(57)【要約】【課題】外輪と軸部との軸方向の相対位置にばらつきが生じたとしても、シールの締めしろや面圧が変動するのを抑制することができる十字軸継手を提供する。【解決手段】十字軸継手１０は、十字状に配置された４本の軸部２４を有する十字軸２０と、軸部２４に複数の針状ころ２８を介して外嵌され軸方向一方側で開口する有底円筒状の外輪２６と、軸部２４と外輪２６との間を密封するシール部材３０と、を備える。外輪２６は、円筒本体４０と、円筒本体４０から延びて複数の針状ころ２８の軸方向一方側の端面２８ａよりも軸方向一方側へ突出した円筒状の突出部４２と、突出部４２の先端４２ａで内周側に折り返され軸方向他方側へ延びる円筒状の折り返し部４４とを有する。シール部材３０は、折り返し部４４の内周面４４ｃに固定された本体部３２と、本体部３２に設けられ軸部２４の外周面２４ａに接触する環状のダストリップ３４及びメインリップ３６とを備える。【選択図】      図３
2020200926.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
十字状に配置された４本の軸部を有する十字軸と、前記軸部に複数のころを介して回動自在に外嵌されており、軸方向一方側で開口する有底円筒状の外輪と、前記軸部と前記外輪との間を密封するシールと、を備える十字軸継手であって、
前記外輪は、前記複数のころが転動する内周面を有する円筒本体と、前記円筒本体の軸方向一方側の端部から延びて前記複数のころの軸方向一方側の端面よりも軸方向一方側へ突出した円筒状の突出部と、前記突出部の先端で内周側に折り返され前記突出部の内周面に沿って軸方向他方側へ延びる円筒状の折り返し部と、を有し、
前記シールは、前記折り返し部の内周面に固定された本体部と、前記本体部に設けられ前記軸部の外周面に接触する環状のシールリップと、を備える
十字軸継手。
【請求項２】
前記折り返し部の軸方向他方側の端面は、前記複数のころの軸方向一方側の端面に接触可能に設けられ、
前記シールは、前記折り返し部の軸方向他方側の端面よりも軸方向一方側に設けられる
請求項１に記載の十字軸継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操舵装置のインターミディエイトシャフト等に用いられる十字軸継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の操舵装置は、ハンドル側のコラムシャフトと、ステアリングギヤ側のステアリングシャフトとを連結するインターミディエイトシャフトを備える。コラムシャフトとインターミディエイトシャフトとの間、及びステアリングシャフトとインターミディエイトシャフトの間には、それぞれ十字軸継手が設けられており、各シャフトは傾動自在に連結されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
図４は、上記従来の十字軸継手を示す図である。図４に示すように、十字軸継手１００は、４本の軸部１０２を有する十字軸１０４と、複数のころ１０６を介して軸部１０２に外嵌する有底筒状の外輪１０８と、軸部１０２と外輪１０８との間を密封するシール部材１１０とを備える。シール部材１１０は、外輪１０８内部に泥水等が侵入するのを防止するために設けられている。
【０００４】
図５（ａ）は、シール部材１１０の部分を拡大した断面図である。
図５（ａ）中、外輪１０８は、内周面が複数のころ１０６の転動面となる円筒部１０８ａと、円筒部１０８ａの軸方向一方側の端部から径方向内側へ延びる環状の側板部１０８ｂとを有する。
シール部材１１０は、軸部１０２の外周面１０２ａに外嵌する環状の本体部１１２と、本体部１１２から突出するダストリップ１１４と、メインリップ１１６とを備える。
ダストリップ１１４は、本体部１１２の径方向外側から軸方向へ突出し、外輪１０８に接触する。また、メインリップ１１６は、本体部１１２においてダストリップ１１４よりも径方向内側から軸方向へ突出し、外輪１０８の側板部１０８ｂに接触する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−１５４４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記シール部材１１０において、ダストリップ１１４及びメインリップ１１６は、本体部１１２から軸方向他方側へ突出し、外輪１０８に接触する。よって、ダストリップ１１４及びメインリップ１１６は、主として、外輪１０８に対して軸方向に締めしろを有し、軸方向に外輪１０８を押圧する。
【０００７】
ここで、製造上生じる各部品寸法のばらつきや、動作時に作用する荷重の影響等によって、外輪１０８と軸部１０２との軸方向の相対位置に、ばらつきが生じ、外輪１０８と軸部１０２との軸方向の相対位置が設計上定められた適切な位置からずれることがある。
【０００８】
