(57)【要約】【課題】本発明は、可動域を確保し、かつ回転の中心点からずれることなく、しかも、複数の可動部材を連動するジョイントとの間で曲げモーメントを発生させることがないユニバーサルジョイントを提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係るユニバーサルジョイント１は、上記問題を解決するために、第一の二股ヨークと、第二の二股ヨークと、互いに直交する直径方向に延びる軸端を有し、各直径方向に対向する軸端対をそれぞれ第一及び第二の二股ヨークに回動自在に支承した連結体とを有し、第一及び第二の二股ヨークは、それぞれヨーク本体と、該ヨーク本体から分岐する一対のヨークアームとを備え、軸端対と第一の二股ヨーク、軸端対と第二の二股ヨークそれぞれの接合部分において、一方に半球面状の凸部と他方に半球面状の凹部で、該半球面状の凸部と該半球面状の凹部とが嵌合することによって連結部が十字軸を形成し、回動自在に動作することを特徴とする。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方のシャフトに連結する第一の二股ヨークと、他方のシャフトに連結する第二の二股ヨークと、互いに直交する直径方向に延びる軸端を有し、各直径方向に対向する軸端対をそれぞれ前記第一の二股ヨーク及び前記第二の二股ヨークに回動自在に支承した連結体とを有するユニバーサルジョイントにおいて、
前記第一の二股ヨーク及び前記第二の二股ヨークは、それぞれヨーク本体と、該ヨーク本体から分岐する一対のヨークアームとを備え、
前記第一の二股ヨーク及び前記第二の二股ヨークと前記連結体の前記軸端対の接合部分において、一方を半球面状の凸部、他方を半球面状の凹部として、該半球面状の凸部と該半球面状の凹部とが嵌合することにより前記連結体が十字軸を形成し、前記第一の二股ヨーク及び前記第二の二股ヨークが前記連結体に対して回動自在に動作することを特徴とするユニバーサルジョイント。
【請求項２】
前記第一の二股ヨーク及び前記第二の二股ヨークは、前記連結体の一方の軸端対を支承する前記ヨークアームの内側の位置にそれぞれ半球面状の凹部を備え、
前記連結体は、四つの球体と、該四つの球体を収容する基体とを備え、
前記四つの球体の球頭部が前記第一の二股ヨーク及び前記第二の二股ヨークの前記凹部に嵌合することにより前記連結体が前記十字軸を形成されることを特徴とする請求項１に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項３】
前記連結体は、さらに、前記基体の一部に嵌め込まれて前記四つの球体を前記軸端対の内側から支持する円筒体を備えることを特徴とする請求項２に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項４】
前記第一の二股ヨーク及び前記第二の二股ヨークは、前記一対のヨークアームの前記軸端対に相当する位置に配設される孔と、該孔に嵌入され前記四つの球体の球頭部を受ける前記半球面状の凹部を形成する球体支持体とを備えることを特徴とする請求項２に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項５】
前記球体支持体は、底面中央から上面に設けた前記半球面状の凹部中央に小孔が貫通していることを特徴とする請求項４に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項６】
前記第一の二股ヨーク及び前記第二の二股ヨークは、前記一対のヨークアームの前記軸端対に相当する位置に配設される孔と、該孔に嵌入され対向する前記軸端部方向に突出する半球面状の凸部を形成する支持体とを備え、
前記半球面状の凸部が前記連結部の前記凹部に嵌合することにより前記連結部が十字軸を形成することを特徴とする請求項１に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項７】
前記支持体は、底面中央から上面に設けた前記半球面状の凸部中央に小孔が貫通していることを特徴とする請求項６に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項８】
前記第一の二股ヨークは、前記連結体の一方の軸端対を支承する前記ヨークアームの内側の位置にそれぞれ半球面状の凹部を備え、
