(57)【要約】【課題】十字軸部材の軸受部分等に加わるジョイント負荷を主にラジアル方向で担持しながらスラスト方向にも分配・担持させ、早期の磨耗進行を抑制できるユニバーサルジョイントを提供する。【解決手段】ヨーク２１、２２と、短軸２３ａ、２３ｂが十字に一体化された十字軸部材２３と、短軸２３ａ、２３ｂとヨーク２１、２２との間に介装された複数の転動部材を有する軸受３０とを備えたユニバーサルジョイントにおいて、ヨーク２１、２２が、短軸２３ａ、２３ｂの中心軸線Ｃｊに直交しその軸線方向一方側から複数の転動部材に当接する軸受支持面２６ａ、２８ａを有し、短軸２３ａ、２３ｂが、中心軸線Ｃｊに対し一定の傾斜角度θをなすとともにその軸線方向他方側から複数の転動部材に当接するテーパ面２３ｔを有し、複数の転動部材が、中心軸線Ｃｊに近いほど小径となる向きで放射状に配置された複数のテーパローラ３１によって構成されている。【選択図】図１
2009275725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回転軸に連結される基端部および二股の先端部を有する第１のヨークと、第２の回転軸に連結される基端部および二股の先端部を有する第２のヨークと、前記第１のヨークに回転自在に結合する第１の短軸および前記第２のヨークに回転自在に結合する第２の短軸が十字に交差するよう一体化された十字軸部材と、前記第１の短軸および前記第２の短軸のうち少なくとも一方の短軸と前記第１のヨークおよび前記第２のヨークのうち少なくとも一方のヨークとの間に介装された複数の転動部材を有する軸受と、を備えたユニバーサルジョイントにおいて、
前記少なくとも一方のヨークが、前記少なくとも一方の短軸の中心軸線と直交するとともに該中心軸線方向の一方側から前記複数の転動部材に当接する軸受支持面を有し、
前記少なくとも一方の短軸が、該短軸の中心軸線に対し一定の傾斜角度をなすとともに前記中心軸線方向の他方側から前記複数の転動部材に当接するテーパ面を有し、
前記複数の転動部材が、前記軸受支持面および前記テーパ面の間で、前記中心軸線に近いほど小径となる向きで放射状に配置された複数のテーパローラからなることを特徴とするユニバーサルジョイント。
【請求項２】
前記傾斜角度が、４５度以上、９０度未満の角度であることを特徴とする請求項１に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項３】
前記複数のテーパローラが、前記少なくとも一方の短軸の外周面より半径方向内方側に配置されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項４】
前記少なくとも一方の短軸が、該短軸の中心軸線に対し実質的に直交する円形の軸心部外端面を有し、
前記複数のテーパローラが、前記少なくとも一方の短軸の軸心部外端面よりも該短軸の半径方向外方側に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のうちいずれか１の請求項に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項５】
前記複数のテーパローラが、それぞれの最大直径より長いローラ長さを有していることを特徴とする請求項１ないし請求項４のうちいずれか１の請求項に記載のユニバーサルジョイント。
【請求項６】
前記少なくとも一方のヨークと前記少なくとも一方の短軸の間に、前記軸受を収納するとともに前記少なくとも一方の短軸の端部を覆う軸受カップが装着されており、該軸受カップの内底面上を前記複数のテーパローラが転動することを特徴とする請求項１ないし請求項５のうちいずれか１の請求項に記載のユニバーサルジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一方の回転軸と他方の回転軸を回転伝動および軸交差可能に連結するユニバーサルジョイント、特に十字軸部材を有するフックス（Hooke's）ジョイント型のユニバーサルジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動側の軸と被駆動側の軸とを回転伝動および軸交差可能に連結するユニバーサルジョイントは、自動車のプロペラシャフトの連結部やステアリングコラムの連結部等に代表される各種の動力伝達経路に使用されている。
