(57)【要約】【課題】潤滑成分保持力に優れ、外力による変形を受けても潤滑成分の滲み出し量を必要最小限に抑制するとともに初期なじみ性に優れ、長寿命で低コストであり、生産性にも優れる自在継手を提供する。【解決手段】外輪２および内輪１に設けられたトラック溝３、４とケージ６によって保持される転動体５との係り合いによって回転トルクが伝達され、上記転動体５が上記トラック溝３、４に沿って転動することによって軸方向移動がなされ、上記転動体５の周囲に発泡潤滑剤９が封入されてなる自在継手であって、上記発泡潤滑剤９は、発泡・硬化して多孔質化する樹脂内に潤滑成分を含んでなり、上記ケージ６の内径面６ａ、外径面６ｂ、外輪内径面２ａおよび内輪外径面１ａから選ばれた少なくとも一つに油溝を設ける。【選択図】図１
2008151273.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外輪および内輪に設けられたトラック溝と、ケージによって保持される転動体との係り合いによって回転トルクが伝達され、前記転動体が前記トラック溝に沿って転動することによって軸方向移動がなされ、前記転動体の周囲に発泡潤滑剤が封入されてなる自在継手であって、
前記発泡潤滑剤は、発泡・硬化して多孔質化する樹脂内に潤滑成分を含んでなり、前記ケージの内径面、前記ケージの外径面、前記外輪の内径面、および前記内輪の外径面から選ばれた少なくとも一つに油溝を設けたことを特徴とする自在継手。
【請求項２】
前記発泡潤滑剤は、発泡・硬化して多孔質化する樹脂がゴム状弾性を有し、該樹脂内に含まれる潤滑成分がゴム状弾性体の変形により滲出性を有することを特徴とする請求項１記載の自在継手。
【請求項３】
前記発泡・硬化して多孔質化する樹脂がポリウレタン樹脂であることを特徴とする請求項１または請求項２記載の自在継手。
【請求項４】
前記発泡・硬化して多孔質化する樹脂の連続気泡率が 50％以上であることを特徴とする請求項１、請求項２または請求項３記載の自在継手。
【請求項５】
前記自在継手は、等速自在継手であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項記載の自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は発泡潤滑剤を封入した自在継手（ジョイント）に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の高性能化、コンパクト化、軽量化が進み、駆動伝達に用いられる等速ジョイントにおいても先の性能に加えて一層の長寿命化が求められている。コンパクト化と軽量化の結果、等速ジョイントに対して高い負荷が加わり、従来のグリースでは必ずしも十分な長寿命化が図れない場合がある。今後ますますの高性能化が求められることからグリースの封入量や添加剤を最適化するだけでは上記のような問題に完全に対応することが難しく、新しい潤滑剤や新たな潤滑機構の研究開発が求められている。
このような問題に対して、固形成分を発泡体化し、これに潤滑油を充填させることで得られる発泡性固形潤滑剤が報告されている（特許文献１参照）。これは、ジョイントの屈曲により変形するブーツに追従して固形潤滑剤が圧縮される。ここで固形潤滑剤より滲み出た液状潤滑剤が必要部位に供給され、良好な潤滑を可能にするものである。
【０００３】
ここで報告されている潤滑剤の含有方法は発泡樹脂に潤滑油を含浸させた後含浸型のものであり、このようなものを用いた場合、潤滑油が固形成分に含まれていないため、潤滑油保持力が小さく、高速条件下で使用した場合には潤滑油が一度に抜け出てしまうという欠点がある。このような材料においては短時間での潤滑や密閉空間においては使用可能であるが、長時間や開放空間で使用することが難しい。また、油保持性が高くないため、潤滑油の放出と発泡体への吸収を繰り返しながら潤滑剤は絶えず空間内を流動する。このような場合、潤滑剤やそれに含まれる添加剤の化学的性質によってはブーツ材を攻撃、劣化させる可能性があり、どちらか一方の材料が限定されるという欠点がある。また、後含浸に伴う製造工程の工数増加や、製造時間の増加、それらに伴うコストアップは避けられない。
【０００４】
そこで上記のような理由から潤滑剤の保持性が高く、かつ大きな変形を許容する等速ジョイント用潤滑剤が求められている。特に固形成分内にも潤滑剤を含有させ、潤滑剤保持力を高める必要がある。
このような固形潤滑剤は工業的に汎用されているようなグリース潤滑と比較しても、必要量を必要箇所に供給することが可能であるため、グリース使用量の低減によるコストダウン、ブーツ材への負荷低減、等速ジョイントの軽量化とコンパクト化を可能にする技術であるという利点があり、経済的側面だけでなく環境に対する負荷低減、設計の自由度という複数の観点からも社会的重要度の高い技術であると言える。
このように利点の多い発泡潤滑剤封入等速ジョイントも、使い方によっては外力や温度上昇による初期の潤滑成分の放出が少ない場合がある。また、耐久性を考慮すると樹脂成分からの潤滑成分の放出は必要最小限であることが望ましい。潤滑成分の放出速度が小さければ、摺動部に必要量の潤滑成分が到達する速度は遅くなる。そのため、初期に潤滑成分が枯渇状態となり摺動部でも摩耗や潤滑不良を引き起こす場合がある。
【０００５】
