JP2009222184A - Seal structure for universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シール構造に係り、更に詳しくは、自動車等車両のステアリングジョイントやプロペラシャフト等に使用する自在継手に用いられる自在継手用のシール構造に関するものである。 The present invention relates to a seal structure, and more particularly to a seal structure for a universal joint used for a universal joint used for a steering joint, a propeller shaft, or the like of a vehicle such as an automobile.
従来から、自動車等車両のステアリングジョイントやプロペラシャフト等に使用する自在継手として図5に示すものが知られており、この自在継手1には、スパイダー2、スパイダー2の端部外周を取り囲むカップ3、スパイダー2とカップ3の間に介装されるベアリング4が設けられるとともに、継手内部のグリースおよび外部の泥水等のダストをシールすべく自在継手用シールとしてリップシール5が設けられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a universal joint shown in FIG. 5 is known as a universal joint used for a steering joint, a propeller shaft, and the like of a vehicle such as an automobile. The universal joint 1 includes a
図6に拡大して示すように、リップシール5には、スパイダー2に固定される固定部6と、固定部6に一体的に設けられ、カップ3先端の内向きフランジ部3aの端面に摺動自在に密接するシールリップ7と、シールリップ7の外周側に配置されるとともに固定部6に一体的に設けられ、カップ3に摺動自在に密接するダストリップ8とが設けられている(特許文献1参照)。
As shown in an enlarged view in FIG. 6, the
また、上記図6のリップシール5では、シールリップ7は、そのリップ端が径方向内方を向いた状態でカップ3先端の内向きフランジ部3aの端面に密接する内向き形状のシールリップとされているが、別の従来技術として図7に示すように、シールリップ7のリップ端が径方向外方を向いた状態でカップ3先端の内向きフランジ部3aの端面に密接する外向き形状のシールリップとされるものもある(特許文献2参照)。
In the
上記図6の内向き形状のシールリップ7と、図7の外向き形状のシールリップ7とを比較すると、後者図7の外向き形状のシールリップ7のほうが屈曲トルクを低減することができる利点があるが、この図7の外向き形状のシールリップ7を備えたシール構造には、以下の不都合がある。
When comparing the inwardly-
すなわち、当該シール構造が自在継手に設定されて運転時に発熱(シールリップの摺動発熱や周辺機器(排気管など)の温度上昇による)が生じると、継手内部(カップ3内側)に圧力(内圧)が発生し、発生する内圧は外向き形状のシールリップ7に対して背面圧として作用することからシールリップ7を押し広げて継手外部へ抜けやすい。その後、冷却されると継手内部が負圧になっているので吸い込み現象が発生し、継手近傍に水(泥水や氷など)が付着している場合、この水がエアーとともに継手内部へ吸い込まれ、円滑な継手作動を阻害する虞がある。また圧力の影響を受けて、リップ接触状態が不安定になる可能性もある。
In other words, if the seal structure is set to a universal joint and heat is generated during operation (due to sliding heat generated by the seal lip or peripheral equipment (exhaust pipe, etc.)), pressure (internal pressure) is generated inside the joint (inside the
本発明は以上の点に鑑みて、温度変化等により継手内部に圧力(内圧)が発生してもこの圧力が継手外部へ抜けにくく、よって圧力変動による吸い込み現象が発生するのを抑えることができ、もって円滑な継手作動を確保することができるシール構造を提供することを目的とする。 In view of the above points, the present invention can suppress the occurrence of a suction phenomenon due to pressure fluctuations, even if a pressure (internal pressure) is generated inside the joint due to a temperature change or the like. An object of the present invention is to provide a seal structure that can ensure a smooth joint operation.