【０００３】
従来のこの種のユニバーサルジョイントとしては、例えばエンジンからの駆動力を車両の駆動輪側に伝達する動力伝達経路上で、トランスミッションの出力部に車両前後方向に延びるプロペラシャフトの一端側を連絡するフックスジョイント（カルダンジョイントともいう）が知られている。
【０００４】
このユニバーサルジョイントは、トランスミッションの出力軸に連結される基端部および二股の先端部を有する第１のヨークと、プロペラシャフト側の第２の回転軸に連結される基端部および二股の先端部を有する第２のヨークと、第１のヨークに回転自在に結合する第１の短軸および第２のヨークに回転自在に結合する第２の短軸が十字に交差するよう一体化された十字軸部材、いわゆるスパイダとを備え、スパイダの各軸端部をテーパ状にしてローラで支持するように、さらには、ねじ（螺子）式のがた詰め機構によりそのテーパ状のローラ支持部のがた詰めを行うようになっている（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
また、スパイダの各軸のジャーナル部として、底部を持つカップ状の軸受ブッシュ（以下、軸受カップという）の中に複数の円錐ころを有する総ころタイプの軸受を設けるとともに、軸受カップのヨーク側への圧入時に円錐ころやその軌道面の損傷を抑える機構を有するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
さらに、軸受カップの内底面側にストッパおよびガイド用の円錐凸部を設けるとともに、スパイダ軸端部に円形凹部を形成し、その円形凹部内に凹部深さよりわずかに大径の鋼球を配置することで、軸受カップとスパイダ軸端部との接触抵抗を軽減させるようにしたもの（例えば、特許文献３参照）、あるいは、軸受カップの内底部側にガイド用の凹部を設けるとともに、スパイダ軸端面との軸受カップとの間に保持器付のスラスト玉軸受を配したもの（例えば、特許文献４参照）が知られており、軸受カップ側にガイド部を設けたりすることなく、スパイダ軸端面と軸受カップとの間に保持器付のスラスト玉軸受を配したもの（例えば、特許文献５参照）も知られている。
【特許文献１】実公平７−４３５００号公報
【特許文献２】特開昭６３−１４５８２６号公報
【特許文献３】特開平０９−１１９４４６号公報
【特許文献４】特開平０９−１９６０８２号公報
【特許文献５】特開平０２−１８０３１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述のような従来のユニバーサルジョイントにあっては、過大な負荷が継続して入力されると、その負荷を担持するスパイダ軸の円筒面やテーパ状の軸受転動面にダメージが集中し、早期に磨耗が進行してしまうという問題があった。
【０００８】
また、スパイダの軸端面と軸受カップとの間にスラスト軸受を有しないものでは、スパイダの軸端面と軸受カップの内底面の間に摩擦や発熱が生じ、磨耗が生じ易かった。
【０００９】
一方、スパイダの軸端面と軸受カップとの間にスラスト軸受を有する場合も、スパイダの軸端面と軸受カップの内底面の摩擦を防止することはできるものの、軸受が点接触となることから面圧が高くなり、早期に磨耗が進行してしまうため、スパイダ軸に加わるジョイント負荷の一部を円筒面と共に分担し得るようなものではなかった。そのため、スラスト軸受を有する場合もやはり、構成が複雑であるにもかかわらず、円筒面やテーパ状の軸受転動面にダメージが集中し、早期に磨耗が進行してしまうという問題が解消できていなかった。
【００１０】
