(57)【要約】【課題】雄軸の平滑な周面ではなくスプライン外歯においても効果的にシールすることができ、また、雌軸側自在継手ヨークに雄軸を貫通させても、雄軸のスプライン外歯に対して密着封止できる弾性シール手段を有するスプライン軸を得る。【解決手段】雌軸１１を、雌軸側自在継手ヨークの首部１４Ａに固着した雌軸スリーブ部材１６と、雌軸スプライン部材１７とにより構成し、雌軸スプライン部材１７の両側の端部に、雌軸１１及びヨーク首部１４Ａを貫通する雄軸１２のスプライン外歯２５に対してスプライン嵌合及び封止するシール手段１８，１８′を固着する。このシール手段１８，１８′は、弾性シール部材であって、それぞれ内部輪郭形状又は材質が互いに異なる複数個の弾性シール部材１９，２０，２１，２２と、複数個のシール部材の半径方向外方移動及び軸線方向移動を拘束するリテーナ手段２３，２４とにより構成する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いにスプライン嵌合する雄軸及び雌軸よりなるスプライン軸であって、前記雄軸及び雌軸の互いに嵌合する側とは反対側の端部にそれぞれ自在継手ヨークを固着したスプライン軸において、
前記雌軸のスプライン内歯を設けたスプライン部分の少なくとも雄軸を挿入する入口側端部に、前記雄軸の各個に台形断面形状を有するスプライン外歯に対してスプライン嵌合及び封止するシール手段を固着し、
このシール手段を、実際に前記雄軸のスプライン外歯にスプライン嵌合及び封止する弾性シール部材であって、それぞれ内部輪郭形状又は材質が互いに異なる複数個の弾性シール部材と、これら複数個のシール部材の半径方向外方への移動及び軸線方向への移動を拘束するリテーナ手段とにより構成した
ことを特徴とするスプライン軸。
【請求項２】
前記雌軸側自在継手ヨークの首部の中心部に前記雄軸の先端部が貫通するスプライン孔を形成し、
前記雌軸を、前記雌軸側自在継手ヨークの首部に固着した雌軸スリーブ部材と、この雌軸スリーブ部材内に一方の端部を嵌合させてこの雌軸スリーブ部材に対して相対回転不能及び相対移動不能に固着しかつスプライン内歯を形成した雌軸スプライン部材とにより構成し、
前記雌軸スプライン部材の両側の端部に前記シール手段を設けた
請求項１記載のスプライン軸。
【請求項３】
前記複数個の弾性シール部材を、
前記雄軸のスプライン外歯の各台形断面形状に全体的に補完し合う形状の内部輪郭を有するメインシールと、
前記雄軸のスプライン外歯における各台形断面の上辺面及び２個の斜辺面のうちの少なくとも一つに補完し合うが他の辺の面に関しては掃引剰余代を有する少なくとも２個の補助シールと
により構成し、前記掃引剰余代を、シール手段を設けた端部から軸線方向外方に向かって傾斜させた請求項１又は２に記載のスプライン軸。
【請求項４】
前記複数個の補助シールを、前記台形断面の上辺面と一方の斜辺面とに対して掃引剰余代を有する第１補助シールと、前記台形断面の上辺面と他方の斜辺面とに対して掃引剰余代を有する第２補助シールと、前記台形断面の両側の斜辺面に対して掃引剰余代を有する第３補助シールとにより構成した請求項３記載のスプライン軸。
【請求項５】
前記複数個の補助シールを、前記台形断面の上辺面に対して掃引剰余代を有する第１補助シールと、前記台形断面の一方の斜辺面に対して掃引剰余代を有する第２補助シールと、前記台形断面の他方の斜辺面とに対して掃引剰余代を有する第３補助シールとにより構成した請求項３記載のスプライン軸。
【請求項６】
前記複数個の補助シールを、前記台形断面の上辺面に対して掃引剰余代を有する第１補助シールと、前記台形断面の両側の斜辺面に対して掃引剰余代を有する第２補助シールとにより構成した請求項３記載のスプライン軸。
【請求項７】
前記雌軸スプライン部材の中央部内面にグリス溜まりのための環状窪みを形成した請求項２記載のスプライン軸。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、互いにスプライン嵌合する雄軸及び雌軸よりなるスプライン軸であって、前記雄軸及び雌軸の互いに嵌合する側とは反対側の端部にそれぞれ自在継手ヨークを固着したスプライン軸に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
