(57)【要約】【課題】安定した回転抵抗トルクを有する自在継手を提供すること。【解決手段】トラニオン１４ａの外周面２７には、環状の３つのアンギュラ型の内輪軌道溝３１，３２，３３が配置されている。外輪カップ２３の円筒部３７の内周面３９には、環状の３つのアンギュラ型の外輪軌道溝４１，４２，４３が配置されている。複数のボール２４，２５，２６は、内輪軌道溝３１，３２，３３と外輪軌道溝４１，４２，４３との間に介在されている。第１ボール２４、第２ボール２５および第３ボール２６は、これらボール２４，２５，２６と内輪軌道溝３１，３２，３３との接触点におけるボール荷重の方向が、外方に向かうに従って、ラジアル方向に対して胴体１９側に向けて傾斜している。【選択図】図２
2010112418.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のヨークが十字軸によって連結された自在継手であって、
前記十字軸の軸部をなす円柱状のトラニオンと、
前記ヨークと前記各トラニオンとを連結する軸受とを含み、
前記軸受は、前記ヨークの嵌合孔に嵌合される外輪と、前記トラニオンと前記外輪との間に介在する複数のボールとを含み、
前記トラニオンが、軸方向に並ぶ複数のアンギュラ型の内輪軌道溝が形成された外周面を有し、
前記外輪が、前記内輪軌道溝に対向し、軸方向に並ぶ複数のアンギュラ型の外輪軌道溝が形成された内周面を有し、
前記複数のボールが、前記内輪軌道溝と前記外輪軌道溝との間に介在し、前記トラニオンの周囲を取り囲む環状の複数の列を構成し、
前記複数のボールは、異なる列同士において、当該ボールと前記内輪軌道溝との接触点におけるボール荷重の方向が、ラジアル方向に対して共通する方向に傾斜しており、
前記軸受には、軸方向の予圧が付与されている、自在継手。
【請求項２】
前記複数の内輪軌道溝は、前記トラニオンの先端側に近づくに従って、その径が小さくされている、請求項１に記載の自在継手。
【請求項３】
前記各列のボールの接触角が、互いに同じ大きさである、請求項１または２に記載の自在継手。
【請求項４】
一つの列を構成する前記複数のボールをそれぞれ一括して保持する複数の保持器をさらに含み、
前記トラニオンの外周面および前記外輪の内周面の少なくとも一方には、前記保持器により保持された前記複数のボールを、前記トラニオンまたは前記外輪に組み付ける際に、これらのボールを前記内輪軌道溝または前記外側軌道に仮保持させるための突出部が設けられている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一対のヨークと十字軸とを有する自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自在継手は、たとえば自動車のステアリング装置に用いられていて、互いに交差する方向に延びる一対の軸部材をトルク伝達可能に連結する。この自在継手は、それぞれ対応する軸部材に連結される一対のヨークと、これら一対のヨークを互いに連結する十字軸とを有している。十字軸の軸部としてのトラニオンがヨークに軸受を介して揺動自在に支持されている。
【０００３】
軸受は、外輪カップと、複数の針状ころとを有している。外輪カップは、カップ形状をなし、自在継手ヨークの外輪カップ用嵌合孔に嵌め込まれている。複数の針状ころは、外輪カップの内周面とトラニオンの外周面との間に、環状に配列された状態で介在している。
また、軸受として深溝玉軸受が用いられることもあるが（たとえば、特許文献１および特許文献２参照）、自在継手には、通例、上述の針状ころが用いられている。
【０００４】
前述のような自在継手に用いられる軸受には、ヨーク同士のがたつきの発生を防止するために、針状ころのラジアルすきまが負すきまにされているものがある。すなわち、トラニオンの外周面と外輪カップとの間の径方向の間隔が針状ころの外径よりも小さくされている。