そこで、本発明は、十字軸部材の軸受部分等に加わるジョイント負荷をラジアル方向で担持しながらスラスト方向にも適度に分担させて２面で担持できるようにし、早期の磨耗進行を抑制することのできるユニバーサルジョイントを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係るユニバーサルジョイントは、上記目的達成のため、（１）第１の回転軸に連結される基端部および二股の先端部を有する第１のヨークと、第２の回転軸に連結される基端部および二股の先端部を有する第２のヨークと、前記第１のヨークに回転自在に結合する第１の短軸および前記第２のヨークに回転自在に結合する第２の短軸が十字に交差するよう一体化された十字軸部材と、前記第１の短軸および前記第２の短軸のうち少なくとも一方の短軸と前記第１のヨークおよび前記第２のヨークのうち少なくとも一方のヨークとの間に介装された複数の転動部材を有する軸受と、を備えたユニバーサルジョイントにおいて、前記少なくとも一方のヨークが、前記少なくとも一方の短軸の中心軸線と直交するとともに該中心軸線方向の一方側から前記複数の転動部材に当接する軸受支持面を有し、前記少なくとも一方の短軸が、該短軸の中心軸線に対し一定の傾斜角度をなすとともに前記中心軸線方向の他方側から前記複数の転動部材に当接するテーパ面を有し、前記複数の転動部材が、前記軸受支持面および前記テーパ面の間で、前記中心軸線に近いほど小径となる向きで放射状に配置された複数のテーパローラからなることを特徴とする。
【００１２】
この構成により、入力側ヨークと出力側ヨークのうち少なくとも一方のヨークにおいて、十字軸部材の短軸の端面に近接する軸受支持面の磨耗が生じ難くなり、しかも、このヨークに収納される短軸のラジアル方向の荷重の一部がテーパローラのテーパ角度に応じて軸受支持面側にも担持できることになり、ジョイント負荷をヨークと短軸の結合部における円筒面と端面の２面に、すなわちラジアル方向とスラスト方向に適度に分配可能となって、この結合部での面圧を低下させることができる。したがって、大きなジョイント負荷が継続しても、短軸の端部にダメージが集中して早期に磨耗が進行してしまうといった従来の問題が解消できることになる。
【００１３】
上記（１）記載の構成を有する本発明のユニバーサルジョイントにおいては、（２）前記傾斜角度が、４５度以上、９０度未満の角度であるのが好ましい。
【００１４】
この構成により、例えばスラスト方向への荷重はスラスト方向に大きく担持させることができるとともに、ラジアル方向への荷重をスラスト方向に容易に分配可能となる。したがって、例えばラジアルニードル軸受を用いなくとも、大きなジョイント負荷に対応可能となる。
【００１５】
上記（１）、（２）記載の構成を有するユニバーサルジョイントにおいては、（３）前記複数のテーパローラが、前記少なくとも一方の短軸の外周面より半径方向内方側に配置されているのがよい。
【００１６】
この構成により、複数のテーパローラを、ヨークと短軸の間に容易に保持させることができるとともに、ジョイント負荷の円筒面および端面への分配が容易となる。
【００１７】
上記（１）〜（３）記載の構成を有するユニバーサルジョイントにおいては、（４）前記少なくとも一方の短軸が、該短軸の中心軸線に対し実質的に直交する円形の軸心部外端面を有し、前記複数のテーパローラが、前記少なくとも一方の短軸の軸心部外端面よりも該短軸の半径方向外方側に配置されているのが好ましい。
【００１８】
この構成により、短軸の軸心部に潤滑剤の通路や転動部材の保持器を配置することができる。
【００１９】
上記（１）〜（４）記載の構成を有するユニバーサルジョイントにおいては、（５）前記複数のテーパローラが、それぞれの最大直径より長いローラ長さを有しているのが望ましい。
【００２０】
この構成により、複数のテーパローラが細長くなり、必要数のテーパローラを確実に配置できることから、面圧を抑えることができる。
【００２１】
上記（１）〜（５）記載の構成を有するユニバーサルジョイントにおいては、（６）前記少なくとも一方のヨークと前記少なくとも一方の短軸の間に、前記軸受を収納するとともに前記少なくとも一方の短軸の端部を覆う軸受カップが装着されており、該軸受カップの内底面上を前記複数のテーパローラが転動することを特徴とする。
