ユニバーサルジョイント
【課題】 ヨーク部材をコンパクトに維持しつつ、十字型スパイダの軸を大径化して、強度及びベアリング容量を大きくできるユニバーサルジョイントを提供する。
【解決手段】 十字型スパイダ２を用いるユニバーサルジョイント２１において、第１ヨーク２２及び第２ヨーク２７の各二又腕２３、２４、２８、２９の内側先端から各軸受孔２５、２６、３０、３１にいたる溝３２を設けたことを特徴とする。
【解決手段】 十字型スパイダ２を用いるユニバーサルジョイント２１において、第１ヨーク２２及び第２ヨーク２７の各二又腕２３、２４、２８、２９の内側先端から各軸受孔２５、２６、３０、３１にいたる溝３２を設けたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等に使用されるユニバーサルジョイントに係り、特にヨーク部材をコンパクトに維持しつつ、十字型スパイダの軸部を大径化して、強度及びベアリング容量を大きくする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の動力伝達部に用いられる十字型スパイダを使用したユニバーサルジョイントは、図１に示されるものが知られている。このユニバーサルジョイント１は、軸受孔８、９が形成された二又腕６、７を有する第１ヨーク５と、同様に軸受孔１３、１４が形成された二又腕１１、１２を有する第２ヨーク１０と、第１ヨーク５と第２ヨーク１０の各軸受孔８、９、１３、１４に挿入される軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを有する十字型スパイダ２（図２に示す。）と、十字型スパイダ２の各軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに嵌合し、かつ各軸受孔８、９、１３、１４内に止め輪１９にて固定された有底円筒形状の軸受１５、１６、１７、１８とを有し、上記構成により、第１ヨーク５と第２ヨーク１０とは十字型スパイダ２を介して一体的にされている。
【０００３】
そして、このようなユニバーサルジョイント１の組み立ては以下のように行われる。まず第１ヨークと第２ヨークと十字軸スパイダの仮組み込みは、図３に示すように、十字型スパイダの一方の軸３ａを例えば第１ヨーク５の一方の腕７の軸受孔９内に内側から挿入し、次に十字軸スパイダの前記軸３ａと１８０度対向の軸３ｃを、前記第１ヨークの他方の腕６の軸受孔８に挿入する。同様の作業にて、十字型スパイダの残りの１８０度対向する軸３ｂ、３ｄを、第２ヨークの二又腕１１、１２の軸受孔１３、１４に挿入する。次に前記各ヨークの各二又腕６、７、１１、１２の各軸受孔８、９、１３、１４の外側から有底円筒形状の軸受け１５、１６、１７、１８を、軸受孔８、９、１３、１４内に挿入し、十字型スパイダ２の各軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに嵌合させる。最後に、前記軸受け１５、１６、１７、１８が外部に抜け出さないように、外周面に形成された円周溝２０に止め輪１９をはめ込み、軸受孔８、９、１３、１４内に固定する。なお、有底円筒形状の軸受け１５、１６、１７、１８にはニードル、シールが組み付けられるが、本願発明の内容と無関係であるため、詳細は省略する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなユニバーサルジョイント１において、強度及びベアリング容量を大きくするためには、図２に示す十字型スパイダ２の各軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの径を大きくする必要があるが、軸径を大きくすると、たとえば図３に示すように軸３ｃが二又腕６の内側先端部６ａに、あるいは図２に示す各軸の根元部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが、例えば図３に示す軸受孔９の内側縁部９ａに干渉して組み込みができない問題が生じることがある。（強度を大きくするためには、根元部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄも、軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの大径化に伴い大きくする必要がある。）そのため、各ヨーク部材５、１０に関しても寸法を大きくする必要があり、重量の増加や大きな搭載スペースが必要となるなどの問題がある。
【０００５】
