(57)【要約】【課題】シールプレートのシール性を損なうことなく、ブーツの過大変形を抑制するための通気性を確保する。【解決手段】外輪２と、シャフト５に結合される内輪１と、外輪２と内輪１との間でトルク伝達を行う複数のボール３と、外輪２の軸方向一端部を封止すブーツ８と、外輪２の軸方向他端部を封止するシールプレート９とを備えた等速自在継手であって、シールプレート９に貫通孔９ａを形成すると共に、貫通孔９ａ内にキャップ部材１０を嵌合し、シールプレート９の表面とキャップ部材１０の表面との間に、半径方向に延びた半径方向部１２ａ、１２ｂを有し且つ継手内外に連通する通気路１２を形成した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側継手部材と、シャフトに結合される内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間でトルク伝達を行うトルク伝達部材と、前記外側継手部材の軸方向一端部を封止するブーツと、前記外側継手部材の軸方向他端部を封止するシールプレートとを備えた等速自在継手において、
前記シールプレートに貫通孔を形成すると共に、該貫通孔内にキャップ部材を嵌合し、前記シールプレートの表面とキャップ部材の表面との間に、半径方向に延びた半径方向部を有し且つ継手内外に連通する通気路を形成したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記通気路の半径方向部を、軸方向に離間させて二箇所に形成した請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記通気路に軸方向に延びた軸方向部を設け、該軸方向部で前記二箇所に形成した半径方向部の内径端部同士を接続した請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記通気路を、周方向に断続的に複数箇所設けた請求項１〜３のいずれかに記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記キャップ部材を、弾性材料で形成した請求項１〜４のいずれかに記載の等速自在継手。
【請求項６】
プロペラシャフトに使用される請求項１〜５のいずれか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、例えば自動車のプロペラシャフトやドライブシャフト、或いは各種産業機械に用いられる等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＦＲ車では、エンジン、クラッチ、変速機（トランスミッション）が前方に、減速歯車装置（ディファレンシャル）、駆動車軸が後方にそれぞれ配置されているため、この間の動力伝達にプロペラシャフトを用いるのが通例である。また、ＦＲベースの４ＷＤ車では、リアプロペラシャフトとフロントプロペラシャフトが必要である。これらプロペラシャフトは、トランスミッションとディファレンシャル間の相対位置変化による長さと角度変化に対応するために等速自在継手を具備する。
【０００３】
この種の等速自在継手としては、外輪と、シャフトに結合される内輪と、外輪と内輪との間でトルク伝達を行うトルク伝達部材（例えば複数のボール）と、外輪の軸方向一端部を封止するブーツと、外輪の軸方向他端部を封止するシールプレートとを備えたものが公知となっている。これら構成のうち、ブーツおよびシールプレートは、継手内部に充填した潤滑剤（例えばグリース）の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物の侵入を防止するために設けられる。
【０００４】
そして、かかる等速自在継手においては、近年、高速回転時の動力伝達が要求される場合も多く、回転時の発熱による継手内部の内圧膨張によってブーツが過大変形を来たすという事態が問題となっている。そこで、かかるブーツの過大変形を防止する観点から、ブーツに継手内外を連通する通気孔を形成したものや（例えば、下記の特許文献１、２参照）、シールプレートに継手内外を連通する通気孔を形成したものなどが提案されている。
【０００５】
後者のシールプレートに通気経路を形成するものとしては、例えばシールプレートの中心に、軸方向（外輪の回転軸線方向）に貫通する直線状の通気孔を形成したものがある。このような構成により、継手内部の圧力が高まったときに、通気孔を通じて継手内部の気体を継手外部に逃がすことで、内圧膨張を抑制し、ブーツの過大変形を防止するようにしている。
【特許文献１】実開平７−４４９６９号公報
【特許文献２】特開平８−２８７０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のシールプレートに通気孔を形成した構成では、通気孔が回転軸線方向に直線状に延在するため、継手内部に充填された潤滑剤が通気孔を通じて継手外部に漏洩しやすいという問題がある。また同様に、継手外部から異物が通気孔を通じて継手内部に侵入するという問題がある。そのため、シールプレートに本来的に要求されるシール性が損なわれるおそれがある。
