(57)【要約】【課題】性能のばらつきの少ない自在継手を提供すること。【解決手段】自在継手４が一対の腕部２３を有するヨーク２０を備える。一対の腕部２３は、先端部２３１において相対向する内側面２３ａに凹部２４を形成することにより、薄肉部２５を形成している。腕部２３を貫通して形成された嵌合孔２８の一部２８１が薄肉部２５を貫通している。嵌合孔２８に圧入された筒状のブッシュ２９の内周と、十字軸２２の軸部２７の外周２７ａとの間に、軸受３０が圧入されている。軸受３０は、外輪カップ３２と、外輪カップ３２内に保持された複数の針状ころ３１とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの先端部において相対向する内側面に凹部が形成された薄肉部を有する一対の腕部を含み、各前記腕部を貫通して形成された嵌合孔の一部が前記薄肉部を貫通しているヨークと、
各前記嵌合孔に圧入された筒状のブッシュと、
複数の転動体を保持した外輪カップを有し、各ブッシュの内周と十字軸の対応する軸部との間に圧入された軸受と、を備えた自在継手。
【請求項２】
請求項１において、各前記ブッシュは、対応する腕部の内側面における、嵌合孔の縁部にかしめられた第１折り曲げ突起と、対応する外輪カップの底部にかしめられた第２折り曲げ突起と、を有している自在継手。
【請求項３】
請求項２において、各前記ブッシュの第１折り曲げ突起は、前記一対の腕部が延びる第１方向と前記一対の腕部が相対向する第２方向との双方に対して直交する第３方向に対向するように、一対設けられている自在継手。
【請求項４】
請求項３において、各前記ブッシュに一対設けられた第１折り曲げ突起は、対応する腕部の薄肉部を避けて、前記嵌合孔の縁部にかしめられている自在継手。
【請求項５】
操舵部材の操舵力を伝達する軸間を連結する自在継手を備え、
前記自在継手は、
それぞれの先端部において相対向する内側面に凹部が形成された薄肉部を有する一対の腕部を含み、各前記腕部を貫通して形成された嵌合孔の一部が前記薄肉部を貫通しているヨークと、
各前記嵌合孔に圧入された筒状のブッシュと、
複数の転動体を保持した外輪カップを有し、各ブッシュの内周と十字軸の対応する軸部との間に圧入された軸受と、を備えているステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自在継手およびステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自在継手では、十字軸の各軸部を、ヨークの対応する腕部の嵌合孔に圧入された軸受によって支持している。前記軸受としては、嵌合孔に圧入された外輪カップと、外輪カップの内周と十字軸の軸部の外周との間に介在した複数の針状ころ軸受とを備えている。
通例、腕部の先端部の内側面には、十字軸の軸部を嵌合孔に挿入するときの逃げとなる凹部が形成されているので、腕部の先端部は薄肉となっている。
【０００３】
特許文献１の組み立て方法では、ヨークの腕部の嵌合孔に十軸軸の対応する腕部を挿入した後、ヨークの外側から嵌合孔内へ軸受を圧入するときに、フックを腕部の先端部に引っ掛けて、腕部が内側へ変形しないように支えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１８０５７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
通例、前記嵌合孔は、腕部の薄肉部と残りの厚肉部に跨がるようにして、腕部を貫通している。このため、通例、板金製で比較的薄い外輪カップが、ヨークの腕部の嵌合孔に圧入された状態では、嵌合孔と外輪カップとの軸方向の嵌合長が、嵌合孔の周方向位置に応じて異なることになる。
このため、嵌合孔の周方向位置で外輪カップの径方向の変形量に差が生じやすい。その結果、自在継手の剛性や回転時の抵抗トルクなどの自在継手の性能がばらつき易くなってしまう。そうすると、このような自在継手を用いたステアリング装置においては、良好な操舵フィーリングが達成されにくい。
