等速自在継手
【課題】ゴムあるいは樹脂等のブーツでは耐えることができない厳しい使用環境下においても、継手内部の潤滑機能を損なわせない等速自在継手を提供する。
【解決手段】外側継手部材４３と、外側継手部材４３の内側にトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材４６とを備え、外側継手部材４３の開口部が密封部材Ｓにて密封される等速自在継手である。密封部材Ｓは、金属球面シール部８０と金属球面シール部８０の外周を覆う副シール構造体９５とを備える。金属球面シール部８０は、凸球面状のシール面８１を有する球面シール内環８２と、球面シール内環８２のシール面８１と相対的に摺接する凹球面状のシール面８３を有する球面シール外環８４とからなる。
【解決手段】外側継手部材４３と、外側継手部材４３の内側にトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材４６とを備え、外側継手部材４３の開口部が密封部材Ｓにて密封される等速自在継手である。密封部材Ｓは、金属球面シール部８０と金属球面シール部８０の外周を覆う副シール構造体９５とを備える。金属球面シール部８０は、凸球面状のシール面８１を有する球面シール内環８２と、球面シール内環８２のシール面８１と相対的に摺接する凹球面状のシール面８３を有する球面シール外環８４とからなる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、各種産業機械などで使用される等速自在継手では、外部からの異物の侵入および内部からのグリースの漏出を防止するためのシール部材として、ゴムや樹脂製のブーツを装着しているのが一般的である。
【０００３】
しかしながら、各種産業機械の中でも鉄鋼設備の一つである連続鋳造設備で使用され、各種ロールに駆動力を伝達するロール駆動力伝達装置は、８０℃以上の輻射熱、水蒸気による高温多湿、スケールの飛散、薬品類などによる劣悪雰囲気下で使用されるため、前述したゴムや樹脂製のブーツからなるシール部材の場合、そのシール部材が劣化し易く、シール性能および耐久性能の低下を招来する。
【０００４】
このことから、劣悪雰囲気下で使用されるロール駆動力伝達装置に組み込まれた等速自在継手では、ゴムや樹脂製のブーツからなるシール部材を使用せず、金属製の球面シール構造を採用している。なお、等速自在継手は、外側継手部材と、内側継手部材と、その外側継手部材と内側継手部材との間で角度変位を許容しながらトルクを伝達するボールと、そのボールを保持するケージとで主要部が構成され、内側継手部材から延びるシャフトと外側継手部材との間に球面シール構造が設けられている(特許文献１)。
【０００５】
特許文献１等に記載の等速自在継手は、図５に示すように、軸方向に延びる複数のトラック溝１が球面状内周面２に円周方向等間隔で形成された外側継手部材３と、その外側継手部材３のトラック溝１と対応させて軸方向に延びる複数のトラック溝４が球面状外周面５に円周方向等間隔で形成された内側継手部材６と、外側継手部材３のトラック溝１と内側継手部材６のトラック溝４とが協働して形成されたボールトラックに配されたトルク伝達部材である複数のボール７と、外側継手部材３の球面状内周面２と内側継手部材６の球面状外周面５との間に介在してボール７を保持するケージ８とを備えている。
【０００６】
内側継手部材６の軸孔にシャフト１０の軸端を挿入してスプライン嵌合させることにより両者をトルク伝達可能に連結している。また、内側継手部材６とスプライン嵌合されたシャフト１０の軸端にロックプレート１２をボルト１３で締め付け固定することにより、シャフト１０を内側継手部材に対して抜け止めしている。外側継手部材３の一方の端部に、回転軸に連結固定するためのフランジ１５が一体的に連結されている。
【０００７】
外側継手部材３の開口部を塞ぐため、その外側継手部材３の開口端部と内側継手部材６から延びるシャフト１０との間に、継手内部の外部からの液体の侵入および内部からのグリースの漏洩を防止する球面シール構造２０が設けられている。
【０００８】
この球面シール構造２０は、内径に凹球面状のシール面２１を有する金属製の球面シール外環２２を外側継手部材３に装着すると共に、外径に凸球面状のシール面２３を有する金属製の球面シール内環２４を内側継手部材６から延びるシャフト１０に滑動自在に装着し、その球面シール内環２４と内側継手部材６との間に配設されたスプリング２５により、球面シール内環２４のシール面２３を球面シール外環２２のシール面２１に弾圧接触させるものである。
【０００９】
そして、特許文献１に記載の等速自在継手では、球面シール内環２４のシール面２３と球面シール外環２２のシール面２１等に、周辺から飛散した液体が付着して継手内部へ侵入したり、グリースを洗い流したりすることを防止するために、球面シール内環２４のシール面２３と球面シール外環２２のシール面２１等に撥水コーティングを施していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−６５８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記鉄鋼設備の連続鋳造設備等で使用された場合、化学水や鉄粉の飛散があり、球面シール内環のシール面や球面シール外環のシール面の撥水コーティングでは、長期間安定したシール機能を発揮させることが困難である。すなわち、不純物の付着・堆積により、継手内部への異物侵入が避けられないものであった。
【００１２】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、ゴムあるいは樹脂等のブーツでは耐えることができない厳しい使用環境下においても、継手内部の潤滑機能を損なわせない等速自在継手を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の等速自在継手は、外側継手部材と、この外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、前記外側継手部材の開口部が密封部材にて密封される等速自在継手であって、前記密封部材は、凸球面状のシール面を有する球面シール内環と、この球面シール内環のシール面と相対的に摺接する凹球面状のシール面を有する球面シール外環とからなる金属球面シール部と、この金属球面シール部の外周を覆う副シール構造体とを備えたものである。
【００１４】
本発明の等速自在継手によれば、副シール構造体にて、金属球面シール部への異物（水やスケール等）の侵入を防止できる。
【００１５】
前記球面シール外環のシール面の軌道線上乃至球面シール内環の外周側に潤滑剤が含浸された含浸部材を配置するのが好ましい。潤滑剤が含浸された含浸部材を配置することによって、球面シール内環と球面シール外環との間の摺動面が安定して潤滑される。
【００１６】
前記球面シール外環は、内側継手部材から延びる軸部材に外嵌される短筒部と、この短筒部に連設される椀形状部とを備え、この椀形状部の内径面が前記シール面を構成し、この球面シール外環に、潤滑剤供給用のグリースニップルを付設するとともに、短筒部の内径面と軸部材の外径面との間にシールリングを介在させたようにしてもよい。
【００１７】
