(57)【要約】【課題】十字軸継手とヨークとの結合構造において、外輪カップのがたつきを補正するための作業を省略できるようにし、ローコスト化する。【解決手段】ヨーク２に備える一対の突片２１，２２の貫通孔２３，２４に、十字軸継手１の十字軸４において１８０度対向する２つのトラニオン４１，４２がころ軸受５Ａ，５Ｂを介して嵌入されている。貫通孔２３，２４の内周面において外側開口側に設けられる周溝２５に対して弾性的に拡径、縮径可能なスナップリング１０が縮径した状態で係合装着されている。周溝２５が、スナップリング１０の拡径復元力を受けてころ軸受５Ａ，５Ｂの外輪カップ８をトラニオン４１，４２側へ押圧する押圧力を生む形状とされている。このように、単一種類のスナップリング１０を周溝２５に装着するだけであって、従来例のように厚みの異なる多数のスナップリングを用意したり、また、シムによる隙間調整を別途行う必要がない。【選択図】　　　図３
2004068879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
十字軸継手と、平行に対向する一対の突片を有するヨークとを結合する構造であって、
前記十字軸継手が、十字軸と、４つのころ軸受とを有し、前記ころ軸受が、複数のころと外輪カップとを有し、
前記ヨークの各突片に、前記十字軸において１８０度対向する２つのトラニオンがそれぞれ前記ころ軸受を介して嵌入される貫通孔が設けられているとともに、この各貫通孔の内周面において外側開口側にそれぞれ周溝が設けられており、
前記周溝に対して弾性的に拡径、縮径可能なスナップリングが縮径した状態で係合装着されることによって、前記貫通孔からの前記外輪カップの抜け出しが阻止されており、
前記周溝が、前記スナップリングの拡径復元力を受けて前記外輪カップを前記トラニオン側へ押圧する押圧力を生む形状とされている、十字軸継手とヨークとの結合構造。
【請求項２】
請求項１の十字軸継手とヨークとの結合構造において、
前記周溝の外側内壁面が、溝底側から溝開口側へ向けて外側へ漸次傾く斜面とされ、また、前記スナップリングが、平板をＣ字形に形成したものとされている、十字軸継手とヨークとの結合構造。
【請求項３】
請求項２の十字軸継手とヨークとの結合構造において、
前記スナップリングにおいて前記周溝の斜面に面する外側面の外径角部が、前記周溝の斜面と実質的に同じ角度に面取りされている、十字軸継手とヨークとの結合構造。
【請求項４】
十字軸継手と、平行に対向する一対の突片を有するヨークとを結合する構造であって、
前記十字軸継手が、十字軸と、４つのころ軸受とを有し、前記ころ軸受が、複数のころと外輪カップとを有し、
前記ヨークの各突片に、前記十字軸において１８０度対向する２つのトラニオンがそれぞれ前記ころ軸受を介して嵌入される貫通孔が設けられているとともに、前記外輪カップの外周面にそれぞれ周溝が設けられており、
前記周溝に対して弾性的に拡径、縮径可能なスナップリングを縮径した状態で係合装着し、前記スナップリングを前記各突片の内側面に当接させることによって、前記貫通孔からの前記外輪カップの抜け出しが阻止されており、
前記周溝が、前記スナップリングの拡径復元力を受けて前記外輪カップを前記トラニオン側へ押圧する押圧力を生む形状とされている、十字軸継手とヨークとの結合構造。
【請求項５】
請求項４の十字軸継手とヨークとの結合構造において、
前記周溝の内壁面が、溝底側から溝開口側へ向けて外側へ漸次傾く斜面とされ、また、前記スナップリングが、平板をＣ字形に形成したものとされている、十字軸継手とヨークとの結合構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、十字軸継手とヨークとの結合構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、車両などのトルク伝達経路において、例えば非同軸状に設置されるか、あるいは非同軸状に傾き可能に設置される２つの回転軸を連結する場合に、十字軸継手が用いられる。
【０００３】
図７および図８に従来例を示す。図中、８１は十字軸継手、８２は第１ヨーク、８３は第２ヨークである。十字軸継手８１は、十字軸８４と、４つのころ軸受８５…とを含む。ころ軸受８５は、いずれも全く同じ構成で、複数の針状ころ８６と、スラストブッシュ８７と、外輪カップ８８とを備えている。
