JP2009041732A - 自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】製造時にキズがつくことを防止でき、且つ使用時にがたつきの発生を防止することのできる自在継手を提供すること。
【解決手段】自在継手４の十字軸２２の中心Ｄが、二対のトラニオン２５１，２６１；２５２，２６２の端面２７，２８間の中心位置Ｇ，Ｈの双方からオフセットされている。これにより、十字軸２２の中心Ｄを挟んで対向する相対的に長い長トラニオン２５１，２５２および相対的に短い短トラニオン２６１，２６２が設けられている。短トラニオン２６１，２６２を支持する軸受３２のラジアル方向隙間が相対的に小さくされ、長トラニオン２５１，２５２を支持する軸受３１のラジアル方向隙間が相対的に大きくされている。
【選択図】図３

Description

本発明は、十字軸を用いた自在継手に関する。

この種の自在継手の十字軸の各トラニオンは、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針状ころを介して支持されている（例えば、特許文献１，２参照）。
特開２００１−１９３７５３号公報 特開２００５−１５５８３０号公報

通例、ヨークの嵌合孔に外輪カップが圧入されている。さらに、外輪カップ内に収容された複数の針状ころによって区画された軸受孔に、対応するトラニオンが挿入されている。トラニオンが上記軸受孔に挿入されるときに、針状ころとトラニオンとが強く擦れて両者にキズが生じるおそれがある。このキズを防止するために、針状ころとトラニオンとの間に隙間（ラジアル方向隙間）が設けられている。しかしながら、ラジアル方向隙間が大きいと、十字軸にがたつきが生じ、異音や振動の原因となる。

本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、製造時にキズがつくことを防止でき、且つ使用時のがたつきの発生を防止することのできる自在継手を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、十字軸（２２）の交点（Ｃ）を挟んで対向する二対のトラニオン（２５１，２６１，２５２，２６２）のそれぞれの端部（１２，１３）が、ヨーク（２０，２１）の対応する嵌合孔（２９）に嵌合された有底円筒状の外輪カップ（３５，４７；３５Ｂ）を有する軸受（３１，３２）によって支持されている自在継手（４，６）において、十字軸の中心（Ｄ）が二対のトラニオンの端部間の中心位置（Ｇ，Ｈ）の少なくとも一方からオフセットされることにより、十字軸の中心を挟んで対向する相対的に短い短トラニオン（２６１，２６２）および相対的に長い長トラニオン（２５１，２５２）が設けられており、短トラニオンを支持する軸受のラジアル方向隙間（Ｐ）が相対的に小さくされ、長トラニオンを支持する軸受のラジアル方向隙間（Ｎ）が相対的に大きくされていることを特徴とするものである（請求項１）。

本発明によれば、自在継手の製造時に、短トラニオン、長トラニオンおよび各トラニオンに対応する軸受の何れにもキズがつくことを防止でき、且つ使用時のがたつきの発生を防止することができる。具体的には、自在継手の製造時に、例えば、長トラニオンより先に短トラニオンをヨークに組み付けることにより、長トラニオンが非拘束の状態で短トラニオンを組み付けることができる。その結果、短トラニオンが対応する軸受に強く擦れることを防止できる。したがって、短トラニオンおよび対応する軸受にキズが生じることを防止できる。この場合、短トラニオンがヨークに組み付けられた（ヨークに拘束された）後に長トラニオンをヨークに組み付けることとなるが、長トラニオンに対応する軸受のラジアル方向隙間が相対的に大きくされていることから、長トラニオンが対応する軸受と強く擦れることを防止できる。したがって、長トラニオンおよび対応する軸受にキズが生じることを防止できる。また、短トラニオンを支持する軸受のラジアル方向隙間が相対的に小さくされていることにより、十字軸がヨークに対してがたつくことを抑制できる。さらに、長トラニオンを支持する軸受のラジアル方向隙間が相対的に大きくされているが、長トラニオンの端部と十字軸の中心との距離が長くされている結果、ラジアル方向隙間が大きいことに起因する十字軸のがたつきをより少なくできる。したがって、異音や振動の発生を確実に防止できる。

