JP2009079682A - 等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】シールプレートの圧入時の内圧上昇を緩和することができて、しかも、ブーツの耐久性低下を防止することができる等速自在継手を提供する。
【解決手段】外側継手部材２の開口部を塞ぐシールプレート１３を備えた等速自在継手である。シールプレート１３の外径側に、継手内部からエアを抜きつつ外側継手部材２の開口部へのシールプレート１３の圧入を許容するエア抜き手段Ｓを設けた。
【選択図】図１

Description

この発明は等速自在継手に関する。

自動車の推進軸に用いられる等速自在継手には、継手開口部を塞ぐために、例えば金属環（ブーツアダプタ）付きのブーツが用いられる。そして、それほど高速回転することなく、発熱が比較的小さいトリポード型等速自在継手は、シール性を保つため、通気機構がない密閉タイプのものがある。

この密閉タイプは、図１３に示すように、内輪１０１、外輪１０２、ボール１０３およびケージ１０４を主要な構成要素としている。

内輪１０１は、その外周面に複数のトラック溝１０６が形成されている。この内輪１０１の中心孔（内径孔）１０５にシャフト１０８を挿入してスプライン嵌合させ、そのスプライン嵌合により両者間でトルク伝達可能としている。

外輪１０２は、底壁１１０を有する円筒部１１４を備え、円筒部１１４の内周面に内輪１０１のトラック溝１０６と同数のトラック溝１０７が形成されている。外輪１０２のトラック溝１０７と内輪１０１のトラック溝１０６との間にトルクを伝達する複数のボール１０３が組み込まれている。内輪１０１と外輪１０２の間にケージ１０４が配置され、ボール１０３は、ケージ１０４のポケット１０９内に保持されている。

シャフト突出側において、外輪１０２とシャフト１０８との間には密封装置１３０が装着されている。すなわち、密封装置１３０は、ゴム材料又は樹脂材料等の可撓性材料にて構成されるブーツ１１２と、金属製のアダプタ１１１とからなる。ブーツ１１２は大径部１１２ａと、小径部１１２ｂと、大径部１１２ａと小径部１１２ｂとを連結する断面略Ｕ字形の屈曲部１１２ｃとを備える。アダプタ１１１は略円筒形で、一端部１１１ａが外輪１０２の端部外周面にＯリング等のシール部材を介して圧入加締められ、他端部１１１ｂがブーツ１１２の大径部１１２ａを加締めにて保持している。また、ブーツ１１２は、その小径部１１２ｂがシャフト１０８に外嵌されてブーツバンド１３１で締め付けられている。

この密閉タイプでは、ブーツアダプタ１１１を圧入する際に内部のエアが圧縮されるため、密閉された継手内圧が上昇する。その結果、高速回転時にブーツの反転が生じてブーツゴム部同士が干渉し、ブーツの耐久性が著しく低下することがある。

このため、ブーツアダプタ１１１を圧入する際、継手内部のエアの圧縮を防止するものが提案されている（特許文献１〜特許文献３）。特許文献１に記載のものは、ブーツアダプタに、継手内部と外気とを連通させる連通路を設けている。また、特許文献２に記載のものは、連通路を外輪のブーツ圧入部に設けている。これにより、外輪にブーツを外嵌する際に、ブーツ内のエアを、連通路を介して外気中に流出させている。特許文献３に記載のものは、外輪のブーツアダプタ圧入部に段差を設けて、継手内部のエアをこの段差から外気中に流出させている。
特開２０００−３１０３２４号公報 特開２０００−３１０３２６号公報 特開２００６−１７２２４号公報

また、高速回転して発熱が大きいものに対しては、図１３に示すような密閉型とはせずに、図１４に示すような外輪１０２をその両端が開口するものを使用する。外輪１０２は、円筒部１１４とフランジ部１１５とからなり、円筒部１１４の内周面に内輪１０１のトラック溝１０６と同数のトラック溝１０７が形成されている。フランジ部１１５を通じて外輪１０２は自動車のトランスミッションまたはディファレンシャルの歯車軸に連結される。この場合、外輪１０２の反ブーツ側の開口部に設けられるシールプレート取付部１２２にシールプレート１１３が圧入嵌合されている。シールプレート１１３は、円盤状の本体部１２０と、この本体部１２０の外径縁部から軸方向に延びる短筒状の周壁１２１とを備える。シールプレート１１３は、シールプレート１１３の周壁１２１を外輪１０２のシールプレート取付部１２２へ圧入して組付けを行う。