【０００４】
第１、第２のヨーク８２，８３は、いずれも平行に対向する一対の突片８９…を有している。この一対の突片８９には、同軸状となる円形の貫通孔９０が設けられている。
【０００５】
第１ヨーク２の一対の突片８９に備える貫通孔９０に対して、上記十字軸８４において１８０度対向する２つのトラニオン９１が、また、第２ヨーク８３の一対の突片８９に備える貫通孔９０に対して、十字軸８４の残りの１８０度対向する２つのトラニオン９１が、それぞれころ軸受８５を介して嵌入装着される。
【０００６】
なお、上記各ころ軸受８５は、両ヨーク８２，８３の各突片８９に備える貫通孔９０の外側開口に対してスナップリング９２を係合装着することにより、抜け止めされるようになっている。
【０００７】
上記スナップリング９２は、平板をＣ字形に形成した、周知のＣ型リングとされている。上記各貫通孔９０の内周面において外側開口側には、それぞれ断面形状がほぼ凹形の周溝９３が設けられている。この周溝９３に対してスナップリング９２が弾性的に縮径した状態でかつ内径部分が突出した状態で係合装着されている。この周溝９３に係合装着してあるスナップリング９２の内径部分が、ころ軸受８５の外輪カップ８８の端面外周に当接させられている。
【０００８】
通常、上記周溝９３の開口幅をスナップリング９２の板厚よりも大きく設定することにより、スナップリング９２を確実に装着できるようにしている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、スナップリング９２を周溝９３に対して軸心方向で隙間を持つ状態で係合装着しているので、外輪カップ８８が貫通孔９０内で軸心方向にがたつくことが避けられない。
【００１０】
この軸心方向でのがたつきをなくすために、現状では、周溝９３の開口幅に可及的に近似させた板厚のスナップリング９２を用いるか、あるいは周溝９３とスナップリング９２との間の隙間にシム（図示省略）などを差し込むようにしている。しかし、この場合、スナップリング９２を板厚違いで多数用意しておく必要がある他、シムといった余分な部品が必要になる。そのため、ヨーク８２，８３と十字軸継手８１とを結合する作業が煩雑となり、生産効率が低下するうえ、生産コストが高騰する原因となる。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、十字軸継手と、平行に対向する一対の突片を有するヨークとを結合する構造である。前記十字軸継手は、十字軸と、４つのころ軸受とを有し、前記ころ軸受は、複数のころと外輪カップとを有する。前記ヨークの各突片には、前記十字軸において１８０度対向する２つのトラニオンがそれぞれ前記ころ軸受を介して嵌入される貫通孔が設けられている。この各貫通孔の内周面において外側開口側にはそれぞれ周溝が設けられている。前記周溝に対して弾性的に拡径、縮径可能なスナップリングが縮径した状態で係合装着されることによって、前記貫通孔からの前記外輪カップの抜け出しが阻止されている。前記周溝が、前記スナップリングの拡径復元力を受けて前記外輪カップを前記トラニオン側へ押圧する押圧力を生む形状とされている。
【００１２】
なお、上記貫通孔の外側開口側とは、ヨークの回転中心から見たときに外径側に位置する部分を指す。
【００１３】
上記構成では、スナップリングをヨークの各突片に設けた周溝に対して単に係合装着すれば、スナップリングおよび周溝が協同して外輪カップを十字軸のトラニオンの付け根側へ押圧させるようになる。これにより、ヨークの貫通孔に対して嵌入されるころ軸受の外輪カップを、軸心方向にがたつきなく抜け止めできるようになる。
【００１４】
このように、上記構成では、単一種類のスナップリングを周溝に装着するだけであって、従来例のように厚みの異なる多数のスナップリングを用意したり、また、外輪カップのがたつきを補正するためのシム取り付け作業を別途行う必要がないなど、無駄をなくせる。
【００１５】
なお、上記構成において、前記周溝の外側内壁面は、溝底側から溝開口側へ向けて外側へ漸次傾く斜面に形成することができるとともに、上記スナップリングは、平板をＣ字形に形成したものとすることができる。
【００１６】
