JP2003247561A - Universal joint - Google Patents

Universal joint

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JP2003247561A
JP2003247561A JP2002047267A JP2002047267A JP2003247561A JP 2003247561 A JP2003247561 A JP 2003247561A JP 2002047267 A JP2002047267 A JP 2002047267A JP 2002047267 A JP2002047267 A JP 2002047267A JP 2003247561 A JP2003247561 A JP 2003247561A
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JP
Japan
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tip
yoke
bearing cup
shaft
rigidity
Prior art date
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Application number
JP2002047267A
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Japanese (ja)
Inventor
Koichiro Ono
浩一郎 小野
Hideki Sunada
英樹 砂田
Masanori Oinuma
正憲 老沼
Takayuki Yokota
貴之 横田
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Hitachi Unisia Automotive Ltd
Original Assignee
Hitachi Unisia Automotive Ltd
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Application filed by Hitachi Unisia Automotive Ltd filed Critical Hitachi Unisia Automotive Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C21/00Combinations of sliding-contact bearings with ball or roller bearings, for exclusively rotary movement
    • F16C21/005Combinations of sliding-contact bearings with ball or roller bearings, for exclusively rotary movement the external zone of a bearing with rolling members, e.g. needles, being cup-shaped, with or without a separate thrust-bearing disc or ring, e.g. for universal joints
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/26Hooke's joints or other joints with an equivalent intermediate member to which each coupling part is pivotally or slidably connected
    • F16D3/38Hooke'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
    • F16D3/40Hooke'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
    • F16D3/41Hooke'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

  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Shafts, Cranks, Connecting Bars, And Related Bearings (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress generation of rotation unbalance of a propeller shaft by preventing looseness between a bottom of a bearing cup and a tip of a cross shaft. <P>SOLUTION: A universal joint is composed in such a manner that an input shaft yoke 12 and an output shaft yoke which are respectively provided at each opposite end of an input shaft and an output shaft are connected by the cross shaft 15. At the same time, the bearing cup 22 of a needle bearing 16 is held inside a holding hole 18 formed at both tips 12a in a forked shape of each yoke, and each tip 15b of the cross shaft is supported freely rotatably to each yoke via the needle bearing. Rigidity in the opening direction of the tip of the input shaft yoke is set smaller than the rigidity of the bottom 22b of the bearing cup by setting at about 13.0 kN/mm, and an initial load in the axial direction is imparted to a space in-between a tip face of a protruded part 27 of the bottom of the bearing cup with which the tip face of a protrusion 21 of the tip 15b of the cross shaft is brought into contact. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば車両のエン
ジンの駆動力を変速機から終減速装置までの動力伝達機
構に適用される自在継手に関し、とりわけ、入力軸ヨー
クからの入力荷重によるベアリングカップの底部と十字
軸の先端部との間の軸方向の過度な荷重の発生を防止し
得る自在継手に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a universal joint applied to a power transmission mechanism from a transmission to a final reduction gear for driving power of a vehicle engine, and more particularly to a bearing cup by an input load from an input shaft yoke. The present invention relates to a universal joint capable of preventing an excessive load in the axial direction from being generated between the bottom of the shaft and the tip of the cross shaft.

【0002】[0002]

【従来の技術】周知のように、車両のステアリング機構
や変速機から終減速装置までの動力伝達機構には、フッ
ク式(カルダン式)やダブルカルダン式などの各種の自
在継手が用いられており、その一つとして図5に示すよ
うなものがある(特開2001−12490号など参
照)。
2. Description of the Related Art As is well known, various universal joints such as hook type (cardan type) and double cardan type are used for a power transmission mechanism from a vehicle steering mechanism or transmission to a final reduction gear. As one of them, there is one as shown in FIG. 5 (see JP 2001-12490 A, etc.).

【0003】概略を説明すれば、この自在継手は、カル
ダン式継手であって、図示では入力軸ヨーク側の要部の
みを示している。すなわち、入力軸の一端部に入力軸ヨ
ーク1が設けられている一方、図外の出力軸の一端部に
前記入力軸ヨーク1と対向する出力軸ヨークが設けられ
ている。また、前記入力軸ヨーク1と出力軸ヨークとの
間には、十字軸2がニードルベアリング3を介して回動
自在に介装されている。
In brief, this universal joint is a cardan joint, and in the figure, only the main part on the input shaft yoke side is shown. That is, the input shaft yoke 1 is provided at one end of the input shaft, while the output shaft yoke facing the input shaft yoke 1 is provided at one end of the output shaft (not shown). A cross shaft 2 is rotatably interposed via a needle bearing 3 between the input shaft yoke 1 and the output shaft yoke.

【0004】前記入力軸ヨーク1は、ほぼU字形状を呈
し、その各先端部1aに保持孔4がそれぞれ貫通形成さ
れている一方、前記出力軸ヨークもほぼU字形状を呈
し、各先端部に保持孔が貫通形成されている。
The input shaft yoke 1 has a substantially U shape, and the holding holes 4 are formed through the respective tip portions 1a of the input shaft yoke 1, while the output shaft yoke also has a substantially U shape. A holding hole is formed therethrough.