【０００７】
特に、摺動式等速自在継手では、外輪に対してシャフトに結合された内輪が相対的な軸方向変位を来たすため、外輪、シャフトが結合された内輪、及びシールプレートによって囲繞された空間の体積が増減する。そのため、シールプレートに上記の通気孔を形成した場合には、かかる体積の増減によるポンプ作用によって直線状に延在する通気孔から潤滑剤が漏洩するという事態がより顕著な問題となって現われる。
【０００８】
本発明は、上記実情に鑑み、シールプレートのシール性を損なうことなく、ブーツの過大変形を抑制するための通気性を確保することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために創案された本発明は、外側継手部材と、シャフトに結合される内側継手部材と、前記外側継手部材と前記内側継手部材との間でトルク伝達を行うトルク伝達部材と、前記外側継手部材の軸方向一端部を封止するブーツと、前記外側継手部材の軸方向他端部を封止するシールプレートとを備えた等速自在継手において、前記シールプレートに貫通孔を形成すると共に、該貫通孔内にキャップ部材を嵌合し、前記シールプレートの表面とキャップ部材の表面との間に、半径方向に延びた半径方向部を有し且つ継手内外に連通する通気路を形成したことに特徴づけられる。
【００１０】
このような構成によれば、通気路によって継手内外の通気性を確保しつつ、当該通気路の半径方向部が、空気に比して粘度の高い潤滑剤に対して効果的な抵抗として作用する。そのため、通気路を通じて継手内部の潤滑剤が継手外部に漏洩するという事態を的確に抑制することができる。したがって、仮に摺動式等速自在継手に適用したとしても、外輪に対して内輪が相対的な軸方向変位を来たし、そのポンプ作用によって潤滑剤が通気路を介して継手外部に漏洩するという事態を効果的に低減することができる。また同様に、水分等の異物に対しても、通気路の半径方向部が効果的な抵抗として作用するので、通気路を通じて継手外部の異物が継手内部に侵入するという事態も的確に抑制することができる。なお、かかる通気路は、シールプレートの貫通孔内にキャップ部材を嵌合するという極めて簡単な方法により形成されるので、複雑な組み付け工程を要することがなく、製造コストの低廉化にも寄与し得る。
【００１１】
上記の構成において、前記通気路の半径方向部を、軸方向に離間させて二箇所に形成することが好ましい。
【００１２】
このようにすれば、半径方向部が二箇所に形成されるので、潤滑剤の漏洩並びに異物の侵入を防止するという効果がさらに高まる。
【００１３】
上記の構成において、前記通気路に軸方向に延びた軸方向部を設け、該軸方向部で前記二箇所に形成した半径方向部の内径端部同士を接続することが好ましい。
【００１４】
このようにすれば、半径方向部と軸方向部との間が屈曲し、且つこの屈曲部分が二箇所に形成されるので、通気路のラビリンスシールとしての効果が高まり、潤滑剤の漏洩並びに異物の侵入を防止する上で有効となる。
【００１５】
上記の構成において、前記通気路を周方向に断続的に複数箇所設けてもよい。
【００１６】
このようにすれば、シールプレートの通気性をより確実に確保することができる。
【００１７】
上記の構成において、前記キャップ部材が、弾性材料で形成されていることが好ましい。
【００１８】
このようにすれば、シールプレートとキャップ部材との嵌合部の密着性を高めることができ、通気路以外の部分から潤滑剤が漏洩したり、異物が侵入するという事態を効果的に防止することができる。
【００１９】
上記の構成を備えた等速自在継手は、プロペラシャフト用として好適に使用することができる。
【発明の効果】
【００２０】
以上のように本発明によれば、通気路によって継手内外の通気性を確保しつつ、当該通気路の半径方向部によって、通気路を通じた潤滑剤の漏洩、並びに異物の侵入を的確に阻止することができる。したがって、シールプレートのシール性を損なうことなく、継手回転時の内圧膨張によるブーツの過大変形を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明の一実施形態に係る摺動式等速自在継手を示す縦断面図である。同図に示すように、この等速自在継手は、プロペラシャフト用の等速自在継手であって、内側継手部材としての内輪１、外側継手部材としての外輪２、トルク伝達部材としての複数のボール３、およびケージ４を主たる構成要素として備えている。
【００２３】
内輪１は、その外周面に複数のトラック溝１ａが形成されている。この内輪１の中心孔にシャフト５の軸部５ａを挿入し、両者をスプライン嵌合により連結することによりトルク伝達を可能にしている。このシャフト５の軸部５ａの先端には、スナップリング６が装着されており、シャフト５が内輪１に対して抜け止めされている。
【００２４】
外輪２は、内輪１の外周に配置され、その内周面に内輪１のトラック溝１ａと同数のトラック溝２ａが形成されている。内輪１のトラック溝１ａと外輪２のトラック溝２ａは、軸線に対して反対方向に傾斜した角度をなし、対をなす内輪１のトラック溝１ａと外輪２のトラック溝２ａとの間にボール３が組み込まれる。内輪１の外周面と外輪２の内周面との間にケージ４が配置され、ボール３はケージ４のポケット４ａ内で転動自在に保持される。
