JP2004278786A - 万能継手軸の長さ補償部のためのシール装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 わずかな重量を有し、容易かつ安価に製造することができ、長さ補償部を短く構成する場合でも比較的長い摺動を許すシール装置を提供する。
【解決手段】 本発明の万能継手軸の長さ補償部のためのシール装置は、金属からなるパイプ形状のシールジャケット１１を有し、そのシールジャケットの第１の端部１２は、第２の軸部材８と結合されている。シールジャケット１１の第２の端部１３に、金属からなるジャケット形状のシール支持体１５が接続されている。そのために、シール支持体１５の相手側端面１９が、シールジャケット１１の端面１７に突き合わせられる。両者は、レーザービーム溶接によって互いに結合されている。その方法は、わずかな熱投入しか行われない方法であるので、シールリップ２１を備えたシール部分１６が取り外しできないように取り付けられている、ジャケット形状のシール支持体１５を、シールジャケット１１と結合する前に形成することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、内歯切りを備えたパイプ形状の第１の軸部材と、内歯切りに適合し、かつその中で長手軸に沿って変位可能な外歯切りを備えた第２の軸部材とを有し、その場合に２つの軸部材の一方が外側に円形円筒状の添接面を有している、万能継手軸の長さ補償部のためのシール装置に関する。

特許文献１には、接続パイプを介して第１の万能継手の継手ヨークと接続された、パイプ形状の第１の軸部材を有する万能継手軸が記載されている。第１の軸部材はその長手孔内に内歯切りを有しており、その歯は長手軸に対して平行に延びている。第１の軸部材は、さらに、外側に円形円筒状の外側面を有している。第１の軸部材の、内歯切りを備えた長手孔内に、外歯切りを有する第２の軸部材が長手軸に沿って変位可能に収容されている。第２の軸部材は第２の万能継手の継手ヨークと結合されている。第２の万能継手の継手ヨークの円筒状の取付け面に、シールジャケットの第１の端部が断続的に溶接されている。そのシールジャケットは第２の軸部材を中心に同軸に配置されている。そのシールジャケットは第２の端部でシール支持体を支持しており、そのシール支持体の保持部分がシールジャケット内へその第２の端部から差し込まれて、このシールジャケットと非連続的に溶接されている。シール支持体は２つのチャンバを形成し、そのうちの第２の万能継手から遠いチャンバは第１の万能継手の方向へ外側へ向かって開放している。壁によってこのチャンバから分離されているチャンバ内にはシールリングが設けられており、そのシールリングは第２の軸部材の外側面に対してシールしている。第１の万能継手へ向かって開放しているチャンバは掻き取りリングを有しており、その掻き取りリングは外側へ突出する掻き取りリップを有し、その掻き取りリップは外側面上に沈積した汚れを掻き取り、それによってシールリングを保護するために用いられる。ジャケット形状のシール支持体は、多数の箇所で分断された溶接継ぎ目を介してシールジャケットと結合されている。従ってシールジャケットとシール支持体との間のシール機能は、シールジャケットをシール支持体上に取り付けることによって生じさせなければならない。

その場合の欠点は、シール支持体にシールジャケット内へ嵌入する部分が設けられているために、シールジャケットの直径が増大することである。さらに、質量が増大することも欠点である。シール支持体は長いので、継手軸を短く構成する場合に、長さ補償部が制限されてしまう。シール支持体は、その形状に基づいて、切削でしか形成できない。
米国特許第３，６３３，３８３号明細書