【００２２】
この構成により、軸受カップを介してテーパローラに加える与圧を容易に設定することができ、複数のテーパローラを予め軸受カップに保持させることも可能となり、組付けも容易化される。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、少なくとも一方のヨークに十字軸部材の短軸の端面に近接する軸受支持面を設けるとともに、このヨークに収納される短軸のラジアル方向の荷重の一部をテーパローラを介してその軸受支持面側に担持させるようにしているので、ジョイント負荷をヨークと短軸の結合部における円筒面と端面の２面に、すなわちラジアル方向とスラスト方向に適度に分配することができ、この結合部での面圧を低下させることができる。その結果、大きなジョイント負荷が継続する場合でも、ヨークと十字軸部材の結合部での面圧を低下させることで、早期の磨耗進行を確実に抑制することのできるユニバーサルジョイントを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好ましい実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２５】
図１〜図５は、本発明に係るユニバーサルジョイントの一実施形態を示す図であり、本発明をプロペラシャフトの中間ジョイント部に適用した例を示している。
【００２６】
図１は、一実施形態に係るプロペラシャフトの要部の部分拡大断面図であり、図２は、一実施形態に係るプロペラシャフトの側面図、図３は、一実施形態に係るプロペラシャフトの要部を構成するユニバーサルジョイントの側面図、図４は、一実施形態に係るユニバーサルジョイントの要部断面を示す図３のＡ−Ａ矢視断面図、図５は、一実施形態に係るユニバーサルジョイントの軸受リテーナの斜視図である。
【００２７】
図２に示すように、プロペラシャフト１０は、図中の左端側のジョイント部１１ａで図示しない変速機の出力軸に撓み継手結合される第１の回転軸１１と、図中の右端側のジョイント部１２ａで図示しないディファレンシャル装置の入力軸に撓み継手結合される第２の回転軸１２と、これら第１の回転軸１１と第２の回転軸１２とを動力伝達をなす回転伝動および軸交差（回転中心軸線の交差角（ジョイント角）が０〜６．５度程度の交差）可能に接続するユニバーサルジョイント１３と、図示しないブラケットを介し車体側に支持されてユニバーサルジョイント１３の近傍で第１の回転軸１１を回転自在に弾性支持するセンターベアリング１４とを備えている。このようなプロペラシャフト全体の基本構成自体は、従来のプロペラシャフトとほぼ同様であるので、ここではプロペラシャフト１０の中間ジョイント部を構成する本実施形態のユニバーサルジョイント１３についてのみ詳述する。
【００２８】
図１および図３に示すように、ユニバーサルジョイント１３は、基端部２１ａおよびその基端部２１ａからフォーク状に二股に突出した先端部２１ｂを有する第１のヨーク２１と、基端部２２ａおよびその基端部２２ａからフォーク状に二股に突出した先端部２２ｂを有する第２のヨーク２２と、第１のヨーク２１および第２のヨーク２２の間に介在する十字軸部材２３とを含む、いわゆるフックスジョイントとなっている。
【００２９】
第１のヨーク２１の基端部２１ａは、駆動側となる第１の回転軸１１の図１中の右端側に固定連結されており、第２のヨーク２２の基端部２２ａは、被駆動側となる第２の回転軸１２の図１中の左端側に固定連結されている。
【００３０】
図３および図４に示すように、十字軸部材２３は、互いに直交または略直交する方向に交差する第１の短軸２３ａと第２の短軸２３ｂとを一体化して構成されている。
【００３１】
