JP3590482B2 - 等速ユニバーサルジョイント - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダブルカルダン式の等速ユニバーサルジョイントに関し、さらに詳細には、自動車等のステアリング装置におけるアッパシャフトとロアシャフトのように、所定範囲内の大きな交差角をもって屈曲する二つの回転軸の連結部に好適に使用される等速ユニバーサルジョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
二つの回転軸をそれらの軸線が大きな交差角をなすよう駆動連結する広角度等速ユニバーサルジョイントとして、例えば図１７に示されるような構造のものが既に公知である（実開昭６０−１３３２３１号公報参照）。
【０００３】
このユニバーサルジョイントは、接続すべき二つの回転軸（図示省略）にそれぞれ一体的かつ同軸状に連結される一対のピンヨークａ，ｂと、フランジ部ｃ，ｃを介して相互に一体的に連結された一対のフランジヨークｄ，ｅと、これらピンヨークａ，ｂおよびフランジヨークｄ，ｅのヨーク部ｆ，ｇ同士を枢動連結する一対のクロスピースｈ，ｉとからなるいわゆるダブルカルダン式のものである。上記フランジヨークｄ，ｅの環状案内溝ｊ内には、心出しディスクｋがリングディスクｌ，ｌを介して摺動可能に保持されるとともに、この心出しディスクｋのソケット部ｍに、上記両ピンヨークａ，ｂのピン部の球状突起ｎ，ｎが受支されている。
【０００４】
そして、上記両回転軸つまりピンヨークａ，ｂの軸線Ｘａ ，Ｘｂ の交差角θ（または屈曲角α）のいかんにかかわらず、その球状突起ｎ，ｎは、上記心出しディスクｋによって交差角θの２等分線Ｙ上を案内され、これにより、上記両ピンヨークａ，ｂ間において回転トルクが等速性を維持された状態で伝達されるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ユニバーサルジョイントは、例えば自動車のステアリング装置におけるアッパシャフトとロアシャフトのように、上記両回転軸が一旦取り付けられると、その屈曲角α（つまり交差角θ）が所定の角度に保持されて変化しない箇所への用途もある。このような用途においては、回転軸の取付け誤差つまり取付け相手側とのミスアライメントを吸収するために、組付け時の作業性の容易さを確保するための、および操舵時における操作性を確保するためのわずかな余裕角度があれば、それ以上の屈曲角の余裕を考慮する必要がない。
【０００６】
反面、自動車のステアリング装置においては、回転軸が導管の役割を果たして、路面からの衝撃や振動がステアリングホイール等へ伝わりやすい、あるいはステアリングホイールの操作により回転軸が一方向だけでなく左右両方向へ頻繁に回転する等の特性を有する。このため、ここに使用されるユニバーサルジョイントの構造も、操舵系として要求される操舵安定性、操舵トルクおよび音の抑制、あるいは高強度などを満足させる必要がある。
【０００７】
しかしながら、図１７に示すような等速ユニバーサルジョイントにおいては、以下に述べるような問題点があって、上記のような特性または機能を要求される特殊用途に対しては十分な構造ではなかった。
【０００８】
すなわち、図１７のユニバーサルジョイントにおいては、二つの回転軸の屈曲角αが例えば０°〜±６０°の広い範囲で変化する場合などにも適用可能な汎用構造とされている。つまり、ピンヨークａ，ｂの球状突起ｎ，ｎを受けるソケット部ｍが、心出しディスクｋの中央部に設けられており、これがため、上記両回転軸の屈曲角αが小さい状態にある場合にも、心出しディスクｋは上記フランジ部ｃ，ｃに対し比較的大きく偏心した状態にあり、その偏心量は上記屈曲角αが大きくなるにつれてさらに大きくなる。
【０００９】
したがって、心出しディスクｋの外周縁が上記フランジ部ｃ，ｃ間に形成される環状案内溝ｊの溝底つまり最外径部と干渉しやすく、上記屈曲角αを大きくするには、上記フランジ部ｃ，ｃの外径を大きくする必要がある。
【００１０】
ところが、自動車のステアリング装置のようにその設置空間に制約があって、上記フランジ部ｃ，ｃの外径をあまり大きくとれない場合には、アッパシャフトとロアシャフトの屈曲角αを大きくすることができず、実質的にこの等速ユニバーサルジョイントを組み込むことができないという事態も生じる。
【００１１】
この点に関して、本出願人は、自動車のステアンリング装置等の操舵系に好適に使用される等速ユニバーサルジョイントの構造を先に提案している（特開平８−４７８０号公報参照）。
【００１２】
このユニバーサルジョイントは、図１８に示すように、心出しディスクｋが、フランジヨークｄ，ｅのフランジ部ｃ，ｃ間に形成された環状案内溝ｊ内を摺動案内される大径のガイドプレートｐと、このガイドプレートｐの両側に同心状に設けられ、上記フランジ部ｃ，ｃの内径部に係脱可能に係合する小径の位置決め円筒部ｑ，ｑと、この円筒部ｑ，ｑに偏心して設けられ、両ピンヨークａ，ｂのピン部の球状突起ｎ，ｎを枢支するソケット部ｍとを備えてなる。
【００１３】
また、このソケット部ｍは、上記心出しディスクｋの両側に貫通して設けられた円筒穴ｒ内に、上記両球状突起ｎ，ｎを弾発的に受支する弾性ゴムブッシュｓが内装されてなり、これにより、球状突起ｎ，ｎが常時両側外方向へ弾発付勢されて、球状突起ｎ，ｎとソケット部ｍの摺接状態が常時保持される構造とされている。
【００１４】
この構造においては、上記両ピンヨークａ，ｂの球状突起ｎ，ｎを受支するソケット部ｍが、心出しディスクｋの中心より偏心した位置に設けられていることにより、図１７に示される構造に比較して、よりコンパクトな構造が実現し、設置空間に制約がある自動車のステアリング装置にあっても、フランジヨークｄ，ｅのフランジ部ｃ，ｃに対する心出しディスクｋの偏心量を大きくして、屈曲角αを大きくとることが可能となるとともに、その他操舵安定性、操舵性等の操舵系として必要な条件も満足し得る。
【００１５】
本発明はこの等速ユニバーサルジョイントをさらに改良発展させて、より自動車のステアンリング装置等の操舵系に好適な構造としたものである。
【００１６】
すなわち、図１８の構造においては、上記ソケット部ｍの円筒穴ｒ内に、弾性ゴムブッシュｓが内装されるとともに、この弾性ゴムブッシュｓには、貫通穴ｔがその軸心から偏心した位置に設けられて、ここにピンヨークａ，ｂの球状突起ｎ，ｎが受支される構成とされている。これにより、弾性ゴムブッシュｓの弾発付勢力は、上記球状突起ｎ，ｎに対して、上記円筒穴ｒの軸方向と径方向の両方向へ働くことになり、ガイドプレートｐ、球状突起ｎ，ｎおよび弾性ゴムブッシュｓの三者は常時ほぼ一体的に動いて、ガイドプレートｐと球状突起ｎ，ｎとの打音の発生が防止されるとともに、弾性ゴムブッシュｓの磨耗も防止される。
【００１７】
しかしながら、例えば自動車のステアリング装置にあっては、上記両ピンヨークａ，ｂに対する適正荷重が予め設定されているところ、上記弾性ゴムブッシュｓでは、図８に示すように曲線状の非線形特性を有して弾性変形量も小さく、適正荷重に十分に対応できない。これがため、装着すべきステアリング装置の適正荷重やジョイント取付角つまり上記屈曲角αに対応して、弾性ゴムブッシュｓの形状寸法（特に軸方向寸法）を正確かつ精密に設定する必要がある。また、これら適正荷重やジョイント取付角が異なると、異なる形状寸法の弾性ゴムブッシュｓをその適正荷重やジョイント取付角の種類だけ用意する必要も生じてくる。
【００１８】
また、弾性ゴムブッシュｓは、周囲環境温度の影響を受けやすい特性も有し、例えば自動車のステアリング装置のように高温雰囲気で使用される装置においては、上記適正荷重を安定して維持できない場合や、寿命が短くなるといった不具合も生じうる。
【００１９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ピンヨークのピン部と心出しディスクとの打音が生じず、汎用性に富むとともに、周囲環境温度に影響されることなくピンヨークに対する適正荷重が安定して維持でき、かつ寿命も長いソケット構造を備える等速ユニバーサルジョイントの提供にある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の等速ユニバーサルジョイントは、所定範囲内の大きな交差角をもって屈曲する二つの回転軸を駆動連結する等速ユニバーサルジョイントであって、ヨーク部およびピン部を有し、前記両回転軸にそれぞれ一体的かつ同軸状に連結される一対のピンヨークと、ヨーク部およびフランジ部を有し、このフランジ部を介して相互に一体的に連結された一対のフランジヨークと、これらピンヨークおよびフランジヨークのヨーク部を相互にそれぞれ枢動連結する一対のクロスピースと、前記フランジヨークのフランジ部間に形成された環状案内溝に摺動可能に設けられるとともに、前記両ピンヨークのピン部を受支して、前記両回転軸の交点を前記交差角の２等分線上に案内する心出しディスクとから構成され、この心出しディスクに、前記両ピンヨークのピン部の球状突起を枢支する円筒穴を有するソケット部が設けられるとともに、このソケット部の円筒穴内に前記両球状突起を弾発的に受支する圧縮コイルばねが設けられてなり、この圧縮コイルばねが前記ソケット部の円筒穴内に装着された状態において、前記圧縮コイルばねの両座巻き部分が前記両ピンヨークのピン部の球状突起に片当たりし、これにより前記圧縮コイルばねの弾発付勢力が前記両ピンヨークの球状突起に対して前記円筒穴の軸方向および径方向へ働く構造とされていることを特徴とする。
【００２１】
本発明においては、前記両ピンヨークのピン部を受支する弾性部材として、圧縮コイルばねが使用されており、この圧縮コイルばねは、図８に示すように直線状の線形特性を有して弾性変形量も大きく、適正荷重に対しても十分に対応することができる。したがって、ピンヨークに厳しい適正荷重が要求される場合でも、その設定が容易かつ確実であり、また異なる適正荷重やジョイント取付角に対しても一種類の圧縮コイルばねで対応可能である。
【００２２】
また、圧縮コイルばね自体は、周囲環境温度に影響を受け難いため、例えば自動車のステアリング装置のように高温雰囲気で使用される装置においても、上記適正荷重を安定して維持できるとともに、寿命も長い。
【００２３】
しかも、圧縮コイルばねが前記ソケット部の円筒穴内に装着された状態において、圧縮コイルばねの両座巻き部分が両ピンヨークのピン部の球状突起に片当たりし、これにより圧縮コイルばねの弾発付勢力が両ピンヨークの球状突起に対してソケット部の円筒穴の軸方向および径方向へ働く構造とされているから、この圧縮コイルばねを介して、ソケット部とピンヨークの球状突起が離間することなく常時一体的に動くことになり、この部位における打音の発生が有効に防止される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
実施形態１
本発明に係る等速ユニバーサルジョイントを図１ないし図４に示し、図１および図２は最小の屈曲角にある状態、ならびに図３および図４は最大の屈曲角にある状態で示されている。
【００２６】
このユニバーサルジョイントＪは、図１６に示される自動車のステアリング装置に組み込まれるものであって、このステアリング装置において、ステアリングギヤボックス１００は車体固定部１０１に固定的に支持されて、図示しないステアリングリンケージを介して、フロントホイールに連係されるとともに、そのピニオンギヤシャフト１０２が、ステアリングシャフト１０３を介してステアリングホイール１０４に連係されている。
【００２７】
このステアリングシャフト１０３は、上記ステアリングホイール１０４を担持するアッパシャフト（回転軸）１０３Ａと、上記ピニオンギヤシャフト１０２と連結されるロアシャフト（回転軸）１０３Ｂとからなる。上記アッパシャフト１０３Ａは、車体側固定部１０５に固定的に支持されたステアリングポスト１０６に、軸線ＸＡ の周りに回転可能に軸支されている。一方、上記ロアシャフト１０３Ｂは、ピニオンギヤシャフト１０２に同軸状に連結され、軸線ＸＢ の周りに回転可能とされている。これらアッパシャフト１０３Ａとロアシャフト１０３Ｂは、その軸線ＸＡ とＸＢ が所定範囲内の大きな屈曲角α（例えば６０°）をもって交差するとともに、本発明の等速ユニバーサルジョイントＪにより、トルク伝達可能に駆動連結されている。
【００２８】
この等速ユニバーサルジョイントＪは、いわゆるダブルカルダン式のものであって、図１および図３に示すように、一対のピンヨーク１Ａ，１Ｂと、一体的に連結された一対のフランジヨーク２Ａ，２Ｂと、これらピンヨーク１Ａ，１Ｂおよびフランジヨーク２Ａ，２Ｂを相互に枢動連結する一対のクロスピース３Ａ，３Ｂと、上記両ピンヨーク１Ａ，１Ｂの心出しを行う心出しディスク４を主要部として構成されている。また、この心出しディスク４には、後で詳述するように、上記両ピンヨーク１Ａ，１Ｂのピン部７，７の球状突起７ａ，７ａを枢支するソケット部２７が設けられるとともに、このソケット部２７内に、上記両球状突起７ａ，７ａを弾発的に受支する圧縮コイルばね５０が設けられている。
【００２９】
ピンヨーク１Ａおよび１Ｂは同一構造を備え、連結部５、一対のヨーク部６，６およびピン部７から構成されている。連結部５は軸線Ｘ１ に沿って延在する連結孔５ａを有する。一対のヨーク部６，６は、上記連結部５から軸線Ｘ１ を中心として両側に平行に延びて設けられ、これらヨーク部６，６に、軸受孔６ａが互いに整合してそれぞれ設けられている。これら両軸受孔６ａ，６ａの共通軸線Ｘ６ は、上記ピンヨーク１Ａ，１Ｂの軸線Ｘ１ に直交状に交差している。また、ピン部７は、上記両ヨーク部６，６の先端から軸線Ｘ１ に沿って延びて設けられており、その先端部分７ａが上記球状突起とされている。
【００３０】
そして、図１６に示されるように、一方のピンヨーク１Ａは、連結部５の連結孔５ａに嵌挿固定される連結部材１０８を介して、上記アッパシャフト１０３Ａに一体的かつ同軸状に連結されるとともに、他方のピンヨーク１Ｂは、連結部５の連結孔５ａに上記ロアシャフト１０３Ｂが直接的に嵌挿固定されて、一体的かつ同軸状に連結されている。
【００３１】
一対のフランジヨーク２Ａ，２Ｂはほぼ同一の構造を備え、フランジ部８および一対のヨーク部９，９から構成されている。フランジ部８は、軸線Ｘ２ に対して垂直に延在する実質的に円環板状とされている。一対のヨーク部９，９は、上記フランジ部８から軸線Ｘ２ を中心として両側に平行に延びて設けられ、これらヨーク部９，９に、軸受孔９ａが互いに整合してそれぞれ設けられている。これら両軸受孔９ａ，９ａの共通軸線Ｘ９ は、上記フランジヨーク２Ａ，２Ｂの軸線Ｘ２ に直交状に交差している。
