JP3193975B2 - ステアリング装置用等速ジョイント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ダブルカルダン式の等
速ジョイントに係り、更に詳細には自動車等のステアリ
ング装置用の等速ジョイントに係る。

【０００２】

【従来の技術】二つの回転軸をそれらの軸線が所定の交
差角（本明細書に於ては屈曲角という）をなすよう駆動
連結するダブルカルダン式の等速ジョイントの一つとし
て、例えば本願出願人と同一の出願人の出願にかかる特
願平４−９０２５１号明細書及び図面には、一端にてス
テアリングホイールを担持するアッパシャフトの他端と
一端にてステアリングギヤボックスのピニオンギヤシャ
フトに接続されるロアシャフトの他端とを所定範囲内の
屈曲角にて連結する等速ジョイントにして、環状のフラ
ンジ部と互いに隔置された二つのアーム部とを有しフラ
ンジ部にて互いに締結固定された一対のフランジヨーク
と、連結部と球状突起と互いに隔置され連結部と球状突
起とを一体に接続する二つのアーム部とを有する一対の
ピンヨークと、フランジヨークの二つのアーム部とピン
ヨークの二つのアーム部とを枢動連結する一対のクロス
ピースと、一対のピンヨークの球状突起を受けるソケッ
ト部を偏心した位置に有する心出しディスクとを有し、
心出しディスクの外周縁部は一対のフランジヨークのフ
ランジ部により郭定された環状溝内に配置され且全周に
亘りフランジ部に実質的に密に摺接するよう構成されて
いることを特徴とする等速ジョイントが記載されてい
る。

【０００３】かかる等速ジョイントによれば、心出しデ
ィスクの外周縁部は一対のフランジヨークのフランジ部
により郭定された環状溝内に配置され且全周に亘りフラ
ンジ部に実質的に密に摺接するようになっており、従っ
て例えば特公昭５０−２１６１０号公報に記載されてい
る如き等速ジョイントに組込まれている薄い円環板状の
リングディスクは不要であり、部品点数が低減されると
共に摩擦摺動する部位の数が低減されるので、部品の摩
耗や組付け誤差等に起因するシャフトのがたつきや回転
トルクの変動を低減して操舵フィーリングを向上させる
ことができると共に、リングディスクを設けることなく
一対のフランジ部により郭定される環状溝内へ粉塵の如
き異物が侵入することを効果的に防止することができ
る。

【０００４】またピンヨークの球状突起を受けるソケッ
ト部は心出しディスクの中心より偏心した位置に設けら
れているので、ソケット部が心出しディスクの中央部に
設けられている上述の特公昭５０−２１６１０号公報に
記載された等速ジョイントの場合に比してフランジ部に
対する心出しディスクの偏心量を大きくすることが可能
であり、また心出しディスクはその外周縁部にて全周に
亘りフランジ部に実質的に密に摺接しこれにより支持さ
れた状態にあるので、シャフトのがたつきや回転トルク
の変動を生ずることなく従来に比して屈曲角を大きくす
ることができ、これによりステアリングホイールを担持
するアッパシャフトの軸線とステアリングギヤボックス
のピニオンギヤシャフトの軸線とのなす角度を大きくし
て車室内空間を大きくすることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述の如き等速ジョイ
ントが組込まれたステアリング装置に於ては、等速ジョ
イントには運転者の操舵に伴なうステアリングホイール
よりの正入力及び路面より車輪を介して与えられる逆入
力が伝達される。特に路面より車輪を介して伝達される
逆入力は或る振幅を有する振動として伝達され、ステア
リングギアボックス及びピニオンシャフトを経てこれに
連結されたロアシャフトの軸方向及び回転方向の入力と
して等速ジョイントへ伝達される。

【０００６】しかるに上述の先の提案にかかる等速ジョ
イントに於ては、心出しディスクの外周縁部とこれを受
入れる環状溝の側壁面との間にはそれらの相対回転を許
すに足るクリアランスが存在し、また一対のピンヨーク
の球状突起は等速ジョイントの軸線に沿って互いに隔置
された状態にて心出しディスクのソケット部に支持され
た状態にあるため、ロアシャフトに回転方向の入力が与
えられると一対の球状突起は等速ジョイントの屈曲角を
含む平面に垂直な方向にソケット部に対し遇力を及ぼ
し、これにより心出しディスクの外周縁部はそれを収容
する環状溝の側壁面に対し押付けられる。またロアシャ
フトに軸方向の入力が与えられると、一対の球状突起は
等速ジョイントの屈曲角を含む平面内にてソケット部に
対し遇力を及ぼし、これによりかかる入力が作用する場
合にも心出しディスクの外周縁部はそれを収容する環状
溝の側壁面に対し押付けられる。

【０００７】従って上述の先の提案にかかる等速ジョイ
ントが組込まれたステアリング装置に於ては、車輌の走
行に伴ない等速ジョイントへ逆入力が伝達されると心出
しディスクの外周縁部が環状溝の側壁面に対し繰返し打
付けられることに起因する打音が発生し、そのため車輌
の乗員が不快感や不安感を覚えることがあり、かかる問
題は心出しディスクの外周縁部と環状溝の側壁面との間
の摩擦摩耗が進行し、これらの間のクリアランスが増大
するにつれて顕著になる。

