JPH0514649U - Universal joint - Google Patents
Universal jointInfo
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- JPH0514649U JPH0514649U JP6887691U JP6887691U JPH0514649U JP H0514649 U JPH0514649 U JP H0514649U JP 6887691 U JP6887691 U JP 6887691U JP 6887691 U JP6887691 U JP 6887691U JP H0514649 U JPH0514649 U JP H0514649U
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ベアリングケース内面に小径のニードルロー
ラによる線接触の局部的な応力集中を生ずることなく、
応力集中を分散させることができ、従って、ベアリング
ケースの寿命を長くすることができるメインテナンスフ
リーのユニバーサルジョイントを得る。
【構成】 クロスピン軸部2の外面を截頭円錐形にし、
周方向にニードルローラ3を斜めにして配設した截頭円
錐形のケージ4をクロスピン軸部2の外側に嵌挿し、ケ
ージ4に配列したニードルローラ3とベアリングケース
5との間に、先細のテーパ付きの截頭円錐形内面及び円
筒形外面を有して斜め配列のニードルローラ3及びベア
リングケース5に摺動自在に接触するテーパブッシュ6
を介在させる。
(57) [Summary] [Purpose] Without causing local stress concentration on the inner surface of the bearing case due to line contact by a small diameter needle roller.
To obtain a maintenance-free universal joint that can disperse stress concentration and thus prolong the life of the bearing case. [Structure] The outer surface of the cross pin shaft portion 2 has a truncated cone shape,
A frustoconical cage 4 in which the needle rollers 3 are obliquely arranged in the circumferential direction is fitted and inserted into the outer side of the cross pin shaft portion 2, and a tapered taper is provided between the needle roller 3 arranged in the cage 4 and the bearing case 5. A taper bush 6 having a tapered frustoconical inner surface and a cylindrical outer surface and slidably contacting the needle roller 3 and the bearing case 5 in an oblique arrangement.
Intervene.
Description
【0001】[0001]
本考案は、クロスピンの4個の各軸部に、ニードルローラを収容するベアリン グケースを介して直径方向に対向する軸部対を、それぞれ駆動軸側ヨーク及び被 駆動軸側ヨークに回動自在に連結するユニバーサルジョイントに関するものであ る。 According to the present invention, a pair of shaft portions, which are diametrically opposed to each other through a bearing case accommodating a needle roller, are respectively rotatably attached to four shaft portions of a cross pin on a drive shaft side yoke and a driven shaft side yoke. It relates to universal joints to be connected.
【0002】[0002]
従来のこのようなユニバーサルジョイントにおいては、図3に示すように、ク ロスピン軸部20とベアリングケース30との間の周方向の環状ギャップにニードル ローラ40をクロスピン軸部の軸線にほぼ平行にして転動自在に直接配列していた 。 In such a conventional universal joint, as shown in FIG. 3, the needle roller 40 is arranged substantially parallel to the axis of the cross pin shaft portion in the annular gap in the circumferential direction between the cross pin shaft portion 20 and the bearing case 30. It was arranged directly so that it could roll freely.