従って本発明の課題は、わずかな重量を有し、容易かつ安価に製造することができ、長さ補償部を短く構成する場合でも比較的長い摺動を許すシール装置を提供することである。

この課題は、本発明によれば、内歯切りを備えたパイプ形状の第１の軸部材と、内歯切りに適合しかつその中で長手軸に沿って変位可能な外歯切りを備えた第２の軸部材とを有し、その場合に２つの軸部材の一方が外側に円形円筒状の添接面を有している、万能継手軸の長さ補償部のためのシール装置によって解決され、この装置は、
−金属からなる、パイプ形状のシールジャケットを有し、
−前記シールジャケットが第１の端部を有しており、その端部は２つの軸部材の一方または、それに結合されている構成部分と堅固に結合されており、
−前記シールジャケット内へ、添接面を有する軸部材が挿入され、
−前記シールジャケットは、第２の端部に端面を有しており、
かつ
−金属からなる、ジャケット形状のシール支持体を有しており、
−前記シール支持体に、添接面に添接するための少なくとも１つのシールリップを有する、エラストマーからなるシール部分が取り外しできないように結合されており、かつ
−前記シール支持体は接続部分を有しており、シールジャケットに向いた側に相手側端面を有しており、その相手側端面はシールジャケットの端面と形状的に適合されており、かつその端面と突き合わされ、
−シールジャケットの端面とシール支持体の相手側端面は、互いに突き合わされて、わずかな熱投入を必要とし、かつ周面にわたって延びる溶接継ぎ目によって結合されている。

このように形成する場合の利点は、スペースを節約する配置が得られ、その場合にシールジャケットとシール支持体が互いに直接突き合わされて、溶接継ぎ目を介して互いに密に結合されることである。シール支持体はシール部分と共に別体の構成部分として製造することができる。わずかな熱投入しか必要としない溶接が使用されることによって、エラストマーからなるシール部分が悪影響を受けない。さらに、２つの部分は、シール支持体がわずかな質量しか持たないということによって、好ましい回転特性をもって結合される。溶接継ぎ目は、溶接材料を供給する溶接継ぎ目に比べてより均一に作られ、それによって回転特性が改善される。

好ましくは、溶接継ぎ目は電子ビーム溶接またはレーザービーム溶接によって形成される。この種の溶接継ぎ目は、互いに結合すべき構成部分内へ、わずかな熱投入しか必要としない。さらに、この種の溶接によっては、シールジャケットとシール支持体の互いの回転に関して、付加的な好ましくない作用はもたらされない。

添接面を有する構成部分と、シールジャケットの内側面との間の間隙をできるだけ小さく抑えるために、シール部分はシール支持体の、相手側端面を有する接続部分に比較して増大された直径を有する部分に対応づけられている。

本発明の好ましい実施の形態の例を図面に概略的に示す。

図１に示す万能継手軸は第１の万能継手を有しており、その万能継手は駆動する、あるいは駆動される構成部分に接続するためのフランジを備えた第１の継手ヨーク、第２の継手ヨークおよび両者を結合するピンクロスを有している。第２の万能継手２は第１の万能継手１と同じである。さらに、万能継手軸は長さ補償部３を有している。長さ補償部３は長手軸４上に整合されたパイプ形状の第１の軸部材５を有している。この軸部材は、接続パイプ６を介して、第１の万能継手の第２の継手ヨークと相対回動不能に結合されている。第１の軸部材５は長手孔を有しており、その中に内歯切り７が配置されている。その歯は長手軸に対して平行に延びており、かつこの長手軸を中心に周面に分配して配置されている。

第２の万能継手２の第２の継手ヨークにピン形状の第２の軸部材が結合されている。この第２の軸部材は外歯切りを備えた部分を有している。外歯切り９は内歯切り７に合わせて形成されており、かつその歯が内歯切り７の間へ、両者間で長手軸４を中心にトルクを伝達することができ、さらに両者が互いに対して長手軸に沿って変位可能であるように、嵌入している。

