JP3113221U

JP3113221U - 自在継手

Info

Publication number: JP3113221U
Application number: JP2005003943U
Authority: JP
Inventors: 怜二斎藤; 剛佐川; 勝久下山
Original assignee: 株式会社中村自工
Priority date: 2005-06-01
Filing date: 2005-06-01
Publication date: 2005-09-02
Anticipated expiration: 2015-06-01

Abstract

【課題】軸受部分における良好なダストシール，オイルシール機能を長期にわたって維持する。
【解決手段】ダストシール部材４１を、弾性体のシール材４１ａを金属製の環状体４１ｂの外周部４１ｃおよび外周近傍部４１ｄに接着して構成にし、ダストシール部材４１における外周部部分を軸受孔４の内側部と外輪２１との間で挟持し、かつダストシール部材４１における外周近傍部部分を外輪２１の端部と止め輪４３との間で挟持することによって、ダストシール部材４１を軸受２０の端部部分に固定する。そして、ダストシール部材４１の二股状をなす一端部を内輪２３に接触し、他端部を軸受孔４の内壁に接触することにより、軸受２０の端部、すなわち軸受孔４の下端部を密閉する。
【選択図】図２

Description

本考案は、２つの伝達軸を回転可能に連結する自在継手に係り、特に、その軸受部分におけるオイルシール，ダストシールに関するものである。

図４は従来例１を説明するための自在継手の分解斜視図、図５は従来例１の自在継手の部分断面図である。

図４，図５において、１は４つの軸部１ａを直交する２つの中心線上に十字状に配設した十字軸、２は各軸部１ａの端面の中心部に凹設した油溜り、３は、弦側の端面３ａを合せ面とする半円形のフランジ部３ｂと、このフランジ部３ｂの表側の弓側部分に突設したアーム部３ｃとを有する４つ（図では左右，上下にて対となる）の分割ヨーク、４は、対となる分割ヨーク３を合せ面３ａで接合したときに対向するように、アーム部３ｃの内側端面に凹設した軸受孔、５は軸受孔４の底部となるアーム部３ｃの壁面に設けたネジ孔、６はネジ孔５に螺着する給脂栓、７は合せ面３ａにおいてフランジ部３ｂの両外周端から中心方向にそれぞれ凹設した位置決め用の溝、８は溝７に嵌合する位置決め用のピン、９はフランジ部３ｂにおける合せ面３ａと弓側部分の外周面との間に設けた孔、１０はナット１１が螺着するネジを両端に切った組立ボルトである。

１２はフランジ部３ｂの裏側に円弧状に凹設した溝、１３は溝１２に焼き嵌めるリング、１４はフランジ部３ｂの裏側に放射方向に凸設したキー、１５はアーム部３ｃの内側端面に軸受孔４の周部に設けた複数のボルト孔、１６はフランジ部３ｂにおける裏側にフランジ部３ｂの外周に設けた複数のボルト孔、１７はナット１８が螺着するネジを両端に切った複数のフランジボルトである。

１９は、中央部に油脂供給用の孔１９ａを設けたポリアセタール樹脂、あるいはポリアミド樹脂などからなる底板（スラスト受板）、２０は、外輪２１と、転動体２２と、内輪２３と、オイルシール２４と、押えリング２５と、該押えリング２５を取り付けるボルト２６とからなる軸受である。

２７は外周壁面先端部の周方向に溝２８を設けてフランジ２９を形成した一方の伝達軸（他方の伝達軸は図示を省略した）、３０はフランジ２９の先端面に設けた複数の孔、３１はフランジ２９の先端面の径方向に凹設したキー溝である。

次に、前記構成の自在継手における組立工程を説明する。

第１の工程では、軸受孔４の底部のネジ孔５に給脂栓６を、またボルト孔１６にフランジボルト１７をそれぞれ螺入する。

第２の工程では、グリスなどの潤滑油によって転動体２２を内周壁面で保持している外輪２１を分割ヨーク３の軸受孔４に挿入する。

第３の工程では、軸受孔４に挿入した外輪２１の内周先端部にオイルシール２４を装着する。

第４の工程では、ボルト孔１５にボルト２６を螺入して、押えリング２５を軸受孔４の周縁部に取り付けることにより、軸受孔４の中の外輪２１を分割ヨーク３のアーム部３ｃに固定する。