このように設定すれば、グリースニップルを付設することによって、継手内部に潤滑剤供給を安定して供給することができる。また、短筒部の内径面と軸部材の外径面との間にシールリングを介在させているので、短筒部の内径面と軸部材の外径面との間のシール性を向上することができる。
【００１８】
前記球面シール外環は、内側継手部材から延びる軸部材に外嵌される短筒部と、この短筒部に連設される椀形状部とを備え、この椀形状部の内径面が前記シール面を構成し、この球面シール外環に、潤滑剤供給用のグリースニップルを付設するとともに、短筒部の内径面と軸部材との外径面との間にラビリンスシールを設けたものであってもよい。
【００１９】
このように設定すれば、グリースニップルを付設することによって、継手内部に潤滑剤供給を安定して供給することができる。また、筒部の内径面と軸部材の外径面との間にラビリンスシールを設けたので、筒部の内径面と軸部材の外径面との間のシール性を向上することができる。
【００２０】
金属球面シール部の球面シール内環のシール面と球面シール外環のシール面との少なくとも一方にフッ素樹脂系コーティング剤を塗布するのが好ましい。また、球面シール内環のシール面の球芯と球面シール外環のシール面の球芯とが、継手軸心と同芯であるのが好ましい。
【００２１】
副シール構造体は球面シール外環の外径面に摺接するシール材を備え、このシール材が外側継手部材の外径側に配設されるカバー部材に付設され、このカバー部材に、前記シール材がエンドプレートにて保持された状態で装着されているように構成できる。
【００２２】
エンドプレートは、少なくとも２個の分割片から構成されているものであってもよい。副シール構造体のシール材はスリットを有するリング状体から構成してもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、副シール構造体にて、金属球面シール部への異物（水やスケール等）の侵入を防止できるので、いわゆる二重密封構造を構成することになって、等速自在継手として、耐水性及び防塵性能に優れたものとなる。しかも、球面シール内環を球面シール外環が覆う形状となって、高作動角（２０°程度）が可能となる。
【００２４】
また、潤滑剤が含浸された含浸部材を配置することによって、球面シール内環と球面シール外環との間の摺動面が安定して潤滑され、安定したトルク伝達が可能となる。潤滑剤供給用のグリースニップルが付設されたものでは、継手内部に潤滑剤供給を安定して供給することができ、長期にわたって安定したトルク伝達が可能となる。短筒部の内径面と軸部材の外径面との間のシールリングを介在させたり、ラビリンスシールを設けたりすることによって、シール性の向上を図ることができる。
【００２５】
フッ素樹脂系コーティング剤を塗布した場合、潤滑性に優れたものとなって、運転時の摺動抵抗を下げることができ、円滑な作動性を得ることができる。金属球面シール部のシール面の球芯と金属球面シール部のシール面の球芯とが、継手軸心と同芯である場合、作動角をとる場合に、金属球面シール部が滑らかに追従することができる。すなわち、芯位置を合わせることによって、金属球面シール部の寸法変化を抑えることができ、密封性の向上を図ることができる。
【００２６】
副シール構造体のシール材がカバー部材に付設されるものでは、シール材はエンドプレートに保持されるものであるので、シール材を安定した状態でこの等速自在継手に付設することができ、金属球面シール部への異物（水やスケール等）の侵入を安定して防止できる。
【００２７】
エンドプレートが２個の分割片から構成されているものでは、副シール構造体の点検・交換作業が容易となる。副シール構造体のシール材をスリットを有するリング体から構成すれば、このシール材の点検・交換作業性が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態を示す等速自在継手の断面図である。
【図２】前記図１に示す等速自在継手の正面図である。
【図３】副シール構造体を示し、（ａ）は前記図１に示す等速自在継手に用いた副シール構造体の断面図であり、（ｂ）は第１の変形例の断面図であり、（ｃ）は第２の変形例の断面図であり、（ｄ）は第３の変形例の断面図であり、（ｅ）は第１の変形例の断面図である。
【図４】球面シール外環の変形例を示す要部断面図である。
【図５】従来の等速自在継手の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００３０】
図１と図２は本発明に係る等速自在継手を示し、等速自在継手は、軸方向に延びる複数のトラック溝４１が内径面４２に円周方向等間隔で形成された外側継手部材４３と、その外側継手部材４３のトラック溝４１と対応させて軸方向に延びる複数のトラック溝４４が外径面４５に円周方向等間隔で形成された内側継手部材４６と、外側継手部材４３のトラック溝４１と内側継手部材４６のトラック溝４４とが協働して形成されたボールトラックに配されたトルク伝達部材である複数のボール４７と、外側継手部材４３の内径面４２と内側継手部材４６の外径面４５との間に介在してボール４７を保持するケージ４８とを備えている。
【００３１】
外側継手部材４３は、前記トラック溝４１が形成された内径面４２を有するマウス部４３ａと、マウス部４３ａの底部側の短筒部４３ｂとを備え、この短筒部４３ｂに、回転軸に連結固定するためのフランジ部材５５が一体的に連結されている。フランジ部材５５は、筒状本体部５５ａと、この筒状本体部５５ａの反外側継手部材側に設けられる円盤状外鍔部５５ｂとからなる。筒状本体部５５ａの内径は、外側継手部材側の小径部５６と、反外側継手部材側の大径部５７とからなり、小径部５６と大径部５７との間の段差部に、エンドプレート５８が係合している。そして、大径部５７の周方向凹溝に嵌合した止め輪５９と、段差部とで、エンドプレート５８が挟持保持されている。なお、図１において、６０ａは、外側継手部材４３の短筒部４３ｂとフランジ部材５５とを固着する溶接部である。
【００３２】
また、フランジ部材５５の円盤状外鍔部５５ｂの裏面（外側継手部材側の面）には、周方向全周にわたる凹部６１が設けられている。この凹部６１は、円盤状外鍔部５５ｂの外周縁に達しないものである。このため、フランジ部材５５の円盤状外鍔部５５ｂの裏面の周縁に周方向残部６２が形成される。そして、円盤状外鍔部５５ｂの外周面には、周方向に沿って９０°ピッチで切欠部６３が設けられている(図２参照)。なお、周方向残部６２の高さ、すなわち、凹部６１の深さＴとしては、例えば、１．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度である。
【００３３】
また、内側継手部材４６の軸心孔の内径面には雌スプライン部６５が設けられ、この内側継手部材４６の軸心孔に、シャフト６６の端部の雄スプライン部６７を嵌入させる。内側継手部材４６の雌スプライン部６５とシャフト６６の雄スプライン部６７とを嵌合させる。また、シャフト６６の雄スプライン部６７には、先端側および基端側にそれぞれ止め輪６８，６９が装着され、これによって、シャフト６６の内側継手部材４６の軸心孔からの抜けを防止している。
【００３４】
シャフト６６の反雄スプライン部に鍔部７０が設けられ、この鍔部７０にフランジ部７１が溶接等にて固着されている。そして、この鍔部７０と一体になったフランジ部７１に、中間軸７２がボルト・ナット結合を介して連結されている。すなわち、中間軸７２はその端部にフランジ部７１に相対面するフランジ部７３を有し、フランジ部７１、７３同士が重ね合わされた状態で、ボルト部材とナット部材とからなる固着具７５で一体化される。なお、シャフト６６の鍔部７０には、小鍔部７６が連設されている。図１において、６０ｂは、鍔部７０とフランジ部７１とを固着している溶接部である。
