CN107429753A - 保护罩安装方法以及等速万向联轴器 - Google Patents

保护罩安装方法以及等速万向联轴器 Download PDF

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Abstract

本发明为将保护罩端部安装固定于金属制的对象构件的等速万向联轴器用保护罩的安装方法。在将保护罩端部外嵌于对象构件的外径面即被安装面后,将呈环状的高频感应加热线圈外嵌于该保护罩端部。通过向高频感应加热线圈通入高频电流,从而利用高频感应仅对所述对象构件的被安装面的表层部分进行加热。由此,将保护罩端部的内径面即安装面与所述对象构件的外径面即被安装面接合而一体化。

Description

保护罩安装方法以及等速万向联轴器
技术领域
本发明涉及等速万向联轴器用保护罩的安装方法以及使用该安装方法而构成的等速万向联轴器。
背景技术
对于例如组装于机动车、各种工业机械的动力传递机构的等速万向联轴器,为了防止尘埃等异物侵入联轴器内部、防止封入到联轴器内部的润滑脂的泄漏,安装有保护罩(等速万向联轴器用保护罩)。
如图28所示,等速万向联轴器(固定式等速万向联轴器)具备:外侧联轴器构件3,其在内径面2形成有沿轴向延伸的多个滚道槽1;内侧联轴器构件6,其在外径面5沿圆周方向等间隔地形成有沿轴向延伸的多个滚道槽4;多个滚珠7,其夹设在外侧联轴器构件3的滚道槽1与内侧联轴器构件6的滚道槽4之间,并传递转矩;以及保持器8,其夹设在外侧联轴器构件3的内径面2与内侧联轴器构件6的外径面5之间,且保持滚珠7。
在内侧联轴器构件6的轴心孔的内周形成有内花键9,轴10的端部外花键11嵌入该内侧联轴器构件6的轴心孔,从而内花键9与端部外花键11嵌合。另外,在轴10的端部外花键11形成有周向槽12,在该周向槽12安装有作为限位器的挡圈13。
而且,外侧联轴器构件3的开口部被保护罩15密封。保护罩15包括大径部15a、小径部15b、将大径部15a和小径部15b连结的蛇腹部15c。防护罩15的大径的安装部15a在外侧联轴器构件3的开口端通过紧固带16而被紧固固定,防护罩15的小径的安装部在轴10的规定部位通过紧固带17而被紧固固定。
这种紧固带有杆式保护罩带(专利文献1)。即,杆式保护罩带具备形成为环状部的带主体、以及安装于该带主体的接合部的杆。而且,以杆的内表面与带主体的外径面重叠的方式将杆折叠。
另外,紧固带有由卡合爪与卡合孔形成的紧固带(专利文献2)。对于该专利文献2所记载的紧固带,在外径侧形成有鼓出的耳部,通过使该耳部收缩,从而使环状部缩径。
然而,在使用这种带的情况下,需要将带设为分体部件来使用,部件数量增多,等速万向联轴器的组装所需的制造成本变高。并且,在带安装状态下,为了确保密封性,需要将带以规定的过盈量高精度地紧固,但是在产生个体间的偏差的情况下难以实现高精度的紧固。
因此,以往,对于保护罩端部与对象构件的安装固定,提出了不使用紧固带(保护罩带),而使用高频感应的技术(专利文献3),以及使用激光的技术(专利文献4)。
在使用高频感应的情况下,在将保护罩端部外嵌于对象构件的被安装面的状态下,在其外周部配置高频感应加热线圈,并向该高频感应加热线圈施加高频电流。即,具有通电性的对象构件的被安装面利用高频隔着保护罩端部而被加热,通过该热量使保护罩端部与对象构件的被安装面接合而一体化。
另外,在使用激光的情况下,通过从树脂材料表面侧照射激光而产生的物理上的相互作用,从而将金属材料与树脂材料接合。
在先技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2011-252594号公报
专利文献2:日本特表2004-510113号公报
专利文献3:日本特开2009-52688号公报
专利文献4:日本特开2009-185879号公报
发明内容
发明要解决的课题
在使用高频感应的情况下,与以往的使用带的紧固方法相比,具有能够减少部件数量从而能够简化等速万向联轴器的组装的优点。然而,通常,高频的电磁感应加热用于金属的热处理等。该加热方法使用利用了被加热物中产生的感应电流的自发热,能够仅对具有导电性的材料进行加热,非导电性物质不被加热。
在加热时,需要对线圈与被加热物设置缝隙(间隙)。这是由于若被加热物与流通有电流的线圈接触,则线圈破损。另外,若使用高频感应,则能够实现迅速加热、表面加热,加热温度根据谐振频率和电流、线圈和被加热物的距离(间隙量)而变化。
因此,在通过高频感应加热来安装固定保护罩的情况下,需要将高频感应加热线圈的配置设定为与轴(或外侧联轴器构件)同心。即,当在周向的某一相位处线圈-轴间(或外侧联轴器构件间)的间隙量不均匀的情况下,各相位处的表面温度产生偏差,其结果是接合力也产生偏差。然而,难以使线圈的配置设为高精度地与轴(或外侧联轴器构件)同心,存在无法使间隙量均匀的可能性。
另外,在电磁感应加热的情况下,经常因来自被加热物的热传递或者辐射热而使线圈自身的温度也上升。因此,在为了进行金属的热处理而使用的情况下,线圈也与被加热物一起被冷却剂等冷却,从而消除因来自被加热物的热传递或者辐射热而产生的线圈的蓄热。
然而,在等速万向联轴器的保护罩安装中,无法对被加热物(外侧联轴器构件、轴)以及线圈进行冷却。因此,作为线圈难以得到稳定的输出,从而存在线圈的寿命变短的可能性。
在使用激光的情况下,需要设置激光照射装置,并且,需要遍及周向整周以及轴向全长而对被照射部照射激光。因此,作为装置变得复杂化而使成本提高。
另外,在使用高频感应加热线圈的情况下,考虑到组装工序的简化,优选采用分离结构。
然而,在采用分离结构的情况下,在该线圈形成有对合面。在形成有这种对合面的情况下,存在在与该对合面对应的接合部形成有非粘合部位或接合力弱的部位的可能性。
然而,对于保护罩的固定,要求能够承受因保护罩的伸缩、与蛇腹接触的情况下的差动产生的旋转力的接合力,并且具有防止保护罩的泄漏的功能。因此,认为存在在与线圈的接缝对应的接合部产生非粘合部位等的情况。接合力能够通过接合面积的增加来进行补偿。另一方面,对于润滑脂泄漏,在产生周向上未接合的相位的情况下,产生润滑脂泄漏的可能性变高。
另外,若等速万向联轴器在具有工作角的状态下旋转,则在保护罩与外侧联轴器构件的接合部位以及轴与保护罩的接合部位受到较大的力。因此,在使用电磁感应加热的保护罩的接合方法中,需要在它们的接合部位得到较大的接合力。
然而,对象构件的外径面即被安装面为圆筒面,因此在使用高频感应的情况下,无法发挥粘合材料进入材料表面的孔、沟槽而固定的效果(锚定效果),难以得到较大的接合力。
因此,本发明的第一课题在于提供能够在周向上使粘合力(接合力)均匀从而得到稳定的接合力的保护罩安装方法以及使用了该方法的等速万向联轴器。另外,本发明的第二课题在于提供如下的保护罩安装方法以及使用了该方法的等速万向联轴器:即使在将线圈设为能够分离,在所产生的对合面产生了间隙的状态下接合的情况下,与该对合面对应的部位处于非接触状态,也不会破坏密封性。本发明的第三课题在于提供如下的保护罩安装方法以及使用了该方法的等速万向联轴器:能够在周向上使粘合力(接合力)均匀从而得到稳定的接合力,并且作为所使用的高频感应加热线圈,能够实现长寿命化,且能够得到稳定的输出。本发明的第四课题在于提供能够获得稳定的较大的接合力的护罩安装方法以及使用了该方法的等速万向联轴器。
用于解决课题的手段
本发明涉及一种保护罩安装方法,其为将保护罩端部安装固定于金属制的对象构件的等速万向联轴器用保护罩的安装方法,其中,在将保护罩端部外嵌于对象构件的外径面即被安装面后,将呈环状的高频感应加热线圈外嵌于该保护罩端部,通过向该高频感应加热线圈通入高频电流,从而利用高频感应仅对所述对象构件的被安装面的表层部分进行加热,将保护罩端部的内径面即安装面与所述对象构件的外径面即被安装面接合而一体化。
根据本发明的保护罩安装方法,当向高频感应加热线圈流通高频电流时,由于电磁感应作用,作为导电体的金属制的对象构件因铁损(涡电流损耗与磁滞损耗之和)而发热,通过该热量而使与对象构件接触的保护罩端部的边界部迅速地加热至分解温度以上而被分解,从而产生气泡。由此,在所述的气泡的周边部分的高温的融液与对象构件的表面形成高温、高压的条件,从而在保护罩端部的安装面与对象构件的被安装面之间得到接合部。由此,将保护罩端部安装固定于金属制的对象构件。
