JP4292754B2 - 十字軸継手 - Google Patents
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
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- F16D3/385—Bearing cup; Bearing construction; Bearing seal; Mounting of bearing on the intermediate member
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、十字軸継手に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、自動車のプロペラシャフト等に使用される十字軸継手10は、図7に一部を示すように、十字軸20、ころ軸受30、ヨーク40からなる。
【0003】
十字軸20の各トラニオン23は、ころ軸受30を介してヨーク40の突片43に設けられる貫通孔44にそれぞれ嵌合されて取り付けられている。
【0004】
十字軸20の各トラニオンの付け根側の肩部24には、ころ軸受30内への異物侵入を防止するシール8が装着されている。
【0005】
シール8は、環状芯金81とこれに被着される二つのリップ82,83で構成されている。リップ82,83は、外輪カップ60の開口側のフランジ62に接触されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来例において、シール8のリップ82,83が外部に直接露出しているため、泥水などが大量にふりかかる環境では、リップ82,83の早期劣化や、飛び石等によるリップ82,83の損傷などの懸念がある。特にオフロード車のように、大量の泥水や飛び石等にさらされる車種では、シール8の耐久性が著しく低下することが懸念される。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明の十字軸継手は、平行に対向する一対の突片を有する2つのヨーク個々に対して、ころ軸受を介して十字軸に備える4つのトラニオンが取り付けられるものであって、前記各トラニオンの付け根側肩部に対して装着されて前記ころ軸受を密封するシールを有し、前記ころ軸受が、有底円筒形でかつ開口側に径方向内向きのフランジを有する外輪カップと、外輪カップの内周面と前記十字軸の各トラニオン外周面との間に介装される複数のころとを有し、前記シールが、前記トラニオンの付け根側外周に対して嵌合装着される環状芯金と、この環状芯金に被着されて前記外輪カップのフランジに対して接触させられる弾性体からなるリップとを有し、前記環状芯金に、前記トラニオンの付け根側肩部の端面に当接された環状板部と、この環状板部の外径部からトラニオンの先端側に向けて前記リップの先端よりも軸方向に長く延びて前記リップを外径側から覆ったうえで、前記外輪カップとの間で密封作用を発揮する非接触密封部を作る円筒部とが設けられている。
【0008】
ここで、前記シールの環状芯金は、前記トラニオンの付け根側外周に対して嵌合装着されるが、この嵌合装着の形態は問わない。例えば、シールの環状芯金を十字軸の各トラニオンの付け根側外周に対して直接的に嵌合させてもよいし、弾性材等を介して十字軸の各トラニオンの付け根側外周に対して間接的に嵌合するようにしてもよい。この嵌合の状態については、所定のしめしろをもつ状態とするのが好ましい。
【0009】
また、前記リップは、外輪カップのフランジの角部に当接されてもよいし、外輪カップのフランジ側円筒部端部近傍に当接されてもよい。
【0010】
また、前記リップの設置数は問わない。例えば、インナーリップとアウターリップの二つのリップで構成してもよいし、一つ、もしくは三つ以上のリップを設置した構成としてもよい。
【0011】
要するに、本発明の十字軸継手は、シールの環状芯金の円筒部が、リップを覆って外部から隠蔽しているから、泥水などがリップに対して直接かからずに済む。しかも、環状芯金の円筒部で、ころ軸受の外輪カップの外周を覆って非接触密封部を作っているから、リップと合わせて多段の密封構造が形成されることとなり、シールとしての性能が向上する。
【0012】
