WO2019111905A1 - 等速自在継手 - Google Patents

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WO2019111905A1
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constant velocity
velocity universal
boot
joint
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康昭 武川
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Ntn株式会社
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F16D3/226—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part
    • F16D3/227—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts the groove centre-lines in each coupling part lying on a cylinder co-axial with the respective coupling part the joints being telescopic
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/84—Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J15/00—Sealings
    • F16J15/50—Sealings between relatively-movable members, by means of a sealing without relatively-moving surfaces, e.g. fluid-tight sealings for transmitting motion through a wall
    • F16J15/52—Sealings between relatively-movable members, by means of a sealing without relatively-moving surfaces, e.g. fluid-tight sealings for transmitting motion through a wall by means of sealing bellows or diaphragms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J3/00—Diaphragms; Bellows; Bellows pistons
    • F16J3/04—Bellows

Definitions

  • the present invention relates to a constant velocity universal joint which is used in a vertical type in a power transmission mechanism of various industrial machines and has a boot for preventing lubricant leakage from the inside of the joint.
  • FIG. 3 there is a structure in which two sliding type constant velocity universal joints 111 and 112 are connected by a shaft 113.
  • the constant velocity universal joints 111 and 112 located at both ends of the shaft 113 connect two shafts on the drive side and the driven side, and when both axes operate at an operating angle, both axial displacement and angular displacement between the two axes are It has a structure capable of transmitting rotational torque at a constant speed while permitting it.
  • the constant velocity universal joints 111 and 112 have a structure in which an inner part 126 composed of an inner joint member 115, a plurality of balls 116 and a cage 117 is axially displaceably accommodated in an outer joint member 114.
  • the end of the shaft 113 is connected to the inner joint member 115 by means of spline fitting so as to transmit torque.
  • the constant velocity universal joints 111 and 112 attach the large diameter end 131 of the boot 130 to the opening 127 of the outer joint member 114 and prevent the lubricant sealed in the joint from leaking from the inner joint member 115.
  • the small diameter end 132 of the boot 130 is attached to the extending shaft 113.
  • the constant velocity universal joints 111 and 112 illustrated in FIG. 3 are used in the horizontal direction, but are used in the vertical type when configuring the power transmission mechanism of various industrial machines such as, for example, a stirrer, a film drawing machine, and a windmill. (See, for example, Patent Document 1).
  • the boot 130 is positioned below the opening 127 of the outer joint member 114. Therefore, the lubricant sealed in the inside of the outer joint member 114 flows into the internal space of the boot 130 by its own weight.
  • the lubricant in the outer joint member 114 runs short, and it becomes difficult to secure the lubricity at the sliding portion inside the joint when the joint is operated. As a result, the durability of the joint may be reduced.
  • the boot 130 since the boot 130 is located above the opening 127 of the outer joint member 114, the lubricant inside the joint does not flow down into the internal space of the boot 130 by its own weight. As a result, when the joint is operated, the lubricity at the sliding portion inside the joint can be secured.
  • the shaft 113 extending from the constant velocity universal joint 112 located on the lower side has a connection structure in which the outer joint member 114 of the constant velocity universal joint 111 located on the upper side is held. From this, the connection structure of the shaft 113 becomes complicated, and the cost increases.
  • the present invention is proposed in view of the above-mentioned subject, and the place made into the purpose is the vertical which can prevent that a lubricant in an outside joint member flows into an interior space of a boot by simple seal structure. It is an object of the present invention to provide a constant velocity universal joint for mold use.
  • the constant velocity universal joint comprises an outer joint member and an inner joint member transmitting rotational torque while permitting angular displacement between the outer joint member and the outer joint member, and an inner joint member And an elongated shaft member, the opening of the outer joint member is sealed by the boot, and the structure of the vertical use in which the lubricant is enclosed in the outer joint member is provided.
  • vertical use means that the constant velocity universal joint is disposed such that the axial direction thereof is along the vertical direction, that is, the shaft member extending from the inner joint member of the constant velocity universal joint is along the vertical direction It means to place on.
  • the constant velocity universal joint is disposed so that the weight of the constant velocity universal joint acts in the axial direction of the constant velocity universal joint.
