JPH08135674A

JPH08135674A - 自在継手

Info

Publication number: JPH08135674A
Application number: JP6277991A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Sekine; 博関根
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 1994-11-11
Filing date: 1994-11-11
Publication date: 1996-05-31
Anticipated expiration: 2018-08-11
Also published as: JP3435854B2

Abstract

(57)【要約】【目的】耐熱性に優れ、且つ、軸方向両端に設けた１
対のシールリング１４、１４の圧縮量に差が生じない構
造を得る。【構成】十字軸８の軸部１１、１１と軸受カップ１
０、１０との間に加わるスラスト荷重を、ＰＰＳ製のピ
ン１６ａ、１６ａにより支承する。これら各ピン１６
ａ、１６ａは、両端の大断面積部２１、２１と中間の小
断面積部とを備える。そして、この小断面積部の軸方向
両端と上記各大断面積部２１、２１とを中断面積部２
３、２３により連続させている。軸受カップ１０、１０
の組み付け時には、上記小断面積部が潰れてから、上記
各中断面積部２３、２３が圧縮変形し始める。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明に係る自在継手は、例え
ば自動車のステアリング装置に組み込み、ハンドル軸の
動きをステアリングギヤに伝達する為に利用する。

【０００２】

【従来の技術】自動車のステアリング装置に使用する自
在継手として従来から、カルダン継手と呼ばれる十字軸
継手が、広く知られている。例えば実開平５−３６５２
号公報には、図１０に示す様なステアリング装置に組み
込む、図１１に示す様な自在継手が記載されている。ス
テアリング装置は図１０に示す様に、ステアリングホイ
ール１の動きを、ステアリングシャフト２、中間シャフ
ト３を介してステアリングギヤ４に伝達し、このステア
リングギヤ４によって車輪を操舵する様に構成してい
る。上記ステアリングシャフト２とステアリングギヤ４
の入力シャフト５とは、互いに同一直線上に設けられな
いのが通常である。この為、上記両シャフト２、５の間
に中間シャフト３を設け、この中間シャフト３の両端部
とステアリングシャフト２及び入力シャフト５の端部と
を、本発明の対象となる自在継手６、６を介して結合し
ている。

【０００３】これら各自在継手６、６の構造に就いて、
上記図１１に図１２を加えて説明する。尚、図１１に示
した構造は、振動の伝達を防止する、所謂防振継手であ
るが、本発明の対象となる自在継手は、必ずしも防振構
造を具備する必要はない。従って、以下の説明は防振構
造を省略して、この自在継手６に就いて説明する。この
自在継手６は、十分な剛性を有する金属材によりそれぞ
れが二又状に形成された１対のヨーク７ａ、７ｂと、合
金鋼等の硬質金属により造られた十字軸８とから構成さ
れる。上記各ヨーク７ａ、７ｂの両端部には、互いに同
心の円孔９、９を形成している。そして各円孔９、９
に、やはり軸受鋼等の硬質金属により有底円筒状に造ら
れた軸受カップ１０、１０を、互いの開口を対向させた
状態で内嵌固定している。又、上記十字軸８は、１対の
柱部の中間部同士を互いに直交させた如き形状を有し、
それぞれが円柱状である、４個所の軸部１１、１１を有
する。この４個所の軸部１１、１１は、上記各軸受カッ
プ１０、１０内に挿入されている。そして、これら各軸
受カップ１０、１０の内周面と上記各軸部１１、１１の
外周面との間に、ニードル軸受等のラジアル軸受１２、
１２を設け、上記十字軸８に対して上記各ヨーク７ａ、
７ｂが、軽い力で揺動する様にしている。この様に構成
する為、これら両ヨーク７ａ、７ｂの中心軸同士が一致
しない状態でも、これら両ヨーク７ａ、７ｂの間で回転
力の伝達を、殆ど伝達ロスを生じる事なく行なえる。

