(57)【要約】【課題】ソケットに対するプラグの回転方向の遊びを抑え、装置を小型にすることができる動力伝達装置を提供する。【解決手段】プラグ、ソケット及びスリーブを有し、ソケットの貫通穴にボールが嵌め込まれ、ボールは、スリーブが往復方向の一方に移動した場合、ボールの一部が凹部に係合し、ソケットに対するプラグの相対回転及び回転中心軸方向の移動を阻止するロック位置と、スリーブが往復方向の他方に移動した場合、ボールの一部が凹部から離脱可能になり、ソケットに対するプラグの回転中心軸方向の移動を可能にするアンロック位置とに移動可能に保持され、ボールの一部が凹部に係合したときに、凹部、貫通穴の周壁及びスリーブのそれぞれの１箇所、計３箇所に当接してボールが保持され、ボールにそれぞれ当接する３つの接点を含む平面が、プラグの回転中心軸及びボールの中心を含む基準平面を横断するように形成されている。【選択図】図２
2009197874.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転力を伝達する出力部材又は該出力部材から伝達される前記回転力を受け取る入力部材の一方に取り付けられる略円形断面形状のプラグと、
前記出力部材又は前記入力部材の他方に取り付けられ、前記プラグを相対回転可能及び前記プラグの回転中心軸方向に移動可能に嵌合させる略円筒形状のソケットと、
前記ソケットに往復移動可能に装着されたスリーブと、
を有し、
前記プラグの外周面は、その円周方向に所定の間隔をもって設けられた複数の凹部を有し、
前記ソケットは、前記ソケットの筒壁の外周壁から前記嵌合されたプラグの前記凹部に向かって貫通する貫通穴を有し、
前記ソケットの貫通穴にはボールが嵌め込まれており、前記ボールは、往復方向の一方へ移動した前記スリーブに当接し、前記ボールの一部が前記凹部に係合することにより、前記ソケットに対する前記プラグの相対回転及び回転中心軸方向の移動を阻止するロック位置と、往復方向の他方へ移動した前記スリーブから離間し、前記ボールの一部が前記凹部から離脱可能になることにより、前記ソケットに対する前記プラグの相対的な回転中心軸方向の移動を可能にするアンロック位置とに移動可能に保持され、
前記ボールが前記ロック位置に移動し、前記ボールの一部が前記プラグの凹部に係合したとき、前記プラグの凹部、前記ソケットの貫通穴の周壁及び前記スリーブのそれぞれの１箇所、計３箇所に当接して前記ボールが保持され、前記ボールにそれぞれ当接する３つの接点を含む平面が、前記プラグの回転中心軸及びボールの中心を含む基準平面を横断するように形成されている
ことを特徴とする動力伝達装置。
【請求項２】
前記スリーブがボールに当接する接点は、前記基準平面上に位置し、
前記プラグの凹部が前記ボールに当接する接点と、前記貫通穴の周壁が前記ボールに当接する接点とは、前記基準平面を間にして両側の一方と他方とにそれぞれ位置していることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置。
【請求項３】
前記ボールにそれぞれ当接する前記３つの接点は、該３つの接点による前記ボールを保持する力が釣り合うように予め定められた位置に配されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の動力伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、出力部材から伝達された回転力を入力部材が受け取る動力伝達装置に関し、特に、回転力を伝達させる状態と回転力を伝達させない状態との２つの態様を有する動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の動力伝達装置としては、例えば、ステアリグホイールからの回転力をステアリングシャフトに伝達する装置が提案されている（例えば、特許文献１）。
【０００３】
この動力伝達装置は、プラグ、ソケット、ボール及びスリーブを有している。プラグは、略円形断面形状に形成され、ステアリングホイール又はステアリングシャフトの一方に取り付けられる。ソケットは、略円筒形状に形成され、ステアリングホイール又はステアリングシャフトの一方に取り付けられる。
【０００４】
