JP4761125B2 - 自在継手用軸受 - Google Patents
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Description
ここで、上述の自在継手用軸受単品の回転抵抗トルクは以下のようにして測定される抵抗トルクである。すなわち、例えば単一の自在継手用軸受について、その外輪カップを固定しておき、この固定された外輪カップに転動体を保持し、この保持された転動体により軸(十字軸のトラニオンに相当する。)を回動自在に保持する。この状態で、軸をその軸線の回りに回動させるときに測定される抵抗トルクが、上述の自在継手用軸受単品の回転抵抗トルクである。
上記針状ころを外輪カップの底に相対的に近くに配置し、上記ボールを外輪カップの底から相対的に遠くに配置してもよい。または、上記ボールを外輪カップの底に相対的に近くに配置し、上記針状ころを外輪カップの底から相対的に遠くに配置してもよい。
また、本発明において、上記針状ころとボールとの間を仕切る環状のスペーサを備える場合がある。この場合、針状ころとボールとが互いに干渉することが防止されるので、針状ころとボールとが、互いの転動を邪魔することがない。その結果、上記回転抵抗トルクを小さく維持することができる。
本実施形態では、自在継手用軸受が自動車等の車両用操舵装置の自在継手に適用される場合に則して説明するが、本発明はこれに限らず、例えば、自動車の推進軸等、他の用途の回転部材における自在継手用軸受に適用することもできる。
図1は、本発明の第1実施形態の自在継手用軸受が適用される車両用操舵装置の模式図である。
2つの自在継手4,6は同様に構成されている。以下、一方の自在継手4に則して説明する。
自在継手4は、ステアリングシャフト3の他端3bに設けられたヨーク12と、中間シャフト5の一端5aに設けられたヨーク13と、これらヨーク12,13間を連結する十字軸14と、十字軸14の4つのトラニオン14a,14b,14c,14dをそれぞれ回動自在に支持するための4つの自在継手用軸受(以下、単に軸受ともいう。)15とを備えている。
一対のトラニオン14a,14bは、同軸上に配置されていて、第1の軸線C1に沿って胴部19から互いに逆向きに延びている。一対のトラニオン14c,14dは、同軸上に配置されていて、上記第1の軸線C1と直交する第2の軸線C2に沿って胴部19から互いに逆向きに延びている。
図3は、図2に示す軸受15、アーム16A、トラニオン14aの断面図であり、互いに組み付けられた状態を示す。
嵌合孔18Aは、軸受15を嵌め入れるために開口する入口21を有する。嵌合孔18Aの内周面22は円筒面により形成されている。
外輪カップ23の円筒部27の外周面27aが、ヨーク12の嵌合孔18Aの内周面22に圧入状態で嵌合されている。非拘束状態の外輪カップ23の円筒部27の外径は、嵌合孔18Aの内周面22の内径よりも大径に形成されている。
各ボール25は、転動自在に保持され、本実施形態では、各ボール25の直径は針状ころ24の外径よりも所定量大きい。
トラニオン14aは、円柱形状に形成され、外周30と、端面31とを有する。外周30は、円筒面をなし、外周30の軸端部分に面取り部が形成されている。外周30は、軸受15の針状ころ24が転動する第1の軌道面30cと、軸受15のボール25が転動する第2の軌道面30dとを有している。これらの第1および第2の軌道面30c,30dは、互いに連続して、単一の円筒面を形成している。
複数のボール25は、トラニオン14aと外輪カップ23との間に介在し、具体的には、互いに対向する一対の第2の軌道面30d,27dの間に介在し、トラニオン14aの外周30を取り囲む環状の列をなしている。
図4は、図2に示す軸受15、アーム16A、トラニオン14aの断面図であり、軸受15が組み付けられる前の状態を示す。
式(1) :S1=[(L1−2×L3)−L2]−(2×L4) ここで、L1は、組み込み前の状態の嵌合孔18Aの内周面22の内径である。L2は、組み込み前の状態のトラニオン14aの外周30の第1の軌道面30cの外径である。L3は、組み込み前の状態の外輪カップ23の円筒部27の第1の軌道面27cの部分の肉厚(径方向寸法)である。L4は、非拘束状態の針状ころ24の直径である。上記式(1) 中の[(L1−2×L3)−L2]の値は、外輪カップ23(針状ころ24およびボール25を保持していない状態)が嵌合孔18Aとトラニオン14aとの間に組み込まれた状態における、針状ころ24のために対をなす第1の軌道面27c,30cの直径の差の値に相当する。