【０００６】
本発明の目的は、性能のばらつきの少ない自在継手およびこれを用いたステアリング装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、請求項１の発明は、それぞれの先端部（２３１）において相対向する内側面（２３ａ）に凹部（２４）が形成された薄肉部（２５）を有する一対の腕部（２３）を含み、各前記腕部を貫通して形成された嵌合孔（２８）の一部が前記薄肉部を貫通しているヨーク（２０，２１）と、各前記嵌合孔に圧入された筒状のブッシュ（２９；２９Ａ）と、複数の転動体（３１）を保持した外輪カップ（３２）を有し、各ブッシュの内周と十字軸（２２）の対応する軸部（２７）との間に圧入された軸受（３０）と、を備えた自在継手（４，６）を提供する。
【０００８】
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
また、請求項２のように、各前記ブッシュは、対応する腕部の内側面における、嵌合孔の縁部（２８ａ）にかしめられた第１折り曲げ突起（３５；３５Ａ）と、対応する外輪カップの底部（３３）にかしめられた第２折り曲げ突起（３６；３６Ａ）と、を有していてもよい。
【０００９】
また、請求項３のように、各前記ブッシュの第１折り曲げ突起は、前記一対の腕部が延びる第１方向（Ｘ１）と前記一対の腕部が相対向する第２方向（Ｘ２）との双方に対して直交する第３方向（Ｘ３）に対向するように、一対設けられていてもよい。
また、請求項４のように、各前記ブッシュに一対設けられた第１折り曲げ突起は、対応する腕部の薄肉部を避けて、前記嵌合孔の縁部にかしめられていてもよい。
【００１０】
また、請求項５の発明は、操舵部材（２）の操舵力を伝達する軸（３，５，６）間を連結する自在継手（４，６）を備え、前記自在継手は、それぞれの先端部において相対向する内側面に凹部が形成された薄肉部を有する一対の腕部を含み、各前記腕部を貫通して形成された嵌合孔の一部が、前記薄肉部を貫通しているヨークと、各前記嵌合孔に圧入された筒状のブッシュと、複数の転動体を保持した外輪カップを有し、各ブッシュの内周と十字軸の対応する軸部との間に圧入された軸受と、を備えているステアリング装置（１）を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の発明によれば、周方向に関して深さが不均一である嵌合孔に対して圧入されたブッシュに、軸受の外輪カップが圧入されているので、周方向位置で外輪カップの径方向の変形量に差が生じにくい。その結果、自在継手の剛性や回転時の抵抗トルクなどの自在継手の性能のばらつきを抑制することができる。
請求項２の発明によれば、各ブッシュの第１折り曲げ突起が、対応する腕部の内側面における、嵌合孔の縁部にかしめられるとともに、各ブッシュの第２折り曲げ突起が、対応する外輪カップの底部にかしめられる。これにより、嵌合孔からのブッシュの抜け止めと、ブッシュからの軸受の抜け止めとが達成される。また、嵌合孔に対するブッシュの回転と、ブッシュに対する外輪カップの回転が規制される。したがって、嵌合孔に対するブッシュの圧入荷重を低く抑えることができるので、周方向位置で外輪カップの径方向の変形量に、一層、差が生じにくくなり、その結果、自在継手の性能のばらつきを一層抑制することができる。
【００１２】
また、請求項３の発明によれば、一対の第１折り曲げ突起が、一対の腕部が延びる第１方向と一対の腕部が相対向する第２方向との双方に対して直交する第３方向に対向して配置されるので、両第１折り曲げ突起が、例えば、ともに薄肉部を避けた位置において、嵌合孔の縁部にかしめられることになる。したがって、ブッシュと外輪カップの嵌合長が、ブッシュの周方向位置に応じてばらつくようなことがなく、周方向位置で外輪カップの径方向の変形量に、より一層、差が生じにくくなる。その結果、自在継手の性能のばらつきをより一層抑制することができる。