【０００８】また自動車等の車輌に於て操舵フィーリン
グ、特にステアリング装置のニュートラル近傍に於ける
操舵の安定感や微小操舵域に於ける手応え感を向上させ
るためには、操舵トルク−操舵角特性のリサージュ波形
が或るヒステリシス幅を有していることが好ましい。

【０００９】しかし上述の先の提案にかかる等速ジョイ
ントや特公昭５０−２１６１０号公報に記載された等速
ジョイントに於ては、心出しディスクの外周縁部とこれ
を受ける環状溝の側壁面やリングディスクとの間に或る
程度の摩擦力を設定しておいても、等速ジョイントが長
期間使用される過程に於てそれらの部材が摩耗すること
により摩擦力が減小し、その結果ヒテリシス幅が減小し
て操舵フィーリングが悪化する。

【００１０】またヒステリシス幅の減小に起因する操舵
フィーリングの経時的悪化に対処すべく、従来と同様ス
テアリングギヤボックスに於けるラックバーに対するプ
レロードを調整したりサスペンションのボールジョイン
トを交換することが考えられる。しかしプレロードの調
整はギヤボックス内にて行われるため、ステアリングギ
ヤボックスの取り外し及び分解が必要であり、測定器具
も必要となり、またボールジョイントの交換によってヒ
ステリシス幅を調整するためには多数のボールジョイン
トを交換しなけばならず、ヒステリシス幅を所定の値に
調整することが非常に困難であり、従って何れの方法の
場合にも操舵フィーリングの調整を容易に且能率よく行
うことが困難である。

【００１１】本発明は、上述の先の提案にかかる等速ジ
ョイント等に於ける上述の如き問題に鑑み、上述の先の
提案にかかる等速ジョイントの利点をできるだけ活かし
つつ、心出しディスクの外周縁部が環状溝の側壁面に対
し打付けられることに起因する打音が発生することがな
く、等速ジョイントが長期間使用されても経時的な操舵
フィーリングの悪化が少なく、操舵フィーリングの調整
を容易に且能率よく行うことができるよう改良されたス
テアリング装置用等速ジョイントを提供することを目的
としている。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上述の如き目的は、本発
明によれば、一端にてステアリングホイールを担持する
アッパシャフトの他端と一端にてステアリングギヤボッ
クスのピニオンギヤシャフトに接続されるロアシャフト
の他端とを所定範囲内の屈曲角にて連結する等速ジョイ
ントにして、環状のフランジ部と互いに隔置された二つ
のアーム部とを有しフランジ部にて互いに締結固定され
た一対のフランジヨークと、連結部と球状突起と互いに
隔置され前記連結部と前記球状突起とを一体に接続する
二つのアーム部とを有する一対のピンヨークと、前記フ
ランジヨークの二つのアーム部と前記ピンヨークの二つ
のアーム部とを枢動連結する一対のクロスピースと、前
記一対のピンヨークの前記球状突起を受けるソケット部
を偏心した位置に有し外周縁部にて全周に亘り前記一対
のフランジヨークの前記フランジ部により郭定された環
状溝内に配置された心出しディスクと、前記心出しディ
スクの両側面を横切る方向に前記外周縁部を全周に亘り
前記環状溝の側壁面に対し押圧する円環板状のばねとを
有することを特徴とする等速ジョイントによって達成さ
れる。

【００１３】

【作用】上述の如き構成によれば、一対のピンヨークの
球状突起を受けるソケット部を偏心した位置に有する心
出しディスクは外周縁部にて全周に亘り一対のフランジ
ヨークのフランジ部により郭定された環状溝内に配置さ
れており、心出しディスクの外周縁部は全周に亘り円環
板状のばねにより心出しディスクの両側面を横切る方向
に環状溝の側壁面に対し押圧されており、これにより心
出しディスクの全周に亘りその外周縁部と環状溝の側壁
面との間のクリアランスが吸収されるので、等速ジョイ
ントにより連結されるシャフトに回転方向及び軸方向の
入力が与えられ、これにより一対の球状突起により心出
しディスクのソケット部に遇力が与えられても心出しデ
ィスクの外周縁部が環状溝の側壁面に強く打付けられる
ことがなく、従って車輌の乗員が不快感や不安感を覚え
る打音の発生が確実に回避される。

【００１４】また上述の如き構成によれば、心出しディ
スクの外周縁部は上述の如く全周に亘り円環板状のばね
により心出しディスクの両側面を横切る方向に環状溝の
側壁面に対し押圧されているので、外周縁部や側壁面等
が摩耗しても外周縁部は全周に亘り側壁面に対し押圧さ
れた状態に維持され、従ってこれらの間に作用する摩擦
力が摩耗量の増大につれて大幅に減小することがなく、
これにより操舵トルク−操舵角特性のリサージュ波形の
ヒステリシス幅が大幅に減小することに起因する経時的
な操舵フィーリングの悪化が低減される。

