JP2002310181A - Universal joint - Google Patents
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- JP2002310181A JP2002310181A JP2001116305A JP2001116305A JP2002310181A JP 2002310181 A JP2002310181 A JP 2002310181A JP 2001116305 A JP2001116305 A JP 2001116305A JP 2001116305 A JP2001116305 A JP 2001116305A JP 2002310181 A JP2002310181 A JP 2002310181A
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
- F16D3/26—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
- F16D3/38—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another
- F16D3/40—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another with intermediate member provided with two pairs of outwardly-directed trunnions on intersecting axes
- F16D3/41—Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected with a single intermediate member with trunnions or bearings arranged on two axes perpendicular to one another with intermediate member provided with two pairs of outwardly-directed trunnions on intersecting axes with ball or roller bearings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はユニバーサルジョイ
ントに係り、特に、ヨーク部材をコンパクトに維持しつ
つ十字型スパイダの軸部を大径化して伝達トルク容量を
大きくする技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a universal joint and, more particularly, to a technique for increasing the diameter of a shaft of a cross-shaped spider and maintaining a large yoke member, thereby increasing a transmission torque capacity.
【0002】[0002]
【従来の技術】十字型スパイダにより一対のヨーク部材
を傾動可能に連結し、その十字型スパイダを介してその
一対のヨーク部材の間でトルクを伝達するユニバーサル
ジョイントが、例えば車両のプロペラシャフトの連結部
など各種の動力伝達部に用いられている。図9は、この
ようなユニバーサルジョイントの一例で、このユニバー
サルジョイント100は、第1ヨーク部材102、第2
ヨーク部材104、および十字型スパイダ106を主体
として構成されており、ヨーク部材102、104には
それぞれ互いに平行な一対のアーム108が突設されて
いるとともに、そのアーム108にはそれぞれ連結孔1
10が設けられている。また、十字型スパイダ106
は、一対の第1軸部112、第2軸部114が中央部分
で直角に交差した十字形状を成しており、それ等の軸部
112、114の両端部がそれぞれ前記連結孔110内
に挿入されるとともに、有底円筒形状のカップ118を
介して軸心まわりの回転可能に支持されるようになって
いる。カップ118は軸受部材として機能するもので、
ニードルベアリング116を内蔵しているとともに、図
示しないスナップリングやかしめ加工などによりアーム
108に一体的に固定される一方、カップ118の開口
部と軸部112、114との間にはオイルシール120
が配設される。図9の(a) は組付前の分解斜視図で、
(b) は第1ヨーク部材102と第1軸部112との連結
部分の断面図である。2. Description of the Related Art A universal joint for connecting a pair of yoke members in a tiltable manner with a cross-shaped spider and transmitting torque between the pair of yoke members via the cross-shaped spider is, for example, for connecting a propeller shaft of a vehicle. It is used for various power transmission parts such as parts. FIG. 9 shows an example of such a universal joint. The universal joint 100 includes a first yoke member 102 and a second yoke member 102.
A yoke member 104 and a cross-shaped spider 106 are mainly formed. A pair of arms 108 are provided on the yoke members 102 and 104 so as to be parallel to each other.
10 are provided. Also, the cross-shaped spider 106
Has a cross shape in which a pair of a first shaft portion 112 and a second shaft portion 114 intersect at right angles at a central portion, and both ends of the shaft portions 112 and 114 are respectively inserted into the connection holes 110. While being inserted, it is rotatably supported around an axis via a bottomed cylindrical cup 118. The cup 118 functions as a bearing member,
It has a built-in needle bearing 116 and is integrally fixed to the arm 108 by a snap ring or caulking (not shown), while an oil seal 120 is provided between the opening of the cup 118 and the shafts 112 and 114.
Is arranged. FIG. 9A is an exploded perspective view before assembly.
FIG. 4B is a cross-sectional view of a connection portion between the first yoke member 102 and the first shaft portion 112.
【0003】そして、このようなユニバーサルジョイン
ト100は、例えば先ず図10の(a) →(j) に示すよう
に十字型スパイダ106の第1軸部112が第1ヨーク
部材102に組み付けられ、その後、同様にして第2軸
部114が第2ヨーク部材104に組み付けられるよう
になっているのが普通である。第1ヨーク部材102、
第2ヨーク部材104に対する組付順序は逆であっても
良い。また、第1軸部112、第2軸部114は通常は
同一形状を成しているため、第1軸部112を第2ヨー
ク部材104に組み付けるとともに第2軸部114を第
1ヨーク部材102に組み付けるようにしても良い。In such a universal joint 100, for example, first, as shown in FIGS. 10A to 10J, a first shaft portion 112 of a cross-shaped spider 106 is assembled to a first yoke member 102, and thereafter, In a similar manner, the second shaft portion 114 is usually assembled to the second yoke member 104. A first yoke member 102,
The assembling order for the second yoke member 104 may be reversed. Also, since the first shaft portion 112 and the second shaft portion 114 usually have the same shape, the first shaft portion 112 is assembled to the second yoke member 104 and the second shaft portion 114 is connected to the first yoke member 102. May be assembled.
