JP2006125513A - 自在継手およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】がたつきを抑制できて動作がスムーズな自在継手と製造方法を提供する。
【解決手段】本自在継手４では、ヨーク２０の嵌合孔２７Ａに嵌合された有底円筒状の外輪カップ３１によって、針状ころ３２を介して十字軸２２のトラニオン２９Ａを支持する。トラニオン２９Ａは、先端部３４に形成された小径部３６と、この小径部３６よりも基端３５側に形成された大径部３７とを有する。小径部３６に、針状ころ３２を受けるブッシュ３３が圧入される。ブッシュ３３の外径Ｄ１はトラニオン２９Ａの大径部３７の外径Ｄ２よりも大きくされる。針状ころ３２の遊びを少なくできて、がたつきの発生を抑制できる。針状ころ３２の転がりを利用して、スムーズな動作を確保できる。針状ころ３２の内側に挿入したブッシュ３３を、小径部３６に圧入することにより、組立時に針状ころ３２が傷つくことを防止できる。
【選択図】 図４

Description

この発明は、自動車のステアリング装置等に用いられる自在継手およびその製造方法に関する。

自在継手には、一対の軸部材に接続された一対のヨークと、これら一対のヨークの間に介在し一対のヨークを互いに連結する十字軸とを有するものがある。各ヨークは、径方向に互いに離隔して対向する一対の嵌合孔を有している。各嵌合孔には、十字軸の軸部としてのトラニオンが軸受を介してそれぞれ嵌められている。この軸受には、転がり軸受（例えば、特許文献１参照。）と、滑り軸受（例えば、特許文献２，３参照。）とがある。

特許文献１の自在継手では、ヨークの対応する嵌合孔に嵌合された有底円筒形状の外輪カップによって、針状ころを介して十字軸の各トラニオンが支持される。通例、トラニオンの外周面と外輪カップの内周面との間の径方向隙間が、針状ころの直径よりも大きくされている。このため、トラニオンががたつき、騒音を発生する虞がある。
そこで、特許文献１の自在継手では、外輪カップの内底面およびこれに対向するトラニオンの端面に互いにオフセットされた凹部を設け、両凹部に跨がる態様で、円板状の弾性部材を介在させ、弾性部材をトラニオンの径方向に圧縮変形させ、弾性部材の弾性反発力でトラニオンに対して径方向に予圧を与えるようにしている。

また、転がり軸受タイプの自在継手の組立方法としては、通例、先ず、ヨークの嵌合孔に、十字軸のトラニオンを同心状態に嵌合させて仮保持しておき、この後で、仮保持されたトラニオンと嵌合孔との間の隙間に、外輪カップに保持された状態の複数の針状ころを圧入するようにしている。
特開２００１−１９３７５３号公報 特開平９−２１００７８号公報 特開２００４−１１６６９０号公報

しかしながら、特許文献１の自在継手では、弾性部材が、押圧状態で外輪カップの内底面およびこれに対向するトラニオンの端面の凹部に対して摺動するので、摩擦抵抗が大きくなる。その結果、自在継手のスムーズな動作を確保できない。
また、がたつきを抑制するためには、トラニオンの外周面と外輪カップの内周面との間の径方向隙間を小さくすることも考えられる。しかし、転がり軸受タイプの自在継手の従来の組立方法では、針状ころの遊びを小さくしようとすると、組立時に針状ころおよびトラニオンに傷が付いていた。というのは、嵌合孔への外輪カップの圧入が開始された時点では、針状ころの径方向内側はトラニオンにより受けられていない状態にあるので、外輪カップが嵌合孔の奥に押し込まれると、外輪カップおよび針状ころが径方向内方に変位する。その結果、針状ころがトラニオンの外周面に乗り上げる際に、針状ころとトラニオンとに傷がついてしまい、自在継手のスムーズな動作が確保されない。

また、軸受が滑り軸受である場合、摺動抵抗が大きく、自在継手のスムーズな動作を確保できない。
そこで、この発明の目的は、がたつきを抑制できて、しかも動作がスムーズな自在継手およびその製造方法を提供することである。