【0003】[0003]
しかし、ユニバーサルジョイントの駆動側ヨーク50と被駆動側ヨーク51が例え ば、0〜5°の角度で互いに角度をなしてクロスピンの互いに直交するクロス軸 線の交点における中心軸線の周りに一方向に例えば、図3で矢印Aで示す方向に 回転駆動するとき、ベアリングケースとニードルローラとの間のクリアランスに より、ヨークのクロスピン収容孔軸線とクロス軸線とが一致せず、角度をなし、 従って、ヨーク50又は51に固着したベアリングケース30の特定の側面のクロスピ ン軸部20の先端部に対応する部分(図3で円Bで包囲した部分)にニードルロー ラ40が圧着するとともに、ヨーク50又は51が1回転するとき、ベアリングケース 30に対してクロスピン軸部20は+5°〜−5°の合計10°の角度にわたり周期 的に相対的に往復回転する。従って、このクロスピンとともに移動する半径の小 さいニードルローラ40はベアリングケース30に接触して+5°〜−5°の合計 10°の角度にわたり周期的に転動摺動することになる。 But, For example, the driving side yoke 50 and the driven side yoke 51 of the universal joint are For example, in one direction around the central axis line at the intersection of the cross axis lines of the cross pins that are orthogonal to each other and form an angle of 0 to 5 °. When rotating in the direction indicated by arrow A in FIG. 3, Due to the clearance between the bearing case and the needle roller, The cross pin housing hole axis of the yoke and the cross axis do not match, Make an angle, Therefore, While the needle roller 40 is pressure-bonded to the portion corresponding to the tip of the cross pin shaft portion 20 on a specific side surface of the bearing case 30 fixed to the yoke 50 or 51 (the portion surrounded by the circle B in FIG. 3), When the yoke 50 or 51 rotates once, The cross pin shaft portion 20 periodically reciprocates relative to the bearing case 30 over a total angle of 10 ° of + 5 ° to -5 °. Therefore, The needle roller 40 having a small radius that moves together with the cross pin comes into contact with the bearing case 30 and periodically rolls and slides over a total angle of 10 ° of + 5 ° to −5 °.
【0004】 このため、時間の経過とともに、半径の小さい(曲率の大きい)ニードルロー ラが線接触するベアリングケースの不連続な応力集中部分において、絶え間ない 僅かな角度の周期摺動が生ずることによってベアリングケース内面の耐摩耗層が 複数の条線状に剥離し、局部的に摩耗が急速に進み、ベアリングケースの破壊に つながる。For this reason, with the passage of time, continuous and periodic sliding of a slight angle occurs at the discontinuous stress concentration portion of the bearing case where the needle roller having a small radius (large curvature) makes line contact. The wear-resistant layer on the inner surface of the bearing case peels off into multiple striations, leading to rapid local wear and destruction of the bearing case.
【0005】 従って、本考案の目的は、ベアリングケース内面に小径のニードルローラによ る線接触の局部的な応力集中を生ずることなく、応力集中を分散させることがで き、従って、ベアリングケースの寿命を長くすることができるメインテナンスフ リーのユニバーサルジョイントを得るにある。Therefore, an object of the present invention is to disperse stress concentration on the inner surface of the bearing case without causing local stress concentration due to line contact by a small diameter needle roller, and thus It is to get a universal joint of maintenance free that can prolong the life.
【0006】[0006]
この目的を達成するため、本考案によるユニバーサルジョイントは、クロスピ ン軸部の外面を截頭円錐形にし、周方向に前記ニードルローラを斜めにして配設 した截頭円錐形のケージを前記クロスピン軸部の外側に嵌挿し、このケージに配 列したニードルローラと前記ベアリングケースとの間に、先細のテーパ付きの截 頭円錐形内面及び円筒形外面を有して前記斜め配列のニードルローラ及びベアリ ングケースに摺動自在に接触するテーパブッシュを介在させたことを特徴とする 。 In order to achieve this object, the universal joint according to the present invention has a truncated cone-shaped cage in which the outer surface of the cross pin shaft portion is frusto-conical and the needle rollers are obliquely arranged in the circumferential direction. Between the needle roller and the bearing case, which are fitted on the outside of the cage and arranged in the cage, and the tapered cone-shaped inner surface of the truncated cone and the outer surface of the cylinder are arranged in the oblique arrangement. It is characterized by interposing a taper bush that slidably contacts the casing.