前記第二の二股ヨークは、前記一対のヨークアームの前記軸端対に相当する位置に配設される孔と、該孔に嵌入され対向する前記軸端部方向に突出する半球面状の凸部を形成する支持体とを備え、
前記連結体は、二つの球体と、前記二つの球体を収納する二つの凹部と、前記第二の二股ヨークの前記支持体の前記半球面状の凸部をそれぞれ収容する二つの凹部とを備えた基体とを備え、
前記連結体の二つの前記球体の球頭部が前記第一の二股ヨークの前記凹部に嵌合し、前記第二の二股ヨークの前記軸端部方向に突出する半球面状の凸部が前記基体の二つの前記凹部に嵌合することにより、前記連結体が前記十字軸を形成することを特徴とする請求項１に記載のユニバーサルジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ユニバーサルジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
ユニバーサルジョイント（universal joint）とは、自在継手ともいい、クルマのステアリング等機械操作技術に広く使用されている。継手のなかでも特に２つの部材の接合する角度が自由に変化する継手が自在継手、すなわちユニバーサルジョイントである。自在継手は一対の回転軸を連結し、回転軸間の角度を変化させることができるようになっている。従来の自在継手の多くは、回転軸に固定された一対の二股ヨークを含む。二股ヨークはスパイダーまたは十字継手によって連結され、互いに独立した軸を中心として回転する。スパイダーは４つの直交するトラニオンを含み、軸方向に整列する一対のトラニオンは二股ヨークに形成された一対の穴内に取り付けられる。通常は軸受カップが各穴内に固定され、各ヨークが一対のトラニオンに対して旋回移動するように軸受カップに軸受アセンブリが保持される。
【０００３】
このようなユニバーサルジョイントは、種々提案されている。例えば、特許文献１に係るユニバーサルジョイントは、曲面状の部材を介して可動部材を可動させるピンジョイントを提案している。また、特許文献２に係るユニバーサルジョイントは、一方の軸と他方の軸とを連結して回転トルクを伝達する回転トルク伝達用継手として開示されている。さらに、ヨークに軸受カップを固定するための様々な保持方法が開発されている。これらの方法では、各ヨークの回転軸はスパイダーの回転軸の中心に位置合わせされる。従来の軸受カップの保持方法は、溝と平らなスナップリングを使用するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−６０６４９号公報
【特許文献２】特開昭６０−３５６８８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、これらの方法は、例えば、余分な機械加工が必要であること、使用性が限られていること、製造コストが増加することなどの欠点を有する。特に、従来の自在継手は、軸受カップを軸方向において保持するために、ヨークに形成された穴内に機械加工された円周溝に固定された平らなスナップリングを利用する。しかし、各部品の寸法ばらつきのために、軸受カップとスナップリングとの間で干渉状態が発生するか、軸受カップとスナップリングとの間に余分な隙間が生じる。干渉状態が発生すると、二股ヨークの一方または両方が機械的に変形し、機械加工された溝の間の間隔が増加する。このように、従来の自在継手は、大きな軸力が働くと節点に曲げモーメントが発生するため、駆動部材の駆動により十字軸部材等に金属疲労が発生する問題がある。
【０００６】
そこで本発明の目的は、可動域を確保し、かつ回転の中心点からずれることなく、しかも、二つの可動部材と連動する連結部との間で曲げモーメントを発生させることがないユニバーサルジョイント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】
【０００７】
