JP2004084910A

JP2004084910A - Universal joint

Info

Publication number: JP2004084910A
Application number: JP2002250344A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yokota; 横田　貴之; Masanori Oinuma; 老沼　正憲
Original assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Current assignee: Hitachi Unisia Automotive Ltd
Priority date: 2002-08-29
Filing date: 2002-08-29
Publication date: 2004-03-18

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the facility of installation work of respective constitutive parts and the durability of a needle bearing. <P>SOLUTION: An input shaft yoke 2 and an output shaft yoke 4 are connected by a joint cross 5. Respective journal parts 5a of the joint cross are rotatably supported in the respective yokes by the needle bearing 6 held in a holding hole 8 formed in tip parts 2b and 2c of the input shaft yoke. A level difference part 17 for separating a position of a needle roller 13 from the tip edge of the journal parts is formed on the inside bottom surface of a bottom wall 12b of a bearing cup 12. The thickness of the bottom wall is thinly formed, and a weight reducing part 19 is formed on the outer peripheral surface corresponding to the level difference part, and is formed so that a deflective displacement quantity becomes large by reducing rigidity of the whole bottom wall. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【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十字軸継手である自在継手の改良に関する。
【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（カルダン）式などの自在継手が用いられており、その一つとして特開２０００−３２１９５３公報に記載されているものがある。
【０００３】
この自在継手は、入力軸の一端部に入力軸ヨークが設けられている一方、出力軸の一端部に前記入力軸ヨークと対向する出力軸ヨークが設けられている。また、前記入力軸ヨークと出力軸ヨークとの間には、十字軸がニードルベアリングを介して回動自在に介装されており、このニードルベアリングは、分解などのメーンテナンス性の良好ないわゆるソリッド型のベアリングカップが用いられている。
【０００４】
前記入力軸ヨークは、ほぼＵ字形状を呈し、その各先端部に保持孔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、各先端部に各ニードルベアリングを保持する保持孔が貫通形成されている。
【０００５】
また、前記十字軸は、入力軸ヨーク側に連結する各先端部に前記各保持孔に挿通保持される前記ニードルベアリングが取り付けられている。
【０００６】
この各ニードルベアリングは、各保持孔の内周面に挿通保持されるほぼ有底円筒状の前記ベアリングカップと、該ベアリングカップの内周面に保持されて、前記十字軸のジャーナル部との間に介装された複数のニードルローラとから構成されており、前記ベアリングカップは、開口端側の外周に形成された円環状の嵌着溝に嵌着されたスナップリングによって軸方向に位置決めされつつ入力軸ヨークに固定されている。
【０００７】
そして、前記ベアリングカップの内底面には、段差部が形成されており、この段差部によって前記各ニードルローラと各ジャーナル部の端縁及びベアリングカップの底部付近との、片当たりによるいわゆるエッジロード（フレーキング）を防止するようになっている。
【０００８】
すなわち、例えば前記入力軸から入力軸ヨークに伝達された回転トルクがベアリングカップから各ニードルローラを介して十字軸のジャーナル部の外周面に伝達される際に、各ニードルローラの外周面がベアリングカップの底部付近の内周縁に片当たりして、ここに集中荷重が発生し、エッジロード現象が起こり、ジャーナル部の端縁が表面剥離してニードルベアリングの耐久性が低下するおそれがある。
【０００９】