【００３５】
そして、外側継手部材４３の開口部は密封部材Ｓで密封される。密封部材Ｓは金属球面シール部８０を備える。金属球面シール部８０は、外径面が凸球面状のシール面８１を有する球面シール内環８２と、この球面シール内環８２のシール面８１と相対的に摺接する凹球面状のシール面８３を内径面に有する球面シール外環８４とからなる。
【００３６】
球面シール内環８２は、小径部８２ａと大径部８２ｂとを有する短筒体からなり、大径部８２ｂが外側継手部材４３に外嵌固着される。すなわち、球面シール内環８２は、外側継手部材４３への圧入・加締め仕様とし、ボルト等の固定具を用いないようにしている。そして、球面シール内環８２の小径部８２ａの開口端の外径面に前記シール面８１が形成される。また、球面シール外環８４は、内側継手部材４６から延びる軸部材(シャフト)６６に外嵌される短筒部８４ａ、この短筒部８４ａに連設される椀形状部８４ｂとを備える。この椀形状部８４ｂの内径面(内球面)が前記シール面８３を構成する。
【００３７】
短筒部８４ａは薄肉部８５と厚肉部８６とからなり、厚肉部８６に、潤滑剤供給用のグリースニップル８７が付設される開口部８８が設けられている。また、短筒部８４ａの内径面と軸部材（シャフト）６６の外径面との間にＯリング等のシールリング９０を介在させている。すなわち、薄肉部８５の内径面に周方向凹溝９１を設け、この周方向凹溝９１にシールリング９０が嵌着されている。なお、このシールリング９０としては、摺動性に優れたフッ素ゴム系のものを用いるのが好ましい。
【００３８】
また、シャフト６６の鍔部７０と球面シール外環８４との間にはコイルスプリング等からなる弾性部材９２が介在されている。すなわち、弾性部材９２は、その一方がシャフト６６の小鍔部７６に外嵌されるとともに、その他方が球面シール外環８４の短筒部８４ａの薄肉部８５に外嵌されている。
【００３９】
このように、弾性部材９２を介在させることによって、弾性部材９２の弾性力で、球面シール外環８４が球面シール内環８２に押し付けられ、球面シール内環８２のシール面８１と球面シール外環８４のシール面８３とが弾性的に接触することになる。また、球面シール内環８２のシール面８１の球芯Ｏ１と、球面シール外環８４のシール面８３の球芯Ｏ２とが、継手軸心Ｏと同芯であるように設定している。
【００４０】
このため、図１に示す状態からこの等速自在継手が作動角をとる場合、球面シール内環８２のシール面８１と球面シール外環８４のシール面８３とは、弾性的に接触した状態で摺動することなる。また、球面シール内環８２および球面シール外環８４は、耐腐食性に優れたＳＵＳ系材料が好適であるが、耐熱性を目的とする場合には機械構造用炭素鋼であってもよく、さらには、耐熱性に優れたＳｉやフッ素系ゴム等を用いてもよい。
【００４１】
この実施形態では、球面シール内環８２および球面シール外環８４は、素材調質（硬さ：ＨＲｃ２０〜３０）後、無電解ニッケルめっきを施したものとした。これによって、耐食性・耐摩耗性を向上させた。また、球面シール内環８２のシール面８１と球面シール外環８４のシール面８３の少なくともいずれか一方に、フッ素樹脂系コーティングを施すようにするも好ましい。この場合、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を熱融着等によりコーティングすることができる。ＰＴＦＥ以外に、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、分子鎖末端にカルボキシルなどの官能基を有する直鎖および、または環状の、フルオロアルキル重合体またはフルオロポリエーテル重合体などのフッ素系ポリマーを使用することができる。
【００４２】
ところで、密封部材Ｓは金属球面シール部８０の外周側に副シール構造体９５が設けられている。副シール構造体９５は、外側継手部材４３の外径側に配設されるカバー部材９８に付設されるリング状体からなるシール材９９を備える。カバー部材９８は、外側継手部材４３に、リング状の間座１００を介して外嵌固定される短筒体からなる。この場合、間座１００は、外側継手部材４３のマウス部４３ａの短筒部４３ｂ側に外嵌され、これにカバー部材９８が外嵌された状態で、外側継手部材４３のマウス部４３ａに螺着されるボルト部材１０１を介してこのカバー部材９８と間座１００とが外側継手部材４３に固着される。
【００４３】
カバー部材９８の反間座側の内径部には内鍔部１０２が設けられ、図３（ａ）等に示すように、この内鍔部１０２のシール材嵌合用の周方向切欠部１０３が設けられている。そして、この周方向切欠部１０３にシール材９９が嵌合される。また、カバー部材９８の反間座側の端面には、平板リング状体のエンドプレート１０５が取り付けられ、これによって、シール材９９が周方向切欠部１０３に保持される。図１に示すように、エンドプレート１０５は、カバー部材９８の内鍔部１０２の端面に螺着されるボルト部材１０６を介してカバー部材９８の反間座側の端面に固着される。シール材９９としては、フェルト材(不織布)、PTFE等のフッ素樹脂、ポリアミド系の合成繊維、ゴム材（ＣＲ，ＮＲ，ＮＢＲ，Ｓｉ，ＡＣＭ，ＦＰＭ／ＦＫＭ等）等を用いることができる。すなわち、シール材９９はフェルトやゴム材等にて構成でき、低コスト化を図ることができる。
【００４４】
この場合、図３（ａ）に示すように、シール材９９の内径面９９ａは、球面シール外環８４のシール面８３に摺接することになる。なお、カバー部材９８の内鍔部１０２の内径１０２ａと球面シール外環８４のシール面８３との間には隙間Ｃが形成される。また、エンドプレート１０５の内径縁１０５ａと球面シール外環８４のシール面８３との間には隙間Ｃ１が形成される。
【００４５】
また、図１に示すように、球面シール外環８４のシール面８３の軌道線上乃至球面シール内環８２の外周側に潤滑剤が含浸された含浸部材１１０が配置される。含浸部材１１０としては、発泡ウレタン、フェルト、スポンジ等の潤滑剤を含浸させることができ、この等速自在継手の使用される環境下において劣化し難いものを選択することになる。なお、潤滑剤としては、この種の等速自在継手に一般的に用いられるものを使用することができる。
【００４６】
図３(ｂ)〜図３(ｅ)は、シール材９９の変形例を示し、図３(ｂ)では、シール材９９の内径面９９ａに複数個の断面Ｖの字状の周方向小溝１１２を設け、摺接面積を小さくするとともに、接触面圧を大きくしている。図３(ｃ)では、内径面９９ａに切欠部１１３を設け、摺接面積を小さくしている。図３(ｄ)では、内径面９９ａに周方向凹溝１１４が形成され、２つの周方向摺接部１１５ａ、１１５ｂを形成している。図３(ｅ)では、図３（ｄ）と同様、２つの周方向摺接部１１５ａ、１１５ｂを形成としているが、一方の周方向摺接部１１５ａの摺接面積を大としている。
【００４７】
本発明の等速自在継手によれば、副シール構造体９５にて、金属球面シール部８０への異物（水やスケール等）の侵入を防止できる。このため、いわゆる二重密封構造を構成することになって、等速自在継手として、耐水性及び防塵性能に優れたものとなる。しかも、球面シール内環８２を球面シール外環８４が覆う形状となって、高作動角（２０°程度）が可能となる。
