CN101809307A - 万向节用密封装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种万向节用密封装置,包括:金属环(11),嵌合于万向节的十字形轴(110)的轴部(111)外周面;以及多个密封唇(12-14),由一体设置于金属环的橡胶状弹性材料制成。密封唇(12-14)包括:内侧密封唇(12、13),可滑动地密接于将轴部(111)可相对旋转地支撑的轴承(120)的外轮(121)端部内周面;以及外侧密封唇(14),可滑动地密接于十字形轴(110)的凸起部(112)的立起面(112a),其中立起面(112a)在金属环(11)的嵌合位置的外侧从轴部(111)向其外径方向立起。本发明的万向节用密封装置能够防止安装过程中密封唇的损坏等,并且泥水密封性较好。
Description
技术领域
本发明涉及一种将用作汽车的传动轴和转向轴等连接装置的万向节的轴承部进行密封的万向节用密封装置。
背景技术
汽车的传动轴等中的万向节,是通过十字形轴(cruciform spider),将设置于驱动侧旋转轴的轴端的轭、与设置在从动侧旋转轴的轴端的轭,可相互角位移地连接,并通过上述十字形轴将旋转力从驱动侧传递至从动侧。十字形轴中相互成为十字形而突出的四个轴部,通过滚针轴承,分别插入开设于上述驱动侧或从动侧的轭中两岔状臂部的连接孔中。并且,为了防止封入滚针轴承的内部的润滑油泄漏,同时防止外部的泥水等进入,通过密封装置密封滚针轴承。
图8以及图9是分别示出万向节用密封装置的典型现有技术的安装状态的半剖面图,图10是示出图8的密封装置的安装过程的半剖面图。
在图8以及图9中,附图标记110是万向节的十字形轴,附图标记120是由外轮121和介于该外轮121与上述轴部111之间的多个圆柱状转动体122形成的滚针轴承,其中外轮121在以游嵌状态配置于十字形轴110的轴部111的同时嵌合于未示出的轭的连接孔。并且,图8中示出的滚针轴承120是乘用车用的,比较小,外轮121是由冲压成形件制成的壁较薄的部件,图9中示出的滚针轴承120是货物汽车等大型车辆用的,外轮121是由铸造件制成的壁较厚的部件。
并且,图8中示出的密封装置100A,由于滚针轴承120的外轮121的壁较薄,因此安装于十字形轴110的轴部111,为了防止圆柱状转动体122脱落于上述外轮121的端部,可滑动地密接于通过冲压而弯曲形成的向内弯曲部121a的R面的多个密封唇102、103与压入嵌合于上述轴部111的外周面的内周密封部104,由橡胶状弹性材料一体成形于金属环101上(例如参照专利文献1)。
另一方面,图9中示出的密封装置100B,通过压入而安装于滚针轴承120的外轮121,即,可滑动地密接于从十字形轴110的轴部111至凸起部112的弯曲面110a及其附近的多个密封唇106-108,由橡胶状弹性材料一体成形于压入嵌合于上述外轮121的端部内周面的金属环105上(例如参照专利文献2、3)。
专利文献1:日本专利特开平11-125338号公报
专利文献2:日本专利特开2006-118662号公报
专利文献3:日本专利特开2006-162079号公报
但是,在图8的密封装置100A的情况下,密封唇102、103所密接的外轮121的向内弯曲部121a是通过冲压加工而形成的,因此其R面的曲率精度较低,从而密封唇102、103的密接面压的偏差较大,具有泥水密封性不稳定的问题。并且,该密封装置100A,如图10所示,在使用夹具200向十字形轴110的轴部111压入时,不得不按压密封唇102,因此密封唇102可能被压坏而受到损坏。