在该方法中,在高频感应加热线圈与被加热物(对象构件)之间存在(夹设)有保护罩端部。保护罩材质为树脂,是非导电性物质。因此,即使高频感应加热线圈与保护罩端部接触,高频感应加热线圈也不会破损。另外,作为保护罩端部的壁厚通常是恒定的,因此通过使高频感应加热线圈与保护罩端部的安装面外径(覆盖面相反面)接触,能够(在周向上)准确地确保被加热物即对象构件与高频感应加热线圈的间隙。
另外,也可以为,将呈环状的高频感应加热线圈以在其内周面与保护罩端部之间夹设有隔热件的状态外嵌于该保护罩端部。这样,若夹设有隔热件,则在高频感应加热线圈与被加热物(对象构件)之间存在(夹设)有隔热件以及保护罩端部,能够抑制朝向线圈的热传递。另外,保护罩材质为树脂,是非导电性物质。因此,即使高频感应加热线圈经由隔热件与保护罩端部接触,高频感应加热线圈也不会破损。另外,作为保护罩端部的壁厚通常是恒定的,因此通过使高频感应加热线圈与保护罩端部的安装面外径(覆盖面相反面)接触,能够(在周向上)准确地确保被加热物即对象构件与高频感应加热线圈的间隙。
优选为,在保护罩端部的外径面即安装面相反面与隔热件的内径面接触,并且隔热件的外径面与高频感应加热线圈的内径面接触的状态下,通过高频感应进行加热。通过像这样接触,能够使高频感应加热线圈与对象构件之间的间隙在周向整周上均匀。
作为所述隔热件,能够使用陶瓷、玻璃棉、陶瓷纤维、水泥板、硅酮橡胶等通常的隔热件,但优选由耐热性高的陶瓷、玻璃棉等无机系材料构成。
也可以为,在对象构件的外径面即被安装面形成狭缝,将保护罩端部外嵌于对象构件的被安装面后,将呈环状的高频感应加热线圈外嵌于保护罩端部。
这样,在对象构件的外径面即被安装面形成有狭缝的情况下,因高频感应加热而熔解的保护罩材料进入狭缝内。即,保护罩材料侵入被安装面所具有的空隙并固化,从而发挥锚定效果。另外,通过在作为圆筒面的被安装面形成狭缝,从而形成边缘部。由于电磁感应的邻近效应而使该狭缝的边缘部的温度容易上升,线圈接触面(保护罩接合面)容易在较大范围内得到所希望的温度。
也可以为,在对象构件的被安装面形成的狭缝的深度设为0.1mm~1mm的范围。若狭缝的深度大于1mm,则过深,对象构件(外侧联轴器构件、轴)的强度劣化,并且,作为电磁感应,以高频、短时间的方式进行,因此存在难以被加热的可能性。反之,在狭缝的深度小于0.1mm的情况下,难以发挥保护罩材料侵入被安装面所具有的空隙并固化的锚定效果,也难以得到由电磁感应带来的邻近效应。
优选为,高频感应加热线圈是通过将两个圆弧状体组合而成的可分割的环状体,该高频感应加热线圈的内径面与保护罩端部的安装面相反面即外径面的接触设为过盈接触。当保护罩处于过盈状态时,即使过盈量较少,接合部的周向上的间隙量也稳定。另外,若过盈量过大,则无法将线圈完全地闭合,无法实现其功能(无法构成高频感应加热线圈)。因此,在该情况下,优选设为0.05mm~0.3mm的过盈量。
另外,若高频感应加热线圈是可分割的环状体,则存在在其对合面之间产生微小的间隙,与对合面对应的接合部位成为保护罩-对象构件的非接合部位、接合力弱的部位的可能性。因此,该高频感应加热线圈的对合面形成为台阶结构,将其非接合部位、接合力弱的部位形成为所谓的迷宫结构。
也可以为,台阶结构包括设置在一方的圆弧状体的对合面的凸部、以及设置在另一方的圆弧状体的对合面且供所述凸部嵌合的凹部。
特别是,优选保护罩端部的安装面(内径)直径与对象构件的被安装面(外径)直径之比设为0.995~0.98的过盈量。在保护罩端部的安装面/对象构件的被安装面的直径之比为0.995以上(过盈量较小的一侧)的情况下,金属与保护罩材的微小的紧贴不充分,在小于0.98(过盈量较大的一侧)的情况下,保护罩的压入阻力较大,存在对组装造成阻碍的可能性。
也可以为,高频感应加热线圈由非分割性的环状体构成,该高频感应加热线圈的内径面以及保护罩端部的安装面相反面即外径面设为从保护罩蛇腹部侧朝向保护罩端部侧缩径的锥面。通过这样设定,能够从保护罩端部的小径侧将高频感应加热线圈从扩径侧嵌入。
也可以为,作为所述锥面的锥角度,可以设为5°~30°。这是基于保护罩的成型性而设定的,在小于5°的情况下,嵌入性差,若大于30°,则线圈相对于被加热部的间隙在轴向端部产生较大的差异,存在对象构件的表面温度产生偏差的可能性。
优选将保护罩材质设为热塑性聚酯系弹性体。热塑性聚酯系弹性体作为机械强度、成形性、弹性优异且具备保护罩所需的弯曲耐久性等功能的材料而优选。
本发明的第一等速万向联轴器具备:外侧联轴器构件、内侧联轴器构件、以及夹设在外侧联轴器构件与内侧联轴器构件之间的转矩传递构件,外侧联轴器构件的开口部被保护罩密封,保护罩包括:大径的安装部,其安装于外侧联轴器构件的在开口部侧的外径面形成的保护罩安装部;小径的安装部,其安装于嵌入内侧联轴器构件中的轴的保护罩安装部;以及弯曲部,其将大径的安装部与小径的安装部连结,其中,使用所述保护罩安装方法,将保护罩的大径的安装部作为所述保护罩端部,并且将外侧联轴器构件的在开口部侧的外径面形成的保护罩安装部作为所述对象构件的被安装面,将保护罩的大径的安装部与外侧联轴器构件的保护罩安装部接合而一体化。
本发明的第二等速万向联轴器具备:外侧联轴器构件、内侧联轴器构件、以及夹设在外侧联轴器构件与内侧联轴器构件之间的转矩传递构件,外侧联轴器构件的开口部被保护罩密封,保护罩包括:大径的安装部,其安装于外侧联轴器构件的在开口部侧的外径面形成的保护罩安装部;小径的安装部,其安装于嵌入内侧联轴器构件中的轴的保护罩安装部;以及弯曲部,其将大径的安装部与小径的安装部连结,其中,使用所述保护罩安装方法,将保护罩的小径的安装部作为所述保护罩端部,并且将轴的保护罩安装部作为所述对象构件的被安装面,将保护罩的小径的安装部与轴的保护罩安装部接合而一体化。
发明效果
在本发明中,能够(在周向上)准确地确保被加热物即对象构件与高频感应加热线圈的间隙,因此周向的粘合力(接合力)均匀,发挥稳定的接合力。并且,无需对象构件与高频感应加热线圈的相对移动,能够实现具有高频感应加热线圈的高频感应加热装置的紧凑化以及轻量化,有助于降低成本。
在夹设有隔热件的情况下,在高频感应加热线圈与被加热物(对象构件)之间存在(夹设)有隔热件以及保护罩端部,从而能够抑制朝向线圈的热传递,具有即使在连续使用时,也能够得到稳定的输出、接合力并且线圈寿命长的优点。并且,能够防止因线圈温度上升引起的保护罩材与线圈的熔敷,从而形成为作业性优异的等速万向联轴器。
能够(在周向上)准确地确保被加热物即对象构件与高频感应加热线圈的间隙,因此周向上的粘合力(接合力)均匀,发挥稳定的接合力。并且,无需对象构件与高频感应加热线圈的相对移动,能够实现具有高频感应加热线圈的高频感应加热装置的紧凑化以及轻量化,有助于降低成本。
作为所述隔热件若使用无机系材料,则耐热性优异,耐久性优异。
在对象构件的外径面即被安装面形成有狭缝的情况下,保护罩端部与对象构件的接合力因锚定效果以及电磁感应的邻近效应而增大,保护罩端部与对象构件发挥稳定的接合力,即使在等速万向联轴器在具有工作角的状态下旋转时,也能够起到高精度的密封性能。另外,无需对象构件与高频感应加热线圈的相对移动,能够实现具有高频感应加热线圈的高频感应加热装置的紧凑化以及轻量化,有助于降低成本。
在存在非接合、接合力弱的可能性的线圈的接缝部位形成为所谓的迷宫结构的情况下,即使假设产生接触部位、接合力弱的部位,也能够通过该迷宫结构,发挥防止尘埃等异物侵入内部的功能、防止封入到联轴器内部的润滑脂的泄漏的功能。
台阶结构能够由凸部和供该凸部嵌合的凹部构成,能够通过简单的结构形成台阶结构。
通过将保护罩端部的安装面与对象构件的被安装面设为具有过盈量、或将线圈的内径面与保护罩端部的安装面相反面即外径面的接触设为过盈接触,从而保护罩端部与对象构件的紧贴度提高,能够实现接合的可靠性的提高。
通过将高频感应加热线圈的内径面以及保护罩端部的安装面相反面即外径面设为锥面,能够实现线圈的安装性的提高,另外,能够以线圈与保护罩端部的紧贴力增大的方式压入线圈,从而能够得到更加稳定的接合力。
