(57)【要約】【課題】継手内部空間のシール性を損なうことなく、ブーツの過大変形を確実に抑制する。【解決手段】シャフト５に結合される内輪１と、内輪１の外周側に配置される外輪２と、内輪１と外輪２との間でトルク伝達を行う複数のボール３とを備え、シャフト５と共に外輪２の一端開口部を閉塞するブーツ７が外輪２の一端開口部側に装着され、外輪２の他端開口部を閉塞するシールプレート８が外輪２の他端開口部側に装着された等速自在継手であって、シールプレート８に貫通孔８ｃを形成すると共に、その貫通孔８ｃを継手内部空間の体積変動に応じて変形可能な弾性体からなるシート材１１で閉塞した。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトに結合される内方部材と、該内方部材の外周側に配置される外方部材と、前記内方部材と前記外方部材との間でトルク伝達を行うトルク伝達部材とを備え、前記シャフトと共に前記外方部材の一端開口部を閉塞するブーツが前記外方部材の一端開口部側に装着され、前記外方部材の他端開口部を閉塞するシールプレートが前記外方部材の他端開口部側に装着され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、該貫通孔を継手内部空間の体積変動に応じて変形可能なシート材で閉塞したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記シート材が、弾性体で形成されている請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記シールプレートが、前記外方部材の他端開口部の内周面に圧入固定される圧入部を有すると共に、該圧入部を含む前記シールプレートの外表面が、前記弾性体で形成された前記シート材で被覆されている請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記シート材が、前記ブーツよりも弾性係数が高い材料で形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記貫通孔が、前記シールプレートの中心部に形成されている請求項１〜４のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記貫通孔が、円形である請求項１〜５のいずれか一項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、シャフトに結合される内輪と、内輪の外周側に配置される外輪と、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）とを備え、外輪の一端開口部側にゴム製のブーツが装着され、外輪の他端開口部側に金属製のシールプレートが装着され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】
しかしながら、このように継手内部空間を密閉したタイプの等速自在継手においては、高速回転時の発熱による継手内部の気体の膨張や、減圧時の継手内部の気体の収縮によって、ブーツに過大変形が生じる場合があり、ブーツの耐久性が低下するという問題が生じ得る。
【０００５】
そこで、かかるブーツの過大変形を防止する観点から、継手内外を連通する通気孔をブーツに形成したもの（例えば、下記の特許文献１，２参照）や、かかる通気孔をシールプレートに形成したもの（例えば、下記の特許文献３参照）などが提案されるに至っている。なお、これらいずれもが、通気孔を介して継手内外圧の均衡を確保することにより、ブーツの過大変形の防止しようとするものである。
【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
【特許文献３】実開平１−１６６８２６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、前者のブーツに通気孔を形成した構成では、通気孔を形成することによりブーツを一部切除しなければならないので、ブーツの耐久性の低下が余儀なくされる。しかも、継手内部が通気孔を介して継手外部と連通しているので、通気孔を通じてグリースが漏洩したり、或いは継手外部から異物が侵入したりする可能性があり、継手内部空間のシール性が損なわれるおそれがある。
【０００７】
一方、後者のシールプレートに通気孔を形成した構成では、ブーツに通気孔を形成した構成のように、通気孔によりブーツの耐久性が低下するという事態は防止できるので、ブーツの耐久性を確保するという観点からは好ましいようにも考えられる。しかしながら、この場合にも、シールプレートに形成した通気孔を通じてグリースが漏洩したり、或いは継手外部から異物が侵入したりする可能性があり、継手内部空間のシール性が損なわれるおそれが依然としてある。
【０００８】
したがって、上記のような従来の手法では、ブーツの過大変形を防止できたとしても、その一方でブーツやシールプレートに本来的に要求されるシール機能が損なわれてしまう。そのため、ブーツの過大変形の防止と、継手内部空間のシール性の確保を両立できていないのが実情である。
【０００９】
