JP6591193B2 - 等速自在継手 - Google Patents

Description

本発明は、等速自在継手に関する。

例えば、各種産業機械などで使用される等速自在継手では、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。

しかしながら、各種産業機械の中でも鉄鋼設備の一つである連続鋳造設備で使用され、各種ロールに駆動力を伝達するロール駆動力伝達装置は、８０℃以上の輻射熱、水蒸気による高温多湿、スケールの飛散、薬品類などによる劣悪雰囲気下で使用されるため、前述したゴムや樹脂製のブーツからなるシール部材の場合、そのシール部材が劣化し易く、シール性能および耐久性能の低下を招来する。

このことから、劣悪雰囲気下で使用されるロール駆動力伝達装置に組み込まれた等速自在継手では、従来において、ゴムや樹脂製のブーツからなるシール部材を使用せず、金属製の球面シール構造を採用することが提案された。

しかしながら、前記鉄鋼設備の連続鋳造設備等で使用された場合、化学水や鉄粉の飛散があり、球面シール構造を採用したとしても、球面シール内環のシール面や球面シール外環のシール面の撥水コーティングでは、長期間安定したシール機能を発揮させることが困難である。すなわち、不純物の付着・堆積により、継手内部への異物侵入が避けられないものであった。

そこで、ゴムあるいは樹脂等のブーツでは耐えることができない厳しい使用環境下においても、継手内部の潤滑機能を損なわせない等速自在継手が提案された（特許文献１）。

この特許文献１の等速自在継手は、図７に示すように、外側継手部材１と、外側継手部材１の内側にトルク伝達部材（ボール）３を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材２とを備える。そして、外側継手部材１の開口部が密封装置Ｓにて密封される。密封装置Ｓは、金属球面シール部４と金属球面シール部４の外周を覆う副シール構造体５とを備える。金属球面シール部４は、凸球面状のシール面６を有する球面シール内環７と、球面シール内環７のシール面６と相対的に摺接する凹球面状のシール面８を有する球面シール外環９とからなる。

また、副シール構造体５は、球面シール外環９の外径面に摺接するシール材１０を備え、このシール材１０が外側継手部材１の外径側に配設されるカバー部材１１に付設され、このカバー部材１１に、前記シール材１０がエンドプレート１２にて保持された状態で装着されている。

この図７に示すものでは、球面シール外環９の内・外側においてシールする２重密封構造となっている。このため、ゴム製あるいは樹脂製のブーツのみを用いたものでは、耐えきれない厳しい使用環境下においても優れた耐水性能が得られ、長寿化を実現した。

特開２０１３−９６５４５号公報

ところが、近年、使用環境が多様化して、水や化学水の飛散だけでなく、水蒸気雰囲気での需要も出てきている。このため、このような環境下に対応すべく、更なる密封機能の必要が生じてきている。

そこで、本発明は、継手内部への異物（水分、スケール）侵入及び結露に対して有効な密封構造とし、しかも継手内部の潤滑機能をその損なわない等速自在継手を提供するものである。

本発明の等速自在継手は、外側継手部材と、こ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トルクを伝達する内側継手部材とを備え、内側継手部材の軸心孔にシャフトが嵌入されて、前記外側継手部材の開口部が密封装置にて密封された等速自在継手であって、前記密封装置は、第１密封構造と、この第１密封構造の外周側をシールする第２密封構造と、第１密封構造の内部に収納される第３密封構造とを備え、第１密封構造は、凸球面状のシール面を有する球面シール内環と、この球面シール内環のシール面と相対的に摺接する凹球面状のシール面を有する球面シール外環とを備え、第２密封構造は、第１密封構造の球面シール外環の外径面に摺接するシール部材を備え、第３密封構造は、金属製内筒部と、金属製外筒部と、金属製内筒部と金属製外筒部とを繋ぐ可撓性材料からなる連結部とを備え、第１密封構造の球面シール外環が内側継手部材から突出した前記シャフトに外嵌されるとともに、第１密封構造の球面シール内環が外側継手部材に装着され、かつ、第３密封構造の金属製内筒部が球面シール外環のシャフトへの固定部位よりも継手側のシャフトに外嵌されるとともに、第３密封構造の金属製外筒部が第１密封構造の球面シール内径面に内嵌されて、第１密封構造によって密封される空間内に第３密封構造が収容されているものである。

