JP4463025B2 - 摺動式等速自在継手 - Google Patents

Description

本発明は、入出力軸の角度変位及び軸方向変位を許容しつつ入出力軸間でトルクの伝達を可能にした摺動式等速自在継手に関し、より詳しくは異物侵入や潤滑剤漏れを防止するためのブーツを備えたものに関するものである。

図５及び図６は、摺動式等速自在継手の一種であるトリポード型等速自在継手を示している。以下、図５及び図６を参照しつつ従来の摺動式等速自在継手について説明する。トリポード型等速自在継手は、図５及び図６に示すように、円筒状内周面１１に軸線方向に延びる三つの直線状トラック溝１２を形成し、各直線状トラック溝１２の周方向両側にローラ案内面１３を設けた外方継手部材１０と、半径方向に三つの脚軸２１を突設したトリポード部材２２を外方継手部材１０に挿入すると共に、トリポード部材２２から外方継手部材１０の外部へシャフト２３を延在させた内方継手部材２０と、外方継手部材１０の直線状トラック溝１２に挿入されるローラ３１をトリポード部材２２の脚軸２１に針状ころ３２を介して回転自在に外嵌させたローラアセンブリ３０とを主要な構成要素としている。

上記のトリポード型等速自在継手は、外方継手部材１０及び内方継手部材２０に角度変位をつけた状態でトルクを付与すると、内方継手部材２０の回転に伴ってローラアセンブリ３０が外方継手部材１０のローラ案内面１３に沿って往復移動する。このとき、ローラ案内面１３とローラ３１の間に異物が侵入すると、両者の摩擦抵抗が大きくなり、外方継手部材１０及び内方継手部材２０間でのトルク伝達に支障をきたすおそれがある。また、継手内部に潤滑剤を充填して使用するものにあっては、継手内部から潤滑剤が漏れることによって潤滑不良が発生し、外方継手部材１０及び内方継手部材２０間でのトルク伝達に支障をきたすおそれがある。このような異物侵入や潤滑剤漏れを防止するために、上記のトリポード型等速自在継手は、ブーツ４０によって継手内部を密封している。

ブーツ４０は、図５に示すように、ゴムや合成樹脂等の弾性材からなるブーツ本体４１と、ブーツ本体４１と外方継手部材１０の間に介在させるブーツアダプタ４２とを有する。ブーツ本体４１は、断面略Ｕ字形状でかつ環状に形成され、内周端部４３をブーツバンド４４によって内方継手部材２０のシャフト２３に締付け固定してある。ブーツアダプタ４２は、略円筒形状に形成され、片端側をブーツ本体４１の外周端部４５に加締め固定する一方、図５の部分拡大図に示すように、他端側に形成された嵌合部４６を外方継手部材１０のシール部１４に気密に嵌合させると共に、嵌合部４６から延設された加締め部４７を内径側に加締めて外方継手部材１０の加締め承部１５に係合させてある。

また、外方継手部材１０は、図５の部分拡大図に示すように、シール部１４に形成された環状溝１６に、ゴムや合成樹脂等の弾性材からなるＯリング１７を装着してブーツアダプタ４２との気密性を高めてある。

なお、上記従来例では、トリポード型等速自在継手に対するブーツの取付け構造を挙げているが、特許文献１（特開２００３−０５６５９０号公報）には、摺動式等速自在継手の一種であるレブロ型等速自在継手に対するブーツの取付け構造として、上記従来例のものとほぼ同じものが開示されている。レブロ型等速自在継手は、円筒状内周面に複数の直線状トラック溝を形成した外方継手部材と、外方継手部材の直線状トラック溝と対向する複数の直線状トラック溝を凸球状外周面に形成した内方継手部材と、外方継手部材の直線状トラック溝と内方継手部材の直線状トラック溝の交叉部に介在させる複数のボールと、ボールを保持しつつ外方継手部材及び内方継手部材間の環状空間に収容される保持器とを備えたものである。

特開２００３−０５６５９０号公報

ところで、従来の摺動式等速自在継手は、外方継手部材１０にトリポード部材２２とローラアセンブリ３０（レブロ型の場合は、内輪とボール）を組付けた状態で、ブーツ本体４１が嵌合されたシャフト２３をトリポード部材２２（レブロ型の場合は、内輪）の内周部に圧入嵌合させると共に、ブーツアダプタ４２を外方継手部材１０のシール部１４に圧入嵌合させて組み立てられる。このとき、ブーツアダプタ４２の嵌合部４６が外方継手部材１０のシール部１４に摺接して継手内部が密封されるので、ブーツアダプタ４２を外方継手部材１０の開口端部から嵌合終端側まで圧入すると、継手内部の空気が圧縮されて内圧が上昇する。ブーツ本体４１は、継手の内圧上昇により、図５の破線で示すように、断面形状が略Ｃ字形状に変形する。このようにブーツ本体４１が変形した状態で、外方継手部材１０及び内方継手部材２０を軸方向に相対移動させたり、外方継手部材１０及び内方継手部材２０に角度変位をつけてトルクを付与すると、ブーツ本体４１が折れや反転により内方継手部材２０のシャフト２３に擦れて摩耗したり、ブーツ本体４１に亀裂が発生し耐久性が低下する。

