JP2003269482A - 十字軸継ぎ手 - Google Patents

十字軸継ぎ手

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JP2003269482A
JP2003269482A JP2002068887A JP2002068887A JP2003269482A JP 2003269482 A JP2003269482 A JP 2003269482A JP 2002068887 A JP2002068887 A JP 2002068887A JP 2002068887 A JP2002068887 A JP 2002068887A JP 2003269482 A JP2003269482 A JP 2003269482A
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JP
Japan
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spider
shaft
spring member
pair
roller
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JP2002068887A
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Yasuhisa Yamada
康久 山田
Hiroshi Sekine
博 関根
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NSK Ltd
Original Assignee
NSK Ltd
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Publication date
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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
    • F16C27/00Elastic or yielding bearings or bearing supports, for exclusively rotary movement
    • F16C27/04Ball or roller bearings, e.g. with resilient rolling bodies
    • 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
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/30Parts of ball or roller bearings
    • F16C33/34Rollers; Needles
    • 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
    • F16C2361/00Apparatus or articles in engineering in general
    • F16C2361/41Couplings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Support Of The Bearing (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異音の発生を確実に防止することができると
共に、滑らかな操舵感を得ることができる十字軸継ぎ手
を提供すること。 【解決手段】 ヨーク1の一対の軸受孔4に、スパイダ
ー3の一対のスパイダー軸6が内嵌されることにより、
一対のヨーク1がスパイダー3により連結されており、
各軸受孔4とスパイダー軸6の間には、軸受カップ5を
介してコロ転動体(7,11)が介装された構成の十字軸
継ぎ手100であって、コロ転動体(7,11)は、円筒
形状で中実の複数のニードルローラ7と、少なくとも一
つのスプリング部材11とから成っており、このスプリ
ング部材11はニードルローラ7の径dよりやや大きい
径(d+α)を有していて、軸受カップ5内周面とスパイ
ダー軸6の間に締め代状態で配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、ステアリングシャ
フトのアッパーシャフトやロアシャフト等を折曲して連
結しながら、両シャフト間でトルクを伝達する車両用ス
テアリング装置の十字軸継ぎ手に関するものである。 【0002】 【従来の技術】一般に、車両用ステアリング装置におい
ては、例えば、ステアリングシャフトのアッパーシャフ
トとロアシャフトの間に一対のヨークと十字状のスパイ
ダーとから成り、所定の折り曲げ角度で回転しながらト
ルクを伝達する十字軸継ぎ手が介装された構成である。 【0003】例えば、特開2000−170786号公
報に開示された十字軸継ぎ手においては、図9に示すよ
うに、ヨーク1の軸受孔4に、軸受カップ5及びニード
ルローラ7から成るニードル軸受を介してスパイダー3
のスパイダー軸6が揺動自在に嵌合されている。このス
パイダー軸6の軸心に形成した円錐状孔6aに軸受カッ
プ5のカップ内面の軸心に形成した球面状突起部5bが
嵌合されている。この構成により、車輪から振動が伝わ
ったとしても、スパイダー軸6とニードルローラ7(ニ
ードル軸受)間の微小隙間ΔCが一様に維持され、両者
の干渉による異音の発生が防止される。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
上記十字軸継ぎ手においては、各部品精度が低い場合、
