JP2011190871A

JP2011190871A - 等速自在継手および動力伝達装置

Info

Publication number: JP2011190871A
Application number: JP2010057751A
Authority: JP
Inventors: Ryusuke Karasawa; 龍介柄澤; Hideki Kondo; 英樹近藤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2010-03-15
Filing date: 2010-03-15
Publication date: 2011-09-29
Anticipated expiration: 2030-03-15
Also published as: WO2011114892A1; JP5535700B2

Abstract

【課題】耐傷付き性、耐水性、耐腐食性の向上を図ることができ、また、絶縁機能を有し、漏電や電食を防止することが可能な等速自在継手および動力伝達装置を提供する。
【解決手段】継手内部を密封する密封装置を備えた等速自在継手である。密封装置はブーツを使用しない金属同士の球面接触による球面シール構造であり、少なくとも外側継手部材６３（１２０、１２１）の外周部乃至密封装置の外周部にウレタンコーティング層を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄鋼設備や建設機械等の動力伝達装置に適用される等速自在継手および動力伝達装置に関する。

動力伝達装置としては、図５に示すように、中間のシャフト１と、シャフト１の一方の端部に連結される等速自在継手２と、シャフト１の他方の端部に連結される等速自在継手３とを備えるものがある。

シャフト１は中間の大径のシャフト本体１ａと、シャフト本体１ａの一方の等速自在継手２側に軸部材１ｂと、シャフト本体１ａの他方の等速自在継手２側に軸部材１ｃとを備える。各軸部材１ｂ、１ｃの端部にはそれぞれ雄スプライン４、５が形成されている。

この図例の等速自在継手２、３は、それぞれ、クロスグルーブ型等速自在継手であって、内周面１０に軸線に対して傾斜する複数の直線状トラック溝１１が形成された外側継手部材１２と、外周面１３に軸線に対して前記外側継手部材１２のトラック溝１１と反対方向に傾斜するトラック溝１４が形成された内側継手部材１６と、前記外側継手部材１２のトラック溝１１と前記内側継手部材１６のトラック溝１４との交叉部に組み込まれた複数のボール１７と、前記外側継手部材１２と前記内側継手部材１６との間で前記ボール１７を保持するケージ１８とを備える。

各等速自在継手２、３には、シャフト側の開口部を塞ぐ密封装置Ｓが付設される。この場合の密封装置Ｓは、クロロプレンゴム（ＣＲゴム）等からなるブーツ２０と金属製のブーツアダプタ２１とを備える。ブーツ２０は大径端部２０ａと小径端部２０ｂとを有する断面Ｕ字型の形状となっており、小径端部２０ｂは軸部材１ｂ（１ｃ）の外周面に取り付けられ、この取り付け部分はブーツバンド２２を介して固定されている。ブーツアダプタ２１は円筒形で、一端部２３は外側継手部材１２の外周面に取り付けられ、また、他端部２４は前記ブーツ２０の大径端部２０ａに加締めて固定されている。

ところで、鉄鋼設備の連続鋳造設備に於いては、高温化で且つ薬剤・スケールの含まれる水蒸気の雰囲気状態である。また、熱延ラインの鋼鈑巻取り装置（ダウンコイラー）では、滝のように水がかかる雰囲気状態でロールを駆動させなければならない。製紙設備に於いては、抄紙機ラインのドライヤーロ−ル部では、高温雰囲気下でロールを駆動させなければならない。しかしながら、このような劣悪雰囲気下で前記したように密封装置Ｓにゴム製等のブーツを使用した場合、劣化するおそれがあった。また、ブーツの材料に耐久性向上のため熱可塑性の樹脂材料が用いられる場合もあるが、熱可塑性の樹脂材料であっても前記した劣悪雰囲気下では対応できなかった。

このため、近年においては、前記したようなブーツを使用しない金属球面シール構造のものもある（特許文献１および特許文献２）。このような球面シール構造を用いた等速自在継手は、図６に示すように、内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を有する外側継手部材３０と、外周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を有する内側継手部材３１と、両トラック溝によって形成されたトラックに配された複数のトルク伝達ボール３２と、これらボール３２を円周方向等間隔に支持する保持器３３とで構成されている。

この等速自在継手の外側継手部材３０には、取り付けフランジ３４が一体的に連結されている。等速自在継手の内側継手部材３１には、取り付けフランジ３５が取り付け部材３６のボルト３７による締結でもって一体的に取り付けられている。等速自在継手の外側継手部材３０と内側継手部材３１との間に、等速自在軸継手の内部からの潤滑剤の漏洩を防止する球面シール構造の密封装置４０が設けられている。

この密封装置４０は、凸球面部材である金属製のメカニカルシール内環４１と、凹球面部材である金属製のメカニカルシール外環４２と、中間部材である金属製のメカニカルシール中環４３とで構成された二重の球面メカニカルシール構造を具備する。

メカニカルシール内環４１は、外周に凸球面４１ａが部分的に形成された部材で、内側継手部材３１に軸方向移動可能に外嵌され、内側継手部材３１に取り付けられた受け部材４４との間に弾性部材であるコイルばね４５により弾性力が付与されている。