この場合、斜面の角度を管理することにより、上記外輪カップに対する押圧力を調整できるようになり、ころ軸受に対して適正な予圧を付与するうえで有利となる。また、スナップリングのばね係数を管理することにより、上記同様に、上記外輪カップに対する押圧力を調整できるようになり、ころ軸受に対して適正な予圧を付与するうえで有利となる。
【００１７】
また、上記スナップリングにおいて前記周溝の斜面に面する外側面の外径角部を、前記周溝の斜面と実質的に同じ角度に面取りすることができる。
【００１８】
この場合、スナップリングの斜面が周溝の斜面に対して面で当接することになるので、押圧力を的確に管理するうえで有利となる。しかも、上記形状のスナップリングは、一般的な既製品のＣ型リングに対して面取りを施すことにより製作できるから、特殊加工品とせずに済み、コストアップが抑制される。
【００１９】
また、本発明は、十字軸継手と、平行に対向する一対の突片を有するヨークとを結合する構造であって、前記十字軸継手が、十字軸と、４つのころ軸受とを有し、前記ころ軸受が、複数のころと外輪カップとを有し、前記ヨークの各突片に、前記十字軸において１８０度対向する２つのトラニオンがそれぞれ前記ころ軸受を介して嵌入される貫通孔が設けられているとともに、前記外輪カップの外周面にそれぞれ周溝が設けられており、前記周溝に対して弾性的に拡径、縮径可能なスナップリングを縮径した状態で係合装着し、前記スナップリングを前記各突片の内側面に当接させることによって、前記貫通孔からの前記外輪カップの抜け出しが阻止されており、前記周溝が、前記スナップリングの拡径復元力を受けて前記外輪カップを前記トラニオン側へ押圧する押圧力を生む形状とされている。
【００２０】
この場合も、上記と同様、外輪カップに設けた周溝に対してスナップリングを係合装着するだけで、スナップリングおよび周溝が協同して外輪カップを十字軸のトラニオンの付け根側へ押圧させるようになる。
【００２１】
なお、上記周溝の内壁面を、溝底側から溝開口側へ向けて外側へ漸次傾く斜面とし、また、前記スナップリングを、平板をＣ字形に形成したものとすることができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
図１から図５に本発明の一実施形態を示している。図中、１は十字軸継手である。この十字軸継手１は、同軸状に対向配置される第１ヨーク２と第２ヨーク３とをトルク伝達可能にかつ傾動可能に連結するものである。
【００２３】
十字軸継手１は、十字軸４と、４つのころ軸受５Ａ〜５Ｄを備える周知の構成である。十字軸４は、４つのトラニオン４１〜４４を有している。
【００２４】
ころ軸受５Ａ〜５Ｄは、いずれも全く同じ構成の針状ころ軸受と呼ばれるものが用いられており、複数の針状ころ６と、スラストブッシュ７と、外輪カップ８とを備えている。図示例では、ころ軸受５Ａ〜５Ｄの外輪カップ８と十字軸４のトラニオン４１〜４４との間にパックシール９が付設されており、ころ軸受５Ａ〜５Ｄの内部にグリースなどの潤滑剤が封入されるようになっている。
【００２５】
第１、第２のヨーク２，３は、上記十字軸継手１に取り付けられる。この２つのヨーク２，３は、いずれも、円筒形の胴体の軸端に平行に対向する一対の突片２１，２２，３１，３２を設けた形状になっている。この各一対の突片２１，２２，３１，３２には、同軸状となる円形の貫通孔２３，２４，３３，３４が設けられている。この実施形態では、両ヨーク２，３を、図示しない２つの回転軸と別体に形成したものを例示している。しかし、ヨーク２，３は、図示しない２つの回転軸の軸端に対して一体的に形成しているものも本発明に含まれる。
【００２６】
上記十字軸４において１８０度対向する２つのトラニオン４１，４２が、第１ヨーク２の一対の突片２１，２２に備える貫通孔２３，２４に対してころ軸受５Ａ，５Ｂを介して嵌入装着される。また、十字軸４の残り１８０度対向する２つのトラニオン４３，４４が、第２ヨーク３の一対の突片３１，３２に備える貫通孔３３，３４に対してころ軸受５Ｃ，５Ｄを介して嵌入装着される。
【００２７】
上記各ころ軸受５Ａ〜５Ｄは、両ヨーク２，３の各突片２１，２２，３１，３２に備える貫通孔２３，２４，３３，３４の外側開口側に対して弾性的に拡径、縮径可能なスナップリング１０を係合装着することにより、抜け止めされるようになっている。なお、上記貫通孔２３，２４，３３，３４の外側開口側とは、ヨーク２，３の回転中心から見たときに外径側に位置する部分を指す。