本発明に係るユニバーサルジョイントは、一方のシャフトに連結する第一の二股ヨークと、他方のシャフトに連結する第二の二股ヨークと、互いに直交する直径方向に延びる軸端を有し、各直径方向に対向する軸端対をそれぞれ第一の二股ヨーク及び第二の二股ヨークに回動自在に支承した連結体とを有し、第一の二股ヨーク及び第二の二股ヨークは、それぞれヨーク本体と、該ヨーク本体から分岐する一対のヨークアームとを備え、第一の二股ヨーク及び第二の二股ヨークと連結体の軸端対の接合部分において、一方を半球面状の凸部、他方を半球面状の凹部として、該半球面状の凸部と該半球面状の凹部とが嵌合することにより連結体が十字軸を形成し、第一の二股ヨーク及び第二の二股ヨークが連結体に対して回動自在に動作することを特徴とする。なお、第一の二股ヨーク及び第二の二股ヨークは、連結体の一方の軸端対を支承するヨークアームの内側の位置にそれぞれ半球面状の凹部を備え、他方、連結体は、四つの球体と、該四つの球体を収容する基体とを備え、四つの球体の球頭部が第一の二股ヨーク及び第二の二股ヨークの凹部に嵌合することにより、連結体が十字軸を形成されると好適である。さらに、連結体は、基体の一部に嵌め込まれて四つの球体を軸端対の内側から支持する円筒体を備えれば、組立に利便である。
【０００８】
また、別の形態として、本発明に係るユニバーサルジョイントは、第一の二股ヨーク及び第二の二股ヨークは、一対のヨークアームの軸端対に相当する位置に配設される孔と、該孔に嵌入され、四つの球体の球頭部を受ける半球面状の凹部を形成する球体支持体とを備えるようにしてもよい。さらに別の形態として、本発明に係るユニバーサルジョイントは、第一の二股ヨーク及び第二の二股ヨークは、一対のヨークアームの軸端対に相当する位置に配設される孔と、該孔に嵌入され、対向する軸端部方向に突出する半球面状の凸部を形成する支持体とを備え、半球面状の凸部が連結部の凹部に嵌合することにより連結部が十字軸を形成するようにしてもよい。なお、球体支持体や支持体は、底面中央から上面に設けた半球面状の凸部中央に貫通した小孔を設けると、半球面を受ける凹部に対して、金属摺動における摩耗を防止しかつ潤滑特性を向上する潤滑剤、例えばグリースやオイルを充填することができる。
【０００９】
またさらに別の形態として、本発明に係るユニバーサルジョイントは、第一の二股ヨークは、連結体の一方の軸端対を支承するヨークアームの内側の位置にそれぞれ半球面状の凹部を備え、第二の二股ヨークは、一対のヨークアームの軸端対に相当する位置に配設される孔と、該孔に嵌入され対向する軸端部方向に突出する半球面状の凸部を形成する支持体とを備え、連結体は、二つの球体と、二つの球体を収納する二つの凹部と、第二の二股ヨークの支持体の半球面状の凸部をそれぞれ収容する二つの凹部とを備えた基体とを備え、連結体の二つの球体の球頭部が第一の二股ヨークの凹部に嵌合し、第二の二股ヨークの軸端部方向に突出する半球面状の凸部が基体の二つの凹部に嵌合することにより、連結体が十字軸を形成するようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るユニバーサルジョイントによれば、構造がシンプルであり部材種類が少なくしてコストを低減することが可能である。また、直交する２つの回転軸であるＸ軸Ｙ軸がそれぞれ正確に連結体の中心を通るように構成できるため、回転軸が連結体の中心をずれた際に連結体内部に生じ得る曲げモーメントが発生することがないので、部材の負荷が低減できライフサイクルの長寿命化につながる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明に係るユニバーサルジョイントの一例を示す概略斜視図である。
【図２】図１の分解斜視図である。
【図３】二股ヨークの構造を示す正面図（ａ）とＡ−Ａ線断面図（ｂ）である。
【図４】二股ヨークの構造を示す側面図（ａ）とＢ−Ｂ線断面図（ｂ）である。
【図５】連結体の基体の構造を示す平面図（ａ）とＣ−Ｃ線断面図（ｂ）とＤ−Ｄ線断面図（ｃ）である。
【図６】本発明に係るユニバーサルジョイントの一対の二股ヨークと連結体との連結構造を示す概略断面図である。
【図７】本発明に係るユニバーサルジョイントの角度変化の一例を示す図である。
【図８】実施例２に係るユニバーサルジョイントの分解斜視図である。
【図９】実施例２に係る二股ヨークの構造を示す側面図（ａ）とＥ−Ｅ線断面図（ｂ）である。
【図１０】実施例２に係る球体支持体の構造を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）と背面図（ｃ）である。
【図１１】実施例２に係る連結体の基体の構造を示す平面図（ａ）とＦ−Ｆ線断面図（ｂ）とＧ−Ｇ線断面図（ｃ）である。
