(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在なシャフトの端部とこのシャフトの回転に伴って回転する筒状部材とを、軸方向及び回転方向に亙る若干の変位を吸収自在に連結する弾性軸継手であって、上記筒状部材に固設された筒部の内周面に保持された弾性部材と、低摩擦材により構成されてこの弾性部材の内周面に保持された摺動スリーブと、上記シャフトと上記筒状部材との間に設けられて、これらシャフトと筒状部材との軸方向及び回転方向に亙る若干の変位を許容するが、上記弾性部材又は上記摺動スリーブの損傷に結び付く様な、所定角度を越えた回転方向に亙る変位を阻止するストッパ部とを備え、上記摺動スリーブの自由状態での内周面の寸法は上記シャフトの外周面の寸法よりも小さく、このシャフトを上記弾性部材の弾力に抗して上記摺動スリーブの内側に押し込んだ状態で、この摺動スリーブの内周面が上記シャフトの外周面に、上記弾性部材の弾性に基づいて弾性的に押圧されている弾性軸継手。
【請求項２】
摺動スリーブは、それぞれが低摩擦材により構成された１対のスリーブ素子を組み合わせて成るものであり、これら両スリーブ素子が弾性部材の弾性によって直径方向内方に変位した状態でのこれら両スリーブ素子の互いに対向する内周面同士の間隔は、これら各内周面にそれぞれ対向するシャフトの外周面同士の間隔よりも小さく、このシャフトを上記弾性部材を弾性変形させつつ上記両スリーブ素子同士の間に押し込んだ状態で、これら両スリーブ素子が上記弾性部材の弾性に基づいて上記シャフトの外周面に向け径方向内方に弾性的に押圧されている、請求項１に記載した弾性軸継手。
【請求項３】
摺動スリーブは、１対の半円弧部の円周方向端縁同士を１対の薄肉部より互いに連続させた一体構造であり、これら両薄肉部は、シャフトの先端部を上記摺動スリーブ内に押し込む際に、弾性部材を弾性変形させつつ伸びてこの摺動スリーブ内にこのシャフトの先端部が押し込まれる事を許容し、このシャフトが上記摺動スリーブ内に押し込まれた状態で、この摺動スリーブが上記弾性部材の弾性に基づいて上記シャフトの外周面に向け径方向内方に弾性的に押圧されている、請求項１に記載した弾性軸継手。
【請求項４】
摺動スリーブの内周面とシャフトの端部外周面との摺動部に異物が入り込むのを防止する為のシール構造を付設した、請求項１〜３の何れかに記載した弾性軸継手。
【請求項５】
シャフトの回転に伴って回転する筒状部材が自在継手のヨークに固定されており、これらシャフトと筒状部材との間に、これらヨークとシャフトとの軸方向に関する位置決めを図る為の位置決め構造を設けている、請求項１〜４の何れかに記載した弾性軸継手。
【請求項６】
シャフトの回転に伴って回転する筒状部材が自在継手のヨークに固定されており、このシャフトの中間部先端寄り部分に、これらヨークとシャフトとが互いに近づく方向に変位する事を制限する為のストップリングを装着している、請求項１〜５の何れかに記載した弾性軸継手。
【請求項７】
シャフトの回転に伴って回転する筒状部材が自在継手のヨークに固定されており、摺動スリーブの先端縁にこの先端縁から軸方向に突出する状態で形成した突片を、上記ヨークの底板部の中央部に形成した係合孔にたつきなく挿入する事で、このヨークと上記シャフトとの心合わせを行なう為の位置決め構造を設けている、請求項１〜６の何れかに記載した弾性軸継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係る弾性軸継手は、例えば自動車用操舵装置を構成する自在継手に組み込み、ステアリングホイールの動きをステアリングギヤに伝達自在にすると共に、ステアリングギヤ側の振動がステアリングホイールに伝わるのを防止する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車用操舵装置は、ステアリングホイールにより回転させられるステアリングシャフトの動きをステアリングギヤに伝達し、前輪に舵角を付与する様に構成している。上記ステアリングシャフトとステアリングギヤの入力軸とは、同一直線上に配置できないのが普通である。この為、これらステアリングシャフトと入力軸との間に自在継手を設けて、上記ステアリングホイールの動きを上記ステアリングギヤに伝達自在としている。又、自動車の走行時に車輪からステアリングギヤに伝わった振動が、更にステアリングホイールに伝わって運転者に不快感を与える事を防止する為、上記自在継手に振動吸収能力を持たせる事も、従来から行なわれている。この様に自在継手に振動吸収能力を持たせる為、この自在継手にゴム等の弾性材を組み込み、この弾性材により振動の伝達を防止する事が一般的に行なわれている。
【０００３】
この様な弾性軸継手、或は弾性軸継手を組み込んだ自在継手として従来から、特開昭５６−３９３２５号公報（＝フランス特許公開２４６４４０４）、同５６−１３１８３１号公報、同６０−１８４７１６〜８号公報、同６０−２１５１２２〜３号公報、同６１−２０１９２４号公報、実開昭５４−８２２５７号公報、実開平５−８３４６２号公報、同５−８９９６４号公報、フランス特許公開２６１４９８５、米国特許第４５０９７７５号公報等に記載されたものが知られている。図１６〜１８は、このうちの実開平５−８９９６４号公報に記載された構造を示している。