【０００４】自在継手６の基本構成は上述の通りである
が、この様な自在継手６に於いては、上記十字軸８の基
部１３と上記各軸受カップ１０、１０の開口部との間
に、それぞれシールリング１４、１４を設けている。そ
して、これら各シールリング１４、１４により、上記各
ラジアル軸受１２、１２の設置部分に泥水等が進入する
のを防止し、自在継手６の耐久性の確保を図っている。
更に、上記４個所の軸部１１、１１中心部にはそれぞれ
有底の挿入孔１５、１５を、これら各軸部１１、１１の
端面に開口する状態で、上記各軸部１１、１１の軸方向
に亙って形成している。そして、これら各挿入孔１５、
１５の内側には、例えば実公昭６４−２９８２号公報に
詳しく記載されている様に、合成樹脂製のピン１６、１
６を挿入している。

【０００５】これら各ピン１６、１６は従来、図１３又
は図１４に示す様な形状に造られていた。即ち、円柱状
の小径部１７の軸方向両端部にフランジ状の大径部１
８、１８を形成し、これら各大径部１８、１８の外端面
を、円錐台状の突出面１９、１９としている。図１３に
示した例は、上記小径部１７の軸方向両端から上記各大
径部１８、１８の基端部に亙ってリブ２０、２０を形成
したもの、図１４に示した例は、この様なリブ２０、２
０を省略したものである。何れにしても、上記自在継手
６の組立時にこれら各ピン１６、１６は、各挿入孔１
５、１５に挿入されて、一端をこれら各挿入孔１５、１
５の奥端に突き当てられ、他端を上記各軸受カップ１
０、１０の底面に突き当てられる。

【０００６】この様なピン１６、１６は、上記各軸受カ
ップ１０、１０と上記各軸部１１、１１との間で突っ張
る事により、これら各軸受カップ１０、１０の開口端部
と前記基部１３との距離が縮まり過ぎる事を防止する。
これは、前記各シーリング１４、１４が過度に圧縮され
たり、反対に圧縮量が低下し過ぎる事を防止する為であ
る。即ち、自在継手６の使用時に前記十字軸８と上記各
軸受カップ１０、１０との間にはスラスト荷重が加わ
る。この為、何ら対策を施さないと、スラスト荷重作用
側（アンカ側）のシールリング１４が過度に圧縮されて
耐久性が損なわれ、反対側（反アンカ側）のシールリン
グ１４の圧縮量が低下し過ぎて、このシールリング１４
によるシール性が損なわれる為である。上記各ピン１
６、１６は、この様なスラスト荷重を支承する事で、上
記各シールリング１４、１４の圧縮量を適性範囲に保持
する役目を有する。

【０００７】この様な役目を果たす上記各ピン１６、１
６の装着作業を行なうには、先ず、これら各ピン１６、
１６を、軸方向反対位置に存在する上記各挿入孔１５、
１５に挿入する。この際、図１３に示したピン１６を使
用する場合には、前記各リブ２０、２０の外周端縁部を
塑性変形させつつ、各ピン１６、１６を上記各挿入孔１
５、１５内に、これら各挿入孔１５、１５の奥端にまで
圧入する。圧入後はこれら各ピン１６、１６が各挿入孔
１５、１５から不用意に脱落する事はない。リブ２０、
２０を持たない、図１４に示したピン１６を使用する際
には、上記各挿入孔１５、１５にピン１６、１６を挿入
した後、次述する様に軸受カップ１０、１０を装着する
前の間、ピン１６、１６の脱落を防止すべく、これら各
ピン１６、１６を抑え付けておく。

