(57)【要約】【課題】十字継手部材の軸受部分等が損傷しても最低限度のトルク伝達が可能な回転伝動機能を発揮することのできるユニバーサルジョイントを提供する。【解決手段】第１の回転軸１１に連結される基端部２１ａおよび二股の先端部２１ｂを有する第１ヨーク２１と、第２の回転軸１２に連結される基端部２２ａおよび二股の先端部２２ｂを有する第２ヨーク２２と、第１ヨーク２１の先端部２１ｂに回転自在に結合する第１短軸２３ａおよび第２ヨーク２２の先端部２２ｂに回転自在に結合する第２短軸２３ｂが十字に交差するよう一体化された十字継手部材２３とを備えたユニバーサルジョイントにおいて、第１ヨーク２１の先端部２１ｂが第２ヨーク２２の先端部２２ｂの内幅ｄｆ２より大きい最大幅Ｗ１ｍを有するとともに、第２ヨーク２２の先端部２２ｂが第１ヨーク２１の先端部２１ｂの内幅ｄｆ１より大きい最大幅Ｗ２ｍを有する。【選択図】図１
2009092164.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回転軸に連結される基端部および二股の先端部を有する第１ヨークと、
第２の回転軸に連結される基端部および二股の先端部を有する第２ヨークと、
前記第１ヨークの先端部に回転自在に結合する第１短軸および前記第２ヨークの先端部に回転自在に結合する第２短軸が十字に交差するよう一体化された十字継手部材とを備えたユニバーサルジョイントにおいて、
前記第１ヨークの先端部が前記第２ヨークの先端部の内幅より大きい最大幅を有するとともに、
前記第２ヨークの先端部が前記第１ヨークの先端部の内幅より大きい最大幅を有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１ヨークの先端部および前記第２ヨークの先端部に、両先端部が前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの径方向および回転方向のうち少なくも一方に正常範囲を超えて相対移動したときにその相対移動を規制するよう互いに係合する第１係合部および第２係合部が、それぞれ設けられてい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】
前記第１係合部および前記第２係合部が前記相対移動を規制するよう互いに係合したときに、該係合によって前記第１ヨークと前記第２ヨークとの相対回転が規制されるようにした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１ヨークの先端部および前記第２ヨークの先端部がそれぞれ先端側ほど幅広くなるように、前記第１係合部および前記第２係合部が、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの軸方向に対してそれぞれ傾斜した側面部を有することを特徴とする請求項２または請求項３に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項５】
前記第１係合部および前記第２係合部が、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの外周面側で幅が広く、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの内周面側で幅が狭くなっていることを特徴とする請求項２ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項６】
前記第１係合部が、前記第１ヨークの軸方向と直交する方向に延在する棒状に形成されるとともに、前記第２係合部が、前記第２ヨークの軸方向と直交する方向に延在する棒状に形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項７】
前記第１係合部が前記第１ヨークの先端部のうち前記十字継手部材との結合中心軸線より前記第１ヨークの先端側に配置され、
前記第２係合部が前記第２ヨークの先端部のうち前記十字継手部材との結合中心軸線より前記第２ヨークの先端側に配置されていることを特徴とする請求項２ないし請求項６のうちいずれか１の請求項に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項８】
前記第１ヨークの先端部に、前記第１短軸の外端部を収納する第１軸受カップが固定されるとともに、前記第２ヨークの先端部に、前記第２短軸の外端部を収納する第２軸受カップが固定されていることを特徴とする請求項１ないし請求項７のうちいずれか１の請求項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、一方の回転軸と他方の回転軸を回転伝動および軸交差可能に連結するユニバーサルジョイント、特に十字継手部材を有するユニバーサルジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動側の軸と被駆動側の軸とを回転伝動および軸交差可能に連結するユニバーサルジョイントは、自動車のプロペラシャフトの連結部やステアリングコラムの連結部等に代表される各種の動力伝達経路に使用されている。
【０００３】
従来のこの種のユニバーサルジョイントとしては、例えばエンジンからの駆動力を車両の駆動輪側に伝達するために、トランスミッションの出力部に車両前後方向に延びるプロペラシャフトの一端側を連絡するカルダンジョイント（フックスジョイントともいう）が知られている。
