JP2010071457A

JP2010071457A - 自在継手

Info

Publication number: JP2010071457A
Application number: JP2008243218A
Authority: JP
Inventors: Masa Sakaguchi; 雅阪口
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2010-04-02

Abstract

【課題】操作者に対する違和感を低減することのできる自在継手を提供する。
【解決手段】自在継手としての十字軸継手は、十字軸の各軸部４３ａを第１ヨーク及び第２ヨークにそれぞれ固定された軸受ケース４５に収容された転動体４４を介して各軸部４３ａを支持している。そして、転動体４４は、十字軸が回転していない状態において、各軸部４３ａ及び軸受ケース４５の両方に接触する第１転動体４４ａと、十字軸が回転している状態においてのみ、各軸部４３ａ及び軸受ケース４５の両方に接触する第２転動体４４ｂとを備える。また、第１転動体４４ａの剛性は、第２転動体４４ｂの剛性より低くなるように設定されている。
【選択図】図４

Description

本発明は、十字軸の一の軸部とこの軸部を収容するケースとの間に複数の転動体を備える自在継手に関する。

上記自在継手は、自動車等の車両のステアリング装置におけるステアリングホイール等の操舵部に連結されたステアリングシャフトと、車輪の方向を変更するラックバーに噛み合うピニオンシャフトとを連結する中間シャフトに適用されることが知られている。即ち、中間シャフトにこの自在継手が固定されることにより、ステアリングシャフト及びピニオンシャフトは、それぞれ回転可能及び所定の方向に移動可能に支持される（例えば、特許文献１参照）。

図７を参照して、中間シャフトに固定される従来の自在継手の構成について説明する。図７は、自在継手のうちの一部の断面構造を示した断面図である。
図７に示すように、自在継手１００は、十字軸１０１の軸部１０１ａと、軸部１０１ａの周囲に配置される複数の針状ころ１０２と、これら針状ころ１０２を収容する軸受ケース１０３とにより構成されている。ここで、軸部１０１ａは、中間シャフト１０４の所定方向の移動に伴い、中心軸Ｊを中心に回転する。このとき、軸部１０１ａは、針状ころ１０２を介して、軸受ケース１０３に対して回転する。
特開２０００−１１０８４６号公報

ところで、自在継手１００の軸部１０１ａと針状ころ１０２との径方向の間に、間隙が形成されている場合、中間シャフト１０４が所定方向に回転する際、軸部１０１ａは、その中間シャフト１０４の回転方向に沿った力を受ける。そして、中間シャフト１０４の回転方向と同じ方向に上記間隙が形成されていた場合、軸部１０１ａは、針状ころに支持されない状態にて間隙分だけ移動することとなる。したがって、軸部１０１ａの移動によって、中間シャフト１０４には、がたつきが生じてしまう。その結果、中間シャフトのがたつきが、ステアリングシャフトを介して、操作者に伝達される。この場合、ステアリング操作を行う操作者に対して、がた感等の違和感が与えられるため、車両運転性の低下を招きかねない。

操作者にがた感等の違和感の付与を抑制するため、軸部１０１ａと針状ころ１０２とを圧入により負隙間とすることによって、軸部１０１ａと針状ころ１０２との径方向の間の間隙を発生させない方法が考えられる。

しかしながら、軸部１０１ａ、針状ころ１０２、及び軸受ケース１０３には、それぞれ寸法誤差が存在しているため、これらの寸法誤差の累積（累積誤差）に起因して、軸部１０１ａと針状ころ１０２との負隙間が過度に大きくなることもある。即ち、軸部１０１ａの外径Ｌ１に対して、複数の針状ころ１０２が円環状に配置されることにより形成される内径Ｌ２が必要以上に小さくなることもある。この場合には、軸部１０１ａと針状ころ１０２との圧入力が過大となり、中間シャフトの移動が円滑に行われない場合があった。その結果、操作者がステアリング操作を行う際、操作者にごり感等の違和感が与えられるため、車両運転性の観点から好ましいとは言い難い。

