(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
自在継手を構成する十字軸を針状ころを介して回転自在に支持する外輪に、十字軸の軸端を覆う底壁が備えられた自在継手用の総ころタイプのニードル軸受において、
前記外輪の内底面と内周面との交差部には逃げ溝が形成され、前記外輪の前記内底面と該内底面に対向する前記針状ころの端面との間に、前記針状ころの端面に当接する鋼製ワッシャーが設けられ、前記ワッシャーの前記針状ころとの接触端面は前記逃げ溝の縁部よりも軸受内方にあることを特徴とするニードル軸受。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自在継手を構成する十字軸を針状ころを介して回転自在に支持する外輪に、十字軸の軸端を覆う底壁が備えられた自在継手用のニードル軸受に関し、詳しくは、剥離損傷や摩耗を抑えて長寿命化を図るための改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、自動車の非直線的なプロペラシャフト等の自在継手を構成する十字軸の軸端を回転自在に支持するニードル軸受の従来例を示したものである。
このニードル軸受１は、自在継手を構成する十字軸３を針状ころ５を介して回転自在に支持する外輪７が、一端側に十字軸３の軸端を覆う底壁７ａを有した有底筒状に形成され、底壁７ａにより針状ころ５の一端側の端面位置を規制するようにしている。
なお、外輪７の他端側内周には、軸受内への異物の侵入を防止するためのカップシール９が嵌合して備えられる。このカップシール９は、外輪７の内周に緊密嵌合して針状ころ５の他端側の端面位置を規制する金環１０と、金環１０の内周に固定される弾性材料製のシール本体１１とを備えた構成で、シール本体１１には十字軸３の外周に弾性接触するリップ部１１ａ，１１ｂが備えられている。
【０００３】
一般に、針状ころ５が転動する外輪７の内周面１３は、高精度な仕上げ加工が必要で、該内周面１３の加工性等のために、前記内周面１３と外輪７の内底面１４との交差部には、逃げ溝１５が形成される。
しかし、前述したニードル軸受１のように、針状ころ５の端面の位置規制を底壁７ａ自体で直接行う構造では、針状ころ５の一端側の軌道面が逃げ溝１５の縁に接触して、軸受回転動作時におけるエッジロードによって、早期に剥離損傷が生じる恐れがあった。
【０００４】
そこで、従来より、図６に示すニードル軸受１７が提案されている。
このニードル軸受１７は、針状ころ５の軌道面が逃げ溝１５の縁に接触しないように、外輪７の内底面１４と該内底面１４に対向する針状ころ５の端面との間に、針状ころ５の端面が接触する樹脂製ワッシャー１９を介在させたものである。
なお、ニードル軸受１７は、樹脂製ワッシャー１９を追加した点以外の構成は、図５に示したニードル軸受１と同様であり、同様の部分は同番号を付して説明を省略する。
【０００５】
このような樹脂製ワッシャー１９の追加により、針状ころ５の軌道面と逃げ溝１５の縁との接触が回避できるため、軸受回転動作時にエッジロードによる剥離損傷の発生を防止することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、自在継手用のニードル軸受は、限られた寸法内で高負荷容量が求められるため、一般に、針状ころ５相互の間隔を制御する保持器を使用しない総ころタイプとされ、このタイプでは、十字軸３の揺動回転等によって針状ころ５に作用する複雑な荷重によって、針状ころにスキューが生じ易く、針状ころ５の端面が接触する樹脂製ワッシャー１９が、針状ころ５を介して作用するスキュー力によって早期に摩耗して、摩耗時に発生した樹脂破片が軸受の滑らかな回転に障害を招いたり、あるいは、本来の目的（針状ころ５の軌道面と逃げ溝１５の縁との接触を回避して、エッジロードによる剥離損傷の発生を防止すること）が早期に達成できなくなる恐れがあった。
【０００７】