【０００４】
この弾性軸継手を組み込んだ自在継手１は、図１６に示す様に、シャフト２と、このシャフト２の先端部（図１６〜１７の左端部）に緩衝筒３を介して外嵌固定した第一ヨーク４と、第二ヨーク５と、この第二ヨーク５と上記第一ヨーク４とを連結する十字軸６とを備える。上記シャフト２の先端で上記緩衝筒３の一端縁（図１７の左端縁）から突出した部分には、図１７〜１８に示す様に、セレーション軸部７を形成している。そして、このセレーション軸部７に伝達駒８の中心孔９を、セレーション係合させている。従ってこの伝達駒８は、上記シャフト２の先端部に固設されて、このシャフト２と共に回転する。又、この伝達駒８の外周縁で直径方向反対側の２個所位置には、上記緩衝筒３の外周面よりも直径方向外方に突出する突片１０、１０を一体形成している。
【０００５】
上記弾性軸継手１の構成各部材のうち、上記緩衝筒３は、ゴム、エラストマー等の弾性材１１を含んで円筒状に形成している。即ち、この緩衝筒３は、それぞれが金属製で円筒状に造られた内側スリーブ１２と外側スリーブ１３とを、互いに同心に配置している。そして、上記内側スリーブ１２の外周面と上記弾性材１１の内周面とを焼き付け若しくは接着により結合し、上記外側スリーブ１３の内周面と上記弾性材１１の外周面とを同様に結合している。そして、上記内側スリーブ１２を上記シャフト２の先端部に外嵌固定し、上記外側スリーブ１３を上記第一ヨーク４に設けた、次述する円筒部１４に内嵌固定している。
【０００６】
上記第一ヨーク４は、円筒部１４と、この円筒部１４の軸方向（図１６〜１７の左右方向）一端縁（同図の左端縁）の直径方向反対位置から軸方向に延びる１対の第一アーム１５、１５とを有する。そして、これら各第一アーム１５、１５の先端部（図１６〜１７の左端部）に、それぞれ第一円孔１６、１６を、互いに同心に形成している。又、上記円筒部１４の軸方向一端縁の直径方向反対位置で、上記１対の第一アーム１５、１５から外れた部分には、それぞれ切り欠き１７、１７を形成している。これら各切り欠き１７、１７の幅寸法Ｗは、前記伝達駒８の突片１０、１０の幅寸法ｗよりも大きい（Ｗ＞ｗ）。そして、上記第一ヨーク４の内側にシャフト２を組み付けた状態で、上記各突片１０、１０は、上記各切り欠き１７、１７の内側に、隙間をあけて緩く係合する。
【０００７】
又、前記第二ヨーク５は、互いに離隔して設けられた１対の第二アーム１８を有し、別のシャフト１９の端部に結合固定している。上記各第二アーム１８の先端部にはそれぞれ第二円孔２０を、互いに同心に形成している。そして、前記十字軸６の４個所の先端部は、それぞれ１対ずつ設けた第一、第二両円孔１６、２０の内側に、ラジアルニードル軸受等の軸受を介して、回転自在に支持している。
【０００８】
上述の様に構成される弾性軸継手１の作用は、次の通りである。自動車が直進状態にある場合、或は、ステアリングホイールからシャフト２に加えられる回転トルクが小さい場合には、シャフト２の先端部に固定された伝達駒８の突片１０、１０が、第一ヨーク４の円筒部１４に形成した切り欠き１７、１７の内側中立位置若しくはこの中立位置から少しだけ片寄った位置に存在する。これら各状態では、上記円筒部１４と伝達駒８とが直接接触する事はない。又、上記小さな回転トルクは、前記緩衝筒３を介して、上記シャフト２から第一ヨーク４に伝達される。この場合には、車輪からステアリングギヤ、前記別のシャフト１９、第二ヨーク５、十字軸６等を介して第一ヨーク４に伝達された振動が、上記緩衝筒３を構成する弾性材１１により吸収され、上記シャフト２までは伝わらない。
【０００９】
これに対して、前輪に大きな舵角を付与する場合等の様に、ステアリングホイールからシャフト２に加えられる回転トルクが大きい場合には、上記各突片１０、１０が上記各切り欠き１７、１７の内側面と衝合する。この結果、ステアリングホイールから上記シャフト２に加えられた回転トルクのうちの多くの部分が、上記伝達駒８を介して上記第一ヨーク４に伝達される。この状態では、上記緩衝筒３を介して伝達される回転トルクは限られたものとなる。従って、弾性軸継手１を介して伝達する回転トルクが大きくなった場合でも、上記緩衝筒３を構成する弾性材１１には無理な力が作用せず、この弾性材１１が破損する事はない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様に構成される従来の弾性軸継手の場合、シャフト２と第一ヨーク４との間に軸方向に亙る振動が加わった場合に、この振動を減衰する性能が乏しく、上記軸方向に亙る振動がステアリングホイールの側に伝わり易い。即ち、上記第一ヨーク４に軸方向に亙る振動が加わると、緩衝筒３を構成する内側スリーブ１２の外周面と外側スリーブ１３の内周面との間に設けた弾性材１１に、軸方向に亙って剪断応力が加わり、この弾性材１１が弾性変形する。但し、この方向の力に対する上記弾性材１１の剛性は大きい為、上記振動を吸収する能力は乏しく、上述の様に上記軸方向に亙る振動が、上記第一のヨーク４から、ステアリングホイールの側であるシャフト２に伝わり易い。