上記目的を達成するため、本発明の請求項1によるシール構造は、スパイダー、前記スパイダーの端部外周を取り囲むカップおよび前記スパイダーとカップの間に介装されるベアリングを有する自在継手に用いられるシール構造であって、前記ベアリングの外側において前記スパイダーとカップの間に介装されるリップシールを有し、前記リップシールは、前記スパイダーに固定される固定部と、前記固定部に一体的に設けられ、前記カップ先端の内向きフランジ部の端面に摺動自在に密接するシールリップと、前記シールリップの外周側に配置されるとともに前記固定部に一体的に設けられ、前記カップに摺動自在に密接するダストリップとを一体に有し、前記カップにおける内向きフランジ部の先端部に、前記スパイダーの周面に摺動自在に密接して内圧をシールする内部シールを設けたことを特徴とするものである。 In order to achieve the above object, a seal structure according to claim 1 of the present invention is a seal used for a universal joint having a spider, a cup surrounding an outer periphery of an end of the spider, and a bearing interposed between the spider and the cup. And a lip seal interposed between the spider and the cup outside the bearing, the lip seal being fixed to the spider and provided integrally with the fixed portion. A seal lip that is slidably in close contact with the end face of the inward flange portion at the tip of the cup, and is disposed on the outer peripheral side of the seal lip and is provided integrally with the fixing portion and is slidable on the cup A dust strip that is in close contact with the inner surface of the spider. It is characterized in that the closely internal pressure is provided inside the seal to seal the.
また、本発明の請求項2によるシール構造は、上記した請求項1記載のシール構造において、リップシールにおけるカップ先端の内向きフランジ部の端面に摺動自在に密接するシールリップは、リップ端が径方向外方を向いた状態で前記フランジ部の端面に密接する外向き形状のシールリップであり、またはリップ端が径方向内方を向いた状態で前記フランジ部の端面に密接する内向き形状のシールリップであることを特徴とするものである。
The seal structure according to
上記構成を有する本発明においては、ダストリップおよびシールリップの更に内側に位置して第3のシールとして、スパイダーの周面に摺動自在に密接して内圧をシールする内部シールが設けられているために、この内部シールのシール作用によって、内圧が継手外部へ抜けにくく構成されている。 In the present invention having the above-described configuration, an internal seal is provided as a third seal located further inside the dust lip and the seal lip so as to be slidably in close contact with the peripheral surface of the spider and seal the internal pressure. For this reason, the internal pressure is not easily released to the outside of the joint by the sealing action of the internal seal.
また、本発明では、上記作用を奏する内部シールが、カップにおける内向きフランジ部の先端部に設けられてスパイダーの周面に摺動自在に密接するものとされており、内向きフランジ部の先端部とスパイダーの周面の間は径方向間隔が小さく設定されることから、内部シールも高さ寸法(内外径差)が小さなものとなる。高さ寸法が小さなシールでは、剛性を通常のシールリップより高く設定することができるので、内圧が継手外部へ抜けにくくなる。 Further, in the present invention, the internal seal that performs the above-described action is provided at the tip of the inward flange portion of the cup and is slidably in close contact with the peripheral surface of the spider, and the tip of the inward flange portion Since the radial interval is set small between the peripheral surface of the part and the spider, the internal seal also has a small height dimension (internal / external diameter difference). In the case of a seal having a small height dimension, the rigidity can be set higher than that of a normal seal lip, so that the internal pressure is difficult to escape to the outside of the joint.
また、内部シールの形状としては、継手組立て時に継手内部の圧力が抜ける形状(圧力を封入しない形状)として、リップ形状または突起形状とするのが好ましい。 Further, the shape of the internal seal is preferably a lip shape or a protrusion shape as a shape that allows the pressure inside the joint to be released when the joint is assembled (a shape that does not enclose pressure).
尚、内部シールと組み合わされるリップシールとしては、上記外向き形状のシールリップを備えるリップシールとなるが、内向き形状のシールリップを備えるリップシールでも内圧の抜けは零ではないので、本発明による効果が認められる。したがって本発明ではシールリップの向きを限定しないこととし、これを請求項2で確認的に記載した。
The lip seal combined with the internal seal is a lip seal having the outwardly-shaped seal lip, but even if the lip seal has an inward-shaped seal lip, the release of internal pressure is not zero. The effect is recognized. Therefore, in the present invention, the direction of the seal lip is not limited, and this is confirmed in
本発明は、以下の効果を奏する。 The present invention has the following effects.