【０００４】
このユニバーサルジョイントは、トランスミッションの出力軸に連結される基端部および二股の先端部を有する第１ヨークと、プロペラシャフト側の第２の回転軸に連結される基端部および二股の先端部を有する第２ヨークと、第１ヨークの先端部にニードルベアリングを介して回転自在に結合する第１短軸および第２ヨークの先端部にニードルベアリングを介して回転自在に結合する第２短軸が十字に交差するよう一体化された十字継手部材、いわゆるスパイダとを備えている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
このようなユニバーサルジョイントにおいては、大きな衝撃等が作用した場合でもプロペラシャフトが車体側から脱落するのを防止する必要があるため、脱落防止手段として、例えばプロペラシャフトの下側から両側方に及ぶＵ字形状の脱落防止板が設けられている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平９−２６４３２９公報
【特許文献２】特開平１１−３１００４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述のような従来のユニバーサルジョイントにあっては、ヨーク側のニードル軸受の磨耗が著しく進行した状態では、衝撃等によって軸受カップあるいはスパイダの軸端部が破損し脱落する可能性が否定できない。そのような場合、駆動側と被駆動側のヨークが軸受で支持された正常範囲から大きく外れて相対回転してしまったり、スパイダがセンターから外れてしまったりすることが考えられる。
【０００７】
しかしながら、従来のユニバーサルジョイントにあっては、そのような場合に、プロペラシャフトやドライブシャフト等の脱落を防止することはできるものの、車両の最低限度の自力走行を達成し得る程度の動力伝達を行うことができない。
【０００８】
ヨーク先端部の形状は、通常、駆動軸側と被駆動軸側の間の軸交差状態で回転伝動を行ってもユニバーサルジョイントの一対のヨーク同士が互いに干渉しないように設定されていることから、スパイダやニードル軸受の磨耗が進んでがたつきが大きくなり、軸受カップの破損や脱落等により駆動軸側と被駆動軸側のヨークの相対位置（回転方向および径方向のうち少なくとも一方）が大きくずれてしまった場合、従来のユニバーサルジョイントでは、ヨーク同士が係合することなく径方向および回転方向に大きくずれてしまうことになり、回転トルクを十分伝達し得るような回転伝動ができなくなってしまう。
【０００９】
そのため、軸受カップやスパイダの破損や脱落といったようなユニバーサルジョイントの損傷が生じたような場合には、そのユニバーサルジョイントが装着された車両を故障修理が可能な場所まで確実に自力走行させることができないという問題があった。
【００１０】
そこで、本発明は、十字継手部材の軸受部分等が損傷しても最低限度のトルク伝達が可能な回転伝動機能を発揮することのできる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】
【００１１】
本発明に係るユニバーサルジョイントは、上記目的達成のため、（１）第１の回転軸に連結される基端部および二股の先端部を有する第１ヨークと、第２の回転軸に連結される基端部および二股の先端部を有する第２ヨークと、前記第１ヨークの先端部に回転自在に結合する第１短軸および前記第２ヨークの先端部に回転自在に結合する第２短軸が十字に交差するよう一体化された十字継手部材とを備えたユニバーサルジョイントにおいて、前記第１ヨークの先端部が前記第２ヨークの先端部の内幅より大きい最大幅を有するとともに、前記第２ヨークの先端部が前記第１ヨークの先端部の内幅より大きい最大幅を有することを特徴とする。
【００１２】
この構成により、十字継手部材等の損傷によって第１ヨークと第２ヨークが径方向および回転方向のうち少なくとも一方に大きくずれようとしても、第１ヨークの先端部と第２ヨークの先端部とが最大幅部分で互いに係合することになり、ヨーク同士の係合状態が残ることで、トルク伝達が可能な最低限度の回転伝動機能を発揮し得ることになる。
【００１３】
上記（１）記載のユニバーサルジョイントにおいては、（２）前記第１ヨークの先端部および前記第２ヨークの先端部に、両先端部が前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの径方向および回転方向のうち少なくも一方に正常範囲を超えて相対移動したときにその相対移動を規制するよう互いに係合する第１係合部および第２係合部が、それぞれ設けられているのが好ましい。
【００１４】
これにより、第１ヨークの先端部および第２ヨークの先端部が正常範囲を超えて相対移動したときには、その相対移動を規制するよう第１係合部および第２係合部が確実に係合し、正常範囲内の回転伝動状態とは異なるものの、トルク伝達が可能な最低限度の回転伝動機能を確保することができる。一方、正常範囲内で回転伝動を行う場合には、第１ヨークの先端部および第２ヨークの先端部が互いに干渉することはない。
【００１５】
上記（１）、(２)記載のユニバーサルジョイントにおいては、（３）前記第１係合部および前記第２係合部が前記相対移動を規制するよう互いに係合したときに、該係合によって前記第１ヨークと前記第２ヨークとの相対回転が規制されるのが好ましい。
