JP2007321943A - 十字軸継手、自在継手、及び車両用操舵装置 - Google Patents

Abstract

【課題】軸受カップの内周にあるニードルローラと十字軸の軸部との間を締り嵌め状態とするために、軸受カップを縮径させながらその内周のニードルローラを軸部に外嵌させていく必要がなく、ニードルローラと軸部とが強く接触して軸部やニードルローラを損傷させてしまうことを防止できる十字軸継手を提供する。
【解決手段】四つの軸部３を有する十字軸１と、軸部３の外周面を転走する複数のニードルローラ６と、これらに外嵌している有底円筒状の軸受カップ５と、ヨーク２１と軸受カップ５との間に締り嵌めの状態で設けられた外嵌部材７とを備えている。外嵌部材７は、軸受カップ５に外嵌して、当該軸受カップ５を縮径させる。
【選択図】 図２

Description

この発明は、十字軸継手、この十字軸継手を備えている自在継手、及びこの自在継手を備えた車両用操舵装置に関する。

例えば自動車の操舵装置において、コラムシャフトとステアリングシャフトとを繋ぐために、胴体部の側周面から四方へ突出した四つの軸部を有する十字軸と、前記軸部の外周面を転走する複数の転動体と、これら複数の転動体に外嵌した有底円筒状の軸受カップとを有した十字軸継手が用いられている。前記各シャフトの端部には一対の対向するヨークが設けられており、各ヨークに形成した軸受孔に、内周に複数の転動体を配列した軸受カップを介して、十字軸の軸部がその軸線回りに回動自在に支持されている。
このような十字軸継手を備えた継手構造において伝達トルクが大きくなると、転動体において滑りが生じトルク伝達不良によるガタツキが発生したり、脈動が発生したりする。
そこでこれを解決するために、例えば特許文献１、特許文献２に示しているように、従来では転動体と十字軸の軸部との間を締り嵌め状態とした構造が提案されている。

国際公開第ＷＯ２００３−０６４８７７号 特開平１１−１４８５１８号公報

特許文献１、特許文献２の十字軸継手を備えた継手構造の組み立ては、図１０に示しているように、ヨーク４１の軸受孔４２に十字軸４３の軸部４４を挿入した状態で、この軸部４４の軸線方向の外側から、内周に複数の転動体４５を配列した軸受カップ４６を軸部４４に接近させ、軸受カップ４６を軸受孔４２に圧入しながら当該軸受カップ４６内の転動体４５を軸部４４の先端部から外嵌させることで行う。これにより軸受カップ４６が縮径することで転動体４５と軸部４４とが圧接した状態、つまり、前記締り嵌め状態又は隙間がゼロの状態としている。
しかし、軸受カップ４６内の転動体４５を軸部４４に外嵌させる際に、軸受カップ４６は軸受孔４２への圧入によって縮径するため、その軸受カップ４６の内周にある転動体４５と、軸部４４の端面の角部４７とが強く接触し、転動面となる軸部４４の外周面や、転動体４５に傷（圧痕）が付いたり変形したりするおそれがある。特に、転動体４５が軸部４４の先端に接触する嵌合初期において、転動体４５と軸部４４との接触面圧が大きいので当該軸部４４の先端に傷が付きやすい。このように、軸部４４の転動面や、転動体４５に傷が生じると、継手構造の性能、耐久性を低下させてしまうおそれがある。

そこでこの発明は、前記問題点に鑑みてなされたものであり、軸受カップの内周にある転動体と十字軸の軸部との間を締り嵌め状態又は隙間がゼロの状態とするために、軸受カップを縮径させながらその内周の転動体を軸部に外嵌させていく必要がなく、転動体と軸部とが強く接触して軸部や転動体を損傷させてしまうことを防止できる構造を提供することを目的とする。