プラグは、ソケットに対して相対回転可能及びプラグの回転中心軸方向に移動可能に嵌合する。プラグの外周面には円周方向に所定間隔で複数の凹部が形成されている。ソケットは、その筒壁を貫通し、ソケットの外周壁から前記嵌合されたプラグの凹部に向かって徐々に穴径を小さくした貫通穴（テーパ穴）を有している。
【０００５】
ボールは貫通穴の中に嵌め込まれている。ボールは、嵌合したプラグの凹部に係合するロック位置と凹部から離脱するアンロック位置とに移動可能に貫通穴に保持されている。スリーブは、ソケットに軸方向に往復移動可能に外嵌し、スプリングにより往復方向の一方へ付勢されている。
【０００６】
次に、上記動力伝達装置を用いて、ステアリングホイールをステアリングシャフトに取り付けるときの動作について説明する。スプリングの付勢力に抗して、スリーブを他方向に移動する。それにより、スリーブがボールから離れ、ボールがアンロック位置に移動可能となり、ソケットに対してプラグを嵌合させることができる。
【０００７】
ソケットにプラグを嵌合し、スプリングの付勢力でスリーブを往復方向の一方に移動すると、スリーブがボールを押し込み、ボールがロック位置に移動し、凹部に係合する。それにより、ソケットに対してプラグが相対回転及び離脱するのを阻止する。それにより、ステアリングホイールはステアリングシャフトと一体的に回転可能となる。
【０００８】
次に、上記動力伝達装置を用いて、ステアリングホイールをステアリングシャフトから外す動作について説明する。スプリングの付勢力に抗して、スリーブを往復方向の他方に移動する。ボールはアンロック位置に移動可能となり、前記凹部から離脱可能となる。それにより、ソケットに対してプラグが回転中心軸方向に移動可能となり、ステアリングホイールをステアリングシャフトソケットから外すことができる。
【０００９】
次に、上記動力伝達装置を介して、ステアリングホイールをステアリングシャフトに接続した使用状態について説明する。
【００１０】
使用状態では、スリーブ、貫通穴の周壁及び凹部のそれぞれの１箇所、計３箇所に当接してボールが保持されている。ボールが当接する３つの接点は、プラグの回転中心軸及びボールの中心を含む基準平面上にそれぞれ位置している。以上、特許文献１に係る動力伝達装置について説明した。
【００１１】
また、他の動力伝達装置として、以下のトルクドライバーが提案されている（例えば、特許文献２）。
【００１２】
この動力伝達装置は、主軸にクラッチ盤が取り付けられ、クラッチ盤に受け部である凹部が形成されている。クラッチ盤に対向してリテーナが配され、リテーナの貫通穴には鋼球であるボールが嵌め込まれている。トルクドライバーの握りの内部には、ばね部材を介して押圧部材が装着され、ばね部材の付勢力により押圧部材は、ボールを凹部に係合する方向に押している。ボールは、凹部に係合したトルク伝達位置と凹部から離脱するトルク開放位置とに移動可能にリテーナの貫通穴に保持されている。所定トルクより大きな回転力が握りにかかると、ばね部材の付勢力に抗して、ボールが凹部から離脱し、握りが空回りする装置である。
【００１３】
【特許文献１】特開２００２−１７８９３３号公報
【特許文献２】特開２０００−２１８５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上記特許文献１に記載された動力伝達装置では、ボールがスリーブ、貫通穴の周壁及び凹部に当接する３つの接点は、プラグの回転中心軸及びボールの中心を含む基準平面上にそれぞれ位置している。ソケットに対してプラグを回転させようとした場合、その回転させようとする力が基準平面に対し直交する方向にボールに作用する。しかし、その回転させようとする力に上記３つの接点のいずれも対抗し得ない。
【００１５】
従来の動力伝達装置を介してステアリングシャフトをステアリングホイールに接続した使用状態において、ステアリングホイールの回転力により、ソケットに対してプラグを相対回転させるようとする。その回転させようとする力に上記３つの接点のいずれも対抗し得ないので、ボールは、ボールと貫通穴の周壁との間の隙間の分だけ移動する。
【００１６】
以下に、ボールが移動することにより、ステアリングホイールに回転方向の遊びが発生することを、具体的な数値を挙げて説明する。
【００１７】
