JP4869854B2 - Seal structure - Google Patents
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Description
本発明は、一般産業機械や車両の動力伝達駆動軸として大きく伸縮する摺動型等速自在継手等に適用できるシール構造に関する。 The present invention relates to a seal structure applicable to a sliding type constant velocity universal joint that expands and contracts greatly as a power transmission drive shaft of a general industrial machine or a vehicle.
等速自在継手には、大別して、2軸間の角度変位のみを許容する固定型と、角度変位および軸方向変位を許容する摺動型とがあり、それぞれ使用条件、用途等に応じて機種選択される。固定型としてはツェパー型等速自在継手、摺動型としてはダブルオフセット型等速自在継手、トリポード型等速自在継手等が代表的である。摺動型のうち、トリポード型等速自在継手はトルク伝達部材としてローラを用い、その他はトルク伝達部材としてボールを用いている。 Constant velocity universal joints can be broadly divided into fixed types that allow only angular displacement between two axes, and sliding types that allow angular displacement and axial displacement, depending on the use conditions and applications. Selected. Representative examples of the fixed type include a Zepper type constant velocity universal joint, and examples of the sliding type include a double offset type constant velocity universal joint, a tripod type constant velocity universal joint, and the like. Of the sliding types, tripod type constant velocity universal joints use rollers as torque transmission members, and others use balls as torque transmission members.
例えばダブルオフセット型等速自在継手は、図6に示すように、円筒状の内径面1に複数の直線状のトラック溝2を軸方向に形成した外側継手部材(外輪)3と、球面状の外径面4に複数(前記のトラック溝2と同数の)直線状のトラック溝5を軸方向に形成した内側継手部材(内輪)6と、外側継手部材3のトラック溝2と内側継手部材6のトラック溝5とが協働して形成されるボールトラックに配されたトルク伝達ボール7と、トルク伝達ボール7を保持する保持器(ケージ)8とを備える。
For example, as shown in FIG. 6, a double offset type constant velocity universal joint includes an outer joint member (outer ring) 3 in which a plurality of
保持器8の外径面8aの球面中心O1と内径面8bの球面中心O2とが、それぞれ、ポケット中心Oから軸方向の反対側にオフセットされている。
The spherical center O1 of the
また、内側継手部材6にはシャフト10が嵌入されている。すなわち、内側継手部材6の中心孔の内径面にスプライン部11を形成し、このスプライン部11にシャフト10のスプライン部9を嵌合させる。
A
外側継手部材3の開口部にはブーツ15が装着されている。ブーツ15は、大径部15aと、小径部15bと、大径部15aと小径部15bとの間の蛇腹部15cとを備える。そして、大径部15aが外輪3の開口側の外径面に嵌合されるとともに、小径部15bがシャフト10のブーツ装着部16に嵌合される。
A
この場合、大径部15aの外周面には周方向凹溝17が形成され、この周方向凹溝17にブーツバンド18が締結され、大径部15aと外側継手部材3とが一体化される。また、シャフトのブーツ装着部16には凹溝19が形成され、この周方向凹溝19に小径部15bが嵌合している。小径部15bの外周面には周方向凹溝20が形成され、この周方向凹溝20にブーツバンド18が締結され、小径部15bとシャフト10とが一体化される。
In this case, a
この種の継手が、作動角をとりつつ回転トルクを伝達する際、保持器8は、内側継手部材6の傾きに応じてボールトラック上を移動するトルク伝達ボール7の位置まで回転し、トルク伝達ボール7を作動角の角度2等分面内に保持する。さらに、外側継手部材3と内側継手部材6とが軸方向に相対移動すると、保持器8の外径面と外側継手部材の内径面1との間で滑りが生じ、円滑な軸方向移動(プランジング)を可能にする。
When this type of joint transmits rotational torque while taking an operating angle, the
このように、摺動型等速自在継手のブーツとして、ベローズ型フレキシブルブーツが適用され、トリポード型の摺動型等速自在継手のブーツも同様である(特許文献1)。また、金属製アダプタとブーツとを備えた密封装置が提案されている(特許文献2)。この密封装置は、図7に示すようなクロスグルーブ型等速自在継手に装着している。 As described above, the bellows type flexible boot is applied as the boot of the sliding type constant velocity universal joint, and the same applies to the boot of the tripod type sliding type constant velocity universal joint (Patent Document 1). Further, a sealing device including a metal adapter and a boot has been proposed (Patent Document 2). This sealing device is attached to a cross groove type constant velocity universal joint as shown in FIG.
