JP3769846B2 - 弾性自在継手 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る弾性自在継手は、自動車用操舵装置内に組み込み、ステアリングホイールの動きをステアリングギヤに伝達自在にすると共に、ステアリングギヤ側の振動がステアリングホイールに伝わるのを防止する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用操舵装置は、ステアリングホイールにより回転駆動されるステアリングシャフトの動きをステアリングギヤに伝達し、前輪に舵角を付与する様に構成している。上記ステアリングシャフトとステアリングギヤの入力軸とは同一直線上に配置できないのが普通である。この為、これらステアリングシャフトと入力軸との間に自在継手を設けて、上記ステアリングホイールの動きを上記ステアリングギヤに伝達自在としている。又、自動車の走行時に車輪からステアリングギヤに伝わった振動がステアリングホイールに伝達される事で、運転者に不快感を与える事を防止する為、上記自在継手に振動吸収能力を持たせる事も、従来から行われている。そして、自在継手に振動吸収能力を持たせるのに、この自在継手にゴム等の弾性材を組み込み、この弾性材により、振動の伝達を防止する、所謂弾性自在継手が、一般的に使用されている。
【０００３】
この様な弾性自在継手として従来から、特開昭５６−３９３２５号公報（＝フランス特許公開２４６４４０４）、実開昭５４−８２２５７号公報、実開平５−８３４６２号公報、同５−８９９６４号公報、フランス特許公開２６１４９８５等に記載されたものが知られている。これら従来から知られた弾性自在継手は、基本構造はほぼ同じであるから、このうちの実開平５−８９９６４号公報に記載された構造に就いて、図９〜１１により説明する。
【０００４】
この弾性自在継手１は、図９に示す様に、シャフト２と、このシャフト２の先端部（図９〜１０の左端部）に緩衝筒３を介して外嵌固定された第一ヨーク４と、第二ヨーク５と、この第二ヨーク５と上記第一ヨーク４とを連結する十字軸６とを備える。上記シャフト２の先端で上記緩衝筒３の一端縁（図１０の左端縁）から突出した部分には、図１０〜１１に示す様に、セレーション軸部７を形成している。そして、このセレーション軸部７に伝達駒８の中心孔９を、セレーション係合させている。従ってこの伝達駒８は、上記シャフト２の先端部に固設されて、このシャフト２と共に回転する。又、この伝達駒８の外周縁で直径方向反対側の２個所位置には、上記緩衝筒３の外周面よりも直径方向外方に突出する突片１０、１０を一体形成している。
【０００５】
上記弾性自在継手１の構成各部材のうち、上記緩衝筒３は、ゴム、エラストマー等の弾性材１１を含んで円筒状に形成している。即ち、この緩衝筒３は、それぞれが金属製で円筒状に造られた内側スリーブ１２と外側スリーブ１３とを、互いに同心に配置している。そして、上記内側スリーブ１２の外周面と上記弾性材１１の内周面とを焼き付け若しくは接着により結合し、上記外側スリーブ１３の内周面と上記弾性材１１の外周面とを同様に結合している。そして、上記内側スリーブ１２を上記シャフト２の先端部に外嵌固定し、上記外側スリーブ１３を上記第一ヨーク４に設けた、次述する円筒部１４に内嵌固定している。
【０００６】
上記第一ヨーク４は、円筒部１４と、この円筒部１４の軸方向（図９〜１０の左右方向）一端縁（同図の左端縁）の直径方向反対位置から軸方向に延びる１対の第一アーム１５、１５とを有する。そして、これら各第一アーム１５、１５の先端部（図９〜１０の左端部）に、それぞれ第一円孔１６、１６を、互いに同心に形成している。又、上記円筒部１４の軸方向一端縁の直径方向反対位置で、上記１対の第一アーム１５、１５から外れた部分には、それぞれ切り欠き１７、１７を形成している。これら各切り欠き１７、１７の幅寸法Ｗは、前記伝達駒８の突片１０、１０の幅寸法ｗよりも大きい（Ｗ＞ｗ）。そして、上記第一ヨーク４の内側にシャフト２を組み付けた状態で、上記各突片１０、１０は、上記各切り欠き１７、１７の内側に、隙間をあけて緩く係合している。
【０００７】
又、前記第二ヨーク５は、互いに離隔して設けられた１対の第二アーム１８を有し、別のシャフト１９の端部に結合固定される。上記各第二アーム１８の先端部にはそれぞれ第二円孔２０を、互いに同心に形成している。そして、前記十字軸６の４個所の先端部は、それぞれ１対ずつ設けられた第一、第二両円孔１６、２０の内側に、ラジアルニードル軸受等の軸受を介して、回転自在に支持されている。
【０００８】
上述の様に構成される弾性自在継手１の作用は、次の通りである。自動車が直進状態にある場合、或は、ステアリングホイールからシャフト２に加えられる回転トルクが小さい場合には、シャフト２の先端部に固定された伝達駒８の突片１０、１０が、第一ヨーク４の円筒部１４に形成した切り欠き１７、１７の内側中立位置若しくは中立位置から少しだけ偏った位置に存在する。これら各状態では、上記円筒部１４と伝達駒８とが直接接触する事はない。又、上記小さな回転トルクは、前記緩衝筒３を介して、上記シャフト２から第一ヨーク４に伝達される。この場合には、車輪からステアリングギヤ、前記別のシャフト１９、第二ヨーク５、十字軸６等を介して第一ヨーク４に伝達された振動が、上記緩衝筒３を構成する弾性材１１により吸収され、上記シャフト２までは伝わらない。
【０００９】
これに対して、前輪に大きな舵角を付与する場合等の様に、ステアリングホイールからシャフト２に加えられる回転トルクが大きい場合には、上記各突片１０、１０が上記各切り欠き１７、１７の内側面と衝合する。この結果、ステアリングホイールから上記シャフト２に加えられた回転トルクのうちの多くの部分が、上記伝達駒８を介して上記第一ヨーク４に伝達される。この状態では、上記緩衝筒３を介して伝達される回転トルクは限られたものとなる。従って、弾性自在継手１を介して伝達する回転トルクが大きくなった場合でも、上記緩衝筒３を構成する弾性材１１に無理な力が作用して、この弾性材１１が破損する事はない。
【００１０】
尚、衝突事故の際に、弾性自在継手に大きな交差角度を持たせて、運転者を保護する事を考慮した構造が、特開平８−１７０６４７号公報に記載されている。図１２〜１４は、この公報に記載された弾性自在継手を示している。弾性自在継手１ａは図１２に示す様に、シャフト２ａと、このシャフト２ａの先端部（図１２〜１３の左端部）に緩衝筒３を介して外嵌固定された第一ヨーク４と、第二ヨーク５と、この第二ヨーク５と上記第一ヨーク４とを連結する十字軸６とを備える。上記シャフト２ａの先端で上記緩衝筒３の一端縁（図１２〜１３の左端縁）から突出した部分には、図１４に示す様な形状を有する鍔状の伝達駒部２１を、冷間鍛造加工等、適宜の加工方法により、上記シャフト２ａと一体に形成している。又、この伝達駒部２１の外周縁で直径方向反対側の２個所位置には、上記緩衝筒３の外周面よりも直径方向外方に突出する突片１０ａ、１０ａを一体形成している。上記シャフト２ａの先端面中央部でもある、上記伝達駒部２１の中央部には、凹部２７を形成している。この凹部２７は、開口部の形状が円形となる、球状凹面としている。従ってこの凹部２７は、中央部が最も深く、周縁部に向かう程次第に浅くなる。
【００１１】
又、上記緩衝筒３は、前述した従来構造の第１例の場合と同様に、内側スリーブ１２の外周面と弾性材１１の内周面とを焼き付け若しくは接着により結合し、外側スリーブ１３の内周面と上記弾性材１１の外周面とを同様に結合して、全体を円筒状に形成している。そして、上記内側スリーブ１２を上記シャフト２ａの先端部に外嵌固定し、上記外側スリーブ１３を上記第一ヨーク４に設けた、後述する円筒部１４に内嵌固定している。
【００１２】