このように、十字軸を有する従来の自在継手において、軸部と針状ころとの間に間隙が形成された場合、操作者にがた感等の違和感が与えられ、反対に、軸部と針状ころとを圧入することにより、軸部と針状ころとの間に負隙間を形成した場合、操作者にごり感等の違和感が与えられるようになり、いずれにしても操作者への違和感の付与が避けられなかった。

そこで、本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、操作者に対する違和感を低減することのできる自在継手を提供することである。

請求項１に記載の発明は、十字軸の一の軸部と、該一の軸部を収容するケースとの間に複数の転動体を備える自在継手において、前記複数の転動体として、互いに剛性の異なる第１転動体及び第２転動体を備え、前記第２転動体より剛性の低い前記第１転動体は、前記一の軸部及び前記ケースの双方と接触し、前記第２転動体は、前記一の軸部の径方向において、前記一の軸部及び前記ケースの少なくとも一方との間に間隙を有することを要旨とする。

この発明によれば、第１転動体が軸部及びケースの双方と接触していることにより、十字軸が回転するときのがたつきが抑制される。したがって、このがたつきに起因した操作者への違和感の付与を低減することができる。また、第２転動体と比較して、第１転動体の剛性が低いため、第１転動体と軸部との間に負隙間を設ける際、この負隙間に起因した操作者への違和感の付与を低減することができる。また、第２転動体と比較して、第１転動体の剛性が低いことに起因して、十字軸の回転に伴い第１転動体に比較的大きな変形が生じることも想定される。しかしながら、第１転動体より剛性の高い第２転動体によって十字軸の軸部が支持されるため、十字軸の円滑な動作を維持することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の自在継手において、前記第１転動体の外径は、前記第２転動体の外径よりも大きく形成され、前記第１転動体が前記一の軸部及び前記ケースの双方に接触する状態、及び前記第２転動体が、前記一の軸部の径方向において、前記一の軸部及び前記ケースの少なくとも一方との間に間隙を有することを要旨とする。

この発明によれば、十字軸が回転した状態において、第１転動体及び第２転動体の両方が一の軸部を支持するため、安定して一の軸部を支持することができる。したがって、自在継手の一の軸部に負荷が加わったとしても、第１転動体及び第２転動体により支持するため、一の軸部が移動することをより抑制することができる。したがって、一の軸部を介してヨークが移動することを抑制することができ、操作者に違和感が与えられることを抑制することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の自在継手において、前記第１転動体は、中空形状に形成され、前記第２転動体は、中実形状に形成されることを要旨とする。

この発明によれば、第１転動体を中空形状に形成することにより、第１転動体が弾性変形しやすくなる。したがって、各軸部が第１転動体を圧縮することにより、各軸部が傷つくことを抑制することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の自在継手において、前記第１転動体は、前記各軸部の周方向において、等間隔に配置されることを要旨とする。

この発明によれば、第１転動体を各軸部の周方向において等間隔に配置することにより、各軸部が周方向において各方向に移動しようとしても、第１転動体が軸部を支持することができる。

請求項５に記載の発明は、十字軸の一の軸部と、該一の軸部を収容するケースとの間に複数の転動体を備える自在継手において、前記転動体は、中空形状にて形成される、または、前記中空形状の第１部材と、前記第１部材の内部に収容されるとともに、前記第１部材より剛性の低い第２部材とから形成されることを要旨とする。

この発明によれば、転動体が軸部及びケースの双方と接触していることにより、十字軸が回転するときのがたつきが抑制される。したがって、このがたつきに起因した操作者への違和感の付与を低減することができる。また、転動体が中空形状にて形成される、または、中空形状の第１部材と、第１部材より剛性が低い第２部材が第１部材の内部に収容されることにより形成されるため、転動体と軸部との間に負隙間を設ける際、この負隙間に起因した操作者への違和感の付与を低減することができる。