図7に示す等速自在継手は、内輪26の外周面24と外輪23の内周面21の各々に直線状のトラック溝25、22を軸方向に対して互いに反対方向に傾斜させた状態で軸方向に形成し、両トラック溝25、22の交叉部にボール27を組み込み、それらボール27を内輪26の外周面24と外輪23の内周面21との間に配置したケージ28により保持したものである。また、内輪26にはシャフト30が嵌入されている。すなわち、内輪26の中心孔の内径面にスプライン部31を形成し、このスプライン部31にシャフト10のスプライン部29を嵌合させる。
The constant velocity universal joint shown in FIG. 7 has
そして、密封装置は、外輪23に装着される金属製アダプタ33と、このアダプタ33とシャフト30に装着されるブーツ34とを備える。金属製アダプタ33は、外輪嵌合部33aと、円筒状本体部33bとを備える。外輪嵌合部33aは、大径の短円筒部35と、この短円筒部35から内径方向に延びる径方向壁36とからなる。そして、短円筒部35が外輪23の一端面23a側に外径面に外嵌されるとともに、径方向壁36が外輪23の一端面23aに当接した状態で、ボルト部材からなる締結具37にて金属製アダプタ33が外輪23に固着される。
The sealing device includes a
この場合、外輪23の他端面23b側には、フランジ部材38が前記締結具37を介して固着される。すなわち、フランジ部材38には、外輪23の他端面23b側が嵌合する凹部39が形成されるとともに、ねじ孔40が設けられている。外輪23の他端面23b側を凹部39に嵌合させるとともに、前記締結具37であるボルト部材を、金属製アダプタ33の径方向壁36に設けられた貫孔41及び外輪23の貫通孔42を介してねじ孔40に螺合することによって、金属製アダプタ33及びフランジ部材38を外輪23に取り付けることができる。
In this case, the flange member 38 is fixed to the
ブーツ34は、大径部34aと、小径部34bと、大径部34aと小径部34bとを連結する屈曲部34cとからなる。そして、金属製アダプタ33の本体部33bの開口端部を加締ることによって、ブーツ34の大径部34aが金属製アダプタ33に固着される。また、ブーツ34の小径部34bをシャフト30に外嵌し、この小径部34bの凹溝43に嵌合されるブーツバンド45を締結することによって、ブーツ34の小径部34bがシャフト30に固着される。
図6に示すようなブーツ15では、回転数が高い条件で使用されると、蛇腹部15c内に継手内部に充填されている潤滑グリースが偏在し回転中の遠心力で膨張する。そして、回転数がある一定値を超えると、蛇腹部15cが異常に膨張変形する。このように膨張変形すると、周辺部分と干渉して破損したり、場合によっては変形に耐え切れず、バーストしたりする可能性がある。
When the
そこで、高速回転に対応するものとして、前記図7に記載のような金属製アダプタ33とブーツ34とを備えた密封装置が提案されている。しかしながら、このような金属製アダプタ33を使用したものであっても、図6に示すような金属製アダプタ33を使用しないものであっても、ブーツ15、34の小径部15b、34bが、継手中心からある程度の距離を持った位置でシャフト10、30にクランプされている。このため、等速自在継手アセンブリ(ブーツが装着された状態の等速自在継手)として、長手方向(軸方向)のスペースに制約がある場合に、前記図6や図7に示すブーツ15、34では適用できない。
Therefore, as a device corresponding to high-speed rotation, a sealing device including a
特に、内輪と外輪との伸縮量が例えば100mmを超えるような場合には、蛇腹部15cや屈曲部34cでは対応することが出来ないという問題があった。
In particular, when the amount of expansion / contraction between the inner ring and the outer ring exceeds, for example, 100 mm, there is a problem that the
本発明は、上記課題に鑑みて、高速回転性能(高速回転に対応できる性能)に優れ、しかも内側部材(内輪)と外側部材(外輪)との軸方向の大きな伸縮にも追従することができ、設置スペース的にも制約の少ないシール構造を提供する。 In view of the above problems, the present invention is excellent in high-speed rotation performance (performance capable of high-speed rotation), and can also follow large expansion and contraction in the axial direction between the inner member (inner ring) and the outer member (outer ring). Provide a seal structure with less restrictions on installation space.