【0005】また、前記十字軸2は、各先端部2aに前
記各保持孔4に挿通保持される前記ニードルベアリング
3が取り付けられている。
Further, the cross shaft 2 is provided with the needle bearings 3 which are inserted into and held in the holding holes 4 at the respective tip portions 2a.

【0006】前記ニードルベアリング3は、前記各保持
孔4の内周面に圧入挿通保持されるほぼ有底円筒状のベ
アリングカップ5と、該ベアリングカップ5の内周面と
前記十字軸2の先端部2aとの間に介装された複数のニ
ードルローラ6とから構成されている。また、このニー
ドルローラ6と、ベアリングカップ5の内周面及び十字
軸2の先端部2aの外周面との間には、各ニードルロー
ラ6の円滑な回転を確保するために、微少隙間が形成さ
れている。
The needle bearing 3 has a substantially bottomed cylindrical bearing cup 5 which is press-fitted into and held in the inner peripheral surface of each holding hole 4, and the inner peripheral surface of the bearing cup 5 and the tip of the cross shaft 2. The needle roller 6 is interposed between the needle roller 6 and the portion 2a. Further, a minute gap is formed between the needle roller 6 and the inner peripheral surface of the bearing cup 5 and the outer peripheral surface of the tip portion 2a of the cross shaft 2 in order to ensure smooth rotation of each needle roller 6. Has been done.

【0007】また、前記入力軸ヨーク1の先端部1a
は、その径方向の幅厚さWが比較的大きく設定されて剛
性が十分に大きくなるように形成されて、保持孔4に前
記ベアリングカップ5の底部5aを含むほぼ全体が挿入
されている。
The tip portion 1a of the input shaft yoke 1
The width W in the radial direction is set to be relatively large so that the rigidity is sufficiently large, and almost the entire portion including the bottom portion 5a of the bearing cup 5 is inserted into the holding hole 4.

【0008】前記ベアリングカップ5は、十字軸2など
との組立時において底部5aの底面5bに前記十字軸2
の先端部2aの先端面2bが当接するようになっている
と共に、底部5aと反対側の基端部に形成されたリング
溝7に嵌着したスナップリング8によって前記底面5b
に対する十字軸先端面2bの軸方向の押圧力よる軸方向
に移動が規制されるようになっている。
When the bearing cup 5 is assembled with the cross shaft 2 or the like, the cross cup 2 is formed on the bottom surface 5b of the bottom portion 5a.
The tip surface 2b of the tip portion 2a is in contact with the bottom surface 5b by a snap ring 8 fitted in a ring groove 7 formed at the base end portion on the opposite side of the bottom portion 5a.
The movement of the tip end surface 2b of the cross shaft in the axial direction is restricted by the axial pressing force.

【0009】そして、前記入力軸の回転駆動に伴い入力
軸ヨーク1に伝達された入力トルクは、各先端部1aか
ら入力軸側のニードルベアリング3に入力され、ここか
ら十字軸2の各先端部2aに伝達され、さらに出力軸側
のニードルベアリングを経て該出力軸ヨークの先端部か
ら出力軸に伝達されるようになっている。
The input torque transmitted to the input shaft yoke 1 in accordance with the rotational driving of the input shaft is input to the needle bearings 3 on the input shaft side from the respective tip portions 1a, and from here, the respective tip portions of the cross shaft 2 are provided. 2a, and is further transmitted from the tip end portion of the output shaft yoke to the output shaft through the needle bearing on the output shaft side.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記カルダ
ン型の自在継手は、ベアリングカップをヨークに加締め
固定してなるいわゆるシェルタイプのものと、前記従来
例のようなベアリングカップ5をヨーク1に対してスナ
ップリング8などによって固定するいわゆるソリッドタ
イプのものがあり、このソリッドタイプのものは、ベア
リングカップ5を切削加工によって成形され、前述のよ
うなリング溝7を形成しても十分な強度が保たれるよう
に、肉厚を比較的大きく設定して底部5bを含めた全体
の剛性が高くなるように形成されている。
The cardan type universal joint is a so-called shell type in which a bearing cup is swaged and fixed to a yoke, and the bearing cup 5 as in the conventional example is attached to the yoke 1. In contrast, there is a so-called solid type that is fixed by a snap ring 8 or the like. This solid type has sufficient strength even if the bearing cup 5 is formed by cutting and the ring groove 7 is formed as described above. In order to maintain the same, the wall thickness is set to be relatively large so that the overall rigidity including the bottom portion 5b is increased.

