JP2018004018A

JP2018004018A - 摺動式等速自在継手

Info

Publication number: JP2018004018A
Application number: JP2016134683A
Authority: JP
Inventors: 健太伊藤; Kenta Ito
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2016-07-07
Filing date: 2016-07-07
Publication date: 2018-01-11

Abstract

【課題】潤滑剤の封入量を削減し、継手内部での潤滑性を改善し耐久性の向上を図る。【解決手段】開口部１１を有する有底筒状の外側継手部材１２と、その外側継手部材１２との間でボール１４を介して角度変位を許容しながら回転トルクを伝達する内側継手部材１３とを備え、ボール１４および内側継手部材１３を含む内部部品１６を外側継手部材１２に軸方向摺動自在に収容した摺動式等速自在継手であって、外側継手部材１２の底部３５と内部部品１６との間に形成された内部空間ｎを占有する軸方向伸縮可能な埋設部材３６を、外側継手部材１２の底部３５と内部部品１６との間に配置する。【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達系、例えば自動車のドライブシャフトやプロペラシャフトに使用され、外側継手部材に対して内部部品を軸方向摺動自在に収容した摺動式等速自在継手に関する。

例えば、自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達する手段として使用される等速自在継手には、固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手の二種がある。これら両者の等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。

エンジンから車輪に動力を伝達するドライブシャフトは、エンジンと車輪との相対的位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要がある。そのため、ドライブシャフトは、一般的に、エンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手を、車輪側（アウトボード側）に固定式等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手をシャフトで連結した構造を具備する。

前述した摺動式等速自在継手には、外側継手部材に対して、内側継手部材、ボールおよびケージからなる内部部品を軸方向摺動自在に収容したダブルオフセット型等速自在継手がある（例えば、特許文献１参照）。

この摺動式等速自在継手では、外側継手部材の内部空間にグリース等の潤滑剤を封入することにより、継手作動時において、継手内部の摺動部位、つまり、外側継手部材、内側継手部材、ボールおよびケージで構成される摺動部位での潤滑性を確保するようにしている。

また、この摺動式等速自在継手は、継手内部からの潤滑剤の漏洩を防止すると共に継手外部からの異物侵入を防止するため、外側継手部材とシャフトとの間にゴム製あるいは樹脂製の蛇腹状ブーツを装着した構造を具備する。

特開２０１１−１０６５１０号公報

ところで、特許文献１で開示された従来の摺動式等速自在継手は、継手内部の摺動部位での潤滑性を確保するため、外側継手部材の内部空間に潤滑剤を封入した構造を具備する。このように、継手内部での潤滑性を確保することにより、摺動式等速自在継手の寿命性能を向上させている。

しかしながら、外側継手部材の内部空間の容積が大きいため、その外側継手部材の内部空間に潤滑剤を封入するには、多量の潤滑剤を必要とする。このように、多量の潤滑剤を必要とすることから、潤滑剤の封入量の削減およびコスト低減が困難であった。

また、外側継手部材の内部空間で内部部品が軸方向に摺動することから、外側継手部材の内部空間に封入された潤滑剤がブーツの内部空間へ流出し易い。外側継手部材の内部空間からブーツの内部空間へ潤滑剤が流出してしまうと、継手内部の摺動部位での潤滑性が損なわれ、耐久性の低下を招くことになる。

そのため、外側継手部材の内部空間に存在する潤滑剤を確保するために、外側継手部材の内部空間に潤滑剤を予め多めに封入する必要がある。その結果、潤滑剤の封入量がより一層増大することになる。

そこで、本発明は前述の改善点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、潤滑剤の封入量を削減し、継手内部での潤滑性を確保して耐久性の向上を図り得る摺動式等速自在継手を提供することにある。

本発明に係る摺動式等速自在継手は、開口部を有する有底筒状の外側継手部材と、その外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながら回転トルクを伝達する内側継手部材とを備え、トルク伝達部材および内側継手部材を含む内部部品を外側継手部材に軸方向摺動自在に収容した構造を具備する。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、外側継手部材の底部と内部品との間に形成された内部空間を占有する軸方向伸縮可能な埋設部材を、外側継手部材の底部と内部部品との間に配置したことを特徴とする。

本発明では、外側継手部材の底部と内部部品との間に形成された内部空間を占有する埋設部材を、外側継手部材の底部と内部部品との間に配置したことにより、埋設部材が占有する内部空間の容積分だけ、潤滑剤の封入量を削減することができる。

