(57)【要約】【課題】高温下や薬剤に晒される過酷な環境であっても外輪開口部を密封できるシール性に優れた密封部材を備え、かつ、作動角を高角化できる等速自在継手を提供する。【解決手段】  外輪２の開口端部１４とシャフト１０との間に密封部材３９を取り付ける。密封部材３９は、外輪２の開口端部１４の外周面１５に取り付けられ、かつ、外球面４３を有する球面シール内環１６と、シャフト１０の外周面２８に取り付けられ、かつ、内球面１８を有する球面シール外環１７とで構成する。球面シール内環１６の外球面４３に凹溝２１を形成し、この凹溝２１にＯリング２２（シール部材）を嵌合する。外輪２の開口端部１４の外周面１５でフランジ側の部位にばね２３（弾性部材）を設け、この弾性部材２３により、シール部材２２を球面シール外環１７の内球面１８に弾圧接触させて密着させた状態にする。なお、シール部材２２は樹脂やゴムなどの弾性素材で成形する。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有する外側継手部材と、その内側にトルク伝達部材を介して配されて前記外側継手部材に対して相対動作する内側継手部材とを備え、前記内側継手部材から延びる軸部材と前記外側継手部材の開口端部との間に密封部材が取り付けられた等速自在継手であって、
前記密封部材は、前記外側継手部材の開口端部の外周面に摺動可能に取り付けられ、かつ、外球面を有する球面シール内環と、前記軸部材に取り付けられ、かつ、内球面を有する球面シール外環とから成り、前記球面シール外環の内球面と前記球面シール内環の外球面との間に環状のシール部材が介在され、そのシール部材は、前記外側継手部材の開口端部の外周面と前記球面シール内環との間に設けた弾性部材により、前記球面シール外環の内球面或いは前記球面シール内環の外球面のうちいずれか一方に弾圧接触させたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記シール部材は、前記球面シール内環の外球面に形成された凹溝に嵌合され、かつ、前記球面シール外環の内球面に弾圧接触されていることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記シール部材は、前記球面シール外環の内球面に形成された凹溝に嵌合され、かつ、前記球面シール内環の外球面に弾圧接触されていることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記シール部材は、弾性素材で成形した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】
前記シール部材をＯリングとしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記弾性部材をばねとしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項７】
前記外側継手部材の開口端部の外周面と、前記外側継手部材に外嵌された前記球面シール内環の取付端部の内周面との間に環状の継手側シール部材を密着状態で介在させたことを特徴とする請求項１〜６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、自動車や各種産業機械に用いられて、回転トルクを伝達する等速自在継手に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この等速自在継手は、開口部を有する外輪と、その外輪の開口部を覆う密封部材とを有する。この密封部材は、外輪の内部に封入されたグリースなどの潤滑成分が外輪の外部へ漏出するのを防止するものであり、密封部材としては、例えば樹脂製やゴム製（クロロプレンゴム（ＣＲ）製など）の蛇腹状ブーツが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、高温下や薬剤に晒される過酷な環境下など、等速自在継手の使用環境によっては、外輪の開口部を覆う密封部材に樹脂製やゴム製のものが使用できない場合がある。この場合、図３に示すように、金属製の密封部材を使用する技術が知られている。これについて以下に説明する。
【０００４】