【００３２】
そして、上記フランジヨーク２Ａおよび２Ｂは、上記両フランジ部８，８の接合部８ａ，８ｂ同士が印籠結合されるとともに、複数の締付ボルト１０，１０，…により締付け固定されて、相互に一体的に連結されている。この場合、フランジヨーク２Ａおよび２Ｂの軸線Ｘ２ 同士が同軸状に整合されるとともに、一対のヨーク部９，９同士が上記軸線Ｘ２ の周りに同一位相の状態で一体的に連結されて、等速性が保たれている（ただし、図示のものにおいては、説明の目的で上記ヨーク部９，９同士が軸線Ｘ２ の周りに互いに９０°ずれた状態で示されている）。
【００３３】
上記両フランジ部８，８同士は互いに共働して、その接合部８ａ，８ｂに、心出しディスク４を摺動可能に保持する幅狭の環状案内溝１５を形成している。この環状案内溝１５は、フランジヨークの軸線Ｘ２ の周りに円環状に延在しており、その両壁面１５ａ，１５ｂが上記軸線Ｘ２ に垂直な平面に形成された摺接面とされるとともに、その径方向内方へ向けて開口されてなる。この環状案内溝１５内には、後述する心出しディスク４のガイドプレート２５の外周部分が摺動案内可能に保持されている。
【００３４】
一対のクロスピース３Ａ，３Ｂは同様な基本構造を備え、互いに直交する２本の軸部２０，２１が一体形成されてなる実質的に十字形状のものである。
【００３５】
クロスピース３Ａは、一方の軸部２０が上記フランジヨーク２Ａのヨーク部９，９の軸受孔９ａ，９ａに相対回転可能に軸支され、また他方の軸部２１が上記ピンヨーク１Ａのヨーク部６，６の軸受孔６ａ，６ａに相対回転可能に軸支されている。なお、図示しないが、これら軸部２０，２１と軸受孔９ａ，６ａとの間にはニードル軸受が介装されている。これにより、フランジヨーク２Ａとピンヨーク１Ａは、クロスピース３Ａの中心ＯＡ 、つまり上記両共通軸線Ｘ６ およびＸ９ の交点を枢点として互いに枢動連結されている。
【００３６】
一方、クロスピース３Ｂは、一方の軸部２０が上記フランジヨーク２Ｂのヨーク部９，９の軸受孔９ａ，９ａに相対回転可能に軸支され、また他方の軸部２１が上記ピンヨーク１Ｂのヨーク部６，６の軸受孔６ａ，６ａに相対回転可能に軸支されている。これにより、フランジヨーク２Ｂとピンヨーク１Ｂは、上記と同様、クロスピース３Ｂの中心ＯＢ を枢点として互いに枢動連結されている。
【００３７】
心出しディスク４は合成樹脂製の一体成型品で、ガイドプレート２５、位置決め円筒部２６，２６および前述したソケット部２７から構成されている。
【００３８】
ガイドプレート２５は実質的に大径の円板状とされ、その外周部分が上記環状案内溝１５内に摺動案内可能に保持されるとともに、その両側面２５ａ，２５ｂは、上記環状案内溝１５の摺接面１５ａ，１５ｂと実質的に密に摺接する平面に形成された摺接面とされている。
【００３９】
上記ガイドプレート２５の外周縁部には、図５および図６に示すように、弾発部材として波形板ばね３０が配されており、これにより、ガイドプレート２５が上記環状案内溝１５の摺接面１５ａに対して弾発的に付勢されている。この波形板ばね３０は、図示の実施形態においてはガイドプレート２５の片面にのみ設けられているが、両面にそれぞれ設ける構造も採用しうる。
【００４０】
位置決め円筒部２６，２６は、上記ガイドプレート２５の両側に同心状に設けられている。この位置決め円筒部２６の外周面２６ａは、上記フランジヨーク２Ａ，２Ｂのフランジ部８の円筒内径部８ｃに係脱可能に係合する円筒面に形成されている。
【００４１】
位置決め円筒部２６の外周面２６ａの外径寸法は、上記フランジ部８の円筒内径部８ｃおよびガイドプレート２５との関係を考慮して設定される。つまり、位置決め円筒部２６の外周面２６ａの外径寸法は、上記円筒内径部８ｃとの間に所定間隔の余裕空間が確保されるとともに、図２および図４に示されるように、この外周面２６ａが上記円筒内径部８ｃに当接した状態において、ガイドプレート２５の外周縁が環状案内溝１５の溝底１５ｃと非接触状態にあるようにされている。これに関連して、上記位置決め円筒部２６が干渉する上記円筒内径部８ｃはゴムコーティング等による緩衝用弾性材で形成され、これら両者２６，８ｃの干渉時における異音の発生防止ないしは低減化が図られている。
【００４２】
また、上記位置決め円筒部２６は中実の円筒ブロック形状とされて、ソケット部２７の補強用ボス部としての機能を兼備している。これに関連して、位置決め円筒部２６の両側一部には、図６に示すように、後述する両ピンヨーク１Ａ，１Ｂの高屈曲角α（αｍｉｎ 〜αｍａｘ ） を許容するための凹部３１がそれぞれ設けられている。
【００４３】
ソケット部２７は、前述したように、上記両ピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａを枢支するもので、上記位置決め円筒部２６の偏心位置に設けられている。このソケット部２７は、上記位置決め円筒部２６の両側に貫通して設けられた貫通穴を有し、ここに金属製円筒部材３６が一体的に嵌合されて、上記両ピンヨーク１Ａ，１Ｂを枢支する円筒穴３７が形成されている。この円筒穴３７には、上記両ピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａが心出しディスク４の両側から摺動可能に嵌装されるとともに、これら両球状突起７ａ，７ａに、前記圧縮コイルばね５０が介装されている。
【００４４】
上記円筒部材３６は、実際には、上記心出しディスク４の成形時に一体的に組み込まれ、その外周部には、抜け止め部として抜け止め突起３６ａが設けられている。このように、心出しディスク４の成形時に円筒部材３６の組込みと同時に、抜け止め構造の形成を行うことにより、円筒部材３６の抜けに対する製造コストの低減化対応が可能となる。
【００４５】
なお、上記抜け止め突起３６ａに代えて、抜け止めフランジやローレット加工が施されてもよく、あるいは、図１０に示されるような孔３６ｂが設けられて、この孔３６ｂ内に心出しディスク４の成形樹脂が充填されて、抜け止め突起が形成されるようにしてもよい。
【００４６】
上記ソケット部２７の円筒穴３７の軸線Ｘ２７は、フランジヨーク２Ａ，２Ｂの軸線Ｘ２ と平行に延びるとともに、図１および図２に示されているように、等速ユニバーサルジョイントＪが最小屈曲角αｍｉｎ の状態にある場合にも、この軸線Ｘ２ から偏心した位置にあるよう設定されている。これにより、両球状突起７ａ，７ａの中心ＰＡ ，ＰＢ は、上記軸線Ｘ２ から等距離の位置に位置決めされている。
【００４７】
また、円筒穴３７の長さ寸法は、図３に示されているように、等速ジョイントＪが最大屈曲角αｍａｘ の状態にある場合にも、上記中心ＰＡ ，ＰＢ が円筒穴３７の両端より内側に位置するように設定されている。
【００４８】
さらに、上記両共通軸線Ｘ６ およびＸ９ の交点つまり両クロスピース３Ａ，３Ｂの中心ＯＡ ， ＯＢ は、フランジヨーク２Ａ，２Ｂの軸方向中心における軸線Ｘ２ に垂直な平面４０、つまりピンヨーク１Ａ，１Ｂの軸線Ｘ１ （＝軸線ＸＡ ）および軸線Ｘ２ （＝軸線ＸＢ ）の交差角θの２等分線Ｙから等距離に位置している。また球状突起７ａ，７ａの中心ＰＡ ，ＰＢ も、上記２等分線Ｙから等距離に位置している。
【００４９】
したがって、屈曲角αが図１に示されるごとく最小値αｍｉｎ であるとき、図３に示されるごとく最大値αｍａｘ であるとき、およびこれら最小値αｍｉｎ と最大値αｍａｘ の間の値であるときのいずれの場合においても、上記両軸線Ｘ１ ，Ｘ２ のと交点Ｐは常に上記２等分線Ｙ上に位置するようにされている（図６参照）。
【００５０】
上記圧縮コイルばね５０は、上記球状突起７ａ，７ａを常時両側外方向へ弾発付勢して、上記ソケット部２７の円筒穴３７との衝突音（金属音）等の異音発生を抑制するためのもので、その具体的構成が図７に示されている。
【００５１】
この圧縮コイルばね５０は、その弾発付勢力が球状突起７ａ，７ａに対して上記円筒穴３７の軸方向と径方向の両方向へ働く構造とされている。具体的には、この圧縮コイルばね５０は、図７（ｂ） に示すように、そのコイル径が全長にわたって同一とされた円筒圧縮コイルばねの形態とされるとともに、端部の座巻き部分５０ａ，５０ｂにピッチがつけられたオープンエンド構造を有する。
【００５２】
これにより、圧縮コイルばね５０がソケット部２７の円筒穴３７内に装着された状態において、両座巻き部分５０ａ，５０ｂはその軸心からずれたところで上記両球状突起７ａ，７ａに片当たりして、圧縮コイルばね５０の弾発付勢力Ｆは、図７（ａ） に示すように、球状突起７ａ，７ａに対して矢符のごとく方向性をもって作用することになる。
【００５３】
この結果、球状突起７ａ，７ａは、上記円筒穴３７の軸方向（軸線Ｘ２７方向）の付勢分力ｆＡ とともに、この軸方向に垂直な径方向の付勢分力ｆＤ も受けることとなり、これにより、ソケット部２７の円筒穴３７とピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａは、圧縮コイルばね５０を介して摺接係合状態が常時弾発的に確保されて、これら三者が一体的に動くことになる。
【００５４】
ちなみに、圧縮コイルばね５０として、座巻き部分がフラットに形成されたクローズドエンド構造の円筒圧縮コイルばねを使用した場合、上記座巻き部分と球状突起７ａ，７ａとの当たりが、片当たりではなくほぼ均一なものとなる。これがため、球状突起７ａ，７ａが圧縮コイルばね５０から受ける弾発付勢力は、ほとんどが上記軸方向の付勢力ｆＡ で、径方向の付勢力ｆＲ は非常に小さなものとなってしまい、上記円筒穴３７と球状突起７ａ，７ａの強い摺接係合状態を得ることはできない。
【００５５】
また、圧縮コイルばね５０の素線材料、素線径、コイル径、ピッチ、有効巻数および座巻き部分５０ａ，５０ｂの末端位置などの各種設計条件は、ピンヨーク１Ａ，１Ｂの適正荷重等に対応して適宜決められるものであるが、コイル径はできるだけ円筒穴３７の内径に近い寸法とされるのが望ましい。これは、圧縮コイルばね５０のコイル径が大きいと、十分な弾発付勢力Ｆが安定して得られるからである。また、これと逆に、圧縮コイルばね５０のコイル径が小さいと、圧縮コイルばね５０と円筒穴３７の内径面との間に広い空間が生じて、これら両者の係合状態が得られ難く、また球状突起７ａ，７ａもフローティング状態で保持される傾向がある。この結果、ユニバーサルジョイントＪの動作時に、圧縮コイルばね５０と円筒穴３７の内径面間で打音が発生したり、あるいは球状突起７ａ，７ａと円筒穴３７が相対的に動いて、やはり打音発生を誘発する可能性がある。
【００５６】
また、自動車のステアリング装置においては、走行路面は凹凸を有して平坦面ではなく、常に路面からの衝撃や振動がステアリングシャフト１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）へ伝わるため、ここに組み込まれる等速ユニバーサルジョイントＪは非常に過酷な条件下で使用されることとなる。また、ステアリングホイール１０４の操作により、上記ステアリングシャフト１０３が一方向だけでなく左右両方向へ頻繁に回転する等の特性を有する。よって、ここに使用されるユニバーサルジョイントＪの構造も、操舵系として要求される操舵安定性、操舵トルクおよび異音の抑制、あるいは高強度などを満足させる必要があり、さらに以下に述べるような構造的配慮がなされている。
【００５７】
上記位置決め円筒部２６の外周には、図２および図４に示すように、上記フランジヨーク２Ａ，２Ｂのフランジ部の内径部に当接係合可能な一対の係合突起５５，５５が設けられている。これは、上記のようにピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａが、心出しディスク４の偏心位置に設けられたソケット部２７により枢支される構造において、ユニバーサルジョイントＪが回転する時の特有の挙動、つまり、静止状態から回転を始めるとき、まず心出しディスク４が振り子の動きをして、位置決め円筒部２６がフランジ８，８の円筒内径部８ｃ，８ｃに干渉してから、周回運動をするということを考慮したものである。
【００５８】
すなわち、ステアリングホイール１０４を回転操作する場合、その初期段階において、心出しディスク４はフランジ部８，８に対し、上記ソケット部２７の軸線Ｘ２７を中心に揺動して（振り子運動）、その位置決め円筒部２６がフランジ部８，８の円筒内径部８ｃに干渉（衝突）し、この後、心出しディスク４が静止した状態でフランジ部８，８が相対的に回転することとなる。そして、この挙動は、ステアリングホイール１０４を一方向へ回転操作するたびに生じ、上記干渉が異音（干渉音）の発生の要因となるとともに、この干渉部分およびガイドプレート２５と環状案内溝１５の摺接面において常時摩擦摺動して、回転トルクを増大するすべり摩擦状態が生じている。
【００５９】
この点に関して、上記ソケット部２７の軸線Ｘ２７を中心とした作用半径の小さな部位で干渉させることで、異音の発生を抑えることができ、この抑制効果は干渉部の動き量（振り子運動量）を小さくすればするほど大きい。そして、この目的のため、位置決め円筒部２６の外周に、一対の係合突起５５，５５が設けられている。
【００６０】
これら係合突起５５，５５の配設位置は、上記軸線Ｘ２７を揺動中心とする心出しディスク４の振り子角βが可及的に小さくなる位置、つまり図９（ａ）， （ｂ）に示すように、上記軸線Ｘ２７と心出しディスク４の軸線Ｘ４ を通る直径線Ｄ０ に対してほぼ垂直な直径線Ｄ１ 方向位置とされている。また、図示の実施形態においては、係合突起５５の干渉面が円筒面とされている。
【００６１】
これら係合突起５５，５５の存在により、位置決め円筒部２６とフランジ部８，８の円筒内径部８ｃとの初期隙間、さらには振り子角βが小さくなり、干渉音の発生が抑制される。しかも、このように振り子角βが小さくなると、上記位置決め円筒部２６と円筒内径部８ｃとの干渉位置（接触位置）を確実に確保できることとなり、この結果、ガイドプレート２５の外径寸法さらには環状案内溝１５の内径寸法も小さくすることが可能となり、装置全体のコンパクト設計にも大きく寄与する。さらに、ガイドプレート２５の外径寸法が小さくなることにより、環状案内溝１５との摺接面積も小さくなり、かつ位置決め円筒部２６と円筒内径部８ｃとの摺接面積（点接触）も小さく、回転トルクが低減される。