【0011】しかしながら、自在継手に屈曲角がついた
状態では、十字軸2の先端部2aがベアリングカップ5
の底面5cに軸方向から突き当たりながらベアリングカ
ップ5の底面5bを摺動することから、かかる両者間に
集中荷重が発生して、十字軸2の剛性よりも小さなベア
リングカップ5の底面5cが経時的に摩耗して両者間に
軸方向のガタが発生しまうおそれがある。
However, when the universal joint has a bending angle, the tip portion 2a of the cross shaft 2 has the bearing cup 5
Since the bottom surface 5b of the bearing cup 5 slides while abutting the bottom surface 5c of the bearing cup 5 in the axial direction, a concentrated load is generated between the two and the bottom surface 5c of the bearing cup 5 having a rigidity smaller than that of the cross shaft 2 is aged. There is a possibility that it will be worn out and axial play will occur between the two.

【0012】したがって、長期使用後には、前記底面5
cと十字軸2の先端面2bとの間に摩耗による隙間が形
成されてしまい、この隙間に起因してベアリングカップ
5の中心軸に対して十字軸2の軸心がずれてしまうおそ
れがある。
Therefore, after long-term use, the bottom surface 5 is
A gap due to wear is formed between c and the front end surface 2b of the cross shaft 2, and the axial center of the cross shaft 2 may be deviated from the center axis of the bearing cup 5 due to this gap. .

【0013】この結果、回転駆動伝達時にプロペラシャ
フトの回転バランスが崩れて、振動や騒音が発生し易く
なる。
As a result, the rotational balance of the propeller shaft is lost during transmission of rotational drive, and vibration and noise are likely to occur.

【0014】特に、ソリッドタイプのものは、剛性が高
いため、ベアリングカップ5を十字軸2の先端部2aの
軸方向へ強固に固定しようとすると、十字軸先端部2a
と底面5cとの間の摩擦が増大するため、強固に固定す
ることができないことから、前記ガタのより発生し易く
なる。
In particular, since the solid type has a high rigidity, if the bearing cup 5 is firmly fixed in the axial direction of the tip portion 2a of the cross shaft 2, the cross shaft tip portion 2a is formed.
Since the friction between the bottom surface 5c and the bottom surface 5c cannot be firmly fixed, the rattling is more likely to occur.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記従来のソ
リッドタイプの自在継手の技術的課題に鑑みて案出され
たもので、請求項1に記載の発明は、特に、各ヨーク先
端部の開き方向の剛性を、前記ベアリングカップの底部
の剛性より小さく設定すると共に、構成部品の組み付け
時に、前記十字軸の先端部の先端面と該先端面が当接す
るベアリングカップの底部の底面との間に軸方向の初期
荷重を付与したことを特徴としている。
The present invention has been devised in view of the technical problem of the conventional solid type universal joint, and the invention according to claim 1 particularly relates to the tip of each yoke. The rigidity in the opening direction of the bearing cup is set to be smaller than the rigidity of the bottom portion of the bearing cup. The feature is that an axial initial load is applied between them.

【0016】したがって、この発明によれば、例えば、
プロペラシャフトから入力軸ヨークに回転駆動トルクが
伝達されると、該入力軸ヨークの比較的剛性の低い両先
端部にばね作用が働いてベアリングカップに対する急激
なトルク伝達を抑制する。このため、該ベアリングカッ
プの底面と十字軸の先端面との急激な突き当たりが防止
される。
Therefore, according to the present invention, for example,
When the rotational driving torque is transmitted from the propeller shaft to the input shaft yoke, a spring action is exerted on both end portions of the input shaft yoke, which have relatively low rigidity, to suppress rapid torque transmission to the bearing cup. Therefore, abrupt contact between the bottom surface of the bearing cup and the tip surface of the cross shaft is prevented.

【0017】請求項2に記載の発明にあっては、前記ヨ
ーク先端部の開き剛性を、4〜31KN/mmに設定し
たことを特徴としている。
The invention according to claim 2 is characterized in that the opening rigidity of the tip portion of the yoke is set to 4 to 31 KN / mm.

【0018】請求項3に記載の発明は、前記ヨークをプ
レス成形によって成形したことを特徴としている。
According to a third aspect of the present invention, the yoke is formed by press forming.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる自在継手の
各実施形態を図面に基づいて詳述する。この各実施形態
では、自在継手を車両のエンジンの駆動力を変速機から
終減速装置に伝達するプロペラシャフトに適用したもの
を示している。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of a universal joint according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. In each of the embodiments, the universal joint is applied to the propeller shaft that transmits the driving force of the vehicle engine from the transmission to the final reduction gear.

【0020】図2は本発明の第1の実施形態を示し、こ
の自在継手は、従来と同じくカルダン式継手であって、
変速機側の入力軸11の一端部に、入力軸ヨーク12が
設けられている一方、終減速装置側の出力軸13の一端
部に、前記入力軸ヨーク12と対向する出力軸ヨーク1
4が設けられている。また、前記入力軸ヨーク12と出
力軸ヨーク14との間には、十字軸15が各ニードルベ
アリング16、17を介して回動自在に介装されてい
る。
FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention. This universal joint is a cardan type joint as in the conventional case.
An input shaft yoke 12 is provided at one end of an input shaft 11 on the transmission side, while an output shaft yoke 1 facing the input shaft yoke 12 is provided at one end of an output shaft 13 on the final reduction gear unit side.
4 are provided. A cross shaft 15 is rotatably interposed between the input shaft yoke 12 and the output shaft yoke 14 via needle bearings 16 and 17.