この図３は、摺動型等速自在継手（角度変位および軸方向変位を許容する等速自在継手）の一つであるダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）を示すものである。
【０００５】
この等速自在継手１０１は、両端に開口部を有する外側継手部材である外輪１０２と、内側継手部材である内輪１０３と、ボール１０４と、ケージ１０５を主要部とし、外輪１０２の内部には、内輪１０３、ボール１０４、ケージ１０５が収容配置され、これらは内部部品１０６を構成している。
【０００６】
外輪１０２の円筒状内周面には直線状のトラック溝１０７が複数形成されており、内輪１０３の球状外周面には、外輪１０２のトラック溝１０７に対向させて、直線状のトラック溝１０８が複数形成されている。外輪１０２のトラック溝１０７と内輪１０３のトラック溝１０８との間にはボール１０４が介在され、このボール１０４は、外輪１０２と内輪１０３との間に配されたケージ１０５のポケット１０９で保持されている。
【０００７】
内輪１０３の軸孔１１１にはシャフト１１０がスプライン嵌合され、このシャフト１１０は、その先端部に取り付けられた止め輪１１２により、軸孔１１１から抜け出るのが防止されている。
【０００８】
内部部品１０６は、外輪１０２の開口端部１１４の内周面に取り付けられたサークリップ１１３により、外輪１０２の内部から抜け出るのが防止されている。
【０００９】
外輪１０２において、一方の開口部は有底円筒状のシールプレート１２２で閉塞され、他方の開口部は密封部材である金属製のシール固定板１１５で覆われている。
【００１０】
このシール固定板１１５は円筒状で、外輪側端部１１９が外輪１０２の開口端部１１４に取付固定され、反外輪側端部１２０に開口部を有する。この開口部は、シール固定板１１５の反外輪側端部１２０の内周面１２１とシャフト１１０との間に内嵌されたシール部材１１６により密閉されている。このシール部材１１６はシール固定板１１５の反外輪側端部１２０の内周面１２１でシール部材１１６よりも反外輪側の部位に設けられた止め輪１１７により、反外輪側へ抜け出るのが防止されている。なお、シール部材１１６は、等速自在継手１０１が作動角をとった際或いはプランジングした際に、角度変位或いは軸方向変位するシャフト１１０に追従して弾性変形するように、弾性力に富む素材で成形される。
【００１１】
また、シール固定板１１５の外輪側端部１１９と外輪１０２の開口端部１１４の端面との間には継手側シール部材１１８が介在されている。この継手側シール部材１１８とシール部材１１６により外輪１０２の一方の開口部を密閉することができるため、外輪１０２の内部に封入したグリースなどの潤滑成分の外部への漏出が防止されている。
【特許文献１】特開２００７−１５５００２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
さて、図３に示す等速自在継手において、弾性に富む素材で成形したシール部材１１６は、金属性の密閉部材１１５に内嵌されるため、等速自在継手の強度を確保するために、径方向幅を大きくして成形することができない。そのため、シール部材１１６は径方向幅を小さくして成形され、これにより、シール部材１１６が内嵌されるシール固定板１１５の開口部の径方向幅も小さくして成形されている。
【００１３】
しかし、シール固定板１１５の開口部の径方向幅が小さいと、等速自在継手が作動角をとった際、シール固定板１１５と角度変位するシャフト１１０とが干渉するため、等速自在継手１０１が十分に作動角をとることができない問題がある（約３°）。
【００１４】
なお、密封部材であるシール固定板１１５は、金属製であることから、高温下や薬剤に晒される過酷な環境下でも使用することが可能であるが、シール部材１１６は、外気に直接晒された状態であるため、弾性力に非常に富む一方で過酷な環境への対応に問題がある樹脂などの素材で成形する場合、高温化や薬剤に晒される過酷な環境下での使用が困難である問題がある。さらに言えば、シール部材１１６は、形状が複雑になるため、成形時の作業性（作業のしやすさ、作業効率を意味する。）においても問題がある。
【００１５】
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、高温下や薬剤に晒される過酷な環境下であっても外輪開口部を密封できるシール性に優れた密封部材を備え、かつ、作動角を高角化できる等速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】