なお、前記環状芯金の円筒部が、前記外輪カップの開口側外周面を非接触で覆う状態にオーバーラップされており、このオーバーラップ領域で前記非接触密封部を作っている。
【0013】
【発明の実施の形態】
図1から図4に、本発明の一実施形態を示している。
【0014】
図中、1は十字軸継手の全体を示しており、2は十字軸、3はころ軸受、4は第1ヨーク、5は第2ヨーク、9はシールである。
【0015】
十字軸2は、4つのトラニオン21を有しており、各トラニオン21の付け根側には、これらトラニオン21よりも大径となった肩部22が形成されている。
【0016】
ころ軸受3は、有底円筒形の外輪カップ6と、複数の針状ころ7とからなる。外輪カップ6は、プレス鋼板製であり、開口側に径方向内側に屈曲されたフランジ61が形成されている。針状ころ7は、外輪カップ6の内周面と十字軸2の各トラニオン21の外周面との間に介装され、十字軸2の各トラニオン21の外周面を内輪軌道面とし、外輪カップ6の内周面を外輪軌道面とするようになっている。
【0017】
ヨーク4,5は、それぞれ平行に対向する一対の突片41、51を有しており、各突片41,51に貫通孔42,52が同軸状に設けられている。この貫通孔42,52に、ころ軸受3を介して十字軸2のトラニオン21が嵌合されて取り付けられる。
【0018】
シール9は、十字軸2の肩部22に装着されて、ころ軸受3内への異物侵入を防止するものである。シール9は、環状芯金91に弾性体からなるアウターリップ92とインナーリップ93が被着された構成である。
【0019】
アウターリップ92は、シール9の外径部からアキシャル方向に延びてフランジ61の角部外面に当接されており、インナーリップ93は、環状芯金91の内径部から拡径しながらアキシャル方向に延びて外輪カップ6のフランジ61に当接されている。
【0020】
次に、十字軸継手1の組み付け手順を、図4を参照して説明する。
【0021】
図4(a)に示すように、まず、十字軸2の各肩部22にシール9を組み付けた状態で、十字軸2を斜め姿勢に保ちつつ、十字軸2の一つのトラニオン21を第1ヨーク4の一方の突片41の貫通孔42に挿入する。この状態で、図4(b)に示すように、十字軸2を直立させることで、十字軸2の対向するトラニオン21を第1ヨーク4の他方の突片41の貫通孔42の下に位置させる。そして、図4(c)に示すように、十字軸2を持ち上げて、十字軸2を第1ヨーク4の両突片41の中間に位置させた後、図4(d)に示すように、第1ヨーク4の両突片41の貫通孔42にそれぞれころ軸受3を嵌合して取り付ける。
【0022】
次に、第2ヨーク5に対しても同様に、第2ヨーク5の一対の突片51の各貫通孔52に十字軸2のトラニオン21が組み付けられ、十字軸継手1が完成する。
【0023】
本発明では、シール9のリップ92,93を外部から隠蔽して、泥水などの異物が直接かからないように工夫しているので、以下で詳細に説明する。
【0024】
このように、リップ92,93を外部から隠蔽するために、環状芯金91を利用している。
【0025】
具体的に、シール9の環状芯金91は、片半分の断面がほぼU字状に形成されている。つまり、この環状芯金91は、環状板部94の内径部に小径円筒部95を、また、外径部に大径円筒部96を、それぞれ連接させた形状になっている。
【0026】
小径円筒部95は、外輪カップ6のフランジ61の内径とほぼ同径であり、リップ92,93と一体の弾性薄膜を介してトラニオン21の根元外周に所定のしめしろをもって嵌合されている。また、この小径円筒部95は、環状板部94の内径部からトラニオン21の先端側へ向けて軸方向に延びている。
【0027】
大径円筒部96は、その内周面がころ軸受3の外輪カップ6の外周面よりも大径とされている。この大径円筒部96は、環状板部94の外径部からトラニオン21の先端側へ向けて軸方向に延びており、アウターリップ92を外径側から非接触に覆ったうえで、ころ軸受3の外輪カップ6の外周を微小隙間を介して覆っている。
【0028】
つまり、この大径円筒部96と、ころ軸受3の外輪カップ6とが径方向で非接触に重ねられ、オーバーラップ領域97(いわゆるラビリンスシール)を形成している。このオーバーラップ領域97は、非接触でありながら密封作用を発揮する非接触密封部となる。このような非接触密封部での密封作用は、オーバーラップ領域97における径方向での隙間寸法L1を適切に管理することにより得ることができる。