本発明の等速自在継手によれば、第１密封構造及び第２密封構造にて、継手外部からの異物等の侵入を防止でき、第３密封構造にて、継手内部からのグリースの漏洩を防止でき、第１密封構造の球面シール外環内に入った異物等の継手内部内への侵入及び継手外部への漏洩を防止できる。すなわち、第１密封構造は、球面シール内環が外側継手部材に装着され、球面シール内環のシール面と球面シール外環のシール面とが摺接し、第２密封構造のシール部材が第１密封構造の球面シール外環の外径面に摺接し、第３密封構造は、金属製内筒部がシャフトに外嵌され、金属製外筒部が第１密封構造の球面シール内環に内嵌されるものであり、従来構造のものに比べて、シール性能の更なる向上を図ることができる。

第３密封構造の連結部は、金属製内筒部との繋部及び金属製外筒部の繋部を継手内部側に設けるとともに、継手外部側へ凸状となる屈曲部を有するものが好ましい。このように設定することによって、作動角を取った際に、変位が小さい側において、各繋部が配置されることになる。このため、金属製内筒部との繋部と金属製外筒部の繋部との相対的な干渉を防止できるとともに、屈曲部の屈曲角度が大となって、連結部に大きな張力が作用するのを防止できる。

継手内部へのグリース供給のためのグリースニップルを前記外側継手部材のエンドプレートに付設してもよい。このようにグリースニップルを設けておけば、この継手内部への給脂をこのグリースニップルを介して行うことができる。なお、この等速自在継手では、複数のシール構造であるので、基本的には、グリース補充を必要としない。しかしながら、従来において球面シール外環に配置されていたグリースニップルをプラグに変更しておくことによって、緊急時の給脂や水分を排出することが可能となる。

第１密封構造の球面シール内環における球面シール外環とのシール面にシールリングを配設するのが好ましい。シールリングを配設することによって、第１密封構造の密封性の向上を図ることができる。

第３密封構造の金属製内筒部の反継手側の端部にシーリング材を塗布したものであってもよい。第３密封構造の密封性の向上を図ることができ、密封装置としてのシール性の向上を達成でき、特に、水蒸気雰囲気でのシール性確保に有効に作用（機能）する。

本発明では、従来構造のものに比べて、シール性能の更なる向上を図ることができる。継手内部への水分（水蒸気）の侵入を軽減することができ、鉄粉を含む化学水などが投射される厳しい使用雰囲気においても、密封性の向上により、等速自在継手の寿命の向上を達成できる。

また、第３密封構造の連結部は、球面シール内環との繋部及び球面シール外環の繋部を継手内部側に設けるとともに、継手外部側へ凸状となる屈曲部を有するものとすれば、金属製内筒部との繋部と金属製外筒部の繋部との相対的な干渉が無くなり、また、屈曲部の屈曲角度が大となって、連結部に大きな張力が作用したりすることがなくなるので、干渉による繋部の損傷等がなくなるとともに、各繋部において引っ張り応力が作用せず、屈曲部がちぎれたり、弾性限界を越えたりすることがなくなって、耐久性に優れたものとなる。

第１密封構造の球面シール内環における球面シール外環とのシール面にシールリングを
配設したり、第３密封構造の金属製内筒部の反継手側の端部にシーリング材を塗布したり
したものであれば、密封装置としてのシール性の向上を達成でき、特に、水蒸気雰囲気で
のシール性確保に有効に作用（機能）する。また、第２密封構造は、前記シール材が外側継手部材の外径側に配設されるカバー部材に付設され、このカバー部材に、前記シール材がエンドプレートにて保持された状態で装着されているのが好ましい。