【００１３】
また、請求項４の発明によれば、一対の第１折り曲げ突起が、腕部の薄肉部を避けて、嵌合孔の縁部にかしめられるので、周方向位置で外輪カップの径方向の変形量に、より一層、差が生じにくくなる。その結果、自在継手の性能のばらつきをより一層抑制することができる。
また、請求項５の発明によれば、請求項１と同じく、自在継手の剛性や回転時の抵抗トルクなどの自在継手の性能のばらつきを抑制することができるので、操舵部材を操作するときに運転者が感じるステアリングの剛性感等のばらつきを少なくして、操舵フィーリングを良好にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の一実施の形態に係る自在継手が適用されたステアリング装置の模式図である。
【図２】ステアリングシャフト、中間シャフトおよびピニオンシャフトとこれらを連結する自在継手の概略側面図である。
【図３】自在継手の一部破断正面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う、自在継手の断面図である。
【図５】自在継手に用いるブッシュの斜視図であり、各折り曲げ突起が折り曲げられる前の段階を示している。
【図６】本発明の別の実施形態の自在継手に用いるブッシュの斜視図であり、各折り曲げ突起が折り曲げられる前の段階を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の好ましい実施の形態の添付図面を参照しつつ説明する。
図１は本発明の一実施の形態の自在継手４，６が適用される車両のステアリング装置１の模式図である。図１を参照して、ステアリング装置１は、一端３ａがステアリングホイール等の操舵部材２に連結されたステアリングシャフト３と、一端５ａがステアリングシャフト３の他端３ｂに本実施の形態の自在継手４を介して連結された中間シャフト５とを備えている。また、ステアリング装置１は、中間シャフト５の他端５ｂに本実施の形態の自在継手６を介して連結されたピニオンシャフト７と、ピニオンシャフト７の端部近傍に設けられたピニオン７ａに噛み合うラック歯８ａを有して車幅方向（左右方向）に延びる転舵軸としてのラックバー８とを備えている。
【００１６】
ピニオンシャフト７およびラックバー８によりラックアンドピニオン機構からなる転舵機構Ａが構成されている。ラックバー８は車体に固定されるハウジング９内に図示しない複数の軸受を介して直線往復動自在に支持されている。ラックバー８の両端部はハウジング９の両側へ突出し、各端部にはそれぞれタイロッド１０が結合されている。各タイロッド１０は対応するナックルアーム（図示せず）を介して対応する転舵輪１１に連結されている。
【００１７】
操舵部材２が操作されてステアリングシャフト３が回転されると、この回転がピニオン７ａおよびラック歯８ａによって、自動車の左右方向に沿ってのラックバー８の直線運動に変換される。これにより、転舵輪１１の転舵が達成される。
図２を参照して、自在継手４は、ステアリングシャフト３の他端３ｂに設けられたヨーク２０（図では一方のみを示す）と、中間シャフト５の一端５ａに設けられたヨーク２１と、両ヨーク２０，２１間を連結する十字軸２２とを備える。
【００１８】
同様に、自在継手６は、ピニオンシャフト７の端部に設けられたヨーク２０と、中間シャフト５の他端５ｂに設けられたヨーク２１（図では一方のみを示す）と、両ヨーク２０，２１間を連結する十字軸２２とを備える。
各ヨーク２０，２１はＵ字状をなし、それぞれ一対の腕部２３を有している。一対の腕部２３は、板状をなし互いに平行である。
【００１９】
自在継手４，６については同じ構成であるので、自在継手４に則して説明する。図３を参照して、自在継手４のヨーク２０の一対の腕部２３は、相対向する内側面２３ａを有している。一対の腕部２３は、当該腕部２３が延びる第１方向Ｘ１に関しての先端部２３１と、ヨーク２０のＵ字状の底に連なる基端部２３２とを有している。