十字軸部材２３の第１の短軸２３ａは、第１のヨーク２１の基端部２１ａの半径方向に延在し、その両端部で第１のヨーク２１の二股の先端部２１ｂのそれぞれに回転自在に結合している。また、十字軸部材２３の第２の短軸２３ｂは、第２のヨーク２２の基端部２２ａの半径方向に延在し、その両端部で第２のヨーク２２の二股の先端部２２ｂのそれぞれに回転自在に結合している。
【００３２】
また、十字軸部材２３の第１の短軸２３ａおよび第２の短軸２３ｂと、第１のヨーク２１および第２のヨーク２２との間には、複数組のテーパローラ（転動部材）３１を有する複数の軸受３０が介装されている。すなわち、少なくとも一方、例えば両方のヨーク２１、２２と、少なくとも一方、例えば両方の短軸２３ａ、２３ｂとの間に、軸受３０を収納するとともに、少なくとも一方の短軸２３ａ、２３ｂの端部（後述するテーパ面２３ｔおよび軸心部外端面２３ｄｅ）を覆う軸受カップ２６、２８が装着されている。そして、それら軸受カップ２６、２８の内底面である軸受支持面２６ａ、２８ａ上を複数のテーパローラ３１が転動するようになっている。
【００３３】
具体的には、図４に示すように、第１のヨーク２１の二股の先端部２１ｂには、十字軸部材２３の第１の短軸２３ａの外端部を収納する一対の第１の軸受カップ２６がそれぞれ例えば圧入固定状態で設けられており、第２のヨーク２２の二股の先端部２２ｂには、第２の短軸２３ｂの外端部を収納する一対の第２の軸受カップ２８がそれぞれ例えば圧入固定状態で設けられている。
【００３４】
ここで、ヨーク２１の二股の先端部２１ｂに設けられた第１の軸受カップ２６は、十字軸部材２３の第１の短軸２３ａの中心軸線と直交するとともにその中心軸線方向の一方側から複数のテーパローラ３１に当接する軸受支持面２６ａをその内底部分に有しており、ヨーク２２の二股の先端部２２ｂに設けられた第２の軸受カップ２８は、十字軸部材２３の第２の短軸２３ｂの中心軸線と直交するとともにその中心軸線方向の一方側から複数のテーパローラ３１に当接する軸受支持面２８ａをその内底部分に有している。
【００３５】
また、図１および図４に示すように、十字軸部材２３の第１の短軸２３ａおよび第２の短軸２３ｂのうち少なくとも一方、例えば両方の短軸２３ａ、２３ｂは、その端部に中心軸線Ｃｊ（図４中のＣｊ１、Ｃｊ２のうちいずれか一方で、図１中ではＣｊで示す）に対し一定の傾斜角度θをなすとともに中心軸線方向の他方側から複数のテーパローラ３１に当接するテーパ面２３ｔを有しており、複数のテーパローラ３１は、そのテーパ面２３ｔと軸受支持面２６ａ、２８ａとの間で、各短軸２３ａ、２３ｂの中心軸線Ｃｊに近いほど小径となるよう小径側を内向きにした状態で放射状に配置されている。
【００３６】
ここで、第１の短軸２３ａおよび第２の短軸２３ｂのそれぞれのテーパ面２３ｔの中心軸線Ｃｊに対する傾斜角度θは、好ましくは４５度以上、９０度未満の角度であり、例えば６０度である。
【００３７】
また、テーパローラ３１のテーパ角度（中心角）は、９０度から傾斜角度θを差し引いた角度にほぼ等しく、例えば傾斜角度θが６０度であるとき、このテーパ角度は実質的に３０度である。
【００３８】
複数のテーパローラ３１は、少なくとも一方の短軸、例えば両方の短軸２３ａ、２３ｂの外周面２３ｃｆより半径方向内方側に配置されている。さらに、それら複数のテーパローラ３１の短軸２３ａ、２３ｂの半径方向内方側に位置する短軸２３ａ、２３ｂの端部の中心付近には、中心軸線Ｃｊに対し実質的に直交する円形の軸心部外端面２３ｄｅが設けられている。すなわち、複数のテーパローラ３１は、少なくとも一方、例えば両方の短軸２３ａ、２３ｂの軸心部外端面２３ｄｅよりもその短軸２３ａ、２３ｂの半径方向外方側に配置されている。
【００３９】
また、複数のテーパローラ３１は、短軸２３ａ、２３ｂの半径方向で外周面２３ｃｆ側に位置する大径端側の最大直径ｒｄよりも長いそれぞれのローラ長さｈを有している。
【００４０】
これら複数のテーパローラ３１は、各短軸２３ａ、２３ｂのテーパ面２３ｔに対向する皿状のリテーナ３２（図５参照）によって周方向等間隔にかつ中心軸線Ｃｊに対し一定半径内に保持されており、リテーナ３２には複数のテーパローラ３１を収納する略台形の複数のローラ保持穴３２ｈが平坦な中央部３２ｂを囲んで周方向等間隔に形成されている。