また、メカニカルシール外環４２は、内周に凹球面４２ｂが部分的に形成された部材で、前述の内側継手部材３１に固着された取り付けフランジ３５に軸方向移動可能に外嵌され、その取り付けフランジ３５に設けられた受け部材４６との間に弾性部材であるコイルばね４７により弾性力が付与されている。

さらに、メカニカルシール中環４３は、内周に凹球面４３ｂが部分的に形成されると共に外周に凸球面４３ａが部分的に形成された部材で、外側継手部材３０にボルト５０により固定されて、メカニカルシール内環４１とメカニカルシール外環４２との間に延びるように配されている。

特開２００６−９７７３３号公報特開２００４−１６２８８２号公報

ゴムや樹脂ブーツでは耐え切れない劣悪環境下において、前記のような金属球面シールタイプを用いれば、ゴムや樹脂ブーツに比べて耐水・耐食性に優れる。しかしながら、等速自在継手の外表面やシャフトの外表面等の腐食や摩滅を防止することができない。

また、等速自在継手は金属部品から構成される。このため、構成部品を通じて電気を通すことになる。すなわち、電気を通すことで漏電や電食等の不具合が起こす可能性がある。そこで、従来では、図７に示すように、外側継手部材に取付られる取付フランジ５８と、相手軸（図示省略）に連結される相手側フランジ５１との間に絶縁構造５２を介在させている。

この場合、絶縁構造５２は、取付フランジ５８と相手側フランジ５１との間に介在される絶縁材からなる絶縁プレート５５を備えたものである。また、取付フランジ５８の鍔部５８ａ及び相手側フランジ５１の鍔部５１ａには、それぞれ、周方向に沿って所定ピッチで複数の貫通孔５３，５４が設けられている。

そして、取付フランジ５８と相手側フランジ５１との間に絶縁プレート５５を介在させるとともに、相手側フランジ５１の貫通孔５４に絶縁構造５２の一部を構成する短円筒体の絶縁材からなる絶縁ブッシュ５６を嵌入した状態で、取付フランジ５８側からボルト部材６０を貫通孔５３及び貫通孔５４に嵌入された絶縁ブッシュ５６に挿通し、貫通孔５４から突出したボルト部材６０のねじ軸端部に絶縁ワッシャー５９を挟み、ナット部材５７を螺着する。これにて、取付フランジ５８と相手側フランジ５１とが連結されることになる。

このように、漏電や電食等を防止するために、従来では絶縁構造５２（絶縁プレート５５、絶縁ブッシュ５６、絶縁ワッシャー５９）を必要としていた。このため、部品点数が増加して、組立作業工程の増加することになって、コスト高となる。

そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、耐傷付き性、耐水性、耐腐食性の向上を図ることができ、また、絶縁機能を有し、漏電や電食を防止することが可能な等速自在継手および動力伝達装置を提供しようとするものである。

本発明の第１の等速自在継手は、継手内部を密封する密封装置を備えた等速自在継手であって、前記密封装置はブーツを使用しない金属同士の球面接触による球面シール構造であり、少なくとも外側継手部材の外周部乃至密封装置の外周部にウレタンコーティング層を設けたものである。

本発明の第１の等速自在継手によれば、密封装置がブーツを使用しない球面シール構造であるので、ゴム製ブーツや樹脂製ブーツに比べて劣悪雰囲気下であっても、耐久性がある。ここで、劣悪雰囲気下とは、例えば鉄鋼設備に於いて薬剤水やスケールを含む温水等の飛散がある劣悪環境下等である。

また、外側継手部材の外周部乃至密封装置の外周部にウレタンコーティング層を設けているので、外側継手部材の外周部乃至密封装置の外周部において、ウレタンコーティング層にて耐傷付き性、耐水性、耐腐食性の向上を図ることができる。このため、劣悪雰囲気下においても、外側継手部材の外周部乃至密封装置の外周部における腐食や摩滅を防止できる。ここで、ウレタンコーティング層は、母材表面へウレタン樹脂をコートしてなるものである。ウレタン樹脂とは、組成中にウレタン結合を繰返し持つ化合物であり、イソシアネート基を２個以上持ったポリイソシアネート化合物(O=C=N-R-N=C=O)と、水酸基を2個以上持ったポリオール化合物(HO-R'-OH)、ポリアミン(H2N-R"-NH2）、水などの活性水素（-NH2,-NH,-CONH-など）を持った化合物などと反応して得られる。(R,R',R"：脂肪族、芳香族など)

コーティングとは金属等の母材表面へ樹脂をコートすることにより、耐摩耗性、防錆、非粘着等の樹脂特性を付加させる方法である。

本発明の第２の等速自在継手は、継手内部を密封する密封装置を備えた等速自在継手であって、前記密封装置はブーツを使用しない金属同士の球面接触による球面シール構造であり、外側継手部材を外径側から包囲状とするカバー部材を備え、このカバー部材の外周部にウレタンコーティング層を設けたものである。