【００６２】
また、前述したように、ガイドプレート２５の外周縁部には、弾発部材として波形板ばね３０が配されているが、この波形ばね３０を受支する環状凹部３２の環状受支面３２ａは、図５に示すように、軸方向へ勾配をもった傾斜平面とされている。
【００６３】
すなわち、異音の発生の他の要因として、ガイドプレート２５の摺接面２５ａ，２５ｂが環状案内溝１５の摺接面１５ａ，１５ｂに接触することが挙げられる。これは環状案内溝１５およびガイドプレート２５の加工公差により、上記摺接面１５ａ，２５ａおよび１５ｂ，２５ｂ間には必然的に隙間があり、ステアリングホイール１０４の回転操作時、あるいは走行路面から伝わってくる衝撃や振動等により、上記ガイドプレート２５が環状案内溝１５に対し叩かれて、異音発生につながる。そして、この異音発生の抑制の目的から、上記波形板ばね３０により、ガイドプレート２５が環状案内溝１５の摺接面１５ａに対し弾発的に付勢される構造とされている。
【００６４】
ここで、上記波形ばね３０はガイドプレート２５の外径に対応した円環状のもので、全周にわたり均一な弾発特性を有するところ、試験等により音の発生する挙動を詳しく調べてみると、ピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａを受支するソケット２７が、心出しディスク４の偏心位置に設けられているため、ガイドプレート２５の振動は全周にわたって均一ではない。
【００６５】
この点に関して、波形ばね３０のばね力（弾発力）を、ガイドプレート２５における振動の最も激しい部位に対応して強くすることも考えられるが、反面、波形ばね３０のばね力が過度に強くなると、操舵トルク、つまりガイドプレート２５と環状案内溝１５との摺動抵抗が大きくなり、運転の操安、操舵性は著しく低下することとなる。
【００６６】
そこで、波形ばね３０を受ける環状受支面３２ａに勾配を付けて、上記ガイドプレート２５の振動の激しい部位において、環状受支面３２ａと上記環状案内溝１５の摺接面１５ｂとの間隔が狭くなるように設定している。これにより、作用半径の大きな部位のばね圧を強く、小さな部位は弱くして、波形ばね３０の弾発力による振動抑制効果が心出しディスク４の全周にわたって均一に働くことになる。また、このような構造を採用することにより、波形ばね３０も一般市販のものが使用可能で、コスト低減化が図れる。
【００６７】
本実施形態が適用されるステアリング装置においては、上記ソケット部２７の軸線Ｘ２７の位置からの作用半径の違いにより生じるモーメント力の違いにより、ソケット部２７から最も離れた部分つまりガイドプレート２５の下端外周縁において、上記両面３２ａ，１５ｂの間隔が最も狭くなるように設定されている。これにより、波形板ばね３０の弾発力は、ガイドプレート２５の振動の激しい部位つまり下端外周縁において強く作用するとともに、振動の少ない部位つまり上端外周縁において弱く作用して、ガイドプレート２５の振動のバランスがとられることとなる。
【００６８】
さらに、上記ガイドプレート２５の摺接面２５ｂには、図９（ａ） に示すように、複数本（図示の実施形態においては８本）の溝６０，６０，…が径方向へ延びて設けられており、上記環状案内溝１５の摺接面１５ｂとの接触面積が小さくなるようにされている。また、上記溝６０，６０，…は潤滑グリースの油溜めとしても機能して、上記摺接面２５ｂ，１５ｂ間への潤滑グリースを促進する。
【００６９】
そして、上記接触面積の縮小化と潤滑グリースの潤滑との共働作用により、ガイドプレート２５の両摺接面２５ａ，２５ｂと環状案内溝１５の摺接面１５ａ，１５ｂとの密着力が弱まり、回転トルク（操舵トルク）の低減化が図られている。なお、上記溝６０の配設構成、例えば配設本数は目的に応じて適宜設定され、また両摺接面２５ａ，２５ｂに配される構成も採りうる。
【００７０】
また、上述したガイドプレート２５の振動作用に関連して、図９（ｂ） に示すように、ガイドプレート２５における振動で環状案内溝１５の摺接面１５ａと一点集中的に打ち合う個所、つまり、摺接面２５ａの下側外周部分にぬすみ部６５（図中斜線部分）が設けられている。このようなぬすみ部６５が形成されることにより、上記ガイドプレート２５が振動しても、上記環状案内溝１５の摺接面１５ａを打つ点が分散化されて、発生する異音も響きの低いものとなり、あるいは異音の発生が低減される。
【００７１】
また、上記ぬすみ部６５に加えて、ジョイント作動時の負荷に影響がない部分、つまり摺接面２５ａの上側外周部分にもぬすみ部６６（図中斜線部分）が設けられている。これにより、ガイドプレート２５の必要部位の板厚の精度が全面にわたって必要とせず、板厚の管理範囲がほぼ半減されて、厚み寸法精度のバラツキが低減される。
【００７２】
しかして、以上のように構成された等速ユニバーサルジョイントＪは、以下に述べるように動作して、非常に過酷な条件下での使用となる自動車のステアリング装置に組み込まれても、操舵系として要求される操安性、操舵トルクおよび異音の抑制、あるいは高強度などを十分に満足させ得る。
【００７３】
すなわち、図１６において、ステアリングホイール１０４が転舵されることにより、アッパシャフト１０３Ａが軸線ＸＡ の周りに回転されると、この回転が連結部材１０８を介して、軸線ＸＡ の周りの回転としてピンヨーク１Ａへ伝達される。このピンヨーク１Ａの回転は、クロスピース３Ａを介して、軸線Ｘ２ の周りの回転としてフランジヨーク２Ａへ伝達され、これによりフランジヨーク２Ａ，２Ｂが軸線Ｘ２ の周りに回転される。
【００７４】
フランジヨーク２Ｂの回転は、クロスピース３Ｂを介して、軸線ＸＢ の周りの回転としてピンヨーク１Ｂさらにはロアシャフト１０３Ｂへと伝達され、これにより弾性ジョイント１０７を介して、ピニオンギヤシャフト１０２が軸線ＸＢ の周りに回転される。
【００７５】
またピニオンギヤシャフト１０２の軸線ＸＢ の周りの回転は、上述とは逆の態様にてステアリングホイール１０４へ伝達される。
【００７６】
この場合、上記両シャフト１０３Ａ，１０３Ｂつまりピンヨーク１Ａ，１Ｂの軸線ＸＡ ，ＸＢ の屈曲角α（または交差角θ）のいかんにかかわらず、その球状突起７ａ，７ａの中心ＰＡ ，ＰＢ とクロスピース３Ａ，３Ｂの中心ＯＡ ， ＯＢ は、上記２等分線Ｙから等距離の位置に維持されて、上記両軸線ＸＡ ，ＸＢ の交点Ｐが上記２等分線Ｙ上に案内される結果、ピンヨーク１Ａと１Ｂとの間には、等速性が維持された状態にて回転トルクが伝達される。
【００７７】
かくして、図示の実施形態によれば、球状突起７ａ，７ａを受けるソケット部２７は、中心より偏心した位置にて心出しディスク４に設けられているので、屈曲角αを４０°〜７０°のごとく比較的高い範囲に設定することができ、これにより、狭い設置空間への装置も可能であるとともに、車室内空間を大きくとることができる。
【００７８】
また、図示の実施形態によれば、心出しディスク４の外周部は常に環状案内溝１５の摺接面１５ａ，１５ｂと実質的に密に摺接した状態にあり、上述の従来の等速ジョイントの場合のごとく、薄い円環板状のリングディスクを介してフランジヨークのフランジ部より支持された状態にある訳けではないので、従来に比して等速ユニバーサルジョイントＪにより互いに連結されるシャフト１０３Ａ，１０３Ｂのがたつきや回転トルク（操舵トルク）の変動を低減することができ、これにより操舵フィーリングを向上させることができる。
【００７９】
さらに、上記のようにピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａが、心出しディスク４の偏心位置に設けられたソケット部２７により枢支される構造では、ステアリングホイール１０４を回転操作する場合、その初期段階において、心出しディスク４はフランジ部８，８に対し、上記ソケット部２７を中心に揺動してフランジ部８，８に干渉（衝突）した後、心出しディスク４が静止した状態でフランジ部８，８が回転することとなる。つまり、ステアリングホイールの回転操作時においては、心出しディスク４とフランジ部８，８は上記干渉部分において常時摩擦摺動して、すべり摩擦状態が生じている。
【００８０】
この場合、路面からの衝撃や振動により、ユニバーサルジョイントＪにおける屈曲角αが常に変動する。それに伴って、ピン部７，７の球状突起７ａ，７ａ間の距離寸法も、狭くなったり広くなったりする結果、弾性ゴムブッシュ５０も圧縮されたり伸ばされたりする動作が繰り返される。
【００８１】
これに関連して、心出しディスク４の大径のガイドプレート２５が、フランジ部８，８の環状案内溝１５内で摺動案内されるとともに、小径の位置決め円筒部２６が、フランジ部８，８の円筒内径部８ｃ，８ｃに係脱可能に係合するように構成されている。したがって、上記心出しディスク４の揺動時の作用半径は、つまり上記ソケット部２７の揺動中心から心出しディスク４と上記円筒内径部８ｃ，８ｃとの干渉部分までの距離は小さく、この結果、心出しディスク４の揺動時に生じる作用モーメントが小さく抑えられて、上記干渉時に生ずる衝突音も、また上記すべり摩擦による回転抵抗力（回転トルク）も比較的小さい。
【００８２】
さらに、上記両ピンヨーク１Ａ，１Ｂのピン部７，７の球状突起７ａ，７ａを受支する弾性部材として、大きな弾性変形量を有する円筒圧縮コイルばね５０が使用されているから（コイルばね５０は図８に示すように、線形特性を有して適正荷重に対しても広く対応でき、ジョイント取付角の適用範囲も広い）、ピンヨーク１Ａ，１Ｂに厳しい適正荷重が要求される場合でも、その設定は容易かつ確実である。また異なる適正荷重に対しても一種類の圧縮コイルばね５０で十分に対応可能である。
【００８３】
また、圧縮コイルばね５０自体は、周囲環境温度に影響を受け難いため、高温雰囲気で使用される自動車のステアリング装置においても、上記適正荷重を安定して維持できるとともに、寿命も長い。
【００８４】
さらに、圧縮コイルばね５０はオープンエンド構造とされているため、その弾発付勢力Ｆが、前述したように、両球状突起７ａ，７ａに対してソケット部２７の円筒穴３７の軸方向および径方向へ働き（図７（ａ） の付勢分力ｆＡ ， ｆＤ 参照）、この結果、この圧縮コイルばね５０を介して、ソケット部２７と球状突起７ａ，７ａが離間することなく常時一体的に動くことになり、この部位における打音の発生が有効に防止される。
【００８５】
実施形態２
本実施形態は図１１に示されており、実施形態１における圧縮コイルばね５０の構成が若干改変されている。
【００８６】
すなわち、本実施形態の圧縮コイルばね１５０は、図１１（ｂ） に示すように、そのコイル径が全長にわたって同一とされたオープンエンド構造の円筒圧縮コイルばねの形態とされるとともに、両端部の座巻き部分１５０ａ，１５０ｂが、有効巻数部１５０ｃにおけるピッチ角γ０ よりも大きなピッチ角γ１，γ２ を有している。
【００８７】
しかして、このような構造においては、座巻き部分１５０ａ，１５０ｂのピッチ角γ１，γ２ を適宜調整することにより、図１１（ａ） において、ピンヨーク１Ａ，１Ｂに対して上記適正荷重の範囲内でより強い弾発付勢力Ｆを作用させることができるとともに、両球状突起７ａ，７ａをソケット部２７の円筒穴３７に対してより強い力をもって付勢することができる。
【００８８】
なお、上記座巻き部分１５０ａ，１５０ｂのピッチ角γ１，γ２ は、同じ大きさに設定されても、あるいは異なる大きさに設定されてもよく、また、いずれか一方のみが上記ピッチ角γ０ よりも大き設定されてもよく、使用対象となる自動車のステアリング装置やユニバーサルジョイントＪの他の構成要素との関係で適宜設定される。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。
【００８９】
実施形態３
本実施形態は図１２に示されており、圧縮コイルばねとしてクローズドエンド構造の円筒圧縮コイルばねが使用されている。
【００９０】
すなわち、本実施形態の圧縮コイルばね２５０は、図１２（ｂ） に示すように、そのコイル径が全長にわたって同一とされるとともに、両端部の座巻き部分２５０ａ，２５０ｂが、コイルの軸線に対して垂直なフラット形状とされたクローズドエンド構造とされている。また、上記両座巻き部分２５０ａ，２５０ｂが、図１２（ｃ） に示すように、コイル径方向内側へ巻き込むように折曲形成されてなる。
【００９１】
しかして、圧縮コイルばね２５０がソケット部２７の円筒穴３７内に装着された状態において、両座巻き部分２５０ａ，２５０ｂは、前記実施形態と同様、上記両球状突起７ａ，７ａに片当たりして、圧縮コイルばね２５０の弾発付勢力Ｆは、球状突起７ａ，７ａに対して矢符のごとく作用することになる。この結果、球状突起７ａ，７ａは、上記円筒穴３７の軸方向（軸線Ｘ２７方向）の付勢分力ｆＡ とともに、この軸方向に垂直な径方向の付勢分力ｆＤ も受けることとなり、これにより、ソケット部２７の円筒穴３７とピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａは、圧縮コイルばね５０を介して摺接係合状態が常時弾発的に確保される。
【００９２】
なお、上記座巻き部分２５０ａ，２５０ｂの折曲形状は、同じ大きさに設定されても、あるいは異なる大きさに設定されてもよく、また、いずれか一方のみがコイル径方向内側へ折曲形成されてもよく、使用対象となる自動車のステアリング装置やユニバーサルジョイントＪの他の構成要素との関係で適宜設定される。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。
【００９３】
実施形態４
本実施形態は図１３に示されており、圧縮コイルばねとして異形の円筒圧縮コイルばねが使用されている。
【００９４】
すなわち、本実施形態の圧縮コイルばね３５０は、図１３（ｂ） に示すように、そのコイル径が全長にわたって同一とされるとともに、上記ソケット部２７の円筒穴３７内に装着された状態において、その軸線Ｘ３５０ が上記円筒穴の軸線Ｘ２７に対して交差するように構成されている。換言すれば、この圧縮コイルばね３５０は、図１３（ｂ） において、クローズドエンド構造の円筒圧縮ばねの頂部３５０ｄと底部３５０ｅが相互に左右方向へずれた形状とされている。
【００９５】