前記目的を達成するためのこの発明の十字軸継手は、胴体部の側周面から四方へ突出した四つの軸部を有する十字軸と、前記軸部の外周面を転走する複数の転動体と、前記複数の転動体に外嵌した有底円筒状の軸受カップと、ヨークと前記軸受カップとの間に介在し当該軸受カップの少なくとも一部に外嵌することで当該軸受カップを縮径させる外嵌部材とを備えているものである。
この十字軸継手によれば、軸受カップの内周に配列した複数の転動体を、十字軸の軸部に対して隙間のある状態で外嵌させてから、外嵌部材をこの軸受カップの少なくとも一部に外嵌させることで当該軸受カップを縮径させ、この軸受カップの内周にある転動体と十字軸の軸部との間を締り嵌め状態又は隙間がゼロの状態にできる。このように、転動体を軸部に対して隙間がある状態で外嵌させることができることから、転動体が軸部の端面の外周縁部などに強く接触することを防止でき、軸部及び転動体の損傷を防ぐことができる。

また、この発明の自在継手は、軸受孔が形成された一対のヨークを端部にそれぞれ有する第一と第二のシャフトと、これら第一と第二のシャフトを前記ヨークにおいて連結させる十字軸継手とを備え、前記十字軸継手は、胴体部の側周面から四方へ突出した四つの軸部を有する十字軸と、前記軸部の外周面を転走する複数の転動体と、前記複数の転動体に外嵌しているとともに少なくも一部が前記軸受孔の内側にある有底円筒状の軸受カップと、前記ヨークと前記軸受カップとの間に当該ヨークと当該軸受カップとに対して締り嵌めの状態で設けられ当該軸受カップを縮径させる外嵌部材とを備えている。
この自在継手によれば、軸受カップの内周に配列した複数の転動体を、十字軸の軸部に対して隙間のある状態で外嵌させてから、外嵌部材をヨークと軸受カップとの間に設けることで、外嵌部材が軸受カップに外嵌して当該軸受カップを縮径させ、この軸受カップの内周にある転動体と十字軸の軸部との間を締り嵌め状態又は隙間がゼロの状態にできる。このように、転動体を軸部に対して隙間がある状態で外嵌させることができることから、転動体が軸部の端面の外周縁部などに強く接触することを防止でき、軸部及び転動体の損傷を防ぐことができる。

また、前記自在継手において、前記ヨークは、前記軸受カップの外周面の一部の径方向外側に、前記軸受孔よりも拡径した内面を有する段付き部を備え、前記外嵌部材は、前記内面と前記軸受カップとの間に嵌入されていることで当該軸受カップを縮径させているのが好ましい。
これによれば、軸受カップのうちの外周面の一部と、ヨークが備える段付き部の内面との間に外嵌部材を嵌入することで、外嵌部材が軸受カップに外嵌し当該軸受カップを縮径させることができる。これにより、この軸受カップの内周にある転動体と十字軸の軸部との間を締り嵌め状態又は隙間がゼロの状態にできる。

または、前記自在継手において、前記外嵌部材は、前記ヨークの前記軸受孔と前記軸受カップとの間に嵌入されていることで当該軸受カップを縮径させているのが好ましい。
これによれば、ヨークの軸受孔と、その軸受孔内にある軸受カップとの間に外嵌部材を嵌入することで、外嵌部材が軸受カップに外嵌し当該軸受カップを縮径させることができる。これにより、この軸受カップの内周にある転動体と十字軸の軸部との間を締り嵌め状態又は隙間がゼロの状態にできる。また、ヨークの軸受孔に外嵌部材を介して軸受カップを、軸線方向に広い範囲で支持することができるため、ヨークと十字軸継手との間で大きなラジアル荷重を受けることが可能となり、負荷容量を大きくできる。

また、前記自在継手において、前記外嵌部材は、軸線方向にスリットのある断面Ｃ形の環状部材であるのが好ましい。
これによれば、外嵌部材をヨークと軸受カップとの間で締り嵌めの状態とする際に、当該外嵌部材を容易に径方向に弾性変形させることができる。そして、この外嵌部材は軸受カップに対して周方向に均等な力で締め付けることができ、軸受カップを全周にわたって均等に縮径させることができる。

