパ型ジョイント１は、図１に示すように、内側継手部材２０のステムシャフト２２に、図示外の動力伝達シャフトＳ（図５参照）を締付け固定するための連結部８０を設けてある。

図４は図１のＸ−Ｘ線断面図で、図５（Ａ）（Ｂ）は連結部８０とシャフトＳの接続状態を示す図である。以下、図１、図４及び図５を参照しつつ連結部８０について詳述する。

連結部８０は、図１に示すように、ステムシャフト２２の開放端に図示外の動力伝達シャフトＳを嵌入可能に一体成形されるシャフト嵌合部８１と、シャフト嵌合部８１に跨がる二又状に形成された締付部材８２とからなっている。

シャフト嵌合部８１は、周方向の一箇所に軸線方向のスリット８１ａを設けると共にスリット８１ａの幅方向に切欠き部８１ｂを設けてある。切欠き部８１ｂは、シャフト嵌合部８１の内部に貫通した孔状で、かつ、図示外の締結係合部材８３（図５参照）の外径面と対応する形状に形成してある。この実施形態では、締結係合部材８３としてボルト８３ａ及びナット８３ｂ（図５参照）を用いているので、切欠き部８１ｂは、スリット８１ａの幅方向から見てボルト８３ａの外径面に対応する円弧状に形成してある。また、切欠き部８１ｂは、スリット８１ａの形成位置又はその反対側の位置を中心に形成することが望ましく、この実施形態では、スリット８１ａの形成位置を中心に形成してある。一方、シャフト嵌合部８１の内径面には、スプライン８１ｃを形成してある。シャフト嵌合部８１の外径面には、締付部材８２を装着するための小径部８１ｄを形成し、小径部８１ｄの軸線方向両側には大径部８１ｅを形成してある。

締付部材８２は、シャフト嵌合部８１の軸線直交方向に並行して延在する一対のタブ８２ａを有し、一対のタブ８２ａの切欠き部８１ｂに対応する位置に挿通孔８２ｂを設けてある。一対のタブ８２ａの内径面間距離は、シャフト嵌合部８１の小径部８１ｄの直径とほぼ同じである。挿通孔８２ｂは、図示外の締結係合部材８３（図５参照）を挿し通すための孔で、切欠き部８１ｂの円弧状と同心の円形状に形成してある。この実施形態における締付部材８２は、シャフト嵌合部８１のほぼ半周に嵌合する半円弧状の湾曲部８２ｃを有し、軸線直交方向の断面形状をＵ字形状に形成してある。湾曲部８２ｃの内径は、シャフト嵌合部８１の小径部８１ｄの外径とほぼ同径である。

このように、締付部材８２をＵ字形状に形成しておくと、挿通孔８２ｂを締付部材８２の平板状に形成されたタブ８２ａに形成することができ、挿通孔８２ｂの加工が容易になる。また、Ｕ字形状の締付部材８２は、シャフト嵌合部８１に嵌め付けるに際し、弾性的又は塑性的に必要以上に拡開させなくてもよいから、締付部材８２に残留変形が生じにくい。このため、締付部材８２の湾曲部８２ｃの内径面をシャフト嵌合部８１の外径面と同形状に設計しておくだけで、シャフト嵌合部８１と締付部材８２の密着性が得られ、締付部材８２の設計時に残留変形を考慮する手間を省くことができる。

図５（Ａ）（Ｂ）は動力伝達シャフトＳに対して連結部８０を締付け固定した状態を示す図で、（Ａ）図は連結部８０の端面図、（Ｂ）図は連結部８０の軸線方向断面図である。なお、動力伝達シャフトＳは、シャフト嵌合部８１のスプライン８１ｃとスプライン嵌合するスプライン軸部Ｓ１を有し、スプライン軸部Ｓ１にボルト８３ａを係合させる溝部Ｓ２を形成してある。溝部Ｓ２の断面形状は、ボルト８３ａの断面形状と対応する半円弧形状に形成してある。