【００１６】
これにより、第１係合部および第２係合部が十分に回転伝動をなし得る形状および強度に設定され、十字継手部材等の損傷時でも確実な回転伝動機能を担保できることになる。
【００１７】
上記（２）、(３)記載のユニバーサルジョイントにおいては、（４）前記第１ヨークの先端部および前記第２ヨークの先端部がそれぞれ先端側ほど幅広くなるように、前記第１係合部および前記第２係合部が、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの軸方向に対してそれぞれ傾斜した側面部を有するのが好ましい。
【００１８】
これにより、別部品を追加したりヨーク形状を大きく変化させたりすることなく、第１ヨークと第２ヨークとの相対回転が規制されるとともに、両ヨークが軸方向に離隔することも抑制され、十字継手部材等の損傷時に回転伝動機能を確保することができる。
【００１９】
上記（２）〜（４）記載のユニバーサルジョイントにおいては、（５）前記第１係合部および前記第２係合部が、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの外周面側で幅が広く、前記第１ヨークおよび前記第２ヨークの内周面側で幅が狭くなっているのがよい。
【００２０】
この構成により、第１係合部および第２係合部の係合時にその係合方向を回転方向に近付けることができ、損傷時でも安定した回転伝動状態を達成できる。
【００２１】
上記（２）、(３)記載のユニバーサルジョイントは、好ましくは、（６）前記第１係合部が、前記第１ヨークの軸方向と直交する方向に延在する棒状に形成されるとともに、前記第２係合部が、前記第２ヨークの軸方向と直交する方向に延在する棒状に形成されているものである。
【００２２】
この構成により、既存のヨークに棒状の係合部を付加する簡素な構成で、第１ヨークと第２ヨークとの相対回転が規制されるとともに、第１ヨークの先端部と第２ヨークの先端部が軸方向にも外れ難くなり、十字継手部材の損傷時等における回転伝動機能が確保できる。
【００２３】
上記（２）〜(６)記載のユニバーサルジョイントにおいては、（７）前記第１係合部が前記第１ヨークの先端部のうち前記十字継手部材との結合中心軸線より前記第１ヨークの先端側に配置され、前記第２係合部が前記第２ヨークの先端部のうち前記十字継手部材との結合中心軸線より前記第２ヨークの先端側に配置されているのが好ましい。
【００２４】
この構成により、第１係合部および第２係合部を第１ヨークの先端部と第２ヨークの先端部とに容易に設けることができ、第１ヨークと第２ヨークの軸交差角が多少大きくなっても、正常動作時における第１ヨークの先端部と第２ヨークの先端部との相互干渉を確実に防止することができる。
【００２５】
上記（１）〜(７)記載のユニバーサルジョイントは、好ましくは、（８）前記第１ヨークの先端部に、前記第１短軸の外端部を収納する第１軸受カップが固定されるとともに、前記第２ヨークの先端部に、前記第２短軸の外端部を収納する第２軸受カップが固定されているものである。
【００２６】
この構成により、第１軸受カップおよび第２軸受カップのいずれかが第１ヨークまたは第２ヨークから外れるような損傷があったとしても、第１ヨークと第２ヨークが互いの大きな相対移動を規制するように最大幅部分で互いに係合することで、最低限度の回転伝動機能が残ることになり、損傷時における回転伝動機能が確保できる。なお、ここにいう固定は、圧入による固定、ねじ結合による締結固定、止め輪による係止等のいずれであってもよい。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、十字継手部材等の損傷によって第１ヨークと第２ヨークが径方向および回転方向のうち少なくとも一方に大きくずれようとしても、第１ヨークの先端部と第２ヨークの先端部とが最大幅部分で互いに係合することで、ヨーク同士の係合状態が残るようにしているので、十字継手部材等が損傷しても最低限度のトルク伝達が可能な回転伝動機能を発揮することのできるユニバーサルジョイント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】
【００２８】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２９】
（第１の実施の形態）
図１〜図６は、本発明に係るユニバーサルジョイントの第１の実施の形態を示す図であり、本発明をプロペラシャフトの中間ジョイント部に適用した例を示している。
【００３０】
図１は、その第１の実施の形態に係るプロペラシャフトの側面図である。
【００３１】
図１に示すように、プロペラシャフト１０は、図中の左端側のジョイント部１１ａで図示しない変速機の出力軸に撓み継手結合される第１の回転軸１１と、図中の右端側のジョイント部１２ａで図示しないディファレンシャル装置の入力軸に撓み継手結合される第２の回転軸１２と、これら第１の回転軸１１と第２の回転軸１２とを動力伝達をなす回転伝動および軸交差（回転中心軸線の交差角が回転停止時に例えば０〜６．５度）可能に接続するユニバーサルジョイント１３と、図示しないブラケットを介し車体側に支持されてユニバーサルジョイント１３の近傍で第１の回転軸１１を回転自在に弾性支持するセンターベアリング１４とを備えている。このようなプロペラシャフトの全体構成自体は、従来のプロペラシャフトとほぼ同様であるので、ここでは本実施形態のユニバーサルジョイント１３についてのみ詳述する。