また、前記自在継手において、前記外嵌部材の内周面は、十字軸の胴体部側に向かって拡径したテーパ面であるのが好ましい。
これによれば、外嵌部材を軸線方向に移動させてヨークと軸受カップとの間に嵌入させていくと、この外嵌部材のテーパ面によって軸受カップを径方向内方へ押圧し当該軸受カップを容易に縮径させることができる。

また、前記自在継手において、前記外嵌部材は、径方向内方へ延びて前記軸受カップの底部の外側面に接触する内鍔部を有しているのが好ましい。
これによれば、軸受カップが外嵌部材から軸方向外側へ抜け出ることを防止できる。

さらに、この自在継手において、前記ヨークは、径方向内方へ突出して前記外嵌部材の軸方向外側の端面に接触する突起部を有しているのが好ましい。
これによれば、外嵌部材がヨークから軸方向外側へ抜け出ることを防止できる。

また、この発明の車両用操舵装置は、ステアリングシャフトと、コラムシャフトと、前記ステアリングシャフトと前記コラムシャフトとを繋ぐための継手とを備え、前記継手が前記自在継手である。
これによれば、軸受カップの内周にある転動体と十字軸の軸部との間を締り嵌め状態又は隙間がゼロの状態とすることができるため、転動体と軸部との間において滑りが生じることを抑制でき、トルク伝達不良によるガタツキや脈動の発生を防止でき、車両用操舵装置において良好な操舵感を得ることができる。そして、十字軸継手において、十字軸の軸部及びこの軸部の外周面を転走する転動体の損傷を防ぐことができる。

この発明によれば、軸受カップの内周にある転動体と十字軸の軸部との間を締り嵌め状態又は隙間がゼロの状態とするために、従来のように軸受カップを縮径させながらその内周の転動体を軸部に外嵌させていく必要がないため、転動体と軸部の端面とが強く接触して傷が付いたり変形したりすることを防止できる。これにより、十字軸継手における品質、耐久性を向上させることができる。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明の十字軸継手を備えた自在継手の実施の一形態を示す側面図であり、図２は図１のＩＩ−ＩＩ断面における断面図である。この自在継手Ｊは、例えば自動車の操舵装置において、ステアリングシャフト３１とコラムシャフト３２とを繋ぐために用いることができる。図１の形態では、両シャフト３１，３２の間に中間シャフト３３が介在し、この中間シャフト３３とステアリングシャフト３１とを端部において連結、及び、中間シャフト３３とコラムシャフト３２とを端部において連結するために、それぞれ十字軸継手１０が設けられている。

ステアリングシャフト３１の端部には、一対の対向するヨーク２１，２２が設けられており、ヨーク２１，２２のそれぞれに軸線を同一とする軸受孔２１ａ，２２ａが形成されている。一方、中間シャフト３３の端部には、一対の対向するヨーク２３，２４が設けられており、ヨーク２３，２４のそれぞれに軸線を同一とする軸受孔２３ａ，２４ａが形成されている。

前記十字軸継手１０は、胴体部２から突出した四つの軸部３を有する十字軸１と、前記軸部３の外周面３ａを転走する複数の転動体としてのニードルローラ６と、これら複数のニードルローラ６に外嵌した有底円筒状の軸受カップ５と、この軸受カップ５の軸方向外側の部分に外嵌することで当該軸受カップ５を縮径させている略円環形状の外嵌部材７とを備えている。なお、十字軸継手１０の組み立て完了状態において、中央の胴体部２から遠い側を軸方向外側とし、胴体部２に近い側を軸方向内側としている。