【0004】ここで、このようなユニバーサルジョイン
ト100において、伝達トルク容量を大きくするために
は、強度アップのために十字型スパイダ106の軸部1
12、114の径寸法を大きくする必要があるが、軸部
112、114の径寸法を大きくすると、図10の(b)
に破線で示す3箇所A〜Cでアーム108と干渉して組
付不可になるため、ヨーク部材102、104について
も寸法を大きくする必要があり、重量増加や大きな配設
スペースが必要になるなどの問題があった。Here, in such a universal joint 100, in order to increase the transmission torque capacity, the shaft 1 of the cross-shaped spider 106 is required to increase the strength.
Although it is necessary to increase the diameter of the shafts 12 and 114, if the diameter of the shafts 112 and 114 is increased, (b) of FIG.
Since the three parts A to C shown by broken lines interfere with the arm 108 and become impossible to assemble, the dimensions of the yoke members 102 and 104 also need to be increased, so that a weight increase and a large arrangement space are required. There was a problem.
【0005】これに対し、例えば実開平6−47737
号公報には、十字型スパイダの軸部を分離可能にして、
ヨーク部材をコンパクトに維持しつつ軸径寸法を大きく
する技術が記載されている。On the other hand, for example, Japanese Unexamined Utility Model Publication No.
In the official gazette, the shaft of the cross-shaped spider is made separable,
A technique for increasing the shaft diameter while keeping the yoke member compact is described.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに十字型スパイダの軸部を分離可能にすると、接合部
分の強度や耐久性が損なわれる可能性があるため、十字
型スパイダ自体をかなり大きくする必要があるととも
に、構造が複雑で部品点数が多くなるため製造コストが
高くなる。However, if the shaft of the cruciform spider is made separable in this manner, the strength and durability of the joint may be impaired, so that the cruciform spider itself is considerably enlarged. In addition to the necessity, the manufacturing cost is increased because the structure is complicated and the number of parts is increased.
【0007】本発明は以上の事情を背景として為された
もので、その目的とするところは、十字型スパイダの軸
部を分離可能にすることなく、ヨーク部材をコンパクト
に維持しつつ十字型スパイダの軸部を大径化して伝達ト
ルク容量を大きくできるようにすることにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a cross-shaped spider while keeping the yoke member compact without making the shaft of the cross-shaped spider separable. Is to increase the diameter of the shaft portion to increase the transmission torque capacity.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、第1発明は、十字型スパイダにより一対のヨーク
部材を傾動可能に連結し、その十字型スパイダを介して
その一対のヨーク部材の間でトルクを伝達するユニバー
サルジョイントにおいて、前記十字型スパイダの軸部の
先端外周部のうちトルク伝達に対する関与が小さい部分
に欠肉部を設けたことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, a pair of yoke members are tiltably connected by a cross-shaped spider, and the pair of yoke members are connected via the cross-shaped spider. In a universal joint for transmitting torque between the cross-shaped spiders, a notched portion is provided in a portion of the shaft outer portion of the cross-shaped spider that is less involved in torque transmission.
【0009】第2発明は、第1発明のユニバーサルジョ
イントにおいて、前記十字型スパイダを構成している直
角に交差した一対の第1軸部および第2軸部の各々の両
端部であって、それ等の第1軸部および第2軸部の両方
の軸心を含む基準平面に対して直角な両方向に位置する
2箇所ずつの、計8箇所に、それぞれ前記欠肉部が設け
られていることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the universal joint according to the first aspect of the present invention, the two ends of each of a pair of the first shaft portion and the second shaft portion intersecting at right angles constituting the cross-shaped spider are provided. The underfill portions are provided at a total of eight locations, two locations each located in both directions perpendicular to the reference plane including both the axis of the first shaft portion and the second shaft portion. It is characterized by.
【0010】[0010]
【発明の効果】このようなユニバーサルジョイントにお
いては、十字型スパイダの軸部の先端外周部のうちトル
ク伝達に対する関与が小さい部分に欠肉部が設けられて
いるため、前記図10に示すようにヨーク部材に組み付
ける際のヨーク部材と十字型スパイダとの干渉が軽減さ
れる。すなわち、十字型スパイダを構成している直角に
交差した一対の第1軸部および第2軸部の各軸心まわり
において、トルク伝達に大きく関与する部分は、それ等
の第1軸部および第2軸部の両方の軸心を含む基準平面
と略一致する部分であるため、その基準平面に対して直
角な方向、具体的には前記図10の(b) に示す干渉部位
AやBに欠肉部が設けられることになり、組付時のヨー
ク部材との干渉が軽減されるのである。In such a universal joint, a portion of the outer periphery of the tip of the shaft of the cruciform spider which is less involved in torque transmission is provided with a notched portion, as shown in FIG. Interference between the yoke member and the cross-shaped spider when assembling to the yoke member is reduced. That is, around the respective axes of the pair of first shaft portions and the second shaft portions that intersect at right angles that constitute the cross-shaped spider, the portions that greatly contribute to torque transmission are the first shaft portions and the second shaft portions. Since the portion substantially coincides with the reference plane including both axes of the two-axis portions, the interference portions A and B shown in FIG. Since the underfill portion is provided, interference with the yoke member at the time of assembly is reduced.
