(57)【要約】【課題】軸方向荷重を吸収するための軸方向スライド機能を有し、回転がたのない、しゅう動式トリポード型等速自在継手を提供する。【解決手段】しゅう動式トリポード型等速自在継手は、内周の円周方向３等分位置に軸方向に延びる溝14を形成した外側継手部材10と、溝14に弾性部材または波状板ばね44を介して収容させたプレート状のトラック溝部材40と、円周方向の３等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナル26をもった内側継手部材20と、前記トラニオンジャーナル26に担持され一対の前記トラック溝部材40間に配置したローラ30とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周の円周方向３等分位置に軸方向に延びる溝を形成した外側継手部材と、前記溝に弾性部材を介して収容させたプレート状のトラック溝部材と、円周方向の３等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナルをもった内側継手部材と、前記トラニオンジャーナルに担持され一対の前記トラック溝部材間に配置したローラとを有するしゅう動式トリポード型等速自在継手。
【請求項２】
前記ローラを取り除いた状態での前記プレート間寸法が前記ローラの外径よりも狭い請求項１のしゅう動式トリポード型等速自在継手。
【請求項３】
前記ローラと前記トラニオンジャーナルとの間に針状ころを介在させた請求項１のしゅう動式トリポード型等速自在継手。
【請求項４】
内周の円周方向３等分位置に軸方向に延びる溝を形成した外側継手部材と、前記溝に波状板ばねを介して収容させたプレート状のトラック溝部材と、円周方向の３等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナルをもった内側継手部材と、前記トラニオンジャーナルに担持され一対の前記トラック溝部材間に配置したローラとを有するしゅう動式トリポード型等速自在継手。
【請求項５】
前記ローラを取り除いた状態での前記プレート間寸法が前記ローラの外径よりも小さい請求項４のしゅう動式トリポード型等速自在継手。
【請求項６】
前記ローラと前記トラニオンジャーナルとの間に針状ころを介在させた請求項４のしゅう動式トリポード型等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は自動車のステアリング装置に用いられるしゅう動式トリポード型等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のステアリング装置に用いられるトリポード型等速自在継手として、特許文献１には、ローラ外径面に樹脂部を設け、フォークシャフトに圧入嵌合することにより回転がたを低減させるようにした技術が記載されている。この技術を特許文献１の記述と図面を引用して説明するならば次のとおりである。
【０００３】
図１２に示すように、ステアリング装置は、ステアリングホイール５２と、ステアリングシャフト部５４と、ギヤボックス部５６と、タイロッド５８とから構成される。ステアリングシャフト５４は、アッパシャフト６０と、固定式トリポード型ジョイント(等速ジョイント部)６２と、ロアシャフト６４とから構成される。アッパシャフト６０は、一端側がステアリングホイール５２側に連結されており、他端側が固定式トリポード型等速ジョイント６２に接続されている。固定式トリポード型等速ジョイント６２は、アッパシャフト６０とロアシャフト６４との間に配設されており、アッパシャフト６０の回転をロアシャフト６４に等速伝達する。
【０００４】
図１３に示すように、固定式トリポード型等速ジョイント６２は、ハウジング６６と、スパイダ６８と、センタリングボタン７０と、ローラ７２と、フォークシャフト７４と、リテーニングキャップ７６と、ブーツ８０とから構成される。ハウジング６６は、有底筒状からなり、底部側がロアシャフト６４の他端側に一体結合している。すなわち、固定式トリポード型等速ジョイント６２が車両に搭載された場合に、ハウジング６６の上方側が開口するように配設される。
【０００５】
スパイダ６８は、ボス部６８ａとトラニオン軸６８ｂとから構成される。ボス部６８ａは球形状からなり、ボス図６８ａの中心がロアシャフト６４の軸線とアッパシャフト６０の軸線とが交差する位置に配設されている。さらに、ボス部６８ａには、ロアシャフト６４の反対側（ハウジング６６の開口側）からロアシャフト６４の軸線に一致する向きに円形孔が形成されている。トラニオン軸６８ｂは、ボス部６８ａから同一平面（ロアシャフト６４の軸線に直交する平面）上の放射方向に等間隔に３本延設されている。すなわち、スパイダ６８は、ロアシャフト６４と一体に固定されている。
【０００６】
