JP4121403B2 - 十字軸継手 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、十字軸継手に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両等の動力伝達部分で、2つの軸体を傾動自在に連結するのに十字軸継手が使用されている。この十字軸継手は、十字軸と、この十字軸の4つの軸部にそれぞれ設けられる4つの転がり軸受とを含むものである。転がり軸受は、通常、ころ軸受であって、複数の針状ころと、外輪カップ等からなる。
【0003】
従来の十字軸継手には、前記の外輪カップが、ヨークを介さずに、対応する軸体の端部に直接、固着されるものがある(特許文献1参照)。具体的には、4つの外輪カップのうち、180度対向する2つの外輪カップは、一方の軸体の端部にキーとキー溝とにより回転方向一体とされた上で、ボルトにより固着される。他の2つの外輪カップも、同様の仕方で、他方の軸体の端部に固着される。
【0004】
【特許文献1】
特開昭63−303227号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記特許文献1に記載されているような十字軸継手では、外輪カップの強度の向上と加工工程の簡略化のために、外輪カップを型鍛造で概略形状を成形するのが一般的である。外輪カップは、この鍛造の後、内部の外輪軌道面が研磨等により高精度に仕上げ加工されるが、側面、外周面等の外面は、仕上げ加工を施さないで、鍛造面のまま残している。そのため、各外輪カップ毎に重量に違いが生じている。
【0006】
従来は、十字軸継手のメーカー側において、十字軸継手を軸体に組み込む。そして、十字軸継手と軸体との組み立て体をバランシングマシンにかけて、全体のバランスを検出し、その結果に応じて軸体にバランスピースを取り付ける等してバランス調整を行った後、客先に出荷している。
【0007】
しかしながら、ユーザー等の客先で、十字軸継手のみを交換した場合は、その十字軸継手を含む組み立て体の全体について、あらためてバランスを検出し、調整する必要性が生じる。しかし、客先にはバランシングマシンが保有されていないのが普通であるから、全体のバランス調整ができない。そこで、客先では、十字軸継手を交換した組み立て体をメーカー側に送り返して、バランス調整してもらうしかなく、面倒な手間と余計な費用がかかる。
【0008】
本発明は、上記のような従来の問題点に対処したもので、容易にバランス調整が行えるようにすることを課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述した課題を達成するために、傾動自在に連結すべき2つの軸体の端部間に配置される十字軸と、この十字軸の4つの軸部にそれぞれ設けられる転がり軸受の外輪カップとを備え、前記外輪カップに、バランスウェイト用の取り付け部として、外輪カップの外面から内部に凹入する、ほぼ一定内径の取り付け孔が形成され、この取り付け孔内に、他の外輪カップとのバランスをとるための棒状のバランスウェイトが挿入されている。
【0010】
上記構成の十字軸継手において、バランスの調整をするには、まず、180度対向する2つの外輪カップについて、それぞれの重量を計測したうえで、その計測結果に基づいてバランスウェイトの重量を調整し、これらのバランスウェイトを、互いに対応する外輪カップの取り付け部である取り付け孔にそれぞれ挿入すればよい。これで、180度対向する2つの外輪カップの重量が同一となり、2つの外輪カップの静的バランスがとれる。他の180度対向する2つの外輪カップについても、同様な手順で、バランス調整を行えばよい。以上のようにして、上記構成の十字軸継手では、継手自体で静的バランスがとれる。したがって、十字軸継手を軸体に組み込んだ上で、その組み立て体の全体をバランシングマシンにかけなくても、バランス調整が可能で、ユーザーにおいて十字軸継手を交換して支障なく使用できる。
【0011】