【００２５】
外輪２の軸方向一端には、金属製のブーツアダプタ７の基端部に設けられたフランジ７ａがボルト締めによって固定されている。このブーツアダプタ７の先端部とシャフト５との間に、弾性部材からなる断面Ｕ字状のブーツ８が配置されている。一方、外輪２の軸方向他端には、その内周面に圧入固定された状態で金属製のシールプレート９が配置されている。このようにして、外輪２の軸方向両端を、ブーツ８とシールプレート９により封止している。
【００２６】
さらに、シールプレート９には、その中心部に軸方向に貫通する貫通孔９ａが形成されており、この貫通孔９ａにキャップ部材１０が固定されている。
【００２７】
このキャップ部材１０は、ゴム等の弾性部材で形成されており、図２に示すように、全体として略円柱状をなし、その外周面に周方向に１又は図示のように複数（好ましくは４以下）の凹部１１が形成されている。
【００２８】
詳述すると、この実施形態では、図２及び図３（ａ）、（ｂ）に示すように、キャップ部材１０は、大径部１０ａと、この大径部１０ａよりも相対的に径方向寸法が小さい小径部１０ｂとを有する。大径部１０ａと小径部１０ｂとは、径方向に延在する段部１０ｃを介して軸方向に連接している。
【００２９】
小径部１０ｂの一部には、周方向に亘って環状の嵌合溝１０ｄが形成されている。そして、この嵌合溝１０ｄにシールプレート９の貫通孔形成部位を嵌合させるようになっている。なお、この実施形態では、段部１０ｃが嵌合溝１０ｄの軸方向一端面を形成している。
【００３０】
大径部１０ａから小径部１０ｂに跨るように凹部１１が形成されており、この凹部１１によって、キャップ部材１０の外周面の一部（凹部形成部）に内径側に窪んだコ字型の空間が区画される。
【００３１】
そして、凹部形成部の底部面１１ａの径方向寸法Ｌ１は、貫通孔９ａの径方向寸法よりも小さく、凹部形成部のうち、軸方向に対向する側部面１１ｂ、１１ｃの対向間隔Ｌ２は、シールプレート９の貫通孔形成部位の厚み（軸方向寸法）よりも大きくなっている。一方、大径部１０ａと小径部１０ｂのそれぞれの外周面において、凹部１１が形成されていない凹部非形成部の径方向寸法Ｌ３、Ｌ４は、上記のシールプレート９の貫通孔９ａの直径よりも大きくなっている。なお、小径部１０ｂの凹部非形成部のうち、嵌合溝１０ｄの形成部の径方向寸法Ｌ５は、Ｌ１よりも大きくＬ４よりも小さくなっている。
【００３２】
このように構成されたキャップ部材１０をシールプレート９の貫通孔９ａに挿入すると、図４（ａ）に示すように、小径部１０ｂの嵌合溝１０ｄが、シールプレート９の貫通孔形部位に密着した状態で嵌合する。その結果、キャップ部材１０は、抜止めされた状態でシールプレート９の貫通孔９ａ内に固定される。そして、キャップ部材１０の凹部１１では、図４（ｂ）に示すように、凹部１１内にシールプレート９の一部が突出し、キャップ部材１０の表面と、シールプレート９の表面との間に、継手内外に連通する通気路１２が形成される。
【００３３】
詳述すると、通気路１２には、半径方向に延びる半径方向部１２ａ、１２ｂが軸方向に離間した状態で二箇所に形成される。そして、これら二つの半径方向部１２ａ、１２ｂの内径端同士が軸方向に伸びる軸方向部１２ｃによって接続される。すなわち、通気路１２は、全体としてコ字型に屈曲した形状を呈する。
【００３４】
このように通気路１２に半径方向部１２ａ、１２ｂを形成したことにより、当該半径方向部１２ａ、１２ｂが潤滑剤や水分等の異物に対して、効果的な抵抗として作用する。しかも、通気路１２がコ字型に屈曲しているので、通気路１２のラビリンスシール効果を高めることができる。したがって、通気路１２でもって継手内外の通気性を確保しつつ、通気路１２を通じて潤滑剤が漏洩するという事態を的確に防止することができる。すなわち、外輪２に対してシャフト５に結合された内輪１が相対的な軸方向変位を繰り返し、外輪２、シャフト５が結合された内輪１、及びシールプレート９によって囲繞された空間の体積が増減したとしても、その体積の増減によるポンプ作用によって通気路１２を通じて潤滑剤が継手外部に漏洩するという事態を抑制することができる。また同様に、通気路１２のラビリンスシールにより、継手外部の異物が通気路１２を通じて継手内部に侵入するという事態も抑制できる。
【００３５】
通気路１２は、軸方向部１２ｃから外径方向に延びる半径方向部１２ａによって、継手内部空間に開口している。そのため、継手内部空間に軸方向に通気路を開口させた場合よりも、継手停止時に潤滑剤が通気路１２の内部に侵入する割合を低減することができる。しかも、半径方向部１２ａは継手回転時に作用する遠心力と同方向に延在していることから、仮に通気路１２の内部に潤滑剤が侵入した場合であっても、継手回転時に作用する遠心力によって、通気路１２の開口から潤滑剤を継手内部に押し戻すことができる。したがって、潤滑剤の漏洩をより確実に抑制することができる。
【００３６】