【００１１】
これに対して、米国特許第４５０９７７５号明細書には、回転方向の振動だけでなく軸方向の振動も吸収自在な構造が記載されている。但し、この明細書に記載された構造の場合には、大きなトルクを伝達する場合には、強度確保の為に金属材同士を摺動させる必要があり、十分な耐久性を確保する事が難しいと考えられる。又、がたつきのない構造を実現する為には、微妙な隙間管理をする必要があり、部品の寸法精度を要求する為、コストが嵩むものと考えられる。
本発明の弾性軸継手は、この様な事情に鑑みて発明したもので、比較的安価に製作できるにも拘らず、十分な耐久性を確保し、しかも軸方向に亙る大きな変位を吸収できる実用的な構造を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の弾性軸継手は、ステアリングシャフト等、回転自在なシャフトの端部と、自在継手を構成するヨークの一部等、このシャフトの回転に伴って回転する筒状部材とを、軸方向及び回転方向に亙る若干の変位を吸収自在に連結するものである。
この様な本発明の弾性軸継手は、弾性部材と、摺動スリーブと、ストッパ部とを備える。このうちの弾性部材は、ゴム、エラストマー等の弾性材により造られて、上記筒状部材に固設された筒部の内周面に保持される。又、上記摺動スリーブは、合成樹脂、含油メタル等の低摩擦材により構成されて、上記弾性部材の内周面に保持される。又、上記ストッパ部は、上記シャフトと上記筒状部材との間に設けられて、これらシャフトと筒状部材との軸方向及び回転方向に亙る若干の変位を許容するが、上記弾性部材又は上記摺動スリーブの損傷に結び付く様な、所定角度を越えた回転方向に亙る変位を阻止する。更に、上記摺動スリーブの自由状態での内周面の寸法は上記シャフトの外周面の寸法よりも小さい。そして、このシャフトを上記弾性部材の弾力に抗して上記摺動スリーブの内側に押し込んだ状態で、この摺動スリーブの内周面が上記シャフトの外周面に、上記弾性部材の弾性に基づいて弾性的に押圧されている。
【００１３】
尚、上記ストッパ部として好ましくは、上記筒状部材の一部、若しくはこの筒状部材に固定された別の部材の一部に形成した、非円形の係合孔と、上記シャフトの一部に設けた、断面形状がこの係合孔とほぼ相似形である係合部とを緩く係合させる。
【００１４】
【作用】
上述の様に構成される本発明の弾性軸継手により、振動の伝達を防止しつつ回転力を伝達する際の作用は、次の通りである。回転力の伝達を行なう場合でも、伝達すべき回転力が低トルクの場合には、弾性部材を介して回転力の伝達を行なう。この様に伝達すべき回転力が低トルクの場合、並びに回転力の伝達が行なわれない場合には、上記弾性部材が、筒状部材とシャフトとの間での振動伝達を防止する。又、軸方向の振動及び変位に関しては、上記弾性部材が軸方向に変位するだけでなく、摺動スリーブが上記シャフトの外周面に対して摺動する事により吸収する。摺動スリーブの内周面とシャフトの外周面との間の摩擦係数は、上記弾性部材の存在に関係なく小さくできる。従って、これら摺動スリーブの内周面とシャフトの外周面との摺動に基づく、上記軸方向の振動及び変位の吸収は、効果的に行なえる。しかも、上記摺動スリーブの内周面及びシャフトの外周面の摩耗を僅少に抑える事ができるので、長期間に亙る使用によっても、これら両周面の摩耗を少なく抑え、弾性軸継手の耐久性確保を図れる。
【００１５】
又、上記伝達すべき回転力のトルクが大きくなった場合には、上記シャフトと上記筒状部材との間に設けたストッパ部の係合に基づき、これらシャフトと筒状部材との間で回転力の伝達を行なう。即ち、上記ストッパ部が、上記弾性部材により伝達し切れない回転力の伝達を行なう。従って、上記弾性部材に過大な応力が加わる事がなく、この弾性部材の耐久性を十分に確保できる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１〜４は、請求項１、２、６に対応する、本発明の実施の形態の第１例を示している。本例は、自動車用操舵装置を構成する自在継手のヨーク２１と、このヨーク２１に付属のシャフト２２とにより、本発明の弾性軸継手２３を構成したものである。筒状部材に相当する上記ヨーク２１は、鋼板に絞り加工等の塑性加工並びにプレスによる打ち抜き加工を施して成るもので、円筒部２４と、この円筒部２４の基端部（図１〜２の右端部）を塞いだ底板部２５と、上記円筒部２４の先端縁部（図１〜２の左端縁部）の直径方向反対側２個所位置を切除する事により残り部分に形成した、アーム２６、２６とを備える。これら１対のアーム２６、２６の先端部には、十字軸６を介して別のヨーク２７を揺動変位自在に連結し、カルダン式の自在継手を構成している。本例の弾性自在継手は、この様な自在継手に組み込んで、ステアリングホイールの操作に基づいて回転するシャフト２２の端部と、このシャフト２２の回転に伴って回転するヨーク２１とを、軸方向及び回転方向に亙る若干の変位を吸収自在に連結するものである。
【００１７】