若保护罩材料使用热塑性聚酯系弹性体,则不易发生热变形,耐热温度高,因此若将该材料应用于等速万向联轴器在工作时等暴露于高温化的保护罩,则能够防止因高温而使保护罩的耐久性降低的情况。特别是,热塑性聚酯系弹性体的分解温度为400℃~500℃左右,处于通过电磁感应加热容易得到的温度带,最适于作为该保护罩安装方法所使用的保护罩材料。
在使用所述保护罩安装方法的等速万向联轴器中,能够以稳定的接合力接合保护罩,从而长期发挥优异的密封性。
附图说明
图1是示出本发明的第一等速万向联轴器的保护罩安装状态的剖视图。
图2A示出第一高频感应加热线圈的安装方法,是外侧联轴器构件侧的放大剖视图。
图2B示出第一高频感应加热线圈的安装方法,是轴侧的放大剖视图。
图3是使用非分离式的第一高频感应加热线圈来安装保护罩后的等速万向联轴器的剖视图。
图4是使用分离式的第二高频感应加热线圈来安装保护罩的状态的侧视图。
图5是示出保护罩与分离式的第二高频感应加热线圈的关系的横剖视图。
图6是示出所述图4所示的使用分离式的第二高频感应加热线圈来安装保护罩后的等速万向联轴器的剖视图。
图7是使用分离式的第三高频感应加热线圈来安装保护罩的状态的侧视图。
图8A示出第三高频感应加热线圈与一方的保护罩端部的关系,是图7的A1-A1线剖视图。
图8B示出第三高频感应加热线圈与一方的保护罩端部的关系,是图7的B1-B1线剖视图。
图9A示出第三高频感应加热线圈与另一方的保护罩端部的关系,是图7的A2-A2线剖视图。
图9B示出第三高频感应加热线圈与另一方的保护罩端部的关系,是图7的B2-B2线剖视图。
图10A示出第三高频感应加热线圈,是示出所述图9A以及图9B所示的台阶结构的简要展开图。
图10B示出第三高频感应加热线圈,是示出所述图10A以及图10B所示的台阶结构的简要展开图。
图11是对保护罩与对象构件的接合部进行说明的说明图。
图12是使用第四高频感应加热线圈来安装保护罩的状态的等速万向联轴器的侧视图。
图13A示出第四高频感应加热线圈与一方的保护罩端部的关系,是图12的C1-C1线剖视图以及E1-E1线剖视图。
图13B示出第四高频感应加热线圈与一方的保护罩端部的关系,是图12的D1-D1线剖视图。
图14A示出第四高频感应加热线圈与另一方的保护罩端部的关系,是图12的C2-C2线剖视图。
图14B示出第四高频感应加热线圈与另一方的保护罩端部的关系,是图12的D2-D2线剖视图。
图14C示出第四高频感应加热线圈与另一方的保护罩端部的关系,是图12的E2-E2线剖视图。
图15A示出第四高频感应加热线圈,是示出图13A以及图13B所示的台阶结构的简要展开图。
图15B示出第四高频感应加热线圈,是示出图14A以及图14B所示的高频感应加热线圈的台阶结构的简要展开图。
图16是对保护罩与对象构件的接合部进行说明的说明图。
图17是使用第五高频感应加热线圈来安装保护罩的状态的等速万向联轴器的侧视图。
图18A示出第五高频感应加热线圈的安装方法,是外侧联轴器构件侧的放大剖视图。
图18B示出第五高频感应加热线圈的安装方法,是轴侧的放大剖视图。
图19是使用分离式的第六高频感应加热线圈来安装保护罩的状态的侧视图。
图20A示出保护罩与分离式的第六高频感应加热线圈的关系,是外侧联轴器构件侧的剖视图。
图20B示出保护罩与分离式的第六高频感应加热线圈的关系,是轴侧的剖视图。
图21是使用第七高频感应加热线圈来安装保护罩的状态的第二等速万向联轴器的剖视图。
图22A示出第七高频感应加热线圈的外侧联轴器构件侧的安装方法,是保护罩端部与外侧联轴器构件的非接合状态的放大剖视图。
图22B示出第七高频感应加热线圈的外侧联轴器构件侧的安装方法,是保护罩端部与外侧联轴器构件的接合状态的放大剖视图。
图23A示出第七高频感应加热线圈的轴侧的安装方法,是保护罩端部与轴的非接合状态的放大剖视图。
图23B示出第七高频感应加热线圈的轴侧的安装方法,是保护罩端部与轴的接合状态的放大剖视图。
图24是将保护罩安装于第二等速万向联轴器后的剖视图。
图25是示出使用所述分离式的第七高频感应加热线圈来安装保护罩的状态的第二等速万向联轴器的侧视图。
图26A示出所述分离式的第七高频感应加热线圈与保护罩端部的关系,是外侧联轴器构件侧的剖视图。
图26B示出所述分离式的第七高频感应加热线圈与保护罩端部的关系,是轴侧的剖视图。
图27A示出第二等速万向联轴器的轴的被安装面,是形成有始端与末端一致的狭缝的被安装面的侧视图。
图27B示出第二等速万向联轴器的轴的被安装面,是形成有始端与末端不一致的狭缝的被安装面的侧视图。
图28是示出使用保护罩带来安装保护罩后的等速万向联轴器的剖视图。
具体实施方式
以下,根据图1~图27对本发明的实施方式进行说明。图3示出本发明所涉及的等速万向联轴器(球笼型的固定式等速万向联轴器)。等速万向联轴器具备:外侧联轴器构件23,其在内径面22沿圆周方向等间隔地形成有沿轴向延伸的多个滚道槽21;内侧联轴器构件26,其在外径面25沿圆周方向等间隔地形成有沿轴向延伸的多个滚道槽24;作为转矩传递构件的多个滚珠27,它们夹设在外侧联轴器构件23的滚道槽21与内侧联轴器构件26的滚道槽24之间,并传递转矩;以及保持器28,其夹设在外侧联轴器构件23的内径面22与内侧联轴器构件26的外径面25之间,且保持滚珠27。
在内侧联轴器构件26的轴心孔的内周形成有内花键29,轴30的端部外花键31嵌入该内侧联轴器构件26的轴心孔,从而内花键29与端部外花键31嵌合。另外,在轴30的端部外花键31形成有周向槽32,在该周向槽32安装有作为限位器的挡圈33。
而且,外侧联轴器构件23的开口部被保护罩35密封。保护罩35包括大径的安装部(保护罩端部)35a、小径的安装部(保护罩端部)35b、以及将大径的安装部35a和小径的安装部35b连结的作为弯曲部的蛇腹部35c。作为保护罩材质,由将聚酯系、硅酮系、聚氨酯系、聚烯烃系、聚酰胺系、聚苯乙烯系、氯乙烯系、氟系等热塑性弹性体作为主要成分的树脂材料形成。在本实施方式中,在上述材料中,由相对于成本将机械强度、耐热性、耐油性等呈现出优异特性的聚酯系的热塑性弹性体(热塑性聚酯弹性体)作为主要成分的树脂材料形成保护罩。
保护罩35的大径的安装部(一方的保护罩端部)35a安装固定于外侧联轴器构件23的开口侧的外径面的被安装面(金属制的对象构件的被安装面)40,小径的安装部(另一方的保护罩端部)35b安装固定于轴30的大径部的外径面(金属制的对象构件的被安装面)41。
在进行它们的安装固定时,如图1和图2所示,使用第一高频感应加热线圈50(50A、50B)。在该情况下,保护罩端部35a、35b将安装面相反面即外径面45A、45B形成为从保护罩蛇腹部侧朝向保护罩端部侧缩径的锥面51A、51B(从保护罩内部侧朝向保护罩外部侧缩径的锥面)。作为该锥面51A、51B的倾斜角度θ,设定为5°~30°左右。
另外,高频感应加热线圈50(50A、50B)形成为环状体,其内径面50Aa、50Ba成为从保护罩蛇腹部侧朝向保护罩端部侧缩径的锥面52A、52B。作为该锥面52A、52B的倾斜角度θ1,也设定为5°~30°左右。这些高频感应加热线圈50A、50B由具有导电性的铜线等构成,可以为实心体,也可以为中空体。若为中空体,则能够在内部流通冷却水。另外,若为实心体,则可以独立于该高频感应加热线圈50A、50B地设置冷却套。
接下来,对图1以及图2所示的使用高频感应加热线圈50(50A、50B)的保护罩的安装方法进行说明。首先,对外侧联轴器构件23侧进行说明。在该情况下,如图2A所示,成为在外侧联轴器构件23的保护罩安装部即被安装面40外嵌有一方的保护罩端部35a的状态。接下来,将高频感应加热线圈50A从外侧联轴器构件23的开口部相反侧嵌入一方的保护罩端部35a。在该嵌入中,线圈50A的嵌入方向下游侧的内径尺寸DA较大,保护罩端部35a的嵌入方向上游侧的外径尺寸Da较小。即,DA>Da,通过像这样设定,能够顺畅地嵌入。需要说明的是,高频感应加热线圈50A的最小内径尺寸为比外侧联轴器构件23的最大外径大的直径。