通気路１２は、継手外部空間に対しても、軸方向部１２ｃから半径方向部１２ｂが外径方向に延びて開口している。そのため、継手外部空間に軸方向に通気路を開口させた場合よりも、継手停止時に異物が通気路１２の内部に侵入する割合を低減することができる。しかも、半径方向部１２ｂは継手回転時に作用する遠心力と同方向に延在していることから、仮に通気路１２の内部に異物が侵入した場合であっても、継手回転時に作用する遠心力によって、通気路１２の開口から異物を継手外部に排出することができる。したがって、異物の侵入をも確実に抑制することができる。
【００３７】
さらに、通気路１２は、シールプレート９の貫通孔９ａにキャップ部材１０を挿入して固定するという簡単な方法で形成されるものであるので、溶接等の複雑な組み付け工程を要することがなく、製造コストの低廉化を図ることができる。そして、この実施形態では、キャップ部材１０を、大径部１０ａと小径部１０ｂとから構成していることから、小径部１０ｂ側からシールプレート９の貫通孔９ａに、キャップ部材１０を挿入することで、より円滑にキャップ部材１０をシールプレート９に組み付けることができる。この場合、キャップ部材１０の大径部１０ａは、貫通孔９ａ内を通過させる必要がないので、大径部１０ａの径方向寸法は、貫通孔９ａの寸法よりも十分に大きくできる。そのため、通気路１２の半径方向部１２ａを外径方向に伸長できるので、潤滑剤の漏洩を抑制する上で有利となる。また、図４（ｂ）に示すように、キャップ部材１０の段部１０ｃがシールプレート９の表面に当接するまで、キャップ部材１０を貫通孔９ａに挿入することにより、キャップ部材１０の固定力を向上させることができる。
【００３８】
以上のように、本実施形態に係る等速自在継手によれば、通気路１２の通気性により継手回転時の内圧膨張によるブーツ８の過大変形を抑制しつつ、シールプレート９のシール性を好適に確保することができる。さらに、かかる通気路１２は、シールプレート９の貫通孔９ａにキャップ部材１０を挿入するだけで形成されるので、複雑な組み付け工程を要することがなく、製造コストの低廉化を図ることができる。
【００３９】
なお、本発明は上記の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することができる。例えば、上記の実施形態では、キャップ部材１０の小径部１０ｂに嵌合溝１０ｄを周方向に亘って形成し、この嵌合溝１０ｄにシールプレート９の貫通孔形成部位を嵌合させて固定する場合を説明したが、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、小径部１０ｂの嵌合溝１０ｄを省略してもよい。この場合、キャップ部材１０の小径部１０ｂの一部を、シールプレート９の貫通孔形成部位によって内径側に弾性変形させ、その外径側への弾性復元力によって、キャップ部材１０をシールプレート９の貫通孔９ａ内に嵌合固定する。このようにすれば、図４に示す態様と同様の態様で、キャップ部材１０を装着することができる。
【００４０】
また、上記の実施形態では、摺動式等速自在継手を例にとって説明したが、固定式等速自在継手に対しても本発明を同様に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】本発明の一実施形態に係る摺動式等速自在継手の全体構成を模式的に示す断面図である。
【図２】図１の等速自在継手のシールプレートに取り付けられるキャップ部材を模式的に示す斜視図である。
【図３】（ａ）は、図２のＡ−Ａ断面図であって、（ｂ）は、図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】（ａ）は、図３（ａ）の状態で見たキャップ部材のシールプレートへの取り付け状態を示す断面図であって、（ｂ）は、図３（ｂ）の状態で見たキャップ部材のシールプレートへの取り付け状態を示す断面図である。
【図５】（ａ）は、本実施形態の変形例を示すキャップ部材の断面図であって、（ｂ）はそのキャップ部材の別の断面を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４２】
１                内輪
２                外輪
３                ボール
４                ケージ
５                シャフト
７                ブーツアダプタ
８                ブーツ
９                シールプレート
９ａ              貫通孔
１０              キャップ部材
１０ａ            大径部
１０ｂ            小径部
１０ｃ            段部
１０ｄ            嵌合溝
１１              凹部
１２              通気路
１２ａ，１２ｂ    半径方向部
１２ｃ            軸方向部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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