本発明の実施形態を示す等速自在継手の断面図である。 図１に示す等速自在継手の正面図である。 図１に示す等速自在継手の作動角を取った状態の断面図である。 第２密封構造を示し、（ａ）は前記図１に示す等速自在継手に用いた第２密封構造の断面図であり、（ｂ）は第１の変形例の断面図であり、（ｃ）は第２の変形例の断面図であり、（ｄ）は第３の変形例の断面図であり、（ｅ）は第４の変形例の断面図である。 従来の密封装置を用いた等速自在継手の断面図である。 図５に示す密封装置を示し、（ａ）は金属製内筒部の軸心と金属製外筒部の軸心とが一致した状態の断面図であり、（ｂ）は金属製内筒部の軸心が金属製外筒部の軸心に対して傾斜した状態の断面図である。 従来の等速自在継手の断面図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。等速自在継手は、軸方向に延びる複数のトラック溝４１が内径面４２に円周方向等間隔で形成された外側継手部材４３と、その外側継手部材４３のトラック溝４１と対応させて軸方向に延びる複数のトラック溝４４が外径面４５に円周方向等間隔で形成された内側継手部材４６と、外側継手部材４３のトラック溝４１と内側継手部材４６のトラック溝４４とが協働して形成されたボールトラックに配されたトルク伝達部材である複数のボール４７と、外側継手部材４３の内径面４２と内側継手部材４６の外径面４５との間に介在してボール４７を保持するケージ４８とを備えている。

外側継手部材４３は、前記トラック溝４１が形成された内径面４２を有するマウス部４３ａと、マウス部４３ａの底部側の短筒部４３ｂとを備え、この短筒部４３ｂに、回転軸に連結固定するためのフランジ部材５５が一体的に連結されている。フランジ部材５５は、筒状本体部５５ａと、この筒状本体部５５ａの反外側継手部材側に設けられる円盤状外鍔部５５ｂとからなる。筒状本体部５５ａの内径は、外側継手部材側の小径部５６と、反外側継手部材側の大径部５７とからなり、小径部５６と大径部５７との間の段差部に、エンドプレート５８が係合している。そして、大径部５７の周方向凹溝に嵌合した止め輪５９と、段差部とで、エンドプレート５８が挟持保持されている。なお、図１において、６０ａは、外側継手部材４３の短筒部４３ｂとフランジ部材５５の筒状本体部５５ａとを固着する溶接部である。また、このエンドプレート５８の中心ボス部５８ａに、潤滑剤供給用のグリースニップル７９が付設される開口部８０が設けられている。

また、フランジ部材５５の円盤状外鍔部５５ｂの裏面（外側継手部材側の面）には、周方向全周にわたる凹部６１が設けられている。この凹部６１は、円盤状外鍔部５５ｂの外周縁に達しないものである。このため、フランジ部材５５の円盤状外鍔部５５ｂの裏面の周縁に周方向残部６２が形成される。そして、円盤状外鍔部５５ｂの外周面には、周方向に沿って９０°ピッチで切欠部６３が設けられている(図２参照)。なお、周方向残部６２の高さ、すなわち、凹部６１の深さＴとしては、例えば、１．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度である。

また、内側継手部材４６の軸心孔の内径面には雌スプライン部６５が設けられ、この内側継手部材４６の軸心孔に、シャフト６６の端部の雄スプライン部６７を嵌入させる。内側継手部材４６の雌スプライン部６５とシャフト６６の雄スプライン部６７とを嵌合させる。また、シャフト６６の雄スプライン部６７には、先端側および基端側にそれぞれ止め輪６８，６９が装着され、これによって、シャフト６６の内側継手部材４６の軸心孔からの抜けを防止している。

シャフト６６の反雄スプライン部に鍔部７０が設けられ、この鍔部７０にフランジ部７１が溶接等にて固着されている。そして、この鍔部７０と一体になったフランジ部７１に、中間軸７２がボルト・ナット結合を介して連結されている。すなわち、中間軸７２はその端部にフランジ部７１に相対面するフランジ部７３を有し、フランジ部７１、７３同士が重ね合わされた状態で、ボルト部材とナット部材とからなる固着具７５で一体化される。なお、シャフト６６の鍔部７０には、小鍔部７６が連設されている。図１において、６０ｂは、鍔部７０とフランジ部７１とを固着している溶接部である。

そして、外側継手部材４３の開口部は密封装置Ｓで密封される。密封装置Ｓは、第１密封構造Ｓ１と、この第１密封構造の外周側をシールする第２密封構造Ｓ２と、第１密封構造の内部に収納される第３密封構造Ｓ３とを備える。

第１密封構造Ｓ１は、外径面が凸球面状のシール面８１を有する球面シール内環８２と、この球面シール内環８２のシール面８１と相対的に摺接する凹球面状のシール面８３を内径面に有する球面シール外環８４とからなる。

