JP2009030643A - 等速自在継手のシールプレート - Google Patents

Abstract

【課題】通気機能を有し且つグリースの漏洩を防止可能で安価な等速自在継手のシールプレートを提供すること。
【解決手段】等速自在継手のシールプレート５におけるプレート部５ａの内面５ｄが、外側継手部材１の内部側に突出した形状を呈する。内面５ｄにおける通気孔５ｃの開口を内面５ｄにおける最も突出した位置に形成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、等速自在継手のシールプレートに関する。

等速自在継手は、自動車や各種産業機械の動力伝達系において、駆動側の回転軸と従動側の回転軸を連結して等角速度でトルクを伝達するもので、固定式と摺動式がある。固定式が角度変位のみを許容するのに対し、摺動式は角度変位と軸方向変位の両方を許容するタイプである。

これらの等速自在継手の中で、自動車のプロペラシャフト用の摺動式等速自在継手を図６（Ａ）に示す。この等速自在継手は、主な構成要素として、外側継手部材１１、内側継手部材１２、トルク伝達部材としてのボール１３、ボール１３を保持するケージ１４及びシールプレート１５を有する。

外側継手部材１１は両端にて開口しており、その一端の開口にシールプレート１５が圧入により固定されている。シールプレート１５は金属製であり、軸に垂直な円板状の部分と、その周縁部から外側継手部材１１の内周面に嵌合して内部側へ軸方向に延在する円筒形状の部分から構成されている。

シールプレート１５には、円板状部分の中心位置に外側継手部材１１の内部と外部を連通し、通気する通気孔１５ａが形成されている。この通気孔１５ａによって継手内外の差圧が解消される。すなわち、内側継手部材１２の軸孔１２ａにはプロペラシャフトが圧入され、プロペラシャフトと外側継手部材１１の間を覆うようにブーツが装着される。この状態では、通気孔１５ａがない場合、周囲の環境の熱や、等速自在継手の作動時に発生する熱により、等速自在継手内部の空気の圧力が上昇し、ブーツが変形を来す。逆に空気がブーツを透過して等速自在継手外に逃げていき、長期的に等速自在継手内部の空気圧が低下しブーツが変形を来す問題もあった。そこで、これらの問題を解決するために、等速自在継手の内部と外部を連通する通気孔１５ａをシールプレート１５に形成することにより、継手内外の空気の差圧の発生を防止したのである。

しかし、この通気孔１５ａはシールプレート１５を貫通しているだけの単純な構造であるため、等速自在継手の内部に充填されたグリースが、この通気孔１５ａを通過して、等速自在継手の外部へ漏洩する可能性がある。

このグリースの漏洩を防止するために、図６（Ｂ）に示すように、シールプレート１５の貫通孔に、スリットを設けたゴム製の別部材１６を装着することが提案されている。また、特許文献１には、金属製シールプレートの片面にゴム状弾性体を一体成形し、そのシールプレートの貫通孔の位置にゴム状弾性体のスリットを設けたものが開示されている。ゴム製部材１６及び特許文献１におけるゴム状弾性体のスリットは普段は閉じており、等速自在継手の内外で差圧が生じた時に、その差圧により弾性変形して開口し等速自在継手の内外を連通することにより、差圧を減少させるものである。即ち、等速自在継手の内外で差圧がない場合はスリットが閉じており、グリースの漏洩が防止される。
特許第３６６２０５０号公報

しかし、これらの対策は、シールプレート１５に別部材であるゴム製部材１６を装着する工程、又はシールプレートの片面にゴム状弾性体を一体成形しスリットを設ける工程が必要である。また、ゴム製部材１６については別途その製造工程が必要である。そのため、部品点数増加、工程数増加によりシールプレートの製造コストが増加する。

本発明は、上記事情に鑑み、通気機能を有し且つグリースの漏洩を防止可能で安価な等速自在継手のシールプレートを提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、請求項１の発明は、グリースが充填された外側継手部材の一端の開口を閉塞すると共に外側継手部材の内部と外部を連通する通気孔を有するプレート部を備えた等速自在継手のシールプレートにおいて、前記プレート部における前記外側継手部材の内部側の内面が、当該内面の全部又は一部について前記外側継手部材の内部側に突出した形状を呈すると共に、前記内面における前記通気孔の開口を前記プレート部の内面における最も突出した位置に形成したことを特徴とする。