そして、前記軸受孔２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａのそれぞれに、内周に複数のニードルローラ６を配列した有底円筒状の軸受カップ５を介して、十字軸１の各軸部３がその軸線回りに回動自在に支持されている。なお、中間シャフト３３とコラムシャフト３２との間における構造も同様であり、説明を省略する。
図２の実施の形態において、ヨーク２１は、軸方向外側の部分に環状の段付き部９を備えており、この段付き部９は、軸受孔２１ａよりも拡径した内周面９ａを有している。この内周面９ａの軸線と、軸受孔２１ａの軸線とは一致しており、内周面９ａは軸線について真円となるように形成されている。

図３は組み立て完了状態にある十字軸継手の要部断面図である。図２と図３において、胴体部２と、この胴体部２の側周面から四方へ突出した四つの軸部３とを有している十字軸１は鋼製であり、胴体部２と四つの軸部３とは鍛造により一体成形されている。軸受カップ５は、円筒部８ａと、この円筒部８ａの端部と連続している段付き形状の円板部８ｂとを有する有底円筒状である。そして、円筒部８ａの内周面が軌道面となる。ニードルローラ６、軸受カップ５、及び、外嵌部材７は鋼製である。

軸受カップ５は、その軸方向中間部において、ヨーク２１の軸受孔２１ａ内に隙間嵌めの状態で挿入されており、この軸受カップ５の外周面５ａの軸方向外側部と、ヨーク２１の段付き部９の内周面９ａとの間に、前記外嵌部材７が設けられている。そして、この外嵌部材７は、段付き部９の内周面９ａと、軸受カップ５の外周面５ａの軸方向外側部とに対して、締り嵌めの状態にある。

図４は外嵌部材７の断面図である。外嵌部材７は、外周の一部が軸線方向に延びるスリット１１によって分断された断面Ｃ形の環状部材であり、また、図５に示しているように、外嵌部材７の内周面７ａは、十字軸１の胴体部２側に向かって拡径したテーパ面である。なお、この図５は、外嵌部材７の取り付け前の状態にある十字軸継手１０の要部断面図である。
図５の状態において、外嵌部材７の内周面７ａの軸方向外側の端部における内径ｄ１は、軸受カップ５の軸方向外側の端部の外径Ｄ１よりも小さく（ｄ１＜Ｄ１）、外嵌部材７の内周面７ａの軸方向内側の端部における内径ｄ２は、軸受カップ５の軸方向外側の端部の外径Ｄ１よりも大きい（ｄ２＞Ｄ１）。

このような構成である十字軸継手１０の組み立て方法について説明する。図６は外嵌部材７を取り付けた状態であり、図５と図６は十字軸継手１０の組み立て途中状態である。そして、図３が組み立て完了状態である。
図５において、ヨーク２１の軸受孔２１ａに、先に十字軸１の軸部３のみを挿入した状態で、この軸部３の軸線方向の外側から、内周に沿って複数のニードルローラ６を配列した軸受カップ５を軸部３に接近させ、当該軸受カップ５内のニードルローラ６を軸部３の先端部側から外嵌させる。この際、軸受カップ５の内周の複数のニードルローラ６を、十字軸１の軸部３に対して径方向に隙間ｇがある状態で外嵌させている（図５の状態）。

これにより、ヨーク２１の段付き部９の内周面９ａに対向して、軸受カップ５の外周面５ａのうちの軸方向外側の部分が設けられた状態となる。この状態から、略円環形状の外嵌部材７を、段付き部９の内周面９ａに嵌入するとともに、軸受カップ５にその軸方向外側の端部から外嵌させていくことで、外嵌部材７のテーパ形状の内周面７ａが軸受カップ５の軸方向外側の部分を径方向内方へ押圧し、当該軸受カップ５を弾性的に縮径させる。これにより、縮径した軸受カップ５とニードルローラ６との間、及び、この軸受カップ５の内周にある複数のニードルローラ６と十字軸１の軸部３との間をそれぞれ締り嵌め状態（ラジアル隙間を負隙間の状態）、又は、ラジアル隙間をゼロの状態にしている（図６の状態）。また、このラジアル隙間が所望の値となるまで、外嵌部材７を軸方向内側へ押し入れる。
また、ヨーク２１において、段付き部９の内面９ａと軸受孔２１ａとの間に、軸部３の軸線に対して交差する（直交する）面１３を形成し、この面１３に外嵌部材７の軸方向内側の端面７ｃが当接するまで、外嵌部材７を押し入れることで、ニードルローラ６におけるラジアル隙間が所望の値となるように、当該面１３の軸線方向位置を設定してもよい。