【００１５】また上述の如き構成によれば、心出しディ
スクの外周縁部を全周に亘り環状溝の側壁面に対し押圧
する円環板状のばねを調整したり交換したりするだけで
操舵トルク−操舵角特性のリサージュ波形のヒステリシ
ス幅を調整することができるので、ステアリングギヤボ
ックスに於けるラックバーに対するプレロードを測定器
具を用いて調整したりサスペンションの多数のボールジ
ョイントを交換する場合に比して、操舵フィーリングの
調整を容易に且能率よく行うことが可能になる。

【００１６】

【実施例】以下に添付の図を参照しつつ、本発明を実施
例について詳細に説明する。

【００１７】図１は本発明による等速ジョイントの一つ
の実施例が組込まれたステアリング装置を示す概略構成
図、図２は図１に示された等速ジョイントを示す拡大断
面図、図３は図２の線 III−III に沿う断面図である。

【００１８】図１に於て、１０は一端にてステアリング
ホイール１２を担持するアッパシャフトを示しており、
アッパシャフト１０はステアリングポスト１４により軸
線１６の周りに回転可能に支持されている。ステアリン
グポスト１４はそれに固定されたフランジ１８がボデー
部材（インストルメントパネルのリインフォースメン
ト）２０に固定されたブラケット２２によって支持され
ると共に取付けブラケット２４がボデー部材２０に固定
されることによってボデー部材により固定的に支持され
ている。

【００１９】また図１に於て、２６はボデー部材（サス
ペンションメンバ）２８に周知の要領にて固定されたス
テアリングギヤボックスを示しており、ステアリングギ
ヤボックス２６のピニオンギヤシャフト３０はそれ自身
周知の弾性ジョイント３２によりロアシャフト３４の一
端に連結されている。図示の実施例に於ては、ロアシャ
フト３４はその長さを調節可能なスライディングシャフ
トであり、その軸線３６はピニオンギヤシャフト３０の
軸線３８と実質的に整合している。

【００２０】アッパシャフト１０の他端及びロアシャフ
ト３４の他端は本発明による等速ジョイント４０により
トルク伝達可能に互いに連結されている。等速ジョイン
ト４０は図２に示されている如く、一対のフランジヨー
ク４２及び４４と、一対のピンヨーク４６及び４８と、
一対のクロスピース５０及び５２と、心出しディスク５
４とを有している。

【００２１】フランジヨーク４２及び４４はそれぞれ軸
線５６、５８に垂直に延在する実質的に円環板状のフラ
ンジ部４２Ａ、４４Ａと、それぞれ軸線５６、５８に対
し径方向に互いに隔置され対応するフランジ部より軸線
に沿って延在する二つのアーム部４２Ｂ、４４Ｂとを有
している。またフランジヨーク４２及び４４は、ジョイ
ント４０の等速性を確保すべく、軸線５６及び５８が互
いに整合し且アーム部４２Ｂ及び４４Ｂが軸線に沿って
互いに整合した状態にてフランジ部４２Ａ及び４４Ａに
挿通されたボルト６０及びこれに螺合するナット６２に
より互いに締結固定されているが、図２に於ては説明の
目的でアーム部４２Ｂ及び４４Ｂが軸線の周りに互いに
９０°隔置された状態にて図示されている。各アーム部
４２Ｂ及び４４Ｂにはそれぞれ互いに整合する孔６４及
び６６が設けられており、孔６４及び６６の共通の軸線
６８及び７０はそれぞれ交点Ｐａ及びＰｂに於て軸線５
６及び５８と交差している。

【００２２】ピンヨーク４６及び４８はそれぞれ交点Ｐ
ａ及びＰｂを通る軸線７２、７４に沿って延在する連結
部４６Ａ、４８Ａと、それぞれ軸線７２、７４に沿って
連結部より離れる方向へ突出する球状突起４６Ｂ、４８
Ｂと、それぞれ軸線７２、７４の両側に互いに隔置され
対応する連結部４６Ａ、４８Ａ及び球状突起４６Ｂ、４
８Ｂを一体に接続する二つのアーム部４６Ｃ、４８Ｃと
を有している。各アーム部４６Ｃ及び４８Ｃにはそれぞ
れ互いに整合する孔７６及び７８が設けられており、孔
７６及び７８の共通の軸線８０及び８２はそれぞれ交点
Ｐａ及びＰｂに於て軸線７２及び７４と交差している。
連結部４６Ａ、４８Ａはそれぞれ軸線７２、７４に沿っ
て延在する孔８４及び８６を有し、これらの孔にはそれ
ぞれ連結部材８８及び９０（図１参照）の軸部が嵌め込
まれて溶接によって固定され、連結部材８８及び９０に
より連結部４６Ａ、４８Ａがそれぞれアッパシャフト１
０及びロアシャフト３４の他端に剛固に連結されるよう
になっている。