例えば、プラグの直径がφ４０．９ｍｍで、ソケットの内径がφ４１．０ｍｍで、ボールの直径がφ７．９４ｍｍの場合、ボールは、基準平面を中心として片側に０．０６８ｍｍずつ、両側で０．１３６ｍｍ移動する。これを、ソケットに対するプラグの回転量に換算すると、プラグの回転量は、片側で０．１７５°ずつ、両側で０．３５°となる。さらに、ステアリングホールの回転方向の遊びに換算すると、ステアリングホイールの一端での遊びは、直径３６０ｍｍのステアリングホールの場合、約１．１ｍｍ（＝ｔａｎ０．３５°×３６０ｍｍ／２）となる。
【００１８】
以上のように、ステアリングホイールに回転方向の遊びが発生する原因の一つは、ボールを保持する３つの接点が、プラグの回転中心軸及びボールの中心を含む基準平面上にそれぞれ位置しているというボールの保持構造にある。
【００１９】
また、ステアリングホイールに回転方向の遊びが発生する他の原因は、プラグとソケットの嵌め合い公差にある。以下に、嵌め合い公差により発生するステアリングホイールの遊びを、具体的な数値に基づいて説明する。
【００２０】
ソケットに対してプラグをスムーズに回転中心軸方向に移動させるためには、工作精度の関係から、プラグとソケットとの間の嵌合隙間は、直径で０．１ｍｍとなる。プラグ又はソケットに荷重がかかった場合、ソケットに対してプラグは片側に最大で０．０５ｍｍずつ移動する。これを角度に換算すると、０．１４°となる。ボールの片側での移動量０．１７５°と合わせると、０．３１５°となる。このとき、ステアリングホイールの一端での遊びは、直径３６０ｍｍのステアリングホールの場合、片側で約１ｍｍ（＝ｔａｎ０．３１５°×３６０ｍｍ／２）、両側で約２ｍｍとなる。
【００２１】
上記した２つの原因により、ステアリングホイールに回転方向の遊びが発生するが、ステアリングホイールの剛性が低く、片側に１ｍｍ程度たわむので、ユーザが気付かない。また、その遊びは緩やかに発生するので、ユーザが気付かない。したがって、ステアリングホイールの遊びは、ユーザが体感できる程ではなく、問題にならない。
【００２２】
近年、動力伝達装置を小型にすることが要望されている。動力伝達装置を小型にするためには、プラグ及びソケットを細くする。また、ボールを小径にする。動力伝達装置を小型にすると、ソケットに対するプラグの回転方向の遊びが大きくなることが知られている。
【００２３】
例えば、ステアリングホイールの動力伝達装置の小型化に応じて、ステアリングホイールの遊びが大きくなることを、具体的な数値で説明する。
【００２４】
例えば、プラグの直径がφ１８．１ｍｍ、ソケットの内径がφ１８．２ｍｍ（嵌め合い公差０．１ｍｍ）、ボールの直径がφ６．０ｍｍの場合、ボールの移動量は、基準平面を中心として片側に０．０４３ｍｍずつ、両側で０．０８６ｍｍとなる。ボールの移動量は、両側で従来の動力伝達装置より小さい。
【００２５】
小型の動力伝達装置では、ボールの位置が従来の動力伝達装置よりもプラグの回転中心軸に近いため、ボールの移動量を角度に換算すると、片側で０．２４５°ずつ、両側で０．４９°となる。角度では、両側で０．３５°である従来の動力伝達装置の角度より大きい。また、ステアリングホイールの一端での遊びは、直径３６０ｍｍのステアリングホールの場合、約１．５４ｍｍ（＝ｔａｎ０．４９°×３６０ｍｍ／２）となる。
【００２６】
以上のように、動力伝達装置の小型化に応じて、ソケットに対するプラグの回転方向の遊びが大きくなり、ステアリングホイールの動力伝達装置として用いた場合は、ステアリングホイールの遊びが大きくなる。ソケットに対するプラグの回転方向の遊びを抑え、動力伝達装置を小型にする手段の１つとして、例えば、プラグの凹部、貫通穴の周壁及びスリーブがボールを保持する構造を変更することが挙げられる。
【００２７】
ステアリングホイールの回転方向の遊びを小さくするには、その遊びの発生原因の一つであるボールの保持構造を変更する必要がある。ソケットに対してプラグをスムーズに回転中心軸方向に移動させるため、他の発生原因であるプラグとソケットの嵌め合い公差を変更し難い。ボールの保持構造の変更は、ボールと貫通穴の周壁との間の隙間をできるだけ小さくするために、貫通穴の周壁をなるべく深い位置でボールに当接させるたことにある。なるべく深い位置は、貫通穴の凹部側の口となる。
【００２８】
しかし、貫通穴の凹部側の口の周縁は強度が小さく、ボールを保持することができないという問題点があった。また、仮に、貫通穴の周壁をなるべく深い位置でボールに当接させた動力伝達装置を製造した場合に、長期間の使用により、ボールに当接させた貫通穴の周壁及び凹部がそれぞれ摩耗し、ボールに当接させた箇所が変化する。その変化した場合にも、ボールに貫通穴の周壁及び凹部を当接させる必要があり、製造上の困難を伴うという問題点があった。