なお、この外嵌部材７を段付き部９の内周面９ａへ嵌入することにより、当該内周面９ａが外嵌部材７を径方向内側向きへ押圧することで当該外嵌部材７を弾性的に縮径させ、外嵌部材７と段付き部９との間を締り嵌めの状態としてもよく、また、外嵌部材７をそのテーパ形状の内周面７ａにおいて軸受カップ５に外嵌させることで、当該外嵌部材７に作用する径方向外側向きの力によって、外嵌部材７と段付き部９との間を締り嵌めの状態としてもよい。

また、取り付け前の外嵌部材７の軸方向内側の端部における内径ｄ２が、軸受カップ５の軸方向外側の端部の外径Ｄ１よりも大きい（図５においてｄ２＞Ｄ１）ことから、外嵌部材７を軸受カップ５に外嵌させる動作が容易となる。そして、外嵌部材７の取り付けの際には、外嵌部材７は、その内周面９ａをテーパ面としていることからそのくさび作用によって、軸受カップ５を径方向内側向きへ押圧でき、軸受カップ５を容易に弾性的に縮径させることができる。

さらに、図４に示しているように、外嵌部材７を、スリット１１のある断面Ｃ形の環状部材としていることから、外嵌部材７をヨーク２１の段付き部９と軸受カップ５との間に嵌めると、外嵌部材７は容易に径方向に縮径でき、これにより軸受カップ５を縮径させることができる。さらに、外嵌部材７の内外周面に真円度などの寸法誤差があったとしても、図４の二点差線で示しているように外嵌部材７を断面Ｃ形としていることから、当該外嵌部材７はヨーク２１側の内周面９ａに矯正されながら真円となるように縮径することができ、軸受カップ５に対して周方向に均等な力で締め付けることができる。これにより、軸受カップ５を全周にわたって均等に縮径させることができ、軸受カップ５の内周に配列した複数のニードルローラ６のそれぞれと、十字軸１の軸部３の外周面３ａとの間における締め代を、均一にできる。

そして、図６の状態から図３に示しているように、ヨーク２１の段付き部９の内周面９ａにおける軸方向外側の開口部の一部を、径方向内方へ突出させるようにかしめ加工を行い（塑性変形させ）、そのかしめ部１２を外嵌部材７の軸方向外側の端面の外周縁部に接触させている。これにより、外嵌部材７がヨーク２１の内周面９ａから軸方向外側へ抜け出ることを防止できる。また、縮径した軸受カップ５は、外嵌部材７のテーパ面によって軸方向外側への移動が規制され、外嵌部材７から抜け出ることを防止できる。さらに、このかしめ部１２によって外嵌部材７を所定の軸方向位置に維持させることで、ニードルローラ６におけるラジアル隙間を所望の値に維持することができる。なお、かしめ部１２は周方向に複数箇所とすればよい。

図７は、この発明の十字軸継手の他の実施の形態を示す要部断面図である。この十字軸継手１０は、図３に示した実施の形態と比べて、ヨーク２１の段付き部９の内周面９ａの形状が異なり、その他については同じである。すなわち、図３の内周面９ａは、軸部３の軸線に平行な円筒形状であるのに対して、図７の内周面９ａは軸方向内側へ向かって縮径するテーパ面である。