【図１２】実施例２に係るユニバーサルジョイントの一対の二股ヨークと連結体との連結構造を示す概略図である。
【図１３】実施例３に係るユニバーサルジョイントの分解斜視図である。
【図１４】実施例３に係る二股ヨークの構造を示す側面図（ａ）とＨ−Ｈ線断面図（ｂ）である。
【図１５】実施例３に係る軸体の構造を示す正面図（ａ）と側面図（ｂ）と背面図（ｃ）である。
【図１６】実施例３に係る連結体の基体の構造を示す平面図（ａ）とＩ−Ｉ線断面図（ｂ）とＪ−Ｊ線断面図（ｃ）である。
【図１７】実施例３に係るユニバーサルジョイントの一対の二股ヨークと連結体との連結構造を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施例を図面に基づき詳細に説明する。各図において、同一部分には同一番号を付し、重複する説明は省略する。また、図面は、本発明を理解するために誇張して表現している場合もあり、必ずしも縮尺どおり精緻に表したものではないことに留意されたい。なお、本発明は下記に示される実施例に限られるものではない。
【実施例１】
【００１３】
実施例１を図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明に係るユニバーサルジョイント１の一例を示す概略斜視図である。図２は、図１の分解斜視図である。
【００１４】
まず、ユニバーサルジョイント１の構成を説明する。図１及び２に示すとおり、ユニバーサルジョイント１は、一対の二股ヨーク１０、２０と連結体３０とを備える。ここで、二股ヨークとは、各軸端部に取り付く二股構造部品をいう。
【００１５】
図３は、二股ヨークの構造を示す正面図（ａ）とＡ−Ａ線断面図（ｂ）である。図４は、二股ヨークの構造を示す側面図（ａ）とＢ−Ｂ線断面図（ｂ）である。二股ヨーク１０、２０は、同一の構造であり、ここでは二股ヨーク１０を例にして説明する。二股ヨーク１０はヨーク本体１００と、該ヨーク本体１００から分岐する一対のヨークアーム１０Ａ、１０Ｂとを備える。図３及び４に示すとおり、二股ヨーク１０は、分岐するヨークアーム１０Ａ、１０Ｂの内側の位置にそれぞれ半球面状の凹部１０ａ、１０ｂを備え、後述する四つの球体３２ａ、３２ｂの半球面を嵌合することができる。図１及び２に示すとおり、一対の二股ヨーク１０、２０は、二股の先端を結ぶ各軸が直交するように突合されて、連結体３０に嵌合される。
【００１６】
図２及び５を参照する。図５は、連結体３０の基体３１の構造を示す平面図（ａ）とＣ−Ｃ線断面図（ｂ）とＤ−Ｄ線断面図（ｃ）である。連結体３０は、基体３１と四つの球体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄと円筒体３３とから構成される。基体３１は、二股ヨークを突き合わせる方向の正面中央に円筒体３３を収容する孔３１ｅと、四つの球体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄを収容する側孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄを備えている。四つの球体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの直径寸法は、基体３１の側孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの直径寸法よりもやや小さい。側孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄの深さは、球体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの半径寸法と略同じである。円筒体３３は、基体３１の孔３１ｅに嵌合する直径寸法として、孔３１ｅを閉鎖する。基体３１に、四つの球体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄが側孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに嵌合され、円筒体３３が孔３１ｅを閉鎖することで連結体３０が形成される。連結体３０が一対の二股ヨーク１０、２０に掛合させると、四つの球体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの一方の半球部分が円筒体３３に軸端対の内側から支持されることで、他方の半球部分は一対の二股ヨーク１０、２０の凹部１０ａ、１０ｂ、２０ｃ、２０ｄに当接される。円筒体３３は、タッピングネジにすると好適である。