【００２９】
また、特許文献２に記載された動力伝達装置では、ボールがリテーナの貫通穴の中で移動する。ボールの移動により、主軸に対するトルクドライバーの握りの回転方向の遊びが発生する。握りの回転方向の遊びは操作性を低下させる要因となる。さらに、装置を小型にするために、例えば、ボールの径やリテーナの貫通穴の径を小さくしたり、リテーナの貫通穴の位置を主軸側へ寄せたりすると、特許文献１に記載された動力伝達装置と同様の理由で、主軸に対するトルクドライバーの握りの回転方向の遊びが大きくなるという問題点があった。
【００３０】
この発明は、上記の問題を解決するものであり、ソケットに対するプラグの回転方向の遊びを抑え、装置を小型にすることができる動力伝達装置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】
【００３１】
上記課題を解決するため、この発明は、ソケットに対してプラグを回転させようとした場合、ボールの移動する方向が、プラグの回転中心軸及びボールの中心を含む基準平面に対し直交する方向であることに着目した。
そこで、この発明は、プラグの凹部、ソケットの貫通穴の周壁及びスリーブのそれぞれの１箇所、計３箇所に当接してボールを常に保持するようにした。また、ボールにそれぞれ当接する３つの接点が含まれる平面を、前記基準平面を横断させるように形成した。
なお、「基準平面を横断する」とは、基準平面に対して直交して横切ること、及び基準平面に対して斜めに横切ることを含む。
【００３２】
具体的には、請求項１に記載の発明は、回転力を伝達する出力部材又は該出力部材から伝達される前記回転力を受け取る入力部材の一方に取り付けられる略円形断面形状のプラグと、前記出力部材又は前記入力部材の他方に取り付けられ、前記プラグを相対回転可能及び前記プラグの回転中心軸方向に移動可能に嵌合させる略円筒形状のソケットと、前記ソケットに往復移動可能に装着されたスリーブと、を有し、前記プラグの外周面は、その円周方向に所定の間隔をもって設けられた複数の凹部を有し、前記ソケットは、前記ソケットの筒壁の外周壁から前記嵌合されたプラグの前記凹部に向かって貫通する貫通穴を有し、前記ソケットの貫通穴にはボールが嵌め込まれており、前記ボールは、往復方向の一方へ移動した前記スリーブに当接し、前記ボールの一部が前記凹部に係合することにより、前記ソケットに対する前記プラグの相対回転及び回転中心軸方向の移動を阻止するロック位置と、往復方向の他方へ移動した前記スリーブから離間し、前記ボールの一部が前記凹部から離脱可能になることにより、前記ソケットに対する前記プラグの相対的な回転中心軸方向の移動を可能にするアンロック位置とに移動可能に保持され、前記ボールが前記ロック位置に移動し、前記ボールの一部が前記プラグの凹部に係合したとき、前記プラグの凹部、前記ソケットの貫通穴の周壁及び前記スリーブのそれぞれの１箇所、計３箇所に当接して前記ボールが保持され、前記ボールにそれぞれ当接する３つの接点を含む平面が、前記プラグの回転中心軸及びボールの中心を含む基準平面を横断するように形成されていることを特徴とする動力伝達装置である。
また、請求項２に記載の発明は、前記スリーブがボールに当接する接点は、前記基準平面上に位置し、前記プラグの凹部が前記ボールに当接する接点と、前記貫通穴の周壁が前記ボールに当接する接点とは、前記基準平面を間にして両側の一方と他方とにそれぞれ位置していることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置である。
さらに、請求項３に記載の発明は、前記ボールにそれぞれ当接する前記３つの接点は、該３つの接点による前記ボールを保持する力が釣り合うように予め定められた位置に配されていることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の動力伝達装置である。
【発明の効果】
【００３３】
請求項１及び請求項３に記載の発明によると、ボールがプラグの凹部に係合したとき、プラグの凹部、ソケットの貫通穴の周壁及びスリーブがボールにそれぞれ当接する３つの接点を含む平面は、基準平面を横断するように形成されている。それにより、少なくとも２つの接点が基準平面を間にして両側の一方と他方とに位置する。