尚、上記シャフト２ａの先端部には、図１２〜１４に示す様に、上記伝達駒部２１及びこの伝達駒部２１の基端部（図１２〜１４の右端部）に形成された段部２４を除く他の部分よりも外径寸法が大きな、大径部２２を設けている。そして、この大径部２２の一部外周面にローレット加工による細かな凹凸を形成している。上記緩衝筒３を上記シャフト２ａの先端部に外嵌固定する場合には、この緩衝筒３の内側スリーブ１２に上記シャフト２ａを、このシャフト２ａの基端部側（図１２の右側）から挿入し、上記内側スリーブ１２を上記大径部２２に、十分な締め代を持って外嵌する。更に、上記内側スリーブ１２の先端縁（図１２〜１３の右端縁）を上記段部２４に突き当てた状態で、上記大径部２２の基端縁部（図１２〜１４の右端縁部）を直径方向外方にかしめ広げ、かしめ部２３、２３を形成している。そして、これら各かしめ部２３、２３と上記内側スリーブ１２の基端縁（図１２〜１３の右端縁）とを係合させている。この状態で上記内側スリーブ１２は、軸方向（図１２〜１３の左右方向）両端縁部と、上記段部２４及びかしめ部２３、２３との係合に基づき、軸方向に亙る移動を阻止される。
【００１３】
一方、前記第一ヨーク４は、それぞれが前述の図９〜１１に示した第１例と同様の円筒部１４と、第一アーム１５、１５と、第一円孔１６、１６と、切り欠き１７、１７とを備える。そして、上記第一ヨーク４の内側にシャフト２ａを組み付けた状態で、上記各突片１０ａ、１０ａを、上記各切り欠き１７、１７の内側に、隙間をあけて緩く係合させている。
【００１４】
更に、前記第二ヨーク５は、例えば厚肉金属板にプレス加工を施す事により造られて、互いに離隔して設けられた１対の第二アーム１８、１８を有する。この様な第二ヨーク５は、別のシャフト１９（図９参照）の端部に、図示しないボルトの緊締に基づいて結合固定される。上記各第二アーム１８、１８の先端部（図１２の右下部）にはそれぞれ第二円孔２０、２０を、互いに同心に形成している。そして、前記十字軸６の４個所の先端部は、それぞれ１対ずつ設けられた第一、第二両円孔１６、２０の内側に、軸受カップ２５、２５を含んで構成されるラジアルニードル軸受２６、２６を介して、回転自在に支持している。
【００１５】
上述の様に構成される弾性自在継手１ａの通常時の作用は、前述の図９〜１０に示した従来構造の第１例の場合と同様である。特に、図１２〜１４に示した、従来構造の第２例の弾性自在継手１ａの場合には、前記シャフト２ａの先端面に形成した凹部２７の存在に基づき、この先端面と前記第二ヨーク５との距離を短くしても、この第二ヨーク５を構成する前記第二アーム１８の先端縁とシャフト２ａの先端面とが干渉しなくなる。即ち、上記第二ヨーク５が前記十字軸６を中心に揺動すると、上記第二アーム１８の先端縁が、上記十字軸６を中心とする円弧状の軌跡を描きつつ上記先端面に近づく。上記先端縁と先端面とが最も近づいた状態では、この先端面の中央部と上記先端縁とが対向する。図１２〜１４に示した構造の場合には、先端面の中央部に上記凹部２７が存在する為、これら先端面と先端縁とが干渉しにくくなる。従って、干渉防止の為に第一ヨーク４を大型化（第一アーム１５の長さを長く）しなくても、弾性自在継手１ａを構成する第一、第二ヨーク４、５同士の交差角度を大きくできる。言い換えれば、交差角度を確保しても、上記凹部２７の深さ分だけ、上記第二ヨーク５とシャフト２ａとを近づける事が可能になって、上記第一ヨーク４の小型化が可能になる。そして、この小型化により、上記第一ヨーク４の全長が短くなり、絞り加工によりこの第一ヨーク４を成形する際の成形性が向上し、加工コストを低減できる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
但し、これら従来の弾性自在継手１、１ａの構造では、何れも次に述べる様な問題を生じる。即ち、これら弾性自在継手１、１ａを長期間に亙り使用する等により、緩衝筒３を構成するゴム、エラストマー等の弾性材１１が、劣化により破損する可能性がある。又、この弾性材１１自体が破損しない場合でも、この弾性材１１の外周面又は内周面と、緩衝筒３を構成する外側スリーブ１３の内周面又は内側スリーブ１２の外周面との接着部（焼き付けによる接合面を含む。以下同じ。）が剥離する可能性もある。
【００１７】
この様な弾性材１１の破損、或は接着部の剥離が発生し、しかもシャフト２、２ａと他のシャフトとの結合部が緩んでいたりする等、悪条件が重なると、第一ヨーク４に対してシャフト２、２ａが軸方向に変位する。このシャフト２、２ａが第一ヨーク４から抜け出す方向に変位する事は、伝達駒８又は伝達駒部２１の突片１０、１０ａと、第一ヨーク４の円筒部１４との係合により防止される。これに対して、シャフト２、２ａが第一ヨーク４内により多く差し込まれる方向へは、或る程度変位できる。そして、シャフト２、２ａがこの様な方向に変位すると、これらシャフト２、２ａの先端面と第二ヨーク５又は十字軸６とが干渉して、弾性自在継手１、１ａを構成する第一、第二ヨーク４、５同士の変位が円滑に行われなくなる可能性がある。
本発明の弾性自在継手は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１８】
【課題を解決する為の手段】
本発明の弾性自在継手は、次の(1) 〜(9) の要件を総て満たす。
(1) シャフトと、このシャフトの先端部に緩衝筒を介して外嵌固定された第一ヨークと、第二ヨークと、この第二ヨークと上記第一ヨークとを連結する十字軸とを備える。
(2) 上記シャフトの先端で上記緩衝筒の一端縁から突出した部分には、この緩衝筒の外周面よりも直径方向外方に突出する突片が固設されている。
(3) 上記緩衝筒は、金属製の内側スリーブの外周面と弾性材の内周面とを結合すると共に、この弾性材の外周面と金属製の外側スリーブの内周面とを結合する事により筒状に形成されている。
(4) 上記第一ヨークは、筒部と、この筒部の軸方向一端縁の直径方向反対位置から軸方向に延びる１対の第一アームと、これら各第一アームの先端部に互いに同心に形成された１対の第一円孔と、上記筒部の軸方向一端縁で、上記１対の第一アームから外れた部分に形成された切り欠きとを備える。
(5) 上記第二ヨークは、互いに離隔して設けられた１対の第二アームと、これら各第二アームの先端部に互いに同心に形成された第二円孔とを備える。
(6) 上記十字軸の４個所の先端部は、それぞれ１対ずつ設けられた上記第一、第二両円孔の内側に回転自在に支持されている。
(7) 上記シャフトの先端に設けられた突片は、上記第一ヨークの筒部に形成した切り欠きに、隙間をあけて緩く係合している。
(8) 上記シャフトの中間部で、上記緩衝筒の他端縁より突出した部分には、上記緩衝筒の外周面よりも直径方向外方に突出するストッパーを、少なくとも上記緩衝筒から離れる方向への移動を阻止した状態で、且つ、上記緩衝筒を構成し、上記第一ヨークの筒部に内嵌固定される、この緩衝筒の外側スリーブとの間に隙間を介在させた状態で装着している。
(9) ストッパーが金属板製の圧入固定ナットであり、この圧入固定ナットは、円輪状の基部と、それぞれが弾性変形自在な複数個の圧入部とから成り、これら各圧入部は、円輪状の金属板の内周縁に複数の切り欠きを形成し、円周方向に隣り合う切り欠き同士の間を、表裏方向に関し同方向に折り曲げて、上記各圧入部の内接円の直径をシャフトのうちで上記ストッパーを装着すべき部分の外径よりも小さくしたものであって、一部を上記緩衝筒の内側スリーブに突き当てた状態で、上記シャフトの中間部に装着されている。
【００１９】
【作用】
上述のように構成される弾性自在継手が、非直線状に配置された１対の軸同士の間で回転トルクの伝達を行う際の作用、及び振動の伝達を防止する際の作用自体は、前述した従来の弾性自在継手と同様である。
【００２０】
