JP2018105432A - Constant velocity universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、等速自在継手に関し、特に産業機械の設備等に使用される等速自在継手に関する。 The present invention relates to a constant velocity universal joint, and more particularly, to a constant velocity universal joint used for equipment of an industrial machine.
自動車及び各種産業機械の動力伝達機構として適用される等速自在継手(固定式等速自在継手)は一般的に蛇腹形状ブーツを使用したシール構造が適用されることが多い。すなわち、等速自在継手では、外部からの異物の侵入および内部からのグリースの漏出を防止するためのシール部材として、ゴムや樹脂製のブーツを装着しているのが一般的である。 In general, a constant velocity universal joint (fixed constant velocity universal joint) applied as a power transmission mechanism for automobiles and various industrial machines generally has a seal structure using bellows-shaped boots. That is, in a constant velocity universal joint, a rubber or resin boot is generally attached as a seal member for preventing foreign matter from entering from outside and leakage of grease from inside.
そして、自動車におけるプロペラシャフトや産業機械でのモータ直結等で使用されるような低角度高速回転の場合には回転膨張に有利な金属環ブーツ(図6参照)を適用している。ところで、近年産業機械設備において生産効率向上のため、高速化は加速しており、より高速回転に対応できるものが必要となってきた。 A metal ring boot (see FIG. 6) advantageous for rotational expansion is applied in the case of low-angle and high-speed rotation such as that used for propeller shafts in automobiles and motors directly connected to industrial machines. By the way, in recent years, in order to improve production efficiency in industrial machine facilities, the speeding up has been accelerated, and it has become necessary to be able to cope with higher speed rotation.
図6に示す等速自在継手は、内径面1にトラック溝2が形成された外側継手部材3と、外径面4に外側継手部材3のトラック溝2と対をなすトラック溝5が形成された内側継手部材6と、外側継手部材3のトラック溝2と内側継手部材6のトラック溝5との間に介在してトルクを伝達するボール7と、外側継手部材3の内径面1と内側継手部材6の外径面4との間に介在してボール7を保持する保持器8とを備えている。
The constant velocity universal joint shown in FIG. 6 has an
内側継手部材6の軸心孔の内径面に雌スプライン10が形成され、この軸心孔にスタブシャフト11の先端部の雄スプライン12が嵌入される。これによって、雌スプライン10と雄スプライン12とが噛合する。雄スプライン12の先端部及び基端部にはそれぞれ抜け止めの止め輪13、14が装着されている。すなわち、雄スプライン12の先端部に周方向溝12aが形成され、雄スプライン12の基端部に周方向溝12bが形成され、各周方向溝12a、12bに止め輪13、14が装着される。
A
この際、止め輪13が内側継手部材6の一方の端面6aに当接し、止め輪14が内側継手部材6の他方の端面6bの内径部に設けられた切欠部15に嵌合している。このため、シャフト11は、内側継手部材6に対してその軸方向の移動が規制される。
At this time, the
外側継手部材3はディスクタイプで、一方の端面3aにパッキン9aを介して図示省略のアダプタ等が装着され、他方の端面3bにパッキン9bを介してブーツ固定板20が装着されている。ブーツ固定板20は、平板リング体からなり、その継手本体側の端面には、外側継手部材3の端部が嵌合する嵌合凹部20aが設けられている。
The