本発明は、ヨークの対応する嵌合孔に嵌合された有底円筒状の外輪カップによって、ころを介して十字軸の各トラニオンを支持する自在継手において、トラニオンの先端部に形成された小径部と、この小径部よりも基端側に形成された大径部と、小径部に圧入されころを受けるブッシュとを備え、ブッシュの外径は、トラニオンの大径部の外径よりも大きいことを特徴とする。本発明によれば、ブッシュがトラニオンの大径部よりも大径であるので、大径部と同径のトラニオンでころを受ける従来の場合に比べて、ころの遊びを少なくできて、がたつきの発生を抑制することができる。また、ころの転がりを利用するので、スムーズな動作を確保できる。また、ブッシュを設けることにより、自在継手の組立手順の自由度が高まるので、組立時にころが傷つく虞のある組立手順を避け易くなり、その結果、組立時にころが傷つくことを防止することも可能となる。

また、本発明において、上記ブッシュの軸長は、トラニオンの軸長の１／４〜３／４の範囲内の値とされる場合がある。この場合、ブッシュの軸長がトラニオンの軸長の１／４以上あることにより、ブッシュがころを安定して受けることができ、これとともにブッシュの軸長がトラニオンの軸長の３／４以下であることにより、トラニオンの強度が確保される。従って、上述の自在継手を実用的に構成することができる。ここで、ブッシュの軸長がトラニオンの軸長の１／４未満であると、ブッシュがころを安定して受けることができない場合がある。また、ブッシュの軸長がトラニオンの軸長の３／４を超えて大きくなると、トラニオンにおいて、強度が弱い小径部が、曲げモーメントが大きい基部に近づくとともに、小径部と大径部との間にあり応力集中が生じ易い部位が、上述の基部に近接して位置するようになり、その結果、トラニオンの強度が不足する場合がある。

また、本発明の自在継手を、以下の製造方法により組み立てることができる。すなわち、本発明の自在継手の製造方法は、上記本発明の自在継手の製造方法であって、外径が拘束されない状態の外輪カップ内に環状に保持された複数のころの内側へブッシュを挿入して軸受ユニットを得る工程と、上記ヨークの嵌合孔の内周面と十字軸のトラニオンの外周面との間の環状の隙間に、上記軸受ユニットを挿入する工程とを含むことを特徴とする。上記挿入する工程では、ヨークの嵌合孔に外輪カップを圧入すると共に、十字軸のトラニオンの小径部をブッシュ内に圧入し且つブッシュの外径よりも小径のトラニオンの大径部をころの内側へ挿入するようにされる。

この発明の製造方法によれば、ころの遊びをほとんど無くした状態の組立時のころの傷付きを防止することができる。すなわち、ころの内側にブッシュを挿入する際には、外輪カップの外径は拘束されていないので、ブッシュところとに傷がつく虞はない。また、外輪カップがヨークの嵌合孔に圧入される際に、ころの内側をブッシュが受けているので、ころの内側部分が径方向内方に変位することが抑制される結果、上記挿入する工程で、ころの内側にトラニオンの大径部を挿入する際のころの傷つきを防止できる。また、ブッシュ内にトラニオンの小径部を圧入するので、ブッシュところとを押圧状態で相対移動させずに済み、その結果、ブッシュところとに傷付きが生じる虞がない。

以下では、この発明の実施の形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。
本実施形態では、自在継手が自動車のステアリング装置に適用される場合に則して説明するが、本発明はこれに限らず、例えば、自動車の推進軸等、他の回転体における自在継手に適用することもできる。
図１は、本発明の一実施形態の自在継手が適用されるステアリング装置の模式図である。図１を参照する。