そこで、当該従来の技術においては、前述のようにベアリングカップの内底面に段差部を形成して各ニードルローラの位置をジャーナル部の外周面の軸方向の中央側寄りに移動させて、ジャーナル部の端縁やベアリングカップ底部付近とニードルローラの外周面との片当たりを回避して、耐久性の向上を図るようになっている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来の自在継手にあっては、ベアリングカップの内底面に段差部を設けてニードルローラとジャーナル部との片当たりを回避することができるものの、かかる段差部を設けることによってベアリングカップ底部の肉厚が大きくなってカップ底部の剛性が高くなっしまう。
【００１１】
このため、ベアリングカップをヨークの保持孔に内側からスナップリングによって組み付けた際に、該スナップリングの肉厚との関係で、ベアリングカップの底部と該底部内底面に当接するジャーナル部の軸端面との間の最適なフリクション性能が得られないおそれがある。すなわち、組み付け時におけるベアリングカップの内底面とジャーナル部の軸端面との間の軸方向の押付け荷重は、プロペラシャフトの回転に伴いフリクション起振力に大きな影響力を与えることが知られている。ところが、前記従来技術のように、ベアリングカップの底部の剛性が高くなっていることから、フリクション性能が低下して、前記フリクション起振力が大きくなってしまうおそれがある。
【００１２】
そこで、組み付け時における最適なフリクション性能を確保するために、ベアリングカップとジャーナル部の構造上の関係から肉厚の異なる多数のスナップリングを、適宜交換しながらフリクションを調整することも考えられるが、かかる交換作業の煩雑さや管理工数などが多くて、コストの増加を招来する。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ベアリングカップの内底面に、前記ニードルローラの外周面と前記各ジャーナル部の端縁との接触を回避する段差部を一体に設けると共に、前記ベアリングカップの底部の前記段差部に対応した外面に、肉盗み部を形成したことを特徴としている。
【００１４】
したがって、この発明によれば、段差部の存在により、入力された回転トルク荷重によってニードルローラとジャーナル部との間の片当たりを防止できることからエッジロードの発生を抑制できることは勿論のこと、ベアリングカップの底部に肉盗み部を形成したことによって、該ベアリングカップ底部の剛性が小さくなる。この結果、かかるベアリングカップ底部の比較的大きな撓み性が得られて、ヨークの保持孔に対するスナップリングによるベアリングカップの組み付けや、ベアリングカップに対する十字軸のジャーナル部の組み付け時における該ベアリングカップとジャーナル部との良好なフリクション性能を得ることができる。したがって、前記各構成部材の組付作業が極めて容易になるばかりか、肉厚の異なる多くのスナップリングを用意する必要がないことから、コストの低廉化が図れる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記ベアリングカップの内底面に、前記ニードルローラの外周面と前記各ジャーナル部の端縁との接触を回避する段差部を一体に設けると共に、前記ベアリングカップの内底面のほぼ中央部と該内底面に対向する前記ジャーナル部の軸端面の回転中心位置との間に突部を形成し、該突部を介して前記ジャーナル部の軸端面の回転中心とベアリングカップの内底面とを当接させたことを特徴としている。
【００１６】
したがって、この発明によれば、段差部による作用効果は前述の通りであるが、特に、例えばベアリングカップの内底面のほぼ中央位置に設けられた突部とジャーナル部の軸端面との回転中心とを接触させたことにより、例えばヨークからベアリングカップを介してジャーナル部に伝達された回転トルクによるベアリングカップの回転有効半径が突部の中心から該突部の外周までの極めて小さな長さになる。このため、ジャーナル部の軸端面とベアリングカップの内底面とのフリクションを小さくすることができる。
【００１７】
しかも、前記突部の外周縁とニードルローラを外縁を支持するベアリングカップの内周面までの距離を長くすることができることから、ベアリングカップの底部の剛性が小さくなり、撓み易くなる。したがって、組み付け時におけるベアリングカップとジャーナル部との良好なフリクション性能を得ることができる。したがって、前記各構成部材の組付作業が極めて容易になるばかりか、肉厚の異なる多くのスナップリングを用意する必要がないことから、コストの低廉化が図れる。
【００１８】
【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。
【００１９】
図２は本発明の第１の実施形態を示し、この自在継手は、従来と同じくフック式継手であって、変速機側の入力軸１の一端部に、入力軸ヨーク２が設けられている一方、終減速装置側の出力軸３の一端部に、前記入力軸ヨーク２と対向する出力軸ヨーク４が設けられている。また、前記入力軸ヨーク２と出力軸ヨーク４との間には、十字軸５が各ニードルベアリング６，６、７，７を介して回動自在に介装されている。
【００２０】
前記入力軸ヨーク２は、ほぼＵ字形状に折曲形成され、入力軸１に摩擦溶接によって固定される平坦矩形板状の基部２ａと、該基部２ａの両端部から出力軸３方向へ平行に延び矩形板状の各先端部２ｂ、２ｃとを備え、この各先端部２ｂ、２ｃの対向する位置にそれぞれ保持孔８、８が貫通形成されている。一方、前記出力軸ヨーク４は、同じくほぼＵ字形状に形成され、出力軸３に固定された平板状の基部４ａと、該基部４ａの両端部から入力軸１方向へ平行に延出した矩形板状の先端部４ｂ、４ｃとを備え、該両先端部４ｂ、４ｃの対向する位置にそれぞれ保持孔９、９が貫通形成されている。