另外,在轴30侧,如图2B所示,成为在轴30的保护罩安装部即被安装面41外嵌有另一方的保护罩端部35b的状态。接下来,将高频感应加热线圈50B从等速万向联轴器相反侧嵌入另一方的保护罩端部35b。在该嵌入中,线圈50B的嵌入方向下游侧的内径尺寸DB较大,保护罩端部35b的嵌入方向上游侧的外径尺寸Db较小。即,DB>Db,通过像这样设定,能够顺畅地嵌入。需要说明的是,高频感应加热线圈50B的最小内径尺寸为比轴30的最大外径大的直径。
这样,在高频感应加热线圈50(50A、50B)分别如图1所示那样设置的状态下,向线圈50A、50B流通高频电流。此时,由于电磁感应作用,作为导电体的金属(外侧联轴器构件23的被安装面40、轴30的被安装面41)因铁损(涡电流损耗与磁滞损耗之和)而发热,通过该热量,与金属(外侧联轴器构件23的被安装面40、轴30的被安装面41)接触的树脂(一方的保护罩端部35a的安装面53A、另一方的保护罩端部35b的安装面53B)的边界部迅速地加热至分解温度以上而被分解,产生气泡。由此,在所述的气泡的周边部分的高温的融液与金属(外侧联轴器构件23的被安装面40、轴30的被安装面41)的表面形成高温、高压的条件,从而如图1所示,在保护罩35的一方的端部35a的安装面53A与外侧联轴器构件23的被安装面40之间以及保护罩35的另一方的端部35b的安装面53B与轴30的被安装面41之间得到接合部55、56(参照图3)。
其结果是,能够将保护罩端部35a的安装面53A与外侧联轴器构件23的被安装面40以及保护罩端部35b的安装面53B与轴30的被安装面41分别接合而一体化,从而将保护罩端部35a安装固定于外侧联轴器构件23,将保护罩端部35b安装固定于轴30。
接下来,图4示出第二高频感应加热线圈50A、50B,该第二高频感应加热线圈50A、50B是将一对圆弧状体60A、60A、60B、60B组合而成的可分割的环状体。因此,保护罩端部35a、35b(参照图6)的外径面45A、45B形成为圆筒面61A、61B。
因此,作为该分割式的高频感应加热线圈50A、50B,能够将圆弧状体60A、60A从外径方向安装(设置)于外侧联轴器构件23,能够将圆弧状体60B、60B从外径方向安装(设置)于轴30。图5示出在保护罩端部35b的安装面53B与轴30的被安装面41安装有高频感应加热线圈50B的剖视图。在图5中圆弧状体60B、60B呈半圆形状。这样分割式的高频感应加热线圈50A、50B能够在将保护罩35安装于外侧联轴器构件23、轴30后从外径方向进行安装(设置)。
若在该分割式的高频感应加热线圈50(50A、50B)分别如图4所示那样设置的状态下,流通有线圈50A、50B的高频电流,则如上所述,能够将保护罩端部35a的安装面53A与外侧联轴器构件23的被安装面40以及保护罩端部35b的安装面53B与轴30的被安装面41分别接合而一体化,从而如图6所示,将保护罩端部35a安装固定于外侧联轴器构件23,将保护罩端部35b安装固定于轴30。
这样,在上述的保护罩安装方法中,在高频感应加热线圈50A、50B与被加热物(对象构件)之间存在(夹设)有保护罩端部35a、35b。保护罩材质为橡胶、树脂等,是非导电性物质。因此,即使高频感应加热线圈50A、50B与保护罩端部35a、35b接触,高频感应加热线圈50A、50B也不会破损。另外,作为保护罩端部35a、35b的壁厚通常是恒定的,因此通过使高频感应加热线圈50A、50B与保护罩端部35a、35b的安装面外径(覆盖面相反面)接触,能够(在周向上)准确地确保被加热物即对象构件与高频感应加热线圈50A、50B的间隙。
即,能够(在周向上)准确地确保被加热物即对象构件(外侧联轴器构件23、轴30)与高频感应加热线圈50A、50B的间隙,因此周向的粘合力(接合力)均匀,发挥稳定的接合力。并且,无需对象构件(外侧联轴器构件23、轴30)与高频感应加热线圈50A、50B的相对移动,能够实现具有高频感应加热线圈50A、50B的高频感应加热装置的紧凑化以及轻量化,有助于降低成本。
然而,优选将保护罩端部35a、35b的安装面53A、53B与对象构件(外侧联轴器构件23、轴30)的被安装面40、41的直径比设为0.995~0.98的过盈量。在过盈量为0.995以上的情况下,金属(外侧联轴器构件23、轴30)与保护罩材料的微小紧贴不足,在具有大于0.98的过盈量的情况下,保护罩35的压入阻力较大,存在对组装造成阻碍的可能性。
另外,如图1等所示,在将高频感应加热线圈50A、50B的内径面以及保护罩端部35a、35b的安装面相反面即外径面45A、45B设为从保护罩蛇腹部侧朝向保护罩端部侧缩径的锥面51A、51B、52A、52B的情况下,能够从保护罩端部35a、35b的小径侧嵌入高频感应加热线圈50A、50B的扩径侧。即,能够实现高频感应加热线圈50A、50B的安装性的提高。另外,在像这样使锥面彼此接触的情况下,通过从该接触状态进一步压入高频感应加热线圈50A、50B,能够增大其紧贴力。由此,能够得到更加稳定的接合力。
需要说明的是,基于保护罩35的成型性,将锥面51A、51B、52A、52B的锥角度设为5°~30°,在锥角度小于5°的情况下,嵌入性差,若锥角度大于30°,则高频感应加热线圈50A、50B相对于被加热部的间隙在轴向端部产生较大的差异,存在对象构件的表面温度产生偏差的可能性。
如图4所示,若使用第二分离式的高频感应加热线圈50A、50B,则优选将该内径面50Aa、50Ba与保护罩端部35a、35b的安装面相反面即外径面45A、45B的接触设为过盈接触。当保护罩35处于过盈状态时,即使过盈量较少,接合部的周向上的间隙量也稳定。另外,若过盈量过大,则无法将高频感应加热线圈50A、50B完全地闭合,无法实现其功能(无法构成高频感应加热线圈50A、50B)。因此,在该情况下,优选设为0.05mm~0.3mm的过盈量。
需要说明的是,保护罩端部35a(35b)与线圈50A(50B)的内径差只要处于将线圈50A(50B)闭合时能够通过保护罩材质的弹性变形而完全地紧贴的范围内即可,可以为0mm~0.3mm的范围。
在图7中,使用了第三高频感应加热线圈50(50A、50B)。这些第二高频感应加热线圈50A、50B是将一对圆弧状体60A、60A、60B、60B组合而成的可分割的环状体。如图8A、图8B、图9A、以及图9B所示,其内径面50Aa、50Ba以及外径面50Ab、50Bb为圆筒面。因此,如图6所示,保护罩端部35a、35b的外径面45A、45B形成为圆筒面。
另外,圆弧状体60A、60A(60B、60B)使其接合面突出而形成为环状,在该情况下,圆弧状体60A、60A(60B、60B)的对合面形成为台阶结构M。即,各圆弧状体60A、60A(60B、60B)的两端面为对接面,如图10A以及图10B所示,在对置(对接)的对接面的任一方设置有凸部66以及凹部67,在另一方形成有与该凸部66嵌合的凹部68以及凸部69,从而形成台阶结构M。另外,作为台阶结构M的高低差D,例如设为3.0mm~4.0mm左右。
这些高频感应加热线圈50A、50B由具有导电性的铜线等构成,可以为实心体,也可以为中空体。若为中空体,则能够在内部流通冷却水。另外,若为实心体,则优选以独立于该高频感应加热线圈50A、50B的方式设置冷却套。
接下来,对图7~图10A以及图10B所示的使用了第三高频感应加热线圈50(50A、50B)的保护罩的安装方法进行说明。首先,对外侧联轴器构件23侧进行说明。在该情况下,成为在外侧联轴器构件23的保护罩安装部即被安装面40(参照图6)外嵌有一方的保护罩端部35a(参照图6)的状态。接下来,通过从保护罩端部35a的外径侧使一对圆弧状体60A、60A的对接面对接,从而形成为将高频感应加热线圈50A外嵌于保护罩端部35a的状态。
另外,在轴30侧,成为在轴30的保护罩安装部即被安装面41(参照图6)外嵌有另一方的保护罩端部35b(参照图6)的状态。通过从保护罩端部35b的外径侧使一对圆弧状体60B、60B的对接面对接,从而形成为将高频感应加热线圈50B外嵌于保护罩端部35b的状态。