  • the inclined arrangement is also included, but the constant velocity universal joint includes an arrangement in which the axial component force is large among the axial and radial component forces.
  • the present invention is characterized in that a seal plate axially dividing the internal space of the boot is fixed between the inner joint member and the shaft member.
  • the lubricant enclosed inside the outer joint member is the weight of the internal space of the boot by its own weight. Can be prevented by the seal plate.
  • the outer peripheral surface of the seal plate is in pressure contact with the inner peripheral surface of the boot in a state where the outer peripheral surface of the seal plate has an interference with the inner peripheral surface of the boot.
  • the outer peripheral surface of the seal plate is in close contact with the inner peripheral surface of the boot with the interference of the outer peripheral surface of the seal plate with the inner peripheral surface of the boot. From this, it is possible to improve the sealing performance for retaining the lubricant inside the outer joint member.
  • the seal plate in the present invention is preferably disposed so as to be axially slidable with respect to the boot, and the outer circumferential surface pressed against the inner circumferential surface of the boot is polished.
  • a spherical portion be provided at the tip of the shaft member, and a receiving portion in sliding contact with the spherical portion be disposed at a portion facing the spherical portion.
  • the seal plate can prevent the lubricant enclosed inside the outer joint member from flowing into the internal space of the boot by its own weight. As a result, a sufficient lubricant can be held inside the outer joint member, so that the lubricity at the sliding portion inside the joint can be easily secured at the time of joint operation. As a result, the durability of the joint can be improved.
  • a double offset constant velocity universal joint which is one of sliding type constant velocity universal joints constituting a power transmission mechanism of various industrial machines such as a stirrer, a film drawing machine, and a windmill is exemplified.
  • the constant velocity universal joints 11 and 12 located at both ends of the shaft 13 connect two axes on the drive side and the driven side, and when both axes operate at an operation angle, both axial displacement and angular displacement between the two axes are It has a structure that transmits rotational torque at a constant speed while permitting it.
  • two constant velocity universal joints 11 and 12 may be used vertically.
  • This vertical use means a form in which the constant velocity universal joints 11 and 12 are disposed such that the axial direction thereof is along the vertical direction, and are connected to the vertical axis end of the vertically arranged shaft 13.
  • the constant velocity joints 11, 12 located on the upper and lower sides of the shaft 13 are, as shown in FIG. 1, an outer joint member 14, an inner joint member 15, a plurality of balls 16 which are torque transmitting members, and a cage. It has 17 as its main component.
  • the outer joint member 14 has a substantially cylindrical shape with open ends, and axially extending linear track grooves 18 are formed at a plurality of circumferential positions on the cylindrical inner circumferential surface 19 at equal intervals.
  • linear track grooves 20 axially extending in pairs with the track grooves 18 of the outer joint member 14 are formed at a plurality of circumferential positions of the spherical outer circumferential surface 21 at equal intervals.
  • the ball 16 is interposed between the track groove 18 of the outer joint member 14 and the track groove 20 of the inner joint member 15 to transmit rotational torque.
  • the cage 17 is interposed between the inner circumferential surface 19 of the outer joint member 14 and the outer circumferential surface 21 of the inner joint member 15 to hold the balls 13.
  • a flange 23 is coaxially connected to one opening 22 of the outer joint member 14 via an O-ring 24 by bolting. Further, the shaft 13 is coupled to the shaft hole 25 of the inner joint member 15 by spline fitting so as to be able to transmit torque.
  • the inner joint member 15, the balls 16 and the cage 17 are housed inside the outer joint member 14 to constitute an inner part 26.
  • the inner part 26 is angularly and axially displaceable relative to the outer joint member 14.
  • a circlip 28 is attached to the inner peripheral side of the other opening 27 of the outer joint member 14.
  • the shaft 13 is angularly displaced with respect to the outer joint member 14 by sealing a lubricant 29 (shown as a dispersed point in the figure) such as grease inside the outer joint member 14.
  • a lubricant 29 shown as a dispersed point in the figure
  • the lubricity at the sliding portion inside the joint is secured.
  • a boot 30 made of rubber or resin is mounted between the outer joint member 14 and the shaft 13 in order to prevent the leakage of the lubricant 29 enclosed inside the joint and to prevent the entry of foreign matter from the outside of the joint. .