【０００８】この様にして、各挿入孔１５、１５内にピ
ン１６、１６を挿入した状態で、前記各軸部１１、１１
を当該ヨーク７ａ（７ｂ）の円孔９、９内に位置させ
る。そして、上記各軸受カップ１０、１０を上記円孔
９、９内に、外端開口側から圧入し、更にこれら各軸受
カップ１０、１０を上記各軸部１１、１１に向け、互い
に近付ける方向に押圧する。勿論、この押圧作業に先立
って上記各軸部１１、１１の基端部には、前記シールリ
ング１４、１４を外嵌しておく。又、押圧作業の際に
は、上記各軸受カップ１０、１０の内側に、前記ラジア
ル軸受１２、１２をセットしておく。更に、上記各軸受
カップ１０、１０の開口端部は、予め直径方向内方に絞
っておく。

【０００９】上記押圧作業により、軸方向反対側の軸受
カップ１０、１０が上記各円孔９、９内の所定位置に内
嵌固定されると同時に上記各ピン１６、１６が、軸方向
に圧縮される。即ち、上記各ピン１６、１６の小径部１
７、１７が、上記各軸受カップ１０、１０の底面と上記
各挿入孔１５、１５の奥面との間で強く挟持される事
で、図１２に示す様にビヤ樽状に変形する。この状態で
上記各ピン１６、１６は、上記各軸受カップ１０、１０
の底面と上記各挿入孔１５、１５の奥面との間で突っ張
り、前記スラスト荷重に拘らず、これら各軸受カップ１
０、１０が軸方向に変位する事を防止する。この結果、
上記各シールリング１４、１４の圧縮量が適正に保たれ
る。上記各軸受カップ１０、１０の底面と上記各突出面
１９、１９との接触面積は小さい為、これら各底面と突
出面１９、１９との接触部分での摩擦損失は小さくて済
む。

【００１０】尚、従来はこれらピン１６、１６を構成す
る合成樹脂として、ポリアセタール樹脂を使用してい
た。ポリアセタール樹脂製のピン１６、１６に圧縮荷重
を加えた場合に於ける、圧縮荷重と圧縮量との関係は、
図１５に鎖線ａで示す様に、滑らかなものとなる。言い
換えれば、圧縮荷重の僅かな差が圧縮量に大きく影響す
る事はない。従って、前記押圧作業に伴って、軸方向反
対位置に存在する１対のピン１６、１６の圧縮量に大き
な差が生じる事はない。即ち、これら各ピン１６、１６
の圧縮特性は、製造上避けられない誤差（寸法誤差、材
料の品質誤差）により、多少異なる事がある。圧縮荷重
と圧縮量との関係が、上記鎖線ａに示す様に滑らかであ
れば、上記１対のピン１６、１６の圧縮量に大きな差が
生じる事はなく、軸方向反対位置に存在する１対のシー
ルリング１４、１４の圧縮量に大きな差が生じる事もな
い。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の様に
構成され作用する従来の自在継手の場合には、ピン１
６、１６を構成する合成樹脂の材質に起因して、次に述
べる様な解決すべき点がある。即ち、これらピン１６、
１６を構成する合成樹脂として、従来使用されていたポ
リアセタール樹脂は耐熱性が必ずしも十分でないのに対
して、ステアリング装置を構成する自在継手６は、高温
のエンジンルーム内に設けられる。特に、近年に於ける
エンジン出力の向上や補機類の増大によるエンジンルー
ム内の空間減少等により、エンジンルーム内の温度が高
くなる傾向にある。しかも、ステアリング装置用の自在
継手は、しばしば排気管に隣接して配置される為、相当
の高温に曝らされる事も考慮しなければならない。ポリ
アセタール樹脂製のピン１６、１６の場合、高温に曝ら
されると軟化して変形し、その結果、各ピン１６、１６
の端部と軸受カップ１０、１０の底面との間に隙間が生
じる可能性がある。そして、隙間が生じた場合には、自
在継手６部分でがたつきを生じ、ステアリングホイール
１（図１０）を操作する運転者に不快感を与える等、好
ましくない現象が発生する。