【００２１】
前記十字軸５は、図１及び図２に示すように、中央の交点部を中心とした９０°位置に４つの軸部であるジャーナル部５ａが一体に突設されていると共に、該各ジャーナル部５ａには前記各保持孔８，９に挿通保持される前記ニードルベアリング６，６、７，７が取り付けられている。前記各ジャーナル部５ａは、交点部側の基端部に円環状のフランジ部１０が一体に形成されていると共に、内部軸方向にグリースなどの潤滑油孔１１が形成されている。
【００２２】
前記ニードルベアリング６，７は、便宜上、入力軸ヨーク２側の一方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８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１２と、該ベアリングカップ１２の内周面と前記十字軸５のジャーナル部５ａとの間に介装された複数のニードルローラ１３とから構成されている。
【００２３】
前記各ベアリングカップ１２は、十字軸５側の内側外周面にはスナップリング１４を嵌合保持するほぼ円環状の嵌合溝１５が形成されている。前記スナップリング１４は、ベアリングカップ１２を前記各ヨーク２の保持孔８に挿通した際に、該各ヨーク２に固定するためのものである。また、ベアリングカップ１２の内周面１２ａの内側開口端付近に形成された円環溝と前記ジャーナル部５ａの前記フランジ部１０との間には、内部をシールするシールリング１６が介装されている。
【００２４】
さらに、このベアリングカップ１２は、底壁１２ｂの前記ニードルローラ１３の軸方向の内底面に、円環状の段差部１７が一体に形成されている。この段差部１７は、内周面に前記ジャーナル部５ａの先端部５ｂ外周面を摺動自在に保持していると共に、各ニードルローラ１３の一端部１３ａの底壁１２ｂ方向への移動を阻止して該ニードルローラ１３の外面がジャーナル部５ａの先端外縁５ｂに当接しないように配置するようになっている。また、ベアリングカップ１２の底壁１２ｂの内底面の中央位置には、前記ジャーナル部５ａ内の潤滑油孔１１内を通流した潤滑油を受ける円形状の凹溝１８が形成されている。
【００２５】
さらに、このベアリングカップ１２は、底壁１２ｂが全体的に薄肉に形成されていると共に、前記段差部１７に対応する外周面部位には円環状の肉盗み部１９が形成されている。
【００２６】
なお、各ニードルローラ１３は、前記ジャーナル部５ａの外周面とベアリングカップ１２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、その長さが前記段差部１７の存在によって比較的短く設定されている。
【００２７】
したがって、この実施形態によれば、入力軸１から入力軸ヨーク２へ回転トルクが作用すると、この回転トルクは両先端部２ｂ、２ｃから各ニードルベアリング６，６を介して十字軸５の各ジャーナル部５ａ、５ａに伝達されるが、この際、段差部１７によってニードルローラ１３の外周面に対するジャーナル部５ａの外端縁５ｂの片当たりを防止できることからエッジロードの発生を防止できる。
【００２８】
しかも、ベアリングカップ１２の底壁１２ｂ全体を薄肉に形成すると共に、肉盗み部１９を形成したことによって、底壁１２ｂ全体の剛性が小さくなる。この結果、かかる底壁１２ｂの撓み性が確保されて、入力軸ヨーク２の保持孔８，８に対するスナップリング１４によるベアリングカップ１２、１２の組み付けや、ベアリングカップ１２，１２に対する十字軸５のジャーナル部５ａ、５ａの組み付け時における該ベアリングカップ１２，１２とジャーナル部５ａ、５ａとの最適なフリクション性能を得ることができる。したがって、前記各構成部材の組付作業が極めて容易になるばかりか、肉厚の異なる多くのスナップリング１４を用意する必要がないことから、コストの低廉化が図れる。
【００２９】
また、前記ジャーナル部５ａの潤滑油孔１１から凹溝１８内に流入した潤滑油は、ここから円周方向へ除々に流出してジャーナル部５ａの外周面とベアリングカップ１２の内周面１２ａとの間、つまり各ニードルローラ１３の周囲に積極的に供給されることから、かかる部位の潤滑性能が大幅に向上し、ニードルベアリング６，６の耐久性を向上させることができる。
【００３０】
図３は本発明の第２の実施形態を示し、この実施形態では、ベアリングカップ１２の底壁１２ｂの肉厚全体を薄くして撓み性を確保している。また、ベアリングカップ１２の底壁１２ｂの中央部に、小径円盤状の突部２０が形成されている一方、中実に形成されたジャーナル部５ａの軸端面５ｃの回転中心部位に、先端面２１ａが前記突部２０の先端面２０ａに当接する小径円盤状の凸部２１が一体に設けられている。この突部２０と凸部２１とは、その高さがほぼ同一であるが、その外径は凸部２１の方が若干大きく設定されている。また、突部２０と凸部２１との当接によってジャーナル部５ａの軸端面５ｃとベアリングカップ１２の底壁１２ｂ内底面との間に円環状の隙間部２２が形成されるようになっている。
【００３１】
なお、ベアリングカップ１２に段差部１７が形成されていることなどは、第１の実施形態と同様である。
【００３２】
したがって、この発明によれば、段差部１７による作用効果は第１の実施形態と同じであるが、特に、ベアリングカップ１２の突部２０とジャーナル部５ａの軸端面５ｃの凸部２１とを当接させたことにより、入力軸ヨーク２からベアリングカップ１２を介してジャーナル部５ａに伝達された回転トルクによるベアリングカップ１２の回転有効半径ｄが突部２０の中心から該突部２０の外周までの極めて小さな長さになる。このため、ジャーナル部５ａの軸端面５ｃとベアリングカップ１２の底壁１２ｂの内底面とのフリクションを小さくすることができる。
