(57)【要約】【課題】軸受部位の保守と部品交換が容易で、ランニングコストを低減することできる自在継手を提供する。【解決手段】ヨーク４の二又状端部４ａに設けられた嵌合孔４ｘの内周面に、円周溝４ｚを形成するとともに、この円周溝４ｚの中に、止め輪（Ｃ形止め輪）１０を配置する。この構成によって、本発明の自在継手は、軸受カップの抜け止めにかしめを用いた従来の方法に比べ、シェルカップ２の軸方向の位置決めが容易になる。また、この止め輪１０は脱着が簡単で、自在継手の軸受部位に対する保守や部品の交換等を容易に短時間で行なうことができる。従って、組み込まれた装置全体としてのランニングコストの低減と、その装置の寿命を向上させることが可能となる。【選択図】  図２
2005048825.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材をプレスすることにより有底円筒状に形成され、ヨークの二又状端部に設けられた嵌合孔に嵌め入れられた軸受カップと、この軸受カップの内周に配置された複数の針状ころとによって、十字軸の各軸部を回転自在に支持する自在継手において、
前記ヨークの嵌合孔の内周には、円周溝が形成されているとともに、この円周溝には、前記軸受カップの軸方向の抜け止めとなる止め輪が配置されていることを特徴とする自在継手。
【請求項２】
前記軸受カップは、カップ底部の最外周に位置するＲ部の半径が、当該カップの外径寸法に対して４％以下になるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自在継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自在継手に関し、更に詳しくは、小型軽量でありながら負荷容量が大きく、自動車のプロペラシャフト等に適した自在継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車や各種産業機械に使用される自在継手（ユニバーサルジョイント）として、十字軸を用いた十字軸自在継手が使用されている。中でも、自動車のプロペラシャフト等に用いられる自在継手は、近年のエンジンの出力向上により、トルク容量（負荷容量）を向上させることが求められてきている。
【０００３】
そこで、十字軸の軸部に被せる軸受カップに、従来の肉厚の削り出しタイプに代えて、鋼板をプレス成形した肉薄のシェル状軸受カップ（シェルカップ）を使用することにより、この軸受カップの外径を増大させることなく、自在継手のトルク容量を向上させる提案がなされている（例えば、特許文献１等を参照。）。
【０００４】
図４は、このようなシェルカップを用いた自在継手の構造例を示す一部断面図である。この自在継手は、各軸部１ａが四方に突出した十字軸１によって、二又状となった一対のヨーク４，４を相互に連結した構造である。これら各ヨーク４の両外側端部４ｂには、溶接、スプラインあるいはフランジ等により、トルク伝達部材（プロペラシャフト，トランスミッションのアウトプットシャフト等）がそれぞれ連結されている。また、これらヨーク４の二又状となった端部４ａ，４ａには、十字軸１の各軸部１ａを支持するための嵌合孔４ｘがそれぞれ形成されており、十字軸１とヨーク４とは、十字軸１の軸部１ａを内輪とし、金属製の軸受カップ（シェルカップ）２を外輪として、これら内外輪の間に複数の針状ころ３，３，・・・を配置したラジアル軸受を介在させて連結されている。
【０００５】
図５は、この自在継手における軸受部の拡大断面図である。金属製のシェルカップ２は、円筒部２ａと底部２ｂからなる有底円筒体であり、板材をプレスして形成されている。また、このシェルカップ２は、その円筒部２ａの外周面２ｘを嵌合孔４ｘに圧入して、ヨーク４の二又状端部４ａに固定されているとともに、この嵌合孔４ｘの内周をかしめる（かしめ部Ｋ）ことによって、軸方向の位置決めと抜け止めがなされている。
【０００６】
シェルカップ２の内周面２ｙと軸部１ａの外周面１ｘとによって形成される環状空間の中には、複数の針状ころ３が配置されている。また、この環状空間内には、これら針状ころ３の潤滑を維持するためのグリース等の潤滑剤（図示省略）が充填されているとともに、シェルカップ２の開口部は、金属製の環状体６を介して、複数のリップ（ラジアルリップ５ａ（メインリップ），サイドリップ５ｂ）を備える環状シール部材５により密封されている。なお、このシール部材５の更に外側には、シェルカップ２の外周面２ｘに摺接して泥水等の浸入を防止するダストシールド７が配置されている場合もある。
