(57)【要約】【課題】ニードルころの脱落を防止すると共に、自在継手のサイズを変えることなくヨークに発生する応力の増加を抑えたニードル軸受および自在継手を提供すること。【解決手段】ニードル軸受２１は、底部２４と、底部２４の外周縁から軸方向に延びる円筒部２５と、円筒部２５の軸方向端部から径方向内側に延びた開放端部にニードルころ２２に対して凸形状に形成された突起部２５を設けたカールカップ部２６を備え、カップカール部２６の突起部２５によってニードルころ２２をベアリングカップ２３底部２４に配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端が底部となる円筒部の他端の開放端に前記円筒部の径方向内側に延びるカップカール部が設けられた円筒軸受カップと、前記円筒部内周面に設けられる軌道面と軸部の軌道面との間に転動可能に配置された複数のニードルころとを備えるニードル軸受であって、
前記カップカール部の開放端部に前記ニードルころに対して凸状に形成された突起部を設けて前記ニードルころを前記円筒軸受カップ底部に配置することを特徴とするニードル軸受。
【請求項２】
前記カップカール部の開放端部は、少なくともニードルころの中心までの長さを有し、前記カップカール部の突起部は、前記ニードルころの中心部で最も凸となるように形成されることを特徴とする請求項１に記載のニードル軸受。
【請求項３】
前記カップカール部の突起部は、前記ニードルころに対して反対方向にカールする局面で接することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のニードル軸受。
【請求項４】
十字状に形成される十字軸体と、前記十字軸体の各軸部に取り付けられるニードル軸受と、を備える自在継手であって、
前記ニードル軸受として、請求項１から請求項３のいずれかに記載のニードル軸受を使用することを特徴とする自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車のステアリング装置のインターミディエイトシャフトに用いられるニードル軸受および自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用ステアリング装置のステアリングホイールが回転すると、ステアリングホイールメインシャフトからインターミディエイトシャフトが回転してステアリングギアシャフトへと回転が繋がる。インターミディエイトシャフトには、狭い車内で一定の折れ曲がり角度を維持しながら連結されたシャフトの回転トルクを滑らかに伝達するため、自在継手が組み込まれる。
【０００３】
例えば、図１は、自在継手によって接続されたメインシャフトとインターミディエイトシャフトが回転する様子を説明する斜視図である。図１に示すように、メインシャフト１２およびインターミディエイトシャフト１３は、それぞれ先が二股に分かれた略平行のヨーク１２ａ、１２ｂおよびヨーク１３ａ、１３ｂを有し、ヨーク１２ａ、１２ｂとヨーク１３ａ、１３ｂを接続する自在継手４０によってメインシャフト１２のＡ方向の回転トルクをメインシャフト１２とジョイント角Ｊで接続されたインターミディエイトシャフト１３のＢ方向の回転トルクに変えて伝達している。
【０００４】
メインシャフト１２のヨーク１２ａ、１２ｂおよびインターミディエイトシャフト１３のヨーク１３ａ、１３ｂには、それぞれ軸受孔１２ｃ、１２ｄおよび軸受孔１３ｃ、１３ｄが設けられ十字状に形成された自在継手４０が取り付けられる。
【０００５】
図４は、自在継手について説明する断面図である。図４に示すように、自在継手４０は、メインシャフト１２の軸受孔１２ｃ、１２ｄに挿入される軸受部１６ａ、１６ｂが設けられたスパイダー軸１６と、インターミディエイトシャフト１３の軸受孔１３ｃ、１３ｄに挿入される軸受部１７ａ、１７ｂが設けられたスパイダー軸１７と、軸受部１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂに取り付けられる４つのニードルカップ軸受４１を備える。
【０００６】
従来のニードルカップ軸受４１は、多数のニードルころ４２と、スパイダー軸ヨーク１７にその多数のニードルころ４２を介して回転自在に外嵌される有底円筒状のベアリングカップ４３を備える。ベアリングカップ４３には、底部４４と、底部４４の外周縁から軸方向に延びる円筒部４５と、円筒部４５の軸方向端部から径方向内側に延びるカップカール部４６が設けられる。
【０００７】
ニードルカップ軸受４１は、自動車内部の限られた空間に取り付けられるため厳しいサイズがあり、さらに、ある程度の負荷容量が求められることから、保持器なしの総ニードルころタイプのものが用いられ、カップカール部４６によってニードルころ４２の軸方向移動を規制し、ニードルころ４２がベアリングカップ４３から脱落することを防止している。カップカール部４６は、ニードルカップ軸受４１の組立時のニードルころ４２の保持および潤滑グリースの保持等の機能も有する。