【００３２】
図２は、本実施形態のプロペラシャフトの中間ジョイント部を構成するユニバーサルジョイントの拡大側面図である。また、図３は、第１の実施の形態に係るユニバーサルジョイントの第１ヨークを示す図であり、同図（ａ）はその第１ヨークの一部断面側面図、同図（ｂ）は（ａ）のＢ３−Ｂ３断面図、同図（ｃ）は（ａ）のＣ３−Ｃ３断面図である。また、図４は、第１の実施の形態に係るユニバーサルジョイントの第２ヨークを示す図であり、同図（ａ）はその第２ヨークの一部断面側面図、同図（ｂ）は（ａ）のＢ４−Ｂ４矢視一部断面を含むその第２ヨークの一部断面上面図、同図（ｃ）はその第２ヨークの先端側から見た内面側の正面図である。
【００３３】
これら図２〜図４に示すように、ユニバーサルジョイント１３は、基端部２１ａおよびその基端部２１ａからフォーク状に二股に突出した先端部２１ｂを有する第１ヨーク２１と、基端部２２ａおよびその基端部２２ａからフォーク状に二股に突出した先端部２２ｂを有する第２ヨーク２２と、これら第１ヨーク２１および第２ヨーク２２の間に介在する十字継手部材２３とを含む、いわゆるカルダンジョイントとなっている。
【００３４】
第１ヨーク２１の基端部２１ａは、駆動側となる第１の回転軸１１の図１中の右端側に固定連結されており、第２ヨーク２２の基端部２２ａは、被駆動側となる第２の回転軸１２の図１中の左端側に固定連結されている。
【００３５】
図５は、図２のＡ−Ａ断面図である。
【００３６】
十字継手部材２３は、この図５に示すように、互いに直交又は略直交する方向に交差する第１短軸２３ａと第２短軸２３ｂとを一体化して構成されている。
【００３７】
十字継手部材２３の第１短軸２３ａは、第１ヨーク２１の基端部２１ａの径方向に延在し、その両端部で第１ヨーク２１の二股の先端部２１ｂのそれぞれに回転自在に結合している。また、十字継手部材２３の第２短軸２３ｂは、第２ヨーク２２の基端部２２ａの径方向に延在し、その両端部で第２ヨーク２２の二股の先端部２２ｂのそれぞれに回転自在に結合している。
【００３８】
第１ヨーク２１の二股の先端部２１ｂには、十字継手部材２３の第１短軸２３ａの両端部２３ｄ１、２３ｄ２（外端部）を収納する一対の第１軸受カップ２６がそれぞれ例えば圧入固定されており、それら第１軸受カップ２６と十字継手部材２３の第１短軸２３ａの外端部２３ｄ１、２３ｄ２との間にはそれぞれ軸受用の複数のニードル２７（ニードル状の転動体）が介装されている。また、第２ヨーク２２の二股の先端部２２ｂには、第２短軸２３ｂの両端部２３ｅ１、２３ｅ２（外端部）を収納する一対の第２軸受カップ２８がそれぞれ例えば圧入固定されており、それら第２軸受カップ２８と十字継手部材２３の第２短軸２３ｂの外端部２３ｅ１、２３ｅ２との間にはそれぞれ軸受用の複数のニードル２９が介装されている。なお、第１短軸２３ａの両端部２３ｄ１、２３ｄ２および第２短軸２３ｂの両端部２３ｅ１、２３ｅ２は、それぞれ第１短軸２３ａおよび第２短軸２３ｂの中央部に対して段付状に縮径されている。また、第１軸受カップ２６および第２軸受カップ２８は、それぞれ有底円筒状に形成されている。これら第１軸受カップ２６および第２軸受カップ２８は、第１ヨーク２１の二股の先端部２１ｂおよび第２ヨーク２２の二股の先端部２２ｂに対し、それぞれ圧入により固定されているが、ねじ締結、止め輪等による係止、部分的な溶接等のような他の固定方法で固定されていてもよい。
【００３９】
図２〜図４に示すように、第１ヨーク２１の先端部２１ｂは、第２ヨーク２２の先端部２２ｂの内幅ｄｆ２（対向する２面間の幅；図４（ｂ）参照）より大きい最大幅Ｗ１ｍ（図３（ａ）参照）を有しており、第２ヨーク２２の先端部２２ｂは、第１ヨーク２１の先端部２１ｂの内幅ｄｆ１（図３（ｂ）参照）より大きい最大幅Ｗ２ｍ（図４（ａ）参照）を有している。
【００４０】
具体的には、第１ヨーク２１の一対の先端部２１ｂにはそれぞれの両側方に突出する各一対の第１係合部２１ｃが、第２ヨーク２２の一対の先端部２２ｂにはそれぞれの両側方に突出する各一対の第２係合部２２ｃが、それぞれ設けられている。これら第１係合部２１ｃおよび第２係合部２２ｃは、第１ヨーク２１および第２ヨーク２２が相互の芯出しおよび接続の相対位置から径方向および回転方向のうち少なくとも一方に正常範囲を超えて所定量だけ相対移動したとき、それ以上の相対移動を規制するよう互いに係合するようになっている。なお、ここにいう正常範囲とは、第１ヨーク２１および第２ヨーク２２の軸線のなす交差角（作動角）が許容範囲内の任意の角度に設定されて回転伝動する場合に生じ得る径方向および回転方向の最大相対変位量程度の範囲である。
【００４１】
第１ヨーク２１の第１係合部２１ｃおよび第２ヨーク２２の第２係合部２２ｃは、第１ヨーク２１および第２ヨーク２２の正常範囲を超える相対移動によって互いに係合したとき、その係合によって第１ヨーク２１と第２ヨーク２２とのそれ以上の相対回転を規制するようになっており、この相対回転の規制によって、軸受カップ２６、２８のいずれかが衝撃等により脱落したり十字継手部材２３の端部が破損したりするような状態に陥ったとしても、駆動側の第１ヨーク２１から被駆動側の第２ヨーク２２に車両の自力走行を達成するに足るトルク伝達ができるようになっている。
【００４２】