另一方面,在图9的情况下,密封装置100B被压入于滚针轴承120的外轮121的端部内周面,在外轮121为冲压成形件的情况下,会有由于压入而产生变形的可能,因此将该外轮121制成壁较厚的铸造件,但是与金属环105嵌合的嵌合部位于利用密封唇106-108的密封部的外侧,并且外轮121由于是铸造件而表面粗糙度较粗糙,因此在与金属环105嵌合的嵌合部泥水密封性恐怕会不够。并且,为了利用密封唇106-108获得足够的泥水密封性,密封装置100B相对于上述弯曲面110a的位置精度必须是高精度的。
发明内容
(发明要解决的问题)
有鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种能够防止安装过程中密封唇的损坏等问题,并且泥水密封性较好的万向节用密封装置。
(解决技术问题的技术方案)
作为有效解决上述技术问题的技术方案,本发明第1方面的万向节用密封装置包括:金属环,嵌合于万向节的十字形轴的轴部外周面;以及多个密封唇,由一体设置于所述金属环的橡胶状弹性材料制成;所述密封唇包括:内侧密封唇,可滑动地密接于将所述轴部可相对旋转地支撑的轴承的外轮端部内周面;以及外侧密封唇,可滑动地密接于所述十字形轴的凸起部的立起面,其中所述立起面在所述金属环的嵌合位置的外侧从所述轴部向其外径方向立起。
本发明第2方面的万向节用密封装置为,在本发明第1方面的万向节用密封装置中,在所述金属环的朝向所述十字形轴的轴部前端侧的内端形成锷部。
本发明第3方面的万向节用密封装置为,在本发明第1方面的万向节用密封装置中,所述金属环的朝向所述十字形轴的轴部前端的相对侧的外端抵接于所述十字形轴的凸起部。
本发明第4方面的万向节用密封装置为,在本发明第1方面的万向节用密封装置中,在轴承的外轮端部上形成凸缘,所述凸缘向外轮与所述内侧密封唇的密接位置的外侧延伸,并且与所述十字形轴的凸起部的与所述外侧密封唇的密接位置的外侧部分接近并相对。
(发明的效果)
根据本发明第1方面的万向节用密封装置,金属环与十字形轴的轴部外周面的金属嵌合部,位于上述十字形轴的凸起部的立起面和密接于立起面的外侧密封唇所形成的密封部的内侧,因此在上述金属嵌合部不会产生泥水密封性的问题,能够发挥较好的密封性。并且,由于金属环安装在十字形轴的轴部,因此轴承的外轮即使是冲压成形件也可以,因此,与上述外轮为铸造件的情况相比较,确保了在内侧密封唇的密接滑动部中具有较高的泥水密封性。
根据本发明第2方面的万向节用密封装置,由于在安装时能够通过夹具等按压金属环的内端的锷部,来压入十字形轴的轴部的外周面,而不需要按压密封唇,因此,除了本发明第1方面的效果之外,还能够实现密封唇不会因压坏而受到损坏的效果。
根据本发明第3方面的万向节用密封装置,除了本发明第1方面的效果之外,还能够相对于十字形轴的轴部高精度地定位密封装置,因此,能够减小外侧密封唇相对于十字形轴的凸起部的过盈量偏差,能够获得稳定的密封性。
根据本发明第4方面的万向节用密封装置,在十字形轴的凸起部与在轴承的外轮端部延伸的凸缘之间,形成向外侧密封唇的外部延伸的迷宫间隙,因此,除了本发明第1方面的效果之外,还能够使泥水等难以向外侧密封唇浸入,进一步提高了泥水密封性。
附图说明
图1是示出万向节的立体图。
图2是示出本发明的万向节用密封装置的安装状态的半剖面图。
图3是单独示出本发明的万向节用密封装置的半剖面图。
图4是示出本发明的万向节用密封装置的安装过程的半剖面图。
图5是示出本发明的万向节用密封装置的另一方式的安装状态的半剖面图。
