(57)【要約】【課題】軸部とニードルとの間に負の隙間を設定した自在継手を、低コストで得る。【解決手段】１対のアーム部１１ａ、１１ｂにそれぞれ設ける１対の軸受孔１９ａ、１９ｂが同軸上に存在しない様に、それぞれの中心軸Ｌ１９ａ、Ｌ１９ｂを所定方向に傾斜させる。又、この様な軸受孔１９ａ、１９ｂに挿入する軸部２２ａ、２２ａに関して、外周面の母線形状を凸円弧状とすると共に、軸方向先端部の外径寸法を軸方向中間部の外径寸法よりも小さくする。【選択図】図４
2018084250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸受孔がそれぞれ設けられた１対のアーム部を有するヨークと、
隣り合う軸部の中心軸同士が互いに直交する状態で設けられた４本の軸部を有する十字軸と、
前記各軸受孔に内嵌固定された有底円筒状の軸受カップと、これら各軸受カップの内周面と前記各軸部の外周面との間に転動自在に配置されたニードルとを有するニードル軸受と、を備え、
前記１対のアーム部にそれぞれ設けられた１対の軸受孔は同軸上に存在しておらず、
前記各軸部は、外周面の母線形状が凸円弧状であり、軸方向先端部及び軸方向基端部の外径寸法が軸方向中間部の外径寸法よりも小さい、
十字軸式自在継手。
【請求項２】
前記各軸部の先端面から軸方向に突出する状態で設けられた弾性材製のピンの先端部が、前記各軸受カップの底部の内面に弾性的に当接している、請求項１に記載した十字軸式自在継手。
【請求項３】
前記各軸部の先端面が凸曲面であり、前記各軸受カップの底部の内面が凹曲面である、請求項１に記載した十字軸式自在継手。
【請求項４】
前記各軸部の先端面の曲率半径が、前記各軸受カップの底部の内面の曲率半径よりも小さい、請求項３に記載した十字軸式自在継手。
【請求項５】
前記各軸部の先端面と前記各軸受カップの底部の内面との間に滑り板が挟持されている、請求項３〜４のうちの何れか１項に記載した十字軸式自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば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する為のステアリング装置に組み込んで使用する、十字軸式自在継手の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用のステアリング装置では、同一直線上に存在しないステアリングシャフトとステアリングギヤを構成するピニオン軸との間で、回転力の伝達を行う為、これらステアリングシャフトとピニオン軸との間に、中間シャフトを設けると共に、中間シャフトと、ステアリングシャフト及びピニオン軸とを、それぞれカルダン継手と呼ばれる十字軸式自在継手を介して連結する事が行われている。
【０００３】
十字軸式自在継手は、１対のヨークを、十字軸を介して、トルク伝達を可能に連結する事により構成されている。具体的には、十字軸式自在継手は、それぞれが略Ｕ字状に構成された１対のヨークを、円周方向に関する位相を９０度ずらして対向配置した状態で、これら両ヨークを構成する１対のアーム部にそれぞれ設けられた軸受孔の内側に、軸受カップとニードルから成るニードル軸受を介して、十字軸を構成する円柱状の軸部を回転自在に支持する事で構成されている。又、軸部とニードルとの間の隙間を負の隙間に設定する（締め代を負にする）事で、十字軸式自在継手の使用時のがたつきを抑える事も行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０９４７３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述の様な構成を有する十字軸式自在継手は、アーム部に設けられた軸受孔の内側に、十字軸を構成する軸部を緩く挿入した後、軸部と軸受孔との間部分にニードル軸受を組み込む（押し込む）作業を行う事で組み立てられている。この為、軸部とニードルとの間に負の隙間を設定する場合には、ニードル軸受の組み込み時に、ニードルの外周面や軸部の外周面に、傷などの損傷を生じさせる可能性がある。
【０００６】