しかして、この圧縮コイルばね３５０がソケット部２７の円筒穴３７内に装着された状態において、両座巻き部分３５０ａ，３５０ｂは、前記実施形態と同様、上記両球状突起７ａ，７ａに片当たりして、圧縮コイルばね３５０の弾発付勢力Ｆは、球状突起７ａ，７ａに対して矢符のごとく作用することになる。この結果、球状突起７ａ，７ａは、上記円筒穴３７の軸方向（軸線Ｘ２７方向）の付勢分力ｆＡ とともに、この軸方向に垂直な径方向の付勢分力ｆＤ も受けることとなり、これにより、ソケット部２７の円筒穴３７とピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａは、圧縮コイルばね３５０を介して摺接係合状態が常時弾発的に確保される。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。
【００９６】
実施形態５
本実施形態は図１４に示されており、実施形態４と同様、圧縮コイルばねとして異形の円筒圧縮コイルばねが使用されている。
【００９７】
すなわち、本実施形態の圧縮コイルばね４５０は、図１４（ｂ） に示すように、そのコイル径が全長にわたって同一とされるとともに、その軸線Ｘ４５０ が円弧線状とされている。換言すれば、この圧縮コイルばね４５０は、円筒圧縮コイルばねの有効巻数部４５０ｃが円弧状に胴曲がりされた形状とされている。
【００９８】
しかして、この圧縮コイルばね４５０がソケット部２７の円筒穴３７内に装着された状態において、両座巻き部分４５０ａ，４５０ｂは、前記実施形態と同様、上記両球状突起７ａ，７ａに片当たりして、圧縮コイルばね４５０の弾発付勢力Ｆは、球状突起７ａ，７ａに対して矢符のごとく作用することになる。この結果、球状突起７ａ，７ａは、上記円筒穴３７の軸方向（軸線Ｘ２７方向）の付勢分力ｆＡ とともに、この軸方向に垂直な径方向の付勢分力ｆＤ も受けることとなり、これにより、ソケット部２７の円筒穴３７とピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａは、圧縮コイルばね４５０を介して摺接係合状態が常時弾発的に確保される。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。
【００９９】
実施形態６
本実施形態は図１５に示されており、実施形態４，５と同様、圧縮コイルばねとして異形の円筒圧縮コイルばねが使用されている。
【０１００】
すなわち、本実施形態の圧縮コイルばね５５０は、図１５（ｂ） に示すように、そのコイル径が全長にわたって連続的に変化するように、つまり図面において右から左へいくに従って徐々に小さくなるように構成されており、かつ、その長手方向の外径輪郭形状が図示のごとく非対称とされている。換言すれば、図面において、圧縮コイルばね５５０は、その頂部の長手方向の外径輪郭形状（直線形状）５５０ｄがその底部の外径輪郭形状（直線形状）５５０ｅに平行な直線Ｚに対して傾斜するように構成されている。
【０１０１】
しかして、この圧縮コイルばね５５０がソケット部２７の円筒穴３７内に装着された状態において、両座巻き部分５５０ａ，５５０ｂは、前記実施形態と同様、上記両球状突起７ａ，７ａに片当たりして、圧縮コイルばね５５０の弾発付勢力Ｆは、球状突起７ａ，７ａに対して矢符のごとく作用することになる。この結果、球状突起７ａ，７ａは、上記円筒穴３７の軸方向（軸線Ｘ２７方向）の付勢分力ｆＡ とともに、この軸方向に垂直な径方向の付勢分力ｆＤ も受けることとなり、これにより、ソケット部２７の円筒穴３７とピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａは、圧縮コイルばね５５０を介して摺接係合状態が常時弾発的に確保される。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。
【０１０２】
上述した実施形態１〜６はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内において種々設計変更可能であり、例えば、各構成部材や要素の具体的構成は図示の形態と同様な機能を有する限り、他の構成を採用することができる。
【０１０３】
特に、圧縮コイルばねの具体的構成は、図示のものと同様な機能、つまりその弾発付勢力がピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａに対して上記円筒穴３７の軸方向と径方向の両方向へ働く構造である限り、他の構造を採用することができる。
【０１０４】
また、圧縮コイルばねによる上記球状突起７ａ，７ａと円筒穴３７の係合位置も特に限定されず、よって、圧縮コイルばねの座巻き部分の端部位置も限定されない。要するに、圧縮コイルばねによって、球状突起７ａ，７ａを円筒穴３７の内径面のいずれかの位置に押しつける方向の力が生ずればよく、この分力を働かせるような形状であればどのようなものも採用し得る。
【０１０５】
さらに、本発明は図示のような自動車のステアリング装置の他、その他の同様な構造を備える箇所にも適用可能であり、また、図１８に示される構造のほか、図１７に示される構造の等速ユニバーサルジョイントにも適用可能である。
【０１０６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば以下に列挙するような特有の効果が得られ、ピンヨークのピン部と心出しディスクとの打音が生じず、汎用性に富むとともに、周囲環境温度の影響を受けることなくピンヨークに対する適正荷重が安定して維持でき、かつ寿命も長いソケット構造を備える等速ユニバーサルジョイントを提供することができる。
【０１０７】
（１） ピンヨークのピン部を受支する弾性部材として、大きな弾性変形量を有する圧縮コイルばねが使用されているから、ピンヨークに厳しい適正荷重が要求される場合でも、その設定が容易かつ確実であり、また異なる適正荷重やジョイント取付角に対しても一種類の圧縮コイルばねで対応可能であり、ジョイント取付角の自由度も増すなど汎用性に富む。
【０１０８】
（２） また、圧縮コイルばね自体は、その材料特性から周囲環境温度にあまり影響を受けないため、自動車のステアリング装置のように高温雰囲気で使用される装置においても、上記適正荷重を安定して維持できるとともに、寿命も長い。
【０１０９】
（３）さらに、圧縮コイルばねがソケット部の円筒穴内に装着された状態において、圧縮コイルばねの両座巻き部分が両ピンヨークのピン部の球状突起に片当たりし、これにより圧縮コイルばねの弾発付勢力が両ピンヨークの球状突起に対してソケット部の円筒穴の軸方向および径方向へ働く構造とされているから、この圧縮コイルばねを介して、ソケット部とピンヨークの球状突起と圧縮コイルばねの三者が相互に離間することなく常時一体的に動くことになり、この部位における打音の発生が有効に防止される。
【０１１０】
（４） 特に、ピンヨークの球状突起を枢支するソケット部が、心出しディスクの中心より偏心した位置に設けられていれば、コンパクトな構造でフランジヨークのフランジ部に対する心出しディスクの偏心量を大きくすることが可能で、連結すべき二つの回転軸の屈曲角を大きくとることが可能である。この結果、上記効果と相まって、例えば自動車のステアンリング装置等の操舵系に最適な等速ユニバーサルジョイントを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態１である等速ユニバーサルジョイントを、その最小の屈曲角にある状態で示す正面断面図である。
【図２】同等速ユニバーサルジョイントの要部を図１のＩＩ−ＩＩ 線に沿って示す一部断面側面図である。
【図３】同等速ユニバーサルジョイントを、その最大の屈曲角にある状態で示す正面断面図である。
【図４】同等速ユニバーサルジョイントの要部を図３のＩＶ−ＩＶ 線に沿って示す一部断面側面図である。
【図５】同等速ユニバーサルジョイントの心出しディスク部分を示す拡大正面断面図である。
【図６】同じく同心出しディスク部分の内部を示す拡大正面断面図である。
【図７】同等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクの要部を拡大して示し、図７（ａ） はソケット部の側面断面図、図７（ｂ） は圧縮コイルばねの正面図である。
【図８】同圧縮コイルばねの特性を、弾性ゴムブッシュの特性と比較して示す荷重−変位線図である。
【図９】同等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクを示し、図９（ａ） はその正面側を示す正面図、図９（ｂ） はその裏面側を示す裏面図である。
【図１０】同等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクにおけるソケット部の改変例を示す側面断面図である。
【図１１】本発明に係る実施形態２である等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクの要部を拡大して示し、図１１（ａ） はソケット部の側面断面図、図１１（ｂ） は圧縮コイルばねの正面図である。
【図１２】本発明に係る実施形態３である等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクの要部を拡大して示し、図１２（ａ） はソケット部の側面断面図、図１２（ｂ） は圧縮コイルばねの正面図、図１２（ｃ） は圧縮コイルばねの側面図である。
【図１３】本発明に係る実施形態４である等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクの要部を拡大して示し、図１３（ａ） はソケット部の側面断面図、図１３（ｂ） は同ソケット部の円筒穴部をさらに拡大した正面断面図である。
【図１４】本発明に係る実施形態５である等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクの要部を拡大して示し、図１４（ａ） はソケット部の側面断面図、図１４（ｂ） は圧縮コイルばねの正面図である。
【図１５】本発明に係る実施形態６である等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクの要部を拡大して示し、図１５（ａ） はソケット部の側面断面図、図１５（ｂ） は圧縮コイルばねの正面図である。
【図１６】本発明に係る等速ユニバーサルジョイントが組み込まれる自動車のステアリング装置を示す概略構成図である。
【図１７】従来の等速ユニバーサルジョイントを示す正面断面図である。
【図１８】従来の他の等速ユニバーサルジョイントを示す正面断面図である。
【符号の説明】
Ｊ 等速ユニバーサルジョイント
１Ａ，１Ｂ ピンヨーク
２Ａ，２Ｂ フランジヨーク
３Ａ，３Ｂ クロスピース
４ 心出しディスク
６ ピンヨークのヨーク部
７ ピンヨークのピン部
７ａ ピン部の球状突起
８ フランジヨークのフランジ部
８ｃ フランジ部の円筒内径部
９ フランジヨークのヨーク部
１５ フランジ部の環状案内溝
２５ 心出しディスクのガイドプレート
２６ 心出しディスクの位置決め円筒部
２７ 心出しディスクのソケット部
３６ 金属製円筒部材
３７ ソケット部の円筒穴
５０ 圧縮コイルばね
５０ａ，５０ｂ 圧縮コイルばねの座巻き部分
１０３Ａ アッパシャフト（回転軸）
１０３Ｂ ロアシャフト（回転軸）
１５０ 圧縮コイルばね
１５０ａ，１５０ｂ 圧縮コイルばねの座巻き部分
２５０ 圧縮コイルばね
２５０ａ，２５０ｂ 圧縮コイルばねの座巻き部分
３５０ 圧縮コイルばね
４５０ 圧縮コイルばね
４５０ａ，４５０ｂ 圧縮コイルばねの座巻き部分
４５０ｃ 圧縮コイルばねの有効巻数部
５５０ 圧縮コイルばね
５５０ａ，５５０ｂ 圧縮コイルばねの座巻き部分
ＸＡ，ＸＢ 回転軸の軸線
α 回転軸の屈曲角
θ 回転軸の交差角
γ０ コイルばねのピッチ角
γ１，γ２ コイルばねのピッチ角
【発明の属する技術分野】
この発明は、ダブルカルダン式の等速ユニバーサルジョイントに関し、さらに詳細には、自動車等のステアリング装置におけるアッパシャフトとロアシャフトのように、所定範囲内の大きな交差角をもって屈曲する二つの回転軸の連結部に好適に使用される等速ユニバーサルジョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
二つの回転軸をそれらの軸線が大きな交差角をなすよう駆動連結する広角度等速ユニバーサルジョイントとして、例えば図１７に示されるような構造のものが既に公知である（実開昭６０−１３３２３１号公報参照）。
【０００３】
このユニバーサルジョイントは、接続すべき二つの回転軸（図示省略）にそれぞれ一体的かつ同軸状に連結される一対のピンヨークａ，ｂと、フランジ部ｃ，ｃを介して相互に一体的に連結された一対のフランジヨークｄ，ｅと、これらピンヨークａ，ｂおよびフランジヨークｄ，ｅのヨーク部ｆ，ｇ同士を枢動連結する一対のクロスピースｈ，ｉとからなるいわゆるダブルカルダン式のものである。上記フランジヨークｄ，ｅの環状案内溝ｊ内には、心出しディスクｋがリングディスクｌ，ｌを介して摺動可能に保持されるとともに、この心出しディスクｋのソケット部ｍに、上記両ピンヨークａ，ｂのピン部の球状突起ｎ，ｎが受支されている。
【０００４】
そして、上記両回転軸つまりピンヨークａ，ｂの軸線Ｘａ ，Ｘｂ の交差角θ（または屈曲角α）のいかんにかかわらず、その球状突起ｎ，ｎは、上記心出しディスクｋによって交差角θの２等分線Ｙ上を案内され、これにより、上記両ピンヨークａ，ｂ間において回転トルクが等速性を維持された状態で伝達されるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ユニバーサルジョイントは、例えば自動車のステアリング装置におけるアッパシャフトとロアシャフトのように、上記両回転軸が一旦取り付けられると、その屈曲角α（つまり交差角θ）が所定の角度に保持されて変化しない箇所への用途もある。このような用途においては、回転軸の取付け誤差つまり取付け相手側とのミスアライメントを吸収するために、組付け時の作業性の容易さを確保するための、および操舵時における操作性を確保するためのわずかな余裕角度があれば、それ以上の屈曲角の余裕を考慮する必要がない。
【０００６】
反面、自動車のステアリング装置においては、回転軸が導管の役割を果たして、路面からの衝撃や振動がステアリングホイール等へ伝わりやすい、あるいはステアリングホイールの操作により回転軸が一方向だけでなく左右両方向へ頻繁に回転する等の特性を有する。このため、ここに使用されるユニバーサルジョイントの構造も、操舵系として要求される操舵安定性、操舵トルクおよび音の抑制、あるいは高強度などを満足させる必要がある。