【００１６】
上記の課題を解決するための本発明の等速自在継手は、開口部を有する外側継手部材と、その内側にトルク伝達部材を介して配されて前記外側継手部材に対して相対動作する内側継手部材とを備え、前記内側継手部材から延びる軸部材と前記外側継手部材の開口端部との間に密封部材が取り付けられた等速自在継手であって、前記密封部材は、前記外側継手部材の開口端部の外周面に摺動可能に取り付けられ、かつ、外球面を有する球面シール内環と、前記軸部材に取り付けられ、かつ、内球面を有する球面シール外環とから成り、前記球面シール外環の内球面と前記球面シール内環の外球面との間に環状のシール部材が介在され、そのシール部材は、前記外側継手部材の開口端部の外周面と前記球面シール内環との間に設けた弾性部材により、前記球面シール外環の内球面或いは前記球面シール内環の外球面のうちいずれか一方に弾圧接触させたことを特徴とする。
【００１７】
この場合、等速自在継手が作動角をとった際或いはプランジング（軸方向変位）した際にも、弾性部材により、球面シール内環には球面シール外環側に押し出される力が働くため、球面シール内環の外球面と球面シール外環の内球面との間に介在させたシール部材を、球面シール内環の外球面或いは球面シール外環の内球面に弾圧接触させて、球面シール内環の外球面或いは球面シール外環の内球面に密着させた状態とすることができる。これにより、密封部材のシール性（密封性）が向上する。
【００１８】
また、本発明の密封部材であると、樹脂やゴムを素材とする必要がないため、高温下や薬剤に晒される過酷な環境下での適用が容易となる。例えば、密封部材を金属製にすることで、密封部材の高温下での使用が可能になる。
【００１９】
さらに、等速自在継手が作動角をとった際或いはプランジングした際にも、角度変位或いはプランジングする軸部材に追従して、球面シール外環がシール部材を介して球面シール内環に沿って摺動するため、等速自在継手の作動角を従来よりも高角化することができる。
【００２０】
そして、シール部材は、簡易な環状形状にすればよいため、成形時における作業性に優れている。
【００２１】
このシール部材は、前記球面シール内環の外球面に形成した凹溝と球面シール外環の内球面との間に介在させることができる。或いは、シール部材は、前記球面シール外環の内球面に形成した凹溝と球面シール内環の外球面との間に介在させることもできる。
【００２２】
この場合、シール部材は、球面シール内環或いは球面シール外環に形成した凹溝に嵌合することで容易に球面シール内環或いは球面シール外環に取り付けることができる。このため、等速自在継手の組立作業性（組み立てのしやすさ、組み立て時の作業効率を意味する）を向上させることができると共に、シール部材が球面シール内環或いは球面シール外環から外れるのを防止することができる。
【００２３】
シール部材は、シール部材は弾性素材で成形するのが望ましい。シール部材を弾性素材で成形すると、等速自在継手が作動角をとった際或いはプランジングした際にも、この動きに追従してシール部材が弾性変形する。そのため、シール部材は、球面シール外環の内球面或いは球面シール内環の外球面へ弾圧接触させて密着させやすくなり、その密着状態の維持が容易になる。この結果、密封部材のシール性を大幅に向上させることができる。なお、シール部材としては、例えば、環状のＯリングを使用することができる。
【００２４】
また、本発明のシール部材は、球面シール内環および球面シール外環に密着状態であるため、外気に直接晒されることがない。この場合、シール部材は、上記のように、弾性力に富む樹脂やゴムなどの弾性素材で成形する場合でも、高温化や薬剤に晒される過酷な環境下で使用することができる。
【００２５】
弾性部材としては、ばねを使用するのが望ましい。ばねは弾力性に優れており、等速自在継手が作動角をとった際或いはプランジングした際にも、これに追従して弾性変形しやすく、本発明に係る弾性部材として好適であるためである。
【００２６】