ステアリング装置１は、一端３ａがステアリングホイール等の操舵部材２に連結されたステアリングシャフト３と、一端５ａがステアリングシャフト３の他端３ｂに本実施の形態の自在継手４を介してトルク伝達可能に連結された中間シャフト５と、中間シャフト５の他端５ｂに本実施の形態の自在継手６を介してトルク伝達可能に連結されたピニオンシャフト７と、ピニオンシャフト７の端部近傍に設けられたピニオン歯７ａに噛み合うラック歯８ａを有し自動車の左右方向に延びる転舵軸としてのラックバー８とを含む。

ピニオンシャフト７およびラックバー８により操舵機構としてのラックアンドピニオン機構Ａが構成されている。ラックバー８は車体に固定されるハウジング９内に複数の軸受（図示せず）を介して直線往復動自在に支持されている。ラックバー８の両端部はハウジング９の両側へ突出し、各端部には、それぞれタイロッド１０が結合されている。各タイロッド１０は、対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する操向輪１１に連結されている。

操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン歯７ａおよびラック歯８ａによって、自動車の左右方向に沿ってのラックバー８の直線運動に変換される。これにより、操向輪１１の転舵が達成される。
図２は、ステアリングシャフト、中間軸およびピニオンシャフトとこれらを連結する自在継手の概略側面図である。図２を参照する。

自在継手４は、ステアリングシャフト３の他端３ｂに設けられたヨーク２０と、中間シャフト５の一端５ａに設けられたヨーク２１と、両ヨーク２０，２１間を連結する十字軸２２と、両ヨーク２０，２１が十字軸２２を回動自在に支持するための４つの軸受２３（一部のみ図示）とを備えている。
同様に、自在継手６は、ピニオンシャフト７の端部に設けられたヨーク２０と、中間シャフト５の他端５ｂに設けられたヨーク２１と、両ヨーク２０，２１を連結する十字軸２２と、両ヨーク２０，２１が十字軸２２を回動自在に支持するための４つの軸受２３（一部のみ図示）とを備えている。

なお、自在継手４は車両の乗員室内に配置され、自在継手４の封止部材２４（図３参照）はＯリングからなる。一方、自在継手６は車両の乗員室外に配置され、自在継手６の封止部材（図示せず）はリップ付きのシール部材からなる。これ以外の点について、自在継手４，６は互いに同様に構成されている。以下では、自在継手４に則して説明する。
図３は、図２に示す III− III断面の自在継手４の一部破断側面図である。図２と図３を参照する。

各ヨーク２０，２１は、Ｕ字状をなしている。ヨーク２０は、互いに平行に配置されて互いに対向する一対のアーム２５Ａ，２５Ｂと、一対のアーム２５Ａ，２５Ｂを接続しステアリングシャフト３の他端３ｂに固定された接続部２６とを有している。ヨーク２１は、互いに平行に配置されて互いに対向する一対のアーム２５Ｃ，２５Ｄと、一対のアーム２５Ｃ，２５Ｄを接続し中間シャフト５の一端５ａに固定された接続部２６とを有している。

図３を参照して、ヨーク２０のアーム２５Ａには嵌合孔２７Ａが形成され、アーム２５Ｂには嵌合孔２７Ｂが形成されている。一対の嵌合孔２７Ａ，２７Ｂは互いに同心に配置されている。ヨーク２１のアーム２５Ｃには嵌合孔２７Ｃが形成され、アーム２５Ｄには嵌合孔２７Ｄが形成されている。一対の嵌合孔２７Ｃ，２７Ｄは互いに同心に配置されている。各嵌合孔２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄには軸受２３がそれぞれ嵌合され、軸受２３を介して十字軸２２が支持されている。

十字軸２２は、十字形形状の中央部に配置される胴部２８と、この胴部２８から十字形形状をなして突出する４つの軸部としてのトラニオン２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄと、胴部２８と各トラニオン２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄとの間に介在する肩部３０とを有する。
肩部３０は、対応するトラニオン２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄよりも大径に形成されて、軸受２３の外側に配置されている。具体的には、肩部３０は、円筒面と、軸線Ｃ１に対して傾斜する傾斜面とを含む。肩部３０には、これを取り囲んで軸受２３の開放側端部を封止する封止部材２４が装着されている。封止部材２４は、Ｏリングからなる。

