(57)【要約】【課題】等速ジョイントのブーツが潤滑油の質量に働いて遠心力で膨張したりブーツバンドから外れたりして傷められることがなく、しかもブーツ内に摺動部からの潤滑グリースの移動を抑制し、内・外輪の摺動部に潤滑グリースの枯渇が起こらない等速自在継手とすることである。【解決手段】外輪２と内輪１の間に潤滑グリースを充填し、外輪２の外周と内輪１が保持する軸７の外周に跨がるように、ゴム製の蛇腹型のブーツ８を装着し、このブーツ８は、その内部にブーツ８の屈曲変形に追従できる柔軟な弾性のある粒状の発泡弾性樹脂９を潤滑グリースの浸入する間隙ができるだけないように緻密に充填し、端部は帯状締結具（いわゆるブーツバンド）１０、１１で密閉する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
等速自在継手の外輪と内輪の間に潤滑グリースを充填し、前記外輪外周と内輪が保持する軸の外周に跨がるようにゴム製ブーツを装着し、このブーツの内部に粒状の発泡弾性樹脂を充填し、その充填により前記潤滑グリースのブーツ内浸入を抑制してなるグリース封入等速自在継手。
【請求項２】
発泡弾性樹脂が、非含油性の発泡弾性樹脂である請求項１に記載のグリース封入等速自在継手。
【請求項３】
発泡弾性樹脂が、軟質ウレタンフォームである請求項１または２に記載のグリース封入等速自在継手。
【請求項４】
ブーツが、蛇腹構造である請求項１〜３のいずれかに記載のグリース封入等速自在継手。
【請求項５】
等速自在継手が、内輪の外周面および外輪の内周面に軸方向に延びる複数の溝を対向配置して設け、これら対の溝に回転自在に案内されるよう転動体をケージで保持して設けることにより、前記内輪と外輪の各軸の交差角度の変動を転動体の前記溝の軸方向の移動で許容すると共に、転動体を介して回転力を各溝から内・外輪に伝達する等速自在継手である請求項１〜４のいずれかに記載のグリース封入等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えば自動車その他の動力伝達系の回転軸の継手などに用いられ、グリースを保持する継手機構内を密封する屈曲変形可能なブーツを装着したグリース封入等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なグリース封入等速自在継手（等速ジョイント）の構造は、後述する実施形態の図１を利用して説明すると、内輪１の外周面および外輪２の内周面には軸方向に延びる、例えば６本程度の複数の溝３、４が形成されている。この溝３、４は、内輪１と外輪２に形成されたものが対向配置されている。
【０００３】
これらの対の溝組に案内されて回転自在であるように装着される転動体５は、ケージ６で回転自在に保持されており、内輪１と外輪２の各軸の交差角度が変動した際には転動体５の溝組内の軸方向の移動で角度変動を許容し、すなわち角度変動状態でも回転力は、軸７から転動体５を介して各溝経由で内輪１と外輪２、最終的に軸１２に伝達される。
【０００４】
このような等速自在継手には、外輪２の外周と内輪１が保持する軸７の外周部分に跨がるように、継手機構保護のためのゴム製のブーツ８が装着されており、このブーツ８の内部には容積の７０％以上の潤滑グリース（図示せず。）が封入されていた。
【０００５】
ところで実際に潤滑剤が必要とされる等速自在継手の主要な摺動部分は、ブーツの内部ではなく、外輪内に納められている外輪−転動体（ボール）−ケージ−内輪の間に存在する摺動部分である。
【０００６】
このような外輪の内部の摺動部分に潤滑グリースが保持されていれば、前述のようにブーツ８の内部空間容積を含めて７０％以上もの多量の潤滑グリースを封入する必要はないとも考えられる。
【０００７】
しかしながら、等速ジョイントの外輪と内輪の間の摺動部に封入されている潤滑グリースは、使用の度にブーツ内へ移動していき、終には潤滑に必要な内・外輪内の摺動部にグリースが枯渇する現象が起こる場合がある。この現象を確実に起こさないようにするために、常時では必要以上の潤滑グリースをブーツ内に封入する慣行が行なわれている。
【０００８】
ところで、このように多量の潤滑グリースをブーツ内に封入すると、外輪と内輪の間の摺動部に必要な潤滑油量を超えて無駄が多いことは勿論のこと、等速ジョイントが高速で回転すると、潤滑グリースに遠心力が働いてブーツがグリースと共に軸から離れるように膨張し、ブーツの素材は引き伸ばされたり蛇腹状の折れ曲がった部分が劣化したり、隣接部分や、軸に固定するためのブーツバンドの固定部分が擦れて摩耗損傷する場合がある。
【０００９】
