JPH02180316A - 自在継手 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明に係る自在継手は、例えば自動車のステアリン
グ装置に組み込み、ハンドル軸の動きをステアリングギ
ヤに伝達する為に利用する。

（従来の技術） 自動車のステアリング装置は、例えば第５図に示す様に
構成されている。

１はハンドルで、このハンドル１の動きを、ハンドル＠
２、連結ロッド３を介してステアリングギヤ４に伝達し
、このステアリングギヤ４によって車輪を操舵する様に
している。

ところで、上記ハンドル軸２とステアリングギヤ４の入
力軸５とは、互いに同一直線上に設ける事が出来ないの
が通常である。この為従来から、上記両軸２．５の間に
連結ロッド３を設け、この連結ロッド３の両端部とハン
ドル軸２及び人力軸５の端部とを、自在継手６．６を介
して結合する事により、同一直線上に存在しないハンド
ル軸２と入力軸５との間での、動力伝達を行なえる様に
していた。

この様な動力伝達機構等に組み込む自在継手６は従来か
ら、本発明の実施例を示す第１図に示す様に、それぞれ
二股状に形成された第一、第二のヨーク７．８と、両ヨ
ーク７．８同士を変位自在に結合する為の十字軸９とか
ら構成される装る。

各ヨーク７．８の両端部にはそれぞれ円孔１０．１０を
、互いに整合する状態で形成しており、各円孔１０．１
０の内側に軸受カップ１１．１１を内嵌固定している。

肌焼鋼等、硬質の材料により造られた軸受カップ１１．
１１は、全体を有底円筒状に形成されており、各円孔１
０．１０に内嵌固定した合計４個（第１図には、第一の
ヨーク７の両端部に固定した２個のみを示している。）
の軸受カップ１１．１１の内周面と、上記十字Ｉｔｈ９
の４箇所の端部外周面との間には、複数のニードルロー
ラ１２．１２を設けて、この二ドルローラ１２．１２の
転勤に基づき、十字軸９と第一、第二の両ヨーク７．８
との揺動を自在としている。

自在継手６は上述の様に構成される為、例えば第一のヨ
ーク７をハンドル軸２の端部に固定し、第二のヨーク８
を連結ロッド３（第５図参照）の端部に固定すれば、互
いに同一直線上に存在しないハンドル軸２と連結ロッド
３との間で、捻り方向に亙る回転力の伝達を行なう事が
出来る。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述の様に構成され作用する自在継手に於い
ては、従来衣に述べる様な不都合が存在した。

即ち、従来の自在継手は、十字軸９の端部外周面と軸受
カップ１１．１１の内周面との間にニードルローラ１２
．１２を設ける事で、十字軸９と各ヨーク７．８との間
に働く摩擦力の低減を図っているが、十字軸９の端面と
軸受カップ１１．１１の奥面とは直接対向させているの
が通常である為、両面同士が当接した場合、十字軸９に
対して各ヨーク７．８が揺動する際に、上記両面同士が
滑り摩擦による係合状態となり、十字軸９に対して各ヨ
ーク７．８を揺動させる為に要する力が大きくなってし
まう。

この為従来から、第６図に示す様に、軸受カップ１１の
奥面に突出部１３．１３を形成する事により、十字軸９
の端面と軸受カップ１１の奥面との接触面積を小さくし
、十字軸９と各ヨーク７．８とを相対的に揺動させる為
に要する力の軽減を図る事が考えられている（特公昭５
７−３６４４６号公報等参照）が、必ずしも十分な効果
を得られない。

一方、特公昭５６−２４８１２号公報には、第７図に示
す様に、十字軸９の端面と軸受カップ１１の奥面との間
に、放射状に配列された複数のころ１４．１４とこのこ
ろ１４，１４を保持する保持器１５とから成るスラスト
軸受１６を設け、軸受カップ１１の奥面と十字軸９の端
面との接触状態を、転がり接触とする発明が開示されて
いる。