そして、ブーツ固定板20及び外側継手部材3には貫通孔22、21が設けられ、アダプタ(図示省略)にはネジ孔が設けられている。このため、ブーツ固定板20の嵌合凹部20aに外側継手部材3の端部を嵌合させる。この状態で、ブーツ固定板20の貫通孔22及び外側継手部材3の貫通孔21にボルト部材を嵌入して、このボルト部材のねじ部を、アダプタ(図示省略)のネジ孔に螺着すれば、ブーツ固定板20と外側継手部材3とアダプタとが一体化される。なお、パッキン9a、9bには、ボルト部材が貫通する貫通孔がそれぞれ設けられている。
The
また、等速自在継手のシャフト側の開口部は密封装置30で密封されている。この場合の密封装置は、金属製の内径側筒部30aと、金属製の外径側筒部30bと、内径側筒部30aと外径側筒部30bとを連結する断面U字形の可撓性材からなる屈曲部30cとからなる。
The opening on the shaft side of the constant velocity universal joint is sealed with a
内径側筒部30aがシャフト11に外嵌され、外径側筒部30bがブーツ固定板20を介して外側継手部材3に固定される。すなわち、外径側筒部30bの継手側の端部に外径方向に延びる鍔部26が設けられ、この鍔部26が、ブーツ固定板20の継手側の端面の内径部に形成された周方向凹所27に嵌合している。
The inner diameter side
また、ブーツ固定板20には、グリースを追給脂するグリースニップル28が配置されている。すなわち、グリースニップル28は、継手本体内部と連通状態となっている。
Further, the
ところで、密封装置30の内径側筒部30aとシャフト11の外径面29との間に、図7に示すような隙間Cが設けられる。このため、このような密封装置30を用いたとしても、この隙間を介して継手内部や密封装置に充填されたグリースが外部へ流出したり、逆に、この隙間を介して継手内部や密封装置に水等の異物が侵入したりするおそれがあった。
Incidentally, a gap C as shown in FIG. 7 is provided between the inner diameter side
そこで、従来には、密封装置の内径側筒部の端部を包囲するシール部材をシャフトに装着するようにしたものがある(特許文献1)。すなわち、図5に示すように、短円筒形状のシール部材31を、シャフト11に装着している。この場合、シール部材31は、その内周面32が大径部32aと小径部32bを有し、大径部32aに内径側筒部30aの端部を嵌合させ、小径部32bにシャフト11を嵌合させている。
In view of this, there has conventionally been a structure in which a seal member that surrounds the end portion of the inner diameter side cylindrical portion of the sealing device is attached to a shaft (Patent Document 1). That is, as shown in FIG. 5, a short
ところで、図5や図6に示すように、雄スプライン12の先端部及び基端部にそれぞれ抜け止めの止め輪13、14が装着されているものでは、シャフト11と密封装置30の内径側筒部30aとが相対的に摺動しない構成となっている。このため、図5に示すように、密封装置30の内径側筒部30aの端部を包囲するシール部材31をシャフト11に装着するようにしたもので対応できる。
Incidentally, as shown in FIGS. 5 and 6, in the case where the
すなわち、図5に示すシール部材31は、シャフト11と密封装置30の内径側筒部30aとの位置関係が一定であることを前提としている。このため、シャフト11と密封装置30の内径側筒部30aとが相対的に摺動するタイプの等速自在継手では、図5に示すようなシール部材31は適応できない。
That is, the sealing
そこで、本発明は、上記課題に鑑みて、内側継手部材にシャフトが相対的な軸方向の摺動が可能とされる等速自在継手において、継手内部のグリースの漏れ及び継手内部への水等の異物の浸入を有効に防止することが可能な等速自在継手を提供するものである。 Accordingly, in view of the above problems, the present invention provides a constant velocity universal joint in which the shaft can slide relative to the inner joint member in the axial direction, such as leakage of grease inside the joint and water inside the joint. The present invention provides a constant velocity universal joint that can effectively prevent the entry of foreign matter.