【0007】[0007]
本考案のこの構成によれば、ユニバーサルジョイントの駆動側と被駆動側が例 えば、0〜5°の角度で互いに角度をなしてクロスピンの互いに直交するクロス 軸線の交点における中心軸線の周りに一方向に回転駆動してベアリングケースに 対してクロスピンが+5°〜−5°の合計10°の角度にわたり周期的に相対回 転するとき、ニードルローラによる複数個の局部的な線接触応力集中を受けるの は、テーパ内面を有するテーパブッシュであり、ベアリングケースはニードルロ ーラによる複数個の局部的線接触応力集中を受けない。 According to this construction of the present invention, the driving side and the driven side of the universal joint are unidirectional about the central axis at the intersection of the crossing axes of the cross pins, which form an angle of 0 to 5 ° with each other. When the cross pin is rotated relative to the bearing case periodically relative to the bearing case over a total angle of + 5 ° to -5 °, a plurality of local line contact stress concentrations due to the needle roller are applied. Is a taper bush having a taper inner surface, and the bearing case is not subjected to a plurality of local line contact stress concentrations due to the needle roller.
【0008】 更に、クロスピンがベアリングケースに対して+5°〜−5°の合計10°の 角度にわたり周期的に相対回転する際、傾斜させてケージに配設したニードルロ ーラのクロスピン軸部の軸線に平行な方向に対する傾斜の開きの方向とは反対方 向にクロスピン軸部が回転するとき、この方向の回転の後半においてローラがク ロスピンとテーパブッシュとの間に挟まれて動かなくなり、このテーパブッシュ はクロスピン及びニードルローラを担持するケージと一緒にその外側のベアリン グケースに対して相対的に摺動回転する。Further, when the cross pin periodically rotates relative to the bearing case over a total angle of + 5 ° to −5 °, which is a total of 10 °, the axis of the cross pin shaft portion of the needle roller tilted and arranged in the cage. When the cross-pin shaft rotates in the direction opposite to the direction of the opening of the inclination parallel to the direction parallel to, the roller is pinched between the cross pin and the taper bush in the latter half of the rotation in this direction, and this taper The bush, together with the cage carrying the cross pins and needle rollers, slides relative to the outer bearing case.
【0009】 逆に、ニードルローラのクロスピン軸部の軸線に平行な方向に対する傾斜の開 きの方向にクロスピン軸部が回転するとき、この方向の回転の全行程においてロ ーラはクロスピンとテーパブッシュとの間に挟まらず、ニードルローラはブッシ ュに対して転動し、クロスピン及びニードルローラを担持するケージはテーパブ ッシュに対して相対回転する。このときテーパブッシュは外側のベアリングケー スに対して相対回転せず、静止した状態を維持する。On the contrary, when the cross pin shaft portion rotates in the direction of the opening which is inclined with respect to the direction parallel to the axis line of the cross pin shaft portion of the needle roller, the roller includes the cross pin and the taper bush in the entire stroke of the rotation in this direction. , The needle roller rolls with respect to the bush, and the cage carrying the cross pin and the needle roller rotates relative to the tapered bush. At this time, the taper bush does not rotate relative to the outer bearing case, but remains stationary.
【0010】 従って、ベアリングケースの特定の側面のクロスピン軸部の先端部の部分に対 してニードルローラがベアリングケースに対して例えば、+5°〜−5°の合計 10°の角度にわたり周期的に相対的に往復回転するとしても、或る一方向の回 転の極く一部の僅かな角度のみにわたり、ニードルローラのかみつきによってテ ーパブッシュの回転を生じ、テーパブッシュはクロスピン/ニードルローラケー ジ及びベアリングケースに対して段進回転し、このことによりブッシュ及びベア リングケースに対してニードルローラによる線接触の局部的な応力集中を生ずる ことなく、応力集中を分散させることができる。Therefore, the needle roller periodically with respect to the tip portion of the cross pin shaft portion on the specific side surface of the bearing case with respect to the bearing case, for example, over a total angle of 10 ° of + 5 ° to −5 °. Even if they rotate reciprocally, the taper bush rotates due to the biting of the needle roller over only a small angle of a part of the rotation in one direction. The bearing is rotated stepwise with respect to the bearing case, so that the stress concentration can be dispersed without causing local stress concentration in the line contact by the needle roller with respect to the bush and the bearing case.