【特許文献１】特開平９−７９２８１号公報
【特許文献２】実開平２−９４９３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、軸受の針状ころのラジアルすきまが過度の負すきまであると、針状ころに加わるラジアル荷重が大きい。このため、針状ころの外輪カップに対する組幅が適切に管理されていないと、トラニオンと針状ころとの摩擦により、回転抵抗トルクがばらつくおそれがある。
そこで、本発明は、安定した回転抵抗トルクを有する自在継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記の目的を達成するための請求項１記載の発明は、一対のヨーク（１２，１３）が十字軸（１４）によって連結された自在継手（１）であって、前記十字軸の軸部をなす円柱状のトラニオン（１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ）と、前記ヨークと前記各トラニオンとを連結する軸受（１５）とを含み、前記軸受は、前記ヨークの嵌合孔（１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄ）に嵌合される外輪（２３）と、前記トラニオンと前記外輪との間に介在する複数のボール（２４，２５，２６）とを含み、前記トラニオンが、軸方向に並ぶ複数のアンギュラ型の内輪軌道溝（３１，３２，３３）が形成された外周面（２７）を有し、前記外輪が、前記内輪軌道溝に対向し、軸方向に並ぶ複数のアンギュラ型の外輪軌道溝（４１，４２，４３）が形成された内周面（３９）を有し、前記複数のボールが、前記内輪軌道溝と前記外輪軌道溝との間に介在し、前記トラニオンの周囲を取り囲む環状の複数の列を構成し、前記複数のボールは、異なる列において、当該ボールと前記内輪軌道溝（または前記外輪軌道溝）との接触点におけるボール荷重の方向が、ラジアル方向に対して共通する方向に傾斜しており、前記軸受には、軸方向の予圧が付与されている、自在継手である。
【０００７】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
この構成によれば、異なる列において、ボールと内輪軌道溝との接触点におけるボール荷重の方向が、ラジアル方向に対して共通する方向に傾斜している。すなわち、並列に組み合わされた複列のアンギュラ型の軸受が、外輪とトラニオンとの間に介在する。そして、この軸受には、軸方向の予圧が付与されている。
【０００８】
軸受に予圧が付与されているのでトラニオンやボールのがたつきがない。そして、かかる構成の軸受であれば、ヨークから外輪に与えられるラジアル方向の荷重だけでなく、ヨークから外輪に与えられる軸方向の荷重も、ボールを介してトラニオンに良好に伝達される。このため、ヨークまたはトラニオンに軸方向の荷重が作用する場合であっても、自在継手の回転抵抗トルクがばらつかず、回転抵抗トルクを安定化させることができる。
【０００９】
また、ボールの列が複数あるので、各ボールのサイズが大きくなくても、これらのボールによってヨークからのラジアル方向の荷重を良好に受けることができる。このため、各ボールのサイズを小さくすることができる。したがって、トラニオンと外輪との間にボールを介在させても、軸受が大型化しない。
前記ボールと前記内輪軌道溝（または前記外輪軌道溝）との接触点におけるボール荷重の方向が、外方に向かうに従って、ラジアル方向に対して前記トラニオンの先端とは反対側に向けて傾斜していてもよい。
【００１０】
また、前記複数の内輪軌道溝は、前記トラニオンの先端側に近づくに従って、その径が小さくされていることが好ましい（請求項２）。