【００１２】上記各ピン１６、１６を構成する合成樹脂
として、優れた耐熱性を有するポリフェニレンサルファ
イド系のもの（以下『ＰＰＳ』とする。）を使用すれ
ば、上述の様な問題を解決できるが、代わりに、ＰＰＳ
の特性に起因して、次に述べる様な問題が発生する。即
ち、ＰＰＳ製のピンに圧縮荷重を加えた場合に於ける、
圧縮荷重と圧縮量との関係は、図１５に破線ｂで示す様
になる。この破線ｂから明らかな通り、ＰＰＳの材料特
性として降伏点が明瞭に現れる。この結果として、圧縮
荷重及び圧縮量が一定値を越えると急に、圧縮荷重の変
化量が小さい（少ない）にも拘らず圧縮量が大きく（多
く）なる。上記降伏点が使用範囲から外れた部分に存在
すれば、特に問題とはならないが、ステアリング装置用
等として一般的に使用される自在継手６に組み込むピン
１６、１６をＰＰＳにより構成すると、この降伏点が使
用範囲内に表われる。

【００１３】この様に使用範囲内に降伏点が表われる
と、軸方向反対側に設けられる１対のピン１６、１６の
うち、一方のピン１６の圧縮量が他方のピン１６の圧縮
量に比較して、大きく異なり易い。即ち、製造上避けれ
ない誤差に起因して、軸受カップ１０、１０を円孔９、
９内に押し込む押し込み作業時に、一方（例えば図１２
の上方）のピン１６の小径部１７が降伏点に達する以前
に、他方（例えば図１２の下方）のピン１６の小径部１
７が降伏点に達する場合がある。この様な場合には、他
方のピン１６の小径部１７が降伏点に達した以後も続行
される押し込み作業に伴って、上記一方のピン１６の圧
縮量に比べて上記他方のピン１６の圧縮量が多くなる。
上記１対のピン１６、１６の小径部１７、１７の降伏点
が極く近ければ良いが、離れていた場合には、これら１
対のピン１６、１６の圧縮量が、図１２に示す様に、大
きく異なってしまう。この結果、上記他方のピン１６に
対応するシールリング１４の圧縮量が多く（過大にな
り）、上記一方のピン１６に対応するシールリング１４
の圧縮量が少なくなる（不足する）。

【００１４】この様なピン１６、１６の圧縮量の偏りに
基づくシールリング１４、１４の圧縮量のばらつきは、
当該シールリング１４の耐久性不足（圧縮量が過大であ
る場合）やシール性能の悪化（圧縮量が不足する場合）
を招く。この為従来は、軸受カップ１０、１０の組み付
けを完了した自在継手６のシールリング１４、１４の圧
縮量を、全数検査し、不良品を廃棄していた。この為、
歩留悪化により、自在継手６の製作費を高くしていた。

【００１５】上記各ピン１６、１６の圧縮特性のばらつ
きに拘らず、軸方向反対側に設けられたピン１６、１６
の圧縮量がばらつかない様にする為には、十字軸８を固
定した状態で上記軸受カップ１０、１０の押し込み作業
を行なう事が考えられる。即ち、十字軸８を構成する４
本の軸部１１、１１のうち、押し込み作業を行なわない
（例えば図１２の水平方向に配置された）２本の軸部１
１、１１を支持固定し、上記押し込み作業を行なう。こ
の様にして押し込み作業を行なえば、上記圧縮量のばら
つきを防止できるが、十字軸８を固定する作業が必要に
なり、自在継手６の製造工程が複雑化して、やはり自在
継手６の製作費を高くしてしまう。本発明の自在継手
は、この様な事情に鑑みて発明したものである。