また、潤滑剤としてグリースを封入した等速ジョイントにおいても、内輪−ケージ−外輪の球面部は隙間が小さい上に運動形態がすべりとなるため、摩耗やフレッティング、ピッチングなどの損傷が生じやすい。よって、ジョイント内径面部の潤滑状態を改善するために、今までに様々な提案がされている。例えば、内輪−ケージ−外輪の球面部に油溜めを形成した等速ジョイントが知られている（特許文献２参照）。また、内輪に軸方向の油溝を設けた等速自在継手（特許文献３参照）やケージの内外径面に多数の微細な油溝を刻設する方法（特許文献４参照）が知られている。ただし、これらはあくまでもグリース潤滑が前提であり、その効果は十分であるとは言えない。
【特許文献１】特開平９−４２２９７号公報
【特許文献２】実開昭５８−１３２２２６号公報
【特許文献３】実開平０３−４９４２１号公報
【特許文献４】特開昭６０−１１３８２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、このような問題点に対処するためになされたものであり、潤滑剤保持力に優れ、外力による変形を受けても潤滑成分の滲み出し量を必要最小限に抑制するとともに初期潤滑におけるなじみ性に優れ、長寿命で低コストであり、生産性にも優れる自在継手を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の自在継手は、外輪および内輪に設けられたトラック溝と、ケージによって保持される転動体との係り合いによって回転トルクが伝達され、上記転動体が上記トラック溝に沿って転動することによって軸方向移動がなされ、上記転動体の周囲に発泡潤滑剤が封入されてなる自在継手であって、上記発泡潤滑剤は、発泡・硬化して多孔質化する樹脂内に潤滑成分を含んでなり、上記ケージの内径面、上記ケージの外径面、上記外輪の内径面、および上記内輪の外径面から選ばれた少なくとも一つに油溝を設けたことを特徴とする。
【０００８】
上記発泡潤滑剤は、発泡・硬化して多孔質化する樹脂がゴム状弾性を有し、該樹脂内に含まれる潤滑成分がゴム状弾性体の変形により滲出性を有することを特徴とする。
上記発泡・硬化して多孔質化する樹脂がポリウレタン樹脂であることを特徴とする。
上記発泡・硬化して多孔質化する樹脂の連続気泡率が 50％以上であることを特徴とする。
上記自在継手は、等速自在継手であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の自在継手は、転動体の周囲に発泡潤滑剤が封入されてなる自在継手であって、上記発泡潤滑剤は、発泡・硬化して多孔質化する樹脂内に潤滑成分を含んでなり、ケージ内径面、外径面、外輪内径面および内輪外径面から選ばれた少なくとも一つに油溝が設けられているので、発泡潤滑剤より滲み出してくる潤滑成分は毛細管現象により油溝を伝って、自在継手のケージ外径面−外輪内径面間およびケージ内径面−内輪外径面間、いわゆる球面部に迅速に供給されやすい。
このため、初期潤滑から不足することなく継続して、この球面部などの摺動部に潤滑成分が十分に存在するので、初期なじみ性に優れ、長寿命で低コスト化の要望を満たすことができる。
【００１０】
本発明に用いられる発泡潤滑剤は樹脂を発泡・硬化して多孔質化した固形物であり、かつ樹脂が発泡・硬化するときに、潤滑成分が該樹脂内に保持される。このため、樹脂のみで発泡・硬化して得られる発泡樹脂に潤滑成分を含浸させる場合に比較して、発泡潤滑剤中の潤滑成分の保持量が単なる気孔内の含浸による保持量よりも多くなるとともに、この発泡潤滑剤を封入した自在継手の運転時において発泡潤滑剤中より潤滑を必要とする摺動部の周囲などに潤滑成分が徐放されるので、高速回転でも運転が可能である。また、多孔質な部分を多く有するので、自在継手の軽量化を図ることができる。
【００１１】
上記油溝を設けたことで、発泡潤滑剤からの潤滑成分の滲み出し量が少量であっても摺動面に迅速に供給できるので、油溝を設けない場合に比較して、発泡潤滑剤からの潤滑成分の滲み出し速度をさらに小さく設定できる。そのため、長期間にわたって必要最小限の潤滑成分を安定に摺動部に供給することができ、自在継手をさらに長寿命化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の自在継手を、図面に基づいて具体的に説明する。図１は本発明の実施形態の一例である等速自在継手を示す断面図である。図１に示すように等速自在継手は内輪１、外輪２、内輪側トラック溝３、外輪側トラック溝４、鋼球５、ケージ６、シャフト７、ブーツ８、発泡潤滑剤９およびその他の付属部品より構成される。このとき、ケージ６の内径面６ａ、外径面６ｂ、外輪内径面２ａおよび内輪外径面１ａから選ばれた少なくとも一つに油溝が設けられている。
【００１３】
自在継手において、ケージ外径面−外輪内径面間およびケージ内径面−内輪外径面間は隙間が小さく摩耗などが発生しやすいため、油溝はケージ６の外径面６ｂおよび外輪内径面２ａの少なくとも一方に設け、かつ、ケージ６の内径面６ａおよび内輪外径面１ａの少なくとも一方に設けることが好ましい。
【００１４】
発泡潤滑剤９は発泡・硬化して多孔質化した樹脂内に潤滑成分を含んでなり、等速自在継手の回転運動に伴う遠心力や、角度を取ったときに発生する圧縮、屈曲、膨張などの外的な応力によって、発泡潤滑剤中より摺動部である内輪側トラック溝３、外輪側トラック溝４、鋼球５表面およびケージ６表面などに、潤滑成分を徐放する。また、ケージ６の内径面６ａ、外径面６ｂ、外輪内径面２ａおよび内輪外径面１ａなどに油溝が設けられているので、発泡潤滑剤より滲み出してくる潤滑成分は毛細管現象により該油溝を伝って、球面部であるケージ外径面−外輪内径面間およびケージ内径面−内輪外径面間の隙間にも迅速に供給されやすい。このため、自在継手の初期潤滑時においても、該球面部でのすべり摩擦による摩耗やフレッティング、ピッチングなどの損傷を防止できる。