【００４８】
潤滑剤が含浸された含浸部材１１０を配置することによって、球面シール内環８１と球面シール外環８４との間の摺動面が安定して潤滑され、安定したトルク伝達が可能となる。潤滑剤供給用のグリースニップル８７が付設されたものでは、継手内部に潤滑剤供給を安定して供給することができ、長期にわたって安定したトルク伝達が可能となる。短筒部８４ａの内径面とシャフト６６の外径面との間のシールリング９０を介在させことによって、シール性の向上を図ることができる。
【００４９】
また、この実施形態のように、球面シール内環８２を、外側継手部材４３への圧入・加締め仕様とし、ボルト等の固定具を用いないようにしたことによって、低コスト化及びコンパクト化が可能となる。
【００５０】
シール材９５がカバー部材９８に付設されるものでは、シール材９５がエンドプレート１０５に保持されるものであるので、シール材９５を安定した状態でこの等速自在継手に付設することができ、金属球面シール部８０への異物（水やスケール等）の侵入を安定して防止できる。
【００５１】
球面シール内環８１のシール面８１の球芯Ｏ１と球面シール外環８４のシール面８３の球芯Ｏ２とが、継手軸心Ｏと同芯である場合、作動角をとる場合に、金属球面シール部８０が滑らかに追従することができる。すなわち、芯位置を合わせることによって、金属球面シール部８０の寸法変化を抑えることができ、密封性の向上を図ることができる。
【００５２】
球面シール内環８２のシール面８１と球面シール外環８４のシール面８３の少なくともいずれか一方に、フッ素樹脂系コーティングを施すことによって、運転時の摺動抵抗を下げることができ、円滑な作動性を得ることができる。
【００５３】
また、図２に示すように、フランジ部材５５の円盤状外鍔部５５ｂには、外径面に開口する切欠部６３が、周方向に沿って９０°ピッチで設けられている。このため、締結用ボルト部材(図示省略)をこの切欠部６３に嵌合させやすくなって、締結作業性の向上を図ることができる。しかも、円盤状外鍔部５５ｂの裏面側には凹部６１が設けられており、小スペースでボルト部材を切欠部６３にセットできる。
【００５４】
ところで、球面シール外環８４の短筒部８４ａの内径面には、シールリング９０が装着されていたが、このようなシールリング９０に変えて図４に示すようなラビリンスシール１２０を用いてもよい。このようなラビリンスシール１２０を用いても、シール性の向上を図ることができる。
【００５５】
また、エンドプレート１０５としては、前記実施形態では、１枚の平板リング体にて構成したが、少なくとも２つに分離されたものであってもよい。すなわち、複数のスリット(図４参照)エンドプレート１０５を複数の分割片で構成するようにしてもよい。このように、エンドプレート１０５を複数の分割片で構成するようにすれば、このエンドプレート１０５にて保持されているシール材９９の点検・交換作業が容易となる。
【００５６】
シール材９９としても、スリット(図示省略)を有するリング状体にて構成できる。このようにスリットを有するものであれば、シール材９９の交換作業が容易となる利点がある。
【００５７】
また、この等速自在継手を包囲しているカバー部材９８及びエンドプレート１０５の外表面を、ウレタンコーティング等にてコーティングするのが好ましい。ウレタンコーティングを施すことによって、耐傷付き性、耐水性、耐腐食性の向上を図ることができる。このため、この等速自在継手に対するスケール等による耐食・耐摩耗性を上げることができる。ここで、ウレタンコーティングは、母材表面（カバー部材９８及びエンドプレート１０５等）へウレタン樹脂をコートしてなるものである。ウレタン樹脂とは、組成中にウレタン結合を繰返し持つ化合物であり、イソシアネート基を２個以上持ったポリイソシアネート化合物(O=C=N-R-N=C=O)と、水酸基を2個以上持ったポリオール化合物(HO-R'-OH)、ポリアミン(H2N-R"-NH2）、水などの活性水素（-NH2,-NH,-CONH-など）を持った化合物などと反応して得られる。(R,R',R"：脂肪族、芳香族など)
【００５８】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、金属球面シール部８０としては、球面シール内環８１と、球面シール外環８４と、これらの内外環の間に介装される球面シール中環とを備えたものであってもよい。また、等速自在継手として、図例では、ツェッパ型の固定式等速自在継手であったが、アンダーカットフリー型の固定式等速自在継手であっても、ダブルオフセット型、クロスグルーブ型、又はトリポード型等の摺動式等速自在継手であってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
４３ 外側継手部材
４６ 内側継手部材
４７ ボール(トルク伝達部材)
８０ 金属球面シール部
８１、８３ シール面
８２ 球面シール内環
８４ 球面シール外環
８４ａ 短筒部
８４ｂ 椀形状部
８７ グリースニップル
９０ シールリング
９５ 副シール構造体
９８ カバー部材
９９ シール材
１０５ エンドプレート
１１０ 含浸部材
１２０ ラビリンスシール
Ｏ 継手軸心
Ｏ１、Ｏ２ 球芯
Ｓ 密封部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、各種産業機械などで使用される等速自在継手では、外部からの異物の侵入および内部からのグリースの漏出を防止するためのシール部材として、ゴムや樹脂製のブーツを装着しているのが一般的である。
【０００３】
しかしながら、各種産業機械の中でも鉄鋼設備の一つである連続鋳造設備で使用され、各種ロールに駆動力を伝達するロール駆動力伝達装置は、８０℃以上の輻射熱、水蒸気による高温多湿、スケールの飛散、薬品類などによる劣悪雰囲気下で使用されるため、前述したゴムや樹脂製のブーツからなるシール部材の場合、そのシール部材が劣化し易く、シール性能および耐久性能の低下を招来する。
【０００４】
このことから、劣悪雰囲気下で使用されるロール駆動力伝達装置に組み込まれた等速自在継手では、ゴムや樹脂製のブーツからなるシール部材を使用せず、金属製の球面シール構造を採用している。なお、等速自在継手は、外側継手部材と、内側継手部材と、その外側継手部材と内側継手部材との間で角度変位を許容しながらトルクを伝達するボールと、そのボールを保持するケージとで主要部が構成され、内側継手部材から延びるシャフトと外側継手部材との間に球面シール構造が設けられている(特許文献１)。
【０００５】
特許文献１等に記載の等速自在継手は、図５に示すように、軸方向に延びる複数のトラック溝１が球面状内周面２に円周方向等間隔で形成された外側継手部材３と、その外側継手部材３のトラック溝１と対応させて軸方向に延びる複数のトラック溝４が球面状外周面５に円周方向等間隔で形成された内側継手部材６と、外側継手部材３のトラック溝１と内側継手部材６のトラック溝４とが協働して形成されたボールトラックに配されたトルク伝達部材である複数のボール７と、外側継手部材３の球面状内周面２と内側継手部材６の球面状外周面５との間に介在してボール７を保持するケージ８とを備えている。
【０００６】
内側継手部材６の軸孔にシャフト１０の軸端を挿入してスプライン嵌合させることにより両者をトルク伝達可能に連結している。また、内側継手部材６とスプライン嵌合されたシャフト１０の軸端にロックプレート１２をボルト１３で締め付け固定することにより、シャフト１０を内側継手部材に対して抜け止めしている。外側継手部材３の一方の端部に、回転軸に連結固定するためのフランジ１５が一体的に連結されている。