【００２３】フランジヨーク４２及び４４のアーム部４
２Ｂ及び４４Ｂに設けられた孔６４及び６６にはそれぞ
れ実質的に十字形をなすクロスピース５０及び５２の一
対の軸部５０Ａ及び５２Ａが対応するアーム部に対し相
対回転可能に挿入されており、クロスピース５０及び５
２の他方の一対の軸部５０Ｂ及び５２Ｂはそれぞれ対応
するピンヨーク４６及び４８のアーム部４６Ｃ及び４８
Ｃに設けられた孔７６及び７８に回転可能に挿入されて
いる。かくしてフランジヨーク４２及びピンヨーク４６
はクロスピース５０により交点Ｐａを枢点として互いに
枢動連結されており、フランジヨーク４４及びピンヨー
ク４８はクロスピース５２により交点Ｐｂを枢点として
互いに枢動連結されている。

【００２４】フランジヨーク４２及び４４のフランジ部
４２Ａ及び４４Ａは互いに共働して軸線５６及び５８に
垂直な平面に沿って延在する環状溝９２を郭定してお
り、環状溝９２は径方向内方へ向けて開口し軸線５６及
び５８の周りに円環状に延在している。環状溝９２内に
は心出しディスク５４の外周縁部が挿入されており、外
周縁部の両側面はその全周に亘り環状溝の側壁面と対向
している。

【００２５】心出しディスク５４は実質的に円板状をな
し、ピンヨーク４６及び４８の球状突起４６Ｂ及び４８
Ｂを枢動可能に密に受けるソケット９４を有している。
ソケット９４は図２に示されている如く心出しディスク
の軸線より偏心した位置に設けられており、軸線５６及
び５８に平行な軸線９６に沿って延在する円筒状をなし
ており、これにより球状突起４６Ｂ及び４８Ｂの中心Ｏ
ａ及びＯｂをそれぞれ軸線５６及び５８より等距離の位
置に位置決めするようになっている。またソケット９４
は等速ジョイントが最大屈曲角の状態にある場合にも中
心Ｏａ及びＯｂがソケットの両端より内側に位置する長
さを有している。

【００２６】更に軸線６８と８０との交点Ｐａ及び軸線
７０と８２との交点Ｐｂはフランジ部４２Ａ及び４４Ａ
の中心平面９８より等距離の位置に位置している。また
球状突起４６Ｂ及び４８Ｂの中心Ｏａ及びＯｂも中心平
面９８より等距離の位置に位置している。従って図２に
示されている如く、屈曲角θ、即ち軸線７２と７４との
なす角度が最小値である場合、屈曲角θが最大値である
場合、及び屈曲角が最小値と最大との間の値である場合
の何れの場合にも、軸線７２と７４との交点Ｐは常に中
心平面９８上に位置するようになっている。

【００２７】尚屈曲角θの最大値及び最小値は、心出し
ディスク５４の外周縁部の外縁がその全周の何れの箇所
に於ても環状溝９２の内周縁より径方向内側に位置する
ことがないよう設定される。

【００２８】図示の実施例に於ては、図４に詳細に示さ
れている如く、心出しディスク５４の外周縁部の両側に
は円環板状の樹脂シート１０２及び１０４と、押圧手段
としての円環板状のばね１０６及び１０８とが配置され
ている。ばね１０６及び１０８と心出しディスクの外周
縁部との間にはそれぞれワッシャ１１０、１１２が介装
されており、樹脂シート１０２、１０４及びばね１０
６、１０８とフランジヨーク４２、４４のフランジ部４
２Ａ、４４Ａとの間にはそれぞれワッシャ１１４、１１
６が介装されている。ばね１０６及び１０８は周方向又
は径方向に波形をなすばねや皿ばね等であってよく、ワ
ッシャ１１０、１１２及び１１４、１１６を介して心出
しディスクの外周縁部を環状溝９２の側壁面に対し押圧
している。更に環状溝９２内にはその底壁に当接した状
態にて円筒形の樹脂製のリング１１８が配置されてお
り、ソケット９４内には一対の球状突起４６Ｂ及び４８
Ｂの間にて軸線９６の周りに延在するゴム製のブッシュ
９５が配置されている。

【００２９】図５及び図６は本発明による等速ジョイン
トの他の実施例の要部を示す拡大部分断面図である。尚
これらの図に於て、図２及び図４に示された部分に対応
する部分にはこれらの図に於て付された符号と同一の符
号が付されている。

【００３０】図５に示された実施例に於ては、心出しデ
ィスク５４は樹脂にて形成されており、ソケット９４の
内周面は心出しディスクと一体に鋳包まれた金属管９４
Ａにより郭定されている。また心出しディスク５４は図
１乃至図４に示された実施例に於ける樹脂シート１０２
及び１０４に相当する部分と一体に成形されており、図
５に於て図４の場合と同一の符号にて示されている如
く、他の点については図１乃至図４に示された実施例と
同様に構成されている。