例えば、図５（ａ）に示す外輪１０８の位置が適切な位置としたとき、図５（ｂ）に示すように、外輪１０８が適切な位置から軸方向一方側へずれた場合、各リップ１１４，１１６の締めしろが増加したり、各リップ１１４，１１６が変形することで各リップ１１４，１１６の側面が外輪１０８に対して面接触し面圧が低下したりすることがある。
また、逆に、外輪１０８が適切な位置から軸方向他方側へずれた場合、各リップ１１４，１１６の締めしろが減少したり、外輪１０８から離間したりするおそれがある。
【０００９】
このように、外輪１０８と軸部１０２との軸方向の相対位置にばらつきが生じると、ダストリップ１１４及びメインリップ１１６の外輪１０８に対する締めしろや、外輪１０８に対する面圧が変動し、軸部１０２と外輪１０８との間を適切に密封できないおそれが生じる。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、外輪と軸部との軸方向の相対位置にばらつきが生じたとしても、シールの締めしろや面圧が変動するのを抑制することができる十字軸継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明である十字軸継手は、十字状に配置された４本の軸部を有する十字軸と、前記軸部に複数のころを介して回動自在に外嵌されており、軸方向一方側で開口する有底円筒状の外輪と、前記軸部と前記外輪との間を密封するシールと、を備える十字軸継手であって、前記外輪は、前記複数のころが転動する内周面を有する円筒本体と、前記円筒本体の軸方向一方側の端部から延びて前記複数のころの軸方向一方側の端面よりも軸方向一方側へ突出した円筒状の突出部と、前記突出部の先端で内周側に折り返され前記突出部の内周面に沿って軸方向他方側へ延びる円筒状の折り返し部と、を有し、前記シールは、前記折り返し部の内周面に固定された本体部と、前記本体部に設けられ前記軸部の外周面に接触する環状のシールリップと、を備える。
【００１２】
上記構成の十字軸継手によれば、シールが折り返し部の内周面に固定されて軸部の外周面に接触するので、当該シールは径方向に締めしろを有し、径方向に外周面を押圧する。よって、製造上生じる各部の寸法のばらつきや、動作時に作用する荷重の影響等によって、外輪と軸部との軸方向の相対位置が変動したとしても、シールの軸部に対する締めしろや面圧が変動するのを抑制することができる。
【００１３】
また、上記十字軸継手において、前記折り返し部の軸方向他方側の端面は、前記複数のころの軸方向一方側の端面に接触可能に設けられ、前記シールは、前記折り返し部の軸方向他方側の端面よりも軸方向一方側に設けられることが好ましい。
この場合、複数のころが折り返し部の軸方向他方側の端面よりも軸方向一方側へ移動するのを制限することができる。また、シールと複数のころとの接触を防止でき、シールが複数のころに接触することで生じる損傷等を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、外輪と軸部との軸方向の相対位置が変動したとしても、シールの締めしろや面圧が変動するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、車両の操舵装置に用いられるインターミディエイトシャフトの側面図である。
【図２】図２は、図１中、ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図であり、実施形態に係る十字軸継手を示している。
【図３】図３は、外輪の要部を拡大した断面図である。
【図４】図４は、従来の十字軸継手を示す図である。
【図５】図５（ａ）及び図５（ｂ）は、シールの部分を拡大した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
次に、本発明の好ましい実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
〔全体構成について〕
図１は、車両の操舵装置に用いられるインターミディエイトシャフトの側面図である。
図１中、インターミディエイトシャフト２の一端には、車両のステアリングホイールが取り付けられるコラムシャフト４が連結される。また、インターミディエイトシャフト２の他端には、ステアリングギヤボックス等を介して車輪を操舵するためのステアリングシャフト６が連結される。
インターミディエイトシャフト２とコラムシャフト４との間には、両シャフト２，４を傾動自在に連結する十字軸継手１０が設けられている。また、インターミディエイトシャフト２とステアリングシャフト６との間にも、両シャフト２，６を傾動自在に連結する十字軸継手１０が設けられている。
【００１７】
インターミディエイトシャフト２とコラムシャフト４との間に設けられた十字軸継手１０は、インターミディエイトシャフト２の端部に設けられた一対のヨーク１２と、コラムシャフト４の端部に設けられた一対のヨーク１４と、一対のヨーク１２及び一対のヨーク１４を組み合わせた状態で繋ぐ十字軸２０とを備える。