本発明によれば、操作者に対する違和感を低減することのできる自在継手を提供することができる。

（第１の実施形態）
図１〜図５を参照して、本発明の自在継手を自動車等の車両のステアリング装置に適用される十字軸継手として具体化した第１の実施形態について説明する。

図１に示すように、ステアリング装置１は、操作者がステアリングホイール等の操舵部２を操作することにより、車輪９の方向を変更させる装置である。具体的には、操舵部２により、操舵部２に連結されたステアリングシャフト３を回転させる。そして、ステアリングシャフト３の回転は、中間シャフト５及びピニオンシャフト７を介して、転舵軸としてのラックバー８の直線方向の移動に変換される。そして、ラックバー８の直線方向の移動に伴い、車輪９の方向が変更される。

ここで、ステアリングシャフト３と中間シャフト５との間、ピニオンシャフト７と中間シャフト５との間は、それぞれ自在継手である十字軸継手４，６により連結される。これにより、中間シャフト５及びピニオンシャフト７を回転及び移動が許容されている。したがって、ステアリングシャフト３の回転は、中間シャフト５を介して、ピニオンシャフト７に伝達される。

また、ピニオンシャフト７には、ピニオン歯７ａが設けられており、ラックバー８に設けられたラック歯８ａと噛み合うことにより、ピニオンシャフト７の回転が、ラックバー８の直線方向の移動に変換される。

図２に示すように、十字軸継手４は、ステアリングシャフト３における中間シャフト５との連結部分に設けられた第１ヨーク４１と、中間シャフト５におけるステアリングシャフト３との連結部分に設けられた第２ヨーク４２と、第１ヨーク４１及び第２ヨーク４２を連結する４つの軸部４３ａ（図３参照）を有する十字軸４３とにより構成されている。

同様に、十字軸継手６は、ピニオンシャフト７における中間シャフト５との連結部分に設けられた第１ヨーク６１と、中間シャフト５におけるピニオンシャフト７との連結部分に設けられた第２ヨーク６２と、第１ヨーク６１及び第２ヨーク６２を連結する十字軸６３とにより構成されている。

以下、図２〜図５を参照して、十字軸継手４の構成について説明する。なお、十字軸継手６の構成も実質的に十字軸継手４の構成と同様であるため、以下の記載をもって、その詳細な説明を省略する。

図２に示すように、第１ヨーク４１には、ステアリングシャフト３に嵌合固定される嵌合穴を有する固定部４１ａと、固定部４１ａから中間シャフト５に向かいＵ字形状に延設された連結部４１ｂとが設けられている。また、連結部４１ｂには、十字軸４３を嵌合する貫通孔４１ｃが設けられている。

第２ヨーク４２には、中間シャフト５に嵌合固定される嵌合穴を有する固定部４２ａと、固定部４２ａからステアリングシャフト３に向かいＵ字形状に延設された連結部４２ｂとが設けられている。また、連結部４２ｂには、十字軸４３を嵌合する貫通孔（不図示）が設けられている。そして、第１ヨーク４１の連結部４１ｂ及び第２ヨーク４２の連結部４２ｂは、十字軸４３を介して、互いに連結されている。

図３に示すように、十字軸継手４の十字軸４３は、各軸部４３ａの周囲に配置されて、中心軸Ｊを中心として軸部４３ａを回転可能に支持する複数の転動体４４と、これら転動体４４を収容する軸受ケース４５とを備えている。また、軸受ケース４５は、各軸部４３ａに対応して４つ配置されて、連結部４１ｂの貫通孔４１ｃ及び連結部４２ｂの貫通孔（図２参照）に嵌合固定されている。なお、軸部４３ａは、転動体４４に対して圧入（軽圧入）される。