【0021】前記入力軸ヨーク12は、図1に示すよう
に、プレス材によってほぼU字形状に折曲形成され、そ
の各先端部12aに円形状の保持孔18がそれぞれ貫通
形成されている一方、前記出力軸ヨーク14もプレス材
によってほぼU字形状に形成され、各先端部14aに円
形状の保持孔19が貫通形成されている。
As shown in FIG. 1, the input shaft yoke 12 is bent into a substantially U-shape by a press material, and a circular holding hole 18 is formed through each tip 12a. The output shaft yoke 14 is also formed into a substantially U shape by a press material, and a circular holding hole 19 is formed through each tip 14a.

【0022】また、前記入力軸ヨーク12と出力軸ヨー
ク14は、その先端部12a、14aを含む全体の幅厚
さW1が従来のものに比較して十分に薄く設定されてい
ると共に、その配置がベアリングカップ22の内側、つ
まり十字軸15の交点部15a側寄りとなるように設定
されている。
The width W1 of the input shaft yoke 12 and the output shaft yoke 14 including the tip portions 12a and 14a thereof is set to be sufficiently thin as compared with the conventional one, and the arrangement thereof. Is set inside the bearing cup 22, that is, closer to the intersection 15 a side of the cross shaft 15.

【0023】前記十字軸15は、中央の交点部15aを
中心とした90°位置に4つの先端部15bが一体に突
設されていると共に、該各先端部15bには前記各保持
孔18,19に挿通保持される前記ニードルベアリング
16,17が取り付けられている。前記各先端部15b
は、交点部15a側の基端部に円環状のフランジ部20
が一体に形成されていると共に、先端面の中央位置に図
1に示すように円形状の突起21が一体に設けられてい
る。
The cruciform shaft 15 has four tip portions 15b integrally projecting at a position of 90 ° around the central intersection portion 15a, and the holding holes 18, 18 are formed in the tip portions 15b. The needle bearings 16 and 17 which are inserted and held in 19 are attached. Each of the tip portions 15b
Is an annular flange 20 at the base end on the side of the intersection 15a.
Is integrally formed, and a circular protrusion 21 is integrally provided at the center position of the tip end surface as shown in FIG.

【0024】前記ニードルベアリング16,17は、便
宜上、入力軸ヨーク12側のものについて説明すれば、
図1に示すように、前記各保持孔18内に挿通保持され
るほぼ有底円筒状のベアリングカップ22と、該ベアリ
ングカップ22の内周面と前記十字軸15の先端部15
bの外周面との間に介装された複数のニードルローラ2
3とから構成されている。
For convenience, the needle bearings 16 and 17 will be described on the input shaft yoke 12 side.
As shown in FIG. 1, a substantially bottomed cylindrical bearing cup 22 is inserted and held in each of the holding holes 18, an inner peripheral surface of the bearing cup 22, and a tip portion 15 of the cross shaft 15.
a plurality of needle rollers 2 interposed between the outer peripheral surface of b
3 and 3.

【0025】前記ベアリングカップ22は、軸方向の長
さがニードルローラ23の長さを確保するために比較的
長く設定されていると共に、前述のように入力軸ヨーク
12の先端部12aの幅長さが比較的薄く形成されてい
ることから、十字軸15の交点部15a側の基端部22
a側が前記入力軸ヨーク先端部12aの保持孔18に挿
通保持されているにの対して、底部22b側は保持孔1
8から外方に突出して先端部12aには保持されていな
い状態になっている。
The bearing cup 22 has an axial length set relatively long to secure the length of the needle roller 23, and the width length of the tip portion 12a of the input shaft yoke 12 is set as described above. Is relatively thin, the base end 22 on the side of the intersection 15a of the cross shaft 15 is formed.
While the a side is inserted and held in the holding hole 18 of the input shaft yoke tip portion 12a, the holding hole 1 is provided on the bottom 22b side.
It projects outward from 8 and is not held by the tip portion 12a.

【0026】また、ベアリングカップ22の十字軸15
側の内側外周面には、スナップリング24を嵌合保持す
るほぼ円環状の嵌合溝25が形成されている。このスナ
ップリング24は、ベアリングカップ22を前記各ヨー
ク12の保持孔18に挿通した際に、該各ヨーク12に
軸方向(外方向)に位置決め固定するためのものであ
る。
Further, the cross shaft 15 of the bearing cup 22
A substantially annular fitting groove 25 for fitting and holding the snap ring 24 is formed on the inner peripheral surface on the side. The snap ring 24 is for positioning and fixing the yoke 12 in the axial direction (outward direction) when the bearing cup 22 is inserted into the holding hole 18 of the yoke 12.