【0011】[0011]
次に、図面につき本考案の好適な実施例を説明する。 Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
【0012】 図1は、本考案によるユニバーサルジョイントのクロスピン1のクロスピン軸 部2の部分の部分縦断面を示す。本考案によれば、クロスピン軸部2の外面は、 僅かに先細のテーパを有する截頭円錐形にする。クロスピン軸部2の周囲に、ニ ードルローラ3を斜めにして配設したクロスピン外面の先細テーパに対応するテ ーパを有する截頭円錐形のニードルローラケージ4を嵌挿する。本考案によれば 、クロスピン軸部/ニードルローラケージ組立体とベアリングケース5との間の 環状ギャップに、クロスピン外面の先細テーパに対応するテーパの截頭円錐形の 内面を有しかつ外面が円筒形のテーパブッシュ6を介在させる。FIG. 1 shows a partial longitudinal section of a cross pin shaft portion 2 of a cross pin 1 of a universal joint according to the present invention. According to the present invention, the outer surface of the cross pin shank 2 is frusto-conical with a slightly tapered taper. A frustoconical needle roller cage 4 having a taper corresponding to the taper of the outer surface of the cross pin, in which the needle roller 3 is obliquely disposed, is fitted around the cross pin shaft portion 2. According to the present invention, the annular gap between the cross pin shaft / needle roller cage assembly and the bearing case 5 has a tapered frustoconical inner surface corresponding to the tapered taper of the outer surface of the cross pin, and the outer surface is cylindrical. The tapered bush 6 of the shape is interposed.
【0013】 更に、従来のクロスピン軸部/ベアリングケースと同様に、ベアリングケース 5の頂面とクロスピン軸部2の頂端面との間にはスラストワッシャ7を介挿し、 ベアリングケース5の環状端縁とクロス軸部2の首部との間にはオイルシール8 を設ける。Further, similarly to the conventional cross pin shaft portion / bearing case, a thrust washer 7 is inserted between the top surface of the bearing case 5 and the top end surface of the cross pin shaft portion 2 to form an annular edge of the bearing case 5. An oil seal 8 is provided between the cross shaft 2 and the neck of the cross shaft 2.
【0014】 図2には、ニードルローラ/ケージ組立体の一部切除した側面図(a)及びこ の側面図のb−b線上の拡大断面図(b)を示す。FIG. 2 shows a partially cutaway side view (a) of the needle roller / cage assembly and an enlarged sectional view (b) taken along the line bb of the side view.
【0015】 クロスピン1がベアリングケース5に対して+5°〜−5°の合計10°の角 度にわたり周期的に相対回転する際、傾斜させてケージ4に配設したニードルロ ーラ3のクロスピン軸部1の軸線に平行な方向に対する傾斜の開きの方向αとは 反対方向即ち矢印Aの方向にクロスピン軸部2が回転するとき、この方向の回転 の後半においてニードルローラ3がクロスピン軸部2とテーパブッシュ6との間 に挟まれて動かなくなり、このテーパブッシュ6はクロスピン軸部1及びニード ルローラ3を担持するケージ4と一緒にその外側のベアリングケース5に対して 相対的に摺動回転する。When the cross pin 1 periodically rotates relative to the bearing case 5 over a total angle of + 5 ° to −5 °, which is a total of 10 °, the cross pin shaft of the needle roller 3 tilted and arranged in the cage 4. When the cross pin shaft portion 2 rotates in the direction opposite to the opening direction α of the inclination with respect to the direction parallel to the axis of the portion 1, that is, in the direction of the arrow A, the needle roller 3 moves to the cross pin shaft portion 2 in the latter half of the rotation in this direction. The taper bush 6 is pinched between the taper bush 6 and does not move, and the taper bush 6 is slidably rotated together with the cage 4 carrying the cross pin shaft portion 1 and the need roller 3 with respect to the bearing case 5 on the outside thereof. .