外側継手部材の開口端部の外周面と、外側継手部材に外嵌された球面シール内環の取付端部の内周面との間には環状の継手側シール部材を密着状態で介在させるのが好ましい。この場合、外側継手部材の開口端部と球面シール内環の取付端部との間のシール性を向上させることができる。これは、密封部材のシール性の向上に寄与するため、外側継手部材の内部に封入した潤滑成分の外部への漏出を確実に防止して、外側継手部材の内部の潤滑を確保することができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の等速自在継手であると、球面シール外環の内球面と球面シール内環の外球面との間に介在させたシール部材は、等速自在継手が作動角をとった際或いはプランジングした際にも、弾性部材により、球面シール外環の内球面或いは球面シール内環の外球面に弾圧接触させて密着状態させた状態とすることができるため、密封部材のシール性を向上させることができる。このため、外輪の内部に封入された潤滑成分の外部への漏出を防止して、外輪内部の潤滑を確保することができる。
【００２８】
また、本発明の密封部材は、従来のように樹脂やゴムを素材として成形する必要がないため（例えば金属など）、高温下や薬剤に晒される過酷な環境下での使用が可能であり、シール部材は、外気に直接晒されることがないため、弾性力に富む樹脂やゴムなどの弾性素材で成形する場合でも、高温下や薬剤に晒される過酷な環境下で使用することができる。
【００２９】
さらに、本発明の密閉部材は、等速自在継手が作動角をとった際或いはプランジングした際にも、角度変位或いは軸方向変位する軸部材に追従して、球面シール外環がシール部材を介して球面シール内環に沿って摺動する。この結果、等速自在継手の作動角を従来の等速自在継手（図３参照）よりも高角化することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下に本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して説明する。
【００３１】
図１に本発明の実施形態を示す。この図１は、摺動型等速自在継手の一つであるダブルオフセット型等速自在継手（ＤＯＪ）である。
【００３２】
この等速自在継手１は、両端に開口部を有する外側継手部材である外輪２と、内側継手部材である内輪３と、トルク伝達部材であるボール４と、ケージ５を主要部とし、外輪２の内部には、内輪３、ボール４、ケージ５が収容配置され、これらは内部部品６を構成している。
【００３３】
外輪２の円筒状内周面には直線状のトラック溝７が複数形成されており、内輪３の球状外周面には、外輪２のトラック溝７に対向させて、直線状のトラック溝８が複数形成されている。外輪２のトラック溝７と内輪３のトラック溝８との間にはボール４が介在され、このボール４は、外輪２と内輪３との間に配されたケージ５のポケット９で保持されている。
【００３４】
内輪３の軸孔１１には軸部材であるシャフト１０がスプライン嵌合され、このシャフト１０は、このシャフト１０において、軸方向位置が軸孔１１の両端開口部に一致する部位に設けた止め輪（１２、１３）により、軸孔１１から抜け出るのが防止されている。
【００３５】
内部部品６は、外輪２の開口端部１４の内周面に取り付けられたサークリップ２６により、外輪２の内部から抜け出るのが防止されている。
【００３６】
さて、本実施形態では、外輪２の一方の開口部はフランジ３８により閉塞されており、他方の開口部は密封部材３９で覆われている。この密封部材３９は、金属製の球面シール内環１６と金属製の球面シール外環１７と、シール部材である環状のＯリング２２と、継手側シール部材である環状のＯリング２０とで構成されている。
【００３７】
球面シール外環１７は、軸方向に延びる固定端部２７から外輪側に向けて内径および外径が拡径する半球面状をなす。固定端部２７は、シャフト１０の外周面２８に形成した段差部２９の段差面３０に当接させることでシャフト１０の外周面２８に位置決め固定されている。なお、シャフト１０の外周面２８に形成された凹溝４２に止め輪３７を嵌合させ、この止め輪３７を、固定端部２７の外輪側端部の内周面に形成された段差部４１に係止させることにより、固定端部２７が外輪側にずれるのを防止することができる。
【００３８】