第５の工程では、軸受孔４の底部に、グリスなどの潤滑油よって底板１９を貼着する。

第６の工程では、分割ヨーク３の溝７にピン８を嵌め込む。

第７の工程では、十字軸１の４つの軸部１ａにそれぞれ内輪２３を焼き嵌める。

第８の工程では、十字軸１の一方の中心線上に位置する２つの軸部１ａの内輪２３に、第５の工程を経た分割ヨーク３の軸受孔４の中に保持されている転動体２２と、第６の工程を経た分割ヨーク３の軸受孔４の中に保持されている転動体２２とを、それぞれ嵌め付け、第５の工程を経た分割ヨーク３の溝７に、第６の工程を経た分割ヨーク３のビン８を嵌め込んだ後、対となる分割ヨーク３のフランジ部３ｂを合せ面３ａで接合する。

第９の工程では、対となる分割ヨーク３における接合されたフランジ部３ｂの孔９に組立ボルト１０を挿入して、その組立ボルト１０の両端にナット１１を螺入して、その分割ヨーク３の溝１２に，リング１３を焼き嵌めることにより、対となる分割ヨーク３のフランジ部３ｂを一体に結合して、十字軸１の一方の中心線上の軸部１ａと分割ヨーク３を回転自在に取り付ける。

第１０の工程では、前記第８および第９の工程を繰り返して、十字軸１の他方の中心線上の軸部１ａに分割ヨーク３を回転自在に取り付ける。

このような工程で組み立てられた自在継手は、対となる分割ヨーク３におけるー方の分割ヨーク３に取り付けられた複数のフランジボルト１７を、一方の伝達軸２７の複数の孔３０に挿通して、分割ヨーク３のキー１４をフランジ２９のキー溝３１に嵌合させ、各フランジボルト１７にナット１８を螺着し、一方の分割ヨーク３と一方の伝達軸２７とを連結すると共に、対となる他方の分割ヨーク３と他方の伝達軸とを同様にして連結することにより、中心線がある角度で交わる２本の伝達軸を回転自在に連結することができる。

図６は従来例２を説明するための自在継手の部分断面図、図７は図６の自在継手におけるＢ部拡大断面図である。なお、以下の説明において、既に説明した部材に対応する部材には同一符号を付して詳しい説明は省略する。

図６，図７において、３２はアーム部３ｃの軸受孔４における内周先端部に凹設した溝、３３は溝３２に嵌着した止め輪、３４はリング状のダストシールである。

このような工程で構成された従来例２の自在継手における組立工程が、従来例１の組立工程と異なる点は、前記従来例１の自在継手の組立工程における第４の工程では、分割ヨーク３のボルト孔１５にボルト２６を螺入して、押えリング２５を軸受孔４の周縁部に取り付けることにより、外輪２１を分割ヨーク３のアーム部３ｃに固定しているのに代えて、外輪２１を挿入した軸受孔４の溝３２に止め輪３３を嵌め込み、外輪２１を分割ヨーク３のアーム部３ｃに固定した後、軸受孔４の内周先端部にダストシール３４を装着するようにした点である。
特開平７−１１３４２５号公報綿林英一著，「ＪＩＳ使い方シリーズ転がり軸受マニュアル」，日本規格協会発行，第１０４頁

ところで、前記従来の自在継手において、従来例１では、周辺温度が高く、冷却水やスケール（塵埃）が飛散する環境、例えば鉄鋼圧延設備で使用すると、アーム部の内側端面の軸受孔の周囲に設けたボルト孔が短時間で腐食して、アーム部に亀裂が生じることにより、分割ヨークの強度を長く維持することができないという課題があった。

さらに、自在継手の軸受の嵌め合いは荷重の性質（表１，非特許文献１）から、内輪は十字軸の軸部にしまりばめで取り付け、外輪は分割ヨークの軸受孔にすきまばめで取り付けることから、前記の冷却水が外輪と軸受孔の隙間に浸入して腐食が生じ、外輪と軸受孔との間にガタが発生し、軸受が早期に損傷するという課題があった。

また、従来例２では、内輪の片端部に、転動体の転動面より突起したダストシールとのシール部分が設けられているが、肉厚および形状変化の影響により内輪（材質；はだ焼鋼）の熱処理（浸炭焼入れ）時に変形が発生し、内輪の製造不良が生じ、製品歩留まりが低下するという課題があった。

さらに、軸受孔の内周先端部の止め輪用の溝深さが、止め輪の板厚より大きいことにより、外輪と止め輪間に軸方向の隙間が生じる。この隙間分だけ軸受孔の軸方向に外輪が往復移動することにより、転動体と内輪との間に軸方向のすべりが生じ、軸受寿命が低下するという課題があった。

さらに、ダストシールは、分割ヨークの軸受孔先端部に締まり嵌めで取り付けられているため、ダストシールの金属環とアーム部間に、従来例１にて説明したような冷却水が浸入し、腐食が生じてダストシールとアーム部間に隙間が発生することにより、衝撃などでダストシールが脱落し、ダストシール機能が損なわれ、オイルシールの寿命が低下するという課題があった。