  • the boot 30 seals the opening 27 of the outer joint member 14.
  • the boot 30 has a large diameter end 31 fixed to the outer peripheral surface of the opening 27 of the outer joint member 14, a small diameter end 32 fixed to the outer peripheral surface of the shaft 13 extending from the inner joint member 15, and a large diameter end A portion 31 and a small diameter end portion 32 are connected to each other, and is constituted by a bending portion 33 which can be deformed at the time of axial displacement and angular displacement of the shaft 13.
  • the constant velocity universal joint 11 positioned on the upper side has a structure in which a seal plate 34 that divides the internal space of the boot 30 in the axial direction is fixed between the inner joint member 15 and the shaft 13.
  • the seal plate 34 is sandwiched between the retaining ring 36 fitted in the recessed groove 35 of the shaft 13 and the shaft-side end surface of the inner joint member 15.
  • the seal plate 34 is a disk-like member having a hole 37 through which the shaft 13 is inserted, as shown in FIG.
  • the seal plate 34 is, for example, a molded product made of metal or resin such as aluminum or carbon steel.
  • the outer peripheral surface 38 of the seal plate 34 has an interference (for example, about 0.5) with the inner peripheral surface 39 of the large diameter end 31 of the boot 30, as shown in FIG. It is in pressure contact with the inner circumferential surface 39.
  • the outer peripheral surface 38 of the seal plate 34 in pressure contact with the inner peripheral surface 39 of the boot 30 is polished.
  • the seal plate 34 fixed between the inner joint member 15 and the shaft 13 has an opening 27 of the outer joint member 14 so as to allow axial displacement with the inner joint member 15 of the inner part 26 and the shaft 13. There is a clearance t between them. That is, the constant velocity universal joint 12 can be stroked (sliding) by the amount of the clearance t.
  • the constant velocity universal joint 12 located on the lower side is provided with a convex spherical portion 40 at the axial end of the shaft 13 extending from the inner joint member 15 and a spherical portion 40 at a portion facing the spherical portion 40.
  • a structure in which the receiving portion 41 in sliding contact is disposed is provided.
  • the inner joint member 15 of the constant velocity universal joint 12 positioned on the lower side has an inner joint member 15 and the shaft 13 by means of snap rings not shown on both sides of spline fitting of the shaft hole 25 and the shaft 13. Positioning is fixed in the direction.
  • the receiving portion 41 has a disk shape, and contacts the spherical portion 40 of the shaft 13 at a circular flat portion 42 located at the center.
  • the receiving portion 41 is engaged with the step portion 43 of the flange 23 on the back side of the opening 22 of the outer joint member 14 and is axially fixed by the snap ring 44.
  • the flat portion 42 is a thick portion and the outer periphery is a thin portion. Since the stop ring 44 axially restricts the position of the receiving portion 41 by abutting on the thin portion of the receiving portion 41, it can be compactly fixed in the axial direction.
  • the flat portion 42 of the receiving portion 41 is accommodated in the end face of the flange 23. In FIG. 1, the end face of the flat portion 42 is flush with the end face of the flange 23.
  • the lubricant 29 enclosed in the inside of the outer joint member 14 tries to flow down to the internal space of the boot 30 by its own weight.
  • the lubricant 29 in the outer joint member 14 can be prevented from flowing down into the inner space of the boot 30 by its own weight.
  • the outer peripheral surface 38 of the seal plate 34 is in pressure contact with the inner peripheral surface 39 of the boot 30 with the interference, the outer peripheral surface 38 is in close contact with the inner peripheral surface 39 of the boot 30. From this, the sealing performance which holds the lubricant 29 inside the outer joint member 14 can be improved.
  • the spherical portion 40 of the shaft 13 is brought into sliding contact with the receiving portion 41 to add to the internal parts 26 of the constant velocity universal joint 12 positioned below.
  • the receiving portion 41 seals the opening 22 of the outer joint member 14, the lubricant 29 enclosed inside the outer joint member 14 can be prevented from leaking to the flange 23 side and flowing down.
  • the constant velocity universal joints 11 and 12 are inexpensive and consist of the seal plate 34, the spherical portion 40 at the tip of the shaft, and the receiving portion 41 with respect to the constant velocity universal joints 111 and 112 (see FIG. 3) of the horizontal type. It is possible to cope with vertical use of a simple structure simply by adding the following parts.