【００１６】

【課題を解決する為の手段】本発明の自在継手は、前述
した従来の自在継手と同様に、それぞれが二又状に形成
された１対のヨークと、各ヨークの両端部に互いに同心
に形成された円孔と、互いの開口を対向させた状態で上
記各円孔の内側に内嵌固定された、有底円筒状の軸受カ
ップと、それぞれが円柱状に形成された４個所の軸部を
有し、各軸部を上記各軸受カップ内に挿入された十字軸
と、上記各軸受カップの内周面と上記各軸部の外周面と
の間に設けられたラジアル軸受と、上記十字軸の基部と
上記各軸受カップの開口部との間に設けられたシールリ
ングと、上記各軸部の端面に開口する状態で上記十字軸
の内側に、軸方向に亙って形成された有底の挿入孔と、
各挿入孔に挿入されてそれぞれの一端をこの挿入孔の奥
端に突き当てられ、それぞれの他端を上記各軸受カップ
の底面に突き当てられた合成樹脂製のピンとを備えてい
る。

【００１７】特に、本発明の自在継手に於いては、これ
ら各ピンを構成する合成樹脂はＰＰＳである。且つ、上
記各ピンは、軸方向両端部に形成された、上記各挿入孔
に挿入自在な大断面積部と、両大断面積部同士の間に軸
方向に亙って互いに直列に設けられた、小断面積部及び
中断面積部とを備えている。

【００１８】

【作用】上述の様に構成される本発明の自在継手が、同
一直線上に存在しない１対のシャフト同士の間で回転力
を伝達する作用、並びに各ピンが挿入孔の奥端と軸受カ
ップの内面との間で突っ張る事により、シールリングの
圧縮量を適性範囲に規制する作用は、前述した従来の自
在継手と同様である。

【００１９】特に、本発明の自在継手の場合には、上記
各ピンの圧縮荷重と圧縮量との関係を滑らかにできる。
即ち、これら各ピンに圧縮荷重が加わると、先ず小断面
積部が変形し、次いで中断面積部が変形する。中断面積
部が変形し始める時点で、上記１対のピンは何れも、或
る程度圧縮されている。中断面積部の変形が開始される
以前に、変形し易い小断面積部でＰＰＳの降伏点を通過
するが、小断面積部が十分に圧縮された後に、上記１対
のピンの中断面積部は、更に圧縮荷重を加えられる事で
圧縮され始める。言い換えれば、小断面積部の降伏後、
中断面積部の降伏が引き続いて発生する。この結果、ピ
ン全体としての見掛け上の特性は、降伏点が存在しない
様な、滑らかな特性となり、上記１対のピンの中断面積
部の圧縮量に大きな差を生じる事がなくなる。

【００２０】この結果、優れた耐熱性を有するＰＰＳを
使用するにも拘らず、ポリアセタール樹脂を使用した場
合と同様に、軸方向反対位置に存在する１対のシールリ
ングの圧縮量を、何れも適性範囲内に納める事ができ
る。

【００２１】

【実施例】図１〜４は本発明の第一実施例を示してい
る。尚、本発明の特徴は、ピン１６ａ、１６ａとしてＰ
ＰＳを使用し、しかも十字軸８の軸方向反対位置に設け
た１対のシールリング１４、１４の圧縮量を何れも適性
範囲に納めるべく、上記各ピン１６ａ、１６ａの形状を
工夫した点にある。その他の部分の構造及び作用は、前
述した従来構造と同じである為、同等部分には同一符号
を付して重複する説明を省略若しくは簡略化し、以下、
本発明の特徴部分を中心に説明する。尚、図１に示した
自在継手６は防振構造を備えていないが、前記図１１に
示す様に防振構造を持たせる事は自由である。

【００２２】ＰＰＳ製のピン１６ａ、１６ａの軸方向
（図１〜３の上下方向）両端部には、円柱形の大断面積
部２１、２１を形成している。この大断面積部２１、２
１の外径は、十字軸８を構成する４本の軸部１１、１１
の端面中央部に開口した挿入孔１５、１５の内径と同じ
か、この内径よりも僅かに小さくしている。従ってこれ
ら各大断面積部２１、２１は、上記各挿入孔１５、１５
に挿入自在である。又、上記各ピン１６ａ、１６ａの軸
方向中央部には、やはり円柱状の小断面積部２２を形成
している。そして、この小断面積部２２の軸方向両端と
上記各大断面積部２１、２１との間に、それぞれ中断面
積部２３、２３を設けている。

