JP2594747Y2 - 自在継手用軸受カップ - Google Patents

自在継手用軸受カップ

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JP2594747Y2
JP2594747Y2 JP1993050277U JP5027793U JP2594747Y2 JP 2594747 Y2 JP2594747 Y2 JP 2594747Y2 JP 1993050277 U JP1993050277 U JP 1993050277U JP 5027793 U JP5027793 U JP 5027793U JP 2594747 Y2 JP2594747 Y2 JP 2594747Y2
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ridges
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cross
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Description

【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この考案に係る自在継手用軸受カ
ップは、例えば自動車のプロペラシャフトに組み込み、
非直線的なプロペラシャフトにより回転力の伝達を自在
とする、自在継手のシェル型ニードル軸受を構成するの
に利用する。
【０００２】
【従来の技術】車両の前部に設けたエンジンの回転を駆
動輪である後輪に伝達する為のプロペラシャフトは、例
えば図１２に示す様に構成されている。このプロペラシ
ャフト１は、トランスミッションの出力部に結合されて
回転するスリーブヨーク２と、第一軸３と、第二軸４と
を、自在継手５、５により、互いの変位を自在に結合す
る事で、構成されている。この内の第一軸３は、ゴムブ
ッシュ６を介して車両の床下に、緩衝的に支持される。
この様なプロペラシャフト１により、同一直線上に存在
しないトランスミッションの出力軸とデファレンシャル
ギヤの入力軸との間で回転力の伝達を行なう。
【０００３】この様なプロペラシャフトに組み込む自在
継手５は従来から、図１３に示す様に、それぞれ二股状
に形成された第一、第二のヨーク７、８と、両ヨーク
７、８同士を変位自在に結合する為の十字軸９とから構
成されている。各ヨーク７、８の両端部にはそれぞれ円
孔１０、１０を、互いに整合する状態で形成しており、
各円孔１０、１０の内側に軸受カップ１１（図１３に
は、１個のみ示している。）を内嵌固定している。
【０００４】肌焼鋼板等、硬質の材料により造られた軸
受カップ１１は、図１４に示す様に、全体を一体の有底
円筒状に造られて、円筒部１２と、この円筒部１２の一
端を塞ぐ底部１３とを備えている。この底部１３の内面
には、例えば、上記円筒部１２と同心で円環状の突条１
４を形成している。
【０００５】上記各円孔１０、１０に内嵌固定した合計
４個の軸受カップ１１の内周面と、上記十字軸９の４箇
所の端部外周面との間には、図１４に示す様に複数のニ
ードル１５、１５を設けている。そして、このニードル
１５、１５の転動に基づき、十字軸９と第一、第二の両
ヨーク７、８（図１３）との揺動を自在としている。
又、互いに対向する十字軸９の端面１６と軸受カップ１
１の底部１３の内面１７とは、突条１４先端の狭い面積
でのみ摺接する様にして、上記端面１６と内面１７との
間に大きな摩擦力が作用する事を防止している。
【０００６】自在継手５は上述の様に構成される為、例
えば図１２に示す様に第一のヨーク７をスリーブヨーク
２の端部に固定し、第二のヨーク８を第一軸３の端部に
固定すれば、互いに同一直線上に存在しないスリーブヨ
ーク２と第一軸３との間で、回転力の伝達を行なう事が
できる。
【０００７】尚、自在継手５部分での動力損失を低減す
べく、上記十字軸９の端面１６と各軸受カップ１１の底
部１３の内面１７との間に作用する摩擦力を小さくする
為には、両面間に十分量の潤滑油を保持する必要があ
る。この様に潤滑油を保持する為の構造として従来か
ら、実開昭５７−８５６２５号公報、或は特開昭５４−
８９１４８号公報に記載された構造が知られている。