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Abstract

外側継手部材１４と、その外側継手部材１４との間でボール１６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１５と、その内側継手部材１５から延びるシャフト１３とを備え、外側継手部材１４の開口部２７をブーツ３０により密封し、外側継手部材１４内に潤滑剤２９を封入した縦型使用の等速自在継手１１であって、ブーツ３０の内部空間を軸方向で仕切るシール板３４を、内側継手部材１５とシャフト１３との間に固定する。

Description

等速自在継手
　本発明は、各種産業機械の動力伝達機構において縦型で使用され、継手内部からの潤滑剤漏洩を防止するブーツを備えた等速自在継手に関する。
　各種産業機械の動力伝達機構には、図３に示すように、２つの摺動式等速自在継手１１１，１１２をシャフト１１３で連結した構造のものがある。
　シャフト１１３の両端に位置する等速自在継手１１１，１１２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、二軸間の軸方向変位および角度変位の両方を許容しながら等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。
　等速自在継手１１１，１１２は、内側継手部材１１５、複数のボール１１６およびケージ１１７からなる内部部品１２６を外側継手部材１１４に軸方向変位可能に収容した構造を具備する。シャフト１１３の端部は、内側継手部材１１５に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。
　この種の等速自在継手１１１，１１２では、外側継手部材１１４の内部にグリース等の潤滑剤（図示せず）を封入することにより、作動角をとりながら回転する動作時において、継手内部の摺動部位での潤滑性を確保するようにしている。
　等速自在継手１１１，１１２は、継手内部に封入された潤滑剤の漏洩を防ぐため、外側継手部材１１４の開口部１２７にブーツ１３０の大径端部１３１を装着すると共に、内側継手部材１１５から延びるシャフト１１３にブーツ１３０の小径端部１３２を装着した構造を有する。
　図３で例示する等速自在継手１１１，１１２は、横向きで使用されているが、例えば攪拌機、フィルム延伸機、風車などの各種産業機械の動力伝達機構を構成する場合、縦型で使用されることがある（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７－３０９３６７号公報
　ところで、図３で例示する等速自在継手１１１，１１２を縦型で使用した場合、例えば図示右側の等速自在継手１１１を上側に配置した場合、その等速自在継手１１１の外側継手部材１１４の開口部１２７が下向きとなる。
　つまり、ブーツ１３０が外側継手部材１１４の開口部１２７よりも下側に位置することになる。そのため、外側継手部材１１４の内部に封入された潤滑剤が自重でブーツ１３０の内部空間に流れ落ちる。
　これによって、外側継手部材１１４内の潤滑剤が不足することになり、継手作動時、継手内部の摺動部位での潤滑性を確保することが困難となる。その結果、継手の耐久性が低下するおそれがある。
　この問題を解消するため、縦型で使用される２つの等速自在継手１１１，１１２のうち、上側に位置する等速自在継手１１１の外側継手部材１１４の開口部１２７を上向きとする構造が考えられる。
　この構造では、ブーツ１３０が外側継手部材１１４の開口部１２７よりも上側に位置することから、継手内部の潤滑剤が自重でブーツ１３０の内部空間に流れ落ちることはない。その結果、継手作動時、継手内部の摺動部位での潤滑性を確保することができる。
　しかしながら、この構造の場合、下側に位置する等速自在継手１１２から延びるシャフト１１３は、上側に位置する等速自在継手１１１の外側継手部材１１４を抱えるような連結構造となる。このことから、シャフト１１３の連結構造が複雑となり、コストアップを招くことになる。
　そこで、本発明は前述の課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、簡易なシール構造により、外側継手部材内の潤滑剤がブーツの内部空間に流れ落ちることを防止し得る縦型使用の等速自在継手を提供することにある。
　本発明に係る等速自在継手は、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、その内側継手部材から延びる軸部材とを備え、外側継手部材の開口部をブーツにより密封し、外側継手部材内に潤滑剤を封入した縦型使用の構造を具備する。