この様な事情に鑑みて、例えば特許文献１には、ヨークを構成する１対のアーム部を、互いの内側面同士の幅を広げる様に弾性変形させた状態で、１対の軸受孔の中心軸同士が互いに一致する様に、軸受孔の形成方向を工夫する発明が記載されている。この様な特許文献１に記載された構造によれば、ニードル軸受の組み込み作業を、軸部とニードルとの間の隙間が正の隙間となった状態で行う事ができる一方で、組み込み後は、１対のアーム部を弾性復元させる事により、軸部とニードルとの間の隙間を負の隙間とする事ができる。この為、ニードル軸受の組み込み時に、ニードルの外周面や軸部の外周面に傷などの損傷が生じる事を防止できる。
【０００７】
但し、特許文献１に記載された構造の場合には、１対の軸受孔の傾斜角度と１対のアーム部の開き角度とを厳密に規制する必要がある為、組立作業が面倒で、コストが嵩み易くなる。又、１対の軸受孔の形成方向が限定される為、設計の自由度が低くなる。
【０００８】
更に従来から、軸部とニードルとの間に負の隙間を設定する場合には、負の隙間の大きさ（絶対値）が適正となる十字軸とニードル軸受との組み合わせを、複数の十字軸及びニードル軸受の中から選択（マッチング）する作業が行われている。この為、組立工数が増加し、コスト上昇の原因になっている。又、軸部の外径寸法は、軸部とニードルとの間の隙間の大きさに直接影響を与える為、軸部の外周面には、高い寸法精度を満足すべく研削加工を施す事が行われており、やはり加工コストが嵩む原因となっている。
【０００９】
本発明は、上述の様な事情に鑑みて、軸部とニードルとの間に負の隙間を設定した十字軸式自在継手を、低コストで得られる構造を実現すべく発明したものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の十字軸式自在継手は、ヨークと、十字軸と、ニードル軸受とを備える。
このうちのヨークは、例えば円形状の軸受孔がそれぞれの先端部に設けられた１対のアーム部を有している。
前記十字軸は、隣り合う軸部の中心軸同士が互いに直交する状態で設けられた４本の軸部を有している。
前記ニードル軸受は、前記各軸受孔に内嵌固定された有底円筒状の軸受カップと、これら各軸受カップの内周面と前記各軸部の外周面との間に転動自在に配置された複数本のニードルとを有している。
そして、本発明の場合には、前記１対のアーム部にそれぞれ設ける１対の軸受孔が同軸上（それぞれの中心軸が同一直線上）に存在しない様に、これら１対の軸受孔の形成方向や形成位置を工夫している。
又、前記各軸部は、外周面の母線形状を凸円弧状とし、軸方向先端部及び軸方向基端部の外径寸法を軸方向中間部の外径寸法よりも小さくしている。別な言い方すれば、軸部の軸方向中間部を最大径部としている。
尚、１対の軸受孔が同軸上に存在しないとは、具体的には、１対の軸受孔のそれぞれの中心軸が互いに離隔して平行に配置される態様や、１対の軸受孔のそれぞれの中心軸が１点でのみ交わる態様、ねじれの位置関係に存在する態様で、１対の軸受孔が形成されている場合を言う。
【００１１】
又、本発明を実施する場合には、例えば、前記各軸部の先端面に開口する状態で有底の挿入孔を設け、この挿入孔内に弾性材製のピンを挿入する。そして、前記各軸部の先端面から突出した前記各ピンの先端部を、前記各軸受カップの底部の内面に弾性的に当接させる事ができる。
【００１２】
或いは、前記各軸部の先端面を凸曲面とすると共に、前記各軸受カップの底部の内面を凹曲面とする事ができる。
この様な構成を採用した場合には更に、前記各軸部の先端面の曲率半径を、前記各軸受カップの底部の内面の曲率半径よりも小さくしたり、前記各軸部の先端面と前記各軸受カップの底部の内面との間にシート状の滑り板を挟持したりする事ができる。
【発明の効果】
【００１３】
上述の様な構成を有する本発明の十字軸式自在継手によれば、軸部とニードルとの間に負の隙間を設定した構造を、低コストで得られる。
即ち、本発明の場合には、軸部の外周面の母線形状を凸円弧状としている為、同軸上に存在しない１対の軸受孔にニードル軸受を組み込んだ際に、軸部の中心軸とニードル軸受の中心軸とがそれぞれ不一致になる。これにより、母線形状が凸円弧状となった軸部の外周面によって、ニードル軸受に対して、内径を押し広げる様な径方向外向の力を作用させられる為、軸部とニードルとの間に負の隙間を設定できる。又、負の隙間の大きさは、１対の軸受孔の中心軸同士のずれ量を調整する事で容易に調整できる。
又、軸部の中心軸とニードル軸受の中心軸とがそれぞれ不一致となった場合にも、軸部の外周面の母線形状が凸円弧状である為、軸部の外周面の軸方向一部をニードルの外周面に対し適切な面圧で接触させる事ができる。