【００３３】
しかも、前記突部２０の外周縁とニードルローラ１３を支持するベアリングカップ１２の内周面１２ａまでの距離Ｌを長くすることができることから、ベアリングカップ１２の底壁１２ｂの剛性が小さくなって、該底壁１２ｂが一層撓み易くなる。したがって、組み付け時におけるベアリングカップ１２とジャーナル部５ａとの良好なフリクション性能を得ることができる。したがって、第１の実施形態と同じく、前記各構成部材の組付作業が極めて容易になるばかりか、肉厚の異なる多くのスナップリング１４を用意する必要がないことから、コストの低廉化が図れる。
【００３４】
また、前記円環状の隙間部２２内に潤滑油貯留させておくことができることから、該隙間部２２内の潤滑油が円周方向へ除々に流出して各ニードルローラ１３を効果的に潤滑することができる。
【００３５】
図４は本発明の第３の実施形態を示し、中実なジャーナル部５ａの構成や段差部１７、突部２０，凸部２１などの構成は第２の実施形態と同様であるが、ベアリングカップ１２の底壁１２ｂの外周に肉盗み部１９が形成されていると共に、底壁１２ｂが外方に膨出形成されている。
【００３６】
すなわち、前記底壁１２ｂは、段差部１７とほぼ対応する外周面に円環状の肉盗み部１９が形成されていると共に、突部２０の部位を除いて円環状に膨出形成され、この膨出部１２ｃの内底面とジャーナル部５ａの軸端面５ｃとの間に、第２の実施形態の隙間部よりも断面積の大きな円環状の隙間部２３が形成されている。また、突部２０と膨出部１２ｃとの連結部位１２ｄが薄肉に形成されている。
【００３７】
したがって、この実施形態によれば、基本的に第２の実施形態と同様な作用効果が得られるが、特に膨出部１２ｃによって突部２０の外周縁からベアリングカップ１２の内周面１２ａまでの実質的長さＬ１が長くなっていることから、ベアリングカップ１２の底壁１２ｂの剛性がさらに小さくなり、該底壁１２ｂが一層撓み易くなる。
【００３８】
また、前記連結部位１２ｄの薄肉化によっても底壁１２ｂの剛性が小さくなることから、さらに撓み易くなる。したがって、組み付け時におけるベアリングカップ１２とジャーナル部５ａとの良好なフリクション性能を得ることができる。
【００３９】
この実施形態におけるベアリングカップ１２の底壁１２ｂの撓み変位量に対する屈曲抵抗は、図５の棒線グラフに示すように、前記従来技術（Ｄ）の撓み変位量／屈曲抵抗に比較して約１／２程度になり、第１の実施形態（Ａ）よりも小さく、更に第２の実施形態（Ｂ）よりもさらに小さくなっている。したがって、ニードルベアリング６の耐久性が一層高くなっている。
【００４０】
また、隙間部２３の断面積が大きく設定されていることから、潤滑油の貯留量を多くすることができるので、各ニードルローラ１３の潤滑性が良好になることは勿論のこと、潤滑油を長期に亘って供給することが可能になる。
【００４１】
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、例えば入力軸側だけでなく出力軸側に適用することも可能である。
【００４２】
前記各実施形態から把握できる請求項以外の技術的思想について、以下に記載する。
（イ）　前記突部をベアリングカップの内底面に形成し、該突部を介して前記ベアリングカップの内底面とジャーナル部の軸端面との間に凹部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の自在継手。
【００４３】
この発明によれば、凹部を潤滑油溜まりとして利用することができるので、各ニードルローラなどに対する潤滑性が向上して、ベアリングの耐久性を向上させることができる。
（ロ）　前記ベアリングカップの底部を外方に膨出形成し、該膨出部の内底面と前記ジャーナル部の軸端面との間に凹部を形成したことを特徴とする請求項１に記載の自在継手。
【００４４】
この発明によれば、膨出部によってベアリングカップの底壁の剛性をさらに小さくすることができると共に、凹部である隙間部の断面積が大きくなることから、この隙間部内での潤滑油の貯留量が多くなって、各ニードルローラなどへ潤滑油を長期に亘り供給することができる。したがって、ベアリングの耐久性をさらに向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に供される十字軸とニードルベアリングの要部縦断面図である。
【図２】本実施形態の自在継手の要部側面図である。
【図３】本発明の第２の実施形態に供される十字軸とニードルベアリングの要部縦断面図である。
【図４】本発明の第３の実施形態に供される十字軸とニードルベアリングの要部縦断面である。
【図５】従来と各実施形態の自在継手のベアリングカップ底壁の撓み変位量の特性図である。
【符号の説明】
１…入力軸
２…入力軸ヨーク
３…出力軸
４…出力軸ヨーク
５…十字軸
５ａ…ジャーナル部
５ｃ…軸端面
６、７…ニードルベアリング
８、９…保持孔
１２…ベアリングカップ
１２ｂ…底壁（底部）
１３…ニードルローラ
１４…スナップリング
１７…段差部
１９…肉盗み部
２０…突部
２１…凸部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement of a universal joint which is a cross joint applied to, for example, a power transmission mechanism for transmitting a driving force of a vehicle engine from a transmission to a final reduction gear.