スパイダー3をヨーク1に組み込む際、スパイダー軸6
の円錐状孔6aに、ニードル軸受の軸受カップ5内面の
球面状突起部5bを適当な予圧で接触させることが困難
であり、その結果、スパイダー軸6とニードル軸受の間
の微小隙間ΔCを一様に維持することができず、両者の
干渉によって異音が発生するという問題点があった。逆
に、各部品精度を高くすれば、異音の発生を抑えること
はできるが、製造コストの高騰を招いてしまう。 【0005】本発明は、上述した従来例の有する不都合
を改善し、製造コストの高騰を招くことなく、スパイダ
ー軸とニードル軸受の干渉による異音の発生を確実に防
止することができると共に、滑らかな操舵感を得ること
ができる十字軸継ぎ手を提供することを課題としてい
る。 【0006】 【課題を解決するための手段】上記課題を達成するため
に、本発明では、ヨークの一対の軸受孔に、スパイダー
の一対のスパイダー軸が内嵌されることにより、一対の
ヨークがスパイダーにより連結されており、前記各軸受
孔とスパイダー軸の間には、軸受カップを介して多数の
コロ転動体が介装された構成の十字軸継ぎ手において、
前記多数のコロ転動体は、円筒形状で中実の複数のニー
ドルローラと、コイルスプリング形状の少なくとも一つ
のスプリング部材とから成っており、このスプリング部
材は前記ニードルローラの径よりやや大きい径を有して
いて、前記軸受カップの内周面と前記スパイダー軸の間
に締め代状態で配置されていることを特徴としている。 【0007】以上のように構成されたことで、スプリン
グ部材は、軸受カップの内周面とスパイダー軸に対して
適度な予圧を生じさせることになってガタを無くすた
め、十字軸継ぎ手にトルクが負荷されても、軸受カップ
とスパイダー軸の干渉による異音の発生が防止される。
また、スプリング部材は円筒形であるため、他のニード
ルローラと同様に回転してスパイダー軸の揺動を助け、
滑らかな操舵感を得るのに寄与するものとなる。大きな
負荷トルクが与えられた場合は、中実であるニードルロ
ーラがトルクを受けるため、トルクは確実に伝達され
る。 【0008】 【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図面に基づ
いて説明する。図1は本発明の一実施形態を示す十字軸
継ぎ手の部分断面図、図2は図1のスパイダー軸部分を
示す拡大断面図、図3は図2の部分の構成を示す分解
図、図4はスプリング部材の3つの実施例を示す部分断
面図、図5はスプリング部材とニードルローラを示す側
面図、図6は第2の実施形態を示すスパイダー軸部分の
断面図、図7は図6のA−A断面図、図8は第3の実施
形態を示すスパイダー軸部分の断面図である。 【0009】先ず、本発明の第1の実施の形態について
図1及び図2を参照して説明する。図1に示すように、
十字軸継ぎ手(ステアリングジョイント)100は、一
対の板金製のヨーク1,2を、十字状のスパイダー3に
より連結した構成である。図2に示すように、ヨーク1
の軸受孔4と、スパイダー3のスパイダー軸6の間に
は、軸受カップ5を介して多数のコロ転動体7、11が
回転自在に介装されており、軸受カップ5とコロ転動体
7、11とによりニードル軸受を構成している。スパイ
ダー軸6の中心部に設けた軸方向孔8にはスラストピー
ス9が挿入されている。スパイダー軸6の基部にはシー
ル部材10が取り付けられている。 【0010】上記多数のコロ転動体7、11は、図3の
分解図にも示すように、軸受カップ5の内周面5aとス
パイダー軸6の外周面間に16本、回転自在に配置され
ており、13本のニードルローラ7と3本のスプリング
部材11とから成っている。スプリング部材11は、ニ
ードルローラ7と同様に円筒形状であるが、図4(A)に
示すように、線材を巻いたコイルスプリング形状のもの
や、同図(B)に示すように、細長い板材15を巻いて形
成したもの、あるいは同図(C)に示すように、管状の部
材16の長手方向にスリット16aを形成したもの等を
用いることができる。スプリング部材11は、図5
(A)、(B)に示すように、ニードルローラ7の径d
よりやや大きい径(d+α)を有し、軸受カップ5の内周
面5aとスパイダー軸6の間で締め代状態で嵌合されて
いるので、軸受カップ5やスパイダー軸6に対しては適
度な予圧が掛かっている(図7参照)。スプリング部材1
1は予圧を発生させてガタ感を無くすことが目的である
ため、ニードル軸受内に少なくとも1本有れば良い。 【0011】この構成において、十字軸継ぎ手100に
トルクが負荷されたとしても、上記の如く、スプリング
部材11は軸受カップ5の内周面5aとスパイダー軸6
の間で締め代状態で嵌合され、適度な予圧が掛かってい
てガタ感は無いので、ニードル軸受とスパイダー軸の干
渉による異音の発生を防止することができる。また、ス
プリング部材11は円筒形であるため、他のニードルロ
ーラ7と同様に回転して、滑らかな揺動に寄与するもの
となる。大きな負荷トルクが与えられた場合は、中実で
あるニードルローラ7がトルクを受けるため、確実にト
ルクを伝達することができる。 【0012】尚、多数のコロ転動体の別の実施形態とし
て、少なくとも一つのコロ転動体を中空かあるいは多孔
質体の鋼鉄から形成することも考えられるが、このコロ
転動体は切れ目のない円筒形状であるため、たわみ量
(径方向変位)に対する剛性が大きく、最適設計が困難
である。この中空のコロ転動体を同じ締め代の条件下
で、スプリング部材11と比較すると、剛性が高い分だ
け転がり抵抗が増すので、ジョイント折り曲げトルクも
増大し、操舵感の悪化を招く恐れがある。 【0013】それに対して、スプリング部材11は、そ
のバネ定数を変えることが比較的容易にできるため、ジ