従来は、ブーツ本体４１とシャフト２３の嵌合部位に工具を挿入し、ブーツ本体４１とシャフト２３の間に生じた隙間から継手内部の空気を抜いて内圧を減圧させ、ブーツ本体４１を変形前の元の形状に戻すようにしている。かかる減圧作業によりブーツ本体４１の摩耗を抑制してブーツ本体４１の寿命を延ばすことができる反面、工具によってブーツ本体４１及びシャフト２３が傷付けられ、継手の気密性を損なうおそれがある。

本発明は、斯かる実情に鑑み創案されたものであって、その目的は、ブーツ本体の耐久性を向上させるために、継手組立て時の内圧上昇を抑制した摺動式等速自在継手を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、外方継手部材と該外方継手部材の内部に組込まれる内方継手部材との間で、角度変位及び軸方向変位を許容しつつトルク伝達可能に構成した摺動式等速自在継手であって、弾性材からなるブーツ本体の一端にブーツアダプタを取付けたブーツを具備し、外方継手部材の外周部にブーツアダプタを嵌合すると共に内方継手部材から外方継手部材の外部へ延在させたシャフトにブーツ本体を嵌合して継手内部を密封したものにおいて、外方継手部材の外周部であってブーツアダプタの嵌合部との嵌合終端側に、ブーツアダプタの嵌合部に気密に嵌合させる円筒状シール部と前記円筒状シール部よりもさらに嵌合終端側のＯリング部を設けると共に、外方継手部材の前記円筒状シール部よりも開口端側の領域に、前記円筒状シール部の外径より小径に形成した円筒状小径部を設け、前記円筒状小径部とブーツアダプタの嵌合部との間に嵌合ガタを抑制すると共に通気可能な微少隙間を形成したことを特徴としている。
前記Ｏリング部よりもさらに嵌合終端側にシール部を設けてもよい。

上記の摺動式等速自在継手は、外方継手部材の小径部の外径をシール部の外径よりも小径に形成して、外方継手部材の小径部とブーツアダプタの嵌合部との間に隙間を設けてあるので、ブーツアダプタを外方継手部材のシール部に嵌合させるまでの間は継手内外が連通して内圧が上昇しない。すなわち、上記の摺動式等速自在継手は、外方継手部材とブーツアダプタの嵌合長さが従来の摺動式等速自在継手と同じであれば、ブーツアダプタの嵌合部のうち外方継手部材の小径部に対応する部位の容積分だけ継手内部の空気が圧縮されない。したがって、外方継手部材にブーツアダプタを嵌合する際のブーツ本体の変形が抑制される。

本発明に係る摺動式等速自在継手は、上記の如く、外方継手部材のシール部よりも開口端側にシール部の外径よりも小径に形成した小径部を設け、外方継手部材の小径部とブーツアダプタの嵌合部との間に隙間を形成してあるので、ブーツアダプタの嵌合部のうち外方継手部材の小径部に対応する部位の容積分だけ継手内部の空気が圧縮されず、継手の内圧上昇によるブーツ本体の変形を抑制することができる。これによりブーツ本体が内方継手部材のシャフトに擦れて摩耗するのを抑制して、ブーツ本体の耐久性を向上させることができる。

以下、図面を参照しつつ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、本発明を摺動式等速自在継手の一種であるトリポード型等速自在継手に適用した一実施形態を示す断面図である。図１に示すトリポード型等速自在継手は、従来例と同様に、外方継手部材１０、内方継手部材２０及びローラアセンブリ３０を主要な構成要素とし、外方継手部材１０の外周部と内方継手部材２０のシャフト２３にブーツ４０を嵌合して継手内部を密封してある。なお、本実施形態における内方継手部材２０、ローラアセンブリ３０及びブーツ４０の構成は従来例と同じであるから、これらについては、従来例と同一符号を付して詳しい説明を省略し、以下、従来例との相違点を有する外方継手部材１０について説明する。

外方継手部材１０は、ブーツアダプタ４２の嵌合部４６との嵌合終端側に、ブーツアダプタ４２の嵌合部４６に気密に嵌合させるシール部１４を設けると共に、シール部１４よりも開口端側の領域に、シール部１４の外径より小径の段差状に形成した小径部１８を設けてある。シール部１４は、円筒形状に形成されたブーツアダプタ４２の嵌合部４６の内径と略同径に形成され、ブーツアダプタ４２の嵌合部４６に対して気密に嵌合される。小径部１８は、ブーツアダプタ４２の嵌合ガタを抑制するために、ブーツアダプタ４２の嵌合部４６の内径よりもやや小径に形成され、ブーツアダプタ４２の嵌合部４６との間に通気可能な微小隙間が形成される。