【００１７】
図６は、本発明に係るユニバーサルジョイント１の一対の二股ヨーク１０、２０と連結体３０との連結構造を示す概略断面図である。図６に示すように、連結体３０が一対の二股ヨーク１０、２０に掛合させると、四つの球体３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄの一方の半球部分がそれぞれ基体３１の側孔３１ａ、３１ｂ、３１ｃ、３１ｄに嵌合され、さらに孔３１ｅを閉鎖した円筒体３３に支持されることで、他方の半球部分は一対の二股ヨーク１０、２０の凹部１０ａ、１０ｂ、２０ｃ、２０ｄに当接されることが理解されるであろう。図６に示すように、支持された球体３２ａ、３２ｂは軸線Ｘ−Ｘ上で互いに直径方向に対向し、支持された球体３２ｃ、３２ｄは軸線Ｙ−Ｙ上で互いに直径方向に対向し、十字軸を形成する。このような連結構造により、軸線Ｘ−Ｘを回転軸として二股ヨーク２０が、軸線Ｙ−Ｙを回転軸として二股ヨーク１０が回転する。
【００１８】
図７は、本発明に係るユニバーサルジョイント１の角度変化の一例を示す図である。図７（ａ）は、一対の二股ヨーク１０、２０と連結体３０とが掛合された中間位置での中立状態を示す。図７（ｂ）は、軸線Ｙ−Ｙを回転軸として二股ヨーク１０が図面に向かって右方向に回転している様子を示している。図７（ｃ）は、軸線Ｙ−Ｙを回転軸として二股ヨーク１０が図面に向かって左方向に回転している様子を示している。
【００１９】
なお、上記各部材は、鉄鋼材料、特に、機械構造用炭素鋼４５ｃや機械構造用合金鋼鋼材４３５ＳＣＭを用いると好適である。また、特に凹部を備える部材や球体に、金属摺動における摩耗を防止しかつ潤滑特性を向上する表面処理を施すとよい。
【実施例２】
【００２０】
実施例２を図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
図８は、実施例１の変形形態である実施例２に係るユニバーサルジョイント２の分解斜視図である。
【００２２】
まず、ユニバーサルジョイント２の構成を説明する。図８に示すとおり、ユニバーサルジョイント２は、一対の二股ヨーク２１０、２２０と連結体２３０とを備える。一対の二股ヨーク２１０、２２０は、二股の先端を結ぶ各軸が直交するように突合されて、連結体２３０に嵌合される。
【００２３】
図９を参照する。図９は、実施例２に係る二股ヨーク２１０の構造を示す側面図（ａ）とＥ−Ｅ線断面図（ｂ）である。二股ヨーク２１０、２２０は、同一の構造であり、ここでは二股ヨーク２１０を例にして説明する。二股ヨーク２１０はヨーク本体２００と、該ヨーク本体２００から分岐する一対のヨークアーム２１０Ａ、２１０Ｂとを備える。図９に示すとおり、二股ヨーク２１０は、分岐するヨークアーム２１０Ａ、２１０Ｂの内側の位置にそれぞれ孔２１０ａ、２１０ｂを備え、孔２１０ａ、２１０ｂに、後述する球体２３２ａ、２３２ｂの半球面を支持する球体支持体２４０ａ、２４０ｂを収容する構造となっている。後述する支持体２４０を固定するために、孔２１０ａ、２１０ｂにはスナップリング溝２１１ａ、２１１ｂを設けてもよい。二股ヨーク２２０も同様の構造であるので、説明を省略するが、一対の二股ヨーク２１０、２２０は、二股の先端を結ぶ各軸が直交するように突合されて、連結体２３０に嵌合される。
【００２４】
図１０を参照する。図１０は、実施例２に係る球体支持体２４０の構造を示す平面図（ａ）と側面図（ｂ）と底面図（ｃ）である。球体支持体２４０は、球体支持体２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄとして、二股ヨーク２１０、２２０のそれぞれ分岐するヨークアーム２１０Ａ、２１０Ｂ、２２０Ｃ、２２０Ｄの内側の位置に備える孔２１０ａ、２１０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄに嵌合されるが、ここでは、球体支持体２４０として説明する。