又、軸部の軸方向先端部の外径寸法を、軸方向中間部の外径寸法よりも小さくしている為、ニードル軸受の組み込み時に、ニードルの外周面や軸部の外周面に傷などの損傷が生じる事を有効に防止できる。
又、十字軸の傾斜を利用して、軸部とニードルとの間に負の隙間を設定できる為、軸部の外周面に対して要求される寸法精度を低くする事ができる。この為、従来から行われていたマッチング作業を省略したり、軸部の外周面に対して行う研削加工を省略したりする事も可能になる。更に、本発明の場合には、１対の軸受孔が同軸上に存在しなければ足り、中心軸同士のずれの態様は限定されない為、設計上の自由度が低くなる事もない。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施の形態の第１例を示す自動車用操舵装置の断面図。
【図２】同じく図１のＡ部拡大図。
【図３】同じく図２のＢ−Ｂ断面図。
【図４】同じく他方のヨークを省略して示す図２のＣ−Ｃ断面図。
【図５】同じく図４から十字軸及びニードル軸受を省略した状態を示す断面模式図。
【図６】同じく自在継手の分解斜視図。
【図７】本発明の実施の形態の第１例の変形例を他方のヨークを省略した状態で示す、図５に相当する図。
【図８】本発明の実施の形態の第２例を示す、図７と同様の図。
【図９】本発明の実施の形態の第３例を示す、図４に相当する図。
【図１０】本発明の実施の形態の第４例を示す、図９の上部に相当する図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
［実施の形態の第１例］
本発明の実施の形態の第１例に就いて、図１〜６を参照しつつ説明する。図示の自動車用操舵装置は、後端部にステアリングホイール１を固定したステアリングシャフト２を、円筒状のステアリングコラム３の内側に、回転自在に支持している。操舵時に、ステアリングホイール１の動きは、ステアリングシャフト２、電動アシスト装置４、自在継手５ａ、中間シャフト６、別の自在継手５ｂを介して、ステアリングギヤユニットの入力軸であるピニオン軸に伝達される。そして、このピニオン軸が回転すると、ステアリングギヤユニットの両側に配置された１対のタイロッドが押し引きされ、左右１対の操舵輪に、ステアリングホイール１の操作量に応じた舵角が付与される。
【００１６】
上述の様な自動車用操舵装置に組み込まれた１対の自在継手５ａ、５ｂは何れも、本発明の対象になる十字軸式のものであるが、これら１対の自在継手５ａ、５ｂは、連結対象となる軸が異なる以外、基本的な構成は同じである。この為、本例では、図１に図２〜６を加え、このうちの自在継手５ａのみを対象に詳しい説明を行う。
【００１７】
自在継手５ａは、一般的にカルダン継手と呼ばれ、同一直線上に存在しない１対の軸同士の間で回転力の伝達を可能にするもので、１対の金属製（例えば炭素鋼鋳鋼材製）のヨーク７ａ、７ｂと、十字軸８と、４個のニードル軸受９ａ〜９ｄとを備えている。
【００１８】
１対のヨーク７ａ、７ｂのうち、一方（図１、２、３、６の右方）のヨーク７ａは、全体が略Ｕ字状に構成されており、基部１０ａと、この基部１０ａの軸方向一端縁（図１、２、６の左端縁）から延出した１対のアーム部１１ａ、１１ｂとを備えている。
【００１９】
基部１０ａは、円周方向１個所を不連続部とした欠円筒状に構成されており、その内側に軸方向に貫通した取付孔１２ａが設けられている。そして、この取付孔１２ａに、電動アシスト装置４を構成する出力軸１３の端部が挿入されている。又、基部１０ａのうち、円周方向に関して不連続部の両側に位置する部分に、互いに略平行に配置された１対の側板部１４ａ、１４ｂが設けられている。そして、このうちの一方の側板部１４ａに形成された通孔１５ａを挿通したボルト１６ａを、他方の側板部１４ｂに形成された通孔１５ｂの内周面に形成された雌ねじ又は通孔１５ｂに内嵌固定されたナットに形成された雌ねじに螺合させている。これにより、基部１０ａを縮径して、出力軸１３の端部外周面を取付孔１２ａの内周面により強く抑え付けている。又、出力軸１３の端部とトーションバー１７の端部とを跨いで設けられた連結軸１８の一部を、１対の側板部１４ａ、１４ｂ同士の間に配置して、ヨーク７ａと出力軸１３との相対回転を防止している。
【００２０】