【0027】さらに、ベアリングカップ22の内周面2
2aの内側開口端付近に形成された円環溝と前記十字軸
先端部15bの前記フランジ部20との間には、内部を
シールするシールリング26が介装されている。さら
に、このベアリングカップ22は、底部22bの底面に
前記先端部15bの突起21と当接する凸部27が一体
に設けられている。
Further, the inner peripheral surface 2 of the bearing cup 22
A seal ring 26 that seals the inside is interposed between an annular groove formed near the inner opening end of 2a and the flange portion 20 of the cross shaft tip portion 15b. Further, in this bearing cup 22, a convex portion 27 that comes into contact with the protrusion 21 of the tip portion 15b is integrally provided on the bottom surface of the bottom portion 22b.

【0028】前記各ニードルローラ23は、図1に示す
ように、前記先端部15bの外周面とベアリングカップ
22の内周面との間に、微少隙間を介して回転自在に保
持され、その長さがベアリングカップ22の長さに対応
して比較的長く設定されて、ベアリングカップ22の底
部22b側に位置したその各一端部23aは前記保持孔
18の位置よりも十分に外方に突出した位置になってい
る。
As shown in FIG. 1, each of the needle rollers 23 is rotatably held between the outer peripheral surface of the tip portion 15b and the inner peripheral surface of the bearing cup 22 with a minute gap therebetween, and its length. Is set to be relatively long corresponding to the length of the bearing cup 22, and each one end portion 23a thereof located on the bottom portion 22b side of the bearing cup 22 is projected sufficiently outward from the position of the holding hole 18. It is in the position.

【0029】また、前記入力軸ヨーク12は、図3に示
すように両先端部12aの開き方向の剛性(実線G)が
前記従来の両先端部の開き剛性(一点鎖線G1)よりも
十分に小さく設定されていると共に、前記ベアリングカ
ップ22の底部22b側の剛性(G2)よりも十分に小
さく設定されている。すなわち、この実施形態では、ベ
アリングカップ底部22bの剛性値を100%としたと
きに、各先端部12aの開き方向の剛性は底部22bの
剛性の約13%程度の低剛性に設定されている。
Further, in the input shaft yoke 12, as shown in FIG. 3, the rigidity (solid line G) in the opening direction of the both end portions 12a is sufficiently larger than the opening rigidity of the both end portions of the prior art (one-dot chain line G1). The rigidity is set to be small, and is sufficiently smaller than the rigidity (G2) of the bearing cup 22 on the side of the bottom portion 22b. That is, in this embodiment, when the rigidity value of the bearing cup bottom portion 22b is 100%, the rigidity in the opening direction of each tip portion 12a is set to a low rigidity of about 13% of the rigidity of the bottom portion 22b.

【0030】そして、前記入力軸ヨーク先端部12aの
開き方向の剛性の最適値としては、図4に示すようにプ
ロペラシャフトの回転バランス変化との関係で、4〜3
1kN/mmに設定することが好ましい。
The optimum value of the rigidity of the input shaft yoke tip portion 12a in the opening direction is 4 to 3 in relation to the change in the rotational balance of the propeller shaft as shown in FIG.
It is preferably set to 1 kN / mm.

【0031】具体的に説明すれば、プロペラシャフトの
回転バランスは、図4のX線に示すように、前述した十
字軸15の先端部15bとの摩擦抵抗によるベアリング
カップ底部22bの底面の摩耗によって発生するガタに
より経時的に変化し、ガタが大きくなるにつれてバラン
ス変化量も大きくなる傾向にある。また、この回転バラ
ンスは、図4のY線に示すように、前記入力軸ヨーク1
2の両先端部12aの開き剛性(弾性変形)によっても
影響を受け、開き剛性値が小さくなれば変化量が急激に
大きくなり、開き剛性値が大きくなれば変化量が小さく
なる傾向にある。
More specifically, the rotational balance of the propeller shaft, as shown by the X-ray in FIG. 4, is due to the wear of the bottom surface of the bearing cup bottom portion 22b due to the frictional resistance with the tip portion 15b of the cross shaft 15 described above. The amount of backlash changes over time, and the amount of change in balance tends to increase as the backlash increases. Further, this rotation balance is as shown in the Y line of FIG.
It is also affected by the opening rigidity (elastic deformation) of the two tip portions 12a of No. 2, and the amount of change tends to increase abruptly as the value of opening rigidity decreases, and decreases as the value of opening rigidity increases.