軸受ケース４５には、軸部４３ａの軸方向（以下、単に「軸方向」という。）において、軸部４３ａの端面４３ｂと対向する底部４５ａと、第１ヨーク４１の連結部４１ｂの貫通孔４１ｃ、及び第２ヨーク４２の連結部４２ｂの貫通孔のいずれか対応する方と圧入嵌合される略円筒形状の嵌合部４５ｂと、軸部４３ａの径方向（以下、単に「径方向」という。）において、嵌合部４５ｂから軸部４３ａに向かい延設されるとともに、転動体４４の軸方向の一端を覆うカバー部４５ｃとが設けられている。

図３（ｂ）に示すように、嵌合部４５ｂには、貫通孔４１ｃの内径Ｄ２よりも小さい外径Ｄ１を有するとともに、転動体４４と接触する縮径部４５ｄが設けられている。即ち、貫通孔４１ｃ及び縮径部４５ｄには、径方向の間に間隙Ｓが設けられている。また、縮径部４５ｄは、径方向の内側に窪む環状の曲面形状の部位である。

ここで、軸受ケース４５の嵌合部４５ｂに縮径部４５ｄが設けられることにより、軸受ケースに縮径部が設けられていない場合と比較して、接触面積が小さくなるため、軸受ケース４５が第１ヨーク４１の貫通孔４１ｃ、もしくは、第２ヨーク４２の貫通孔に圧入される際の圧入力を低減することができる。したがって、軸受ケース４５が第１ヨーク４１の貫通孔４１ｃ及び第２ヨーク４２の貫通孔への圧入に伴い、嵌合部４５ｂ、特に縮径部４５ｄが変形することを抑制することができる。その結果、縮径部４５ｄに接触する転動体４４の配置位置の精度の低下が抑えられるため、転動体４４と軸部４３ａとの圧入とを精度よく行うことができ、転動体４４と軸部４３ａとの圧入力の増大を抑制することができる。

転動体４４は、軸受鋼（例えば、ＪＩＳ規格におけるＳＵＪ２）を略樽型状に設けられる、いわゆる針状ころが用いられている。そして、図４に示すように、転動体４４は、ステアリングシャフト３及び中間シャフト５が移動していない状態において、軸部４３ａと軸受ケース４５との双方と同時に接触している第１転動体４４ａと、軸部４３ａと軸受ケース４５との双方とは同時に接触していない第２転動体４４ｂとにより構成されている。図４では、第２転動体４４ｂは、軸受ケース４５と接触しており、且つ、軸部４３ａとの間には、間隙Ｇ１が設けられている。また、第１転動体４４ａは、軸部４３ａの周方向（以下、単に「周方向」という。）において、一定の距離を介して配置されている、即ち、周方向において等間隔に配置されている。なお、本実施形態の第１転動体４４ａの個数は、４個であり、周方向において、９０度の間隔にて配置されている。

また、第１転動体４４ａの外径（最大径）Ｄ３は、第２転動体４４ｂの外径（最大径）Ｄ４よりも大きくなるように形成されている。そして、第１転動体４４ａは、針状ころのうち、中空形状のころが用いられている。即ち、第１転動体４４ａには、軸方向に沿った貫通孔４４ｃが設けられている。なお、第２転動体４４ｂには、中実形状、即ち、貫通孔が設けられていない針状ころが用いられる。また、第１転動体４４ａの剛性は、第２転動体４４ｂの剛性よりも低くなるように設定されている。

次に、図３及び図５を参照して、中間シャフト５が回転している状態及び回転していない状態における第１転動体４４ａ及び第２転動体４４ｂの軸部４３ａの支持状態について説明する。なお、図５（ａ）は、中間シャフト５が回転していない状態を示し、図５（ｂ）は、中間シャフト５が回転している状態を示す。

図３（ａ）に示すように、中間シャフト５がその軸方向に回転する際、十字軸継手４は、位置Ｘを中心に回転する。また、中間シャフト５が所定方向に移動する際、十字軸継手４は、軸部４３ａの中心軸Ｊを中心に軸受ケース４５及び転動体４４がそれぞれ回転する。