アーム部１１ａ、１１ｂは、基部１０ａの軸方向一端部で径方向反対側となる２個所位置から軸方向に延出する状態で設けられており、それぞれが略平板状で、互いの内側面同士を対向させている。又、アーム部１１ａ、１１ｂの先端部には、アーム部１１ａ、１１ｂを板厚方向に貫通する、円形の貫通孔である軸受孔１９ａ、１９ｂが設けられている。
【００２１】
特に本例の場合には、１対の軸受孔１９ａ、１９ｂが同軸上に存在しない様に、軸受孔１９ａ、１９ｂの形成方向を工夫している。即ち、図５に示す様に、基部１０ａの中心軸に直交する仮想平面上に位置する基準線Ｌ１上に元々は存在させていた、一方の軸受孔１９ａの中心軸Ｌ１９ａと他方の軸受孔１９ｂの中心軸Ｌ１９ｂとを、基部１０ａの円周方向に関して片側（図４、５中の矢印Ａ方向、時計回り）に所定角度（例えば０．３〜１．５°）だけそれぞれ傾斜させている。又、本例では、一方の軸受孔１９ａの中心軸Ｌ１９ａと他方の軸受孔１９ｂの中心軸Ｌ１９ｂとの、前記基準線Ｌ１に対する傾斜角度を同じとしている為、中心軸Ｌ１９ａと中心軸Ｌ１９ｂとは、互いに平行に配置され、交差する事はない。但し、一方の軸受孔１９ａの中心軸Ｌ１９ａと他方の軸受孔１９ｂの中心軸Ｌ１９ｂとの、前記基準線Ｌ１に対する傾斜角度を互いに異ならせて、中心軸Ｌ１９ａと中心軸Ｌ１９ｂとを１点で交差させても良いし、中心軸Ｌ１９ａと中心軸Ｌ１９ｂとを、同一平面上に配置せず、かつ、傾斜角度を互いに異ならせて、交差させない様にしても良い。又、本例の場合、一方の軸受孔１９ａと他方の軸受孔１９ｂとは、基部１０ａの中心軸上の点を中心とする回転対称となっており、その位相は１８０度ずれている。
尚、図５には、理解を容易にする為に、軸受孔１９ａ、１９ｂ及び後述する軸受孔１９ｃ、１９ｄの傾斜角度を、実際の場合よりも大きく描いている。但し、軸受孔１９ａ〜１９ｄの傾斜角度は、加工公差に基づき生じ得る傾斜角度よりは十分に大きい。
【００２２】
自在継手５ａを構成する他方（図１、２、３、６の左方）のヨーク７ｂも、基本的には、一方のヨーク７ａと同じ構成を有しており、基部１０ｂと、１対のアーム部１１ｃ、１１ｄとを備えている。
【００２３】
基部１０ｂは、円周方向１個所を不連続部とした欠円筒状に構成されており、その内側に軸方向に貫通した取付孔１２ｂが設けられている。そして、この取付孔１２ｂに、中間シャフト６を構成するインナシャフト２０の端部が挿入されている。又、基部１０ｂのうち、円周方向に関して不連続部の両側に位置する部分に、互いに略平行に配置された１対の側板部１４ｃ、１４ｄが設けられている。そして、このうちの一方の側板部１４ｃに形成された通孔を挿通したボルト１６ｂを、他方の側板部１４ｄに形成された通孔１５ｃの内周面に形成された雌ねじ又は通孔１５ｃに内嵌固定されたナットに形成された雌ねじに螺合させている。これにより、基部１０ｂを縮径して、インナシャフト２０の端部外周面を取付孔１２ｂの内周面により強く抑え付けている。
【００２４】
アーム部１１ｃ、１１ｄは、基部１０ｂの軸方向他端部で径方向反対側となる２個所位置から軸方向に延出する状態で設けられており、それぞれが略平板状で、互いの内側面同士を対向させている。又、アーム部１１ｃ、１１ｄの先端部には、アーム部１１ｃ、１１ｄを板厚方向に貫通する、円形の貫通孔である軸受孔１９ｃ、１９ｄが設けられている。
【００２５】
特に本例の場合には、１対の軸受孔１９ｃ、１９ｄに関しても、これら軸受孔１９ｃ、１９ｄが同軸上に存在しない様に、軸受孔１９ｃ、１９ｄの形成方向を工夫している。即ち、図５に示す様に、基部１０ｂの中心軸に直交する仮想平面上に位置する基準線Ｌ２上に元々は存在させていた、一方の軸受孔１９ｃの中心軸Ｌ１９ｃと他方の軸受孔１９ｄの中心軸Ｌ１９ｄとを、基部１０ｂの円周方向に関して片側（図中の矢印Ａ方向、時計回り）に所定角度（例えば０．３〜１．５°）だけそれぞれ傾斜させている。又、本例では、一方の軸受孔１９ｃの中心軸Ｌ１９ｃと他方の軸受孔１９ｄの中心軸Ｌ１９ｄとの、前記基準線Ｌ２に対する傾斜角度を同じとしている為、中心軸Ｌ１９ｃと中心軸Ｌ１９ｄとは、互いに平行に配置され、交差する事はない。但し、一方の軸受孔１９ｃの中心軸Ｌ１９ｃと他方の軸受孔１９ｄの中心軸Ｌ１９ｄとの、前記基準線Ｌ２に対する傾斜角度を互いに異ならせて、中心軸Ｌ１９ｃと中心軸Ｌ１９ｄとを１点で交差させても良いし、中心軸Ｌ１９ｃと中心軸Ｌ１９ｄとを、同一平面上に配置せず、かつ、傾斜角度を互いに異ならせて、交差させない様にしても良い。又、本例の場合、一方の軸受孔１９ｃと他方の軸受孔１９ｄとは、基部１０ｂの中心軸上の点を中心とする回転対称となっており、その位相は１８０度ずれている。更に本例では、ヨーク７ｂに設けられた軸受孔１９ｃ、１９ｄと、ヨーク７ａに設けられた軸受孔１９ａ、１９ｄとで、傾斜方向及び傾斜角度を同じとしているが、これらは互いに異ならせても良い。