この様な本発明の弾性軸継手２３は、上記ヨーク２１及びシャフト２２の他、弾性部材２８と、摺動スリーブ２９と、ストッパ部３０とを備える。このうちの弾性部材２８は、保持筒３１により、上記ヨーク２１に対し固定している。この保持筒３１は、ぞれぞれが円筒状に形成した互いに同心の大径部３２と小径部３３とを、円錐曲面状の連続部３４により連続させて成る。このうちの大径部３２の自由状態での内径は、上記ヨーク２１の円筒部２４の基端部分の外径よりも少しだけ小さい。この様な保持筒３１は、上記大径部３２を上記円筒部２４の基端部分に、締り嵌めで外嵌する事により、上記ヨーク２１の基端部に、上記底板部２５よりも上記円筒部２４と反対側に突出する状態で、この円筒部２４と同心に固定している。本例の場合には、上記保持筒３１の小径部３３が、筒状部材である上記ヨーク２１に固設された筒部に相当する。
【００１８】
又、上記弾性部材２８は、ゴム、エラストマー等の弾性材により造られて、上記小径部３３の内周面に、焼き付け、接着等により、この小径部３３に対する位置関係がずれ動かない状態で、保持固定している。そして、この弾性部材２８の内周面に、上記摺動スリーブ２９を保持固定している。この摺動スリーブ２９は、図４に示す様に、それぞれが断面略円弧形である、１対のスリーブ素子３５、３５を、互いの円周方向端縁同士の間に隙間３６、３６を介在させた状態で、円筒状に組み合わせる事により構成している。上記各スリーブ素子３５、３５は、それぞれポリアミド樹脂、ポリ四弗化エチレン樹脂、ポリアセタール樹脂等の合成樹脂、或は含油メタル等の低摩擦材により造り、上記弾性部材２８の内周面に、焼き付け、接着若しくは弾性嵌合に基づく摩擦係合等により、保持固定している。
【００１９】
尚、図示の例では、上記弾性部材２８の内周面の直径方向反対側２個所位置にそれぞれ突条３７、３７を形成し、これら各突条３７、３７を、上記１対のスリーブ素子３５、３５の円周方向端縁同士の間に形成した隙間３６、３６と係合させている。例えば、各スリーブ素子３５、３５と弾性部材２８とを接着若しくは弾性嵌合により組み立てる場合には、上記各突条３７、３７を予め形成しておき、上記弾性部材２８と摺動スリーブ２９との円周方向に亙る位置関係を一義的に規制する。これに対して、上記１対のスリーブ素子３５、３５と保持筒３１とを同心に配置し、これら両部材３５、３１の周面同士の間にゴムを充填し、更に加硫して焼き付ける場合には、これら両部材３５、３１同士を弾性部材２８を介して結合するのと、上記各突条３７、３７の形成とが同時に行なわれる。又、上記各スリーブ素子３５、３５の内周面の円周方向両側の２個所位置には、それぞれ嵌合段部３８、３８を形成している。これら各嵌合段部３８、３８は、上記各スリーブ素子３５、３５の外周面と同心の円弧部３９と、この円弧部３９の内端縁（各スリーブ素子３５、３５の円周方向中央寄り端縁）から連続する内向平坦部４０とから成る。単一のスリーブ素子３５の嵌合段部３８、３８に形成した内向平坦部４０、４０同士は、互いに同一平面上に存在する。又、１対のスリーブ素子３５、３５を組み合わせて摺動スリーブ２９を構成した状態で、これら両スリーブ素子３５、３５の内周面に存在する内向平坦部４０、４０同士は互いに平行である。
【００２０】
一方、前記シャフト２２の先端部には、互いに平行な１対の外向平坦部４１、４１を形成している。即ち、円杆状の上記シャフト２２の先端部の一部で、断面方向に関して直径方向反対側２個所位置を平削する事により、上記各外向平坦部４１、４１を形成している。これら各外向平坦部４１、４１の基端部（図１〜２の右端部）と上記シャフト２２の基端寄り部分の外周面とは、傾斜面４２、４２により連続させている。又、上記シャフト２２の中間部先端寄り部分の外周面で、軸方向（図１〜２の左右方向）に関して上記各傾斜面４２、４２に整合し、円周方向に関してこれら各傾斜面４２、４２から外れた部分には、係止溝４３を形成している。そして、この係止溝４３部分に、ストップリング４４を係止している。このストップリング４４の機能に就いては、後述する。
【００２１】
上述の様な外向平坦部４１、４１を形成したシャフト２２の先端部の断面の寸法と、上記１対のスリーブ素子３５、３５により構成した摺動スリーブ２９の自由状態での寸法との関係に就いて説明する。尚、摺動スリーブ２９の自由状態での寸法とは、この摺動スリーブ２９の内側に上記シャフト２２を挿入（圧入）せず、この摺動スリーブ２９を構成する上記１対のスリーブ素子３５、３５が、前記弾性部材２８の弾力に基づいて前記小径部３３の直径方向内方に変位した状態での寸法を言う。上記シャフト２２の先端部の外径をＤ22とし、上記１対のスリーブ素子３５、３５の内周面に存在する円弧部３９、３９が構成する円の直径をＲ39とした場合に、この直径Ｒ39は、上記外径Ｄ22とほぼ同じか、これよりも僅かに小さく（Ｒ39≦Ｄ22）する。又、上記シャフト２２の先端部に形成した外向平坦部４１、４１同士の間隔Ｄ41を、上記１対のスリーブ素子３５、３５の内周面に存在する内向平坦部４０、４０の間隔Ｄ40よりも少し大きく（Ｄ41＞Ｄ40）している。
【００２２】