特に、本発明の弾性自在継手は、シャフトの中間部で緩衝筒の他端縁より突出した部分に装着した、ストッパーである圧力固定ナットが、上記シャフトが第一ヨーク内により多く差し込まれる方向に変位する事を防止する。即ち、弾性自在継手を長期間に亙り使用する等により、上記緩衝筒を構成する弾性材が破損したり、この弾性材の周面と相手部材の周面との接着部が剥離しても、上記ストッパーが、上記シャフトが上記緩衝筒の外周面に固定された上記第一ヨーク内に、より多く差し込まれる方向への変位を阻止する。従って、上記シャフトが上記第一ヨークから上記方向へ変位し、このシャフトの先端面と第二ヨーク又は十字軸とが干渉して、弾性自在継手を構成する第一、第二ヨーク同士の変位が円滑に行われなくなる事を防止する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に関する参考例の１例を示している。本参考例の弾性自在継手の特徴は、シャフトの中間部にストッパーを装着した点にある。図示の例の場合、その他の部分の構成及び作用に就いては、前述の図１２〜１４に示した従来構造の第２例と同様である為、同等部分に関する図示及び説明は省略若しくは簡略にし、以下、本参考例の特徴点に関連する部分を中心に説明する。
【００２２】
弾性自在継手１ｂは、シャフト２ｂと、このシャフト２ｂの先端部（同図の左端部）に緩衝筒３を介して外嵌固定された第一ヨーク４とを備える。そして、上記シャフト２ｂの先端で上記緩衝筒３の一端縁（同図の左端縁）から突出した部分には、鍔状の伝達駒部２１を、上記シャフト２ｂと一体に形成している。又、この伝達駒部２１の外周縁で直径方向反対側の２個所位置には、上記緩衝筒３の外周面よりも直径方向外方に突出する突片１０ａ、１０ａを、伝達駒部２１と一体に形成している。
【００２３】
上記緩衝筒３は、前述した従来構造の場合と同様に、金属製の内側スリーブ１２の外周面とゴム、エラストマー等の弾性材１１の内周面とを焼き付け若しくは接着により結合し、金属製の外側スリーブ１３の内周面と上記弾性材１１の外周面とを同様に結合して、全体を円筒状に形成している。そして、上記内側スリーブ１２を上記シャフト２ｂの先端部に外嵌固定し、上記外側スリーブ１３を上記第一ヨーク４に設けた円筒部１４に内嵌固定している。この第一ヨーク４は、筒部である円筒部１４と、１対の第一アーム１５とを有する。そして、このうちの円筒部１４の一端縁に設けた切り欠き１７、１７の内側に、上記伝達駒部２１の突片１０ａ、１０ａを、隙間をあけて緩く係合させている。
【００２４】
更に、本参考例の弾性自在継手の場合、上記シャフト２ｂの中間部外周面で、上記緩衝筒３の他端縁（同図の右側縁）よりも少し突出した部分の外周面に凹溝２８を、全周に亙り設けている。そして、この凹溝２８に、上記緩衝筒３の外周面、即ち上記外側スリーブ１３の外周面よりも直径方向外方に突出する、金属製で円輪状の止め輪２９を固定している。ストッパーである、この止め輪２９は、上記緩衝筒３の内側スリーブ１２に上記シャフト２ｂを、このシャフト２ｂの基端側（同図の右側）から挿入し、上記内側スリーブ１２を上記シャフト２ｂの大径部２２に、十分な締め代を持って外嵌し、図示しないかしめ部、或はスポット溶接部等によって、上記内側スリーブ１２の基端縁（同図の右端縁）とシャフト２ｂとを固定し、更に、第一ヨーク１４を上記外側スリーブ１３に外嵌固定した後に、上記凹溝２８に係止固定する。尚、この止め輪２９の内径は、内周縁部に形成した複数の切り込み、若しくは円周方向１個所に、内周縁から外周縁にまで連続させて形成したスリット等により、弾性的に拡大自在としている。
【００２５】
尚、これら凹溝２８及び止め輪２９の位置を、上記緩衝筒３の他端縁より少し突出した部分に設けたのは、上記止め輪２９が、上記緩衝筒３の外側スリーブ１３と当接し、ステアリングギヤから第二ヨーク５（図１２）に伝わった振動が、弾性材１１を介さずに、直接上記シャフト２ｂに伝達されるのを防止するためである。
【００２６】
上述の様に構成される弾性自在継手１ｂの場合には、第一ヨーク４を構成する緩衝筒３の他端縁よりも少し突出した部分に、ストッパーである止め輪２９を設けた事により、上記シャフト２ｂが上記第一ヨーク４内により多く差し込まれる方向に変位する事を防止できる。即ち、弾性自在継手１ｂの長期間に亙る使用等により、上記緩衝筒３を構成する弾性材１１が破損したり、この緩衝筒３を構成する外側スリーブ１３の内周面と弾性材１１の外周面との接着部、若しくはこの緩衝筒３を構成する内側スリーブ１２の外周面と弾性材１１の内周面との接着部が剥離したりしても、上記第一ヨーク４に内嵌固定された外側スリーブ１３の後端縁（同図の右側縁）と、上記止め輪２９の前側面（同図の左側面）との係合により、上記シャフト２ｂが、上記緩衝筒３の外側スリーブ１３に固定された第一ヨーク４内に、より多く差し込まれる方向（同図の左方向）に変位するのを阻止する。従って、弾性材１１が破損若しくは剥離し、しかも、上記シャフト２ｂと別のシャフトとの結合部に緩みが発生すると言った、悪条件が重なった場合でも、上記第一ヨーク４から上記方向に変位する事はない。従って、このシャフト２ｂの先端面と第二ヨーク５の第二アーム１８の先端縁（図１２参照）とが干渉する事はなく、弾性自在継手１ｂを構成する第一、第二ヨーク４、５同士の変位が円滑に行われなくなる事はない。
【００２７】
尚、上述した緩衝筒３を構成する、第一ヨーク４の円筒部１４に内嵌固定される部材である外側スリーブ１３の他端縁と、止め輪２９との間に介在させる隙間３７の大きさは、少なくとも通常時（弾性材１１の破損や剥離が発生していない時）に、止め輪２９と外側スリーブ１３の他端縁とが当接しないようにするものであれば良い。そして、万が一、上記弾性材１１に破損若しくは接着部の剥離が発生し、上記結合部の緩みにより、上記外側スリーブ１３の後端縁と止め輪２９の前側面とが当接する事があっても、上記シャフト２ｂの先端面と十字軸６とが干渉する事がない様に規制する。具体的には、これら後端縁と前側面とが当接した状態でも、上記シャフト２ｂの先端面と第二ヨーク５を構成する第二アーム１８の先端縁とが干渉しない様に、上記隙間３７を規制する。
【００２８】
次に、図２〜４は、請求項１にのみ対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の弾性自在継手１ｃの場合は、シャフト２ａが第一ヨーク４内により多く差し込まれる方向に変位するのを防止する為のストッパーとして、上述した参考例の止め輪２９（図１）の代わりに、圧入固定ナット３０を使用している。そして、緩衝筒３ａを構成する内側スリーブ１２の後端縁を、同じく緩衝筒３ａを構成する外側スリーブ１３の後端縁よりも、上記シャフト２ａの基端寄り（図２の右寄り）に少し突出させている。
【００２９】
上記圧入固定ナット３０は、図３〜４に示す様に、厚さ方向に十分な強度を持つ金属板より造る。即ち、この圧入固定ナット３０は、円輪状の基部３１と、それぞれが弾性変形自在な、複数個（図示の例では４個）の圧入部３２、３２とから成る。これら圧入部３２、３２は、円輪状の金属板の内周面に切り欠き３３、３３を形成し、円周方向に隣り合う切り欠き３３、３３同士の間を、表裏方向に関し同方向に少し折り曲げる事により形成する。尚、上記各圧入部３２、３２の自由状態で、これら各圧入部３２、３２の最大内接円の直径は上記シャフト２ａの大径部２２の外径よりも少し小さくしている。又、上記各切り欠き３３、３３の最小外接円の直径は、上記大径部２２の外径よりも十分に大きくしている。そして、上述した第１例と同様に、上記シャフト２ａと、緩衝筒３ａと、第一ヨーク４とを結合した後、上記圧入固定ナット３０を上記シャフト２ａの基端側から圧入し、この圧入固定ナット３０の前側面の一部を、上記緩衝筒３ａの内側スリーブ１２の後端縁に突き当てる。本例の場合、上記緩衝筒３ａの内側スリーブ１２の後端縁を、外側スリーブ１３の後端縁よりも上記シャフト２ａの基端寄りに少し突出させている為、上記圧入固定ナット３０の前側面が、上記緩衝筒３ａの外側スリーブ１３に当接する事はない。従って、上述した参考例と同様に、ステアリングギヤからの振動が弾性材１１を介さずに直接上記シャフト２ｂに伝達されるのを防止できる。