球面シール内環８２は、小径部８２ａと大径部８２ｂとを有する短筒体からなり、大径部８２ｂが外側継手部材４３に外嵌固着される。すなわち、球面シール内環８２は、外側継手部材４３への圧入・加締め仕様とし、ボルト等の固定具を用いないようにしている。そして、球面シール内環８２の小径部８２ａの開口端の外径面に前記シール面８１が形成される。また、球面シール外環８４は、内側継手部材４６から延びる軸部材(シャフト)６６に外嵌される短筒部８４ａ、この短筒部８４ａに連設される椀形状部８４ｂとを備える。この椀形状部８４ｂの内径面(内球面)が前記シール面８３を構成する。

短筒部８４ａは薄肉部８５と厚肉部８６とからなり、厚肉部８６に、プラグ８７が付設される開口部８８が設けられている。また、短筒部８４ａの内径面と軸部材（シャフト）６６の外径面との間にＯリング等のシールリング９０を介在させている。すなわち、薄肉部８５の内径面に周方向凹溝９１を設け、この周方向凹溝９１にシールリング９０が嵌着されている。なお、このシールリング９０としては、摺動性に優れたフッ素ゴム系のものを用いるのが好ましい。

また、シャフト６６の鍔部７０と球面シール外環８４との間にはコイルスプリング等からなる弾性部材９２が介在されている。すなわち、弾性部材９２は、その一方がシャフト６６の小鍔部７６に外嵌されるとともに、その他方が球面シール外環８４の短筒部８４ａの薄肉部８５に外嵌されている。

このように、弾性部材９２を介在させることによって、弾性部材９２の弾性力で、球面シール外環８４が球面シール内環８２に押し付けられ、球面シール内環８２のシール面８１と球面シール外環８４のシール面８３とが弾性的に接触することになる。また、球面シール内環８２のシール面８１の球芯Ｏ１と、球面シール外環８４のシール面８３の球芯Ｏ２とが、継手軸心Ｏと同芯であるように設定している。

このため、図１に示す状態からこの等速自在継手が作動角をとる場合、球面シール内環８２のシール面８１と球面シール外環８４のシール面８３とは、弾性的に接触した状態で摺動することになる。また、球面シール内環８２および球面シール外環８４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、さらには、耐熱性に優れたＳｉやフッ素系ゴム等を用いてもよい。

この実施形態では、球面シール内環８２および球面シール外環８４は、素材調質（硬さ：ＨＲｃ２０〜３０）後、無電解ニッケルめっきを施したものとした。これによって、耐食性・耐摩耗性を向上させた。また、球面シール内環８２のシール面８１と球面シール外環８４のシール面８３の少なくともいずれか一方に、フッ素樹脂系コーティングを施すようにするのも好ましい。この場合、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を熱融着等によりコーティングすることができる。ＰＴＦＥ以外に、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、分子鎖末端にカルボキシルなどの官能基を有する直鎖および、または環状の、フルオロアルキル重合体またはフルオロポリエーテル重合体などのフッ素系ポリマーを使用することができる。

また、この実施形態においては、球面シール内環８２のシール面８１には凹溝７７が形成され、この凹溝７７にはＯリング等のシールリング７８が嵌合されている。このため、球面シール内環８２のシール面８１と球面シール外環８４のシール面８３との間にシールリング７８が配設された状態となる。

ところで、第１密封構造Ｓ１の外周側に第２密封構造Ｓ２が設けられている。第２密封構造Ｓ２は、外側継手部材４３の外径側に配設されるカバー部材９８に付設されるリング状体からなるシール材９９を備える。カバー部材９８は、外側継手部材４３に、リング状の間座１００を介して外嵌固定される短筒体からなる。この場合、間座１００は、外側継手部材４３のマウス部４３ａの短筒部４３ｂ側に外嵌され、これにカバー部材９８が外嵌された状態で、外側継手部材４３のマウス部４３ａに螺着されるボルト部材１０１を介してこのカバー部材９８と間座１００とが外側継手部材４３に固着される。