图6是示出本发明的万向节用密封装置的又一方式的安装状态的主要部分剖面图。
图7是示出本发明的万向节用密封装置的另一方式的安装状态的主要部分剖面图。
图8是示出万向节用密封装置的现有技术的安装状态的半剖面图。
图9是示出万向节用密封装置的另一现有技术的安装状态的半剖面图。
图10是示出图8的密封装置的安装过程的半剖面图。
符号说明
1密封装置
11金属环
11a嵌合筒部
11b锷部
12第一内侧密封唇(内侧密封唇)
13第二内侧密封唇(内侧密封唇)
14外侧密封唇
110十字形轴
111轴部
112凸起部
112a立起面
113径向阶梯差面
120滚针轴承(轴承)
121外轮
121c端缘部
G迷宫间隙
具体实施方式
以下,参照附图,对本发明的万向节用密封装置的优选实施方式进行说明。图1是示出万向节的立体图,图2是示出本发明的万向节用密封装置的安装状态的半剖面图,图3是单独示出本发明的万向节用密封装置的半剖面图,图4是示出本发明的万向节用密封装置的安装过程的半剖面图。
首先,说明万向节的大致构成,如图1所示,该万向节是通过十字形轴110,将设置在驱动侧旋转轴以及从动侧旋转轴中的一个的轴端的轭130、与设置在另一个的轴端的轭140,可相互角位移地连接。十字形轴110具有以形成十字形的方式相互朝直角方向突出的四个轴部(图2等中的附图标记111)、以及从其相互交叉部侧向外径方向立起的凸起部112,各轴部通过滚针轴承120,分别插入开设于轭130、140的两岔状臂部131、141的连接孔131a、141a中。
如图2所示,滚针轴承120由有底圆筒状的外轮(也称为壳杯(shellcup))121、以及介于该外轮121与上述轴部111之间的钢制的多个圆柱状转动体122构成,并且内部利用未示出的润滑油来润滑,其中外轮由配置在十字形轴110的轴部111的外周、同时嵌入图1的轭130或140的连接孔131a或141a的金属冲压成形件制成。
本发明的万向节用密封装置(以下,简称为密封装置)1,如图2以及图3所示,包括:金属环11,通过钢板等金属板的冲孔冲压成形来制作;以及第一内侧密封唇12、第二内侧密封唇13、和外侧密封唇14,由通过一体成形(硫化粘接)而设置于该金属环11的橡胶状弹性材料制成。
在十字形轴110的轴部111的外周面上,形成圆锥状阶梯差面111a,其位于滚针轴承120的圆柱状转动体122可转动地接触的位置处的凸起部112一侧的端部,并且凸起部112侧的直径略微变大。并且,密封装置1中的金属环11由嵌合筒部11a与锷部11b组成,第一内侧密封唇12、第二内侧密封唇13以及外侧密封唇14位于上述嵌合筒部11a的外周侧,其中嵌合筒部11a从轴部111中的上述圆锥状阶梯差面111a,以具有适当的过盈量的方式压入嵌合于凸起部112侧的底部111b的外周面,锷部11b从面向上述轴部111前端侧的上述嵌合筒部11a的内端向外径方向展开。
在十字形轴110的轴部111的底部111b与凸起部112之间,径向阶梯差面113沿圆周方向连续形成,在密封装置1的安装状态下,金属环11的嵌合筒部11a的外端(锷部11b的相对侧的端部)11c与上述径向阶梯差面113相抵接。
在密封装置1的安装状态下,第一内侧密封唇12以及第二内侧密封唇13,朝向滚针轴承120的外侧,形成前端侧的直径变大的圆锥筒状,其前端部可滑动地密接于滚针轴承120的外轮121的端部内周面。并且,外侧密封唇14位于第一内侧密封唇12以及第二内侧密封唇13的轴向外侧,在密封装置1的安装状态下,朝向滚针轴承120的外侧,形成前端侧的直径变大的圆锥筒状,其前端部可滑动地密接于十字形轴110的凸起部112的立起面112a。
