JPH07739Y2 - 玉型自在継手 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案に係る玉型自在継手は、自動車の操舵装置を構
成するステアリングホイールの動きをステアリングギヤ
ボックスに伝達する伝達機構の途中等、互いに結合され
る１対のシャフトの間に設け、駆動側シャフトから従動
側シャフトへの動力伝達が効率良く行なわれる様にする
為に利用される。

（従来の技術） 自動車の操舵装置は、運転者が操作するステアリングホ
イールの動きを、ステアリングシャフトを介してステア
リングギヤボックスに伝達し、車輪の向きを変える様に
している。

この様な操舵装置を構成する場合、ステアリングシャフ
トの回転中心とステアリングギヤボックスの入力軸と同
一直線上に位置させる事は困難な場合が多い為、通常は
ステアリングシャフトを複数に分割し、分割された各シ
ャフト同士を、自在継手を介して結合している。

同一直線上に存在しないシャフト同士を結合し、両シャ
フトの間で捻り方向の力を伝達する為の自在継手として
は、従来から各種構造のものが知られているが、近年、
比較的製作が容易で、耐久性の優れた玉型自在継手が注
目されている。

この様な従来からの玉型自在継手の構造と作用とに就い
て、第４〜７図により説明する。

この玉型自在継手１は、第４図に示す様に、１対のヨー
ク2a、2bと、１対の半球体3a、3bと、両半球体3a、3bの
間に挟持されるばね４とから構成されている。

この内のヨーク2a、2bは、第６図に示す様に、全体を略
Ｃ字形に形成されており、互いに結合される１対のシャ
フト5a、5bの端部に、それぞれＣ字形の不連続部を先端
に向けた状態で、固定されている。

又、半球体3a、3bは、全体を合成樹脂を射出成形する等
により一体に形成されており、第４、７図に示す様に、
全体を球面部６と平面部７とから成る半球形として、第
７図に示す様に、平面部７、７同士を対向させ、球形と
した状態に組み合わされる。この内の球面部６には、開
口部の幅が底部の幅よりも広くなる様に断面が台形に形
成され、球面部６の中央で互いに交差する１対の溝8a、
8bを形成している。

更に、ばね４は、球形に組み合わされた上記１対の半球
体3a、3bの間に挟持して、両半球体3a、3bとヨーク2a、
2bとの間にがたつきが生じない様にするもので、第５図
に示す様に、弾性を有する線材を大略Ｕ字形に折り曲げ
ると共に、一方の片4aと他方の片4bとをそれぞれヨーク
2a、2bの側面に押し付ける事で、上記１対のヨーク2a、
2bに、互いに反対向で、それぞれ捻り方向の弾力を付与
し、各ヨーク2a、2bの側面を各半球体3a、3bに形成した
溝8a、8bの内側面に押し付けて、各ヨーク2a、2bと各半
球体3a、3bとの間のがたつきをなくす様にしている。

上述の様な各部材2a、2b、3a、3b、４は、第４図に示す
様に、１対のシャフト5a、5bの端部にそれぞれ固定され
たヨーク2a、2bの内の一方のヨーク2aを、球形に組み合
わされた１対の半球体3a、3bの球面部６、６に形成され
た溝8a、8bの内の一方の溝8a、8aに、他方のヨーク2bを
他方の溝8b、8bに、それぞれ摺動自在に嵌合させる事
で、玉型自在継手１とする。

この状態で、各溝8a、8bの内側面と各ヨーク2a、2bの外
側面とは、ばね４の弾力により密接し、一方のヨーク2a
は第４図の矢印ａ方向に、他方のヨーク2bは同図の表裏
方向に、それぞれ変位自在となる。この為、各ヨーク2
a、2bを端部に固定したシャフト5a、5bが同一直線上に
存在しなくても、両シャフト5a、5b同士の間で、捻り方
向の動力伝達が効率良く行なわれる。

