JP2006118662A - Universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車等のプロペラシャフトに用いられる自在継手に関する。 The present invention relates to a universal joint used for a propeller shaft of an automobile, for example.
自動車や各種産業機械に使用される自在継手(ユニバーサルジョイント)として、十字軸を用いた十字軸自在継手が使用されている(例えば、特許文献1〜2等を参照。)。
As a universal joint used in automobiles and various industrial machines, a cruciform universal joint using a cruciform axis is used (see, for example,
図5は、従来の自在継手の構造例を示す一部断面図である。
この自在継手は、各軸部1aが四方に突出した十字軸1によって、二又状となった一対のヨーク4,4を相互に連結した構造である。これら各ヨーク4の両外側端部4bには、溶接、スプライン等により、トルク伝達部材(プロペラシャフト,トランスミッションのアウトプットシャフト等)がそれぞれ連結されている。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing an example of the structure of a conventional universal joint.
This universal joint has a structure in which a pair of
また、これらヨーク4の二又状となった端部4a,4aには、十字軸1の各軸部1aを支持するための嵌合孔4xがそれぞれ形成されており、十字軸1とヨーク4とは、十字軸1の軸部1aを内輪とし、金属製の軸受カップ2を外輪として、これら内外輪の間に複数の針状ころ3,3,・・・を配置したラジアル軸受を介在させて連結されている。
Further,
図6は、この自在継手における軸受部の拡大断面図である。
軸受カップ2は、円筒部2aと底部2bからなる有底円筒体であり、削り出し加工により形成されている。また、ヨーク4の二又状端部4aに設けられた嵌合孔4xの内周面4yには、円周溝4zが形成されており、この円周溝4zの中に配置された止め輪5により、前記軸受カップ2の位置決めと抜け止めがなされている。
FIG. 6 is an enlarged cross-sectional view of a bearing portion in this universal joint.
The
軸受カップ2の内周面2xと軸部1aの外周面1xとによって形成される環状空間の中には、複数の針状ころ3が配置され、この軸受カップ2の開口部は、複数のリップを備える環状シール部材6により密封されている。また、このシール部材6の外側には、泥水等の浸入を防止するダストシールド7が配置されている。
A plurality of
なお、自在継手の中には、図7にように、軸部1aのガタ量低減と耐焼付き性の向上のために、十字軸軸部1aの端面1yと軸受カップ底部2bの内面2yとの間に、輪状のスラストワッシャ8が介在配置されたものもある。
As shown in FIG. 7, in the universal joint, in order to reduce the backlash of the
ところで、十字軸軸部と摺接するスラストワッシャ端面の外縁領域は、ワッシャ内径部位に比べてすべり速度(周速)が速く、また、十字軸軸部より受ける面圧も、エッジロードによってワッシャ内径部位より高いことが知られており、本来、摩耗が発生し易い場所である。 By the way, the outer edge region of the end face of the thrust washer that is in sliding contact with the cross shaft portion has a higher sliding speed (peripheral speed) than the inner diameter portion of the washer. It is known to be higher and is inherently a place where wear is likely to occur.
また、十字軸軸部の回転を支持する軸受部にラジアルすきまがあることから、ヨークに連結されたトルク伝達部材のトルクを負荷した際に、十字軸軸部の回転軸がこのすきま分傾く場合があり、この軸部の端面と摺接する部材の対向面(軸受カップの底部内面あるいはスラストワッシャ端面)の外縁領域の摩耗が、その内径側の部位より進行してしまう可能性があった。 In addition, since there is a radial clearance in the bearing that supports the rotation of the cross shaft portion, the rotation shaft of the cross shaft portion tilts by this clearance when the torque of the torque transmission member connected to the yoke is loaded. There is a possibility that the wear of the outer edge region of the facing surface (the inner surface of the bottom of the bearing cup or the end surface of the thrust washer) of the member that is in sliding contact with the end surface of the shaft portion may progress from the inner diameter side.
本発明は、上記する課題に対処するためになされたものであり、十字軸軸部と摺接する部材の摩耗が少なく、従来品より寿命の長い自在継手を提供することを目的としている。 The present invention has been made in order to address the above-described problems, and an object thereof is to provide a universal joint that has less wear on a member that is in sliding contact with the cross shaft portion and has a longer life than conventional products.
本発明は、十字軸軸部と摺接する対向面における外縁領域の接触面圧を低減し、エッジロードによる摩擦を緩和することによって、所期の目的を達成しようとするものである。 The present invention seeks to achieve the intended object by reducing the contact surface pressure of the outer edge region on the opposing surface that is in sliding contact with the cruciform shaft portion and alleviating friction caused by edge loading.
