JP2006189125A - 温度センサ付き等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】 等速自在継手の使用中の温度を知ることができ、等速自在継手の異常の監視等に役立てることができる温度センサ付き等速自在継手を提供する。
【解決手段】 この温度付き等速自在継手３は、互いに回転伝達される一対の継手部材５を有する等速自在継手において、使用中の温度を監視する手段１２を設けたものである。この手段１２は、例えば等速自在継手３が設置されている機械１３に取付けられた赤外線温度計とされる。
【選択図】 図１

Description

この発明は、自動車や鉄道車両のドライブシャフト、産業機械用のドライブシャフト等に用いられる温度センサ付き等速自在継手に関する。

従来の一般的な自動車の走行安定性確保対策は、各部の車輪の回転速度を検出することで行われているが、車輪の回転速度だけでは十分でなく、その他のセンサ信号を用いて車両の挙動を監視し、さらに安全面での制御を可能とすることが求められている。そこで、車両走行時に各車輪に作用するトルクから姿勢制御を図ることも考えられる。
その一例として、両端が等速自在継手を介して自動車の駆動系に接続されるドライブシャフトにおいて、前記両等速自在継手の外輪にパルサリングをそれぞれ取付けて両パルサリングから発生する回転信号を検出し、ドライブシャフトのねじれに対応する前記両パルサリングの回転信号の位相差を演算することにより、ドライブシャフトに加わる軸トルクを測定するようにしたものがある（例えば特許文献１）。
特開平７−６３６２８号公報

上記のように等速自在継手のトルクを監視するものは提案されているが、等速自在継手の使用状態での温度を監視し、車両挙動の制御を行うものは提案されていない。等速自在継手の異常は、トルクよりも温度による監視が、簡易で好ましい場合がある。

この発明の目的は、等速自在継手の使用中の温度を知ることができ、等速自在継手の異常の監視等に役立てることができる温度センサ付き等速自在継手を提供することである。

この発明の温度センサ付き等速自在継手は、互いに回転伝達される一対の継手部材を有する等速自在継手において、使用中の温度を監視する手段を設けたことを特徴とする。
この構成によると、前記温度の監視の手段により、等速自在継手の使用中の温度を、動作中に知ることができる。等速自在継手の温度は、使用状況や周辺温度等に応じて、通常は一定範囲内にある。そのため、監視した温度から、等速自在継手の異常等を監視することができる。さらには等速自在継手が設置されている車両等の機械の挙動を監視することができる。

前記使用中の温度を監視する手段が、等速自在継手が設置されている機械に取付けられた赤外線温度計であっても良い。
等速自在継手は高速回転するが、等速自在継手が設置されている機械に赤外線温度計を取付けると、回転する測定部位に対して非接触で温度測定ができる。そのため、配線処理が簡単であり、等速自在継手の動作を妨げることもない。

使用中の温度を監視する手段は、熱電対と、この熱電対の起電力を増幅し発信する発信器と、この発信器から発信された信号を受信する受信器とでなるものとしても良い。前記受信器は等速自在継手の設置された機械に、等速自在継手から離れて設置されたものとする。
この構成の場合、熱電対が使用中の等速自在継手の温度を測定して、その温度情報を、発信器が等速自在継手から離れて設置される受信器に送信する。これにより、等速自在継手の異常を監視できる。熱電対の測定した温度情報は、発信器および受信器を介して伝達されるので、使用中の温度を監視する手段が等速自在継手の動作を妨げることもない。また、熱電対は、簡易な構成で精度の良い検出が行え、温度の測定手段を安価で信頼性の高いものとできる。

前記のように熱電対を設ける場合に、前記熱電対が、等速自在継手を構成する部品に直接に取付けられ、前記発信器が、等速自在継手の外輪側継手部材、または内輪側継手部材に接続されたシャフトに直接に取付けられ、前記熱電対の配線が前記発信器に配線で接続されたものとしても良い。
等速自在継手の構成部品に熱電対を直接に取付けることで、精度の良い温度測定が行える。また、その測定温度を送信する発信器が外輪側継手部材またはシャフトに取付けられることにより、配線が等速自在継手の動作を妨げることもない。

この発明において、等速自在継手の封入潤滑剤を保持するブーツを有し、前記熱電対が前記ブーツに埋め込まれ、前記発信器が、等速自在継手の外輪側継手部材、または内輪側継手部材に接続されたシャフトに直接に取付けられ、前記熱電対の配線が前記発信器に接続されたものであっても良い。ブーツに熱電対を埋め込むことで、簡易に熱電対の取付が行える。

等速自在継手の封入潤滑剤を保持するブーツを有するものである場合に、前記熱電対および発信器が共に前記ブーツに埋め込まれたものであっても良い。
ブーツ内に熱電対および発信器を埋め込むことで、これら熱電対および発信器の設置が容易となり、また発信器と熱電対の接続配線が容易となり、配線が等速自在継手の動作を妨げることも回避できる。