（考案が解決しようとする課題） ところが、上述の様に構成され作用する玉型自在継手に
於いては、従来次に述べる様な不都合を生じた。

即ち、玉型自在継手１を構成する各部材2a、2b、3a、3b
のがたつきをなくす為のばね４は、１対のヨーク2a、2b
の側面を押圧するが、確実ながたつき防止を行なう為に
は、上記ばね４の弾力を十分に大きくしなければならな
い。一方、ばね４の弾力を大きくし、ばね４の片4a、4b
がヨーク2a、2bに当接する圧力を大きくした場合には、
ヨーク2a、2bとばね４とが早期に摩耗してしまう。

この様な早期摩耗を防止する為、ばね４やヨーク2a、2b
の硬度を増す事も考えられるが、各部材４、2a、2bの硬
度を増す事は、製品の価格を高くする原因となる為、好
ましくない。

特に、ヨーク2a、2bの硬度を高める為、浸炭焼入れ処理
や高周波焼入れ処理を行なった場合、製品価格を高める
だけでなく、処理に伴なう熱変形によって、ヨーク2a、
2bの寸法にばらつきを生じ易くなる。

この様な不都合を解消する為の構造として、実願昭63-1
39257号には、第８図に示す様に、前記１対の半球体3
a、3bの間に挟持するばね４に、１対のヨーク2a、2bを
捻る方向の弾力以外に、半球体3a、3bの間隔を広げよう
とする弾力を付与する構造が示されている。

ところが、上述の様な先考案に係る玉型自在継手の場
合、ばね４が１対の半球体3a、3bを押圧する点が、ばね
４の先端部の他、各半球体3a、3bの中央部に存在してい
た為、各半球体3a、3bが、それぞれの平面部７、７が互
いに平行な状態のまま離隔して、各ヨーク2a、2bと各溝
8a、8bとの隙間を全体に亙り均一に減少させる方向に力
が作用し、ばね４の弾力が小さい場合、各溝8a,8bの内
側面を各ヨーク2a、2bに押圧する力が不足して、各ヨー
ク2a、2bと各半球体3a、3bとの間のがたつき防止を行な
うには不十分な場合がある。

本考案の玉型自在継手は、この様な不都合を解消するも
のである。

（課題を解決する為の手段） 本考案の玉型自在継手は、前述した従来からの玉型自在
継手と同様に、互いに結合される１対のシャフトの端部
にそれぞれ固定される略Ｃ字形のヨークと、表面を球面
部と平面部とで構成した半球形で、球面部に、この球面
部の中央で互いに交差する１対の溝を形成し、平面部同
士を対向させて球形とした状態に組み合わされる１対の
半球体と、この１対の半球体の間に挟持され、上記１対
のシャフトの端部にそれぞれ固定された１対のヨーク同
士を互いに反対方向に捻る弾力を有するばねとから成
り、上記１対のヨークを、球形に組み合わされた１対の
半球体の球面部に形成された溝に、摺動自在に嵌合させ
ている。

更に、本考案の玉型自在継手に於いては、前記ばねに、
１対のヨークを捻る方向の弾力以外に、半球体に間隔を
広げようとする弾力を付与すると共に、前記ばねが前記
１対の半球体の平面部と接触し、この１対の半球体を押
圧する押圧点を、各半球体の中心よりもばねの先端に寄
った部分にのみ設けている。

（作用） 上述の様に構成される本考案の玉型自在継手により、互
いに非直線上に配列された１対のシャフト間で、捻り方
向の動力伝達を行なう際の作用自体は、前述した従来の
玉型自在継手の場合と全く同様である。

但し、本考案の玉型自在継手の場合、１対の半球体の間
に設けられるばねが、１対のヨークを捻る方向の弾力以
外に、半球体の間隔を広げようとする弾力を有すると共
に、前記ばねが前記１対の半球体の平面部と接触し、こ
の１対の半球体を押圧する押圧点を、各半球体の中心よ
りもばねの先端部に寄った部分にのみ設けている為、ば
ねの弾力を余り大きくせず、従ってばねとヨークとが当
接し合う圧力を余り大きくしなくても、玉型自在継手を
構成する各部材同士のがたつきをなくす事が出来る。