一対の腕部２３の先端部２３１において、相対向する内側面２３ａに凹部２４が形成されている。これにより、各腕部２３の先端部２３１に、一対の腕部２３が相対向する第２方向Ｘ２に関しての肉厚の薄い薄肉部２５が形成されている。具体的には、凹部２４が形成された薄肉部２５の肉厚Ｔ１は、腕部２３の残りの部分（後述する厚肉部２６）の肉厚Ｔ２よりも薄くされている。
【００２０】
また、各腕部２３には、十字軸２２の対応する軸部２７を挿通するための嵌合孔２８が貫通形成されている。嵌合孔２８の一部２８１は、薄肉部２５を貫通している。
自在継手４は、各嵌合孔２８に圧入された筒状の金属製のブッシュ２９と、ブッシュ２９に圧入された軸受３０とを備えている。十字軸２２の軸部２７が、軸受３０に挿入されて、軸受３０によって回転可能に支持されている。
【００２１】
軸受３０は、軸部２７の周囲に環状に並べて配列された転動体としての複数の針状ころ３１と、これらの針状ころ３１を保持すると共にブッシュ２９に圧入された有底円筒状の外輪カップ３２とを含む。複数の針状ころ３１は、外輪カップ３２の内周３２ａと軸部２７の外周２７ａとの間に介在している。外輪カップ３２は、例えば板金製であり、底部３３を有している。また、外輪カップ３２の開口側端縁には、内向きの環状フランジ３４が形成されている。
【００２２】
図３および図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である図４を参照して、ブッシュ２９は、軸方向に対向する第１端部２９１と第２端部２９２とを有している。図３に示すように、嵌合孔２８とブッシュ２９との軸方向の嵌合長に関しては、嵌合孔２８の一部２８１（薄肉部２５を貫通する部分）での第１嵌合長Ｌ１が、嵌合孔２８の残りの部分（厚肉部２６を貫通する部分）での第２嵌合長Ｌ２よりも短い。
【００２３】
図４に示すように、第１端部２９１には、ブッシュ２９の径方向（具体的には、図４の紙面に直交する方向である第１方向Ｘ１と第２方向Ｘ２との双方に対して直交する第３方向Ｘ３）に相対向する一対の第１折り曲げ突起３５が形成されている。また、第２端部２９２には、ブッシュ２９の径方向（具体的には、図４の紙面に直交する方向である第１方向Ｘ１と第２方向Ｘ２との双方に対して直交する第３方向Ｘ３）に相対向する一対の第２折り曲げ突起３６が形成されている。各第１折り曲げ突起３５と対応する第２折り曲げ突起３６とは、ブッシュ２９の軸方向（第２方向Ｘ２に相当）に対向している。
【００２４】
第１折り曲げ突起３５は、対応する腕部２３の内側面２３ａにおける、嵌合孔２８の縁部２８ａにかしめ付けられている。また、第２折り曲げ突起３６は、対応する外輪カップ３２の底部３３にかしめ付けられている。
自在継手４の組み立て時は、まず、ヨーク２０の嵌合孔２８に十字軸２２の軸部２７を挿通した後、嵌合孔２８にブッシュ２９を圧入し、その後、ブッシュ２９の内周２９３と軸部２７の外周２７ａとの間に、針状ころ３１および外輪カップ３２を有する軸受３０を圧入する。次いで、ブッシュ２９の各折り曲げ突起３５，３６を折り曲げて、軸受３０の抜け止めと回り止めを達成する。
【００２５】
図５は、ブッシュ２９の斜視図であり、第１折り曲げ突起３５および第２折り曲げ突起３６が折り曲げられる前の段階を示している。図５に示すように、折り曲げ前の各折り曲げ突起３５，３６は、それぞれ対応する端部２９１，２９２に形成された一対のスリット３７間に区画されて形成されている。
本実施の形態によれば、周方向に関して深さが不均一である嵌合孔２８に対して圧入されたブッシュ２９に、軸受３０の外輪カップ３２が圧入されているので、周方向位置で外輪カップ３２の径方向の変形量に差が生じにくい。その結果、自在継手４，６の剛性や回転時の抵抗トルクなどの自在継手４，６の性能のばらつきを抑制することができる。
【００２６】