在滚针轴承120的外轮121的端部上,形成凸缘121a和筒状缘部121b,其中凸缘121a从外轮121与第一内侧密封唇12以及第二内侧密封唇13的密接位置的外侧向外径方向延伸,并且在外侧密封唇14的外侧与十字形轴110的凸起部112的立起面112a在轴向上接近并相对,筒状缘部121b从凸缘121a的外径端部朝上述凸起部112的外周侧向轴向弯曲。因此,在上述凸缘121a以及筒状缘部121b与凸起部112之间,形成截面大致L字形的弯曲形状的迷宫间隙G。
如上构成的密封装置1在防止封入滚针轴承120的内部的润滑油向外轮121的外部泄漏的同时,能够防止外部的泥水等侵入。
这里,由于第一内侧密封唇12以及第二内侧密封唇13密接于外轮121的圆筒面状的内周面,并且在该外轮121上没有作用由于压入等而产生的过大的力,因此可以采用冲压成形件,因此,与外轮121为铸造件的情况相比较,与内侧密封唇12、13密接的滑动部的泥水密封性较高。并且,由于外侧密封唇14密接于十字形轴110的凸起部112的平面状立起面112a,并且金属环11的嵌合筒部11a的外端11c与十字形轴110的径向阶梯差面113相抵接,因此密封装置1的定位精度较高。因此,与先前说明的图8或图9示出的现有技术中的密封唇密接于曲折面或弯曲面的方式不同,过盈量的偏差减小,能够获得稳定的密封性。
并且,十字形轴110的凸起部112与从外轮121的端部延伸的凸缘121a以及筒状缘部121b形成的迷宫间隙G,具有使泥水等难以浸入利用第一内侧密封唇12以及第二内侧密封唇13的滑动密封部、以及利用外侧密封唇14的滑动密封部的迷宫密封功能,因此能够抑制泥水等对这些密封唇12-14的磨耗,并能长期维持稳定的泥水密封性。
并且,在图2示出的安装状态下,金属环11的嵌合筒部11a与十字形轴110的轴部111的底部111b的外周面之间的金属嵌合部,位于十字形轴110的凸起部112的立起面112a与密接于该立起面的外侧密封唇14所形成的密封部的内侧,因此在上述金属嵌合部不会产生泥水密封性的问题。
该密封装置1在向十字形轴110的轴部111安装时,如图4所示,首先以密封唇12-14朝向凸起部112侧的方式将密封装置1外插,接着通过夹具200等将朝向上述轴部111的前端侧的金属环11的内端的锷部11b按压,从而以抵抗摩擦力的方式压入,其中该摩擦力由金属环11的嵌合筒部11a相对于上述轴部111的底部111b的外周面的过盈量所产生。并且,通过将该嵌合筒部11a的外端11c压入到与十字形轴110的径向阶梯差面113相抵接的位置,外侧密封唇14以适当的面压密接于上述凸起部112的立起面112a。因此,密封唇12-14不会被夹具200压坏而受到损坏,能够如上述地以较高的定位精度进行安装。
并且,由于第一内侧密封唇12以及第二内侧密封唇13朝向滚针轴承120的外侧,通过向滚针轴承120内注入润滑油时的内压上升,第一内侧密封唇12以及第二内侧密封唇13被压开,剩余润滑油容易被排出。
并且,滚针轴承120的圆柱状转动体122,在形成于十字形轴110的轴部111的圆锥状阶梯差面111a所形成的小径侧的外周面转动,通过上述圆锥状阶梯差面111a限制了轴向的移动,但是金属环11的锷部11b也具有限制上述圆柱状转动体122的轴向移动的功能。
图5是示出本发明的万向节用密封装置的另一方式的安装状态的半剖面图。