本発明の第２の等速自在継手によれば、前記第１の等速自在継手と同様、密封装置がブーツを使用しない球面シール構造であるので、ゴム製ブーツや樹脂製ブーツに比べて劣悪雰囲気下であっても、耐久性がある。また、カバー部材の外周部にウレタンコーティング層を設けているので、カバー部材の腐食や摩滅を防止できる。

本発明の第３の等速自在継手は、継手内部を密封する密封装置を備え、取付フランジが取付られる等速自在継手であって、前記取付フランジとの接合部にウレタンコーティング層を設けたものである。

本発明の第３の等速自在継手によれば、取付フランジとの接合部にウレタンコーティング層を設けているので、この継手本体（外側継手部材と、この外側継手部材に内装される内側継手部材等で構成される内部部品とからなる）と取付フランジとの間を絶縁状態とすることができる。

ウレタンコーティング層には防錆表面処理下地が施されてなるのが好ましい。防錆表面処理としては例えばリン酸塩処理を採用できる。

本発明の動力伝達装置は、中間のシャフトと、このシャフトの両端にそれぞれ連結される等速自在継手とを備えた動力伝達装置であって、少なくともいずれか一方の等速自在継手に前記等速自在継手を用いるとともに、シャフトの外周面にウレタンコーティング層を設けたものである。

本発明の第１及び第２等速自在継手では、劣悪雰囲気下であっても、密封装置が損傷等を生じることなく継手内部の密封性を維持することができる。また、高角度における高速回転性能の向上を図ることができる。

劣悪雰囲気下においても、第１の等速自在継手では、外側継手部材の外周部乃至密封装置の外周部における腐食や摩滅を防止でき、第２の等速自在継手では、カバー部材の腐食や摩滅を防止でき、耐久性に優れた等速自在継手となる。ところで、長期の使用による摩滅等によって、各ウレタンコーティング層の肉厚が薄くなる場合がある。このような場合、肉厚が薄くなったウレタンコーティング層の上からさらにウレタンコーティングを重ねることによって、所定の肉厚のウレタンコーティング層を構成することができ、寿命の長寿化を図ることができる。

第２の等速自在継手においては、カバー部材にウレタンコーティング層を設けることによって、カバー部材の摩耗を防止し、カバー部材の寿命を延ばすことができる。このため、カバー部材の素材にＳＵＳ材等を使用する必要が無く低コスト化を図ることができる。特に、ウレタンコーティングは素地を選ばないため、カバー部材の素材に種々のものを用いることができる利点がある。また、カバー部材としては、一般には、組立てられた継手本体に外装されるものであるので、カバー部材の点検交換が容易である。このため、長期の使用による摩滅等によって、ウレタンコーティング層の肉厚が薄くなった場合においての修復作業を容易に行うことができる。

また、ウレタンコーティングは耐水性、耐食性、耐薬品性、及び耐熱性を有しているが、特に耐摩耗性に優れている。このため、ウレタンコーティング層が設けられている部位は、耐水性、耐食性、耐薬品性、耐熱性、及び耐摩耗性に優れることになり、しかも外部からの異物の衝突等による衝撃に対しても損傷を防止することができる。

第３の等速自在継手では、継手本体と取付フランジとの間を絶縁状態とすることができ、この等速自在継手を介した漏電や電食等を防止でき、耐久性に優れた等速自在継手となる。しかも、従来のような絶縁構造を必要とせず、部品点数の減少を図ることができ、組立性に優れ、低コスト化を図ることができる。

ウレタンコーティング層に防錆表面処理下地が施されているものでは、この下地によって、ウレタンコーティング層を剥離しにくくすること、ウレタンコーティング層（塗膜）に傷が付いても錆が広がらないようにすることができる。

防錆表面処理としては、リン酸マンガン処理やリン酸鉄処理等のリン酸塩処理を採用できる。すなわち、従来の公知公用の防錆表面処理を用いることができ、低コストで容易に処理することができる。なお、リン酸マンガン処理は、処理液の主成分がリン酸イオン及びマンガンイオンから構成されており、結晶性の皮膜が形成される。リン酸鉄処理は、処理液の主成分はリン酸イオンで、他のリン酸塩処理と違い非晶質の皮膜が形成される。

本発明の動力伝達装置によれば、等速自在継手が耐久性に優れ、しかも、シャフトの腐食や摩滅を防止でき、薬剤水やスケールを含む温水等の飛散がある劣悪環境で使用される動力伝達装置に最適となる。

本発明の第１の実施形態を示す等速自在継手の断面図である。前記図１の要部拡大断面図である。本発明の第２の実施形態を示す等速自在継手の断面図である。本発明の第３の実施形態を示す等速自在継手の断面図である。動力伝達装置の断面図である。従来の等速自在継手の断面図である。従来の絶縁構造を示す断面図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。

