(57)【要約】【課題】差動歯車装置からの伝熱による温度上昇に起因した車両用等速ジョイント内部のグリースの熱による劣化を抑制することにある。【解決手段】車両用等速ジョイント１０によれば、アウターレース２０の内壁面には、アウターレース２０の材料よりも熱伝導率の低い断熱被膜５０が形成されている。このため、連結された差動歯車装置１２から発生し、アウターレース２０の内壁面に伝えられる熱の、アウターレース２０内に充填されたグリースへ伝わる熱量は、アウターレース２０の内壁面に形成されたアウターレース２０の材料よりも熱伝導率の低い断熱被膜５０により抑制される。これにより、差動歯車装置１２からの伝熱による温度上昇に起因した車両用等速ジョイント１０のジョイント部１８内のグリースの熱による劣化を抑制することができる。【選択図】図２
2016148372.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
差動歯車装置に直接的に連結されるアウターレースと、車軸に連結され、前記アウターレース内に収容されるインナーレースと、前記インナーレースおよび前記アウターレースにそれぞれ形成された転動溝内を転動するボールと、前記ボールの前記転動溝からの脱落を防止するケージを備え、前記アウターレース内部にグリースが封入された車両用等速ジョイントであって、
前記アウターレースの内壁面は、前記アウターレースの材料よりも熱伝導率の低い断熱被膜でコーティングされていることを特徴とする車両用等速ジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、差動歯車装置に接続される等速ジョイントに関し、とりわけ、差動歯車装置からの伝熱による温度上昇に起因した車両用等速ジョイント内部のグリースの熱による劣化を抑制する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
差動歯車装置に直接的に連結されるアウターレースと、車軸に連結され、前記アウターレース内に収容されるインナーレースと、前記インナーレースおよび前記アウターレースにそれぞれ形成された転動溝内を転動するボールと、前記ボールの前記転動溝からの脱落を防止するケージを備え、前記アウターレース内部にグリースが封入された車両用等速ジョイントが知られている。たとえば、特許文献１の車両用等速ジョイントがそれである。特許文献１の車両用等速ジョイントにおいては、車両用等速ジョイントを構成する部材の部材同士の摺動する部分を除いた、たとえば、アウターレースの外壁面、アウターレースの転動溝以外の内壁面、インナーレースの転動溝以外の外壁面などに吸湿性皮膜が形成されている。この吸湿性皮膜は、車両用等速ジョイントが高温になると、車両用等速ジョイントが低温のときに吸湿性皮膜内に吸湿した水分を気化し、このときの気化熱によって車両用等速ジョイントの発熱を抑制する機能を有する。これにより、車両用等速ジョイント内に充填されたグリースの熱による劣化が抑制される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−１０１３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、近年の車両性能の向上に伴い、一層高負荷となり、動力伝達部分の温度上昇および伝熱の影響から、たとえば、アウターレースが差動歯車装置に直接的に連結され、インナーレースが車軸に連結される場合には、連結される差動歯車装置により発生する熱が問題となる。
【０００５】
図４は、差動歯車装置にアウターレースが連結された車両用等速ジョイントの差動歯車装置からの熱の伝わり方およびそれによる影響を説明する図である。差動歯車装置では、サイドギヤ、リングギヤおよびピニオンギヤの各ギヤの噛合いにより伝達負荷に応じて熱が発生する。このため、差動歯車装置の内部部品および潤滑油の温度が上昇する。この熱は、差動歯車装置のサイドギヤのスプライン歯にスプライン嵌合することにより、差動歯車装置とアウターレースとが直接的に連結された、デフ嵌合部としてのインボードアウタスプライン部を有する車両用等速ジョイント（ドライブシャフトインボード）のアウターレース（ドライブシャフトインボードアウタ）の内壁面の温度を上昇させる。このアウターレースの内壁面の温度上昇により、車両用等速ジョイント内部に充填されたグリースの温度を上昇させる。このため、差動歯車装置から発生した熱によりグリースの劣化が早まるとともに、グリースによる潤滑油膜が十分に形成されないことにより車両用等速ジョイントおよび車軸の耐久性が低下する可能性があった。
【０００６】
