(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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る。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る。シャフトと内径側筒部との間をシールするシール部材を配設した。【選択図】図１
2018105432.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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ことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
シール部材は、シャフトに外嵌されるリング状シール材にて構成したことを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
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ことを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項４】
シール部材は、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ることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１５−１１３８７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【発明の効果】
【００２２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の等速自在継手の断面図である。
【図２】図１に示す等速自在継手の要部正面図である。
【図３】本発明の第２の等速自在継手の断面図である。
【図４】本発明の第３の等速自在継手の断面図である。
【図５】従来のシール部材を用いた等速自在継手の断面図である。
【図６】従来の等速自在継手の断面図である。
【図７】図６のＡ部拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【符号の説明】
【００４２】
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
【図１】
2018105432.tif 000003
【図２】
2018105432.tif 000004
【図３】
2018105432.tif 000005
【図４】
2018105432.tif 000006
【図５】
2018105432.tif 000007
【図６】
2018105432.tif 000008
【図７】
2018105432.tif 000009