【0011】これにより、ヨーク部材を従来と同程度の
大きさに維持しつつ、十字型スパイダの軸部を大径化し
て強度や伝達トルク容量を大きくすることができる。そ
の場合に、欠肉部はトルク伝達に対する関与が小さい部
分に設けられるため、強度や伝達トルク容量に対する影
響は殆ど無く、軸部の大径化に応じて強度や伝達トルク
容量が向上する。また、十字型スパイダの軸部の径寸法
が同じであれば、ヨーク部材に対する組付作業が容易に
なるとともに、図10の(b) に示すC部の干渉が軽減さ
れるため、オイルシールのサイズや形状の設計の自由度
が高くなる。Thus, while maintaining the size of the yoke member at about the same size as the conventional one, the diameter of the shaft portion of the cross-shaped spider can be increased to increase the strength and the transmission torque capacity. In this case, the underfilled portion is provided in a portion where the contribution to the torque transmission is small, so that there is almost no effect on the strength and the transmitted torque capacity, and the strength and the transmitted torque capacity are improved as the diameter of the shaft portion is increased. Further, if the diameter of the shaft of the cross-shaped spider is the same, the assembling work on the yoke member becomes easy, and the interference of the portion C shown in FIG. 10 (b) is reduced. The degree of freedom in size and shape design is increased.
【0012】第2発明では、一対の第1軸部および第2
軸部の各々の両端部にそれぞれ欠肉部が設けられるた
め、軸方向の一端部のみに欠肉部を設ける場合に比較し
て個々の欠肉部の大きさを小さくでき、強度や伝達トル
ク容量に対する影響が更に小さくなるとともに、これ等
の軸部を回転可能に支持するニードルベアリング等の軸
受に対する影響も小さくなる。すなわち、欠肉部が軸受
部分に達していると、欠肉部の境界部分で軸受に応力集
中が生じ、軸受の耐久性が損なわれる可能性があるので
ある。In the second invention, a pair of the first shaft portion and the second shaft portion are provided.
Since the underfill portions are provided at both ends of the shaft portion, the size of each underfill portion can be reduced as compared with the case where the underfill portion is provided only at one end in the axial direction, and the strength and transmission torque can be reduced. The effect on the capacity is further reduced, and the effect on bearings such as a needle bearing that rotatably supports these shafts is also reduced. That is, if the underfill reaches the bearing portion, stress concentration occurs in the bearing at the boundary between the underfill, and the durability of the bearing may be impaired.
【0013】一方、図10の(b) に示す干渉部位A、B
から明らかなように、各軸部の先端外周部(軸方向の両
端の外周部)においてヨーク部材と干渉するのは軸心ま
わりの1箇所であるため、その部分に欠肉部を設けるだ
けで良いが、その場合は十字型スパイダをヨーク部材に
組み付ける際の向きに気を付ける必要がある。これに対
し、第2発明では基準平面に対して直角な両方向に位置
する2箇所にそれぞれ欠肉部が設けられるため、組付方
向を気にすることなく組付作業を行うことが可能で、欠
肉部に起因して組付作業性が損なわれることがない。On the other hand, interference portions A and B shown in FIG.
As can be seen from FIG. 3, the outer periphery of the tip of each shaft (the outer periphery at both ends in the axial direction) interferes with the yoke member at only one location around the axis, so that only the underfill is provided at that location. Good, but in that case, it is necessary to pay attention to the orientation when the cross-shaped spider is assembled to the yoke member. On the other hand, in the second invention, the underfill portions are respectively provided at two positions located in both directions perpendicular to the reference plane, so that the assembling work can be performed without worrying about the assembling direction, The assembling workability is not impaired due to the underfill.
【0014】[0014]
【発明の実施の形態】本発明のユニバーサルジョイント
は、例えば図9に示すように、十字型スパイダの一対の
第1軸部および第2軸部の両端部が、それぞれヨーク部
材の一対の連結孔内に挿入されるとともに、軸受部材に
よって軸心まわりの回転可能に支持されるように構成さ
れる。軸受部材は、例えばニードルベアリング等の軸受
を内蔵しているものが望ましく、外側が閉塞された有底
円筒形状のカップが広く用いられているが、両端が開口
している円筒形状のスリーブなどを用いることもでき
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As shown in FIG. 9, for example, a universal joint according to the present invention has a pair of first shaft portions and a second shaft portion of a cross-shaped spider. And is configured to be rotatably supported by a bearing member about an axis. The bearing member desirably incorporates a bearing such as a needle bearing, and a cylindrical cup having a closed bottom and a closed bottom is widely used. It can also be used.
【0015】本発明は、十字型スパイダが鍛造などで一
体に構成されている場合に好適に適用されるが、別体に
構成された軸部を一体的に固設した十字型スパイダにも
適用され得る。要するに、図10に示すように十字型ス
パイダを傾斜させながらヨーク部材の連結孔内に軸部を
挿入して組み付ける場合には本発明の効果が得られる。The present invention is suitably applied to a case where the cross-shaped spider is integrally formed by forging or the like, but is also applied to a cross-shaped spider in which a separately formed shaft portion is integrally fixed. Can be done. In short, the effect of the present invention can be obtained when the shaft is inserted into the connecting hole of the yoke member and assembled while the cross-shaped spider is inclined as shown in FIG.