【００３４】
ソケットに対してプラグを回転させようとした場合、前記少なくとも２つの接点がボールを、ソケットの貫通穴の中で移動させないように保持する。したがって、ボールと貫通穴の周壁との間に隙間があっても、ボールが貫通穴の中で移動せず、ソケットに対しプラグが回転することがなく、ソケットに対するプラグの回転方向の遊びを抑えることができる。また、ソケットに対するプラグの回転方向の遊びの原因の１つであるボールの保持構造上の問題点を解消したので、ソケットに対するプラグの回転方向の遊びを抑えることができ、装置を小型にすることができる。
【００３５】
また、請求項２に記載の発明によると、スリーブがボールに当接する接点を基準平面上に位置させた。それにより、スリーブをプラグの回転中心軸方向に往復移動可能にソケットに装着し、往復方向の一方に移動するスリーブがボールを徐々に押圧することにより、ボールの一部を凹部に係合させるように、ソケットの押圧部を往復方向の一方に対して傾斜させた簡単な構成にすることが可能となり、スリーブを容易に製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（構成）
この発明の一実施形態に係る動力伝達装置の構成について図１を参照して説明する。図１は、この発明の一実施形態に係る動力伝達装置をプラグの回転中心軸に沿って破断して示した部分断面図である。
【００３７】
動力伝達装置は、プラグ１０、ソケット２０、スリーブ３０及びボール４０を有している。プラグ１０は、回転力を伝達する出力部材（図示省略）又は出力部材から回転力を受け取る入力部材（図示省略）の一方に取り付けられる。例えば、出力部材としてはステアリングホイールである。また、入力部材としてはステアリングシャフトである。回転力は、ステアリングホイールを操作する力であり、プラグ１０及びソケット２０を介してステアリングシャフトに伝達され、ソケット２０に対してプラグ１０を回転させようとする。
【００３８】
プラグ１０は略円形断面形状に形成される。プラグ１０の外周面１１は、その円周方向に所定の間隔をもって設けられた複数の凹部１２を有している。凹部１２は、球面形状の溝に形成されている。プラグ１０の先端部１３は、円錐台形状に形成されている。
【００３９】
ソケット２０は略円筒形状に形成される。ソケット２０は、出力部材又は入力部材の他方に取り付けられる。ソケット２０は、プラグ１０が相対回転可能及びプラグ１０の回転中心軸１４の方向に移動可能に嵌合させる筒壁２１を有している。ソケット２０の筒壁２１の内部には、待機位置と使用位置とに移動可能なブロック５１が設けられている。ブロック５１は、プラグ１０の先端部１３を嵌めることにより、プラグ１０を芯合わせする窪み５２を有している。ブロック５１は待機位置に移動する方向（図１において右方向）へ付勢されている。ブロック５１は、待機位置でプラグ１０の先端部１３を受け入れて、使用位置へ移動することで、プラグ１０をソケット２０の筒壁２１の内部に案内する。使用位置にあるブロック５１を図１に示す。
【００４０】
ソケット２０には、プラグ１０の回転中心軸１４の方向に往復移動可能にスリーブ３０が装着されている。スリーブ３０は、ソケット２０の筒壁２１に巻かれたコイルばね５０により、往復方向の一方（図１において右方向）に付勢されている。スリーブ３０には、大径フランジ３２が一体的に形成されている。大径フランジ３２を操作することにより、スリーブ３０が付勢力に抗して、往復方向の他方（図１において左方向）に移動する。
【００４１】
ソケット２０は、その筒壁２１を貫通し、嵌合されたプラグ１０の凹部１２に向かって筒壁２１の外周壁から徐々に穴径を小さくしたテーパ穴である貫通穴２２を有している。ソケット２０の貫通穴２２にはボール４０が嵌め込まれている。
【００４２】
ボール４０は、ロック位置とアンロック位置とに移動可能に貫通穴２２に保持されている。ボール４０は、往復方向の一方に移動するスリーブ３０の押圧部３１に押されて、ロック位置に移動する。ロック位置では、ボール４０の一部がプラグ１０の凹部１２に係合することにより、ソケット２０に対するプラグ１０の相対回転及び回転中心軸１４の方向の移動を阻止する。スリーブ３０の押圧部３１が、ボール４０に当接する部分となる。
【００４３】