（実施例） 次に、図示の実施例を説明しつつ、本考案を更に詳しく
説明する。

第１〜２図は本考案の玉型自在継手の第一実施例を示し
ており、第１図は第５図と同様の断面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ断面に相当する図である。

本考案の玉型自在継手１は、前述した従来の玉型自在継
手と同様、第４図に示す様に、１対のヨーク2a、2bと、
１対の半球体3a、3bと、両半球体3a、3bの間に挟持され
るばね４とから構成されており、第６図に示す様に、全
体を略Ｃ字形に形成されたヨーク2a、2bは、互いに結合
される１対のシャフト5a、5bの端部に、それぞれＣ字形
の不連続部を先端に向けた状態で、固定されている。

又、全体を合成樹脂を射出成形する等により一体に形成
された半球体3a、3bは、第４、７図に示す様に、全体を
球面部６と平面部７とから成る半球形として、第７図に
示す様に、平面部７、７同士を対向させ、球形とした状
態に組み合わされる。この内の球面部６には、この球面
部６の中央で互いに交差する１対の溝8a、8bを形成して
いる。

又、平面部７には、後述するばね４を嵌装する為の凹部
９を形成すると共に、この凹部９の底面9aの一部で、平
面部７の中央に位置する部分には、ばね４の位置決めを
図る為の凸部10を設けている。

又、本考案の玉型自在継手１を構成するばね４は、第１
〜２図に示す様に、弾性を有する線材を大略Ｕ字形に折
り曲げ、更に１対の片4a、4bを捻り方向に変位させる事
で構成されており、互いに捻れの位置関係にある一方の
片4aと他方の片4bとの間隔が開く方向の弾力が付与され
ている。更に、前記一方の片4aと他方の片4bとそ中間部
には折り曲げ部4c、4dを形成して、ばね４が、各片4a、
4bの先端部と、各折り曲げ部4c、4d部分とで、各半球体
3a、3bの平面部７、７に当接する様にしている。

前記各折り曲げ部4c、4dは、各半球体3a、3bの中心より
も距離ｌだけ、各片4a、4bの先端に寄った部分に形成さ
れており、この結果ばね４は、各半球体3a、3bの中心よ
りもばね４の先端に寄った部分でのみ、各半球体3a、3b
を押圧する。

この為、このばね４を１対の半球体3a、3bの平面部７、
７の間で挟持し、且つ上記両片4a、4bを両半球体3a、3b
に組み合わされた１対のヨーク2a、2bの側面に押し付け
た場合、１対のヨーク2a、2bには、互いに反対向で捻り
方向の弾力が、１対の半球体3a、3bには、互いに離れる
方向の弾力が、それぞれ付与されて、各ヨーク2a、2bと
各半球体3a、3bとの間のがたつき防止が図られる。

即ち、間に挟んだばね４の弾力により、１対の半球体3
a、3bの間隔が、第２図の矢印方向に弾性的に開く事に
伴ない、各ヨーク2a、2bの外側面と、各半球体3a、3bに
形成した溝8a,8bの内側面との間の隙間が、ばね４の弾
力が小さくても、効率良く減少させられ、ヨーク2a、2b
と半球体3a、3bとの間のがたつき防止が図られる。

但し、これだけでは、ヨーク2a、2bの外側面と、溝8a、
8bの内側面との間の隙間寸法に差があった場合に、確実
ながたつき防止を図れないが、この場合には、ばね４に
よりヨーク2a、2bに付与される捻り方向の弾力により、
ヨーク2a、2bの側面が上記溝8a、8bの内側面に押し付け
られる。

要するに本考案の場合、大きながたつきは、ばね４によ
り１対の半球体3a、3bに加えられる、平面部７、７同士
が第２図の矢印で示す様に開く方向の弾力により防止さ
れ、これだけでは解消し切れない小さながたつきは、ば
ね４により１対のヨーク2a、2bに加えられる、捻り方向
の弾力により防止される。

特に本考案の場合、ばね４が、各半球体3a、3bの中心よ
りもばね４の先端に寄った部分でのみ、各半球体3a、3b
を押圧している為、ばね４が平面部７、７を第２図の矢
印で示す様に押し開く方向の弾力が、ヨーク2a、2bと半
球体3a、3bとの間のがたつきを防止する為に効果的に使
用され、ばねの弾力を余り大きくしなくても、上記がた
つき防止が確実に図られる。