式(2) :S2=[(L1−2×L6)−L5]−(2×L7) ここで、L5は、組み込み前の状態のトラニオン14aの外周30の第2の軌道面30dの外径である。L6は、組み込み前の状態の外輪カップ23の円筒部27の第2の軌道面27dの部分の肉厚(径方向寸法)である。L7は、非拘束状態のボール25の直径である。上記式(2) 中の[(L1−2×L6)−L5]の値は、外輪カップ23(針状ころ24およびボール25を保持していない状態)が嵌合孔18Aとトラニオン14aとの間に組み込まれた状態における、ボール25のために対をなす第2の軌道面27d,30dの直径の差の値に相当する。
先ず、ヨーク12の嵌合孔18Aに十字軸14のトラニオン14aを同心的に挿通させて、仮保持状態とする。仮保持状態では、嵌合孔18Aにトラニオン14aを同心に配置している。この状態にある嵌合孔18Aの内周面22とトラニオン14aの外周30との間の環状の隙間に、予め組み立てられた軸受15が嵌め込まれる。
ところで、従来の自在継手用軸受では、針状ころのラジアルすきまを無くすると、軸受が自在継手用ヨークの嵌合孔に嵌め入れられる際に、軸受の外輪カップに保持された針状ころが、十字軸のトラニオンの外周面を傷つけてしまうことがある。その結果、回転抵抗トルクが変動することがあった。
車両用操舵装置1の自在継手4,6の少なくとも一方に、より好ましくは両方に、本実施形態の軸受15が採用される場合には、ドライバーが操舵部材2を介して屈曲状態の自在継手4,6を回すときに、ドライバーが傷の影響によるごりごり感(トルク変動)を感じることがなくて、快適な操舵感が実現される。
例えば、図6は、本発明の第2実施形態の軸受32を含む自在継手4の要部の断面図である。図6を参照して、第2実施形態の軸受32では、軸受32の軸方向についてボール25の列は、外輪カップ23の底28に相対的に近くに配置されている。これとともに、針状ころ24の列は、外輪カップ23の底28から相対的に遠くに配置されている。この点で図6に示す軸受32は、図3に示す軸受15と異なっている。
要は、針状ころ24のラジアルすきまS1が相対的に大きく、ボール25のラジアルすきまS2が相対的に小さくされていればよい。より好ましくは、ボール25のラジアルすきまS2がゼロおよび負の所定値であれば、がたつきを確実に防止できて好ましい。
Claims (5)
- 自在継手のヨークの嵌合孔に保持されて十字軸のトラニオンを支持する自在継手用軸受において、
上記嵌合孔に嵌合される有底円筒状の外輪カップと、
上記トラニオンおよび外輪カップの間に介在してトラニオンの外周を取り囲む環状の列をなす転動体とを備え、
上記環状の列をなす転動体は、環状の列をなす針状ころおよび環状の列をなすボールを含み、
上記外輪カップの円筒部の内周面は、針状ころが転動する第1の軌道面と、ボールが転動する第2の軌道面とを有し、これら外輪カップの第1および第2の軌道面は、互いに連続する単一の円筒面を用いて形成され、
上記トラニオンは、円筒状の外周面を有し、この外周面は、針状ころが転動する第1の軌道面と、ボールが転動する第2の軌道面とを有し、これらトラニオンの第1および第2の軌道面は、互いに連続する単一の円筒面を用いて形成されており、
ボールのラジアルすきまが、針状ころのラジアルすきまよりも小さいことを特徴とする自在継手用軸受。 - 請求項1に記載の自在継手用軸受において、上記ボールは、外輪カップとトラニオンとの間に予圧を付与された状態で介在し、上記針状ころは、外輪カップとトラニオンとの間に遊びをもって介在していることを特徴とする自在継手用軸受。
- 請求項1または2に記載の自在継手用軸受において、上記針状ころは、外輪カップの底に相対的に近く、上記ボールは、外輪カップの底から相対的に遠いことを特徴とする自在継手用軸受。
- 請求項1または2に記載の自在継手用軸受において、上記ボールは、外輪カップの底に相対的に近く、上記針状ころは、外輪カップの底から相対的に遠いことを特徴とする自在継手用軸受。
- 請求項1から4の何れか1項に記載の自在継手用軸受において、上記針状ころとボールとの間を仕切る環状のスペーサを備えることを特徴とする自在継手用軸受。
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