本発明のシール構造は、軸心廻りに回転する内側部材と、軸心廻りに回転するとともに内側部材との軸方向の相対的な変位が可能な外側部材との間の隙間を塞ぐシール構造であって、前記外側部材に装着される大径部と、前記内側部材に装着される小径部と、大径部と小径部とを連結するコーン部とからなり、このコーン部に蛇腹部を有さない弾性変形可能な筒状のブーツを備え、このブーツは、小径部が外側部材内に収納状態となるスライドイン状態で前記大径部が外側部材に設けられる短円筒部を介して内径側から小径部側へ折り返されるとともに、小径部が外側部材から露出状態となるスライドアウト状態で前記小径部が座屈防止用スペーサを介して外径側から大径部側に折り返され、内側部材と外側部材との軸方向のストローク量が自由状態におけるブーツの大径部と小径部との間の軸方向長さのほぼ2倍となって、内側部材と外側部材との軸方向の相対的な変位に追従するものである。 The seal structure of the present invention is a seal structure that closes a gap between an inner member that rotates around an axis and an outer member that rotates around the axis and is capable of relative displacement in the axial direction of the inner member. there, a large diameter portion mounted on the outer member, and a small diameter portion which is mounted in front Symbol inner member consists of a cone section connecting the large diameter portion and a small diameter portion, the bellows portion in the cone portion an elastic deformable tubular boot having no, this boot via the short cylindrical portion of the slide-in state in which the small diameter portion is housed state within the outer member the large-diameter portion is provided on the outer member with folded back from the inner diameter side to the small diameter portion, the small diameter portion is the small-diameter portion in a slide-out condition to be exposed state from the outer member is folded back to the large diameter portion from the outer diameter side through a spacer for preventing buckling, The axial stroke amount between the inner member and the outer member is Almost twice the axial length between the large diameter portion and a small diameter portion of the boot in the derived state, is intended to follow the axial direction of the relative displacement between the inner and outer members.
本発明のシール構造によれば、ブーツは、小径部が外側部材内に収納状となるスライドイン状態で前記大径部が内径側から小径部側へ折り返されるとともに、小径部が外側部材から露出状となるスライドアウト状態で前記小径部が外径側から大径部側に折り返される状態となる。すなわち、スライドイン状態とスライドアウト状態との変位差は、小径部と大径部との間の長さの約2倍となる。しかも、このような大きな変位に追従するにもかかわらず、小径部と大径部との間に従来のような蛇腹部を設ける必要がない。 According to the seal structure of the present invention, in the boot, the large diameter portion is folded from the inner diameter side to the small diameter portion side in a slide-in state where the small diameter portion is housed in the outer member, and the small diameter portion is exposed from the outer member. In the slide-out state, the small diameter portion is folded from the outer diameter side to the large diameter portion side. That is, the displacement difference between the slide-in state and the slide-out state is approximately twice the length between the small diameter portion and the large diameter portion. Moreover, it is not necessary to provide a conventional bellows part between the small diameter part and the large diameter part, despite following such a large displacement.
スライドイン状態では、大径部が短円筒部を介して内径側から小径部側へ折り返され、また、スライドアウト状態において形成されるブーツ折り返し部の内径側に座屈防止用スペーサを配置することができる。このため、大径部側および小径部側において、ブーツ折り返し部の座屈を防止でき、ブーツ折り返し部におけるブーツの損傷を防止できる。 In the slide-in state, the large-diameter portion is folded back from the inner diameter side to the smaller-diameter portion side through the short cylindrical portion, and a buckling prevention spacer is disposed on the inner diameter side of the boot folded portion formed in the slide-out state. Can do. For this reason, buckling of the boot folded portion can be prevented on the large diameter portion side and the small diameter portion side, and damage to the boot in the boot folded portion can be prevented.
シール構造として、内側部材を、外径面にトラック溝が形成された等速自在継手の内側継手部材とし、前記外側部材を、内径面にトラック溝が形成された等速自在継手の外側継手部材として等速自在継手に用いることができる。 As the seal structure, the inner member is an inner joint member of a constant velocity universal joint having a track groove formed on the outer diameter surface, and the outer member is an outer joint member of the constant velocity universal joint formed with a track groove on the inner diameter surface. As a constant velocity universal joint.