請求項１の発明によれば、等速自在継手の作動中に、グリースがシールプレート側に移動してきた場合に、前記通気孔の周囲でグリースが滞ることなくスムーズに移動していく。そのため、通気孔の内部にグリースが侵入する可能性が小さく、通気孔を通じた等速自在継手の外部へのグリースの漏洩が効果的に防止される。

請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記内面における前記通気孔の開口を前記プレート部の内面の中心に形成したことを特徴とする。

請求項２の発明によれば、等速自在継手の作動中は、遠心力によりグリースが外側継手部材の内部の径方向外方に偏在するため、前記通気孔の内部にグリースが侵入する可能性が小さくなる。このため、通気孔を通じた等速自在継手の外部へのグリースの漏洩が効果的に防止される。

請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記内面の突出の形状をテーパ形状としたことを特徴とする。

請求項３の発明によれば、シールプレートの製造のための金型の設計が容易となる。

請求項４の発明は、請求項１又は２の発明において、前記内面の突出の形状を部分球形状としたことを特徴とする。

ここで、部分球形状とは、球形を平面で切断した場合に生じる球形の一部分の形状のことである（以下同じ）。

請求項４の発明によれば、シールプレートの製造のための金型の設計が容易となる。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１項の発明を有することを特徴とする。

請求項５の発明によれば、上記の請求項１〜４のいずれか１項の作用及び効果が、等速自在継手の有するシールプレートについて得られる。

請求項６の発明は、請求項５の発明において、等速自在継手が自動車のプロペラシャフト用等速自在継手であることを特徴とする。

請求項６の発明によれば、請求項５で得られる作用及び効果が自動車のプロペラシャフト用等速自在継手のシールプレートについて得られる。

本発明によれば、通気機能を有し且つグリースの漏洩を防止可能で安価な等速自在継手のシールプレートを提供することができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態として自動車のプロペラシャフト用の等速自在継手を示す。この等速自在継手はダブルオフセット型摺動式等速自在継手と呼ばれるもので、主な構成要素として、外側継手部材１、内側継手部材２、トルク伝達部材としてのボール３、ケージ４及びシールプレート５を有する。

外側継手部材１は両端にて開口した円筒形状であり、その円筒形状内周面に軸方向に延びるトラック溝１ａが周方向等間隔に形成されている。内側継手部材２は球面状外周面を有し、その外周面に軸方向に延びるトラック溝２ａが周方向等間隔に形成されている。

外側継手部材１のトラック溝１ａと内側継手部材２のトラック溝２ａとが対をなしてボールトラックを形成し、各ボールトラックに１個ずつボール３が組み込んである。各ボール３は、円筒状のケージ４の周方向に形成されたポケット４ａ内に保持されている。

外側継手部材１の一端の開口端部１ｂにおける内周面１ｃにはシールプレート５が圧入されている。シールプレート５は金属製であり、開口端部１ｂの開口を閉塞するプレート部５ａと、その周縁部から外側継手部材１の内周面に嵌合して内部側に延在する圧入部５ｂから構成されている。プレート部５ａは正面視で円形状であり、圧入部５ｂは円筒形状である。シールプレート５は一枚の板金をプレス成形したもので、プレート部５ａと圧入部５ｂの厚みは一定である。

シールプレート５のプレート部５ａには、その中心位置に軸方向に貫通し、外側継手部材１の内部と外部を連通し、通気する通気孔５ｃが形成されている。プレート部５ａは全体的に外側継手部材１の内部側にテーパ形状に突出しており、通気孔５ｃは最も突出した位置にある。すなわち、プレート部５ａにおける外側継手部材１の内部側の内面５ｄ全体が、外側継手部材１の内部側にテーパ形状に突出しており、通気孔５ｃの開口は最も突出した位置にある。