また、本発明において、上記長トラニオンの端面およびこれに対向する外輪カップの内底面（４１；４１Ａ）の間に、長トラニオンを当該長トラニオンの軸方向（Ｊ１，Ｊ２）および径方向（Ｍ１）のうちの少なくとも１つの方向に付勢する付勢部材（４２）を備えている場合がある（請求項２）。この場合、長トラニオンがその軸方向および径方向の少なくとも１つの方向にがたつくことをより確実に防止できるので、がたつき音の発生をより確実に防止できる。

また、本発明において、上記付勢部材は、長トラニオンの端面およびこれに対向する外輪カップの内底面（４１）の双方に設けられた凹部（４３，４４）によって区画される空間（４５）に、加圧状態で収容された弾性部材を含む場合がある（請求項３）。この場合、弾性部材を加圧状態で収容するという簡易な構成により、長トラニオンをその軸方向および径方向に付勢することができる。

なお、上記において、括弧内の数字は、後述する実施の形態における対応構成要素の参照符号を表すものであるが、これらの参照符号により特許請求の範囲を限定する趣旨ではない。

本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態に係る自在継手４，６が適用される自動車のステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。図１を参照して、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を介して連結された中間軸５と、中間軸５の他端５ｂに本実施の形態の自在継手６を介して連結されたピニオンシャフト７と、ピニオンシャフト７の端部に設けられたピニオン７ａに噛み合うラック歯８ａを有して車幅方向（左右方向）に延びる転舵軸としてのラックバー８とを有している。

中間軸５は、一端部５ａ側の一部と他端部５ｂ側の一部とが互いに分割された構成となっており、これら互いに分割された部分は、スプライン結合によって軸方向に相対摺動可能且つトルク伝達可能とされている。
ピニオンシャフト７およびラックバー８を含む舵取り機構としてのラックアンドピニオン機構Ａが設けられている。ラックバー８は、車体（図示せず）に固定されるハウジング９内に図示しない複数の軸受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）を介して対応する車輪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７ａおよびラック歯８ａによって、車両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、車輪１１の転舵が達成される。

図２は、中間軸５の周辺の側面図である。図２を参照して、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２１と、中間軸５の一端５ａに設けられたヨーク２０と、両ヨーク２０，２１間を連結する十字軸２２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、中間軸５の他端５ｂ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とを備えている。

各ヨーク２０，２１はＵ字状をなし、それぞれ一対のタブ２３を有している。図２において、自在継手４のヨーク２１については一方のタブ２３のみを示し、自在継手６のヨーク２０についても一方のタブ２３のみを示している。各一対のタブ２３は互いに平行である。
自在継手４，６については全く同様の構成であるので、以下では自在継手４に則して説明する。図３は、自在継手４の要部の一部断面図である。図３を参照して、十字軸２２は、鋼鉄等を用いて形成されており、主体部２４と、主体部２４から突出する二対のトラニオン２５１，２６１；２５２，２６２を有している。各トラニオン２５１，２６１，２５２，２６２は、円柱状をなしている。

一対のトラニオン２５１，２６１は、中心軸線Ｂ１を有している。一対のトラニオン２５２，２６２は、中心軸線Ｂ２を有している。これらの中心軸線Ｂ１，Ｂ２は、共通の平面（本実施の形態において、図３の紙面と一致する平面）上に配置されている。
一対のトラニオン２５１，２６１および一対のトラニオン２５２，２６２は、それぞれ、十字軸２２の交点Ｃを挟んで対向している。交点Ｃは、十字軸２２の中心Ｄと一致している。

一対のトラニオン２５１，２６１と一対のトラニオン２５２，２６２とは、互いに直交する方向に延びている。一対のトラニオン２５１，２６１は、十字軸２２の中心Ｄを挟んで対向する相対的に長い長トラニオン２５１および相対的に短い短トラニオン２６１を構成している。同様に、一対のトラニオン２５２，２６２は、十字軸２２の中心Ｄを挟んで対向する相対的に長い長トラニオン２５２および相対的に短い短トラニオン２６２を構成している。