[0002]
[Prior art]
As is well known, a universal joint such as a hook (cardan) type is used in a power transmission mechanism from a steering mechanism or a transmission to a final reduction gear of a vehicle, and one of the universal joints is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-321953. Some are listed.
[0003]
In this universal joint, an input shaft yoke is provided at one end of an input shaft, and an output shaft yoke facing the input shaft yoke is provided at one end of an output shaft. Further, a cross shaft is rotatably interposed between the input shaft yoke and the output shaft yoke via a needle bearing. This needle bearing is a so-called solid having good maintenability such as disassembly. A type of bearing cup is used.
[0004]
The input shaft yoke has a substantially U-shape, and holding holes are respectively formed at the respective ends thereof, while the output shaft yoke also has a substantially U-shape and holds the respective needle bearings at the respective ends. The holding hole is formed through.
[0005]
Further, the cross shaft is provided with the needle bearing inserted and held in each of the holding holes at each end connected to the input shaft yoke side.
[0006]
Each of the needle bearings is inserted between the substantially bottomed cylindrical bearing cup inserted and held in the inner peripheral surface of each holding hole and the journal portion of the cross shaft held on the inner peripheral surface of the bearing cup. The bearing cup is axially positioned by a snap ring fitted in an annular fitting groove formed on the outer periphery on the opening end side. Fixed to the input shaft yoke.
[0007]
A stepped portion is formed on the inner bottom surface of the bearing cup, and the stepped portion causes a so-called edge load between each of the needle rollers, the edge of each journal portion, and the vicinity of the bottom of the bearing cup. Flaking).
[0008]
That is, for example, when the rotational torque transmitted from the input shaft to the input shaft yoke is transmitted from the bearing cup to the outer peripheral surface of the journal portion of the cross shaft via each needle roller, the outer peripheral surface of each needle roller is There is a possibility that the concentrated load is generated on the inner peripheral edge near the bottom portion, the edge load phenomenon occurs, the edge of the journal portion is peeled off, and the durability of the needle bearing is reduced.
[0009]
Therefore, in the related art, as described above, a step portion is formed on the inner bottom surface of the bearing cup, and the position of each needle roller is moved toward the axial center of the outer peripheral surface of the journal portion. Of the needle roller and the vicinity of the outer edge of the needle roller.
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the conventional universal joint, a step portion is provided on the inner bottom surface of the bearing cup so as to avoid one-side contact between the needle roller and the journal portion. However, by providing such a step portion, the bearing cup bottom portion is provided. Increases the rigidity of the bottom of the cup.
[0011]
For this reason, when the bearing cup is assembled to the holding hole of the yoke by the snap ring from the inside, due to the thickness of the snap ring, the bottom of the bearing cup and the shaft end face of the journal portion abutting on the bottom inner bottom surface are in contact with each other. The optimal friction performance may not be obtained during the operation. That is, it is known that the pressing force in the axial direction between the inner bottom surface of the bearing cup and the shaft end surface of the journal portion at the time of assembling has a large influence on the friction excitation force with the rotation of the propeller shaft. However, since the rigidity of the bottom portion of the bearing cup is increased as in the related art, the friction performance may be reduced, and the frictional vibrating force may be increased.
[0012]
Therefore, in order to secure the optimal friction performance at the time of assembly, it is conceivable to adjust the friction while appropriately replacing a large number of snap rings with different thicknesses due to the structural relationship between the bearing cup and the journal part, The replacement work is complicated and the number of man-hours for management is large, which leads to an increase in cost.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The invention according to claim 1 is such that a step portion for avoiding contact between an outer peripheral surface of the needle roller and an edge of each of the journal portions is integrally provided on an inner bottom surface of the bearing cup, and a step portion of the bottom portion of the bearing cup is provided. It is characterized in that a stolen portion is formed on an outer surface corresponding to the step portion.
[0014]
Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the edge load from being generated because the one-step contact between the needle roller and the journal portion can be prevented by the input rotational torque load due to the presence of the step portion. The rigidity of the bottom of the bearing cup is reduced due to the formation of the hollow portion at the bottom of the bearing cup. As a result, a relatively large flexibility of the bottom portion of the bearing cup is obtained, and the bearing cup and the journal portion are assembled at the time of assembling the bearing cup by the snap ring with respect to the holding hole of the yoke, and at the time of assembling the journal portion of the cross shaft with the bearing cup. And good friction performance. Therefore, not only the assembling work of the respective constituent members becomes extremely easy, but also it is not necessary to prepare many snap rings having different thicknesses, so that the cost can be reduced.
[0015]
According to a second aspect of the present invention, a step portion for avoiding contact between an outer peripheral surface of the needle roller and an edge of each of the journal portions is integrally provided on an inner bottom surface of the bearing cup, and a step portion is provided inside the bearing cup. A protrusion is formed between a substantially central portion of the bottom surface and a rotation center position of the shaft end surface of the journal portion facing the inner bottom surface, and the rotation center of the shaft end surface of the journal portion and the bearing cup are formed via the protrusion. It is characterized in that it is in contact with the inner bottom surface.
