(57)【要約】【課題】十字軸継手に備えるころ軸受を密封するシールについて、当該シールを損傷させにくくしたうえで十分な密封性能を確保する。【解決手段】十字軸２のトラニオン２１の付け根側の肩部２２に装着されるシール９について、その環状芯金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ったうえで、ころ軸受３の外輪カップ６と径方向で非接触に重なり、オーバーラップ領域９７を形成している。これにより、リップ９２，９３に泥水などが直接かからなくなる。しかも、これらリップ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。【選択図】　図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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リップとを有し、
前記環状芯金に、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が設けられている、十字軸継手。
【請求項２】
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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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リップとを有し、前記環状芯金に、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、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、以下に述べる実施形態にも適用可能である。
（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】本発明の他の実施形態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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
2004011871.tif 000006
【図５】
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【図６】
2004011871.tif 000008
【図７】
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