インターミディエイトシャフト２とステアリングシャフト６との間に設けられた十字軸継手１０も、インターミディエイトシャフト２の端部に設けられた一対のヨーク１２と、ステアリングシャフト６の端部に設けられた一対のヨーク１４と、一対のヨーク１２及び一対のヨーク１４を組み合わせた状態で繋ぐ十字軸２０とを備える。
インターミディエイトシャフト２の両端に設けられる十字軸継手１０は、共に同様の構成である。よって、以下の説明では、インターミディエイトシャフト２とステアリングシャフト６との間の十字軸継手１０について説明する。
【００１８】
図２は、図１中、ＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
ステアリングシャフト６に設けられた一対のヨーク１４の端部には、互いに同一の軸線を有する軸受孔１４ａが設けられている。また、インターミディエイトシャフト２に設けられた一対のヨーク１２の端部にも、互いに同一の軸線を有する軸受孔１２ａが設けられている。
【００１９】
十字軸２０は、胴体部２２と、胴体部２２から４方へ十字状に突出した４本の軸部２４とを有する。十字軸２０は、機械構造用鋼等を用いて形成された部材であり、胴体部２２と軸部２４とが鍛造等により一体に形成される。
各軸部２４の外周面２４ａには、外周面２４ａを転動する複数の針状ころ２８が配列されている。
【００２０】
また、各軸部２４には、外輪２６が複数の針状ころ２８を介して外嵌されている。
外輪２６は、機械構造用鋼等を用いて形成された部材であり、軸方向一方側が開口する有底筒状に形成されている。外輪２６は、円筒部２６ａと、円筒部２６ａの軸方向他方側の開口を塞ぐ底部２６ｂとを有する。
複数の針状ころ２８は、円筒部２６ａの内周面２７と軸部２４の外周面２４ａとの間に転動自在に配列されている。これにより、外輪２６は、軸部２４に対して回動自在に外嵌される。
【００２１】
図２に示すように、各外輪２６は、ヨーク１２，１４の軸受孔１２ａ，１４ａに圧入されている。よって、十字軸２０は、ヨーク１２，１４に対して回動自在となり、ヨーク１２とヨーク１４とは互いに傾動自在となる。これにより、十字軸継手１０は、インターミディエイトシャフト２とステアリングシャフト６とを傾動自在に連結する。
【００２２】
〔シール部材について〕
また、外輪２６の内周面側には、外輪２６と軸部２４との隙間を密封するシール部材３０が設けられている。
図３は、外輪２６の要部を拡大した断面図である。
外輪２６の円筒部２６ａは、複数の針状ころ２８が転動する内周面２７を有する円筒本体４０と、円筒本体４０の軸方向一方側の端部からさらに軸方向一方側へ延びる円筒状の突出部４２とを有する。
突出部４２は、複数の針状ころ２８の軸方向一方側の端面２８ａよりも軸方向一方側へ突出している。
【００２３】
さらに外輪２６の円筒部２６ａは、突出部４２の先端４２ａで内周側に折り返され突出部４２の内周面４２ｂに沿って軸方向他方側へ延びる円筒状の折り返し部４４を有する。
折り返し部４４の外周面４４ａは、突出部４２の内周面４２ｂに接触している。このように、折り返し部４４を内周面４２ｂに接触するように形成することで、突出部４２及び折り返し部４４の剛性を高めることができる。
【００２４】
また、突出部４２の先端４２ａと、軸部２４の外周面２４ａから径方向外側へ立ち上がる段差面２４ｂとの間の隙間は、泥水等が外部から外輪２６の内周側の空間内に侵入するのを抑制することができる程度の寸法に設定されている。これにより先端４２ａと段差面２４ｂとの間の隙間から、外輪２６の内周側の空間内に泥水等が侵入するのを抑制することができる。
【００２５】
折り返し部４４の軸方向他方側の端面４４ｂは、複数の針状ころ２８の端面２８ａに接触可能に設けられており、複数の針状ころ２８が端面４４ｂよりも軸方向一方側へ移動するのを制限する。つまり、複数の針状ころ２８の軸方向の位置は、底部２６ｂと、折り返し部４４の端面４４ｂとによって規制されている。
【００２６】
シール部材３０は、折り返し部４４の内周面４４ｃに固定されている。
シール部材３０は、折り返し部４４の内周面４４ｃに圧入固定された本体部３２と、軸部２４の外周面２４ａに接触するダストリップ３４と、同じく外周面２４ａに接触するメインリップ３６とを有する。
【００２７】
本体部３２は、環状の芯金３２ａと、ニトリルゴム等の弾性素材からなる弾性体部３２ｂとを有する。芯金３２ａは、鋼板等をプレス成形することによって形成された部材であり、断面Ｌ字型に形成されている。芯金３２ａは、折り返し部４４の内周面４４ｃに圧入固定されている。
弾性体部３２ｂは、芯金３２ａの内周面側に加硫成形されており、環状とされている。
【００２８】
ダストリップ３４及びメインリップ３６は、弾性体部３２ｂの内周面３２ｂ１から径方向内側へ突出して設けられている。