シール構造として、内側部材を、内歯歯車を有するギヤカップリングの第1回転体とし、前記外側部材を、内歯歯車と噛み合う外歯歯車を有するギヤカップリングの第2回転体としてギヤカップリングに用いることができる。 As a sealing structure, the inner member is a first rotating body of a gear coupling having an internal gear, and the outer member is a second rotating body of a gear coupling having an external gear meshing with the internal gear. Can be used.
シール構造として、内側部材をボールスプラインの内輪とし、前記外側部材をボールスプラインの外輪としてボールスプラインに用いることができる。 As the seal structure, the inner member can be used as an inner ring of the ball spline, and the outer member can be used as an outer ring of the ball spline in the ball spline.
本発明のシール構造では、スライドイン状態とスライドアウト状態との変位差は、小径部と大径部との間の長さの約2倍となり、内側部材と外側部材との軸方向の相対的な大きな変位に追従することができる。また、小径部と大径部との間に従来のような蛇腹部を設ける必要がないので、回転中における潤滑グリース等の潤滑材によるブーツの膨張を回避することができ、耐高速回転性に優れる。さらに、スライドイン状態で、小径部が外側部材内に収納状となり、伸縮量が同じである従来のもの(蛇腹部や折れ曲がり部を有するブーツ)と比較して、ブーツ全長を短くすることができる。このため、軌間変換台車等のように軸方向のスペースに制約がある部位に配置することができる。 In the seal structure of the present invention, the difference in displacement between the slide-in state and the slide-out state is about twice the length between the small diameter portion and the large diameter portion, and the axial direction relative to the inner member and the outer member is Can follow a large displacement. In addition, since there is no need to provide a bellows portion as in the prior art between the small-diameter portion and the large-diameter portion, it is possible to avoid the expansion of the boot due to a lubricant such as a lubricating grease during rotation, and to achieve high-speed rotation resistance. Excellent. Furthermore, in the slide-in state, the small-diameter portion is housed in the outer member, and the overall length of the boot can be shortened compared to a conventional one (a boot having a bellows portion or a bent portion) having the same expansion / contraction amount. . For this reason, it can arrange | position in a site | part with restrictions in the space of an axial direction like a gauge conversion trolley | bogie.
スライドアウト状態において形成されるブーツ折り返し部の座屈を座屈防止用スペーサにて防止でき、ブーツ折り返し部におけるブーツの損傷を防止できる。これにより、耐久性に優れたものとなって、長期に亘って安定したシール効果を発揮する。 Buckling of the boot folded portion formed in the slide-out state can be prevented by the buckling prevention spacer, and damage to the boot at the boot folded portion can be prevented. Thereby, it becomes what was excellent in durability and exhibits the stable sealing effect over a long period of time.
本発明のシール構造として、等速自在継手、ギヤカップリング、ボールスプライン等の種々の装置や機構等に用いることができる。しかも、これらの装置や機構等に用いた場合に、耐高速回転性および耐久性等に優れ、長期に亘って安定して優れたシール効果を発揮する。 The seal structure of the present invention can be used in various devices and mechanisms such as constant velocity universal joints, gear couplings, and ball splines. In addition, when used in these devices, mechanisms, etc., it is excellent in high-speed rotation resistance and durability, and exhibits an excellent sealing effect stably over a long period of time.