図３（ｃ）、図４(ｃ)および図５に示すように、第１ヨーク２１の第１係合部２１ｃおよび第２ヨーク２２の第２係合部２２ｃは、第１ヨーク２１および第２ヨーク２２の外周面側で幅が広く、第１ヨーク２１および第２ヨーク２２の内周面側で幅が狭くなっており、第１係合部２１ｃの両側面２１ｄ、２１ｅのなす交差角度(挟角）と、第２係合部２２ｃの両側面２２ｄ、２２ｅのなす交差角度とは、同一かそれに近い角度値を有している。なお、第１係合部２１ｃの両側面２１ｄ、２１ｅおよび第２係合部２２ｃの両側面２２ｄ、２２ｅは、本実施形態では第１ヨーク２１および第２ヨーク２２の半径方向の軸線またはそれに近い軸線を含む平坦面となっているが、外周面側から内周面側への直線的な傾斜でなく、例えば両側方に凸になるよう湾曲した曲面であってもよい。
【００４３】
一方、図３および図４に示すように、第１ヨーク２１の先端部２１ｂおよび第２ヨーク２２の先端部２２ｂは、それぞれ先端側ほど幅広くなっており、第１係合部２１ｃの両側面部２１ｄ、２１ｅおよび第２係合部２２ｃの両側面部２２ｄ、２２ｅは、第１ヨーク２１および第２ヨーク２２の回転中心軸線に対してそれぞれ逆方向に「ハ」の字形に傾斜している。
【００４４】
また、第１ヨーク２１の先端部２１ｂのうち最大幅Ｗ１ｍの部分、すなわち、第１係合部２１ｃの最大幅部分は、第１ヨーク２１の先端部２１ｂのうち十字継手部材２３との結合中心軸線Ｃ１より第１ヨーク２１の先端側に位置しており、第２ヨーク２２の先端部２２ｂのうち最大幅Ｗ２ｍの部分、すなわち、第２係合部２２ｃの最大幅部分は、第２ヨーク２２の先端部２２ｂのうち十字継手部材２３との結合中心軸線Ｃ２より第２ヨーク２２の先端側に位置している。
【００４５】
さらに、図３（ｂ）に示すように、第１ヨーク２１の先端部２１ｂのうち第１係合部２１ｃの最大幅部分の厚さｔ１ａは、第１ヨーク２１の先端部２１ｂのうち十字継手部材２３との結合中心軸線Ｃ１より第１ヨーク２１の基端側の部分の厚さｔ１ｂよりも小さくなっており、図４（ｂ）に示すように、第２ヨーク２２の先端部２２ｂのうち最大幅の部分の厚さｔ２ａは、第２ヨーク２２の先端部２２ｂのうち十字継手部材２３との結合中心軸線Ｃ２より第２ヨーク２２の基端側の部分の厚さｔ２ｂよりも小さくなっている。
【００４６】
すなわち、第１ヨーク２１の二股の先端部２１ｂの内幅は内幅ｄｆ１０の部分で最小幅となり、第２ヨーク２２の二股の先端部２２ｂの内幅は内幅ｄｆ２０の部分で最小幅となっている。そして、これら最小の内幅ｄｆ１０、ｄｆ２０は、それぞれ十字継手部材２３の第１短軸２３ａおよび第２短軸２３ｂの軸長とほぼ等しくなっている。また、第１ヨーク２１の先端部２１ｂおよび第２ヨーク２２の先端部２２ｂに形成され軸受カップ２６、２８が圧入されるカップ圧入穴２１ｐ、２２ｐの内径は、十字継手部材２３の第１短軸２３ａおよび第２短軸２３ｂの各両端部２３ｄ１、２３ｄ２、２３ｅ１、２３ｅ２の直径に対し、十分に大きくなっている。このような構成により、十字継手部材２３の第１ヨーク２１および第２ヨーク２２への組み付けが可能になるとともに、第１ヨーク２１と第２ヨーク２２とが動力伝達時に干渉しないようにする適当な隙間が形成されるようになっている。
【００４７】
図３（ｃ）に示すように、第１ヨーク２１の基端部２１ａの外周側には第１の回転軸１１へのボルト固定のための複数の取り付け穴２１ｈが設けられている。また、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、第２ヨーク２２の基端部２２ａには中空円筒状の第２の回転軸１２の先端部内周面にかしめ等により圧着する溝部２２ｓが形成されている。
【００４８】
ところで、本実施形態では、上述のように何らかの損傷・故障によって第１ヨーク２１および第２ヨーク２２が径方向および回転方向のうち少なくとも一方に大きくずれてしまった場合には、第１ヨーク２１の第１係合部２１ｃおよび第２ヨーク２２の第２係合部２２ｃを係合させる構造となっているため、ユニバーサルジョイント１３の組立のために第１ヨーク２１および第２ヨーク２２を互いに組み付ける際には、これらに一体に装着された第１係合部２１ｃおよび第２係合部２２ｃが干渉し得る。
【００４９】
そこで、例えば第１ヨーク２１の二股の先端部２１ｂの最大幅Ｗ１ｍより小さい第２ヨーク２２の先端部２２ｂの内幅ｄｆ２を、組み付け時に一時的に最大幅Ｗ１ｍより大きい内幅ｄｆ２´（すなわち、ｄｆ２´＞Ｗ１ｍ；図中に符号なし）とするように、組み付け時には、第１ヨーク２１の二股の先端部２１ｂの根元側の温度を加熱手段によって上昇させた状態で、第１ヨーク２１の二股の先端部２１ｂを内幅拡大用の治具によって広げるようにする。あるいは、第２ヨーク２２の二股の先端部２２ｂの最大幅Ｗ２ｍより小さい第１ヨーク２１の先端部２１ｂの内幅ｄｆ１を、組み付け時に一時的に最大幅Ｗ２ｍより大きい内幅ｄｆ１´（すなわち、ｄｆ１´＞Ｗ２ｍ；図中に符号なし）とするように、組み付け時には、第２ヨーク２２の二股の先端部２２ｂの根元側の温度を加熱手段によって上昇させた状態で、内幅拡大用の治具によって第２ヨーク２２の二股の先端部２２ｂを広げるようにする。そして、治具を取り外し、第１ヨーク２１の二股の先端部２１ｂまたは第２ヨーク２２の二股の先端部２２ｂがその内幅ｄｆ１またはｄｆ２を有する状態に弾性回復すると、若しくは内幅調整されると、上述の構成となるようになっている。
【００５０】
なお、図３（ｂ）中に示すｄｆ０は、十字継手部材２３の組み込みのために第１ヨーク２１の二股の先端部２１ｂの対向する内側先端部を切り欠いた部分の最大内幅を示している。
