(57)【要約】【課題】誤組みの心配がなく、トルクを高めることなくがたつきを抑えた十字軸継手用軸受を提供する。【解決手段】十字軸の軸部とヨークの丸孔との間に介在し、前記丸孔に圧入したシェルカップの内周面をころのための外側軌道面とし、前記十字軸の外周面をころのための内側軌道面とした十字軸継手用軸受において、前記外側軌道面にカップ底側と反カップ底側とで径差を設け、カップ底側のころ列と十字軸とのラジアルすきまを反カップ底側のころ列と十字軸とのラジアルすきまよりも大きく設定する。【選択図】図１
2010002043.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
十字軸の軸部とヨークの丸孔との間に介在し、前記丸孔に圧入したシェルカップの内周面をころのための外側軌道面とし、前記十字軸の外周面をころのための内側軌道面としたものにおいて、前記外側軌道面にカップ底側と反カップ底側とで径差を設け、カップ底側のころ列と十字軸とのラジアルすきまを反カップ底側のころ列と十字軸とのラジアルすきまよりも大きくした十字軸継手用軸受。
【請求項２】
ころを複列とした請求項１の十字軸継手用軸受。
【請求項３】
一方の列のころと他方の列のころは同サイズである請求項２の十字軸継手用軸受。
【請求項４】
一方の列のころと他方の列のころとで内接円径が異なる請求項２の十字軸継手用軸受。
【請求項５】
ころ列間に側板を配置した請求項２から４のいずれか１項の十字軸継手用軸受。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は自動車のステアリング装置やプロペラシャフト等に使用される十字軸継手用軸受に関する。
【背景技術】
【０００２】
十字軸継手は十字軸（スパイダーまたはクロスピンとも呼ばれる。）を使用する軸継手であって、フックジョイント、クロスジョイント、カルダンジョイントなどと呼ばれることもある。図３に示すように、十字軸継手は、一対のヨーク１０と、十字軸１６と、４個の軸受２０とで構成される。各ヨーク１０は、互いに平行な一対のアーム１２を一体に有し、各アーム１２には丸孔１４が形成してある。一対のアーム１２の丸孔１４同士は同軸上に整列している。十字軸１６は、９０度間隔で放射状に配列した４つの軸部１８を有し、各軸部１８は、ヨーク１０の丸孔１４内に、軸受２０を介して回転可能に支持されている。
【０００３】
図４に拡大して示すように、軸受２０はいわゆるクローズドエンドシェル形針状ころ軸受で、シェルカップ２２と複数の針状ころ３０とで構成される。シェルカップ２２だけをヨーク１０の丸孔１４に圧入した状態を示す図５から分かるように、シェルカップ２２は、円筒部２４と、円筒部２４の一方の端部に位置する底部（カップ底ともいう。）２６と、円筒部２４の他方の端部に位置する内向きフランジ２８とから成る。円筒部２４の外周面がヨーク１０の丸孔１４の内周面とはまりあう。円筒部２４の内周面は針状ころ３０のための外側軌道面となる。そして、十字軸１６の軸部１８の円筒形外周面が針状ころ３０のための内側軌道面となる。軸受２０の内部に充填した潤滑剤が洩れたり、外部から水や異物が侵入するのを防止するため、シール３２が設けてある。シール３２は芯金にゴムを加硫接着したもので、芯金部分を十字軸１６に取り付け、リップをシェルカップ２２に弾性的に密着させてある。
【０００４】
一般に、車両用ステアリング装置においては、たとえばステアリングシャフトのアッパーシャフトとロワーシャフトとの間に十字軸継手を介在させて、所定の折り曲げ角度でトルクを伝達させるようにしている。図６は３つの十字軸継手Ｊ１、Ｊ２、Ｊ３を有するステアリング装置の例である。
【特許文献１】国際公開パンフレットＷＯ０３／０６４８７７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
十字軸継手をステアリング装置に使用する場合、がたつきや音の問題がある。このがたつきや音の発生原因として、十字軸継手のがたつきがある。従来の十字軸継手用軸受は、軸方向で見て、ヨーク１０の丸孔１４に圧入される部分と圧入されない部分とがあり、そのため、軸受２０と十字軸１６の軸部１８とのラジアルすきまが軸方向で不均一になることが避けられない。そして、十字軸１６を組み付けた際に、十字軸１６の軸方向中央側（反カップ底側）がヨーク１０に圧入されないため、ヨーク１０に圧入されたカップ底側の部分に比べてラジアルすきまが大きくなってしまう。
【０００６】