外輪とトラニオンとの間に針状ころを介在させる従来の構成では、針状ころに予圧を付与するために、嵌合溝の径よりも大径に形成された外輪を縮径させつつ嵌合溝に圧入させる必要があり、そのため、外輪のトラニオンへの嵌め入れが困難である。また、外輪の圧入の際にトラニオンが変形したり、欠けたりするおそれがある。
【００１１】
これに対し、本発明では、各内輪軌道溝がアンギュラ型の内輪軌道溝であり、しかも、複数の内輪軌道溝の径が、前記トラニオンの先端側に近づくに従って小さくされている。このため、トラニオンに複数のボールを取り付けた後、トラニオンの先端側から外輪をトラニオンに向けて押し付けることにより、ボールに対し予圧を付与することができる。つまり、軸受の組み付け時、すなわち外輪のトラニオンへの嵌め入れと同時にボールに予圧が付与されるので、軸受の組み付けを比較的容易に行うことができる。
【００１２】
前記各列のボールの接触角（前記ボールと前記内輪軌道溝（または前記外輪軌道溝）との接触点におけるボール荷重のラジアル方向に対する角度）が、互いに同じ大きさであってもよい（請求項３）。
また、一つの列を構成する前記複数のボールをそれぞれ一括して保持する複数の保持器（４４，４５，４６）をさらに含む場合には、前記トラニオンの外周面および前記外輪の内周面の少なくとも一方には、前記保持器により保持された前記複数のボールを、前記トラニオンまたは前記外輪に組み付ける際に、これらのボールを前記内輪軌道溝または前記外側軌道に仮保持させるための突出部（３４，３５，３６）が設けられていることが好ましい（請求項４）。
【００１３】
この構成によれば、突出部によってボールを内輪軌道溝または外輪軌道溝に仮保持させることができる。したがって、トラニオンまたは外輪にボールを取り付ける際に、ボールを内輪軌道溝または外輪軌道溝に仮保持させておくことができるので、軸受の組み付けを比較的容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下には、図面を参照して、この発明の一実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る自在継手１の分解斜視図である。自在継手１は、車両用操舵装置に適用される自在継手であり、図１にはステアリングシャフト３、中間シャフト５の一部が図示されている。
自在継手１は、ステアリングシャフト３の一端３ａに設けられたヨーク１２と、中間シャフト５の一端５ａに設けられたヨーク１３と、これらヨーク１２，１３間を連結する十字軸１４と、十字軸１４の４つのトラニオン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄをそれぞれ回動自在に支持するための４つの自在継手用軸受（以下、単に「軸受」という。）１５とを備えている。
【００１５】
各ヨーク１２，１３は、Ｕ字状をなしている。ヨーク１２は、互いに平行に配置されて互いに対向する一対のアーム１６Ａ，１６Ｂと、一対のアーム１６Ａ，１６Ｂを接続しステアリングシャフト３の他端３ｂに固定された接続部１７とを有している。同様に、ヨーク１３は、互いに平行に配置されて互いに対向する一対のアーム１６Ｃ，１６Ｄと、一対のアーム１６Ｃ，１６Ｄを接続し中間シャフト５の一端５ａに固定された接続部１７とを有している。
【００１６】
ヨーク１２のアーム１６Ａには嵌合孔１８Ａが形成され、アーム１６Ｂには嵌合孔１８Ｂが形成されている。一対の嵌合孔１８Ａ，１８Ｂの中心は互いに同一軸線上に配置されている。ヨーク１３のアーム１６Ｃには嵌合孔１８Ｃが形成され、アーム１６Ｄには嵌合孔１８Ｄが形成されている。一対の嵌合孔１８Ｃ，１８Ｄの中心は互いに同一軸線上に配置されている。各嵌合孔１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃ，１８Ｄには軸受１５がそれぞれ嵌合され、軸受１５を介して十字軸１４が支持されている。