本発明の等速自在継手は、外側継手部材と、内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在されたトルク伝達部材とを備え、内側継手部材にシャフトが相対的な軸方向の摺動を可能とされて嵌入され、シャフト嵌入側の継手開口部を密封装置にて密封される等速自在継手であって、前記密封装置は、シャフトが嵌入される金属製の内径側筒部と、内径寸法が内径側筒部の外径寸法よりも大径とされて外側継手部材に固定される金属製の外径側筒部と、内径側筒部と外径側筒部とを連結する可撓性部材とからなる屈曲部とからなり、シャフトと内径側筒部との間をシールし、かつシャフトと内径側筒部との相対的な摺動を許容するシール部材を配設したものである。 The constant velocity universal joint according to the present invention includes an outer joint member, an inner joint member, and a torque transmission member interposed between the outer joint member and the inner joint member, and a shaft relative to the inner joint member. A constant velocity universal joint that is fitted in such a manner that it can be slid in a direction, and a joint opening on a shaft insertion side is sealed with a sealing device, wherein the sealing device is a metal inner diameter side into which the shaft is inserted A cylinder portion, a metal outer diameter side cylinder portion whose inner diameter dimension is larger than the outer diameter dimension of the inner diameter side cylinder portion and fixed to the outer joint member, an inner diameter side cylinder portion and an outer diameter side cylinder portion; A sealing member that seals between the shaft and the inner diameter side cylindrical portion and allows relative sliding between the shaft and the inner diameter side cylindrical portion. It is set.
本発明の等速自在継手によれば、シャフトと内径側筒部との間をシール部材にてシールするものであるので、継手内部のグリースの漏れ及び継手内部への水等の異物の浸入を有効に防止するこができる。しかも、このシール部材は、シャフトと内径側筒部との相対的な摺動を許容するものであり、等速自在継手として、固定式等速自在継手を用いても、負荷伸縮のある箇所に対応することができる。 According to the constant velocity universal joint of the present invention, the gap between the shaft and the inner diameter side cylindrical portion is sealed with a seal member, so that leakage of grease inside the joint and entry of foreign matters such as water into the joint are prevented. It can be effectively prevented. In addition, this seal member allows relative sliding between the shaft and the inner diameter side cylindrical portion. Even if a fixed type constant velocity universal joint is used as a constant velocity universal joint, the seal member can be placed at a place where the load is stretched. Can respond.
シール部材は、シャフトに外嵌されるリング状シール材、例えば、Oリングにて構成したり、シャフトと内径側筒部との間に配設される液体パッキンであったりできる。 The seal member can be formed of a ring-shaped seal material fitted on the shaft, for example, an O-ring, or can be a liquid packing disposed between the shaft and the inner diameter side cylindrical portion.
また、シール部材は、内径側筒部の端部に外嵌される第1円筒部と、この内径側筒部より突出しているシャフトのブーツ装着部に外嵌される第2円筒部と、第1円筒部と第2円筒部とを連結する可撓性の連結部とを備え、第1円筒部がブーツバンドの締付にて内径側筒部の端部のブーツ装着部に固定され、第2円筒部がブーツバンドの締付にてシャフトのブーツ装着部に固定されるものであってもよい。 Further, the seal member includes a first cylindrical portion that is externally fitted to an end portion of the inner diameter side cylindrical portion, a second cylindrical portion that is externally fitted to a boot mounting portion of the shaft protruding from the inner diameter side cylindrical portion, A flexible connecting part that connects the first cylindrical part and the second cylindrical part, and the first cylindrical part is fixed to the boot mounting part at the end of the inner diameter side cylindrical part by tightening the boot band; The two cylindrical portions may be fixed to the boot mounting portion of the shaft by tightening the boot band.
本発明では、等速自在継手として、固定式等速自在継手を用いたとしても、負荷伸縮のある箇所に対応することができ、汎用性に優れ、しかも、継手内部のグリースの漏れ及び継手内部への水等の異物の浸入を有効に防止することができるので、耐用性に優れる。さらには、シャフトと内径側筒部との間にシール部材を配設するのみであり、等速自在継手として既存の構造設計を崩すことなく、コンパクトな形状を維持できる。 In the present invention, even if a fixed type constant velocity universal joint is used as a constant velocity universal joint, it can cope with a place where there is load expansion and contraction, is excellent in versatility, and leaks grease inside the joint. Since it is possible to effectively prevent the entry of foreign matter such as water into the water, it has excellent durability. Furthermore, only a seal member is disposed between the shaft and the inner diameter side cylindrical portion, and a compact shape can be maintained without breaking the existing structural design as a constant velocity universal joint.