【０００７】
外側継手部材３の開口部を塞ぐため、その外側継手部材３の開口端部と内側継手部材６から延びるシャフト１０との間に、継手内部の外部からの液体の侵入および内部からのグリースの漏洩を防止する球面シール構造２０が設けられている。
【０００８】
この球面シール構造２０は、内径に凹球面状のシール面２１を有する金属製の球面シール外環２２を外側継手部材３に装着すると共に、外径に凸球面状のシール面２３を有する金属製の球面シール内環２４を内側継手部材６から延びるシャフト１０に滑動自在に装着し、その球面シール内環２４と内側継手部材６との間に配設されたスプリング２５により、球面シール内環２４のシール面２３を球面シール外環２２のシール面２１に弾圧接触させるものである。
【０００９】
そして、特許文献１に記載の等速自在継手では、球面シール内環２４のシール面２３と球面シール外環２２のシール面２１等に、周辺から飛散した液体が付着して継手内部へ侵入したり、グリースを洗い流したりすることを防止するために、球面シール内環２４のシール面２３と球面シール外環２２のシール面２１等に撥水コーティングを施していた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０１０−６５８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、前記鉄鋼設備の連続鋳造設備等で使用された場合、化学水や鉄粉の飛散があり、球面シール内環のシール面や球面シール外環のシール面の撥水コーティングでは、長期間安定したシール機能を発揮させることが困難である。すなわち、不純物の付着・堆積により、継手内部への異物侵入が避けられないものであった。
【００１２】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、ゴムあるいは樹脂等のブーツでは耐えることができない厳しい使用環境下においても、継手内部の潤滑機能を損なわせない等速自在継手を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の等速自在継手は、外側継手部材と、この外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、前記外側継手部材の開口部が密封部材にて密封される等速自在継手であって、前記密封部材は、凸球面状のシール面を有する球面シール内環と、この球面シール内環のシール面と相対的に摺接する凹球面状のシール面を有する球面シール外環とからなる金属球面シール部と、この金属球面シール部の外周を覆う副シール構造体とを備えたものである。
【００１４】
本発明の等速自在継手によれば、副シール構造体にて、金属球面シール部への異物（水やスケール等）の侵入を防止できる。
【００１５】
前記球面シール外環のシール面の軌道線上乃至球面シール内環の外周側に潤滑剤が含浸された含浸部材を配置するのが好ましい。潤滑剤が含浸された含浸部材を配置することによって、球面シール内環と球面シール外環との間の摺動面が安定して潤滑される。
【００１６】
前記球面シール外環は、内側継手部材から延びる軸部材に外嵌される短筒部と、この短筒部に連設される椀形状部とを備え、この椀形状部の内径面が前記シール面を構成し、この球面シール外環に、潤滑剤供給用のグリースニップルを付設するとともに、短筒部の内径面と軸部材の外径面との間にシールリングを介在させたようにしてもよい。
【００１７】
このように設定すれば、グリースニップルを付設することによって、継手内部に潤滑剤供給を安定して供給することができる。また、短筒部の内径面と軸部材の外径面との間にシールリングを介在させているので、短筒部の内径面と軸部材の外径面との間のシール性を向上することができる。
【００１８】
前記球面シール外環は、内側継手部材から延びる軸部材に外嵌される短筒部と、この短筒部に連設される椀形状部とを備え、この椀形状部の内径面が前記シール面を構成し、この球面シール外環に、潤滑剤供給用のグリースニップルを付設するとともに、短筒部の内径面と軸部材との外径面との間にラビリンスシールを設けたものであってもよい。
【００１９】
このように設定すれば、グリースニップルを付設することによって、継手内部に潤滑剤供給を安定して供給することができる。また、筒部の内径面と軸部材の外径面との間にラビリンスシールを設けたので、筒部の内径面と軸部材の外径面との間のシール性を向上することができる。
【００２０】
金属球面シール部の球面シール内環のシール面と球面シール外環のシール面との少なくとも一方にフッ素樹脂系コーティング剤を塗布するのが好ましい。また、球面シール内環のシール面の球芯と球面シール外環のシール面の球芯とが、継手軸心と同芯であるのが好ましい。
【００２１】
副シール構造体は球面シール外環の外径面に摺接するシール材を備え、このシール材が外側継手部材の外径側に配設されるカバー部材に付設され、このカバー部材に、前記シール材がエンドプレートにて保持された状態で装着されているように構成できる。
【００２２】
エンドプレートは、少なくとも２個の分割片から構成されているものであってもよい。副シール構造体のシール材はスリットを有するリング状体から構成してもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明では、副シール構造体にて、金属球面シール部への異物（水やスケール等）の侵入を防止できるので、いわゆる二重密封構造を構成することになって、等速自在継手として、耐水性及び防塵性能に優れたものとなる。しかも、球面シール内環を球面シール外環が覆う形状となって、高作動角（２０°程度）が可能となる。
【００２４】
また、潤滑剤が含浸された含浸部材を配置することによって、球面シール内環と球面シール外環との間の摺動面が安定して潤滑され、安定したトルク伝達が可能となる。潤滑剤供給用のグリースニップルが付設されたものでは、継手内部に潤滑剤供給を安定して供給することができ、長期にわたって安定したトルク伝達が可能となる。短筒部の内径面と軸部材の外径面との間のシールリングを介在させたり、ラビリンスシールを設けたりすることによって、シール性の向上を図ることができる。
【００２５】
フッ素樹脂系コーティング剤を塗布した場合、潤滑性に優れたものとなって、運転時の摺動抵抗を下げることができ、円滑な作動性を得ることができる。金属球面シール部のシール面の球芯と金属球面シール部のシール面の球芯とが、継手軸心と同芯である場合、作動角をとる場合に、金属球面シール部が滑らかに追従することができる。すなわち、芯位置を合わせることによって、金属球面シール部の寸法変化を抑えることができ、密封性の向上を図ることができる。
【００２６】
副シール構造体のシール材がカバー部材に付設されるものでは、シール材はエンドプレートに保持されるものであるので、シール材を安定した状態でこの等速自在継手に付設することができ、金属球面シール部への異物（水やスケール等）の侵入を安定して防止できる。
【００２７】