そこで、本発明の目的は上記課題を解消することにあり、外輪の内底面側に形成された逃げ溝の縁と針状ころの軌道面との接触をワッシャーにより回避して、エッジロードによる剥離損傷の発生を防止することができ、しかも、針状ころのスキュー力によるワッシャーの摩耗を防止することで、摩耗時に発生する摩耗破片によって軸受の滑らかな回転に障害が発生することを防止するとともに、外輪の逃げ溝のエッジロードによる剥離損傷の発生防止効果を長期にわたって良好に維持し、軸受の長寿命化を図ることのできる自在継手用のニードル軸受を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記目的は、自在継手を構成する十字軸を針状ころを介して回転自在に支持する外輪に、十字軸の軸端を覆う底壁が備えられた自在継手用の総ころタイプのニードル軸受において、前記外輪の内底面と内周面との交差部には逃げ溝が形成され、前記外輪の前記内底面と該内底面に対向する前記針状ころの端面との間に、前記針状ころの端面に当接する鋼製ワッシャーが設けられ、前記ワッシャーの前記針状ころとの接触端面は前記逃げ溝の縁部よりも軸受内方にあることを特徴とするニードル軸受により達成される。
【０００９】
そして、上記構成によれば、鋼製ワッシャーの板厚を適正に設定しておけば、針状ころの軌道面を外輪の内底面から離して、針状ころの軌道面と外輪の内底面側の逃げ溝の縁との接触を回避できるため、軸受回転動作時に外輪の逃げ溝の縁からのエッジロードによる剥離損傷の発生を防止することができる。
しかも、軸受が総ころタイプで、十字軸の揺動回転等によって針状ころにスキューが生じ易く、針状ころのスキュー力が外輪の内底面との間に介在しているワッシャーに作用しても、ワッシャーが鋼製で硬度が高く、耐摩耗性に優れるため、針状ころのスキュー力によるワッシャーの摩耗を防止することができる。
したがって、ワッシャーの摩耗時に発生する摩耗破片によって軸受の滑らかな回転に障害が発生することを防止するとともに、外輪の逃げ溝のエッジロードによる剥離損傷の発生防止効果を長期にわたって良好に維持し、軸受の長寿命化を図ることができる。
【００１０】
なお、好ましくは、前記外輪の内底面と該内底面に対向する前記十字軸の軸端との間に、樹脂製ワッシャーを設けるとよい。
樹脂製ワッシャーには、潤滑用の溝、ディンプル、ピンプル等を形成し、これにより、外輪内底面と十字軸との接触面の焼き付きを防止することができる。
【００１１】
また、好ましくは、前記樹脂製ワッシャーに、前記外輪の内底面と前記鋼製ワッシャーとの間に介在するワッシャー受け部を設けた構成とするとよい。
更に、好ましくは、前記鋼製ワッシャーと樹脂製ワッシャーとを適宜樹脂成形法により一体形成した構成とするとよい。
このようにすると、鋼製ワッシャーと樹脂製ワッシャーとの２種類のワッシャーを使用していても、部品としては単一部品として取り扱うことができ、外輪へのワッシャーの組み込み作業を簡便にすることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態に係るニードル軸受を詳細に説明する。
図１は、本発明に係る自在継手用のニードル軸受の第１実施形態の要部断面図である。
【００１３】
この第１実施形態のニードル軸受２１は、自動車の非直線的なプロペラシャフト等の自在継手を構成する十字軸の軸端を回転自在に支持するニードル軸受で、自在継手を構成する十字軸３を針状ころ５を介して回転自在に支持する外輪７が、一端側に十字軸３の軸端を覆う底壁７ａを有した有底筒状に形成されている。そして、前記外輪７の内底面１４と該内底面１４に対向する針状ころ５の端面との間に、前記針状ころ５の端面に当接するリング状の鋼製ワッシャー２２が設けられている。
【００１４】
なお、外輪７の他端側内周には、軸受内への異物の侵入を防止するためのカップシール９が嵌合して備えられる。このカップシール９は、図５や図６に示した従来例において使用されているものと同様のものでよく、詳細な説明は省略する。
【００１５】
前記鋼製ワッシャー２２は、ＳＫ５、ＳＵＪ２、ＳＰＣＣ等の材質により、プレス、旋削等により製作され、外輪７の内底面１４と針状ころ５の端面とで挟まれるように、外輪７の内底面側に組み付けられている。そして、鋼製ワッシャー２２の板厚は、針状ころ５の軌道面が外輪７の内底面１４から離れて、針状ころ５の軌道面と外輪７の内底面１４側の逃げ溝１５の縁との接触が回避されるように、適宜値に設定されている。