外側継手部材１の一端の開口端部１ｂにおける内周面１ｃには、周方向に連続した溝が形成されており、この溝にはＯリング６が嵌合されている。Ｏリング６が溝とシールプレート５の圧入部５ｂとの間で圧縮されることにより、内周面１ｃと圧入部５ｂとの間のシール性が確保されている。

上記の構成の等速自在継手の使用時には、内側継手部材２の軸孔２ｂにはプロペラシャフトが圧入されて固定されている。また、ブーツが、その一端が外側継手部材１の開口端部１ｄを覆うように開口端部１ｄの外周面に固定され、他端がプロペラシャフトの外周面に固定されている。また、等速自在継手内部を潤滑するために、グリースが等速自在継手の内部に充填されている。すなわち、グリースが充填された外側継手部材１の内部をブーツ及びシールプレート５が密閉している。一方、外側継手部材１の開口端部１ｂの外周面には、径方向外方にフランジ部１ｅが延在しており、このフランジ部１ｅに変速機の出力軸等が固定されている。

この等速自在継手の作動時において、プロペラシャフトが内側継手部材と共にシールプレート５の側に移動した場合や、プロペラシャフトが作動角を取る等した場合、ブーツの容積が減少する。この時、等速自在継手内部のグリースがシールプレート５側に移動していき、シールプレート５のプレート部５ａの内面５ｄに接触する。しかし、プレート部５ａの内面５ｄが、外側継手部材１の内部側に突出しているため、最も突出した位置にある通気孔５ｃの周囲でグリースは滞らずにスムーズに内面５ｄの周縁方向に流れていく。従って、通気孔５ｃの開口にグリースが入り込む可能性が低く、通気孔５ｃを通過してグリースが漏洩する可能性は低い。

プレート部５ａの内面５ｄにおける通気孔５ｃの開口周縁から周縁部までの面が、軸に垂直な面に対して成す角のうち鋭角θ１の大きさは、大きいほど上記のグリースをプレート部５ａ周縁方向にスムーズに流す作用が大きい。しかし、鋭角θ１が大きいほど、通気孔５ｃの位置が外側継手部材１の内部側になり、継手の作動中に通気孔５ｃの周囲がケージ４等と接触する可能性がある。また、プレート部５ａの加工も困難になる。これらを比較衡量して鋭角θ１の大きさを適宜設定すればよい。

図２に本発明の第２実施形態を示す。第１実施形態と異なるのは、プレート部５ａにおけるテーパ形状が、プレート部５ａの一部であることである。詳述すれば、プレート部５ａは、その中心から径方向に大きさＡの範囲で、外側継手部材１の内部側へテーパ形状に突出している（Ａはシールプレート５の外径の１／２より小さい）。すなわち、プレート部５ａの内面５ｄが、その中心から径方向に大きさＡの範囲で、テーパ形状で外側継手部材１の内部側へ突出している。プレート部５ａの非突出部及びその内面５ｄは軸に垂直になっている。

内面５ｄにおける通気孔５ｃの開口周縁からテーパ形状を成している周縁部までの面が、軸に垂直な面に対して成す角のうち鋭角θ２は、第１実施形態での鋭角θ１と同様に設定すればよい。ただし、鋭角θ１に比較して、鋭角θ２の方が大きな値を設定することができる。これは、外側継手部材１の内部側への内面５ｄの突出量が同じ場合、即ち、継手の作動中に通気孔５ｃの周囲がケージ４等と接触する可能性が同じ場合、鋭角θ１より鋭角θ２の方が大きいからである。従って、第１実施形態より本実施形態の方が、グリースを内面５ｄの周縁方向にスムーズに流す作用を大きくすることができる。また、鋭角θ２の大きさが同じであれば、Ａの大きさは大きいほど、外側継手部材１の内部側への通気孔５ｃの周囲の突出量が大きくなることを比較衡量して、適宜設定すればよい。その他の構成、作用及び効果は第１実施形態と同じなので説明を省略する。