本発明は、ヨーク部材をコンパクトに維持しつつ、十字型スパイダの軸を大径化して、強度及びベアリング容量を大きくできるユニバーサルジョイントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する手段として、十字型スパイダと、このスパイダの各軸が挿入される軸受孔を有する二又腕が形成された第１ヨークと第２ヨークと、前記スパイダの各軸に嵌合され、かつ前記第１ヨークと前記第２ヨークの各軸受孔に固定された有底円筒形状の軸受とを具備するユニバーサルジョイントにおいて、第１ヨーク及び第２ヨークの各二又腕の内側に先端から軸受孔にいたる溝を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のユニバーサルジョイントでは、第１ヨーク及び第２ヨークの各二又腕の内側に先端から軸受孔にいたる溝が形成されているので、図３に示すように十字型スパイダをヨーク部材に組み込むとき、ヨーク部材に十字型スパイダが干渉することなく確実に組み付けることができる。
【０００８】
これにより、ヨーク部材をコンパクトに維持しつつ、十字型スパイダの軸を大径化して、強度及びベアリング容量を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。図４に示されるユニバーサルジョイント２１は、軸受孔２５、２６が形成された二又腕２３、２４を有する第１ヨーク２２と、同様に軸受孔３０、３１が形成された二又腕２８、２９を有する第２ヨーク２７と、第１ヨーク２２と第２ヨーク２７の各軸受孔２５、２６、３０、３１に挿入される軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを有する十字型スパイダ２と、十字型スパイダ２の各軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに嵌合し、かつ各軸受孔２５、２６、３０、３１内に止め輪１９にて固定された有底円筒形状の軸受１５、１６、１７、１８とを有し、上記構成により、第１ヨーク２２と第２ヨーク２７とは十字型スパイダ２を介して一体的にされている。
【００１０】
そして、上記ユニバーサルジョイント２１の組み立ては、従来と同様に、以下のように行われる。まず第１ヨークと第２ヨークと十字軸スパイダの仮組み込みは、図８に示すように、十字型スパイダの一方の軸３ａを例えば第１ヨーク２２の一方の腕２４の軸受孔２６内に内側から挿入し、次に十字軸スパイダの前記軸３ａと１８０度対向の軸３ｃを、前記第１ヨークの他方の腕２３の軸受孔２５に挿入する。同様の作業にて、十字型スパイダの残りの１８０度対向する軸３ｂ、３ｄを、第２ヨーク２７の二又腕２８、２９の軸受孔３０、３１に挿入する。次に前記各ヨークの各二又腕２３、２４、２８、２９の各軸受孔２５、２６、３０、３１の外側から有底円筒形状の軸受け１５、１６、１７、１８を、軸受孔２５、２６、３０、３１内に挿入し、十字型スパイダ２の各軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに嵌合させる。最後に、前記軸受け１５、１６、１７、１８が外部に抜け出さないように、外周面に形成された円周溝２０に止め輪１９をはめ込み、軸受け１５、１６、１７、１８を軸受孔２５、２６、３０、３１内に固定する。なお、有底円筒形状の軸受け１５、１６、１７、１８にはニードル、シールが組み付けられるが、本願発明の内容と無関係であるため、詳細は省略する。
【００１１】
ところで、図４に示すユニバーサルジョイント２１の各ヨーク２２、２７の各二又腕２３、２４、２８、２９の内側２３ａ、２４ａ、２８ａ、２９ａには先端から軸受孔２５、２６、３０、３１にいたる溝３２が形成されている。この溝３２の幅Ｗ、及び深さＤは図８に示すように、十字型スパイダ２の一方の軸３ａを例えば第１ヨーク２２の一方の腕２４の軸受孔２６内に内側から挿入するとき、前記軸３ａの根元部４ａが前記軸受孔２６の内側縁部２６ａに、あるいは１８０度対向の軸３ｃが他方の腕２３の内側先端部２３ｂに干渉しないように決める必要がある。
【００１２】
また、溝深さＤを大きくし過ぎるとヨーク部材の強度が低下するため、溝深さＤは、図５に示す二又腕の先端部の厚みＬに対し、０％〜２５％の範囲に設定するのが望ましい。さらに、強度的な応力集中を緩和するため、溝３２の凹隅部の形状は、図９に示すように滑らかなＲ形状にすることが望ましい。
【００１３】