【００４１】
また、軸受カップ２６、２８には、それぞれの内底面である軸受支持面２６ａ、２８ａを取り囲むように、複数のテーパローラ３１の大径側端面３１ａに摺動可能に係合する環状保持部２６ｒ、２８ｒが設けられており、複数のテーパローラ３１は、リテーナ３２のみならず軸受カップ２６、２８の環状保持部２６ｒ、２８ｒによっても、中心軸線Ｃｊに対し一定半径内に保持されている。
【００４２】
図１に示すように、環状保持部２６ｒ、２８ｒは、例えば軸受支持面２６ａ、２８ａ上に放射状に配置された複数のテーパローラ３１の大径側端面３１ａに摺動可能に接触するよう、軸受支持面２６ａ、２８ａに対し一定の傾き角度（例えばテーパローラ３１の中心角をαとするとき、９０°−α／２）をなす環状傾斜面２６ｃ、２８ｃと、この環状傾斜面２６ｃ、２８ｃに対し略直交するとともにリテーナ３２の一面側外周部に対向する対向面部２６ｄ、２８ｄとを有している。
【００４３】
なお、第１の軸受カップ２６および第２の軸受カップ２８は、第１のヨーク２１の二股の先端部２１ｂおよび第２のヨーク２２の二股の先端部２２ｂに対し、それぞれ圧入により固定され、止め輪２９（図１参照）によって抜け止めされているが、ねじ締結等による係止、部分的な溶接等のような他の固定方法で固定されていてもよい。
【００４４】
また、両軸受カップ２６、２８と短軸２３ａ、２３ｂとの間には、グリース等の潤滑剤が充填されており、複数のテーパローラ３１がこの潤滑剤により潤滑されるようになっている。そして、十字軸部材２３の各短軸２３ａ、２３ｂには、その端面２３ｄｅに開口するように潤滑剤溜りとなる図示しない凹部あるいは潤滑剤補給通路が形成されており、十字軸部材２３の各短軸２３ａ、２３ｂと各ヨーク２１、２２の間には、各短軸２３ａ、２３ｂと一体となって軸受カップ２６、２８内を封止するシールリング２７が装着されている。
【００４５】
次に、作用について説明する。
【００４６】
上述のように構成された本実施形態では、変速機の出力軸が回転動力を出力すると、これに撓み継手結合するプロペラシャフト１０の第１の回転軸１１が回転し、その回転が第１のヨーク２１の基端部２１ａを回転させる。
【００４７】
このとき、第１のヨーク２１の二股の先端部２１ｂに回転自在に結合した十字軸部材２３の第１の短軸２３ａが第１のヨーク２１と共に回転し、この第１の短軸２３ａと一体の第２の短軸２３ｂが第２のヨーク２２の二股の先端部２２ｂを回転させる。すなわち、第１のヨーク２１から十字軸部材２３を介して第２のヨーク２２に回転が伝動される。
【００４８】
そして、第２のヨーク２２から第２の回転軸１２を介して、例えば車両のリヤ側のディファレンシャル装置に動力が伝達され、駆動車輪である駆動輪が駆動される。また、車両の走行時におけるサスペンション装置の作動等によって後輪と車体との相対距離が変化するときには、プロペラシャフト１０の第１の回転軸１１と第２の回転軸１２との回転中心軸線のなす角度（軸交差角）が初期の角度（例えば２度もしくは３度）から変化するが、その軸交差角の変化にかかわらず、ユニバーサルジョイント１３を中間ジョイント部とするプロペラシャフト１０の動力伝達が正常になされる。
【００４９】
本実施形態では、このように第１の回転軸１１と第２の回転軸１２とが、ユニバーサルジョイント１３によって回転伝動および軸交差可能に接続されることで、車両走行中の駆動輪の変位等にかかわらず安定した動力伝達をなすことができる。
【００５０】
一方、本実施形態においては、入力側および出力側のヨーク２１、２２のうち少なくとも一方、例えば両方のヨーク２１、２２において、十字軸部材２３の短軸２３ａ、２３ｂの端面に近接する軸受支持面２６ａ、２８ａの磨耗が生じ難くなり、しかも、両ヨーク２１、２２に収納される短軸２３ａ、２３ｂのラジアル方向の荷重の一部がテーパローラ３１の傾斜角度θに応じてテーパ面２３ｔ側でも担持できることになり、ジョイント負荷をヨーク２１、２２と短軸２３ａ、２３ｂの結合部における円筒面２３ｃｆと軸心部外端面２３ｄｅ側とに、すなわちラジアル方向とスラスト方向に適度に分配可能となって、ヨーク２１、２２と十字軸部材２３との結合部における接触面圧を低下させることができる。したがって、大きなジョイント負荷が継続する場合でも、短軸２３ａ、２３ｂの端部にダメージが集中して早期に磨耗が進行してしまうといった従来の問題が解消できる。
