JP2012167753A - Needle bearing and universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ニードル軸受及び自在継手に関し、より具体的には、例えば、自動車のステアリング装置のインターミディエイトシャフト等に組み込まれるニードル軸受及び自在継手に関する。 The present invention relates to a needle bearing and a universal joint, and more specifically, to a needle bearing and a universal joint incorporated in, for example, an intermediate shaft of an automobile steering apparatus.
例えば、自動車のステアリング装置には、インターミディエイトシャフトからの入力トルクを自在に伝達するため、自在継手が組み込まれる。この自在継手は、図4に示すように、十字状に形成される十字軸体40(全体図示せず)、及びこの十字軸体40の各軸部41に取り付けられるニードル軸受50を備える。ニードル軸受50は、複数のニードルころ57と、十字軸体40の各軸部41にその複数のニードルころ57を介して回転自在に外嵌される有底円筒状の軸受カップ51と、を備える。この軸受カップ51は、基本的に、底部52と、この底部52の外周縁から軸方向に延びる円筒部53と、を有する。なお、十字軸体40の軸部41と軸受カップ51との隙間空間には、潤滑グリースが充填されている。
For example, a universal joint is incorporated in an automobile steering device in order to freely transmit an input torque from an intermediate shaft. As shown in FIG. 4, the universal joint includes a cross shaft body 40 (not shown) formed in a cross shape, and a needle bearing 50 attached to each
そして、この種のニードル軸受50は、自動車内部の空間的な取り合い等から寸法制限が厳しく、且つある程度の負荷容量が求められることから、保持器なしの総ニードルころタイプのものが用いられる。 The needle bearing 50 of this type is of a full needle roller type without a cage because the dimensional limit is strict due to the spatial relationship inside the automobile and a certain load capacity is required.
また、軸受カップ51には、その円筒部53の軸方向端部から径方向内側に延びるカップカール部54が設けられており、このカップカール部54がニードルころ57の軸方向移動を規制して、ニードルころ57が軸受カップ51から脱落することを防止している。
The
ところで、近年、電動パワーステアリング装置の大型車両への適用等によって、ステアリング装置が高出力化して、インターミディエイトシャフトの入力トルクは増加している。これに伴い、ニードル軸受50に加わる軸方向荷重も増加しているため、スキューによりニードルころ57に加わる軸方向荷重も従来と比較して一段と増大している。従って、カップカール部54では、ニードルころ57の軸方向移動を確実に規制することができず、カップカール部54の変形やニードルころ57の脱落が発生する可能性があった。
By the way, in recent years, due to the application of the electric power steering device to large vehicles, the output of the steering device has increased, and the input torque of the intermediate shaft has increased. Along with this, the axial load applied to the needle bearing 50 has also increased, so the axial load applied to the
このように、軸方向荷重の増加に伴い、自在継手に用いられるニードル軸受50において、ニードルころ57の脱落をより確実に防止する対策が求められるようになった。一方で、カップカール部54は、ニードル軸受50の組立時のニードルころの保持や潤滑グリースの保持等の機能を有するため、これらの機能を維持した状態でその対策を施す必要がある。
As described above, with the increase in the axial load, a measure for more reliably preventing the
また、従来技術において、ニードルころ57の軸方向移動が問題視されていたのは、ニードルころ57が軸受カップ51の底部52の内側面、軸部41の基端部、及び軸受カップ51の軌道面の逃げ溝と接触して、ニードルころ57にエッジロード及び早期剥離等が生じるという点である。そこで、これらの問題を解決するため、軸受カップの円筒部の基端部を一部分縮径することにより、ニードルころの軸受方向移動を規制し、軸部の基端部との接触を回避するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
In the prior art, the axial movement of the
しかしながら、上記特許文献1に記載のニードル軸受では、軸受カップからのニードルころの脱落については考慮されておらず、従来技術と同様にカップカール部によってニードルころの軸方向移動を規制するに留まっていた。 However, in the needle bearing described in the above-mentioned Patent Document 1, the dropping of the needle roller from the bearing cup is not taken into consideration, and the axial movement of the needle roller is restricted by the cup curl portion as in the prior art. It was.
本発明は、前述した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、従来のニードル軸受と同程度の寸法でありながら、ニードルころの軸方向移動を確実に規制して、軸受カップからニードルころが脱落するのを防止することができると共に、カップカール部の機能を維持することができるニードル軸受及び自在継手を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and the object thereof is to reliably regulate the axial movement of the needle roller from the bearing cup to the needle while having the same size as the conventional needle bearing. An object of the present invention is to provide a needle bearing and a universal joint that can prevent a roller from falling off and can maintain the function of a cup curl portion.