連結部８０は、シャフト嵌合部８１の切欠き部８１ｂから溝部Ｓ２が露出するように、動力伝達シャフトＳを嵌入すると共に、シャフト嵌合部８１の切欠き部８１ｂと締付部材８２の挿通孔８２ｂが同心状になるように、シャフト嵌合部８１に対して締付部材８２を嵌め付けた状態で、挿通孔８２ｂにボルト８３ａを挿し通すと、ボルト８３ａが切欠き部８１ｂ及び動力伝達シャフトＳの溝部Ｓ２に係合する。このとき、シャフト嵌合部８１のスリット幅方向とボルト８３ａの軸線方向はほぼ一致し、この状態はボルト８３ａと切欠き部８１ｂの係合によって維持される。この状態で、ボルト８３ａ・ナット８３ｂによって締付部材８２を締付けると、シャフト嵌合部８１のスリット幅が狭められ、動力伝達シャフトＳに対して締付け力を付与することができる。このように、ボルト８３ａ・ナット８３ｂの締付け時には、既にシャフト嵌合部８１のスリット幅方向とボルト８３ａの軸線方向がほぼ一致した状態で維持されているので、ボルト８３ａ・ナット８３ｂの締付け時にシャフト嵌合部８１と締付部材８２の位相合せをする必要がなく、内側継手部材２０と動力伝達シャフトＳの連結作業効率が向上する。

また、ボルト８３ａ・ナット８３ｂを締付けると、ボルト８３ａが動力伝達シャフトＳの溝部Ｓ２に係合して抜け止めになっているので、動力伝達シャフトＳは、ボルト８３ａ・ナット８３ｂの締付けが緩くなっても連結部８０から抜けない。

なお、第１実施形態では、シャフト嵌合部８１の周方向の一箇所に軸線方向のスリット８１ａを設けてあるが、スリット８１ａは、シャフト嵌合部８１の周方向の複数箇所に設けても構わない。この場合、スリット８１ａは、締結係合部材８３の軸線方向におけるシャフト嵌合部８１の変形量が大きくなるように、切欠き部８１ｂの中央部及びその反対側の位置に形成することが望ましい。

また、第１実施形態では、締結係合部材８３としてボルト８３ａ及びナット８３ｂを使用しているが、リベットなどの他の締結係合部材を使用することもできる。

また、第１実施形態では、シャフト嵌合部８１の外径面に小径部８１ｄ及び大径部８１ｅを形成してあるが、シャフト嵌合部８１の外径面は単一の円筒面であっても構わない。この場合、シャフト嵌合部８１の成形加工工数が減少する反面、締付部材８２の軸線方向の位置決めに手間がかかる。

さらに、第１実施形態では、シャフト嵌合部８１と締付部材８２が別体に成形され、締結係合部材８３によって一体化するように構成してあるが、締結係合部材８３の締付け前に予め接着剤等の適宜の手段でシャフト嵌合部８１と締付部材８２を一体化しておいてもよい。

次に、図６（Ａ）（Ｂ）を参照しつつ本発明に係る固定型等速自在継手の第２実施形態について説明する。なお、第２実施形態では、連結部８０の構成が第１実施形態と相違しているので、以下、この相違点を中心に説明することとする。

図６（Ａ）はツェッパ型ジョイント１の連結部８０の軸線方向断面図で、同図（Ｂ）は連結部８０の端面図である。第２実施形態における連結部８０は、第１実施形態と同様に、シャフト嵌合部８１と締付部材８２からなっている。シャフト嵌合部８１は、図６（Ａ）に示すように、小径部８１ｄの基端側にのみ大径部８１ｅを形成し、シャフト嵌合部８１の先端まで小径部８１ｄとなっている点で、第１実施形態のものと相違している。締付部材８２は、図６（Ｂ）に示すように、シャフト嵌合部８１に対する締付部材８２の軸線直交方向の位置決め手段及び抜止め手段として、内径面に突起部８２ｄを形成してある点で、第１実施形態のものと相違している。この実施形態における突起部８２ｄは、締付部材８２の湾曲部８２ｃの内径面と連続する部分円筒面を有し、締付部材８２がシャフト嵌合部８１の半周以上に嵌合するようになっている。