カバー部材９８の反間座側の内径部には内鍔部１０２が設けられ、図４（ａ）等に示すように、この内鍔部１０２のシール材嵌合用の周方向切欠部１０３が設けられている。そして、この周方向切欠部１０３にシール材９９が嵌合される。また、カバー部材９８の反間座側の端面には、平板リング状体のエンドプレート１０５が取り付けられ、これによって、シール材９９が周方向切欠部１０３に保持される。図１に示すように、エンドプレート１０５は、カバー部材９８の内鍔部１０２の端面に螺着されるボルト部材１０６を介してカバー部材９８の反間座側の端面に固着される。シール材９９としては、フェルト材(不織布)、PTFE等のフッ素樹脂、ポリアミド系の合成繊維、ゴム材（ＣＲ，ＮＲ，ＮＢＲ，Ｓｉ，ＡＣＭ，ＦＰＭ／ＦＫＭ等）等を用いることができる。すなわち、シール材９９はフェルトやゴム材等にて構成でき、低コスト化を図ることができる。

この場合、図４（ａ）に示すように、シール材９９の内径面９９ａは、球面シール外環８４のシール面８３に摺接することになる。なお、カバー部材９８の内鍔部１０２の内径１０２ａと球面シール外環８４のシール面８３との間には隙間Ｃが形成される。また、エンドプレート１０５の内径縁１０５ａと球面シール外環８４のシール面８３との間には隙間Ｃ１が形成される。

図４(ｂ)〜図４(ｅ)は、シール材９９の変形例を示し、図４(ｂ)では、シール材９９の内径面９９ａに複数個の断面Ｖの字状の周方向小溝１１２を設け、摺接面積を小さくするとともに、接触面圧を大きくしている。図４(ｃ)では、内径面９９ａに切欠部１１３を設け、摺接面積を小さくしている。図４(ｄ)では、内径面９９ａに周方向凹溝１１４が形成され、２つの周方向摺接部１１５ａ、１１５ｂを形成している。図４(ｅ)では、図４（ｄ）と同様、２つの周方向摺接部１１５ａ、１１５ｂを形成しているが、一方の周方向摺接部１１５ａの摺接面積を大としている。

第３密封構造Ｓ３は、図１に示すように、金属製内筒部２０と、金属製外筒部２１と、金属製内筒部２０と金属製外筒部２１とを繋ぐ可撓性材料からなる連結部２２とを備える。第３密封構造の金属製内筒部２０が球面シール外環８４のシャフト６６への固定部位よりも継手側のシャフト６６に外嵌される。この場合、金属製内筒部２０の軸方向長さが金属製外筒部２１の軸方向長さよりも長く設定されている。このため、金属製内筒部２０は、その継手内部側の端部３０ａが止め輪６９に近接する位置とすれば、その継手外部側の端部３０ｂが球面シール内環８２よりも継手外部側（反継手側）に突出する軸方向長さを有する。この場合、金属製内筒部２０のシャフト６６への嵌入は隙間設定である。

そして、この金属製内筒部２０の端部３０ｂにシーリング材２３が塗布されている。シーリング材２３としては、この等速自在継手が使用される環境に応じて、アクリル系、ウレタン系、ポリウレタン系、シリコン系、変成シリコン、油性コーキング系、及びポリサルファイド系等から種々選択できる。

また、金属製外筒部２１は球面シール内環８２の小径部８２ａに内嵌されるものである。この場合、小径部８２ａの内径面には、その継手内部側に周方向内切欠部２５ａが設けられ、その継手外部側の端部には周方向外切欠部２５ｂが設けられている。また、金属製外筒部２１は、筒部本体２１ａと、この筒部本体２１ａの継手外部側の端部に設けられる外鍔部２１ｂとからなる。そして、内筒部２１は、その筒部本体２１ａが、小径部８２ａの内径面に圧入されて、その外鍔部２１ｂが周方向外切欠部２５ｂに嵌合することになる。このように、外鍔部２１ｂが周方向外切欠部２５ｂに嵌合することによって、内筒部２１が位置決めされる。

第３密封構造Ｓ３の連結部２２は、金属製内筒部２０との繋部２２ａ及び金属製外筒部２１との繋部２２ｂを継手内部側に設けるとともに、継手外部側へ凸状となる屈曲部２４を有するものである。屈曲部２４としては、断面横倒Ｕ字形状乃至断面横倒Ｖ字形状とされる。なお、連結部２２は、この実施形態においては、例えば、ＣＲゴム（クロロプレンゴム）を用いた。また、金属製内筒部２０と金属製外筒部２１とに連結部２２を焼き付け一体している。