十字軸２２の中心Ｄから短トラニオン２６１の先端部１３（先端面２８）までの距離Ｅ２が相対的に短く、十字軸２２の中心Ｄから長トラニオン２５１の先端部１２（先端面２７）までの距離Ｅ１が相対的に長い。同様に、十字軸２２の中心Ｄから短トラニオン２６２の先端部１３（先端面２８）までの距離Ｆ２が相対的に短く、十字軸２２の中心Ｄから対応する長トラニオン２５２の先端部１２（先端面２７）までの距離Ｆ１が相対的に長い。

各トラニオン２５１，２５２，２６１，２６２は、十字軸２２の中心Ｄを二対のトラニオン２５１，２６１；２５２，２６２の相対向する先端部１３（先端面２７，２８）間の中心位置Ｇ，Ｈの少なくとも一方からオフセットさせることにより設けられている。
より具体的には、十字軸２２の中心Ｄは、長トラニオン２５１および短トラニオン２６１の先端面２７，２８間の中心位置Ｇからこれら一対のトラニオン２５１，２６１の軸方向Ｊ１の一方に所定距離Ｋ１だけオフセットして配置されている。

また、十字軸２２の中心Ｄは、長トラニオン２５２および短トラニオン２６２の先端面２７，２８間の中心位置Ｈからこれら一対のトラニオン２５２，２６２の軸方向Ｊ２の一方に所定距離Ｋ２だけオフセットして配置されている。
各上記所定距離Ｋ１，Ｋ２は、それぞれ、１ｍｍ〜５ｍｍの範囲に設定されている。各上記所定距離Ｋ１，Ｋ２が上記範囲の下限未満であると、各長トラニオン２５１，２５２の長さを十分に確保できない結果、長トラニオン２５１，２５２のがたつきが生じやすいい。また、各上記所定距離Ｋ１，Ｋ２が上記範囲の上限を超えると、ヨーク２０，２１間のスムーズな屈曲を確保し難い。

自在継手４の各タブ２３には、十字軸２２の対応するトラニオン２５１，２６１，２５２，２６２が挿通される嵌合孔２９がそれぞれ形成されている。
図４（Ａ）は、図３の長トラニオン２５１の周辺の拡大図である。図４（Ａ）を参照して、タブ２３は、嵌合孔２９に嵌合されて保持された軸受３１を介して、長トラニオン２５１の先端部１２を回転自在に支持している。

軸受３１は、長トラニオン２５１の外周面３３の周囲を取り囲んで環状に並べて配列された複数の転動体としての針状ころ３４と、これらの針状ころ３４を保持すると共に嵌合孔２９に圧入固定された有底円筒状の外輪カップ３５とを含んでいる。本実施の形態において、軸受３１は、保持器を持たない総転動体軸受とされているが、保持器が設けられた軸受とされていてもよい。

外輪カップ３５は、板金部材からなり、円筒状の周壁３６を有している。周壁３６の一端には、周壁３６の径方向内方を向く環状フランジ部３７が形成されている。環状フランジ部３７は、長トラニオン２５１の基端部に外嵌された環状のオイルシール３８と液密的に接触しており、外輪カップ３５と長トラニオン２５１との間を封止している。
周壁３６の内周面および長トラニオン２５１の外周面３３の双方に、針状ころ３４が転がり接触している。外輪カップ３５は、針状ころ３４を介して長トラニオン２５１を回転自在に支持している。複数の針状ころ３４を環状に配置することにより、長トラニオン２５１が挿入される軸受孔３９が区画されている。周壁３６の他端には外輪カップ３５の底部としての底壁４０が設けられ、周壁３６の他端が塞がれている。

軸受３１の外輪カップ３５の内底面４１とこれに対向する長トラニオン２５１の先端面２７との間に付勢部材４２が設けられている。この付勢部材４２によって、長トラニオン２５１が当該長トラニオン２５１の軸方向Ｊ１および径方向Ｍ１に付勢されて（予圧を付与されて）いる。
付勢部材４２は、例えば、ポリアミド（ナイロン）等の、合成樹脂材料を用いて形成された小片状の弾性部材からなる。上記材料として低摩擦係数のポリアミドを用いることが、長トラニオン２５１の摩擦抵抗を低くできる点で好ましい。