センタリングボタン７０は、ボス部６８ａに形成された円形孔に嵌合する円柱部と該円柱部の端側に球形状の外形を有する球形蓋部とから形成されている。このセンタリングボタン７０の円柱部は、スプリング７８を介在してボス部６８ａに形成された円形孔に挿入されている。そして、球形蓋部は、ロアシャフト６４の反対側に突出している。そして、スプリング７８により、センタリングボタン７０はロアシャフト６４の反対側に対して押圧力を保持している。
【０００７】
ローラ７２は、中央に貫通孔が形成されたドーナツ形状からなる。このローラ７２の外周面は、略球形状に形成されている。このような形状からなるローラ７２は、スパイダ６８のそれぞれのトラニオン軸６８ｂに摺動可能に配設されている。
【０００８】
フォークシャフト７４は、一端側がアッパシャフト６０に一体結合された一本の軸部７４ａと、他端側が３本のフォーク部７４ｂとからなる。各フォーク部７４ｂの側面側には、ローラ７２の外周面が回転可能なローラ溝７４ｃが形成されている。このローラ溝７４ｃは、各フォーク部７４ｂの側面側にフォークシャフト７４の軸線方向に略平行に円弧形状に形成されている。すなわち、一のフォーク部７４ｂの一方側面側のローラ溝７４ｃと隣設するフォーク部７４ｂの他方側面側のローラ溝７４ｃとにより、１つのローラ７２が回転可能でフォークシャフト７４の軸線方向に移動可能に狭持されている。そして、他のローラ７２についても同様にフォーク部７４ｂにより狭持されている。
【０００９】
また、フォークシャフト７４のフォーク部７４ｂの中央内側は、略球凹形状に形成されている。そして、このフォーク部７４ｂの略球凹形状部分が、センタリングボタン７０の球形蓋部に当接し、このセンタリングボタン７０によりロアシャフト６４の反対側に向かって押圧されている。このフォーク部７４ｂの略球凹形状部分とセンタリングボタン７０の球形蓋部とは、アッパシャフト６０とロアシャフト６４との回転軸線が所定角度に傾いている場合であっても、確実に当接するようにされている。
【特許文献１】特開２００５−１４５２２９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上記従来のトリポード型等速自在継手は外側継手部材と内側継手部材が軸方向に相対移動することができない固定式である。ところが、ステアリングシャフトには走行中の捩れや撓みなどに起因する軸方向荷重が加わることがある。
この発明の目的は、そのような軸方向荷重を吸収するための軸方向スライド機能を有し、しかも回転がたのない、しゅう動式トリポード型等速自在継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
この発明のしゅう動式トリポード型等速自在継手は、内周の円周方向３等分位置に軸方向に延びる溝を形成した外側継手部材と、前記溝に弾性部材を介して収容させたプレート状のトラック溝部材と、円周方向の３等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナルをもった内側継手部材と、前記トラニオンジャーナルに担持され一対の前記トラック溝部材間に配置したローラとを有することを特徴とするものである（請求項１）。
【００１２】
また、この発明のしゅう動式トリポード型等速自在継手は、内周の円周方向３等分位置に軸方向に延びる溝を形成した外側継手部材と、前記溝に波状板ばねを介して収容させたプレート状のトラック溝部材と、円周方向の３等分位置から半径方向に突出したトラニオンジャーナルをもった内側継手部材と、前記トラニオンジャーナルに担持され一対の前記トラック溝部材間に配置したローラとを有することを特徴とするものである（請求項４）。
【００１３】
トラック溝部材のローラ側の面はローラが転がる転走面となる。つまり、このトリポード型等速自在継手はしゅう動式である。
トラック溝部材は、外輪に形成した凹部すなわち溝に収容するのが望ましい。そして、その溝の底とトラック溝部材との間に弾性部材（請求項１）または波状板ばね（請求項４）を介在させ、トラック溝部材をローラに向けて押す作用をさせる。これにより、継手の円周方向、つまり回転方向のがたが吸収される。
【００１４】
自然状態すなわちローラを取り除いた状態で、一対のトラック溝部材間の寸法がローラの外径よりもわずかに小さくなるように設定するのが望ましい。そのような構成を採用することにより、トルクが加わらない状態では、トラック溝部材とローラは常に当接することができるため、がたのない嵌合状態になり、トルクが加わった状態では、トルクが作用しない側ではローラとトラック溝部材との間にわずかにすきまができ、ローラのスライド抵抗がほとんどなくなり容易にスライドできる。
【００１５】