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
(1)所定の軸部に複数のニードルころを介して回動可能に外嵌される有底円筒状の軸受カップを備え、軸受カップは、底部と、底部の外周縁から軸方向に延びる円筒部と、円筒部の軸方向端部から径方向内側に延びるカップカール部と、を有し、円筒部の内周面に設けられる軌道面と軸部との間に、複数のニードルころが転動可能に配置されるニードル軸受であって、軸受カップの軌道面とカップカール部との間に、ニードルころの軸方向の移動を規制する突起部が全周に亘って形成されることを特徴とするニードル軸受。
(2)十字状に形成される十字軸体と、十字軸体の各軸部に取り付けられるニードル軸受と、を備える自在継手であって、ニードル軸受として、(1)に記載のニードル軸受を使用することを特徴とする自在継手。
The above object of the present invention can be achieved by the following constitution.
(1) Provided with a bottomed cylindrical bearing cup that is rotatably fitted to a predetermined shaft portion through a plurality of needle rollers, and the bearing cup is a cylinder that extends in the axial direction from the outer periphery of the bottom portion. A plurality of needle rollers between the raceway surface provided on the inner peripheral surface of the cylindrical portion and the shaft portion. A needle bearing that is movably arranged, wherein a protrusion that restricts the axial movement of the needle roller is formed over the entire circumference between the raceway surface of the bearing cup and the cup curl portion. Needle bearing.
(2) A universal joint including a cross shaft formed in a cross shape and a needle bearing attached to each shaft portion of the cross shaft, wherein the needle bearing described in (1) is used as the needle bearing A universal joint characterized by
本発明によれば、軸受カップの軌道面とカップカール部との間に、ニードルころの軸方向の移動を規制する突起部が全周に亘って形成されるため、稼動時に軸方向荷重が過大になったとしても、突起部によりニードルころの軸方向移動を確実に規制して、軸受カップからニードルころが脱落するのを防止することができる。また、カップカール部によりニードルころの軸方向移動を規制する従来のものと比較して、軸受カップにかかる応力を抑制することができる。これにより、ニードル軸受及びこのニードル軸受を用いる自在継手の耐久性及び信頼性を向上することができる。 According to the present invention, since the protrusion for restricting the axial movement of the needle roller is formed over the entire circumference between the raceway surface of the bearing cup and the cup curl portion, the axial load is excessive during operation. Even if it becomes, it can control that the axial movement of a needle roller is reliably controlled by a projection part, and it can prevent that a needle roller falls from a bearing cup. Further, the stress applied to the bearing cup can be suppressed as compared with the conventional one in which the axial movement of the needle roller is restricted by the cup curl portion. Thereby, durability and reliability of a needle bearing and a universal joint using this needle bearing can be improved.
また、本発明によれば、突起部によりニードルころの軸方向移動を確実に規制するので、カップカール部の変形又は破損を防止することができる。これにより、稼動時の潤滑グリースの保持等のカップカール部の機能を維持することができる。 In addition, according to the present invention, since the axial movement of the needle roller is reliably restricted by the protrusion, deformation or breakage of the cup curl portion can be prevented. Thereby, the function of the cup curl portion such as holding of the lubricating grease during operation can be maintained.
さらに、本発明によれば、突起部は、例えば、軸受カップの円筒部を内側から底当てすると共に、円筒部の外側からを径方向内側に向けて型押し加工(プレス加工)を施すことにより形成することができるので、ニードル軸受の寸法又は形状等を変更することなく、また、部品点数の増加、製造工程の増加又は大幅な変更を伴うことなく、突起部を容易に設けることができる。 Furthermore, according to the present invention, for example, the protrusion is formed by applying a stamping process (pressing process) with the cylindrical part of the bearing cup being bottomed from the inner side and the outer side of the cylindrical part being directed radially inward. Since it can be formed, the protrusion can be easily provided without changing the size or shape of the needle bearing, and without increasing the number of parts, increasing the manufacturing process, or making significant changes.
以下、本発明に係るニードル軸受及び自在継手の一実施形態について、図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment of a needle bearing and a universal joint according to the present invention will be described in detail based on the drawings.