従って、ばね４の片4a、4bとヨーク2a、2bの側面との押
圧力を大きくする必要がなくなり、ばね４とヨーク2a、
2bとの摩耗防止を図れる。

上述の様に構成される本考案の玉型自在継手１により、
捻り方向の動力伝達を行なう際の作用自体は、前述した
従来の玉型自在継手と同様である。

次に、第３図は本考案の第二実施例を示す、第１図と同
様の断面図である。

本実施例の場合、大略Ｕ字形のばね４の基部が、各半球
体3a、3bの中央部よりもばね４の先端に距離ｌ′だけ寄
った部分で、各半球体3a、3bに支持されている。

この結果、本実施例の場合、ばね４に折り曲げ部4c、4d
（第１〜２図）を形成しなくても、ばね４が、各半球体
3a、3bの中心りもばね４の先端に寄った部分でのみ、各
半球体3a、3bを押圧し、ばね４が平面部７、７を第２図
の矢印の様に押し開く方向の弾力を、ヨーク2a、2bと半
球体3a、3bとの間のがたつきを防止する為に効果的に使
用して、ばねの弾力を余り大きくする事なく、上記がた
つき防止が確実に図れる。

その他の構成及び作用に就いては、前述した第一実施例
の場合と同様である。

（考案の効果） 本考案の玉型自在継手は、以上に述べた通り構成され作
用する為、比較的安価に製作出来るにも拘らず、耐久性
に優れた玉型自在継手として、実用上の効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１〜２図は本考案の玉型自在継手の第一実施例を示し
ており、第１図は第５図と同様の断面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ断面に相当する図、第３図は本考案の第二実
施例を示す、第１図と同様の断面図、第４〜７図は従来
の玉型自在継手の１例を示しており、第４図は組み立て
た状態を示す側面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ断面図、
第６図はヨークの斜視図、第７図は１対の半球体と両半
球体の間に挟持するばねとを示す分解斜視図、第８図は
先考案に係る玉型自在継手を示す、第５図のＣ−Ｃ断面
に相当する断面図である。 1:玉型自在継手、2a、2b:ヨーク、3a、3b:半球体、4:ば
ね、4a、4b:片、4c、4d:折り曲げ部、5a、5b:シャフ
ト、6:球面部、7:平面部、8a、8b:溝、9:凹部、9a:底
面、10:凸部。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】互いに結合される１対のシャフトの端部に
   それぞれ固定される略Ｃ字形のヨークと、表面を球面部
   と平面部とで構成した半球形で、球面部に、この球面部
   の中央で互いに交差する１対の溝を形成し、平面部同士
   を対向させて球形とした状態に組み合わされる１対の半
   球体と、この１対の半球体の間に挟持され、上記１対の
   シャフトの端部にそれぞれ固定された１対のヨーク同士
   を互いに反対方向に捻る弾力を有するばねとから成り、
   上記１対のヨークを、球形に組み合わされた１対の半球
   体の球面部に形成された溝に、摺動自在に嵌合する玉型
   自在継手に於いて、前記ばねに、１対のヨークを捻る方
   向の弾力以外に、半球体の間隔を広げようとする弾力を
   付与すると共に、前記ばねが前記１対の半球体の平面部
   と接触し、この１対の半球体を押圧する押圧点を、各半
   球体の中心よりもばねの先端部に寄った部分にのみ設け
   た事を特徴とする玉型自在継手。
2. 【請求項２】略Ｕ字形のばねの基部が、各半球体の中央
   部に支持されており、前記ばねの形状を、前記各半球体
   の中心よりも先端寄り部分でのみ、各半球体の平面部と
   接触する形状とした、請求項１に記載の玉型自在継手。
3. 【請求項３】略Ｕ字形のばねの基部が、各半球体の中央
   部よりもばねの先端に寄った部分で、各半球体に支持さ
   れている、請求項１に記載の玉型自在継手。