这样,在高频感应加热线圈50(50A、50B)分别如图7所示那样设置的状态下,向线圈50A、50B流通高频电流。此时,由于电磁感应作用,作为导电体的金属(外侧联轴器构件23的被安装面40、轴30的被安装面41)因铁损(涡电流损耗与磁滞损耗之和)而发热,通过该热量,与金属(外侧联轴器构件23的被安装面40、轴30的被安装面41)接触的树脂(一方的保护罩端部35a的安装面53A、另一方的保护罩端部35b的安装面53B)的边界部迅速地加热至分解温度以上而被分解,产生气泡。由此,在所述的气泡的周边部分的高温的融液与金属(外侧联轴器构件23的被安装面40、轴30的被安装面41)的表面形成高温、高压的条件,从而如图7所示,在保护罩35的一方的端部35a的安装面53A与外侧联轴器构件23的被安装面40之间以及保护罩35的另一方的端部35b的安装面53B与轴30的被安装面41之间得到接合部55、56(参照图6)。
如图10A以及图10B所示,在高频感应加热线圈50A(50B)的台阶结构M形成有轴向的一对接缝70A1、70A2(70B1、70B2)、以及与该接缝70A1、70A2(70B1、70B2)连接设置的周向的接缝71A(71B)。在该情况下,一对接缝70A1、70A2(70B1、70B2)的相位偏移,即在周向上偏移。
然而,若高频感应加热线圈50A、50B为上述那样的可分离式,则如图7所示,在将各线圈50A、50B安装于保护罩端部35a、35b的情况下,存在在接缝70A1、70A2、71A(70B1、70B2、71B)处产生间隙的可能性。这样,在产生间隙的情况下,如图11所示,在保护罩端部与对象构件之间,与间隙对应的部位成为弱接合部S1。需要说明的是,不与间隙对应的部位成为牢固的接合部S。图11示出了保护罩端部35b与轴30的固定部,但对于保护罩端部35a与外侧联轴器构件23的固定部,若在接缝70A1、70A2、71A处产生间隙,则也形成这种弱接合部S1和牢固的接合部S。
然而,即使在形成有弱接合部S1和牢固的接合部S的情况下,该弱接合部S1形成为台阶形状,即所谓的迷宫结构。因此,能够发挥如下的密封功能:能够发挥防止尘埃等异物进入内部的功能、防止封入到联轴器内部的润滑脂泄漏的功能。
接下来,如图15A以及图15B所示,对于图12~图16所示的第四高频感应加热线圈50A、50B的圆弧状体60A、60A(60B、60B)的对接面,在任一方设置有一对凸部66、66和设置在该凸部66、66之间的凹部67,在另一方设置有与该凸部66、66嵌合的一对凹部68、68和与凹部67嵌合的凸部69。在将凸部66的宽度尺寸设为W1,将凹部67的宽度尺寸设为W2的情况下,设定为W2>W1。另外,作为该台阶结构M的高低差D,也设为3.0mm~4.0mm左右。
因此,即使是这些高频感应加热线圈50A、50B,在安装于保护罩端部35a、35b的状态下,当流通有高频电流时,也能够在保护罩35的一方的端部35a的安装面53A与外侧联轴器构件23的被安装面40之间以及保护罩35的另一方的端部35b的安装面53B与轴30的被安装面41之间得到接合部55、56(参照图6)。
在该高频感应加热线圈50A(50B)的台阶结构M形成有轴向的一对接缝70A1、70A2(70B1、70B2)、与该接缝70A1、70A2(70B1、70B2)连接设置的周向的接缝71A1、71A2(71B1、71B2)、以及将接缝71A1、71A2(71B1、71B2)连结的轴向的接缝72A(72B)。在该情况下,接缝70A1、70A2(70B1、70B2)与接缝72A(72B)的相位偏移,即在周向上偏移。
在该情况下,存在在接缝70A1、70A2、71A1、71A2、72A(70B1、70B2、71B1、71B2、72B)处产生间隙的可能性。这样,在产生间隙的情况下,如图16所示,在保护罩端部与对象构件之间,与间隙对应的部位成为弱接合部S1。需要说明的是,不与间隙对应的部位成为牢固的接合部S。需要说明的是,图16示出了保护罩端部35b与轴30的固定部,但对于保护罩端部35a与外侧联轴器构件23的固定部,若在接缝70A1、70A2、71A1、71A2、72A处产生间隙,则也形成这种弱接合部S1和牢固的接合部S。
然而,在该情况下,弱接合部S1形成为台阶形状,即所谓的迷宫结构。因此,能够发挥如下的密封功能:能够发挥防止尘埃等异物进入内部的功能、防止封入到联轴器内部的润滑脂泄漏的功能。使用了所述保护罩安装方法的等速万向联轴器长期发挥优异的密封性。
然而,在上述各实施方式中,优选将保护罩端部35a、35b的安装面53A、53B与对象构件(外侧联轴器构件23、轴30)的被安装面40、41的直径比设为0.995~0.98的过盈量。在过盈量为0.995以上的情况下,金属与保护罩材料的微小紧贴不足,在具有大于0.98的过盈量的情况下,保护罩的压入阻力较大,存在对组装造成阻碍的可能性。
如图17、图18A、图18B所示,使用第五高频感应加热线圈50(50A、50B)。在该情况下,保护罩端部35a、35b将安装面相反面即外径面45A、45B形成为从保护罩蛇腹部侧朝向保护罩端部侧缩径的锥面51A、51B。作为该锥面51A、51B的倾斜角度θ,设定为5°~30°左右。
另外,高频感应加热线圈50(50A、50B)形成为环状体,在其内径面50Aa、50Ba设置有隔热件46A、46B。该隔热件46A、46B的外径面46Aa、46Ba为圆筒面,内径面46Ab、46Bb为从保护罩蛇腹部侧朝向保护罩端部侧缩径的锥面47A、47B。作为该锥面47A、47B的倾斜角度θ1,也设定为5°~30°左右。这些高频感应加热线圈50A、50B由具有导电性的铜线等构成,可以为实心体,也可以为中空体。
作为隔热件46(46A、46B),能够使用陶瓷、玻璃棉、陶瓷纤维、水泥板、硅酮橡胶等通常的隔热件。在该情况下,优选由耐热性高的陶瓷、玻璃棉等无机系材料构成,并且也可以由隔热性高的上述材料的发泡体构成。
另外,该隔热件46(46A、46B)不进行被加热物(对象构件即外侧联轴器构件23、轴30)以及高频感应加热线圈50(50A、50B)的冷却,因此为了减少朝向高频感应加热线圈50(50A、50B)的热传递而夹设有该隔热件46(46A、46B)。因此,作为隔热件46(46A、46B)的壁厚,能够根据所使用的材质而采用各种厚度,但需要设为能够减少朝向高频感应加热线圈50(50A、50B)的热传递的尺寸。
接下来,对图17~图18B所示的使用第五高频感应加热线圈50(50A、50B)的保护罩35的安装方法进行说明。首先,对外侧联轴器构件23侧进行说明。在该情况下,如图18A所示,成为在外侧联轴器构件23的保护罩安装部即被安装面40外嵌有一方的保护罩端部35a的状态。接下来,将高频感应加热线圈50A从外侧联轴器构件23的开口部相反侧嵌入一方的保护罩端部35a。在该嵌入中,线圈50A的嵌入方向下游侧的内径尺寸(隔热件的内径尺寸)DA较大,保护罩端部35a的嵌入方向上游侧的外径尺寸Da较小。即,DA>Da,通过像这样设定,能够顺畅地嵌入。
另外,在轴30侧,如图18B所示,成为在轴30的保护罩安装部即被安装面41外嵌有另一方的保护罩端部35b的状态。接下来,将高频感应加热线圈50B从等速万向联轴器相反侧嵌入另一方的保护罩端部35b。在该嵌入中,线圈50B的嵌入方向下游侧的内径尺寸(隔热件的内径尺寸)DB较大,保护罩端部35b的嵌入方向上游侧的外径尺寸Db较小。即,DB>Db,通过像这样设定,能够顺畅地嵌入。
这样,在高频感应加热线圈50(50A、50B)分别如图1所示那样设置的状态下,向线圈50A、50B流通高频电流。此时,由于电磁感应作用,作为导电体的金属(外侧联轴器构件23的被安装面40、轴30的被安装面41)因铁损(涡电流损耗与磁滞损耗之和)而发热,通过该热量,与金属(外侧联轴器构件23的被安装面40、轴30的被安装面41)接触的树脂(一方的保护罩端部35a的安装面53A(参照图18A)、另一方的保护罩端部35b的安装面53B(参照图18B))的边界部迅速地加热至分解温度以上而被分解,产生气泡。由此,在所述的气泡的周边部分的高温的融液与金属(外侧联轴器构件23的被安装面40、轴30的被安装面41)的表面形成高温、高压的条件,从而如图1所示,在保护罩35的一方的端部35a的安装面53A(参照图18A)与外侧联轴器构件23的被安装面40之间以及保护罩35的另一方的端部35b的安装面53B(参照图18B)与轴30的被安装面41之间得到接合部55、56(参照图17)。