また、溝３２は各ヨーク部材の二又腕の先端から軸受孔方向、すなわちトルク伝達に対する関与が小さい部分に設けられているが、溝幅Ｗを大きくし過ぎるとトルク伝達に対する関与が大きい部分に欠肉を生ずる恐れがある。そのため溝幅Ｗの設定に関しては、図６に示す搭載される車両の常用高負荷領域でのトルク伝達範囲角度θを考慮し、θの範囲に欠肉が生じないように設定することが望ましい。なお、トルク伝達範囲角度θは図１０に示すように、伝達トルクＴによって決定するため、使用条件を考慮し算出すると良い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のユニバーサルジョイントの要部断面図である。
【図２】ユニバーサルジョイントに組み込まれる十字型スパイダの斜視図である。
【図３】従来のユニバーサルジョイントのヨーク部材に十字型スパイダを組み込む模式図である。
【図４】本発明の一実施形態であるユニバーサルジョイントの要部断面図である。
【図５】本発明の一実施形態であるユニバーサルジョイントの図４における左側ヨーク部材のＡ矢視断面図である。
【図６】本発明の一実施形態であるユニバーサルジョイントの図５に示すヨーク部材のＢ矢視図である。
【図７】本発明の一実施形態であるユニバーサルジョイントの図４における左側ヨーク部材の斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態であるユニバーサルジョイントのヨーク部材に十字型スパイダを組み込む模式図である。
【図９】本発明の他の実施例におけるヨーク部材の斜視図で、図７に対応する図である。
【図１０】図６におけるトルク伝達範囲角度θと伝達トルクＴの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
２ 十字型スパイダ
１５ 軸受け
１６ 軸受け
１７ 軸受け
１８ 軸受け
１９ 止め輪
２０ 円周溝
２１ ユニバーサルジョイント
２２ 第１ヨーク
２３ 二又腕
２４ 二又腕
２５ 軸受け孔
２６ 軸受け孔
２７ 第２ヨーク
２８ 二又腕
２９ 二又腕
３０ 軸受け孔
３１ 軸受け孔
３２ 溝
Ｗ 溝幅
Ｌ 溝間距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は自動車等に使用されるユニバーサルジョイントに係り、特にヨーク部材をコンパクトに維持しつつ、十字型スパイダの軸部を大径化して、強度及びベアリング容量を大きくする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の動力伝達部に用いられる十字型スパイダを使用したユニバーサルジョイントは、図１に示されるものが知られている。このユニバーサルジョイント１は、軸受孔８、９が形成された二又腕６、７を有する第１ヨーク５と、同様に軸受孔１３、１４が形成された二又腕１１、１２を有する第２ヨーク１０と、第１ヨーク５と第２ヨーク１０の各軸受孔８、９、１３、１４に挿入される軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを有する十字型スパイダ２（図２に示す。）と、十字型スパイダ２の各軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに嵌合し、かつ各軸受孔８、９、１３、１４内に止め輪１９にて固定された有底円筒形状の軸受１５、１６、１７、１８とを有し、上記構成により、第１ヨーク５と第２ヨーク１０とは十字型スパイダ２を介して一体的にされている。
【０００３】
そして、このようなユニバーサルジョイント１の組み立ては以下のように行われる。まず第１ヨークと第２ヨークと十字軸スパイダの仮組み込みは、図３に示すように、十字型スパイダの一方の軸３ａを例えば第１ヨーク５の一方の腕７の軸受孔９内に内側から挿入し、次に十字軸スパイダの前記軸３ａと１８０度対向の軸３ｃを、前記第１ヨークの他方の腕６の軸受孔８に挿入する。同様の作業にて、十字型スパイダの残りの１８０度対向する軸３ｂ、３ｄを、第２ヨークの二又腕１１、１２の軸受孔１３、１４に挿入する。次に前記各ヨークの各二又腕６、７、１１、１２の各軸受孔８、９、１３、１４の外側から有底円筒形状の軸受け１５、１６、１７、１８を、軸受孔８、９、１３、１４内に挿入し、十字型スパイダ２の各軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに嵌合させる。最後に、前記軸受け１５、１６、１７、１８が外部に抜け出さないように、外周面に形成された円周溝２０に止め輪１９をはめ込み、軸受孔８、９、１３、１４内に固定する。