【0016】十字型スパイダを介して一対のヨーク部材
の間でトルクを伝達する態様としては、車両用の動力伝
達部に用いられる場合のように前進時、後進時などでト
ルクの伝達方向が逆転する場合であっても良いが、常に
一方のヨーク部材から他方のヨーク部材へトルクを伝達
する場合であっても良い。As a mode of transmitting the torque between the pair of yoke members via the cross-shaped spider, the torque transmission direction is reversed at the time of forward movement, reverse movement, etc. as in the case of use in a vehicle power transmission unit. However, the torque may always be transmitted from one yoke member to the other yoke member.
【0017】軸部の先端に設けられる欠肉部は、切削加
工や研磨加工による面取り加工などで後から設けること
もできるが、鍛造の段階で設ければ、加工数が増加する
ことなく簡単に形成できる。但し、鍛造加工を必須要件
とするものではない。The underfill portion provided at the tip of the shaft portion can be provided later by chamfering by cutting or polishing, but if provided at the forging stage, it can be easily performed without increasing the number of processes. Can be formed. However, forging is not an essential requirement.
【0018】欠肉部の形状は、平坦面であっても良い
が、凸円弧形状や凸球面形状など適宜設定される。凹形
状とすることもできるが、強度的に好ましくない。ま
た、欠肉部が軸受部分に達している場合は、応力集中に
よる軸受の寿命低下を防止するため、欠肉部の境界に滑
らかな丸みを設けることが望ましい。The shape of the underfill portion may be a flat surface, but is appropriately set such as a convex arc shape or a convex spherical shape. Although a concave shape can be used, it is not preferable in terms of strength. When the underfill reaches the bearing portion, it is desirable to provide a smooth roundness at the boundary of the underfill to prevent a reduction in the life of the bearing due to stress concentration.
【0019】第2発明では、一対の第1軸部および第2
軸部の両端部の2箇所ずつ、計8箇所に欠肉部が設けら
れるが、組付時にヨーク部材と干渉するのは軸心まわり
の1箇所であるため、第1軸部については基準平面に対
して一方側に位置する1箇所ずつの計2箇所に欠肉部を
設けるとともに、第2軸部については基準平面を挟んで
他方側に位置する1箇所ずつの計2箇所に欠肉部を設け
るだけでも良い。また、軸方向の一端部のみに欠肉部を
設けるだけでも、干渉を軽減して大径化を図ることがで
きる。In the second invention, a pair of the first shaft portion and the second shaft portion are provided.
There are a total of eight underfill portions at each of the two end portions of the shaft portion. However, the interference with the yoke member during assembly is only one portion around the axis, so the first shaft portion has a reference plane. In addition to the above, two underfill portions are provided at one location on one side and two underfill portions are provided at two locations on the other side of the second shaft portion with the reference plane interposed therebetween. May be provided. Further, the interference can be reduced and the diameter can be increased simply by providing the underfill portion only at one end in the axial direction.
【0020】第1軸部および第2軸部は同じ径寸法で同
一形状とすることが、組付作業性や振動特性など種々の
観点から望ましいが、本発明の実施に際しては、第1軸
部および第2軸部を異なる径寸法とすることも可能であ
る。また、配設スペースなどの点で一方のヨーク部材の
サイズを大きくすることができる場合など、第1軸部お
よび第2軸部の何れか一方の軸部に欠肉部を設けるだけ
でも良い。It is desirable that the first shaft portion and the second shaft portion have the same diameter and the same shape from various viewpoints such as workability in assembling and vibration characteristics. It is also possible for the second shaft portion to have a different diameter. In addition, in the case where the size of one yoke member can be increased in terms of an installation space or the like, it is only necessary to provide the underfill portion on either one of the first shaft portion and the second shaft portion.
【0021】[0021]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
細に説明する。図1の十字型スパイダ10は、前記図9
の十字型スパイダ106の代わりに用いられてユニバー
サルジョイント100に使用されるもので、(a) は斜視
図、(b) 〜(d) はそれぞれ(a) におけるB矢視図、C矢
視図、D矢視図である。この十字型スパイダ10は、一
対の第1軸部12、第2軸部14が中央部分で直角に交
差した十字形状を成しているとともに、それ等の第1軸
部12、第2軸部14の各々の両端部(先端部)には、
第1軸部12、第2軸部14の両方の軸心を含む基準平
面Sに対して直角な両方向に位置する2箇所に、それぞ
れ平坦な欠肉部16a、16b、18a、18bが設け
られている。第1軸部12、第2軸部14は同じ径寸法
で同一形状を成しており、各欠肉部16a、16b、1
8a、18bも同一形状を成している。Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. The cross-shaped spider 10 of FIG.
