JPH0725459Y2 - シール付十字軸継手構造 - Google Patents

シール付十字軸継手構造

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JPH0725459Y2
JPH0725459Y2 JP1989056875U JP5687589U JPH0725459Y2 JP H0725459 Y2 JPH0725459 Y2 JP H0725459Y2 JP 1989056875 U JP1989056875 U JP 1989056875U JP 5687589 U JP5687589 U JP 5687589U JP H0725459 Y2 JPH0725459 Y2 JP H0725459Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、ステアリングシャフトやプロペラシャフト等
に用いられるシール付十字軸継手に関し、特に部品精度
や組立精度に特別考慮しなくても高いシール性能と折曲
げトルクの低減化を図り得るシール付十字軸継手構造に
関する。
〔従来技術〕
一般に十字軸継手用軸受においては、所定角度で交差さ
せた状態でトルクを受けて回転する場合、十字軸部のト
ルク抵抗が小さいことが要求されるとともに軸受部のシ
ール機能も確実なことが要求される。従来のシール付十
字軸継手のシール兼スラスト受装置としては、例えば実
公昭54−41883号公報に示されるようにゴム状弾性体の
シール部材を軸受カップのフランジ状端面に配置して、
外部からの泥水浸入の防止、軸受内グリースのもれ防止
を行うとともに、該シール部材で十字軸ジャーナル部方
向の荷重を受けるようにしたもの、あるいは実公昭64−
2982号公報に示されるようにシール部材は軸受カップと
摺接する第1、第2のリップによって主としてシール機
能のみを行い、十字軸のジャーナル部方向の荷重は、樹
脂ピンを軸受カップの頂部裏面と前記ジャーナル部外端
との間に設け、該樹脂ピンで荷重を受けるようにしたも
のが知られている。
〔考案が解決しようとする課題〕
近年ステアリングシャフト用の十字軸継手においては、
特に操舵感覚を良くするために折曲げトルクを小さくす
ることが要望されているが、上述した十字軸継手には下
記のような問題点があり、充分その要求を満たすことが
できなかった。即ち前記の実公昭54−41883号公報記載
のものは、十字軸方向の荷重をシール部材で受けるた
め、シール部材のゴム状弾性体の軸方向剛性を高く設定
する必要があり、このため軸受(軸受外輪または軸受カ
ップ)との接触荷重が大となり、したがって折曲げトル
クも大となる。さらに前記軸受との接触部におけるシー
ル部材の面圧も高いため油膜が切れ易く、折曲げトルク
がさらに大きくなり、操舵フィーリングの低下をきたす
という問題があった。また実公昭64−2982号公報のもの
は、前述の如く十字軸方向の荷重を十字軸先端の樹脂ピ
ンで受けているため、シール部材の軸方向剛性は低く設
定でき、折曲げトルクは前記実公昭54−41883号公報の
ものより小さくできるものの、シール部材の部品精度、
組立精度のバラツキによりシール圧縮量が大きくなる
と、軸受とのシール部材の接触部面圧が大となり、油膜
が切れ易くなるため、同様に折曲げトルクが増大する結
果となる。接触面圧をある値にそろえるためには選別を
きびしくしなければならず、また部品精度および組立精
度を特別厳格にする必要が生じるからコスト高となり、
ステアリング用としては採用が難しいという問題があっ
た。
〔課題を解決するための手段〕
そこで本考案は、格別にきびしい部品精度、組立精度を
要せずにかつ充分なシール性を確保しながら折曲げトル
クを小さくできるシール付十字軸継手構造を提供するも
のであり、具体的には、ヨークの二股部の貫通孔に軸受
カップで包囲された軸受を介して挿入されるジャーナル
部を備えた十字軸と前記軸受カップとの間に装着される