図１に本発明にかかる第１の実施形態である動力伝達装置の等速自在継手を示し、この等速自在継手は、内径面６１に複数のトラック溝６２が軸方向に沿って形成された外側継手部材６３と、外径面６４に複数のトラック溝６５が軸方向に沿って形成された内側継手部材６６と、外側継手部材６３のトラック溝６２と内側継手部材６６のトラック溝６５との対で形成されるボールトラックに配置される複数のトルク伝達ボール６７と、外側継手部材６３の内径面６１と内側継手部材６６の外径面６４との間に介在すると共にトルク伝達ボール６７を保持するケージ６８を備える。

内側継手部材６６の孔部の内径面には雌スプライン７１が形成され、この内側継手部材６６の孔部に、シャフト７２の雄スプライン７３が嵌入され、この雄スプライン７３が内側継手部材６６の雌スプライン７１に嵌合する。

シャフト７２は、筒体からなるシャフト本体７２ａと、このシャフト本体７２ａに連結されるシャフト端部材７２ｂとを備える。シャフト端部材７２ｂは、基部７５と、この基部７５から突設される軸部７６とからなり、この軸部７６の先端部に前記雄スプライン７３が形成されている。基部７５は、シャフト本体７２ａに嵌入される嵌入部７５ａと、鍔部７５ｂとからなる。また、シャフト本体７２ａには、その開口部が大径部７７とされ、この大径部７７にシャフト端部材７２ｂの嵌入部７５ａが嵌入される。シャフト本体７２ａの開口端のテーパ面と、基部７５のシャフト本体側のテーパ面との間に溶接部７８が形成され、シャフト本体７２ａとシャフト端部材７２ｂとが連結される。

また、シャフト７２のシャフト端部材７２ｂの端面にはストッパ板８０がボルト部材８１を介して取付けられている。すなわち、このストッパ板８０は、平板状本体８０ａと、平板状本体８０ａの外周側に配設される周方向脚部８０ｂとからなる。ボルト部材８１がシャフト端部材７２ｂのねじ孔に螺着された状態で、周方向脚部８０ｂが内側継手部材６６の端面（反シャフト側の端面）６６ａに当接するともに、平板状本体８０ａがシャフト端部材７２ｂの端面７６ａに当接する。

外側継手部材６３の反シャフト側にはフランジ９０が連設されている。フランジ９０は、そのシャフト側の軸方向端部が、外側継手部材６３の反シャフト側の開口部９１に内環される。そして、溶接を介して外側継手部材６３とフランジ９０とが接合される。なお、図１において、９２は溶接部を示している。

フランジ９０の反シャフト側の軸方向端部には外鍔部９０ｂが設けられている。この外鍔部９０ｂには取付用の孔部９３が設けられている。また、フランジ９０にはシールプレート９５が内装されている。すなわち、フランジ９０の内径面に内鍔部９６が設けられ、この内鍔部９６にシールプレート９５が継手外部側から当接する。この当接した状態で、内鍔部９６よりも継手外部側に設けられた周方向嵌合溝に装着されるストッパ９７と、内鍔部９６とで挟持される。

継手の反フランジ側の開口部は密封装置Ｓにて塞がれている。密封装置Ｓは、ブーツを使用しない金属同士の球面接触による球面シール構造であり、シャフト側のシール内環１００と、外側継手部材側のシール外環１０１と、シール内環１００をシール外環１０１側へ押圧する弾性部材１０２とを備える。

図２に示すように、シール内環１００は、凸球面のシール面１０３を有するお碗形状の本体部１００ａと、本体部１００ａの内径部に連設される短円筒部１００ｂとからなる。また、シール外環１０１は、継手外部側の内径部に内鍔部１０１ａを有するリング体からなる。シール外環１０１は、外側継手部材６３に螺着されるボルト部材１１０（図１参照）を介して外側継手部材６３の端面１１１に固着される。シール外環１０１の内鍔部１０１ａは、径方向に延びる内鍔本体１０５と、この内鍔本体１０５の内径部に継手外部から継手内部に向かって縮径する延設部１０６とを備える。そして、この延設部１０６の端面が前記シール面１０３に摺接する摺接面１０７となる。

また、シャフト７２のシャフト端部材７２ｂには、円筒状のスペーサ１１２が外嵌されている。このスペーサ１１２の継手内部側に端部には外鍔部１１２ａが設けられている。そして、このスペーサ１１２にシール内環１００が外嵌される。

このため、シール外環１０１に設けられた貫通孔１１３に挿入されるボルト部材１１０を、外側継手部材６３のねじ孔１１４に螺着することによって、外側継手部材６３にシール外環１０１を取付ければ、シール外環１０１の摺接面１０７がシール内環１００のシール面１０３に圧接する状態となる。

ところで、弾性部材１０２はコイルスプリングからなり、シール内環１００と内側継手部材６６との間に介在される。この場合、シール内環１００には、短円筒部１００ｂの外径面と本体部１００ａの内面との間に周方向凹部１１５が設けられる。

このため、弾性部材１０２の一方の端部１０２ａが周方向凹部１１５に嵌合し、他方の端部１０２ｂが内側継手部材６６の端面に接触している。したがって、弾性部材１０２の弾性力によって、シール内環１００が継手外方へ押圧される。