なお、有底円筒形状の軸受け１５、１６、１７、１８にはニードル、シールが組み付けられるが、本願発明の内容と無関係であるため、詳細は省略する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のようなユニバーサルジョイント１において、強度及びベアリング容量を大きくするためには、図２に示す十字型スパイダ２の各軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの径を大きくする必要があるが、軸径を大きくすると、たとえば図３に示すように軸３ｃが二又腕６の内側先端部６ａに、あるいは図２に示す各軸の根元部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄが、例えば図３に示す軸受孔９の内側縁部９ａに干渉して組み込みができない問題が生じることがある。（強度を大きくするためには、根元部４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄも、軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄの大径化に伴い大きくする必要がある。）そのため、各ヨーク部材５、１０に関しても寸法を大きくする必要があり、重量の増加や大きな搭載スペースが必要となるなどの問題がある。
【０００５】
本発明は、ヨーク部材をコンパクトに維持しつつ、十字型スパイダの軸を大径化して、強度及びベアリング容量を大きくできるユニバーサルジョイントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する手段として、十字型スパイダと、このスパイダの各軸が挿入される軸受孔を有する二又腕が形成された第１ヨークと第２ヨークと、前記スパイダの各軸に嵌合され、かつ前記第１ヨークと前記第２ヨークの各軸受孔に固定された有底円筒形状の軸受とを具備するユニバーサルジョイントにおいて、第１ヨーク及び第２ヨークの各二又腕の内側に先端から軸受孔にいたる溝を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のユニバーサルジョイントでは、第１ヨーク及び第２ヨークの各二又腕の内側に先端から軸受孔にいたる溝が形成されているので、図３に示すように十字型スパイダをヨーク部材に組み込むとき、ヨーク部材に十字型スパイダが干渉することなく確実に組み付けることができる。
【０００８】
これにより、ヨーク部材をコンパクトに維持しつつ、十字型スパイダの軸を大径化して、強度及びベアリング容量を大きくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の実施の形態を実施例にもとづき図面を参照して説明する。図４に示されるユニバーサルジョイント２１は、軸受孔２５、２６が形成された二又腕２３、２４を有する第１ヨーク２２と、同様に軸受孔３０、３１が形成された二又腕２８、２９を有する第２ヨーク２７と、第１ヨーク２２と第２ヨーク２７の各軸受孔２５、２６、３０、３１に挿入される軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを有する十字型スパイダ２と、十字型スパイダ２の各軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに嵌合し、かつ各軸受孔２５、２６、３０、３１内に止め輪１９にて固定された有底円筒形状の軸受１５、１６、１７、１８とを有し、上記構成により、第１ヨーク２２と第２ヨーク２７とは十字型スパイダ２を介して一体的にされている。
【００１０】
そして、上記ユニバーサルジョイント２１の組み立ては、従来と同様に、以下のように行われる。まず第１ヨークと第２ヨークと十字軸スパイダの仮組み込みは、図８に示すように、十字型スパイダの一方の軸３ａを例えば第１ヨーク２２の一方の腕２４の軸受孔２６内に内側から挿入し、次に十字軸スパイダの前記軸３ａと１８０度対向の軸３ｃを、前記第１ヨークの他方の腕２３の軸受孔２５に挿入する。同様の作業にて、十字型スパイダの残りの１８０度対向する軸３ｂ、３ｄを、第２ヨーク２７の二又腕２８、２９の軸受孔３０、３１に挿入する。次に前記各ヨークの各二又腕２３、２４、２８、２９の各軸受孔２５、２６、３０、３１の外側から有底円筒形状の軸受け１５、１６、１７、１８を、軸受孔２５、２６、３０、３１内に挿入し、十字型スパイダ２の各軸３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄに嵌合させる。最後に、前記軸受け１５、１６、１７、１８が外部に抜け出さないように、外周面に形成された円周溝２０に止め輪１９をはめ込み、軸受け１５、１６、１７、１８を軸受孔２５、２６、３０、３１内に固定する。なお、有底円筒形状の軸受け１５、１６、１７、１８にはニードル、シールが組み付けられるが、本願発明の内容と無関係であるため、詳細は省略する。
【００１１】