ョイント折り曲げトルクの増大や、操舵感の悪化を招か
ないような適度な予圧を発生させるための最適設計をす
ることができる。 【0014】次に、第2の実施形態について図6を参照
して説明する。この実施形態は上記第1の実施形態と略
同様であって同一部材には同一番号を付している。異な
っているのは、図7にも示すように、スパイダー軸6が
中実となっている点である。同図において、スプリング
部材11はスパイダー軸6と軸受カップ5の間で締め代
となっているため、矢印方向の適度な予圧を発生させて
いる。この構成においても、第1の実施形態と同様の効
果を期待できると共に、構成を簡単化し、部品点数を削
減することができる。 【0015】次に、第3の実施形態について図8を参照
して説明する。この実施形態は上記第1の実施形態と略
同様であって同一部材には同一番号を付している。異な
っているのは、第1の実施形態におけるスラストピース
9の形状である。第1の実施形態では、スラストピース
9がスパイダー軸6の軸方向孔8に挿入されている。こ
れに対して、本実施の形態では、スパイダー軸6に軸方
向孔8はあいておらず中実形状をしている。そして図8
に示すように、スラストピース12はニードル軸受のハ
ウジングの内面に設けられており、ジョイントが働きス
パイダー軸6とスラストピース12の間が摩擦面となっ
ている点である。これによりスパイダー軸6に孔加工を
する必要がなく、第1の実施形態と同等の作用を持ちつ
つ加工コストを下げることができる。また、スラストピ
ース9、12は樹脂により形成されており弾性変形しや
すくなっている。このため、スパイダー軸6をジョイン
トとして組み立てたときの公差のばらつきによる軸方向
のガタをなくし、車両走行時の異音や振動の発生を抑え
ている。また、スパイダー軸6と軸受カップ5との相対
回転運動の摩擦面を回転中心で設けているため、回転時
のフリクションを抑えることもできる。 【0016】 【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
多数のコロ転動体は、円筒形状の複数のニードルローラ
と、コイルスプリング形状の少なくとも一つのスプリン
グ部材とから成っており、このスプリング部材はニード
ルローラの径よりやや大きい径を有していて、軸受カッ
プ内周面とスパイダー軸の間に締め代状態で配置されて
いるので、スプリング部材によりガタが無くなり、製造
コストの高騰を招くことなく、ニードル軸受とスパイダ
ー軸の干渉による異音の発生を確実に防止することがで
きる。十字軸継ぎ手に対する負荷トルクが大きい場合で
も、中実のニードルローラがトルクを受けるため、トル
クを確実に伝達することができる。また、スプリング部
材は自由にバネ定数を変えることができるため、適度な
予圧を生じさせるための最適設計をすることができる。
さらに、スプリング部材は円筒形であるため、他のニー
ドルローラと同様に回転してスパイダー軸の揺動を助
け、滑らかな操舵感を得るのに寄与するものとなる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1の実施形態を示す十字軸継ぎ手の
部分断面図。 【図2】図1のスパイダー軸部分を示す拡大図。 【図3】図2の部分の構成を示す分解図。 【図4】スプリング部材の3つの実施例を示す部分断面
図。 【図5】スプリング部材とニードルローラを示す側面
図。 【図6】第2の実施形態を示すスパイダー軸部分の断面
図。 【図7】図6のA−A断面図。 【図8】第3の実施形態を示すスパイダー軸部分の断面
図。 【図9】従来の十字軸継ぎ手のスパイダー軸部分を示す
断面図。 【符号の説明】 1,2 ヨーク 3 スパイダー 4 軸受孔 5 軸受カップ 6 スパイダー軸 7 ニードルローラ 10 シール部材 11 スプリング部材 100 十字継ぎ手

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 ヨークの一対の軸受孔に、スパイダーの
    一対のスパイダー軸が内嵌されることにより、一対のヨ
    ークがスパイダーにより連結されており、前記各軸受孔
    とスパイダー軸の間には、軸受カップを介して多数のコ
    ロ転動体が介装された構成の十字軸継ぎ手において、 前記多数のコロ転動体は、円筒形状で中実の複数のニー
    ドルローラと、少なくとも一つのスプリング部材とから
    成っており、このスプリング部材は前記ニードルローラ
    の径よりやや大きい径を有していて、前記軸受カップ内
    周面と前記スパイダー軸の間に締め代状態で配置されて
    いることを特徴とする十字軸継ぎ手。
JP2002068887A 2002-03-13 2002-03-13 十字軸継ぎ手 Pending JP2003269482A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010520422A (ja) * 2007-03-03 2010-06-10 シャエフラー カーゲー ラジアル転がり軸受、特に、風力トランスミッションのシャフトを支持するための円筒ころ軸受
CN105221588A (zh) * 2014-06-30 2016-01-06 Skf公司 用于轴承衬套的多层式启动盘

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010520422A (ja) * 2007-03-03 2010-06-10 シャエフラー カーゲー ラジアル転がり軸受、特に、風力トランスミッションのシャフトを支持するための円筒ころ軸受
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