【０００７】
しかしながら、図１７に示すような等速ユニバーサルジョイントにおいては、以下に述べるような問題点があって、上記のような特性または機能を要求される特殊用途に対しては十分な構造ではなかった。
【０００８】
すなわち、図１７のユニバーサルジョイントにおいては、二つの回転軸の屈曲角αが例えば０°〜±６０°の広い範囲で変化する場合などにも適用可能な汎用構造とされている。つまり、ピンヨークａ，ｂの球状突起ｎ，ｎを受けるソケット部ｍが、心出しディスクｋの中央部に設けられており、これがため、上記両回転軸の屈曲角αが小さい状態にある場合にも、心出しディスクｋは上記フランジ部ｃ，ｃに対し比較的大きく偏心した状態にあり、その偏心量は上記屈曲角αが大きくなるにつれてさらに大きくなる。
【０００９】
したがって、心出しディスクｋの外周縁が上記フランジ部ｃ，ｃ間に形成される環状案内溝ｊの溝底つまり最外径部と干渉しやすく、上記屈曲角αを大きくするには、上記フランジ部ｃ，ｃの外径を大きくする必要がある。
【００１０】
ところが、自動車のステアリング装置のようにその設置空間に制約があって、上記フランジ部ｃ，ｃの外径をあまり大きくとれない場合には、アッパシャフトとロアシャフトの屈曲角αを大きくすることができず、実質的にこの等速ユニバーサルジョイントを組み込むことができないという事態も生じる。
【００１１】
この点に関して、本出願人は、自動車のステアンリング装置等の操舵系に好適に使用される等速ユニバーサルジョイントの構造を先に提案している（特開平８−４７８０号公報参照）。
【００１２】
このユニバーサルジョイントは、図１８に示すように、心出しディスクｋが、フランジヨークｄ，ｅのフランジ部ｃ，ｃ間に形成された環状案内溝ｊ内を摺動案内される大径のガイドプレートｐと、このガイドプレートｐの両側に同心状に設けられ、上記フランジ部ｃ，ｃの内径部に係脱可能に係合する小径の位置決め円筒部ｑ，ｑと、この円筒部ｑ，ｑに偏心して設けられ、両ピンヨークａ，ｂのピン部の球状突起ｎ，ｎを枢支するソケット部ｍとを備えてなる。
【００１３】
また、このソケット部ｍは、上記心出しディスクｋの両側に貫通して設けられた円筒穴ｒ内に、上記両球状突起ｎ，ｎを弾発的に受支する弾性ゴムブッシュｓが内装されてなり、これにより、球状突起ｎ，ｎが常時両側外方向へ弾発付勢されて、球状突起ｎ，ｎとソケット部ｍの摺接状態が常時保持される構造とされている。
【００１４】
この構造においては、上記両ピンヨークａ，ｂの球状突起ｎ，ｎを受支するソケット部ｍが、心出しディスクｋの中心より偏心した位置に設けられていることにより、図１７に示される構造に比較して、よりコンパクトな構造が実現し、設置空間に制約がある自動車のステアリング装置にあっても、フランジヨークｄ，ｅのフランジ部ｃ，ｃに対する心出しディスクｋの偏心量を大きくして、屈曲角αを大きくとることが可能となるとともに、その他操舵安定性、操舵性等の操舵系として必要な条件も満足し得る。
【００１５】
本発明はこの等速ユニバーサルジョイントをさらに改良発展させて、より自動車のステアンリング装置等の操舵系に好適な構造としたものである。
【００１６】
すなわち、図１８の構造においては、上記ソケット部ｍの円筒穴ｒ内に、弾性ゴムブッシュｓが内装されるとともに、この弾性ゴムブッシュｓには、貫通穴ｔがその軸心から偏心した位置に設けられて、ここにピンヨークａ，ｂの球状突起ｎ，ｎが受支される構成とされている。これにより、弾性ゴムブッシュｓの弾発付勢力は、上記球状突起ｎ，ｎに対して、上記円筒穴ｒの軸方向と径方向の両方向へ働くことになり、ガイドプレートｐ、球状突起ｎ，ｎおよび弾性ゴムブッシュｓの三者は常時ほぼ一体的に動いて、ガイドプレートｐと球状突起ｎ，ｎとの打音の発生が防止されるとともに、弾性ゴムブッシュｓの磨耗も防止される。
【００１７】
しかしながら、例えば自動車のステアリング装置にあっては、上記両ピンヨークａ，ｂに対する適正荷重が予め設定されているところ、上記弾性ゴムブッシュｓでは、図８に示すように曲線状の非線形特性を有して弾性変形量も小さく、適正荷重に十分に対応できない。これがため、装着すべきステアリング装置の適正荷重やジョイント取付角つまり上記屈曲角αに対応して、弾性ゴムブッシュｓの形状寸法（特に軸方向寸法）を正確かつ精密に設定する必要がある。また、これら適正荷重やジョイント取付角が異なると、異なる形状寸法の弾性ゴムブッシュｓをその適正荷重やジョイント取付角の種類だけ用意する必要も生じてくる。
【００１８】
また、弾性ゴムブッシュｓは、周囲環境温度の影響を受けやすい特性も有し、例えば自動車のステアリング装置のように高温雰囲気で使用される装置においては、上記適正荷重を安定して維持できない場合や、寿命が短くなるといった不具合も生じうる。
【００１９】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ピンヨークのピン部と心出しディスクとの打音が生じず、汎用性に富むとともに、周囲環境温度に影響されることなくピンヨークに対する適正荷重が安定して維持でき、かつ寿命も長いソケット構造を備える等速ユニバーサルジョイントの提供にある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の等速ユニバーサルジョイントは、所定範囲内の大きな交差角をもって屈曲する二つの回転軸を駆動連結する等速ユニバーサルジョイントであって、ヨーク部およびピン部を有し、前記両回転軸にそれぞれ一体的かつ同軸状に連結される一対のピンヨークと、ヨーク部およびフランジ部を有し、このフランジ部を介して相互に一体的に連結された一対のフランジヨークと、これらピンヨークおよびフランジヨークのヨーク部を相互にそれぞれ枢動連結する一対のクロスピースと、前記フランジヨークのフランジ部間に形成された環状案内溝に摺動可能に設けられるとともに、前記両ピンヨークのピン部を受支して、前記両回転軸の交点を前記交差角の２等分線上に案内する心出しディスクとから構成され、この心出しディスクに、前記両ピンヨークのピン部の球状突起を枢支する円筒穴を有するソケット部が設けられるとともに、このソケット部の円筒穴内に前記両球状突起を弾発的に受支する圧縮コイルばねが設けられてなり、この圧縮コイルばねが前記ソケット部の円筒穴内に装着された状態において、前記圧縮コイルばねの両座巻き部分が前記両ピンヨークのピン部の球状突起に片当たりし、これにより前記圧縮コイルばねの弾発付勢力が前記両ピンヨークの球状突起に対して前記円筒穴の軸方向および径方向へ働く構造とされていることを特徴とする。
【００２１】
本発明においては、前記両ピンヨークのピン部を受支する弾性部材として、圧縮コイルばねが使用されており、この圧縮コイルばねは、図８に示すように直線状の線形特性を有して弾性変形量も大きく、適正荷重に対しても十分に対応することができる。したがって、ピンヨークに厳しい適正荷重が要求される場合でも、その設定が容易かつ確実であり、また異なる適正荷重やジョイント取付角に対しても一種類の圧縮コイルばねで対応可能である。
【００２２】
また、圧縮コイルばね自体は、周囲環境温度に影響を受け難いため、例えば自動車のステアリング装置のように高温雰囲気で使用される装置においても、上記適正荷重を安定して維持できるとともに、寿命も長い。
【００２３】
しかも、圧縮コイルばねが前記ソケット部の円筒穴内に装着された状態において、圧縮コイルばねの両座巻き部分が両ピンヨークのピン部の球状突起に片当たりし、これにより圧縮コイルばねの弾発付勢力が両ピンヨークの球状突起に対してソケット部の円筒穴の軸方向および径方向へ働く構造とされているから、この圧縮コイルばねを介して、ソケット部とピンヨークの球状突起が離間することなく常時一体的に動くことになり、この部位における打音の発生が有効に防止される。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００２５】
実施形態１
本発明に係る等速ユニバーサルジョイントを図１ないし図４に示し、図１および図２は最小の屈曲角にある状態、ならびに図３および図４は最大の屈曲角にある状態で示されている。
【００２６】
このユニバーサルジョイントＪは、図１６に示される自動車のステアリング装置に組み込まれるものであって、このステアリング装置において、ステアリングギヤボックス１００は車体固定部１０１に固定的に支持されて、図示しないステアリングリンケージを介して、フロントホイールに連係されるとともに、そのピニオンギヤシャフト１０２が、ステアリングシャフト１０３を介してステアリングホイール１０４に連係されている。
【００２７】
このステアリングシャフト１０３は、上記ステアリングホイール１０４を担持するアッパシャフト（回転軸）１０３Ａと、上記ピニオンギヤシャフト１０２と連結されるロアシャフト（回転軸）１０３Ｂとからなる。上記アッパシャフト１０３Ａは、車体側固定部１０５に固定的に支持されたステアリングポスト１０６に、軸線ＸＡ の周りに回転可能に軸支されている。一方、上記ロアシャフト１０３Ｂは、ピニオンギヤシャフト１０２に同軸状に連結され、軸線ＸＢ の周りに回転可能とされている。これらアッパシャフト１０３Ａとロアシャフト１０３Ｂは、その軸線ＸＡ とＸＢ が所定範囲内の大きな屈曲角α（例えば６０°）をもって交差するとともに、本発明の等速ユニバーサルジョイントＪにより、トルク伝達可能に駆動連結されている。
【００２８】
この等速ユニバーサルジョイントＪは、いわゆるダブルカルダン式のものであって、図１および図３に示すように、一対のピンヨーク１Ａ，１Ｂと、一体的に連結された一対のフランジヨーク２Ａ，２Ｂと、これらピンヨーク１Ａ，１Ｂおよびフランジヨーク２Ａ，２Ｂを相互に枢動連結する一対のクロスピース３Ａ，３Ｂと、上記両ピンヨーク１Ａ，１Ｂの心出しを行う心出しディスク４を主要部として構成されている。また、この心出しディスク４には、後で詳述するように、上記両ピンヨーク１Ａ，１Ｂのピン部７，７の球状突起７ａ，７ａを枢支するソケット部２７が設けられるとともに、このソケット部２７内に、上記両球状突起７ａ，７ａを弾発的に受支する圧縮コイルばね５０が設けられている。
【００２９】
ピンヨーク１Ａおよび１Ｂは同一構造を備え、連結部５、一対のヨーク部６，６およびピン部７から構成されている。連結部５は軸線Ｘ１ に沿って延在する連結孔５ａを有する。一対のヨーク部６，６は、上記連結部５から軸線Ｘ１ を中心として両側に平行に延びて設けられ、これらヨーク部６，６に、軸受孔６ａが互いに整合してそれぞれ設けられている。これら両軸受孔６ａ，６ａの共通軸線Ｘ６ は、上記ピンヨーク１Ａ，１Ｂの軸線Ｘ１ に直交状に交差している。また、ピン部７は、上記両ヨーク部６，６の先端から軸線Ｘ１ に沿って延びて設けられており、その先端部分７ａが上記球状突起とされている。
【００３０】
そして、図１６に示されるように、一方のピンヨーク１Ａは、連結部５の連結孔５ａに嵌挿固定される連結部材１０８を介して、上記アッパシャフト１０３Ａに一体的かつ同軸状に連結されるとともに、他方のピンヨーク１Ｂは、連結部５の連結孔５ａに上記ロアシャフト１０３Ｂが直接的に嵌挿固定されて、一体的かつ同軸状に連結されている。
【００３１】
一対のフランジヨーク２Ａ，２Ｂはほぼ同一の構造を備え、フランジ部８および一対のヨーク部９，９から構成されている。フランジ部８は、軸線Ｘ２ に対して垂直に延在する実質的に円環板状とされている。一対のヨーク部９，９は、上記フランジ部８から軸線Ｘ２ を中心として両側に平行に延びて設けられ、これらヨーク部９，９に、軸受孔９ａが互いに整合してそれぞれ設けられている。これら両軸受孔９ａ，９ａの共通軸線Ｘ９ は、上記フランジヨーク２Ａ，２Ｂの軸線Ｘ２ に直交状に交差している。
【００３２】
そして、上記フランジヨーク２Ａおよび２Ｂは、上記両フランジ部８，８の接合部８ａ，８ｂ同士が印籠結合されるとともに、複数の締付ボルト１０，１０，…により締付け固定されて、相互に一体的に連結されている。この場合、フランジヨーク２Ａおよび２Ｂの軸線Ｘ２ 同士が同軸状に整合されるとともに、一対のヨーク部９，９同士が上記軸線Ｘ２ の周りに同一位相の状態で一体的に連結されて、等速性が保たれている（ただし、図示のものにおいては、説明の目的で上記ヨーク部９，９同士が軸線Ｘ２ の周りに互いに９０°ずれた状態で示されている）。
【００３３】
上記両フランジ部８，８同士は互いに共働して、その接合部８ａ，８ｂに、心出しディスク４を摺動可能に保持する幅狭の環状案内溝１５を形成している。この環状案内溝１５は、フランジヨークの軸線Ｘ２ の周りに円環状に延在しており、その両壁面１５ａ，１５ｂが上記軸線Ｘ２ に垂直な平面に形成された摺接面とされるとともに、その径方向内方へ向けて開口されてなる。この環状案内溝１５内には、後述する心出しディスク４のガイドプレート２５の外周部分が摺動案内可能に保持されている。
【００３４】
一対のクロスピース３Ａ，３Ｂは同様な基本構造を備え、互いに直交する２本の軸部２０，２１が一体形成されてなる実質的に十字形状のものである。
【００３５】
クロスピース３Ａは、一方の軸部２０が上記フランジヨーク２Ａのヨーク部９，９の軸受孔９ａ，９ａに相対回転可能に軸支され、また他方の軸部２１が上記ピンヨーク１Ａのヨーク部６，６の軸受孔６ａ，６ａに相対回転可能に軸支されている。なお、図示しないが、これら軸部２０，２１と軸受孔９ａ，６ａとの間にはニードル軸受が介装されている。これにより、フランジヨーク２Ａとピンヨーク１Ａは、クロスピース３Ａの中心ＯＡ 、つまり上記両共通軸線Ｘ６ およびＸ９ の交点を枢点として互いに枢動連結されている。
【００３６】
一方、クロスピース３Ｂは、一方の軸部２０が上記フランジヨーク２Ｂのヨーク部９，９の軸受孔９ａ，９ａに相対回転可能に軸支され、また他方の軸部２１が上記ピンヨーク１Ｂのヨーク部６，６の軸受孔６ａ，６ａに相対回転可能に軸支されている。これにより、フランジヨーク２Ｂとピンヨーク１Ｂは、上記と同様、クロスピース３Ｂの中心ＯＢ を枢点として互いに枢動連結されている。
【００３７】
心出しディスク４は合成樹脂製の一体成型品で、ガイドプレート２５、位置決め円筒部２６，２６および前述したソケット部２７から構成されている。
【００３８】