【００２３】この様な形状を有する上記各ピン１６ａ、
１６ａは、それぞれ各軸部１１、１１に形成した挿入孔
１５、１５に挿入し、これら各挿入孔１５、１５の奥端
と各軸受カップ１０、１０の底面との間で突っ張らせて
いる。図示の実施例の場合には、上記各中断面積部２
３、２３から上記各大断面積部２１、２１に亙ってリブ
２０、２０を形成している。従って、上記各挿入孔１
５、１５内に挿入した上記各ピン１６ａ、１６ａが、上
記各軸受カップ１０、１０の装着前に、不用意に脱落す
る事はない。

【００２４】上述の様なピン１６ａ、１６を含んで構成
される本発明の自在継手の場合には、これら各ピン１６
ａ、１６ａの圧縮荷重と圧縮量との関係を滑らかにでき
て、軸方向反対側に設けられた１対のピン１６ａ、１６
ａの圧縮量をほぼ均等にできる。即ち、ヨーク７ａに形
成した１対の円孔９、９内への上記各軸受カップ１０、
１０の押し込み作業に伴って、上記各ピン１６ａ、１６
ａに圧縮荷重が加わると、先ず上記小断面積部２２が圧
縮変形する。そして、この小断面積部２２が或る程度圧
縮変形し切った状態で、上記各中断面積部２３、２３が
圧縮変形を開始する。尚、小断面積部２２が圧縮変形し
ている間に、上記中断面積部２３、２３も僅かに圧縮変
形するが、小断面積部２２の変形量に比べれば遥かに少
ない。

【００２５】従って、上記各中断面積部２３、２３が実
質的に圧縮変形し始める時点では、上記１対のピン１６
ａ、１６ａは何れも、上記小断面積部２２の圧縮変形に
より、或る程度圧縮されている。尚、この様に上記各中
断面積部２３、２３の変形が開始される以前に、上記小
断面積部２２でＰＰＳの降伏点を通過する。尚、上記各
中断面積部２３、２３の圧縮変形が開始される段階で、
上記各ピン１６ａ、１６ａ全体としての圧縮量は未だ使
用範囲に達しない。

【００２６】言い換えれば、上記各中断面積部２３、２
３が実質的に圧縮変形を開始する時点で上記小断面積部
２２は、殆ど圧縮変形し切っている。従って、上記１対
のピン１６ａ、１６ａの小断面積部２２の降伏点に差が
あっても、１対の軸受カップ１０、１０の押し込み完了
時点で、この差がピン１６ａ、１６ａ全体の圧縮量に影
響を及ぼす事は殆どない。

【００２７】上記小断面積部２２が圧縮され切った後
に、上記１対のピン１６ａ、１６ａの各中断面積部２
３、２３は、上記１対の軸受カップ１０、１０の押し込
み作業続行に伴って更に圧縮荷重を加えられる事で、実
質的に圧縮され始める。そして、これら１対のピン１６
ａ、１６ａは、それぞれの小断面積部２２に加えて各中
断面積部２３、２３が圧縮される事で、それぞれ全体と
して所定量ずつ圧縮される。即ち、これら各ピン１６
ａ、１６ａは、上記小断面積部２２部分での圧縮量に、
上記各中断面積部２３、２３部分での圧縮量を加えた分
だけ、全体として圧縮される。

【００２８】この様な、各ピン１６ａ、１６ａ毎の全体
としての圧縮量のうち、上記小断面積部２２での圧縮量
が或る程度を占める為、上記各中断面積部２３、２３の
圧縮量は限られたものとなる。従って、これら各中断面
積部２３、２３の圧縮では降伏点を通過しないか、通過
したとしても上記１対の軸受カップ１０、１０の押し込
み作業の完了間際で通過するだけである。従って、上記
１対のピン１６ａ、１６ａの中断面積部２３、２３の圧
縮量に大きな差を生じる事はない。この様に、これら１
対のピン１６ａ、１６ａは、上記小断面積部２２による
圧縮量を確保した状態で更に中断面積部２３、２３を圧
縮するので、これら各ピン１６ａ、１６ａの見掛け上の
圧縮特性は、図１５に実線ｃで示す如く、降伏点が存在
しない様な滑らかなものとなる。

