JP4768241B2 - ベアリングシール板を有し、クランプを使用せずに保持可能なプロペラシャフトブーツ - Google Patents

Description

本発明は、回転力を伝達する機械的継手に関するものであり、特に、密封性と結合性を改良したブーツシールに関するものである。

例えば内側のスプライン軸に嵌合させる外側のスプライン軸のような、回転力を伝達する機械的継手には、機械的継手の動力伝達部を覆うためにブーツシールがしばしば用いられている。従来のブーツシールは、胴部の向かい合う側に連結される結合部を一組含んでいる。胴部は通常、結合部を互いに相対的に軸方向に動かすことができるように、蛇腹、旋回部または同様の手段を備えて構成されている。結合部は、一般に、金属製またはプラスチック製のブーツクランプを受け止めるように構成された円周状に広がる溝を含んでいる。ブーツクランプは、機械的継手の動力伝達部にブーツシールをつなぐ結合部を、機械的継手の動力伝達部（典型例としては入力部または出力部）に保持するために設けられている。
米国特許第３，４０２，４３６号明細書

このような構成は、一般的には動力伝達部が埃や水分と接触することを防ぐ効果を有する。しかしながら、ブーツシールの改良が熱望されていることは、当業者には既知である。つまり、動力伝達部へのブーツシールの結合をより効率的に、比較的少ない工程で行うことが熱望されている。さらに、埃と水分が、磨耗および／または腐食の原因となる場所であるブーツシールの開端部から侵入することは周知の事実である。それゆえに、ブーツシール開端部からの埃と水分の侵入に対し良好な耐性を有する改良ブーツシールに関する技術が必要とされている。

一つの好ましい形態において、本発明は、回転継手部を有する機械的継手のためのブーツシールを供給する。ブーツシールは可撓性胴部および上記胴部の端部に連結されるフランジ端部を含む。フランジ端部はフランジシール部と環状の「へり（縁）」を含む。フランジシール部は、継手部に対して軸方向にシール（封止、密封）（seal）するためのものである。環状のへりは、シール部の周囲に円周状に広がり、埃（debris）と水分からフランジシール部を保護するものである。環状のへりは、好ましくは埃と水分が環状のへりに最も近い場所から排出されるように形成する。フランジシール部は、従来のブーツクランプに頼らずにブーツシールを回転継手部に結合させるために、弾性を持たせ密封した状態で回転継手部に取り付けることが好ましい。

本発明のさらなる利用分野については、以下に述べる詳細な説明から明らかになるであろう。詳細な説明と特定の実施例は発明の好ましい実施態様を示しているが、例示したもののみを意図するものとして解釈されるべきではなく、また、本発明の範囲を制限するものとして解釈されるべきではない。

本発明に係るブーツシールは、可撓性胴部および上記胴部の端部に連結されるフランジ端部を含み、上記フランジ端部はフランジシール部と環状のへりを含む。本発明に係るブーツシールは、機械的継手の継手部とともに回転するので、環状のへり、ベアリングシール、出力軸の間に働く遠心力が、埃および／または水分を排出することができる。それゆえ、本発明はシールの劣化を防ぎ、完全性をより確実にする効果を奏する。また、本発明に係るブーツシールは弾性を有するため、ブーツシールを機械的継手の動力伝達部にブーツクランプを用いずに保持することができる。それゆえ、本発明は動力伝達部へのブーツシールの結合をより効率的に、比較的少ない工程で行うことができるという効果を奏する。

本発明の実施の一形態について、図１ないし図３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。本発明に従って構成されるブーツシールには符号１０を付す。ブーツシール１０は、例えば天然ゴム、合成ゴムまたは適当なプラスチックのような弾性素材で単一的に形成されている。図１に示すように、ブーツシール１０は、例えば、可撓性胴部１２、結合端部１４、フランジ端部１６を含む。図２は、ブーツシール１０を、回転力を伝達する機械的継手１８と共に示すものである。本実施形態においては、機械的継手１８は、２つの部材、すなわち、第一の部材としての、転送ケース２２の、内部に溝を切ったスプライン出力軸２４と、第二の部材として、プロペラシャフト２４ａと結合し、外部に溝を切ったスプライン軸２０とを含む。図２では、典型的なスプライン軸２０として、スプライン出力軸２４上に形成されている、スプライン素子２８に結合するスプライン素子２６を含むように図示されているが、当業者であれば、回転力の伝達を促進する機械的継手部１８を結合する手段はこれに限られるものではなく、様々な他の手段が用いられうることを理解できるであろう。それゆえに、本明細書中に図示された実施形態は、本発明の範囲を制限するものと解釈するべきではない。