【０００８】
また、軸受孔にベアリングカップを圧入するときのベアリングカップの縮径によってニードルころが軸受部の先端側外周面に接触して傷（圧痕）付いたり変形したりするなどの損傷が生じてエッジロード及び早期剥離等が発生することがあり、それを防ぐために、ベアリングカップの底部の一部を縮径して、ニードルころと軸受部の先端側外周面との接触を回避するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−３０９３３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、近年、電動パワーステアリング装置が大型車両へ用いられるようになり、ステアリング装置が高出力化してきたため、インターミディエイトシャフト１３に対する入力トルクは増加し、ニードルカップ軸受４１に加わる軸方向荷重も増加する傾向にある。それに従って従来と比較してスキューによるニードルころ４２に加わる軸方向荷重も一段と増大し、カップカール部４６の変形やニードルころ４２が脱落する危険性が高まっており、ニードルころ４２の脱落を確実に防止する対策が求められている。
【００１１】
図４に示すように、従来のカップカール部４６では軸方向への移動が可能であり、ニードルころ４２に加わる軸方向荷重が増大している状態でニードルころ４２がベアリングカップ４３の開放端側へ移動すると、カップカール部４６からニードルころ４２が脱落する危険性が高くなる。
【００１２】
さらに、ニードルころ４２がカップ開放端側へ移動すると、スパイダー軸１６、１７上のニードルころ４２間距離Ｗ’が狭くなる。ニードルころ４２間距離Ｗ’が狭くなると、スパイダー軸１６、１７がメインシャフト１２から受けるモーメントは同じなので、相対的にニードルころ４２が受けるモーメント荷重が増大し、メインシャフト１２のヨーク１２ａ、１２ｂおよびインターミディエイトシャフト１３のヨーク１３ａ、１３ｂに発生する応力が増大するという問題がある。
【００１３】
特許文献１では、ニードルころ４２が軸受部の先端側に配置されないようにしているので、従来に比してもニードルころ４２がカップカール部４６から脱落する危険性が増大し、ニードルころ４２が受けるモーメント荷重も大きくなるように作用する。そのため、メインシャフト１２のヨーク１２ａ、１２ｂおよびインターミディエイトシャフト１３のヨーク１３ａ、１３ｂに発生する応力も増大する。
【００１４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、ニードルころの脱落を防止すると共に、自在継手のサイズを変えることなくヨークに発生する応力の増加を抑えたニードル軸受および自在継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のニードル軸受は、一端が底部となる円筒部の他端の開放端に前記円筒部の径方向内側に延びるカップカール部が設けられた円筒軸受カップと、前記円筒部内周面に設けられる軌道面と軸部の軌道面との間に転動可能に配置された複数のニードルころとを備えるニードル軸受であって、前記カップカール部の開放端部に前記ニードルころに対して凸状に形成された突起部を設けて前記ニードルころを前記円筒軸受カップ底部に配置することを特徴とする。
【００１６】
本発明の自在継手は、十字状に形成される十字軸体と、十字軸体の各軸部に取り付けられるニードル軸受として本発明のニードル軸受とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ニードルころの脱落を防止すると共に、自在継手のサイズを変えることなくヨークに発生する応力の増加を抑えたニードル軸受および自在継手を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】自在継手によって接続されたメインシャフトとインターミディエイトシャフトが回転する様子を説明する斜視図
【図２】本発明の実施形態に係る自在継手の断面図
【図３】本発明の実施形態に係る自在継手用ニードルカップ軸受の断面図
【図４】従来の自在継手について説明する断面図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る自在継手の断面図である。図１と同一または相当する部分には同一の番号を付して説明を省略する。図２に示すように、本発明の自在継手２０は、十字状に形成されるメインシャフト１２の軸受孔１２ｃ、１２ｄに挿入される軸受部１６ａ、１６ｂが設けられたスパイダー軸１６およびインターミディエイトシャフト１３の軸受孔１３ｃ、１３ｄに挿入される軸受部１７ａ、１７ｂが設けられたスパイダー軸１７と、軸受部１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂに取り付けられる４つのニードルカップ軸受２１を備える。
【００２０】