【００３０】
上述の様に構成される本例の弾性自在継手１ｃの場合、上記圧入固定ナット３０の前側面の一部を、上記緩衝筒３ａの内側スリーブ１２の後端縁に突き当てる為、上記緩衝筒３ａの弾性材１１の破損、又は上記外側スリーブ１３或は上記内側スリーブ１２と、上記弾性材１１の周面との接着部の剥離によリ、上記シャフト２ａが上記第一ヨーク４内により多く差し込まれる方向へ変位するのを防止できる。本例の場合、シャフト２ａの外周面に、参考例の構造の様な凹溝２８（図１）を形成する必要がないので、このシャフト２ａの製造の容易化と、強度の確保とを図れる。
その他の構成及び作用については、前述した参考例と同様である為、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３１】
次に、図５〜８は、請求項１〜２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の弾性自在継手１ｄの場合も、上述した第１例の構造で使用する圧入固定ナット３０（図２〜４）と類似する、圧入固定ナット３４を使用する。特に、本例に使用する圧入固定ナット３４の場合、内周縁部に、それぞれが弾性変形自在な、複数の圧入部３５、３５の他、これら各圧入部３５、３５と軸方向反対側に向け直角に折り曲げ形成した、複数の突き当て部３６、３６を形成している。これら各突き当て部３６、３６は、それぞれ円周方向に隣り合う圧入部３５、３５同士の間部分で円周方向の少なくとも３個所以上部分に、互いに等間隔に設ける。尚、これら各突き当て部３６、３６の最大内接円の直径は、シャフト２ａの大径部２２の直径よりも僅かに大きくしている。上記各圧入部３５、３５の寸法は、上述した第１例と同様である。従って、上記圧入固定ナット３４は、上述した第１例の圧入固定ナット３０と同様に、上記シャフト２ａに圧入できる。そして、圧入した状態では上記突き当て部３６、３６を、緩衝筒３を構成する内側スリーブ１２の後端縁に突き当てる。従って、本例では、上述した第１例の様に、上記緩衝筒３の内側スリーブ１２の後端縁を、外側スリーブ１３の後端縁よりも上記シャフト２ａの基端寄りに突出させる必要がなくなる。この結果、上記緩衝筒３をシャフト２ａの大径部２２に外嵌固定する際に、組付け方向を考慮する必要がなくなり、組み付け性が向上する。
その他の構成及び作用については、上述した第１例と同様である為、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の弾性自在継手は、以上の様に構成され作用するので、万が一、緩衝筒を構成する弾性材が破損したり、又は、この弾性材と上記緩衝筒を構成する相手部材との接着部が剥離し、しかもシャフトと他のシャフトとの結合部が緩んでいた場合にも、上記緩衝筒の内周面に固定されたシャフトが、上記緩衝筒の外周面に固定された第一ヨーク内に、より多く差し込まれる方向に変位するのを防止できる。従って、上記シャフトが上記第一ヨークから上記方向へ変位し、このシャフトの先端面と第二ヨークや十字軸とが干渉して、弾性自在継手を構成する第一、第二ヨーク同士の変位が円滑に行われなくなる事を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に関する参考例の１例を示す部分切断面図
【図２】 本発明の実施の形態の第１例を示す部分切断面図。
【図３】 図２の構造を構成する圧入固定ナットを示す正面図。
【図４】 図３のＡ−Ａ断面図。
【図５】 本発明の実施の形態の第２例を示す部分切断面図。
【図６】 図５の構造を構成する圧入固定ナットを示す斜視図。
【図７】 同正面図。
【図８】 切断面以外の部分を一部省略して示す、図７のＢ−Ｂ断面図。
【図９】 従来構造の第１例を示す斜視図。
【図１０】 十字軸と第二ヨークとを省略して示す、図９のＣ−Ｃ断面図。
【図１１】 図１０の左方から見た図。
【図１２】 従来構造の第２例を示す部分切断面図。
【図１３】 十字軸と第二ヨークとを省略して示す、図１２の左部拡大図。
【図１４】 図１３からシャフトの先端部のみを取り出して示す図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 弾性自在継手
２、２ａ、２ｂ シャフト
３、３ａ 緩衝筒
４ 第一ヨーク
５ 第二ヨーク
６ 十字軸
７ セレーション軸部
８ 伝達駒
９ 中心孔
１０、１０ａ 突片
１１ 弾性材
１２ 内側スリーブ
１３ 外側スリーブ
１４ 円筒部
１５ 第一アーム
１６ 第一円孔
１７ 切り欠き
１８ 第二アーム
１９ 別のシャフト
２０ 第二円孔
２１ 伝達駒部
２２ 大径部
２３ かしめ部
２４ 段部
２５ 軸受カップ
２６ ラジアルニードル軸受
２７ 凹部
２８ 凹溝
２９ 止め輪
３０ 圧入固定ナット
３１ 基部
３２ 圧入部
３３ 切り欠き
３４ 圧入固定ナット
３５ 圧入部
３６ 突き当て部
３７ 隙間
【発明の属する技術分野】
この発明に係る弾性自在継手は、自動車用操舵装置内に組み込み、ステアリングホイールの動きをステアリングギヤに伝達自在にすると共に、ステアリングギヤ側の振動がステアリングホイールに伝わるのを防止する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用操舵装置は、ステアリングホイールにより回転駆動されるステアリングシャフトの動きをステアリングギヤに伝達し、前輪に舵角を付与する様に構成している。上記ステアリングシャフトとステアリングギヤの入力軸とは同一直線上に配置できないのが普通である。この為、これらステアリングシャフトと入力軸との間に自在継手を設けて、上記ステアリングホイールの動きを上記ステアリングギヤに伝達自在としている。又、自動車の走行時に車輪からステアリングギヤに伝わった振動がステアリングホイールに伝達される事で、運転者に不快感を与える事を防止する為、上記自在継手に振動吸収能力を持たせる事も、従来から行われている。そして、自在継手に振動吸収能力を持たせるのに、この自在継手にゴム等の弾性材を組み込み、この弾性材により、振動の伝達を防止する、所謂弾性自在継手が、一般的に使用されている。
【０００３】
この様な弾性自在継手として従来から、特開昭５６−３９３２５号公報（＝フランス特許公開２４６４４０４）、実開昭５４−８２２５７号公報、実開平５−８３４６２号公報、同５−８９９６４号公報、フランス特許公開２６１４９８５等に記載されたものが知られている。これら従来から知られた弾性自在継手は、基本構造はほぼ同じであるから、このうちの実開平５−８９９６４号公報に記載された構造に就いて、図９〜１１により説明する。
【０００４】
この弾性自在継手１は、図９に示す様に、シャフト２と、このシャフト２の先端部（図９〜１０の左端部）に緩衝筒３を介して外嵌固定された第一ヨーク４と、第二ヨーク５と、この第二ヨーク５と上記第一ヨーク４とを連結する十字軸６とを備える。上記シャフト２の先端で上記緩衝筒３の一端縁（図１０の左端縁）から突出した部分には、図１０〜１１に示す様に、セレーション軸部７を形成している。そして、このセレーション軸部７に伝達駒８の中心孔９を、セレーション係合させている。従ってこの伝達駒８は、上記シャフト２の先端部に固設されて、このシャフト２と共に回転する。又、この伝達駒８の外周縁で直径方向反対側の２個所位置には、上記緩衝筒３の外周面よりも直径方向外方に突出する突片１０、１０を一体形成している。
【０００５】