【0032】そこで、まずプロペラシャフトの許容バラ
ンス変化量(図4破線)を予め求めて、この許容値範囲
内における前記ガタによる回転バランスの変化量(X
線)と、前記両先端部12aによる回転バランスの変化
量のラップする領域を取ると、最適な入力軸ヨーク12
の開き剛性値が求められ、この最適値が4〜31kN/
mmになる。したがって、この最適値範囲内において両
先端部12aの開き剛性値を設定することが好ましい。
Therefore, first, an allowable balance change amount of the propeller shaft (broken line in FIG. 4) is obtained in advance, and the rotational balance change amount (X
Line) and the area in which the amount of change in the rotational balance due to the both end portions 12a overlaps, the optimum input shaft yoke 12 is obtained.
The opening stiffness value of is calculated and this optimum value is 4 to 31 kN /
mm. Therefore, it is preferable to set the opening rigidity value of both tip portions 12a within this optimum value range.

【0033】また、前記各構成部品の組み付け時には、
前記十字軸15の先端部15bの突起21の先端面と該
先端面が当接するベアリングカップ22の底部22bの
凸部27の先端面との間に、軸方向の小さな初期荷重を
付与してある。
When the above-mentioned components are assembled,
A small initial load in the axial direction is applied between the tip surface of the projection 21 of the tip portion 15b of the cross shaft 15 and the tip surface of the convex portion 27 of the bottom portion 22b of the bearing cup 22 with which the tip surface abuts. .

【0034】以下、この実施形態の作用を、便宜上、入
力側だけについて説明すると、駆動軸の回転に伴い入力
軸ヨーク12から両先端部12aを経てベアリングカッ
プ22に入力荷重が作用するわけであるが、この際、前
記両先端部12aの開き剛性値が最適値範囲である約4
〜31kN/mmに設定されていることから、この両先
端部12aにばね作用が働く。このため、入力軸ヨーク
12からベアリングカップ22及び十字軸15への急激
なトルク伝達が抑制されて、ベアリングカップ底部22
bの凸部27の先端面と十字軸先端部15bの先端面と
の軸方向の急激な突き当たりが緩衝されて、これにより
ガタの発生が抑制される。
For the sake of convenience, the operation of this embodiment will be described below only on the input side. With the rotation of the drive shaft, the input load acts on the bearing cup 22 from the input shaft yoke 12 through both the tip portions 12a. However, at this time, the opening rigidity value of the both end portions 12a is about 4 which is the optimum value range.
Since it is set to ˜31 kN / mm, a spring action acts on both of the tip portions 12a. Therefore, abrupt torque transmission from the input shaft yoke 12 to the bearing cup 22 and the cross shaft 15 is suppressed, and the bearing cup bottom portion 22.
The abrupt abutment of the tip surface of the convex portion 27 of b with the tip surface of the cross shaft tip portion 15b in the axial direction is buffered, thereby suppressing the occurrence of backlash.

【0035】この結果、プロペラシャフトの回転バラン
スの大きなくずれが防止されて、長期に亘り安定した回
転が得られる。
As a result, it is possible to prevent the propeller shaft from losing its balance in rotation, so that stable rotation can be obtained for a long period of time.

【0036】また、両先端部12aにばね作用が働くこ
とから、ベアリングカップ底部22bの凸部27の先端
面と十字軸先端部15bの突起21の先端面との激しい
摺動摩擦が防止される。したがって、両者27,21間
の摩耗の発生が抑制されて経時的なガタつきの発生を防
止できる。
Further, since a spring action is exerted on both tip portions 12a, severe sliding friction between the tip surface of the convex portion 27 of the bearing cup bottom portion 22b and the tip surface of the protrusion 21 of the cross shaft tip portion 15b is prevented. Therefore, the occurrence of wear between the two 27 and 21 is suppressed, and the occurrence of rattling over time can be prevented.

【0037】しかも、この実施形態では、前記ベアリン
グカップ22は、先端部15bに対して底部22bの凸
部27と先端部15bの突起21との当接により支持さ
れるようになっており、凸部27と突起21との接触面
積が底面全体に先端部15bの先端面全体が当接する場
合に比較してフリクションが大幅に低減する。したがっ
て、前述のような両先端部12aの開き剛性の適正化と
相俟って前記両者21,27との間の摩耗の発生をさら
に抑制できる。
Moreover, in this embodiment, the bearing cup 22 is supported by the abutment of the protrusion 27 of the bottom 22b and the protrusion 21 of the tip 15b with respect to the tip 15b. The contact area between the portion 27 and the protrusion 21 is significantly reduced as compared with the case where the entire tip surface of the tip portion 15b contacts the entire bottom surface. Therefore, in combination with the optimization of the opening rigidity of both the tip portions 12a as described above, it is possible to further suppress the occurrence of wear between the both ends 21 and 27.

【0038】さらに、入力軸ヨーク12と出力軸ヨーク
14をプレス成形によって成形したため、その成形作業
が容易になると共に、ヨーク12を全体的に薄くできる
ことから、各先端部12aの付け根部のRを小さくで
き、さらに各先端部12aの腕の長さを長く形成でき、
これによってさらに低剛性化を図ることができる。
Further, since the input shaft yoke 12 and the output shaft yoke 14 are molded by press molding, the molding work is facilitated and the yoke 12 can be made thinner overall, so that the radius R of the base of each tip 12a is reduced. It can be made smaller and the arm length of each tip 12a can be made longer,
This can further reduce the rigidity.