其结果是,能够将保护罩端部35a的安装面53A(参照图18A)与外侧联轴器构件23的被安装面40以及保护罩端部35b的安装面53B(参照图18B)与轴30的被安装面41分别接合而一体化,从而将保护罩端部35a安装固定于外侧联轴器构件23,将保护罩端部35b安装固定于轴30。
接下来,图19示出第六高频感应加热线圈50A、50B,该第六高频感应加热线圈50A、50B是将一对圆弧状体60A、60A、60B、60B组合而成的可分割的环状体。因此,保护罩端部35a、35b的外径面45A、45B形成为圆筒面61A、61B(参照图6)。在该情况下,也如图20A以及图20B所示在高频感应加热线圈50A、50B的内径面设置有隔热件48A、48B。
隔热件48A、48B分别由一对半圆弧体49A、49A、49B、49B构成,在各圆弧状体60A、60A设置有半圆弧体49A、49A、49B、49B。另外,隔热件48A、48B的外径面48Aa、48Ba以及内径面48Ab、48Bb为圆筒面。
因此,作为该分割式的高频感应加热线圈50A、50B,如图19所示,能够将圆弧状体60A、60A从外径方向安装(设置)于外侧联轴器构件23,能够将圆弧状体60B、60B从外径方向安装(设置)于轴30。
若在该分割式的高频感应加热线圈50(50A、50B)分别如图19所示那样设置的状态下,向线圈50A、50B流通高频电流,则如上所述,能够将保护罩端部35a的安装面53A(参照图6)与外侧联轴器构件23的被安装面40(参照图6)以及保护罩端部35b的安装面53B(参照图6)与轴30的被安装面41(参照图6)分别接合而一体化,从而如图6所示,将保护罩端部35a安装固定于外侧联轴器构件23,将保护罩端部35b安装固定于轴30。
这样,在上述的保护罩安装方法中,在高频感应加热线圈50A、50B与被加热物(对象构件)之间存在(夹设)有保护罩端部35a、35b。保护罩材质为树脂,是非导电性物质。因此,即使高频感应加热线圈50A、50B与保护罩端部35a、35b经由隔热件46A、46B接触,高频感应加热线圈50A、50B也不会破损。另外,作为保护罩端部35a、35b的壁厚通常是恒定的,因此通过使高频感应加热线圈50A、50B经由隔热件46A、46B与保护罩端部35a、35b的安装面外径(覆盖面相反面)接触,能够(在周向上)准确地确保被加热物即对象构件与高频感应加热线圈50A、50B的间隙。
即,能够(在周向上)准确地确保被加热物即对象构件(外侧联轴器构件23、轴30)与高频感应加热线圈50A、50B的间隙,因此周向的粘合力(接合力)均匀,发挥稳定的接合力。并且,无需对象构件(外侧联轴器构件23、轴30)与高频感应加热线圈50A、50B的相对移动,能够实现具有高频感应加热线圈50A、50B的高频感应加热装置的紧凑化以及轻量化,有助于降低成本。
并且,通过在高频感应加热线圈50A、50B与被加热物(对象构件)之间存在(夹设有)隔热件46A、46B以及保护罩端部35a、35b,从而能够抑制朝向高频感应加热线圈50A、50B的热传递,具有即使在连续使用时,也能够得到稳定的输出、接合力并且线圈寿命长的优点。并且,能够防止因线圈温度上升引起的保护罩35与高频感应加热线圈50A、50B的熔敷,从而形成为作业性优异的等速万向联轴器。
然而,优选将保护罩端部35a、35b的安装面53A、53B与对象构件(外侧联轴器构件23、轴30)的被安装面40、41的直径比设为0.995~0.98的过盈量。在过盈量小于0.995的情况下,金属(外侧联轴器构件23、轴30)与保护罩材料的微小紧贴不足,在具有大于0.98的过盈量的情况下,保护罩35的压入阻力较大,存在对组装造成阻碍的可能性。
另外,如图19等所示,在将隔热件46A、46B的内径面46Ab、46Bb以及保护罩端部35a、35b的安装面相反面即外径面45A、45B设为从保护罩蛇腹部侧朝向保护罩端部侧缩径的锥面47A、47B、51A、51B的情况下,能够将高频感应加热线圈50A、50B从扩径侧经由保护罩端部35a、35b的小径侧嵌入。因此,能够实现高频感应加热线圈50A、50B的安装性(设置性)的提高。另外,在像这样使锥面彼此接触的情况下,通过从该接触状态进一步压入高频感应加热线圈50A、50B,能够增大其紧贴力。由此,能够得到更加稳定的接合力。
需要说明的是,基于保护罩35的成型性,将锥面47A、47B、51A、51B的锥角度设为5°~30°,在锥角度小于5°的情况下,嵌入性差,若锥角度大于30°,则高频感应加热线圈50A、50B相对于被加热部的间隙在轴向端部产生较大的差异,存在对象构件的表面温度产生偏差的可能性。
如图19所示,若使用分离式的高频感应加热线圈50A、50B,则优选将隔热件46A、46B的内径面46Ab、46Bb与保护罩端部35a、35b的安装面相反面即外径面45A、45B的接触设为过盈接触。当保护罩35处于过盈状态时,即使过盈量较少,接合部的周向上的间隙量也稳定。另外,若过盈量过大,则无法将高频感应加热线圈50A、50B完全地闭合,无法实现其功能(无法构成高频感应加热线圈50A、50B)。因此,在该情况下,优选设为0.05mm~0.3mm的过盈量。
需要说明的是,保护罩端部35a、35b与隔热件46A、46B的内径面46Ab、46Bb的内径差只要处于将线圈50A、50B闭合时能够通过保护罩材质的弹性变形而完全地紧贴的范围内即可,可以为0mm~0.3mm的范围。
图21示出使用形成为环状体的第七高频感应加热线圈50(50A、50B)的情况,在该情况下,将高频感应加热线圈50A的内径面50Aa的内径尺寸设定为比外嵌于外侧联轴器构件23的被安装面40的保护罩端部35a的外径尺寸大。如图22所示,在保护罩端部35a的外径面45A形成有周向凹槽36A,将该周向凹槽36A的底面直径尺寸设为保护罩端部35a的外径尺寸。
另外,如图21所示,高频感应加热线圈50B的内径面50Ba的内径尺寸设定为比外嵌于轴30的被安装面41的保护罩端部35b的外径尺寸大。如图22A以及图22B所示,在保护罩端部35b的外径面45B形成有周向凹槽36B,将该周向凹槽36B的底面直径尺寸设为保护罩端部35b的外径尺寸。
因此,如图21所示,在将高频感应加热线圈50A的内径面的内径尺寸设为DA,将保护罩端部35a的外径面的外径尺寸设为D1A的情况下,DA>D1A,在将高频感应加热线圈50B的内径面的内径尺寸设为DB,将保护罩端部35b的外径面的外径尺寸设为D1B的情况下,DB>D1B。作为(DA-D1A),设为1mm~10mm,作为(DB-D1B),设为1mm~10mm。
即,若(DA-D1A)、(DB-D1B)过大,则对象构件(外侧联轴器构件23、轴30)与高频感应加热线圈50A、50B的间隙GA、GB过大,由高频感应加热带来的接合性差,反之若(DA-D1A)、(DB-D1B)过小,则如图21所示,存在无法将高频感应加热线圈50A、50B配设在外嵌于外侧联轴器构件23的被安装面40(轴30的被安装面41)的保护罩端部35a、35b的外周侧的可能性。即,优选使高频感应加热线圈50A的内径面的直径比保护罩35的最大外径大,另外,优选使高频感应加热线圈50A的内径面的直径比保护罩端部35b的最大外径大。
这些高频感应加热线圈50A、50B由具有导电性的铜线等构成,可以为实心体,也可以为中空体。若为中空体,则能够在内部流通冷却水。另外,若为实心体,则可以独立于该高频感应加热线圈50A、50B地设置冷却套。
然而,如图22A、图2B、图23A、以及图23B所示,在外侧联轴器构件23的被安装面40(轴30的被安装面41)设置有多个(在图示例中为五个)周向的狭缝(凹槽)38A、38B。在该情况下,狭缝38A、38B的剖面形状呈半圆弧状。另外,作为狭缝38A、38B的深度尺寸A,设定为0.1mm~1mm的范围,作为宽度尺寸W,设定为0.3mm~1mm的范围,作为狭缝38A、38B的配设间距P,设定为1mm~10mm的范围。需要说明的是,狭缝38A可以在锻造外侧联轴器构件23时形成于被安装面40,也可以通过车削形成。另一方面,狭缝38B可以通过车削形成于轴30的被安装面41,也可以通过轧制形成。另外,A、W、P的各值能够根据对被安装构件给予的对强度的影响、保护罩接合部的宽度、被安装部件的加工的容易度而随时设定。