本発明の等速自在継手によれば、第１密封構造Ｓ１及び第２密封構造Ｓ２にて、継手外部からの異物等の侵入を防止でき、第３密封構造Ｓ３にて、継手内部からのグリースの漏洩を防止でき、第１密封構造Ｓ１の球面シール外環８４内に入った異物等の継手内部内への侵入及び継手外部への漏洩を防止できる。すなわち、第１密封構造Ｓ１は、球面シール内環８２が外側継手部材４３に装着され、球面シール内環８２のシール面８１と球面シール外環８４のシール面８４とが摺接し、第３密封構造Ｓ３は、金属製内筒部２０がシャフト６６に外嵌され、金属製外筒部２１が第１密封構造Ｓ１の球面シール内環８２に内嵌されるものであり、従来構造のものに比べて、シール性能の更なる向上を図ることができる。

このため、従来構造のものに比べて、シール性能の更なる向上を図ることができる。継手内部への水分（水蒸気）の侵入を軽減することができ、鉄粉を含む化学水などが投射される厳しい使用雰囲気においても、密封性の向上により、等速自在継手の寿命の向上を達成できる。

ところで、図５は、従来の密封装置を用いた等速自在継手を示している。この等速自在継手は、軸方向に延びる複数のトラック溝１４１が内径面１４２に円周方向等間隔で形成された外側継手部材１４３と、その外側継手部材１４３のトラック溝１４１と対応させて軸方向に延びる複数のトラック溝１４４が外径面１４５に円周方向等間隔で形成された内側継手部材１４６と、外側継手部材１４３のトラック溝１４１と内側継手部材１４６のトラック溝１４４とが協働して形成されたボールトラックに配されたトルク伝達部材である複数のボール１４７と、外側継手部材１４３の内径面１４２と内側継手部材１４６の外径面１４５との間に介在してボール１４７を保持するケージ１４８とを備えている。

内側継手部材１４６の軸心孔の内径面には雌スプライン部１６５が設けられ、この内側継手部材１４６の軸心孔に、シャフト１６６の端部の雄スプライン部１６７を嵌入させる。内側継手部材１４６の雌スプライン部１６５とシャフト１６６の雄スプライン部１６７とを嵌合させる。また、シャフト１６６の雄スプライン部１６７には、先端側および基端側にそれぞれ止め輪１６８，１６９が装着され、これによって、シャフト１６６の内側継手部材１４６の軸心孔からの抜けを防止している。

密封装置は、金属製内筒部１５０と、金属製外筒部１５１と、金属製内筒部１５０と金属製外筒部１５１とを繋ぐ可撓性材料からなる連結部１５２とを備える。この場合、連結部１５２は、金属製内筒部１５０との繋部１５２ａを金属製内筒部１５０の軸方向中間部位とし、金属製外筒部１５１との繋部１５２ｂを、金属製外筒部１５１の継手外部側の端部としている。そして、継手内部側へ凸状となる屈曲部１５３を有するものである。

また、図６では図５に用いた密封装置の断面図を示し、図６（ａ）では、金属製内筒部１５０の軸心と金属製外筒部１５１の軸心とが一致している状態を示し、図６（ｂ）では、金属製外筒部１５１の軸心に対して金属製内筒部１５０が傾斜する状態、すなわち、図５に示すように等速自在継手に装着されて作動角を取った状態を示している。このため、反傾斜側においては、繋部１５２ａ、１５２ｂに引張応力が作用し、傾斜側においては繋部１５２ａ、１５２ｂが相互に干渉する状態となる。

このように、繋部１５２ａ、１５２ｂに引張応力が作用する状態となれば、この連結部１５２がちぎれる状態となったり、弾性限界を越えるおそれがある、また、繋部１５２ａ、１５２ｂが相互に干渉する状態となれば、繋部１５２ａ、１５２ｂが損傷するおそれがある。

これに対して、前記図１に示すように、第３密封構造Ｓ３の連結部２２としては、金属製内筒部２０との繋部２０ａ及び金属製外筒部２１の繋部２１ａを継手内部側に設けるとともに、継手外部側へ凸状となる屈曲部２４を有するものである。このように設定することによって、図３に示すように、作動角θを取った際に、変位が小さい側において、各繋部２０ａ、２０ｂが配置されることになる。このため、金属製内筒部２０との繋部２０ａと金属製外筒部２１の繋部２１ａとの相対的な干渉を防止できるとともに、屈曲部の屈曲角度が大となって、連結部２２に大きな張力が作用するのを防止できる。