【００３１】

【００３２】

【００３３】

【００３４】

【００３５】

【００３６】

【００３７】図６に示された実施例に於ては、心出しデ
ィスク５４はその中心平面９８に沿って分割された一対
の半体５４Ａ及び５４Ｂよりなっている。特に半体５４
Ａの半体５４Ｂに対向する側面には軸線５６の周りに延
在する環状溝１４２が設けられており、半体５４Ｂの半
体５４Ａに対向する側面には軸線５６の周りに延在し環
状溝１４２に実質的に密に嵌入する環状突起１４４が設
けられており、これにより二つの半体は互いに他に対し
同心状態に維持されるようになっている。また半体５４
Ａ及び５４Ｂの外周縁部は互いに共働して径方向外方へ
開いた環状溝１４６を郭定しており、環状溝１４６内に
は軸線５６の周りに延在する一対の円環板状の樹脂シー
ト１４７及び１４８が配置されている。これらの樹脂シ
ートの間には同じく軸線５６の周りに延在する押圧手段
としての円環板状のばね１５０が配置されている。

【００３８】

【００３９】

【００４０】

【００４１】

【００４２】

【００４３】

【００４４】

【００４５】

【００４６】

【００４７】

【００４８】上述の如く構成された各実施例に於ては、
ステアリングホイール１２が転舵されることによりアッ
パシャフト１０が軸線１６の周りに回転されると、アッ
パシャフトの回転は連結部材８８により軸線７２の周り
の回転としてピンヨーク４６へ伝達される。ヨーク４６
の回転はクロスピース５０により軸線５６の周りの回転
としてフランジヨーク４２へ伝達され、これによりフラ
ンジヨーク４４が軸線５８の周りに回転される。フラン
ジヨーク４４の回転はクロスピース５２により軸線７４
の周りの回転としてピンヨーク４８へ伝達され、ピンヨ
ークの回転は連結部材９０により軸線３６の周りの回転
としてロアシャフト３４へ伝達され、これにより弾性ジ
ョイント３２を介してピニオンギヤシャフト３０が軸線
３８の周りに回転される。また逆入力が与えられたとき
には、ピニオンギヤシャフト３０の軸線３８の周りの回
転は上述の態様とは逆の態様にてステアリングホイール
１２へ伝達される。

【００４９】この場合フランジヨーク４２及び４４のア
ーム部４２Ｂ及び４４Ｂは互いに整合する軸線５６及び
５８に沿って互いに整合されており、また屈曲角θの大
小に拘らず球状突起４６Ｂ及び４８Ｂの中心Ｏａ及びＯ
ｂはそれぞれ軸線５６及び５８より等距離の位置に維持
され、中心Ｏａ、Ｏｂ及び交点Ｐａ、Ｐｂは中心平面９
８より等距離の位置に維持されるので、ピンヨーク４６
とピンヨーク４８との間には等速性が維持された状態に
て回転トルクが伝達される。

【００５０】前述の如く、路面より車輪を介して伝達さ
れる逆入力は或る振幅を有する振動としてステアリング
ギヤボックス２６及びピニオンギヤシャフト３０を経て
ロアシャフト３４の軸方向及び回転方向の入力として等
速ジョイント４０へ伝達される。ロアシャフトより等速
ジョイントへ回転方向の入力としてトルクＴが伝達され
ると、図７に示されている如く、一対の球状突起４６Ｂ
及び４８は等速ジョイントの屈曲角θを含む平面に垂直
な方向に心出しディスク５４のソケット９４に対し遇力
Ｆp を及ぼし、これにより心出しディスクの外周縁部は
それを収容する環状溝９２の側壁面に対し押付けられ
る。またロアシャフト３４より等速ジョイント４０に対
し軸方向の入力Ｆが与えられると、図８に示されている
如く、一対の球状突起４６Ｂ及び４８Ｂは等速ジョイン
トの屈曲角θを含む平面内にて心出しディスクのソケッ
ト９４に対し遇力Ｆq を及ぼし、従ってこの場合にも心
出しディスクの外周縁部は環状溝９２の側壁面に対し押
付けられる。

【００５１】図７に示されている如く、一対のクロスピ
ース５０及び５２の中心、即ち交点Ｐa 及びＰb の間の
距離をＬ₁とし、中心Ｏb と交点Ｐb との間の距離をＬ₂
とし、交点Ｐb と弾性ジョイント３２の中心Ｏj までの
距離をＬ₃とし、一対の球状突起４６Ｂ及び４８Ｂの中
心Ｏa 及びＯb の間の距離をＬ₄とすると、遇力Ｆp及び
Ｆq はそれぞれ下記の数１及び数２にて表され、ソケッ
ト部に対する遇力Ｆp 及びＦq の大きさ及び方向はそれ
ぞれ入力Ｔ及びＦの大きさ及び方向の変動に伴って変動
する。

【００５２】

【数１】Ｆp ＝｛２Ｌ₃ ／（Ｌ₁ Ｌ₂ ＋Ｌ₁ Ｌ₃ −Ｌ₃
Ｌ₄ ）｝×Ｔ sin（θ／２）

【００５３】

【数２】Ｆq ＝（Ｌ₃／Ｌ₂）Ｆ sin（θ／２） 上述の各実施例によれば、心出しディスク５４の外周縁
部は全周に亘り円環板状のばね１０６、１０８及び１５
０によりフランジヨーク４２及び４４の軸線５６及び５
８に沿って環状溝９２の両側壁面に対し押圧されてお
り、これにより心出しディスクの全周に亘りその外周縁
部と環状溝の両側壁面との間のクリアランスが吸収され
ており、また心出しディスクの外周縁部が環状溝の両側
壁面に対し押付けられる力は心出しディスクの外周縁部
が環状溝の側壁面に近付くにつれて増大する。