すなわち、等速自在継手が作動角をとった場合であっても、弾性部材１０２の弾性力によって、シール内環１００のシール面１０３とシール外環１０１の摺接面１０７とが圧接するように設定される。このため、シール内環１００のシール面１０３とシール外環１０１の摺接面１０７との間において、シール性に優れ、安定したシール機能を発揮する。

なお、シール内環１００、メカニカルシール外環１０１は、耐腐食性に優れたＳＵＳ系材料が好適であるが、耐熱性を目的とする場合には機械構造用炭素鋼であってもよく、さらに炭素鋼に自己潤滑性のあるテフロン（登録商標）系コーティングを施すようにしてもよい。また、耐熱性に優れたＳｉやフッ素系ゴム等のエラストマーを適用してもよい。

この等速自在継手においては、外側継手部材６３の外周部乃至密封装置Ｓの外周部にウレタンコーティング層を設けている。すなわち、外径側の図１の２点鎖線で示す範囲にウレタンコーティング層を設けている。具体的には、外側継手部材６３とフランジ９０とを接合するための溶接部９２近傍から外側継手部材６３の外径面およびシール外環１０１の外径面全体に至る範囲である。このため、外側継手部材６３の外周部乃至密封装置Ｓの外周部において、ウレタンコーティング層にて耐傷付き性、耐水性、耐腐食性の向上を図ることができる。

ここで、ウレタンコーティング層は、母材表面へウレタン樹脂をコートしてなるものである。ウレタン樹脂とは、組成中にウレタン結合を繰返し持つ化合物であり、イソシアネート基を２個以上持ったポリイソシアネート化合物(O=C=N-R-N=C=O)と、水酸基を2個以上持ったポリオール化合物(HO-R'-OH)、ポリアミン(H2N-R"-NH2）、水などの活性水素（-NH2,-NH,-CONH-など）を持った化合物などと反応して得られる。 (R,R',R"：脂肪族、芳香族など)

コーティングとは金属等の母材表面へ樹脂をコートすることにより、耐摩耗性、防錆、
非粘着等の樹脂特性を付加させる方法である。コーティングには、エアガン塗装、エアレスガン塗装、流動浸漬法、静電塗装法、ディッピング法等の方法がある。エアガン塗装は、水性塗料・溶剤系塗料など、比較的粘土の低い塗料をエア圧縮空気によってワークに吹き付ける方法である。エアレスガン塗装は、樹脂材質の主剤と硬化剤を定量混合し、電気式圧送（ポンプ）にて吹き付ける方法である。粘土の高い塗装に用いられ、比較的厚膜が得られる。流動浸漬法は、樹脂粉体槽へ圧縮エアを下から送り込み粉体を槽内に流動させ、加熱処理したワークを一定秒間浸漬することにより、ワークの熱で粉体を融解させ塗膜を得る方法である。静電塗装法は、高圧の直流電気を利用し、ワークの陽極（＋）塗装霧化装置を陰極（−）とし、これに直流高電圧を与えて両極間に静電界を作り、霧化した塗料を負に帯電させて反対極である被塗物に効率よく塗装を吸着させる方法である。ディッピング法は、予熱したワークをゾル状の樹脂の中に浸漬し、附着させ加熱してゲル硬化させる方法である。このため、ウレタンコーティングには、エアレスガン塗装が好ましい。

ところで、シャフト端部材７２ｂと反対側のシャフト本体７２ａの端部にも、このシャフト端部材７２ｂと同様にシャフト端部材が連設され、このシャフト端部材に図１に示す等速自在継手と同様の等速自在継手が連結されている。このため、この図示省略の等速自在継手においても、外側継手部材の外周部乃至密封装置Ｓの外周部にウレタンコーティング層を設けている。

また、このシャフト７２の外周面にもウレタンコーティング層が設けられる。この場合、図１の２点鎖線で示す範囲、すなわち、シャフト端部材７２ｂの基部７５の鍔部７５ｂの大径部から、溶接部７８、シャフト本体７２ａ、図示省略のシャフト端部材側の溶接部、及びこの図示省略のシャフト端部材の鍔部の大径部に至る範囲である。シャフト７２の外周面において、このウレタンコーティング層にて耐傷付き性、耐水性、耐腐食性の向上を図ることができる。

このように、動力伝達装置によれば、等速自在継手における密封装置Ｓがブーツを使用しない球面シール構造であるので、ゴム製ブーツや樹脂製ブーツに比べて劣悪雰囲気下であっても、密封装置Ｓには耐久性がある。しかも、シャフト７２の腐食や摩滅を防止でき、薬剤水やスケールを含む温水等の飛散がある劣悪環境で使用される動力伝達装置に最適となる。また、ウレタンコーティングは耐水性、耐食性、耐薬品性、及び耐熱性を有しているが、特に耐摩耗性に優れている。このため、ウレタンコーティング層が設けられている部位は、耐水性、耐食性、耐薬品性、耐熱性、及び耐摩耗性に優れることになり、しかも外部からの異物の衝突等による衝撃に対しても損傷を防止することができる。

