(57)【要約】【課題】十字軸継手５，６において、ころ軸受１１の動作安定化と組み込み簡易化とを図る。【解決手段】十字軸１０の４つのトラニオン１０ａ〜１０ｄに対して装着されるころ軸受１１について、外輪カップ１５内周において複数のころ１６それぞれの外接円と内接円との間にできる隙間に対して含油ポリマー２０が充填固形化されている。この含油ポリマー２０は、油分を滲み出してころ１６などに転移供給する。含油ポリマー２０は固形物であり、流動性を有するグリースなどと異なり、水分の混入による劣化が少ない。【選択図】      図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの回転軸を動力伝達可能かつ傾動可能に連結するための十字軸継手であって、
十字軸と、十字軸の４つのトラニオンに対して装着される４つのころ軸受とを有し、
前記ころ軸受は、外輪カップと、この外輪カップの内周に配列された複数のころとを有し、かつ、前記外輪カップ内に含油ポリマーが充填されて固形化されている、十字軸継手。
【請求項２】
前記外輪カップは、有底円筒形に形成されており、その開口側にころの抜け出しを防止する径方向内向きの鍔部が設けられており、この鍔部の内周は、前記十字軸のトラニオン外周面に対して非接触密封部となる微小隙間を介して対向されている、請求項１の十字軸継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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】
例えば自動車の操舵機構において、ステアリングシャフトとステアリングギヤボックスとの間に２つの十字軸継手が用いられている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
この十字軸継手は、十字軸の４つのトラニオンに対してころ軸受を装着した構成である。このころ軸受の内部には、グリースなどの潤滑剤が充填され、このころ軸受の開口側にシールを取り付けることにより前記潤滑剤を封入している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平２−１８０３１６号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、ころ軸受をシールで密封するような構造にしていても、軸受内部に水分やダストなどが入り込むことがあり、このような万一の事態が発生すると、軸受内部のグリースが早期劣化することになる。また、従来例のころ軸受では、十字軸のトラニオンに対して組み付けるときに、ころが倒れやすいなど、作業性が悪いことも指摘される。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の十字軸継手は、二つの回転軸を動力伝達可能かつ傾動可能に連結するもので、十字軸と、十字軸の４つのトラニオンに対して装着される４つのころ軸受とを有し、前記ころ軸受は、外輪カップと、この外輪カップの内周に配列された複数のころとを有し、かつ、前記外輪カップ内に含油ポリマーが充填されて固形化されている。
【０００７】
この場合、ころ軸受内の含油ポリマーからにじみ出る油分がころや外輪カップや十字軸のトラニオンに対して転移供給され、この油分は外部にほとんど流出せずに済む。しかも、複数のころを含油ポリマーで保持させることができるから、ころ軸受を十字軸のトラニオンに対して組み付けるときに、複数のころが倒れることが全くなく、組み付け作業が簡単かつ迅速に行えるようになる。
【０００８】
なお、上記外輪カップは、有底円筒形に形成されており、その開口側にころの抜け出しを防止する径方向内向きの鍔部が設けられており、この鍔部の内周は、前記十字軸のトラニオン外周面に対して非接触密封部となる微小隙間を介して対向されたものとすることができる。
【０００９】
この場合、外輪カップの鍔部と十字軸のトラニオンの外周との間に微小隙間からなる非接触密封部を形成しているので、外部の水分やダストなどが軸受内部に侵入しにくくなる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１から図４に本発明の一実施形態を示している。図１には、自動車の操舵機構を示しており、１はステアリングホイール（ハンドル）、２はステアリングコラム、３はインターミディエイトシャフト、４はステアリングギヤボックスである。
【００１１】