本発明は、以上の事情を背景として為されたものであり、その目的とするところは、差動歯車装置からの伝熱による温度上昇に起因した車両用等速ジョイント内部のグリースの熱による劣化を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の要旨とするところは、差動歯車装置に直接的に連結されるアウターレースと、車軸に連結され、前記アウターレース内に収容されるインナーレースと、前記インナーレースおよび前記アウターレースにそれぞれ形成された転動溝内を転動するボールと、前記ボールの前記転動溝からの脱落を防止するケージを備え、前記アウターレース内部にグリースが封入された車両用等速ジョイントであって、前記アウターレースの内壁面は、前記アウターレースの材料よりも熱伝導率の低い断熱被膜でコーティングされていることにある。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の車両用等速ジョイントによれば、前記アウターレースの内壁面は、前記アウターレースの材料よりも熱伝導率の低い物質でコーティングされている。このため、アウターレースに連結された差動歯車装置により発生し、アウターレースの内壁面に伝えられる熱の、アウターレース内部に充填されたグリースへ伝わる熱量は、アウターレースの内壁面にコーティングされたアウターレースの材料よりも熱伝導率の低い物質により抑制される。これにより、差動歯車装置からの伝熱による温度上昇に起因した車両用等速ジョイント内部のグリースの熱による劣化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】車両用等速ジョイントと、車両用等速ジョイントにより連結された差動歯車装置と車軸とを示す斜視図である。
【図２】図１の車両用等速ジョイントの一部を切り欠いて示す側面図である。
【図３】図１の差動歯車装置により発生する熱のアウターレースにおける伝熱経路を示すとともに、アウターレース内部に充填されたグリースに伝わる熱量を、アウターレースの内壁面にコーティング層が形成されていない場合を中心線Ｏの上部に、アウターレースの内壁面にコーティング層が形成されている場合を中心線Ｏの下部に分けて示すための車両用等速ジョイントの一部を切り欠いた側面図である。
【図４】差動歯車装置にアウターレースが連結された車両用等速ジョイントの差動歯車装置からの熱の伝わり方およびそれによる影響を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の車両用等速ジョイントの一実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【実施例】
【００１１】
図１は、車両用等速ジョイント１０により動力伝達可能に連結された差動歯車装置１２と車軸１４とを示す斜視図である。本実施例の車両用等速ジョイント１０は、差動歯車装置１２と図示しない一対の駆動輪との間にそれぞれ２つずつ設けられた等速ジョイントのうちの差動歯車装置１２側のものであり、差動歯車装置１２と車軸１４との間に備えられている。車両用等速ジョイント１０は、差動歯車装置１２から動力が伝達される連結軸１３（図２に示す。）をアウターレース２０（図２に示す。）と一体に備えており、連結軸１３と車軸１４とは、それ等の軸端間に設けられたジョイント部１８（図２に示す。）を介して、連結軸１３の軸心回りの相対回転不能且つ軸心を含む平面内において相対回動可能に連結され、連結軸１３から出力されたトルク（回転力）が等角速度で車軸１４側に伝達されるようになっている。
【００１２】
図２は、車両用等速ジョイント１０の一部を切り欠いて示す側面図である。また、車両用等速ジョイント１０の差動歯車装置１２との連結状態を説明するために、差動歯車装置１２の一部が一点鎖線で示されている。終減速装置Ｆは、図示しないドライブピニオンと噛み合うリングギヤをハウジング１５内に有し、差動歯車装置１２は、終減速装置Ｆのハウジング１５内に収容されている。その差動歯車装置１２は、連結軸１３の軸心Ｃ１と同一の軸心回りに回転可能にハウジング１５内に支持され、固定されたリングギヤと一体的に回転するデフケース１６と、デフケース１６内で前記一軸心回りに回動自在に配置された一対のサイドギヤ１７と、デフケース１６に両端部が支持されることによりデフケース１６に固定されたピニオンシャフトに挿通させられて回転可能に支持された状態でデフケース１６と共に回転し、一対のサイドギヤ１７と噛合う図示しない一対のピニオンギヤと、を備えている。ハウジング１５内は、前記ドライブピニオンとリングギヤとの噛合部位、上記一対のサイドギヤ１７と上記一対のピニオンギヤとの噛合部位、およびサイドギヤ１７と連結軸１３とのスプライン嵌合部位などが、ハウジング１５内に貯留され、且つ主としてリングギヤにより掻き上げられる潤滑油で潤滑されている。
【００１３】