本発明は、上記実情に鑑み、継手内部空間のシール性を損なうことなく、ブーツの過大変形を確実に抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために創案された本発明は、シャフトに結合される内方部材と、該内方部材の外周側に配置される外方部材と、前記内方部材と前記外方部材との間でトルク伝達を行うトルク伝達部材とを備え、前記シャフトと共に前記外方部材の一端開口部を閉塞するブーツが前記外方部材の一端開口部側に装着され、前記外方部材の他端開口部を閉塞するシールプレートが前記外方部材の他端開口部側に装着され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、該貫通孔を継手内部空間の体積変動に応じて変形可能なシート材で閉塞したことを特徴とする。
【００１１】
このような構成によれば、継手内部空間の体積が、高速回転時の発熱等による内圧変化により変動した場合でも、その体積の変動分をシート材の変形により吸収することが可能となる。すなわち、継手内部の気体が膨張した場合には、シート材を継手外部側に膨らむように変形させ、これとは逆に継手内部の気体が収縮した場合には、シート材を継手内部側に凹むように変形させることにより、継手内部空間の体積変動を吸収することができる。しかも、このような作用効果はシート材の変形によって享受できるものであることから、シールプレートや、ブーツに継手内外に連通する通気孔を形成した場合のように、継手内外が積極的に連通状態となることもなく、したがって継手内部空間のシール性を確実に確保することができる。
【００１２】
上記の構成において、前記シート材が、弾性体で形成されていることが好ましい。
【００１３】
このようにすれば、シート材が、継手内部空間の体積変動に応じて変形しやすくなるため、継手内部空間の体積変動により的確に追随することが可能となる。
【００１４】
この場合、前記シールプレートが、前記外方部材の他端開口部の内周面に圧入固定される圧入部を有すると共に、該圧入部の外周面を含むシールプレートの外表面が、前記弾性体で形成された前記シート材で被覆されていてもよい。
【００１５】
このようにすれば、弾性体で形成されたシート材が圧入部の外表面を被覆しているので、外方部材への圧入固定時に、シート材が圧縮変形する。そのため、一旦、外方部材にシールプレートを圧入固定した後は、シート材の弾性復元力により高いシール性を確保することが可能となる。したがって、シート材により、継手内部空間のシール性を向上させることも可能となる。
【００１６】
上記の構成において、前記シート材が、前記ブーツよりも弾性係数が高い材料で形成されていることが好ましい。
【００１７】
このようにすれば、シート材が、ブーツよりも優先的に弾性変形するので、ブーツの過大変形をより確実に抑制することができる。
【００１８】
上記の構成において、前記貫通孔が、前記シールプレートの中心部に形成されていることが好ましい。
【００１９】
一般に、継手が回転すると、継手内部空間に充填されたグリースは遠心力により外径側に移動する。そのため、シールプレートの中心部に貫通孔を形成すれば、この貫通孔を閉塞するシート材で、遠心力が作用したグリースを保持する割合が減少する。すなわち、シート材が、グリースの重みにより変形するという事態を抑制できる。
【００２０】
上記の構成において、前記貫通孔が、円形であることが好ましい。
【００２１】
このようにすれば、継手内部空間の体積変動に応じてシート材が変形する際に、例えば貫通孔の形状が四角等のように角部がある場合に比べて、シート材の変形を円滑に行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００２２】
以上のように本発明によれば、継手内部空間の体積が、高速回転時の発熱等による内圧変化により変動した場合でも、その体積の変動分をシート材の変形により吸収することできるため、ブーツの過大変形を確実に抑制することが可能となる。さらに、このようなブーツの過大変形の抑制効果は、シート材の変形によって享受し得るものであるので、シールプレートや、ブーツに継手内外に連通する通気孔を形成した場合のように、継手内外が積極的に連通状態となることもない。したがって、継手内部空間のシール性を確実に確保しつつ、ブーツの過大変形を可及的に低減することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の一実施形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２４】
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、内方部材としての内輪１、外方部材としての外輪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。
【００２５】
内輪１は、その球面状外周面１ａに軸方向に延びる複数の直線状トラック溝１ｂが形成されている。この内輪１の中心孔にシャフト（駆動軸又は従動軸）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。
【００２６】
外輪２は、内輪１の外周側に配置され、その円筒状内周面２ａに内輪１のトラック溝１ｂと対をなし、軸方向に延びる複数の直線状トラック溝２ｂが形成されている。対をなす内輪１のトラック溝１ｂと外輪２のトラック溝２ｂとの間にボール３が組み込まれる。内輪１の球面状外周面１ａと外輪２の円筒状内周面２ａ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。