【００２９】従って、優れた耐熱性を有するＰＰＳを使
用するにも拘らず、ポリアセタール樹脂を使用した場合
と同様に、軸方向反対位置に存在する１対のピン１６
ａ、１６ａの圧縮量に大きな差を生じない様にできる。
この結果、やはり軸方向反対位置に設けた１対のシール
リング１４、１４の圧縮量を、何れも適性範囲内に納め
る事ができる。この為、何れかのシールリング１４が過
度に圧縮されて耐久性が低下したり、或は反対側のシー
ルリング１４の圧縮量が不足してシール性能が損なわれ
る事がない。

【００３０】尚、ＰＰＳ製のピン１６ａの見掛け上の圧
縮特性を滑らかなものにする為には、このピン１６ａの
寸法を次の様に規制すれば良い事が、本発明者の実験に
より確認された。先ず、軸方向両端に形成した大断面積
部２１、２１同士の間隔Ｄ₂₁を１．０とした場合に、小
断面積部２２の長さ寸法Ｌ₂₂を０．２５〜０．４の範囲
に納める（Ｌ₂₂＝（０．２５〜０．４）Ｄ₂₁）。この長
さ寸法Ｌ₂₂の絶対値は、ピン１６ａ全体として必要な圧
縮量Ｌ₀ よりも小さい。要は、上記小断面積部２２が完
全に圧縮されて（それ以上圧縮する為には極く大きな荷
重を必要とする様になって）も、その圧縮量が上記必要
な圧縮量Ｌ₀ に達しない様に、上記長さ寸法Ｌ₂₂を規制
する。又、上記小断面積部２２の軸方向両側に存在する
中断面積部２３、２３の長さ寸法は互いに等しくする。
更に、これら各中断面積部２３、２３の断面積Ｓ₂₃を１
とした場合に、上記小断面積部２２の断面積Ｓ₂₂を０．
５〜０．７の範囲に納める（Ｓ₂₂＝（０．５〜０．７）
Ｓ₂₃）。

【００３１】次に、図５〜７は本発明の第二実施例を示
している。本実施例の場合には、ＰＰＳ製のピン１６ｂ
の小断面積部２２の外周面４個所位置に、それぞれが軸
方向に亙る補強リブ２４、２４を形成している。本実施
例の場合には、この様な補強リブ２４、２４の存在に基
づき、上記ピン１６ｂを挿入孔１５に圧入する際に、上
記小断面積部２２が折れ曲がりにくくなる。本実施例の
場合には、小断面積部２２の断面積は、これら補強リブ
２４、２４を含んだものとする。即ち、上記断面積規制
の式（Ｓ₂₂＝（０．５〜０．７）Ｓ₂₃）は、補強リブ２
４、２４の断面積を含んだ断面積で満たす必要がある。
尚、上記補強リブ２４、２４の数は、ピン１６ｂの機能
の面からは特に規制されない。但し、補強リブ２４、２
４の数を２本又は４本とし、円周方向等間隔に配置すれ
ば、射出成形時にアンダーカット部分がなくなり、単純
な二つ割れの型で成形できる為、有利である。その他の
構成及び作用は、上述した第一実施例と同様である。