図３に本発明の第３実施形態を示す。第１実施形態と異なるのは、プレート部５ａが、その一部について外側継手部材１の内部側に部分球形状に突出していることである。詳述すれば、プレート部５ａは、その中心から径方向に大きさＢの範囲で、外側継手部材１の内部側へ部分球形状に突出している（Ｂはシールプレート５の外径の１／２より小さい）。すなわち、プレート部５ａの内面５ｄは、その中心から径方向に大きさＢの範囲で、外側継手部材１の内部側へ部分球形状に突出している。プレート部５ａの非突出部及びその内面５ｄは軸に垂直になっている。

この内面５ｄにおける部分球形状の球の中心は軸上にあり、内面５ｄの非突出部の軸方向での位置に対し軸方向で外側継手部材１の内部とは反対側にある。この中心が軸方向で外側継手部材１の内部側にある程、突出量が大きくなり、グリースの移動に与える影響が大きくなる反面、継手の作動中に通気孔５ｃの周囲がケージ４等と接触する可能性が大きくなる。内面５ｄにおける部分球形状の球の半径Ｒは小さい程、部分球形状を成す内面５ｄの軸方向への傾斜が大きくなり、シールプレート５側へのグリースの移動に対する抵抗が少なくなる反面、突出量が小さくなり、グリースの移動に与える影響が小さくなる。これらのことを比較衡量して、内面５ｄにおける部分球形状の球についての中心の位置及び半径Ｒの大きさを適宜設定すると良い。なお、Ｂの大きさは、内面５ｄにおける部分球形状の球についての中心の位置及び半径Ｒの大きさを設定すれば、自動的に決定される。その他の構成、作用及び効果は第１実施形態と同じなので説明を省略する。

図４に本発明の第４実施形態を示す。第１実施形態と異なるのは、プレート部５ａが、その一部について外側継手部材１の内部側に突出していることと、その突出の形状である。詳述すれば、プレート部５ａは、その中心から径方向に大きさＣの範囲で、外側継手部材１の内部側へ突出している（Ｃはシールプレート５の外径の１／２より小さい）。その突出の形状は外側継手部材１の内部側に行くに従って、軸方向への傾斜が漸次大きくなる形状である。すなわち、プレート部５ａの内面５ｄは、その中心から径方向に大きさＣの範囲で、外側継手部材１の内部側へ突出しており、その突出の形状は外側継手部材１の内部側に行くに従って、軸方向への傾斜が漸次大きくなる形状である。プレート部５ａの非突出部及びその内面５ｄは軸に垂直になっている。

この内面５ｄの突出の形状では、グリースがシールプレート５側に軸方向に移動してきた場合、通気孔５ｃの周囲は軸方向への傾斜が大きいため、グリースの軸方向移動に対する抵抗が少なく、グリースがスムーズに移動して行く。また、突出部の周縁部に行くに従い、漸次軸方向への傾斜が小さくなるため、突出部の周辺でグリースの移動が滞ることが少ない。これらにより、第２実施形態と比較して、外側継手部材１の内部側への通気孔５ｃの周囲の突出量が同じで、ＣとＡが同じ大きさの場合、本実施形態はグリースをプレート部５ａ周縁方向にスムーズに流す作用を同等以上にすることができる。

外側継手部材１の内部側への内面５ｄの突出量が大きいほど、グリースの移動に与える影響が大きくなる反面、継手の作動中に通気孔５ｃの周囲がケージ４等と接触する可能性が大きくなる。突出の形状は、通気孔５ｃの周囲の軸方向への傾斜が大きい程、通気孔５ｃの周囲のグリースのシールプレート５側への移動に対する抵抗が少なくなる。しかし、その反面、突出部通気孔５ｃの周囲から突出部の周縁部に近づくにつれて内面５ｄの軸方向への傾斜が急激に小さくなり、突出部の周縁部でグリースの移動が滞る可能性が出てくる。これらを比較衡量して、外側継手部材１の内部側への内面５ｄの突出量及び突出の形状を適宜設定するとよい。なお、Ｃの大きさは、外側継手部材１の内部側への通気孔５ｃの周囲の突出量及び突出の形状を設定すれば、自動的に決定される。その他の構成、作用及び効果は第１実施形態と同じなので説明を省略する。