エンドプレートが２個の分割片から構成されているものでは、副シール構造体の点検・交換作業が容易となる。副シール構造体のシール材をスリットを有するリング体から構成すれば、このシール材の点検・交換作業性が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態を示す等速自在継手の断面図である。
【図２】前記図１に示す等速自在継手の正面図である。
【図３】副シール構造体を示し、（ａ）は前記図１に示す等速自在継手に用いた副シール構造体の断面図であり、（ｂ）は第１の変形例の断面図であり、（ｃ）は第２の変形例の断面図であり、（ｄ）は第３の変形例の断面図であり、（ｅ）は第１の変形例の断面図である。
【図４】球面シール外環の変形例を示す要部断面図である。
【図５】従来の等速自在継手の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００３０】
図１と図２は本発明に係る等速自在継手を示し、等速自在継手は、軸方向に延びる複数のトラック溝４１が内径面４２に円周方向等間隔で形成された外側継手部材４３と、その外側継手部材４３のトラック溝４１と対応させて軸方向に延びる複数のトラック溝４４が外径面４５に円周方向等間隔で形成された内側継手部材４６と、外側継手部材４３のトラック溝４１と内側継手部材４６のトラック溝４４とが協働して形成されたボールトラックに配されたトルク伝達部材である複数のボール４７と、外側継手部材４３の内径面４２と内側継手部材４６の外径面４５との間に介在してボール４７を保持するケージ４８とを備えている。
【００３１】
外側継手部材４３は、前記トラック溝４１が形成された内径面４２を有するマウス部４３ａと、マウス部４３ａの底部側の短筒部４３ｂとを備え、この短筒部４３ｂに、回転軸に連結固定するためのフランジ部材５５が一体的に連結されている。フランジ部材５５は、筒状本体部５５ａと、この筒状本体部５５ａの反外側継手部材側に設けられる円盤状外鍔部５５ｂとからなる。筒状本体部５５ａの内径は、外側継手部材側の小径部５６と、反外側継手部材側の大径部５７とからなり、小径部５６と大径部５７との間の段差部に、エンドプレート５８が係合している。そして、大径部５７の周方向凹溝に嵌合した止め輪５９と、段差部とで、エンドプレート５８が挟持保持されている。なお、図１において、６０ａは、外側継手部材４３の短筒部４３ｂとフランジ部材５５とを固着する溶接部である。
【００３２】
また、フランジ部材５５の円盤状外鍔部５５ｂの裏面（外側継手部材側の面）には、周方向全周にわたる凹部６１が設けられている。この凹部６１は、円盤状外鍔部５５ｂの外周縁に達しないものである。このため、フランジ部材５５の円盤状外鍔部５５ｂの裏面の周縁に周方向残部６２が形成される。そして、円盤状外鍔部５５ｂの外周面には、周方向に沿って９０°ピッチで切欠部６３が設けられている(図２参照)。なお、周方向残部６２の高さ、すなわち、凹部６１の深さＴとしては、例えば、１．５ｍｍ〜２．０ｍｍ程度である。
【００３３】
また、内側継手部材４６の軸心孔の内径面には雌スプライン部６５が設けられ、この内側継手部材４６の軸心孔に、シャフト６６の端部の雄スプライン部６７を嵌入させる。内側継手部材４６の雌スプライン部６５とシャフト６６の雄スプライン部６７とを嵌合させる。また、シャフト６６の雄スプライン部６７には、先端側および基端側にそれぞれ止め輪６８，６９が装着され、これによって、シャフト６６の内側継手部材４６の軸心孔からの抜けを防止している。
【００３４】
シャフト６６の反雄スプライン部に鍔部７０が設けられ、この鍔部７０にフランジ部７１が溶接等にて固着されている。そして、この鍔部７０と一体になったフランジ部７１に、中間軸７２がボルト・ナット結合を介して連結されている。すなわち、中間軸７２はその端部にフランジ部７１に相対面するフランジ部７３を有し、フランジ部７１、７３同士が重ね合わされた状態で、ボルト部材とナット部材とからなる固着具７５で一体化される。なお、シャフト６６の鍔部７０には、小鍔部７６が連設されている。図１において、６０ｂは、鍔部７０とフランジ部７１とを固着している溶接部である。
【００３５】
そして、外側継手部材４３の開口部は密封部材Ｓで密封される。密封部材Ｓは金属球面シール部８０を備える。金属球面シール部８０は、外径面が凸球面状のシール面８１を有する球面シール内環８２と、この球面シール内環８２のシール面８１と相対的に摺接する凹球面状のシール面８３を内径面に有する球面シール外環８４とからなる。
【００３６】
球面シール内環８２は、小径部８２ａと大径部８２ｂとを有する短筒体からなり、大径部８２ｂが外側継手部材４３に外嵌固着される。すなわち、球面シール内環８２は、外側継手部材４３への圧入・加締め仕様とし、ボルト等の固定具を用いないようにしている。そして、球面シール内環８２の小径部８２ａの開口端の外径面に前記シール面８１が形成される。また、球面シール外環８４は、内側継手部材４６から延びる軸部材(シャフト)６６に外嵌される短筒部８４ａ、この短筒部８４ａに連設される椀形状部８４ｂとを備える。この椀形状部８４ｂの内径面(内球面)が前記シール面８３を構成する。
【００３７】
短筒部８４ａは薄肉部８５と厚肉部８６とからなり、厚肉部８６に、潤滑剤供給用のグリースニップル８７が付設される開口部８８が設けられている。また、短筒部８４ａの内径面と軸部材（シャフト）６６の外径面との間にＯリング等のシールリング９０を介在させている。すなわち、薄肉部８５の内径面に周方向凹溝９１を設け、この周方向凹溝９１にシールリング９０が嵌着されている。なお、このシールリング９０としては、摺動性に優れたフッ素ゴム系のものを用いるのが好ましい。
【００３８】
また、シャフト６６の鍔部７０と球面シール外環８４との間にはコイルスプリング等からなる弾性部材９２が介在されている。すなわち、弾性部材９２は、その一方がシャフト６６の小鍔部７６に外嵌されるとともに、その他方が球面シール外環８４の短筒部８４ａの薄肉部８５に外嵌されている。
【００３９】
このように、弾性部材９２を介在させることによって、弾性部材９２の弾性力で、球面シール外環８４が球面シール内環８２に押し付けられ、球面シール内環８２のシール面８１と球面シール外環８４のシール面８３とが弾性的に接触することになる。また、球面シール内環８２のシール面８１の球芯Ｏ１と、球面シール外環８４のシール面８３の球芯Ｏ２とが、継手軸心Ｏと同芯であるように設定している。
【００４０】
このため、図１に示す状態からこの等速自在継手が作動角をとる場合、球面シール内環８２のシール面８１と球面シール外環８４のシール面８３とは、弾性的に接触した状態で摺動することなる。また、球面シール内環８２および球面シール外環８４は、耐腐食性に優れたＳＵＳ系材料が好適であるが、耐熱性を目的とする場合には機械構造用炭素鋼であってもよく、さらには、耐熱性に優れたＳｉやフッ素系ゴム等を用いてもよい。
【００４１】
この実施形態では、球面シール内環８２および球面シール外環８４は、素材調質（硬さ：ＨＲｃ２０〜３０）後、無電解ニッケルめっきを施したものとした。これによって、耐食性・耐摩耗性を向上させた。また、球面シール内環８２のシール面８１と球面シール外環８４のシール面８３の少なくともいずれか一方に、フッ素樹脂系コーティングを施すようにするも好ましい。この場合、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）を熱融着等によりコーティングすることができる。ＰＴＦＥ以外に、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥ、分子鎖末端にカルボキシルなどの官能基を有する直鎖および、または環状の、フルオロアルキル重合体またはフルオロポリエーテル重合体などのフッ素系ポリマーを使用することができる。