従来の構造で、がたつきを抑えるため、軸受と十字軸の軸部とのラジアルすきまを負すきまとした場合、トルクが増し、ステアリング操作性が低下してしまう。
【０００７】
特許文献１には、ころを複列とし、一方の列のころと他方の列のころとの径差を０．００２〜０．０１０ｍｍに設定することが提案されている。しかし、特許文献１に記載された軸受構造はころが脱落するタイプであり、目視での区別ができない２種類のころを組み込むため、誤組みが避けられない。また、２種類のころを必要とするため管理面、コスト面で劣り、実用向きではない。
【０００８】
この発明の目的は、上述の問題点を除去しつつ、十字軸継手用軸受のトルクを高めることなく、がたつきを抑えることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明は、シェルカップの外側軌道面に、カップ底側と反カップ底側とで径差を設け、軸受と十字軸のラジアルすきまを、カップ底側列＞反カップ底側列とすることによって課題を解決した。すなわち、この発明の十字軸継手用軸受は、十字軸の軸部とヨークの丸孔との間に介在し、前記丸孔に圧入したシェルカップの内周面をころのための外側軌道面とし、前記十字軸の外周面をころのための内側軌道面としたものにおいて、前記外側軌道面にカップ底側と反カップ底側とで径差を設け、カップ底側のころ列と十字軸とのラジアルすきまを反カップ底側のころ列と十字軸とのラジアルすきまよりも大きくしたことを特徴とするものである。
【００１０】
より具体的には、カップ底側については、軸受と十字軸とのラジアルすきまを０狙いとし、すきまを極力抑えた状態で取り付ける。反カップ底側については、軸受と十字軸とのラジアルすきまを負の領域とし、予圧（締め代）を付与した状態で取り付ける。すなわち、１つの軸受のカップ底側列と反カップ底側列でラジアルすきまを異ならせる。これにより、十字軸を組み付けた際に、ヨークの丸孔に圧入されない十字軸の軸方向中央側（反カップ底側）のころ列は、予圧（締め代）を付与したはめあいとし、がたつきを抑える構造とする。また、ヨークの丸孔に圧入したカップ底側のころ列は、荷重を負荷させ、トルクを低減させるため十字軸とのラジアルすきまを０狙いとする。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１の十字軸継手用軸受において、ころを複列としたことを特徴とするものである。
【００１２】
請求項３の発明は、請求項２の十字軸継手用軸受において、一方の列のころと他方の列のころは同サイズであることを特徴とするものである。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項２の十字軸継手用軸受において、一方の列のころと他方の列のころとで内接円径が異なることを特徴とするものである。
【００１４】
請求項５の発明は、請求項２から４のいずれか１項の十字軸継手用軸受において、ころ列間に側板を配置したことを特徴とするものである。カップ底側のころ列３０ａと反カップ底側のころ列３０ｂとでは、軌道面径が異なるため周速が異なる。したがって、両者が接触すると円滑な回転が阻害されるおそれがある。そこで、両者間に側板を配置して、カップ底側のころ列３０ａと反カップ底側のころ列３０ｂが互いに接触しない構造とすることにより、それぞれ円滑な回転が可能となる。
【発明の効果】
【００１５】
この発明によれば、外側軌道面にカップ底側と反カップ底側とで径差を設け、カップ底側のころ列と十字軸とのラジアルすきまを反カップ底側のころ列と十字軸とのラジアルすきまよりも大きくしたものであるため、次のような効果が得られる。すなわち、ヨークの丸孔に圧入されない反カップ底側については、ころ列と十字軸とのラジアルすきまをカップ底側よりも小さく、たとえばラジアルすきまを負の領域に設定することにより、十字軸継手のがたつきが押さえられる。ヨークの丸孔に圧入したカップ底側については、ころ列と十字軸とのラジアルすきまを反カップ底側よりも大きく、たとえば０狙いとすることにより、トルクが減少する。したがって、この発明による十字軸継手を使用したステアリング装置では、スムーズな操舵性が得られ、異音の発生も抑えられる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図１および図２に従ってこの発明の実施の形態を説明する。なお、十字軸継手の構成に関しては、図３〜５に関連して上で述べたとおりであり、すべての図を通じて同じ符号は同じ部分または部品を表すものとする。
【００１７】