本考案は、前記従来技術の課題を解決し、軸受部分における良好なダスト，オイルシール機能を長期にわたって維持することができるようにした自在継手を提供することを目的とする。

前記目的を達成するため、本考案は、外輪と転動体と内輪を有する軸受を介して、分割ヨークに突設したアーム部の軸受孔を、十字軸の４つの軸部にそれぞれ嵌着し、前記分割ヨークを一体に結合して前記十字軸の軸部に前記分割ヨークを回転自在に取付け、前記軸受の端部における前記アーム部に設けた止め輪にて前記軸受の外輪を係止し、かつ前記軸受の端部における前記軸受孔部分にオイルシール部材とダストシール部材を装着してなる構成の自在継手において、前記ダストシール部材を、断面Ｌ状をなす金属製の環状体と、該環状体における外周部および外周近傍部に固定された弾性を有するシール材とから構成し、前記ダストシール部材における前記外周部部分を前記軸受孔内側部と前記外輪間で挟持し、かつ前記ダストシール部材における前記外周近傍部部分を前記外輪の端部と前記止め輪間で挟持することによって、前記ダストシール部材を固定したことを特徴とし、この構成によって、周囲温度が高く、冷却水やスケール(塵挨)が飛散する環境、例えば鉄鋼圧延設備で使用しても、ダストシール部材における環状体の外周部のシール材により、分割ヨークの軸受孔と外輪との隙間に冷却水などが浸入することを防止でき、また、ダストシール部材における環状体の外周近傍部のシール材の圧縮変形により、外輪と止め輪間の軸方向における隙間を無くすことができる。

本考案によれば、分割ヨークのアーム部の軸受孔と外輪との隙間に冷却水の浸入が無くなることにより、軸受の早期損傷を防止することができる。また、外輪と止め輪間の軸方向の隙間が無くなることにより、軸受寿命の低下を防止することができる。さらに、ダストシールを止め輪で固定することにより、ダストシールの脱落が無くなり、オイルシールの寿命の低下を防止することができる。

以下、本考案に係る自在継手の実施形態を図面を参照して説明する。なお、図４〜図７にて説明した部材に対応するものには同一符号を付して詳しい説明は省略する。

図１は本考案の実施例の自在継手の部分断面図、図２は図１の自在継手におけるＡ部拡大断面図、図３は図２におけるダストシール部材のみの拡大断面図である。

軸受部は、中央部に油脂供給用の孔１９ａを設けたポリアセタール樹脂，ポリアミド樹脂などからなる底板（スラスト受板）１９と、外輪２１と転動体２２と内輪２３とからなる軸受２０と、軸受２０の端部部分に配設されたオイルシール部材４０とダストシール部材４１などからなる。

外輪２１は、ダストシール部材４１を介して、分割ヨーク３の軸受孔４の内周先端部に設けられた溝４２に嵌め込んだ止め輪４３により、分割ヨーク３のアーム部３ｃに固定している。

ダストシール部材４１は、弾性体のシール材４１ａを、図示したように断面Ｌ状をなす金属製の環状体４１ｂにおける外周部４１ｃおよび外周近傍部４１ｄに接着した構成であって、ダストシール部材４１における外周部４１ｃ部分を軸受孔４の内側部と外輪２１との間で挟持し、かつダストシール部材４１における外周近傍部４１ｄ部分を外輪２１の端部と止め輪４３との間で挟持することによって、ダストシール部材４１を軸受２０の端部部分に固定している。

オイルシール部材４０は、一端部が内輪２３に接触し、他端部がダストシール部材４１の環状体４１ｂに接触し、また、ダストシール部材４１は、二股状をなす一端部が内輪２３に接触し、他端部が軸受孔４の内壁に接触することにより、軸受２０の端部、すなわち軸受孔４の下端部が密閉されることになる。

このように構成された本考案の実施形態の自在継手の組立工程を図４も参照しながら説明する。

第２の工程では、分割ヨーク３の軸受孔４の底部にグリスなどの潤滑油によって底板（スラスト受板）１９を貼り付ける。

第３の工程では、グリスなどの潤滑油によって転動体２２を内周壁面に保持した外輪２１を分割ヨーク３の軸受孔４に挿入する。

第４の工程では、軸受孔４に挿入した外輪２１の内周先端部にオイルシール部材４０を、次に外輪２１の外周先端部にダストシール部材４１を装着する。

第５の工程では、オイルシール部材４０およびダストシール部材４１が装着された外輪２１を挿入した軸受孔４の溝４２に止め輪４３を嵌め込んで、外輪２１などを分割ヨーク３のアーム部３ｃに固定する。