一対のトラニオン２９Ａ，２９Ｂは、互いに同心に配置されていて、第１の軸線Ｃ１に沿って胴部２８から互いに逆向きに延びている。一対のトラニオン２９Ｃ，２９Ｄは、互いに同心に配置されていて、第１の軸線Ｃ１と直交する第２の軸線Ｃ２に沿って胴部２８から互いに逆向きに延びている。
一方の一対のトラニオン２９Ａ，２９Ｂは、ヨーク２０の一対のアーム２５Ａ，２５Ｂの一対の嵌合孔２７Ａ，２７Ｂに、一対の軸受２３を介して回動自在に支持されている。他方の一対のトラニオン２９Ｃ，２９Ｄは、ヨーク２１の一対のアーム２５Ｃ，２５Ｄの一対の嵌合孔２７Ｃ，２７Ｄに、一対の軸受２３を介して回動自在に支持されている。

これにより、ヨーク２０と十字軸２２とが、軸受２３を介してトラニオン２９Ａ，２９Ｂの第１の軸線Ｃ１の回りに相対回動できるようになっている。また、ヨーク２１と十字軸２２とが、軸受２３を介してトラニオン２９Ｃ，２９Ｄの第２の軸線Ｃ２の回りに相対回動できるようになっている。
４つの軸受２３は、互いに同様に構成されている。各軸受２３は、一端開放型のシェル形の針状ころ軸受からなる。各軸受２３は、有底円筒状の外輪カップ３１と、円柱形状に形成されたころとしての多数の針状ころ３２（一部のみ図示。）とを有する。外輪カップ３１によって、複数の針状ころ３２を介して十字軸２２の各トラニオン２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄを回動自在にそれぞれ支持している。

外輪カップ３１は、金属の薄板をプレス加工されてなる一端密閉型のシェル形外輪である。外輪カップ３１は、ヨーク２０，２１の対応する嵌合孔２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄに圧入状態で嵌合されている。外輪カップ３１の内周面は、針状ころ３２が転動する軌道面を形成する。
針状ころ３２は、外輪カップ３１内に保持されていて、対応するトラニオン２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄの周囲に環状に並べて配列され、針状ころ３２の円柱形状の軸線が対応するトラニオン２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄの軸線Ｃ１，Ｃ２と平行に配置されている。針状ころ３２は、金属部材、例えば鋼により形成され、その直径Ｄ４が、その軸方向寸法である軸長Ｌ３よりも小さくされ、例えば直径Ｄ４に対する軸長Ｌ３の比が３倍以上とされている。

本実施の形態の自在継手４では、４つのトラニオン２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄに圧入され針状ころ３２を受ける４つのブッシュ３３（一つのみ図示）を備えている。
なお、複数のトラニオン２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄは、互いに同様に形成される。また、４つのブッシュ３３は、互いに同様に形成され、嵌合孔２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄも同様である。以下では、トラニオン２９Ａと、これに対応するブッシュ３３と、軸受２３と、嵌合孔２７Ａとに則して説明する。

図４は、図３に断面で示すトラニオン２９Ａ、ブッシュ３３、軸受２３、アーム２５Ａの一部断面拡大図である。図５は、トラニオン２９Ａに嵌合されたブッシュ３３の模式図である。図４と図５を参照する。
トラニオン２９Ａは、金属部材、例えば鋼により形成され、端面からなる先端部３４と、基端３５とを有している。基端３５は肩部３０を介して胴部２８に接続されている。トラニオン２９Ａは、軸線Ｃ１に沿って基端３５から所定長さ（軸長ともいう。）Ｌ１で真直に延びている。所定長さＬ１は、針状ころ３１の軸長Ｌ３とほぼ等しくされている。軸線Ｃ１に沿う方向に関してのトラニオン２９Ａおよび針状ころ３２の全体同士が、トラニオン２９Ａの径方向から見て互いに重なり合って配置されている。