【０００７】
以上の構造によって、この自在継手は、従来の肉厚の削り出しタイプの軸受カップを使用した自在継手に比して、軸受カップの外径寸法を変更することなく、十字軸軸部の外径を大きくしたり、ころの数を増やしたりあるいはころ径を大きくしたりすることが可能となる。従って、自在継手全体のサイズをそのままに、トルク容量を向上させることができる。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−１４６９２４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、以上のような自在継手においては、ヨークの嵌合孔４ｘの内周をかしめて、かしめ部Ｋによりシェルカップを組み付けることから、この軸受部位に不具合が発生した場合、自在継手全体あるいはそれが組み付けられたプロペラシャフト等の装置ごと交換せねばならず、修理のための手間がかかり、費用の負担も大きくなってしまうという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり、軸受部位の保守と部品交換が容易で、ランニングコストを低減することできる自在継手を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、板材をプレスすることにより有底円筒状に形成され、ヨークの二又状端部に設けられた嵌合孔に嵌め入れられた軸受カップと、この軸受カップの内周に配置された複数の針状ころとによって、十字軸の各軸部を回転自在に支持する自在継手において、前記ヨークの嵌合孔の内周には、円周溝が形成されているとともに、この円周溝には前記軸受カップの軸方向の抜け止めとなる止め輪が配置されていることを特徴とする。
【００１２】
本発明は、シェル状の軸受カップを用いた自在継手において、従来のかしめによる軸受カップの抜け止めに代えて、嵌合孔内周に配置した止め輪によって係止することにより、所期の目的を達成しようとするものである。
【００１３】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、この止め輪を採用することにより、従来のかしめを用いた方法に比べ、シェルカップの軸方向の位置決めが容易になる。また、この止め輪は脱着が簡単で、自在継手の軸受部位に対する保守等を容易に行なうことができるというメリットもある。
【００１４】
しかも、万一のトラブル発生時は、自在継手の軸受部位の部品交換をスムーズに行なうことができ、自在継手全体あるいはそれが組み付けられたプロペラシャフト等の装置ごと交換せねばならなかった従来の自在継手に比して、修理のための手間や費用を低減することが可能になる。従って、本発明の自在継手は、ランニングコストが低く、経済性に優れる自在継手とすることができる。
【００１５】
次に、請求項２に記載の発明は、嵌合孔内に配置された止め輪の軸受カップに対する係止力を考慮したものであって、前記軸受カップの形状としては、カップ底部の最外周に位置するＲ部の半径が、当該カップの外径寸法に対して４％以下になるように形成されていることが望ましい。
【００１６】
通常、穴の内周面に円周溝を設けて止め輪を配置する場合、その穴径に応じて、ＪＩＳ  Ｂ  ２８０４（Ｃ形止め輪）に準拠した方法が用いられる。すなわち、このＪＩＳに準拠した深さの円周溝を形成するとともに、この円周溝に前記ＪＩＳに準拠した形状の止め輪を使用する場合、プレスによる折り曲げによって生じる軸受カップの隅の丸みの半径（いわゆる面取り寸法）を、このカップ外周の直径寸法に対して４％以下になるように形成することにより、止め輪の内周が軸受カップ底部の平坦な部位にまで到達し、軸受カップに対する十分な「かかりしろ」を確保することができる。従って、本発明の自在継手は、メンテナンス時における軸受カップの容易な脱着と、作動時における軸受カップの確実な抜け止めとを両立することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつこの発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明における自在継手の構造を示す一部断面図であり、図２は、この自在継手における軸受部の構造を示す拡大断面図である。なお、従来例と同様の機能を有する構成部材には、同じ符号を付記する。
【００１８】