【００２６】
十字軸８は、全体が十字状に構成されており、結合基部２１と、結合基部２１の円周方向等間隔４個所位置からそれぞれ放射状に設けられた４本の軸部２２ａ〜２２ｄを有している。４本の軸部２２ａ〜２２ｄの中心軸は、互いに同一仮想平面上に存在しており、隣り合う軸部２２ａ〜２２ｄの中心軸同士は、互いに直交している。特に本例の場合には、４本の軸部２２ａ〜２２ｄを、外径寸法が全長に亙り変化しない円柱状ではなく、それぞれの外周面の母線形状が凸円弧状で、且つ、軸方向先端部及び軸方向基端部の外径寸法が軸方向中間部の外径寸法よりも小さくなった、樽形状（部分楕円球状）としている。
【００２７】
軸部２２ａ〜２２ｄの先端面は、これら各軸部２２ａ〜２２ｄの中心軸に直交する仮想平面上に存在する平坦面であり、それぞれの中央部に開口する状態で、有底の挿入孔２３、２３が形成されている。そして、挿入孔２３、２３内に、弾性材製で略円柱状のピン２４、２４を、それぞれの先端部が軸部２２ａ〜２２ｄの先端面よりも軸方向に突出した状態で挿入（圧入）している。この様なピン２４は、後述する軸受カップ２５と軸部２２ａ〜２２ｄとの間で突っ張り、軸受カップ２５の底部の内面と基部２２ａ〜２２ｄの先端面との距離が縮まり過ぎる事を防止する。
【００２８】
そして、上述の様な構成を有する軸部２２ａ〜２２ｄの先端部を、前述した様な構成を有する軸受孔１９ａ〜１９ｄの内側に回転自在に支持する為に、ニードル軸受９ａ〜９ｄを使用する。
【００２９】
ニードル軸受９ａ〜９ｄはそれぞれ、有底円筒状の軸受カップ２５と、複数本のニードル２６、２６とを備えている。このうちの軸受カップ２５は、金属板を深絞り加工等の塑性加工により曲げ形成して成るもので、円筒状の嵌合筒部２７と、円板状の底部２８と、内向鍔部２９とを有している。
【００３０】
底部２８は、嵌合筒部２７の軸方向一端側（軸受孔１９ａ〜１９ｄ内への組み付け状態で、アーム部１１ａ〜１１ｄの外側面側）を塞ぐもので、外径側部分の屈曲部３０と、中央部の円弧部３１とを有している。屈曲部３０は、ニードル２６、２６の端面と対向する内面が凸面となる様に屈曲している。これに対し、円弧部３１は、軸部２２ａ〜２２ｄの先端面と対向する内面が凹面（軸方向一端側が凸面）となる様に湾曲している。そして、自在継手５ａの組立状態で、円弧部３１の内面である凹曲面に対して、軸部２２ａ〜２２ｄに挿入されたピン２４、２４の先端部を弾性的に当接させる様にしている。又、円弧部３１の内面の曲率半径は、ピン２４の先端部の曲率半径よりも十分に大きくなっている。又、内向鍔部２９は、嵌合筒部２７の軸方向他端側（軸受孔１９ａ〜１９ｄ内への組み付け状態で、アーム部１１ａ〜１１ｄの内側面側）から径方向内方に折れ曲がる状態で設けられており、ニードル２６、２６と対向する面が凹面となる方向に湾曲している。前記各ニードル２６、２６は、それぞれの転動面の母線形状が直線状で、前記各嵌合筒部２７、２７の内周面と前記各軸部２２ａ〜２２ｄの外周面との間に転動自在に配置される。
【００３１】
本例の場合には、上述の様な構成を有するニードル軸受９ａ〜９ｄを、軸受孔１９ａ〜１９ｄの内側に軸部２２ａ〜２２ｄをそれぞれ緩く挿入した状態で組み込む。即ち、ヨーク７ａに関して、同軸上に存在しない１対の軸受孔１９ａ、１９ｂの内側に、外周面の母線形状が凸円弧状となった軸部２２ａ、２２ｂをそれぞれ緩く挿入した状態で、アーム部１１ａ、１１ｂの外側面側からニードル軸受９ａ、９ｂを組み込む。同様に、ヨーク７ｂに関しても、同軸上に存在しない１対の軸受孔１９ｃ、１９ｄの内側に、外周面の母線形状が凸円弧状となった軸部２２ｃ、２２ｄをそれぞれ緩く挿入した状態で、アーム部１１ｃ、１１ｄの外側面側からニードル軸受９ｃ、９ｄを組み込む。
【００３２】
先ず、ヨーク７ａに関して、１対の軸受孔１９ａ、１９ｂの内側に、軸部２２ａ、２２ｂをそれぞれ緩く挿入した状態で、ニードル軸受９ａ、９ｂを組み込む場合に就いて、詳しく説明する。