【００２８】
具体的に、上記各貫通孔２３，２４，３３，３４の内周面において外側開口側には、それぞれ周溝２５，３５が設けられている。この周溝２５，３５に対してスナップリング１０が弾性的に縮径した状態でかつ内径部分が突出した状態で係合装着されている。この周溝２５，３５に係合装着してあるスナップリング１０の内径部分が、ころ軸受５Ａ〜５Ｄの外輪カップ８の端面外周に当接させられている。
【００２９】
この実施形態では、上記周溝２５，３５について、スナップリング１０の拡径復元力を受けて外輪カップ８をトラニオン４１〜４４へ押圧する押圧力を生む形状とすることにより、両ヨーク２，３の貫通孔２３，２４，３３，３４に対してころ軸受５Ａ〜５Ｄの外輪カップ８を、軸心方向にがたつきなく抜け止めできるようにしている。
【００３０】
具体的に、周溝２５，３５の断面形状は、ほぼ凹形とされているが、その外側内壁面２５ａ，３５ａは、溝底側よりも溝開口側が各突片２１，２２，３１，３２の外面側へ位置するように溝底側から溝開口側へ向けて漸次傾く斜面とされている。ここで、各突片２１，２２，３１，３２の外面側とは、各ヨーク２，３の回転中心から見たときに外径側に位置する面を指す。
【００３１】
また、スナップリング１０は、平板をＣ字形に形成した、周知のＣ型リングとされている。しかも、この実施形態のスナップリング１０は、その外側面の外径角部が、周溝２５，３５の斜面からなる外側内壁面２５ａ，３５ａと実質的に同じ角度に面取りされている。このスナップリング１０の外側面とは、周溝２５，３５の斜面からなる外側内壁面２５ａ，３５ａに対向する面のことを指す。
【００３２】
また、周溝２５，３５の開口幅は、従来例と同様、スナップリング１０の板厚よりも大きく設定することにより、周溝２５，３５に対してスナップリング１０を確実に装着できるようにしている。
【００３３】
このような形状の周溝２５，３５に対してスナップリング１０を縮径した状態で係合装着すれば、スナップリング１０および周溝２５，３５が協同して外輪カップ８を十字軸４のトラニオン４１〜４４の付け根側へ押圧させるようになる。これにより、両ヨーク２，３の貫通孔２３，２４，３３，３４に対してころ軸受５Ａ〜５Ｄの外輪カップ８を、軸心方向にがたつきなく抜け止めできるようになる。
【００３４】
ここで、上記スナップリング１０と周溝２５，３５とによる動作について、図５を参照して説明する。
【００３５】
そもそも、スナップリング１０を縮径した状態で周溝２５，３５に係合装着しているから、スナップリング１０は弾性的に拡径しようとする拡径復元力Ｆを発生する。この拡径復元力Ｆが、周溝２５，３５の外側内壁面２５ａ，３５ａに付与される。
【００３６】
この拡径復元力Ｆは、周溝２５，３５の外側内壁面２５ａ，３５ａとの当接によって、荷重Ｆａと荷重Ｆｂとに分力される。また、分力された荷重Ｆａにより、荷重Ｆｂと反対方向に摩擦力μＦａが生じる。したがって、荷重Ｆｂ方向に働く荷重値は、（Ｆｂ−μＦａ）となり、これが軸方向荷重Ｆｃに分力される。
【００３７】
ここで、ヨーク２，３の突片２１，２２，３１，３２が径方向で不動と考えると、要するに、上記荷重Ｆｃが、外輪カップ８を押圧する押圧力となる。これにより、周溝２５，３５の開口幅と、スナップリング１０の板厚との間に隙間を設けていても、外輪カップ８をがたつきなく位置決めできるようになるのである。
【００３８】
以上説明したように、上記実施形態では、スナップリング１０を周溝２５，３５に対して単に装着するだけで、ころ軸受５Ａ〜５Ｄの外輪カップ８を十字軸４のトラニオン４１〜４４の付け根側へ押圧させるようにしている。そのため、ヨーク２，３の貫通孔２３，２４，３３，３４に対して外輪カップ８を、軸心方向にがたつきなく抜け止めできるようになる。これにより、十字軸継手１の動きをがたなく円滑にすることができて、十字軸４およびころ軸受５Ａ〜５Ｄの耐久性ならびにバランス性能の向上に貢献できる。
【００３９】
このように、単一種類のスナップリング１０を周溝に装着するだけであって、従来例のように厚みの異なる多数のスナップリングを用意したり、また、外輪カップ５Ａ〜５Ｄのがたつきを補正するためのシム取り付け作業を別途行う必要がなくなる。そのため、従来例のような無駄な労力や時間を省くことができて、従来例に比べてローコスト化を達成できるようになる。