車両用等速ジョイント１０のジョイント部１８は、差動歯車装置１２の構成部品であるサイドギヤ１７とスプライン嵌合によって直接に連結される連結軸１３を一体に有するアウターレース２０と、車軸１４にスプライン嵌合により直接連結され、アウターレース２０内に収容されるインナーレース２２と、アウターレース２０とインナーレース２２との間に介挿されたトルク伝達部材である複数のボール２４と、それら複数のボール２４を転動可能に保持するケージ２６とを、備えている。アウターレース２０は、前記連結軸１３の軸心Ｃ１まわりに回転可能に前記連結軸１３と一体に形成され、連結軸１３とは反対側の一端に設けられた開口部２８と、連結軸１３の軸心Ｃ１方向に延びる形で溝状に形成されたボール転動溝３０とを、備えている。連結軸１３のアウターレース２０とは反対側の一端の外周面には、差動歯車装置１２とのデフ接続部としてのスプライン歯１３ａが形成されており、サイドギヤ１７の内周面に形成された内周スプライン歯１７ａとのスプライン嵌合により、アウターレース２０は差動歯車装置１２に直接連結されている。インナーレース２２は、球面状の外周面３２と、その外周面３２に車軸１４の軸心Ｃ２方向に延びる形で溝状に形成されたボール転動溝３４と、ドライブシャフト接続部として機能する内周スプライン歯２２ａと、を備え、車軸１４の一端とそのスプライン歯１４ａとのスプライン嵌合により連結されて、車軸１４と共通の軸心Ｃ２まわりに一体的に回転させられるように構成されている。複数のボール２４は、アウターレース２０に形成されたボール転動溝３０と、インナーレース２２に形成されたボール転動溝３４との間の空間に、ボール転動溝３０内およびボール転動溝３４内に沿って転動可能に嵌め入れられている。ケージ２６は、アウターレース２０の内壁面に部分的に摺接する球面状の外周面３８と、インナーレース２２の外周面３２に部分的に摺接する球面状の内周面４０と、複数のボール２４を相互に同一平面上に配設するために周方向に所定の間隔で貫通して設けられた複数の窓部４２とを、備えており、複数のボール２４のボール転動溝３０およびボール転動溝３４からの脱落を防止する。
【００１４】
以上のような構成を備えていることで、車両用等速ジョイント１０は、車軸１４と連結軸１３との角度変位（車軸１４の軸心Ｃ２と連結軸１３の軸心Ｃ１とが成す角度の変化）を許容しつつ、アウターレース２０とインナーレース２２との間で複数のボール２４を介してトルクを伝達する。すなわち、アウターレース２０に形成されたボール転動溝３０と、インナーレース２２に形成されたボール転動溝３４との間の空間に嵌め入れられた複数のボール２４は、保持器であるケージ２６により同一平面上に保持される。このため、ボール転動溝３０およびボール転動溝３４の中心は、ジョイント中心に対して反対方向に等距離だけオフセットされる。斯かる構成により、複数のボール２４は、車軸１４の軸心Ｃ２と連結軸１３の軸心Ｃ１とが成す角の２等分面上に配設（維持）され、車軸１４と連結軸１３との等速性が保たれる。すなわち、車軸１４と連結軸１３との角度が変化したとしても、複数のボール２４を介して、連結軸１３から車軸１４への等角速度動力伝達が可能とされる。
【００１５】
また、車両用等速ジョイント１０は、例えばゴム等の弾性（可撓性）を有する材料から筒状に形成されたブーツ４４を備えている。ブーツ４４は、アウターレース２０の開口端部（開口部２８側端部）に装着される大径端部４６と、インナーレース２２に嵌め入れられた軸部材である車軸１４に装着される小径端部４８と、を備え、ジョイント部１８内を油密に覆うように固定されている。ブーツ４４内およびアウターレース２０内には、潤滑油として機能するグリースが封入されている。このグリースにより、アウターレース２０、インナーレース２２、ボール２４およびケージ２６などの各部材同士の摺接部位が潤滑される。また、ブーツ４４は、ジョイント部１８内を外部からの土砂、水などに対してシールする機能を有する。
【００１６】
ところで、車両用等速ジョイント１０のアウターレース２０は、連結軸１３とサイドギヤ１７とのスプライン嵌合により直接に差動歯車装置１２に連結されているため、差動歯車装置１２の作動により、たとえば前記ドライブピニオンとリングギヤとの噛合部位、サイドギヤ１７とピニオンギヤとの噛合部位、サイドギヤ１７と連結軸１３とのスプライン嵌合部位などから発生させられた熱が、アウターレース２０の内壁面へ伝えられ、ジョイント部１８内に封入されたグリースの温度を上昇させ、グリースが熱により劣化する可能性がある。また、グリースによる潤滑油膜が十分に形成されないことにより、ジョイント部１８内のアウターレース２０、インナーレース２２、ケージ２６およびボール２４の各部材同士の摺動部位、およびジョイント部１８内でインナーレース２２に連結された車軸１４の嵌合部位の潤滑不良につながる可能性がある。