【００１７】
十字軸１４は、十字形形状の中央部に配置される胴部１９と、この胴部１９から十字形形状をなして突出する４つの軸部としての上記トラニオン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄとを備えている。
一対のトラニオン１４ａ，１４ｂは、同軸上に配置されていて、第１軸線Ｃ１に沿って胴部１９から互いに逆向きに延びている。一対のトラニオン１４ｃ，１４ｄは、同軸上に配置されていて、上記第１軸線Ｃ１と直交する第２軸線Ｃ２に沿って胴部１９から互いに逆向きに延びている。
【００１８】
トラニオン１４ａは、ヨーク１２のアーム１６Ａの嵌合孔１８Ａに軸受１５を介して回動自在に支持されている。トラニオン１４ａと対をなすトラニオン１４ｂは、ヨーク１２のアーム１６Ｂの嵌合孔１８Ｂに軸受１５を介して回動自在に支持されている。このため、ヨーク１２と十字軸１４とが、トラニオン１４ａ，１４ｂの第１軸線Ｃ１の回りに相対回動できるようになっている。
【００１９】
同様に、トラニオン１４ｃは、ヨーク１３のアーム１６Ｃの嵌合孔１８Ｃに軸受１５を介して回動自在に支持されている。トラニオン１４ｃと対をなすトラニオン１４ｄは、ヨーク１３のアーム１６Ｄの嵌合孔１８Ｄに軸受１５を介して回動自在に支持されている。これにより、ヨーク１３と十字軸１４とが、トラニオン１４ｃ，１４ｄの第２軸線Ｃ２の回りに相対回動できるようになっている。
【００２０】
なお、各トラニオン１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄを支持する構造は共通するので、以下では、トラニオン１４ａを支持する構造に則して説明する。
図２は、図１に示す軸受１５、アーム１６Ａおよびトラニオン１４ａの構成を示す断面図である。図２では、軸受１５を嵌合孔１８Ａに嵌め入れた後の状態を示している。
嵌合孔１８Ａは、軸受１５を嵌め入れるために開口する入口２１を有している。嵌合孔１８Ａの内周面２２は円筒面により形成されている。
【００２１】
軸受１５は、ヨーク１２の嵌合孔１８Ａ内に保持されて十字軸１４のトラニオン１４ａを支持している。軸受１５は、有底円筒状の外輪カップ（外輪）２３と、第１の転動体としての第１ボール２４と、第２の転動体としての第２ボール２５と、第３の転動体としての第３ボール２６とを備え、複列のアンギュラ玉軸受として機能するように構成されている。複数の第１ボール２４、複数の第２ボール２５、複数の第３ボール２６はそれぞれ環状の列をなしている。第１ボール２４の数、第２ボール２５の数および第３ボール２６の数は、それぞれ同数である。または、第１ボール２４、第２ボール２５および第３ボール２６の直径は、互いに同径である。
【００２２】
トラニオン１４ａは、円柱形状に形成され、外周面２７と、端面２８とを有している。外周面２７は、円筒面をなし、外周面２７の軸端部分に面取り部が形成されている。
トラニオン１４ａの外周面２７には、環状の３つのアンギュラ型の内輪軌道溝３１，３２，３３が、第１軸線Ｃ１の軸線方向に間隔を開けて配置されている。具体的には、外周面２７の途中部にはその胴体１９（図１参照）側から順に、複数の第１ボール２４が配置された第１内輪軌道溝３１と、複数の第２ボール２５が配置された第２内輪軌道溝３２と、複数の第３ボール２６が配置された第３内輪軌道溝３３とが形成されている。第２内輪軌道溝３２は、第１内輪軌道溝３１に連続し、第３内輪軌道溝３３は、第２内輪軌道溝３２に連続している。
【００２３】