このように、自在継手４，６の剛性のばらつきや回転時の抵抗トルクのばらつき等、自在継手４，６の性能のばらつきを抑制することができるので、これらの自在継手４，６を、操舵部材２の操舵力を伝達する軸（ステアリングシャフト３、中間シャフト５およびピニオンシャフト７）間を接続する自在継手として用いたステアリング装置１において、操舵部材２を操作するときに運転者が感じるステアリングの剛性感や操舵反力感のばらつきを少なくして、操舵フィーリングを良好にすることができる。
【００２７】
また、各ブッシュ２９の第１折り曲げ突起３５が、対応する腕部２３の内側面２３ａにおける、嵌合孔２８の縁部２８ａにかしめられるとともに、各ブッシュ２９の第２折り曲げ突起３６が、対応する外輪カップ３２の底部３３にかしめられる。これにより、嵌合孔２８からのブッシュ２９の抜け止めと、ブッシュ２９からの軸受３０の抜け止めとが達成される。また、嵌合孔２８に対するブッシュ２９の回転と、ブッシュ２９に対する外輪カップ３２の回転が規制される。
【００２８】
したがって、嵌合孔２８に対するブッシュ２９の圧入荷重を低く抑えた軽圧入とすることができる。これにより、周方向位置で外輪カップ３２の径方向の変形量に、一層、差が生じにくくなるので、自在継手４，６の性能のばらつきを一層抑制することができる。
また、一対の第１折り曲げ突起３５が、一対の腕部２３が延びる第１方向Ｘ１と一対の腕部２３が相対向する第２方向Ｘ２との双方に対して直交する第３方向Ｘ３に対向して配置されている。したがって、一対の第１折り曲げ突起３５が、本実施形態のように、ともに薄肉部２５を避けた位置（具体的には厚肉部２６）において、嵌合孔２８の縁部２８ａにかしめられるか、或いは、図示していないが、一対の第１折り曲げ突起３５が、ともに腕部２３の薄肉部２５において、嵌合孔２８の縁部２８ａにかしめられることになる。したがって、ブッシュ２９と外輪カップ３２との嵌合長が、ブッシュ２９の周方向位置に応じてばらつくようなことがなく、その結果、周方向位置で外輪カップ３２の径方向の変形量に、より一層、差が生じにくくなる。これにより、自在継手４，６の性能のばらつきをより一層抑制することができる。
【００２９】
特に、本実施形態では、前者のように、一対の第１折り曲げ突起３５が、腕部２３の薄肉部２５を避けて（具体的には、厚肉部２６において）、嵌合孔２８の縁部２８ａにかしめられるので、周方向位置で外輪カップ３２の径方向の変形量に、より一層、差が生じにくくなる。これにより、自在継手４，６の性能のばらつきをより一層抑制することができる。
【００３０】
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、図６に示すように、折り曲げ前の第１折り曲げ突起３５Ａ，３６Ａが、対応する端部２９１，２９２からブッシュ２９Ａの軸方向に突出するものであってもよい。その他、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００３１】
１…ステアリング装置、２…操舵部材、３…ステアリングシャフト（操舵力を伝達する軸）、４…自在継手、５…中間シャフト（操舵力を伝達する軸）、６…自在継手、７…ピニオンシャフト（操舵力を伝達する軸）、２０，２１…ヨーク、２２…十字軸、２３…腕部、２３１…先端部、２３２…基端部、２３ａ…内側面、２４…凹部、２５…薄肉部、２６…厚肉部、２７…軸部、２７ａ…外周、２８…嵌合孔、２８１…（嵌合孔の）一部、２８ａ…（嵌合孔の）縁部、２９；２９Ａ…ブッシュ、２９１…第１端部、２９２…第２端部、３０…軸受、３１…針状ころ（転動体）、３２…外輪カップ、３２ａ…内周、３３…（外輪カップの）底部、３５；３５Ａ…第１折り曲げ突起、３６；３６Ａ…第２折り曲げ突起、Ｌ１…第１嵌合長、Ｌ２…第２嵌合長、Ｔ１，Ｔ２…肉厚、Ｘ１…第１方向、Ｘ２…第２方向、Ｘ３…第３方向
【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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