この発明の温度センサ付き等速自在継手は、互いに回転伝達される一対の継手部材を有する等速自在継手において、使用中の温度を監視する手段を設けたため、等速自在継手の使用中の温度を知ることができ、等速自在継手の異常の監視等に役立てることができる。

この発明の第１の実施形態を図１および図２と共に説明する。この温度センサ付き等速自在継手は、例えば自動車の駆動系統に設けられる図２のようなドライブシャフト付き等速継手装置１の一部を構成するものである。図２の等速継手装置１は、自動車の車輪用軸受（図示せず）と車体側の差動機１３との間に設けられるものであって、軸受側に配置されるアウトボード側の等速自在継手２と、差動機１３側に固定されるインボード側の等速自在継手３と、これらの等速自在継手２，３に両端がそれぞれ連結されたドライブシャフト４とを備える。

ドライブシャフト４の一端はアウトボード側等速自在継手２の片方の継手部材である継手内輪６に連結され、他端はインボード側等速自在継手３の片方の継手部材である継手内輪６にそれぞれ連結される。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向外側寄りとなる側をアウトボード側と言い、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。

アウトボード側の等速自在継手２のもう片方の継手部材である継手外輪５は、そのステム部５ｂで車輪用軸受（図示せず）の内方部材に連結される。アウトボード側の等速自在継手２は固定式のものであり、継手外輪５、継手内輪６、トルク伝達用の転動体であるボール７、保持器８、および封入潤滑剤を保持するブーツ９により構成される。継手外輪５は、カップ状のカップ部５ａとステム部５ｂとで構成され、カップ部５ａの内周面に複数の案内溝１０が軸方向に形成されている。継手内輪６は、外周面に複数の案内溝１１を軸方向に形成した部材である。上記複数のボール７は、継手外輪５と継手内輪６の案内溝１０，１１により形成される各ボールトラックにそれぞれ介在している。案内溝１０，１１は、軸方向に沿う断面形状が円弧状とされている。保持器８は、各ボール７を同一平面内に保持する部材であり、周方向の複数箇所に設けられたポケット内にボール７を保持している。継手内輪６は、内周にセレーションまたはスプライン等の凹凸部を有する中央孔を備え、ドライブシャフト４の一端が、トルク伝達可能に嵌合している。

インボード側の等速自在継手３は、スライド式のものであり、トルク伝達用の転動体としてローラ８を有している。継手内輪６はトラニオン状の３本の軸が外周に突設され、各軸に上記ローラ８が回転自在に設置されている。これらの３つのローラ８は、継手外輪１０の内径面に軸方向に沿って設けられた案内溝１０内を転動自在である。その他の構成は、固定式の等速自在継手２と同様であるので、対応する箇所に同一符号を付してその説明を省略する。なお、インボード側の等速自在継手３は、トルク伝達用の転動体としてボールを用いたものであっても良い。

この実施形態の温度センサ付き等速自在継手は、図２の等速継手装置１におけるインボード側の等速自在継手３に適用したものであって、図１に斜視図で示すように、使用中の温度を監視する手段として赤外線温度計１２を備える。この赤外線温度計１２は、等速自在継手３が連結されている機械である差動機１３側に設けられる。具体的には、差動機１３のケース部１３ａに赤外線温度計１２が取付けられ、継手外輪５から放射される赤外線を検出することで継手外輪５の表面温度を測定する。

この構成の温度センサ付き等速自在継手３によると、自動車の駆動系統に設けられた等速自在継手３の使用中の温度を監視する手段として赤外線温度計１２を設けたので、赤外線温度計１２で測定される温度から等速自在継手３の異常を監視でき、さらには等速自在継手３が設置されている車両の挙動を監視することができる。

例えば自動車のインストルメントパネル（計器板）に、等速自在継手３の温度異常を知らせる温度警告灯を設置するものとすれば、運転者は、自動車を運転しながら等速自在継手３の温度異常を確認できる。等速自在継手３の設置対象機械が鉄道車両の場合でも同じである。また、等速自在継手３の設置対象機械が他の産業機械の場合でも、機械に温度警告灯を設置したり、機械から遠隔の場所に設置された監視盤に温度警告灯を設置することによって、同様に等速自在継手３の温度異常を確認できる。また、この実施形態では、赤外線温度計１２は、等速自在継手３が連結されている差動機１３のケース部１３ａに取付けられ、継手外輪５から放射される赤外線を検出することで継手外輪５の表面温度を測定するようにしているので、測定部位に対して非接触で温度測定ができ、配線処理等が要らず、等速自在継手３の動作を妨げることもない。