環状シール体を有し、該環状シール体が該軸受カップの
外周に圧接する第1のリップと該軸受カップの後端面に
圧接する第2のリップとを有するシール付十字軸継手構
造において、前記環状シール体は、前記軸受カップに圧
接した状態で前記第1、第2のリップの間に環状の間隙
部が形成され、かつ前記シール体の第1、第2のリップ
の表面および前記環状の間隙部を画成するシール体凹溝
部の表面に潤滑剤保持用の表面粗度0.8S〜6.5Sのシボ加
工が施されて成るものである。
また本考案は、前記十字軸のジャーナル部の先端に凹部
が形成され、該凹部内に前記軸受カップの先端内面と当
接する樹脂ピンが挿入されている十字軸継手に適用する
ことができる。
〔作用〕
本考案においては軸受カップと接触するシール体の表面
が滑らかでなく細かな凹凸のあるシボ加工面となってい
るので、この表面の凹部にグリース等の潤滑剤が保持さ
れる。また十字軸のジャーナル軸方向の荷重は樹脂ピン
で受けるので、シール体には過大な圧縮力がかからず、
シール体の部品精度や組立精度を特別に良くしなくても
シール体の接触圧が押さえられ、しかも接触部に潤滑剤
が常に保持されるため折曲げトルクが低減する。
〔実施例〕
次に、本考案を実施例について図面を参照して説明す
る。
第1図は本考案の実施例に係る低折曲げトルク十字軸継
手の縦断面図であり、第2図は第1図のA部の拡大断面
図である。これらの図を参照すれば、十字軸1はその十
字軸基部2に連接して十字形に張出した4個のジャーナ
ル部3が形成され、その1対のジャーナル部3が軸受6
を介して一方のヨーク5の二股部5bの各貫通孔5aに軸支
されている。なお他の1対のジャーナル部も同様に他方
のヨーク7の二股部の貫通孔に軸支されるが図では明瞭
化のため省略してある。
軸受6は、この実施例ではシェル形針状ころ軸受で構成
され、一端(外端)が閉塞され他端(後端)に内向きの
フランジ状端面8aが形成された軸受カップ8と、この内
側周囲に配置された多数の針状コロ9とを有している。
この実施例ではジャーナル部3の外端には凹部3aが形成
され、この凹部3aに樹脂ピン20が挿入されている。樹脂
ピン20の一端部は前記凹部3aの底3bに当接し、また該ピ
ン20の他端部は軸受カップ8の閉塞端裏面に接触してお
り、これによってジャーナル部3のスラスト荷重を受け
るようになっている。なお針状コロ9の間および軸受カ
ップ8の閉塞端とジャーナル部外端3cとの間にある若干
の隙間10にはグリースが封入される。ジャーナル部3か
ら十字軸基部2につづく部分の肩部4と軸受カップ8の
フランジ状端面8aとの間に環状のシール体11が装着され
ている。
シール体11は、第2図および第3図に最もよく明示され
るように、金属製の補強環12とこの周囲に加硫成形され
た合成ゴムの弾性部材13とで構成されている。なお弾性
部材は合成樹脂で成形したものでも良い。弾性部材13の
外周部分は軸受カップ8の外周面8bに向って伸長されか
つその内縁に軸受カップ外周面8bに摺接する第1のリッ
プ14が形成されている。またこの第1のリップ14に対し
てその内方(中心側)環状の凹溝部15に連接しかつ軸受
カップ8のフランジ状端面8aに摺接する第2のリップ16
およびジャーナル部外周に嵌合固着される嵌合面19が形
成されている。シール体11のジャーナル部3への嵌着状
態においては、第1のリップ14は軸受カップ8の外周面
8bに圧接して外部からの塵芥等の侵入を阻止し、第2の
リップ16も前述の如くフランジ状端面8aに若干環状凹溝
部15側へ圧潰されシール効果をもたらすが、スラスト荷
重は樹脂ピン20で受けるためその圧潰変形の度合はそれ
ほど大きくはなく、第2のリップ16のジャーナル部軸方
向剛性は低く設定されている。
ここでシール体弾性部材13の軸受カップ8との接触面に
は、第3図に拡大して示すようにシボ型によるシボ加工
が施されている。図示実施例の場合はその加工を容易に
するため十字軸のジャーナル部3および肩部4との接触