【００５４】従って等速ジョイントにそれに連結される
シャフトより回転方向又は軸方向の入力が与えられ、一
対の球状突起４６Ｂ及び４８Ｂより心出しディスクのソ
ケット９４に遇力が与えられても心出しディスクの外周
縁部が環状溝の側壁面に対し強く打付けられることがな
く、従って打音も発生しない。

【００５５】特に図１乃至図４に示された実施例に於て
は、心出しディスクの外周縁部と環状溝の両側壁面との
間に樹脂シート１０２及び１０４が介装されているの
で、等速ジョイントに回転方向又は軸方向の入力が与え
られることによりたとえ心出しディスクの外周縁部が環
状溝の側壁面に対し打付けられたとしても、樹脂シート
等によりその衝撃が効果的に緩和される。

【００５６】また図示の各実施例に於ては、心出しディ
スクの外周縁部の外縁と環状溝９２の両側壁面との間の
部分は実質的に閉塞された状態にあるので、環状溝内へ
粉塵の如き異物が侵入することが効果的に防止される。

【００５７】また図示の各実施例によれば、心出しディ
スク５４の外周縁部は全周に亘り押圧手段としての円環
板状のばね１０６及び１０８等により心出しディスクの
両側面を横切る方向に環状溝９２の側壁面に対し押圧さ
れている。従って外周縁部や側壁面等が摩耗しても外周
縁部は全周に亘り側壁面に対し押圧された状態に維持さ
れ、これらの間に作用する摩擦力が摩耗量の増大につれ
て大幅に減小することがないので、図９に示されている
如き操舵トルク−操舵角特性のリサージュ波形のヒステ
リシス幅Ｗh が大幅に減小することが回避され、経時的
な操舵フィーリングの悪化が低減される。

【００５８】また図示の各実施例によれば、押圧手段と
してのばね１０６及び１０８等を調整したり交換したり
することにより心出しディスクの外周縁部を環状溝の側
壁面に対し押圧する押圧力を調整し、これによりリサー
ジュ波形のヒステリシス幅を調整することができるの
で、ステアリングギヤボックスに於けるラックバーに対
するプレロードを測定器具を用いて調整したりサスペン
ションの多数のボールジョイントを交換する場合に比し
て、操舵フィーリングの調整を容易に且能率よく行うこ
とができる。

【００５９】特に図１に示されている如く、弾性ジョイ
ント３２がステアリングギヤボックス２６及びピニオン
ギヤシャフト３０とロアシャフト３４、等速ジョイント
４０、アッパシャフト１０との間に設けられたステアリ
ング装置に於ては、ステアリング系の捩り剛性を大きく
設定することができず、ステアリングギヤボックスに於
けるラックバーに対するプレロードを高く設定すると下
記の理由からリサージュ波形のヒステリシス幅が却って
減小してしまう。

【００６０】図１０はステアリング装置の模式図であ
り、２００は上述の各実施例に於けるアッパシャフト１
０、等速ジョイント４０、ロアシャフト３４よりなるス
テアリング系を示し、２１０は主として弾性ジョイント
３２により与えられるステアリング系の弾性領域を示
し、Ｆs はステアリング系の摩擦力を示し、Ｆg はステ
アリングギヤボックス２６の摩擦力を示している。また
図１１はステアリングホイール１２の操舵角φとステア
リングギヤボックス（ピニオンギヤシャフト）の回転角
ω及びステアリング装置のヒステリシス幅Ｗh との間の
関係を示す解図的グラフである。尚図１１に於て、Ｗhs
はステアリング系のみのヒステリシス幅を示している。

【００６１】図１０より解る如く、ステアリングホイー
ル１２が操作されてもステアリング系の弾性領域２１０
により伝達される力がステアリングギヤボックス２６の
摩擦力Ｆg 以上になるまでステアリングギヤボックスの
ピニオンギヤシャフトは回転しないので、ステアリング
ギヤボックスの回転角ωには不変領域Ｎが存在する。こ
の不変領域Ｎの最大操舵角φmax はステアリング系の捩
り剛性をＥとすると φmax ＝Ｆg ／Ｅ の関係を有しており、ステアリングギヤボックスの摩擦
力Ｆg 及びステアリング系の捩り剛性Ｅにより決定され
る。従ってラックバーに対するプレロードが高く設定さ
れることによりステアリングギヤボックスの摩擦力Ｆg
が高く設定されると、図１１に於て仮想線にて示されて
いる如く、摩擦力Ｆg が低い場合（実線にて示されてい
る）に比してφmax が増大することによりステアリング
ギヤボックスの不変領域Ｎが増大し、これに対応してヒ
ステリシス幅の不変領域Ｍも増大し、結果的にφmax 以
上のある操舵角φについて見ると図１１に於てハッチン
グが施された部分に相当する量だけヒステリシス幅が減
小する。