接下来,对图21所示的使用高频感应加热线圈50(50A、50B)的保护罩的安装方法进行说明。首先,对外侧联轴器构件23侧进行说明。在该情况下,如图22A所示,成为在外侧联轴器构件23的保护罩安装部即被安装面40外嵌有一方的保护罩端部35a的状态。在该状态下,在保护罩端部35a的外周侧以带有游隙的状态外嵌有高频感应加热线圈50A(参照图21)。此时,将高频感应加热线圈50A的内径面与保护罩端部35a的外径面之间的间隙GA设为2mm左右。
另外,在轴30侧,如图23A所示,成为在轴30的保护罩安装部即被安装面41外嵌有另一方的保护罩端部35b的状态。在该状态下,在保护罩端部35b的外周侧以带有游隙的状态外嵌有高频感应加热线圈50B(参照图21)。此时,将高频感应加热线圈50B的内径面与保护罩端部35b的外径面之间的间隙GB设为2mm左右。
这样,在高频感应加热线圈50(50A、50B)分别如图21所示那样设置的状态下,向线圈50A、50B流通高频电流。此时,由于电磁感应作用,作为导电体的金属(外侧联轴器构件23的被安装面40、轴30的被安装面41)因铁损(涡电流损耗与磁滞损耗之和)而发热,通过该热量,与金属(外侧联轴器构件23的被安装面40、轴30的被安装面41)接触的保护罩材料(一方的保护罩端部35a的安装面53A、另一方的保护罩端部35b的安装面53B)的边界部迅速地加热至分解温度以上而被分解,产生气泡。由此,在所述的气泡的周边部分的高温的融液与金属(外侧联轴器构件23的被安装面40、轴30的被安装面41)的表面形成高温、高压的条件,从而在保护罩35的一方的端部35a的安装面53A与外侧联轴器构件23的被安装面40之间以及保护罩35的另一方的端部35b的安装面53B与轴30的被安装面41之间得到接合部55、56(参照图24)。
其结果是,能够将保护罩端部35a的安装面53A与外侧联轴器构件23的被安装面40以及保护罩端部35b的安装面53B与轴30的被安装面41分别接合而一体化,从而将保护罩端部35a安装固定于外侧联轴器构件23,将保护罩端部35b安装固定于轴30。
在对象构件的外径面即被安装面40、41形成有狭缝38A、38B,因此因高频感应加热而熔解的保护罩材料进入狭缝38A、38B内。即,保护罩材料侵入被安装面40、41所具有的空隙并固化,从而发挥锚定效果(参照图22B以及图23B)。保护罩端部35a、35b与对象构件(外侧联轴器构件23、轴30)的接合力因锚定效果而增大,从而保护罩端部35a、35b与对象构件(外侧联轴器构件23、轴30)发挥稳定的接合力。因此,即使在等速万向联轴器在具有工作角的状态下旋转时,也能够起到高精度的密封性能。
另外,通过在作为圆筒面的被安装面40、41形成狭缝38A、38B,从而形成有边缘部。边缘部因电磁感应的邻近效应而温度容易上升,容易在较大范围内得到所希望的温度,能够实现作业性的提高。并且,无需对象构件(外侧联轴器构件23、轴30)与高频感应加热线圈50A、50B的相对移动,能够实现具有高频感应加热线圈50A、50B的高频感应加热装置的紧凑化以及轻量化,有助于降低成本。
图25示出第七高频感应加热线圈50A、50B,该第七高频感应加热线圈50A、50B是将一对圆弧状体60A、60A、60B、60B组合而成的可分割的环状体。因此,作为该分割式的高频感应加热线圈50A、50B,能够将圆弧状体60A、60A从外径方向安装(设置)于外侧联轴器构件23,能够将圆弧状体60B、60B从外径方向安装(设置)于轴30。此时,如图26A以及图26B所示,高频感应加热线圈50A、50B的内径面50Aa、50Ba与保护罩35的两端部的保护罩端部35a、35b的外径面即安装面相反面45A、45B接触。
若在该分割式的高频感应加热线圈50(50A、50B)分别如图25所示那样设置的状态下,向线圈50A、50B流通高频电流,则如上所述,能够将保护罩端部35a的安装面53A(参照图24)与外侧联轴器构件23的被安装面40(参照图24)以及保护罩端部35b的安装面53B(参照图24)与轴30的被安装面41(参照图24)分别接合而一体化,从而将保护罩端部35a安装固定于外侧联轴器构件23,将保护罩端部35b安装固定于轴30。
在该图25所示的等速万向联轴器中,也与图24同样地,在外侧联轴器构件23的被安装面40以及轴30的被安装面41分别设置有狭缝38A、38B。因此,即使是图25所示的分离式的高频感应加热线圈50A、50B,也能够起到与如图21所示的使用非分离式的高频感应加热线圈50A、50B的安装方法同样的作用效果。
并且,在如图25所示使用分离式的高频感应加热线圈50A、50B的情况下,在高频感应加热线圈50A、50B与被加热物(对象构件)之间存在(夹设)有保护罩端部35a、35b。保护罩材质为树脂,是非导电性物质。因此,即使高频感应加热线圈50A、50B与保护罩端部35a、35b接触,高频感应加热线圈50A、50B也不会破损。另外,作为保护罩端部35a、35b的壁厚通常是恒定的,因此通过使高频感应加热线圈50A、50B与保护罩端部35a、35b的安装面外径(覆盖面相反面)接触,能够(在周向上)准确地确保被加热物即对象构件与高频感应加热线圈50A、50B的间隙。
即,能够(在周向上)准确地确保被加热物即对象构件(外侧联轴器构件23、轴30)与高频感应加热线圈50A、50B的间隙,因此周向的粘合力(接合力)均匀,发挥稳定的接合力。并且,无需对象构件(外侧联轴器构件23、轴30)与高频感应加热线圈50A、50B的相对移动,能够实现具有高频感应加热线圈50A、50B的高频感应加热装置的紧凑化以及轻量化,有助于降低成本。
然而,优选将保护罩端部35a、35b的安装面53A、53B与对象构件(外侧联轴器构件23、轴30)的被安装面40、41的直径比设为0.995~0.98的过盈量。在过盈量为0.995以上的情况下,金属(外侧联轴器构件23、轴30)与保护罩材料的微小紧贴不足,在具有大于0.98的过盈量的情况下,保护罩35的压入阻力较大,存在对组装造成阻碍的可能性。
如图25所示,若使用分离式的高频感应加热线圈50A、50B,则优选将该内径面50Aa、50Ba与保护罩端部35a、35b的安装面相反面即外径面45A、45B的接触设为过盈接触(参照图6)。当保护罩35处于过盈状态时,即使过盈量较少,接合部的周向上的间隙量也稳定。另外,若过盈量过大,则无法将高频感应加热线圈50A、50B完全地闭合,无法实现其功能(无法构成高频感应加热线圈50A、50B)。因此,在该情况下,优选设为0.05mm~0.3mm的过盈量。
图27示出狭缝38的变形例,在图27A中,将狭缝的剖面形状设为矩形状。即,在所述图21的结构、以及图27A的结构中,狭缝38为始端与末端一致的狭缝,由周向凹槽构成。相对于此,图27B所示的狭缝为始端与末端不同的螺旋槽。
即使是图27A以及图27B所示的狭缝,也能够起到与图22以及图23所示的狭缝38A、38B同样的作用效果。需要说明的是,图27A以及图27B示出轴30的被安装面41,但也可以将这种形状的狭缝38形成于外侧联轴器构件23的被安装面40。
优选将保护罩材质设为热塑性聚酯系弹性体。热塑性聚酯系弹性体作为机械强度、成形性、弹性优异且具备保护罩所需的弯曲耐久性等功能的材料而优选。另外,热塑性聚酯系弹性体不易发生热变形,耐热温度高,因此若将该材料应用于等速万向联轴器的在工作时等暴露于高温化的保护罩,则能够防止因高温而使保护罩的耐久性降低的情况。特别是,热塑性聚酯系弹性体的分解温度为400℃~500℃左右,处于通过电磁感应加热容易得到的温度带,最适于作为该保护罩安装方法所使用的保护罩材料。
以上,对本发明的实施方式进行了说明,但本发明不限定于所述实施方式而能够进行各种变形,在所述实施方式中,在外侧联轴器构件侧以及轴侧均不使用保护罩带,而使用高频感应加热,但可以在任一方通过使用保护罩带的现有的方法进行安装固定。