ニードル軸受９ａ、９ｂを軸受孔１９ａ、１９ｂ内に組み込むと、軸受カップ２５、２５が軸受孔１９ａ、１９ｂの内周面に沿って圧入される為、１対のニードル軸受９ａ、９ｂに関しても、互いに同軸上に存在しなくなる。ここで、本例の場合には、ニードル軸受９ａ、９ｂの内側にそれぞれ挿入される軸部２２ａ、２２ｂの外周面の母線形状を凸円弧状としている為、ニードル軸受９ａ、９ｂの組み込み時に、１対の軸受孔１９ａ、１９ｂの中心軸同士のずれに応じて十字軸８が傾き、軸部２２ａ、２２ｂの中心軸とニードル軸受９ａ、９ｂの中心軸とがそれぞれ不一致になる。つまり、十字軸８は、軸部２２ａ、２２ｂの外周面の母線形状を凸円弧状とする事で、或る程度の自由度を持って傾斜可能となる為、軸受孔１９ａ、１９ｂの中心軸同士のずれに対し調心する様に（ずれを小さくする方向に）傾斜する。そして、この様に十字軸８が傾斜する事で、ニードル軸受１９ａ、１９ｂを構成するニードル２６、２６のうち、アーム部１１ａ、１１ｂの幅方向に関して両側に存在するニードル２６、２６に対して、軸部２２ａ、２２ｂの外周面のうち、最大径部（ｄｍａｘ）から先端側及び基端側にそれぞれ外れた位置（Ｐ１、Ｐ２）を接触させる事ができる。これにより、軸部２２ａ、２２ｂの外周面によって、ニードル軸受１９ａ、１９ｂに対して、内径を押し拡げる様な径方向外向きの力を作用させられる。この為、軸部２２ａ、２２ｂとニードル２６、２６との間に負の隙間を設定する事ができ、これら軸部２２ａ、２２ｂとニードル２６、２６との間のがたつきを有効に防止できる。又、この様な負の隙間の大きさは、１対の軸受孔１９ａ、１９ｂの中心軸同士のずれ量（十字軸８の傾き量、軸部２２ａ、２２ｂの中心軸とニードル軸受９ａ、９ｂの中心軸とのずれ量）や、軸部２２ａ、２２ｂの母線の曲率半径の大きさを調整する事で容易に調整できる。
【００３３】
上述の様にして、ヨーク７ａに設けられた１対の軸受孔１９ａ、１９ｂの内側に、十字軸８を構成する１対の軸部２２ａ、２２ｂを、ニードル軸受９ａ、９ｂにより負の隙間を設定した状態で回転自在に支持したならば、ヨーク７ｂに設けられた１対の軸受孔１９ｃ、１９ｄと、軸部２２ｃ、２２ｄとの間に、ニードル軸受９ｃ、９ｄを組み込む。
本例の場合には、ニードル軸受９ｃ、９ｄの内側にそれぞれ挿入される軸部２２ｃ、２２ｄの外周面の母線形状に就いても凸円弧状としている為、ニードル軸受９ｃ、９ｄの組み込み時に、１対の軸受孔１９ｃ、１９ｄの中心軸同士のずれに応じて十字軸８が傾き、軸部２２ｃ、２２ｄの中心軸とニードル軸受９ｃ、９ｄの中心軸とがそれぞれ不一致になる。そして、ニードル軸受９ａ、９ｂの場合と同様に、ニードル軸受９ｃ、９ｄを構成するニードル２６、２６のうち、アーム部１１ｃ、１１ｄの幅方向に関して両側に存在するニードル２６、２６に対して、軸部２２ｃ、２２ｄの外周面のうち、最大径部から先端側及び基端側にそれぞれ外れた位置を接触させる事で、軸部２２ｃ、２２ｄとニードル２６、２６との間に負の隙間を設定する事ができる。又、この様な負の隙間の大きさは、１対の軸受孔１９ｃ、１９ｄの中心軸同士のずれ量や、軸部２２ｃ、２２ｄの母線の曲率半径の大きさを調整する事で容易に調整できる。
【００３４】
又、上述した様に、軸部２２ａ〜２２ｄの中心軸とニードル軸受９ａ〜９ｄの中心軸とがずれた場合にも、軸部２２ａ〜２２ｄの外周面の母線形状が凸円弧状である為、ニードル２６、２６の外周面に対し、軸部２２ａ〜２２ｄの外周面がエッジ当たりなどする事なく、これら軸部２２ａ〜２２ｄの外周面の軸方向一部を適切な面圧で接触させる事ができる。
【００３５】
又、本例の場合には、軸部２２ａ〜２２ｄの軸方向先端部の外径寸法を、軸方向中間部（最大径部）の外径寸法よりも小さくしている為、ニードル軸受９ａ〜９ｄの組み込み時に、ニードル２６、２６の外周面や軸部２２ａ〜２２ｄの外周面に、傷などの損傷が生じる事を有効に防止できる。
【００３６】