ローラとトラニオンジャーナルとの間に針状ころを介在させてもよい。針状ころを介在させることにより、ローラが少ない抵抗でトラニオンジャーナル回りを回転することができるため、ローラが転がりながら外輪の軸方向に移動する際のスライド抵抗が一層減少する。とくに、作動角度が大きい場合は、トラック溝部材の表面すなわち転走面上の、ローラの軸方向移動距離が大きくなるため、ローラが転がるときのトルクが低いことの有利さが顕著となる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、スライド可能で、かつ、回転方向のがたのない、しゅう動式トリポード型等速自在継手を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
まず、図１および図２を参照して基本的構成について述べると、しゅう動式トリポード型等速自在継手は、外側継手部材としての外輪１０と、内側継手部材としてのスパイダ２０と、トルク伝達用としてのローラ３０とを主要な構成要素としている。
【００１８】
外輪１０はマウス部１２とステム部１８とからなり、ステム部１８のセレーション（またはスプライン。以下、同じ。）軸（図示せず）にて当該継手で連結すべき２軸のうちの一方とトルク伝達可能に接続するようになっている。マウス部１２は内周の円周方向３等分位置に軸方向に延びる溝１４が形成してある。
【００１９】
スパイダ２０はボス部２２とトラニオンジャーナル２６とからなり、ボス部２２は、当該継手で連結すべき２軸のうちのもう一方すなわちシャフト２４と一体になっている。トラニオンジャーナル２６はボス部２２の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。トラニオンジャーナル２６の外周面２８はここでは円筒形状である。
【００２０】
各トラニオンジャーナル２６にローラ３０が担持されている。ローラ３０は外輪１０の溝１４内に収容され、外輪１０の軸方向に移動可能である。
【００２１】
外輪１０の溝１４の、円周方向で向かい合った両側壁面はローラ３０の転走面となるが、ここでは外輪１０とは別体のプレート状のトラック溝部材（以下、単にプレートと呼ぶ）４０の表面が転走面４２となる。つまり、一対のプレート４０でローラ３０を挟んだ構造である。各プレート４０は、溝１４に形成した外輪１０の軸方向に延びる凹部１６にはめ込んである。凹部１６とプレート４０の断面形状をありみぞにして、外輪１０からトリポードキット（２０，３０）を抜き出した状態でもプレート４０が外輪１０から脱落しないようにしてもよい。プレート４０の、ローラ３０と接する側の面つまり転走面４２は、断面形状がローラ３０の外周面に対応する凹円弧状である。
【００２２】
プレート４０の、転走面４２とは反対側の、凹部１６側の面は、断面形状が波形である。凹部１６の底面も断面形状が波形である。プレート４０の波形と凹部１６の波形は外輪１０の軸方向に延びており、波形の山と谷の位相が一致させてある。山と山が合致するのを避ければよく、位相の一致は文字どおりぴったり一致させるほか、わずかにずれていてもよい。波形は必ずしも等ピッチでなくてもよく、また、図示するようなサインカーブのほか、三角波や、四角形や台形の波形でもよい。
【００２３】
プレート４０と凹部１６の底面との間に平板状の弾性部材４４が介在させてある。弾性部材４４は、プレート４０をローラ３０に弾性的に押しつけることにより、ローラ３０とプレート４０との間のすきま、すなわち継手円周方向すきまを詰める働きをする。そのような役割を果たす弾性部材４４の材料としては、圧延鋼板のような金属のほか硬質樹脂などを採用することができる。弾性部材４４の弾性係数を調整することにより、当該トリポード型等速自在継手を搭載する車両の特性に合わせてトルク−捩れ角線図（図３）を調整することができる。
【００２４】
自然状態すなわち、ローラ３０を取り除いた状態の、一対のプレート４０の転走面４２間寸法をローラ３０の外径よりもわずかに狭く設定することにより、ローラ３０とプレート４０との間のがたをなくすることができる。図４に示すように、トルクが加わった状態では、トルクが作用しない側ではローラ３０とプレート４０との間にわずかにすきまができ、したがって、ローラ３０のスライド抵抗がほとんどなくなり容易にスライドできる。
【００２５】
図５および図６に示すように、ローラ３０とトラニオンジャーナル２６との間に針状ころ４６を介在させてもよい。この場合、ローラ３０と針状ころ４６がトラニオンジャーナル２６の先端側に移動しても抜けないように、止め輪４８とサークリップ５０を含む抜け止め装置が設けてある。止め輪４８は、内径がサークリップ５０の外径よりも小さく、外径がローラ３０の内径より大きい。サークリップ５０はトラニオンジャーナル２６の端部付近に形成した環状溝２９に装着してある。このように、針状ころ４６を介在させることにより、ローラ３０が少ない抵抗でトラニオンジャーナル２６回りを回転することができるため、ローラ３０が転走面４２上を転がりながら外輪１０の軸方向に移動する際のスライド抵抗が一層減少する。また、作動角度が大きい場合はプレート４０の転走面４２内でのローラ３０の軸方向移動距離が大きくなるが、低い回転トルクが得られる。