この自在継手も、基本的な構造は従来例と同様であり、各軸部１ａが四方に突出した十字軸１によって、二又状となった一対のヨーク４，４を相互に連結して構成されている。これら各ヨーク４の二又状となった端部４ａ，４ａには、十字軸１の各軸部１ａを支持するための嵌合孔４ｘがそれぞれ設けられており、これら十字軸１とヨーク４とは、十字軸１の軸部１ａを内輪とし、金属製の軸受カップ（シェルカップ）２を外輪として、これら内外輪の間に複数の針状ころ３，３，・・・を配置したラジアル軸受を介在させて連結されている。
【００１９】
金属製のシェルカップ２も、従来例と同様の円筒部２ａと底部２ｂからなる有底円筒体であり、板材をプレスして形成されている。また、このシェルカップ２は、その円筒部２ａの外周面２ｘを嵌合孔４ｘに圧入して、ヨーク４の二又状端部４ａに固定されている。そして、シェルカップ２の内周面２ｙと軸部１ａの外周面１ｘとによって形成される環状空間の中には、複数の針状ころ３が配置され、これら針状ころ３の潤滑を維持するためのグリース等の潤滑剤（図示省略）が充填されている。なお、このシール部材５の更に外側にも、シェルカップ２の外周面２ｘに摺接して泥水等の浸入を防止する樹脂製のダストシールド７が配置されている。なお、ダストシールド７の材料は、特に限定されるものではない。
【００２０】
本実施の形態における自在継手の特徴は、ヨーク４の二又状端部４ａに設けられた嵌合孔４ｘの内周面に、円周溝４ｚが形成されているとともに、この円周溝４ｚの中に、止め輪（Ｃ形止め輪）１０が配置されている点である。
【００２１】
また、前記嵌合孔４ｓに嵌め入れられるシェルカップ２は、図３に示すように、カップ底部２ｂの最外周に位置するＲ部（丸み）の半径ｒが、このカップの外径寸法Ｄに対して４％以下になる形状に成形されている（ｒ  ＜  Ｄ×０．０４）。
【００２２】
ここで止め輪１０の一例として、穴径２５ｍｍの嵌合孔４ｘに、ＪＩＳ  Ｂ  ２８０４（Ｃ形止め輪）に準拠した方法で、Ｃ形止め輪を配置する方法を説明する。
【００２３】
この例においては、直径Ｄ＝２５ｍｍの嵌合孔４ｘに対して、その内周に直径２６．２ｍｍ（嵌合孔内周面よりの深さ０．６ｍｍ）の円周溝４ｚを形成する。また、この直径の嵌合孔４ｘに適合するＣ形止め輪は、外径２６．９ｍｍ（最大内径２２．７ｍｍ）のＣ形止め輪であり、その径を縮小させながら前記円周溝に嵌め入れられる。そのため、このＣ形止め輪の内径が嵌合孔４ｘ内周面から径方向に突出する幅は、最小でも２．４ｍｍ確保される。
【００２４】
一方、外径Ｄが２５ｍｍのシェルカップ２において、シェルカップ底部２ｂの最外周に位置するＲ部の半径ｒが外径Ｄの４％である場合、このＲ部の径方向幅（ｒ）は１ｍｍになる。従って、前記のＣ形止め輪の突出幅（２．４ｍｍ）に対して、残りの１．４ｍｍ分は、このＲ部よりもカップ内周側の平坦な部位に係止されることとなる。
【００２５】
以上の構成によって、本発明の自在継手は、軸受カップの抜け止めにかしめを用いた従来の方法に比べ、シェルカップ２の軸方向の位置決めが容易になる。また、この止め輪１０は脱着が簡単で、自在継手の軸受部位に対する保守や部品の交換等を容易に短時間で行なうことができるようになる。
【００２６】
また、シェルカップ２の隅の丸みの半径ｒを、このカップ２外周の直径寸法Ｄに対して４％以下になるようにしたことにより、止め輪１０の内周がシェルカップ底部２ｂの平坦な部位にまで到達し、シェルカップ２に対する十分な「かかりしろ」を確保することができる。
【００２７】
従って、本発明の自在継手は、メンテナンス時における軸受カップの容易な脱着と、作動時における軸受カップの確実な抜け止めとを両立することが可能で、組み込まれた装置全体としてのランニングコストの低減と寿命の向上を達成することができる。
【００２８】
なお、本発明において使用される止め輪の形状は、以上の実施の形態において示した例に限定されることなく、例えばＥ形止め輪等のその他の形状のものであっても良い。また、ヨークの嵌合孔内周に形成する円周溝の断面形状も、この例に限定されるものではなく、止め輪の嵌め入れ易さ等を考慮して、種々の変形が可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の自在継手によれば、軸受部位のメンテナンスや部品交換等を容易に行なうことができ、自在継手全体あるいはそれが組み付けられたプロペラシャフトＡＳＳＹごと交換せねばならなかった従来の自在継手に比して、ランニングコストの低減と組み込まれた装置全体としての寿命の向上を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明における自在継手の構造を示す一部断面図である。