球面シール内環１６のフランジ側端部（以下取付端部とする）２５は、外輪２の開口端部１４の外周面１５に摺動可能に外嵌され、反フランジ側端部３２は球面シール外環１７の内球面１８にＯリング２２（シール部材）を介して摺動可能に当接されている。このＯリング２２は、球面シール内環１６の反フランジ側端部３２の外球面（側端面）４３に形成した凹溝２１に嵌合する。これにより、Ｏリング２２を球面シール内環１６において位置決めすることができると共に、Ｏリング２２が球面シール内環１６から外れるのを防止することができる。
【００３９】
また、この場合、Ｏリング２２（シール部材）は、球面シール内環１６に形成した凹溝２１に嵌合することで容易に球面シール内環１６に取り付けることができるため、等速自在継手１の組立作業性が向上する。
【００４０】
外輪２の開口端部１４の外周面１５でフランジ側の部位に段差部２４が形成され、この段差部２４と球面シール内環１６の取付端部２５との間には、段差部２４の段差面３４と球面シール内環１６の取付端部２５の端面３５とに密着させた状態で弾性部材であるばね２３を張設する。
【００４１】
このため、等速自在継手が作動角をとった際或いはプランジングした際にも、図２に示すように、球面シール内環１６には、ばね２３（弾性部材）から受ける球面シール外環側に押し出す力（図中白抜き矢印で示す方向の力）が働くため、球面シール内環１６の外球面４３と球面シール内環１７の内球面１８との間に介在させたＯリング２２（シール部材）にも球面シール外環側に押し出す力が働き、Ｏリング２２を球面シール外環１７の内球面１８に弾圧接触させて密着させた状態にすることができる。このため、球面シール内環１６と球面シール外環１７との間のシール性が良好になり、密封部材３９のシール性を向上させることができる。この結果、外輪２の内部に封入されるグリースなどの潤滑成分が外部へ漏出するのを防止して、外輪２の内部の潤滑を保持することができる。
【００４２】
なお、本実施形態では、弾性部材として弾性力に優れたばね２３を使用するが、このばね２３は、等速自在継手１が作動角をとったりプランジングしたりすることにより球面シール内環１６から力を受けた際、弾性変形して球面シール内環１６に反力（図２中に白抜き矢印で示した球面シール外環側へ押し出す力）を付与するため、上述した弾性部材としての作用および効果を効率的に発揮する。
【００４３】
密封部材３９は、金属製の球面シール内環１６と金属製の球面シール外環１７とで構成されているため、外部環境の影響を受けにくく、高温下や薬剤に晒される過酷な環境下での使用が可能である。
【００４４】
また、密封部材３９は、等速自在継手１が作動角をとった際或いはプランジングした際、シャフト１０に取り付けられた球面シール外環１７が、角度変位或いは軸方向変位するシャフト１０に追従して、図２に示すようにＯリング２２（シール部材）を介して球面シール内環１６に沿って摺動するため、等速自在継手１の作動角を高角化することができる。
【００４５】
さらに、密封部材３９は、その内周面、つまり、球面シール内環１６のシャフト挿通孔３６および球面シール外環１７の内周面（内球面１８）には、従来のようにシール部材を内嵌する必要がない。この場合、球面シール内環１６および球面シール外環１７とシャフト１０との間の径方向間隔を広く設定することができるため、等速自在継手１の作動角を、従来の等速自在継手（図３参照）の作動角よりも高角化することができる。さらに、本実施形態のように、球面シール内環１６のシャフト挿通孔３６を反外輪側に向けて内径が漸増するテーパ形状にすることで、この部位が、シャフト１０が角度変位した際の逃げ部として機能する。なお、本実施形態では、等速自在継手１の最大作動角は１８°である。
【００４６】
球面シール内環１６の取付端部２５の内周面３１には凹溝１９が形成され、この凹溝１９と外輪２の開口端部１４の外周面１５との間にＯリング２０（継手側シール部材）を介在させ、このＯリング２０を外輪２の開口端部１４の外周面１５に密着させる。この場合、球面シール内環１６の取付端部２５と外輪２の開口端部１４との間のシール性が向上するため、密閉部材３９におけるシール性の向上に寄与する。
【００４７】
また、Ｏリング２０（継手側シール部材）は、球面シール内環１６の取付端部２５に形成した凹溝１９に嵌合するため、球面シール内環１６において位置決めすることができると共に、球面シール内環１６から外れるのを防止することができる。
【００４８】
さらに、Ｏリング２０（継手側シール部材）は、球面シール内環１６に形成した凹溝１９に嵌合することで容易に球面シール内環１６に取り付けることができるため、等速自在継手１の組立作業性が向上する。