【００１５】
ケージ内外径面等の各面に設ける油溝の位置は、特に規定するものではないが、周方向に設けるよりも軸方向に設けることが好ましい。これは、以下の理由による。自在継手の外輪２の底部に多くの発泡潤滑剤９が配置されており、遠心力などにより発泡潤滑剤９から多くの潤滑成分が放出すると考えられる。この場合、ジョイント底部から口部（ブーツ８側開口部）に向かって徐放された潤滑成分が移動する。よって、軸方向に油溝を形成した方がより、潤滑成分を球面部に引き込むことができる。また、ケージに油溝を形成する場合、ケージ窓上下部よりも内外輪の球面部と接触する柱部に設ける方が効果的である。
【００１６】
ケージ内外径面等の各面に設ける油溝の形状（設置形態）は、特に規定するものではないが、発泡潤滑剤から滲み出した潤滑成分が移動しやすい形状であればよい。
本発明の自在継手において、ケージ内外径面等に設ける油溝の一例を、以下に示すケージの図面（図２〜図６）に基づいて説明する。図２は、本発明において油溝を設けるケージを示す斜視図である。図２に示すように、ケージ６は内径面６ａ、外径面６ｂ、複数の鋼球を保持する複数のケージ窓６ｃ、軸方向に水平に形成される複数の柱部６ｄを有する。
【００１７】
図３〜図６は、図２においてケージ６の外径面６ｂのＡ部を拡大して油溝の設置形態を示す部分斜視図である。ケージ６の外径面６ｂへの油溝の設置形態としては、図３に示すように軸方向に水平に設けられた油溝６ｅを設ける（設置形態１）、図４に示すように軸方向に水平に設けられた２本の油溝６ｆ、６ｇを設ける（設置形態２）、図５に示すように軸方向に角度をもって柱部６ｄ中央にて交わる２本の油溝６ｈ、６ｉを設ける（設置形態３）、図６に示すように軸方向に角度をもって柱部６ｄ中央を横切る１本の油溝６ｊを設ける（設置形態４）などが挙げられる。
【００１８】
図３〜図６において、ケージ６の外径面６ｂのＡ部を拡大して油溝の設置形態を説明したが、他の実施形態としてケージ６の外径面６ｂを内径面６ａに置き換えて図３〜図６に対応する油溝を設けることもできる。
また、他の実施形態として、外輪内径面２ａに図３〜図６に対応する油溝を設けることができる。同様に、他の実施形態として、内輪外径面１ａに図３〜図６に対応する油溝を設けることができる。また、油溝の本数は、特に限定されるものではない。
【００１９】
本発明の自在継手を等速自在継手に利用した例としては、ボールフィクストジョイント（以下、ＢＪと記す）の他、アンダーカットフリージョイント（以下、ＵＪと記す）などが挙げられる。このようなＢＪやＵＪの鋼球数は６個または８個の場合がある。
ＢＪやＵＪにおいて鋼球の周囲に発泡潤滑剤を封入し、かつ、ケージ内径面、外径面などに油溝を設けた場合、初期潤滑において潤滑剤が摺動部に迅速に供給されるため、低コスト化・軽量化・長寿命化に寄与できるとともに、使用される作動角が大きいことから圧縮・屈曲を受けやすく、摺動部へ潤滑剤が供給されやすい。
また、摺動式等速自在継手に利用した例としては、ダブルオフセットジョイント、トリポードジョイント、クロスグルーブジョイントなどが挙げられる。
また、不等速自在継手としては、クロスジョイントなどが挙げられる。
【００２０】
発泡潤滑剤は、「遠心力、圧縮、屈曲、膨張などの外的な応力等によって外部に潤滑成分を徐放する」ので、回転初期には、潤滑成分が摺動部に十分存在していない場合がある。特に、内輪−ケージ−外輪の球面部は隙間が小さいために発泡潤滑剤が充填されない。よって、潤滑成分が枯渇状態になりやすい。
本発明の自在継手においてはケージの内径面、外径面、外輪内径面および内輪外径面から選ばれた少なくとも一つに油溝が設けられているので、わずかに滲み出してきた潤滑成分は毛細管現象により油溝を伝って迅速に摺動部に移動し、発泡潤滑剤から潤滑成分が十分に放出されるまでの初期潤滑においても潤滑機能を発揮することができる。
【００２１】
本発明において、発泡潤滑剤は、樹脂の柔軟性により、例えば圧縮、膨張、屈曲、ねじりなどの外力による変形により潤滑成分を滲みださせて樹脂の分子間から外部に徐放できる。この際、滲み出す潤滑油などの潤滑成分量は、外力の大きさに応じて弾性変形する程度を樹脂の選択などによって変えることにより、必要最小限にすることができる。
また、本発明に用いる発泡潤滑剤において樹脂は、発泡により表面積が大きくなっており、滲み出した余剰の潤滑成分である潤滑油を再び発泡体の気泡内に一時的に保持することもできて滲み出す潤滑油量は安定しており、また樹脂内に潤滑油を保持させるとともに発泡体の気泡内に含浸させることによって非発泡の状態より潤滑油の保持量も多くなる。
【００２２】
その上、本発明に用いる発泡潤滑剤は、非発泡体と比較して屈曲時に必要なエネルギーが非常に小さく、潤滑成分を高密度に保持しながら柔軟な変形が可能である。よって、該発泡潤滑剤を固化させた後冷却する過程において、発泡潤滑剤が収縮し転動体を抱き込んだとしても屈曲・変形時に必要なエネルギーが小さいために容易に変形することができ、回転トルクが大きくなるという問題を防ぐことができる。また、発泡部分すなわち多孔質な部分を多く持つため、軽量化の点でも有利である。
また、本発明に用いる発泡潤滑剤は潤滑成分と、樹脂とを含む混合物を発泡・硬化させるだけであるので、特別な設備も不要であり、任意の場所に充填して成形することが可能である。
