(57)【要約】【課題】十字軸継手１に備えるころ軸受５の密封性能を向上させる構造をコストの増加を抑えて実現する。【解決手段】ころ軸受５を密封するシール６は、外輪カップ８の開口側内周に装着される金属環１０と、金属環１０の内径側に被着されるインナーリップ１１，１２と、金属環１０の円筒部１０ａの外端部に被着されるアウターリップ１３とを備えている。インナーリップ１１，１２は、トラニオン４ａの付け根側肩部４ｂに接触させられる。金属環１０の円筒部１０ａの外端部が、トラニオン４ａの付け根側肩部４ｂに微小隙間１５を隔てて対向される。アウターリップ１３は、微小隙間１５を塞ぐ。これにより、微小隙間１５に泥水がかかっても、この泥水が浸入しにくくなる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
４つのトラニオンを備える十字軸と、前記各トラニオンそれぞれに装着される４つのころ軸受とを有する十字軸継手であって、
前記各ころ軸受それぞれは、外輪カップと、この外輪カップの内周に配列されて当該外輪カップの内周面と前記トラニオン外周面との間に介装される複数のころと、前記外輪カップの開口側端部に装着されトラニオン外周面と外輪カップとの間の環状空間を密封するシールとを有し、
前記シールは、前記外輪カップの開口側内周に装着される金属環と、前記金属環の内端部に被着されたインナーリップと、前記金属環の外端部に被着されたアウターリップとを有し、
前記インナーリップは、前記トラニオンと前記十字軸本体とをつなぐ環状曲面部に接触し、前記金属環の外端部は、前記十字軸本体のトラニオン側の端面に微小隙間を隔てて対向し、前記アウターリップは、前記微小隙間を塞いでいる、十字軸継手。
【請求項２】
請求項１に記載の十字軸継手において、
前記アウターリップは、径方向外向きに開くように屈曲された状態で前記十字軸本体のトラニオン側の端面に接触して前記微小隙間を塞いでいる、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、自動車等に備える各種の動力伝達軸に好適に使用可能な十字軸継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、上記のような用途に使用される十字軸継手では、図６に示すように、十字軸８０のトラニオン８１に装着されるころ軸受８２の密封性能を高める必要がある。
【０００３】
上記ころ軸受８２は、シール８３により密封される。このシール８３は、金属環８４の内径側に二つのインナーリップ８５，８６を被着した構成である。一方、十字軸８０の各トラニオン８１の付け根側には、裾広がり形状の肩部８７が設けられており、この肩部８７の外径寄りの領域には、さらに環状段差部８８が設けられている。そして、上記二つのインナーリップ８５，８６が、トラニオン８１の付け根側の肩部８７に対して接触されており、上記金属環８４の円筒部８９の外端部が、トラニオン８１の環状段差部８８に微小な隙間９０を隔てて対向されている。
【０００４】
このように、シール８３の最外周部分に作られた微小な隙間９０は、ラビリンス密封効果があるものの、泥水などが激しくかかったときには、シール８３の金属環８４とインナーリップ８６との間にできる空間に泥水が入り込みやすいと言え、好ましくない。これに対し、図示しないが、トラニオン８１の環状段差部８８に周溝を形成し、この周溝内に、シール８３の金属環８４の円筒部８９の外端部を非接触状態で没入させるようにすることが考えられている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】
実公昭４６−２９０６５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、シール８３によるころ軸受８２の密封性能を向上できるものの、トラニオン８１の環状段差部８８にわざわざ周溝を形成しなければならないので、加工コストが高くつくことが懸念される。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、４つのトラニオンを備える十字軸と、前記各トラニオンそれぞれに装着される４つのころ軸受とを有する十字軸継手であって、前記各ころ軸受それぞれは、外輪カップと、この外輪カップの内周に配列されて当該外輪カップの内周面と前記トラニオン外周面との間に介装される複数のころと、前記外輪カップの開口側端部に装着されトラニオン外周面と外輪カップとの間の環状空間を密封するシールとを有し、前記シールは、前記外輪カップの開口側内周に装着される金属環と、前記金属環の内端部に被着されたインナーリップと、前記金属環の外端部に被着されたアウターリップとを有し、前記インナーリップは、前記トラニオンと前記十字軸本体とをつなぐ環状曲面部に接触し、前記金属環の外端部は、前記十字軸本体のトラニオン側の端面に微小隙間を隔てて対向し、前記アウターリップは、前記微小隙間を塞いでいる、ことを特徴としている。
【０００８】