また、低温で硬くなった潤滑グリースが、ブーツと擦れ合った場合もブーツの耐久性を弱め、それによってブーツの取替え時期が早まってしまう場合がある。その際に、必要な潤滑グリースの充填とブーツの取替え作業は煩雑である。
【００１０】
このような問題をできるだけ起こさないように、シリコーンフォームのような発泡合成樹脂に予め潤滑油を含浸させた含油発泡体を作製し、これをブーツ内に充填し、すなわち潤滑グリースより比重の小さい潤滑油をしみ込ませた発泡合成樹脂でブーツ内を満たして、可及的に軽量化を図った等速ジョイントが知られている(特許文献１)。
【００１１】
【特許文献１】特開平９−４２２９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかし、上記した従来技術で潤滑油を発泡合成樹脂に含浸させてブーツ内に保持すると、潤滑グリースを直接にブーツ内に充填した場合と比べて所期した程度に潤滑油量を低減できず、従来と同様に等速ジョイントの回転に伴う遠心力がブーツ内の含油発泡合成樹脂に作用して、ゴム製のブーツが軸から離れる方向に膨張し、その際の引張りや折部や重なり部分の摩耗と強度劣化の繰り返しによってブーツの素材が損傷したり、甚だしい場合にはブーツが破裂することも予想される。
【００１３】
なお、潤滑油を発泡合成樹脂に含浸して充填したブーツの膨張する程度は、ある程度小さく抑制される場合があっても、等速自在継手の繰り返しの使用によって、ブーツ形状が膨張と収縮（復帰）を繰り返されると、摩耗と強度劣化が生じてブーツの素材自体も劣化しブーツバンドも弛みやすくなる。
【００１４】
そこで、この発明の課題は、上記した問題点を解決して、等速ジョイントのブーツが潤滑油の質量に働いて遠心力で膨張せず、ブーツがズレたり外れたりして傷められることがなく、しかも内・外輪の摺動部に潤滑グリースの枯渇が起こらない等速自在継手とすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために、この発明においては、等速自在継手の外輪と内輪の間に潤滑グリースを充填し、前記外輪外周と内輪が保持する軸の外周に跨がるようにゴム製ブーツを装着し、このブーツの内部に粒状の発泡弾性樹脂を充填し、その充填により前記潤滑グリースのブーツ内浸入を抑制してなるグリース封入等速自在継手としたのである。
【００１６】
上記したように構成されるこの発明のグリース封入等速自在継手は、ブーツ内部に適当な粒径の粒状発泡弾性樹脂を前記潤滑グリースの浸入しないように緻密に充填して密閉されていることにより、等速自在継手の外輪と内輪の間に充填された潤滑グリースが、ブーツが屈曲変形する使用状態においてもブーツの内部に殆ど浸入しないため、潤滑剤が必要な摺動部に集中して効率よく供給される。
【００１７】
また、ブーツ内部の発泡弾性樹脂は、気泡による空隙部分があって低比重なものであり、等速ジョイントの使用状態で回転し遠心力が作用した際にも、従来の液体の潤滑油や潤滑グリースを含んでいる含油樹脂に比べて受ける遠心力が小さく、それだけゴム製のブーツの変形や装着にズレが生じることがなくなり、いわゆる回転膨張によるブーツの破損も起こり難くなる。
【００１８】
また、この発明のグリース封入等速自在継手は、厳冬期などにおいて、低温で使用するときにもブーツ内には潤滑グリースが実質的に存在しないものであるから、硬質の潤滑グリースとブーツが摩擦接触することがなく、硬化した潤滑グリースによってブーツが損傷するようなことはない。
【００１９】
さらに、等速ジョイントの起動時や高速回転時に潤滑グリースによるブーツの損傷が確実になくなるように、ブーツ内から潤滑グリースは確実に排除することが好ましく、そのために発泡弾性樹脂が、非含油性の発泡弾性樹脂であるグリース封入等速自在継手とすることが好ましい。
【００２０】
その場合、発泡弾性樹脂が、軟質ウレタンフォームであることは好適である。軟質ウレタンフォームは充分な弾性を有し、安価に入手可能なものである。
【００２１】
また、ブーツが、蛇腹構造である場合にも粒状の発泡弾性樹脂が蛇腹の隅々にまで緻密に充填され、ブーツとの間に前記潤滑グリースの浸入する間隙を形成しないので、蛇腹同士が接触するようなブーツの変形がなくなり、使用中のブーツを損傷し難くなる。
【００２２】
また、等速自在継手として、内輪の外周面および外輪の内周面に軸方向に延びる複数の溝を対向配置して設け、これら対の溝に回転自在に案内されるように転動体をケージで保持して設けることにより、前記内輪と外輪の各軸の交差角度の変動を転動体の前記溝の軸方向の移動で許容すると共に、転動体を介して回転力を各溝から内・外輪に伝達する等速自在継手であるグリース封入等速自在継手を採用できる。
【００２３】