【００５１】
次に、作用について説明する。
【００５２】
上述のように構成された本実施形態では、変速機の出力軸が回転動力を出力すると、これに撓み継手結合するプロペラシャフト１０の第１の回転軸１１が回転し、その回転が第１ヨーク２１の基端部２１ａを回転させる。
【００５３】
このとき、第１ヨーク２１の二股の先端部２１ｂに回転自在に結合した十字継手部材２３の第１短軸２３ａが第１ヨーク２１と共に回転し、この第１短軸２３ａと一体の第２短軸２３ｂが第２ヨーク２２の二股の先端部２２ｂを回転させる。すなわち、第１ヨーク２１から十字継手部材２３を介して第２ヨーク２２に回転伝動される。
【００５４】
そして、第２ヨーク２２から第２の回転軸１２を介して、例えば車両のリヤ側のディファレンシャル装置に動力が伝達され、駆動車輪である駆動輪が駆動される。また、車両の走行時におけるサスペンション装置の作動等によって後輪と車体との相対距離が変化するときには、プロペラシャフト１０の第１の回転軸１１と第２の回転軸１２との回転中心軸線のなす角度（軸交差角）が初期の角度（例えば２度もしくは３度）から変化するが、その軸交差角の変化にかかわらず、ユニバーサルジョイント１３を中間ジョイント部とするプロペラシャフト１０の動力伝達が正常になされる。
【００５５】
本実施形態では、このように第１の回転軸１１と第２の回転軸１２とが、ユニバーサルジョイント１３によって回転伝動および軸交差可能に接続されることで、車両走行中の区動輪の変位等にかかわらず安定した動力伝達をなすことができる。
【００５６】
一方、ニードル２７、２９や軸受カップ２６、２８の著しい磨耗の進行によりがたつき等が生じた状態で、ユニバーサルジョイント１３に大きな衝撃が加わるような過酷な条件下では、軸受カップ２６が破損して第１ヨーク２１から脱落したり、軸受カップ２８が破損して第２ヨーク２２から脱落したり、あるいは、十字継手部材２３の第１短軸２３ａや第２短軸２３ｂの端部２３ｄ１、２３ｄ２又は２３ｅ１、２３ｅが破損したりして、第１ヨーク２１と第２ヨーク２２が径方向および回転方向のうち少なくとも一方に大きくずれるような事態が生じてしまうことが考えられる。
【００５７】
本実施形態では、そのような事態が生じたとしても、第１ヨーク２１と第２ヨーク２２が正常範囲から外れて径方向および回転方向のうち少なくとも一方に大きくずれる途中で、第１ヨーク２１の先端部２１ｂと第２ヨーク２２の先端部２２ｂとが最大幅部分で互いに係合する。したがって、プロペラシャフト１０の第１の回転軸１１や第２の回転軸１２が脱落してしまうようなことがなく、脱落が確実に防止される。
【００５８】
しかも、上述のような損傷状態に陥っても、第１ヨーク２１と第２ヨーク２２の係合状態が残ることにより、プロペラシャフト１０の中間ジョイント部でトルク伝達が可能な最低限度の回転伝動機能を発揮させることができる。
【００５９】
本実施形態のユニバーサルジョイント１３においては、図６に示すように、第１ヨーク２１の先端部２１ｂおよび第２ヨーク２２の先端部２２ｂが正常範囲を超えて相対移動したときには、その相対移動を規制するよう第１係合部２１ｃおよび第２係合部２２ｃがある程度の係合領域の長さＬを持って確実に係合し、正常範囲内の回転伝動状態とは異なるものの、トルク伝達が可能な最低限度の回転伝動機能を確保することができる。また、正常範囲内で回転伝動を行う場合には、第１ヨーク２１の先端部２１ｂおよび第２ヨーク２２の先端部２２ｂの間には、図５に示すような十分な隙間が形成され、第１ヨーク２１の先端部２１ｂおよび第２ヨーク２２の先端部２２ｂ同士が互いに干渉することはない。
【００６０】
さらに、本実施形態では、第１ヨーク２１の先端部２１ｂおよび第２ヨーク２２の先端部２２ｂが十分に回転伝動をなし得る形状および強度に設定されることから、十字継手部材２３や軸受カップ２６、２８等の損傷・脱落等が生じても、車両の最低限度の自走機能を達成するに足りる確実な回転伝動機能を担保できることになる。
【００６１】
また、第１ヨーク２１の第１係合部２１ｃと第２ヨーク２２の第２係合部２２ｃとが、それぞれ第１ヨーク２１および第２ヨーク２２の外周面側で幅が広く、第１ヨーク２１および第２ヨーク２２の内周面側で幅が狭くなっているので、第１係合部２１ｃおよび第２係合部２２ｃの係合時にその係合・当接方向を荷重伝達方向である回転方向に近付けることができ、損傷時でも安定した回転伝動状態を達成できる。
【００６２】
加えて、第１ヨーク２１の先端部２１ｂおよび第２ヨーク２２の先端部２２ｂがそれぞれ先端側ほど幅広くなるように、第１係合部２１ｃおよび第２係合部２２ｃが、第１ヨーク２１および第２ヨーク２２の軸方向に対してそれぞれ傾斜した側面部２１ｄ、２１ｅおよび２２ｄ、２２ｅを有しているので、別部品を追加したりヨーク形状を大きく変化させたりすることなく、最大幅Ｗ１ｍ、Ｗ２ｍの部分を設けることができるとともに、第１係合部２１ｃおよび第２係合部２２ｃの係合時にその係合を強めるように第１係合部２１ｃおよび第２係合部２２ｃを軸方向に接近させる方向の分力を発生させることができ、確実な回転伝動機能を担保できることになる。
【００６３】