第７の工程では、十字軸１の４つの軸部１ａにそれぞれ内輪２３を焼き嵌める。焼き嵌め後、内輪２３の先端にシール剤４５を塗布する。

第８の工程では、十字軸１の一方の中心線上に位置する２つの軸部１ａの内輪２３に、第５の工程を経た分割ヨーク３の軸受孔４の中に保持されている転動体２２と、第６の工程を経た分割ヨーク３の軸受孔４の中に保持されている転動体２２とを、それぞれ嵌め付けた上、第５の工程を経た分割ヨーク３の溝７に第６の工程を経た分割ヨーク３のピン８を嵌め込んで、２つの分割ヨーク３のフランジ部３ｂを合せ面３ａで接合する。

第９の工程では、２つの分割ヨーク３の接合されたフランジ部３ｂの孔９に組立ボルト１０を挿入して、その組立ボルト１０の両端にナット１１を螺入することにより、２つの分割ヨーク３のフランジ部３ｂを一体に結合して、十字軸１の一方の中心線上の軸部１ａに分割ヨーク３を回転自在に取り付ける。

第１０の工程では、前述の第８および第９の工程を繰り返して、十字軸１の他方の中心線上の軸部１ａに分割ヨーク３を回転自在に取り付ける。

このような工程で組み立てられた本考案の実施形態の自在継手は、対となる分割ヨーク３における一方の分割ヨーク３に取り付けた複数のフランジボルト１７を、一方の伝達軸２７のフランジ２９の複数の孔３０に挿通して、分割ヨーク３のキー１４をフランジ２９のキー溝３１に嵌合させ、各フランジボルト１にナット１８を螺着して、一方の分割ヨーク３と一方の伝達軸２７とを連結すると共に、他方の分割ヨーク３と他方の伝達軸とを同様にして連結することにより、中心線がある角度で交わる２つの伝達軸を回転自在に連結することができる。

本実施形態によれば、分割ヨーク３のアーム部３ｃの軸受孔４における外輪２１の固定を、軸受孔４の内周端部の溝４２に止め輪４３を嵌め込むことにより行うことにより、分割ヨーク３の強度を長期にわたって維持することができる。

また、分割ヨーク３のアーム部３ｃにおける軸受孔４と外輪２１との隙間への冷却水の浸入が無くなることにより、軸受３５の早期損傷を防止することができる。

また、内輪２３の外周全体が転動体２２の転動面と同一になり、内輪２３の熱処理時の変形が無くなるため、製品(内輪)の歩留まり低下を防止することができる。

また、外輪２１と止め輪４３間の軸方向における隙間が無くなることにより、軸受２０の寿命の低下を防ぐことができる。

また、ダストシール部材４１を止め輪４３により固定することにより、ダストシール部材４１の脱落が無くなり、オイルシール部材４１の寿命低下を防ぐことができる。

本考案は、各種駆動軸における自在継手に適用され、特に、軸受部分におけるダストシール，オイルシール機能を長期に良好に維持することが要求される継手に実施して有効である。

本考案の実施形態を説明するための自在継手の部分断面図図１におけるＡ部拡大断面図図２におけるダストシール部材の拡大断面図自在継手の従来例１の分解斜視図図４に示した従来例１の自在継手の部分断面図自在継手の従来例２の部分断面図図６におけるＢ部拡大断面図

符号の説明

１十字軸
１ａ軸部
３分割ヨーク
３ｃアーム部
４軸受孔
２０軸受
２１外輪
２２転動体
２３内輪
４０オイルシール部材
４１ダストシール部材
４１ａシール材
４１ｂ金属製の環状体
４１ｃ外周部
４１ｄ外周近傍部
４２溝
４３止め輪

Claims

外輪と転動体と内輪を有する軸受を介して、分割ヨークに突設したアーム部の軸受孔を、十字軸の４つの軸部にそれぞれ嵌着し、前記分割ヨークを一体に結合して前記十字軸の軸部に前記分割ヨークを回転自在に取付け、前記軸受の端部における前記アーム部に設けた止め輪にて前記軸受の外輪を係止し、かつ前記軸受の端部における前記軸受孔部分にオイルシール部材とダストシール部材を装着してなる構成の自在継手において、
前記ダストシール部材を、断面Ｌ状をなす金属製の環状体と、該環状体における外周部および外周近傍部に固定された弾性を有するシール材とから構成し、前記ダストシール部材における前記外周部部分を前記軸受孔内側部と前記外輪間で挟持し、かつ前記ダストシール部材における前記外周近傍部部分を前記外輪の端部と前記止め輪間で挟持することによって、前記ダストシール部材を固定したことを特徴とする自在継手。