特に、外輪カップを直接、軸体に取り付けるタイプの十字軸継手では、外輪カップが十字軸の各軸部の軸端にあって、しかも重量のあるブロックとなっているから、その回転モーメントが大きい。このような回転モーメントが大きい外輪カップについて重量のバランスがとれていると、この十字軸継手を軸体に組み込んだ組み立て体の全体についても、バランスに大きなずれはない。したがって、十字軸継手と軸体との組み立て体全体のバランス調整は、微調整で済む。
【0012】
しかも、バランスウェイト用の取り付け部として、外輪カップに、その外面から内部に凹入する、ほぼ一定内径の取り付け孔が形成され、この取り付け孔内に、棒状のバランスウェイトが挿入される構成としているから、取り付け孔自体の形成が容易で、加工工程に負担をかけずに実施できる。また、バランスウェイトは棒状であるから、これを適当な長さで切断することで、重量の調整が容易にできる。さらに、バランスウェイトは、外輪カップの内部に深く入り込むことになるので、脱落しにくい。
【0013】
次に、本発明の他の構成では、十字軸継手が、外輪カップを直接、軸体に取り付けるタイプであって、外輪カップは、一方の軸体の端部に形成されたキー溝に対応して、径方向に沿って突出するキー部を備え、このキー部に、バランスウェイト用の取り付け部として、キー部の径方向内端からキー部の長さ方向に沿って凹入するねじ孔が形成され、このねじ孔内に、棒状のバランスウェイトが挿入されて、該ねじ孔に螺合するプラグにより固定される構成とされている。
【0014】
この構成では、外輪カップにねじ孔を形成するだけであるから、加工が簡単なもので済み、しかも、バランスウェイトは棒状で重量調整が容易にできるほか、動力の伝達時、遠心力がバランスウェイトをねじ孔の奥部に押し込むように作用するから、バランスウェイトが遠心力により飛び出すおそれがなく、確実にねじ孔内に保持される。
【0015】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を図面に基づいて説明すると、図1ないし図3は、本発明の一実施形態を示すもので、図1は、一実施形態に係る十字軸継手の斜視図で、一部分解して示している。図2は、図1の十字軸継手の正面図で、十字軸の各軸部に設けられる外輪カップのうち、1つの外輪カップを断面して示し、他の外輪カップは鎖線で外形のみを示している。図3は、図2の(3)−(3)線での断面図である。
【0016】
これらの図において、符号1は十字軸継手の全体を示し、2および3は、この十字軸継手1により傾動自在に連結される軸体で、2が第1軸体、3が第2軸体である。十字軸継手1は、十字軸4と、この十字軸4の4つの軸部41A,41B,41C,41D(41と総称)に設けられる4つのころ軸受5A,5B,5C,5D(5と総称)とを含むものである。これらのころ軸受5は、いずれも十字軸4の4つの軸部41をそれぞれ内輪とするもので、複数の針状ころ6と、スラストブッシュ7と、外輪カップ8A,8B,8C,8D(8と総称)とを含んで構成されている。なお、4つのころ軸受5は、互いに同じ構成のものであるので、図面には、一部のころ軸受5A,5Dについて、内部の部材を示している。
【0017】
外輪カップ8は、正面視で扇形のブロックで、型鍛造により成形されている。この外輪カップ8の扇形の張り出し部には、ボルト用の挿通孔9が形成されるとともに、対応する軸体2,3と向き合う面部には、径方向に沿って突出したキー部10が形成されている。
【0018】
一方、各軸体2,3の端部には、外輪カップ8に対応して、扇形で外輪カップ8側に突出した取り付け座11,12が設けられている。一方の取り付け座11は、第1軸体2の端部に互いに180度対向するよう設けられたものであり、これら2つの取り付け座11,11は、4つの外輪カップ8のうち、互いに180度対向する2つの外輪カップ8A,8Bに対応している。他方の取り付け座12は、第2軸体3の端面に設けられたものであり、他の2つの外輪カップ8C,8Dに対応している。
【0019】