図５（ａ）に示すように、中間シャフト５が回転していない状態において、即ち、十字軸４３が中間シャフト５と共に回転していない状態において、第２転動体４４ｂは、軸受ケース４５の縮径部４５ｄ（図３参照）と第２転動体４４ｂの最大径Ｄ４において接触している。また、第２転動体４４ｂは、第２転動体４４ｂの最大径Ｄ４において、軸部４３ａとの間に間隙Ｇ１が形成されている。即ち、第２転動体４４ｂは、軸受ケース４５のみと接触し、軸部４３ａと接触していない。また、第１転動体４４ａは、軸受ケース４５の縮径部４５ｄと軸部４３ａとの両方に、第１転動体４４ａの最大径Ｄ３において接触する。この構成により、中間シャフト５が回転していない状態において、軸部４３ａは、第１転動体４４ａのみによって支持されている。

なお、図５（ａ）には、第２転動体４４ｂと軸部４３ａとの間に間隙Ｇ１が形成された状態を示したが、第２転動体４４ｂと軸受ケース４５との間に間隙Ｇ１が形成された状態、もしくは、第２転動体４４ｂと軸部４３ａ及び軸受ケース４５との間に間隙が形成された状態も生じ得る。即ち、当該十字軸継手４は、中間シャフト５が回転していない状態において、第２転動体４４ｂと軸部４３ａ及び軸受ケース４５の少なくとも一方との間に間隙が形成される。

図５（ｂ）に示すように、中間シャフト５が回転している状態において、即ち、十字軸４３が中間シャフト５とともに、図３（ａ）における位置Ｘを中心に回転している状態において、軸部４３ａには、軸部４３ａの径方向、即ち、図５（ｂ）の白抜矢印Ｙの方向に力が加わる。この径方向の力により、軸部４３ａは、中心軸Ｊから中心軸Ｊ１に移動する。そして、軸部４３ａの移動により、軸部４３ａの移動した方向に配置されていた第１転動体４４ａが、弾性変形する。また、第１転動体４４ａのうち、弾性変形した第１転動体４４ａ付近に配置されている第２転動体４４ｂは、軸部４３ａと接触する、即ち、軸部４３ａを支持する。即ち、弾性変形した第１転動体４４ａ付近に配置されている第２転動体４４ｂは、軸部４３ａと軸受ケース４５の縮径部４５ｄとの両方と接触している。この構成により、中間シャフト５が回転している状態において、軸部４３ａは、第１転動体４４ａ及び第２転動体４４ｂによって支持されている。

このように、軸部４３ａからの力により第１転動体４４ａが弾性変形したとしても、その変形量が一定量を超えたときには、第２転動体４４ｂと軸部４３ａとの間の間隙Ｇ１がなくなり、軸部４３ａは第２転動体４４ｂによっても支持されるようになる。そして、第１転動体４４ａより剛性の高い第２転動体４４ｂによって軸部４３ａが支持されることにより、軸部４３ａが第１転動体４４ａのみにより支持されている状態と比較して、軸受ケース４５に対する軸部４３ａの移動を規制する度合がより高くなるため、軸部４３ａの支持状態はより安定する。

以上にて説明したように、十字軸継手４の軸部４３ａは、中間シャフト５の回転の有無、即ち、十字軸４３の回転の有無にかかわらず、転動体４４によって支持されている。即ち、中間シャフト５が回転していない状態において、軸部４３ａは、第１転動体４４ａによって支持され、中間シャフト５が回転している状態において、軸部４３ａは、第１転動体４４ａ及び第２転動体４４ｂによって支持されている。なお、十字軸継手４の軸部４３ａの支持状態に関して、中間シャフト５の回転について上述したが、本発明は、ステアリングシャフト３の回転についても同様のことが言える。