付勢部材４２は、長トラニオン２５１の先端面２７およびこれに対向する外輪カップ３５の内底面４１の双方に設けられた凹部４３，４４によって区画される空間４５に、加圧状態で収容されている。長トラニオン２５１の凹部４３の中心軸線は、長トラニオン２５１の中心軸線Ｂ１と合致している。外輪カップ３５の凹部４４の中心軸線Ｂ３は、上記中心軸線Ｂ１とはオフセットした状態で中心軸線Ｂ１と平行に延びている。これにより、各上記凹部４３，４４の中心軸線は互いにオフセットされている。

付勢部材４２は、各上記凹部４３，４４に跨って配置されている。軸方向Ｊ１に関する付勢部材４２の一端部と他端部とは、長トラニオン２５１の径方向Ｍ１に相対的に偏倚されている。これにより、付勢部材４２に、長トラニオン２５１を径方向Ｍ１に付勢する力が生じている。
また、付勢部材４２は、外輪カップ３５と長トラニオン２５１との間で、長トラニオン２５１の軸方向Ｊ１に弾性的に圧縮されている。これにより、付勢部材４２に、長トラニオン２５１を軸方向Ｊ１に付勢する力が生じている。

図４（Ｂ）は、図３の短トラニオン２６１の周辺の拡大図である。図４（Ｂ）を参照して、タブ２３は、嵌合孔２９に嵌合されて保持された軸受３２を介して、短トラニオン２６１の先端部１３を回転自在に支持している。
軸受３２は、短トラニオン２６１の外周面４６の周囲を取り囲んで環状に並べて配列された複数の転動体としての針状ころ３４と、これらの針状ころ３４を保持すると共に嵌合孔２９に圧入固定された有底円筒状の外輪カップ４７とを含んでいる。本実施の形態において、軸受３２は、保持器を持たない総転動体軸受とされているが、保持器が設けられた軸受とされていてもよい。

外輪カップ４７は、板金部材からなり、円筒状の周壁４８を有している。周壁４８の一端には、周壁４８の径方向内方を向く環状フランジ部４９が形成されている。環状フランジ部４９は、短トラニオン２６１の基端部に外嵌された環状のオイルシール５０と液密的に接触しており、外輪カップ４７と短トラニオン２６１との間を封止している。
周壁４８の内周面および短トラニオン２６１の外周面４６の双方に、針状ころ３４が転がり接触している。外輪カップ４７は、針状ころ３４を介して短トラニオン２６１を回転自在に支持している。複数の針状ころ３４を環状に配置することにより、短トラニオン２６１が挿入される軸受孔５１が区画されている。周壁４８の他端には外輪カップ４７の底部としての底壁５２が設けられ、周壁４８の他端が塞がれている。

図５（Ａ）は、図４（Ａ）の一部拡大図であり、図５（Ｂ）は、図４（Ｂ）の一部拡大図である。図５（Ａ）および図５（Ｂ）を参照して、長トラニオン２５１を支持する軸受３１のラジアル方向隙間Ｎが相対的に大きくされており、短トラニオン２６１を支持する軸受３２のラジアル方向隙間Ｐが相対的に小さくされている。
ラジアル方向隙間（ラジアル内部隙間）とは、例えば、自在継手４に外力が付与されていない状態において、各軸受３１，３２の針状ころ３４とこれに対向する対応するトラニオン２５１，２６１との径方向Ｍ１の隙間をいう。

ラジアル方向隙間Ｎは、ラジアル方向隙間Ｐの１００％（１００％を含まず）〜２００％の範囲内に設定されている。ラジアル方向隙間Ｎが上記の範囲を超えると、長トラニオン２５１のラジアル方向隙間Ｎが大きくなりすぎ、がたつき音が生じ易くなるからである。
図２および図３を参照して、ヨーク２１は、ステアリングシャフト３の中心軸線Ｂ４に対して偏倚した状態でステアリングシャフト３に固定されている。具体的には、ステアリングシャフト３の径方向に関して、ステアリングシャフト３の中心軸線Ｂ４とヨーク２１の一方のタブ２３の内側面５３との距離Ｑ１は相対的に長くされており、ステアリングシャフト３の中心軸線Ｂ４とヨーク２１の他方のタブ２３の内側面５３との距離Ｑ２は相対的に短くされている。ステアリングシャフト３の中心軸線Ｂ４と十字軸２２の中心Ｄとは互いに交差している。