シャフト嵌合部８１と締付部材８２は、シャフト嵌合部８１の小径部８１ｄに締付部材８２を嵌合させた状態で、シャフト嵌合部８１の先端部を半径方向外側に塑性変形させて加締め部８１ｆを形成することにより一体化する。加締め部８１ｆは、締付部材８２の軸線方向の抜止め手段である。この実施形態では、シャフト嵌合部８１の円周方向の複数箇所（例えば３箇所）に加締め部８１ｆを設けてある。また、シャフト嵌合部８１の小径部８１ｄは締付部材８２の幅よりも若干長尺に形成されている。これにより、シャフト嵌合部８１に跨らせた締付部材８２は、図６（Ａ）に示すように、小径部８１ｄ及び大径部８１ｅの境界に形成される段差部８１ｇと加締め部８１ｆとで保持される。

このように、第２実施形態における連結部８０は、シャフト嵌合部８１と締付部材８２が一体化しているので、動力伝達シャフトＳに対して締付け固定する際に、シャフト嵌合部８１から締付部材８２が脱落することがなく、締付け作業の効率を向上させることができる。

なお、第２実施形態では、加締め部８１ｆをシャフト嵌合部８１の円周方向の複数箇所に設けてあるが、加締め部は、シャフト嵌合部８１の全周に渡って設けても構わない。また、第２実施形態では、締付部材８２の内径面に、締付部材８２の湾曲部８２ｃの内径面と連続する部分円筒面を有する突起部８２ｄを設けてあるが、突起部８２ｄは、締付部材８２の湾曲部８２ｃから離れた位置に設けても構わない。この場合、突起部８２ｄは、シャフト嵌合部８１の軸線直交方向における締付部材８２の抜止め手段としてのみ機能し、位置決め手段としては機能しなくなる。

次に、図７（Ａ）〜（Ｃ）を参照しつつ本発明に係る固定型等速自在継手の第３実施形態について説明する。なお、第３実施形態では、連結部８０の構成が第１実施形態及び第２実施形態と相違しているので、以下、この相違点を中心に説明することとする。

図７（Ａ）はツェッパ型ジョイント１の連結部８０の端面図で、同図（Ｂ）は連結部８０の軸線方向断面図で、同図（Ｃ）は同図（Ｂ）のＹ−Ｙ線における締付部材８２の断面図である。図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第３実施形態における連結部８０は、シャフト嵌合部８１、締付部材８２及びスペーサ部材８４からなっている。スペーサ部材８４は、締付部材８２の一対のタブ８２ａの相互間に配設する部材である。この実施形態におけるスペーサ部材８４は、ボルト８３ａを挿通可能な円筒状に形成され、シャフト嵌合部８１の切欠き部８１ｂ及び動力伝達シャフトＳの溝部Ｓ２とボルト８３ａとの間に介在させるようになっている。

シャフト嵌合部８１は、切欠き部８１ｂがスペーサ部材８４の外径面と対応する形状に形成してある点で、第１実施形態のものと相違している。締付部材８２は、図７（Ｂ）（Ｃ）に示すように、締付部材８２の一対のタブ８２ａの内径面に、スペーサ部材８４を保持するための凹部８２ｅを設けている点と、スペーサ部材８４を凹部８２ｅまで案内するためのガイド溝８２ｆを設けた点で、第１実施形態のものと相違している。凹部８２ｅは、締付部材８２の挿通孔８２ｂの内側内周縁を段差状に拡径させたものであり、挿通孔８２ｂと同心状に形成されている。ガイド溝８２ｆは、一対のタブ８２ａの先端部中央から凹部８２ｅに向かって形成され、図７（Ｃ）に示すように、ガイド溝８２ｆ間の間隔を凹部８２ｅに向かって徐々に狭くしたテーパー状に形成してある。また、スペーサ部材８４は、一対のタブ８２ａの相互間距離Ｌ₁よりも長く、かつ、凹部８２ｅの底面間距離Ｌ₂よりも短く形成してある。凹部８２ｅの底面間距離Ｌ₂とスペーサ部材８４の長さの差がシャフト嵌合部８１に対する締付部材８２の締め代である。