【００１６】
以上のニードル軸受２１では、針状ころ５の軌道面と外輪７の内底面１４側の逃げ溝１５の縁との接触が鋼製ワッシャー２２により回避されるため、軸受回転動作時に外輪７の逃げ溝１５の縁からのエッジロードによる剥離損傷の発生を防止することができる。
しかも、軸受が総ころタイプで、十字軸３の揺動回転等によって針状ころ５にスキューが生じ易く、針状ころのスキュー力が外輪７の内底面１４との間に介在している鋼製ワッシャー２２に作用しても、当該鋼製ワッシャー２２は鋼製で、硬度が高く、耐摩耗性に優れるため、針状ころのスキュー力によるワッシャーの摩耗を防止することができる。
したがって、ワッシャーの摩耗時に発生する摩耗破片によって軸受の滑らかな回転に障害が発生することを防止するとともに、外輪７の逃げ溝１５のエッジロードによる剥離損傷の発生防止効果を長期にわたって良好に維持し、軸受の長寿命化を図ることができる。
【００１７】
図２は、本発明に係る自在継手用のニードル軸受の第２実施形態の要部断面図である。
この第２実施形態のニードル軸受２５は、第１実施形態として示したニードル軸受２１の構成に、更に、樹脂製ワッシャー２６を追加して備えている。
この樹脂製ワッシャー２６は、６６ナイロン、４６ナイロン、ＰＰＳ等により、射出成形又は旋削等にて製造され、外輪７の内底面１４と該内底面１４に対向する前記十字軸３の軸端との間に介在するもので、リング状の鋼製ワッシャー２２の内周に嵌合する円盤状を呈している。
【００１８】
また、樹脂製ワッシャーには、潤滑用の溝、ディンプル、ピンプル等を形成している。これにより、外輪内底面と十字軸との接触面の焼き付きを防止することができる。外輪内底面と十字軸との接触面の焼き付きを防止するためには、外輪内底面に潤滑用の溝、ディンプル、ピンプル等を形成することもできるが、樹脂製ワッシャーに形成するほうが加工性がよく、また、コストも安くすることができる。
以上の第２実施形態のニードル軸受２５においても、鋼製ワッシャー２２を備えていることから、第１実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。
【００１９】
図３は、本発明に係る自在継手用のニードル軸受の第３実施形態の要部断面図である。
この第３実施形態のニードル軸受２８は、第２実施形態のニードル軸受２５と同様にして、外輪７の内底面１４と針状ころ５との間に介在して、針状ころ５の軌道面が外輪７の逃げ溝１５に接触しないように、針状ころ５の端面に接触する鋼製ワッシャー３０と、外輪７の内底面１４と十字軸３の端面との間に介在する樹脂製ワッシャー３１とを備えており、基本的には、第２実施形態のものと同様の作用・効果を奏する。
しかし、本実施形態の場合、更に、鋼製ワッシャー３０の内周に形成した周溝３０ａに、樹脂製ワッシャー３１の外周に形成した鍔３１ａが嵌合して、鋼製ワッシャー３０と樹脂製ワッシャー３１とが一体化されている。
【００２０】
このような鋼製ワッシャー３０と樹脂製ワッシャー３１との一体化構造は、例えば、プラスチック等の射出成形用の金型内に予め金属部品を挿入した後に、樹脂の注入を行って、金具入りの樹脂製品を成形するインサート成形法など、公知の適宜樹脂成形法を利用することで、実現されている。
【００２１】
この第３実施形態のニードル軸受２８では、第２実施形態における作用・効果に加えて、鋼製ワッシャー３０と樹脂製ワッシャー３１とを適宜樹脂成形法により一体形成したため、鋼製ワッシャー３０と樹脂製ワッシャー３１との２種類のワッシャーを使用していても、部品としては単一部品として取り扱うことができ、外輪７へのワッシャーの組み込み作業を簡便にすることができる。
【００２２】
図４は、本発明に係る自在継手用のニードル軸受の第４実施形態の要部断面図である。
この第４実施形態のニードル軸受３３は、第２実施形態のニードル軸受２５と同様にして、外輪７の内底面１４と針状ころ５との間に介在して、針状ころ５の軌道面が外輪７の逃げ溝１５に接触しないように、針状ころ５の端面に接触する鋼製ワッシャー３５と、外輪７の内底面１４と十字軸３の端面との間に介在する樹脂製ワッシャー３６とを備えており、基本的には、第２実施形態のものと同様の作用・効果を奏する。