また、ボール４０は、他方向に移動するスリーブ３０の押圧部３１から相対的に離れて、アンロック位置に移動可能となる。アンロック位置では、ボール４０の一部がプラグ１０の凹部１２から離脱可能になることにより、ソケット２０に対するプラグ１０の回転中心軸１４の方向の移動を可能にする。
【００４４】
また、アンロック位置では、ボール４０は、ブロック５１の外周面上にあって、スリーブ３０の非押圧部３３に嵌っている。押圧部３１と非押圧部との間には段差部３４が設けられている。ボール４０が段差部３４に係止することにより、スリーブ３０が往復方向の他方（図１において左方向）に移動した位置に拘束される。
【００４５】
次に、ボール４０の保持構造について図２を参照にして説明する。図２は、プラグ１０の凹部１２、貫通穴２２の周壁２３及びボール４０を破断して示した要部分斜視図である。
【００４６】
ボール４０がロック位置に移動し、ボール４０の一部がプラグ１０の凹部１２に係合したとき、ボール４０は、プラグ１０の凹部１２、ソケット２０の貫通穴２２の周壁２３及びスリーブ３０の押圧部３１のそれぞれの１箇所、計３箇所に当接して保持される。ボール４０の一部が凹部１２に係合したとき、ボール４０には３つの接点Ａ〜Ｃがそれぞれ当接している。接点Ａは、スリーブ３０の押圧部３１がボール４０に当接する接点である。また、接点Ｂは、プラグ１０の凹部１２がボール４０に当接する接点である。接点Ｃは、ソケット２０の貫通穴２２の周壁２３がボール４０に当接する接点である。なお、接点Ｃは、貫通穴２２の周壁２３の中間部としている。周壁２３の中間部は、貫通穴２２の凹部１２側の口縁及びスリーブ３０側の口縁を除いた部分であり、ボール４０を十分に保持可能な周壁２３の部分である。
【００４７】
ボール４０にそれぞれ当接する３つの接点Ａ〜Ｃを含む平面Ｐａは、プラグ１０の回転中心軸１４及びボール４０の中心を含む基準平面Ｐｂを横断するように形成されている。平面Ｐａを図２において三角形ＡＢＣの平面で示す。また、基準平面Ｐｂを図２において一点鎖線により囲まれた平面で示す。
【００４８】
ボール４０、そのボール４０を保持する３つの接点Ａ〜Ｃ、及び基準平面Ｐｂについて図３を参照にして説明する。図３は、ボール４０、３つの接点Ａ〜Ｃ、それらの接点を含む平面Ｐａ及び基準平面Ｐｂを示した図である。
【００４９】
図３においても、平面Ｐａを三角形ＡＢＣの平面で示す。また、基準平面Ｐｂを一点鎖線により囲まれた平面で示す。各接点Ａ、Ｂ、Ｃがボール４０を保持する力をＦａ、Ｆｂ、Ｆｃとすると、各力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃは釣り合う。
【００５０】
３つの接点Ａ〜Ｃは、各接点によるボール４０を保持する力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃが釣り合うように予め定められた位置に配されている。３つの接点Ａ〜Ｃは、ボール４０の半径より大きな曲率半径の曲面又は平面に設けられる。
【００５１】
次に、ボール４０を保持する力の釣り合いについて、図４（ａ）を参照にして説明する。図４（ａ）は、３つの接点Ａ〜Ｃ、それらの接点を含む平面Ｐａを示した図である。図４（ａ）においても、平面Ｐａを三角形ＡＢＣの平面で示す。また、基準平面Ｐｂを一点鎖線により囲まれた平面で示す。
【００５２】
なお、動力伝達装置において、ボール４０がプラグ１０の凹部１２に係合した使用状態では、ステアリングホイール（図示省略）の回転力により、プラグ１０、ソケット２０、スリーブ３０及びボール４０が一体的に回転し、ステアリングシャフト（図示省略）に回転力を伝達する。
【００５３】
次に、基準平面Ｐｂに対する各接点Ａ〜Ｃの位置について図４（ｂ）を参照にして説明する。図４（ｂ）は、３つの接点を含む平面を基準平面に沿って見たときの図である。図４（ｂ）で分かるように、スリーブ３０の押圧部３１がボール４０に当接する接点Ａは、基準平面Ｐｂ上に位置している。また、プラグ１０の凹部１２がボール４０に当接する接点Ｂは、基準平面Ｐｂを間にして両側の一方（図４では手前側）に位置している。さらに、ソケット２０の貫通穴２２の周壁２３がボール４０に当接する接点Ｃは、基準平面Ｐｂを間にして両側の他方（図４では奥側）に位置している。なお、接点Ｂを図４で手前側に位置させ、接点Ｃを図４で奥側に位置させても良い。
【００５４】
（動作）
次に、この発明の一実施形態に係る動力伝達装置の動作について説明する。