すなわち、本発明においては、ダストリップおよびシールリップの更に内側に位置して第3のシールとして、スパイダーの周面に摺動自在に密接して内圧をシールする内部シールが設けられているために、この内部シールのシール作用によって、内圧が継手外部へ抜けにくく構成されている。内圧が抜けにくければ温度低下時、吸い込み現象が発生するのを抑え、よって継手近傍の水が継手内部へ吸い込まれて円滑な継手作動を阻害するのを抑制することができる。また、シールリップが圧力を受けないので、不安定な接触をすることもない。 That is, in the present invention, an internal seal is provided as a third seal located further inside the dust lip and the seal lip so as to be slidably in close contact with the peripheral surface of the spider and seal the internal pressure. The internal pressure prevents the internal pressure from coming out of the joint due to the sealing action of the internal seal. If the internal pressure is difficult to escape, it is possible to suppress the occurrence of a suction phenomenon when the temperature is lowered, and thus to suppress the water in the vicinity of the joint from being sucked into the joint and hindering the smooth joint operation. Further, since the seal lip is not subjected to pressure, unstable contact is not caused.
また、本発明では、上記作用を奏する内部シールが、カップにおける内向きフランジ部の先端部に設けられてスパイダーの周面に摺動自在に密接するものとされて、高さ寸法が小さなものとされているために、その剛性を通常のシールリップより高く設定することができ、内圧が継手外部へ抜けにくくなる。 Further, in the present invention, the internal seal that performs the above-described action is provided at the tip of the inward flange portion of the cup and is slidably in close contact with the peripheral surface of the spider, and has a small height dimension. Therefore, the rigidity can be set higher than that of a normal seal lip, and the internal pressure is difficult to escape to the outside of the joint.
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例に係るシール構造の要部断面を示している。図の右側が内周側、左側が外周側であるが、上記従来例に係る図6および図7と比較すると作図の都合上、シール構造は上下反対向きとなっている。 FIG. 1 shows a cross section of the main part of a seal structure according to an embodiment of the present invention. The right side of the figure is the inner peripheral side and the left side is the outer peripheral side, but the seal structure is upside down for convenience of drawing as compared to FIGS. 6 and 7 according to the conventional example.
当該実施例に係るシール構造は、自動車等車両におけるステアリングジョイントやプロペラシャフト等に使用する自在継手にユニバーサルジョイントシールまたはプロペラシャフトシール等として用いられる。 The seal structure according to the embodiment is used as a universal joint seal or a propeller shaft seal for a universal joint used for a steering joint, a propeller shaft or the like in a vehicle such as an automobile.
自在継手には、スパイダー2と、スパイダー2の端部外周側を取り囲むカップ3と、スパイダー2およびカップ3の間に介装されるベアリング(ニードルベアリング)4とが設けられ、継手内部のグリースおよび外部の泥水等のダストをシールすべく自在継手用シールとしてリップシール5が設けられている。カップ3は、筒状部3bの先端に内向きフランジ部3aを一体に有している。リップシール5には、スパイダー2の段部に固定(嵌合)される環状の固定部6と、固定部6に一体に成形され、カップ3先端の内向きフランジ部3aの端面に摺動自在に密接するシールリップ7と、シールリップ7の外周側に配置されるとともに固定部6に一体に成形され、カップ3先端の内向きフランジ部3aの根元部に摺動自在に密接するダストリップ8とが設けられている。固定部6には断面U字形の補強環9が埋設されている。シールリップ7は、そのリップ端7aが径方向外方を向いた状態でフランジ部3aの端面に密接する外向き形状のシールリップとされている。
The universal joint is provided with a
そして、当該実施例では更に、カップ3における内向きフランジ部3aの先端部すなわち内径面に、スパイダー2の周面2aに摺動自在に密接して内圧をシールする内部シール10が設けられている。この内部シール10は、所定のゴム状弾性体により成形されてフランジ部3aの先端部すなわち内径面に加硫接着されており、かつリップ形状のものとして成形されている。リップの向きは、継手組立て時に継手内部の圧力が抜ける向き(圧力を封入しない向き)とされ、すなわちそのリップ端が継手内部のベアリング4から遠ざかる向きとされている。
Further, in this embodiment, an