長トラニオン２５２と対応するタブ２３との連結構造は、長トラニオン２５１と対応するタブ２３との連結構造と同様であり、且つ、短トラニオン２６２と対応するタブ２３との連結構造は、短トラニオン２６１と対応するタブ２３との連結構造と同様であるので、これらの構成については説明を省略する。
図２を参照して、ヨーク２０は、中間軸５の中心軸線Ｂ５に対して偏倚した状態で中間軸５の一端５ａに固定されている。具体的には、中間軸５の径方向に関して、中間軸５の中心軸線Ｂ５とヨーク２０の一方のタブ２３の内側面５３との距離は相対的に長くされており、中間軸５の中心軸線Ｂ５とヨーク２０の他方のタブ２３の内側面５３との距離は相対的に短くされている。中間軸５の中心軸線Ｂ５と十字軸２２の中心Ｄとは互いに交差している。

自在継手４は、例えば、以下のようにして組み立てられる。すなわち、図６（Ａ）を参照して、まず、単品のヨーク２０と軸受３２とを用意し、図６（Ｂ）に示すように、ヨーク２０の他方のタブ２３の嵌合孔２９に軸受３２の外輪カップ４７を圧入固定する。
次に、図６（Ｃ）に示すように、十字軸２２の長トラニオン２５１の先端部１２側を、ヨーク２０の一方のタブ２３の嵌合孔２９に挿入する。長トラニオン２５１の先端部１２側を対応する嵌合孔２９に挿入した後、短トラニオン２６１の先端部１３を、図６（Ｄ）に示すように、軸受３２の軸受孔５１に挿入する。このとき、長トラニオン２５１は、ヨーク２０に拘束されていない非拘束の状態となっている。

次いで、図６（Ｅ）に示すように、軸受３１を用意する。この軸受３１を、図６（Ｆ）に示すように、長トラニオン２５１の先端部１２と一方のタブ２３の嵌合孔２９との間に挿入する。具体的には、軸受３１の外輪カップ３５を嵌合孔２９に圧入するとともに、軸受３１の軸受孔３９に長トラニオン２５１の先端部１２を嵌め合わせる。
ヨーク２１の各タブ２３，２３への、対応する長トラニオン２５２、短トラニオン２６２および軸受３１，３２のそれぞれの組み付けは、上記図６（Ａ）〜図６（Ｆ）で示したのと同様にして行われる。

以上の次第で、本実施の形態によれば、自在継手４の製造時に、短トラニオン２６１，２６２、長トラニオン２５１，２５２および各トラニオン２６１，２６２，２５１，２５２に対応する軸受３２，３１の何れにもキズがつくことを防止でき、且つ使用時のがたつきの発生を防止することができる。
すなわち、自在継手４（６）の製造時に、各長トラニオン２５１，２５２より先に対応する短トラニオン２６１，２６２を対応するヨーク２０，２１に組み付けることにより、対応する長トラニオン２５１，２５２が非拘束の状態で、各短トラニオン２６１，２６２を組み付けることができる。その結果、短トラニオン２６１，２６２が対応する軸受３２に強く擦れることを防止できる。したがって、短トラニオン２６１，２６２および対応する軸受３２にキズが生じることを防止できる。

また、短トラニオン２６１，２６２が対応するヨーク２０，２１に組み付けられた（拘束された）後に長トラニオン２５１，２５２を当該対応するヨーク２０，２１に組み付けることとなるが、長トラニオン２５１，２５２に対応する軸受３１のラジアル方向隙間Ｎが相対的に大きくされていることから、長トラニオン２５１，２５２が対応する軸受３１と強く擦れることを防止できる。したがって、長トラニオン２５１，２５２および対応する軸受３１にキズが生じることを防止できる。

また、短トラニオン２６１，２６２を支持する軸受３２のラジアル方向隙間Ｐが相対的に小さくされていることにより、十字軸２２が各ヨーク２０，２１に対してがたつくことを抑制できる。
さらに、長トラニオン２５１，２５２を支持する軸受３１のラジアル方向隙間Ｎが相対的に大きくされているが、長トラニオン２５１の先端部１２と十字軸２２の中心Ｄとの距離Ｅ１が長くされている結果、ラジアル方向隙間Ｎが大きいことに起因する十字軸２２のがたつきをより少なくできる。したがって、異音や振動の発生を確実に防止できる。