このようなスプライン軸において、自在継手ヨークを固着してある側とは反対側の雌軸端部に、例えば、蛇腹式ブーツ等の弾性シール手段を設け、この弾性シール手段を雄軸のスプライン外歯のない平滑な周面に掛合させてシールするのが一般的である。（例えば、特許文献１又は特許文献２参照。）
【特許文献１】実開昭５９‐６３２２６号公報
【特許文献２】実開昭６０‐７３３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、スプライン軸としては、できるだけ伸縮ストロークが大きいことが要求される場合が多い。このようなとき、雄軸の平滑な周面ではなくスプライン外歯においてもシールすることができる弾性シール手段を雌軸に設けるとよいが、従来のシール手段では、特に、スプライン嵌合部分にグリス給脂をしないメンテナンスフリーのスプライン軸においては、雄軸のスプライン外歯に弾性的に密着封止できるシール手段は存在しなかった。
【０００４】
更に、スプライン軸としては、収縮した状態が短くかつ伸展するストロークが長いことが要求されることもある。この場合、図１に示すように、雌軸１に固着した自在継手ヨーク２の首部２Ａの中心部に雄軸３の先端部が貫通するスプライン孔を形成し、雄軸３が雌軸１全体及びヨーク首部２Ａを貫通させるとよい。しかし、このような場合、ヨーク首部２Ａにおける雄軸３とのスプライン嵌合部分に対する封止を行うためには、他方の自在継手ヨーク４を含めて自在継手５を全体的にカバーする大型の蛇腹式ブーツ（図示せず）を設ける必要がある。
【０００５】
従って、本発明の目的は、雄軸の平滑な周面ではなくスプライン外歯においても効果的にシールすることができ、また、雌軸側の自在継手ヨークに貫通させる側の雄軸とのスプライン嵌合部分に対しても、自在継手全体をカバーする大型の蛇腹式ブーツを使用することなく、雄軸のスプライン外歯に対して密着封止できる弾性シール手段を有するスプライン軸を得るにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するため、本発明スプライン軸は、
前記雌軸のスプライン内歯を設けたスプライン部分の少なくとも雄軸を挿入する入口側端部に、前記雄軸の各個に台形断面形状を有するスプライン外歯に対してスプライン嵌合及び封止するシール手段を固着し、
このシール手段を、実際に前記雄軸のスプライン外歯にスプライン嵌合及び封止する弾性シール部材であって、それぞれ内部輪郭形状又は材質が互いに異なる複数個の弾性シール部材と、これら複数個のシール部材の半径方向外方への移動及び軸線方向への移動を拘束するリテーナ手段とにより構成した
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によるスプライン軸のシール手段における弾性シール部材は、内部輪郭形状又は材質が互いに異なる複数個の弾性シール部材を有するため、従来の単独シール部材におけるよりも、複数個の弾性シール部材がそれぞれ個別のシール特性を示して封止効果及び耐久性を相乗的に向上させる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の好適な実施の形態においては、雌軸側自在継手ヨークの首部の中心部に前記雄軸の先端部が貫通するスプライン孔を形成し、前記雌軸を、前記雌軸側自在継手ヨークの首部に固着した雌軸スリーブ部材と、この雌軸スリーブ部材内に一方の端部を嵌合させてこの雌軸スリーブ部材に対して相対回転不能及び相対移動不能に固着しかつスプライン内歯を形成した雌軸スプライン部材とにより構成し、前記雌軸スプライン部材の両側の端部に前記シール手段を設ける。
【０００９】
更に、本発明の好適な他の実施の形態においては、複数個の弾性シール部材を、雄軸のスプライン外歯の各台形断面形状に全体的に補完し合う形状の内部輪郭を有するメインシールと、雄軸のスプライン外歯における各台形断面の上辺面及び２個の斜辺面のうちの少なくとも一つに補完し合うが他の辺の面に関しては掃引剰余代を有する少なくとも２個の補助シールとにより構成し、前記掃引剰余代を、シール手段を設けた端部から軸線方向外方に向かって傾斜させる。
【００１０】
好適な実施例においては、複数個の補助シールを、前記台形断面の上辺面と一方の斜辺面とに対して掃引剰余代を有する第１補助シールと、前記台形断面の上辺面と他方の斜辺面とに対して掃引剰余代を有する第２補助シールと、前記台形断面の両側の斜辺面に対して掃引剰余代を有する第３補助シールとにより構成する。