シャフト嵌合部８１に動力伝達シャフトＳを嵌入すると共にシャフト嵌合部８１に締付部材８２を跨らせた状態で、スペーサ部材８４の両端を締付部材８２のガイド溝８２ｆに沿わせて凹部８２ｅ側へ押し込むと、一対のタブ８２ａが弾性的に押し広げられる。スペーサ部材８４が凹部８２ｅの周縁部を乗り越えて凹部８２ｅに嵌合すると、一対のタブ８２ａは弾性復帰する。スペーサ部材８４は、締付部材８２の凹部８２ｅに嵌合して保持されるのと同時に、シャフト嵌合部８１の切欠き部８１ｂ及び動力伝達シャフトＳの溝部Ｓ２に係合する。このとき、動力伝達シャフトＳ、シャフト嵌合部８１及び締付部材８２は、スペーサ部材８４によって仮止めされる。詳しくは、動力伝達シャフトＳは、スペーサ部材８４が抜け止めになってシャフト嵌合部８１から抜けないように仮止めされ、また、シャフト嵌合部８１と締付部材８２は、シャフト嵌合部８１のスリット幅方向とボルト８３ａの軸線方向が一致するように位相を合せた状態で仮止めされる。このように、スペーサ部材８４によって仮止めした状態で、締付部材８２の挿通孔８２ｂ及びスペーサ部材８４にボルト８３ａを挿し通し、ボルト８３ａ及びナット８３ｂを締付けると、一対のタブ８２ａ間の距離が縮まると共にシャフト嵌合部８１のスリット幅が狭められ、連結部８０が動力伝達シャフトＳに対して締付け固定される。

第３実施形態における連結部８０によれば、一対のタブ８２ａ間にスペーサ部材８４を配設してあるので、締結係合部材８３を締付け過ぎて締付部材８２が異常変形するのを防止することができる。詳しくは、締結係合部材８３を締付けると、一対のタブ８２ａは互いに接近するが、凹部８２ｅの底面がスペーサ部材８４の端部に当接した段階で、締結係合部材８３を締付けることができなくなるから、締付部材８２の異常変形を防止することができる。このように締付部材８２の異常変形を防止すると、シャフト嵌合部８１に対する締付部材８２の締付け力が所定の大きさに維持され、締付部材８２の異常変形に伴う締付け力の低下を防止することができる。

なお、第３実施形態では、スペーサ部材８４を締付部材８２の挿通孔８２ｂと同心状に配設してあるが、スペーサ部材８４は、締付部材８２の挿通孔８２ｂから離れた位置に配設しても構わない。この場合、スペーサ部材８４は、ボルト８３ａを挿通しなくてもよいから、筒状に限らず中実状のものであってもよい。また、凹部８２ｅは挿通孔８２ｂから離れた位置に形成される。さらに、シャフト嵌合部８１は、切欠き部８１ｂにスペーサ部材８４ではなくボルト８３ａが係合することになるので、第１実施形態と同じ構成のものを使用する。

また、第３実施形態では、ガイド溝８２ｆをシャフト嵌合部８１の半径方向と対応する方向に形成してあるが、ガイド溝８２ｆは、シャフト嵌合部８１の軸線方向と対応する方向に形成しても構わない。また、ガイド溝８２ｆ間の間隔を凹部８２ｅに向かって徐々に狭くしてあるが、各ガイド溝８２ｆは、互いに平行となるように形成してもよい。この場合、ガイド溝８２ｆの底面間距離と凹部８２ｅの底面間距離Ｌ₂を同じにしても構わない。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明はステアリング用固定型等速自在継手の一種であるツェッパ型ジョイント１に限らず、アンダーカットフリー型など他の固定型等速自在継手にも適用可能である。

本発明に係る固定型等速自在継手の第１実施形態を示す軸線方向断面図である。外側継手部材と内側継手部材に作動角をとった状態を示す軸線方向断面図である。予圧手段を示す要部拡大断面図である。連結部の軸線直交方向断面図である。（Ａ）図は動力伝達シャフトに対して締付け固定した連結部の端面図で、（Ｂ）図は動力伝達シャフトに対して締付け固定した連結部の軸線方向断面図である。本発明に係る固定型等速自在継手の第２実施形態を示す図で、（Ａ）図は連結部の軸線方向断面図で、（Ｂ）図は連結部の端面図である。本発明に係る固定型等速自在継手の第３実施形態を示す図で、（Ａ）図は連結部の端面図で、（Ｂ）図は連結部の軸線方向断面図で、（Ｃ）図は（Ｂ）図のＹ−Ｙ線における締付部材の断面図である。ステアリング装置の概念図である。