【0039】また、前記先端部12a(保持孔18)は
ベアリングカップ22の基端部22a側に配置されて底
部22b側には配置されていないことから、前記入力荷
重によって底部22bが径方向への圧縮変形が確実に防
止される。このため、前記入力荷重は、その多くがニー
ドルローラ23の先端部23a側に集中的に作用せず
に、その内側、つまり先端部と反対側の内側端部23b
側に作用して軸方向の全体に分散させることができ、底
部22b内周面と十字軸各ニードルローラ23と十字軸
15の先端部15bとの間のフリクションを十分に小さ
くすることができる。
Since the tip portion 12a (holding hole 18) is arranged on the base end portion 22a side of the bearing cup 22 and not on the bottom portion 22b side, the bottom portion 22b is radially moved by the input load. Is reliably prevented from being compressed and deformed. Therefore, most of the input load does not act intensively on the side of the tip portion 23a of the needle roller 23, but inside thereof, that is, the inner end portion 23b opposite to the tip portion.
It can act on the side and be dispersed in the entire axial direction, and the friction between the inner peripheral surface of the bottom portion 22b, each cross roller needle roller 23, and the tip portion 15b of the cross shaft 15 can be made sufficiently small.

【0040】なお、出力軸13側では、十字軸15の先
端部15bから各ニードルベアリング17を介して出力
軸ヨーク14の先端部14aに回転トルクが伝達される
が、この場合も前記入力軸11側と同じ作用によってニ
ードルベアリング17の各ニードルローラの先端部側に
対する集中荷重の発生が効果的に防止され、ニードルベ
アリング17の耐久性の向上が図れる。
On the output shaft 13 side, the rotational torque is transmitted from the tip portion 15b of the cross shaft 15 to the tip portion 14a of the output shaft yoke 14 via the needle bearings 17. In this case as well, the input shaft 11 is used. By the same action as the side, the concentrated load is effectively prevented from being generated on the tip end side of each needle roller of the needle bearing 17, and the durability of the needle bearing 17 can be improved.

【0041】また、前記入力軸ヨーク12と出力軸ヨー
ク14の各先端部12a、14aの幅長さが、ベアリン
グカップ22の軸方向の長さより十分に短い薄肉に形成
されていることから、ベアリングカップ22に対する保
持位置を容易に決定することが可能になる。
Further, since the widths of the respective tip portions 12a, 14a of the input shaft yoke 12 and the output shaft yoke 14 are formed to be sufficiently thinner than the axial length of the bearing cup 22, the bearing The holding position with respect to the cup 22 can be easily determined.

【0042】前記実施形態では、入力軸ヨーク12側を
中心に説明したが、出力軸ヨーク14側も入力軸ヨーク
12側と全て同一であるから、同じ作用効果が得られ
る。
In the above-described embodiment, the description has been given centering on the input shaft yoke 12 side, but since the output shaft yoke 14 side is also the same as the input shaft yoke 12 side, the same operational effect can be obtained.

【0043】本発明は、前記各実施形態の構成に限定さ
れるものではなく、発明の趣旨に応じて各構成を自由に
変更することも可能である。例えば、入力軸ヨーク12
や出力軸ヨーク14の大きさや仕様によって各先端部の
開き剛性値を、前記4〜31kN/mmの範囲に自由に
設定することが可能になる。
The present invention is not limited to the configuration of each of the above-described embodiments, and each configuration can be freely changed according to the spirit of the invention. For example, the input shaft yoke 12
It is possible to freely set the opening rigidity value of each tip portion within the range of 4 to 31 kN / mm depending on the size and specifications of the output shaft yoke 14.

【0044】また、本発明は、プロペラシャフトなどの
動力伝達機構ばかりかステアリング機構などの自在継手
にも適用することができる。
The present invention can be applied not only to a power transmission mechanism such as a propeller shaft but also to a universal joint such as a steering mechanism.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項1
に記載の発明によれば、ヨークの両先端部の開き剛性を
小さく設定してばね作用(弾性変形)を働かせることに
より、ベアリングカップ底部と十字軸の先端部との間の
ガタの発生が防止されて、回転トルク伝達時の回転アン
バランスの発生を防止することができる。
As is apparent from the above description, claim 1
According to the invention described in (1), the opening rigidity of both end portions of the yoke is set to be small and a spring action (elastic deformation) is exerted, thereby preventing occurrence of looseness between the bottom portion of the bearing cup and the tip portion of the cross shaft. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of the rotational imbalance during the transmission of the rotational torque.

【0046】特に、前記両先端部のばね作用によって、
ベアリングカップの底部と十字軸の先端部との間の経時
的な摩耗の発生を抑制でき、これによって、両者間にお
ける摩耗によるガタの発生を防止することができる。
In particular, due to the spring action of both the tip portions,
It is possible to suppress the occurrence of wear over time between the bottom portion of the bearing cup and the tip portion of the cross shaft, and thereby to prevent backlash due to wear between the two.