トラニオン２９Ａは、その先端部３４に形成された小径部３６と、この小径部３６よりも基端３５側に形成された大径部３７とを有している。ブッシュ３３が、大径部３７に隣接して配置され、小径部３６に圧入状態で嵌合されている。ブッシュ３３、小径部３６および大径部３７の外周同士は、互いに同心に配置されている。
小径部３６は、先端部３４から軸線Ｃ１に沿って真直に所定長さ（軸長ともいう。）Ｌ５で延びている。小径部３６の外周は、直径Ｄ３の円筒面を含んでいる。小径部３６は、圧入されたブッシュ３３をがたつきなく保持している。

大径部３７は、基端３５から軸線Ｃ１に沿って真直に所定長さ（軸長ともいう。）Ｌ４で延びている。大径部３７の外周は、直径Ｄ２の円筒面を含んでいる。外径としての直径Ｄ２は、小径部３６の外径としての直径Ｄ３よりも大径（Ｄ２＞Ｄ３）とされている。大径部３７の外周と小径部３６の外周とは、環状端面３８を介して接続されている。環状端面３８は、ブッシュ３３の端面３３ａと当接している。

ブッシュ３３は、金属部材、例えば鋼によりトラニオン２９Ａと別体に円筒形状に形成されている。ブッシュ３３の外周３３ｃは、円筒面からなり、針状ころ３２が転動する軌道面を形成する。ブッシュ３３の内周３３ｂは、軸方向両端部のテーパ面と、軸方向中間部の円筒面とを含む。
図５を参照する。ブッシュ３３が小径部３６に嵌合されている状態において、また、本実施形態においては、嵌合されている状態および嵌合されていない状態のいずれの状態においても、ブッシュ３３の外径Ｄ１は、トラニオン２９Ａの大径部３７の外径Ｄ２よりも大きくされている（Ｄ１＞Ｄ２）。ここで、上述の外径Ｄ１，Ｄ２としては、個体毎の最大値を採用すればよい。

図４に戻って、外輪カップ３１が嵌合孔２７Ａに圧入され、且つブッシュ３３が小径部３６に圧入された状態で、ブッシュ３３の外周３３ｃと外輪カップ３１の内周３１ａとの間に介在した針状ころ３２にとって遊びがほとんど無い状態となるように、外輪カップ３１の内周３１ａとブッシュ３３の外周３３ｃとの間の径方向の隙間は設定されている。
ブッシュ３３の軸長Ｌ２（軸線Ｃ１に沿う方向の寸法に相当する。）は、針状ころ３２の一部を受けることができるように設定される。好ましくは、軸長Ｌ２は、トラニオン２９Ａの軸長Ｌ１の１／４の値以上の長さに設定され、軸長Ｌ１の３／４の値以下の長さに設定されている。さらに好ましくは、軸長Ｌ２は、トラニオン２９Ａの軸長Ｌ１の１／４〜３／４の範囲内の値の長さに設定されている。

本実施形態では、ブッシュ３３の軸長Ｌ２と大径部３７の軸長Ｌ４との和（Ｌ２＋Ｌ４）の値が、針状ころ３２の軸長Ｌ３と等しくされている。また、ブッシュ３３の軸長Ｌ２は、トラニオン２９Ａの軸長Ｌ１の１／２の長さとされ、トラニオン２９Ａの小径部３６の軸長Ｌ５とほぼ等しくされている。ブッシュ３３は、軸方向について嵌合孔２７Ａの内部に位置している。

このように、ブッシュ３３の外周３３ｃは、軸受２３の針状ころ３２の一部を受けて転動させる軌道面として常時機能する。これとともに、大径部３７の外周は、針状ころ３２の残りの部分と対向する。トラニオン２９Ａの径方向に大荷重がかかったときに、大径部３７が針状ころ３２の残りの部分を受けて軌道面として機能する。
また、ブッシュ３３により受けられる針状ころ３２の一部においてその遊びがほとんど無い状態とされ、トラニオン２９Ａの大径部３７と対向する針状ころ３２の残りの部分において、遊び量が大きく確保されるので、スムーズな動作を確保できる。