本発明に係る等速自在継手の実施形態を図1〜図5に基づいて説明する。 An embodiment of a constant velocity universal joint according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に本発明に係るシール構造を使用した軌間変換台車の要部を示す。この軌間変換台車50は、図3に示すように、狭い間隔で配設された一対のレール51、51からなる軌道狭軌区間52と、標準間隔で配設された一対のレール53、53からなる標準軌区間54との走行が可能とされた台車である。狭軌区間52と標準軌区間54との間は、連結レール(案内レール)55、55からなる軌間変換区間56が設けられている。
FIG. 1 shows a main part of a gauge conversion carriage using the seal structure according to the present invention. As shown in FIG. 3, the
すなわち、台車50は、対向する車輪57、57(図1参照)の間隔が変位するものであって、狭軌区間52では、車輪57、57がこの区間52のレール間隔に対応して、レール51、51上を走行する。また、標準軌区間54では、車輪57、57がこの区間54のレール間隔に対応して、レール53、53上を走行する。狭軌区間52から標準軌区間54へ、または標準軌区間54から狭軌区間52へは、車輪57、57が軌間変換区間56の連結レール55、55の間隔に対応しつつこの連結レール55,55上を走行する。
That is, the
このため、台車50には、図1に示すように、車輪位置変更機構Mが設けられる。この車輪位置変更機構Mは、第1の等速自在継手60Aと第2の等速自在継手60Bとを備える。
For this reason, the
第1の等速自在継手60Aは、内径面に複数のトラック溝62を軸方向に形成した外側部材としての外輪63(63A)と、外径面に複数(前記のトラック溝62と同数)のトラック溝65を軸方向に形成した内側部材としての内輪66(66A)と、外輪63Aのトラック溝62と内輪66のトラック溝65とが協働して形成されるボールトラックに配されたトルク伝達ボール67(67A)と、トルク伝達ボール67を保持する保持器(ケージ)68(68A)とを備える。
The first constant velocity
また、内輪66Aはシャフト(輪軸)70に外嵌されるスリーブ部材71に連結され、このスリーブ部材71に前記車輪57が連結されている。すなわち、スリーブ部材71がシャフト70に対してその軸心方向に往復動することによって、車輪57がシャフト軸心に沿って往復動する。この際、内輪66Aもシャフト軸心に沿って往復動する。
The
そして、内輪66Aと外輪63Aとの間の開口部は、ブーツ72を有するシール構造にて塞がれている。ブーツ72は、図2に示すように、大径部72aと、小径部72bと、大径部72aと小径部72bとを連結するコーン部72cとからなる。ブーツ材料としては、エステル系、オレフィン系、ウレタン系、アミド系、スチレン系等の熱可塑性エラストマーであっても、クロロプレン等のゴム等であってもよい。
The opening between the
この場合、外輪63Aの車輪側端面にはアダプタ73がボルト部材74を介して固着され、このアダプタ73にブーツ72の大径部72aが装着される。すなわち、アダプタ73は、外輪63Aの車輪側端面に当接状に固着される扁平リング体からなる本体部73aと、この本体部73aから軸方向に沿って車輪側へ延びる短円筒部73bとを備える。
In this case, the
また、ブーツ72の大径部72aの内径面には周方向凹溝75が形成され、図2の仮想線で示すように、この大径部72aが折り返されてその外径面76が前記アダプタ73の短円筒部73bの外径面77に重ね合わされる。すなわち、大径部72aの内径面の周方向凹溝75が外径側に配置される状態とし、この状態で、周方向凹溝75にブーツバンド78を嵌合して締結する。これによって、ブーツ72の大径部72aが外輪63A側に装着される。この際、短円筒部73bの先端部には肉厚部107が形成され、この肉厚部107の先端縁には外径側に突出する膨出部107aが設けられている。このため、ブーツ72の大径部72a側が短円筒部73bの肉厚部107を介して折り返される。この状態で、周方向凹溝75にブーツバンド78を嵌合して締結する。これによって、ブーツ72の大径部72aが外輪63A側に装着される。
Further, a circumferential
内輪66Aの外径面におけるトラック溝65の車輪側端部の近傍に、周方向凹溝81が設けられ、周方向凹溝81上にブーツ72の小径部72bが外嵌され、このブーツ72の小径部72bの外径面に形成された周方向凹溝80にブーツバンド78を嵌合して締結する。これによって、ブーツ72の小径部72bが内輪66A側に装着される。
A
前記のように構成された車輪位置変更機構Mの第1の等速自在継手60Aは、ブーツ72の小径部72bが外側部材としての外輪63A内に収納状態となるスライドイン状態(図1の上半分で示す状態)と、小径部72bが外輪63Aから露出状態となるスライドアウト状態(図1の下半分で示す状態)とに変位する。