【0016】 逆に、ニードルローラ3のクロスピン軸部2の軸線に平行な方向に対する傾斜 の開きの方向α即ち、矢印Aとは反対方向にクロスピン軸部2が回転するとき、 この方向の回転の全行程においてニードルローラ3はクロスピン軸部2とテーパ ブッシュ6との間に挟まらず、ニードルローラ3はテーパブッシュ6に対して転 動し、クロスピン1及びニードルローラ3を担持するケージ4はテーパブッシュ 6に対して相対回転する。このときテーパブッシュ は外側のベアリングケース 5に対して相対回転せず、静止した状態を維持する。On the contrary, when the cross pin shaft portion 2 rotates in the direction α of the opening which is inclined with respect to the direction parallel to the axis of the cross pin shaft portion 2 of the needle roller 3, that is, in the direction opposite to the arrow A, the rotation in this direction In the entire process, the needle roller 3 is not sandwiched between the cross pin shaft portion 2 and the taper bush 6, the needle roller 3 rolls with respect to the taper bush 6, and the cage 4 carrying the cross pin 1 and the needle roller 3 is tapered. It rotates relative to the bush 6. At this time, the taper bush does not rotate relative to the outer bearing case 5, but remains stationary.
【0017】 従って、ベアリングケース5の特定の側面のクロスピン軸部2の先端部の部分 に対してニードルローラ3がベアリングケース5に対して例えば、+5°〜−5 °の合計10°の角度にわたり周期的に相対的に往復回転するとしても、或る一 方向の回転の極く一部の僅かな角度のみにわたり、ニードルローラ3のかみつき によってテーパブッシュ6の回転を生じ、テーパブッシュ6はクロスピン/ニー ドルローラケージ4及びベアリングケース5に対して段進回転し、このことによ りテーパブッシュ6及びベアリングケース5に対してニードルローラ3による線 接触の局部的な応力集中を生ずることなく、応力集中を分散させることができる 。Therefore, the needle roller 3 with respect to the tip portion of the cross pin shaft portion 2 on a specific side surface of the bearing case 5 extends from the bearing case 5 over a total angle of 10 °, for example, + 5 ° to −5 °. Even if the rollers relatively cyclically reciprocally rotate, the taper bush 6 rotates due to the biting of the needle roller 3 over only a slight angle of a very small part of the rotation in a certain direction. The needle roller 3 is stepwise rotated with respect to the needle roller cage 4 and the bearing case 5, so that the taper bush 6 and the bearing case 5 do not generate local stress concentration on the line contact by the needle roller 3 and generate stress. You can disperse your concentration.
【0018】[0018]
以上説明したように、駆動軸側と被駆動側とが角度αをなしてクロスピンを介 して回転駆動力を伝達するときクロスピンのクロス軸線がヨークのベアリングケ ースの軸線に対して角度をなし、クロスピンの先端の特定の側面がベアリングケ ース内面を押圧するため、ベアリングケース内面には応力集中部分が発生し、更 にヨークが一回転するときクロスピンがベアリングケースに対して角度2αの範 囲にわたり往復周期摺動するため、軸の高速回転ではクロスピンの先端の特定の 側面の高速の往復周期摺動により激しい磨耗に晒される。しかし、本考案によれ ば、ベアリングケースに接触するのは小径のニードルローラではなく、大径のテ ーパブッシュであり、応力集中はベアリングケースの広い範囲に分散されるとと もに、一方向の回転の極く一部の僅かな角度のみにわたり、ニードルローラのか みつきによってテーパブッシュのベアリングケースに対する回転を生ずるだけで 戻りの回転摺動はなく、従って、ケーパブッシュはベアリングケースに対して往 復周期摺動は生ずることがなく、ベアリングケースに対して微小角度ずつ一方向 に段進するため、磨耗度は極めて少なくなる。よって、従来のベアリングケース 内面の破壊局部を分散させることができ、ベアリングケースの寿命を飛躍的に伸 ばすことができ、メインテナンスフリーをもたらすことができる。 As described above, when the drive shaft side and the driven side form an angle α and the rotational drive force is transmitted through the cross pin, the cross axis of the cross pin forms an angle with the axis of the bearing case of the yoke. None, a certain side surface of the tip of the cross pin presses the inner surface of the bearing case, so a stress concentration part occurs on the inner surface of the bearing case, and when the yoke makes one rotation, the cross pin makes an angle of 2α with respect to the bearing case. Since it reciprocates cyclically over a wide range, high-speed