【0029】
なお、L1は、0.5mm以下に設定するのが好ましい。
【0030】
また、オーバーラップ領域97の軸方向寸法は、上述した図4(a)の工程において、環状芯金91の大径円筒部96の端縁が突片41に干渉しないように設定するのが好ましい。
【0031】
以上の構成によると、環状芯金91の大径円筒部96は、リップ92,93を覆って外部から隠蔽しているから、泥水などがリップ92,93に対して直接かからずに済む。したがって、リップ92,93の劣化や損傷を防止でき、シール9の耐久性が向上する。
【0032】
しかも、アウターリップ92の外径側に非接触密封部を設けることによって、リップ92,93と合わせて三段の密封構造を形成しているから、泥水などの異物がより一層侵入しにくくなり、シール9の性能が向上する。
【0033】
なお、参考例として、以下に述べるものが考えられる。
(1) シール9の環状芯金91の大径円筒部96は、アウターリップ92を外径側から非接触に覆うのみとし、ころ軸受3の外輪カップ6の外周を覆わないようにしてもよい。
【0034】
例えば、図6に示すように、シール9の環状芯金91の大径円筒部96の自由端を、ころ軸受3の外輪カップ6のフランジ61の付け根側の角部までしか延ばさないようにし、この付け根側の角部に対して微小隙間を介して対向させることができる。この場合、前記オーバーラップ領域を無くしているが、上記微小隙間を管理することによって、非接触密封部を構成できるので、シール9の密封性能を確保することができる。
【0035】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の十字軸継手では、環状芯金の円筒部が、リップを覆って外部から隠蔽しているから、泥水などがリップに対して直接かからずに済む。したがって、リップの劣化や損傷を防止でき、シールの耐久性が向上する。しかも、環状芯金の円筒部で、ころ軸受の外輪カップの外周を覆って非接触密封部を作っているから、リップと合わせて多段の密封構造が形成されることとなり、泥水などの異物がより一層侵入しにくくなり、シールとしての性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施形態に係る十字軸継手の全体図
【図2】 図1に示す十字軸の平面図
【図3】 図1に示す十字軸の部分断面図
【図4】 十字軸継手の組立過程を示す工程図
【図5】 図3に示すシールの拡大断面図
【図6】 参考例に係る十字軸の部分断面図
【図7】 従来の十字軸継手における十字軸の部分断面図
【符号の説明】
2 十字軸
3 ころ軸受
6 外輪カップ
9 シール
21 トラニオン
22 肩部
91 環状芯金
92 アウターリップ
93 インナーリップ
96 大径円筒部
97 オーバーラップ領域
Claims (2)
- 平行に対向する一対の突片を有する2つのヨーク個々に対して、ころ軸受を介して十字軸に備える4つのトラニオンが取り付けられる十字軸継手であって、
前記各トラニオンの付け根側肩部に対して装着されて前記ころ軸受を密封するシールを有し、
前記ころ軸受が、有底円筒形でかつ開口側に径方向内向きのフランジを有する外輪カップと、外輪カップの内周面と前記十字軸の各トラニオン外周面との間に介装される複数のころとを有し、
前記シールが、前記トラニオンの付け根側外周に対して嵌合装着される環状芯金と、この環状芯金に被着されて前記外輪カップのフランジに対して接触させられる弾性体からなるリップとを有し、
前記環状芯金に、前記トラニオンの付け根側肩部の端面に当接された環状板部と、この環状板部の外径端からトラニオンの先端側に向けて前記リップの先端よりも軸方向に長く延びて前記リップを外径側から覆ったうえで、前記外輪カップとの間で密封作用を発揮する非接触密封部を作る円筒部とが設けられている、十字軸継手。 - 前記環状芯金の円筒部が、前記外輪カップの開口側外周面を非接触で覆う状態にオーバーラップされており、このオーバーラップ領域で前記非接触密封部を作っている、請求項1の十字軸継手。
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