【図２】本発明の自在継手における軸受部の構造を示す拡大断面図である。
【図３】図２のＰ部拡大模式図である。
【図４】従来の自在継手の構造を示す一部断面図である。
【図５】従来の自在継手における軸受部の構造を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
１  十字軸
１ａ  軸部
２  シェルカップ（軸受カップ）
２ａ  円筒部
２ｂ  底部
２ｘ  外周面
２ｙ  内周面
３  ころ
４  ヨーク
４ａ  二又状端部
４ｂ  外側端部
４ｘ  嵌合孔
４ｚ  円周溝
５  シール部材
５ａ  ラジアルリップ（メインリップ）
５ｂ  サイドリップ
６  環状体
７  ダストシールド
１０  止め輪
【図１】
2005048825.tif 000003
【図２】
2005048825.tif 000004
【図３】
2005048825.tif 000005
【図４】
2005048825.tif 000006
【図５】
2005048825.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成15年8月7日(2003.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項２】
前記軸受カップは、カップ外底部の径方向面取り寸法が、当該カップの外径寸法に対して４％以下になるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の自在継手。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
すなわち、請求項１に記載の発明によれば、この止め輪を採用することにより、従来のかしめを用いた方法に比べ、シェルカップの軸方向の位置決めが容易になる。また、この止め輪は脱着が簡単で、自在継手の軸受部位に対する保守等が可能になる。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
次に、請求項２に記載の発明は、嵌合孔内に配置された止め輪の軸受カップに対する係止力を考慮したものであって、前記軸受カップの形状としては、カップ外底部の径方向面取り寸法が、当該カップの外径寸法に対して４％以下になるように形成されていることが望ましい。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
通常、穴の内周面に円周溝を設けて止め輪を配置する場合、その穴径に応じて、ＪＩＳ  Ｂ  ２８０４（Ｃ形止め輪）に準拠した方法が用いられる。すなわち、このＪＩＳに準拠した深さの円周溝を形成するとともに、この円周溝に前記ＪＩＳに準拠した形状の止め輪を使用する場合、プレスによる折り曲げによって生じる軸受カップの径方向面取り寸法を、このカップ外周の直径寸法に対して４％以下になるように形成することにより、止め輪の内周が軸受カップ底部の平坦な部位にまで到達し、軸受カップに対する十分な「かかりしろ」を確保することができる。従って、本発明の自在継手は、メンテナンス時における軸受カップの容易な脱着と、作動時における軸受カップの確実な抜け止めとを両立することができる。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、前記嵌合孔４ｓに嵌め入れられるシェルカップ２は、図３に示すように、カップ底部２ｂの径方向面取り寸法ｒが、このカップの外径寸法Ｄに対して４％以下になる形状に成形されている（ｒ  ＜  Ｄ×０．０４）。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
一方、外径Ｄが２５ｍｍのシェルカップ２において、シェルカップ底部２ｂの径方向面取り寸法ｒが外径Ｄの４％である場合、このｒは１ｍｍになる。従って、前記のＣ形止め輪の突出幅（２．４ｍｍ）に対して、残りの１．４ｍｍ分は、この面取り部分よりもカップ内周側の平坦な部位に係止されることとなる。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
また、シェルカップ２の外底部の径方向面取り寸法ｒを、このカップ２外周の直径寸法Ｄに対して４％以下になるようにしたことにより、止め輪１０の内周がシェルカップ底部２ｂの平坦な部位にまで到達し、シェルカップ２に対する十分な「かかりしろ」を確保することができる。