シールプレート１１３を有するタイプの等速自在継手は、シールプレート１１３が最後に組み付けられて継手内部が密閉される。このため、シールプレート１１３を圧入する際に、継手内部のエアが圧縮されて、継手内圧が上昇するおそれがある。このため、屈曲部１１２ｃを有するブーツにおいては、高速回転時にブーツの反転が生じてブーツゴム部同士が干渉し、ブーツの耐久性が著しく低下することがあった。

なお、前記特許文献１〜特許文献３に記載のものは、密閉タイプの等速自在継手のものであって、ブーツアダプタの圧入時において継手内圧の上昇を緩和するためのものである。このため、特許文献１〜特許文献３のものを、シールプレートを使用したタイプのものに適用しても、シールプレートの圧入時の内圧上昇を緩和することができない。

本発明は、上記課題に鑑みて、シールプレートの圧入時の内圧上昇を緩和することができて、ブーツの耐久性低下を防止することができる等速自在継手を提供する。

本発明の等速自在継手は、外側継手部材の開口部を塞ぐシールプレートを備えた等速自在継手において、シールプレートの外径側に、継手内部からエアを抜きつつ外側継手部材の開口部へのシールプレートの圧入を許容するエア抜き手段を設けたものである。

本発明の等速自在継手によれば、シールプレートを外側継手部材の開口部に圧入すると、エア抜き手段を介して継手内部のエアが外部に流出する。このため、シールプレートの外側継手部材の開口部への圧入時において、継手内部の内圧上昇を緩和することができる。しかも、エア抜きによって圧入が規制されず、シールプレートを外側継手部材の開口部に装着することができる。

シールプレートは、円盤状の本体部と、この本体部の外周縁から継手内部側へ延びて外側継手部材の開口部側の内径面に圧接する周壁とを備え、この周壁にエア排出口を設け、この排出口にて前記エア抜き手段を構成することができる。これにより、シールプレートの外側継手部材の開口部への圧入時において、エア排出口が塞がるまでは、エア排出口を介して継手内部のエアを外部に排出することができる。また、エア排出口が塞がると、周壁がシールプレート取付部の内径面に圧接して、シールプレートを外側継手部材の開口部に装着することができて、外側継手部材の開口部を塞ぐことができる。

前記エア排出口を、シールプレートの周壁の内端側の一部を内径側へ折り曲げて構成することができる。

前記エア排出口を周方向に沿って所定ピッチで複数個配置することができる。これにより、エアの排出箇所を分散させることができる。

シールプレートは、円盤状の本体部と、この本体部の外周縁から継手内部側へ延びる周壁とを備え、周壁に、外側継手部材の開口縁部に圧接する圧接周壁部と、圧接周壁部の内端縁から継手内部側に向かって縮径するテーパ壁部を設けて、テーパ壁部の外径面と外側継手部材の内径面との間の隙間をもって、エア抜き手段を構成することができる。これにより、シールプレートの全周にわたるエア抜きが可能となる。

本発明の等速自在継手は、シールプレートの外側継手部材の開口部への圧入時において継手内部の内圧上昇を緩和することができるので、高速回転時におけるブーツへの負荷を小とすることができ、特に、屈曲部を有するブーツにおいては、ブーツの反転が生じにくくなって、ブーツの耐久性が低下するのを防止することができる。これにより、長期にわたって等速自在継手として安定した機能を発揮することができる。

シールプレートの周壁にエア排出口を設け、この排出口にて前記エア抜き手段を構成するため、簡単な構成でエア抜き手段を設けることができる。

前記エア排出口を、シールプレートの周壁の内端側の一部を内径側へ折り曲げて構成することができるため、エア排出口を容易に設けることができる。また、既存のシールプレートを加工してエア排出口を設けることができ、低コストにてエア抜き手段を形成することができる。

エアの排出箇所を周方向に沿って分散させることができて、効率よく継手内部のエアを排出でき、継手内部の内圧上昇緩和の信頼性が向上して、ブーツの耐久性が低下するのを一層防止することができる。また、シールプレートの圧入性の向上を図ることができる。

テーパ壁部を設けたシールプレートを使用すれば、シールプレートの全周にわたるエア抜きが可能となる。このため、継手内部のエアを一層効率よく外部へ流出させることができ、一層確実に継手内部の内圧上昇を緩和することができて、ブーツの耐久性が低下するのを一層防止することができる。また、シールプレートの圧入時にテーパ壁部がガイドとなって圧入性の向上を一層図ることができる。この場合のシールプレートは、既存のシールプレートの周壁を縮径させればよいので、低コストにてエア抜き手段を形成することができる。