在该方式中,与上述图2的方式不同之处在于以下这点:在安装状态下,成为滚针轴承120的最内部侧的第一内侧密封唇12与第二内侧密封唇13以及外侧密封唇14相对,换而言之,朝向轴承内。其他部分的构成与图2的方式相同。即,没有将润滑油封入内部类型的轴承,不需要通过释放润滑油注入时的内压而放掉剩余的润滑油,因此可以如图所示地将第一内侧密封唇12逆向。
图6以及图7是示出本发明的万向节用密封装置的又一方式的安装状态的主要部分的剖面图。
其中,图6示出的方式为:在滚针轴承120的外轮121的端部仅形成凸缘121a,其中凸缘121a从外轮121与第二内侧密封唇13的密接位置的外侧向外径方向延伸,并且在外侧密封唇14的外侧与十字形轴110的凸起部112的立起面112a在轴向上接近并相对。图7示出的方式为:使上述外轮121的端缘部121c在外侧密封唇14的外侧,与凸起部112的立起面112a在轴向上接近并相对。
即,外轮121的端部形状为如图2的弯曲性状还是如图6或图7的形状,能够根据泥水等的飞来方向和飞来频率等条件进行任意设定。
权利要求书(按照条约第19条的修改)
1.一种万向节用密封装置,其特征在于包括:金属环,嵌合于万向节的十字形轴的轴部外周面;以及多个密封唇,由一体设置于所述金属环的橡胶状弹性材料制成;所述密封唇包括:内侧密封唇,可滑动地密接于将所述轴部可相对旋转地支撑的轴承的外轮端部内周面;以及外侧密封唇,可滑动地密接于所述十字形轴的凸起部的立起面,其中所述立起面在所述金属环的嵌合位置的外侧从所述轴部向其外径方向立起;在所述金属环的朝向所述轴部前端侧的内端形成锷部。
2.根据权利要求1所述的万向节用密封装置,其特征在于,所述金属环的朝向所述十字形轴的轴部前端的相对侧的外端抵接于形成在所述十字形轴的径向阶梯差面。
3.根据权利要求1所述的万向节用密封装置,其特征在于,在轴承的外轮端部上形成凸缘,所述凸缘向外轮与所述内侧密封唇的密接位置的外侧延伸,并且与所述十字形轴的凸起部的与所述外侧密封唇的密接位置的外侧部分接近并相对。
说明或声明(按照条约第19条的修改)
根据条约第19条修改时的声明
对权利要求1进行了修改,加入了权利要求2中的“在所述金属环的朝向所述轴部前端侧的内端形成锷部”的构成
权利要求2随着权利要求1的修改而删除。
为了消除意见书第VII栏指出的不完整,对权利要求3进行了修改,根据说明书第6页第2段的记载,将“抵接于所述十字形轴的凸起部”改为“抵接于形成在所述十字形轴的径向阶梯差面”。
权利要求4没有修改。
Claims (4)
1.一种万向节用密封装置,其特征在于包括:金属环,嵌合于万向节的十字形轴的轴部外周面;以及多个密封唇,由一体设置于所述金属环的橡胶状弹性材料制成;所述密封唇包括:内侧密封唇,可滑动地密接于将所述轴部可相对旋转地支撑的轴承的外轮端部内周面;以及外侧密封唇,可滑动地密接于所述十字形轴的凸起部的立起面,其中所述立起面在所述金属环的嵌合位置的外侧从所述轴部向其外径方向立起。
2.根据权利要求1所述的万向节用密封装置,其特征在于,在所述金属环的朝向所述十字形轴的轴部前端侧的内端形成锷部。
3.根据权利要求1所述的万向节用密封装置,其特征在于,所述金属环的朝向所述十字形轴的轴部前端的相对侧的外端抵接于所述十字形轴的凸起部。
4.根据权利要求1所述的万向节用密封装置,其特征在于,在轴承的外轮端部上形成凸缘,所述凸缘向外轮与所述内侧密封唇的密接位置的外侧延伸,并且与所述十字形轴的凸起部的与所述外侧密封唇的密接位置的外侧部分接近并相对。
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