すなわち、干渉による繋部２０ａ，２１ａの損傷等がなくなるとともに、各繋部２０ａ，２１ａにおいて引っ張り応力が作用せず、屈曲部２２がちぎれたり、弾性限界を越えたりすることがなくなって、耐久性に優れたものとなる。

継手内部へのグリース供給のためのグリースニップル７９が付設されているので、この継手内部への給脂をこのグリースニップル７９を介して行うことができる。なお、この等速自在継手では、３重シール構造であるので、基本的には、グリース補充を必要としないが、従来において球面シール外環８４に配置されていたグリースニップルをプラグ８７に変更しておくことによって、緊急時の給脂や水分を排出することが可能となる。

第１密封構造Ｓ１の球面シール内環８２における球面シール外環８４とのシール面８１にシールリングを配設したり、第３密封構造Ｓ３の金属製内筒部２２の反継手側の端部にシーリング材２３を塗布したりしたものであれば、密封装置Ｓとしてのシール性の向上を達成でき、特に、水蒸気雰囲気でのシール性確保に有効に作用（機能）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、第１密封構造Ｓ１としては、球面シール内環８２と、球面シール外環８４と、これらの内外環の間に介装される球面シール中環とを備えたものであってもよい。また、等速自在継手として、図例では、ツェッパ型の固定式等速自在継手であったが、アンダーカットフリー型の固定式等速自在継手であっても、ダブルオフセット型、クロスグルーブ型、又はトリポード型等の摺動式等速自在継手であってもよい。

第３密封構造Ｓ３の連結部は、前記実施形態では、ＣＲゴムであったが、これに限るものではなく、ＡＲゴム（アクリルゴム）、Ｓｉゴム（シリコーンゴム）等や熱可塑性エラストマー材等の樹脂であってもよい。

２０ 金属製内筒部
２１ 金属製外筒部
２２ 連結部
２２ａ 繋部
２２ｂ 繋部
２３ シーリング材
２４ 屈曲部
４３ 外側継手部材
４６ 内側継手部材
４７ ボール
６６ シャフト
７８ シールリング
７９ グリースニップル
８０ 開口部
８１ シール面
８２ 球面シール内環
８３ シール面
８４ 球面シール外環
Ｓ 密封装置
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 密封構造

Claims (6)

1. 外側継手部材と、こ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トルクを伝達する内側継手部材とを備え、内側継手部材の軸心孔にシャフトが嵌入されて、前記外側継手部材の開口部が密封装置にて密封された等速自在継手であって、
   前記密封装置は、第１密封構造と、この第１密封構造の外周側をシールする第２密封構造と、第１密封構造の内部に収納される第３密封構造とを備え、第１密封構造は、凸球面状のシール面を有する球面シール内環と、この球面シール内環のシール面と相対的に摺接する凹球面状のシール面を有する球面シール外環とを備え、第２密封構造は、第１密封構造の球面シール外環の外径面に摺接するシール部材を備え、第３密封構造は、金属製内筒部と、金属製外筒部と、金属製内筒部と金属製外筒部とを繋ぐ可撓性材料からなる連結部とを備え、第１密封構造の球面シール外環が内側継手部材から突出した前記シャフトに外嵌されるとともに、第１密封構造の球面シール内環が外側継手部材に装着され、かつ、第３密封構造の金属製内筒部が球面シール外環のシャフトへの固定部位よりも継手側のシャフトに外嵌されるとともに、第３密封構造の金属製外筒部が第１密封構造の球面シール内環の内径面に内嵌されて、第１密封構造によってシールされる密封空間内に第３密封構造が収容されていることを特徴とする等速自在継手。
2. 第３密封構造の連結部は、金属製内筒部との繋部及び金属製外筒部との繋部を夫々継手内部側に設けるとともに、継手外部側へ凸状となる屈曲部を有することを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
3. 前記継手内部へのグリース供給のためのグリースニップルが、前記外側継手部材のエンドプレートに付設されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手。
4. 第１密封構造の球面シール内環における球面シール外環とのシール面にシールリングを配設した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。
5. 第３密封構造の金属製内筒部の反継手側の端部にシーリング材を塗布した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。
6. 第２密封構造は、前記シール材が外側継手部材の外径側に配設されるカバー部材に付設され、このカバー部材に、前記シール材がエンドプレートにて保持された状態で装着されていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の等速自在継手。

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