【００６２】従って弾性ジョイント３２が設けられてい
ることによりステアリング系の捩り剛性Ｅを高くするこ
とができないステアリング装置に於てヒステリシス幅を
増大するためには、ステアリングギヤボックスの摩擦力
Ｆg を高く設定するのではなくステアリング系の摩擦力
Ｆs を高く設定することが好ましい。本発明のステアリ
ング装置に於ては、等速ジョイント４０がステアリング
系に組込まれており、等速ジョイントの円環板状のばね
のばね力を高くすることによって心出しディスク５４と
環状溝９２との間に於ける摩擦力を高くしてステアリン
グ系の摩擦力Ｆs を高く設定することができるので、操
舵トルク−操舵角特性のリサージュ波形のヒステリシス
幅を適正に設定して良好な操舵フィーリングを確保する
ことができる。

【００６３】また実験結果によれば、ラックバーに対す
るプレロードの増大及びサスペンションのボールジョイ
ントの摩擦力の増大によるヒステリシス幅の増大効果は
車速が高くなるほど減小するのに対し、等速ジョイント
４０に於ける摩擦力の増大、即ちステアリング系の摩擦
力Ｆs の増大は車速に拘らずヒステリシス幅を所定量増
大させることができる。従って図示の各実施例によれ
ば、ラックバーに対するプレロードやサスペンションの
ボールジョイントの摩擦力が増大される場合に比して高
速走行時に於ける操舵フィーリングを向上させることが
できる。

【００６４】更に前述の特願平４−９０２５１号明細書
及び図面に記載された先の提案にかかる等速ジョイント
に於ては、心出しディスク５４のソケット９４は本発明
の場合と同様ディスクの軸線に対し偏心した位置に設け
られており、心出しディスクはそのソケットの軸線の周
りにフランジヨークに対し相対的に振子運動の如く回転
し得るので、等速ジョイントの回転トルクの伝達に伴い
心出しディスクが回転すると、図１２に示されている如
くそのソケットの軸線９６は軸線５６及び５８の周りの
円弧軌跡１８０を描き、心出しディスクの外周縁部は接
点Ｘに於て環状溝９２の底壁と接触しその状態にて回転
する。従って心出しディスクの外周縁部は等速ジョイン
トの回転方向の逆転によって環状溝の底壁に接触したり
これより離脱したりするので、等速ジョイントへ逆入力
が伝達されたり急操舵が行われた場合に心出しディスク
の外周縁部が環状溝の底壁に対し打付けられることに起
因する打音が発生することがある。

【００６５】これに対し図示の各実施例に於ては環状溝
９２の底壁に当接して樹脂製のリング１１８が設けられ
ているので、心出しディスクが回転してもその外周縁部
が環状溝の底壁に対し直接強く打付けられることがな
く、従ってかかる原因による打音も発生しない。

【００６６】以上に於ては本発明を特定の実施例につい
て詳細に説明したが、本発明はこれらの実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施
例が可能であることは当業者にとって明らかであろう。

【００６７】例えば図示の各実施例に於けるリング１１
８は樹脂にて形成されているが、環状溝の底壁に当接し
て配置されるリングは心出しディスクの外周縁部の外縁
が環状溝の底壁に打付けられることに起因する打音の発
生を防止し得る限り任意の構造のものであってよく、例
えばゴム製のリングやゴム製のリングの径方向内側に金
属リングが固定されたリング等であってもよい。

【００６８】

【発明の効果】以上の説明より明らかである如く、本発
明によれば、一対のピンヨークの球状突起を受けるソケ
ット部を偏心した位置に有する心出しディスクは外周縁
部にて全周に亘り一対のフランジヨークのフランジ部に
より郭定された環状溝内に配置されており、心出しディ
スクの外周縁部は全周に亘り円環板状のばねにより心出
しディスクの両側面を横切る方向に環状溝の側壁面に対
し押圧されており、これにより心出しディスクの全周に
亘りその外周縁部と環状溝の側壁面との間のクリアラン
スが吸収されるので、等速ジョイントにより連結される
シャフトに回転方向及び軸方向の入力が与えられ、これ
により一対の球状突起により心出しディスクのソケット
部に遇力が与えられても心出しディスクの外周縁部が環
状溝の側壁面に強く打付けられることがなく、従って車
輌の乗員が不快感や不安感を覚える打音の発生を確実に
防止することができる。

【００６９】また本発明によれば、心出しディスクの外
周縁部は上述の如く全周に亘り円環板状のばねにより心
出しディスクの両側面を横切る方向に環状溝の側壁面に
対し押圧されているので、外周縁部や側壁面等が摩耗し
ても外周縁部は全周に亘り側壁面に対し押圧された状態
に維持され、従ってこれらの間に作用する摩擦力が摩耗
量の増大につれて大幅に減小することがなく、これによ
り操舵トルク−操舵角特性のリサージュ波形のヒステリ
シス幅が大幅に減小することに起因する経時的な操舵フ
ィーリングの悪化を低減することができる。