本実施形態の十字軸継手４によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態の十字軸継手４では、第２転動体４４ｂより剛性の低い第１転動体４４ａは、軸部４３ａ及び軸受ケース４５の双方と接触し、第２転動体４４ｂは、径方向において、軸部４３ａ及び軸受ケース４５の少なくとも一方の間に間隙を有する構成とする。この構成によれば、第１転動体４４ａは、中間シャフト５の回転していない状態において、軸部４３ａ及び軸受ケース４５の双方に接触し、第２転動体４４ｂは、中間シャフト５が回転している状態においてのみ、軸部４３ａ及び軸受ケース４５の双方に接触する。したがって、中間シャフト５の回転の有無にかかわらず、第１転動体４４ａ及び第２転動体４４ｂのどちらかによって、常に軸部４３ａが支持されているため、中間シャフト５にがたつきを抑制するとともに、操舵部２を操作している操作者に違和感が与えられることを抑制することができる。

（２）その上、第１転動体４４ａは、第２転動体４４ｂよりも剛性が低い構成であるため、従来構造のように、第２転動体４４ｂに対して軸部４３ａを圧入したとしても、第２転動体４４ｂが傷つくことを抑制することができるとともに、従来構造と比較して、第２転動体４４ｂと軸部４３ａとの接触圧（圧入力）を低減することができる。したがって、第２転動体４４ｂと軸部４３ａとの圧入が過大となり、中間シャフト５が円滑に移動しないことによって生じるごり感等の違和感を操作者に持たせるのを抑制することができる。

（３）本実施形態の十字軸継手４では、第１転動体４４ａの外径（最大径）Ｄ３が、第２転動体４４ｂの外径（最大径）Ｄ４よりも大きく形成されるとともに、第１転動体４４ａは、軸部４３ａの移動に伴い弾性変形する構成とする。この構成によれば、転動体４４、軸部４３ａ、及び軸受ケース４５以外の別個の部材を用いることなく、第１転動体４４ａ及び第２転動体４４ｂによって軸部４３ａが常に支持される構成を達成することができる。また、中間シャフト５が回転している状態において、第１転動体４４ａ及び第２転動体４４ｂの両方によって、軸部４３ａが支持されるため、軸部４３ａを安定に支持することができる。

（４）本実施形態の十字軸継手４では、第１転動体４４ａに対して中空形状のころを用いる構成とする。この構成によれば、第２転動体４４ｂの剛性に対して第１転動体４４ａの剛性を容易に低くすることができる。したがって、第１転動体４４ａを弾性変形しやすくすることができるため、軸部４３ａが第１転動体４４ａを圧縮する方向に移動したとしても、第１転動体４４ａが弾性変形することにより、第１転動体４４ａより剛性が高い第２転動体４４ｂにて軸部４３ａを支持しやすくなる。その結果、軸部４３ａが第１転動体４４ａを圧縮することによって、第１転動体４４ａが傷つくことを抑制することができる。

（５）本実施形態の十字軸継手４では、周方向において、第１転動体４４ａが軸部４３ａの周囲に等配される構成とする。この構成によれば、軸部４３ａが周方向において、どの方向に対して移動したとしても、第１転動体４４ａにより軸部４３ａを支持することができる。

（第２の実施形態）
図６を参照して、本発明の自在継手を自動車等の車両のステアリング装置に適用される十字軸継手として具体化した第２の実施形態について説明する。なお、本実施形態の十字軸継手は、第１の実施形態の十字軸継手から転動体のみを変更した構成であり、同一構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。

図６に示すように、周方向において、十字軸継手４の軸部４３ａの周囲に環状に配置された転動体４６は、針状ころのうち、中空形状のころのみから構成されている。ここで、転動体４６は、周方向において、一定の間隔に配置されている。即ち、転動体４６は、周方向において、等配される。なお、軸部４３ａは、転動体４６に対して圧入（軽圧入）される。