【００４２】
ところで、密封部材Ｓは金属球面シール部８０の外周側に副シール構造体９５が設けられている。副シール構造体９５は、外側継手部材４３の外径側に配設されるカバー部材９８に付設されるリング状体からなるシール材９９を備える。カバー部材９８は、外側継手部材４３に、リング状の間座１００を介して外嵌固定される短筒体からなる。この場合、間座１００は、外側継手部材４３のマウス部４３ａの短筒部４３ｂ側に外嵌され、これにカバー部材９８が外嵌された状態で、外側継手部材４３のマウス部４３ａに螺着されるボルト部材１０１を介してこのカバー部材９８と間座１００とが外側継手部材４３に固着される。
【００４３】
カバー部材９８の反間座側の内径部には内鍔部１０２が設けられ、図３（ａ）等に示すように、この内鍔部１０２のシール材嵌合用の周方向切欠部１０３が設けられている。そして、この周方向切欠部１０３にシール材９９が嵌合される。また、カバー部材９８の反間座側の端面には、平板リング状体のエンドプレート１０５が取り付けられ、これによって、シール材９９が周方向切欠部１０３に保持される。図１に示すように、エンドプレート１０５は、カバー部材９８の内鍔部１０２の端面に螺着されるボルト部材１０６を介してカバー部材９８の反間座側の端面に固着される。シール材９９としては、フェルト材(不織布)、PTFE等のフッ素樹脂、ポリアミド系の合成繊維、ゴム材（ＣＲ，ＮＲ，ＮＢＲ，Ｓｉ，ＡＣＭ，ＦＰＭ／ＦＫＭ等）等を用いることができる。すなわち、シール材９９はフェルトやゴム材等にて構成でき、低コスト化を図ることができる。
【００４４】
この場合、図３（ａ）に示すように、シール材９９の内径面９９ａは、球面シール外環８４のシール面８３に摺接することになる。なお、カバー部材９８の内鍔部１０２の内径１０２ａと球面シール外環８４のシール面８３との間には隙間Ｃが形成される。また、エンドプレート１０５の内径縁１０５ａと球面シール外環８４のシール面８３との間には隙間Ｃ１が形成される。
【００４５】
また、図１に示すように、球面シール外環８４のシール面８３の軌道線上乃至球面シール内環８２の外周側に潤滑剤が含浸された含浸部材１１０が配置される。含浸部材１１０としては、発泡ウレタン、フェルト、スポンジ等の潤滑剤を含浸させることができ、この等速自在継手の使用される環境下において劣化し難いものを選択することになる。なお、潤滑剤としては、この種の等速自在継手に一般的に用いられるものを使用することができる。
【００４６】
図３(ｂ)〜図３(ｅ)は、シール材９９の変形例を示し、図３(ｂ)では、シール材９９の内径面９９ａに複数個の断面Ｖの字状の周方向小溝１１２を設け、摺接面積を小さくするとともに、接触面圧を大きくしている。図３(ｃ)では、内径面９９ａに切欠部１１３を設け、摺接面積を小さくしている。図３(ｄ)では、内径面９９ａに周方向凹溝１１４が形成され、２つの周方向摺接部１１５ａ、１１５ｂを形成している。図３(ｅ)では、図３（ｄ）と同様、２つの周方向摺接部１１５ａ、１１５ｂを形成としているが、一方の周方向摺接部１１５ａの摺接面積を大としている。
【００４７】
本発明の等速自在継手によれば、副シール構造体９５にて、金属球面シール部８０への異物（水やスケール等）の侵入を防止できる。このため、いわゆる二重密封構造を構成することになって、等速自在継手として、耐水性及び防塵性能に優れたものとなる。しかも、球面シール内環８２を球面シール外環８４が覆う形状となって、高作動角（２０°程度）が可能となる。
【００４８】
潤滑剤が含浸された含浸部材１１０を配置することによって、球面シール内環８１と球面シール外環８４との間の摺動面が安定して潤滑され、安定したトルク伝達が可能となる。潤滑剤供給用のグリースニップル８７が付設されたものでは、継手内部に潤滑剤供給を安定して供給することができ、長期にわたって安定したトルク伝達が可能となる。短筒部８４ａの内径面とシャフト６６の外径面との間のシールリング９０を介在させことによって、シール性の向上を図ることができる。
【００４９】
また、この実施形態のように、球面シール内環８２を、外側継手部材４３への圧入・加締め仕様とし、ボルト等の固定具を用いないようにしたことによって、低コスト化及びコンパクト化が可能となる。
【００５０】
シール材９５がカバー部材９８に付設されるものでは、シール材９５がエンドプレート１０５に保持されるものであるので、シール材９５を安定した状態でこの等速自在継手に付設することができ、金属球面シール部８０への異物（水やスケール等）の侵入を安定して防止できる。
【００５１】
球面シール内環８１のシール面８１の球芯Ｏ１と球面シール外環８４のシール面８３の球芯Ｏ２とが、継手軸心Ｏと同芯である場合、作動角をとる場合に、金属球面シール部８０が滑らかに追従することができる。すなわち、芯位置を合わせることによって、金属球面シール部８０の寸法変化を抑えることができ、密封性の向上を図ることができる。
【００５２】
球面シール内環８２のシール面８１と球面シール外環８４のシール面８３の少なくともいずれか一方に、フッ素樹脂系コーティングを施すことによって、運転時の摺動抵抗を下げることができ、円滑な作動性を得ることができる。
【００５３】
また、図２に示すように、フランジ部材５５の円盤状外鍔部５５ｂには、外径面に開口する切欠部６３が、周方向に沿って９０°ピッチで設けられている。このため、締結用ボルト部材(図示省略)をこの切欠部６３に嵌合させやすくなって、締結作業性の向上を図ることができる。しかも、円盤状外鍔部５５ｂの裏面側には凹部６１が設けられており、小スペースでボルト部材を切欠部６３にセットできる。
【００５４】
ところで、球面シール外環８４の短筒部８４ａの内径面には、シールリング９０が装着されていたが、このようなシールリング９０に変えて図４に示すようなラビリンスシール１２０を用いてもよい。このようなラビリンスシール１２０を用いても、シール性の向上を図ることができる。
【００５５】
また、エンドプレート１０５としては、前記実施形態では、１枚の平板リング体にて構成したが、少なくとも２つに分離されたものであってもよい。すなわち、複数のスリット(図４参照)エンドプレート１０５を複数の分割片で構成するようにしてもよい。このように、エンドプレート１０５を複数の分割片で構成するようにすれば、このエンドプレート１０５にて保持されているシール材９９の点検・交換作業が容易となる。
【００５６】
シール材９９としても、スリット(図示省略)を有するリング状体にて構成できる。このようにスリットを有するものであれば、シール材９９の交換作業が容易となる利点がある。
【００５７】
また、この等速自在継手を包囲しているカバー部材９８及びエンドプレート１０５の外表面を、ウレタンコーティング等にてコーティングするのが好ましい。ウレタンコーティングを施すことによって、耐傷付き性、耐水性、耐腐食性の向上を図ることができる。このため、この等速自在継手に対するスケール等による耐食・耐摩耗性を上げることができる。ここで、ウレタンコーティングは、母材表面（カバー部材９８及びエンドプレート１０５等）へウレタン樹脂をコートしてなるものである。ウレタン樹脂とは、組成中にウレタン結合を繰返し持つ化合物であり、イソシアネート基を２個以上持ったポリイソシアネート化合物(O=C=N-R-N=C=O)と、水酸基を2個以上持ったポリオール化合物(HO-R'-OH)、ポリアミン(H2N-R"-NH2）、水などの活性水素（-NH2,-NH,-CONH-など）を持った化合物などと反応して得られる。(R,R',R"：脂肪族、芳香族など)