ガイドプレート２５は実質的に大径の円板状とされ、その外周部分が上記環状案内溝１５内に摺動案内可能に保持されるとともに、その両側面２５ａ，２５ｂは、上記環状案内溝１５の摺接面１５ａ，１５ｂと実質的に密に摺接する平面に形成された摺接面とされている。
【００３９】
上記ガイドプレート２５の外周縁部には、図５および図６に示すように、弾発部材として波形板ばね３０が配されており、これにより、ガイドプレート２５が上記環状案内溝１５の摺接面１５ａに対して弾発的に付勢されている。この波形板ばね３０は、図示の実施形態においてはガイドプレート２５の片面にのみ設けられているが、両面にそれぞれ設ける構造も採用しうる。
【００４０】
位置決め円筒部２６，２６は、上記ガイドプレート２５の両側に同心状に設けられている。この位置決め円筒部２６の外周面２６ａは、上記フランジヨーク２Ａ，２Ｂのフランジ部８の円筒内径部８ｃに係脱可能に係合する円筒面に形成されている。
【００４１】
位置決め円筒部２６の外周面２６ａの外径寸法は、上記フランジ部８の円筒内径部８ｃおよびガイドプレート２５との関係を考慮して設定される。つまり、位置決め円筒部２６の外周面２６ａの外径寸法は、上記円筒内径部８ｃとの間に所定間隔の余裕空間が確保されるとともに、図２および図４に示されるように、この外周面２６ａが上記円筒内径部８ｃに当接した状態において、ガイドプレート２５の外周縁が環状案内溝１５の溝底１５ｃと非接触状態にあるようにされている。これに関連して、上記位置決め円筒部２６が干渉する上記円筒内径部８ｃはゴムコーティング等による緩衝用弾性材で形成され、これら両者２６，８ｃの干渉時における異音の発生防止ないしは低減化が図られている。
【００４２】
また、上記位置決め円筒部２６は中実の円筒ブロック形状とされて、ソケット部２７の補強用ボス部としての機能を兼備している。これに関連して、位置決め円筒部２６の両側一部には、図６に示すように、後述する両ピンヨーク１Ａ，１Ｂの高屈曲角α（αｍｉｎ 〜αｍａｘ ） を許容するための凹部３１がそれぞれ設けられている。
【００４３】
ソケット部２７は、前述したように、上記両ピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａを枢支するもので、上記位置決め円筒部２６の偏心位置に設けられている。このソケット部２７は、上記位置決め円筒部２６の両側に貫通して設けられた貫通穴を有し、ここに金属製円筒部材３６が一体的に嵌合されて、上記両ピンヨーク１Ａ，１Ｂを枢支する円筒穴３７が形成されている。この円筒穴３７には、上記両ピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａが心出しディスク４の両側から摺動可能に嵌装されるとともに、これら両球状突起７ａ，７ａに、前記圧縮コイルばね５０が介装されている。
【００４４】
上記円筒部材３６は、実際には、上記心出しディスク４の成形時に一体的に組み込まれ、その外周部には、抜け止め部として抜け止め突起３６ａが設けられている。このように、心出しディスク４の成形時に円筒部材３６の組込みと同時に、抜け止め構造の形成を行うことにより、円筒部材３６の抜けに対する製造コストの低減化対応が可能となる。
【００４５】
なお、上記抜け止め突起３６ａに代えて、抜け止めフランジやローレット加工が施されてもよく、あるいは、図１０に示されるような孔３６ｂが設けられて、この孔３６ｂ内に心出しディスク４の成形樹脂が充填されて、抜け止め突起が形成されるようにしてもよい。
【００４６】
上記ソケット部２７の円筒穴３７の軸線Ｘ２７は、フランジヨーク２Ａ，２Ｂの軸線Ｘ２ と平行に延びるとともに、図１および図２に示されているように、等速ユニバーサルジョイントＪが最小屈曲角αｍｉｎ の状態にある場合にも、この軸線Ｘ２ から偏心した位置にあるよう設定されている。これにより、両球状突起７ａ，７ａの中心ＰＡ ，ＰＢ は、上記軸線Ｘ２ から等距離の位置に位置決めされている。
【００４７】
また、円筒穴３７の長さ寸法は、図３に示されているように、等速ジョイントＪが最大屈曲角αｍａｘ の状態にある場合にも、上記中心ＰＡ ，ＰＢ が円筒穴３７の両端より内側に位置するように設定されている。
【００４８】
さらに、上記両共通軸線Ｘ６ およびＸ９ の交点つまり両クロスピース３Ａ，３Ｂの中心ＯＡ ， ＯＢ は、フランジヨーク２Ａ，２Ｂの軸方向中心における軸線Ｘ２ に垂直な平面４０、つまりピンヨーク１Ａ，１Ｂの軸線Ｘ１ （＝軸線ＸＡ ）および軸線Ｘ２ （＝軸線ＸＢ ）の交差角θの２等分線Ｙから等距離に位置している。また球状突起７ａ，７ａの中心ＰＡ ，ＰＢ も、上記２等分線Ｙから等距離に位置している。
【００４９】
したがって、屈曲角αが図１に示されるごとく最小値αｍｉｎ であるとき、図３に示されるごとく最大値αｍａｘ であるとき、およびこれら最小値αｍｉｎ と最大値αｍａｘ の間の値であるときのいずれの場合においても、上記両軸線Ｘ１ ，Ｘ２ のと交点Ｐは常に上記２等分線Ｙ上に位置するようにされている（図６参照）。
【００５０】
上記圧縮コイルばね５０は、上記球状突起７ａ，７ａを常時両側外方向へ弾発付勢して、上記ソケット部２７の円筒穴３７との衝突音（金属音）等の異音発生を抑制するためのもので、その具体的構成が図７に示されている。
【００５１】
この圧縮コイルばね５０は、その弾発付勢力が球状突起７ａ，７ａに対して上記円筒穴３７の軸方向と径方向の両方向へ働く構造とされている。具体的には、この圧縮コイルばね５０は、図７（ｂ） に示すように、そのコイル径が全長にわたって同一とされた円筒圧縮コイルばねの形態とされるとともに、端部の座巻き部分５０ａ，５０ｂにピッチがつけられたオープンエンド構造を有する。
【００５２】
これにより、圧縮コイルばね５０がソケット部２７の円筒穴３７内に装着された状態において、両座巻き部分５０ａ，５０ｂはその軸心からずれたところで上記両球状突起７ａ，７ａに片当たりして、圧縮コイルばね５０の弾発付勢力Ｆは、図７（ａ） に示すように、球状突起７ａ，７ａに対して矢符のごとく方向性をもって作用することになる。
【００５３】
この結果、球状突起７ａ，７ａは、上記円筒穴３７の軸方向（軸線Ｘ２７方向）の付勢分力ｆＡ とともに、この軸方向に垂直な径方向の付勢分力ｆＤ も受けることとなり、これにより、ソケット部２７の円筒穴３７とピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａは、圧縮コイルばね５０を介して摺接係合状態が常時弾発的に確保されて、これら三者が一体的に動くことになる。
【００５４】
ちなみに、圧縮コイルばね５０として、座巻き部分がフラットに形成されたクローズドエンド構造の円筒圧縮コイルばねを使用した場合、上記座巻き部分と球状突起７ａ，７ａとの当たりが、片当たりではなくほぼ均一なものとなる。これがため、球状突起７ａ，７ａが圧縮コイルばね５０から受ける弾発付勢力は、ほとんどが上記軸方向の付勢力ｆＡ で、径方向の付勢力ｆＲ は非常に小さなものとなってしまい、上記円筒穴３７と球状突起７ａ，７ａの強い摺接係合状態を得ることはできない。
【００５５】
また、圧縮コイルばね５０の素線材料、素線径、コイル径、ピッチ、有効巻数および座巻き部分５０ａ，５０ｂの末端位置などの各種設計条件は、ピンヨーク１Ａ，１Ｂの適正荷重等に対応して適宜決められるものであるが、コイル径はできるだけ円筒穴３７の内径に近い寸法とされるのが望ましい。これは、圧縮コイルばね５０のコイル径が大きいと、十分な弾発付勢力Ｆが安定して得られるからである。また、これと逆に、圧縮コイルばね５０のコイル径が小さいと、圧縮コイルばね５０と円筒穴３７の内径面との間に広い空間が生じて、これら両者の係合状態が得られ難く、また球状突起７ａ，７ａもフローティング状態で保持される傾向がある。この結果、ユニバーサルジョイントＪの動作時に、圧縮コイルばね５０と円筒穴３７の内径面間で打音が発生したり、あるいは球状突起７ａ，７ａと円筒穴３７が相対的に動いて、やはり打音発生を誘発する可能性がある。
【００５６】
また、自動車のステアリング装置においては、走行路面は凹凸を有して平坦面ではなく、常に路面からの衝撃や振動がステアリングシャフト１０３（１０３Ａ，１０３Ｂ）へ伝わるため、ここに組み込まれる等速ユニバーサルジョイントＪは非常に過酷な条件下で使用されることとなる。また、ステアリングホイール１０４の操作により、上記ステアリングシャフト１０３が一方向だけでなく左右両方向へ頻繁に回転する等の特性を有する。よって、ここに使用されるユニバーサルジョイントＪの構造も、操舵系として要求される操舵安定性、操舵トルクおよび異音の抑制、あるいは高強度などを満足させる必要があり、さらに以下に述べるような構造的配慮がなされている。
【００５７】
上記位置決め円筒部２６の外周には、図２および図４に示すように、上記フランジヨーク２Ａ，２Ｂのフランジ部の内径部に当接係合可能な一対の係合突起５５，５５が設けられている。これは、上記のようにピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａが、心出しディスク４の偏心位置に設けられたソケット部２７により枢支される構造において、ユニバーサルジョイントＪが回転する時の特有の挙動、つまり、静止状態から回転を始めるとき、まず心出しディスク４が振り子の動きをして、位置決め円筒部２６がフランジ８，８の円筒内径部８ｃ，８ｃに干渉してから、周回運動をするということを考慮したものである。
【００５８】
すなわち、ステアリングホイール１０４を回転操作する場合、その初期段階において、心出しディスク４はフランジ部８，８に対し、上記ソケット部２７の軸線Ｘ２７を中心に揺動して（振り子運動）、その位置決め円筒部２６がフランジ部８，８の円筒内径部８ｃに干渉（衝突）し、この後、心出しディスク４が静止した状態でフランジ部８，８が相対的に回転することとなる。そして、この挙動は、ステアリングホイール１０４を一方向へ回転操作するたびに生じ、上記干渉が異音（干渉音）の発生の要因となるとともに、この干渉部分およびガイドプレート２５と環状案内溝１５の摺接面において常時摩擦摺動して、回転トルクを増大するすべり摩擦状態が生じている。
【００５９】
この点に関して、上記ソケット部２７の軸線Ｘ２７を中心とした作用半径の小さな部位で干渉させることで、異音の発生を抑えることができ、この抑制効果は干渉部の動き量（振り子運動量）を小さくすればするほど大きい。そして、この目的のため、位置決め円筒部２６の外周に、一対の係合突起５５，５５が設けられている。
【００６０】
これら係合突起５５，５５の配設位置は、上記軸線Ｘ２７を揺動中心とする心出しディスク４の振り子角βが可及的に小さくなる位置、つまり図９（ａ）， （ｂ）に示すように、上記軸線Ｘ２７と心出しディスク４の軸線Ｘ４ を通る直径線Ｄ０ に対してほぼ垂直な直径線Ｄ１ 方向位置とされている。また、図示の実施形態においては、係合突起５５の干渉面が円筒面とされている。
【００６１】
これら係合突起５５，５５の存在により、位置決め円筒部２６とフランジ部８，８の円筒内径部８ｃとの初期隙間、さらには振り子角βが小さくなり、干渉音の発生が抑制される。しかも、このように振り子角βが小さくなると、上記位置決め円筒部２６と円筒内径部８ｃとの干渉位置（接触位置）を確実に確保できることとなり、この結果、ガイドプレート２５の外径寸法さらには環状案内溝１５の内径寸法も小さくすることが可能となり、装置全体のコンパクト設計にも大きく寄与する。さらに、ガイドプレート２５の外径寸法が小さくなることにより、環状案内溝１５との摺接面積も小さくなり、かつ位置決め円筒部２６と円筒内径部８ｃとの摺接面積（点接触）も小さく、回転トルクが低減される。
【００６２】
また、前述したように、ガイドプレート２５の外周縁部には、弾発部材として波形板ばね３０が配されているが、この波形ばね３０を受支する環状凹部３２の環状受支面３２ａは、図５に示すように、軸方向へ勾配をもった傾斜平面とされている。
【００６３】
すなわち、異音の発生の他の要因として、ガイドプレート２５の摺接面２５ａ，２５ｂが環状案内溝１５の摺接面１５ａ，１５ｂに接触することが挙げられる。これは環状案内溝１５およびガイドプレート２５の加工公差により、上記摺接面１５ａ，２５ａおよび１５ｂ，２５ｂ間には必然的に隙間があり、ステアリングホイール１０４の回転操作時、あるいは走行路面から伝わってくる衝撃や振動等により、上記ガイドプレート２５が環状案内溝１５に対し叩かれて、異音発生につながる。そして、この異音発生の抑制の目的から、上記波形板ばね３０により、ガイドプレート２５が環状案内溝１５の摺接面１５ａに対し弾発的に付勢される構造とされている。
【００６４】
ここで、上記波形ばね３０はガイドプレート２５の外径に対応した円環状のもので、全周にわたり均一な弾発特性を有するところ、試験等により音の発生する挙動を詳しく調べてみると、ピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａを受支するソケット２７が、心出しディスク４の偏心位置に設けられているため、ガイドプレート２５の振動は全周にわたって均一ではない。
【００６５】
この点に関して、波形ばね３０のばね力（弾発力）を、ガイドプレート２５における振動の最も激しい部位に対応して強くすることも考えられるが、反面、波形ばね３０のばね力が過度に強くなると、操舵トルク、つまりガイドプレート２５と環状案内溝１５との摺動抵抗が大きくなり、運転の操安、操舵性は著しく低下することとなる。
【００６６】
そこで、波形ばね３０を受ける環状受支面３２ａに勾配を付けて、上記ガイドプレート２５の振動の激しい部位において、環状受支面３２ａと上記環状案内溝１５の摺接面１５ｂとの間隔が狭くなるように設定している。これにより、作用半径の大きな部位のばね圧を強く、小さな部位は弱くして、波形ばね３０の弾発力による振動抑制効果が心出しディスク４の全周にわたって均一に働くことになる。また、このような構造を採用することにより、波形ばね３０も一般市販のものが使用可能で、コスト低減化が図れる。
【００６７】
本実施形態が適用されるステアリング装置においては、上記ソケット部２７の軸線Ｘ２７の位置からの作用半径の違いにより生じるモーメント力の違いにより、ソケット部２７から最も離れた部分つまりガイドプレート２５の下端外周縁において、上記両面３２ａ，１５ｂの間隔が最も狭くなるように設定されている。これにより、波形板ばね３０の弾発力は、ガイドプレート２５の振動の激しい部位つまり下端外周縁において強く作用するとともに、振動の少ない部位つまり上端外周縁において弱く作用して、ガイドプレート２５の振動のバランスがとられることとなる。