３つの内輪軌道溝３１，３２，３３は、トラニオン１４ａの先端側に近づくに従って、その底部の径が小さくされている。言い換えれば、第２内輪軌道溝３２の底部の径は、第１内輪軌道溝３１の底部の径よりも小さくされており、第３内輪軌道溝３３の底部の径は、第２内輪軌道溝３２の底部の径よりも小さくされている。
第１内輪軌道溝３１よりも先端側には、第１内輪軌道溝３１に第１ボール２４を仮保持しておくための突出部３４が形成されている。第２内輪軌道溝３２よりも先端側には、第２内輪軌道溝３２に第２ボール２５を仮保持しておくための突出部３５が形成されている。第３内輪軌道溝３３よりも先端側には、第３内輪軌道溝３３に第３ボール２６を仮保持しておくための突出部３６が形成されている。
【００２４】
図３は、図２に示す第１内輪軌道溝３１の構成を示す拡大断面図である。
各内輪軌道溝３１，３２，３３の構成は共通しているので、この構成を、第１内輪軌道溝３１を例に挙げて説明する。
第１内輪軌道溝３１の先端側端部には、第１内輪軌道溝３１に第１ボール２４を仮保持しておくための突出部３４が形成されている。突出部３４は、第１内輪軌道溝３１に連続する連続面５４を有し、第１内輪軌道溝３１の底部５５よりも径方向外方に突出して形成されている。連続面５４は、第１内輪軌道溝３１と同じ曲率の湾曲面からなる。
【００２５】
再び、図２を参照して説明する。外輪カップ２３は、金属の薄板をプレス加工されてなる一端密閉型のシェル形外輪である。外輪カップ２３は、円筒部３７と、底部３８とを有する。底部３８は、円筒部３７の一端を塞いでいる。
外輪カップ２３の円筒部３７の内周面３９には、環状の３つのアンギュラ型の外輪軌道溝４１，４２，４３が、第１軸線Ｃ１の軸線方向に間隔を開けて配置されている。具体的には、内周面３９の途中部にはその開放端側から順に、第１外輪軌道溝４１、第２外輪軌道溝４２および第３外輪軌道溝４３が形成されている。これら第１外輪軌道溝４１、第２外輪軌道溝４２および第３外輪軌道溝４３は、第１内輪軌道溝３１、第２内輪軌道溝３２および第３内輪軌道溝３３にそれぞれ対向している。第２外輪軌道溝４２は、第１外輪軌道溝４１に連続し、第３外輪軌道溝４３は、第２外輪軌道溝４２に連続している。
【００２６】
３つの外輪軌道溝４１，４２，４３は、外輪カップ２３の開放端側に近づくに従って、その径が大きくされている。言い換えれば、第２外輪軌道溝４２の底部の径は、第３外輪軌道溝４３の底部の径よりも大きくされており、第１外輪軌道溝４１の底部の径は、第１外輪軌道溝４２の底部の径よりも大きくされている。
複数のボール２４，２５，２６は、トラニオン１４ａと外輪カップ２３との間に介在して、それぞれ環状をなす３つの列を構成している。
【００２７】
具体的には、複数の第１ボール２４は、互いに対向する第１内輪軌道溝３１および第１外輪軌道溝４１の間に介在し、トラニオン１４ａの外周面２７を取り囲む環状の列をなしている。これら複数の第１ボール２４は、保持器４４によって一括して保持されている。各第１ボール２４は、所定の接触角（第１ボール２４と第１内輪軌道溝３１および第１外輪軌道溝４１との接触点におけるボール荷重のラジアル方向に対する角度）を有している。第１内輪軌道溝３１と、第１外輪軌道溝４１と、複数の第１ボール２４とで、アンギュラ型の第１軸受部４７が構成されている。
【００２８】
複数の第２ボール２５は、互いに対向する第２内輪軌道溝３２および第２外輪軌道溝４２の間に介在し、トラニオン１４ａの外周面２７を取り囲む環状の列をなしている。これら複数の第２ボール２５は、保持器４５によって一括して保持されている。各第２ボール２５は、所定の接触角（第２ボール２５と第２内輪軌道溝３２および第２外輪軌道溝４２との接触点におけるボール荷重のラジアル方向に対する角度）を有している。第２内輪軌道溝３２と、第２外輪軌道溝４２と、複数の第２ボール２５とで、アンギュラ型の第２軸受部４８が構成されている。