上述の様な寸法関係を有する摺動スリーブ２９とシャフト２２の先端部とは、上記１対のスリーブ素子３５、３５を、上記弾性部材２８の弾力に抗して上記小径部３３の直径方向外方に変位させつつ、上記シャフト２２の先端部を摺動スリーブ２９の内側に押し込む（圧入する）事により、互いに組み合わせる。この押し込む作業を容易に行なえる様にする為、上記シャフト２２の先端縁には面取り４５を施している。この様にして摺動スリーブ２９とシャフト２２の先端部とを組み合わせた状態で、上記摺動スリーブ２９を構成する上記各スリーブ素子３５、３５内周面の嵌合段部３８、３８は、上記弾性部材２８の弾性に基づいて、上記シャフト２２の先端部外周面に弾性的に押圧される。
【００２３】
更に、前記ストッパ部３０は、上記シャフト２２と前記ヨーク２１との間に設けて、これらシャフト２２とヨーク２１との軸方向及び回転方向に亙る若干の変位を許容するが、上記弾性部材２８又は上記摺動スリーブ２９の損傷に結び付く様な、所定角度を越えた回転方向に亙る変位を阻止する。この様なストッパ部３０を構成する為に本例の場合には、上記ヨーク２１を構成する前記底板部２５の中央部に、小判形の係合孔４６を形成している。この係合孔４６の形状は、上記シャフト２２の先端部の断面形状と相似形としている。但し、上記係合孔４６の大きさは、上記シャフト２２の先端部の断面形状よりも少し大きくしている。そして、本発明の弾性軸継手２３を構成した状態では上記係合孔４６内に、係合部である上記シャフト２２の先端部を、図１〜３に示す様に緩く挿入している。
【００２４】
上述の様に構成される本発明の弾性軸継手２３により、振動の伝達を防止しつつ回転力を伝達する際の作用は、次の通りである。回転力の伝達を行なう場合でも、伝達すべき回転力が低トルクの場合には、上記弾性部材２８を介して回転力の伝達を行なう。例えば、シャフト２２からヨーク２１に回転力を伝達する場合には、上記シャフト２２の回転が摺動スリーブ２９を構成する１対のスリーブ素子３５、３５を介して上記弾性部材２８に伝わる。そして、この弾性部材２８が、弾性変形しつつ上記回転力を、上記ヨーク２１に伝達する。この様に、伝達すべき回転力が低トルクの場合、並びに回転力の伝達が行なわれない場合には、上記弾性部材２８が、上記ヨーク２１とシャフト２２との間での振動伝達を防止する。又、軸方向の振動及び変位に関しては、上記弾性部材２８が軸方向に変位するだけでなく、上記摺動スリーブ２９が上記シャフト２２の先端部の外周面に対して摺動する事により吸収する。
【００２５】
摺動スリーブ２９の内周面に設けた嵌合段部３８、３８とシャフト２２の外周面との間の摩擦係数は、上記弾性部材２８の存在に関係なく小さくできる。従って、これら各嵌合段部３８、３８とシャフト２２の先端部外周面との摺動に基づく、上記軸方向の振動及び変位の吸収は、効果的に行なえる。しかも、上記摺動スリーブ２９の内周面に設けた上記各嵌合段部３８、３８及びシャフト２２の外周面の摩耗は僅少に抑える事ができるので、長期間に亙る使用によっても、これら両周面の摩耗を少なく抑え、弾性軸継手の耐久性確保を図れる。尚、上記ヨーク２１とシャフト２２とが互いに近づく方向に大きく変位する傾向になった場合には、前記ストップリング４４が上記摺動スリーブ２９の基端面（図１〜２の右端面）に衝合して、それ以上上記ヨーク２１とシャフト２２とが互いに近づく事を防止する。従って、上記シャフト２２が、前記十字軸６や別のヨーク２７等、自在継手を構成する他の部品と干渉する事はない。
【００２６】
又、上記伝達すべき回転力のトルクが大きくなった場合には、上記シャフト２２と上記ヨーク２１との間に設けたストッパ部３０の係合に基づき、これらシャフト２２とヨーク２１との間で回転力の伝達を行なう。即ち、上記シャフト２２の先端部に設けた外向平坦部４１、４１の一部が、上記ヨーク２１の底板部２５に設けた係合孔４６を構成する１対の直線縁部４７、４７と衝合する。そして、これら外向平坦部４１、４１と直線縁部４７、４７との間で、上記弾性部材２８により伝達し切れない回転力の伝達を行なう。従って、上記弾性部材２８に過大な応力が加わる事がなく、この弾性部材２８の耐久性を十分に確保できる。
【００２７】
次に、図５〜７は、請求項１、３、５に対応する、本発明の実施の形態の第２例を示している。本例の場合には、摺動スリーブ２９ａを２分割構造とせず、一体構造とすると共に、車両への組み付け時にヨーク２１とシャフト２２との軸方向に関する位置決めを図る為の構造を付加している。これら第１例と異なる構造のうち、先ず、上記摺動スリーブ２９ａに関して説明する。この摺動スリーブ２９ａは、上述した第１例の摺動スリーブ２９を構成するスリーブ素子３５、３５（図４）と同様の形状を有する半円弧部４８、４８の円周方向端縁同士を、薄肉部４９、４９により互いに連続させている。これら両薄肉部４９、４９は、シャフト２２の先端部を上記摺動スリーブ２９ａ内に押し込む際に伸びて、この摺動スリーブ２９ａ内に上記シャフト２２の先端部を押し込む事を許容する。尚、上記各薄肉部４９、４９は、上記摺動スリーブ２９ａの直径方向内方に片寄せた状態で設け、この摺動スリーブ２９ａの外周面の直径方向反対側２個所位置で上記各薄肉部４９、４９に対応する部分に、それぞれ凹溝５４、５４を形成している。そして、弾性部材２８の一部をこれら各凹溝５４、５４に係合させて、この弾性部材２８と上記摺動スリーブ２９ａとが、円周方向に関してずれ動く事を防止している。尚、弾性部材２８の内周面と摺動スリーブ２９ａの外周面とを焼き付けにより結合する場合、弾性部材２８のゴムの一部が上記各凹溝５４、５４内に進入する事は、前述の第１例の場合と同様である。