(A) is a perspective view, and (b) to (d) are views viewed from arrows B and C in (a), respectively. , D arrow view. The cross-shaped spider 10 has a cross shape in which a pair of first shaft portions 12 and second shaft portions 14 intersect at right angles at a central portion, and the first shaft portions 12 and second shaft portions thereof are arranged. At both ends (tips) of each of the 14
Two flat portions 16a, 16b, 18a, and 18b are provided at two positions located in both directions perpendicular to the reference plane S including both axes of the first shaft portion 12 and the second shaft portion 14, respectively. ing. The first shaft portion 12 and the second shaft portion 14 have the same diameter and the same shape, and each of the thinned portions 16a, 16b, 1
8a and 18b also have the same shape.
【0022】第1軸部12、第2軸部14の各軸心まわ
りにおいて欠肉部16a、16b、18a、18bが設
けられる角度範囲θは、トルク伝達に対する関与が小さ
い部分で、前記ヨーク部材102、104の傾斜角度
(ジョイント角度)などの使用条件を考慮して定められ
る。図2は、従来の十字型スパイダ106を用いたユニ
バーサルジョイント100を車両のプロペラシャフトの
連結部に配設し、1箇所の軸部の軸心まわりabcdの
面圧分布を調べた結果で、基準平面Sと略一致するb部
およびd部の面圧が高く、トルク伝達に対する関与が大
きい部分である。b部は前進走行時にトルク伝達を行う
部分で、d部は後進走行時にトルク伝達を行う部分であ
り、面圧の大きさは伝達トルクによって変化する。そし
て、上記角度範囲θは、トルク伝達に対する関与が小さ
いa部およびc部付近、すなわち基準平面Sに対して直
角な方向の領域に定められるが、トルク伝達を行う範囲
(上記面圧が高い範囲)はヨーク部材102、104の
傾斜角度が大きい程広くなり、それに伴って角度範囲θ
は小さくなる。なお、図2は4箇所の軸部の一つについ
て調べた結果であるが、他の軸部についても同様の傾向
を示す。The angle range θ in which the notched portions 16a, 16b, 18a and 18b are provided around the respective axes of the first shaft portion 12 and the second shaft portion 14 is a portion where the contribution to torque transmission is small, and the yoke member It is determined in consideration of use conditions such as the inclination angle (joint angle) of 102 and 104. FIG. 2 shows the result of examining the surface pressure distribution of abcd around the axis of one shaft part by arranging the universal joint 100 using the conventional cruciform spider 106 at the connection part of the propeller shaft of the vehicle. The portions b and d, which substantially coincide with the plane S, have a high surface pressure and are largely involved in torque transmission. Part b is a part that transmits torque during forward traveling, and part d is a part that transmits torque during backward traveling, and the magnitude of the surface pressure changes depending on the transmitted torque. The angle range θ is defined in the vicinity of the portions a and c where the contribution to the torque transmission is small, that is, in a region in a direction perpendicular to the reference plane S. ) Increases as the inclination angle of the yoke members 102 and 104 increases, and the angle range θ accordingly increases.
Becomes smaller. Although FIG. 2 shows the result of examining one of the four shaft portions, the other shaft portions show the same tendency.
【0023】そして、欠肉部16a、16b、18a、
18bは上記角度範囲θの範囲内に設けられ、図1(c)
、(d) に示す各部の寸法α、β、γは、組付可能性や
必要強度、ニードルベアリング116の耐久性などを考
慮して定められる。Then, the missing portions 16a, 16b, 18a,
18b is provided in the range of the above angle range θ, and FIG.
, (D) are determined in consideration of assemblability, required strength, durability of the needle bearing 116, and the like.
【0024】図3は、上記十字型スパイダ10の製造工
程を示す図で、全体形状を鍛造によって形成する鍛造工
程、軸部12、14の外周面や先端面などを切削加工す
る切削工程、焼き入れ処理などを行う熱処理工程、軸部
12、14の外周面を仕上げ研磨する研磨工程を経て一
体に製造される。その場合に、前記欠肉部16a、16
b、18a、18bは、例えば図4に示すように鍛造工
程で設けられ、切削加工や研磨加工で設ける場合に比較
して、加工数が増加することなく簡単に形成できる。図
4は、鍛造工程後における第1軸部12の一端部の形状
を示す断面図で、点線よりも外側の外周面や先端面は切
削工程で切削除去される部分である。なお、欠肉部16
a、16b、18a、18bは、鍛造成形時のままであ
っても良いが、必要に応じて仕上げ研磨などを行っても
良い。FIG. 3 is a view showing a manufacturing process of the cross-shaped spider 10. The forging process for forming the whole shape by forging, the cutting process for cutting the outer peripheral surfaces and the tip surfaces of the shaft portions 12 and 14, the baking process, and the like. It is manufactured integrally through a heat treatment step of performing a filling treatment and the like and a polishing step of finish polishing the outer peripheral surfaces of the shaft portions 12 and 14. In this case, the underfilled portions 16a, 16
For example, b, 18a, and 18b are provided in a forging process as shown in FIG. 4, and can be easily formed without increasing the number of processes as compared with a case in which they are provided by cutting or polishing. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the shape of one end of the first shaft portion 12 after the forging process. The outer peripheral surface and the distal end surface outside the dotted line are portions removed by the cutting process. In addition, the missing portion 16
a, 16b, 18a, and 18b may be as-forged, but may be subjected to finish polishing or the like as necessary.