球体支持体２４０は円筒体であり、図１０（ａ）、（ｂ）に示すとおり、一方の端面に、後述する四つの球体２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄの半球部分を嵌合する半球面状の凹部２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄを備える。また、他方の端面の外周にスナップリング２４３ａ、２４３ｂ、２４３ｃ、２４３ｄを設け、孔２１０ａ、２１０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄに設けられたスナップリング溝２１１ａ、２１１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄに固定するとよい。なお、図１０に示すとおり、球体支持体２４０は、底面中央から一方の端面に設けた凹部２４１中央に貫通する小孔２４２を備えると、凹部２４１に金属摺動における摩耗を防止しかつ潤滑特性を向上する潤滑剤、例えばグリースやオイルを充填することができる。
【００２５】
図１１を参照する。図１１は、実施例２に係る連結体２３０の基体２３１の構造を示す平面図（ａ）とＦ−Ｆ線断面図（ｂ）とＧ−Ｇ線断面図（ｃ）である。なお、Ｇ−Ｇ線断面図（ｃ）は９０度右に傾けて示している。連結体２３０は、基体２３１と四つの球体２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄとから構成される。実施例１に係る連結体３０との違いは、基体２３１には円筒体を収容する孔が存在しないことである。すなわち、基体２３１は、二股ヨークを突き合わせる方向の正面中央に、四つの球体２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄを収容する半球面状の凹部２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄを備えている。なお、四つの球体２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄの直径寸法は、基体２３１の凹部２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄの直径寸法よりもやや小さい。また、凹部２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄの深さは、球体２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄの半径寸法と略同じである。
【００２６】
図１２は、実施例２に係るユニバーサルジョイント２の一対の二股ヨーク２１０、２２０と連結体２３０との連結構造を示す概略図である。図１２に示すように、連結体２３０が一対の二股ヨーク２１０、２２０に掛合させると、四つの球体２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２３２ｄの一方の半球部分がそれぞれ基体３１の凹部２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄに嵌合され、さらに球体支持体２４０ａ、２４０ｂ、２４０ｃ、２４０ｄの半球面状の凹部２４１ａ、２４１ｂ、２４１ｃ、２４１ｄに嵌合される。なお、前述したとおり、孔２１０ａ、２１０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄにスナップリング溝２１１ａ、２１１ｂ、２２１ｃ、２２１ｄを設けて支持体２４０を固定してもよいし、又は支持体２４０を嵌合した後に孔２１０ａ、２１０ｂ、２２０ｃ、２２０ｄの外周をカシメて支持体２４０を固定してもよい。図１２に示すように、支持された球体２３２ａ、２３２ｂは軸線Ｘ’−Ｘ’上で互いに直径方向に対向し、支持された球体２３２ｃ、２３２ｄは軸線Ｙ’−Ｙ’上で互いに直径方向に対向し、十字軸を形成する。このような連結構造により、軸線Ｘ’−Ｘ’を回転軸として二股ヨーク２２０が、軸線Ｙ’−Ｙ’を回転軸として二股ヨーク２１０が回転する。なお、ユニバーサルジョイント２の角度変化は、図７と同様であるので、説明を省略する。
【実施例３】
【００２７】
実施例３を図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１３は、実施例１の別の変形形態である実施例３に係るユニバーサルジョイント３の分解斜視図である。