又、十字軸８の傾斜を利用して、軸部２２ａ〜２２ｄとニードル２６、２６との間に負の隙間を設定できる為、軸部２２ａ〜２２ｄの外周面に対して要求される寸法精度を低くする事ができる。この為、従来から行われていたマッチング作業を省略したり、軸部の外周面に対して行う研削加工を省略したりする事も可能になる。更に、本例の場合には、１対の軸受孔１９ａ、１９ｂ（１９ｃ、１９ｄ）を同軸上に存在させない為、これら１対の軸受孔１９ａ、１９ｂ（１９ｃ、１９ｄ）に関する加工公差｛例えば１対の中心軸Ｌ１９ａ、Ｌ１９ｂ（Ｌ１９ｃ、Ｌ１９ｄ）が存在する仮想平面同士の公差及び傾斜角度に関する公差など｝を大きくする事もできる。従って、本例の場合には、軸部２２ａ〜２２ｄとニードル２６、２６との間に負の隙間を設定した自在継手５ａを、低コストで得る事ができる。更に、本例の場合には、１対の軸受孔１９ａ、１９ｂ（１９ｃ、１９ｄ）が同軸上に存在しなければ足り、中心軸同士のずれの態様は限定されない為、設計上の自由度が低くなる事もない。
【００３７】
更に、軸受カップ２５を構成する底部２８の内面に対し、軸部２２ａ〜２２ｄの先端面を直接摺接させず、軸部２２ａ〜２２ｄの先端部に設けられたピン２４、２４の先端部を摺接させられる為、軸部２２ａ〜２２ｄが軸受カップ２５、２５に対して相対回転する際の摺接トルクを低く抑えられる。しかも、底部２８を構成する円弧部３１の内面の曲率半径を、ピン２４の先端部の曲率半径よりも十分に大きくしている為、軸部２２ａ〜２２ｄの中心軸とニードル軸受９ａ〜９ｄの中心軸とがずれている場合にも、軸部２２ａ〜２２ｄが軸受カップ２５、２５に対して相対回転する際の摺接トルクを低く抑えられる。
【００３８】
図７には、本例の変形例として、軸受孔の形成方向を変更した構造を示している。図示の例では、ヨーク７ａに設けられた１対の軸受孔１９ａ、１９ｂのうち、一方の軸受孔１９ａの傾斜方向のみを変更している。即ち、軸受孔１９ａの中心軸Ｌ１９ａを、基部１０ａの円周方向に関して他側（図７中の矢印Ｂ方向、反時計回り）に傾斜させている。又、図示の例では、一方の軸受孔１９ａの中心軸Ｌ１９ａと他方の軸受孔１９ｂの中心軸Ｌ１９ｂとの基準線Ｌ１に対する傾斜角度の大きさ（絶対値）を同じとしている。この為、一方の軸受孔１９ａの中心軸Ｌ１９ａと他方の軸受孔１９ｂの中心軸Ｌ１９ｂとは１点でのみ交差する。又、一方の軸受孔１９ａと他方の軸受孔１９ｂとは、基部１０ａの中心軸を含み且つ１対のアーム部１１ａ、１１ｂに対しそれぞれ平行な仮想平面に対して、面対称となっている。この様な構成を採用した場合にも、ニードル軸受９ａ、９ｂの組み込み時に、十字軸８が傾き、軸部２２ａ、２２ｂの中心軸とニードル軸受９ａ、９ｂの中心軸とがそれぞれ不一致になる為、これら軸部２２ａ、２２ｂとニードル２６、２６との間に負の隙間を設定する事ができる。
【００３９】
［実施の形態の第２例］
本発明の実施の形態の第２例に就いて、図８を参照しつつ説明する。本例の特徴は、ヨーク７ａに設けられた１対の軸受孔１９ａ、１９ｂの中心軸Ｌ１９ａ、Ｌ１９ｂを、基準線Ｌ１に対して傾斜させず、この基準線Ｌ１に対してオフセット（平行に離隔）させた点にある。即ち、本例の場合には、一方の軸受孔１９ａの中心軸Ｌ１９ａを、前記基準線Ｌ１に対して、ヨーク７ａの幅方向片側（図８の右側）に所定量だけオフセットさせ、他方の軸受孔１９ｂの中心軸Ｌ１９ｂを、前記基準線Ｌ１に対して、ヨーク７ａの幅方向他側（図８の左側）に、前記基準線Ｌ１に対する中心軸Ｌ１９ａのオフセット量と同じ分だけ、オフセットさせている。この為、中心軸Ｌ１９ａと中心軸Ｌ１９ｂとは、互いに平行となり、交差する事はない。尚、図示の例では、前記基準線Ｌ１に対する中心軸Ｌ１９ａ、Ｌ１９ｂのオフセット量を、それぞれ０．４〜１．０ｍｍとしている。
【００４０】
この様な構成を有する本例の場合にも、前記実施の形態の第１例の場合と同様に、ニードル軸受９ａ、９ｂの組み込み時に、十字軸８が傾き、軸部２２ａ、２２ｂの中心軸とニードル軸受９ａ、９ｂの中心軸とがそれぞれ不一致になる。そして、ニードル軸受９ａ、９ｂを構成するニードル２６、２６のうち、アーム部１１ａ、１１ｂの幅方向に関して両側に存在するニードル２６、２６に対して、軸部２２ａ、２２ｂの外周面のうち、最大径部から先端側及び基端側にそれぞれ外れた位置を接触させられる。この為、軸部２２ａ、２２ｂとニードル２６、２６との間に負の隙間を設定する事ができる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例の場合と同様である。
【００４１】
［実施の形態の第３例］