また、付勢部材４２を用いて長トラニオン２５１，２５２を当該長トラニオン２５１，２５２の軸方向Ｊ１および径方向Ｍ１に付勢している。これにより、長トラニオン２５１，２５２がその軸方向Ｊ１および径方向Ｍ１にがたつくことをより確実に防止できるので、がたつき音の発生をより確実に防止できる。
さらに、長トラニオン２５１，２５２の先端面２７およびこれに対向する外輪カップ３５の内底面４１間に付勢部材４２を加圧状態で収容している。このように、付勢部材４２を加圧状態で収容するという簡易な構成により、長トラニオン２５１，２５２をその軸方向Ｊ１および径方向Ｍ１に付勢することができる。

さらに、付勢部材４２を、長トラニオン２５１，２５２および短トラニオン２６１，２６２のうちの長トラニオン２５１，２５２側にのみ設けていることから、各長トラニオン２５１，２５２に関する予圧の管理を１つの付勢部材４２で行うことができる。したがって、予圧の管理が容易である。
また、自在継手４の組み立ての際には、ラジアル方向隙間Ｐの相対的に小さい軸受３２を対応する嵌合孔２９に挿入した後に、対応する短トラニオン２６１，２６２を軸受３２の軸受孔５１に挿入している。これにより、軸受３２の針状ころ３４や短トラニオン２６１にキズがつくことをより確実に防止できる。したがって、品質の安定化を達成できる。

また、各短トラニオン２６１，２６２が対応する軸受孔５１に挿入された後に、対応する長トラニオン２５１，２５２が対応する軸受３１の軸受孔３９に挿入される結果、この挿入の際の長トラニオン２５１，２５２の変位の自由度が小さく、軸受孔３９への挿入がし難い傾向にあるが、この軸受３１のラジアル方向隙間Ｎを大きくしている結果、挿入をより容易に行うことができる。したがって、長トラニオン２５１にキズが生じることをより確実に防止できる。

本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。例えば、十字軸２２の中心Ｄは、十字軸２２の一対のトラニオン２５２，２６２の先端面２７，２８間の中心位置Ｇと一致するようにされていてもよい。この場合、十字軸２２の中心Ｄからの一対のトラニオン２５２，２６２の対応する先端面２７，２８までの長さが互いに等しくなる。さらに、付勢部材４２を廃止してもよい。

また、図７に示す閉塞部材５７を用いてもよい。なお、以下では、図１〜図６に示す実施の形態と異なる点について主に説明し、同様の構成については図に同様の符号を付してその説明を省略する。
閉塞部材５７は、軸受３１の外輪カップ３５の底壁４０Ａに形成された挿通孔６０を閉塞するものであり、絶縁部材５８と、絶縁部材５８に保持されることにより外輪カップ３５と絶縁された導電部材５９とを含んでいる。絶縁部材５８は、ゴム等の絶縁性の材料を用いて形成された環状の弾性部材であり、挿通孔６０に挿通されている。絶縁部材５８の一端の環状の鍔部６１が外輪カップ３５の内底面４１Ａの挿通孔６０の周縁部に係合しており、絶縁部材５８が挿通孔６０から抜けないようにされている。

導電部材５９は、金属等の導電性の材料を用いて形成されており、絶縁部材５８の挿通孔６２および外輪カップ３５の挿通孔６０を挿通している。導電部材５９の一端に膨出部６３が形成されており、長トラニオン２５１の先端面２７に形成された凹部４３Ａに導通可能に係合している。凹部４３Ａの中心軸線、および導電部材５９の中心軸線は、長トラニオン２５１の中心軸線Ｂ１と一致している。

挿通孔６０の中心軸線Ｂ６は、長トラニオン２５１の中心軸線Ｂ１に対してオフセットして配置されており、絶縁部材５８が長トラニオン２５１の径方向Ｍ１に弾性的に偏倚されている。また、絶縁部材５８の鍔部６１は、外輪カップ３５の底壁４０Ａと導電部材５９の膨出部６３とによって弾性的に圧縮されている。
これにより、絶縁部材５８は、導電部材５９を介して、長トラニオン２５１を当該長トラニオン２５１の軸方向Ｊ１および径方向Ｍ１に付勢力（予圧）を付与している。