【００１１】
また、他の好適な実施例においては、複数個の補助シールを、前記台形断面の上辺面に対して掃引剰余代を有する第１補助シールと、前記台形断面の一方の斜辺面に対して掃引剰余代を有する第２補助シールと、前記台形断面の他方の斜辺面とに対して掃引剰余代を有する第３補助シールとにより構成する。
【００１２】
更にまた他の好適な実施例においては、複数個の補助シールを、前記台形断面の上辺面に対して掃引剰余代を有する第１補助シールと、前記台形断面の両側の斜辺面に対して掃引剰余代を有する第２補助シールとにより構成する。
【００１３】
次に、図面につき本発明の好適な実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１４】
図２には、本発明の好適な実施例のスプライン軸１０を示し、雌軸１１及び雄軸１２の互いに嵌合する側とは反対側の端部にそれぞれ自在継手ヨーク１４、１５を固着する。更に、図示の実施例においては、雌軸１１に固着した自在継手ヨーク１４の首部１４Ａの中心部に雄軸１２の先端部が貫通するスプライン孔１３を形成する。
【００１５】
更に、雌軸１１を、雌軸側の自在継手ヨーク１４の首部１４Ａに固着した雌軸スリーブ部材１６と、この雌軸スリーブ部材１６内に一方の端部を嵌合させてこの雌軸スリーブ部材１６に対して相対回転不能及び相対移動不能に固着しかつスプライン内歯を形成した雌軸スプライン部材１７とによって構成する。雌軸スリーブ部材１６と雌軸スプライン部材１７との相対回転不能及び相対移動不能の固着は、例えば、溶接によって行う。
【００１６】
図２に示す本発明の実施例では、雌軸スプライン部材１７の両側の端部に、雄軸の各個に台形断面形状を有するスプライン外歯に対してスプライン嵌合及び封止する本発明によるシール手段１８，１８′を設ける。しかし、雌軸１１を雌軸スリーブ部材と雌軸スプライン部材との別体構成ではなく一体構成にした場合、雄軸１２を挿入する入口側端部に本発明によるシール手段１８′を固着する。
【００１７】
本発明によるシール手段１８，１８′は、実際に雄軸１２のスプライン外歯にスプライン嵌合及び封止する弾性シール部材であって、それぞれ内部輪郭形状又は材質が互いに異なる複数個の弾性シール部材１９，２０，２１，２２と、これら複数個のシール部材の半径方向外方への移動及び軸線方向への移動を拘束するリテーナ手段２３，２４とによって構成する。
【００１８】
図２（ａ）のサークルＣの部分を拡大した図２（ｂ）に示すように、このリテーナ手段は、カップ状リテーナ２３と、リテーナリング２４とにより構成し、カップ状リテーナ２３の底面の中央に雄軸が貫通する開孔を形成し、このカップ状リテーナ２３の端縁を雌軸スプライン部材１７にかしめ等で固着する。これらカップ状リテーナ２３とリテーナリング２４とにより弾性シール部材１９，２０，２１，２２の半径方向外方への移動及び軸線方向への移動を拘束する。
【００１９】
図２（ｂ）に示す実施例の複数個の弾性シール部材１９，２０，２１，２２は、雄軸１２のスプライン外歯の各台形断面形状に全体的に補完し合う形状の内部輪郭を有するメインシール１９と、雄軸１２のスプライン外歯２５における各台形断面の上辺面及び２個の斜辺面のうちの少なくとも一つに補完し合うが他の辺の面に関しては掃引剰余代を有する少なくとも２個、図示の実施例では３個の補助シール２０，２１，２２とよりなる。各補助シールにおける掃引剰余代は、シール手段１８，１８′を設けた端部から軸線方向外方に向かって傾斜させる。
【００２０】
本発明明細書で使用する用語「掃引剰余代（しろ）」とは、雄軸１２のスプライン外歯における各台形断面の上辺面又は２個の斜辺面に対して刷毛で掃くときに生ずる毛先形状のように湾曲して流れる剰余部分を意味する。図３に補助シールの掃引剰余代をどのように設けるかの一実施例を示す。
【００２１】
図３の実施例では、複数個の補助シールを、雄軸１２のスプライン外歯２５の各台形断面の上辺面と一方の斜辺面とに対して掃引剰余代を有する第１補助シール２０（一点鎖線で示す）と、各台形断面の上辺面と他方の斜辺面とに対して掃引剰余代を有する第２補助シール２１（点線で示す）と、各台形断面の両側の斜辺面に対して掃引剰余代を有する第３補助シール２２（実線で示す）とにより構成する。