【００５８】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、金属球面シール部８０としては、球面シール内環８１と、球面シール外環８４と、これらの内外環の間に介装される球面シール中環とを備えたものであってもよい。また、等速自在継手として、図例では、ツェッパ型の固定式等速自在継手であったが、アンダーカットフリー型の固定式等速自在継手であっても、ダブルオフセット型、クロスグルーブ型、又はトリポード型等の摺動式等速自在継手であってもよい。
【符号の説明】
【００５９】
４３ 外側継手部材
４６ 内側継手部材
４７ ボール(トルク伝達部材)
８０ 金属球面シール部
８１、８３ シール面
８２ 球面シール内環
８４ 球面シール外環
８４ａ 短筒部
８４ｂ 椀形状部
８７ グリースニップル
９０ シールリング
９５ 副シール構造体
９８ カバー部材
９９ シール材
１０５ エンドプレート
１１０ 含浸部材
１２０ ラビリンスシール
Ｏ 継手軸心
Ｏ１、Ｏ２ 球芯
Ｓ 密封部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側継手部材と、この外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、前記外側継手部材の開口部が密封部材にて密封される等速自在継手であって、
前記密封部材は、凸球面状のシール面を有する球面シール内環と、この球面シール内環のシール面と相対的に摺接する凹球面状のシール面を有する球面シール外環とからなる金属球面シール部と、この金属球面シール部の外周を覆う副シール構造体とを備えたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記球面シール外環のシール面の軌道線上乃至球面シール内環の外周側に潤滑剤が含浸された含浸部材を配置したこと特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記球面シール外環は、内側継手部材から延びる軸部材に外嵌される短筒部と、この短筒部に連設される椀形状部とを備え、この椀形状部の内径面が前記シール面を構成し、この球面シール外環に、潤滑剤供給用のグリースニップルを付設するとともに、筒部の内径面と軸部材の外径面との間にシールリングを介在させたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記球面シール外環は、内側継手部材から延びる軸部材に外嵌される短筒部と、この短筒部に連設される椀形状部とを備え、この椀形状部の内径面が前記シール面を構成し、この球面シール外環に、潤滑剤供給用のグリースニップルを付設するとともに、短筒部と軸部材との外径面との間にラビリンスシールを設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
金属球面シール部の球面シール内環のシール面と球面シール外環のシール面との少なくとも一方にフッ素樹脂系コーティング剤を塗布したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
球面シール内環のシール面の球芯と球面シール外環のシール面の球芯とが、継手軸心と同芯であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項７】
副シール構造体は球面シール外環の外径面に摺接するシール材を備え、このシール材が外側継手部材の外径側に配設されるカバー部材に付設され、このカバー部材に、前記シール材がエンドプレートにて保持された状態で装着されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項１】
外側継手部材と、この外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、前記外側継手部材の開口部が密封部材にて密封される等速自在継手であって、
前記密封部材は、凸球面状のシール面を有する球面シール内環と、この球面シール内環のシール面と相対的に摺接する凹球面状のシール面を有する球面シール外環とからなる金属球面シール部と、この金属球面シール部の外周を覆う副シール構造体とを備えたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記球面シール外環のシール面の軌道線上乃至球面シール内環の外周側に潤滑剤が含浸された含浸部材を配置したこと特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記球面シール外環は、内側継手部材から延びる軸部材に外嵌される短筒部と、この短筒部に連設される椀形状部とを備え、この椀形状部の内径面が前記シール面を構成し、この球面シール外環に、潤滑剤供給用のグリースニップルを付設するとともに、筒部の内径面と軸部材の外径面との間にシールリングを介在させたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記球面シール外環は、内側継手部材から延びる軸部材に外嵌される短筒部と、この短筒部に連設される椀形状部とを備え、この椀形状部の内径面が前記シール面を構成し、この球面シール外環に、潤滑剤供給用のグリースニップルを付設するとともに、短筒部と軸部材との外径面との間にラビリンスシールを設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
金属球面シール部の球面シール内環のシール面と球面シール外環のシール面との少なくとも一方にフッ素樹脂系コーティング剤を塗布したことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
球面シール内環のシール面の球芯と球面シール外環のシール面の球芯とが、継手軸心と同芯であることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項７】
副シール構造体は球面シール外環の外径面に摺接するシール材を備え、このシール材が外側継手部材の外径側に配設されるカバー部材に付設され、このカバー部材に、前記シール材がエンドプレートにて保持された状態で装着されていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１３−９６５４５（Ｐ２０１３−９６５４５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２４２３８７（Ｐ２０１１−２４２３８７）
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月４日（２０１１．１１．４）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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