【０００８】この内、実開昭５７−８５６２５号公報に
記載された構造は、図１５に示す様に、上記内面１７に
多数の小凹部１８、１８を形成している。この構造の場
合には、各小凹部１８、１８内に保持した潤滑油によっ
て、上記両面１６、１７間の潤滑を図る。
【０００９】又、特開昭５４−８９１４８号公報に記載
された構造は、図１６に示す様に、上記端面１６にそれ
ぞれの断面形状が台形である複数本の突条１９、１９
を、放射方向に形成している。この構造の場合には、隣
り合う突条１９、１９の間に存在する凹部２０、２０内
に保持した潤滑油によって、上記両面１６、１７間の潤
滑を図る。
【００１０】
【考案が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来構造の場合、使用状態によっては、必ずしも十字軸９
の端面１６と各軸受カップ１１の底部１３の内面１７と
の間に十分な油膜を形成できない。即ち、自在継手のジ
ョイント角が極く小さい場合には、上記端面１６と内面
１７との相対回転角度も極く小さくなる。
【００１１】一方、前記図１５、１６に示した従来構造
の場合、上記両面１６、１７同士は、小凹部１８、１８
或は凹部２０、２０から外れた部分では、平面同士で対
向する。この結果、これら両面１６、１７同士の相対回
転角度が極く小さくなると、これら両面１６、１７の一
部に、常に平面同士でしか対向しない部分（小凹部１
８、１８或は凹部２０、２０と全く対向しない部分）が
生じる。この様な部分には潤滑油の供給が行なわれず、
従って、上記両面１６、１７同士が金属接触し易くなっ
て、摩耗や著しい場合には焼き付きが生じ易くなる。本
考案の自在継手用軸受カップは、この様な事情に鑑みて
考案したものである。
【００１２】
【課題を解決する為の手段】本考案の自在継手用軸受カ
ップは、金属板により全体を一体の有底円筒状に造られ
て、円筒部と、この円筒部の一端を塞ぐ底部と、それぞ
れがこの底部の内面に直径方向内側から外側に亙って形
成された複数の突条とを備えている。そして、これら各
突条の断面形状を、楕円を長径方向に切断する事により
得られる半楕円形、若しくはこの半楕円形に類似する、
上記円筒部の円周方向に関して両端側部分に存在する曲
率半径が小さな部分同士を、中間部で上記各突条の頂部
に対応する部分を含む部分に存在する曲率半径が大きな
部分により滑らかに連続させた曲線により構成され、上
記底部から最も突出した頂部に平坦部を持たない形状と
している。
【００１３】
【作用】上述の様に構成される本考案の自在継手用軸受
カップの場合には、複数の突条の先端部と十字軸の端面
との接触状態が、面接触よりも線接触に近い状態とな
る。従って、軸受カップと十字軸との相対回転角度が極
く小さい場合でも、上記先端部と内面との接触部に潤滑
油が確実に送り込まれて、この接触部で金属接触が生じ
る事を防止する。又、上記各突条の断面形状は、比較的
曲率半径が小さい円周方向一端縁から、同じく曲率半径
が小さい他端縁までを、曲率半径が大きな中間部により
滑らかに連続させた曲線形状であり、これら各突条の先
端縁にも尖った部分が存在しない。この様に、上記各突
条の先端部で、上記十字軸の端面と接触する部分の曲率
半径は大きいので、接触部分に取り込まれた潤滑油の膜
がくさび作用により、比較的幅広の部分で、この接触部
に加わる荷重を支承する。従って、この荷重によって潤
滑油膜が破断しにくく、接触部に大きな荷重が加わる様
な状況下でも、金属接触の防止が確実に図られる。
【００１４】
【実施例】図１〜１１は本考案の実施例を説明する為の
図である。本考案の軸受カップ１１ａは、前述した従来
品と同様、図１に示す様に、金属板を絞り成形する事に
より全体を一体の有底円筒状に造られ、円筒部１２と、
この円筒部１２の一端を塞ぐ底部１３とを備えている。
そして、この底部１３の内面１７の中央部には、図２に
示す様に、複数本（例えば１６本以上。図示の例では３
２本。）の突条２１、２１を、直径方向内側から外側に
亙って放射方向に形成している。
【００１５】これら各突条２１、２１の断面形状は、図
３に示す様に、ｘなる長径とｙなる短径とを有する楕円
を、長径ｘ方向に切断する事により得られる半楕円形と
して、上記各突条２１、２１の断面形状を、比較的曲率