【００４９】
そして、Ｏリング２０（継手側シール部材）やＯリング２２（シール部材）は、樹脂やゴムなどの弾性素材で成形することができる。この場合、図２に示すように、等速自在継手１が作動角をとった際或いはプランジングした際にも、これに追従して継手側シール部材２０とシール部材２２が弾性変形するため、Ｏリング２０とＯリング２２を外輪２の開口端部１４の外周面１５、或いは、球面シール外環１７の内球面１８に弾圧接触させて密着させやすくなり、その密着状態の維持が容易になる。このため、密封部材３９のシール性を大幅に向上させることができる。
【００５０】
Ｏリング２０（継手側シール部材）やＯリング２２（シール部材）は、上記したように樹脂やゴムなどの弾性素材で成形しても、高温下や薬剤に晒される過酷な環境下で使用することができる。これは、Ｏリング２０は、球面シール内環１６と外輪２の開口端部１４に密着し、Ｏリング２２は、球面シール内環１６と球面シール外環１７に密着するため、Ｏリング２０およびＯリング２２は外気に直接晒されることがなく、そのため、高温下や薬剤に晒される過酷な環境下でもその影響を受けにくいためである。
【００５１】
なお、Ｏリング２０（継手側シール部材）やＯリング２２（シール部材）は、簡易な環状形状であるため、成形時における作業性が良い。
【００５２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はあくまで例示であり、特許請求の範囲に記載の意味および内容の範囲内であらゆる変更が可能である。
【００５３】
例えば、本実施形態では、球面シール内環１６の外球面４３に形成した凹溝２１にＯリング２２（シール部材）を嵌合し、さらにこのＯリング２２をばね２３（弾性部材）で球面シール外環１７の内球面１８に弾圧接触させたが、球面シール外環１７の内球面１８に形成した凹溝にＯリング（シール部材）を嵌合し、さらにこのシール部材をばね（弾性部材）により球面シール内環１６の外球面４３に弾圧接触させても、本発明の目的とする作用および効果を得ることができる。
【００５４】
また、本実施形態では、本発明をダブルオフセット型等速自在継手に適用したが、これに限らず、周知の等速自在継手に適用が可能である。例えば、固定型等速自在継手（角度変位のみを許容する等速自在継手）としては、ボールフィクス型等速自在継手（ＢＪ）が挙げられ、摺動型等速自在継手としては、クロスグルーブ型等速自在継手（ＬＪ）やトリポード型等速自在継手（ＴＪ）が挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図２】図１に示す等速自在継手が角度変位した際の状態を示す断面図である。
【図３】従来の等速自在継手を示す断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１                    等速自在継手（ＤＯＪ）
２                    外輪（外側継手部材）
３                    内輪（内側継手部材）
４                    ボール（トルク伝達部材）
１０                  シャフト（軸部材）
１４                  開口端部（外輪）
１５                  外周面（外輪の開口端部）
１６                  球面シール内環
１７                  球面シール外環
１８                  内球面（球面シール外環）
１９                  凹溝（球面シール内嵌の取付端部）
２０                  Ｏリング（継手側シール部材）
２１                  凹溝（球面シール内環の外球面）
２２                  Ｏリング（シール部材）
２３                  ばね（弾性部材）
２５                  取付端部（球面シール内環）
４３                  外球面（球面シール内環）
【図１】
2009174616.tif 000003
【図２】
2009174616.tif 000004
【図３】
2009174616.tif 000005