各取り付け座11,12には、その扇形の張り出し領域にねじ孔13が形成されるとともに、その中央部に径方向のキー溝14が形成されている。各取り付け座11,12に、それぞれ対応する外輪カップ8を接合させた状態では、キー溝14に外輪カップ8のキー部10が嵌合し、ねじ孔13は、外輪カップ8の挿通孔9が合致する。符号15は、外輪カップ8の挿通孔9を通じて、軸体2,3の取り付け座11,12のねじ孔13に螺合されるボルトで、このボルト15により、外輪カップ8は、対応する軸体2,3の取り付け座11,12に一体回転するよう固着される。
【0020】
前記の各外輪カップ8には、他の外輪カップ8とのバランス調整用のバランスウェイト16が設けられている。具体的には、図1では外輪カップ8Dについて、図3では外輪カップ8A,8Bについてそれぞれ示すように、各外輪カップ8のキー部10に、前記バランスウェイト16の取り付け部として、キー部10の径方向内端からキー部10の長さ方向に沿って凹入するねじ孔17が形成されている。バランスウェイト16は、ここでは棒状で、ねじ孔17内に挿入されている。そして、ねじ孔17内に、埋め込み型のプラグ18を螺挿することで、バランスウェイト16はねじ孔17内に固定されている。
【0021】
図1および図3で図示されない他の外輪カップ8のキー部10にも、同様のねじ孔17が形成されて、そのねじ孔17に棒状のバランスウェイト16が挿入され、埋め込み型のプラグ18により固定されている。なお、図2および図3において、符号19は、ころ軸受5の開放側のシール、20は、十字軸4の軸部41の内部に形成された給油路である。
【0022】
上記構成の十字軸継手1において、外輪カップ8が型鍛造で成形されて、外面が仕上げ加工されない鍛造面のままであると、各外輪カップ8毎に重量に違いが生じるが、バランスウェイト16によりバランス調整ができる。
【0023】
バランスウェイト16を用いてバランス調整をするには、まず、180度対向する2つの外輪カップ8、たとえば外輪カップ8A,8Bについて、バランスウェイト16を除いたそれぞれの重量を計測したうえで、その計測結果に基づいてバランスウェイト16の重量を調整する。重量の調整には、バランスウェイト16が棒状なので、これを適当な長さで切断すればよい。重量調整したバランスウェイト16は、それぞれ対応する外輪カップ8のキー部10にあるねじ孔17に挿入し、プラグ18によりねじ孔17内に固定する。これで、180度対向する2つの外輪カップ8A,8Bの重量が同一となり、2つの外輪カップ8A,8Bの間で静的バランスがとれる。他の180度対向する2つの外輪カップ8C,8Dについても、同様な手順で、バランス調整を行えばよい。
【0024】
以上のようにして、上記構成の十字軸継手1では、継手自体で静的バランスがとれる。したがって、十字軸継手1を軸体2,3に組み込んだ上で、その組み立て体の全体をバランシングマシンにかけなくても、バランス調整が可能で、ユーザーにおいて十字軸継手を交換して支障なく使用できる。
【0025】
しかも、外輪カップ8は、重量のあるブロックであって、十字軸4の各軸端にあるから、その回転モーメントが大きい。このような外輪カップ8について静的バランスがとれていると、この十字軸継手1を軸体2,3に組み込んだ組み立て体の全体についても、ほぼバランスがとれていると見てよい。そのため、十字軸継手1と軸体2,3との組み立て体全体のバランス調整は、微調整で済む。
【0026】
このほか、バランスウェイト16の取り付け部としてのねじ孔17は、形成が容易で、加工工程に負担をかけずに実施できる。また、バランスウェイト16は棒状であるから、これを適当な長さで切断することで、重量の調整が容易にできる。
【0027】
さらに、動力の伝達時には遠心力が、バランスウェイト16をねじ孔17の奥部に押し込むように作用するから、バランスウェイト16が遠心力により飛び出すおそれがなく、確実にねじ孔17内に保持される。
【0028】
また、バランスウェイト16の取り付け部としてのねじ孔17は、外輪カップ8の本体部から突出しているキー部10に設けられているので、ねじ孔17により外輪カップ8の強度を低下させることがない。
【0029】
なお、バランスウェイト用の取り付け部は、上記実施形態のねじ孔17に限定されず、角型の凹部でもよく、また、バランスウェイトの形状も棒状でも板状でもよく、要するに、外輪カップ8のいずれかの部位にバランスウェイト16を取り付けることができればよい。たとえば、上記実施形態でのバランスウェイト用の取り付け部としてのねじ孔17は、前記の形状に限らず、外輪カップ8のキー部10に、その径方向外端からキー部10の長さ方向に沿って凹入する形に形成してもよい。