図１（Ａ）は十字軸継手の軸受部分の断面を示し、図１（Ｂ）はさらにその部分拡大図である。図２はヨーク１０のアーム１２の丸孔１４に圧入したシェルカップ２２のみを示す断面図である。
【００１８】
図１（Ｂ）および図２からよく分かるように、シェルカップ２２の円筒部２４の外周面が軸方向の一部分（カップ底側）で丸孔１４とはまり合っているのは従来と同じである。外側軌道面３０の内周面は、面一ではなく、カップ底側と反カップ底側とで径差が設けてある。すなわち、カップ底側を大径部２４ａ、反カップ底側は小径部２４ｂとしてある。そして、大径部２４ａと小径部２４ｂに対応して２列のころ列３０ａ、３０ｂが配列してある。各列のころ３０は、総ころ状態で組み込んであり、いずれも同サイズである。軌道面の径差を例示するならば、軸受サイズにもよるが、０．０１０〜０．０４０ｍｍ程度である。したがって、ころ列３０ａの内接円径ところ列３０ｂの内接円径の差も０．０１０〜０．０４０ｍｍ程度となる。また、ころ３０のサイズの一例を挙げるならば、軸受２０の呼びが２４のとき、ころ径２ｍｍ、ころ長さ１０ｍｍ、ころ数３０〜３２本が適当である。ころ３０の材料は一般にＪＩＳ規格のＳＵＪ１〜ＳＵＪ５の軸受鋼である。
【００１９】
外側軌道面のカップ底側と反カップ底側の内径寸法を変えて径差を設け、両列（複列）の同径のころを組み込み、軸受と十字軸のラジアルすきまを、カップ底側列＞反カップ底側列とする。反カップ底側列は、軸受と十字軸のラジアルすきまを負の領域とし、予圧を付与した状態で取り付ける。カップ底側列は、軸受と十字軸のラジアルすきまを０狙いとし、すきまを極力抑えた状態で取り付ける。
【００２０】
これにより、ヨーク１０に十字軸１６を組み付けた際に、アーム１２の丸孔１４に圧入されない十字軸１６の軸方向中央側（反カップ底側）を、予圧を付与して締め代をもたせたはめあいとし、がたつきを抑える構造とする。一方、丸孔１４に圧入するカップ底側については、荷重を負荷させ、トルクを低減させるため、十字軸１６とのラジアルすきまを０狙いとする。このことを表すために、図１では、十字軸１６の軸部１８ところ３０ａの転動面との間のすきまを誇張して示してある。
【００２１】
外側軌道面（２４ａ、２４ｂ）に径差があって、ころ径はカップ底側のころ列３０ａでも反カップ底側のころ列３０ｂでも同一であることから、カップ底側のころ列３０ａと反カップ底側のころ列３０ｂとでは内接円径が異なる。
【００２２】
図示するように、カップ底側と反カップ底側のころ列間に側板３４を配置してもよい。カップ底側のころ列３０ａと反カップ底側のころ列３０ｂとでは、軌道面径が異なるため周速が異なる。したがって、両者が接触すると円滑な回転が阻害されるおそれがある。そこで、両者間に側板を配置して、カップ底側のころ列３０ａと反カップ底側のころ列３０ｂが互いに接触しない構造とすることにより、それぞれ円滑な回転が可能となる。側板３４の材質としては、ＳＰＣ、ＳＣＭ等の鋼が挙げられる。図１（Ｂ）には平座金のような形状の側板３４を図示してあるが、その他の任意の形状としてもよい。
【００２３】
一つの十字軸継手は４個の軸受２０を有しているが、本実施の形態の十字軸継手は１ヵ所以上に適用する。
【００２４】
ここに述べた軸受２０を採用するステアリング装置は、油圧式パワーステアリング、電動式パワーステアリング、その他いずれの形式のものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】（Ａ）は実施例を示すクロスジョイント用軸受の縦断面図、（Ｂ）は図１（Ａ）の部分拡大図である。
【図２】図１の軸受の組み付け過程を示す縦断面図である。
【図３】従来の技術を示すクロスジョイントの一部破断正面図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】図４の軸受の組み付け過程を示す縦断面図である。
【図６】ステアリング装置の側面図である。
【符号の説明】
【００２６】
１０  ヨーク
１２  アーム
１４  丸孔
１６  十字軸
１８  軸部
２０  軸受
２２  シェルカップ
２４  円筒部
２４ａ  大径部
２４ｂ  小径部
２６  底部
２８  内向きフランジ
３０  ころ
３２  シール
３４  側板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2010002043.tif 000006
【図５】
2010002043.tif 000007
【図６】
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