本実施形態の自在継手４は、例えば以下の製造方法により製造することができる。
図６Ａ，図６Ｂは、図１の自在継手をその組立の途中状態において示す模式図であり、自在継手の組立手順にしたがって図６Ａ，図６Ｂの順に図示してある。図７Ａ〜図７Ｄは、図６Ｂよりも組立手順が進んだ状態の自在継手の模式図であり、自在継手の組立手順にしたがって図７Ａ，図７Ｂ，図７Ｃおよび図７Ｄの順に図示してある。

この製造方法は、図６Ａと図６Ｂに示すように外径が拘束されない状態の外輪カップ３１内に環状に保持された複数の針状ころ３２の内側へブッシュ３３を挿入して軸受ユニット３９を得る第１の工程と、図７Ａ〜図７Ｄに示すようにヨーク２０の嵌合孔２７Ａの内周面４１と十字軸２２のトラニオン２９Ａの外周面４２との間の環状の隙間４０に、軸受ユニット３９を挿入する第２の工程とを含んでいる。

図６Ａを参照して、第１の工程では、先ず、外輪カップ３１内に複数の針状ころ３２を環状に保持する。このときの外輪カップ３１は嵌合孔２７Ａにまだ嵌め入れられていない。次に、外輪カップ３１の外周３１ｂを拡径自在な状態で保持し、外輪カップ３１の外径が拘束されないようにする。次に、図６Ａおよび図６Ｂを参照して、この状態の外輪カップ３１内に環状に保持された複数の針状ころ３２の内側へブッシュ３３を挿入する。ブッシュ３３は、外輪カップ３１と同心を維持しながら、外輪カップ３１の底面にブッシュ３３の端面３３ｄが当接するまで挿入される。これにより、外輪カップ３１と針状ころ３２とブッシュ３３とを含む組立体としての軸受ユニット３９を得る。

ここで、ブッシュ３３を挿入する際には、外輪カップ３１が嵌合孔２７Ａに圧入されておらず、非拘束状態とされて縮径していないし、且つ、ブッシュ３３は小径部３６に圧入おらず拡径していない。従って、ブッシュ３３を針状ころ３２の内側に挿入する際に、針状ころ３２とブッシュ３３の外周３３ｃとが傷つく虞はない。
図７Ａを参照して、次に第２の工程では、ヨーク２０の嵌合孔２７Ａに十字軸２２のトラニオン２９Ａを同心に配置した仮保持状態に保持する。この状態では、嵌合孔２７Ａの内周面４１とトラニオン２９Ａの外周面４２との間に環状の隙間４０が形成されている。この環状の隙間４０に、以下のように上述の軸受ユニット３９が嵌め込まれる。

図７Ｂに示すように、外輪カップ３１が、外輪カップ３１の開放側の端部からヨーク２０の嵌合孔２７Ａに圧入される。外輪カップ３１は、その外径よりも小さな内径の嵌合孔２７Ａに押し込まれて嵌合され、嵌合後に所定の締め代が得られるようにされている。
このとき、外輪カップ３１は縮径し、針状ころ３２も径方向内方に変位しようとする。しかし、ブッシュ３３が、上述のように針状ころ３２を径方向内方から受け止めるので、針状ころ３２の径方向内方への変位量は抑制される。

図７Ｃに示すように、嵌合孔２７Ａへの外輪カップ３１の圧入が進行すると、十字軸２２のトラニオン２９Ａの小径部３６がブッシュ３３内に圧入され始めて、ブッシュ３３がトラニオン２９Ａの小径部３６に乗り上げる。このとき、ブッシュ３３の外周の軌道面と針状ころ３２との傷つきを防止できる。
図７Ｄに示すように、嵌合孔２７Ａへの外輪カップ３１の圧入がさらに進行すると、ブッシュ３３の外径よりも小径のトラニオン２９Ａの大径部３７が針状ころ３２の内側へ挿入される。