特に、自動車用のドライブシャフトに用いられるデファレンシャルギア側に使用する摺動式等速自在継手への適用が好ましい。これは、この等速自在継手が高温雰囲気中に曝される頻度が高いため、シールプレートの外側継手部材の開口部への圧入時において、継手内部の内圧上昇を緩和すると、高速回転時におけるブーツの反転を効果的に防止でき、ブーツの耐久性が低下するのを効果的に防止できるからである。

以下本発明の実施の形態を図１〜図１２に基づいて説明する。

図１は本発明の第１実施形態を示す等速自在継手の断面図である。本発明の等速自在継手は、内側継手部材としての内輪１、外側継手部材としての外輪２、ボール３およびケージ４を主要な構成要素としている。すなわち、この実施形態の等速自在継手は、トルク伝達にボール３を用いる摺動式等速自在継手である。

内輪１は、その外周面（凸球状外周面）に複数のトラック溝６が形成されている。この内輪１の中心孔（内径孔）５にシャフト８を挿入してスプライン嵌合させ、そのスプライン嵌合により両者間でトルク伝達可能としている。なお、シャフト８は、スナップリング１５により内輪１に対して抜け止めされている。

外輪２は、その内周面（円筒状内周面）に内輪１のトラック溝６と同数のトラック溝７が形成されている。外輪２のトラック溝７と内輪１のトラック溝６との間にトルクを伝達する複数のボール３が組み込まれている。内輪１と外輪２の間にケージ４が配置され、ボール３は、ケージ４のポケット９内に保持されている。

外輪２は、前記トラック溝７が形成された本体部２ａと、この本体部２ａの一方の外輪開口部に設けられるシールプレート取付部１９の外径面から外径方向へと突出する外鍔状のフランジ１７とを備える。フランジ１７は、周方向に沿って所定ピッチ（例えば１２０°）で貫通孔１８が設けられており、この貫通孔１８を介して外輪２を他の部材に取付けることができる。また、外輪２の反フランジ側（シャフト突出側）の内径面には、抜け止め用のクリップ１４が装着されている。なお、シールプレート取付部１９は、外輪開口部の内径面に設けた浅い周方向溝である。

この外輪２の反フランジ側（シャフト突出側）の開口部は、ブーツ１２とブーツアダプタ１１とからなる密封装置１６にて塞がれている。一方、前記シールプレート取付部１９にシールプレート１３が嵌着されることにより、フランジ側（反シャフト突出側）の開口部は、シールプレート１３からなる密封装置１０にて塞がれている。これら密封装置１０、１６にて、継手内部に充填したグリースの漏洩を防ぐと共に異物の浸入を防止している。

密封装置１６は、ゴム材料又は樹脂材料等の可撓性材料にて構成されるブーツ１２と、金属製のアダプタ１１とからなる。ブーツ１２は大径部１２ａと、小径部１２ｂと、大径部１２ａと小径部１２ｂとを連結する断面略Ｕ字形の屈曲部１２ｃとを備える。アダプタ１１は略円筒形で、一端部１１ａが外輪２の端部外周面にＯリング等のシール部材を介して圧入加締められ、他端部１１ｂがブーツ１２の大径部１２ａを加締めにて保持している。また、ブーツ１２は、その小径部１２ｂがシャフト８に外嵌されてブーツバンド２３で締め付けられている。

シールプレート１３の外径側にはエア抜き手段Ｓが設けられている。すなわち、シールプレート１３は、図２や図３に示すように、円盤状の本体部２２と、この本体部２２の外周縁に連設される短円筒状の周壁２１とからなる。この周壁２１に周方向に沿って所定ピッチでエア抜き手段Ｓを構成するためのエア排出口２７が設けられる。この場合、この周壁２１の内端側の一部を内径側へ折り曲げて折曲片２０を形成することによって、前記エア排出口２７が形成される。

外輪２のシールプレート取付部１９には、図５に示すように、周方向切欠部４１が形成されている。この周方向切欠部４１にはシール材としての断面円形状のＯリング４２が設けられている。そして、シールプレート１３の周壁２１が、外輪２のシールプレート取付部１９の内径面に設けられたＯリング４２に圧接している。

次に、シールプレート１３の取付方法について説明する。図４の矢印Ａで示すように、シールプレート１３をシールプレート取付部１９に圧入していく。この場合、折曲片２０がシールプレート取付部１９に嵌入するまでは、矢印Ｂで示すように、エア排出口２７を介して継手内部から外部にエアが流出する。