さらに、第１係合部２１ｃが第１ヨーク２１の先端部２１ｂのうち十字継手部材２３との結合中心軸線Ｃ１より第１ヨーク２１の先端側に配置され、第２係合部２２ｃが第２ヨーク２２の先端部２２ｂのうち十字継手部材２３との結合中心軸線Ｃ２より第２ヨーク２２の先端側に配置されているので、第１係合部２１ｃおよび第２係合部２２ｃを第１ヨーク２１の先端部２１ｂと第２ヨーク２２の先端部２２ｂとに容易に設けることができ、第１ヨーク２１と第２ヨーク２２の軸交差角がある程度大きくなっても、正常動作時における第１ヨーク２１の先端部２１ｂと第２ヨーク２２の先端部２２ｂとの相互干渉を確実に防止することができる。
【００６４】
このように、本実施形態では、第１軸受カップ２６および第２軸受カップ２８のいずれかが第１ヨーク２１または第２ヨーク２２から外れるような損傷があったり、十字継手部材２３の第１短軸２３ａまたは第２短軸２３ｂの端部２３ｄ１、２３ｄ２又は２３ｅ１、２３ｅが破損するような損傷が生じたりしたとしても、第１ヨーク２１と第２ヨーク２２が互いの大きな相対移動を規制するように第１係合部２１ｃおよび第２係合部２２ｃの最大幅部分で互いに係合することによって第１ヨーク２１と第２ヨーク２２との相対回転が規制され、しかも、両ヨーク２１、２２が軸方向に離隔することも抑制するようにしているので、十字継手部材２３や軸受カップ２６、２８の損傷・脱落時等にあっても最低限度のトルク伝達が可能な回転伝動機能を発揮することのできるユニバーサルジョイントを提供することができる。
【００６５】
（第２の実施の形態）
図７〜図９は、本発明に係るユニバーサルジョイントの第２の実施の形態を示す図であり、本発明をプロペラシャフトの中間ジョイント部に適用した例を示している。なお、本実施形態は、上述の第１の実施の形態のユニバーサルジョイントと類似する構成を有するので、相違点についてのみ詳述し、類似する各構成要素については図７〜図９においても図１〜図６中のそれらと同一の符号を付す。
【００６６】
図７に示すように、本実施形態のユニバーサルジョイント３３は、基端部４１ａおよびその基端部４１ａからフォーク状に二股に突出した先端部４１ｂを有する第１ヨーク４１と、基端部４２ａおよびその基端部４２ａからフォーク状に二股に突出した先端部４２ｂを有する第２ヨーク４２と、これら第１ヨーク４１および第２ヨーク４２の間に介在する十字継手部材２３とを含んでいる。
【００６７】
第１ヨーク４１の基端部４１ａは、駆動側となる第１の回転軸１１に固定連結されており、第２ヨーク４２の基端部４２ａは、被駆動側となる第２の回転軸１２に固定連結されている。
【００６８】
図８および図９に示すように、第１ヨーク４１の一対の先端部４１ｂにはそれぞれの両側方に突出する第１係合部４１ｃが、第２ヨーク４２の先端部４２ｂにはそれぞれの両側方に突出する第２係合部４２ｃが、それぞれ設けられている。ここで、一対の先端部４１ｂに対応する一対の第１係合部４１ｃは、第１ヨーク４１の軸方向と直交する方向に平行に延在する例えば矩形断面の棒状に形成されており、一対の先端部４２ｂに対応する一対の第２係合部４２ｃは、第２ヨーク４２の軸方向と直交する方向に平行に延在する例えば矩形断面の棒状に形成されている。
【００６９】
第１ヨーク４１および第２ヨーク４２がこれら相互の芯出しおよび接続時の相対位置から径方向および回転方向のうち少なくとも一方に正常範囲を超えて所定量だけ相対移動したとき、第１係合部４１ｃは第２ヨーク４２の近接する部位に、第２係合部４２ｃは第１ヨーク４１の近接する部位に、それぞれ係合するようになっている。
【００７０】
また、第１ヨーク４１の第１係合部４１ｃと第２ヨーク４２の第２係合部４２ｃとは、第１ヨーク４１および第２ヨーク４２の正常範囲を超える相対移動によって互いに係合したとき、その係合によって第１ヨーク４１と第２ヨーク４２とのそれ以上の相対回転を規制するようになっており、この相対回転の規制によって、軸受カップ２６、２８のいずれかが衝撃等により脱落したり十字継手部材２３の端部２３ｄ１、２３ｄ２、２３ｅ１、２３ｅ２のいずれかが破損したりするような状態に陥ったとしても、駆動側の第１ヨーク４１から被駆動側の第２ヨーク４２に車両の自力走行を達成するに足るトルク伝達ができるようになっている。
【００７１】
さらに、第１ヨーク４１の第１係合部４１ｃは、第１ヨーク４１の先端部４１ｂのうち十字継手部材２３との結合中心軸線Ｃ１より第１ヨーク４１の先端側に配置されており、第２ヨーク４２の第２係合部４２ｃは、第２ヨーク４２の先端部４２ｂのうち十字継手部材２３との結合中心軸線Ｃ２より第２ヨーク４２の先端側に配置されている。
【００７２】
なお、第１ヨーク４１の第１係合部４１ｃと第２ヨーク４２の第２係合部４２ｃとのうち少なくとも１本の第１係合部４１ｃまたは第２係合部４２ｃは、第１係合部４１ｃおよび第２係合部４２ｃのうち残りの係合部を一体成形した第１ヨーク４１と第２ヨーク４２の組付け後に、第１ヨーク４１の先端部４１ｂまたは第２ヨーク４２の先端部４２ｂに溶接によりあるいは他の強固な固定方法によって固定されている。
【００７３】
このように構成された本実施形態のユニバーサルジョイントでは、既存のヨークに棒状の係合部を付加する程度の簡素な構成で、第１ヨーク４１と第２ヨーク４２との相対回転が規制されるとともに、第１ヨーク４１の先端部４１ｂと第２ヨーク４２の先端部４２ｂが軸方向にも外れなくなる。したがって、軸受カップ２６、２８や十字継手部材２３の損傷時等にあっても回転トルク伝達が可能な最低限度の回転伝動機能を確保することができ、上述の第１の実施の形態と同様な効果を得ることができる。
【００７４】