また、上記混合物の配合成分の配合量をコントロールすることにより発泡潤滑剤の密度を変化させることができる。
【００２３】
本発明において発泡潤滑剤を構成する発泡・硬化して多孔質化する樹脂としては、発泡・硬化後にゴム状弾性を有し、変形により潤滑成分の滲出性を有するものが好ましい。
発泡・硬化は、樹脂生成時に発泡・硬化させる形式であっても、樹脂に発泡剤を配合して成形時に発泡・硬化させる形式であってもよい。ここで硬化は架橋反応および／または液状物が固体化する現象を意味する。また、ゴム状弾性とは、ゴム弾性を意味するとともに、外力により加えられた変形がその外力を無くすことにより元の形状に復帰することを意味する。
【００２４】
発泡・硬化して多孔質化する樹脂としては、ゴムおよびプラスチックを挙げることができる。
ゴムとしては、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ニトリルゴム、エチレンプロピレンゴム、シリコーンゴム、ウレタンエラストマー、フッ素ゴム、クロロスルフォンゴムなどの各種ゴムが挙げられる。
また、プラスチックとしては、ポリウレタン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリアミド４，６樹脂、ポリアミド６，６樹脂、ポリアミド６Ｔ樹脂、ポリアミド９Ｔ樹脂などの汎用プラスチックやエンジニアリングプラスチックが挙げられる。
上記樹脂の中で、容易に発泡・硬化して多孔質化するポリウレタン樹脂が好ましい。
【００２５】
本発明に使用できるポリウレタン樹脂は、イソシアネートとポリオールとの反応による発泡・硬化物であるが、分子内にイソシアネート基（−ＮＣＯ）を有するウレタンプレポリマーの発泡・硬化物であることが好ましい。このイソシアネート基は他の置換基によってブロックされていてもよい。分子内に含まれるイソシアネート基は、分子鎖末端であっても、あるいは分子鎖内から分岐した側鎖末端に含まれていてもよい。また、ウレタンプレポリマーは分子鎖内にウレタン結合を有していてもよい。また、ウレタンプレポリマーの硬化剤は、ポリオールでもよいし、ポリアミンでもよい。
【００２６】
ウレタンプレポリマーは、活性水素基を有する化合物とポリイソシアネートとの反応によって得ることができる。
活性水素基を有する化合物としては低分子ポリオール、ポリエーテル系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、ひまし油系ポリオール等が挙げられる。これらは単独で、または２種類以上の混合物として使用することができる。低分子ポリオールとしては、２価のもの例えば、エチレングリコール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール、１，４-ブタンジオール、１，６-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、水添ビスフェノールＡ等、３価以上のもの（３〜８価のもの）例えば、グリセリン、トリメチロールプロパン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、シュークローズ等が挙げられる。
【００２７】
ポリエーテル系ポリオールとしては上記低分子ポリオールのアルキレンオキサイド（炭素数２〜４のアルキレンオキサイド、例えばエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド）付加物およびアルキレンオキサイドの開環重合物が挙げられ、具体的にはポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレンエーテルグリコールが含まれる。
【００２８】
ポリエステル系ポリオールとしては、ポリエステルポリオール、ポリカプロラクトンポリオールおよびポリエーテルエステルポリオール等が挙げられる。ポリエステルポリオールはカルボン酸（脂肪族飽和または不飽和カルボン酸、例えば、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、二量化リノール酸およびまたは芳香族カルボン酸、例えば、フタル酸、イソフタル酸）とポリオール（上記低分子ポリオールおよび／またはポリエーテルポリオール）との縮合重合により得られる。
【００２９】
ポリカプロラクトンポリオールは、グリコール類やトリオール類の重合開始剤にε-カプロラクトン、α-メチル-ε-カプロラクトン、ε-メチル-ε-カプロラクトン等を有機金属化合物、金属キレート化合物、脂肪酸金属アシル化物等の触媒の存在下で付加重合により得られる。ポリエーテルエステルポリオールには、末端にカルボキシル基および／またはＯＨ基を有するポリエステルにアルキレンオキサイド例えば、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド等を付加反応させて得られる。ひまし油系ポリオールとしては、ひまし油およびひまし油またはひまし油脂肪酸と上記低分子ポリオール、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオールとのエステル交換あるいは、エステル化ポリオールが挙げられる。
【００３０】
ポリイソシアネートとしては、芳香族ジイソシアネート、脂肪族または脂環式およびポリイソシアネート化合物がある。