另外,保护罩端部35a、35b与高频感应加热线圈50A、50B可以接触也可以不接触,但优选被加热物(对象构件)与线圈的间隙在周向整周上均匀,因此优选保护罩端部35a、35b与高频感应加热线圈50A、50B接触。
作为保护罩端部35a、35b的安装工序,可以在两保护罩端部35a、35b同时进行安装工序,也可以在任一方先进行安装工序,在该工序结束后,进行另一方的工序。
作为隔热件38的壁厚尺寸,能够任意地设定,但需要设定为不成为被加热物即对象构件与高频感应加热线圈50A、50B的间隙过大而无法对对象构件充分地进行加热的尺寸。
在设置于被安装面的狭缝的始端与末端一致的情况下,作为狭缝的数量、配设间距,能够任意地设定,例如设定为不等间距等。另外,对于如图27(b)所示的螺旋槽,也能够任意地设定圈数。并且,作为狭缝的剖面形状,不限定于半圆弧状、矩形状,也可以为三角形状、半多边形状、半长圆形状等。然而,对于这些狭缝,也需要容易使保护罩材料侵入并固化,从而发挥锚定效果,并且通过感应加热的邻近效应而在较大范围内得到所希望的温度。
实施例1
改变保护罩端部与轴的过盈量,针对每个过盈量而调查保护罩安装性、接合力。在如下的表1以及表2中示出其结果。表1以及表2是关于保护罩端部的内径(直径)与对象构件的被安装面的外径(直径)的过盈量的数据表,表1表示保护罩端部(安装部)35b与轴30的接合,是保护罩端部(安装部)35b的内径尺寸为22mm(直径)的情况,表2表示保护罩端部(安装部)35a与外侧联轴器构件(外圈)23的接合,是保护罩端部(安装部)35a的内径尺寸为70mm(直径)的情况。在表1以及表2中,◎表示优,○表示良,△表示可以,×表示不可。
[表1]
[表2]
根据该综合评价,可知优选将保护罩端部的安装面的内径与对象构件的被安装面的外径的直径之比设为0.995~0.98的过盈量。即,该范围为综合评价的△~○。
实施例2
使用对合面的形状不同的线圈与保护罩端部和轴进行安装固定,对于得到的等速万向联轴器进行润滑脂泄漏试验。在表3中示出其结果。在该试验中,使用如图5所示的固定式等速万向联轴器,将摆动角度设为25deg~40deg,将转数设为500rpm。
[表3]
根据该结果,在并非台阶结构而是直线的对合面的情况下,在50小时发生泄漏,在迷宫1(图7所示的台阶结构)的情况下,运行70小时而未发生泄漏,在迷宫2(图12所示的台阶结构)的情况下,运行85小时而发生泄漏。
工业实用性
作为固定式等速万向联轴器,不限定于图示例的结构,也可以为免根切式的固定式等速万向联轴器,也可以为双圈式、十字槽式、三球销式的滑动式等速万向联轴器。
附图标记说明
23 外侧联轴器构件;
26 内侧联轴器构件;
30 轴;
35 保护罩;
35a 保护罩端部(安装部);
35b 保护罩端部(安装部);
35c 蛇腹部(弯曲部);
38、38A、38B 狭缝;
40、41 被安装面;
45A、45B 外径面;
46、46A、46B 隔热件;
46Aa、46Ba 外径面;
48A、48B 隔热件;
48Aa 外径面;
48Ab 内径面;
49A、49A、49B、49B 半圆弧体;
50、50A、50B 高频感应加热线圈;
50Aa、50Bb 内径面;
51A、51B 锥面;
52A、52B 锥面;
53A、53B 安装面;
60A、60B 圆弧状体;
65、65 对合面;
66、69 凸部;
67、68 凹部;
M 台阶结构。

Claims (17)

1.一种保护罩安装方法,其为将保护罩端部安装固定于金属制的对象构件的等速万向联轴器用保护罩的安装方法,其特征在于,
在将保护罩端部外嵌于对象构件的外径面即被安装面后,将呈环状的高频感应加热线圈外嵌于该保护罩端部,通过向该高频感应加热线圈通入高频电流,从而利用高频感应仅对所述对象构件的被安装面的表层部分进行加热,将保护罩端部的内径面即安装面与所述对象构件的外径面即被安装面接合而一体化。
2.根据权利要求1所述的保护罩安装方法,其特征在于,
以高频感应加热线圈的内径面与保护罩端部的安装面相反面即外径面接触的状态将高频感应加热线圈外嵌于保护罩端部。
3.根据权利要求1所述的保护罩安装方法,其特征在于,
将呈环状的高频感应加热线圈以在其内周面与保护罩端部之间夹设有隔热件的状态外嵌于该保护罩端部。
4.根据权利要求1所述的保护罩安装方法,其特征在于,
在保护罩端部的外径面即安装面相反面与隔热件的内径面接触,并且隔热件的外径面与高频感应加热线圈的内径面接触的状态下,通过高频感应进行加热。
5.根据权利要求3或4所述的保护罩安装方法,其特征在于,
所述隔热件由无机化合物构成。
6.根据权利要求1所述的保护罩安装方法,其特征在于,
在所述对象构件的外径面即被安装面形成狭缝,将保护罩端部外嵌于对象构件的被安装面后,将呈环状的高频感应加热线圈外嵌于保护罩端部。
7.根据权利要求6所述的保护罩安装方法,其特征在于,
在对象构件的被安装面形成的狭缝的深度设为0.1mm~1mm的范围。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的保护罩安装方法,其特征在于,
高频感应加热线圈是通过将两个圆弧状体组合而成的可分割的环状体,该高频感应加热线圈的内径面与保护罩端部的安装面相反面即外径面的接触设为过盈接触。
9.根据权利要求8所述的保护罩安装方法,其特征在于,
高频感应加热线圈的内径面与保护罩端部的安装面相反面即外径面设为具有0.05mm~0.3mm的过盈量。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的保护罩安装方法,其特征在于,
高频感应加热线圈是通过将两个圆弧状体组合而成的可分割的环状体,该圆弧状体的对合面形成为台阶结构。
11.根据权利要求10所述的保护罩安装方法,其特征在于,
所述台阶结构包括设置在一方的圆弧状体的对合面的凸部、以及设置在另一方的圆弧状体的对合面且供所述凸部嵌合的凹部。
12.根据权利要求1至10中任一项所述的保护罩安装方法,其特征在于,
保护罩端部的安装面的内径与对象构件的被安装面的外径的直径之比设为0.995~0.98的过盈量。
13.根据权利要求1至7中任一项所述的保护罩安装方法,其特征在于,
高频感应加热线圈由非分割性的环状体构成,该高频感应加热线圈的内径面以及保护罩端部的安装面相反面即外径面设为从保护罩蛇腹部侧朝向保护罩端部侧缩径的锥面。
14.根据权利要求13所述的保护罩安装方法,其特征在于,
所述锥面的锥角度设为5°~30°。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的保护罩安装方法,其特征在于,
保护罩材质设为热塑性聚酯系弹性体。
16.一种等速万向联轴器,其具备:外侧联轴器构件、内侧联轴器构件、以及夹设在外侧联轴器构件与内侧联轴器构件之间的转矩传递构件,外侧联轴器构件的开口部被保护罩密封,保护罩包括:大径的安装部,其安装于外侧联轴器构件的在开口部侧的外径面形成的保护罩安装部;小径的安装部,其安装于嵌入内侧联轴器构件中的轴的保护罩安装部;以及弯曲部,其将大径的安装部与小径的安装部连结,其特征在于,
使用所述权利要求1至15中任一项所述的保护罩安装方法,将保护罩的大径的安装部作为所述保护罩端部,并且将外侧联轴器构件的在开口部侧的外径面形成的保护罩安装部作为所述对象构件的被安装面,将保护罩的大径的安装部与外侧联轴器构件的保护罩安装部接合而一体化。
17.一种等速万向联轴器,其具备:外侧联轴器构件、内侧联轴器构件、以及夹设在外侧联轴器构件与内侧联轴器构件之间的转矩传递构件,外侧联轴器构件的开口部被保护罩密封,保护罩包括:大径的安装部,其安装于外侧联轴器构件的在开口部侧的外径面形成的保护罩安装部;小径的安装部,其安装于嵌入内侧联轴器构件中的轴的保护罩安装部;以及弯曲部,其将大径的安装部与小径的安装部连结,其特征在于,
使用所述权利要求1至15中任一项所述的保护罩安装方法,将保护罩的小径的安装部作为所述保护罩端部,并且将轴的保护罩安装部作为所述对象构件的被安装面,将保护罩的小径的安装部与轴的保护罩安装部接合而一体化。
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