長期の使用による摩滅等によって、ウレタンコーティング層の肉厚が薄くなる場合がある。このような場合、肉厚が薄くなったウレタンコーティング層の上からさらにウレタンコーティングを重ねることによって、所定の肉厚のウレタンコーティング層を構成することができ、寿命の長寿化を図ることができる。

次に、図３は本発明にかかる第２の実施形態である等速自在継手を示す。この等速自在継手は、内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を有する外側継手部材１２０と、外周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を有する内側継手部材１２１と、両トラック溝によって形成されたトラックに配された複数のトルク伝達ボール１２２と、これらボール１２２を円周方向等間隔に支持する保持器１２３とで構成されている。

この外側継手部材１２０には、取り付けフランジ１１６が溶接部１０８にて一体的に連結されている。内側継手部材１２１には、取り付けフランジ１１７が取り付け部材１２８のボルト１２９による締結でもって一体的に取り付けられている。外側継手部材１２０と内側継手部材１２１との間に、ブーツを使用しない金属同士の球面接触による球面シール構造の密封装置Ｓが設けられている。また、内側継手部材１２１は、トラック溝を有する内輪構成部１２１ａと、外周面に雄スプライン１１８が形成された軸部１２１ｂとを備える。取り付けフランジ１１７は、その内径面に雄スプライン１１８に嵌合する雌スプライン１１８ａが形成されている。

内側継手部材１２１においては、トラック溝を有する内輪構成部１２１ａと軸部１２１ｂとの間に段差部１２１ｃがあり、この段差部１２１ｃより継手外部側においてスペーサ１１９が外嵌されている。内側継手部材１２１にフランジ１１７が装着された状態では、その一端面１１９ａが段差部１２１ｃに当接しているスペーサ１１９の他端面１１９ｂがフランジ１１７の継手内部側端面１１７ａに当接する。

この密封装置Ｓは、凸球面部材である金属製のメカニカルシール内環１３１と、凹球面部材である金属製のメカニカルシール外環１３２と、中間部材である金属製のメカニカルシール中環１３３とで構成された二重の球面メカニカルシール構造（球面シール構造）を具備する。

前述のメカニカルシール内環１３１は、外周に凸球面１３１ａが部分的に形成された部材で、内側継手部材１２１にＯリング１３４を介して軸方向移動可能に外嵌され、内側継手部材１２１に取り付けられた受け部材１３５との間に弾性部材であるコイルばね１３６により弾性力が付与されている。

また、メカニカルシール外環１３２は、内周に凹球面１３２ｂが部分的に形成された部材で、前述の内側継手部材１２１に固着された取り付けフランジ１１７にＯリング１３７を介して軸方向移動可能に外嵌され、その取り付けフランジ１１７に設けられた受け部材１３８との間に弾性部材であるコイルばね１３９により弾性力が付与されている。

さらに、メカニカルシール中環１３３は、内周に凹球面１３３ｂが部分的に形成されると共に外周に凸球面１３３ａが部分的に形成された部材で、前述の外側継手部材１２０にボルト１４０により固定されて、メカニカルシール内環１３１とメカニカルシール外環１３２との間に延びるように配されている。

メカニカルシール内環１３１は、その凸球面１３１ａがＯリング１４１を介してメカニカルシール中環１３３の凹球面１３３ｂと接する。内側継手部材１２１の受け部材１３５とメカニカルシール内環１３１との間には圧縮状態のコイルばね１３６が介在し、このコイルばね１３６の弾性力により、メカニカルシール内環１３１をメカニカルシール中環１３３に押圧して高いシール性を確保している。また、メカニカルシール内環１３１とメカニカルシール中環１３３に間にＯリング１４１を介在させることによっても、高いシール性を確保している。

一方、メカニカルシール外環１３２は、その凹球面１３２ｂがＯリング１４２を介してメカニカルシール中環１３３の凸球面１３３ａと接する。取り付けフランジ１１７の受け部材１３８とメカニカルシール外環１３２との間には圧縮状態のコイルばね１３９が介在し、このコイルばね１３９の弾性力により、メカニカルシール外環１３２をメカニカルシール中環１３３に押圧して高いシール性を確保している。また、メカニカルシール外環１３２とメカニカルシール中環１３３に間にＯリング１４２を介在させることによっても、高いシール性を確保している。

なお、前述したメカニカルシール内環１３１、メカニカルシール中環１３３、メカニカルシール外環１３２は、耐腐食性に優れたＳＵＳ系材料が好適であるが、耐熱性を目的とする場合には機械構造用炭素鋼であってもよく、さらに炭素鋼に自己潤滑性のあるテフロン（登録商標）系コーティングを施すようにしてもよい。また、耐熱性に優れたＳｉやフッ素系ゴム等のエラストマーを適用してもよい。Ｏリング１３４、１３７、１４１、１４２としては、摺動性のよいフッ素ゴム系を用いることが好ましい。

この等速自在継手は、その継手中心Ｏから軸方向等距離の位置に保持器１２３の内径中心Ｏ’と、保持器１２３の外径中心Ｏ'’を有するダブルオフセット構造を有する。また、継手中心Ｏから、メカニカルシール内環１３１の外周面半径およびメカニカルシール外環１２４の内周面半径が設定されている。