ところが、ステアリング装置等に組み込まれる小型の自
在継手の場合、十字軸９の端面と軸受カップ１１の奥面
との間隔、及び両面の直径が小さく、この部分に組み込
む、ころ１４．１４及び保持器１５が掻く小型のものと
なる為、これら、ころ１４．１４や保持器１５の製作が
面倒で、スラスト軸受１６の製作費が高くなる。しかも
、ころ１４．１４を主体とするスラスト軸受１６の場合
、予圧力を適正にしないと所期の性能を得られない為、
各軸受カップ１１を円孔１０に固定する際の押し込み力
規制を厳密に行なわなければならず、スラスト軸受１６
の製作費が高くなる事と併せて、このスラスト軸受１６
を組み込んだ自在継手６も高価なものにならざるを得な
い。

本発明の自在継手は、十字軸９の端面と軸受カップ１１
の奥面との間に設けるスラスト軸受の構造を工夫する事
で、上述の様な不都合を解消するものである。

（課題を解決する為の手段） 本発明の自在継手は、それぞれ二股状に形成された第一
、第二のヨークと、各ヨークの両端部に互いに整合する
状態で形成した円孔と、各円孔に内嵌固定された有底円
筒状の軸受カップと、それぞれの中間部で互いに直交す
る第一、第二両軸部から成る十字軸と、この十字軸の端
部外周面と軸受カップ内周面との間に設けた複数のニー
ドルローラと、十字軸の端面と各軸受カップの奥面との
間に回転自在に設けられた保持器と、この保持器に形成
された複数の円孔の内部に、それぞれ回転自在に保持さ
れた複数の玉とから構成されている。

（作　　　用） 上述の様に構成される本発明の自在継手の場合、前述し
た従来の自在継手と同様に、第一のヨークと十字軸の第
一軸部とが、第二のヨークと十字軸の第二軸部とが、そ
れぞれ複数のニードルローラが構成するラジアル軸受の
作用により、軽い力で揺動自在となる。

又、十字軸を構成する第一、第二両軸部の端面と軸受カ
ップの奥面との間には、保持器と複数の玉とから成るス
ラスト軸受が設けられている為、上記両軸部の端面と軸
受カップの奥面との係合状態も転がり接触となり、両面
同士の保合により、十字軸を構成する第一、第二両軸部
と第一、第二の両ヨークとの揺動に要する力が大きくな
る事がない。

この為、十字軸を介して互いに結合された第、第二の両
ヨーク同士の揺動が、極く軽い力で行なわれる様になり
、自在継手による動力損失が僅少に抑えられる。

しかも、十字軸を構成する第一、第二両軸部の端面と軸
受カップの奥面との間に設けるスラスト軸受が、複数の
玉を主体として構成されている為、このスラスト軸受部
分の製作を、特に面倒な加工を要する事なく、容易に行
なう事が出来るだけでなく、スラスト軸受の玉の予圧力
を厳密に規制しなくても、所期の性能を得る事が出来る
。

（実施例） 次に、図示の実施例を説明しつつ、本発明を更に詳しく
説明する。

第１〜３図は本発明の第一実施例を示しており、第１図
は全体構成を示す部分断面図、第２図は第１図のＡ部拡
大図、第３図はこの自在継手に組み込むスラスト軸受の
斜視図である。

ハンドル軸２等の端部に固定される第一のヨーク７と、
連結ロッド３（第５図参照。第１図には省略。）等の端
部に固定される第二のヨーク８とは、それぞれ二股状に
形成されており、各ヨーク７．８の両端部にそれぞれ円
孔１０．１０を形成している。

同一のヨーク７（或は８）の両端部に形成されだ円孔１
０．１０同士は互いに整合する様に、同円孔１０．１０
の中心線ａ、、ａを互いに一致させている（同円孔１０
．１０の中心線ａ、ａを同一直線上に位置させている。

）。

上記各円孔１０．１０には、肌焼鋼等の硬質材料により
有底円筒状に形成された、軸受カップ１１．１１・が、
開口端を互いに対向させた状態（各軸受カップ１１．１
１の底部１７．１７を、それぞれ外側に位置させた状態
）で、内嵌固定されている。

両端部に上述の様な軸受カップ１１．１１を固定した、
第一、第二の両ヨーク７．８同士を結合する十字軸９は
、それぞれの中央部で互いに直交する第一軸部１８と第
二軸部１９とから構成されている（但し、実際の場合は
、立方体状の基部３１から４木の軸部が突出した如き形
状の場合が多い。）。