　ここで、「縦型使用」とは、等速自在継手をその軸方向が上下方向に沿うように配置すること、つまり、等速自在継手の内側継手部材から延びる軸部材を上下方向に沿うように配置することを意味する。
　換言すれば、等速自在継手の軸線方向に等速自在継手の自重が作用するように配置することを意味する。また傾斜した配置も含まれるが、等速自在継手の自重をその軸線方向と径方向の分力のうち軸線方向の分力が大きい配置を含む。
　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、ブーツの内部空間を軸方向で仕切るシール板を、内側継手部材と軸部材との間に固定したことを特徴とする。
　本発明では、ブーツの内部空間を軸方向に仕切るシール板を、内側継手部材と軸部材との間に固定したことにより、外側継手部材の内部に封入された潤滑剤が自重でブーツの内部空間に流れ落ちることをシール板で阻止できる。
　その結果、外側継手部材の内部に十分な潤滑剤を保持することができるので、継手作動時、継手内部の摺動部位での潤滑性を容易に確保することができ、継手の耐久性を向上させることができる。
　本発明において、ブーツの内周面に対してシール板の外周面が締め代を有する状態で、ブーツの内周面にシール板の外周面が圧接している構造が望ましい。
　このような構造を採用すれば、ブーツの内周面に対してシール板の外周面が持つ締め代でもって、シール板の外周面がブーツの内周面に密着する。このことから、外側継手部材の内部に潤滑剤を保持するシール性の向上が図れる。
　本発明におけるシール板は、ブーツに対して軸方向に摺動自在に配置され、ブーツの内周面と圧接する外周面が研磨されている構造が望ましい。
　このような構造を採用すれば、ブーツに対してシール板が軸方向に摺動しても、ブーツの内周面と圧接する外周面が研磨されているので、シール板の外周面が摩耗することを抑制できる。また、ブーツとシール板の外周面との間のシール性向上が図れる。
　本発明において、軸部材の先端に球面部を設けると共に、球面部と対向する部位に球面部と摺接する受け部を配置した構造が望ましい。
　このような構造を採用すれば、軸部材の球面部を受け部に摺接させることで、内側継手部材の角度変位を許容しながら軸部材を支持することが容易となる。
　その結果、軸部材、内側継手部材、トルク伝達部材および外側継手部材からなる等速自在継手を位置規制することが容易となる。
　本発明によれば、外側継手部材の内部に封入された潤滑剤が自重でブーツの内部空間に流れ落ちることをシール板で阻止できる。これにより、外側継手部材の内部に十分な潤滑剤を保持できるので、継手作動時、継手内部の摺動部位での潤滑性を容易に確保することができる。その結果、継手の耐久性向上が図れる。
　このようにして、簡易なシール構造によって、外側継手部材の内部に十分な潤滑剤を保持することができる縦型使用の等速自在継手を実現できる。
本発明の実施形態で、縦型使用のダブルオフセット型等速自在継手の全体構成を示す断面図である。 図１のシール板を示す断面図である。 従来の等速自在継手で、横向き使用のダブルオフセット型等速自在継手の全体構成を示す断面図である。
　本発明に係る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、例えば攪拌機、フィルム延伸機、風車などの各種産業機械の動力伝達機構を構成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、ダブルオフセット型以外の他の摺動式等速自在継手、例えばクロスグルーブ型やトリポード型等速自在継手にも適用可能である。また、摺動式以外の固定式等速自在継手、例えばツェッパ型やアンダーカットフリー型等速自在継手にも適用可能である。
　この実施形態では、図１に示すように、２つの摺動式等速自在継手１１，１２（以下、単に等速自在継手と称す）を軸部材であるシャフト１３で連結した構造を例示する。
　シャフト１３の両端に位置する等速自在継手１１，１２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、二軸間の軸方向変位および角度変位の両方を許容しながら等速で回転トルクを伝達する構造を備えている。
　攪拌機、フィルム延伸機、風車などの各種産業機械の動力伝達機構では、図示のように、２つの等速自在継手１１，１２を縦型で使用する場合がある。この縦型使用は、等速自在継手１１，１２をその軸方向が上下方向に沿うように配置し、垂直配置のシャフト１３の上下軸端に連結した形態を意味する。