そして、折曲片２０がシールプレート取付部１９に嵌入すれば、エア排出口２７からのエア排出がなくなり、図５に示すように、シールプレート１３の外端面３３が外輪２の外端面３４と略一致するまでシールプレート１３を圧入する。この圧入作業が終了した状態で、Ｏリング４２がシール機能を発揮し、外輪開口部を塞いでいる。

このように構成された等速自在継手では、シールプレート１３を外輪２の開口部に圧入すると、エア抜き手段Ｓを介して継手内部のエアが外部に流出する。このため、シールプレート１３の外輪２の開口部への圧入時において、継手内部の内圧上昇を緩和することができる。しかも、エア抜きによって圧入が規制されず、シールプレート１３を外輪２の開口部に装着することができる。このため、高速回転時におけるブーツへの負荷を小とすることができ、特に、屈曲部１２ｃを有するブーツにおいては、ブーツの反転が生じにくくなって、ブーツの耐久性が低下するのを防止することができる。これにより、長期にわたって等速自在継手として安定した機能を発揮することができる。

シールプレート１３は、円盤状の本体部２２と、この本体部２２の外周縁から継手内部側へ延びて外輪の開口部側の内径面に圧接する周壁２１とを備え、この周壁２１にエア排出口２７を設け、この排出口２７にて前記エア抜き手段Ｓを構成することができる。これにより、エア排出口２７が塞がるまでは、エア排出口２７を介して継手内部のエアを外部に排出することができる。また、エア排出口２７が塞がると、周壁２１がシールプレート取付部１９の内径面に圧接して、シールプレート１３を外輪２の開口部に装着することができて、外輪２の開口部を塞ぐことができる。このため、簡単な構成でエア抜き手段を設けることができる。

前記エア排出口２７を、シールプレート１３の周壁２１の内端側の一部を内径側へ折り曲げて構成することができるため、エア排出口２７を容易に設けることができる。また、既存のシールプレート１３を加工してエア排出口２７を設けることができ、低コストにてエア抜き手段を形成することができる。

自動車用のドライブシャフトに用いられるデファレンシャルギア側に使用する摺動式等速自在継手への適用が好ましい。これは、この等速自在継手が高温雰囲気中に曝される頻度が高いため、シールプレート１３の外輪２の開口部への圧入時において、継手内部の内圧上昇を緩和すると、高速回転時におけるブーツの反転を効果的に防止でき、ブーツの耐久性が低下するのを効果的に防止できるからである。

次に、本発明の等速自在継手の第２実施形態について説明する。この場合、シールプレート１３は、図６や図７に示すように、折曲片２０を周方向に沿って所定ピッチ（１２０°）で３箇所設けている。これにより、エア排出口２７は、この折曲片２０に対応して、周方向に沿って所定ピッチ（１２０°）で３箇所設けられる。

このように、第２実施形態の等速自在継手においても、前記第１実施形態と同様の効果を有する。前記第１実施形態ではエア排出口２７を１個としていたが、この第２実施形態では、エア排出口２７を周方向に沿って所定ピッチで３箇所配置しているため、エアの排出箇所を周方向に沿って分散させることができる。これにより、効率よく継手内部のエアを排出でき、継手内部の内圧上昇緩和の信頼性が向上して、ブーツの耐久性が低下するのを一層防止することができる。また、シールプレート１３の圧入性の向上を図ることができる。なお、図６及び図７に示す等速自在継手において、図２や図３に示す等速自在継手と同様の構成については、図２や図３と同一符号を付してその説明を省略する。

次に、本発明の等速自在継手の第３実施形態について説明する。この場合、図８〜図１０に示すように、シールプレート１３は、円盤状の本体部２２と、この本体部２２の外周縁から継手内部側へ延びる周壁３５とを備え、周壁３５に、外輪２の開口縁部に圧接する圧接周壁部３０と、圧接周壁部３０の内端縁３２から継手内部側に向かって縮径するテーパ壁部３１を設けている。そして、テーパ壁部３１の外径面と外輪２のシールプレート取付部１９の内径面との間の隙間３６をもって、エア抜き手段Ｓを構成している。これにより、シールプレート１３の全周にわたってエア抜き手段Ｓを設けることができる。なお、テーパ壁部３１の傾斜角は、シールプレート１３の圧入時にシールプレート１３が傾かない程度の傾斜角とする。

次に、シールプレート１３の取付方法について説明する。図１１の矢印Ａで示すように、シールプレート１３をシールプレート取付部１９の内径面に圧入していく。この場合、テーパ壁部３１がシールプレート取付部１９に嵌入するまでは、エア排出口としての隙間３６を介して、矢印Ｂで示すように、継手内部から外部にエアが流出する。