【００２９】
まず、ユニバーサルジョイント３の構成を説明する。図１３に示すとおり、ユニバーサルジョイント３は、一対の二股ヨーク３１０、３２０と連結体３３１とを備える。一対の二股ヨーク３１０、３２０は、二股の先端を結ぶ各軸が直交するように突合されて、連結体３３１に嵌合される。
【００３０】
図１４を参照する。図１４は、実施例３に係る二股ヨークの構造を示す側面図（ａ）とＨ−Ｈ線断面図（ｂ）である。二股ヨーク３１０、３２０は、同一の構造であり、ここでは二股ヨーク３１０を例にして説明する。二股ヨーク３１０はヨーク本体３００と、該ヨーク本体３００から分岐する一対のヨークアーム３１０Ａ、３１０Ｂとを備える。図１４に示すとおり、二股ヨーク３１０は、分岐するヨークアーム３１０Ａ、３１０Ｂの内側の位置にそれぞれ孔３１０ａ、３１０ｂを備え、孔３１０ａ、３１０ｂに、支持体３４０ａ、３４０ｂを収容する構造となっている。後述する支持体３４０を固定するために、孔３１０ａ、３１０ｂにはスナップリング溝３１１ａ、３１１ｂを設けてもよい。二股ヨーク３２０も同様の構造であるので、説明を省略するが、一対の二股ヨーク３１０、３２０は、二股の先端を結ぶ各軸が直交するように突合されて、連結体３３１に嵌合される。
【００３１】
図１５を参照する。図１５は、実施例３に係る支持体３４０の構造を示す平面図（ａ）と側面図（ｂ）と底面図（ｃ）である。支持体３４０は、支持体３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄとして、二股ヨーク３１０、３２０のそれぞれ分岐するヨークアーム３１０Ａ、３１０Ｂ、３２０Ｃ、３２０Ｄの内側の位置に備える孔３１０ａ、３１０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄに嵌合されるが、ここでは、支持体３４０として説明する。支持体３４０は円筒体であり、一方の端面が半球面３４１で他方の面が平面となっている。また、他方の端面の外周にスナップリング３４３ａ、３４３ｂ、３４３ｃ、３４３ｄを設け、孔３１０ａ、３１０ｂ、３２０ｃ、３２０ｄに設けられたスナップリング溝３１１ａ、３１１ｂ、３２１ｃ、３２１ｄに固定するとよい。また、支持体３４０を嵌合した後に孔３１０の外周をカシメて支持体３４０を固定してもよい。なお、図１５に示すとおり、支持体３４０は、底面中央から上面に設けた凸部３４１中央に貫通する小孔３４２を備えると、連結体３３１の半球面状の凹部３３１ａ、３３１ｂ、３３１ｃ、３３１ｄに金属摺動における摩耗を防止しかつ潤滑特性を向上する潤滑剤、例えばグリースやオイルを充填することができる。
【００３２】
図１６を参照する。図１６は、実施例３に係る連結体の基体の構造を示す平面図（ａ）とＩ−Ｉ線断面図（ｂ）とＪ−Ｊ線断面図（ｃ）である。なおＪ−Ｊ線断面図（ｃ）は９０度右に傾けて示している。連結体３３０は、基体のみから構成される。実施例１に係る連結体３０との違いは、連結体３３１には円筒体を収容する孔が存在しないことであり、実施例２に係る連結体２３０との違いは、球体が部材として採用されず、前述した支持体３４０の半球端部３４１が球体に代替することである。すなわち、連結体３３１は、二股ヨーク３１０、３２０を突き合わせる方向の正面中央に、四つの支持体３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄの半球端部３４１ａ、３４１ｂ、３４１ｃ、３４１ｄを収容する半球面状の凹部３３１ａ、３３１ｂ、３３１ｃ、３３１ｄを備えている。なお、四つの半球端部３４１ａ、３４１ｂ、３４１ｃ、３４１ｄの直径寸法は、連結体３３１の凹部３３１ａ、３３１ｂ、３３１ｃ、３３１ｄの直径寸法よりもやや小さい。また、凹部３３１ａ、３３１ｂ、３３１ｃ、３３１ｄの深さは、半球端部３４１ａ、３４１ｂ、３４１ｃ、３４１ｄの半径寸法と略同じである。さらに、凹部３３１ａ、３３１ｂ、３３１ｃ、３３１ｄは、油孔３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ、３３２ｄを備えると、凸部３４１中央に貫通する小孔３４２から潤滑剤、例えばグリースやオイルを充填する場合に、余剰の潤滑剤を油孔３３２ａ、３３２ｂ、３３２ｃ、３３２ｄに逃がすことができ、ユニバーサルジョイント３を作動するたびに余剰の潤滑油が凹部３３１ａ、３３１ｂ、３３１ｃ、３３１ｄに流れ、有効活用でき利便である。