また、この等速自在継手は外側継手部材１２０を外径側から包囲状とするカバー部材１５０を備えている。カバー部材１５０は、例えば、ＳＵＳ系材料や機械構造用炭素鋼等から構成され、円筒状の本体１５０ａと、この本体１５０ａのフランジ１１７側の開口に連設される円板状の側壁１５０ｂとからなる。この場合、カバー部材１５０の本体１５０ａのフランジ１１６側が外側継手部材１２０に外嵌され、ボルト部材１５１を介してこの外側継手部材１２０にカバー部材１５０が固定される。この際、側壁１５０ｂがメカニカルシール外環１３２の軸心方向中央部に対応するまで、カバー部材１５０の本体１５０ａはフランジ１１７側に延びる。これによって、この等速自在継手はその継手本体（外側継手部材、内側継手部材１２１の内輪構成部１２１ａと、ボール１２２と、ケージ１２３等にて構成）をカバーすることができる。

また、このカバー部材１５０の外周部に、図１に示した等速自在継手に形成されたウレタンコーティング層と同様のウレタンコーティング層を設けている。ウレタンコーティング層を設ける範囲としては、図３の２点鎖線で示す範囲である。すなわち、フランジ１１６の継手本体側の端部Ａからカバー部材１５０の側壁１５０ｂの内径端Ｂまでである。

図３に示す等速自在継手では、カバー部材１５０にウレタンコーティング層を設けることによって、カバー部材１５０の摩耗を防止し、カバー部材１５０の寿命を延ばすことができる。このため、カバー部材１５０の素材にＳＵＳ材等を使用する必要が無く低コスト化を図ることができる。特に、ウレタンコーティングは素地を選ばないため、カバー部材１５０の素材に種々のものを用いることができる利点がある。また、カバー部材１５０としては、組立てられた継手本体に外装されるものであるので、カバー部材１５０の点検交換が容易である。このため、長期の使用による摩滅等によって、ウレタンコーティング層の肉厚が薄くなった場合においての修復作業を容易に行うことができる。

次に、図４は第３の実施形態を示し、この等速自在継手は、取付フランジ１８２との接合部にウレタンコーティング層を設けたものである。この場合の等速自在継手は、内径面１６０にトラック溝１６１を有する外側継手部材１６２と、外径面１６４にトラック溝１６５を有する内側継手部材１６６と、外側継手部材１６２のトラック溝１６１と内側継手部材１６６のトラック溝１６５との対で形成されるボールトラックに配置される複数のトルク伝達ボール１６７と、外側継手部材１６２の内径面１６０と内側継手部材１６６の外径面１６４との間に介在すると共にトルク伝達ボール１６７を保持するケージ１６８を備える。

内側継手部材１６６の軸心孔の内径面には雌スプライン１７１が設けられ、内側継手部材１６６の軸心孔に、シャフト７２のシャフト端部材７２ｂの雄スプライン７３が嵌入され、この雄スプライン７３が内側継手部材１６６の雌スプライン１７１に嵌合する。なお、シャフト端部材７２ｂの雄スプライン７３には、一対の止め輪１７４ａ，１７４ｂが装着され、これらによって抜け止めが構成される。

また、シャフト側の外側継手部材１６２の開口部を塞ぐ密封装置Ｓとしては、ブーツ１７５が用いられている。すなわち、ブーツ１７５は、大径部１７５ａと、小径部１７５ｂと、大径部１７５ａと小径部１７５ｂとを連結する蛇腹部１７５ｃとからなる。大径部１７５ａが外側継手部材１６２の外径面の開口部側のブーツ装着部１７６に外嵌され、ブーツバンド１７７の締め付けによって外側継手部材１６２に固定される。また、小径部１７５ｂがシャフト７２のシャフト端部材７２ｂのブーツ装着部１７８に外嵌され、ブーツバンド１７７の締め付けによってシャフトに固定される。なお、ブーツ１７５はクロロプレンゴム（ＣＲゴム）等のゴムや熱可塑性エラストマー等の樹脂からなる。

外側継手部材１６２の奥側小径部１６２ａに板フランジ１８０が溶接を介して固着されている。すなわち、板フランジ１８０の内径面に周方向切欠部１８０ａ，１８０ｂが設けられ、一方の周方向切欠部１８０ａに外側継手部材１６２の奥側小径部１６２ａが嵌合される。なお、１８１は板フランジ１８０と外側継手部材１６２の奥側小径部１６２ａとを連結するための溶接部である。

そして、この板フランジ１８０に、図示省略の相手軸（駆動軸等）を連結するためのフランジ１８２が連結される。フランジ１８２は、短円筒体からなる本体部１８２ａと、本体部１８２ａの板フランジ側に設けられる外鍔部１８２ｂとからなる。フランジ１８２の板フランジ側の端面１８２ｃには嵌合用膨出部１８３が設けられ、この嵌合用膨出部１８３が板フランジ１８０の他方の周方向切欠部１８０ｂに嵌合する。