上記弾性自在継手１の構成各部材のうち、上記緩衝筒３は、ゴム、エラストマー等の弾性材１１を含んで円筒状に形成している。即ち、この緩衝筒３は、それぞれが金属製で円筒状に造られた内側スリーブ１２と外側スリーブ１３とを、互いに同心に配置している。そして、上記内側スリーブ１２の外周面と上記弾性材１１の内周面とを焼き付け若しくは接着により結合し、上記外側スリーブ１３の内周面と上記弾性材１１の外周面とを同様に結合している。そして、上記内側スリーブ１２を上記シャフト２の先端部に外嵌固定し、上記外側スリーブ１３を上記第一ヨーク４に設けた、次述する円筒部１４に内嵌固定している。
【０００６】
上記第一ヨーク４は、円筒部１４と、この円筒部１４の軸方向（図９〜１０の左右方向）一端縁（同図の左端縁）の直径方向反対位置から軸方向に延びる１対の第一アーム１５、１５とを有する。そして、これら各第一アーム１５、１５の先端部（図９〜１０の左端部）に、それぞれ第一円孔１６、１６を、互いに同心に形成している。又、上記円筒部１４の軸方向一端縁の直径方向反対位置で、上記１対の第一アーム１５、１５から外れた部分には、それぞれ切り欠き１７、１７を形成している。これら各切り欠き１７、１７の幅寸法Ｗは、前記伝達駒８の突片１０、１０の幅寸法ｗよりも大きい（Ｗ＞ｗ）。そして、上記第一ヨーク４の内側にシャフト２を組み付けた状態で、上記各突片１０、１０は、上記各切り欠き１７、１７の内側に、隙間をあけて緩く係合している。
【０００７】
又、前記第二ヨーク５は、互いに離隔して設けられた１対の第二アーム１８を有し、別のシャフト１９の端部に結合固定される。上記各第二アーム１８の先端部にはそれぞれ第二円孔２０を、互いに同心に形成している。そして、前記十字軸６の４個所の先端部は、それぞれ１対ずつ設けられた第一、第二両円孔１６、２０の内側に、ラジアルニードル軸受等の軸受を介して、回転自在に支持されている。
【０００８】
上述の様に構成される弾性自在継手１の作用は、次の通りである。自動車が直進状態にある場合、或は、ステアリングホイールからシャフト２に加えられる回転トルクが小さい場合には、シャフト２の先端部に固定された伝達駒８の突片１０、１０が、第一ヨーク４の円筒部１４に形成した切り欠き１７、１７の内側中立位置若しくは中立位置から少しだけ偏った位置に存在する。これら各状態では、上記円筒部１４と伝達駒８とが直接接触する事はない。又、上記小さな回転トルクは、前記緩衝筒３を介して、上記シャフト２から第一ヨーク４に伝達される。この場合には、車輪からステアリングギヤ、前記別のシャフト１９、第二ヨーク５、十字軸６等を介して第一ヨーク４に伝達された振動が、上記緩衝筒３を構成する弾性材１１により吸収され、上記シャフト２までは伝わらない。
【０００９】
これに対して、前輪に大きな舵角を付与する場合等の様に、ステアリングホイールからシャフト２に加えられる回転トルクが大きい場合には、上記各突片１０、１０が上記各切り欠き１７、１７の内側面と衝合する。この結果、ステアリングホイールから上記シャフト２に加えられた回転トルクのうちの多くの部分が、上記伝達駒８を介して上記第一ヨーク４に伝達される。この状態では、上記緩衝筒３を介して伝達される回転トルクは限られたものとなる。従って、弾性自在継手１を介して伝達する回転トルクが大きくなった場合でも、上記緩衝筒３を構成する弾性材１１に無理な力が作用して、この弾性材１１が破損する事はない。
【００１０】
尚、衝突事故の際に、弾性自在継手に大きな交差角度を持たせて、運転者を保護する事を考慮した構造が、特開平８−１７０６４７号公報に記載されている。図１２〜１４は、この公報に記載された弾性自在継手を示している。弾性自在継手１ａは図１２に示す様に、シャフト２ａと、このシャフト２ａの先端部（図１２〜１３の左端部）に緩衝筒３を介して外嵌固定された第一ヨーク４と、第二ヨーク５と、この第二ヨーク５と上記第一ヨーク４とを連結する十字軸６とを備える。上記シャフト２ａの先端で上記緩衝筒３の一端縁（図１２〜１３の左端縁）から突出した部分には、図１４に示す様な形状を有する鍔状の伝達駒部２１を、冷間鍛造加工等、適宜の加工方法により、上記シャフト２ａと一体に形成している。又、この伝達駒部２１の外周縁で直径方向反対側の２個所位置には、上記緩衝筒３の外周面よりも直径方向外方に突出する突片１０ａ、１０ａを一体形成している。上記シャフト２ａの先端面中央部でもある、上記伝達駒部２１の中央部には、凹部２７を形成している。この凹部２７は、開口部の形状が円形となる、球状凹面としている。従ってこの凹部２７は、中央部が最も深く、周縁部に向かう程次第に浅くなる。
【００１１】
又、上記緩衝筒３は、前述した従来構造の第１例の場合と同様に、内側スリーブ１２の外周面と弾性材１１の内周面とを焼き付け若しくは接着により結合し、外側スリーブ１３の内周面と上記弾性材１１の外周面とを同様に結合して、全体を円筒状に形成している。そして、上記内側スリーブ１２を上記シャフト２ａの先端部に外嵌固定し、上記外側スリーブ１３を上記第一ヨーク４に設けた、後述する円筒部１４に内嵌固定している。
【００１２】
尚、上記シャフト２ａの先端部には、図１２〜１４に示す様に、上記伝達駒部２１及びこの伝達駒部２１の基端部（図１２〜１４の右端部）に形成された段部２４を除く他の部分よりも外径寸法が大きな、大径部２２を設けている。そして、この大径部２２の一部外周面にローレット加工による細かな凹凸を形成している。上記緩衝筒３を上記シャフト２ａの先端部に外嵌固定する場合には、この緩衝筒３の内側スリーブ１２に上記シャフト２ａを、このシャフト２ａの基端部側（図１２の右側）から挿入し、上記内側スリーブ１２を上記大径部２２に、十分な締め代を持って外嵌する。更に、上記内側スリーブ１２の先端縁（図１２〜１３の右端縁）を上記段部２４に突き当てた状態で、上記大径部２２の基端縁部（図１２〜１４の右端縁部）を直径方向外方にかしめ広げ、かしめ部２３、２３を形成している。そして、これら各かしめ部２３、２３と上記内側スリーブ１２の基端縁（図１２〜１３の右端縁）とを係合させている。この状態で上記内側スリーブ１２は、軸方向（図１２〜１３の左右方向）両端縁部と、上記段部２４及びかしめ部２３、２３との係合に基づき、軸方向に亙る移動を阻止される。
【００１３】
一方、前記第一ヨーク４は、それぞれが前述の図９〜１１に示した第１例と同様の円筒部１４と、第一アーム１５、１５と、第一円孔１６、１６と、切り欠き１７、１７とを備える。そして、上記第一ヨーク４の内側にシャフト２ａを組み付けた状態で、上記各突片１０ａ、１０ａを、上記各切り欠き１７、１７の内側に、隙間をあけて緩く係合させている。
【００１４】
更に、前記第二ヨーク５は、例えば厚肉金属板にプレス加工を施す事により造られて、互いに離隔して設けられた１対の第二アーム１８、１８を有する。この様な第二ヨーク５は、別のシャフト１９（図９参照）の端部に、図示しないボルトの緊締に基づいて結合固定される。上記各第二アーム１８、１８の先端部（図１２の右下部）にはそれぞれ第二円孔２０、２０を、互いに同心に形成している。そして、前記十字軸６の４個所の先端部は、それぞれ１対ずつ設けられた第一、第二両円孔１６、２０の内側に、軸受カップ２５、２５を含んで構成されるラジアルニードル軸受２６、２６を介して、回転自在に支持している。
【００１５】