本発明の実施の形態の第３例に就いて、図９を参照しつつ説明する。本例の特徴は、上述した実施の形態の第１例の構造に関して、軸部２２ａ〜２２ｄの先端部からピン２４、２４（図４等参照）を省略し、軸部２２ａ〜２２ｄの先端面を、ニードル軸受９ａ〜９ｄを構成する軸受カップ２５、２５の底部２８、２８の内面に対し直接摺接させる点にある。この為に、本例の場合には、軸部２２ａ〜２２ｄの先端面を、母線形状が凸円弧状の凸曲面とし、その曲率半径を、底部２８、２８の中央部に設けられた凹曲面である円弧部３１、３１の内面の曲率半径よりも小さくしている。
【００４２】
以上の様な構成を有する本例の場合には、軸部２２ａ〜２２ｄの中心軸とニードル軸受９ａ、９ｂ（９ｃ、９ｄ）の中心軸とがずれた場合にも、円弧部３１、３１の内面に対して軸部２２ａ〜２２ｄの先端面をエッジ当たりさせずに済む。この為、軸部２２ａ〜２２ｄが軸受カップ２５、２５に対して相対回転する際の摺接トルクを低く抑えられる。又、軸部２２ａ〜２２ｄの先端部に挿入孔を形成する作業を省略できると共にピンを省略できる為、加工コストの低減、及び、部品点数の低減に基づくコストの低減を図れる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例の場合と同様でる。
【００４３】
［実施の形態の第４例］
本発明の実施の形態の第４例に就いて、図１０を参照しつつ説明する。本例の特徴は、上述した実施の形態の第３例の構造に関して、凸曲面である軸部２２ｂ（２２ａ、２２ｃ、２２ｄ）の先端面と、凹曲面である底部２８の円弧部３１の内面との間に、これら軸部２２ｂ（２２ａ、２２ｃ、２２ｄ）の先端面及び円弧部３１の内面に合致した側面形状を有する、合成樹脂製でシート状の滑り板３２を介在させた点にある。
【００４４】
以上の様な構成を有する本例の場合には、軸部２２ｂ（２２ａ、２２ｃ、２２ｄ）が軸受カップ２５に対して相対回転する際の摺接トルクをより低く抑える事ができると共に、十字軸８が傾いた際に生じる摩擦抵抗をより低く抑える事ができる。
その他の構成及び作用効果に就いては、前記実施の形態の第１例及び第３例の場合と同様である。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明を実施する場合に、１対の軸受孔を同軸上に存在させない様にする為の構造としては、前記実施の形態の第１例及びその変形例の場合の様に、１対の軸受孔をそれぞれ基準線に対して傾斜させても良いし、一方の軸受孔のみを基準線に対して傾斜させ、残りの軸受孔に関しては、その中心軸を基準線上に位置させても良い。又、前記実施の形態の第２例の場合の様に、１対の軸受孔をそれぞれ基準線に対してオフセットさせても良いし、一方の軸受孔のみを基準線に対してオフセットさせ、残りの軸受孔に関しては、その中心軸を基準線上に位置させても良い。又、軸受孔の傾斜方向やオフセット方向に関しては、アーム部の幅方向（基部の円周方向）に限らず、アーム部の長さ方向（基部の軸方向）やその他の方向を適宜選択する事ができる。更に、本発明は、十字軸式自在継手を構成する１対のヨークのうち、一方のヨークにのみ本発明を適用しても良いし、両方のヨークに適用しても良い。又、本発明の対象となる十字軸式自在継手は、ステアリング装置に限らず、プロペラシャフトや各種トルク伝達機構に組み込んで使用する事もできる。
【符号の説明】
【００４６】
１    ステアリングホイール
２    ステアリングシャフト
３    ステアリングコラム
４    電動アシスト装置
５ａ、５ｂ  自在継手
６    中間シャフト
７ａ、７ｂ  ヨーク
８、８  十字軸
９ａ〜９ｄ    ニードル軸受
１０ａ、１０ｂ  基部
１１ａ〜１１ｄ  アーム部
１２ａ、１２ｂ  取付孔
１３    出力軸
１４ａ〜１４ｄ  側板部
１５ａ、１５ｂ、１５ｃ  通孔
１６ａ、１６ｂ  ボルト
１７    トーションバー
１８    連結軸
１９ａ〜１９ｄ  軸受孔
２０    インナシャフト
２１    結合基部
２２ａ〜２２ｄ    軸部
２３    挿入孔
２４    ピン
２５    軸受カップ
２６    ニードル
２７    嵌合筒部
２８    底部
２９    内向鍔部
３０    屈曲部
３１    円弧部
３２    滑り板
【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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