【００３３】
図１７は、実施例３に係るユニバーサルジョイント３の一対の二股ヨーク３１０、３２０と連結体３３１との連結構造を示す概略図である。図１７に示すように、連結体３３１が一対の二股ヨーク３１０、３２０に掛合させると、四つの支持体３４０ａ、３４０ｂ、３４０ｃ、３４０ｄの半球端部３４１ａ、３４１ｂ、３４１ｃ、３４１ｄの一方の半球部分がそれぞれ連結体３３１の凹部３３１ａ、３３１ｂ、３３１ｃ、３３１ｄに嵌合される。図１７に示すように、支持された半球端部３４１ａ、３４１ｂは軸線Ｘ'’−Ｘ'’上で互いに直径方向に対向し、支持された半球端部３４１ｃ、３４１ｄは軸線Ｙ'’−Ｙ'’上で互いに直径方向に対向し、十字軸を形成する。このような連結構造により、軸線Ｘ'’−Ｘ'’を回転軸として二股ヨーク３２０が、軸線Ｙ'’−Ｙ'’を回転軸として二股ヨーク３１０が回転する。なお、ユニバーサルジョイント３の角度変化は、図７と同様であるので、説明を省略する。
【００３４】
なお、バリエーションとして、実施例１と実施例２で説明した二股ヨーク側に凹部があり連結体に凸部があるジョイント構成と、実施例３で説明した二股ヨーク側に凸部があり連結体の方に凹部があるジョイントを組み合わせることも可能である。例えば、第一の二股ヨーク１０と連結体３０との接合箇所において、二股ヨーク側１０の一対のヨークアームに凹部があり、連結体３０の軸端対に凸部があるジョイント構成とし、第二の二股ヨーク２０と連結体３０との接合箇所において、二股ヨーク側２０の一対のヨークアームに凸部があり、連結体３０の軸端対に凹部があるジョイント構成がある。第一の二股ヨーク１０と第二の二股ヨーク２０を読み替えても良いことは言うまでもない。
【００３５】
以上、本発明に係るユニバーサルジョイントにおける好ましい実施形態を図示して説明してきたが、本発明の技術的範囲を逸脱することなく種々の変更が可能であることは理解されるであろう。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係るユニバーサルジョイントは、クルマのステアリングやシフトレバ等機械操作に広く利用することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１  ２  ３  ユニバーサルジョイント
１０  ２０  ２１０  ２２０  ３１０  ３２０  二股ヨーク
１００  １０１  ヨーク本体
２００  ２０１  ヨーク本体
３００  ３０１  ヨーク本体
１０Ａ  １０Ｂ  ２０Ｃ  ２０Ｄ  ヨークアーム
２１０Ａ  ２１０Ｂ  ２２０Ｃ  ２２０Ｄ  ヨークアーム
３１０Ａ  ３１０Ｂ  ３２０Ｃ  ３２０Ｄ  ヨークアーム
３０  ２３０  ３３１  連結体
３１  ２３１  基体
３２ａ  ３２ｂ  ３２ｃ  ３２ｄ  球体
２３２ａ  ２３２ｂ  ２３２ｃ  ２３２ｄ  球体
３３  円筒体
１０ａ  １０ｂ  ２０ｃ  ２０ｄ  凹部
２１０ａ  ２１０ｂ  ２２０ｃ  ２２０ｄ  孔
２１１ａ  ２１１ｂ  ２２１ｃ  ２２１ｄ  スナップリング溝
３１１ａ  ３１１ｂ  ３２１ｃ  ３２１ｄ  スナップリング溝
３１０ａ  ３１０ｂ  ３２０ｃ  ３２０ｄ  孔
３１ａ  ３１ｂ  ３１ｃ  ３１ｄ  側孔
２３１ａ  ２３１ｂ  ２３１ｃ  ２３１ｄ  側孔
３３１ａ  ３３１ｂ  ３３１ｃ  ３３１ｄ  側孔
３３２ａ  ３３２ｂ  ３３２ｃ  ３３２ｄ  油孔
３１ｅ  孔
２４０ａ  ２４０ｂ  ２４０ｃ  ２４０ｄ  球体支持体
２４１ａ  ２４１ｂ  ２４１ｃ  ２４１ｄ  凹部
２４３ａ  ２４３ｂ  ２４３ｃ  ２４３ｄ  スナップリング
３４３ａ  ３４３ｂ  ３４３ｃ  ３４３ｄ  スナップリング
３４０  支持体
３４１ａ  ３４１ｂ  ３４１ｃ  ３４１ｄ  凸部
３４２ａ  ３４２ｂ  ３４２ｃ  ３４２ｄ  小孔
【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】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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