【００２９】
複数の第３ボール２６は、互いに対向する第３内輪軌道溝３３および第３外輪軌道溝４３の間に介在し、トラニオン１４ａの外周面２７を取り囲む環状の列をなしている。これら複数の第３ボール２６は、保持器４６によって一括して保持されている。各第３ボール２６は、所定の接触角（第３ボール２６と第３内輪軌道溝３３および第３外輪軌道溝４３との接触点におけるボール荷重のラジアル方向に対する角度）を有している。第３内輪軌道溝３３と、第３外輪軌道溝４３と、複数の第３ボール２６とで、アンギュラ型の第３軸受部４９が構成されている。軸受部１５は、これら３つのアンギュラ型の軸受部４７，４８，４９を並列に組み合わせて構成されている。
【００３０】
第１ボール２４、第２ボール２５および第３ボール２６は、これらボール２４，２５，２６と内輪軌道溝３１，３２，３３との接触点におけるボール荷重の方向が、ラジアル方向に対して胴体１９側（トラニオン１４ａの先端とは反対側）に向けて傾斜している。そして、第１ボール２４の接触角、第２ボール２５の接触角および第３ボール２６の接触角は、互いに等しい大きさ（たとえば２５°）に設定されている。
【００３１】
外輪カップ２３の円筒部３７の外周面２７が、ヨーク１２の嵌合孔１８Ａの内周面２２に嵌合されている。外輪カップ２３の円筒部３７の外径は、嵌合孔１８Ａの内周面２２の内径とほぼ同径に形成されている。外輪カップ２３は、十字軸１４の胴部１９側に向けて押し付けられた状態である。外輪カップ２３の抜け止めは、止め輪５０によって達成されている。止め輪５０はたとえばＣリングからなり、嵌合孔１８Ａの内周面２２の外方端（図１および図２に示す上端）付近に形成された環状溝５１内に圧入されて固定されている。
【００３２】
軸受１５が嵌合孔１８Ａとトラニオン１４ａとの間に組み込まれた状態において、第１ボール２４、第２ボール２５および第３ボール２６のアキシアルすきまは、負すきまにされている。このため、第１ボール２４、第２ボール２５および第３ボール２６には、第１軸線Ｃ１の軸線方向の予圧が付与されている。
次に、自在継手１の組み付け作業を説明する。
【００３３】
まず、ヨーク１２の嵌合孔１８Ａに十字軸１４のトラニオン１４ａを同心的に挿通させて、仮保持状態とする。仮保持状態では、嵌合孔１８Ａにトラニオン１４ａを同心に配置している。この状態にある嵌合孔１８Ａの内周面２２とトラニオン１４ａの外周面２７との間の環状の隙間に、嵌合孔１８Ａの内周面２２の外方端（図１および図２に示す上端）から、保持器４４に保持された複数の第１ボール２４が嵌め込まれて、これらの第１ボール２４が第１内輪軌道溝３１に配置される。第１内輪軌道溝３１には突出部３４が形成されているので、これらの第１ボール２４は第１内輪軌道溝３１に仮保持される。
【００３４】
次いで、嵌合孔１８Ａの内周面２２の外方端（図１および図２に示す上端）から、保持器４５に保持された複数の第２ボール２５が嵌め込まれて、これらの第２ボール２５が第２内輪軌道溝３２に配置される。第２内輪軌道溝３２には突出部３５が形成されているので、これらの第２ボール２５は第２内輪軌道溝３２に仮保持される。
次いで、嵌合孔１８Ａの内周面２２の外方端（図１および図２に示す上端）から、保持器４６により保持された複数の第３ボール２６が嵌め込まれて、第３内輪軌道溝３３に配置される。第３内輪軌道溝３３には突出部３６が形成されているので、これらの第３ボール２６は第３内輪軌道溝３３に仮保持される。
【００３５】