図３は、本発明の実施形態に係るニードル軸受の断面図である。図３に示すように、ニードルカップ軸受２１は、多数のニードルころ２２と、メインシャフト１２のヨーク１２ａ、１２ｂの軸受孔１２ｃ、１２ｄおよびインターミディエイトシャフト１３のヨーク１３ａ、１３ｂの軸受孔１３ｃ、１３ｄにその多数のニードルころ２２を介して回転自在に外嵌される有底円筒状のベアリングカップ２３を備える。
【００２１】
ベアリングカップ２３は、例えば、金属板の型押し加工により有底円筒状に成形されており、底部２４と、底部２４の外周縁から軸方向に延びる円筒部２５と、円筒部２５の軸方向端部から径方向内側に延びた開放端部にニードルころ２２に対して凸形状に形成された突起部２６を設けたカップカール部２７を備える。
【００２２】
円筒部２５内周面には、軌道面２５ａが形成されており、軌道面２５ａとスパイダー軸１６、１７の軸受部１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂとの間に、複数のニードルころ２２が転動可能に配置されている。
【００２３】
カップカール部２７の開放端部は、少なくともニードルころ２２の中心までの長さを有し、カップカール部２７の突起部２６は、ニードルころ２２に対して反対方向にカールした局面を有し、局面の最も凸となる部分でニードルころ２２の中心部に接触する。
【００２４】
突起部２６は、例えば、ベアリングカップ２３の製造工程において、カップカール部２７の折り曲げ加工時に、円筒部２５の開放端側から底部２４に向けて型押し加工（プレス加工）を施すことにより成形される。このため、ニードルカップ軸受２１の寸法を変更することなく、また、部品点数の増加、製造工程の増加又は大幅な変更を伴うことなく、突起部２６を容易に形成することができる。
【００２５】
図２に示すように、ニードルころ２２は、カップカール部２７の突起部２６によって軸方向への移動が制限されベアリングカップ２３の底部２４に固定される。ベアリングカップ２３の底部２４は、スパイダー軸１６、１７上のニードルころ２２間距離Ｗが最大となる位置である。スパイダー軸１６、１７がメインシャフト１２から受けるモーメントは同じなので、ニードルころ４２間距離Ｗが大きくなれば、相対的にニードルころ２２が受けるモーメント荷重が減少し、メインシャフト１２のヨーク１２ａ、１２ｂおよびインターミディエイトシャフト１３のヨーク１３ａ、１３ｂに発生する応力は同じサイズの自在継手２０の中では最小値となる。
【００２６】
以上説明したように、本発明の実施形態のニードルカップ軸受２１によれば、ベアリングカップ２３のカップカール部２７の開放端部に形成した突起部２６によってニードルころ２２をベアリングカップ２３の底部２４に配置したので、スパイダー軸１６、１７上のニードルころ２２間距離Ｗが最大となり、ニードルころ２２が受けるモーメント荷重が減少し、メインシャフト１２のヨーク１２ａ、１２ｂおよびインターミディエイトシャフト１３のヨーク１３ａ、１３ｂに発生する応力は同じサイズの自在継手２０の中では最小値となる。
【００２７】
これにより、自在継手２０のサイズを変えることなくメインシャフト１２のヨーク１２ａ、１２ｂおよびインターミディエイトシャフト１３のヨーク１３ａ、１３ｂに発生する応力に発生する応力の増加を抑えることが可能となり、ニードルカップ軸受２１及びこのニードルカップ軸受２１を用いる自在継手２０の耐久性及び信頼性を向上することができる。
【００２８】
本発明の実施形態のニードルカップ軸受２１によれば、ベアリングカップ２３のカップカール部２７の開放端部に形成した突起部２６によってニードルころ２２をベアリングカップ２３の底部２４に配置したので、軸方向荷重が過大になるような状態にあっても、ニードルころ２２は底部２４に固定されて移動することがないので、ニードルころ２２の脱落を防止することができる。
【００２９】
また、突起部２６によりニードルころ２２を確実に底部２４に配置するので、カップカール部２７の変形又は破損を防止することができる。これにより、稼動時の潤滑グリースの保持等のカップカール部２７の機能を維持することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１２・・・メインシャフト
１２ａ、１２ｂ、１３ａ、１３ｂ・・・ヨーク
１２ｃ、１２ｄ、１３ｃ、１３ｄ・・・軸受孔
１３・・・インターミディエイトシャフト
１６、１７・・・スパイダー軸脚
１６ａ、１６ｂ、１７ａ、１７ｂ・・・軸受部
２０、４０・・・自在継手
２１、４１・・・ニードルカップ軸受
２２、４２・・・ニードルころ
２３、４３・・・ベアリングカップ
２４、４４・・・底部
２５、４５・・・円筒部
２６・・・突起部
２７、４６・・・カップカール部
Ｗ，Ｗ’・・・ニードルころ間距離
Ｊ・・・ジョイント角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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