そして、テーパ壁部３１の大径端部３２がのシールプレート取付部１９に嵌入すれば、隙間３６からのエア排出がなくなり、圧入作業が終了する。図１２に示すように、圧接周壁部３０がシールプレート取付部１９に圧入された状態で、Ｏリング４２がシール機能を発揮し、外輪開口部を塞いでいる。

このように、第３実施形態の等速自在継手においても、前記第１実施形態や第２実施形態と同様の効果を有する。特に、シールプレート１３の全周にわたるエア抜きが可能となる。このため、継手内部のエアを一層効率よく外部へ流出させることができるため、一層確実に継手内部の内圧上昇を緩和することができて、ブーツの耐久性が低下するのを一層防止することができる。また、シールプレート１３の圧入性の向上を一層図ることができる。この場合のシールプレート１３は、既存のシールプレートの周壁を縮径させればよいので、低コストにてエア抜き手段Ｓを形成することができる。なお、図８〜図１２に示す等速自在継手において、図１〜図５に示す等速自在継手と同様の構成については、図１〜図５と同一符号を付してその説明を省略する。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、突出片２０の形状としては、半円形、扇形、三角形、多角形等種々の形状、大きさとすることができる。また、突出片２０を除去してもよい。エア排出口２７の数としては、２個であってもよく、４個以上設けても、配設ピッチも任意に設定できる。シールプレート１３の材質としては、この等速自在継手が使用される環境に対応できるものであれば、ゴム、合成樹脂材料等種々のものを使用することができる。さらには、シールプレート１３の外端面３３と外輪２の外端面３４とが同一面上になくてもよく、シールプレート１３の外端面が外輪２の外端面より内部に装着されるようにしてもよい。

また、等速自在継手としては、実施形態のような摺動式等速自在継手に限るものではなく、他の固定式等速自在継手であってもよい。

本発明の第１実施形態を示す等速自在継手の断面図である。 前記図１の等速自在継手に使用されるシールプレートの断面図である。 前記図１の等速自在継手に使用されるシールプレートの正面図である。 前記図２のシールプレートの装着途中を示す要部拡大断面図である。 前記図２のシールプレートの装着後を示す要部拡大断面図である。 本発明の第２実施形態の等速自在継手に使用されるシールプレートの断面図である。 前記図６の等速自在継手に使用されるシールプレートの正面図である。 本発明の第３実施形態を示す等速自在継手の断面図である。 前記図８の等速自在継手に使用されるシールプレートの断面図である。 前記図８の等速自在継手に使用されるシールプレートの正面図である。 前記図９のシールプレートの装着途中を示す要部拡大断面図である。 前記図９のシールプレートの装着後を示す要部拡大断面図である。 従来の等速自在継手を示す断面図である。 従来の他の等速自在継手を示す断面図である。

符号の説明

２ 外側継手部材
１３ シールプレート
２１ 周壁
２２ 本体部
２７ エア排出口
３０ 圧接周壁部
３１ テーパ壁部
３２ 内端縁
３５ 周壁
３６ 隙間
Ｓ エア抜き手段

Claims (6)

1. 外側継手部材の開口部を塞ぐシールプレートを備えた等速自在継手において、シールプレートの外径側に、継手内部からエアを抜きつつ外側継手部材の開口部へのシールプレートの圧入を許容するエア抜き手段を設けたことを特徴とする等速自在継手。
2. シールプレートは、円盤状の本体部と、この本体部の外周縁から継手内部側へ延びて外側継手部材の開口部側の内径面に圧接する周壁とを備え、この周壁にエア排出口を設け、この排出口にて前記エア抜き手段を構成したことを特徴とする請求項１の等速自在継手。
3. 前記エア排出口を、シールプレートの周壁の内端側の一部を内径側へ折り曲げて構成したことを特徴とする請求項２の等速自在継手。
4. 前記エア排出口が周方向に沿って所定ピッチで複数個配置されたことを特徴とする請求項２又は請求項３の等速自在継手。
5. シールプレートは、円盤状の本体部と、この本体部の外周縁から継手内部側へ延びる周壁とを備え、周壁に、外側継手部材の開口縁部に圧接する圧接周壁部と、圧接周壁部の内端縁から継手内部側に向かって縮径するテーパ壁部とを設けて、テーパ壁部の外径面と外側継手部材の内径面との間の隙間をもって、エア抜き手段を構成したことを特徴とする請求項１の等速自在継手。
6. 軸線方向の変位と作動角の変位とを許容する摺動式であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の等速自在継手。

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