JP5288105B2 - 自在継手用シール - Google Patents

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Description

本発明は、密封装置に係り、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シールに関するものである。
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３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５が設けられている。
図４に拡大して示すように、自在継手用シール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）。
上記構成の自在継手用シール５において、シールリップ７とダストリップ８の間には密閉状の空間９が形成されるが、この空間９内の圧力（以下、内圧とも称する）が摺動作動や温度変化等により変化し、内圧の上昇によりグリースが漏れたり、内圧の低下により泥水が浸入したりする虞がある（減圧により泥水を呼び込みやすくなる）。内圧の変化に対応するには、ダストリップ８の剛性を上げたり、しめしろを大きくしたりする対策があるが、これらによると、摺動トルクや摺動発熱が大きくなる不都合がある。
特開２０００−１１０８４６号公報
本発明は以上の点に鑑みて、シールリップおよびダストリップ間の空間の内圧が変化してもシール性を維持することができ、しかも摺動トルクや摺動発熱が大きくなることもない自在継手用シールを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、本発明の自在継手用シールは、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であって、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有し、前記両リップ間の空間の内圧が変化したときにこれを吸収する窪み状または溝状の内圧変化吸収部が前記両リップ間の空間の底部に設けられ、前記内圧変化吸収部の径方向幅は、前記両リップ間の空間の底面の径方向幅よりも小さく設定されていることを特徴とするものである。
上記構成を有する本発明の自在継手用シールにおいては、シールリップおよびダストリップ間の空間の底部（空間底面）に窪み状または溝状の内圧変化吸収部が設けられているために、この窪みまたは溝の分、両リップ間の空間の容積が増大されている。したがってリップ形状を変更することなく両リップ間の空間の容積を増大することにより内圧変動を緩和することが可能とされている。
本発明は、以下の効果を奏する。
すなわち、本発明によれば上記したようにシールリップおよびダストリップ間の空間の底部に窪み状または溝状の内圧変化吸収部が設けられ、両リップ間の空間の容積が増大されて内圧変動を緩和することが可能とされているために、内圧の上昇によるグリースの漏れおよび内圧の低下による泥水の浸入を抑制することができる。また、リップの形状を変更するものでなく、内圧変化吸収部が設けられてもその径方向幅が両リップ間の空間の底面の径方向幅より小さく設定されて内圧変化吸収部を設けたことが両リップに影響しないようにされているため、リップの摺動トルクや摺動発熱が大きくなると云う不都合が生じることもない。したがって本発明初期の目的どおり、シールリップおよびダストリップ間の空間の内圧が変化してもシール性を維持することができ、しかも摺動トルクや摺動発熱が大きくなることもない自在継手用シールを提供することができる。
本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）プロペラシャフトシール、ユニバーサルジョイントシールに適用するジョイントシールにおいて、ダストリップ／グリースリップ間に窪み（等配溝）または溝（円周溝）を設定する。リップ間に窪みや溝を設けることで、リップ形状は変えずに空間容積を広げて内圧変動を緩和する。内圧変動の緩和により、正圧によるグリース漏れ、負圧による泥水侵入を抑制することができる。
（２）リップの変形に影響の小さい外周リップ間の底部に窪みまたは溝を設け、その容積を大きくする。これにより、内外周リップ間にグリースが満たされず空間ができるので、熱膨張による圧力上昇を緩和できる。空気は圧縮性流体のため、グリースに比べ、熱膨張による圧力上昇は小さい。
つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の実施例に係る自在継手用シール５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。当該実施例に係る自在継手用シール５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。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（ジョイントシール）５が設けられている。
自在継手用シール５には、スパイダー２の環状段部２ａに固定（嵌合）される環状の固定部６と、固定部６に上方へ向けて一体に成形され、カップ３に摺動自在に密接するシールリップ（グリースリップ）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に上方へ向けて一体に成形され、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。固定部６には断面Ｕ字形の補強環１０が埋設されている。
また、この自在継手用シール５は、補強環１０を埋設したゴム状弾性体１１よりなるものであって、このゴム状弾性体１１によって、固定部６、シールリップ７およびダストリップ８が一体に成形されている。
内周側のシールリップ７は、固定部６の上面内周部から上方へ向けて一体成形され、カップ３の筒状部３ａ下端に設けた内向きフランジ部３ｂの下面に密接して主にグリースをシールする。一方、外周側のダストリップ８は、固定部６の上面外周部から上方へ向けて一体成形され、カップ３の筒状部３ａの外周面に密接して主に泥水等のダストをシールする。シールリップ７およびダストリップ８の間には、環状を呈する密閉状の空間９が設けられることになる。
更に、シールリップ７およびダストリップ８間の底部であって前記空間９の底面に、両リップ７，８間の内圧が変化したときにこれを吸収するための窪み状を呈する内圧変化吸収部１２が全周に亙って設けられている。窪みは多数が円周上に並んで形成されており、窪みの径方向幅ｄ１は両リップ７，８の根元部間の径方向間隔すなわち空間９底面の径方向幅ｄ２よりも小さく設定されている（ｄ１＜ｄ２）。
上記構成を有する自在継手用シール５においては、シールリップ７およびダストリップ８間の底部であって両リップ７，８間の空間９の底面に位置して窪み状の内圧変化吸収部１２が設けられているために、両リップ７，８間の空間９の容積が窪み状の内圧変化吸収部１２が設けられていないものと比較して増大されている。したがって空間９内の内圧変動を大きな容積で緩和することができることから、内圧の上昇によるグリースの漏れおよび内圧の低下による泥水の浸入等のシール漏れを抑制することができる。また、両リップ７，８の形状は従来と比較して同じ形状とされ、空間９底面に窪み状の内圧変化吸収部１２が設けられてもその径方向幅ｄ１は空間９底面の径方向幅ｄ２より小さく設定されて内圧変化吸収部１２を設けたことが両リップ７，８に影響しないようにされているため、両リップ７，８に摺動トルクや摺動発熱が大きくなると云った不都合を生じることもない。したがって両リップ７，８間の内圧が変化してもシール性を維持することができ、しかも摺動トルクや摺動発熱が大きくなることもない自在継手用シール５を提供することができる。
内圧変化吸収部１２の形状については、その機能を果たすかぎり、様々なものが考えられる。上記実施例では、多数が円周上に並べられた窪みとされたが、これに代えて例えば、全周に亙る円周溝（環状溝）であっても良く、図２の他の例では、円周溝が３本同心状に形成されている。
本発明の実施例に係る自在継手用シールの要部断面図 本発明の他の実施例に係る自在継手用シールの要部断面図 自在継手の説明図 従来例に係る自在継手用シールの断面図
符号の説明
１ 自在継手
２ スパイダー
３ カップ
３ａ 筒状部
３ｂ フランジ部
４ ベアリング
５ 自在継手用シール
６ 固定部
７ シールリップ
８ ダストリップ
９ 空間
１０ 補強環
１１ ゴム状弾性体
１２ 内圧変化吸収部

Claims (1)

  1. 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であって、
    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有し、
    前記両リップ間の空間の内圧が変化したときにこれを吸収する窪み状または溝状の内圧変化吸収部が前記両リップ間の空間の底部に設けられ、
    前記内圧変化吸収部の径方向幅は、前記両リップ間の空間の底面の径方向幅よりも小さく設定されていることを特徴とする自在継手用シール。
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