【００２８】
次に、車両への組み付け時にヨーク２１とシャフト２２との軸方向に関する位置決めを図る為の構造に就いて説明する。上記シャフト２２の先端部には、位置決めリング５０を外嵌固定している。この位置決めリング５０は、金属板を曲げ形成する事により、断面Ｌ字形で全体を円環状に形成している。この様な位置決めリング５０は、上記シャフト２２の先端部に形成した１対の外向平坦部４１、４１を跨ぐ状態で、上記シャフト２２の先端部に外嵌固定している。この様に位置決めリング５０を上記シャフト２２の先端部に外嵌した状態で、この位置決めリング５０を構成する円筒部５１の内周面と上記両外向平坦部４１、４１との間には、それぞれ隙間５２、５２が存在する。又、上記円筒部５１の直径方向反対側２個所位置で、それぞれ上記各隙間５２、５２に対向する部分には、それぞれ係止孔５３、５３を形成している。
【００２９】
一方、上記摺動スリーブ２９ａの基端縁（図５〜６の右端縁）の直径方向反対側２個所位置からは、それぞれ弾性腕片５５、５５を延出させている。これら各弾性腕片５５、５５の外周側面の中間部には係止突部５６、５６を、同じく先端部には鉤片５７、５７を、それぞれ形成している。本例の弾性軸継手を組み立てるべく、上記シャフト２２を上記摺動スリーブ２９ａの内側に押し込むと、上記位置決めリング５０の内周縁と上記各鉤片５７、５７との係合に基づき、上記各弾性腕片５５、５５の先端部が上記摺動スリーブ２９ａの直径方向内方に変位し、これら各弾性腕片５５、５５が上記位置決めリング５０、５０内に入り込む。そして、そのまま上記シャフト２２を上記摺動スリーブ２９ａの内側に押し込み続けると、上記各弾性腕片５５、５５の中間部外周側面に形成した係止突部５６、５６と上記位置決めリング５０に形成した係止孔５３、５３とが係合する。尚、本例の構造を構成する為に好ましくは、上記摺動スリーブ２９ａを（含油メタルではなく）合成樹脂により構成する。
【００３０】
これら係止突部５６、５６と係止孔５３、５３との係合強度は、次の様に規制する。先ず、係合強度の最小値に関しては、自動車用操舵装置の組立時に弾性軸継手を取り扱う作業者が、通常加える可能性がある程度の力では外れない程度に規制する。これに対し、最大値に関しては、自動車用操舵装置の組立後、上記摺動スリーブ２９ａとシャフト２２との間に走行時の振動等に伴って軸方向に亙る大きな力が加わった場合に、上記係止突部５６、５６と係止孔５３、５３との係合が外れ、上記摺動スリーブ２９ａとシャフト２２とが円滑に摺動する様に規制する。尚、上記各弾性腕片５５、５５の外周側面の先端部に形成した鉤片５７、５７は、上記シャフト２２が上記摺動スリーブ２９ａから抜け出る方向に変位するのを制限する為に設けている。この様な鉤片５７、５７は必ずしも必要ではなく、省略しても良い。
【００３１】
本例の場合には、摺動スリーブ２９ａを一体構造とする事により、この摺動スリーブ２９ａを弾性部材２８の内側に保持固定する作業を容易に行なえる。又、車両への組み付け時にヨーク２１とシャフト２２との軸方向に関する位置決めを図る構造を設ける事により、本発明の弾性軸継手を組み込んだ自在継手を自動車用操舵装置に組み付ける作業を能率良く（初期設置位置を規制する作業を容易に）行なえる。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３２】
次に、図８〜１０は、請求項１、２、４〜６に対応する、本発明の実施の形態の第３例を示している。本例の場合には、摺動スリーブ２９ｃの内周面とシャフト２２の先端部外周面との摺動部に異物が入り込むのを防止する為のシール構造を付設すると共に、保持筒３１ａとシャフト２２の中間部との間に、ヨーク２１とシャフト２２との軸方向に関する位置決めを図る為の位置決め構造を設けている。これら本例の特徴となる構造のうち、先ず、上記シール構造に関して説明する。
【００３３】
上記ヨーク２１の内周面基端寄り（図８〜９の右端寄り）部分と上記シャフト２２の先端部外周面との間には、第一のベローズ５８を設けている。この第一のベローズ５８は、ゴム、エラストマー等の弾性材により造り、外周縁部を上記ヨーク２１の内周面基端寄り部分に内嵌すると共に、内周縁部を上記シャフト２２の先端部外周面に外嵌して、これらヨーク２１の内周面と上記シャフト２２の外周面との間を塞いでいる。この様にしてヨーク２１の内周面と上記シャフト２２の外周面との間を塞ぐ事により、上記ヨーク２１の先端（図８〜９の左端）開口部からこのヨーク２１内に入った、雨水、塵芥等、自動車室外に存在する異物が、上記摺動スリーブ２９ｃの内周面とシャフト２２の先端部外周面との摺動部に入り込む事を防止する。尚、上記第一のベローズ５８の剛性は低く、従って、この第一のベローズ５８が上記ヨーク２１とシャフト２２との相対変位に対する抵抗になる事は殆どない。
【００３４】