次いで、嵌合孔１８Ａの内周面２２とトラニオン１４ａの外周面２７との間の環状の隙間に、外輪カップ２３が嵌め込まれる。すなわち、外輪カップ２３が、外輪カップ２３の開放端（図２に示す下端）からヨーク１２の嵌合孔１８Ａに挿入される。外輪カップ２３が嵌合孔１８Ａを奥へ移動させるのに伴って、この外輪カップ２３にトラニオン１４ａが嵌め入れられる。このとき、第１、第２および第３ボール２４，２５，２６はトラニオン１４ａ上を転がりながら、トラニオン１４ａの嵌め入れを案内する。第１、第２および第３ボール２４，２５，２６が第１外輪軌道溝４１、第２外輪軌道溝４２および第３外輪軌道溝４３に達するまで、外輪カップ２３が奥に向けて移動される。
【００３６】
そして、外輪カップ２３の底壁５２が環状溝５１を通過するまで外輪カップ２３が移動された後に、止め輪５０が環状溝５１に圧入により固定される。その後、外輪カップ２３の拘束を解くと、外輪カップ２３が元の位置に復元しようとして、底壁５２が止め輪５０に当接する。これにより、第１〜第３ボール２４，２５，２６に第１軸線Ｃ１の軸線方向の予圧が与えられた状態で、外輪カップ２３の嵌合孔１８Ａからの抜け止めが達成される。
【００３７】
以上によりこの実施形態によれば、並列に組み合わされた複列のアンギュラ型の軸受１５が、外輪カップ２３とトラニオン１４ａとの間に介在する。そして、この軸受１５には、第１軸線Ｃ１の軸線方向の予圧が付与されている。
軸受１５に予圧が付与されているのでトラニオン１４ａやボール２４，２５，２６のがたつきはない。そして、かかる構成の軸受１５であれば、ヨーク１２から外輪カップ２３に与えられるラジアル方向の荷重だけでなく、ヨーク１２から外輪カップ２３に与えられる第１軸線Ｃ１の軸線方向の荷重も、ボール２４，２５，２６を介してトラニオン１４ａに良好に伝達される。このため、ヨーク１２またはトラニオン１４ａに第１軸線Ｃ１の軸線方向の荷重が作用する場合であっても、自在継手１の回転抵抗トルクがばらつかず、回転抵抗トルクを安定化させることができる。
【００３８】
また、ボール２４，２５，２６の列が複数あるので、各ボール２４，２５，２６のサイズが大きくなくても、これらのボール２４，２５，２６によってヨーク１２からのラジアル方向の荷重を良好に受けることができる。このため、各ボール２４，２５，２６のサイズを小さくすることができる。したがって、トラニオン１４ａと外輪カップ２３との間にボール２４，２５，２６を介在させても、軸受１５が大型化しない。
【００３９】
さらに、外輪カップ２３とトラニオン１４ａとの間に針状ころを介在させる従来の構成では、針状ころに予圧を付与するために、嵌合溝１８Ａの径よりも大径に形成された外輪カップ２３を縮径させつつ嵌合溝１８Ａに圧入させる必要があり、そのため、外輪カップ２３のトラニオン１４ａへの嵌め入れが困難である。また、外輪カップ２３の圧入の際にトラニオン１４ａが変形したり、欠けたりするおそれがある。
【００４０】
これに対し、この実施形態では、各内輪軌道溝３１，３２，３３がアンギュラ型の内輪軌道溝であり、しかも、複数の内輪軌道溝３１，３２，３３の径が、トラニオン１４ａの先端側に近づくに従って小さくされている。このため、トラニオン１４ａに複数のボール２４，２５，２６を取り付けた後、トラニオン１４ａの先端側から外輪カップ２３をトラニオン１４ａに向けて押し付けることにより、ボール２４，２５，２６に対し予圧を付与することができる。つまり、軸受１５の組み付け時、すなわち外輪カップ２３のトラニオン１４ａへの嵌め入れと同時にボール２４，２５，２６に予圧が付与されるので、軸受１５の組み付けを比較的容易に行うことができる。
【００４１】
さらにまた、突出部３４，３５，３６によってボール２４，２５，２６を内輪軌道溝３１，３２，３３に仮保持させることができる。したがって、トラニオン１４ａにボール２４，２５，２６を取り付ける際に、ボール２４，２５，２６を内輪軌道溝３１，３２，３３に仮保持させておくことができるので、軸受１５の組み付けを比較的容易に行うことができる。