上記構成のシール構造においては、ダストリップ8およびシールリップ7の更に内側に位置して第3のシールとして、スパイダー2の周面2aに摺動自在に密接して内圧をシールする内部シール10が設けられているために、この内部シール10のシール作用によって、継手内部に発生する内圧が継手外部へ抜けにくく構成されている。継手内部の内圧が抜けにくければ温度低下時、吸い込み現象が発生するのを抑えることができ、よって継手近傍の水が継手内部へ吸い込まれて円滑な継手作動を阻害するのを抑制することができる。また、シールリップ7が直接、圧力を受けなくなるので、不安定な接触をすることもない。
In the seal structure having the above-described configuration, an
また、上記構成では、上記作用を奏する内部シール10が、カップ3における内向きフランジ部3aの先端部すなわち内径面に設けられてスパイダー2の周面2aに摺動自在に密接するものとされているために、内部シール10はその高さ寸法が小さなものとされており、よってその剛性を通常のシールリップより高く設定することができ、内圧が継手外部へ抜けにくくなる。
Further, in the above configuration, the
尚、上記実施例では、内部シール10をリップ形状としたが、継手組立て時に継手内部の圧力が抜けるもの(圧力を封入しないもの)であれば特に限定されず、例えば図2に示す突起形状であっても良い。図2の内部シール10は、断面三角形状の突起がその頂部においてスパイダー2の周面2aに密接するものとされている。
In the above embodiment, the
また、上記実施例では、内部シール10と組み合わされるリップシール5を外向き形状のシールリップ7を備えるものとしたが、図3または図4に示すように内向き形状のシールリップ7を備えるものとしても良い。図3の例では、上記実施例(図1)と同じリップ形状の内部シール10が設けられている。図4の例では、図2の例と同じ突起形状の内部シール10が設けられている。
Moreover, in the said Example, although the
1 自在継手
2 スパイダー
2a 周面
3 カップ
3a 内向きフランジ部
3b 筒状部
4 ベアリング
5 リップシール
6 固定部
7 シールリップ
7a リップ端
8 ダストリップ
9 補強環
10 内部シール
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記ベアリングの外側において前記スパイダーとカップの間に介装されるリップシールを有し、前記リップシールは、前記スパイダーに固定される固定部と、前記固定部に一体的に設けられ、前記カップ先端の内向きフランジ部の端面に摺動自在に密接するシールリップと、前記シールリップの外周側に配置されるとともに前記固定部に一体的に設けられ、前記カップに摺動自在に密接するダストリップとを一体に有し、
前記カップにおける内向きフランジ部の先端部に、前記スパイダーの周面に摺動自在に密接して内圧をシールする内部シールを設けたことを特徴とする自在継手用シール構造。 A seal structure used for a universal joint having a spider, a cup surrounding an outer periphery of an end portion of the spider, and a bearing interposed between the spider and the cup,
A lip seal interposed between the spider and the cup on the outside of the bearing, the lip seal being fixed to the spider and integrally provided in the fixed portion; A seal lip that is slidably in close contact with the end face of the inward flange portion, and a dust lip that is disposed on the outer peripheral side of the seal lip and is provided integrally with the fixing portion and slidably in close contact with the cup And integrally
A seal structure for a universal joint, wherein an inner seal that seals an internal pressure is provided at a distal end portion of an inward flange portion of the cup so as to be slidably in contact with a peripheral surface of the spider.
リップシールにおけるカップ先端の内向きフランジ部の端面に摺動自在に密接するシールリップは、リップ端が径方向外方を向いた状態で前記フランジ部の端面に密接する外向き形状のシールリップであり、またはリップ端が径方向内方を向いた状態で前記フランジ部の端面に密接する内向き形状のシールリップであることを特徴とする自在継手用シール構造。 The seal structure according to claim 1,
The seal lip that is slidably in close contact with the end face of the inward flange portion at the tip of the cup in the lip seal is an outwardly-shaped seal lip that is in close contact with the end surface of the flange portion with the lip end facing radially outward. Or a seal lip for a universal joint, wherein the seal lip is an inwardly-shaped seal lip that is in close contact with the end face of the flange portion with the lip end facing radially inward.
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| JPH09151956A (en) * | 1995-11-29 | 1997-06-10 | Ntn Corp | Universal joint |
| JPH11166632A (en) * | 1997-12-01 | 1999-06-22 | Nok Corp | Oil seal |
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