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。本発明に係る等速自在継手は、図1と図2に示すように、内径面51にトラック溝52が形成された外側継手部材53と、外径面54に外側継手部材53のトラック溝52と対をなすトラック溝55が形成された内側継手部材56と、外側継手部材53のトラック溝52と内側継手部材56のトラック溝55との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材としてのボール57と、外側継手部材53の内径面51と内側継手部材56の外径面54との間に介在してボール57を保持する保持器58とを備えている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the constant velocity universal joint according to the present invention includes an
内側継手部材56の軸心孔の内径面に雌スプライン60が形成され、この軸心孔にスタブシャフト61の先端部の雄スプライン62が嵌入される。これによって、雌スプライン60と雄スプライン62とが噛合する。
A
外側継手部材53はディスクタイプで、一方の端面53aにパッキン63aを介して図示省略のアダプタが装着され、他方の端面53bにパッキン63bを介してブーツ固定板70が装着されている。ブーツ固定板70は、平板リング体からなり、その継手本体側の端面には、外側継手部材53の端部が嵌合する嵌合凹部70aが設けられている。
The outer
そして、ブーツ固定板70及び外側継手部材53には貫通孔72、71が設けられ、アダプタ(図示省略)にはネジ孔が設けられている。このため、ブーツ固定板70の嵌合凹部70aに外側継手部材53の反アダプタ側の端部を嵌合させる。この状態で、ブーツ固定板70の貫通孔72及び外側継手部材53の貫通孔71にボルト部材を嵌入して、このボルト部材のねじ部を、アダプタ(図示省略)のネジ孔に螺着すれば、ブーツ固定板70と外側継手部材53とアダプタとが一体化される。なお、パッキン63a、63bには、ボルト部材が貫通する貫通孔がそれぞれ設けられている。
The
また、等速自在継手のシャフト側の開口部(継手開口部)79は密封装置80で密封されている。この場合の密封装置80は、金属製の内径側筒部80aと、金属製の外径側筒部80bと、内径側筒部80aと外径側筒部80bとを連結する断面U字形の可撓性材からなる屈曲部80cとからなる。例えば、内径側筒部80aと外径側筒部80bとの金属環に屈曲部80cが加硫接着される。また、屈曲部80cは、耐疲労性、耐摩耗性、耐熱老化性等に優れた熱可塑性ポリエステル系エラストマーが好ましいが、特にこれに限定されることなく、例えば、エステル系、オレフィン系、ウレタン系、アミド系、スチレン系等の熱可塑性エラストマーであっても、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エチレンアクリルゴム等であってもよい。
Further, an opening (joint opening) 79 on the shaft side of the constant velocity universal joint is sealed with a sealing
内径側筒部80aがシャフト51に外嵌され、外径側筒部80bがブーツ固定板70を介して外側継手部材53に固定される。すなわち、外径側筒部80bの継手側の端部に外径方向に延びる鍔部76が設けられ、この鍔部76が、ブーツ固定板70の継手側の端面の内径部に形成された周方向凹所77に嵌合している。また、ブーツ固定板70には、グリースを追給脂するグリースニップル78が配置されている。すなわち、グリースニップル78は、継手本体内部と連通状態となっている。
The inner diameter
また、シャフト61と内径側筒部80aとの間に、シール部材Sが配設されている。この場合のシール部材Sは、シャフト61に外嵌されるリング状シール材81、例えば、Oリング等にて構成される。すなわち、シャフト61の内径側筒部80aの対応部位に周方向凹溝61aを設け、この周方向凹溝61aにこのリング状シール材81を嵌合させている。