【００４２】
以上、この発明の一実施形態について説明したが、この発明は、他の形態で実施することもできる。
前述の実施形態では、Ｃ−リングからなる止め輪５０を用いて、外輪カップ２の抜け止めが図られた構成について説明したが、この止め輪５０が円環状の皿ばねによって構成されていてもよい。このとき、止め輪５０の弾性力によって、軸受１５に第１軸線Ｃ１の軸線方向の予圧が付与される。
【００４３】
また、止め輪５０を用いずに、外輪カップ２３の円筒部３７がヨーク１２の嵌合孔１８Ａの内周面２２に圧入されることにより、外輪カップ２３の抜け止めが達成されていてもよい。このとき非拘束状態の外輪カップ２３の円筒部３７の外径は、嵌合孔１８Ａの内周面２２の内径よりも大径に形成されている。
さらに、前述の実施形態では、軸受１５が３つの軸受部４７，４８，４９によって構成されているとして説明したが、２つの軸受部が組み合わされて軸受が構成されていてもよいし、４つ以上の軸受部が組み合わされて軸受１５が構成されていてもよい。
【００４４】
また、第１ボール２４の個数は、第２ボール２５の個数および第３ボール２６の個数と同数であるとして説明したが、たとえば、最も胴体１９側に配列された第３ボール２６の個数を、他のボール２４，２５の個数よりも多くすることもできる。これにより、比較的簡単に、軸受１５の回転抵抗トルクを調節することができる。
さらに、第１ボール２４の径は、第２ボール２５の径および第３ボール２６の径と同径であるとして説明したが、第１ボール２４、第２ボール２５および第３ボール２６の径を互いに異ならせることもできる。
【００４５】
また、自在継手１の組み付け作業手順は前述の実施形態のものに限られない。ボール２４，２５，２６を取り付けた外輪カップ２３を、ボール２４，２５，２６ごと、嵌合孔１８Ａの内周面２２とトラニオン１４ａの外周面２７との間の環状の隙間に嵌め込むこともできる。この場合、ボール２４，２５，２６を仮保持しておくための突出部が、各外輪軌道溝４１，４２，４３の開放端に形成されていることが好ましい。外輪カップ２３にボール２４，２５，２６を取り付ける際に、ボール２４，２５，２６を内輪軌道溝３１，３２，３３に仮保持させておくことができるので、軸受１５の組み付けを比較的容易に行うことができる。
【００４６】
さらにまた、前述の実施形態では、車両用操舵装置の自在継手１を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限らず、たとえば、自動車の推進軸等、他の用途の回転部材における自在継手に適用することもできる。
その他、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態に係る自在継手の分解斜視図である。
【図２】図１に示す軸受、アームおよびトラニオンの構成を示す断面図である。
【図３】図２に示す第１内輪軌道溝の構成を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
１…自在継手、１２…ヨーク、１３…ヨーク、１４…十字軸、１４ａ〜１４ｄ…トラニオン、１５…軸受、１８Ａ〜１８Ｄ…嵌合孔、２３…外輪カップ（外輪）、２４…第１ボール、２５…第２ボール、２６…第３ボール、２７…外周面、３１…第１内輪軌道溝、３２…第２内輪軌道溝、３３…第３内輪軌道溝、３４〜３６…突出部、３９…内周面、４１…第１外輪軌道溝、４２…第２外輪軌道溝、４３…第３外輪軌道溝、４４〜４６…保持器
【図１】
2010112418.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010112418.tif 000005