半径が小さい円周方向一端縁から、同じく曲率半径が小
さい他端縁までを、曲率半径が大きな中間部により滑ら
かに連続させた曲線形状としている。従って、上記各突
条２１、２１の頂部で上記底部１３から最も突出した部
分には、平坦部も、反対に尖った部分も、更には曲率半
径が小さな部分も存在しない。又、これら各突条２１、
２１の断面形状並びに断面積は、それぞれの一端部から
他端部まで変化しない。従って、上記各突条２１、２１
が上記内面１７から突出する高さ寸法は、総ての突条２
１、２１の全長に亙って等しい。
【００１６】上述の様に形成される軸受カップ１１ａ
は、前記従来品と同様、図１に示す様に、上記円筒部１
２の内周面をニードル１５、１５の転動面を当接させる
軌道面として、ヨーク７（８）に形成した円孔１０に内
嵌固定した状態で使用される。この状態で上記複数本の
突条２１、２１には、十字軸９の端面中央部に形成した
凸部２２が当接する。尚、この凸部２２には、必要に応
じて、前記図１５に示す様な小凹部１８、１８を形成し
ても良い。
【００１７】前述の様に構成され、上述の様に自在継手
に組み込まれた状態で使用される本考案の自在継手用軸
受カップの場合には、上記複数の突条２１、２１の先端
部と上記十字軸９の端面に形成した凸部２２との接触状
態が、図４〜５に示す様に、面接触よりも線接触に近い
状態となる。従って、軸受カップ１１ａと十字軸９との
相対回転角度が極く小さい場合でも、上記各突条２１、
２１の先端部と軸受カップ１１ａの内面１７との接触部
に潤滑油が確実に送り込まれて、この接触部で金属接触
が生じる事を防止する。
【００１８】又、それぞれ、断面が半楕円形である突条
２１、２１は、十分な高さ寸法を有する。従って、隣り
合う突条２１、２１同士の間には、図７（Ａ）に示す様
に、十分な容積を有する凹部２３ａ、２３ａが形成さ
れ、これら各凹部２３ａ、２３ａに貯溜された十分量の
潤滑油が、上記接触部に送り込まれる。
【００１９】これに対して、突条２１、２１の断面形状
が、図７（Ｂ）に示す様に、単純な円弧形である場合に
は、隣り合う突条２１、２１同士の間に形成される、凹
部２３ｂ、２３ｂの容積が小さくなり、これら各凹部２
３ｂ、２３ｂに貯溜される潤滑油が少なくなって、上記
接触部に送り込まれる潤滑油の量が不足しがちになる。
【００２０】又、突条の形状が、前記図１６に示した従
来構造の様な台形である場合には、上記接触部の接触状
態が、図６に示す様に面接触となる。従って、軸受カッ
プ１１ａと十字軸９との相対回転角度が極く小さい場合
には、接触部の一部に潤滑油が送り込まれない場合が生
じ、この一部で金属接触が発生し易くなる。
【００２１】又、上記各突条２１、２１の先端部で、上
記凸部２２と接触する部分には、平坦な部分も、逆に尖
った部分も存在せず、しかもこの部分の曲率半径は大き
いので、上記各突条２１、２１と凸部２２との相対変位
に基づいて、図５に矢印イ、イで示す様に接触部分に取
り込まれた潤滑油の膜が、くさび作用によって比較的幅
広の部分で、この接触部に加わるスラスト荷重を支承す
る。従って、このスラスト荷重によって潤滑油膜が破断
しにくく、接触部に大きな荷重が加わる様な状況下で
も、金属接触の防止が確実に図られる。
【００２２】これに対して、図８（Ａ）に示す様に、突
条の断面形状が、曲率半径が小さな円弧形であったり、
或は同図（Ｂ）に示す様に三角形であると、上記接触部
に大きな面圧が加わって、上記潤滑油膜が破断し易くな
る。従って、接触部に大きな荷重が加わる様な状況下で
は、金属接触が生じ易くなる。この様な問題は、突条全
体の断面形状が図８（Ａ）（Ｂ）に示す様なものである
場合は勿論、突条の先端部の断面形状が図８（Ａ）
（Ｂ）に示す様なものである場合にも生じる。
【００２３】尚、本考案の自在継手用軸受カップに形成
する突条２１、２１の断面形状は、必ずしも半楕円形そ
のものである必要はなく、半楕円形に類似した形状であ
っても良い。例えば、図９に示す様に、幅方向中央部を
大きな曲率半径を有する第一曲面部２４とし、幅方向両
端部を小さな曲率半径を有する第二曲面部２５、２５と
し、両曲面部２４、２５同士を滑らかに連続させても、
断面が半楕円形である場合と同様の作用効果を得られ
る。但し、この様に半楕円形に類似した形状を採用する