上記のトリポード型等速自在継手は、外方継手部材１０及びブーツアダプタ４２を嵌合させるに際し、ブーツアダプタ４２の嵌合部４６が外方継手部材１０の開口端からシール部１４に到達するまでの間は、図２に示すように、外方継手部材１０の小径部１８及びブーツアダプタ４２の嵌合部４６間に形成される微小隙間によって継手内外が連通しているので、内圧が上昇しない。これにより、外方継手部材１０の嵌合終端までブーツアダプタ４２を嵌合させると、ブーツアダプタ４２の嵌合部４６のうち外方継手部材１０の小径部１８に対応する部位の容積分だけ継手内部の空気が圧縮されず、継手の内圧上昇によるブーツ本体４１の変形を抑制することができる。したがって、ブーツ本体４１が内方継手部材２０のシャフト２３に擦れて摩耗するのが抑制され、ブーツ本体４１の耐久性を向上させることができる。

また、上記のトリポード型等速自在継手は、ブーツアダプタ４２を外方継手部材１０のシール部１４に嵌合させるまでの間、ブーツアダプタ４２に圧入荷重が負荷されない。これにより、外方継手部材１０に対する嵌合時にブーツアダプタ４２に負荷される累積荷重が軽減されるので、ブーツアダプタ４２の圧入荷重に対する強度を低減させても外方継手部材１０に嵌合する際にブーツアダプタ４２が損傷し難くなる。したがって、ブーツアダプタ４２の薄肉軽量化を図ることが可能になる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は上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、例えば上記実施形態では、外方継手部材１０の小径部１８をシール部１４よりも小径の段差状に形成してあるが、外方継手部材１０の小径部１８は、シール部１４よりも小径であればよいから、図３に示すように、テーパー状に形成することも可能である。

また、上記実施形態では、ブーツアダプタ４２の嵌合部４６の嵌合ガタを抑制するために、外方継手部材１０の小径部１８の外径をシール部１４の外径よりもやや小径に形成してあるが、例えば図４に示すように、外方継手部材１０の小径部１８に複数のリブ１９，１９，…を突設することで、ブーツアダプタ４２の嵌合部４６の嵌合ガタが抑制されるから、外方継手部材１０の小径部１８をさらに小径に形成することも可能である。なお、リブ１９，１９，…は、突条の如くブーツアダプタ４２を線支持するものであってもよいし、ピンの如く点支持するものであってもよい。

また、上記実施形態では、摺動式等速自在継手として、ローラアセンブリ３０がシングルローラタイプであるトリポード型等速自在継手を挙げて説明しているが、本発明は、ローラアセンブリ３０がダブルローラタイプであるトリポード型等速自在継手や、レブロ型など他の摺動式等速自在継手にも適用することが可能である。

本発明を摺動式等速自在継手の一種であるトリポード型等速自在継手に適用した一実施形態に示す断面図及びその部分拡大図である。 外方継手部材に対するブーツアダプタの組付け説明図である。 本発明に係る摺動式等速自在継手の変形例を示す要部拡大断面図である。 本発明に係る摺動式等速自在継手の変形例を示す要部拡大断面図である。 従来の摺動式等速自在継手の一例を示す軸線方向の断面図である。 従来の摺動式等速自在継手の一例を示す軸線直交方向の断面図である。

符号の説明

１０ 外方継手部材
１４ シール部
１８ 小径部
２０ 内方継手部材
２１ 脚軸
４０ ブーツ
４１ ブーツ本体
４２ ブーツアダプタ
４６ ブーツアダプタの嵌合部

Claims (2)

1. 外方継手部材と該外方継手部材の内部に組込まれる内方継手部材との間で、角度変位及び軸方向変位を許容しつつトルク伝達可能に構成した摺動式等速自在継手であって、弾性材からなるブーツ本体の一端にブーツアダプタを取付けたブーツを具備し、外方継手部材の外周部にブーツアダプタを嵌合すると共に内方継手部材から外方継手部材の外部へ延在させたシャフトにブーツ本体を嵌合して継手内部を密封したものにおいて、
   外方継手部材の外周部であってブーツアダプタの嵌合部との嵌合終端側に、ブーツアダプタの嵌合部に気密に嵌合させる円筒状シール部と前記円筒状シール部よりもさらに嵌合終端側のＯリング部を設けると共に、外方継手部材の前記円筒状シール部よりも開口端側の領域に、前記円筒状シール部の外径より小径に形成した円筒状小径部を設け、前記円筒状小径部とブーツアダプタの嵌合部との間に嵌合ガタを抑制すると共に通気可能な微少隙間を形成したことを特徴とする摺動式等速自在継手。
2. 前記Ｏリング部よりもさらに嵌合終端側にシール部を設けたことを特徴とする請求項１の摺動式等速自在継手。