そして図７において、この内周面９ａに対応して、外嵌部材７の外周面７ｂを軸方向内側へ向かって縮径するテーパ面としている。このように、段付き部９の内周面９ａと外嵌部材７の外周面７ｂとをテーパ面とすることで、外嵌部材７を、段付き部９と軸受カップ５との間に嵌入させやすくなり、また、ヨーク２１側の内周面９ａと外嵌部材７の外周面７ｂとの間におけるくさび作用によって、当該外嵌部材７を容易に縮径させることができる。これにより外嵌部材７の内側の軸受カップ５を縮径させ、その内周に配列した複数のニードルローラ６と、十字軸１の軸部３の外周面３ａとの間を締り嵌めの状態、又は、ラジアル隙間をゼロの状態とできる。

図８は、この発明の十字軸継手のさらに他の実施の形態を示す要部断面図である。この十字軸継手１０は、図３で示した実施の形態と比べて、外嵌部材７及びヨーク２１の形態が異なり、その他については同じである。すなわち、図３では、ヨーク２１に段付き部９を形成し、この段付き部９の内周面９ａに嵌入した外嵌部材７と、ヨーク２１の軸受孔２１ａとが、軸受カップ５に外嵌し、当該軸受カップ５がヨーク２１に保持されているのに対して、図８では、軸受孔２１ａに嵌入した外嵌部材７のみが軸受カップ５に外嵌し、この外嵌部材７によって、軸受カップ５をヨーク２１に保持させている。

図８の十字軸継手１０を具体的に説明すると、図３の実施の形態と同様に、ヨーク２１の軸受孔２１ａに先に十字軸１の軸部３のみを挿入し、この軸部３の先端部側から当該軸部３に対して隙間のある状態で、軸受カップ５の内周に配列したニードルローラ６を外嵌させる。これにより、ヨーク２１の軸受孔２１の内側に、環状の隙間を介して軸受カップ５が設けられ、その軸受孔２１ａに、軸受カップ５の外周面５ａの略全長部分が対向して設けられた状態となる。

この状態から、略円環形状の外嵌部材７を、軸受孔２１ａに嵌入することで、当該外嵌部材７を縮径させていくとともに、この外嵌部材７が軸受カップ５に外嵌していくことで、縮径する外嵌部材７の内周面７ａが軸受カップ５を径方向内方へ押圧し、当該軸受カップ５を弾性的に縮径させる。これにより、縮径する軸受カップ５とニードルローラ６との間、及び、この軸受カップ５の内周にある複数のニードルローラ６と十字軸１の軸部３との間を締り嵌め状態、又は、ラジアル隙間をゼロの状態にしている。

また、この外嵌部材７は、その軸方向外側部において、径方向内方へ延びた内鍔部１４を有している。内鍔部１４は全周にわたって形成されており、円環形状である。そして、この内鍔部１４は、軸受カップ５の円板部８ｂ（底部）の軸方向外側にある端面に接触しており、その端面の外周縁部の全周に対して接触している。
さらに、ヨーク２１の軸受孔２１ａの軸方向外側の開口部の一部を、径方向内方へ突出するようにかしめ加工を行い（塑性変形させ）、そのかしめ部１２を外嵌部材７の軸方向外側の端面の外周縁部に接触させている。なお、かしめ部１２は周方向に複数箇所とすればよい。
このかしめ部１２により、外嵌部材７がヨーク２１の軸受孔２１ａから軸方向外側へ抜け出ることを防止できるとともに、前記外嵌部材７の内鍔部１４により、軸受カップ５が外嵌部材７から軸方向外側へ抜け出ることを防止できる。つまり、内周に複数のニードルローラ６を複数配列した軸受カップ５が、ヨーク２１から軸方向外側へ抜け出ることを防止できる。