ところで、図４に示すユニバーサルジョイント２１の各ヨーク２２、２７の各二又腕２３、２４、２８、２９の内側２３ａ、２４ａ、２８ａ、２９ａには先端から軸受孔２５、２６、３０、３１にいたる溝３２が形成されている。この溝３２の幅Ｗ、及び深さＤは図８に示すように、十字型スパイダ２の一方の軸３ａを例えば第１ヨーク２２の一方の腕２４の軸受孔２６内に内側から挿入するとき、前記軸３ａの根元部４ａが前記軸受孔２６の内側縁部２６ａに、あるいは１８０度対向の軸３ｃが他方の腕２３の内側先端部２３ｂに干渉しないように決める必要がある。
【００１２】
また、溝深さＤを大きくし過ぎるとヨーク部材の強度が低下するため、溝深さＤは、図５に示す二又腕の先端部の厚みＬに対し、０％〜２５％の範囲に設定するのが望ましい。さらに、強度的な応力集中を緩和するため、溝３２の凹隅部の形状は、図９に示すように滑らかなＲ形状にすることが望ましい。
【００１３】
また、溝３２は各ヨーク部材の二又腕の先端から軸受孔方向、すなわちトルク伝達に対する関与が小さい部分に設けられているが、溝幅Ｗを大きくし過ぎるとトルク伝達に対する関与が大きい部分に欠肉を生ずる恐れがある。そのため溝幅Ｗの設定に関しては、図６に示す搭載される車両の常用高負荷領域でのトルク伝達範囲角度θを考慮し、θの範囲に欠肉が生じないように設定することが望ましい。なお、トルク伝達範囲角度θは図１０に示すように、伝達トルクＴによって決定するため、使用条件を考慮し算出すると良い。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】従来のユニバーサルジョイントの要部断面図である。
【図２】ユニバーサルジョイントに組み込まれる十字型スパイダの斜視図である。
【図３】従来のユニバーサルジョイントのヨーク部材に十字型スパイダを組み込む模式図である。
【図４】本発明の一実施形態であるユニバーサルジョイントの要部断面図である。
【図５】本発明の一実施形態であるユニバーサルジョイントの図４における左側ヨーク部材のＡ矢視断面図である。
【図６】本発明の一実施形態であるユニバーサルジョイントの図５に示すヨーク部材のＢ矢視図である。
【図７】本発明の一実施形態であるユニバーサルジョイントの図４における左側ヨーク部材の斜視図である。
【図８】本発明の一実施形態であるユニバーサルジョイントのヨーク部材に十字型スパイダを組み込む模式図である。
【図９】本発明の他の実施例におけるヨーク部材の斜視図で、図７に対応する図である。
【図１０】図６におけるトルク伝達範囲角度θと伝達トルクＴの関係を示す図である。
【符号の説明】
【００１５】
２ 十字型スパイダ
１５ 軸受け
１６ 軸受け
１７ 軸受け
１８ 軸受け
１９ 止め輪
２０ 円周溝
２１ ユニバーサルジョイント
２２ 第１ヨーク
２３ 二又腕
２４ 二又腕
２５ 軸受け孔
２６ 軸受け孔
２７ 第２ヨーク
２８ 二又腕
２９ 二又腕
３０ 軸受け孔
３１ 軸受け孔
３２ 溝
Ｗ 溝幅
Ｌ 溝間距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
十字型スパイダと、このスパイダの各軸が挿入される軸受孔を有する二又腕が形成された第１ヨークと第２ヨークと、前記スパイダの各軸に嵌合され、かつ前記第１ヨークと前記第２ヨークの各軸受孔に固定された有底円筒形状の軸受とを具備するユニバーサルジョイントにおいて、前記各ヨークの二又腕の内側に先端から軸受孔にいたる溝を設けたことを特徴とするユニバーサルジョイント。
【請求項１】
十字型スパイダと、このスパイダの各軸が挿入される軸受孔を有する二又腕が形成された第１ヨークと第２ヨークと、前記スパイダの各軸に嵌合され、かつ前記第１ヨークと前記第２ヨークの各軸受孔に固定された有底円筒形状の軸受とを具備するユニバーサルジョイントにおいて、前記各ヨークの二又腕の内側に先端から軸受孔にいたる溝を設けたことを特徴とするユニバーサルジョイント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２００６−２７５０８６（Ｐ２００６−２７５０８６Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９１６８０（Ｐ２００５−９１６８０）
【出願日】平成１７年３月２８日（２００５．３．２８）
【出願人】（５９３１４６０１７）光精工株式会社 (9)
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２８日（２００５．３．２８）
【出願人】（５９３１４６０１７）光精工株式会社 (9)
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