芳香族ジイソシアネートは、例えば、ジフェニルメタンジイソシアネート、２，４-トリレンジイソシアネート、２，６-トリレンジイソシアネートおよびその混合物、１，５-ナフチレンジイソシアネート、１，３-フェニレンジイソシアネート、１，４-フェニレンジイソシアネートが挙げられる。
脂肪族または脂環式ジイソシアネートは、例えば、１，６-ヘキサメチレンジイソシアネート、１，１２-ドデカンジイソシアネート、１，３-シクロブタンジイソシアネート、１，３-シクロヘキサンジイソシアネート、１，４-シクロヘキサンジイソシアネート、イソプロパンジイソシアネート、２，４-ヘキサヒドロトルイレンジイソシアネート、２，６-ヘキサヒドロトルイレンジイソシアネート、１，３-ヘキサヒドロフェニルジイソシアネート、１，４-ヘキサヒドロフェニルジイソシアネート、２，４′パーヒドロジフェニルメタンジイソシアネート、４，４′-パーヒドロジフェニルメタンジイソシアネートが挙げられる。
ポリイソシアネート化合物としては、４，４′，４″-トリフェニルメタントリイソシアネート、４，６，４′-ジフェニルトリイソシアネート、２，４，４′-ジフェニルエーテルトリイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネートが挙げられる。
また、これらイソシアネートの一部をビウレット、アロファネート、カルボジイミド、オキサゾリドン、アミド、イミド等に変性したものが挙げられる。
【００３１】
本発明に好適なウレタンプレポリマーとしては、注型用ウレタンプレポリマーとして知られている、ポリラクトンエステルポリオール、ポリエーテルポリオールにポリイソシアネートを付加重合させて得られるプレポリマー等が挙げられる。
上記ポリラクトンエステルポリオールはカプロラクトンを開環反応させて得られるポリラクトンエステルポリオールに短鎖ポリオールの存在下、ポリイソシアネートを付加重合させたウレタンプレポリマーが好ましい。
上記ポリエーテルポリオールとしては、アルキレンオキサイドの付加物または開環重合物が挙げられ、これらとポリイソシアネートを付加重合させたウレタンプレポリマーが好ましい。
【００３２】
本発明に好適に使用できるウレタンプレポリマーの市販品を例示すれば、ダイセル化学社製の商品名プラクセルＥＰが挙げられる。プラクセルＥＰは室温以上の融点を有する白色固体のウレタンプレポリマーである。また、ポリエーテルポリオールを例示すれば旭硝子社製の商品名プレミノールが挙げられる。プレミノールは 5000〜12000 の分子量を有するポリエーテルポリオールである。
【００３３】
上記ウレタンプレポリマーを硬化させる硬化剤としては、３，３′-ジクロロ-４，４′-ジアミノジフェニルメタン（以下、ＭＯＣＡと記す）や４，４′-ジアミノ-３，３′-ジエチル-５，５′-ジメチルジフェニルメタン、トリメチレン-ビス-（４-アミノベンゾアート）、ビス（メチルチオ）-２，４-トルエンジアミン、ビス（メチルチオ）-２，６-トルエンジアミン、メチルチオトルエンジアミン、３，５-ジエチルトルエン-２，４-ジアミン、３，５-ジエチルトルエン-２，６-ジアミンに代表される芳香族ポリアミン、上記ポリイソシアネート、１，４-ブタングリコールやトリメチロールプロパンに代表される低分子ポリオール、ポリエーテルポリオール、ひまし油系ポリオール、ポリエステル系ポリオール、水酸基末端液状ポリブタジエン、水酸基末端液状ポリイソプレン、水酸基末端ポリオレフィン系ポリオールやこれら化合物の末端水酸基をイソシアネート基やエポキシ基などで変性した化合物に代表される２個以上の水酸基を有する液状ゴム等を単独でまたは併用して用いることができる。これらの中でコストおよび物性の点で優位であることから、芳香族ポリアミンがポリラクトンエステルポリオールとポリイソシアネートを付加重合させたウレタンプレポリマーを硬化させるのに好ましい。
【００３４】
発泡潤滑剤を得るために樹脂を発泡させる手段としては、周知の発泡手段を採用すればよく、例えば、揮発性ガスを化学反応により生成する化学的発泡方法、水、アセトン、ヘキサン等の比較的沸点の低い有機溶媒を加熱し、気化させる物理的手法や、窒素などの不活性ガスや空気を外部から吹き込む機械的発泡方法、アゾビスイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）、アゾジカルボンアミド（ＡＤＣＡ）等のように加熱処理や光照射によって化学分解させ、窒素ガスなどを発生させる分解型発泡剤を使用するなどの方法が挙げられる。
【００３５】
本発明に使用するウレタンプレポリマーは分子内にイソシアネート基を有するので、水を発泡剤として用いて、イソシアネート基と水分子との化学反応によって生じる二酸化炭素による化学的発泡方法を用いることが好ましい。また、この方法は連続気泡が生成しやすいので好ましい。
【００３６】
また、このような反応を伴う化学的発泡方法を用いる場合には必要に応じて触媒を使用することが好ましく、例えば、３級アミン系触媒や有機金属触媒などが用いられる。３級アミン系触媒としてはモノアミン類、ジアミン類、トリアミン類、環状アミン類、アルコールアミン類、エーテルアミン類、イミダゾール誘導体、酸ブロックアミン触媒などが挙げられる。
また、有機金属触媒としてはスタナオクタエート、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジブチルチンメルカプチド、ジブチルチンチオカルボキシレート、ジブチルチンマレエート、ジオクチルチンジメルカプチド、ジオクチルチンチオカルボキシレート、オクテン酸塩などが挙げられる。また、反応のバランスを整えるなどの目的でこれら複数種類を混合して用いてもよい。