外輪の内部に充填された潤滑グリースは、比較的少量であっても効率よく摺動部に作用するから、そのような摺動部として、上記の内輪の外周面および外輪の内周面に軸方向に延びる複数の溝と転動体、転動体とケージとの摺動部を確実に潤滑することができる。
【発明の効果】
【００２４】
この発明は、等速自在継手の外輪と内輪の間に潤滑グリースを充填し、ゴム製ブーツの内部には所要弾性の粒状の発泡弾性樹脂を前記潤滑グリースの浸入を抑制するように緻密に充填したグリース封入等速自在継手としたので、ブーツが潤滑油の質量に働く遠心力で膨張したりブーツバンドから外れたりして傷められることがなく、またブーツ内に摺動部から潤滑グリースが移動せず、摺動部に潤滑グリースの枯渇が起こり難いという利点がある。
【００２５】
また、発泡弾性樹脂が、軟質ウレタンフォームのように、非含油性の発泡弾性樹脂であれば、ブーツ内に潤滑油等が侵入し難く上記効果がより確実になる。
【００２６】
ブーツが蛇腹構造のものは、蛇腹同士が接触するブーツ変形が防止され、使用中のブーツの破損が起こり難くなる。
さらにまた、所定構造の等速ジョイントは、少量の潤滑グリースで効率よく、摺動部としての内輪と外輪の溝と転動体、転動体とケージとの摺動部を確実に潤滑できるものになる利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
この発明の実施形態を以下に添付図面に基づいて説明する。
図１に示すように、実施形態のグリース封入等速自在継手は、内輪１の外周面および外輪２の内周面に軸方向に延びる複数の溝３、４を対向配置して設け、これら対の溝３、４に回転自在に案内されるようにボール状の転動体５をケージ（保持器）６で保持しており、これによって内輪１と外輪２の各軸の交差角度の変動を転動体５の溝３、４の軸方向の移動で許容しており、しかも転動体５を介して回転力を各溝３、４から内輪１および外輪２に伝達できる構造のものである。
【００２８】
このような構造の等速ジョイントには、外輪２と内輪１の間に潤滑グリースを充填し、外輪２の外周と内輪１が保持する軸７の外周に跨がるように、ゴム製の蛇腹型のブーツ８を装着しており、このブーツ８は、その内部にブーツ８の屈曲変形に追従できる柔軟な弾性を有する粒状の発泡弾性樹脂を前記潤滑グリースの浸入する間隙ができるだけないように緻密に充填し、帯状締結具（いわゆるブーツバンド）１０、１１で締結して密閉している。
【００２９】
この発明に用いるブーツは、ゴム材質からなるものであり、大気中の粉塵や水に対するシール性、耐引裂き性、耐油性、耐熱性、耐摩耗性などを使用に耐える程度に備えた材質であり、例えばクロロプレンゴムや熱可塑性ポリエステルエラストマー（東レ・デュポン社製：ハイトレル）などを採用できる。また、可塑剤、柔軟剤、滑剤、酸化防止剤、補強剤などが添加されていてもよい。
【００３０】
この発明に用いる潤滑グリースは、その種類を特に限定して採用することなく、例えば基油を金属石鹸系などの周知の増ちょう剤で増ちょうし、さらに必要なら二硫化モリブデンなどの極圧剤を添加したものなどの採用を例示できる。
【００３１】
前記の基油としては、鉱物油、エステル系合成油、エーテル系合成油、炭化水素系合成油などが挙げられ、また単独成分または混合成分の基油であってもよいのは勿論である。
【００３２】
この発明に用いる発泡弾性樹脂は、耐油性および耐熱性のある軟質の弾性樹脂を採用したものであり、例えば軟質のポリウレタン樹脂発泡体、シリコーン樹脂発泡体、ポリエチレン発泡体やポリプロピレン発泡体、エチレン−酢酸ビニルコポリマー等の発泡体などが挙げられる。
【００３３】
発泡弾性樹脂は、所要弾性力であれば独立気泡発泡体であってもよく、または連続気泡発泡体であってもよいが、できれば軟質の連続気泡発泡体を採用してブーツの屈曲変形に対する充分な追従変形性を確保し、さらに外輪に接するブーツ内の発泡弾性樹脂の各粒の表面には気泡のないスキン層（皮層）を形成し、潤滑油ができるだけ含浸され難く、しかも軟質である非含油性の発泡弾性樹脂であるものが好ましい。
【００３４】
粒状の発泡弾性樹脂の粒径や成形条件は、特に限定されるものではないが、大粒径のものよりも小粒径のものの方が、屈曲した蛇腹のブーツ内に緻密に充填できるので好ましいものである。具体的に適当な粒径としては、直径または長径が１〜１０ｍｍ程度の略球形または楕円球形などが好ましい。より好ましい直径または長径は1〜５ｍｍ、さらには１〜3ｍｍのものである。
【００３５】
前記ポリウレタン樹脂を採用する場合には、イソシアネートを主成分とする原料とポリオールを主成分とする原料を、ＲＩＭ（Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ｉｎｊｅｃｔｉｏｎ Ｍｏｌｄｉｎｇ）成形機などを用いて球状や楕円球状等の粒状に成形する。