The first constant velocity universal joint 60A of the configured wheel position changing mechanism M as described above, slide-in state the
図1の上半分で示すスライドイン状態では、アダプタ73の短円筒部73bを介して大径部72aが内径側から図2の仮想線で示すように小径部72b側へ折り返される。また、図1の下半分で示すスライドアウト状態では、小径部72bが外径側から大径部72a側に折り返される。すなわち、ブーツ72は、内輪66Aと外輪63Aとの軸方向の相対的な変位に追従する。なお、スライドイン状態では小径部72bは折り返されず、スライドアウト状態では大径部72aは折り返されない。
In the slide-in state shown in the upper half of FIG. 1, the large-
また、第2の等速自在継手60Bは、内輪66Bと、外輪63Bと、この内輪66Bと外輪63Bの間のボールトラックに嵌合されるボール67Bと、ボール67Bを保持するケージ68Bとを備える。外輪63Bの第1の等速自在継手60A側に固定部材84が配設され、この固定部材84及び外輪63Bに挿通されるボルト部材85を車輪57に螺着することによって、外輪63Bが車輪57に固着される。なお、固定部材84は、扁平リング体84aと、この扁平リング体84aの内径端から第1の等速自在継手60A側に延伸される短筒部84bとからなり、扁平リング体84aが車輪57に固着され、短筒部84bと内輪66Bとの間にシール部材83が介装されている。
The second constant velocity universal joint 60B includes an
本発明のシール構造では、ブーツ72は、小径部72bが外輪63内に収納状となるスライドイン状態で大径部72aが内径側から小径部側へ折り返されるとともに、小径部72bが外輪63Aから露出状となるスライドアウト状態で小径部72bが外径側から大径部側に折り返される状態となる。すなわち、スライドイン状態とスライドアウト状態との変位差は、小径部72bと大径部72aとの間の長さの約2倍となる。このため、内輪66Aと外輪63Aとの軸方向の相対的な大きな変位に追従することができる。
In the seal structure of the present invention, the
また、このような大きな変位に追従するにもかかわらず、小径部72bと大径部72aとの間に従来のような蛇腹部を設ける必要がないので、回転中における潤滑グリース等の潤滑材によるブーツ72の膨張を回避することができ、耐高速回転性に優れる。さらに、スライドイン状態で、小径部が外側部材内に収納状となり、伸縮量が同じである従来のもの(蛇腹部や折れ曲がり部を有するブーツ)と比較して、ブーツ全長を短くすることができる。このため、図1に示す軌間変換台車等のように軸方向のスペースに制約がある部位に配置することができる。
Moreover, it is not necessary to provide a conventional bellows portion between the
ところで、1435mmの標準軌と1069mmの狭軌とに相互乗り入れすることが求められる軌間変換台車では、例えば、第1の等速自在継手60Aが、外輪外径が約300mmであり、内輪内径が230mmであり、18個のボールを有するクロスグルーブ型である。そして、この等速自在継手を大歯車の円筒内に位置させて、限られた長手方向(軸方向)のスペース内において180mm以上の伸縮を許容することになる。しかも、台車が新幹線であれば、時速300km/h時の回転数2000rpmを越えるような高速回転が要求される。このように、高速回転したとしても、本発明のシール構造では、前記のように構成したことによって、この高速回転に耐えることができる。
By the way, in an inter-gauge conversion truck that is required to mutually enter a standard gauge of 1435 mm and a narrow gauge of 1069 mm, for example, the first constant velocity
また、スライドアウト状態では、小径部72bが折り返されるので、図4に示すように、ブーツ72の小径部72bの近傍、つまりブーツ折り返し部の内径側に座屈防止用スペーサ82を配置している。座屈防止用スペーサ82としては、ブーツ72の小径部72bの近傍に外嵌されるOリング82aにて構成することができる。
In the slide-out state, the small-
これによって、ブーツ折り返し部におけるブーツの損傷を防止でき、耐久性に優れたも
のとなって、長期に亘って安定したシール効果を発揮する。
This prevents damage to the boot in the boot folded portion, becomes excellent in durability, it exhibits stable sealing effect over a long period of time.