【００３７】
上記樹脂に限られることなく、ウレタン系接着剤、シアノアクリレート系接着剤、エポキシ系接着剤、ポリ酢酸ビニル系接着剤、ポリイミド系接着剤など各種接着剤を発泡および硬化させて使用することもできる。
【００３８】
本発明において発泡・硬化して多孔質化する樹脂中には必要に応じて各種添加剤を用いることができる。添加剤としてはヒンダードフェノール系に代表される酸化防止剤、補強剤（カ−ボンブラック、ホワイトカーボン、コロイダルシリカなど）、無機充填剤（炭酸カルシウム、硫酸バリウム、タルク、クレイ、硅石粉など）老化防止剤、難燃剤、金属不活性剤、帯電防止剤、防黴剤やフィラーおよび着色剤などが挙げられる。
【００３９】
上記発泡・硬化して多孔質化する樹脂内に含浸できる潤滑成分は、発泡体を形成する固形成分を溶解しないものであれば使用できる。潤滑成分としては、例えば潤滑油、グリース、ワックスなどを単独で、もしくは２種類以上組み合わせて使用できる。
潤滑油としては、パラフィン系やナフテン系の鉱油、エステル系合成油、エーテル系合成油、炭化水素系合成油、ＧＴＬ基油、フッ素油、シリコーン油等が挙げられる。これらは単独でも混合油としても使用できる。
上記発泡・硬化して多孔質化する樹脂と潤滑油が極性などの化学的な相性によって溶解、分散しない場合には、粘度の近い潤滑油を使用することで、物理的に混合しやすくなり、潤滑油の偏析を防ぐことが可能となる。
【００４０】
グリースは、基油に増ちょう剤を加えたものであり、基油としては上述の潤滑油を挙げることができる。増ちょう剤としては、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、カルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物が挙げられるが、特に限定されるものではない。
【００４１】
ジウレア化合物は、例えばジイソシアネートとモノアミンの反応で得られる。ジイソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、フェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、へキサンジイソシアネート等が挙げられる。
モノアミンとしては、オクチルアミン、ドデシルアミン、へキサデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、アニリン、p-トルイジン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。
【００４２】
ポリウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミンおよびジアミンとの反応で得られる。ジイソシアネート、モノアミンとしては、ジウレア化合物の生成に用いられるものと同様のものが挙げられ、ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン等が挙げられる。
【００４３】
上記グリースにおける基油の配合割合は、グリース成分全体に対して、基油が 1〜98 重量％、好ましくは 5〜95 重量％である。基油が 1 重量％未満であると、潤滑油を必要箇所に十分に供給することが困難になる。また 98 重量％より多いときには、低温でもグリースなどでは固まらずに液状のままとなる。
【００４４】
ワックスとしては、炭化水素系合成ワックス、ポリエチレンワックス、脂肪酸エステル系ワックス、脂肪酸アミド系ワックス、ケトン・アミン類、水素硬化油などを挙げることができる。これらのワックスに油を混合してもよく、使用する油成分としては上述の潤滑油と同様のものを用いることができる。
【００４５】
以上述べた潤滑成分には、さらに二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、有機モリブデン等の摩擦調整剤、アミン、脂肪酸、油脂類等の油性剤、アミン系、フェノール系などの酸化防止剤、石油スルフォネート、ジノニルナフタレンスルフォネート、ソルビタンエステルなどの錆止め剤、イオウ系、イオウ−リン系化合物などの極圧剤、有機亜鉛、リン系化合物などの摩耗防止剤、ベンゾトリアゾール、亜硝酸ソーダなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤などの各種添加剤を含んでいてもよい。
【００４６】
本発明に用いる発泡潤滑剤は、上記潤滑成分と、樹脂と、硬化剤と、発泡剤とを含む混合物を発泡・硬化させて得られる。
上記潤滑成分の配合割合は、混合物全体に対して、1〜90 重量％、好ましくは 5〜80 重量％である。潤滑成分が 1 重量％未満であると、潤滑成分の供給量が少なく発泡潤滑剤としての機能を発揮できず、90 重量％より多いときには固化しなくなる。
樹脂の配合割合は、混合物全体に対して、8〜98 重量％、好ましくは 20〜80 重量％である。8 重量％より少ないときは固化せず、98 重量％より多いときには潤滑成分の供給量が少なく、発泡潤滑剤としての機能を発揮できない。
【００４７】
上記硬化剤の配合割合は、樹脂の配合量と発泡倍率により、上記発泡剤の配合割合は、後述する発泡倍率との関係でそれぞれ定まる。
【００４８】
発泡潤滑剤を製造するときの各成分を混合する方法としては、特に限定されることなく、例えばヘンシェルミキサー、リボンミキサー、ジューサーミキサー、ミキシングヘッド等、一般に用いられる撹拌機を使用して混合することができる。