また、外側継手部材の底部と内部部品との間に介在する埋設部材が軸方向に伸縮可能であるため、外側継手部材に対する内部部品の軸方向変位を許容することができる。

本発明における埋設部材は、内部部品と対向する部位に通気弁が形成された構造が望ましい。

このような構造を採用すれば、埋設部材における吸気および排気が通気弁により可能となる。このことから、埋設部材が容易に伸縮するので、内部部品の軸方向変位がスムーズとなる。

本発明における埋設部材は、内側継手部材から露呈する軸部材の端部を支持する受け部が、軸部材の端部と対向する部位に形成された構造が望ましい。

このような構造を採用すれば、外側継手部材に対して軸部材が作動角をとるに際して、軸部材の端部を埋設部材の受け部で支持することができるので、内部部品の角度変位がスムーズとなる。

本発明によれば、外側継手部材の底部と内部部品との間に、外側継手部材の底部と内部部品との間に形成された内部空間を占有する埋設部材を配置したことにより、埋設部材が占有する内部空間の容積分だけ、潤滑剤の封入量を削減することができる。その結果、コスト低減が図れると共に、継手内部での潤滑性が確保されて耐久性の向上が図れる。

本発明の実施形態で摺動式等速自在継手の全体構成を示す断面図である。図１のＰ−Ｐ線に沿う断面図である。図１のＱ−Ｑ線に沿う断面図である。図１の通気弁を示す要部拡大断面図である。図４の通気弁を示す側面図である。

本発明に係る摺動式等速自在継手の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。

以下の実施形態では、自動車のドライブシャフトに組み込まれ、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達する摺動式等速自在継手の一つであるダブルオフセット型等速自在継手を例示する。

なお、本発明は、ダブルオフセット型等速自在継手以外に、トリポード型等速自在継手などの他の摺動式等速自在継手にも適用可能である。

図１は、作動角０°の状態にある摺動式等速自在継手（以下、単に等速自在継手と称す）を示す。図２は、図１のＰ−Ｐ線に沿う断面を示す。

図１および図２に示す等速自在継手は、外側継手部材１２、内側継手部材１３、トルク伝達部材である複数のボール１４、およびケージ１５で主要部が構成されている。内側継手部材１３、ボール１４およびケージ１５からなる内部部品１６が外側継手部材１２の内部空間ｍに軸方向摺動可能に収容されている。

外側継手部材１２は、開口部１１を有する有底筒状をなし、軸方向に延びる直線状のトラック溝１７が円筒状内周面１８の円周方向複数箇所に等間隔で形成されている。内側継手部材１３は、外側継手部材１２のトラック溝１７と対をなして軸方向に延びる直線状のトラック溝１９が球面状外周面２０の円周方向複数箇所に等間隔で形成されている。

ボール１４は、外側継手部材１２のトラック溝１７と内側継手部材１３のトラック溝１９との間に介在して回転トルクを伝達する。ケージ１５は、外側継手部材１２の内周面１８と内側継手部材１３の外周面２０との間に配されてボール１４を保持する。

内側継手部材１３の軸孔２１には、軸部材であるシャフト２２の一端がスプライン嵌合によりトルク伝達可能に連結されている。このシャフト２２は、内側継手部材１３の奥側端面から突出する端部２３に環状の凹溝２４を形成し、その凹溝２４に止め輪２５を嵌着することにより内側継手部材１３に対して抜け止めされている。

以上の構成からなる等速自在継手において、作動角（外側継手部材１２に対するシャフト２２の角度変位）が付与されると、ケージ１５で保持されたボール１４は常にどの作動角においても、その作動角の二等分面内に維持され、継手の等速性が確保される。

このように、作動角が付与された場合、内部部品１６が外側継手部材１４の内部空間ｍで軸方向に摺動することで、内部部品１６の軸方向変位が許容される。

なお、この等速自在継手では、外側継手部材１２の開口部１１の内周面に環状の凹溝２６を形成し、その凹溝２６に止め輪２７を嵌着することにより、内部部品１６の軸方向変位時、内部部品１６のスライドオーバーを防止するようにしている。

この等速自在継手では、外側継手部材１２の内部空間ｍにグリース等の潤滑剤２８を封入することにより、継手作動時において、継手内部の摺動部位、つまり、外側継手部材１２、内側継手部材１３、ボール１４およびケージ１５で構成される摺動部位での潤滑性を確保し、耐久性の向上を図っている。

この等速自在継手は、継手内部からの潤滑剤２８の漏洩を防止すると共に継手外部からの異物侵入を防止するため、外側継手部材１２の開口部１１とシャフト２２との間に、樹脂製あるいはゴム製の蛇腹状ブーツ２９を装着した構造を具備する。