【００５５】
先ず、ソケット２０に対してプラグ１０を装着する動作を説明する。プラグ１０はステアリングシャフトが取り付けられ、ソケット２０はステアリングホイールが取り付けられている。ソケット２０の筒壁２１の内部に設けられたブロック５１は待機位置にある。ボール４０は、アンロック位置にあって段差部３４に係止している。それにより、スリーブ３０は、往復方向の他方（図１において左方向）に移動した位置に拘束されている。
【００５６】
プラグ１０の先端部１３をブロック５１の窪み５２に嵌め込み、コイルばね５０の付勢力に抗して、プラグ１０をソケット２０の筒壁２１内に押し込む。プラグ１０が図１において左方向に移動し、ボール４０のある場所に、プラグ１０の凹部１２を位置させると、ボール４０が凹部１２側に落ち、段差部３４から外れる。それにより、スリーブ３０が、コイルばね５０の付勢力により往復方向の一方（図１において右方向）に移動し、押圧部３１がボール４０を押し込み、ボール４０がロック位置に移動し、ボール４０の一部が凹部１２に係合する。
【００５７】
ボール４０の一部が凹部１２に係合したとき、ボール４０は、プラグ１０の凹部１２、ソケット２０の貫通穴２２の周壁２３及びスリーブ３０の押圧部３１のそれぞれに当接して保持される。
【００５８】
次に、ソケット２０に対するプラグ１０の回転方向の遊びについて説明する。ステアリングホイールの回転力が動力伝達装置を介してステアリングシャフトを回動させ、ソケット２０に対してプラグ１０を回転させようとする。
【００５９】
ソケット２０に対してプラグ１０を回転させようとする場合も、各力Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃは釣り合っている。すなわち、ボール４０とソケット２０の貫通穴２２の周壁２３との間に隙間があっても、ボール４０は、ソケット２０の貫通穴２２の中で移動しない。
【００６０】
ボール４０とソケット２０の貫通穴２２の周壁２３との間の隙間について図５を参照にして説明する。図５は、小型の動力伝達装置において、プラグの回転中心軸に直交する平面によりプラグの凹部及びソケットの貫通穴の周壁を破断した部分断面図である。
【００６１】
ボール４０の径が６．０ｍｍであり、ボール４０とソケット２０の貫通穴２２の周壁２３との間の隙間が０．０８６ｍｍである動力伝達装置を図５に示す。図外のステアリングホイールの回転力により、ソケット２０に対してプラグ１０を回転させようとする。その回転させようとする力をボール４０が受ける。回転させようとする力に対抗する力で、ボール４０を保持しなければ、ボール４０は、隙間０．０８６ｍｍの分だけ移動する。
【００６２】
仮に、ボール４０が０．０８６ｍｍ移動した場合、ボール４０の移動量を角度に換算すると、片側で０．２４５°ずつ、両側で０．４９°となる。また、ステアリングホイールの一端での遊びは、直径３６０ｍｍのステアリングホールの場合、約１．５４ｍｍ（＝ｔａｎ０．４９°×３６０ｍｍ／２）となる。ボール４０の移動量に対し角度が大きいのは、動力伝達装置の小型化により、ボール４０の位置が従来の動力伝達装置よりもプラグ１０の回転中心軸に近いことに拠る。
【００６３】
しかし、実施形態においては、ボール４０は、ソケット２０の貫通穴２２の中で移動しない。それにより、動力伝達装置を小型化してもソケット２０に対するプラグ１０の回転方向の遊びを抑えることができ、ステアリングホイールの遊びも抑えることができる。
【００６４】
次に、ソケット２０からプラグ１０を外す動作を説明する。コイルばね５０の付勢力に抗して、スリーブ３０を往復方向の他方（図１において左方向）へ移動する。スリーブ３０の非押圧部３３をボール４０のある場所に移動させると、ボール４０の一部が凹部１２から離脱可能となる。
【００６５】
次に、プラグ１０を図１において右方向へ移動すると、ボール４０がプラグ１０の凹部１２に押し出されて、アンロック位置に移動し、ボール４０の一部が凹部１２から離脱する。
【００６６】
さらに、プラグ１０を図１において右方向へ移動して、ソケット２０の筒壁２１内から外す。前後して、ブロック５１が使用位置から待機位置に移動し、ボール４０がプラグ１０の外周面１１からブロック５１の外周面上に相対移動する。また、ボール４０が段差部３４に係止可能となる。
【００６７】