【００１７】
上記のような問題点を考慮して、本実施例の車両用等速ジョイント１０では、アウターレース２０の内壁面が、アウターレース２０の材料の鋼材よりも熱伝導率の低い物質でコーティングされている。すなわち、アウターレース２０のケージ２６またはボール２４との摺接部位以外の内壁面には、鋼材よりも熱伝導率の低い物質から成る断熱被膜５０が形成されている。この断熱被膜５０を構成する物質としては、耐熱性に優れたフッ素樹脂であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が好適に用いられる。
【００１８】
図３は、差動歯車装置１２の作動により発生する熱のアウターレース２０における伝熱経路を示すとともに、アウターレース２０内に封入されたグリースへの伝わる熱量を、アウターレース２０の内壁面に断熱被膜５０が形成されていない場合を中心線Ｏの上部に、アウターレース２０の内壁面に断熱被膜５０が形成されている場合を中心線Ｏの下部に分けて示す図であり、車両用等速ジョイント１０の一部を切り欠いた側面図である。図３に示されるように、差動歯車装置１２の作動により発生した熱は、破線の白抜き矢印で示されるように、連結軸１３を通じてアウターレース２０の内壁面に伝達される。中心線Ｏの下部に示される本実施例の車両用等速ジョイント１０では、アウターレースの材料よりも熱伝導率の低い物質で形成された断熱被膜５０により、実線の白抜き矢印で示されるようにジョイント部１８内のグリースに伝わる熱量が小さく、差動歯車装置１２からの熱によるグリースの昇温が抑制される。一方、中心線Ｏの上部に示されるアウターレースの内壁面に断熱被膜５０が形成されていない車両用等速ジョイントでは、差動歯車装置１２からの熱は、アウターレースの内壁面から直接グリースへ伝えられるため、本実施例の車両用等速ジョイント１０と比較してジョイント部内のグリースに伝わる熱量が大きく、ジョイント部内のグリースが昇温する。
【００１９】
上述のように、本実施例の車両用等速ジョイント１０によれば、アウターレース２０の内壁面には、アウターレース２０の材料よりも熱伝導率の低い断熱被膜５０が形成されている。このため、連結された差動歯車装置１２から発生し、アウターレース２０の内壁面に伝えられる熱の、アウターレース２０内に充填されたグリースへ伝わる熱量は、アウターレース２０の内壁面に形成されたアウターレース２０の材料よりも熱伝導率の低い断熱被膜５０により抑制される。これにより、差動歯車装置１２からの伝熱による温度上昇に起因した車両用等速ジョイント１０のジョイント部１８内のグリースの熱による劣化を抑制することができる。
【００２０】
以上、本発明を表及び図面を参照して詳細に説明したが、本発明は更に別の態様でも実施でき、その主旨を逸脱しない範囲で種々変更を加え得るものである。
【００２１】
たとえば、前述の実施例の車両用等速ジョイント１０によれば、アウターレース２０の内壁面にポリテトラフルオロエチレンから成る断熱被膜５０が形成されていたが、アウターレース２０の材料である鋼材よりも熱伝導率の低い物質によりコーティングされていればよく、他の材料、たとえば、ポリエチレン樹脂、ナイロン樹脂などの他の樹脂材料や多孔性樹脂などにより、アウターレース２０の内壁面がコーティングされていてもよい。また、車両用等速ジョイント１０のアウターレース２０の内壁面のうち、ケージ２６またはボール２４との摺接部位以外に断熱被膜５０が形成されていたが、たとえば連結軸１３と車軸１４との角度変位に支障を生じない限りにおいて、ボール転動溝３０内などのケージ２６またはボール２４との摺接部位を含めた内壁面の全部において断熱被膜５０が形成されていてもよい。要するに、アウターレース２０の内壁面の少なくとも一部がアウターレース２０の材料である鋼材よりも熱伝導率の低い物質でコーティングされていれば、差動歯車装置１２からジョイント部１８内に封入されたグリースへ伝わる熱量が抑制される。
【００２２】
なお、上述したのはあくまでも一実施形態であり、その他一々例示はしないが、本発明は、その主旨を逸脱しない範囲で当業者の知識に基づいて種々変更、改良を加えた態様で実施することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１０：車両用等速ジョイント
１２：差動歯車装置
１４：車軸
２０：アウターレース
２２：インナーレース
２４：ボール
２６：ケージ
３０：ボール転動溝（転動溝）
５０：断熱被膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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