【００２２】
しかし、複数個の補助シールは他の組み合わせとすることもできる。例えば、図示しないが、各台形断面の上辺面に対して掃引剰余代を有する第１補助シールと、各台形断面の一方の斜辺面に対して掃引剰余代を有する第２補助シールと、各台形断面の他方の斜辺面とに対して掃引剰余代を有する第３補助シールとよりなる３個の互いに異なる内部輪郭形状の補助シールにより構成することもでき、また。各台形断面の上辺面に対して掃引剰余代を有する第１補助シールと、前記台形断面の両側の斜辺面に対して掃引剰余代を有する第２補助シールとよりなる２個の互いに異なる内部輪郭形状の補助シールにより構成することもできる。
【００２３】
これらメインシール及び複数個の補助シールは、互いに同一の弾性材料とすることもできるが、互いに異なる材質とすることもできる。更に掃引剰余代でなくとも、役割分担される面に対して役割分担されていない面に対するよりも一層密に密着する形状のものとすることもできる。
【００２４】
更に、本発明スプライン軸の好適な実施例においては、図２に示すように、雌軸スプライン部材１７の中央部内面にグリス溜まりのための環状窪み２６を形成する。この構成によれば、有効寿命中にはグリスを給脂しないメンテナンスフリーのスプライン軸にすることができる。
【００２５】
これらメインシール１９及び複数個の補助シール２０，２１，２２によれば、雄軸１２のスプライン外歯に付着した異物を効果的に、即ち、各弾性シール部材がスプライン外歯の異なる面に対して役割を分担して掻き取り作用を行ってスプライン嵌合部分のダメージを軽減するとともに、耐久性及びシール性を向上させることができる。
【００２６】
また、図２に示す実施例の場合、雄軸１２と雌軸スプライン部材１７との間のスプライン嵌合部分は両側のシール手段１８，１８′によって異物除去とともに密封性が高まり、このスプライン嵌合部分におけるグリス保持が良好になり、このスプライン嵌合部分に関してメンテナンスフリーとすることができる。
【００２７】
更に、雄軸１２は雌軸側の自在継手ヨーク１４の首部１４Ａを貫通しているため、雌軸内部の空間は内圧変化をあまり生じないため、雄軸及び雌軸はスムーズな相対摺動をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明は、互いにスプライン嵌合する雄軸及び雌軸よりなる回転駆動軸に適用でき、特に、スプライン嵌合部分に異物が侵入するのをシャットアウトし良好なシール性う有するのが望ましい車両関係のプロペラシャフトに使用することができる。特に、収縮状態で短くかつ伸展ストロークが大きいことを要求される駆動系に適用すると好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】収縮状態で短くかつ伸展ストロークを大きくとれる形態のスプライン軸を示す説明図である。
【図２】（ａ）は本発明の好適な実施例の一部断面とする側面図であり、（ｂ）は（ａ）のサークルＣの拡大縦断面図である。
【図３】スプライン外歯の横断面における複数個の補助シールの掃引剰余代との配列関係を示す説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
１      雌軸
２      自在継手ヨーク
２Ａ      首部
３      雄軸
４      自在継手ヨーク
５      自在継手
１０      スプライン軸
１１      雌軸
１２      雄軸
１３      スプライン孔
１４Ａ    首部
１５      自在継手ヨーク
１６      雌軸スリーブ部材
１７      雌軸スプライン部材
１８,１８′シール手段
１９      メインシール（弾性シール部材）
２０      補助シール（弾性シール部材）
２１      補助シール（弾性シール部材）
２２      補助シール（弾性シール部材）
２３      カップ状リテーナ（リテーナ手段）
２４      リテーナリング（リテーナ手段）
２５      スプライン外歯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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