すなわち、前記の目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、ヨークの二又状端部に設けられた嵌合孔に嵌め入れられた有底円筒状の軸受カップと、この軸受カップの内周に配置された転動体あるいは筒状体によって、十字軸の軸部を回転自在に支持する自在継手において、互いに摺接する前記十字軸の軸部端面と前記軸受カップの底部内面のいずれか一方に、クラウニングが施されていることを特徴とする。
That is, in order to achieve the above object, the invention according to
また、請求項2に記載の発明は、ヨークの二又状端部に設けられた嵌合孔に嵌め入れられた有底円筒状の軸受カップと、この軸受カップの内周に配置された転動体あるいは筒状体によって、十字軸の軸部を回転自在に支持するとともに、前記十字軸の軸部端面と前記軸受カップの底部内面との間に、輪状のスラストワッシャが介在配置されてなる自在継手において、互いに摺接する前記十字軸の軸部端面と前記スラストワッシャの軸部側端面のいずれか一方に、クラウニングが施されていることを特徴とする。
The invention according to
これら請求項1および請求項2に記載の発明によれば、十字軸の軸部端面とこの端面に摺接する対向面のいずれか一方をクラウニング形状に形成することによって、前記対向面の外縁領域が十字軸軸部から受ける局部的な高面圧を緩和することができる。従って、本発明の自在継手は、軸部端面に対向する部材の摩耗に起因する不具合が防止されるとともに、自在継手自身の耐久性および寿命が向上する。 According to the first and second aspects of the present invention, the outer edge region of the facing surface is formed by forming either one of the shaft end surface of the cross shaft and the facing surface slidably contacting the end surface in a crowning shape. Local high surface pressure received from the cross shaft portion can be reduced. Therefore, in the universal joint of the present invention, problems due to wear of the member facing the end surface of the shaft portion are prevented, and the durability and life of the universal joint itself are improved.
次に、請求項3および請求項4に記載の発明は、十字軸の軸部端面とこの端面に摺接する対向面の両者を、互いに全面で接触する球面とすることにより、これら摺接する領域全体の接触面圧を低減しようとするものである。
Next, the invention according to
すなわち、請求項3に記載の方法は、ヨークの二又状端部に設けられた嵌合孔に嵌め入れられた有底円筒状の軸受カップと、この軸受カップの内周に配置された転動体あるいは筒状体によって、十字軸の軸部を回転自在に支持する自在継手において、前記十字軸の軸部端面が凸球面に形成され、この軸部端面に摺接する前記軸受カップの底部内面が、前記凸球面と対称の凹球面に形成されていることを特徴とする。
That is, the method according to
同様に、請求項4に記載の発明は、ヨークの二又状端部に設けられた嵌合孔に嵌め入れられた有底円筒状の軸受カップと、この軸受カップの内周に配置された転動体あるいは筒状体によって、十字軸の軸部を回転自在に支持するとともに、前記十字軸の軸部端面と前記軸受カップの底部内面との間に、輪状のスラストワッシャが介在配置されてなる自在継手において、前記十字軸の軸部端面が凸球面に形成され、この軸部端面に摺接する前記スラストワッシャの軸部側端面が、前記凸球面と対称の凹球面に形成されていることを特徴とする。
Similarly, the invention according to
以上の構成により、これらの自在継手は、従来の自在継手に比べ、十字軸の軸部端面とこの端面に摺接する対向面(軸受カップの底部内面あるいはスラストワッシャの軸部側端面)の間の接触面圧が、これらの摺接する領域全体において低減される。従って、前記請求項1および2に記載の自在継手と同様、軸部端面に対向する部材の摩耗に起因する不具合が防止されるとともに、自在継手自身の耐久性および寿命を向上させることができる。 With the above configuration, these universal joints, compared to conventional universal joints, are located between the shaft end surface of the cross shaft and the opposing surface (the inner surface of the bottom of the bearing cup or the shaft side end surface of the thrust washer) that is in sliding contact with this end surface. The contact surface pressure is reduced over the entire sliding area. Therefore, similarly to the universal joint according to the first and second aspects, problems due to wear of the member facing the shaft end face can be prevented, and the durability and life of the universal joint itself can be improved.
以上のように、本発明によれば、トルクを負荷した場合でも、十字軸軸部と摺接する軸受カップの底部内面あるいはスラストワッシャ端面の摩耗が抑制され、長期に渡り安定して使用可能な自在継手とすることができる。 As described above, according to the present invention, even when torque is applied, wear on the bottom inner surface of the bearing cup or the end face of the thrust washer that is in sliding contact with the cross shaft portion is suppressed, and can be used stably over a long period of time. It can be a joint.