また、中間シャフト５（図２参照）が回転していない状態において、転動体４６は、軸部４３ａと軸受ケース４５の縮径部４５ｄ（図３参照）との両方に接触している。そして、中間シャフト５が回転している状態において、軸部４３ａに加わる力の方向に配置された転動体４６が、軸部４３ａによって、弾性変形する。したがって、中間シャフト５の回転の有無にかかわらず、軸部４３ａは、転動体４６によって支持されている。

本実施形態の十字軸継手４によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）本実施形態の十字軸継手４では、中空形状のころの転動体４６が、中間シャフト５が回転している状態、及び中間シャフト５が回転していない状態において、軸部４３ａと軸受ケース４５との両方とに接触している構成とする。この構成によれば、中間シャフト５の回転の有無にかかわらず、転動体４６により軸部４３ａが支持されるため、軸部４３ａが転動体４６と接触しない状態にて移動することを防ぐことができる。したがって、軸部４３ａが転動体４６と接触しない状態にて移動することにより、中間シャフト５にがたつきを生じるとともに、操舵部２を操作している操作者にがた感等の違和感を持たせることを抑制することができる。

（２）その上、転動体４６が中空形状のころにより構成されるため、従来構造のように、転動体４６に対して軸部４３ａを圧入したとしても、転動体４６が弾性変形するため、従来構造と比較して、転動体４６と軸部４３ａとの接触圧（圧入力）を低減することができる。したがって、転動体４６と軸部４３ａとの圧入が過大となり、中間シャフト５が円滑に移動しないことによって生じるごり感等の違和感を操作者に持たせるのを抑制することができる。

（その他の実施形態）
なお、本発明の自在継手は、上記実施形態に限定されることなく、以下のような変更も可能である。

・第１及び第２実施形態の十字軸継手４では、転動体４４，４６として、針状ころを用いたが、転動体４４，４６の種類は、これに限定されることなく、例えば、次のように変更してもよい。即ち、転動体４４，４６を針状ころに替えて、鋼球等の球状ころ、もしくは円筒ころを用いてもよい。

・第１及び第２実施形態の十字軸継手４では、第１転動体４４ａ及び転動体４６として、中空形状のころを用いたが、第１転動体４４ａ及び転動体４６は、これに限定されることはない。軸部４３ａの力が加わる方向に対して、第１転動体４４ａ及び転動体４６が弾性変形しつつ、軸部４３ａを支持することができるものであればよい。したがって、例えば、第１転動体４４ａ及び転動体４６として、中空形状のころの替わりに樹脂材料の針状ころを用いてもよい。

また、転動体４４，４６として、例えば、転動体４４，４６は、中空形状の第１部材と、第１部材の中空形状の内部に収容されるとともに、第１部材の剛性より低い剛性を有する第２部材とにより構成されてもよい。具体的には、転動体４４，４６は、中空形状のころの貫通孔４４ｃ内に、上記ころの剛性より低い剛性を有する弾性体を入れる構成であってもよい。この構成により、中空形状のころの弾性変形の度合を容易に調整することができる。この場合、第１の実施形態において、第１転動体４４ａとして、中空形状のころを用い、第２転動体４４ｂとして、中空形状のころの貫通孔４４ｃに弾性体が入れられて構成されたものを用いる構成となる。また、第２の実施形態において、転動体４６として、中空形状のころの貫通孔４４ｃに弾性体が入れられて構成されたものを用いる構成となる。

・第１の実施形態の十字軸継手４では、第１転動体４４ａを４個用いて、第１の実施形態の効果（５）を奏していたが、第１転動体４４ａの数は、これに限定されることはない。第１転動体４４ａにより、軸部４３ａの力が加わる方向に対応して支持できればよいため、第１転動体４４ａは、最低３個用いればよい。これにより、第１の実施形態の効果（５）を奏することはできる。

・第１の実施形態の十字軸継手４では、周方向において、第１転動体４４ａと第２転動体４４ｂとを交互に配置したが、第１転動体４４ａと第２転動体４４ｂの配置態様は、これに限定されることはない。第１転動体４４ａは、軸部４３ａの周囲において、等配されていればよいため、周方向に隣り合う第１転動体４４ａの間に第２転動体４４ｂが２個以上配置されていてもよい。このような構成を採用した場合にも、第１の実施形態の効果（５）を奏することはできる。