[0016]
Therefore, according to the present invention, although the function and effect of the stepped portion are as described above, in particular, for example, the rotation center between the projection provided at substantially the center position of the inner bottom surface of the bearing cup and the shaft end surface of the journal portion is determined. , The effective radius of rotation of the bearing cup due to the rotational torque transmitted from the yoke to the journal via the bearing cup becomes an extremely small length from the center of the projection to the outer periphery of the projection. Therefore, friction between the shaft end surface of the journal portion and the inner bottom surface of the bearing cup can be reduced.
[0017]
In addition, since the distance between the outer peripheral edge of the protrusion and the inner peripheral surface of the bearing cup that supports the outer periphery of the needle roller can be increased, the rigidity of the bottom of the bearing cup is reduced, and the bearing cup is easily bent. Therefore, good friction performance between the bearing cup and the journal portion during assembly can be obtained. Therefore, not only the assembling work of the respective constituent members becomes extremely easy, but also it is not necessary to prepare many snap rings having different thicknesses, so that the cost can be reduced.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the universal joint according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the embodiments, the universal joint is applied to a propeller shaft that transmits the driving force of a vehicle engine from a transmission to a final reduction gear.
[0019]
FIG. 2 shows a first embodiment of the present invention. This universal joint is a hook-type joint as in the prior art, and an input shaft yoke 2 is provided at one end of an input shaft 1 on the transmission side. On the other hand, an output shaft yoke 4 facing the input shaft yoke 2 is provided at one end of the output shaft 3 on the final reduction gear side. A cross shaft 5 is rotatably interposed between the input shaft yoke 2 and the output shaft yoke 4 via needle bearings 6, 6, 7, 7.
[0020]
The input shaft yoke 2 is bent substantially in a U-shape, and has a flat rectangular plate-shaped base 2a fixed to the input shaft 1 by friction welding, and parallel to the output shaft 3 from both ends of the base 2a. Extending rectangular plate-shaped tips 2b, 2c are provided, and holding holes 8, 8 are formed at positions facing the tips 2b, 2c, respectively. On the other hand, the output shaft yoke 4 is also formed in a substantially U-shape, and has a flat base 4a fixed to the output shaft 3 and a rectangle extending from both ends of the base 4a in the direction of the input shaft 1 in parallel. Plate-like tips 4b and 4c are provided, and holding holes 9 and 9 are formed through the opposite ends of the tips 4b and 4c, respectively.
[0021]
As shown in FIGS. 1 and 2, the cross shaft 5 has four journals 5a, which are four shafts, integrally protruded at a 90 ° position about the center intersection, and each journal 5 The needle bearings 6, 6, 7, and 7 inserted and held in the holding holes 8, 9 are attached to the portion 5a. Each of the journal portions 5a has an annular flange portion 10 integrally formed at a base end portion on the intersection side, and a lubricating oil hole 11 such as grease formed in an inner axial direction.
[0022]
For the sake of convenience, the needle bearings 6, 7 will be described on one side on the input shaft yoke 2 side. As shown in FIG. 1, a substantially bottomed cylindrical bearing cup is inserted through and held in each of the holding holes 8. And a plurality of needle rollers 13 interposed between the inner peripheral surface of the bearing cup 12 and the journal portion 5a of the cross shaft 5.
[0023]
Each of the bearing cups 12 has a substantially annular fitting groove 15 for fitting and holding the snap ring 14 on the inner peripheral surface on the cross shaft 5 side. The snap ring 14 is for fixing the bearing cup 12 to each yoke 2 when the bearing cup 12 is inserted into the holding hole 8 of each yoke 2. A seal ring 16 for sealing the inside is provided between the annular groove formed near the inner opening end of the inner peripheral surface 12a of the bearing cup 12 and the flange portion 10 of the journal portion 5a. I have.
[0024]
Further, in the bearing cup 12, an annular step portion 17 is integrally formed on an inner bottom surface of the bottom wall 12b in the axial direction of the needle roller 13. The step portion 17 slidably holds the distal end portion 5b of the journal portion 5a on the inner peripheral surface, and prevents the one end portion 13a of each needle roller 13 from moving in the direction of the bottom wall 12b. Thus, the outer surface of the needle roller 13 is arranged so as not to abut on the outer edge 5b of the distal end of the journal portion 5a. At the center of the inner bottom surface of the bottom wall 12b of the bearing cup 12, there is formed a circular concave groove 18 for receiving the lubricating oil flowing through the lubricating oil hole 11 in the journal portion 5a.
[0025]
Further, the bearing cup 12 has a bottom wall 12b formed as a whole with a thin thickness, and an annular meat steal portion 19 is formed at an outer peripheral surface portion corresponding to the step portion 17.
[0026]
Each of the needle rollers 13 is rotatably held between the outer peripheral surface of the journal portion 5a and the inner peripheral surface of the bearing cup 12 with a small gap therebetween. It is set relatively short.