面および外側面を除く全面に符号Cの如くシボ加工を施
してある。微細な凹凸のあるシボ面Cで軸受カップ8が
接触するため、従来の平滑面による密着の場合と比べて
それ自体で折曲げトルクは小さくなる。またシール体11
には組立時に潤滑のためグリースを塗付しておくことに
より(特に凹溝部15)、シール体が軸受カップ8と接触
した状態ではグリースはシボ面の細かい凹部に残存した
状態となり、この状態で十字軸継手を揺動回転させると
グリースは接触部全面に回り込み、この点でも折曲げト
ルクの上昇は防止される。シボがあると効果はあるがそ
の大きさ(シボ面の凹凸の程度)は、小さい場合トルク
低減の効果は少なく、逆に大きい場合シール性が悪くな
る。実験の結果によると、シボの大きさを表面粗度で表
した場合、0.8S〜6.5Sの範囲で安定した性能が得られ
た。
第4図はシール付十字軸継手のシール体の圧縮量と折曲
げトルクとの関係を、従来の構造と本考案の構造とにつ
いて示した図である。曲線イは従来のスラスト荷重も受
けるシール体の場合、曲線ロは樹脂ピンを使用した従来
の構造の場合、曲線ハは樹脂ピンおよびシボ加工のシー
ル体をもつ本考案の場合である。図示から明らかなよう
に同じシール圧縮量に対しては樹脂ピンを使用したもの
の方が折曲げトルクは小さいが、さらに本考案のように
リップ接触部にシボを施したものは樹脂ピン使用の従来
品より折曲げトルクが小さい。なお同図でLの範囲は部
品精度、組立精度で定まるシール圧縮範囲(使用範囲)
である。
〔考案の効果〕
以上説明したように本考案は、シール体の表面にシボ加
工を施したことにより、シール体の摺接部にグリースが
保持されることになるので折曲げトルクが小さく、また
シール体の摩耗が少なく耐久性が増大する。従来は折曲
げトルク低減のために組立品の選別、およびきびしい部
品精度、組立精度を必要としたが、本考案ではこのよう
なきびしい選別、精度管理がなくても折曲げトルクを小
さくでき、コスト低減が図られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の実施例に係るシール付十字軸継手構造
の全体縦断面図、第2図は第1図のA部の拡大断面図、
第3図は第2図のB部の拡大断面図、第4図はシール付
十字軸継手のシール体の圧縮量と折曲げトルクとの関係
を示した図である。 1……十字軸、3……ジャーナル部、5,7……ヨーク、
6……軸受、8……軸受カップ、11……シール体、13…
…弾性部材、14……第1のリップ、16……第2のリッ
プ、20……樹脂ピン、C……シボ加工面。

Claims (2)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】ヨークの二股部の貫通孔に軸受を介して挿
    入されるジャーナル部を備えた十字軸と該十字軸に針状
    コロを介して嵌合する軸受カップのフランジ状端面との
    間に装着されるシール体を有するシール付十字軸継手で
    あって、前記軸受カップの外周に圧接する第1のリップ
    と該軸受カップのフランジ状端面に圧接する第2のリッ
    プとを有する環状シール体を有するものにおいて、前記
    シール体は、前記軸受カップに圧接した状態で前記第
    1、第2のリップの間に環状の間隙部が形成され、かつ
    前記シール体の第1、第2のリップの表面および前記環
    状の間隙部を画成するシール体凹溝部の表面に潤滑剤保
    持用の表面粗度0.8S〜6.5Sのシボ加工が施されているこ
    とを特徴とするシール付十字軸継手構造。
  2. 【請求項2】前記十字軸のジャーナル部の先端に凹部が
    形成され、該凹部内に前記軸受カップの先端内面と係合
    する樹脂ピンが挿入されることを特徴とする請求項第1
    項記載のシール付十字軸継手構造。
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