【0025】また、図5(b) に示すように欠肉部16
a、16bがニードルベアリング116による軸受部分
に達する場合は、図5(a) に示すように欠肉部16a、
16bの境界20に滑らかな丸みを設け、軸部12の外
周面に滑らかに繋がるようにして、応力集中によるニー
ドルベアリング116の寿命低下を防止することが望ま
しい。第2軸部14の欠肉部18a、18bについても
同様である。Further, as shown in FIG.
When the a and 16b reach the bearing portion of the needle bearing 116, as shown in FIG.
It is desirable that a smooth roundness is provided at the boundary 20 of the shaft 16b so as to be smoothly connected to the outer peripheral surface of the shaft portion 12 to prevent the life of the needle bearing 116 from being shortened due to stress concentration. The same applies to the underfill portions 18a and 18b of the second shaft portion 14.
【0026】このように、本実施例の十字型スパイダ1
0は、軸部12、14の先端外周部であってトルク伝達
に対する関与が小さい角度範囲θに欠肉部16a、16
b、18a、18bが設けられているため、前記図10
に示すようにヨーク部材102、104に組み付ける際
のヨーク部材102、104と十字型スパイダ10との
干渉が軽減される。すなわち、十字型スパイダ10を構
成している一対の第1軸部12および第2軸部14の各
軸心まわりにおいて、トルク伝達に大きく関与する部分
は基準平面Sと略一致する部分であるため、その基準平
面Sに対して直角な方向、具体的には図10の(b) に示
す干渉部分AやBに欠肉部16a、16b、18a、1
8bが設けられることになり、ヨーク部材102、10
4との干渉が軽減されるのである。As described above, the cross-shaped spider 1 of the present embodiment
0 is the outer peripheral portion of the distal end of the shaft portions 12 and 14, and the thinned portions 16 a and 16
b, 18a, and 18b are provided,
As shown in (1), the interference between the yoke members 102, 104 and the cross-shaped spider 10 when assembled to the yoke members 102, 104 is reduced. In other words, the portion that greatly contributes to the torque transmission around the axis of the pair of first shaft portion 12 and the second shaft portion 14 constituting the cross-shaped spider 10 is a portion that substantially matches the reference plane S. In the direction perpendicular to the reference plane S, specifically, in the interference portions A and B shown in FIG.
8b are provided, and the yoke members 102, 10
4 is reduced.
【0027】これにより、ヨーク部材102、104を
従来と同程度の大きさに維持しつつ、十字型スパイダ1
0の軸部12、14を大径化して強度や伝達トルク容量
を大きくすることができる。例えば、従来のヨーク部材
102、104をそのまま流用し、十字型スパイダ10
およびニードルベアリング116を変更するだけで、ユ
ニバーサルジョイント100の強度向上および高容量化
を図ることができる。その場合に、欠肉部16a、16
b、18a、18bはトルク伝達に対する関与が小さい
部分に設けられるため、強度や伝達トルク容量に対する
影響は殆ど無く、軸部12、14の大径化に応じて強度
や伝達トルク容量が向上する。Thus, the cross-shaped spider 1 is maintained while the yoke members 102 and 104 are maintained at the same size as the conventional one.
The diameters of the 0 shaft portions 12 and 14 can be increased to increase the strength and the transmission torque capacity. For example, the conventional yoke members 102 and 104 are diverted as they are, and the cross-shaped spider 10 is used.
By simply changing the needle bearing 116, the strength and capacity of the universal joint 100 can be improved. In that case, the missing portions 16a, 16
Since b, 18a, and 18b are provided in portions where the contribution to the torque transmission is small, there is almost no effect on the strength and the transmission torque capacity, and the strength and the transmission torque capacity are improved as the diameter of the shaft portions 12 and 14 increases.
【0028】また、十字型スパイダ10の軸部12、1
4の径寸法が同じであれば、ヨーク部材102、104
に対する組付作業が容易になるとともに、図10の(b)
に示すC部の干渉が軽減されるため、前記オイルシール
120のサイズや形状の設計の自由度が高くなる。The shafts 12, 1 of the cross-shaped spider 10
4 have the same diameter, the yoke members 102, 104
10 is easy to assemble, and FIG.
(1), the degree of freedom in designing the size and shape of the oil seal 120 is increased.
【0029】また、本実施例では、軸部12、14の各
々の両端部にそれぞれ欠肉部16a、16b、18a、
18bが設けられているため、軸方向の一端部のみに欠
肉部を設ける場合に比較して個々の欠肉部16a、16
b、18a、18bの大きさを小さくでき、強度や伝達
トルク容量に対する影響が更に小さくなるとともに、こ
れ等の軸部12、14を回転可能に支持するニードルベ
アリング116に対する影響も小さくなる。すなわち、
欠肉部16a、16b、18a、18bがニードルベア
リング116による軸受部分に達していると、欠肉部1
6a、16b、18a、18bの境界部分でニードルベ
アリング116に応力集中が生じ、その耐久性が損なわ
れる可能性があるのである。図5に示すように、欠肉部
16a、16b、18a、18bの境界20に滑らかな
丸みを設け、軸部12、14の外周面に滑らかに繋がる
ようにすれば、応力集中によるニードルベアリング11
6の寿命低下が一層効果的に防止される。In this embodiment, the thinned portions 16a, 16b, 18a,
18b, the individual thinned portions 16a, 16a are compared with the case where the thinned portions are provided only at one end in the axial direction.