図１から図３に戻ると、可撓性胴部１２は、図に示すように、従来と同様に、半径方向内側に伸びて環状基部（ねじの谷底）（annular roots）３４で結合される、傾斜した側壁３２を有する複数の旋回部３０を含む。環状基部３４は、機械的継手１８の操作中に、胴部１２の弾性と軸方向の動作（すなわち胴部１２の圧縮と伸長）を円滑にする可動ヒンジを形成している。

結合端部１４は、胴部１２の第一端に結合され、Ｕ．Ｓ．Ｐａｔｅｎｔ Ｎｏ．３，４０２，４３６号公報に示されているような従来のブーツクランプ４２を受け止める大きさに調整された環状クランプフランジ４０を含む。結合端部１４の内径は、滑り込んで嵌るようにスプライン軸２０に結合するように調整されている。ブーツクランプ４２を締めこむことで、スプライン軸２０に結合端部１４が確実に連結され、それによってスプライン軸２０と結合端部１４の、互いに対する回転が阻害される。可撓性胴部１２に最も近くで結合する複数の放射状リブ４４は、結合端部１４の強度および剛性を増強する。

フランジ端部１６は、結合端部１４の反対側である、胴部１２の第二端に結合する。図に示すように、フランジ端部１６は、フランジシール部５０と環状の「へり（縁）」５２を含む。フランジシール部５０は、胴部１２への水分や埃の浸入を防ぐために、出力軸２４に対する最初のシールとなる。本実施形態においては、図示するように、フランジシール部５０は、出力軸２４の周囲に形成される嵌合溝５５を密封するように構成されたアタッチメント部５４を含む。ブーツシール１０を形成する物質の弾性によって、アタッチメント部５４は、ブーツシール１０の取り付け中、出力軸２４を弾性的に広げる。その後、アタッチメント部５４は、嵌合溝５５に揃えられると、出力軸２４の外径を圧縮（constrict）させ、それにより、出力軸２４を摩擦力によってかみ合わせる。このような構成により、従来のブーツクランプが不要となるという利点が生じる。ブーツシール１０の取り付けを容易にするために、面取り部５６をフランジシール部５０の前縁５８上に形成してもよい。

環状の「へり」５２は、フランジシール部５０の周囲に伸びることにより、本発明のシールを組み込んだ車（図示しない）の運転中に転送ケース２２の上方へ跳ね上げられる埃と水分からフランジシール部５０を保護している。本実施形態において、環状のへり５２はほぼＬ型であり、フランジシール部５０からほぼ射状に外側に伸びる第一の部分６０と、第一の部分６０に対してほぼ横向きになっている第二の部分６２を有する。第二の部分６２はフランジシール部５０の縦軸６４の周囲に同心円状に配置され、フランジシール部の内径の好ましくは２倍の外径を有する。図示された実施形態において、環状のへり５２の末端６６は、フランジシール部５０の前縁５８が胴部１２から軸方向に離れて伸びるときの長さとほぼ同じ長さだけ、胴部１２から軸方向に伸びる。以下に述べる理由により、環状のへり５２が作る障壁は、フランジシール部５０が（出力軸２０に対して）作るシールほどの強度や完全さは必要としない。本実施形態では、環状のへり５２は、実際は、転送ケース２２のハウジング２２ａから空間的に離れている。複数の放射状リブは、胴部１２とフランジシール部５０の少なくとも一方、好ましくは両方と、環状のへり５２とを相互に結合させる。

転送ケース２２に埃と水分が侵入するのを防ぐため、転送ケース２２のハウジング２２ａにシールドベアリング２２ｂが設置されるが、環状のへり５２が作る障壁は、ほとんどの埃と水分がベアリング２２ｂのシール２２ｃに達するのを防ぐという付加的な効果も有する。さらに、機械的継手１８の動作中、ブーツシール１０は、機械的継手１８の継手部（すなわち、例示した外部に溝を切ったスプライン軸２０と出力軸２４）とともに回転するので、環状へり５２、ベアリングシール２２ｃ、上記軸２０の間に働く遠心力が、埃および／または水分を排出し、その結果、シール２２ｃの劣化を防ぎ、完全性をより確実にする効果を奏する。