場合でも、底部１３から最も突出した頂部に平坦部を持
たない事が必要である。
【００２４】更に、上記各突条２１、２１は、軸受カッ
プ１１ａの底部１３の内面１７に、それぞれが直径方向
内側から外側に亙って形成されていれば良く、必ずしも
放射方向に形成する必要はない。例えば図１０に示す様
に、各突条２１、２１を直径方向に対して傾斜させた
り、或は図１１に示す様に、各突条２１、２１を螺旋方
向に形成しても良い。
【００２５】
【考案の効果】本考案の自在継手用軸受カップは、以上
に述べた通り構成され作用するので、ジョイント角が極
く小さな自在継手に組み込んだ場合でも、十字軸の端面
と軸受カップの内面との潤滑を良好に保って、これら両
面間に働く摩擦力を十分に軽減できる。この為、自在継
手部分での動力損失を低く抑えると同時に、上記十字軸
及び軸受カップの耐久性向上を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本考案の軸受カップを、十字軸の端部及びニー
ドルと組み合わせた状態で示す断面図。
【図２】軸受カップの内面に形成した突条を、図１の上
方から見た図。
【図３】図２の拡大Ａ−Ａ断面図。
【図４】本考案による軸受カップの内面と十字軸の端面
との接触状態を示す部分拡大断面図。
【図５】図４のＢ部拡大図。
【図６】従来構造に於ける軸受カップの内面と十字軸の
端面との接触状態を示す部分拡大断面図。
【図７】隣り合う突条同士の間に存在し、潤滑油を保持
する凹部の容積の違いを説明する為の図で、（Ａ）は本
考案による形状を、（Ｂ）は好ましくない形状を、それ
ぞれ表している。
【図８】好ましくない突条の断面形状の２例を示す図。
【図９】好ましい突条の断面形状の別例を示す図。
【図１０】突条の平面形状の第２例を示す、図２と同様
の図。
【図１１】突条の平面形状の第３例を示す、図２と同様
の図。
【図１２】自在継手を組み込んだプロペラシャフトを示
す半部断面図。
【図１３】自在継手の分解斜視図。
【図１４】軸受カップに十字軸の端部を挿入した状態を
示す断面図。
【図１５】従来から知られた軸受カップの内面形状を示
す、図２と同様の図。
【図１６】従来から知られた十字軸の端面形状を示す
図。
【符号の説明】
１ プロペラシャフト ２ スリーブヨーク ３ 第一軸 ４ 第二軸 ５ 自在継手 ６ ゴムブッシュ ７ 第一のヨーク ８ 第二のヨーク ９ 十字軸 １０ 円孔 １１、１１ａ 軸受カップ １２ 円筒部 １３ 底部 １４ 突条 １５ ニードル １６ 端面 １７ 内面 １８ 小凹部 １９ 突条 ２０ 凹部 ２１ 突条 ２２ 凸部 ２３ａ、２３ｂ 凹部 ２４ 第一曲面部 ２５ 第二曲面部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 野村 康裕 神奈川県平塚市御殿１−22−４ わかば ハイツ２−101 (56)参考文献 特開 昭55−24243（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−133821（ＪＰ，Ａ) 実開 昭56−160321（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16D 3/40 - 3/41 F16C 19/46

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項１】 金属板により全体を一体の有底円筒状に
    造られて、円筒部と、この円筒部の一端を塞ぐ底部と、
    それぞれがこの底部の内面に直径方向内側から外側に亙
    って形成された複数の突条とを備え、これら各突条の断
    面形状を、楕円を長径方向に切断する事により得られる
    半楕円形、若しくはこの半楕円形に類似する、上記円筒
    部の円周方向に関して両端側部分に存在する曲率半径が
    小さな部分同士を、中間部で上記各突条の頂部に対応す
    る部分を含む部分に存在する曲率半径が大きな部分によ
    り滑らかに連続させた曲線により構成され、上記底部か
    ら最も突出した頂部に平坦部を持たない形状とした自在
    継手用軸受カップ。
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