上述の様に構成される弾性自在継手１ａの通常時の作用は、前述の図９〜１０に示した従来構造の第１例の場合と同様である。特に、図１２〜１４に示した、従来構造の第２例の弾性自在継手１ａの場合には、前記シャフト２ａの先端面に形成した凹部２７の存在に基づき、この先端面と前記第二ヨーク５との距離を短くしても、この第二ヨーク５を構成する前記第二アーム１８の先端縁とシャフト２ａの先端面とが干渉しなくなる。即ち、上記第二ヨーク５が前記十字軸６を中心に揺動すると、上記第二アーム１８の先端縁が、上記十字軸６を中心とする円弧状の軌跡を描きつつ上記先端面に近づく。上記先端縁と先端面とが最も近づいた状態では、この先端面の中央部と上記先端縁とが対向する。図１２〜１４に示した構造の場合には、先端面の中央部に上記凹部２７が存在する為、これら先端面と先端縁とが干渉しにくくなる。従って、干渉防止の為に第一ヨーク４を大型化（第一アーム１５の長さを長く）しなくても、弾性自在継手１ａを構成する第一、第二ヨーク４、５同士の交差角度を大きくできる。言い換えれば、交差角度を確保しても、上記凹部２７の深さ分だけ、上記第二ヨーク５とシャフト２ａとを近づける事が可能になって、上記第一ヨーク４の小型化が可能になる。そして、この小型化により、上記第一ヨーク４の全長が短くなり、絞り加工によりこの第一ヨーク４を成形する際の成形性が向上し、加工コストを低減できる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
但し、これら従来の弾性自在継手１、１ａの構造では、何れも次に述べる様な問題を生じる。即ち、これら弾性自在継手１、１ａを長期間に亙り使用する等により、緩衝筒３を構成するゴム、エラストマー等の弾性材１１が、劣化により破損する可能性がある。又、この弾性材１１自体が破損しない場合でも、この弾性材１１の外周面又は内周面と、緩衝筒３を構成する外側スリーブ１３の内周面又は内側スリーブ１２の外周面との接着部（焼き付けによる接合面を含む。以下同じ。）が剥離する可能性もある。
【００１７】
この様な弾性材１１の破損、或は接着部の剥離が発生し、しかもシャフト２、２ａと他のシャフトとの結合部が緩んでいたりする等、悪条件が重なると、第一ヨーク４に対してシャフト２、２ａが軸方向に変位する。このシャフト２、２ａが第一ヨーク４から抜け出す方向に変位する事は、伝達駒８又は伝達駒部２１の突片１０、１０ａと、第一ヨーク４の円筒部１４との係合により防止される。これに対して、シャフト２、２ａが第一ヨーク４内により多く差し込まれる方向へは、或る程度変位できる。そして、シャフト２、２ａがこの様な方向に変位すると、これらシャフト２、２ａの先端面と第二ヨーク５又は十字軸６とが干渉して、弾性自在継手１、１ａを構成する第一、第二ヨーク４、５同士の変位が円滑に行われなくなる可能性がある。
本発明の弾性自在継手は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１８】
【課題を解決する為の手段】
本発明の弾性自在継手は、次の(1) 〜(9) の要件を総て満たす。
(1) シャフトと、このシャフトの先端部に緩衝筒を介して外嵌固定された第一ヨークと、第二ヨークと、この第二ヨークと上記第一ヨークとを連結する十字軸とを備える。
(2) 上記シャフトの先端で上記緩衝筒の一端縁から突出した部分には、この緩衝筒の外周面よりも直径方向外方に突出する突片が固設されている。
(3) 上記緩衝筒は、金属製の内側スリーブの外周面と弾性材の内周面とを結合すると共に、この弾性材の外周面と金属製の外側スリーブの内周面とを結合する事により筒状に形成されている。
(4) 上記第一ヨークは、筒部と、この筒部の軸方向一端縁の直径方向反対位置から軸方向に延びる１対の第一アームと、これら各第一アームの先端部に互いに同心に形成された１対の第一円孔と、上記筒部の軸方向一端縁で、上記１対の第一アームから外れた部分に形成された切り欠きとを備える。
(5) 上記第二ヨークは、互いに離隔して設けられた１対の第二アームと、これら各第二アームの先端部に互いに同心に形成された第二円孔とを備える。
(6) 上記十字軸の４個所の先端部は、それぞれ１対ずつ設けられた上記第一、第二両円孔の内側に回転自在に支持されている。
(7) 上記シャフトの先端に設けられた突片は、上記第一ヨークの筒部に形成した切り欠きに、隙間をあけて緩く係合している。
(8) 上記シャフトの中間部で、上記緩衝筒の他端縁より突出した部分には、上記緩衝筒の外周面よりも直径方向外方に突出するストッパーを、少なくとも上記緩衝筒から離れる方向への移動を阻止した状態で、且つ、上記緩衝筒を構成し、上記第一ヨークの筒部に内嵌固定される、この緩衝筒の外側スリーブとの間に隙間を介在させた状態で装着している。
(9) ストッパーが金属板製の圧入固定ナットであり、この圧入固定ナットは、円輪状の基部と、それぞれが弾性変形自在な複数個の圧入部とから成り、これら各圧入部は、円輪状の金属板の内周縁に複数の切り欠きを形成し、円周方向に隣り合う切り欠き同士の間を、表裏方向に関し同方向に折り曲げて、上記各圧入部の内接円の直径をシャフトのうちで上記ストッパーを装着すべき部分の外径よりも小さくしたものであって、一部を上記緩衝筒の内側スリーブに突き当てた状態で、上記シャフトの中間部に装着されている。
【００１９】
【作用】
上述のように構成される弾性自在継手が、非直線状に配置された１対の軸同士の間で回転トルクの伝達を行う際の作用、及び振動の伝達を防止する際の作用自体は、前述した従来の弾性自在継手と同様である。
【００２０】
特に、本発明の弾性自在継手は、シャフトの中間部で緩衝筒の他端縁より突出した部分に装着した、ストッパーである圧力固定ナットが、上記シャフトが第一ヨーク内により多く差し込まれる方向に変位する事を防止する。即ち、弾性自在継手を長期間に亙り使用する等により、上記緩衝筒を構成する弾性材が破損したり、この弾性材の周面と相手部材の周面との接着部が剥離しても、上記ストッパーが、上記シャフトが上記緩衝筒の外周面に固定された上記第一ヨーク内に、より多く差し込まれる方向への変位を阻止する。従って、上記シャフトが上記第一ヨークから上記方向へ変位し、このシャフトの先端面と第二ヨーク又は十字軸とが干渉して、弾性自在継手を構成する第一、第二ヨーク同士の変位が円滑に行われなくなる事を防止する。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明に関する参考例の１例を示している。本参考例の弾性自在継手の特徴は、シャフトの中間部にストッパーを装着した点にある。図示の例の場合、その他の部分の構成及び作用に就いては、前述の図１２〜１４に示した従来構造の第２例と同様である為、同等部分に関する図示及び説明は省略若しくは簡略にし、以下、本参考例の特徴点に関連する部分を中心に説明する。
【００２２】
弾性自在継手１ｂは、シャフト２ｂと、このシャフト２ｂの先端部（同図の左端部）に緩衝筒３を介して外嵌固定された第一ヨーク４とを備える。そして、上記シャフト２ｂの先端で上記緩衝筒３の一端縁（同図の左端縁）から突出した部分には、鍔状の伝達駒部２１を、上記シャフト２ｂと一体に形成している。又、この伝達駒部２１の外周縁で直径方向反対側の２個所位置には、上記緩衝筒３の外周面よりも直径方向外方に突出する突片１０ａ、１０ａを、伝達駒部２１と一体に形成している。
【００２３】
上記緩衝筒３は、前述した従来構造の場合と同様に、金属製の内側スリーブ１２の外周面とゴム、エラストマー等の弾性材１１の内周面とを焼き付け若しくは接着により結合し、金属製の外側スリーブ１３の内周面と上記弾性材１１の外周面とを同様に結合して、全体を円筒状に形成している。そして、上記内側スリーブ１２を上記シャフト２ｂの先端部に外嵌固定し、上記外側スリーブ１３を上記第一ヨーク４に設けた円筒部１４に内嵌固定している。この第一ヨーク４は、筒部である円筒部１４と、１対の第一アーム１５とを有する。そして、このうちの円筒部１４の一端縁に設けた切り欠き１７、１７の内側に、上記伝達駒部２１の突片１０ａ、１０ａを、隙間をあけて緩く係合させている。
【００２４】