又、上記ヨーク２１に対して弾性部材２８及び上記摺動スリーブ２９ｃを保持する為の保持筒３１ａは、これら弾性部材２８及び摺動スリーブ２９ｃよりも、上記ヨーク２１と反対側にまで延長させている。そして、この延長部分の外周面に、第二のベローズ５９（図８にのみ図示。図９には省略。）の内周縁部を係止している。この第二のベローズ５９の外周縁部に固定した固定環６０は、エンジンルームと室内とを仕切る隔壁６１に設けた通孔６２の内側に固定する。従って、上記保持筒３１ａはこの通孔６２の内側部分に弾性的に支持され、この通孔６２を通じて室内に異物が入り込む事もない。
【００３５】
次に、ヨーク２１とシャフト２２との軸方向に関する位置決めを図る為の位置決め構造に就いて説明する。上記シャフト２２の中間部外周面には係合溝６３を、全周に亙って形成している。又、上記保持筒３１ａの先端部（図８〜９の右端部）で上記係合溝６３に整合する部分の円周方向４個所位置には、通孔６４、６４を形成している。そして、弾性を有する線材を略Ｕ字形に曲げ形成して成る係止ピン６５の一部を、上記各通孔６４、６４を通じて上記保持筒３１ａ内に挿入し、この挿入した部分を、上記係合溝６３に係合させている。従って、上記係止ピン６５を上記各通孔６４、６４に挿通した状態では、上記ヨーク２１とシャフト２２との軸方向に関する位置決めを図れ、本発明の弾性軸継手を組み込んだ自在継手を自動車用操舵装置に組み付ける作業を能率良く行なえる。上記係止ピン６５は、組み付け作業の完了後、上記各通孔６４、６４から引き抜く。
【００３６】
尚、本例の場合には、上記シャフト２２の中間部外周面に係止したストップリング４４ａを上記保持筒３１ａの先端縁（図８〜９の右端縁）と衝合自在とする事により、上記ヨーク２１とシャフト２２とが互いに近づく方向に変位する事を制限している。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００３７】
次に、図１１〜１３は、請求項１、２、６、７に対応する、本発明の実施の形態の第４例を示している。本例の場合には、摺動スリーブ２９ｄを利用する事により、ヨーク２１とシャフト２２との位置決め（心合わせ）を精度良く行なえる様にしている。この為に本例の場合には、上記摺動スリーブ２９ｄの先端縁（図１１〜１２の左端縁）４個所位置に、この先端縁から軸方向（図１１〜１２の左方）に突出する突片６６ａ、６６ｂを設けている。これら各突片６６ａ、６６ｂの外周側面は、それぞれ上記摺動スリーブ２９ｄの中心軸をその中心軸とする部分円筒面としている。
【００３８】
又、上記ヨーク２１の底板部２５の中央部に形成した略小判形の係合孔４６ａは、上記ヨーク２１の中心軸をそれぞれの中心軸とする、１対の第一円弧部６７、６７と、これら両第一円弧部６７、６７の両端同士を互いに連続させる、互いに平行な１対の直線部６８、６８とを有する。更に、これら両直線部６８、６８の中央部には、上記ヨーク２１の中心軸をそれぞれの中心軸とする、１対の第二円弧部６９、６９を設けている。上記摺動スリーブ２９ｄの先端縁４個所位置に形成した突片６６ａ、６６ｂのうち、直径方向反対側２個所位置に存在する突片６６ａ、６６ａは、上記シャフト２２の先端部外周面のうちの円筒面部と上記各第一円弧部６７、６７の内周面との間に、残り２個所位置に存在する突片６６ｂ、６６ｂは、上記シャフト２２の先端部外周面のうちの外向平坦部４１、４１と上記第二円弧部６９、６９の内周面との間に、それぞれがたつきなく挿入している。
【００３９】
この様に、上記各突片６６ａ、６６ｂを上記シャフト２２の先端部外周面と上記係合孔４６ａとの間にがたつきなく挿入する事により、上記ヨーク２１とシャフト２２との位置決めを精度良く行なえる。各突片６６ａ、６６ｂの外周側面は、それぞれ上記摺動スリーブ２９ｄの中心軸をその中心軸とする部分円筒面としている為、上記各突片６６ａ、６６ｂを上記シャフト２２の先端部外周面と上記係合孔４６ａとの間にがたつきなく挿入しても、上記ヨーク２１とシャフト２２とは円滑に相対回転する。尚、本例の場合には、上記ヨーク２１とシャフト２２とが互いに近づく方向に変位する事を制限する為のストップリング４４ｂを、上記シャフト２２の先端部で、上記外向平坦部４１、４１を形成した部分の中間部に装着している。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００４０】
次に、図１４〜１５は、請求項１、２、６に対応する、本発明の実施の形態の第５例を示している。本例の場合には、ヨーク２１ａを構成する円筒部２４ａの基端部に保持筒３１ｂを内嵌固定している。そして、この保持筒３１ｂの内周面とシャフト２２の外周面との間に弾性部材２８及び摺動スリーブ２９を設けると共に、上記保持筒３１ｂと上記シャフト２２との間に、ストッパ部３０ａを設けている。このストッパ部３０ａを設ける為に、上記保持筒３１ｂの先端部（図１４〜１５の左端部）内周面には、内周縁形状が小判形である、内向鍔部７０を形成している。そして、この内向鍔部７０の内周縁と上記シャフト２２の先端部外周面とを、前述の第１例に於ける係合孔４６とシャフト２２の先端部との係合状態（図３参照）と同様に、円周方向に亙る若干の変位並びに軸方向に亙る変位自在に係合させている。