なお、このような外嵌部材７を備えていない従来の十字軸継手において、図示しないが、ヨークの軸受孔の開口部の一部を、軸受カップの軸方向外側の端面に対してかしめ加工することで、当該軸受カップの抜け止めを行う構成が提案されていた。この場合、かしめ加工の際に軸受カップに対して局部的に大きな荷重が生じ、薄肉で硬い軸受カップは脆く、割れてしまうという問題点があった。
しかしこの発明によれば、図８に示しているように、かしめ部１２は外嵌部材７の内鍔部１４の端面に接触するが、この外嵌部材７を例えば軟鋼製とすることで、当該外嵌部材７が割れることを防止でき、また、かしめの際に軸受カップ５に生じる荷重は、外嵌部材７を介することで小さくなり、また当該荷重は、外嵌部材７の内鍔部１４が軸受カップ５に全周にわたって接触できるため周方向に分散されてさらに小さくなり、軸受カップ５の損傷を防止できる。

また、図８に示した実施の形態によれば、ヨーク２１の軸受孔２１ａに外嵌部材７を介して軸受カップ５を、軸線方向に広い範囲で支持することができるため、ヨーク２１と十字軸継手１０との間で大きなラジアル荷重を受けることが可能となり、負荷容量を大きくできる。また、外嵌部材７は、ヨーク２１の軸受孔２１ａと、この軸受孔２１ａの径方向内方にある軸受カップ５との間に設けられるため、十字軸１の軸部３のヨーク２１への取付部をコンパクトにできる。

また、この実施の形態においても、図７の実施の形態と同様に、外嵌部材７の外周面７ｂをテーパ面としてもよく、またこの場合に、軸受孔２１ａをこれに対応させてテーパ面としてもよい。また、図３や図７の実施の形態と同様に、外嵌部材７の内周面７ａを軸方向内側へ向かって拡径するテーパ面としてもよい。

以上、前記実施の形態のそれぞれによれば、軸受カップ５の内周に配列した複数のニードルローラ６を、十字軸１の軸部３に対して径方向に隙間ｇ（例えば図５参照）がある状態で外嵌させてから、外嵌部材７を軸受カップ５に外嵌させることで当該軸受カップ５を縮径させることができる。これにより、この軸受カップ５の内周にあるニードルローラ６と十字軸１の軸部３との間を締り嵌め状態、又は、隙間がゼロの状態にできる。このように、ニードルローラ６を軸部３に対して隙間ｇがある状態で外嵌させることができることから、ニードルローラ６が軸部１の端面の外周縁部などに強く接触することを防止でき、軸部３及びニードルローラ６の損傷を防ぐことができる。

したがって、図１に示しているように、このような十字軸継手１０を備えた自在継手Ｊを用いて、ステアリングシャフト３１と中間シャフト２３とを連結し、この中間シャフト２３とコラムシャフト３２とを連結した車両用操舵装置によれば、軸受カップ５の内周にあるニードルローラ６と十字軸１の軸部３との間を締り嵌め状態、又は、隙間がゼロの状態とすることができるため、ニードルローラ６と軸部３との間において滑りが生じることを抑制でき、トルク伝達不良によるガタツキや脈動の発生を防止でき、良好な操舵感を得ることができる。

また、本発明は、図示する形態に限らずこの発明の範囲内において他の形態のものであっても良い。前記実施の形態において、外嵌部材７の内周面７ａや外周面７ｂをテーパ面とした場合について説明しており、このテーパ面は、軸部３の軸線に対して傾斜する方向に直線的な面としたが、これ以外に、図９に示しているように、外嵌部材７を軸線方向に湾曲した面を有した構成とすることができる。例えば外嵌部材７において、厚さを一定とした周壁１５を弧状に湾曲形成することで、内外周面を湾曲面とすることができる。この場合、外嵌部材７の周壁１５の軸方向中間部が径方向外方へ膨らんだ形状となり、この外嵌部材７をヨーク２１側に嵌入することで、この軸方向中間部が径方向内方へ縮径する弾性変形が生じる。これによって生じる径方向の弾性力により、外嵌部材７はその内側にある軸受カップ５を縮径させることができ、また、ヨーク２１に対して締り嵌めの状態となることができる。