【００２７】
さらに、外輪２の一端開口部側にはゴム製のブーツ７が装着され、他端開口部側には金属製のシールプレート８が装着されており、ブーツ７及びシールプレート８によって外輪２の両端開口部が閉塞されている。
【００２８】
詳述すると、ブーツ７は、大径部７ａ、小径部７ｂ、および大径部７ａと小径部７ｂとを連結する断面Ｕの字状の中間部７ｃを有する。ブーツ７の小径部７ｂはシャフト５に取り付けてブーツバンド９で締め付けて固定されている。ブーツ７の大径部７ａは金属製のブーツアダプタ１０を介して、外輪２の一端開口部側に固定されている。
【００２９】
一方、シールプレート８は、外輪２の他端開口部を覆う天板部８ａと、天板部８ａの周縁から突出する円筒状の圧入部８ｂとを有する。シールプレート８の圧入部８ｂは、外輪２の他端開口部側の内周面２ａに圧入固定されている。
【００３０】
さらに、シールプレート８の天板部８ａの中心部には円形の貫通孔８ｃが形成されており、この貫通孔８ｃが継手内部空間の体積変動に応じて変形可能なシート材１１によって閉塞されている。このシート材１１は、ブーツ７よりも弾性係数の高い弾性体（例えば、ゴム）で形成されている。
【００３１】
なお、シート材１１の大きさは、貫通孔８ｃを閉鎖できる大きさであれば特に限定されるものではないが、この実施形態では、シート材１１がシールプレート８の圧入部８ｂの外周面を含むシールプレート８の外表面全体を被覆した状態でシールプレート８の外表面に接着固定されている。これは、外輪２とシールプレート８との間のシール性を、弾性体で形成されたシート材１１により高めるためである。
【００３２】
以上のように構成された等速自在継手は、外輪２と内輪１とが一体的に回転することにより、駆動軸により加えられる回転力を従動軸に伝達する。
【００３３】
このとき、継手内部空間の体積が、高速回転時の発熱等による内圧変化により変動する場合があるが、その体積の変動分は、シールプレート８の貫通孔８ｃを閉塞しているシート材１１の弾性変形により吸収することが可能となる。すなわち、継手内部空間の気体が膨張した場合には、図２に示すように、シート材１１が継手外部側に膨らむように変形し、これとは逆に継手内部空間の気体が収縮した場合には、図３に示すように、シート材１１が継手内部側に凹むように変形する。したがって、このようなシート材１１の弾性変形により、継手内部空間の体積変動を吸収することが可能となる。しかも、シート材１１の弾性変形により継手内部空間の体積変動を吸収するようにしているので、シールプレート８や、ブーツ７に継手内外に連通する通気孔を形成した場合のように、継手内外を積極的に連通状態とする必要がないので、継手内部空間のシール性を確実に確保することもできる。なお、これらの変形は弾性変形であるので、継手内部空間の気圧が大気圧程度の定常状態に戻ったときは、シート材１１は、図１に示す元の状態へと戻る。
【００３４】
また、シート材１１は、ブーツ７よりも弾性係数が高い材料で形成されているため、シート材１１がブーツ７よりも優先的に弾性変形し、ブーツ７の過大変形をより確実に抑制することができる。
【００３５】
さらに、回転時に作用する遠心力により、継手内部空間に充填されたグリースは外径側へと移動する。そのため、上述のようにシールプレート８の中心部に貫通孔８ｃを形成すれば、この貫通孔８ｃを閉塞するシート材１１で、遠心力が作用したグリースを保持する割合が減少する。すなわち、シート材１１が、グリースの重みにより変形するという事態を抑制できる。
【００３６】
また、貫通孔８ｃは円形を呈することから、継手内部空間の体積変動に応じてシート材１１が変形する際に、例えば貫通孔８ｃの形状が四角等のように角部がある場合に比べて、シート材１１の変形を円滑に行うことができる。
【００３７】
なお、本発明は上記の実施形態に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。
【００３８】
例えば、上記の実施形態では、中間部７ｃを有する断面Ｕ字状のブーツ７を例に取って説明したが、ドライブシャフトに使用されるような屈曲部を有する蛇腹形状のブーツであっても勿論よい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【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に示すＸ領域を拡大して示す拡大図であって、継手内部空間の体積が膨張した場合の状態を示す図である。
【図３】図１に示すＸ領域を拡大して示す拡大図であって、継手内部空間の体積が収縮した場合の状態を示す図である。
【符号の説明】
【００４０】
１      内輪
２      外輪
３      ボール
４      ケージ
５      シャフト
６      スナップリング
７      ブーツ
８      シールプレート
８ａ    天板部
８ｂ    圧入部
８ｃ    貫通孔
９      ブーツバンド
１０    ブーツアダプタ
１１    シート材
【図１】
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【図２】
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【図３】
2009281401.tif 000005