次に、図5は本発明に係るシール構造を適用した等速自在継手を示し、ダブルオフセット型等速自在継手であり、円筒状の内径面91に複数の直線状のトラック溝92を軸方向に形成した外側継手部材93と、球面状の外径面94に複数(前記のトラック溝92と同数の)直線状のトラック溝95を軸方向に形成した内側継手部材96と、外側継手部材93のトラック溝92と内側継手部材96のトラック溝95とが協働して形成されるボールトラックに配されたトルク伝達ボール97と、トルク伝達ボール97を保持する保持器(ケージ)98とを備える。
Next, FIG. 5 shows a constant velocity universal joint to which a seal structure according to the present invention is applied. This is a double offset type constant velocity universal joint, and a plurality of
保持器98の外径面98aの球面中心O1と内径面98bの球面中心O2とが、それぞれ、ポケット中心Oから軸方向の反対側にオフセットされている。
The spherical center O1 of the
また、内側継手部材96にはシャフト100が嵌入されている。すなわち、内側継手部材96の中心孔の内径面にスプライン部101を形成し、このスプライン部101にシャフト100のスプライン部99を嵌合させる。
In addition, the
そして、外側継手部材93とシャフト100との間の隙間は、本発明に係るシール構造にて塞がれている。この場合のシール構造は、外側継手部材93に装着される金属製アダプタ102と、このアダプタ102とシャフト100とに装着されるブーツ72とからなる。このブーツ72は前記図1や図4に示すブーツ72を使用している。
The gap between the outer
金属製アダプタ102は、円盤部102aと、この円盤部102aの内径端から軸方向に円筒部102bとからなる。円盤部102aの反円筒部側の端面には凹部103が設けられ、この凹部103に外側継手部材93の開口端部が嵌合している。そして、円盤部102aに設けられた貫通孔104を介して、外側継手部材93の開口端面に形成されたねじ孔105にボルト部材106を螺着することによって、金属製アダプタ102を外側継手部材93に取り付けている。
The
また、円筒部102bの先端部には、前記図2に示すアダプタ73の短円筒部73bと同様、肉厚部107が形成され、この肉厚部107の先端縁には外径側に突出する膨出部107aが設けられている。このため、ブーツ72の大径部72a側が円筒部102bの肉厚部107を介して折り返されその外径面76が円筒部102bの外径面108に重ね合わされる。この状態で、周方向凹溝75にブーツバンド78を嵌合して締結する。これによって、ブーツ72の大径部72aが外側継手部材93側に装着される。
Further, a
シャフト100のスプライン部99の近傍に周方向凹溝109が設けられ、周方向凹溝109上にブーツ72の小径部72bが外嵌され、このブーツ72の小径部72bに形成された周方向凹溝80にブーツバンド78を嵌合して締結する。これによって、ブーツ72の小径部72bが内側継手部材96側に装着される。
A circumferential
この等速自在継手であっても、ブーツ72は、小径部72bが外側継手部材内に収納状となるスライドイン状態で大径部72aが内径側から小径部72b側へ折り返されるとともに、小径部72bが外側継手部材から露出状となるスライドアウト状態で小径部72bが外径側から大径部72a側に折り返される状態となる。
Even in this constant velocity universal joint, the
このため、内側継手部材96と外側継手部材93との軸方向の相対的な大きな変位に追従することができる。しかも、このような大きな変位に追従するにもかかわらず、小径部72bと大径部72aとの間に従来のような蛇腹部を設ける必要がないので、回転中における潤滑グリース等の潤滑材によるブーツ72の膨張を回避することができ、耐高速回転性に優れる。
For this reason, it is possible to follow a relatively large displacement between the inner
また、本発明のシール構造としては、ギヤカップリングやボールスプライン等にも適用できる。ギヤカップリングは、第1回転体に設けられた内歯歯車と第2回転体に設けられた外歯歯車との噛み合いよって、第1回転体及び第2回転体の動力伝達を行うものである。そして、第1回転体と第2回転体とが相対的に軸方向に変位する場合において、第1回転体と第2回転体との間の隙間を塞ぐシール構造に本発明のシール構造を使用することができる。 The seal structure of the present invention can also be applied to gear couplings, ball splines, and the like. The gear coupling performs power transmission between the first rotating body and the second rotating body by meshing between an internal gear provided on the first rotating body and an external gear provided on the second rotating body. . Then, when the first rotating body and the second rotating body are relatively displaced in the axial direction, the seal structure of the present invention is used for the sealing structure that closes the gap between the first rotating body and the second rotating body. can do.