インターミディエイトシャフト３は、ステアリングコラム２とステアリングギヤボックス４の入力軸４ａとに対して、それぞれ、十字軸継手５，６を介してトルク伝達可能かつ傾動可能に連結されている。
【００１２】
インターミディエイトシャフト３の両端、ステアリングコラム２の一端、ならびにステアリングギヤボックス４の入力軸４ａの一端には、それぞれ、ヨーク７が一体的に取り付けられている。このヨーク７は、円周上で１８０度対向配置される一対の突片７ａ，７ｂが設けられており、この各一対の突片７ａ，７ｂには、同軸状となる円形の貫通孔７ｃ，７ｄが設けられている。この突片７ａ，７ｂの貫通孔７ｃ，７ｄに対して上記十字軸継手５，６が取り付けられている。なお、上記ヨーク７は、上記各回転軸（２，３，４ａ）に一体に形成することもできる。
【００１３】
なお、インターミディエイトシャフト３とステアリングコラム２とを連結する十字軸継手５は、自動車の車室９ａの内側に配置されており、インターミディエイトシャフト３とステアリングギヤボックス４の入力軸４ａとを連結する十字軸継手６は、自動車の車室９ａの外側、エンジンルーム９ｂ内に配置されている。この関係より、前者の十字軸継手５を車内用、また、後者の十字軸継手６を車外用と呼ぶことにする。
【００１４】
十字軸継手５，６は、基本的に、十字軸１０と、４つのころ軸受１１とを備えた構成である。
【００１５】
十字軸１０は、４つのトラニオン１０ａ〜１０ｄを有している。この十字軸１０において１８０度対向する２つのトラニオン１０ａ，１０ｂが、一方ヨーク７の一対の突片７ａ，７ｂに備える貫通孔７ｃ，７ｄに対し、また、十字軸１０の残り１８０度対向する２つのトラニオン１０ｃ，１０ｄが、他方ヨーク７の一対の突片７ａ，７ｂに備える貫通孔７ｃ，７ｄに対して、それぞれころ軸受１１を介して嵌入装着される。なお、各貫通孔７ｃ，７ｄの外側開口側には、スナップリング１２が係合装着されることにより、各ころ軸受１１が抜け止めされている。なお、各ころ軸受１１は、ヨーク７の貫通孔７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの外側開口側をかしめて固定する場合もある。
【００１６】
４つのころ軸受１１は、いずれも全く同じ構成のシェル形針状ころ軸受と呼ばれるものが用いられており、外輪カップ１５と、複数の針状ころ１６とを備えている。外輪カップ１５は、有底円筒形であり、その開口側には、径方向内向きに屈曲された鍔部１５ａが設けられている。この鍔部１５ａの内周は、十字軸１０のトラニオン１０ａ〜１０ｄの外周面に対して非接触密封部となる微小隙間を介して対向されている。
【００１７】
この実施形態では、上記各ころ軸受１１内部に、流動性を有するグリースなどの潤滑剤を封入するのではなく、固形化した含油ポリマー２０を収納している。
【００１８】
具体的に、含油ポリマー２０は、樹脂に対して潤滑油を混合して得られる液状または半固体状の混合物を加熱して固形化したものである。前記樹脂は、平均分子量が約１×１０６〜５×１０６のプラスチックが好ましく、また、潤滑油は、前記樹脂のゲル化温度より高い滴点を有するものが好ましい。具体的に、前記樹脂としては、例えば超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン樹脂、ポリ４−メチルペンテン−１樹脂などのポリオレフィン樹脂、フェノール樹脂、ウレタン樹脂などが挙げられる。また、前記潤滑油としては、鉱油、ポリα−オレフィン油、アルキルポリフェニルエーテル油、エステル油、ジエステル油、アルキルナフタレン油などが挙げられる。
【００１９】
ここで、上述した含油ポリマー２０の製作方法を説明する。
【００２０】
まず、外輪カップ１５の内部に複数の針状ころ１６を配置するとともに、十字軸１０のトラニオン１０ａ〜１０ｄと同じ外径を有する軸形の内側金型（図示省略）を複数の針状ころ１６に対して内接させるように外輪カップ１５内に挿入する。この外輪カップ１５と内側金型との対向空間において、各針状ころ１６の外接円と内接円との間にできる隙間に対して、含油ポリマー２０の原料、つまり液状または半固体状の混合物を注入して充填する。この状態で、原料樹脂の融点以上に加熱してから、冷却する。これにより、固形化した含油ポリマー２０が得られるとともに、この含油ポリマー２０によって複数の針状ころ１６が保持された状態となる。
【００２１】