【００５１】
また、短軸２３ａ、２３ｂの中心軸線Ｃｊに対するテーパ面２３ｔの傾斜角度θが、４５度以上、９０度未満の角度であることから、例えばスラスト方向への荷重はスラスト方向に大きく担持させることができるとともに、ラジアル方向への荷重をスラスト方向にも容易に分配可能となる。
【００５２】
さらに、複数のテーパローラ３１が各短軸２３ａ、２３ｂの外周面２３ｃｆより半径方向内方側に配置されているので、複数のテーパローラ３１を、ヨーク２１、２２と短軸２３ａ、２３ｂの間にそれぞれ容易に保持させることができるとともに、ジョイント負荷の円筒面および端面（外周面２３ｃｆおよびテーパ面２３ｔ）への分配が容易となる。
【００５３】
しかも、両短軸２３ａ、２３ｂが、それぞれの中心軸線Ｃｊに対し実質的に直交する円形の軸心部外端面２３ｄｅを有し、複数のテーパローラ３１が、その軸心部外端面２３ｄｅよりもその短軸２３ａまたは２３ｂの半径方向外方側に配置されているので、短軸２３ａ、２３ｂの軸心部に潤滑剤通路やリテーナ３２のような転動部材の保持器を配置することもできる。
【００５４】
また、複数のテーパローラ３１が、それぞれの最大直径ｒｄより長いローラ長さｈを有しているので、複数のテーパローラ３１が細長くなり、面圧低下に必要な数のテーパローラ３１を確実に配置できることになり、テーパローラ３１の接触面圧を抑えることができる。
【００５５】
加えて、ヨーク２１、２２と短軸２３ａ、２３ｂの間に、軸受を収納するとともに短軸２３ａ、２３ｂの端部を覆う軸受カップ２６、２８が装着され、その軸受カップ２６、２８の内底面である軸受支持面２６ａ、２８ａ上を複数のテーパローラ３１が転動するので、軸受カップ２６、２８を介してテーパローラ３１に加える与圧を容易に設定することができ、複数のテーパローラ３１を予め軸受カップ２６、２８に保持させることも可能となり、組付けも容易化される。
【００５６】
このように、本実施形態のユニバーサルジョイントによれば、少なくとも一方のヨーク２１に十字軸部材２３の短軸２３ａ、２３ｂの軸心部外端面２３ｄｅおよびテーパ面２３ｔに近接する軸受支持面２６ａ、２８ａを設けて短軸２３ａ、２３ｂの外端側の磨耗を抑えるとともに、両ヨーク２１、２２に収納される短軸２３ａ、２３ｂのラジアル方向の荷重の一部をテーパローラ３１のテーパ角度に応じて軸受支持面２６ａ、２８ａ側でも担持できるようにしているので、ジョイント負荷をヨーク２１、２２と短軸２３ａ、２３ｂの結合部における円筒面と端面の２面に、すなわちラジアル方向とスラスト方向に適度に分配することができ、この結合部での面圧を低下させることができる。その結果、大きなジョイント負荷が継続して入力される場合でも、ヨーク２１、２２と十字軸部材２３の結合部に加わるジョイント負荷を短軸２３ａ、２３ｂのラジアル方向のみならずスラスト方向にも適度に分担させて、その結合部におけるテーパローラ３１の接触面圧を低下させることができ、早期の磨耗進行を抑制することのできるユニバーサルジョイントを提供することができるものである。
【００５７】
なお、上述の一実施形態においては、第１のヨーク２１および第２のヨーク２２がそれぞれ複数のテーパローラ３１に当接する軸受支持面２６ａ、２８ａを有するものとしたが、ヨーク２１、２２のうち少なくとも一方（入力側か出力側）が、十字軸部材２３の第１の短軸２３ａおよび第２の短軸２３ｂのうち少なくとも一方の中心軸線Ｃｊと直交するとともに、その中心軸線Ｃｊ方向の一方側から複数のテーパローラ３１に当接する軸受支持面２６ａまたは２８ａを有していてもよい。
【００５８】