【００４１】
又、上記保持筒３１ｂの外周面の直径方向反対側２個所位置にはそれぞれ突片７１、７１を、直径方向に突出する状態で形成している。そして、これら各突片７１、７１を、上記ヨーク２１ａの基端縁（図１４〜１５の右端縁）に形成した切り欠き７２、７２にがたつきなく嵌合させ、更にこれら各切り欠き７２、７２の開口部を、この開口部の幅寸法が小さくなる方向にかしめ曲げている。これらの構成により、上記各突片７１、７１が上記各切り欠き７２、７２から抜け出る事を防止して、上記保持筒３１ａを上記ヨーク２１ａに対し、非分離に結合固定している。その他の構成及び作用は、前述した第１例の場合と同様であるから、同等部分には同一符号を付して、重複する説明を省略する。
【００４２】
尚、ストッパ部の構造に関しては、図示の各例の構造に限らず、従来から知られている各種構造を採用できる。例えば、前述の特開昭５６−１３１８３１号公報に記載された如く、筒状部材に固定された別の部材の一部に、小判形、Ｄ字形等の非円形の係合孔を設けると共に、シャフトの一部に設けた、断面形状がこの係合孔とほぼ相似形である係合部と、上記係合孔とを緩く係合させる事もできる。更には、前述の図１６〜１８に示した従来構造の様に、ヨークを構成する円筒部１４の一部に形成した切り欠き１７、１７と、シャフト２の先端部に固定した伝達駒８の突部１０、１０とを緩く係合させる事で、ストッパ部を構成する事もできる。但し、この様な伝達駒８を使用する構造の場合には、この伝達駒８をシャフト２の先端部に固定する作業を、円筒部１４とシャフト２とを組み合わせた後に行なう必要があり、組立作業が多少面倒になる。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の弾性軸継手は、以上に述べた通り構成され作用するので、比較的安価に製作できるにも拘らず、十分な耐久性を確保し、しかも軸方向に亙る大きな変位を吸収できる実用的な構造を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す部分切断側面図。
【図２】図１のＡ−Ａ断面図。
【図３】保持筒を省略して示す、図１のＢ−Ｂ断面図。
【図４】図２のＣ−Ｃ断面図。
【図５】本発明の実施の形態の第２例を示す部分切断側面図。
【図６】図５のＤ−Ｄ断面図。
【図７】図６のＥ−Ｅ断面図。
【図８】本発明の実施の形態の第３例を示す部分切断側面図。
【図９】図８のＦ−Ｆ断面図。
【図１０】図９のＧ−Ｇ断面図。
【図１１】本発明の実施の形態の第４例を示す部分切断側面図。
【図１２】図１１のＨ−Ｈ断面図。
【図１３】保持筒を省略して示す、図１２のＩ−Ｉ断面図。
【図１４】本発明の実施の形態の第５例を示す側面図。
【図１５】図１４のＪ−Ｊ断面図。
【図１６】従来構造の１例を示す斜視図。
【図１７】十字軸と第二ヨークとを省略して示す、図１６のＫ−Ｋ断面図。
【図１８】図１７の左方から見た図。
【符号の説明】
１  自在継手
２  シャフト
３  緩衝筒
４  第一ヨーク
５  第二ヨーク
６  十字軸
７  セレーション軸部
８  伝達駒
９  中心孔
１０  突部
１１  弾性材
１２  内側スリーブ
１３  外側スリーブ
１４  円筒部
１５  第一アーム
１６  第一円孔
１７  切り欠き
１８  第二アーム
１９  別のシャフト
２０  第二円孔
２１、２１ａ  ヨーク
２２  シャフト
２３  弾性軸継手
２４、２４ａ  円筒部
２５  底板部
２６  アーム
２７  別のヨーク
２８  弾性部材
２９、２９ａ、２９ｃ、２９ｄ  摺動スリーブ
３０、３０ａ  ストッパ部
３１、３１ａ、３１ｂ  保持筒
３２  大径部
３３  小径部
３４  連続部
３５  スリーブ素子
３６  隙間
３７  突条
３８  嵌合段部
３９  円弧部
４０  内向平坦部
４１  外向平坦部
４２  傾斜面
４３  係止溝
４４、４４ａ、４４ｂ  ストップリング
４５  面取り
４６、４６ａ  係合孔
４７  直線縁部
４８  半円弧部
４９  薄肉部
５０  位置決めリング
５１  円筒部
５２  隙間
５３  係止孔
５４  凹溝
５５  弾性腕片
５６  係止突部
５７  鉤片
５８  第一のベローズ
５９  第二のベローズ
６０  固定環
６１  隔壁
６２  通孔
６３  係合溝
６４  通孔
６５  係止ピン
６６ａ、６６ｂ  突片
６７  第一円弧部
６８  直線部
６９  第二円弧部
７０  内向鍔部
７１  突片
７２  切り欠き
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
0003627441.tif 000015
【図１５】
0003627441.tif 000016
【図１６】
0003627441.tif 000017
【図１７】
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【図１８】
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