この発明の十字軸継手を備えた自在継手の実施の一形態を示す側面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面における断面図である 組み立て完了状態にある十字軸継手の要部を示す断面図である。 外嵌部材の断面図である。 外嵌部材の取り付け前における十字軸継手の要部を示す断面図である。 外嵌部材を取り付けた状態にある十字軸継手の要部を示す断面図である。 この発明の十字軸継手の他の実施の形態を示す要部断面図である。 この発明の十字軸継手のさらに他の実施の形態を示す要部断面図である。 外嵌部材の変形例を説明する断面図である。 従来の十字軸継手を備えた自在継手の組み立てを説明する説明図である。

符号の説明

１ 十字軸
２ 胴体部
３ 軸部
３ａ 外周面
５ 軸受カップ
６ ニードルローラ（転動体）
７ 外嵌部材
９ 段付き部
９ａ 内周面（内面）
１０ 十字軸継手
１１ スリット
１２ かしめ部（突起部）
１４ 内鍔部
２１，２２，２３，２４ ヨーク
２１ａ，２２ａ，２３ａ，２４ａ 軸受孔
３１ ステアリングシャフト
３２ コラムシャフト
３３ 中間シャフト

Claims (9)

1. 胴体部の側周面から四方へ突出した四つの軸部を有する十字軸と、前記軸部の外周面を転走する複数の転動体と、前記複数の転動体に外嵌した有底円筒状の軸受カップと、ヨークと前記軸受カップとの間に介在し当該軸受カップの少なくとも一部に外嵌することで当該軸受カップを縮径させる外嵌部材と、を備えていることを特徴とする十字軸継手。
2. 軸受孔が形成された一対のヨークを端部にそれぞれ有する第一と第二のシャフトと、これら第一と第二のシャフトを前記ヨークにおいて連結させる十字軸継手と、を備え、
   前記十字軸継手は、胴体部の側周面から四方へ突出した四つの軸部を有する十字軸と、前記軸部の外周面を転走する複数の転動体と、前記複数の転動体に外嵌しているとともに少なくも一部が前記軸受孔の内側にある有底円筒状の軸受カップと、前記ヨークと前記軸受カップとの間に当該ヨークと当該軸受カップとに対して締り嵌めの状態で設けられ当該軸受カップを縮径させる外嵌部材と、を備えていることを特徴とする自在継手。
3. 前記ヨークは、前記軸受カップの外周面の一部の径方向外側に、前記軸受孔よりも拡径した内面を有する段付き部を備え、
   前記外嵌部材は、前記内面と前記軸受カップとの間に嵌入されていることで当該軸受カップを縮径させている請求項２に記載の自在継手。
4. 前記外嵌部材は、前記ヨークの前記軸受孔と前記軸受カップとの間に嵌入されていることで当該軸受カップを縮径させている請求項２に記載の自在継手。
5. 前記外嵌部材は、軸線方向にスリットのある断面Ｃ形の環状部材である請求項２〜４のいずれか一項に記載の自在継手。
6. 前記外嵌部材の内周面は、十字軸の胴体部側に向かって拡径したテーパ面である請求項２〜５のいずれか一項に記載の自在継手。
7. 前記外嵌部材は、径方向内方へ延びて前記軸受カップの底部の外側面に接触する内鍔部を有している請求項２〜６のいずれか一項に記載の自在継手。
8. 前記ヨークは、径方向内方へ突出して前記外嵌部材の軸方向外側の端面に接触する突起部を有している請求項７に記載の自在継手。
9. ステアリングシャフトと、コラムシャフトと、前記ステアリングシャフトと前記コラムシャフトとを繋ぐための継手と、を備え、前記継手が請求項２〜８のいずれか一項に記載の自在継手であることを特徴とする車両用操舵装置。

Images