【００７０】また本発明によれば、心出しディスクの外
周縁部を全周に亘り環状溝の側壁面に対し押圧する円環
板状のばねを調整したり交換したりするだけで操舵トル
ク−操舵角特性のリサージュ波形のヒステリシス幅を調
整することができるので、ステアリングギヤボックスに
於けるラックバーに対するプレロードを測定器具を用い
て調整したりサスペンションの多数のボールジョイント
を交換する場合に比して、操舵フィーリングの調整を容
易に且能率よく行うことができる。

【００７１】更に本発明によれば、前述の特公昭５０−
２１６１０号公報に記載された等速ジョイントに組込ま
れている薄い円環板状のリングディスクは不要であり、
またピンヨークの球状突起を受けるソケット部は心出し
ディスクの中心より偏心した位置に設けられているの
で、ソケット部が心出しディスクの中央部に設けられて
いる前述の特公昭５０−２１６１０号公報に記載された
等速ジョイントの場合に比してフランジ部に対する心出
しディスクの偏心量を大きくすることが可能であり、ま
た心出しディスクはその外周縁部にて全周に亘り円環板
状のばねによって心出しディスクの両側面を横切る方向
に環状溝の側壁面に対し押圧されることにより全周に亘
り環状溝の側壁面により支持された状態にあるので、シ
ャフトのがたつきや回転トルクの変動を生ずることなく
従来に比して屈曲角を大きくすることができ、これによ
りステアリングホイールを担持するアッパシャフトの軸
線とステアリングギヤボックスのピニオンギヤシャフト
の軸線とのなす角度を大きくして車室内空間を大きくす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による等速ジョイントの一つの実施例が
組込まれたステアリング装置を示す概略構成図である。

【図２】図１に示された等速ジョイントを示す拡大断面
図である。

【図３】図２の線 III−III に沿う断面図である。

【図４】図１乃至図３に示された実施例の要部を示す拡
大部分断面図である。

【図５】本発明による等速ジョイントの他の一つの実施
例の要部を示す拡大部分断面図である。

【図６】本発明による等速ジョイントの他の一つの実施
例の要部を示す拡大部分断面図である。

【図７】等速ジョイントに回転方向の入力が与えられる
場合に心出しディスクのソケット部に及ぼされる遇力を
示す説明図である。

【図８】等速ジョイントにそれに連結されたシャフトよ
りその軸方向の入力が与えられる場合に心出しディスク
のソケット部に及ぼされる遇力を示す説明図である。

【図９】操舵トルク−操舵角特性のリサージュ波形を示
すグラフである。

【図１０】ステアリング装置の模式図である。

【図１１】ステアリングホイールの操舵角φとステアリ
ングギヤボックスの回転角ω及びステアリング装置のヒ
ステリシス幅Ｗh との間の関係を示す解図的グラフであ
る。

【図１２】心出しディスクの回転に伴うフランジヨーク
に対する心出しディスクの相対変位を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１０…アッパシャフト １２…ステアリングホイール １４…ステアリングポスト ２０…ボデー部材 ２６…ステアリングギヤボックス ２８…ボデー部材 ３０…ピニオンギヤシャフト ３２…弾性ジョイント ３４…ロアシャフト ４０…等速ジョイント ４２、４４…フランジヨーク ４２Ａ、４４Ａ…フランジ部 ４２Ｂ、４４Ｂ…アーム部 ４６、４８…ピンヨーク ４６Ａ、４８Ａ…連結部 ４６Ｂ、４８Ｂ…球状突起 ４６Ｃ、４８Ｃ…アーム部 ５０、５２…クロスピース ５４…心出しディスク ９２…環状溝 ９４…ソケット １０６、１０８…ばね １ ５０…ばね

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−117444（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−111319（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−7626（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭44−29327（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭50−21610（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16D 3/32 B62D 1/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端にてステアリングホイールを担持する
   アッパシャフトの他端と一端にてステアリングギヤボッ
   クスのピニオンギヤシャフトに接続されるロアシャフト
   の他端とを所定範囲内の屈曲角にて連結する等速ジョイ
   ントにして、環状のフランジ部と互いに隔置された二つ
   のアーム部とを有しフランジ部にて互いに締結固定され
   た一対のフランジヨークと、連結部と球状突起と互いに
   隔置され前記連結部と前記球状突起とを一体に接続する
   二つのアーム部とを有する一対のピンヨークと、前記フ
   ランジヨークの二つのアーム部と前記ピンヨークの二つ
   のアーム部とを枢動連結する一対のクロスピースと、前
   記一対のピンヨークの前記球状突起を受けるソケット部
   を偏心した位置に有し外周縁部にて全周に亘り前記一対
   のフランジヨークの前記フランジ部により郭定された環
   状溝内に配置された心出しディスクと、前記心出しディ
   スクの両側面を横切る方向に前記外周縁部を全周に亘り
   前記環状溝の側壁面に対し押圧する円環板状のばねとを
   有することを特徴とする等速ジョイント。