本発明においては、シールの金属環の外端部と、十字軸のトラニオンの付け根側肩部との間の微小隙間をアウターリップで塞ぐようにしているから、この微小隙間に対して泥水が激しくかかっても、この泥水が浸入しにくくなる。しかも、十字軸のトラニオンの付け根側肩部に対して従来例のような周溝を設けていないので、無駄な加工が不要となる。また、アウターリップは、シールの外形寸法内にほぼ収まるように設けているから、シールの設置スペースを拡大する必要がない。
【０００９】
ところで、前記アウターリップは、径方向外向きに開くように屈曲された状態で前記十字軸本体のトラニオン側の端面に接触して前記微小隙間を塞ぐものとすることができる。
【００１０】
この場合、アウターリップを環状段差部に接触させることによって、前記微小隙間を隙間なく塞いでいるから、泥水などの浸入を防止する効果が高くなる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る十字軸継手を図面を参照して詳細に説明する。図１から図３は、本発明の一実施形態に係り、図１は、その実施形態に係る十字軸継手の斜視図、図２は、図１の十字軸継手が備えるころ軸受の断面図、図３は、図２のころ軸受が備えるシールの拡大図である。これらの図において、１は十字軸継手、２、３はヨークを示す。
【００１２】
十字軸継手１は、十字軸４と、ころ軸受５と、シール６とを備える。一方、ヨーク２，３それぞれは、それぞれ平行に対向する一対の突片２ａ、３ａを有している。この各突片２ａ，２ａそれぞれには貫通孔２ｂ，３ｂが同軸上に設けられている。そして、各ヨーク２，３それぞれの貫通孔２ｂ，３ｂに、十字軸４の各トラニオン４ａそれぞれがころ軸受５を介して嵌合される形態となっている。
【００１３】
以下、十字軸継手１の構成を詳しく説明する。
【００１４】
十字軸４は、それぞれの自由端が十字方向に延びる４つのトラニオン４ａを有している。各トラニオン４ａそれぞれの付け根側には、漸次拡径する裾広がり形状の肩部（環状曲面部）４ｂが形成されている。
【００１５】
各肩部４ｂそれぞれは、トラニオン４ａ寄りの急斜面４ｂ１と、この急斜面４ｂ１に滑らかに接続される緩斜面４ｂ２とを備えている。この各肩部４ｂ全体の表面形状は、凹状に湾曲した形状になっている。
【００１６】
各肩部４ｂそれぞれは、その外径寄りの領域に環状段差部４ｃをさらに備えている。換言すれば、各肩部４ｂの緩斜面４ｂ２よりも外径寄りの領域には、緩斜面４ｂ２から一段と低くなった環状段差部４ｃが設けられている。この環状段差部４ｃは、トラニオン４ａの軸方向に沿う壁面４ｃ１と、トラニオン４ａの径方向に沿う壁面（トラニオン側の端面）４ｃ２とを備えている。
【００１７】
ころ軸受５は、十字軸４の各トラニオン４ａそれぞれに装着されるもので、外輪カップ８と、複数の針状ころ９と、シール６とを備えている。
【００１８】
外輪カップ８は、有底円筒形に形成されており、円筒部８ａと円板形底部８ｂとを備えている。この外輪カップ８は、例えば鋼板をプレス成形することにより製作することができる他、旋削加工により製作することもできる。
【００１９】
針状ころ９は、外輪カップ８の円筒部８ａの内周面と十字軸４の各トラニオン４ａの外周面との間に介装されており、各トラニオン４ａの外周面を内輪軌道とする一方で外輪カップ８の円筒部８ａの内周面を外輪軌道として転動自在とされている。外輪カップ８の開口側、つまり円筒部８ａの開口端部には、内径が拡径されて薄肉となった薄肉部８ｃが設けられている。
【００２０】
シール６は、ころ軸受５の外輪カップ８の開口側内周に取り付けられて、ころ軸受５内への異物浸入を防止する。シール６は、金属環１０に弾性体からなる第１インナーリップ１１、第２インナーリップ１２ならびにアウターリップ１３を被着した構成を備えている。
【００２１】
金属環１０は、円筒部１０ａと鍔部１０ｂとを有し、円筒部１０ａの一端側に鍔部１０ｂを径方向内向きに延ばして構成されている。
【００２２】
第１インナーリップ１１は、金属環１０の鍔部１０ｂの内周端縁に径方向斜め内向きに延びる形で被着されている。
【００２３】
第２インナーリップ１２は、金属環１０の鍔部１０ｂの内側面に軸方向に延びる形で被着されている。
【００２４】
アウターリップ１３は、金属環１０の円筒部１０ａの内周に被覆されている弾性薄膜１４を延長して形成されるものであり、金属環１０の円筒部１０ａの端部から軸方向に突出する形で設けられている。
【００２５】
なお、この実施形態では、アウターリップ１３を金属環１０の円筒部１０ａの内周に設けることによって、当該円筒部１０ａの外端面の金属表面を露呈しているが、その理由は、当該外端面を、シール６の組み込み時の押圧面として利用するためである。
【００２６】
このようなシール６は、その金属環１０の円筒部１０ａを外輪カップ８の薄肉部８ｃの内周面に圧入により嵌合させることによって、ころ軸受５に組み込まれる。このようにシール６を組み込んだころ軸受５を十字軸４のトラニオン４ａに取り付けるのであるが、その状態において、シール６とトラニオン４ａとの関係を説明する。
【００２７】