本発明の自在継手を自動車等の車両のステアリング装置に適用される十字軸継手として具体化した第１の実施形態について、同自在継手が用いられるステアリング装置の構造図。同実施形態の十字軸継手について、同十字軸継手が用いられるステアリング装置のステアリングシャフト、中間シャフト、及びピニオンシャフトの連結構造を示す正面図。（ａ）同実施形態の十字軸継手について、同十字軸継手の構造を示す一部断面図を含んだ正面図。（ｂ）同実施形態の十字軸継手について、同十字軸継手の断面構造を示す、（ａ）の断面構造の拡大図。同実施形態の十字軸継手について、同十字軸継手の軸方向に対して垂直な方向にて切った断面構造を示す断面図。（ａ）同実施形態の十字軸継手について、中間シャフトが回転していない状態における同十字軸継手の軸方向に対して垂直な方向にて切った断面構造を示す断面図。（ｂ）同実施形態の十字軸継手について、中間シャフトが回転している状態における同十字軸継手の軸方向に対して垂直な方向にて切った断面構造を示す断面図。本発明の自在継手を自動車等の車両のステアリング装置に適用される十字軸継手として具体化した第２の実施形態について、同十字軸継手の断面構造を示す断面図。従来の十字軸継手について、同十字軸継手の断面構造を示す断面図。

符号の説明

１…ステアリング装置、２…操舵部、３…ステアリングシャフト、４…十字軸継手（自在継手）、５…中間シャフト、６…十字軸継手（自在継手）、７…ピニオンシャフト、７ａ…ピニオン歯、８…ラックシャフト、８ａ…ラック歯、９…車輪、４１…第１ヨーク（ヨーク）、４１ａ…固定部、４１ｂ…連結部、４１ｃ…貫通孔、４２…第２ヨーク（ヨーク）、４２ａ…固定部、４２ｂ…連結部、４２ｃ…貫通孔、４３…十字軸、４３ａ…軸部、４４…転動体、４４ａ…第１転動体、４４ｂ…第２転動体、４４ｃ…貫通孔、４５…軸受ケース、４５ａ…底部、４５ｂ…嵌合部、４５ｃ…カバー部、４５ｄ…縮径部。

Claims

十字軸の一の軸部と、該一の軸部を収容するケースとの間に複数の転動体を備える自在継手において、
前記複数の転動体として、互いに剛性の異なる第１転動体及び第２転動体を備え、
前記第２転動体より剛性の低い前記第１転動体は、前記一の軸部及び前記ケースの双方と接触し、前記第２転動体は、前記一の軸部の径方向において、前記一の軸部及び前記ケースの少なくとも一方との間に間隙を有する
ことを特徴とする自在継手。
請求項１に記載の自在継手において、
前記第１転動体の外径は、前記第２転動体の外径よりも大きく形成され、
前記第１転動体が前記一の軸部及び前記ケースの双方に接触する状態、及び前記第２転動体が、前記一の軸部の径方向において、前記一の軸部及び前記ケースの少なくとも一方との間に間隙を有する
ことを特徴とする自在継手。
請求項１または請求項２に記載の自在継手において、
前記第１転動体は、中空形状に形成され、前記第２転動体は、中実形状に形成される
ことを特徴とする自在継手。
請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の自在継手において、
前記第１転動体は、前記一の軸部の周方向において、等間隔に配置される
ことを特徴とする自在継手。
十字軸の一の軸部と、該一の軸部を収容するケースとの間に複数の転動体を備える自在継手において、
前記転動体は、中空形状にて形成される、または、前記中空形状の第１部材と、前記第１部材の内部に収容されるとともに、前記第１部材より剛性の低い第２部材とから形成される
ことを特徴とする自在継手。