符号の説明

１ツェッパ型ジョイント
２結合部
１０外側継手部材
１１カップ部
１１ａ球状内面
１１ｂトラック溝
１１ｃ連通孔
１２ステム部
１３シールプレート
２０内側継手部材
２１内輪
２１ａ球状外面
２１ｂトラック溝
２１ｃスプライン孔部
２２ステム動力伝達シャフト
２２ａスプライン軸部
２２ｂ周溝
２２ｃ凹陥部
２３止め輪
３０ボール
４０保持器
４１球状外面
４２球状内面
４３ポケット
５０ブーツ
５１大径嵌合部
５１ａブーツ締付部材
５２小径嵌合部
５２ａブーツ締付部材
５３中間部
６０プランジャユニット
６２押圧部
６３ボール
６５ケース
６５ａ係止部
６５ｂフランジ
７０受け部材
７１球面部
７２取付け部
７３受け部
８０連結部
８１シャフト嵌合部
８１ａスリット
８１ｂ切欠き部
８１ｃスプライン
８１ｄ小径部
８１ｅ大径部
８１ｆ加締め部
８１ｇ段差部
８２締付部材
８２ａタブ
８２ｂ挿通孔
８２ｃ湾曲部
８２ｄ突起部
８２ｅ凹部
８２ｆガイド溝
８３締結係合部材
８３ａボルト
８３ｂナット
８４スペーサ部材

Claims

球状内面に複数のトラック溝を形成した外側継手部材と、内輪の球状外面に複数のトラック溝を形成すると共に内輪にステムシャフトを嵌合固定した内側継手部材と、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝の協働で形成された楔形のボールトラックに配置したボールと、外側継手部材の球状内面と内側継手部材の球状外面との間に配置され、ボールを保持する保持器とを備え、内側継手部材のステムシャフトの開放端に動力伝達シャフトに対して締付け固定する連結部を設けた固定型等速自在継手において、
連結部が、軸方向全域に亘って中空状に形成されたステムシャフトの開放端に動力伝達シャフトを嵌入可能に一体成形され、周方向の少なくとも一箇所に軸線方向のスリットを形成すると共にスリット幅方向に切欠き溝を形成したシャフト嵌合部と、シャフト嵌合部に跨がる二又状に形成され、シャフト嵌合部の軸線直交方向に一対のタブを並行して延在させると共にシャフト嵌合部の切欠き溝に対応する位置に締結係合部材を挿し通すための挿通孔を設けた締付部材とで構成され、締付部材の挿通孔に挿し通して一対のタブを締結する締結係合部材を、シャフト嵌合部の切欠き溝及び動力伝達シャフトの外径面に形成された溝部に係合させるように構成したことを特徴とする固定型等速自在継手。
ステムシャフトの軸方向に弾性的な押圧力を作用させる押圧部を内輪嵌合部側端面に組込み、かつ、押圧部からの押圧力を受ける受け部を保持器側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の固定型等速自在継手。
締付部材をシャフト嵌合部のほぼ半周に嵌合させ、締付部材の軸線直交方向における断面形状を略Ｕ字形状に形成したことを特徴とする請求項１に記載の固定型等速自在継手。
シャフト嵌合部に対する締付部材の軸線直交方向の抜止め手段として、締付部材の内径面に突起部を設けたことを特徴とする請求項３に記載の固定型等速自在継手。
シャフト嵌合部に対する締付部材の軸線方向の抜止め手段として、シャフト嵌合部の端部を半径方向外側に塑性変形させた加締め部を設けたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の固定型等速自在継手。
シャフト嵌合部の外径面に大径部と小径部を形成し、シャフト嵌合部の小径部に跨らせた締付部材を、大径部及び小径部の境界に形成される段差部と加締め部とで保持したことを特徴とする請求項５に記載の固定型等速自在継手。
締付部材の一対のタブの相互間にスペーサ部材を配設したことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の固定型等速自在継手。
締付部材の一対のタブの内径面に、スペーサ部材を保持するための凹部を設けたことを特徴とする請求項７に記載の固定型等速自在継手。
締付部材の一対のタブの内径面に、スペーサ部材を凹部まで案内するためのガイド溝を設けたことを特徴とする請求項８に記載の固定型等速自在継手。
スペーサ部材が締結係合部材を挿通可能な筒状に形成され、締付部材の挿通孔の内側内周縁を拡径させてスペーサ部材を保持する凹部としたことを特徴とする請求項８又は９に記載の固定型等速自在継手。