ボールスプラインは、互いに同軸な外輪(外筒)と内輪(内筒)との間に多数のボールを介装したものであって、外筒と内筒とはボールを介して軸心方向にスライドしつつ動力を伝達できる。そして、外筒と内筒との間の隙間を塞ぐシール構造に本発明のシール構造を使用することができる。 A ball spline has a large number of balls interposed between an outer ring (outer cylinder) and an inner ring (inner cylinder) that are coaxial with each other, and the outer cylinder and the inner cylinder slide in the axial direction via the balls. Power can be transmitted. And the seal structure of this invention can be used for the seal structure which plugs up the clearance gap between an outer cylinder and an inner cylinder.
このように、本発明のシールを、等速自在継手、ギヤカップリング、ボールスプライン等の種々の装置や機構等に用いることができる。しかも、これらの装置や機構等に用いた場合に、耐高速回転性および耐久性等に優れ、長期に亘って安定して優れたシール効果を発揮する。 As described above, the seal of the present invention can be used in various devices and mechanisms such as a constant velocity universal joint, a gear coupling, and a ball spline. In addition, when used in these devices, mechanisms, etc., it is excellent in high-speed rotation resistance and durability, and exhibits an excellent sealing effect stably over a long period of time.
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、等速自在継手としては、外側継手部材の軸線方向にスライドする機構を備えた摺動式等速自在継手に適用でき、ダブルオフセット型以外のトリポード型、クロスグルーブ型等の種々の摺動式等速自在継手に適用できる。 As described above, the embodiment of the present invention has been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible. For example, as a constant velocity universal joint, it slides in the axial direction of the outer joint member. The present invention can be applied to a sliding constant velocity universal joint provided with a mechanism to perform the above, and can be applied to various sliding constant velocity universal joints such as a tripod type and a cross groove type other than the double offset type.
座屈防止用スペーサとして、Oリング以外、角リング、Dリング、Tリング、Xリング等も使用することができる。要は、折り返し部が折れ曲がりすぎて寿命の低下を防止できればよい。また、これらの材質としては、このシール構造が使用される環境に対応できるものであればよく、樹脂やゴム等種々のものを使用することができる。 As the buckling prevention spacer, other than the O-ring, a square ring, a D ring, a T ring, an X ring, and the like can be used. In short, it suffices if the folded portion is bent too much to prevent a decrease in life. These materials may be any materials that can cope with the environment in which the seal structure is used, and various materials such as resin and rubber can be used.
72 ブーツ
72a 大径部
72b 小径部
82 座屈防止用スペーサ
91 内径面
92 トラック溝
93 外側継手部材
94 外径面
95 トラック溝
96 内側継手部材
72
Claims (5)
前記外側部材に装着される大径部と、前記内側部材に装着される小径部と、大径部と小径部とを連結するコーン部とからなり、このコーン部に蛇腹部を有さない弾性変形可能な筒状のブーツを備え、このブーツは、小径部が外側部材内に収納状態となるスライドイン状態で前記大径部が外側部材に設けられる短円筒部を介して内径側から小径部側へ折り返されるとともに、小径部が外側部材から露出状態となるスライドアウト状態で前記小径部が座屈防止用スペーサを介して外径側から大径部側に折り返され、内側部材と外側部材との軸方向のストローク量が自由状態におけるブーツの大径部と小径部との間の軸方向長さのほぼ2倍となって、内側部材と外側部材との軸方向の相対的な変位に追従することを特徴とするシール構造。 A seal structure that closes a gap between an inner member that rotates about an axis and an outer member that rotates about the axis and is capable of relative displacement in the axial direction of the inner member;
It consists of a large diameter portion mounted on the outer member, and a small diameter portion which is mounted in front Symbol inner member, a cone section which connects the large diameter portion and a small diameter portion, no bellows portion to the cone portion an elastic deformable tubular boots, the boots from the inner diameter side through the short cylindrical portion of the slide-in state in which the small diameter portion is housed state within the outer member the large-diameter portion is provided on the outer member together are folded into the small diameter portion, the small diameter portion is the small-diameter portion in a slide-out condition to be exposed state from the outer member is folded back to the large diameter portion from the outer diameter side through a spacer for preventing buckling, an inner member The axial stroke amount with the outer member is almost twice the axial length between the large diameter portion and the small diameter portion of the boot in the free state, so that the axial relative of the inner member and the outer member is relative. A seal structure that follows displacement.
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