以下、図面を参照しつつこの発明を実施するための形態について説明する。
図1は、本発明の第1実施形態における自在継手の軸受部の構造を示す軸方向断面図であり、図2は、本発明の第2実施形態における自在継手の軸受部の構造を示す軸方向断面図である。なお、従来例と同様の機能を有する構成部材には、同じ符号を付記する。また、これらの実施形態における自在継手全体の構成は、従来例(図5)と同様であるため、その詳細な説明は省略する。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is an axial sectional view showing the structure of the bearing portion of the universal joint in the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is the shaft showing the structure of the bearing portion of the universal joint in the second embodiment of the present invention. FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the structural member which has the same function as a prior art example. Moreover, since the structure of the whole universal joint in these embodiment is the same as that of a prior art example (FIG. 5), the detailed description is abbreviate | omitted.
これらの自在継手における十字軸軸部周辺(軸受部)は、基本的に従来と同様の構成であり、十字軸1の軸部1aと、円筒部2aと底部2bからなる有底円筒状の軸受カップ2と、これら軸受カップ2の内周面2xと十字軸軸部1aの外周面1xの間に配置された複数の針状ころ3と、軸受カップ2の開口近傍に配設された環状シール部材6とダストシールド7と、を主体として構成されている。また、軸受カップ2は、自在継手のヨーク4の二又状端部4aに設けられた嵌合孔4xに嵌め入れられ、その内周4yに配置された止め輪5により、軸方向の位置決めと抜け止めがなされている。
The periphery of the cruciform shaft portion (bearing portion) in these universal joints is basically the same as the conventional one, and a bottomed cylindrical bearing composed of the
第1実施形態における自在継手の特徴は、図1に示すように、十字軸端部1aの端面1yにクラウニングが施されている点である。このクラウニングは、軸部外周の面取り部位を除く端面1y全体に施されている。なお、クラウニング加工の加工量(ドロップ量)は、実際には数μm〜20μm程度であるが、この図では誇張して描かれている。
The feature of the universal joint in the first embodiment is that, as shown in FIG. 1, crowning is applied to the
以上の構成により、この自在継手は、十字軸軸部1aと摺接する軸受カップ底部1bの内面2yの外縁領域に、局部的な高面圧がかかることなく、この外縁領域の摩耗を低減することができる。従って、本実施形態における自在継手は、軸部端面1yに対向する部材の摩耗に起因する不具合が防止されるとともに、その耐久性および寿命が向上する。
With the above configuration, this universal joint reduces the wear of the outer edge region without applying a local high surface pressure to the outer edge region of the
なお、このクラウニング加工は、十字軸軸部1aの端面1yに摺接する軸受カップ底部1bの内面2y側に施しても良いが、この底部内面2yには、供給されるグリース等を針状ころ3周辺にまで運ぶ潤滑剤供給溝が形成されている自在継手もあり、その場合は加工が難しい。
The crowning process may be performed on the
また、図2のように、十字軸1の軸部端面1yと軸受カップ2の底部内面2yとの間に、輪状のスラストワッシャ8が介在配置された自在継手(第2実施形態)の場合は、外周の面取り部位を除く軸部端面1y(図2)あるいはスラストワッシャ8の軸部側端面8yのいずれか一方にクラウニングを施せば良い。
In the case of a universal joint (second embodiment) in which a ring-shaped thrust washer 8 is disposed between the
次に、本発明の第3および第4実施形態について説明する。
図3は、本発明の第3実施形態における自在継手の軸受部の構造を示す軸方向断面図であり、図4は、本発明の第4実施形態における自在継手の軸受部の構造を示す軸方向断面図である。なお、これら実施形態における自在継手全体の構成も、従来例(図5)と同様である。
Next, third and fourth embodiments of the present invention will be described.
FIG. 3 is an axial sectional view showing the structure of the bearing portion of the universal joint according to the third embodiment of the present invention, and FIG. 4 is the shaft showing the structure of the bearing portion of the universal joint according to the fourth embodiment of the present invention. FIG. In addition, the structure of the universal joint in these embodiments is the same as that of the conventional example (FIG. 5).