The size of b, 18a, 18b can be reduced, the influence on the strength and the transmission torque capacity is further reduced, and the influence on the needle bearing 116 that rotatably supports the shafts 12, 14 is also reduced. That is,
When the underfilled portions 16a, 16b, 18a, and 18b reach the bearing portion of the needle bearing 116, the underfilled portion 1
At the boundary between 6a, 16b, 18a, and 18b, stress concentration occurs in the needle bearing 116, and its durability may be impaired. As shown in FIG. 5, a smooth roundness is provided at the boundary 20 between the underfill portions 16a, 16b, 18a, and 18b so as to smoothly connect to the outer peripheral surfaces of the shaft portions 12 and 14.
6 is more effectively prevented from being shortened.
【0030】また、基準平面Sに対して直角な両方向に
位置する2箇所にそれぞれ欠肉部16a、16b、18
a、18bが設けられているため、組付方向を気にする
ことなく組付作業を行うことが可能で、欠肉部16a、
16b、18a、18bに起因して組付作業性が損なわ
れることがない。すなわち、図10の(b) に示す干渉部
位A、Bから明らかなように、ヨーク部材102、10
4と干渉するのは軸心まわりの1箇所であるため、例え
ば図6に示す十字型スパイダ30のように、第1軸部1
2には基準平面Sに対して一方側(図では上側)に位置
する計2箇所の欠肉部16aのみを設け、第2軸部14
には基準平面Sに対して他方側(図では下側)に位置す
る計2箇所の欠肉部18bのみを設けるだけでも良い
が、その場合は十字型スパイダ30をヨーク部材102
に組み付ける際に、欠肉部16aがヨーク部材102側
となる姿勢で組み付ける必要があり、組付作業が面倒に
なるのである。なお、本実施例では第1軸部12、第2
軸部14が同一形状であるため、第2軸部14をヨーク
部材102に組み付けるようにしても良いが、欠肉部1
8bがヨーク部材102側となる姿勢で組み付ける点は
同じである。In addition, the notched portions 16a, 16b, and 18 are provided at two positions located in both directions perpendicular to the reference plane S, respectively.
a, 18b, the assembling work can be performed without worrying about the assembling direction.
The assembly workability is not impaired due to 16b, 18a, 18b. That is, as is apparent from the interference portions A and B shown in FIG.
Since it interferes with one point around the axis, the first shaft part 1 can be, for example, like a cross-shaped spider 30 shown in FIG.
2 is provided with a total of two underfill portions 16a located on one side (upper side in the figure) with respect to the reference plane S.
May be provided only with a total of two underfill portions 18b located on the other side (lower side in the figure) with respect to the reference plane S. In this case, the cross-shaped spider 30 is attached to the yoke member 102.
When assembling, it is necessary to assemble in such a position that the underfilled portion 16a is on the yoke member 102 side, and the assembling work becomes troublesome. In this embodiment, the first shaft portion 12 and the second shaft portion 12
Since the shaft portions 14 have the same shape, the second shaft portion 14 may be assembled to the yoke member 102.
8b is the same in that it is assembled in a posture in which it is on the yoke member 102 side.
【0031】なお、上記十字型スパイダ30は、第1軸
部12、第2軸部14の両端部に欠肉部16a、18b
が設けられているが、図7に示す十字型スパイダ40の
ように、軸方向の一端部のみに欠肉部16a、18bを
設けるだけでも良い。その場合は、ヨーク部材102、
104との干渉を回避して組付可能にするためには、十
字型スパイダ30の場合に比較して欠肉部16a、18
bの寸法を大きくする必要がある。The cross-shaped spider 30 is provided with notched portions 16a, 18b at both ends of the first shaft portion 12 and the second shaft portion 14.
However, as in the cross-shaped spider 40 shown in FIG. 7, the underfill portions 16a and 18b may be provided only at one end in the axial direction. In that case, the yoke member 102,
In order to avoid the interference with the cross spider 104 and enable the assembling, the underfilled portions 16a, 18
It is necessary to increase the dimension of b.
【0032】また、図8に示す十字型スパイダ50は、
上記図7の十字型スパイダ40に比較して、各軸部1
2、14の軸心に対して対称位置、すなわち基準平面S
に対して直角な両方向に位置する2箇所に欠肉部16
a、16b、18a、18bを設けた場合である。The cross-shaped spider 50 shown in FIG.
Compared to the cross-shaped spider 40 shown in FIG.
2, 14 symmetrical positions with respect to the axis, that is, the reference plane S
Two portions located in both directions perpendicular to
a, 16b, 18a, and 18b.