まず、シール６の第１インナーリップ１１は、トラニオン４ａの肩部４ｂの急斜面４ｂ１に径方向から接触される。また、第２インナーリップ１２は、トラニオン４ａの肩部４ｂの緩斜面４ｂ２に軸方向から接触される。さらに、金属環１０の円筒部１０ａの外端部は、各トラニオン４ａに設けてある環状段差部４ｃに微小隙間１５を隔てて対向される。詳しくは、図３に示すように、円筒部１０ａの外端面が環状段差部１５の径方向に沿う壁面４ｃ２に対して、また、円筒部１０ａの外端部内周面に被着してある弾性薄膜１４が環状段差部１５の軸方向に沿う壁面４ｃ１に対してそれぞれ非接触に対向しているので、上記微小隙間１５は図３に示すように９０度屈曲している。そして、アウターリップ１３は、トラニオン４ａに設けてある環状段差部４ｃの径方向に沿う壁面４ｃ２に軸方向から接触されており、そのため、アウターリップ１３が前述の微小隙間１５を隙間なく塞ぐ壁のようになる。
【００２８】
なお、アウターリップ１３は、ころ軸受５をトラニオン４ａに組み付ける過程で、環状段差部４ｃにおいて軸方向に沿う壁面４ｃ１と径方向に沿う壁面４ｃ２との交差部分の丸みでもって径方向外向きに屈曲されることになって、環状段差部４ｃの径方向に沿う壁面４ｃ２に面で接触されるようになっている。図３には、アウターリップ１３の屈曲前の状態を破線で示している。また、第１インナーリップ１１と第２インナーリップ１２との間の空間や、第２インナーリップ１２と金属環１０とアウターリップ１３とで囲む空間には、図示しないが、グリースなどの潤滑剤が封入される。
【００２９】
以上説明したように、シール６の金属環１０とトラニオン４ａの環状段差部４ｃとの間に微小隙間１５を作ったうえで、この微小隙間１５をシール６のアウターリップ１３で塞いでいる。そのため、前述した微小隙間１５に泥水が激しくかかっても、泥水が微小隙間１５から二つのインナーリップ１１，１２が配置される空間に浸入しにくくなる。これにより、シール６によるころ軸受５の密封性能を向上できるので、ころ軸受５内部の潤滑剤の劣化を防止できるなど、ころ軸受５の寿命向上に貢献でき、ひいては十字軸継手１の寿命向上にもつながる。なお、アウターリップ１３は、使用経過に伴い摩耗しても、微小隙間１５を塞ぐ効果を持続するので、ころ軸受５の密封性能を長期にわたって維持できる。
【００３０】
しかも、従来例のように十字軸４を加工していないので、コストを低減するうえで有利である。また、アウターリップ１３は、シール６の外形寸法内にほぼ収まるように設けているから、シール６の設置スペースを拡大する必要がない。
【００３１】
以下、本発明の応用例、他の実施形態などを説明する。
【００３２】
（１）上記シール６のアウターリップ１３は、上記実施形態のように比較的大きく屈曲させた状態で接触させずに、例えば軽く屈曲した状態や屈曲しなくてもライトタッチとなる状態で接触させることができる。さらに、上記シール６のアウターリップ１３は、図４に示すように、トラニオン４ａの付け根側の環状段差部４ｃに非接触とすることができる。この場合、アウターリップ１３が非接触になっているものの、シール６の金属環１０とトラニオン４ａの環状段差部４ｃとの間の微小隙間１５をアウターリップ１３でほとんど塞ぐことができるから、泥水などの浸入を防止することができる。
【００３３】
（２）上記実施形態では、トラニオン４ａの付け根側肩部４ｂの外周よりの領域に、環状段差部４ｃを設けた例を挙げているが、この環状段差部４ｃを設けていない場合でも本発明を適用できる。図５に示すように、環状段差部４ｃを設けていない場合は、肩部４ｂの凹曲面の外周寄りの領域４ｄに、金属環１０の外端面を微小隙間１５を隔てて対向させるようにし、この微小隙間１５をアウターリップ１３で塞ぐようにすればよい。
【００３４】
（３）上記十字軸継手１は、自動車のドライブシャフトや、自動車の操舵機構における動力伝達経路などに用いられるが、耐水性能が要求される場所に用いることができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明の十字軸継手では、シールによるころ軸受の密封性能を向上させるにあたって、従来例のようにトラニオンに周溝を形成する必要をなくせる。したがって、従来例のようなコスト上昇を抑制してころ軸受の密封性能を向上することが可能になる。
【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斜視図
【図２】図１に示すころ軸受の断面図
【図３】図２のシールを拡大して示す図
【図４】本発明の他の実施形態で、図３に対応する図
【図５】本発明のさらに他の実施形態で、図３に対応する図
【図６】従来例で、図３に対応する図
【符号の説明】
４    十字軸                      ４ａ  十字軸のトラニオン
４ｂ  トラニオンの肩部            ４ｃ  トラニオンの環状段差部
５    ころ軸受                    ６    シール
８    ころ軸受の外輪カップ      １０    シールの金属環
１１    シールの第１インナーリップ
１２    シールの第２インナーリップ
１３    シールのアウターリップ    １５    微小隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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