図８を参照して、短トラニオン２６１を支持する軸受３２にも、軸受３１と同様にして、閉塞部材５７が取り付けられており、導電部材５９の膨出部６３が、短トラニオン２６１の先端面２８に導電可能に係合している。
長トラニオン２５２を支持する軸受３１にも、長トラニオン２５１を支持する軸受３１と同様にして閉塞部材５７が取り付けられている。短トラニオン２６２を支持する軸受３２にも、短トラニオン２６１を支持する軸受３２と同様にして閉塞部材５７が取り付けられている。

本実施の形態では、長トラニオン２５１および短トラニオン２６１が対応する軸受孔３９，５１に規定量だけ挿入されているか否かを確認するための検査を容易に行うことができる。
具体的には、上記の検査は、例えば、検査装置６５を用いて行われる。検査装置６５の一端と他端との間の途中部には、電源６６と負荷としての電球６７とが設けられている。検査の際には、検査装置６５の一端を長トラニオン２５１側の導電部材５９に接続し、且つ検査装置６５の他端を短トラニオン２６１側の導電部材５９に接続する。

長トラニオン２５１の対応する軸受孔３９への挿入量、および短トラニオン２６１の対応する軸受孔５１への挿入量の何れもが規定量に達している場合には、各導電部材５９，５９が対応する長トラニオン２５１および短トラニオン２６１と導通可能に接触していることから、電気回路が形成されて電源６６から電流が流れ、電球６７が点灯する。
一方、長トラニオン２５１の対応する軸受孔３９への挿入量、および短トラニオン２６１の対応する軸受孔５１への挿入量の少なくとも一方が規定量に達していない場合には、少なくとも一方の導電部材５９，５９と対応する長トラニオン２５１および短トラニオン２６１との導通が達成されていないことから、電気回路は形成されず、電源６６から電流は流れず、電球６７は点灯しない。

なお、検査装置６５の他端を十字軸２２の主体部２４に接続してもよい。この場合、長トラニオン２５１の対応する軸受孔３９への挿入量が規定量に達しているか否かを検査することができる。また、検査装置６５の一端を十字軸２２の主体部２４に接続してもよい。この場合、短トラニオン２６１の対応する軸受孔５１への挿入量が規定量に達しているか否かを検査することができる。

また、上記と同様にして、長トラニオン２５２および短トラニオン２６２が対応する軸受孔３９，５１に規定量挿入されているか否かを検出することができる。
本実施の形態によれば、長トラニオン２５１，２５２および短トラニオン２６１，２６２の軸方向Ｊ１，Ｊ２に関する予圧管理を容易に且つ確実に行うことができる。
また、各トラニオン２５１，２６１，２５２，２６２との接点として硬質の導電部材５９を用いているので、導電部材５９の摩耗を少なくできる。さらに、各導電部材５９が対応するトラニオン２５１，２６１，２５２，２６２との摺動によって摩耗した場合でも、絶縁部材５８の弾性力によって導電部材５９を適当な位置に変位でき、当該対応するトラニオン２５１，２６１，２５２，２６２との接触状態を長期に亘って維持できる。これにより、導電部材５９と対応するトラニオン２５１，２６１，２５２，２６２との間に軸方向隙間（アキシャル方向隙間）ができることを防止できる。

さらに、図９に示すように、外輪カップ３５Ｂ自身が付勢部材を構成していてもよい。具体的には、外輪カップ３５Ｂの底壁４０Ｂに凸部６８が形成されている。凸部６８は、円錐状面６９を含んでいる。
長トラニオン２５１の先端面２７の凹部４３は、円錐状面７０を含んでいる。長トラニオン２５１の中心軸線Ｂ１に対する各円錐状面６９，７０の傾斜角は、互いに同じにされている。凸部６８の中心軸線Ｂ７は、凹部４３の中心軸線Ｂ１に対してオフセットして配置さている。凸部６８の円錐状面６９は、凹部４３の円錐状面７０を軸方向Ｊ１と平行な方向に弾性的に付勢している。この付勢力の一部は、円錐状面６９，７０同士の係合により、軸方向Ｊ１とは直交する径方向Ｍ１の力に変換されている。