【0033】以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明したが、これ等はあくまでも一実施形態であ
り、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更,改良
を加えた態様で実施することができる。Although the embodiments of the present invention have been described in detail with reference to the drawings, these embodiments are merely one embodiment, and the present invention is based on the knowledge of those skilled in the art. Can be implemented.
【図1】本発明の一実施例であるユニバーサルジョイン
トの十字型スパイダを示す図で、(a) は斜視図、(b) 〜
(d) はそれぞれ(a) におけるB矢視図、C矢視図、D矢
視図である。FIG. 1 is a view showing a cross-shaped spider of a universal joint according to one embodiment of the present invention, wherein (a) is a perspective view, and (b) to (b).
(d) is a view taken in the direction of the arrow B, C, and D in FIG.
【図2】十字型スパイダの軸部の周方向における面圧分
布の一例を説明する図で、(a)は軸部の周方向位置a〜
dを示す図で、(b) は周方向位置a〜dの面圧分布を示
す図である。FIGS. 2A and 2B are diagrams illustrating an example of a surface pressure distribution in a circumferential direction of a shaft portion of a cross-shaped spider, wherein FIG.
FIG. 4B is a diagram showing a surface pressure distribution at circumferential positions a to d.
【図3】図1の十字型スパイダの製造工程を説明する図
である。FIG. 3 is a diagram illustrating a manufacturing process of the cross-shaped spider of FIG. 1;
【図4】鍛造工程で欠肉部を設ける場合の鍛造加工後の
軸部の断面形状を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a cross-sectional shape of a shaft portion after forging when providing a notched portion in a forging step.
【図5】欠肉部がニードルベアリングと干渉する場合
に、欠肉部の境界に丸みが設けられた態様を示す図で、
(a) は軸部を示す斜視図、(b) は軸部の断面図である。FIG. 5 is a diagram showing an aspect in which a rounded portion is provided at the boundary of the underfill portion when the underfill portion interferes with the needle bearing;
(a) is a perspective view showing a shaft, and (b) is a sectional view of the shaft.
【図6】本発明の他の実施例における十字型スパイダの
斜視図で、図1の(a) に対応する図である。FIG. 6 is a perspective view of a cross-shaped spider according to another embodiment of the present invention, corresponding to FIG. 1 (a).
【図7】本発明の更に別の実施例における十字型スパイ
ダの斜視図で、図1の(a) に対応する図である。FIG. 7 is a perspective view of a cruciform spider according to still another embodiment of the present invention, corresponding to FIG. 1 (a).
【図8】本発明の更に別の実施例における十字型スパイ
ダの斜視図で、図1の(a) に対応する図である。FIG. 8 is a perspective view of a cross-shaped spider according to still another embodiment of the present invention, and is a view corresponding to FIG.
【図9】従来のユニバーサルジョイントを説明する図
で、(a) は分解斜視図、(b) は十字型スパイダの軸部と
ヨーク部材との連結部分の断面図である。9A and 9B are views illustrating a conventional universal joint, in which FIG. 9A is an exploded perspective view, and FIG. 9B is a cross-sectional view of a connecting portion between a shaft of a cross-shaped spider and a yoke member.
【図10】図9のユニバーサルジョイントの十字型スパ
イダをヨーク部材に組み付ける際の手順を説明する工程
図である。10 is a process diagram illustrating a procedure when assembling the cruciform spider of the universal joint of FIG. 9 to a yoke member.
10、30、40、50:十字型スパイダ 12:第
1軸部 14:第2軸部 16a、16b、18
a、18b:欠肉部 102:第1ヨーク部材 104:第2ヨーク部材 S:基準平面10, 30, 40, 50: cross-shaped spider 12: first shaft 14: second shaft 16a, 16b, 18
a, 18b: underfill 102: first yoke member 104: second yoke member S: reference plane
Claims (2)
を傾動可能に連結し、該十字型スパイダを介して該一対
のヨーク部材の間でトルクを伝達するユニバーサルジョ
イントにおいて、 前記十字型スパイダの軸部の先端外周部のうちトルク伝
達に対する関与が小さい部分に欠肉部を設けたことを特
徴とするユニバーサルジョイント。1. A universal joint in which a pair of yoke members are tiltably connected by a cross-shaped spider and torque is transmitted between the pair of yoke members via the cross-shaped spider, wherein a shaft portion of the cross-shaped spider is provided. A universal joint, characterized in that a notched portion is provided in a portion of the outer peripheral portion of the tip that is less involved in torque transmission.
に交差した一対の第1軸部および第2軸部の各々の両端
部であって、該第1軸部および該第2軸部の両方の軸心
を含む基準平面に対して直角な両方向に位置する2箇所
ずつの、計8箇所に、それぞれ前記欠肉部が設けられて
いることを特徴とするユニバーサルジョイント。2. A pair of first shaft portions and a second shaft portion that intersect at a right angle and that constitutes the cross-shaped spider, wherein both ends of the first shaft portion and the second shaft portion are provided. A universal joint, wherein the underfill portions are provided at a total of eight locations, two locations each located in both directions perpendicular to a reference plane including both axes.
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2001
- 2001-04-16 JP JP2001116305A patent/JP2002310181A/en active Pending
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