本実施形態の自在継手1は、図1に示すように、十字状に形成される十字軸体10と、この十字軸体10の各軸部11に取り付けられる4つのニードル軸受20と、を備える。
As shown in FIG. 1, the universal joint 1 of the present embodiment includes a
ニードル軸受20は、図2に示すように、十字軸体10の各軸部11に複数のニードルころ27を介して回動可能に外嵌される軸受カップ21を備える。なお、自在継手1は、例えば、自動車のステアリング装置のインターミディエイトシャフト等に組み込まれ、このインターミディエイトシャフトからの入力トルクを自在に他軸に伝達する。
As shown in FIG. 2, the needle bearing 20 includes a
軸受カップ21は、例えば、金属板の型押し加工により有底円筒状に成形されており、底部22と、底部22の外周縁から軸部11の基端部側に向かって軸方向に延びる円筒部23と、円筒部23の軸方向端部から径方向内側に延びるカールカップ部24と、を有する。そして、この円筒部23の内周面には、軌道面23aが形成されており、この軌道面23aと軸部11との間に、複数のニードルころ27が転動可能に全周に亘って配置されている。また、軸部11と軸受カップ21との間の軸受空間には潤滑グリースが充填される。なお、カールカップ部24は、ニードル軸受20の組立時のニードルころ27の保持、及び稼動時の潤滑グリースの保持を行う機能を有する。
The
そして、図3に示すように、軸受カップ21の軌道面23aとカールカップ部24との間には、ニードルころ27の軸方向の移動を規制する突起部25が全周に亘って形成されている。
As shown in FIG. 3, a
突起部25は、例えば、軸受カップ21の製造工程において、カールカップ部24の折り曲げ加工の前に、円筒部23を内側から底当てすると共に、円筒部23の外側から径方向内側に向けて型押し加工(プレス加工)を施すことにより成形される。このため、ニードル軸受20の寸法又は形状等を変更することなく、また、部品点数の増加、製造工程の増加又は大幅な変更を伴うことなく、突起部25を容易に形成することができる。
For example, in the manufacturing process of the
以上説明したように、本実施形態のニードル軸受20によれば、軸受カップ21の軌道面23aとカップカール部24との間に、ニードルころ27の軸方向の移動を規制する突起部25が全周に亘って形成されるため、稼動時に軸方向荷重が過大になったとしても、突起部25によりニードルころ27の軸方向移動を確実に規制して、軸受カップ21からニードルころ27が脱落するのを防止することができる。また、カップカール部24によりニードルころ27の軸方向移動を規制する従来のものと比較して、軸受カップ21にかかる応力を抑制することができる。これにより、ニードル軸受20及びこのニードル軸受20を用いる自在継手1の耐久性及び信頼性を向上することができる。
As described above, according to the needle bearing 20 of the present embodiment, the
また、突起部25によりニードルころ27の軸方向移動を確実に規制するので、カップカール部24の変形又は破損を防止することができる。これにより、稼動時の潤滑グリースの保持等のカップカール部24の機能を維持することができる。
Moreover, since the axial movement of the
なお、本発明は上記実施形態に例示したものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。 In addition, this invention is not limited to what was illustrated to the said embodiment, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.
次に、本発明のニードル軸受20の実施例について説明する。
Next, an embodiment of the
本発明(図2参照)と従来例(図4参照)とを比較するため、ニードルころ27,57から軸方向荷重を受ける際に発生する応力をそれぞれ有限要素法を用いて解析した。そして、解析の結果、本発明では、突起部25に90MPaの応力がかかるのに対して、従来例では、円筒部とカップカール部との境界部分に200MPaの応力がかかることがわかった。
In order to compare the present invention (see FIG. 2) and the conventional example (see FIG. 4), the stress generated when receiving the axial load from the
このことにより、本発明では突起部25でニードルころ27からの軸方向荷重を受けるため、従来例と比較して軸受カップ21にかかる応力を半分以下に低減できることがわかった。従って、本発明によれば、従来例よりも軸受カップ21にかかる応力を低減することができるので、ニードルころ27の軸方向移動を確実に規制することができ、軸受カップ21からのニードルころ27の脱落を防止することができるとわかった。
As a result, in the present invention, since the
1 自在継手
10 十字軸体
11 軸部
20 ニードル軸受
21 軸受カップ
22 底部
23 円筒部
23a 軌道面
24 カップカール部
25 突起部
27 ニードルころ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Universal joint 10
Claims (2)
前記軸受カップは、底部と、前記底部の外周縁から軸方向に延びる円筒部と、前記円筒部の軸方向端部から径方向内側に延びるカップカール部と、を有し、
前記円筒部の内周面に設けられる軌道面と前記軸部との間に、前記複数のニードルころが転動可能に配置されるニードル軸受であって、
前記軸受カップの前記軌道面と前記カップカール部との間に、前記ニードルころの軸方向の移動を規制する突起部が全周に亘って形成されることを特徴とするニードル軸受。 A bottomed cylindrical bearing cup that is rotatably fitted to a predetermined shaft portion through a plurality of needle rollers,
The bearing cup includes a bottom portion, a cylindrical portion extending in an axial direction from an outer peripheral edge of the bottom portion, and a cup curl portion extending radially inward from an axial end portion of the cylindrical portion,
A needle bearing in which the plurality of needle rollers are arranged to roll between a raceway surface provided on an inner peripheral surface of the cylindrical portion and the shaft portion,
A needle bearing is provided between the raceway surface of the bearing cup and the cup curl portion, and a protrusion for restricting the axial movement of the needle roller is formed over the entire circumference.
前記ニードル軸受として、請求項1に記載のニードル軸受を使用することを特徴とする自在継手。 A universal joint comprising a cross shaft formed in a cross shape, and a needle bearing attached to each shaft portion of the cross shaft,
A universal joint according to claim 1, wherein the needle bearing according to claim 1 is used as the needle bearing.
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CN106979230A (en) * | 2015-10-23 | 2017-07-25 | 株式会社捷太格特 | Roller arrangement frame, roller check device and hull shape completely fill roller bearing manufacture method |
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