ここまでは、ブーツシールは従来のブーツクランプを用いる結合端部を含むものとして述べてきたが、本発明はそれに限られるものではなく、当業者によっていろいろな変形例を実施可能である。例えば、ブーツシールはフランジ端部と実質的に同一の構成をとることも可能である。また、図４、図５に示すように、ブーツシール１０は、上述した実施形態に示されるそれぞれ別個の放射状リブ７２を用いずに、フランジシール部５０と胴部１２の一方または両方と、環状のへり５２とを相互に連結させる構成とすることも可能である。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明により、動力伝達部へのブーツシールの結合をより効率的に、比較的少ない工程で行うことができる。また、ブーツシール開端部からの埃と水分の侵入に対し良好な耐性を有するブーツシールを提供することができる。それゆえ、本発明は各種車両産業、機械産業等において有用である。

本発明の構成の一例を示すブーツシールの上面図である。 図１のブーツシールが１組の回転継手部と結合した状態を示す縦断面図である。 図１の３−３線断面図である。 本発明の構成の一例を示す他のブーツシールの上面図である。 図４の５−５線断面図である。

符号の説明

１０ ブーツシール
１２ 可撓性胴部
１６ フランジ端部
１８ 機械的継手
４４ 放射状リブ部
５０ フランジシール部
５２ 環状のへり
５４ アタッチメント部
５６ 面取り部
６０ 第一の部分
６２ 第二の部分
７２ 放射状リブ部

Claims (4)

1. 軸端部と、上記軸端部に隣接した環状の溝とを備え、上記環状の溝が第一の側壁と、上記第一の側壁から軸方向に間隔を置いて配置される第二の側壁とを備えている第一継手部と、
   第二継手部と、
   内部に孔が形成されており、上記第一継手部が上記孔を通って伸張しているハウジングであって、上記第一継手部を回転可能に支持しているハウジングと、
   上記第一継手部に結合した一組のメス型のスプラインと、
   上記第二継手部に結合した一組のオス型の嵌合スプラインであって、上記第一継手部と第二継手部とが、互いにスライドするが互いに回転しないで結合されるように、上記一組のメス型のスプラインと嵌合する一組のオス型の嵌合スプラインと、
   結合端部と、胴部と、フランジ端部とを備えるブーツシールであって、
   上記結合端部は、上記第二継手部の周囲に配置され、環状クランプフランジを含み、上記胴部の第一軸端部に結合しており、
   上記胴部は複数の旋回部を含み、
   上記フランジ端部は、上記第一軸端部とは反対側の端部である、上記胴部の第二軸端部と結合しており、フランジシール部および環状のへりを含み、
   上記フランジシール部は、上記環状の溝の中に受け止められ、上記第一の側壁に隣接することによって上記第一継手部に軸方向に保持され、上記フランジシール部は、上記第一継手部に対する最初のシールを形成し、上記環状のへりは、第一の部分と第二の部分とを備え、上記第一の部分は、上記第一の部分が有する端部のうち、上記第一の部分の中央に近い側の端部で上記フランジシール部に結合し、上記フランジシール部に対してほぼ直角に広がっており、上記第二の部分は、上記第一の部分の末端部に結合され、上記第一の部分に対してほぼ直角に広がり、上記第一継手部の周囲を同心円状に、囲むように広がり、かつ、上記フランジシール部の半径方向に外側に広がっており、上記環状のへりの上記第二の部分は、上記ハウジングから軸方向に間隔を置いて配置される位置で終わっているブーツシールと、
   上記環状のクランプフランジ内に受け止められ、上記結合端部を、上記第二継手部に互いに回転しないように結合する一つのブーツクランプと、からなる機械的継手。
2. 上記フランジシール部の前縁部に面取り部が形成されている、請求項１に記載の機械的継手。
3. 複数のリブが上記環状のへりに結合しており、上記リブは上記環状のへりを強化する、請求項１に記載の機械的継手。
4. 上記リブが上記胴部および／または上記フランジシールに結合している、請求項３に記載の機械的継手。

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