【００６８】
さらに、上記ガイドプレート２５の摺接面２５ｂには、図９（ａ） に示すように、複数本（図示の実施形態においては８本）の溝６０，６０，…が径方向へ延びて設けられており、上記環状案内溝１５の摺接面１５ｂとの接触面積が小さくなるようにされている。また、上記溝６０，６０，…は潤滑グリースの油溜めとしても機能して、上記摺接面２５ｂ，１５ｂ間への潤滑グリースを促進する。
【００６９】
そして、上記接触面積の縮小化と潤滑グリースの潤滑との共働作用により、ガイドプレート２５の両摺接面２５ａ，２５ｂと環状案内溝１５の摺接面１５ａ，１５ｂとの密着力が弱まり、回転トルク（操舵トルク）の低減化が図られている。なお、上記溝６０の配設構成、例えば配設本数は目的に応じて適宜設定され、また両摺接面２５ａ，２５ｂに配される構成も採りうる。
【００７０】
また、上述したガイドプレート２５の振動作用に関連して、図９（ｂ） に示すように、ガイドプレート２５における振動で環状案内溝１５の摺接面１５ａと一点集中的に打ち合う個所、つまり、摺接面２５ａの下側外周部分にぬすみ部６５（図中斜線部分）が設けられている。このようなぬすみ部６５が形成されることにより、上記ガイドプレート２５が振動しても、上記環状案内溝１５の摺接面１５ａを打つ点が分散化されて、発生する異音も響きの低いものとなり、あるいは異音の発生が低減される。
【００７１】
また、上記ぬすみ部６５に加えて、ジョイント作動時の負荷に影響がない部分、つまり摺接面２５ａの上側外周部分にもぬすみ部６６（図中斜線部分）が設けられている。これにより、ガイドプレート２５の必要部位の板厚の精度が全面にわたって必要とせず、板厚の管理範囲がほぼ半減されて、厚み寸法精度のバラツキが低減される。
【００７２】
しかして、以上のように構成された等速ユニバーサルジョイントＪは、以下に述べるように動作して、非常に過酷な条件下での使用となる自動車のステアリング装置に組み込まれても、操舵系として要求される操安性、操舵トルクおよび異音の抑制、あるいは高強度などを十分に満足させ得る。
【００７３】
すなわち、図１６において、ステアリングホイール１０４が転舵されることにより、アッパシャフト１０３Ａが軸線ＸＡ の周りに回転されると、この回転が連結部材１０８を介して、軸線ＸＡ の周りの回転としてピンヨーク１Ａへ伝達される。このピンヨーク１Ａの回転は、クロスピース３Ａを介して、軸線Ｘ２ の周りの回転としてフランジヨーク２Ａへ伝達され、これによりフランジヨーク２Ａ，２Ｂが軸線Ｘ２ の周りに回転される。
【００７４】
フランジヨーク２Ｂの回転は、クロスピース３Ｂを介して、軸線ＸＢ の周りの回転としてピンヨーク１Ｂさらにはロアシャフト１０３Ｂへと伝達され、これにより弾性ジョイント１０７を介して、ピニオンギヤシャフト１０２が軸線ＸＢ の周りに回転される。
【００７５】
またピニオンギヤシャフト１０２の軸線ＸＢ の周りの回転は、上述とは逆の態様にてステアリングホイール１０４へ伝達される。
【００７６】
この場合、上記両シャフト１０３Ａ，１０３Ｂつまりピンヨーク１Ａ，１Ｂの軸線ＸＡ ，ＸＢ の屈曲角α（または交差角θ）のいかんにかかわらず、その球状突起７ａ，７ａの中心ＰＡ ，ＰＢ とクロスピース３Ａ，３Ｂの中心ＯＡ ， ＯＢ は、上記２等分線Ｙから等距離の位置に維持されて、上記両軸線ＸＡ ，ＸＢ の交点Ｐが上記２等分線Ｙ上に案内される結果、ピンヨーク１Ａと１Ｂとの間には、等速性が維持された状態にて回転トルクが伝達される。
【００７７】
かくして、図示の実施形態によれば、球状突起７ａ，７ａを受けるソケット部２７は、中心より偏心した位置にて心出しディスク４に設けられているので、屈曲角αを４０°〜７０°のごとく比較的高い範囲に設定することができ、これにより、狭い設置空間への装置も可能であるとともに、車室内空間を大きくとることができる。
【００７８】
また、図示の実施形態によれば、心出しディスク４の外周部は常に環状案内溝１５の摺接面１５ａ，１５ｂと実質的に密に摺接した状態にあり、上述の従来の等速ジョイントの場合のごとく、薄い円環板状のリングディスクを介してフランジヨークのフランジ部より支持された状態にある訳けではないので、従来に比して等速ユニバーサルジョイントＪにより互いに連結されるシャフト１０３Ａ，１０３Ｂのがたつきや回転トルク（操舵トルク）の変動を低減することができ、これにより操舵フィーリングを向上させることができる。
【００７９】
さらに、上記のようにピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａが、心出しディスク４の偏心位置に設けられたソケット部２７により枢支される構造では、ステアリングホイール１０４を回転操作する場合、その初期段階において、心出しディスク４はフランジ部８，８に対し、上記ソケット部２７を中心に揺動してフランジ部８，８に干渉（衝突）した後、心出しディスク４が静止した状態でフランジ部８，８が回転することとなる。つまり、ステアリングホイールの回転操作時においては、心出しディスク４とフランジ部８，８は上記干渉部分において常時摩擦摺動して、すべり摩擦状態が生じている。
【００８０】
この場合、路面からの衝撃や振動により、ユニバーサルジョイントＪにおける屈曲角αが常に変動する。それに伴って、ピン部７，７の球状突起７ａ，７ａ間の距離寸法も、狭くなったり広くなったりする結果、弾性ゴムブッシュ５０も圧縮されたり伸ばされたりする動作が繰り返される。
【００８１】
これに関連して、心出しディスク４の大径のガイドプレート２５が、フランジ部８，８の環状案内溝１５内で摺動案内されるとともに、小径の位置決め円筒部２６が、フランジ部８，８の円筒内径部８ｃ，８ｃに係脱可能に係合するように構成されている。したがって、上記心出しディスク４の揺動時の作用半径は、つまり上記ソケット部２７の揺動中心から心出しディスク４と上記円筒内径部８ｃ，８ｃとの干渉部分までの距離は小さく、この結果、心出しディスク４の揺動時に生じる作用モーメントが小さく抑えられて、上記干渉時に生ずる衝突音も、また上記すべり摩擦による回転抵抗力（回転トルク）も比較的小さい。
【００８２】
さらに、上記両ピンヨーク１Ａ，１Ｂのピン部７，７の球状突起７ａ，７ａを受支する弾性部材として、大きな弾性変形量を有する円筒圧縮コイルばね５０が使用されているから（コイルばね５０は図８に示すように、線形特性を有して適正荷重に対しても広く対応でき、ジョイント取付角の適用範囲も広い）、ピンヨーク１Ａ，１Ｂに厳しい適正荷重が要求される場合でも、その設定は容易かつ確実である。また異なる適正荷重に対しても一種類の圧縮コイルばね５０で十分に対応可能である。
【００８３】
また、圧縮コイルばね５０自体は、周囲環境温度に影響を受け難いため、高温雰囲気で使用される自動車のステアリング装置においても、上記適正荷重を安定して維持できるとともに、寿命も長い。
【００８４】
さらに、圧縮コイルばね５０はオープンエンド構造とされているため、その弾発付勢力Ｆが、前述したように、両球状突起７ａ，７ａに対してソケット部２７の円筒穴３７の軸方向および径方向へ働き（図７（ａ） の付勢分力ｆＡ ， ｆＤ 参照）、この結果、この圧縮コイルばね５０を介して、ソケット部２７と球状突起７ａ，７ａが離間することなく常時一体的に動くことになり、この部位における打音の発生が有効に防止される。
【００８５】
実施形態２
本実施形態は図１１に示されており、実施形態１における圧縮コイルばね５０の構成が若干改変されている。
【００８６】
すなわち、本実施形態の圧縮コイルばね１５０は、図１１（ｂ） に示すように、そのコイル径が全長にわたって同一とされたオープンエンド構造の円筒圧縮コイルばねの形態とされるとともに、両端部の座巻き部分１５０ａ，１５０ｂが、有効巻数部１５０ｃにおけるピッチ角γ０ よりも大きなピッチ角γ１，γ２ を有している。
【００８７】
しかして、このような構造においては、座巻き部分１５０ａ，１５０ｂのピッチ角γ１，γ２ を適宜調整することにより、図１１（ａ） において、ピンヨーク１Ａ，１Ｂに対して上記適正荷重の範囲内でより強い弾発付勢力Ｆを作用させることができるとともに、両球状突起７ａ，７ａをソケット部２７の円筒穴３７に対してより強い力をもって付勢することができる。
【００８８】
なお、上記座巻き部分１５０ａ，１５０ｂのピッチ角γ１，γ２ は、同じ大きさに設定されても、あるいは異なる大きさに設定されてもよく、また、いずれか一方のみが上記ピッチ角γ０ よりも大き設定されてもよく、使用対象となる自動車のステアリング装置やユニバーサルジョイントＪの他の構成要素との関係で適宜設定される。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。
【００８９】
実施形態３
本実施形態は図１２に示されており、圧縮コイルばねとしてクローズドエンド構造の円筒圧縮コイルばねが使用されている。
【００９０】
すなわち、本実施形態の圧縮コイルばね２５０は、図１２（ｂ） に示すように、そのコイル径が全長にわたって同一とされるとともに、両端部の座巻き部分２５０ａ，２５０ｂが、コイルの軸線に対して垂直なフラット形状とされたクローズドエンド構造とされている。また、上記両座巻き部分２５０ａ，２５０ｂが、図１２（ｃ） に示すように、コイル径方向内側へ巻き込むように折曲形成されてなる。
【００９１】
しかして、圧縮コイルばね２５０がソケット部２７の円筒穴３７内に装着された状態において、両座巻き部分２５０ａ，２５０ｂは、前記実施形態と同様、上記両球状突起７ａ，７ａに片当たりして、圧縮コイルばね２５０の弾発付勢力Ｆは、球状突起７ａ，７ａに対して矢符のごとく作用することになる。この結果、球状突起７ａ，７ａは、上記円筒穴３７の軸方向（軸線Ｘ２７方向）の付勢分力ｆＡ とともに、この軸方向に垂直な径方向の付勢分力ｆＤ も受けることとなり、これにより、ソケット部２７の円筒穴３７とピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａは、圧縮コイルばね５０を介して摺接係合状態が常時弾発的に確保される。
【００９２】
なお、上記座巻き部分２５０ａ，２５０ｂの折曲形状は、同じ大きさに設定されても、あるいは異なる大きさに設定されてもよく、また、いずれか一方のみがコイル径方向内側へ折曲形成されてもよく、使用対象となる自動車のステアリング装置やユニバーサルジョイントＪの他の構成要素との関係で適宜設定される。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。
【００９３】
実施形態４
本実施形態は図１３に示されており、圧縮コイルばねとして異形の円筒圧縮コイルばねが使用されている。
【００９４】
すなわち、本実施形態の圧縮コイルばね３５０は、図１３（ｂ） に示すように、そのコイル径が全長にわたって同一とされるとともに、上記ソケット部２７の円筒穴３７内に装着された状態において、その軸線Ｘ３５０ が上記円筒穴の軸線Ｘ２７に対して交差するように構成されている。換言すれば、この圧縮コイルばね３５０は、図１３（ｂ） において、クローズドエンド構造の円筒圧縮ばねの頂部３５０ｄと底部３５０ｅが相互に左右方向へずれた形状とされている。
【００９５】
しかして、この圧縮コイルばね３５０がソケット部２７の円筒穴３７内に装着された状態において、両座巻き部分３５０ａ，３５０ｂは、前記実施形態と同様、上記両球状突起７ａ，７ａに片当たりして、圧縮コイルばね３５０の弾発付勢力Ｆは、球状突起７ａ，７ａに対して矢符のごとく作用することになる。この結果、球状突起７ａ，７ａは、上記円筒穴３７の軸方向（軸線Ｘ２７方向）の付勢分力ｆＡ とともに、この軸方向に垂直な径方向の付勢分力ｆＤ も受けることとなり、これにより、ソケット部２７の円筒穴３７とピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａは、圧縮コイルばね３５０を介して摺接係合状態が常時弾発的に確保される。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。
【００９６】
実施形態５
本実施形態は図１４に示されており、実施形態４と同様、圧縮コイルばねとして異形の円筒圧縮コイルばねが使用されている。
【００９７】
すなわち、本実施形態の圧縮コイルばね４５０は、図１４（ｂ） に示すように、そのコイル径が全長にわたって同一とされるとともに、その軸線Ｘ４５０ が円弧線状とされている。換言すれば、この圧縮コイルばね４５０は、円筒圧縮コイルばねの有効巻数部４５０ｃが円弧状に胴曲がりされた形状とされている。
【００９８】
しかして、この圧縮コイルばね４５０がソケット部２７の円筒穴３７内に装着された状態において、両座巻き部分４５０ａ，４５０ｂは、前記実施形態と同様、上記両球状突起７ａ，７ａに片当たりして、圧縮コイルばね４５０の弾発付勢力Ｆは、球状突起７ａ，７ａに対して矢符のごとく作用することになる。この結果、球状突起７ａ，７ａは、上記円筒穴３７の軸方向（軸線Ｘ２７方向）の付勢分力ｆＡ とともに、この軸方向に垂直な径方向の付勢分力ｆＤ も受けることとなり、これにより、ソケット部２７の円筒穴３７とピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａは、圧縮コイルばね４５０を介して摺接係合状態が常時弾発的に確保される。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。
【００９９】
実施形態６
本実施形態は図１５に示されており、実施形態４，５と同様、圧縮コイルばねとして異形の円筒圧縮コイルばねが使用されている。
【０１００】
すなわち、本実施形態の圧縮コイルばね５５０は、図１５（ｂ） に示すように、そのコイル径が全長にわたって連続的に変化するように、つまり図面において右から左へいくに従って徐々に小さくなるように構成されており、かつ、その長手方向の外径輪郭形状が図示のごとく非対称とされている。換言すれば、図面において、圧縮コイルばね５５０は、その頂部の長手方向の外径輪郭形状（直線形状）５５０ｄがその底部の外径輪郭形状（直線形状）５５０ｅに平行な直線Ｚに対して傾斜するように構成されている。
【０１０１】