【００３２】次に、図８〜９は本発明の第三実施例を示
している。本実施例の場合には、ＰＰＳ製のピン１６ｃ
の小断面積部２２の断面形状を正方形にしている。その
他の構成及び作用は、前述した第一実施例の場合と同様
である。尚、図示の各実施例は何れも、１対の中断面積
部２３、２３により小断面積部２２を、軸方向両側から
挟んでいるが、本発明の作用効果を得る為には、必ずし
もこの様な配置でなくても良い。要は、少なくとも１個
ずつの小断面積部２２と中断面積部２３とが、両端の大
断面積部２１、２１同士の間に、軸方向に亙り互いに直
列に設けられていれば良い。但し、図示の実施例の様な
配置にすれば、軸方向に隣り合う断面積部同士の間の段
差を少なくして、成形に伴う変形を小さくできる等の効
果がある。

【００３３】

【発明の効果】本発明の自在継手は、以上に述べた通り
構成され作用するので、次の〜の効果を同時に得ら
れる。ＰＰＳ製のピンの使用により十分な耐熱性を確保で
きる為、エンジンルーム内等の高温環境下で長期間使用
してもがたつき等の不具合を発生しにくい。シールリングの圧縮量を適正にできる為、このシー
ルリングの耐久性及びシール性能の確保を図れる。組立時に十字軸を固定する等の面倒な作業を必要と
しない為、製品の歩留が向上する事と合わせて、価格の
低減を図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例を示す部分切断側面図。

【図２】十字軸に一方のヨークのみを装着した状態を示
す、図１のＡ−Ａ断面に相当する図。

【図３】第一実施例に使用するピンの拡大側面図。

【図４】図３のＢ−Ｂ断面図。

【図５】本発明の第二実施例を、軸受カップの押し込み
途中の状態で示す部分拡大断面図。

【図６】第二実施例に使用するピンの側面図。

【図７】一部を省略して示す、図６のＣ−Ｃ断面図。

【図８】本発明の第三実施例を示す、ピンの側面図。

【図９】一部を省略して示す、図８のＤ−Ｄ断面図。

【図１０】自在継手を組み込んだステアリング装置の斜
視図。

【図１１】従来から知られた自在継手の１例を示す部分
切断側面図。

【図１２】従来の自在継手を示す、図２と同様の図。

【図１３】従来使用されていたピンの第１例を示す側面
図。

【図１４】同第２例を示す側面図。

【図１５】ピンの軸方向に加わる圧縮荷重とピンの軸方
向に亙る圧縮量との関係を示す線図。

【符合の説明】

１ステアリングホイール２ステアリングシャフト３中間シャフト４ステアリングギヤ５入力シャフト６自在継手７ａ、７ｂヨーク８十字軸９円孔１０軸受カップ１１軸部１２ラジアル軸受１３基部１４シールリング１５挿入孔１６、１６ａ、１６ｂ、１６ｃピン１７小径部１８大径部１９突出面２０リブ２１大断面積部２２小断面積部２３中断面積部２４補強リブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】それぞれが二又状に形成された１対のヨ
ークと、各ヨークの両端部に互いに同心に形成された円
孔と、互いの開口を対向させた状態で上記各円孔の内側
に内嵌固定された、有底円筒状の軸受カップと、それぞ
れが円柱状に形成された４個所の軸部を有し、各軸部を
上記各軸受カップ内に挿入された十字軸と、上記各軸受
カップの内周面と上記各軸部の外周面との間に設けられ
たラジアル軸受と、上記十字軸の基部と上記各軸受カッ
プの開口部との間に設けられたシールリングと、上記各
軸部の端面に開口する状態で上記十字軸の内側に、軸方
向に亙って形成された有底の挿入孔と、各挿入孔に挿入
されてそれぞれの一端をこの挿入孔の奥端に突き当てら
れ、それぞれの他端を上記各軸受カップの底面に突き当
てられた合成樹脂製のピンとを備えた自在継手に於い
て、これら各ピンを構成する合成樹脂はポリフェニレン
サルファイド系であり、且つ、上記各ピンは、軸方向両
端部に形成された、上記各挿入孔に挿入自在な大断面積
部と、両大断面積部同士の間に軸方向に亙って互いに直
列に設けられた、小断面積部及び中断面積部とを備えて
いる事を特徴とする自在継手。