ブーツ２９は、外側継手部材１２の開口部１１の外周面にブーツバンド３０により締め付け固定された大径端部３１と、内側継手部材１３から延びるシャフト２２の外周面にブーツバンド３２により締め付け固定された小径端部３３と、大径端部３１と小径端部３３とを繋ぎ、大径端部３１から小径端部３３へ向けて縮径した伸縮自在な蛇腹部３４とで構成されている。

以上で説明した実施形態における等速自在継手は、図１に示すように、外側継手部材１２の底部３５と内部部品１６との間に軸方向伸縮可能な埋設部材３６を配置した構造を具備する。この埋設部材３６は、外側継手部材１２の底部３５と内部部品１６との間に形成された内部空間ｎを占有する。

埋設部材３６は、軸方向に伸縮自在な蛇腹状をなす袋体で、内部部品１６の軸方向変位による内部空間ｎの容積変化に伴うスムーズな伸縮が可能である。このことから、埋設部材３６は、柔軟性を確保するため、ゴムあるいは樹脂等の可撓性材料で構成されている。

なお、埋設部材３６の材質は、潤滑剤２８との相性や耐久条件によってゴムまたは樹脂以外の材料であってもよい。また、埋設部材３６は、軸方向に伸縮自在な構造であれば、前述した蛇腹状以外の構造であってもよい。

図３は、図１のＱ−Ｑ線に沿う断面を示す。図１および図３に示すように、埋設部材３６は、内部部品１６と対向する部位に通気弁３７が形成された構造を具備する。この実施形態の通気弁３７は、内部部品１６と対向する部位の円周方向複数箇所（図では４箇所）に等間隔で形成されているが、その数および位置については任意である。

この通気弁３７は、図４および図５に示すように、埋設部材３６の内部部品１６と対向する部位に円盤状の弁体３８を取り付け、その弁体３８の中央に、空気を通すが潤滑剤２８を通さないスリット３９を形成することにより構成されている。

このような構造の通気弁３７を埋設部材３６に設けたことにより、その埋設部材３６における吸気および排気が通気弁３７によって可能となる。このことから、埋設部材３６が容易に軸方向に伸縮することができるので、内部部品１６の軸方向変位がスムーズとなり、埋設部材３６が継手の作動性を阻害することはない。

以上の構成からなる等速自在継手では、外側継手部材１２の底部３５と内部部品１６との間の内部空間ｎを占有する埋設部材３６を、外側継手部材１２の底部３５と内部部品１６との間に配設したことにより、埋設部材３６が占有する内部空間ｎの容積分だけ、潤滑剤２８の封入量を削減することができる。

また、外側継手部材１２の底部３５と内部部品１６との間に介在する埋設部材３６が軸方向に伸縮可能であるため、シャフト２２が作動角をとった時、内部部品１６が外側継手部材１２の内部空間ｍで軸方向に摺動するに際して、外側継手部材１２に対する内部部品１６の軸方向変位を許容することができる。

なお、この実施形態の等速自在継手では、図１に示すように、シャフト２２の端部２３について、埋設部材３６と対向する端面を凸球面状とし、また、埋設部材３６について、シャフト２２の端部２３と対応する部位に凹球面状の受け部４０を設けている。

このような構造の受け部４０を埋設部材３６に設けたことにより、埋設部材３６の受け部４０でシャフト２２の凸球面状の端部２３を支持することができる。これにより、外側継手部材１２に対してシャフト２２が作動角をとるに際して、内部部品１６の角度変位がスムーズとなる。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１１開口部
１２外側継手部材
１３内側継手部材
１４トルク伝達部材（ボール）
１６内部部品
２２軸部材（シャフト）
２３端部
３５底部
３６埋設部材
３７通気弁
４０受け部
ｎ内部空間

Claims

開口部を有する有底筒状の外側継手部材と、前記外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながら回転トルクを伝達する内側継手部材とを備え、前記トルク伝達部材および内側継手部材を含む内部部品を外側継手部材に軸方向摺動自在に収容した摺動式等速自在継手であって、
前記外側継手部材の底部と内部部品との間に形成された内部空間を占有する軸方向伸縮可能な埋設部材を、外側継手部材の底部と前記内部部品との間に配置したことを特徴とする摺動式等速自在継手。
前記埋設部材は、前記内部部品と対向する部位に通気弁が形成された構造を具備する請求項１に記載の摺動式等速自在継手。
前記埋設部材は、前記内側継手部材から露呈する軸部材の端部を支持する受け部が、前記軸部材の端部と対向する部位に形成された構造を具備する請求項１又は２に記載の摺動式等速自在継手。