【0030】
また、外輪カップ8の扇形の張り出し部分に、バランスウェイト用の取り付け部として、ボルト15の挿通孔9と平行のねじ孔、もしくは雌ねじのない円孔を形成して、この孔内に棒状のバランスウェイト16を挿入するようにしてもよい。バランスウェイト用の取り付け孔がねじ孔である場合は、このねじ孔に螺合するボルト等の雄ねじで、バランスウェイトをねじ孔内に固定してもよいし、バランスウェイト自体を雄ねじ体として、ねじ孔内にねじ込んでもよい。取り付け孔が、雌ねじのない円孔である場合は、この孔内にバランスウェイトを圧入することで、該孔内に固定してもよい。
【0031】
上記のように、バランスウェイトの取り付けに、外輪カップ8の扇形の張り出し部分を利用する場合は、キー部10の両側にある張り出し部分のそれぞれにねじ孔等の孔を設けて、これらの孔にバランスウェイト16を振り分けて保持させることが望ましい。なお、外輪カップ8の張り出し部分を利用して、その厚み内にバランスウェイトを設けると、各外輪カップ8に設けたバランスウェイトは、十字軸4の中心部を囲む位置にほぼ揃って位置することになり、全体のバランスがとりやすい。
【0032】
このほか、本発明は、外輪カップ8を直接、軸体2,3に取り付けるタイプの十字軸継手1に限らず、外輪カップがヨーク、もしくは軸体の端部に一体に形成されたヨーク状の部分を介して軸体に取り付けられるタイプの十字軸継手にも実施することができる。また、十字軸4の各軸部41には、針状ころを有するころ軸受以外の転がり軸受を設けてもよい。
【0033】
【発明の効果】
本発明によれば、180度対向する2つの外輪カップにそれぞれ所要の重量のバランスウェイトを取り付けることにより、対向する2つの外輪カップの重量を同一にして、継手全体の静的バランスがとることができる。したがって、十字軸継手を軸体に組み込んだ上で、その組み立て体の全体をバランシングマシンにかけるまでもなく、バランシングマシンを有しないユーザーにおいても、容易にバランス調整ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る十字軸継手の斜視図で、一部分解して示している。
【図2】図1の十字軸継手の正面図で、外輪カップの1つを断面で示し、他の外輪カップは鎖線で外形のみを示している。
【図3】図2の(3)−(3)線での断面図。
【符号の説明】
1 十字軸継手
2 第1軸体
3 第2軸体
4 十字軸
41(41A,41B,41C,41D) 十字軸の軸部
5(5A,5B,5C,5D) ころ軸受
8(8A,8B,8C,8D) 外輪カップ
10 キー部
14 キー溝
16 バランスウェイト
17 ねじ孔(バランスウェイト用取り付け部)
18 プラグ
Claims (2)
- 傾動自在に連結すべき2つの軸体の端部間に配置される十字軸と、この十字軸の4つの軸部にそれぞれ設けられる転がり軸受の外輪カップとを備え、
前記外輪カップに、バランスウェイト用の取り付け部として、外輪カップの外面から内部に凹入する、ほぼ一定内径の取り付け孔が形成され、この取り付け孔内に、他の外輪カップとのバランスをとるための棒状のバランスウェイトが挿入されていることを特徴とする十字軸継手。 - 傾動自在に連結すべき2つの軸体の端部間に配置される十字軸と、この十字軸の4つの軸部にそれぞれ設けられる転がり軸受の外輪カップとを備え、
前記外輪カップは、一方の軸体の端部に形成されたキー溝に対応して、径方向に沿って突出するキー部を備え、
このキー部に、バランスウェイト用の取り付け部として、キー部の径方向内端からキー部の長さ方向に沿って凹入するねじ孔が形成され、このねじ孔内に、他の外輪カップとのバランスをとるための棒状のバランスウェイトが挿入されて、該ねじ孔に螺合するプラグにより固定されていることを特徴とする十字軸継手。
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