この第3実施形態における自在継手が、前記第1実施形態の自在継手と異なる特徴は、十字軸軸部1aの端面1yが凸球面に形成されているとともに、この軸部端面1yに対向する軸受カップ底部2bの内面2yが、前記凸球面と対称になる凹球面に形成されている点である。
The universal joint of the third embodiment is different from the universal joint of the first embodiment in that the
以上の構成により、この自在継手は、従来の自在継手に比べ、十字軸1の軸部端面1yと軸受カップ底部2bの内面2yとの間の接触面圧が、これらが摺接する領域全体において低減される。従って、本実施形態における自在継手も、前記請求項1および2に記載の自在継手と同様、軸部端面1yに対向する部材の摩耗に起因する不具合が防止されるとともに、自在継手自身の耐久性および寿命を向上させることができる。
With the above configuration, in this universal joint, the contact surface pressure between the
なお、図4のように、十字軸1の軸部端面1yと軸受カップ2の底部内面2yとの間に、輪状のスラストワッシャ8が介在配置された自在継手(第4実施形態)の場合は、十字軸軸部1aの端面1yを凸球面に形成するとともに、この軸部端面1yに対向するスラストワッシャ8の軸部側端面8yを、前記凸球面と対称になる凹球面に形成すれば良い。この構成により、第3実施形態と同様の効果を奏することができる。
In the case of a universal joint (fourth embodiment) in which a ring-shaped thrust washer 8 is interposed between the
1 十字軸
1a 軸部
1x 軸部外周面
1y 軸部端面
2 軸受カップ
2a 円筒部
2b 底部
2x 筒状部内周面
2y 底部内面
3 針状ころ
4 ヨーク
4a,4b 端部
4x 嵌合孔
4z 円周溝
5 止め輪
6 シール部材
7 ダストシールド
8 スラストワッシャ
8y 端面
DESCRIPTION OF
Claims (4)
互いに摺接する前記十字軸の軸部端面と前記軸受カップの底部内面のいずれか一方に、クラウニングが施されていることを特徴とする自在継手。 The shaft of the cross shaft is formed by a bottomed cylindrical bearing cup fitted in a fitting hole provided at the bifurcated end of the yoke and a rolling element or a cylindrical body arranged on the inner periphery of the bearing cup. In the universal joint that rotatably supports the part,
A universal joint, wherein either one of an end surface of the cross shaft and a bottom inner surface of the bearing cup that are in sliding contact with each other is crowned.
互いに摺接する前記十字軸の軸部端面と前記スラストワッシャの軸部側端面のいずれか一方に、クラウニングが施されていることを特徴とする自在継手。 The shaft of the cross shaft is formed by a bottomed cylindrical bearing cup fitted in a fitting hole provided at the bifurcated end of the yoke and a rolling element or a cylindrical body arranged on the inner periphery of the bearing cup. In a universal joint in which a ring-shaped thrust washer is interposed between the shaft end surface of the cross shaft and the bottom inner surface of the bearing cup,
A universal joint, wherein either one of an end surface of the cross shaft and a shaft side end surface of the thrust washer that are in sliding contact with each other is crowned.
前記十字軸の軸部端面が凸球面に形成され、この軸部端面に摺接する前記軸受カップの底部内面が、前記凸球面と対称の凹球面に形成されていることを特徴とする自在継手。 The shaft of the cross shaft is formed by a bottomed cylindrical bearing cup fitted in a fitting hole provided at the bifurcated end of the yoke and a rolling element or a cylindrical body arranged on the inner periphery of the bearing cup. In the universal joint that rotatably supports the part,
A universal joint characterized in that a shaft end face of the cross shaft is formed into a convex spherical surface, and a bottom inner surface of the bearing cup that is in sliding contact with the shaft end face is formed into a concave spherical surface symmetrical to the convex spherical surface.
前記十字軸の軸部端面が凸球面に形成され、この軸部端面に摺接する前記スラストワッシャの軸部側端面が、前記凸球面と対称の凹球面に形成されていることを特徴とする自在継手。
The shaft of the cross shaft is formed by a bottomed cylindrical bearing cup fitted in a fitting hole provided at the bifurcated end of the yoke and a rolling element or a cylindrical body arranged on the inner periphery of the bearing cup. In a universal joint in which a ring-shaped thrust washer is interposed between the shaft end surface of the cross shaft and the bottom inner surface of the bearing cup,
A shaft end face of the cross shaft is formed as a convex spherical surface, and a shaft end face of the thrust washer that is in sliding contact with the shaft end face is formed as a concave spherical surface symmetrical to the convex spherical surface. Fittings.
Priority Applications (1)
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8196932B2 (en) | 2007-10-12 | 2012-06-12 | Nok Corporation | Sealing device for universal joint |
CN115750613A (en) * | 2022-11-04 | 2023-03-07 | 泰尔重工股份有限公司 | Cross package and cross shaft type universal coupling |
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2004
- 2004-10-25 JP JP2004309167A patent/JP2006118662A/en active Pending
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CN115750613A (en) * | 2022-11-04 | 2023-03-07 | 泰尔重工股份有限公司 | Cross package and cross shaft type universal coupling |
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