[0027]
Therefore, according to this embodiment, when a rotational torque acts on the input shaft yoke 2 from the input shaft 1, the rotational torque is transmitted from both ends 2 b, 2 c to the respective journals of the cross shaft 5 via the needle bearings 6, 6. At this time, the outer peripheral edge 5b of the journal portion 5a can be prevented from hitting the outer peripheral surface of the needle roller 13 by the step portion 17 by the step portion 17, so that the occurrence of edge load can be prevented.
[0028]
In addition, since the entire bottom wall 12b of the bearing cup 12 is formed to be thin, and the thinned portion 19 is formed, the rigidity of the entire bottom wall 12b is reduced. As a result, the flexibility of the bottom wall 12b is ensured, the bearing cups 12, 12 are assembled by the snap ring 14 to the holding holes 8, 8 of the input shaft yoke 2, and the journal of the cross shaft 5 to the bearing cups 12, 12. Optimal friction performance between the bearing cups 12, 12 and the journal portions 5a, 5a when the portions 5a, 5a are assembled can be obtained. Therefore, not only the assembling work of each of the above-mentioned constituent members becomes extremely easy, but also it is not necessary to prepare many snap rings 14 having different thicknesses, so that the cost can be reduced.
[0029]
Further, the lubricating oil that has flowed into the concave groove 18 from the lubricating oil hole 11 of the journal portion 5a gradually flows out from the lubricating oil hole 11 in the circumferential direction, and the outer peripheral surface of the journal portion 5a and the inner peripheral surface 12a of the bearing cup 12 , That is, around the needle rollers 13, the lubrication performance of such portions is greatly improved, and the durability of the needle bearings 6, 6 can be improved.
[0030]
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention. In this embodiment, the entire thickness of the bottom wall 12b of the bearing cup 12 is reduced to ensure flexibility. A small-diameter disc-shaped protrusion 20 is formed at the center of the bottom wall 12b of the bearing cup 12, while a tip end surface 21a is formed at the center of rotation of the shaft end surface 5c of the solid journal portion 5a. A small-diameter disc-shaped convex portion 21 that comes into contact with the distal end surface 20a of the protruding portion 20 is provided integrally. The protrusion 20 and the protrusion 21 have substantially the same height, but the outer diameter of the protrusion 21 is set slightly larger. Further, an annular gap portion 22 is formed between the shaft end surface 5c of the journal portion 5a and the inner bottom surface of the bottom wall 12b of the bearing cup 12 by the contact between the projection 20 and the projection 21. .
[0031]
Note that the stepped portion 17 is formed in the bearing cup 12 and the like as in the first embodiment.
[0032]
Therefore, according to the present invention, the operation and effect of the step 17 are the same as those of the first embodiment, but in particular, the projection 20 of the bearing cup 12 and the projection 21 of the shaft end face 5c of the journal 5a are brought into contact with each other. Due to the contact, the rotation effective radius d of the bearing cup 12 due to the rotation torque transmitted from the input shaft yoke 2 to the journal portion 5 a via the bearing cup 12 is from the center of the projection 20 to the outer periphery of the projection 20. Very small length. Therefore, friction between the shaft end face 5c of the journal portion 5a and the inner bottom face of the bottom wall 12b of the bearing cup 12 can be reduced.
[0033]
In addition, since the distance L between the outer peripheral edge of the projection 20 and the inner peripheral surface 12a of the bearing cup 12 supporting the needle roller 13 can be increased, the rigidity of the bottom wall 12b of the bearing cup 12 decreases, The bottom wall 12b is more easily bent. Therefore, good friction performance between the bearing cup 12 and the journal portion 5a during assembly can be obtained. Therefore, as in the first embodiment, not only the assembling work of the respective constituent members becomes extremely easy, but also it is not necessary to prepare many snap rings 14 having different thicknesses, so that the cost can be reduced. .
[0034]
Further, since the lubricating oil can be stored in the annular gap portion 22, the lubricating oil in the gap portion gradually flows in the circumferential direction to effectively lubricate each needle roller 13. be able to.
[0035]
FIG. 4 shows a third embodiment of the present invention. The configuration of a solid journal portion 5a and the configuration of a step 17, a projection 20, and a projection 21 are the same as those of the second embodiment. A wall 19b is formed on the outer periphery of the bottom wall 12b of the cup 12, and the bottom wall 12b is formed to bulge outward.
[0036]
That is, the bottom wall 12b is formed with a ring-shaped robbing portion 19 on the outer peripheral surface substantially corresponding to the stepped portion 17, and is formed in a ring-shaped bulge except for the portion of the protrusion 20. An annular gap 23 having a larger sectional area than the gap of the second embodiment is formed between the inner bottom surface of the protrusion 12c and the shaft end surface 5c of the journal 5a. Further, a connecting portion 12d between the protruding portion 20 and the bulging portion 12c is formed to be thin.