上記混合物は、市販のシリコーン系整泡剤などの界面活性剤を使用し、各原料分子を均一に分散させておくことが好ましい。また、この整泡剤の種類によって表面張力を制御し、生じる気泡の種類を連続気泡または独立気泡に制御することが可能となる。このような界面活性剤としては陰イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、陽イオン系界面活性剤、両性界面活性剤、シリコーン系界面活性剤、フッ素系界面活性剤などが挙げられる。
【００４９】
本発明に用いる発泡潤滑剤は、発泡・硬化して多孔質化する樹脂内に潤滑成分を含んでなり、圧縮、屈曲、遠心力および温度上昇に伴う気泡の膨張などの外力によって潤滑成分を外部に供給することが可能なものである。
本発明において発泡潤滑剤は、潤滑成分の存在下で樹脂の発泡反応と硬化反応とを同時に行なわせる反応型含浸法を採用することが望ましい。このようにすると潤滑成分を樹脂内部に高充填することが可能となり、その後には潤滑剤を含浸して補充する後含浸工程を省略できる。
これに対して発泡固形体をあらかじめ成形しておき、これに潤滑剤を含浸させる後含浸法だけでは、樹脂内部に十分な量の液体潤滑成分が滲み込まないので、潤滑剤保持力が十分でなく、短時間で潤滑剤が放出されて長期的に使用すると潤滑剤が供給不足となる場合がある。このため、後含浸工程は、反応型含浸法の補助手段として採用することが好ましい。
【００５０】
発泡・硬化時において発泡により多孔質化される際に生成させる気泡は気泡が連通している連続気泡であることが好ましい。外部応力によって潤滑成分を樹脂の表面から連続気泡を介して外部に直接供給するためである。気泡間が連通していない独立気泡の場合は樹脂中の潤滑成分の全量が一時的に独立気泡中に隔離され気泡間での移動が困難となり、必要なときに転動体もしくは摺動部の周囲に十分供給されない場合がある。
【００５１】
本発明において発泡潤滑剤の連続気泡率は 50％以上が好ましく、より好ましくは 70％以上である。連続気泡率が 50％未満の場合は、樹脂内の潤滑成分が一時的に独立気泡中に取り込まれている割合が多くなり、必要な時に外部へ供給されない場合がある。
【００５２】
本発明に用いる発泡潤滑剤の連続気泡率は以下の手順で算出できる。
（１）発泡硬化した発泡潤滑剤を適当な大きさにカットし、試料Ａを得る。試料Ａの重量を測定する。
（２）試料Ａを 3 時間ソックスレー洗浄（溶剤：石油ベンジン）する。その後 80℃で 2 時間恒温槽に放置し、有機溶剤を完全に乾燥させ、試料Ｂを得る。試料Ｂの重量を測定する。
（３）連続気泡率を以下の手順で算出する。
連続気泡率＝（１−（試料Ｂの樹脂重量−試料Ａの樹脂重量）／試料Ａの潤滑成分重量）×１００
なお、試料Ａ、Ｂの樹脂重量、潤滑成分重量は、試料Ａ、Ｂの重量に組成の仕込み割合を乗じて算出する。
連続していない独立気泡中に取り込まれた潤滑成分は 3 時間ソックスレー洗浄では外部へ放出されないため試料Ｂの重量を減少させることがないので、上記の操作で試料Ｂの重量減少分は連続気泡からの潤滑成分の放出によるものとして連続気泡率が算出できる。
【００５３】
本発明に用いる発泡潤滑剤の発泡倍率は 1.1〜100 倍であることが好ましい。さらに好ましくは 1.1〜10 倍である。なぜなら発泡倍率 1.1 倍未満の場合は気泡体積が小さく、外部応力が加わったときに変形を許容できないし、または多孔質化した固形物が硬すぎるため、外部応力に追随した変形ができないなどの不具合がある。また、100 倍をこえる場合は外部応力に耐える強度を得ることが困難となり、破損や破壊に至ることがある。
【００５４】
発泡潤滑剤は、自在継手内に潤滑成分および樹脂を含む混合物を流し込んだ後、発泡・硬化させてもよく、また常圧で発泡・硬化した後に裁断や研削等で目的の形状に後加工し、自在継手内に組み込むこともできる。
形状が複雑な自在継手内の任意の部位にも容易に充填することが可能であり、発泡成形体を得るための成形金型や研削工程等も不要であることから、本発明では、混合物を発泡・硬化前に自在継手内に流し込み、該継手内において発泡・硬化させる方法を採用することが好ましい。該方法を採用することで、製造工程が簡易となり低コスト化が図れる。
【実施例】
【００５５】
実施例１
表１に示す組成のうち（ａ)、（ｄ）、（ｅ）を 80℃でよく混合し、次に 120℃で溶解した（ｂ）を加えて素早く混合した。最後に（ｃ）、（ｈ）を投入し撹拌した後、図１に示す、外輪２、内輪１、ケージ６および鋼球５を組み付けた固定式８個ボールジョイントサブアッシー（ＮＴＮ株式会社製、ＥＢＪ８２ 外径サイズ 72.6 mm ）に 20 g 封入した。数秒後に発泡反応が始まり、100℃に設定した恒温槽で 30 分間放置し硬化させ、ブーツ、シャフトなど他の部区を組み付け、等速ジョイントの試験片を得た。このとき使用した等速ジョイントのケージ内径面および外径面には図３に示した油溝を設けた。得られた試験片を以下に示す初期特性試験および寿命試験に供し、初期特性の発現状況および寿命時間を測定した。また前述の連続気泡率の算出法に基づき発泡潤滑剤の連続気泡率を測定した。結果を表１に併記する。
【００５６】
＜等速ジョイントを用いた初期特性試験＞