　シャフト１３の上側に位置する等速自在継手１１と、シャフト１３の下側に位置する等速自在継手１２とで共通する構造を以下に詳述する。なお、共通部分については、同一参照符号を付す。
　シャフト１３の上側および下側に位置する等速自在継手１１，１２は、図１に示すように、外側継手部材１４と、内側継手部材１５と、トルク伝達部材である複数のボール１６と、ケージ１７とを主要な構成要素としている。
　外側継手部材１４は、両端部が開口した略円筒形状をなし、軸方向に延びる直線状トラック溝１８が円筒状内周面１９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１５は、外側継手部材１４のトラック溝１８と対をなして軸方向に延びる直線状トラック溝２０が球面状外周面２１の円周方向複数箇所に等間隔で形成されている。
　ボール１６は、外側継手部材１４のトラック溝１８と内側継手部材１５のトラック溝２０との間に介在して回転トルクを伝達する。ケージ１７は、外側継手部材１４の内周面１９と内側継手部材１５の外周面２１との間に介在してボール１３を保持する。
　外側継手部材１４の一方の開口部２２には、フランジ２３がＯリング２４を介してボルト止めにより同軸的に連結されている。また、内側継手部材１５の軸孔２５にシャフト１３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。
　内側継手部材１５、ボール１６およびケージ１７は、外側継手部材１４の内部に収容されて内部部品２６を構成する。この内部部品２６は、外側継手部材１４に対して角度変位および軸方向変位可能となっている。
　外側継手部材１４の他方の開口部２７の内周側には、サークリップ２８が装着されている。この構造により、内部部品２６が軸方向（上下方向）に変位する時、ボール１６がサークリップ２８と干渉することで内部部品２６の軸方向変位量を規制してスライドオーバーを防止している。
　等速自在継手１１，１２において、シャフト１３により外側継手部材１４と内側継手部材１５との間に作動角が付与されると、ケージ１７に保持されたボール１６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、外側継手部材１４と内側継手部材１５との間での等速性が確保される。
　この等速自在継手１１，１２では、外側継手部材１４の内部にグリース等の潤滑剤２９（図中散点で示す）を封入することにより、外側継手部材１４に対してシャフト１３が角度変位および軸方向変位しながら回転する動作時において、継手内部の摺動部位での潤滑性を確保している。
　一方、継手内部に封入された潤滑剤２９の漏洩を防ぐ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１４とシャフト１３との間にゴムまたは樹脂製のブーツ３０が装着されている。このブーツ３０は、外側継手部材１４の開口部２７を密封する。
　ブーツ３０は、外側継手部材１４の開口部２７の外周面に固定された大径端部３１と、内側継手部材１５から延びるシャフト１３の外周面に固定された小径端部３２と、大径端部３１と小径端部３２とを繋ぎ、シャフト１３の軸方向変位および角度変位時に変形可能な屈曲部３３とで構成されている。
　以上で説明した２つの等速自在継手１１，１２で共通する構造以外に、上側に位置する等速自在継手１１と、下側に位置する等速自在継手１２とで異なる構造、つまり、２つの等速自在継手１１，１２の個別構造を以下に詳述する。
　まず、上側に位置する等速自在継手１１は、ブーツ３０の内部空間を軸方向で仕切るシール板３４を、内側継手部材１５とシャフト１３との間に固定した構造を具備する。シール板３４は、シャフト１３の凹溝３５に嵌着された止め輪３６と内側継手部材１５のシャフト側端面とで挟み込まれている。
　このシール板３４は、図２に示すように、シャフト１３が挿通される孔３７を有する円板状部材である。シール板３４は、例えばアルミニウムや炭素鋼などの金属製あるいは樹脂製の成形品である。
　このシール板３４の外周面３８は、図１に示すように、ブーツ３０の大径端部３１の内周面３９に対して締め代（例えば０．５程度）を有する状態で、ブーツ３０の内周面３９に圧接されている。ブーツ３０の内周面３９に圧接するシール板３４の外周面３８は研磨されている。
　内側継手部材１５とシャフト１３との間に固定されたシール板３４は、内部部品２６の内側継手部材１５およびシャフト１３と共に軸方向変位が可能なように、外側継手部材１４の開口部２７との間にクリアランスｔを持たせている。つまり、このクリアランスｔの量だけ等速自在継手１２はストローク（摺動）することができる。