コイルばね５０の付勢力により、スリーブ３０が往復方向の一方へ移動しようとすると、ボール４０がスリーブ３０の段差部３４に係止する。それにより、スリーブ３０は、往復方向の一方へ移動しようとするのを阻止され、往復方向の他方へ移動した位置に拘束される。
【００６８】
なお、前記実施形態においては、スリーブ３０の押圧部３１がボール４０に当接する接点Ａを、基準平面Ｐｂ上に位置させたものを示したが、これに限らない。プラグ１０の凹部１２、ソケット２０の貫通穴２２の周壁２３及びスリーブ３０の押圧部３１のそれぞれがボール４０に当接する３つの接点のうちの１つを基準平面Ｐｂ上に位置させ、他の２つの接点を基準平面Ｐｂを間にして両側の一方と他方とにそれぞれ位置させれば良い。
【００６９】
これら３つの接点と基準平面Ｐｂとの位置関係を図６を参照にして説明する。図６（ａ）、（ｂ）は、３つの接点を含む平面Ｐａを基準平面Ｐｂに沿って見たときの図である。
【００７０】
例えば、図６（ａ）に示すように、プラグ１０の凹部１２がボール４０に当接する接点Ｂを基準平面Ｐｂ上に位置させ、接点Ａ及び接点Ｃを基準平面Ｐｂを間にして両方の一方と他方とに位置させても良い。また、図６（ｂ）に示すように、ソケット２０の貫通穴２２の周壁２３がボール４０に当接する接点Ｃを基準平面Ｐｂ上に位置させ、接点Ａ及び接点Ｂを基準平面Ｐｂを間にして両方の一方と他方とに位置させても良い。
【００７１】
また、プラグ１０の凹部１２、ソケット２０の貫通穴２２の周壁２３及びスリーブ３０の押圧部３１のそれぞれがボール４０に当接する３つの接点のうちの１つと、他の２つの接点とを基準平面Ｐｂを間にして両側の一方と他方とにそれぞれ位置させても良い。
【００７２】
さらに、前記実施形態では、ボール４０に当接する３つの接点を含む平面Ｐａを、基準平面Ｐｂを斜め方向に横切るように形成したものを示したが、直交方向に横切るように形成しても良い。
【００７３】
さらに、ソケット２０の筒壁２１を貫通する貫通穴２２として、嵌合されたプラグ１０の凹部１２に向かって筒壁２１の外周壁から徐々に穴径を小さくしたテーパ穴を示したが、一定の径で貫通する穴であっても良い。
【００７４】
さらに、前記実施形態では、ステアリングホイールを出力部材とし、ステアリングシャフトを入力部材としたものを示したが、これに限らない。例えば、トルクドライバーの握りを出力部材とし、主軸を入力部材としても良い。トルクドライバーの握りと主軸とを本発明に係る動力伝達装置を介して連結することにより、トルクドライバーの握りの回転方向の遊びを抑えることができる。
【００７５】
さらに、実施形態では、ソケット２０の筒壁２１の筒軸方向に往復移動可能に装着されたスリーブ３０を示したが、筒壁２１の周方向に往復移動可能に装着されたスリーブ３０であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】この発明の一実施形態に係る動力伝達装置をプラグの回転中心軸に沿って破断して示した部分断面図である。
【図２】プラグの凹部、貫通穴の周壁及びボールを破断して示した要部分斜視図である。
【図３】ボール、３つの接点、それらの接点を含む平面及び基準平面を示した図である。
【図４】（ａ）は３つの接点、それらの接点を含む平面を示した図、（ｂ）は、３つの接点を含む平面を基準平面に沿って見たときの図である。
【図５】プラグの回転中心軸に直交する平面で、プラグの凹部及びソケットの貫通穴の周壁を破断した部分断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ３つの接点を含む平面を基準平面に沿って見たときの図である。
【符号の説明】
【００７７】
Ｐａ  ３つの接点を含む平面    Ｐｂ  基準平面
１０  プラグ    １１  外周面    １２  凹部    １３  先端部    １４  回転中心軸
２０  ソケット    ２１  筒壁    ２２  貫通穴    ２３  周壁    ３０  スリーブ    ３１  押圧部    ３２  大径フランジ    ３３  非押圧部    ３４  段差部    
４０  ボール    ５０  コイルばね    ５１  ブロック    ５２  窪み
【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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