図５に本発明の第５実施形態を示す。この実施形態は、第２実施形態とプレート部５ａの内面５ｄが同じ形状である。しかし、プレート部５ａの外側継手部材１の内部とは反対側の面が平面になっている。すなわち、プレート部５ａの中心から径方向にＡの範囲で、その周縁部から中心に行くに従って漸次肉厚になっている。本実施形態と第２実施形態では、内面５ｄの形状が同じであるため、内面５ｄの形状によるグリースに対する作用及び効果も第２実施形態と全く同じである。しかし、第２実施形態より本実施形態の方が、通気孔５ｃの長さが長いため、通気孔５ｃを通り抜けてグリースが外部へ漏洩する可能性や、異物が継手外部から内部に侵入する可能性が、第２実施形態より本実施形態の方が低い。その他の構成、作用及び効果は第２実施形態と同じなので説明を省略する。

上記実施形態は、本発明を自動車のプロペラシャフト用の等速自在継手のシールプレートに適用したものであるが、これ以外の用途例えば、自動車のドライブシャフト用や産業機械用等の等速自在継手のシールプレートにも適用可能である。

また、上記実施形態は、本発明をダブルオフセット型摺動式等速自在継手のシールプレートに適用したものであるが、本発明はこれ以外の等速自在継手のシールプレートにも適用可能である。例えば、クロスグルーブ型、トリポード型等の他の摺動式等速自在継手は勿論、ボールフィックスドジョイント、アンダーカットフリージョイント等の固定式等速自在継手のシールプレートにも適用可能である。即ち、シールプレートを備えていれば全ての等速自在継手に適用可能である。

本発明の第１実施形態に係る自動車のプロペラシャフト用摺動式等速自在継手の縦断側面図である。 本発明の第２実施形態に係る自動車のプロペラシャフト用摺動式等速自在継手の縦断側面図である。 本発明の第３実施形態に係る自動車のプロペラシャフト用摺動式等速自在継手の縦断側面図である。 本発明の第４実施形態に係る自動車のプロペラシャフト用摺動式等速自在継手の縦断側面図である。 本発明の第５実施形態に係る自動車のプロペラシャフト用摺動式等速自在継手の縦断側面図である。 従来の自動車のプロペラシャフト用摺動式等速自在継手の縦断側面図で、（Ａ）はシールプレートに通気孔としての貫通孔を形成したもので、（Ｂ）はシールプレートの貫通孔に、スリットを設けたゴム製部材を装着したものである。

符号の説明

１ 外側継手部材
５ シールプレート
５ａ シールプレートのプレート部
５ｂ シールプレートの圧入部
５ｃ プレート部の通気孔
５ｄ プレート部の内面

Claims (6)

1. グリースが充填された外側継手部材の一端の開口を閉塞すると共に外側継手部材の内部と外部を連通する通気孔を有するプレート部を備えた等速自在継手のシールプレートにおいて、
   前記プレート部における前記外側継手部材の内部側の内面が、当該内面の全部又は一部について前記外側継手部材の内部側に突出した形状を呈すると共に、前記内面における前記通気孔の開口を前記プレート部の内面における最も突出した位置に形成したことを特徴とする等速自在継手のシールプレート。
2. 請求項１に記載の等速自在継手のシールプレートにおいて、前記内面における前記通気孔の開口を前記プレート部の内面の中心に形成したことを特徴とする等速自在継手のシールプレート。
3. 請求項１又は２に記載の等速自在継手のシールプレートにおいて、前記内面の突出の形状をテーパ形状としたことを特徴とする等速自在継手のシールプレート。
4. 請求項１又は２に記載の等速自在継手のシールプレートにおいて、前記内面の突出の形状を部分球形状としたことを特徴とする等速自在継手のシールプレート。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の等速自在継手のシールプレートを有することを特徴とする等速自在継手。
6. 請求項５に記載の等速自在継手において、等速自在継手が自動車のプロペラシャフト用等速自在継手であることを特徴とする等速自在継手。

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