Further, a seal member S is disposed between the
このため、このシール部材Sは、シャフト61と内径側筒部80aとの間をシールし、かつシャフト61と内径側筒部80aとの相対的な摺動を許容することができる。リング状シール材(Oリング)81としては、例えば、ニトリルゴム(NBR)、フッ素ゴム(FKM)、シリコンゴム(VMQ)、クロロプレンゴム(CR)、ウレタンゴム(U)、水素化ニトリルゴム(HNBR)、フッ素樹脂(PTFE)等の既存のOリングのものを用いることができる。
For this reason, the seal member S can seal between the
シャフト61と内径側筒部80aとの間をシール部材Sにてシールするものであるので、継手内部のグリースの漏れ及び継手内部への水等の異物の浸入を有効に防止することができる。しかも、このシール部材Sは、シャフト61と内径側筒部80aとの相対的な摺動を許容するものであり、等速自在継手として、固定式等速自在継手を用いても、負荷伸縮のある箇所に対応することができる。すなわち、等速自在継手として、固定式等速自在継手を用いたとしても、負荷伸縮のある箇所に対応することができ、汎用性に優れ、しかも、継手内部のグリースの漏れ及び継手内部への水等の異物の浸入を有効に防止することができるので、耐用性に優れる。さらには、シャフト61と内径側筒部80aとの間にシール部材Sを配設するのみであり、等速自在継手として既存の構造設計を崩すことなく、コンパクトな形状を維持できる。
Since the space between the
シール部材Sとして、Oリングを用いているので、コスト低減、及び装着性に優れ、しかも、安定したシール効果を発揮することができる。 Since an O-ring is used as the sealing member S, it is excellent in cost reduction and wearability, and can exhibit a stable sealing effect.
次に、図3に示す等速自在継手のシール部材Sに、第1円筒部82aと、第2円筒部82bと、第1円筒部82aと第2円筒部82bとを連結する可撓性の連結部82cとで備えたブーツ82で構成している。すなわち、第1円筒部82aは、密封装置80の内径側筒部80aの端部(反継手側の端部)のブーツ装着部85に外嵌され、ブーツバンド83の締付にて内径側筒部80aの端部に固定され、第2円筒部82bがブーツバンド83の締付にてシャフト61のブーツ装着部86に固定される。
Next, the flexible member that connects the first
この場合、内径側筒部80aの外径面端部のブーツ装着部85の周方向凹溝85aが形成され、第1円筒部82aの内径面には周方向膨出部87が形成され、第1円筒部82aがブーツバンド83にて締付らけれることによって、周方向膨出部87が周方向凹溝85aに圧入状に嵌合して、第1円筒部82aが内径側筒部80aに固定される。また、シャフト61のブーツ装着部86に周方向凹溝86aが形成され、第2円筒部82bの内径面には周方向膨出部88が形成され、第2円筒部82bがブーツバンド83にて締付られることによって、周方向膨出部88が周方向凹溝86aに圧入状に嵌合して、第2円筒部82bがシャフト61に固定される。
In this case, a circumferential
また、ブーツ82は、密封装置80の屈曲部80cと同様、熱可塑性ポリエステル系エラストマー等の樹脂ブーツであっても、クロロプレンゴム、シリコーンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エチレンアクリルゴム等のゴムブーツであってもよい。
Further, the
このため、図3に示すシール部材Sであっても、前述した図1に示すシール部材Sと同様の作用効果を発揮することができる。 For this reason, even if it is the sealing member S shown in FIG. 3, the effect similar to the sealing member S shown in FIG. 1 mentioned above can be exhibited.