この様な十字軸９の内、第一軸部１８の両端部に形成し
た小径部２５．２５は、第一のヨーク７の両端部に固定
された１対の軸受カップ１１．１１内に、第二軸部１９
の両端部に形成した小径部２６は、第二のヨーク８の両
端部に固定された１対の軸受カップ（第１図の表裏方向
に、互いに間隔をあけて設けられている。）内に、それ
ぞれ緩く挿入されている。

そして、上記第一軸部１８の両端部に形成した小径部２
５．２５の外周面と第一のヨーク７の両端部に固定され
た１対の軸受カップ１１．１１の内周面との間、及び上
記第二軸部１９の両端部に形成した小径部２６の外周面
と第二のヨーク８の両端部に固定された１対の軸受カッ
プ（第１図に於いては、十字軸９の陰になったり、或は
省略されている為、示されていない。）の内周面との間
には、それぞれ円筒状の隙間２０．２０を形成している
。これら各隙間２０．２０には、それぞれ複数のニード
ルローラ１２．１２を設け、各ニドルローラ１２．１２
を、上記小径部２５．２６の外周面と軸受カップ１１．
１１の内周面とに転接させている。尚、各軸受カップ１
１．１１の開口縁部は、内方に向は直角に折り曲げる事
で折り曲げ部２１とし、この折り曲げ部２１によって、
上記複数のニードルローラ１２．１２が上記隙間２０．
２０から脱落するのを防止している。

更に、十字軸９を構成する第一、第二両軸部１８．１９
の両端面と各軸受カップ１１．１１の奥面との間に存在
する円形の隙間２２．２２には、合成樹脂等により円輪
状に形成された保持器２３．２３が、それぞれ回転自在
に設けられている。

この保持器２３．２３には、第３図に示す様に、それぞ
れ複数（図示の例では４個）の円孔２４．２４が形成さ
れており、各円孔２４．２４の内部に、それぞれ１個ず
つ、合計４個の玉２７．２７を、回転自在に保持してい
る。

そしてこの複数の玉２７．２７が、十字軸９を構成する
第一、第二両軸部１８．１９の端面と軸受カップ１１．
１１の奥面とに転接している。

尚、第一、第二両軸部１８．１９の両端に形成した小径
部２５．２６の基端部には段部２８．２８を形成し、こ
の段部２８．２８に、シールリング２９を装着している
。そしてこのシールリング２９の端縁を、軸受カップ１
１の開口端部外面に弾接させて、前記隙間２０．２２内
に塵芥等が進入するのを防止している。

上述の様に構成される本発明の自在継手の場合、前述し
た従来の自在継手と同様に、第一のヨーク７と十字軸９
の第一軸部１８とが、第二のヨーク８と十字軸９の第二
軸部１９とが、それぞれ複数のニードルローラ１２．１
２が構成するラジアル軸受の作用により、軽い力で揺動
自在となる。この為、第一のヨーク７を端部に固定した
ハンドル軸２等と第二のヨーク８を端部に固定した連結
ロッド３等とが同一直線上に存在しなくても、上記ハン
ドル軸２等と連結ロッド３等との間で、捻り方向の回転
力伝達を行なう事が出来る。

又、十字軸９を構成する第一　第二両軸部１８．１９の
端面と、各軸部１８．１９両端の小径部２５．２６が挿
入された軸受カップ１１．１１の奥面との間には、円輪
状の保持器２３と複数の玉２７．２７とから成るスラス
ト軸受が設けられている為、上記両軸部１８．１９の端
面と軸受カップ１１．１１の奥面との係合状態も転がり
接触となる。従って、これら端面と奥面との係合によっ
て、十字軸９を構成する第一、第二両軸部１８．１９と
第一、第二の両ヨーク７．８との揺動に要する力が大き
くなる事がない。

この為、十字軸９を介して互いに結合された第、第二の
両ヨーク７．８同士の揺動が、極く軽い力で行なわれる
様になり、自在継手６による動力損失が僅少に抑えられ
て、ハンドル軸２等から連結ロッド３等への動力伝達を
、円滑に行なう事が出来る。