更に、本参考例の弾性自在継手の場合、上記シャフト２ｂの中間部外周面で、上記緩衝筒３の他端縁（同図の右側縁）よりも少し突出した部分の外周面に凹溝２８を、全周に亙り設けている。そして、この凹溝２８に、上記緩衝筒３の外周面、即ち上記外側スリーブ１３の外周面よりも直径方向外方に突出する、金属製で円輪状の止め輪２９を固定している。ストッパーである、この止め輪２９は、上記緩衝筒３の内側スリーブ１２に上記シャフト２ｂを、このシャフト２ｂの基端側（同図の右側）から挿入し、上記内側スリーブ１２を上記シャフト２ｂの大径部２２に、十分な締め代を持って外嵌し、図示しないかしめ部、或はスポット溶接部等によって、上記内側スリーブ１２の基端縁（同図の右端縁）とシャフト２ｂとを固定し、更に、第一ヨーク１４を上記外側スリーブ１３に外嵌固定した後に、上記凹溝２８に係止固定する。尚、この止め輪２９の内径は、内周縁部に形成した複数の切り込み、若しくは円周方向１個所に、内周縁から外周縁にまで連続させて形成したスリット等により、弾性的に拡大自在としている。
【００２５】
尚、これら凹溝２８及び止め輪２９の位置を、上記緩衝筒３の他端縁より少し突出した部分に設けたのは、上記止め輪２９が、上記緩衝筒３の外側スリーブ１３と当接し、ステアリングギヤから第二ヨーク５（図１２）に伝わった振動が、弾性材１１を介さずに、直接上記シャフト２ｂに伝達されるのを防止するためである。
【００２６】
上述の様に構成される弾性自在継手１ｂの場合には、第一ヨーク４を構成する緩衝筒３の他端縁よりも少し突出した部分に、ストッパーである止め輪２９を設けた事により、上記シャフト２ｂが上記第一ヨーク４内により多く差し込まれる方向に変位する事を防止できる。即ち、弾性自在継手１ｂの長期間に亙る使用等により、上記緩衝筒３を構成する弾性材１１が破損したり、この緩衝筒３を構成する外側スリーブ１３の内周面と弾性材１１の外周面との接着部、若しくはこの緩衝筒３を構成する内側スリーブ１２の外周面と弾性材１１の内周面との接着部が剥離したりしても、上記第一ヨーク４に内嵌固定された外側スリーブ１３の後端縁（同図の右側縁）と、上記止め輪２９の前側面（同図の左側面）との係合により、上記シャフト２ｂが、上記緩衝筒３の外側スリーブ１３に固定された第一ヨーク４内に、より多く差し込まれる方向（同図の左方向）に変位するのを阻止する。従って、弾性材１１が破損若しくは剥離し、しかも、上記シャフト２ｂと別のシャフトとの結合部に緩みが発生すると言った、悪条件が重なった場合でも、上記第一ヨーク４から上記方向に変位する事はない。従って、このシャフト２ｂの先端面と第二ヨーク５の第二アーム１８の先端縁（図１２参照）とが干渉する事はなく、弾性自在継手１ｂを構成する第一、第二ヨーク４、５同士の変位が円滑に行われなくなる事はない。
【００２７】
尚、上述した緩衝筒３を構成する、第一ヨーク４の円筒部１４に内嵌固定される部材である外側スリーブ１３の他端縁と、止め輪２９との間に介在させる隙間３７の大きさは、少なくとも通常時（弾性材１１の破損や剥離が発生していない時）に、止め輪２９と外側スリーブ１３の他端縁とが当接しないようにするものであれば良い。そして、万が一、上記弾性材１１に破損若しくは接着部の剥離が発生し、上記結合部の緩みにより、上記外側スリーブ１３の後端縁と止め輪２９の前側面とが当接する事があっても、上記シャフト２ｂの先端面と十字軸６とが干渉する事がない様に規制する。具体的には、これら後端縁と前側面とが当接した状態でも、上記シャフト２ｂの先端面と第二ヨーク５を構成する第二アーム１８の先端縁とが干渉しない様に、上記隙間３７を規制する。
【００２８】
次に、図２〜４は、請求項１にのみ対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例の弾性自在継手１ｃの場合は、シャフト２ａが第一ヨーク４内により多く差し込まれる方向に変位するのを防止する為のストッパーとして、上述した参考例の止め輪２９（図１）の代わりに、圧入固定ナット３０を使用している。そして、緩衝筒３ａを構成する内側スリーブ１２の後端縁を、同じく緩衝筒３ａを構成する外側スリーブ１３の後端縁よりも、上記シャフト２ａの基端寄り（図２の右寄り）に少し突出させている。
【００２９】
上記圧入固定ナット３０は、図３〜４に示す様に、厚さ方向に十分な強度を持つ金属板より造る。即ち、この圧入固定ナット３０は、円輪状の基部３１と、それぞれが弾性変形自在な、複数個（図示の例では４個）の圧入部３２、３２とから成る。これら圧入部３２、３２は、円輪状の金属板の内周面に切り欠き３３、３３を形成し、円周方向に隣り合う切り欠き３３、３３同士の間を、表裏方向に関し同方向に少し折り曲げる事により形成する。尚、上記各圧入部３２、３２の自由状態で、これら各圧入部３２、３２の最大内接円の直径は上記シャフト２ａの大径部２２の外径よりも少し小さくしている。又、上記各切り欠き３３、３３の最小外接円の直径は、上記大径部２２の外径よりも十分に大きくしている。そして、上述した第１例と同様に、上記シャフト２ａと、緩衝筒３ａと、第一ヨーク４とを結合した後、上記圧入固定ナット３０を上記シャフト２ａの基端側から圧入し、この圧入固定ナット３０の前側面の一部を、上記緩衝筒３ａの内側スリーブ１２の後端縁に突き当てる。本例の場合、上記緩衝筒３ａの内側スリーブ１２の後端縁を、外側スリーブ１３の後端縁よりも上記シャフト２ａの基端寄りに少し突出させている為、上記圧入固定ナット３０の前側面が、上記緩衝筒３ａの外側スリーブ１３に当接する事はない。従って、上述した参考例と同様に、ステアリングギヤからの振動が弾性材１１を介さずに直接上記シャフト２ｂに伝達されるのを防止できる。
【００３０】
上述の様に構成される本例の弾性自在継手１ｃの場合、上記圧入固定ナット３０の前側面の一部を、上記緩衝筒３ａの内側スリーブ１２の後端縁に突き当てる為、上記緩衝筒３ａの弾性材１１の破損、又は上記外側スリーブ１３或は上記内側スリーブ１２と、上記弾性材１１の周面との接着部の剥離によリ、上記シャフト２ａが上記第一ヨーク４内により多く差し込まれる方向へ変位するのを防止できる。本例の場合、シャフト２ａの外周面に、参考例の構造の様な凹溝２８（図１）を形成する必要がないので、このシャフト２ａの製造の容易化と、強度の確保とを図れる。
その他の構成及び作用については、前述した参考例と同様である為、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３１】
次に、図５〜８は、請求項１〜２に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の弾性自在継手１ｄの場合も、上述した第１例の構造で使用する圧入固定ナット３０（図２〜４）と類似する、圧入固定ナット３４を使用する。特に、本例に使用する圧入固定ナット３４の場合、内周縁部に、それぞれが弾性変形自在な、複数の圧入部３５、３５の他、これら各圧入部３５、３５と軸方向反対側に向け直角に折り曲げ形成した、複数の突き当て部３６、３６を形成している。これら各突き当て部３６、３６は、それぞれ円周方向に隣り合う圧入部３５、３５同士の間部分で円周方向の少なくとも３個所以上部分に、互いに等間隔に設ける。尚、これら各突き当て部３６、３６の最大内接円の直径は、シャフト２ａの大径部２２の直径よりも僅かに大きくしている。上記各圧入部３５、３５の寸法は、上述した第１例と同様である。従って、上記圧入固定ナット３４は、上述した第１例の圧入固定ナット３０と同様に、上記シャフト２ａに圧入できる。そして、圧入した状態では上記突き当て部３６、３６を、緩衝筒３を構成する内側スリーブ１２の後端縁に突き当てる。従って、本例では、上述した第１例の様に、上記緩衝筒３の内側スリーブ１２の後端縁を、外側スリーブ１３の後端縁よりも上記シャフト２ａの基端寄りに突出させる必要がなくなる。この結果、上記緩衝筒３をシャフト２ａの大径部２２に外嵌固定する際に、組付け方向を考慮する必要がなくなり、組み付け性が向上する。