上記の構成により、凸部６８から凹部４３に、軸方向Ｊ１および径方向Ｍ１のそれぞれの方向を向く付勢力（予圧）が付与されている。
なお、各上記実施の形態では、軸方向Ｊ１および径方向Ｍ１のそれぞれに付勢力（予圧）を付与した例について説明したが、何れか１つの方向に付勢力（予圧）を付与するものであってもよい。

また、各上記実施の形態では、外輪カップ３５の凹部４４の中心軸線Ｂ３と対応する長トラニオン２５１，２５２の中心軸線Ｂ１，Ｂ２、外輪カップ３５の挿通孔６０の中心軸線Ｂ６と対応するトラニオン２５１，２５２の中心軸線Ｂ１，Ｂ２、および外輪カップ３５Ｂの凸部６８の中心軸線Ｂ７と対応するトラニオン２５１，２５２の中心軸線Ｂ１，Ｂ２をそれぞれオフセットさせた例について説明したが、これらのオフセットをさせなくてもよい。この場合、針状ころ３４に予圧荷重が付与されないため、円滑な回転を得ることができる。

その他、本発明は、ステアリング装置以外の他の一般の装置の軸同士を連結する自在継手に適用することができる。

本発明の一実施の形態に係る自在継手が適用される自動車のステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。 中間軸の周辺の側面図である。 自在継手の要部の一部断面図である。 （Ａ）は図３の長トラニオンの周辺の拡大図であり、（Ｂ）は図３の短トラニオンの周辺の拡大図である。 （Ａ）は図４（Ａ）の一部拡大図であり、（Ｂ）は図４（Ｂ）の一部拡大図である。 （Ａ）〜（Ｆ）は、それぞれ、自在継手の組み立て工程について説明するための模式図である。 本発明の別の実施の形態の要部の断面図である。 本発明の別の実施の形態の要部の一部断面図である。 本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図である。

符号の説明

４，６…自在継手、１２，１３…（トラニオンの）先端部（トラニオンの端部）、２０，２１…ヨーク、２２…十字軸、２７…（長トラニオンの）先端面（端面）、２９…嵌合孔、３１…（長トラニオンの）軸受、３２…（短トラニオンの）軸受、３５，３５Ｂ…外輪カップ、４１，４１Ａ…（外輪カップの）内底面、４２…付勢部材（弾性部材）、４３，４４…凹部、４５…空間、４７…外輪カップ、２５１，２５２…長トラニオン、２６１，２６２…短トラニオン、Ｃ…（十字軸の）交点、Ｄ…（十字軸の）中心、Ｇ，Ｈ…（一対のトラニオンの端部間の）中心位置、Ｊ１，Ｊ２…軸方向、Ｍ１…径方向、Ｎ…（長トラニオンの軸受の）ラジアル方向隙間、Ｐ…（短トラニオンの軸受の）ラジアル方向隙間。

Claims (3)

1. 十字軸の交点を挟んで対向する二対のトラニオンのそれぞれの端部が、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を有する軸受によって支持されている自在継手において、
   十字軸の中心が二対のトラニオンの端部間の中心位置の少なくとも一方からオフセットされることにより、十字軸の中心を挟んで対向する相対的に短い短トラニオンおよび相対的に長い長トラニオンが設けられており、
   短トラニオンを支持する軸受のラジアル方向隙間が相対的に小さくされ、長トラニオンを支持する軸受のラジアル方向隙間が相対的に大きくされていることを特徴とする自在継手。
2. 請求項１において、上記長トラニオンの端面およびこれに対向する外輪カップの内底面の間に、長トラニオンを当該長トラニオンの軸方向および径方向のうちの少なくとも１つの方向に付勢する付勢部材を備えている自在継手。
3. 請求項２において、上記付勢部材は、長トラニオンの端面およびこれに対向する外輪カップの内底面の双方に設けられた凹部によって区画される空間に、加圧状態で収容された弾性部材を含む自在継手。

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