図３および図４は、この発明の他の実施形態を示す。この実施形態では、図１の等速自在継手３において、使用中の温度を監視する手段１２Ａを、熱電対１４と、この熱電対１４の起電力を増幅して発信する発信器１５と、この発信器１５から発信された信号を受信する受信器１６とで構成している。熱電対１４はＪＩＳに定められた規格のものであって、等速自在継手３における継手外輪５のカップ部５ａの内周面に直接に取付けられ、カップ部５ａの外周部に取付けられた発信器１５に接続される。カップ５ａの外周部への発信器１５の取付けには、例えばブーツバンドを用いても良く、接着しても良い。受信器１６は、等速自在継手３が設置される差動機１３のケース部１３ａに設置されており、等速自在継手３に対して非接触となるように離れている。

この実施形態の温度付き等速自在継手３の場合、熱電対１４が使用中の等速自在継手３の内部温度を検出して、その検出温度情報を発信器１５が等速自在継手３から離れて設置される受信器１６に送信する。
これにより、等速自在継手３の異常を監視でき、さらには等速自在継手３が設置されている車両の挙動を監視することができる。熱電対１４は等速自在継手３の内部温度を検出するので、精度の高い温度測定が可能となる。また、熱電対１４の測定した温度情報が、発信器１５を介して等速自在継手３から離れた受信器１６に送信されるので、熱電対１４と発信器１５とを接続する配線も容易で、その配線が等速自在継手３の動作を妨げることもない。

図５は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態では、図３および図４に示す実施形態において、熱電対１４が、ドライブシャフト４に直接に取付けられ、このドライブシャフト４に同じく直接取付けられた発信器１５に接続される。ドライブシャフト４への発信器１５の取付けには、例えばブーツバンドを用いても良く、接着しても良い。受信器１６は、等速自在継手３が設置される差動機１３のケース部１３ａに設置される。

この実施形態の場合も、熱電対１４が等速自在継手３の内部温度を検出するので、精度の高い温度測定が可能となる。熱電対１４と発信器１５とを接続する配線も容易で、その配線が等速自在継手３の動作を妨げることもない。

なお、図３〜図５の各実施形態において、図６に示すように、前記熱電対１４は、等速自在継手３のブーツ９に埋め込まれていても良い。この場合にも、等速自在継手３の内部温度を測定でき、高精度の温度測定が可能となる。また、発信器１５も熱電対１４と共にブーツ９に埋め込まれていても良い。この場合には、発信器１５と熱電対１４の接続配線が容易となり、その配線が等速自在継手３の動作を妨げることもない。

また、上記各実施形態では、図２の等速継手装置１におけるインボード側の等速自在継手（スライド式）３に適用した場合につき説明したが、これに限らずアウトボード側の等速自在継手（固定式）２に適用しても同様の効果が得られる。

この発明の第１の実施形態にかかる温度センサ付き等速自在継手の外観斜視図である。 同等速自在継手が構成部品として用いられるドライブシャフト付き等速継手装置の断面図である。 この発明の他の実施形態にかかる温度センサ付き等速自在継手の断面図である。 同等速自在継手の外観斜視図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる温度センサ付き等速自在継手の断面図である。 この発明のさらに他の実施形態にかかる温度センサ付き等速自在継手の断面図である。

符号の説明

３…等速自在継手
４…ドライブシャフト
４Ａ…シャフト本体
５…継手外輪
６…継手内輪
９…ブーツ
１２…赤外線温度計（使用中の温度を監視する手段）
１２Ａ…使用中の温度を監視する手段
１３…差動機（機械）
１４…熱電対
１５…発信器
１６…受信器

Claims (6)

1. 互いに回転伝達される一対の継手部材を有する等速自在継手において、使用中の温度を監視する手段を設けたことを特徴とする温度センサ付き等速自在継手。
2. 請求項１において、前記使用中の温度を監視する手段が、等速自在継手が設置されている機械に取付けられた赤外線温度計である温度センサ付き等速自在継手。
3. 請求項１において、使用中の温度を監視する手段が、熱電対と、この熱電対の起電力を増幅し発信する発信器と、この発信器から発信された信号を受信する受信器とでなり、前記受信器は等速自在継手の設置された機械に、等速自在継手から離れて設置されたものである温度センサ付き等速自在継手。
4. 請求項３において、前記熱電対が、等速自在継手を構成する部品に直接に取付けられ、前記発信器が、等速自在継手の外輪側継手部材、または内輪側継手部材に接続されたシャフトに直接に取付けられ、前記熱電対の配線が前記発信器に配線で接続された温度センサ付き等速自在継手。
5. 請求項３において、等速自在継手の封入潤滑剤を保持するブーツを有し、前記熱電対が前記ブーツに埋め込まれ、前記発信器が、等速自在継手の外輪側継手部材、または内輪側継手部材に接続されたシャフトに直接に取付けられ、前記熱電対の配線が前記発信器に接続された温度センサ付き等速自在継手。
6. 請求項３において、等速自在継手の封入潤滑剤を保持するブーツを有し、前記熱電対および発信器が共に前記ブーツに埋め込まれた温度センサ付き等速自在継手。
   

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