【0047】請求項2に記載の発明によれば、ヨーク先
端部の最適な開き剛性値を得ることによって、前記請求
項1の発明の効果を一層確実に得ることが可能になる。
According to the second aspect of the present invention, the effect of the first aspect of the invention can be obtained more reliably by obtaining the optimum opening rigidity value of the yoke tip portion.

【0048】請求項3に記載の発明によれば、ヨークを
プレス成形によって成形することにより、各先端部の腕
の長さを長く形成することができ、より低剛性化が可能
になる。
According to the third aspect of the present invention, by forming the yoke by press molding, it is possible to increase the length of the arm at each tip portion, and further reduce the rigidity.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明にかかる自在継手の実施形態を示す要部
断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of essential parts showing an embodiment of a universal joint according to the present invention.

【図2】本実施形態における自在継手を一部断面して示
す側面図である。
FIG. 2 is a side view showing a partial cross section of a universal joint in the present embodiment.

【図3】各実施形態におけるベアリングカップの剛性と
従来の入力軸ヨーク先端部及び入力軸ヨーク先端部の開
き剛性との差を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the difference between the rigidity of the bearing cup in each embodiment and the opening rigidity of the conventional input shaft yoke tip and the input shaft yoke tip.

【図4】本実施形態におけるヨーク先端部の開き剛性の
最適値を求めるグラフである。
FIG. 4 is a graph for obtaining an optimum value of opening rigidity of a yoke tip portion in the present embodiment.

【図5】従来の自在継手の要部断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a main part of a conventional universal joint.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11…入力軸 12…入力軸ヨーク 12a…先端部 13…出力軸 14…出力軸ヨーク 15…十字軸 15a…交点部 15b…先端部 16、17…ニードルベアリング 18、19…保持孔 21…突起 22…ベアリングカップ 22b…底部 23…ニードルローラ 27…凸部 11 ... Input shaft 12 ... Input shaft yoke 12a ... Tip 13 ... Output shaft 14 ... Output shaft yoke 15 ... Cross axis 15a ... intersection 15b ... Tip 16, 17 ... Needle bearing 18, 19 ... Holding hole 21 ... Protrusion 22 ... Bearing cup 22b ... bottom 23 ... Needle roller 27 ... Projection

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 老沼 正憲 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内 (72)発明者 横田 貴之 神奈川県厚木市恩名1370番地 株式会社ユ ニシアジェックス内   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Masanori Oonuma             1370 Onna, Atsugi, Kanagawa             Nissia Jex (72) Inventor Takayuki Yokota             1370 Onna, Atsugi, Kanagawa             Nissia Jex

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入力軸と出力軸の各対向端部にそれぞれ
設けられた入力軸ヨークと出力軸ヨークと、 該入力軸ヨークと出力軸ヨークとを連結する十字軸と、 前記各ヨークの二股状の先端部にそれぞれ形成された保
持孔内に有底状のベアリングカップが保持されたニード
ルベアリングと、 前記ベアリングカップの内部に前記十字軸の各先端部を
挿通配置し、該ニードルベアリングを介して前記各ヨー
クを十字軸が回動自在に連結してなる自在継手におい
て、 前記各ヨーク先端部の開き方向の剛性を、前記ベアリン
グカップの底部の剛性より小さく設定すると共に、構成
部品の組み付け時に、前記十字軸の先端部の先端面と該
先端面が当接するベアリングカップの底部の底面との間
に十字軸先端部の軸方向の初期荷重を付与したことを特
徴とする自在継手。
1. An input shaft yoke and an output shaft yoke respectively provided at opposite end portions of the input shaft and the output shaft, a cross shaft connecting the input shaft yoke and the output shaft yoke, and a bifurcation of each yoke. Needle bearings each having a bottomed bearing cup held in a holding hole formed in each of the tip ends of the cross-section, and each tip end of the cross shaft is inserted through the inside of the bearing cup. A universal joint in which the cross shafts are rotatably connected to each other, the rigidity in the opening direction of each yoke tip is set smaller than the rigidity of the bottom of the bearing cup, An initial load in the axial direction of the cross shaft tip portion is applied between the tip surface of the cross shaft tip portion and the bottom surface of the bottom of the bearing cup with which the tip surface abuts. Universal joint.
【請求項2】 前記ヨーク先端部の開き剛性を、4〜3
1KN/mmに設定したことを特徴とする請求項1に記
載の自在継手。
2. The opening rigidity of the tip of the yoke is 4 to 3
The universal joint according to claim 1, wherein the universal joint is set to 1 KN / mm.
【請求項3】 前記ヨークをプレス成形によって成形し
たことを特徴とする請求項1または2に記載の自在継
手。
3. The universal joint according to claim 1, wherein the yoke is formed by press molding.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104235211A (en) * 2013-06-18 2014-12-24 株式会社捷太格特 Bearing cup and cross shaft joint

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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