また、上述の一実施形態においては、テーパローラ３１の大径側端面３１ａおよび小径側端面３１ｂは、平坦面としているが、それら端面３１ａ、３１ｂの中心軸線Ｃｊからの配置距離程度の曲率半径を有する凸状湾曲面としてもよいし、逆に凹状湾曲面としてもよい。さらに、環状保持部２６ｒ、２８ｒは、軸受支持面２６ａ、２８ａの外周近傍で略直交する２つの傾斜した環状面を有するものとしたが、環状保持部２６ｒ、２８ｒを軸受支持面２６ａ、２８ａとの間にテーパローラ３１の大径側端面３１ａ側で環状の潤滑剤溜りを形成する環状リブとしてもよい。
【００５９】
また、上述の一実施形態においては、ヨーク２１、２２に、十字軸部材２３の各短軸２３ａ、２３ｂとの摺動に好適な素材からなる軸受カップ２６、２８を設けることで、ラジアルニードル軸受等を用いないものとしたが、そのようなラジアル軸受を設けることができることはいうまでもない。
【００６０】
さらに、上述の実施の形態ではユニバーサルジョイントをプロペラシャフトの中間ジョイント部とする例を示したが、本発明のユニバーサルジョイントは、プロペラシャフト以外の動力伝達軸であるドライブシャフトやステアリングホイールの操舵回転を伝達するステアリングコラムのジョイント部に適用することができるし、また、軸交差可能に回転伝動する任意の機構、例えば重機や運搬機械類その他における動力伝達経路に適用することができる。
【００６１】
以上説明したように、本発明に係るユニバーサルジョイントは、少なくとも一方のヨークに十字軸部材の短軸の端面に近接する軸受支持面を設けて短軸端面の磨耗を抑えるとともに、このヨークに収納される短軸のラジアル方向の荷重の一部をテーパローラのテーパ角度に応じて軸受支持面側にも担持できるようにしているので、ジョイント負荷をヨークと短軸の結合部における円筒面と端面の２面に、すなわちラジアル方向とスラスト方向に適度に分配することができ、この結合部での面圧を低下させることができ、その結果、大きなジョイント負荷が継続する場合でも、結合部での面圧を低下させることで早期の磨耗進行を抑制することのできるユニバーサルジョイントを提供することができるという効果を奏するものであり、一方の回転軸と他方の回転軸を回転伝動および軸交差可能に連結するユニバーサルジョイント、特に十字軸部材を有するフックスジョイント型のユニバーサルジョイント全般に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るユニバーサルジョイントを用いたプロペラシャフトの要部の部分拡大断面図である。
【図２】一実施形態に係るプロペラシャフトの側面図である。
【図３】一実施形態に係るプロペラシャフトの要部を構成するユニバーサルジョイントの側面図である。
【図４】一実施形態に係るユニバーサルジョイントの要部断面を示す、図３のＡ−Ａ矢視断面図である。
【図５】一実施形態に係るユニバーサルジョイントの軸受リテーナの斜視図である。
【符号の説明】
【００６３】
１０  プロペラシャフト
１１  第１の回転軸（入力側の回転軸）
１２  第２の回転軸（出力側の回転軸）
１３  ユニバーサルジョイント
２１  第１のヨーク（少なくとも一方のヨーク）
２１ａ、２２ａ  基端部
２１ｂ、２２ｂ  先端部
２２  第２のヨーク（少なくとも一方のヨーク）
２３  十字軸部材
２３ａ  第１の短軸（少なくとも一方の短軸）
２３ｂ  第２の短軸（少なくとも一方の短軸）
２３ｃｆ  外周面（円筒面）
２３ｄｅ  軸心部外端面（短軸の端部、端面）
２３ｔ  テーパ面（短軸の端部、端面）
２６  第１の軸受カップ（軸受カップ）
２６ａ、２８ａ  軸受支持面（内底面）
２８  第２の軸受カップ（軸受カップ）
３０  軸受
３１  テーパローラ（転動部材）
３２  リテーナ
３２ｈ  ローラ保持穴
Ｃｊ、Ｃｊ１、Ｃｊ２  中心軸線
θ  傾斜角度
【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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