第２の軸部材８の外歯切り９を備えた部分と、第２の万能継手２の第２の継手ヨークと結合されている領域との間に、外歯切りに比較して直径の減少された部分が設けられている。さらに、第１の軸部材５は外側に円形円筒状の添接面１０を有している。第１の軸部材５および第２の軸部材８を中心に同軸に、シールジャケット１１が配置されており、そのシールジャケットの第１の端部１２は、直接第２の軸部材８と結合されるか、あるいは第２の軸部材８が接続されている、第２の万能継手２の第２のヨークと結合されている。シールジャケット１１の第２の端部１３に、シール部分１６を有するシール支持体１５が接続されている。シールジャケット１１はシール内側面１４を有しており、そのシール内側面は添接面１０に対して半径方向に距離をおいて配置されている。シール装置は、汚れや水分が長さ補償部内へ侵入し、かつ潤滑グリースがその長さ補償部から流出することを防止するために用いられる。この種の万能継手軸は、たとえばエンジンとトランスミッションとの間で、一般に機械製作において、あるいはまた自動車、特に業務用車において、トルクを伝達するために使用される。

シールジャケット１１とシール支持体１５との結合およびその構造を、図２に拡大して、図１の詳細部分Ｘを用いて詳細に説明する。

図２は実施形態の一例を示しており、この実施形態においてシールジャケット１１はその第２の端部１３に端面１７を有している。端面１７は長手軸４と直角に交差する平面を形成している。シールジャケット１１は金属、特に鋼からなる円筒パイプである。

シール支持体１５は直径に段差のついたジャケットとして示されている。シール支持体は相手側端面１９を備えた接続部分１８を有しており、その相手側端面は長手軸４と直角に交差する平面を形成している。端面１７と相手側端面１９は互いに等しく形成されており、互いに対して突き合わされる。パイプ形状および円筒状に形成されている接続部分１８に比較して段付きで直径の増大されている部分２０は、シール部分１６と取り外しできないように結合されており、そのシール部分は２つのシールリップ２１を有しており、それらシールリップは長手軸４に沿って相前後して配置されて、シールジャケット１１から離れるように第１の軸部材５の添接面１０の方向へ突出して、この添接面に密着する。２つのシールリップ２１を有するシール部分１６は、エラストマーから形成された部分であって、その部分は部分２０および接続部分１８と部分２０との間の段部と、たとえば加硫によって、取り外しできないように結合されている。シール支持体１５は例えば金属薄板成形部品であって、シールジャケット１１と結合する前に、その金属薄板成形部品にシールリップ２１を有するシール部分１６が一体形成されている。シールジャケット１１は、第２の軸部分８またはそれと結合されている構成部分、たとえば付属の継手ヨークに取り付ける前に、わずかな熱投入をもたらす溶接方法を用いて、たとえばレーザー溶接によって、シール支持体１５と結合される。この溶接継ぎ目は、符号２２で示されており、かつ端面１７と相手側端面１９との間の突き合わせ領域において、シールジャケット１１ないしシール支持体１５の接続部分１８の回りを外側で連続的に一周しているので、全体として密な結合が得られる。好ましくは結合を形成する場合に、シールジャケット１１とシール支持体１５は、センタリングアーバまたは同様なセンタリング手段上に収容されて、溶接される。