しかして、この圧縮コイルばね５５０がソケット部２７の円筒穴３７内に装着された状態において、両座巻き部分５５０ａ，５５０ｂは、前記実施形態と同様、上記両球状突起７ａ，７ａに片当たりして、圧縮コイルばね５５０の弾発付勢力Ｆは、球状突起７ａ，７ａに対して矢符のごとく作用することになる。この結果、球状突起７ａ，７ａは、上記円筒穴３７の軸方向（軸線Ｘ２７方向）の付勢分力ｆＡ とともに、この軸方向に垂直な径方向の付勢分力ｆＤ も受けることとなり、これにより、ソケット部２７の円筒穴３７とピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａは、圧縮コイルばね５５０を介して摺接係合状態が常時弾発的に確保される。
その他の構成および作用は実施形態１と同様である。
【０１０２】
上述した実施形態１〜６はあくまでも本発明の好適な実施態様を示すものであって、本発明はこれに限定されることなく、その範囲内において種々設計変更可能であり、例えば、各構成部材や要素の具体的構成は図示の形態と同様な機能を有する限り、他の構成を採用することができる。
【０１０３】
特に、圧縮コイルばねの具体的構成は、図示のものと同様な機能、つまりその弾発付勢力がピンヨーク１Ａ，１Ｂの球状突起７ａ，７ａに対して上記円筒穴３７の軸方向と径方向の両方向へ働く構造である限り、他の構造を採用することができる。
【０１０４】
また、圧縮コイルばねによる上記球状突起７ａ，７ａと円筒穴３７の係合位置も特に限定されず、よって、圧縮コイルばねの座巻き部分の端部位置も限定されない。要するに、圧縮コイルばねによって、球状突起７ａ，７ａを円筒穴３７の内径面のいずれかの位置に押しつける方向の力が生ずればよく、この分力を働かせるような形状であればどのようなものも採用し得る。
【０１０５】
さらに、本発明は図示のような自動車のステアリング装置の他、その他の同様な構造を備える箇所にも適用可能であり、また、図１８に示される構造のほか、図１７に示される構造の等速ユニバーサルジョイントにも適用可能である。
【０１０６】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば以下に列挙するような特有の効果が得られ、ピンヨークのピン部と心出しディスクとの打音が生じず、汎用性に富むとともに、周囲環境温度の影響を受けることなくピンヨークに対する適正荷重が安定して維持でき、かつ寿命も長いソケット構造を備える等速ユニバーサルジョイントを提供することができる。
【０１０７】
（１） ピンヨークのピン部を受支する弾性部材として、大きな弾性変形量を有する圧縮コイルばねが使用されているから、ピンヨークに厳しい適正荷重が要求される場合でも、その設定が容易かつ確実であり、また異なる適正荷重やジョイント取付角に対しても一種類の圧縮コイルばねで対応可能であり、ジョイント取付角の自由度も増すなど汎用性に富む。
【０１０８】
（２） また、圧縮コイルばね自体は、その材料特性から周囲環境温度にあまり影響を受けないため、自動車のステアリング装置のように高温雰囲気で使用される装置においても、上記適正荷重を安定して維持できるとともに、寿命も長い。
【０１０９】
（３）さらに、圧縮コイルばねがソケット部の円筒穴内に装着された状態において、圧縮コイルばねの両座巻き部分が両ピンヨークのピン部の球状突起に片当たりし、これにより圧縮コイルばねの弾発付勢力が両ピンヨークの球状突起に対してソケット部の円筒穴の軸方向および径方向へ働く構造とされているから、この圧縮コイルばねを介して、ソケット部とピンヨークの球状突起と圧縮コイルばねの三者が相互に離間することなく常時一体的に動くことになり、この部位における打音の発生が有効に防止される。
【０１１０】
（４） 特に、ピンヨークの球状突起を枢支するソケット部が、心出しディスクの中心より偏心した位置に設けられていれば、コンパクトな構造でフランジヨークのフランジ部に対する心出しディスクの偏心量を大きくすることが可能で、連結すべき二つの回転軸の屈曲角を大きくとることが可能である。この結果、上記効果と相まって、例えば自動車のステアンリング装置等の操舵系に最適な等速ユニバーサルジョイントを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る実施形態１である等速ユニバーサルジョイントを、その最小の屈曲角にある状態で示す正面断面図である。
【図２】同等速ユニバーサルジョイントの要部を図１のＩＩ−ＩＩ 線に沿って示す一部断面側面図である。
【図３】同等速ユニバーサルジョイントを、その最大の屈曲角にある状態で示す正面断面図である。
【図４】同等速ユニバーサルジョイントの要部を図３のＩＶ−ＩＶ 線に沿って示す一部断面側面図である。
【図５】同等速ユニバーサルジョイントの心出しディスク部分を示す拡大正面断面図である。
【図６】同じく同心出しディスク部分の内部を示す拡大正面断面図である。
【図７】同等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクの要部を拡大して示し、図７（ａ） はソケット部の側面断面図、図７（ｂ） は圧縮コイルばねの正面図である。
【図８】同圧縮コイルばねの特性を、弾性ゴムブッシュの特性と比較して示す荷重−変位線図である。
【図９】同等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクを示し、図９（ａ） はその正面側を示す正面図、図９（ｂ） はその裏面側を示す裏面図である。
【図１０】同等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクにおけるソケット部の改変例を示す側面断面図である。
【図１１】本発明に係る実施形態２である等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクの要部を拡大して示し、図１１（ａ） はソケット部の側面断面図、図１１（ｂ） は圧縮コイルばねの正面図である。
【図１２】本発明に係る実施形態３である等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクの要部を拡大して示し、図１２（ａ） はソケット部の側面断面図、図１２（ｂ） は圧縮コイルばねの正面図、図１２（ｃ） は圧縮コイルばねの側面図である。
【図１３】本発明に係る実施形態４である等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクの要部を拡大して示し、図１３（ａ） はソケット部の側面断面図、図１３（ｂ） は同ソケット部の円筒穴部をさらに拡大した正面断面図である。
【図１４】本発明に係る実施形態５である等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクの要部を拡大して示し、図１４（ａ） はソケット部の側面断面図、図１４（ｂ） は圧縮コイルばねの正面図である。
【図１５】本発明に係る実施形態６である等速ユニバーサルジョイントの心出しディスクの要部を拡大して示し、図１５（ａ） はソケット部の側面断面図、図１５（ｂ） は圧縮コイルばねの正面図である。
【図１６】本発明に係る等速ユニバーサルジョイントが組み込まれる自動車のステアリング装置を示す概略構成図である。
【図１７】従来の等速ユニバーサルジョイントを示す正面断面図である。
【図１８】従来の他の等速ユニバーサルジョイントを示す正面断面図である。
【符号の説明】
Ｊ 等速ユニバーサルジョイント
１Ａ，１Ｂ ピンヨーク
２Ａ，２Ｂ フランジヨーク
３Ａ，３Ｂ クロスピース
４ 心出しディスク
６ ピンヨークのヨーク部
７ ピンヨークのピン部
７ａ ピン部の球状突起
８ フランジヨークのフランジ部
８ｃ フランジ部の円筒内径部
９ フランジヨークのヨーク部
１５ フランジ部の環状案内溝
２５ 心出しディスクのガイドプレート
２６ 心出しディスクの位置決め円筒部
２７ 心出しディスクのソケット部
３６ 金属製円筒部材
３７ ソケット部の円筒穴
５０ 圧縮コイルばね
５０ａ，５０ｂ 圧縮コイルばねの座巻き部分
１０３Ａ アッパシャフト（回転軸）
１０３Ｂ ロアシャフト（回転軸）
１５０ 圧縮コイルばね
１５０ａ，１５０ｂ 圧縮コイルばねの座巻き部分
２５０ 圧縮コイルばね
２５０ａ，２５０ｂ 圧縮コイルばねの座巻き部分
３５０ 圧縮コイルばね
４５０ 圧縮コイルばね
４５０ａ，４５０ｂ 圧縮コイルばねの座巻き部分
４５０ｃ 圧縮コイルばねの有効巻数部
５５０ 圧縮コイルばね
５５０ａ，５５０ｂ 圧縮コイルばねの座巻き部分
ＸＡ，ＸＢ 回転軸の軸線
α 回転軸の屈曲角
θ 回転軸の交差角
γ０ コイルばねのピッチ角
γ１，γ２ コイルばねのピッチ角
Claims (9)
- 所定範囲内の大きな交差角をもって屈曲する二つの回転軸を駆動連結する等速ユニバーサルジョイントであって、
ヨーク部およびピン部を有し、前記両回転軸にそれぞれ一体的かつ同軸状に連結される一対のピンヨークと、ヨーク部およびフランジ部を有し、このフランジ部を介して相互に一体的に連結された一対のフランジヨークと、これらピンヨークおよびフランジヨークのヨーク部を相互にそれぞれ枢動連結する一対のクロスピースと、前記フランジヨークのフランジ部間に形成された環状案内溝に摺動可能に設けられるとともに、前記両ピンヨークのピン部を受支して、前記両回転軸の交点を前記交差角の２等分線上に案内する心出しディスクとから構成され、
この心出しディスクに、前記両ピンヨークのピン部の球状突起を枢支する円筒穴を有するソケット部が設けられるとともに、このソケット部の円筒穴内に前記両球状突起を弾発的に受支する圧縮コイルばねが設けられてなり、
この圧縮コイルばねが前記ソケット部の円筒穴内に装着された状態において、前記圧縮コイルばねの両座巻き部分が前記両ピンヨークのピン部の球状突起に片当たりし、これにより前記圧縮コイルばねの弾発付勢力が前記両ピンヨークの球状突起に対して前記円筒穴の軸方向および径方向へ働く構造とされている
ことを特徴とする等速ユニバーサルジョイント。 - 前記圧縮コイルばねは、コイル径が全長にわたって同一とされるとともに、オープンエンド構造を有する円筒圧縮コイルばねであることを特徴とする請求項１に記載の等速ユニバーサルジョイント。
- 前記円筒圧縮コイルばねにおいて、少なくともその端部における座巻き部分の一方が、有効巻数部分におけるピッチ角よりも大きなピッチ角を有していることを特徴とする請求項２に記載の等速ユニバーサルジョイント。
- 前記圧縮コイルばねは、コイル径が全長にわたって同一とされるとともに、クローズドエンド構造を有する円筒圧縮コイルばねであって、少なくともその端部における座巻き部分の一方が、コイル径方向内側へ折曲形成されていることを特徴とする請求項１に記載の等速ユニバーサルジョイント。
- 前記圧縮コイルばねは、コイル径が全長にわたって同一とされるとともに、前記ソケット部の円筒穴内に装着された状態において、その軸線が前記円筒穴の軸線に対して交差するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の等速ユニバーサルジョイント。
- 前記圧縮コイルばねは、コイル径が全長にわたって同一とされるとともに、その軸線が円弧線状とされている円筒圧縮コイルばねであることを特徴とする請求項１に記載の等速ユニバーサルジョイント。
- 前記圧縮コイルばねは、コイル径が全長にわたって連続的に変化するように構成されるとともに、その外径輪郭形状が非対称とされていることを特徴とする請求項１に記載の等速ユニバーサルジョイント。
- 前記心出しディスクは、前記環状案内溝内で摺動案内される大径のガイドプレートと、このガイドプレートの両側に同心状に設けられ、前記フランジヨークのフランジ部の内径部に係脱可能に係合する小径の位置決め円筒部と、この円筒部に偏心して設けられ、前記両ピンヨークのピン部の球状突起を枢支する前記ソケット部とを備えてなることを特徴とする請求項１から７のいずれか一つに記載の等速ユニバーサルジョイント。
- 前記心出しディスクは、前記ガイドプレート、位置決め円筒部およびソケット部が一体成形されてなる合成樹脂製とされるとともに、前記ソケット部の円筒穴がソケット部に一体的に嵌合された金属製円筒部材により形成されていることを特徴とする請求項８に記載の等速ユニバーサルジョイント。
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|---|---|---|---|
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| JP21520796A JP3590482B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 等速ユニバーサルジョイント |
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|---|---|---|---|
| JP21520796A Expired - Lifetime JP3590482B2 (ja) | 1996-07-26 | 1996-07-26 | 等速ユニバーサルジョイント |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2703671A4 (en) * | 2011-05-24 | 2016-06-22 | Erae Automotive Systems Co Ltd | TRACKING JOINT ARRANGEMENT |
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-
1996
- 1996-07-26 JP JP21520796A patent/JP3590482B2/ja not_active Expired - Lifetime
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|---|---|---|---|---|
| EP2703671A4 (en) * | 2011-05-24 | 2016-06-22 | Erae Automotive Systems Co Ltd | TRACKING JOINT ARRANGEMENT |
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