ところで、外輪カップ１５については、プレス成形などにより有底円筒形に形成されている。また、その開口側内周部分には、含油ポリマー２０の充填後に径方向内向きに屈曲されて鍔部１５ａとなる薄肉部を備えている。含油ポリマー２０の充填後、外輪カップ１５の開口側の前記薄肉部を径方向内向きに屈曲することにより、鍔部１５ａを得て、含油ポリマー２０および複数の針状ころ１６を抜け止めする。このように、含油ポリマー２０で複数の針状ころ１６を包むようにしているけれども、使用時には、含油ポリマー２０から針状ころ１６が離れて空転するようになっており、含油ポリマー２０内からにじみ出る油分が、針状ころ１６、外輪カップ１５の内周面、十字軸１０のトラニオン１０ａ〜１０ｄの外周面に対して転移供給される。
【００２２】
このようにして製作したころ軸受１１であれば、含油ポリマー２０によって外輪カップ１５の開口側を塞ぐことができ、しかも、外輪カップ１５の鍔部１５ａと十字軸１０のトラニオン１０ａ〜１０ｄの外周との間に微小隙間からなる非接触密封部を形成しているので、外部の水分やダストなどが軸受内部に侵入しにくくなる。しかも、含油ポリマー２０からにじみ出る油分は微量ゆえ外部に飛散することもない。また、含油ポリマー２０は固形物であって流動性を有するグリースなどと異なるので、仮に、ころ軸受１１内に水分やダストなどが侵入したとしても、これら水分やダストと混じりにくく、劣化しにくい。また、含油ポリマー２０自体がシールの役目をしてころ軸受１１内に水分やダストなどが侵入することを防止できる。
【００２３】
この他、上述したように複数の針状ころ１６を含油ポリマー２０で保持させるようにしているから、ころ軸受１１を十字軸１０のトラニオン１０ａ〜１０ｄに対して組み付けるときに、複数の針状ころ１６が倒れることが全くなく、組み付け作業が簡単かつ迅速に行えるようになる。
【００２４】
ところで、上述したころ軸受１１を例えば車内用の十字軸継手５に用いる場合、従来必須であったシールを用いないようにすることが可能になる。というのは、車室９ａ内の使用においてはころ軸受１１内に水分が侵入する可能性が低く、また、侵入したとしても含油ポリマー２０がシールの役目をするので、上記ころ軸受１１をシール無しとすることができる。このように、従来必須であったシールを排除できる場合には、ころ軸受１１の部品点数を削減できて、コスト低減に貢献できる。もちろん、条件が合えば、車外用の十字軸継手６のころ軸受１１についても、シールを用いない構造とすることができる。
【００２５】
なお、本発明は上記実施形態のみに限定されるものではない。例えば図示しないが、外輪カップ１５内で開口側に接触タイプのシールを組み込んで、このシールのリップを十字軸１０のトラニオン１０ａ〜１０ｄに対して接触させるようにしてもよい。また、図示しないが、十字軸１０のトラニオン１０ａ〜１０ｄの外周において外輪カップ１５の開口側に接触タイプのシールを取り付けて、このシールのリップを外輪カップ１５の開口側任意の部分に対して接触させるようにしてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の十字軸継手では、そのころ軸受の内部に固形化した含油ポリマーを挿入しているから、潤滑油分が軸受外部へ流出することを防止できるとともに、外部の水分やダストなどが混入したとしても含油ポリマーの劣化を防止または緩和することができる。したがって、十字軸継手の動作を円滑にできて、十字軸およびころ軸受の耐久性ならびに信頼性向上に貢献できる。しかも、ころ軸受の複数のころを含油ポリマーで保持させるようにしているから、ころ軸受を十字軸のトラニオンに対して組み付けるときに、複数のころが倒れることが全くなく、組み付け作業が簡単かつ迅速に行えるようになる。
【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使用例を示す概略図
【図２】図１の十字軸継手の分解斜視図
【図３】図１の十字軸継手にころ軸受を取り付けた状態を示す断面図
【図４】図３の（４）−（４）線断面の矢視図
【符号の説明】
５，６      十字軸継手
１０      十字軸
１０ａ〜１０ｄ    十字軸のトラニオン
１１      ころ軸受
１５      ころ軸受の外輪カップ
１６      ころ軸受の針状ころ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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