板フランジ１８０およびフランジ１８２の外鍔部１８２ｂには、周方向に沿って所定ピッチで貫通孔１８５、１８６が設けられている。そして、嵌合用膨出部１８３を板フランジ１８０の他方の周方向切欠部１８０ｂに嵌合させた状態で、板フランジ１８０の反継手側の端面１８０ｃと、フランジ１８２の端面１８２ｃとを突き合わせる。この状態で、フランジ１８２の外鍔部１８２ｂの貫通孔１８６から板フランジ１８０の貫通孔１８５にボルト部材１８７を挿通し、貫通孔１８５から突出したねじ軸１８７ｂにナット部材１８８を螺着する。

この等速自在継手は、前記したように、取付フランジ１８２との接合部にウレタンコーティング層を設けたものである。この場合、クロスハッチングで示す範囲である板フランジ１８０の外面（端面１８０ｃ、１８０ｄ、外周面１８０ｅ）、および板フランジ１８０の貫通孔１８５の内周面にウレタンコーティング層が設けられる。

図４に示す等速自在継手では、ウレタンコーティング層を設けることによって、継手本体（外側継手部材１６２と、この外側継手部材１６２に内装される内側継手部材１６６等で構成される内部部品とからなる）と取付フランジ１８２との間を絶縁状態とすることができる。

このため、この図４に示す等速自在継手では、この等速自在継手を介した漏電や電食等を防止でき、耐久性に優れた等速自在継手となる。しかも、従来のような絶縁構造を必要とせず、部品点数の減少を図ることができ、組立性に優れ、低コスト化を図ることができる。

ところで、前記各実施形態におけるウレタンコーティング層に防錆表面処理下地が施されてなるものであってもよい。ウレタンコーティング層に防錆表面処理下地が施されているものでは、この下地によって、ウレタンコーティング層を剥離しにくくすること、ウレタンコーティング層（塗膜）に傷が付いても錆が広がらないようにすることができる。

防錆表面処理としては、リン酸マンガン処理やリン酸鉄処理等のリン酸塩処理を採用できる。すなわち、従来の公知公用の防錆表面処理を用いることができ、低コストで容易に行うことはができる。なお、リン酸マンガン処理は、処理液の主成分がリン酸イオン及びマンガンイオンから構成されており、結晶性の皮膜が形成される。リン酸鉄処理は、処理液の主成分はリン酸イオンで、他のリン酸塩処理と違い非晶質の皮膜が形成される。

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、図１に示す等速自在継手では、トラック溝６２、６５が円弧部から構成されるバーフィールド型（ＢＪ）であったが、トラック溝６２、６５が円弧部と直線部とからなるアンダーカットフリー型（ＵＪ）等の固定式等速自在継手であってもよく、さらには、ダブルオフセット型（ＤＯＪ）、クロスグルーブ型（ＬＪ）、トリポード型（ＴＪ）などの摺動型等速自在継手にも適用可能である。

また、図３に示すようにカバー部材１５０を有する等速自在継手や図４に示すように絶縁構造を有する等速自在継手においても、種々の固定式等速自在継手や種々の摺動式等速自在継手であってもよい。

図４に示すように絶縁構造を有する等速自在継手においても、図１や図２に示すようなブーツを使用しない金属同士の球面接触による球面シール構造を備えたものであってもよい。

ウレタンコーティング層を形成する範囲としては、前記各実施形態のものに限るものではなく、コーティング可能な種々の範囲に設けることが可能である。また、各ウレタンコーティング層の厚さとしても、用いるコーティング方法に応じて種々設定できる。

６３、１２０、１６２外側継手部材
６６、１２１１６６内側継手部材
７２シャフト
１５０カバー部材
１８２取付フランジ

Claims

継手内部を密封する密封装置を備えた等速自在継手であって、
前記密封装置はブーツを使用しない金属同士の球面接触による球面シール構造であり、少なくとも外側継手部材の外周部乃至密封装置の外周部にウレタンコーティング層を設けたことを特徴とする等速自在継手。
継手内部を密封する密封装置を備えた等速自在継手であって、
前記密封装置はブーツを使用しない金属同士の球面接触による球面シール構造であり、外側継手部材を外径側から包囲状とするカバー部材を備え、このカバー部材の外周部にウレタンコーティング層を設けたことを特徴とする等速自在継手。
継手内部を密封する密封装置を備え、取付フランジが取付られる等速自在継手であって、
前記取付フランジとの接合部にウレタンコーティング層を設けたことを特徴とする等速自在継手。
ウレタンコーティング層には防錆表面処理下地が施されてなることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手。
前記防錆表面処理がリン酸塩処理であることを特徴とする請求項４に記載の等速自在継手。
中間のシャフトと、このシャフトの両端にそれぞれ連結される等速自在継手とを備えた動力伝達装置であって、少なくともいずれか一方の等速自在継手に前記請求項１〜請求項のいずれか１項に記載の等速自在継手を用いるとともに、シャフトの外周面にウレタンコーティング層を設けたことを特徴とする動力伝達装置。