ダストリップ３４及びメインリップ３６は、ニトリルゴム等の弾性素材によって環状に形成されている。ダストリップ３４及びメインリップ３６は、弾性体部３２ｂに一体に形成されている。
メインリップ３６は、主として外輪２６の内周側の空間を密封し、空間内部のグリースが外部に流出するのを抑制するとともに、泥水等が外部から外輪２６の内周側の空間内に侵入するのを抑制する。
ダストリップ３４は、メインリップ３６よりも外部側に設けられ、メインリップ３６が外部からの塵埃や泥水等に直接暴露されるのを抑制する。
【００２９】
ダストリップ３４の先端縁３４ａは、外周面２４ａに接触している。また、メインリップ３６の先端縁３６ａも、外周面２４ａに接触している。
ダストリップ３４及びメインリップ３６は、本体部３２側の基端から先端縁３４ａ，３６ａへ向かうに従って軸方向他方側から一方側へ向かって傾斜している。
なお、軸部２４の外周面２４ａのうち、少なくとも各リップ３４，３６が接触する部分は、研磨等の仕上げ加工が施された仕上げ加工面とされている。
【００３０】
ダストリップ３４及びメインリップ３６は、弾性的に変形した状態で、軸部２４の外周面２４ａに接触している。よって、ダストリップ３４及びメインリップ３６は、外周面２４ａに対して径方向に締めしろを有しており、径方向に外周面２４ａを押圧する。
よって、製造上生じる各部の寸法のばらつきや、動作時に作用する荷重の影響等によって、外輪２６と軸部２４との軸方向の相対位置が変動したとしても、ダストリップ３４及びメインリップ３６の軸部２４に対する締めしろや面圧が変動するのを抑制することができる。
【００３１】
また、シール部材３０は、折り返し部４４の軸方向他方側の端面４４ｂよりも軸方向一方側に設けられている。上述したように、複数の針状ころ２８は、折り返し部４４の端面４４ｂよりも軸方向一方側への移動が制限されている。このため、シール部材３０と、複数の針状ころ２８との接触を防止でき、シール部材３０が複数の針状ころ２８に接触することで生じる損傷等を防止することができる。
【００３２】
〔その他〕
なお、本発明は、上記実施形態に限定されることはない。
上記実施形態では、シール部材３０がダストリップ３４及びメインリップ３６を備える場合を例示したが、シール部材３０は、少なくともいずれか一つのリップを備えていればよい。また、３つ以上のリップを備えていてもよい。
【００３３】
また、上記実施形態にて示したダストリップ３４及びメインリップ３６の形状は、あくまで例示であり、径方向に締めしろを有し、かつ径方向に外周面２４ａを押圧するような形状であれば適宜変更可能である。
【００３４】
また、上記実施形態では、ダストリップ３４及びメインリップ３６が軸部２４の外周面２４ａにおいて軸方向に平行な円筒面に接触する場合を例示した。しかし、例えば、外周面２４ａは、軸方向に平行な円筒面２４ａ１と、円筒面２４ａ１と段差面２４ｂとを繋ぐ曲面２４ａ２とを含んでおり、少なくともメインリップ３６が円筒面２４ａ１に接触していればよい。またこの場合、ダストリップ又はダストリップよりも軸方向一方側に形成されたリップは曲面２４ａ２に接触していてもよい。
【符号の説明】
【００３５】
２  インターミディエイトシャフト  ４  コラムシャフト
６  ステアリングシャフト    １０  十字軸継手        １２  ヨーク
１２ａ  軸受孔              １４  ヨーク            １４ａ  軸受孔
２０  十字軸                ２２  胴体部            ２４  軸部
２４ａ  外周面              ２４ｂ  段差面          ２４ａ１  円筒面
２４ａ２  曲面              ２６  外輪              ２６ａ  円筒部
２６ｂ  底部                ２７  内周面            ２８  針状ころ
２８ａ  端面                ３０  シール部材        ３２  本体部
３２ａ  芯金                ３２ｂ  弾性体部        ３２ｂ１  内周面
３４  ダストリップ          ３４ａ  先端縁          ３６  メインリップ
３６ａ  先端縁              ４０  円筒本体          ４２  突出部
４２ａ  先端                ４２ｂ  内周面          ４４  折り返し部
４４ａ  外周面              ４４ｂ  端面            ４４ｃ  内周面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2020200926.tif 000006
【図５】
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