また、図4に示すように、シール部材Sを液体パッキン90にて構成してもよい。シャフト61のブーツ装着部91に周方向凹溝91aが形成され、周方向凹溝91aに液体パッキン90の液を塗布する。液体パッキンとしては、液状シリコーンゴム(LSR: Liquid Silicone Rubber)を挙げることができる。シリコーンゴムにはその形態、硬化機構などによって種々のグレードがあるが、ミラブル型シリコーンゴムと液状シリコーンゴムに大別できる。ミラブル型は、使用時に加硫剤を添加することにより加熱硬化するタイプである。液状シリコーンゴムは、室温または加熱することにより硬化して、ゴム状となるタイプである。
Further, as shown in FIG. 4, the seal member S may be constituted by a
このため、図4に示すシール部材Sであっても、前述した図1に示すシール部材Sと同様の作用効果を発揮することができる。 For this reason, even if it is the sealing member S shown in FIG. 4, the effect similar to the sealing member S shown in FIG. 1 mentioned above can be exhibited.
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、前記各実施形態では、等速自在継手として、外側継手部材と内側継手部材との間で角度変位のみが可能な固定式のディスクタイプであったが、外側継手部材と内側継手部材との間で角度変位および軸方向変位が可能な摺動式のディスクタイプであってもよい。また、本発明に係る等速自在継手としては、鉄鋼、製紙、試験機等の各種の産業機械に使用することができる。 As described above, the embodiments of the present invention have been described. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible. In each of the above embodiments, the constant velocity universal joint includes an outer joint member and an inner joint member. Although it was a fixed disc type that only allowed angular displacement with the joint member, it was a sliding disc type that could be angularly displaced and axially displaced between the outer joint member and the inner joint member. May be. Further, the constant velocity universal joint according to the present invention can be used for various industrial machines such as steel, paper making, and testing machines.
図1に示すようにシール部材Sにシールリングを用いる場合、Oリングに限るものではなく、断面形状がX状となるXリングや断面形状がD状となるDリング等を用いてもよい。 When using a seal ring for the seal member S as shown in FIG. 1, the seal member S is not limited to an O-ring, and an X-ring whose cross-sectional shape is X-shaped, a D-ring whose cross-sectional shape is D-shaped, or the like may be used.
53 外側継手部材
56 内側継手部材
57 ボール(トルク伝達部材)
80 密封装置
80a 内径側筒部
80b 外径側筒部
80c 屈曲部
81 リング状シール材(Oリング)
82 ブーツ
82a 第1円筒部
82b 第2円筒部
82c 連結部
83 ブーツバンド
85、86 ブーツ装着部
90 液体パッキン
S シール部材
53 Outer
80
82
Claims (4)
前記密封装置は、シャフトが嵌入される金属製の内径側筒部と、内径寸法が内径側筒部の外径寸法よりも大径とされて外側継手部材に固定される金属製の外径側筒部と、内径側筒部と外径側筒部とを連結する可撓性部材とからなる屈曲部とからなり、シャフトと内径側筒部との間をシールし、かつシャフトと内径側筒部との相対的な摺動を許容するシール部材を配設したことを特徴とする等速自在継手。 An outer joint member, an inner joint member, and a torque transmission member interposed between the outer joint member and the inner joint member, and the shaft is allowed to slide relative to the inner joint member in the axial direction. It is a constant velocity universal joint that is inserted and the joint opening on the shaft insertion side is sealed with a sealing device,
The sealing device includes a metal inner diameter side cylinder portion into which a shaft is fitted, and a metal outer diameter side that has an inner diameter dimension larger than the outer diameter dimension of the inner diameter side cylinder portion and is fixed to the outer joint member. A cylindrical portion and a bent portion formed of a flexible member that connects the inner diameter side cylindrical portion and the outer diameter side cylindrical portion; seals between the shaft and the inner diameter side cylindrical portion; and the shaft and the inner diameter side cylinder A constant velocity universal joint characterized in that a seal member allowing relative sliding with respect to the portion is provided.
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KR20220153195A (en) * | 2021-05-11 | 2022-11-18 | 김창호 | Leakage prevention structure of flow passage control valve |
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