シール支持体１５は、シールジャケット１１と同じ材料から、従って好ましくは鋼からなる。

次に、本発明に係る万能継手軸の長さ補償部のためのシール装置の特徴部分を説明する。

［１］ 内歯切り（７）を備えたパイプ形状の第１の軸部分（５）と、内歯切り（７）に適合し、かつその中で長手軸（４）に沿って変位可能な外歯切り（９）を備えた第２の軸部材（８）を有し、その場合に２つの軸部材（５、８）の一方が外側に円形円筒状の添接面（１０）を有している、万能継手軸の長さ補償部（３）のためのシール装置であって、
−金属からなる、パイプ形状のシールジャケット（１１）を有し、
−前記シールジャケットが第１の端部（１２）を有し、前記端部は２つの軸部材の一方（８）またはそれに結合されている構成部分と堅固に結合されており、
−前記シールジャケット内へ、添接面（１０）を有する軸部材（５）が挿入され、
−前記シールジャケットは、第２の端部（１３）に端面（１７）を有しており、
かつ
−金属からなる、ジャケット形状のシール支持体（１５）を有しており、
−前記シール支持体に、添接面（１０）に添接するための少なくとも１つのシールリップ（２１）を有する、エラストマーからなるシール部分（１６）が取り外しできないように結合されており、かつ
−前記シール支持体は、接続部分（１８）を有しており、前記接続部分はシールジャケット（１１）へ向いた側に相手側端面（１９）を有しており、前記相手側端面は形状的にシールジャケット（１１）の端面（１７）に適合されており、かつこの端面と突き合わされ、
−シールジャケット（１１）の端面（１７）とシール支持体（１５）の相手側端面（１９）が互いに突き合わされて、わずかな熱投入を必要とし、かつ周面全体にわたって延びる溶接継ぎ目（２２）によって結合されている、
万能継手軸の長さ補償部のためのシール装置。

［２］ 溶接継ぎ目（２２）は、電子ビーム溶接またはレーザービーム溶接によって形成されていることを特徴とする上記［１］に記載のシール装置。

［３］ シール部分（１６）は、シール支持体（１５）の、相手側端面（１９）を有する接続部分（１８）に比較して拡大された直径を有する部分（２０）に対応づけられていることを特徴とする上記［１］に記載のシール装置。

図２に示す本発明に基づくシール装置を有する万能継手軸を示している。 図１の詳細部分Ｘを拡大した寸法で示すものであって、その中でシール装置の実施形態が半縦断面で示されている。

符号の説明

１ 第１の万能継手
２ 第２の万能継手
３ 長さ補償部
４ 長手軸
５ 第１の軸部材
６ 接続パイプ
７ 内歯切り
８ 第２の軸部材
９ 外歯切り
１０ 添接面
１１ シールジャケット
１２ 第１の端部
１３ 第２の端部
１４ ジャケット内側面
１５ シール支持体
１６ シール部分
１７ シールジャケットの端面
１８ 接続部分
１９ 相手側端面
２０ 部分
２１ シールリップ
２２ 溶接継ぎ目

Claims (1)

1. 内歯切り（７）を備えたパイプ形状の第１の軸部分（５）と、内歯切り（７）に適合し、かつその中で長手軸（４）に沿って変位可能な外歯切り（９）を備えた第２の軸部材（８）を有し、その場合に２つの軸部材（５、８）の一方が外側に円形円筒状の添接面（１０）を有している、万能継手軸の長さ補償部（３）のためのシール装置であって、
   −金属からなる、パイプ形状のシールジャケット（１１）を有し、
   −前記シールジャケットが第１の端部（１２）を有し、前記端部は２つの軸部材の一方（８）またはそれに結合されている構成部分と堅固に結合されており、
   −前記シールジャケット内へ、添接面（１０）を有する軸部材（５）が挿入され、
   −前記シールジャケットは、第２の端部（１３）に端面（１７）を有しており、
   かつ
   −金属からなる、ジャケット形状のシール支持体（１５）を有しており、
   −前記シール支持体に、添接面（１０）に添接するための少なくとも１つのシールリップ（２１）を有する、エラストマーからなるシール部分（１６）が取り外しできないように結合されており、かつ
   −前記シール支持体は、接続部分（１８）を有しており、前記接続部分はシールジャケット（１１）へ向いた側に相手側端面（１９）を有しており、前記相手側端面は形状的にシールジャケット（１１）の端面（１７）に適合されており、かつこの端面と突き合わされ、
   −シールジャケット（１１）の端面（１７）とシール支持体（１５）の相手側端面（１９）が互いに突き合わされて、わずかな熱投入を必要とし、かつ周面全体にわたって延びる溶接継ぎ目（２２）によって結合されている、
   万能継手軸の長さ補償部のためのシール装置。

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