【００２６】
図７に示す実施例では、プレート４０と凹部１６の底面との間に板ばね４４が介在させてある。板ばね４４は、ここではばね作用をする波形の金属板の例が示してあり、プレート４０をローラ３０に弾性的に押しつけることにより、ローラ３０とプレート４０との間のすきま、すなわち継手円周方向すきまを詰める働きをする。そのような役割を果たす板ばね４４の材料としては、たとえば圧延鋼板を波状に成形したものを採用することができる。弾性部材４４の弾性係数を調整することにより、当該継手を搭載する車両の特性に合わせてトルク−捩れ角線図（図３）を調整することができる。
【００２７】
自然状態すなわち、ローラ３０を取り除いた状態の、一対のプレート４０の転走面４２間寸法をローラ３０の外径よりもわずかに狭く設定することにより、ローラ３０とプレート４０との間のがたをなくすることができる。図８に示すように、トルクが加わった状態では、トルクが作用しない側ではローラ３０とプレート４０との間にわずかにすきまができ、したがって、ローラ３０のスライド抵抗がほとんどなくなり容易にスライドできる。
【００２８】
ここでも、図９に示すようにローラ３０とトラニオンジャーナル２６との間に針状ころ４６を介在させてもよい。この場合、ローラ３０と針状ころ４６がトラニオンジャーナル２６の先端側に移動しても抜けないように、止め輪４８とサークリップ５０を含む抜け止め装置が設けてある。止め輪４８は、内径がサークリップ５０の外径よりも小さく、外径がローラ３０の内径より大きい。サークリップ５０はトラニオンジャーナル２６の端部付近に形成した環状溝２９に装着してある。このように、針状ころ４６を介在させることにより、ローラ３０が少ない抵抗でトラニオンジャーナル２６回りを回転することができるため、ローラ３０が転走面４２上を転がりながら外輪１０の軸方向に移動する際のスライド抵抗が一層減少する。また、作動角度が大きい場合はプレート４０の転走面４２内でのローラ３０の軸方向移動距離が大きくなるが、低い回転トルクが得られる。
【００２９】
図１０に示す実施例は、図７の実施例の改変例に相当し、各ローラ３０の両側に位置する一対のプレート４０のうちの一方にだけ弾性部材４４を設けたものである。このようにすることで、部品点数を削減でき、コスト低減を図ることができる。
【００３０】
図１１に示す実施例は、図１０の実施例のものをさらに改変したもので、３つのローラのうちの１つについて弾性部材の配置が逆にしてある。この場合、逆側に配置した弾性部材４４の弾性力（剛性）は他の弾性部材４４の２倍とするのが好ましい。図１１中、白抜き矢印はトルク負荷方向を示す。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例を示すしゅう動式トリポード型等速自在継手の軸線に垂直な断面図である。
【図２】図１のしゅう動式トリポード型等速自在継手の軸線方向断面図である。
【図３】トルク−捩れ角線図である。
【図４】トルク負荷時を示す図１の部分拡大図である。
【図５】別の実施例を示す図１と類似の断面図である。
【図６】図５のしゅう動式トリポード型等速自在継手の軸線方向断面図である。
【図７】さらに別の実施例を示す図１と類似の断面図である。
【図８】図７の部分拡大図であってトルク負荷時を示す。
【図９】図７の実施例の改変例を示す図７と類似の断面図である。
【図１０】図７の実施例の別の改変例を示す図７と類似の断面図である。
【図１１】図１０の実施例の改変例を示す図７と類似の断面図である。
【図１２】ステアリング装置の斜視図である。
【図１３】従来の技術を示す固定式トリポード型等速自在継手の軸線方向断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１０  外輪（外側継手部材）
１２  マウス部
１４  溝
１６  凹部
１８  ステム部
２０  スパイダ（内側継手部材）
２２  ボス部
２４  シャフト
２６  トラニオンジャーナル
２８  外周面
２９  環状溝
３０  ローラ
３２  外周面
３４  内周面
４０  プレート
４２  転走面
４４  弾性部材
４６  針状ころ
４８  止め輪
５０  サークリップ
【図１】
2008304004.tif 000003
【図２】
2008304004.tif 000004
【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】
2008304004.tif 000012
【図１１】
2008304004.tif 000013
【図１２】
2008304004.tif 000014
【図１３】
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