なお、上述の各実施の形態においては、第１ヨークと第２ヨークの先端部の両側面部が第１ヨークと第２ヨークの径方向および回転方向の相対移動を考慮した傾斜角で傾斜していたが、その傾斜角は、第１ヨークと第２ヨークを回転方向に相互に衝止可能な突き当て面とし、第１ヨークと第２ヨークが大きな芯ずれなく回転ずれしたときにはそれらヨークの先端部の接近側で先端部の側面同士が幅広く面接触するのが好ましい。
【００７５】
また、第１係合部および第２係合部のいずれも、ヨークの先端部と十字継手部材との結合中心軸線よりヨークの基端部側に配置することもできる。さらに、上述の各実施の形態ではヨークの先端部が最大幅部分で幅を拡大した拡幅形状となっていたが、ヨークの先端部の幅はほとんど変化せず（最大幅部分が長く突出部のない形状）、ヨークの二股の先端部の内幅が部分的に狭くなるように、ヨークの二股の先端部の内側に内幅を最小にする内突部を設けたり、ヨークの先端部の両側部と内側のそれぞれに突出高の小さい突出部分を設けたりすることもできる。
【００７６】
さらに、上述の各実施の形態ではユニバーサルジョイントをプロペラシャフトの中間ジョイント部とする例を示したが、本発明のユニバーサルジョイントは、プロペラシャフト以外の動力伝達軸であるドライブシャフトやステアリングホイールの操舵回転を伝達するステアリングコラムのジョイント部に適用することができるし、また、軸交差可能に回転伝動する任意の機構、例えば重機や運搬機械類その他における動力伝達経路に適用することができる。
【００７７】
以上説明したように、本発明に係るユニバーサルジョイントは、十字継手部材等の損傷によって第１ヨークと第２ヨークが径方向および回転方向のうち少なくとも一方に大きくずれようとしても、第１ヨークの先端部と第２ヨークの先端部とが互いに干渉してヨーク同士の係合状態が残るようにしているので、十字継手部材等が損傷しても最低限度のトルク伝達が可能な回転伝動機能を発揮することのできるユニバーサルジョイントを提供することができるという効果を奏するものであり、一方の回転軸と他方の回転軸を回転伝動および軸交差可能に連結するユニバーサルジョイント、特に十字継手部材を有するユニバーサルジョイント全般に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るプロペラシャフトの側面図である。
【図２】図１のプロペラシャフトの中間ジョイント部を構成する、第１の実施の形態に係るユニバーサルジョイントの拡大側面図である。
【図３】第１の実施の形態に係るユニバーサルジョイントの第１ヨークを示す図で、（ａ）はその第１ヨークの一部断面側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ３−Ｂ３断面図、（ｃ）はその第１ヨークの先端側から見た内面側の正面図である。
【図４】第１の実施の形態に係るユニバーサルジョイントの第２ヨークを示す図で、（ａ）はその第２ヨークの一部断面側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ４−Ｂ４矢視一部断面を含むその第２ヨークの一部断面上面図、（ｃ）はその第２ヨークの先端側から見た内面側の正面図である。
【図５】図１のＡ−Ａ断面図である。
【図６】第１の実施の形態に係るユニバーサルジョイントの作用説明図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るユニバーサルジョイントの拡大側面図である。
【図８】第２の実施の形態に係るユニバーサルジョイントの第１ヨークを示す図で、（ａ）はその第１ヨークの一部断面側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ３−Ｂ３断面図、（ｃ）はその第１ヨークの先端側から見た内面側の正面図である。
【図９】第２の実施の形態に係るユニバーサルジョイントの第２ヨークを示す図で、（ａ）はその第２ヨークの一部断面側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ４−Ｂ４矢視一部断面を含むその第２ヨークの一部断面上面図、（ｃ）はその第２ヨークの先端側から見た内面側の正面図である。
【符号の説明】
【００７９】
１０  プロペラシャフト
１１  第１の回転軸
１２  第２の回転軸
１３、３３  ユニバーサルジョイント
２１、４１  第１ヨーク
２１ａ、４１ａ  基端部
２１ｂ、４１ｂ  先端部
２１ｃ、４１ｃ  第１係合部
２１ｄ、２１ｅ  側面部
２１ｈ  穴
２２、４２  第２ヨーク
２２ａ、４２ａ  基端部
２２ｂ、４２ｂ  先端部
２２ｃ、４２ｃ  第２係合部
２２ｄ、２２ｅ  側面部
２３  十字継手部材
２３ａ  第１短軸
２３ｂ  第２短軸
２３ｄ１、２３ｄ２、２３ｅ１、２３ｅ２  両端部（外端部）
２６  第１軸受カップ
２７、２９  ニードル
２８  第２軸受カップ
Ｃ１、Ｃ２  結合中心軸線
ｄｆ１、ｄｆ２  内幅
Ｌ  係合領域長さ
Ｗ１ｍ、Ｗ２ｍ  最大幅
【図１】
2009092164.tif 000003
【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】
2009092164.tif 000009
【図８】
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【図９】
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