【００３６】
その場合、ポリオールを主成分とする原料中に、不活性ガスおよび空気から選ばれる少なくとも一種の気体を溶解させて気泡量を調整することもできる。
【００３７】
液状のポリウレタン原料を構成するポリオール成分としては、一般に軟質ポリウレタン フォームの製造に用いられているポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリマーポリオール等の周知のポリオール類を用いることができ、またポリイソシアネート成分としては、周知の少なくとも２官能以上のポリイソシアネートであり、例えば２、４−及び２、６−トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、オルトトルイジンジイソシアネート（ＴＯＤＩ）、ナフチレンジイソシアネート（ＮＤＩ）、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）、４、４′−ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、及びカーボジイミド変成ＭＤＩ、ポリメチレンポリフェニルイソシアネート、ポリメリックポリイソシアネート等を単独で使用するか、または複数併用して使用できる。
【００３８】
シリコーン樹脂を採用する場合には、例えば東レ・ダウコーニング・シリコーン社製のシリコーンフォームＳＥＦシリーズを採用することができる。
【実施例１】
【００３９】
鉱物油を基油とし、１２ヒドロキシステアリン酸を脂肪酸として用いたリチウム石鹸を増ちょう剤として１０重量％配合し、極圧添加剤として二硫化モリブデンを２重量％、モリブデンジアルキルジチオカーバメイトを３重量％およびジンクジチオカーバメイトを３重量％配合した潤滑グリースを常法にて調製した。
【００４０】
得られた潤滑グリースを、等速自在継手の外輪と内輪の間隙部に充填し、その上に熱可塑性ポリエステルエラストマー（東レ・デュポン社製：ハイトレル）で形成された蛇腹型のブーツを装着した。
【００４１】
次いで大径部に金属製のブーツバンドを嵌めて締結し、小径部内縁と軸の隙間から軟質ポリウレタンフォームからなる直径２ｍｍ球形粒状の発泡弾性樹脂を前記潤滑グリースの浸入する間隙のないように緻密に充填し、その後に小径部に金属製のブーツバンドを嵌めて締結し、図１に示す形態のグリース封入の等速自在継手を得た。
【００４２】
得られた等速自在継手を所定の作動角で、一定荷重を負荷し、室温下で６５０時間回転させるという耐久試験を行なった。
【００４３】
その結果、６５０時間回転直後に外観、ブーツ内部（必要に応じて切断して観察）および継手の内・外輪内部の摺動部の分解観察を行なったところ、継手の内・外部およびブーツに損傷や異常な摩耗が全く認められなかった。
【実施例２】
【００４４】
実施例１と全く同様にして調製した潤滑グリースをシャフト未装着の等速自在継手の外輪と内輪の間隙部に充填した。
【００４５】
一方、熱可塑性ポリエステルエラストマー（東レ・デュポン社製：ハイトレル）で形成した蛇腹型ブーツを、上記の等速自在継手の内輪に装着可能なシャフトの外周に装着しておき、ブーツの小径部に金属製のブーツバンドを嵌めてシャフト外周に密着させて締結した。
【００４６】
次に、ブーツの大径部の開口を上向きにし、この開口からブーツ内に、大径部縁を残してそれより内部を埋めるように球状の軟質ポリウレタンフォーム（実施例１で用いたものと同じ）を充填し、軟質ポリウレタンフォーム粒で内部の満たされたブーツ付きシャフトを作製した。
【００４７】
次いで、このブーツ付きシャフトを、シャフト未装着の等速自在継手の内輪に挿入すると共に、ブーツの大径部を外輪外周に嵌めて金属製のブーツバンドで締結して密封し、図１に示す形態のグリース封入の等速自在継手を製造した。
【００４８】
得られた等速自在継手を所定の作動角で、一定荷重を負荷し、室温下で６５０時間回転させるという耐久試験を行ない、試験直後の外観、ブーツ内部（必要に応じて切断して観察）および継手の内・外輪内部の摺動部の分解観察を行なったところ、等速自在継手の内・外部およびブーツに損傷や異常な摩耗が全く認められなかった。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】実施形態の等速自在継手の断面図
【符号の説明】
【００５０】
１  内輪
２  外輪
３、４  溝
５  転動体
６  ケージ
７、１２  軸
８  ブーツ
９  粒状の発泡弾性樹脂
１０、１１  帯状締結具
【図１】
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