【００４０】
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く、種々な応用や変形が考えられる。
【００４１】
（１）上記実施形態において、スナップリング１０のばね係数を調整すれば、外輪カップ８に対する押圧力を調整できるようになり、ころ軸受５Ａ〜５Ｄに対して付与する予圧を細かく管理できるようになる。
【００４２】
（２）上記実施形態において、スナップリング１０に面取りを設けていないものを使用してもよい。この場合、スナップリング１０は、一般的な既製品のＣ型リングをそのまま用いることができるので、ローコスト化により有利となる。
【００４３】
（３）図６に本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、各外輪カップ８の外周面にそれぞれ周溝２５が設けられており、この周溝２５に対して弾性的に拡径、縮径可能なスナップリング１０が縮径した状態で係合装着されている。この周溝２５が、スナップリング１０の拡径復元力を受けて外輪カップ８をトラニオン４１〜４４側へ押圧する押圧力を生む形状とされている。この場合も、上記実施形態と同様、スナップリング１０を外輪カップ８の周溝２５に対して単に装着することによってスナップリング１０を各突片２１，２２，３１，３２の内側面に当接させるだけで、ころ軸受５Ａ〜５Ｄの外輪カップ８を十字軸４のトラニオン４１〜４４の付け根側へ押圧させることができる。そのため、ヨーク２，３の貫通孔２３，２４，３３，３４に対して外輪カップ８を、軸心方向にがたつきなく抜け止めできるようになる。
【００４４】
【発明の効果】
本発明では、ヨークの各突片または外輪カップに設けた周溝に対してスナップリングを単に装着するだけで、外輪カップを十字軸のトラニオンの付け根側へ押圧させるようにしているから、ヨークの貫通孔に対して嵌入されるころ軸受の外輪カップを、軸心方向にがたつきなく抜け止めできるようになる。したがって、十字軸継手の動きをがたなく円滑にすることができて、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。
【００４５】
特に、本発明では、単一種類のスナップリングをヨークの各突片または外輪カップに設けた周溝に装着するだけであって、従来例のように厚みの異なる多数のスナップリングを用意したり、また、外輪カップのがたつきを補正するためのシム取り付け作業を別途行う必要がないから、無駄な労力や時間を省くことができて、ローコスト化に貢献できる。
【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を分解した斜視図
【図２】図１の十字軸継手にヨークを結合した状態を示す斜視図
【図３】図１の十字軸継手とヨークとの結合構造を示す一部破断の平面図
【図４】図３の（４）−（４）線断面の矢視図
【図５】図２の要部を拡大した図
【図６】本発明の他の実施形態に係る十字軸継手で、図４に対応する図
【図７】従来例に係る十字軸継手とヨークとの結合構造を示す一部破断の平面図
【図８】図７の（８）−（８）線断面の矢視図
【符号の説明】
１　　　十字軸継手
２　　　第１ヨーク
２１，２２　　　第１ヨークの突片
２３，２４　　　第１ヨークの突片の貫通孔
３　　　第２ヨーク
３１，３２　　　第２ヨークの突片
３３，３４　　　第２ヨークの突片の貫通孔
２５，３５　　　各貫通孔の周溝
２５ａ，３５ａ　　周溝の外側内壁面
４　　　十字軸
４１〜４４　　　十字軸のトラニオン
５Ａ〜５Ｄ　　ころ軸受
６　　　ころ軸受の針状ころ
８　　　ころ軸受の外輪カップ
１０　　　スナップリング
【図１】
2004068879.tif 000003
【図２】
2004068879.tif 000004
【図３】
2004068879.tif 000005
【図４】
2004068879.tif 000006
【図５】
2004068879.tif 000007
【図６】
2004068879.tif 000008
【図７】
2004068879.tif 000009
【図８】
2004068879.tif 000010