また、本実施形態では、ブッシュ３３内への小径部３６の圧入が開始された後に、針状ころ３２の内側への大径部３７の挿入が始められるようにしている。この場合、小径部３６により大径部３７の挿入を案内できるので、大径部３７と針状ころ３２の傷つきを確実に防止できて好ましい。
このように本実施形態によれば、ブッシュ３３がトラニオン２９Ａの大径部３７よりも大径であるので、大径部３７と同径のトラニオンだけで針状ころを受ける従来の構成に比べて、針状ころ３２の遊びを少なくできて、がたつきの発生を抑制することができる。また、針状ころ３２の転がりを利用するので、スムーズな動作を確保できる。また、ブッシュ３３を設けることにより、自在継手４の組立手順の自由度が高まるので、組立時に針状ころ３２が傷つく虞のある組立手順を避け易くなり、例えば上述の製造方法を採用できて、その結果、組立時に針状ころ３２が傷つくことを防止することができる。

また、上記ブッシュ３３の軸長Ｌ２は、トラニオン２９Ａの軸長Ｌ１の１／４〜３／４の範囲内の値とされるのが好ましい。すなわち、ブッシュ３３の軸長Ｌ２がトラニオン２９Ａの軸長Ｌ１の１／４以上あることにより、ブッシュ３３が針状ころ３２を安定して受けることができ、これとともにブッシュ３３の軸長Ｌ２がトラニオン２９Ａの軸長Ｌ１の３／４以下であることにより、トラニオン２９Ａの強度が確保される。従って、上述の自在継手４を実用的に構成することができる。

ここで、ブッシュ３３の軸長Ｌ２がトラニオン２９Ａの軸長Ｌ１の１／４未満であると、ブッシュ３３が針状ころ３２を安定して受けることができない場合がある。また、ブッシュ３３の軸長Ｌ２がトラニオン２９Ａの軸長Ｌ１の３／４の値を超えて大きくなると、トラニオン２９Ａにおいて、強度が弱い小径部３６が、曲げモーメントが大きい基端３５に近づくとともに、小径部３６と大径部３７との間にあり応力集中が生じ易い部位が、上述の基端３５に近接して位置するようになり、その結果、トラニオン２９Ａの強度が不足する場合がある。

なお、本実施形態の自在継手４を、上述の製造方法以外の方法により組み立てることも考えられるが、上述の製造方法により組み立てられてなる自在継手４であれば好ましい。上述の製造方法により組み立てる場合には、針状ころ３２の遊びをほとんど無くした状態で、組立時の針状ころ３２の傷付きを確実に防止することができる。
すなわち、図６Ｂに示すように針状ころ３２の内側にブッシュ３３を挿入する際には、外輪カップ３１の外径は拘束されていないので、ブッシュ３３と針状ころ３２とに傷がつく虞はない。また、図７Ａと図７Ｂに示すように外輪カップ３１がヨーク２０の嵌合孔２７Ａに圧入される際に、針状ころ３２の内側をブッシュ３３が受けているので、針状ころ３２の内側部分が径方向内方に変位することが抑制される結果、図７Ｄに示すように針状ころ３２の内側にトラニオン２９Ａの大径部３７を挿入する際の針状ころ３２の傷つきを防止できる。また、図７Ｃに示すようにブッシュ３３の内周３３ｂにトラニオン２９Ａの小径部３６を圧入するので、ブッシュ３３の外周３３ｃと針状ころ３２とを押圧状態で相対移動させずに済み、その結果、ブッシュ３３と針状ころ３２とに傷付きが生じる虞がない。