[0037]
Therefore, according to this embodiment, basically the same operation and effect as those of the second embodiment can be obtained, but in particular, from the outer peripheral edge of the projection 20 to the inner peripheral surface 12a of the bearing cup 12 by the bulging portion 12c. Since the substantial length L1 is longer, the rigidity of the bottom wall 12b of the bearing cup 12 is further reduced, and the bottom wall 12b is more easily bent.
[0038]
Also, the rigidity of the bottom wall 12b is reduced by reducing the thickness of the connecting portion 12d, so that the bottom wall 12b is further easily bent. Therefore, good friction performance between the bearing cup 12 and the journal portion 5a during assembly can be obtained.
[0039]
The bending resistance of the bottom wall 12b of the bearing cup 12 in this embodiment with respect to the amount of bending displacement is, as shown in the bar graph of FIG. 5, about 1 compared with the amount of bending displacement / bending resistance of the prior art (D). / 2, which is smaller than the first embodiment (A), and further smaller than the second embodiment (B). Therefore, the durability of the needle bearing 6 is further enhanced.
[0040]
Further, since the sectional area of the gap 23 is set to be large, the amount of stored lubricating oil can be increased, so that the lubricating properties of each needle roller 13 are improved, and It becomes possible to supply for a long time.
[0041]
The present invention is not limited to the configuration of each of the above embodiments, and can be applied to, for example, the output shaft side as well as the input shaft side.
[0042]
The technical ideas other than the claims that can be grasped from each of the embodiments will be described below.
(1) The projection is formed on the inner bottom surface of the bearing cup, and a recess is formed between the inner bottom surface of the bearing cup and the shaft end surface of the journal via the projection. The universal joint according to 1.
[0043]
According to the present invention, since the concave portion can be used as a lubricating oil reservoir, the lubricity of each needle roller and the like can be improved, and the durability of the bearing can be improved.
(B) The bottom part of the bearing cup is formed so as to bulge outward, and a recess is formed between the inner bottom surface of the bulge part and the shaft end surface of the journal part. Universal joint.
[0044]
According to the present invention, the rigidity of the bottom wall of the bearing cup can be further reduced by the bulging portion, and the sectional area of the gap, which is the concave portion, is increased, so that the amount of the lubricating oil stored in the gap is increased. And lubricating oil can be supplied to each needle roller and the like for a long period of time. Therefore, the durability of the bearing can be further improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a main part of a cross shaft and a needle bearing provided in a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of a main part of the universal joint according to the embodiment.
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of main parts of a cross shaft and a needle bearing provided in a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a vertical sectional view of a main part of a cross shaft and a needle bearing provided in a third embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a characteristic diagram of the amount of deflection displacement of the bottom wall of the bearing cup of the universal joint of the related art and each embodiment.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Input shaft 2 ... Input shaft yoke 3 ... Output shaft 4 ... Output shaft yoke 5 ... Cross shaft 5a ... Journal part 5c ... Shaft end surfaces 6, 7 ... Needle bearings 8, 9 ... Holding hole 12 ... Bearing cup 12b ... Bottom wall (bottom)
13: Needle roller 14: Snap ring 17: Step 19: Stealing part 20: Protrusion 21: Convex part

Claims

A pair of input shaft yokes and an output shaft yoke provided to face each of the opposite ends of the input shaft and the output shaft,
A cross shaft interposed between the input shaft yoke and the output shaft yoke,
A bearing that rotatably supports each journal of the cross shaft through a plurality of needle rollers in a bottomed cylindrical bearing cup held by a snap ring at the tip of each of the yokes,
In a universal joint, the input shaft yoke and the output shaft yoke are rotatably connected by the cross shaft via respective bearings,
On the inner bottom surface of the bearing cup, integrally provided with a step portion that avoids contact between the outer peripheral surface of the needle roller and the edge of each journal portion,
A universal joint, wherein a stolen portion is formed on an outer surface corresponding to the step at the bottom of the bearing cup.

A pair of input shaft yokes and an output shaft yoke provided to face each of the opposite ends of the input shaft and the output shaft,
A cross shaft interposed between the input shaft yoke and the output shaft yoke,
A bearing that rotatably supports each journal of the cross shaft through a plurality of needle rollers in a bottomed cylindrical bearing cup held by a snap ring at the tip of each of the yokes,
In a universal joint, the input shaft yoke and the output shaft yoke are rotatably connected by the cross shaft via respective bearings,
On the inner bottom surface of the bearing cup, integrally provided with a step portion that avoids contact between the outer peripheral surface of the needle roller and the edge of each journal portion,
A protrusion is formed between a substantially central portion of an inner bottom surface of the bearing cup and a rotation center position of a shaft end surface of the journal portion facing the inner bottom surface, and a shaft end surface of the journal portion is formed through the protrusion. A universal joint wherein the center of rotation and the inner surface of the bottom of the bearing cup are in contact with each other.