【００２３】
但し、本実施形態の場合、前記樹脂製ワッシャー３６には、前記外輪７の内底面１４と前記鋼製ワッシャー３５との間に介在するワッシャー受け部３６ａが一体に備えられている。
【００２４】
また、第４実施形態のニードル軸受３３も、第３実施形態の場合と同様に、鋼製ワッシャー３５と樹脂製ワッシャー３６とが、インサート成形法等の適宜樹脂成形法により、一体成形されている。
したがって、第３実施形態の場合と同様に、鋼製ワッシャー３０と樹脂製ワッシャー３１との２種類のワッシャーを使用していても、部品としては単一部品として取り扱うことができ、外輪７へのワッシャーの組み込み作業を簡便にすることができる。
【００２５】
また、外輪の内底面とこの内底面に対向する十字軸の軸端に入れる樹脂製ワッシャーに代えて、プレス又は旋削加工等によって、潤滑用の溝、ディンプル、ピンプル等を形成した鋼製ワッシャーとしてもよい。更には、針状ころの端面に当接する鋼製ワッシャーと、外輪の内底面とこの内底面に対向する十字軸の軸端に入れる潤滑用の溝、ディンプル、ピンプル等を形成した鋼製ワッシャーとを一体としてもよい。
【００２６】
【発明の効果】
本発明のニードル軸受によれば、鋼製ワッシャーの板厚を適正に設定しておけば、針状ころの軌道面を外輪の内底面から離して、針状ころの軌道面と外輪の内底面側の逃げ溝の縁との接触を回避できるため、軸受回転動作時に外輪の逃げ溝の縁からのエッジロードによる剥離損傷の発生を防止することができる。
しかも、軸受が総ころタイプで、十字軸の揺動回転等によって針状ころにスキューが生じ易く、針状ころのスキュー力が外輪の内底面との間に介在しているワッシャーに作用しても、ワッシャーが鋼製で硬度が高く、耐摩耗性に優れるため、針状ころのスキュー力によるワッシャーの摩耗を防止することができる。
したがって、ワッシャーの摩耗時に発生する摩耗破片によって軸受の滑らかな回転に障害が発生することを防止するとともに、外輪の逃げ溝のエッジロードによる剥離損傷の発生防止効果を長期にわたって良好に維持し、軸受の長寿命化を図ることができる。
【００２７】
そして、前記外輪の内底面と該内底面に対向する前記十字軸の軸端との間に、樹脂製ワッシャーを設けた場合には、樹脂製ワッシャーに潤滑用の溝、ディンプル、ピンプル等を形成し、これにより外輪内底面と十字軸との接触面の焼き付きを防止することができる。
【００２８】
更に、前記鋼製ワッシャーと樹脂製ワッシャーとを適宜樹脂成形法により一体形成した構成とした場合には、鋼製ワッシャーと樹脂製ワッシャーとの２種類のワッシャーを使用していても、部品としては単一部品として取り扱うことができ、外輪へのワッシャーの組み込み作業を簡便にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る自在継手用のニードル軸受の第１実施形態の要部断面図である。
【図２】本発明に係る自在継手用のニードル軸受の第２実施形態の要部断面図である。
【図３】本発明に係る自在継手用のニードル軸受の第３実施形態の要部断面図である。
【図４】本発明に係る自在継手用のニードル軸受の第４実施形態の要部断面図である。
【図５】従来の自在継手用のニードル軸受の要部の縦断面図である。
【図６】従来の改良した自在継手用のニードル軸受の要部の縦断面図である。
【符号の説明】
３  十字軸
５  針状ころ
７  外輪
７ａ  底壁
９  カップシール
１３  内周面
１４  内底面
１５  逃げ溝
２１  ニードル軸受
２２  鋼製ワッシャー
２５  ニードル軸受
２６  樹脂製ワッシャー
２８  ニードル軸受
３０  鋼製ワッシャー
３０ａ  周溝
３１  樹脂製ワッシャー
３１ａ  鍔
３３  ニードル軸受
３５  鋼製ワッシャー
３６  樹脂製ワッシャー
３６ａ  ワッシャー受け部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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