しかも、十字軸９を構成する第一、第二両軸部１８．１
９の両端部に形成した小径部２５．２６の端面と軸受カ
ップ１１．１１の奥面との間に設けるスラスト軸受が、
複数の玉２７．２７を主体として構成されている為、十
字軸９の端面と軸受カップ１１の底部１７とは、玉２７
．２７が接触する円環状部分のみを平坦にすれば良い等
、ころを主体として構成する場合に比べて、このスラス
ト軸受部分の製作を、特に面倒な加工を要する事なく、
容易に行なう事が出来、この部分の製作費が高くなる事
がなくなる。

又、玉２７．２７を主体として構成したスラスト軸受は
、予圧力の変動により回転トルクが変動する程度が少な
い為、玉２７．２７の一方の軌道面を有する軸受カップ
１１を円孔１０に圧入する力を、あまり厳密に規制する
必要がなくなり、自在継手の組立作業も容易となる。

更に、スラスト軸受を構成する保持器２３の外周縁は、
ラジアル軸受を構成するニードルローラ１２．１２と接
触しつつ回転する為、ラジアル軸受とスラスト軸受との
間での潤滑油の受は渡しも効果的に行なわれ、両軸受の
何れもが潤滑不良となる事がなくなる。

次に、第４図は本発明の第二実施例を示している。

本実施例の場合、第一軸部１８の端部に形成した小径部
２５（第二軸部１９の端部に形成した小径部２６の場合
も同様）と軸受カップ１１の内周面との間の隙間２０．
２２への塵芥等の進入防止用のシールリング３０を、上
記軸受カップエ１の開口端部内周面に装着している。

このシールリング３０は、前記第一実施例のものと異な
り、表面が平滑で、且つ径の小さい軸部１８の外周面と
シール接触している。又、シールリング３０によって軸
受カップ１１と軸部１８との軸方向に亙る変位を吸収す
る必要も無い為、シールリング３０の摺動による抵抗が
小さく、ヨーク７と十字軸との揺動を、よ・）軽い力で
行なえる。

その他の構成及び作用に就いては、前記第一実施例の場
合と同様である為、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。

（発明の効果） 本発明は、以上に述べた通り構成され作用する為、軽い
力で動かず事が出来、動力損失が極く小さな自在継手を
、特に面倒な加工を要する事なく、安価に製作出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自在継手の第一実施例の全体構成を示
す部分断面図、第２図は第１図のＡ部拡大図、第３図は
この自在継手に組み込まれるスラスト軸受の斜視図、第
４図は本発明の第二実施例を示す、第２図同様の図、第
５図は自在継手を組み込んだステアリング装置の斜視図
、第６図は従来の自在継手の第１例を、第７図は同第２
例を、それぞれ示す、第２図同様の図である。 １：ハンドル、２ｚハンドル軸、３：４Ｍロッド、４ニ
ステアリングギヤ、５；人力軸、６：自在継手、７：第
一のヨーク、８：第二のヨーク、９：十字軸、１０：円
孔、１１：軸受カップ、１２：ニードルローラ、１３：
突出部、１４：ころ、１５：保持器、１６：スラスト軸
受、１７底部、１８；第一軸部、１９：第二軸部、２０
：隙間、２１：折り曲げ部、２２：隙間、２３；保持器
、２４：円孔、２５．２６・小径部、２７：玉、２８：
段部、２９．３０：シールリング、３１：基部。 第６図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）それぞれ二股状に形成された第一、第二のヨーク
   と、各ヨークの両端部に互いに整合する状態で形成した
   円孔と、各円孔に内嵌固定された有底円筒状の軸受カッ
   プと、それぞれの中間部で互いに直交する第一、第二両
   軸部から成る十字軸と、この十字軸の端部外周面と上記
   軸受カップ内周面との間に設けた複数のニードルローラ
   と、十字軸の端面と各軸受カップの奥面との間に回転自
   在に設けられた保持器と、この保持器に形成された複数
   の円孔の内部に、それぞれ回転自在に保持された複数の
   玉とから成る自在継手。