目的の初期特性が得られているか評価するために、等速ジョイント試験片を以下の条件で実機評価を行なった。試験中に外輪表面温度が 100℃をこえたものは、異常温度上昇として試験を打ち切りとした。また、試験後に試験片内部を点検し、摩耗やピーリング等の内部損傷が見られなかったものを可として「○」印を、損傷が確認されたものを不可として「×」印を記録する。
・トルク    451 N・m
・角度      6 deg
・回転数    580 rpm
・試験時間  1 時間
【００５７】
＜等速ジョイントを用いた寿命試験＞
耐久性の向上についても評価するために、等速ジョイント試験片を以下の条件で実機評価を行なった。試験中に外輪表面温度が 100℃をこえたものは、異常温度上昇として試験打ち切りとした。また、規定時間を経過した試験後に試験片内部を点検し、異常摩耗や剥離等の内部損傷が見られなかったもの、もしくは内部損傷が見られたが軽微で継続運転可能なものを可として「○」印を、損傷が激しく継続運転不可能なものを不可として「×」印を記録する。
・トルク    725 N・m
・角度      6 deg
・回転数    230 rpm
・試験時間  150 時間
【００５８】
実施例２
表１に示す組成のうち（ａ)、（ｄ）、（ｅ）、（ｉ）を 80℃でよく混合し、次に 120℃で溶解した（ｂ）を加えて素早く混合した。最後に（ｃ）、（ｈ）を投入し撹拌した後、図１に示す、外輪２、内輪１、ケージ６および鋼球５を組み付けた固定式８個ボールジョイントサブアッシー（ＮＴＮ株式会社製、ＥＢＪ８２ 外径サイズ 72.6 mm ）に 20 g 封入した。数秒後に発泡反応が始まり、100℃に設定した恒温槽で 30 分間放置し硬化させ、ブーツ、シャフトなど他の部区を組み付け、等速ジョイントの試験片を得た。このとき使用した等速ジョイントのケージ内径面および外径面には図４に示した油溝を設けた。実施例１同様の項目を測定した。結果を表１に併記する。
【００５９】
実施例３〜実施例４
表１に示す組成で、ポリエーテルポリオールにシリコーン系整泡剤、鉱油、アミン系触媒、発泡剤としての水を加え、90℃で加熱しよく撹拌した。これにイソシアネートを加えてよく撹拌した後、図１に示す、外輪２、内輪１、ケージ６および鋼球５を組み付けた固定式８個ボールジョイントサブアッシー（ＮＴＮ株式会社製、ＥＢＪ８２ 外径サイズ 72.6 mm ）に 15.0 g 充填した。数秒後に発泡反応が始まり、90℃に設定した恒温槽で 15 分間放置し硬化させ、ブーツ、シャフトなど他の部区を組み付け、等速ジョイントの試験片を得た。このとき使用した等速ジョイントのケージ内径面および外径面には図５に示した油溝を設けた。実施例１同様の項目を測定した。結果を表１に併記する。
【００６０】
比較例１
表１に示す組成で実施例１および実施例２と同様の手順で等速ジョイント試験片を作成したが、等速ジョイントのケージには油溝を設けなかった。実施例１同様の項目を測定した。結果を表１に併記する。
【００６１】
比較例２
表１に示す組成で実施例３と同様の手順で等速ジョイント試験片を作成したが、等速ジョイントのケージには油溝を設けなかった。実施例１同様の項目を測定した。結果を表１に併記する。
【００６２】
比較例３
表１に示す組成で実施例３と同様の手順で等速ジョイント試験片を作成したが、
シリコーン系整泡剤を使用せず、等速ジョイントのケージには油溝を設けなかった。実施例１同様の項目を測定した。結果を表１に併記する。
【００６３】
【表１】
2008151273.tif 000003
【００６４】
表１に示した結果でわかるように、実施例１〜実施例４は、実ジョイントを用いた初期特性試験においても初期の潤滑剤不足による摩耗等は確認されず、良好な結果を示した。比較例１〜比較例２は、初期特性試験においては、摺動部に摩耗が確認された。初期の潤滑成分の存在が少ないときに、球面部に潤滑成分が十分に供給されなかったため、潤滑不良となったものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明の自在継手は、潤滑剤保持力に優れ、外力による変形を受けても潤滑成分の滲み出し量を必要最小限に抑制するとともに初期潤滑におけるなじみ性に優れ、長寿命で低コストであり、生産性にも優れるので、撚線機、電動機器、印刷機、自動車部品、電装補機、建設機械等の各種産業用機械用の自在継手として、特に自動車用等速自在継手として好適に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態の一例である等速自在継手を示す断面図である。
【図２】油溝を設けるケージを示す斜視図である。
【図３】油溝の設置形態１を示すケージの部分斜視図である。
【図４】油溝の設置形態２を示すケージの部分斜視図である。
【図５】油溝の設置形態３を示すケージの部分斜視図である。
【図６】油溝の設置形態４を示すケージの部分斜視図である。
【符号の説明】
【００６７】
１    内輪
１ａ  内輪外径面
２    外輪
２ａ  外輪内径面
３    内輪側トラック溝
４    外輪側トラック溝
５    鋼球（転動体）
６    ケージ
６ａ  ケージ内径面
６ｂ  ケージ外径面
６ｃ  ケージ窓
６ｄ  ケージ柱部
７    シャフト
８    ブーツ
９    発泡潤滑剤
【図１】
2008151273.tif 000004
【図２】
2008151273.tif 000005
【図３】
2008151273.tif 000006
【図４】
2008151273.tif 000007
【図５】
2008151273.tif 000008
【図６】
2008151273.tif 000009