　次に、下側に位置する等速自在継手１２は、内側継手部材１５から延びるシャフト１３の軸端に凸状の球面部４０を設けると共に、その球面部４０と対向する部位に球面部４０と摺接する受け部４１を配置した構造を具備する。
　また、下側に位置する等速自在継手１２の内側継手部材１５は、その軸孔２５とシャフト１３のスプライン嵌合の両側には図示省略した止め輪により内側継手部材１５とシャフト１３とが軸方向に位置決め固定されている。
　受け部４１は、円板状をなし、中央に位置する円形の平坦部４２でシャフト１３の球面部４０と接触する。この受け部４１は、外側継手部材１４の一方の開口部２２奥側でフランジ２３の段差部４３に係合され、止め輪４４により軸方向に固定されている。
　受け部４１は、平坦部４２が肉厚部分でその外周が薄肉部分になっている。止め輪４４は、受け部４１の薄肉部分に当接することにより、受け部４１を軸方向に位置規制しているので、軸方向にコンパクトに固定することができる。受け部４１は、平坦部４２がフランジ２３の端面内に収められている。図１では平坦部４２の端面がフランジ２３の端面と同一平面である。
　シャフト１３の上側に位置する等速自在継手１１では、外側継手部材１４の内部に封入された潤滑剤２９が自重でブーツ３０の内部空間に流れ落ちようとするが、シール板３４により、ブーツ３０の内部空間を軸方向で仕切ることで、外側継手部材１４内の潤滑剤２９が自重でブーツ３０の内部空間に流れ落ちることを阻止できる。
　これにより、外側継手部材１４の内部に十分な潤滑剤２９を保持することができる。その結果、継手作動時、継手内部の摺動部位での潤滑性を容易に確保することができ、継手の耐久性を向上させることができる。
　シール板３４の外周面３８は、ブーツ３０の内周面３９に対して締め代を有する状態で圧接しているので、そのブーツ３０の内周面３９に密着する。このことから、外側継手部材１４の内部に潤滑剤２９を保持するシール性の向上が図れる。
　シール板３４は、ブーツ３０に対して軸方向に摺動しても、ブーツ３０の内周面３９と圧接する外周面３８が研磨されているので、その外周面３８の摩耗を抑制することができる。また、ブーツ３０とシール板３４の外周面３８との間のシール性向上が図れる。
　一方、シャフト１３の下側に位置する等速自在継手１２では、シャフト１３の球面部４０を受け部４１に摺接させることで、下側に位置する等速自在継手１２の内部部品２６に加えて、上側に位置する等速自在継手１１の内部部品２６およびシャフト１３の重量分を受けて、内側継手部材１５の角度変位を許容しながらシャフト１３を支持することが容易となる。
　その結果、上側に位置する等速自在継手１１の内部部品２６およびシャフト１３を軸方向で位置規制することが容易となる。
　また、受け部４１は、外側継手部材１４の開口部２２を密封することから、外側継手部材１４の内部に封入された潤滑剤２９がフランジ２３側に漏洩して流れ落ちることを防止できる。
　以上のように、等速自在継手１１，１２は、横向きタイプの等速自在継手１１１，１１２（図３参照）に対して、シール板３４、シャフト先端の球面部４０および受け部４１からなる安価な部品を追加するだけで、簡易な構造の縦型使用に対応することができる。
　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、請求の範囲によって示され、さらに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。

Claims (4)

  1. 　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、前記内側継手部材から延びる軸部材とを備え、前記外側継手部材の開口部をブーツにより密封し、前記外側継手部材内に潤滑剤を封入した縦型使用の等速自在継手であって、
    　前記ブーツの内部空間を軸方向で仕切るシール板を、前記内側継手部材と前記軸部材との間に固定したことを特徴とする等速自在継手。
  2. 　前記ブーツの内周面に対して前記シール板の外周面が締め代を有する状態で、前記ブーツの内周面に前記シール板の外周面が圧接している請求項１に記載の等速自在継手。
  3. 　前記シール板は、前記ブーツに対して軸方向に摺動自在に配置され、前記ブーツの内周面と接触する外周面が研磨されている請求項１又は２に記載の等速自在継手。
  4. 　前記軸部材の先端に球面部を設けると共に、前記球面部と対向する部位に球面部と摺接する受け部を配置した請求項１～３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
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