その他の構成及び作用については、上述した第１例と同様である為、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の弾性自在継手は、以上の様に構成され作用するので、万が一、緩衝筒を構成する弾性材が破損したり、又は、この弾性材と上記緩衝筒を構成する相手部材との接着部が剥離し、しかもシャフトと他のシャフトとの結合部が緩んでいた場合にも、上記緩衝筒の内周面に固定されたシャフトが、上記緩衝筒の外周面に固定された第一ヨーク内に、より多く差し込まれる方向に変位するのを防止できる。従って、上記シャフトが上記第一ヨークから上記方向へ変位し、このシャフトの先端面と第二ヨークや十字軸とが干渉して、弾性自在継手を構成する第一、第二ヨーク同士の変位が円滑に行われなくなる事を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に関する参考例の１例を示す部分切断面図
【図２】 本発明の実施の形態の第１例を示す部分切断面図。
【図３】 図２の構造を構成する圧入固定ナットを示す正面図。
【図４】 図３のＡ−Ａ断面図。
【図５】 本発明の実施の形態の第２例を示す部分切断面図。
【図６】 図５の構造を構成する圧入固定ナットを示す斜視図。
【図７】 同正面図。
【図８】 切断面以外の部分を一部省略して示す、図７のＢ−Ｂ断面図。
【図９】 従来構造の第１例を示す斜視図。
【図１０】 十字軸と第二ヨークとを省略して示す、図９のＣ−Ｃ断面図。
【図１１】 図１０の左方から見た図。
【図１２】 従来構造の第２例を示す部分切断面図。
【図１３】 十字軸と第二ヨークとを省略して示す、図１２の左部拡大図。
【図１４】 図１３からシャフトの先端部のみを取り出して示す図。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 弾性自在継手
２、２ａ、２ｂ シャフト
３、３ａ 緩衝筒
４ 第一ヨーク
５ 第二ヨーク
６ 十字軸
７ セレーション軸部
８ 伝達駒
９ 中心孔
１０、１０ａ 突片
１１ 弾性材
１２ 内側スリーブ
１３ 外側スリーブ
１４ 円筒部
１５ 第一アーム
１６ 第一円孔
１７ 切り欠き
１８ 第二アーム
１９ 別のシャフト
２０ 第二円孔
２１ 伝達駒部
２２ 大径部
２３ かしめ部
２４ 段部
２５ 軸受カップ
２６ ラジアルニードル軸受
２７ 凹部
２８ 凹溝
２９ 止め輪
３０ 圧入固定ナット
３１ 基部
３２ 圧入部
３３ 切り欠き
３４ 圧入固定ナット
３５ 圧入部
３６ 突き当て部
３７ 隙間
Claims (2)
- 次の(1) 〜(9) の要件を総て満たす弾性自在継手。
(1) シャフトと、このシャフトの先端部に緩衝筒を介して外嵌固定された第一ヨークと、第二ヨークと、この第二ヨークと上記第一ヨークとを連結する十字軸とを備える。
(2) 上記シャフトの先端で上記緩衝筒の一端縁から突出した部分には、この緩衝筒の外周面よりも直径方向外方に突出する突片が固設されている。
(3) 上記緩衝筒は、金属製の内側スリーブの外周面と弾性材の内周面とを結合すると共に、この弾性材の外周面と金属製の外側スリーブの内周面とを結合する事により筒状に形成されている。
(4) 上記第一ヨークは、筒部と、この筒部の軸方向一端縁の直径方向反対位置から軸方向に延びる１対の第一アームと、これら各第一アームの先端部に互いに同心に形成された１対の第一円孔と、上記筒部の軸方向一端縁で、上記１対の第一アームから外れた部分に形成された切り欠きとを備える。
(5) 上記第二ヨークは、互いに離隔して設けられた１対の第二アームと、これら各第二アームの先端部に互いに同心に形成された第二円孔とを備える。
(6) 上記十字軸の４個所の先端部は、それぞれ１対ずつ設けられた上記第一、第二両円孔の内側に回転自在に支持されている。
(7) 上記シャフトの先端に設けられた突片は、上記第一ヨークの筒部に形成した切り欠きに、隙間をあけて緩く係合している。
(8) 上記シャフトの中間部で、上記緩衝筒の他端縁より突出した部分には、上記緩衝筒の外周面よりも直径方向外方に突出するストッパーを、少なくとも上記緩衝筒から離れる方向への移動を阻止した状態で、且つ、上記緩衝筒を構成し、上記第一ヨークの筒部に内嵌固定される、この緩衝筒の外側スリーブとの間に隙間を介在させた状態で装着している。
(9) ストッパーが金属板製の圧入固定ナットであり、この圧入固定ナットは、円輪状の基部と、それぞれが弾性変形自在な複数個の圧入部とから成り、これら各圧入部は、円輪状の金属板の内周縁に複数の切り欠きを形成し、円周方向に隣り合う切り欠き同士の間を、表裏方向に関し同方向に折り曲げて、上記各圧入部の内接円の直径をシャフトのうちで上記ストッパーを装着すべき部分の外径よりも小さくしたものであって、一部を上記緩衝筒の内側スリーブに突き当てた状態で、上記シャフトの中間部に装着されている。 - 緩衝筒が、それぞれが金属製で円筒状に造られ、軸方向寸法が互いに等しく、軸方向両端縁の位置を互いに一致させた状態で互いに同心に配置された内側スリーブ及び外側スリーブと、これら内側スリーブの外周面と外側スリーブの内周面とに内外両周面を焼き付け若しくは接着により結合した弾性材とから成り、上記内側スリーブをシャフトの先端部に外嵌固定し、上記外側スリーブを第一ヨークに設けた円筒部に内嵌固定したものであり、圧入固定ナットの内周縁部に、各圧入部と軸方向反対側に向け直角に折り曲げ形成した複数の突き当て部の先端縁を、上記内側スリーブの端縁に突き当てている、請求項１に記載した弾性自在継手。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP31378596A JP3769846B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 弾性自在継手 |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP31378596A JP3769846B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 弾性自在継手 |
Publications (2)
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| JPH10159865A JPH10159865A (ja) | 1998-06-16 |
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Family Applications (1)
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| JP31378596A Expired - Lifetime JP3769846B2 (ja) | 1996-11-25 | 1996-11-25 | 弾性自在継手 |
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Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101364140B1 (ko) * | 2007-05-18 | 2014-02-17 | 한국델파이주식회사 | 강성 조절용 캡을 구비한 자동차용 인터미디트 샤프트어셈블리 |
-
1996
- 1996-11-25 JP JP31378596A patent/JP3769846B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH10159865A (ja) | 1998-06-16 |
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