また、ステアリング装置１の自在継手４，６の少なくとも一方、より好ましくは両方に、本実施形態の自在継手が採用される場合には、ドライバーが操舵部材２を介して屈曲状態の自在継手４，６を回すときに、ドライバーが傷の影響によるごりごり感（トルク変動）を感じることがなくて、快適な操舵感が実現される。
また、本実施形態について、以下のような変形例を考えることができる。以下の説明では、上述の実施形態と異なる点を中心に説明し、同様の構成については同じ符号を付して説明を省略する。

例えば、上述の実施形態の製造方法では、小径部３６へのブッシュ３３の圧入後に、針状ころ３２の内側への大径部３７の挿入が開始されていたが、これには限定されない。例えば、小径部３６へのブッシュ３３の圧入開始のタイミングと、針状ころ３２の内側への大径部３７の挿入開始のタイミングがほとんど同時であってもよいし、上述の圧入開始のタイミングが挿入開始のタイミングよりも後であってもよい。

上述の実施形態の自在継手４では、ころとして、直径が軸長よりも小さい針状ころ３２を用いていたが、直径が軸長と等しいか軸長よりも大きいころを用いてもよい。
ブッシュ３３は、全トラニオン２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄに設けられるのが好ましいが、少なくとも一つのトラニオン２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄに設けられていればよい。ブッシュ３３の軸長Ｌ２は、トラニオン２９Ａの軸長Ｌ１の１／４未満の値、または軸長Ｌ１の３／４を超えて大きい値とされることも考えられる。

その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

本発明の一実施形態の自在継手が適用されるステアリング装置の模式図である。 図１のステアリングシャフト、中間軸およびピニオンシャフトとこれらを連結する自在継手の概略側面図である。 図２に示す III− III断面の自在継手の一部破断側面図である。 図３に断面で示すトラニオン、ブッシュ、軸受、アームの一部断面拡大図である。 図４のトラニオンに嵌合されたブッシュの模式図である。 図１の自在継手をその組立の途中状態において示す模式図であり、自在継手の組立手順にしたがって図６Ａ，図６Ｂの順に図示してある。 図１の自在継手をその組立の途中状態において示す模式図であり、図６Ｂよりも組立手順が進んだ状態を、自在継手の組立手順にしたがって図７Ａ，図７Ｂ，図７Ｃおよび図７Ｄの順に図示してある。

符号の説明

４，６ 自在継手
２０，２１ ヨーク
２２ 十字軸
２７Ａ，２７Ｂ，２７Ｃ，２７Ｄ 嵌合孔
２９Ａ，２９Ｂ，２９Ｃ，２９Ｄ トラニオン
３１ 外輪カップ
３１ｂ （外輪カップの）外周（外径）
３２ 針状ころ（ころ）
３３ ブッシュ
３４ 先端部
３５ 基端
３６ 小径部
３７ 大径部
３９ 軸受ユニット
４０ 隙間
４１ （嵌合孔の）内周面
４２ （トラニオンの）外周面
Ｄ１ ブッシュの外径
Ｄ２ トラニオンの大径部の外径
Ｌ１ トラニオンの軸長
Ｌ２ ブッシュの軸長

Claims (3)

1. ヨークの対応する嵌合孔に嵌合された有底円筒状の外輪カップによって、ころを介して十字軸の各トラニオンを支持する自在継手において、
   トラニオンの先端部に形成された小径部と、
   この小径部よりも基端側に形成された大径部と、
   小径部に圧入されころを受けるブッシュとを備え、
   ブッシュの外径は、トラニオンの大径部の外径よりも大きいことを特徴とする自在継手。
2. 請求項１に記載の自在継手において、
   上記ブッシュの軸長は、トラニオンの軸長の１／４〜３／４の範囲内の値とされたことを特徴とする自在継手。
3. 請求項１または２に記載の自在継手の製造方法であって、
   外径が拘束されない状態の外輪カップ内に環状に保持された複数のころの内側へブッシュを挿入して軸受ユニットを得る工程と、
   上記ヨークの嵌合孔の内周面と十字軸のトラニオンの外周面との間の環状の隙間に、上記軸受ユニットを挿入する工程とを含むことを特徴とする自在継手の製造方法。
   

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