rotation of the shaft exposes it to severe wear due to high-speed reciprocal cyclic sliding on a specific side surface of the cross pin tip. According to the present invention, however, it is not the small diameter needle roller that makes contact with the bearing case but the large diameter taper bush, so that the stress concentration is distributed over a wide range of the bearing case and the unidirectional movement is performed. Only for a small angle of rotation, the engagement of the needle roller causes rotation of the taper bush with respect to the bearing case, and there is no return rotary sliding, so the caper bush moves back and forth with respect to the bearing case. Since no sliding occurs and the bearing case is advanced in one direction at a minute angle, the degree of wear is extremely small. As a result, it is possible to disperse the fractured local parts on the inner surface of the conventional bearing case, dramatically extend the life of the bearing case, and provide maintenance-free operation.
【図1】本考案によるユニバーサルジョイントのクロス
ピン軸部の部分の一部断面とする拡大側面図である。FIG. 1 is an enlarged side view showing a partial cross section of a cross pin shaft portion of a universal joint according to the present invention.
【図2】(a)は、本考案によるユニバーサルジョイン
トのテーパ付きニードルローラケースの一部切除した側
面図であり、(b)は、ニードルローラの拡大部分横断
面図である。2A is a partially cutaway side view of a tapered needle roller case of a universal joint according to the present invention, and FIG. 2B is an enlarged partial cross-sectional view of the needle roller.
【図3】従来のユニバーサルジョイントの一部断面とす
る側面図である。FIG. 3 is a side view showing a partial cross section of a conventional universal joint.
1 クロスピン 2,20 クロスピン軸部 3,40 ニードルローラ 4 ニードルローラケージ 5,30 ベアリングケース 6 テーパブッシュ 7 スラストワッシャ 8 オイルシール 50,51 ヨーク 1 Cross pin 2,20 Cross pin shaft 3,40 Needle roller 4 Needle roller cage 5,30 Bearing case 6 Taper bush 7 Thrust washer 8 Oil seal 50,51 Yoke
Claims (1)
ーラを収容するベアリングケースを介して直径方向に対
向する軸部対を、それぞれ駆動軸側ヨーク及び被駆動軸
側ヨークに回動自在に連結するユニバーサルジョイント
において、クロスピン軸部の外面を截頭円錐形にし、周
方向に前記ニードルローラを斜めにして配設した截頭円
錐形のケージを前記クロスピン軸部の外側に嵌挿し、こ
のケージに配列したニードルローラと前記ベアリングケ
ースとの間に、先細のテーパ付きの截頭円錐形内面及び
円筒形外面を有して前記斜め配列のニードルローラ及び
ベアリングケースに摺動自在に接触するテーパブッシュ
を介在させたことを特徴とするユニバーサルジョイン
ト。1. A pair of shafts, which are diametrically opposed to each other through a bearing case accommodating a needle roller, are respectively rotatable on four shafts of a cross pin on a drive shaft side yoke and a driven shaft side yoke. In the universal joint to be connected to, the outer surface of the cross pin shaft portion is frusto-conical, and the frusto-conical cage in which the needle rollers are arranged obliquely in the circumferential direction is fitted and inserted on the outside of the cross pin shaft portion. A taper having a tapered tapered frustoconical inner surface and a cylindrical outer surface between the needle roller arranged in a cage and the bearing case, and slidably contacting the needle roller and the bearing case in the oblique arrangement. A universal joint characterized by a bush.
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JP1991068876U JP2551827Y2 (en) | 1991-08-05 | 1991-08-05 | Universal joint |
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