(57)【要約】【課題】自在継手に使用されるブーツの寿命を長く確保することができるブーツアダプタを提供する。【解決手段】自在継手のハウジングに取り付けられる円筒状のブーツアダプタは、弾性材料で形成された環状のブーツが取り付けられる取付け端部を有する。ブーツは自在継手に連結される回転軸の周囲を覆う。取付け端部は、ブーツの端部が嵌め入れられる凹部を持つように、内側に折り曲げられて、外側円環部と、外側円環部に同心の内側円環部と、外側円環部と内側円環部を連結する連結部を有する。内側円環部は、連結部から延びる円筒部と、円筒部から連結部の反対側に延びる円錐台部を有する。円錐台部は円筒部から離れるほど小さい外径を有する。円錐台部の円筒部とは反対側の端部は、内側に折り曲げられている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自在継手のハウジングに取り付けられる円筒状のブーツアダプタであって、
前記自在継手に連結される回転軸の周囲を覆う、弾性材料で形成された環状のブーツが取り付けられる取付け端部を有し、
前記取付け端部は、前記ブーツの端部が嵌め入れられる凹部を持つように、内側に折り曲げられて、外側円環部と、前記外側円環部に同心の内側円環部と、前記外側円環部と前記内側円環部を連結する連結部を有しており、
前記内側円環部は、前記連結部から延びる円筒部と、前記円筒部から前記連結部の反対側に延びる円錐台部を有し、
前記円錐台部は前記円筒部から離れるほど小さい外径を有し、
前記円錐台部の前記円筒部とは反対側の端部は、内側に折り曲げられている
ことを特徴とするブーツアダプタ。
【請求項２】
前記外側円環部の内周面には、突起が形成されており、突起は径方向において前記円筒部に重なる位置に配置されている
ことを特徴とする請求項１に記載のブーツアダプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ブーツアダプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車に設けられるプロペラシャフトの自在継手には、自在継手のハウジングの内部への塵埃等の異物の侵入を防止し、ハウジングの内部に配置されたグリースを封止するために、弾性材料で形成された環状のブーツが装着される（特許文献１）。ブーツの一端部は、自在継手に連結される回転軸に取り付けられ、他端部は金属製の円筒状のブーツアダプタの端部に取り付けられる。ブーツアダプタは、自在継手のハウジングに取り付けられている。ハウジングの内部にはグリースが配置されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平０７−０３４２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自在継手に使用されるブーツには、ハウジングの内部のグリースの圧力が加わり、さらに回転軸の高速回転時には大きな遠心力が加わるが、ブーツが長寿命を有することが望ましい。
【０００５】
そこで、本発明は、自在継手に使用されるブーツの寿命を長く確保することができるブーツアダプタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明のある態様に係るブーツアダプタは、自在継手のハウジングに取り付けられる円筒状のブーツアダプタであって、前記自在継手に連結される回転軸の周囲を覆う、弾性材料で形成された環状のブーツが取り付けられる取付け端部を有する。前記取付け端部は、前記ブーツの端部が嵌め入れられる凹部を持つように、内側に折り曲げられて、外側円環部と、前記外側円環部に同心の内側円環部と、前記外側円環部と前記内側円環部を連結する連結部を有する。前記内側円環部は、前記連結部から延びる円筒部と、前記円筒部から前記連結部の反対側に延びる円錐台部を有する。前記円錐台部は前記円筒部から離れるほど小さい外径を有する。前記円錐台部の前記円筒部とは反対側の端部は、内側に折り曲げられている。
【０００７】
上記の態様においては、ブーツアダプタの取付け端部の内側円環部が円筒部と円錐台部を有し、円錐台部は前記円筒部から離れるほど小さい外径を有する。弾性材料で形成されたブーツは、取付け端部に取り付けられて、円筒部と円錐台部の外周面に接触する。ブーツには、ハウジングの内部のグリースの圧力が加わり、さらに回転軸の高速回転時に大きな遠心力がグリースに加わって、ブーツを変形させようとするが、傾斜した円錐台部の外周面にブーツが支持されるので、ブーツの変形が抑制される。このようにブーツの変形が抑制されることにより、ブーツの寿命を長く確保することができる。また、ブーツが接触する円錐台部の端部が内側に折り曲げられているため、円錐台部の端部によってブーツが破損するおそれが低減し、ブーツの寿命をさらに長く確保することができる。
【０００８】
好ましくは、前記外側円環部の内周面には、突起が形成されており、突起は径方向において前記円筒部に重なる位置に配置されている。この場合には、ブーツの端部は突起と内側円環部（特に外径が一様な円筒部）の間に挟まれて強固に保持される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係るブーツアダプタとブーツと自在継手の断面図である。
【図２】図１の一部を拡大した本発明の実施形態に係るブーツアダプタとブーツの断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るブーツアダプタと変形したブーツの断面図である。
【図４】比較例に係るブーツアダプタとブーツの断面図である。
【図５】比較例に係るブーツアダプタと変形したブーツの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を説明する。図面において縮尺は、必ずしも実施形態の製品を正確に表してはおらず、一部の寸法を誇張して表現している場合もある。
【００１１】
図１に示すように、実施形態に係るブーツアダプタ１は自在継手２に装着されている。自在継手２は、例えば、自動車に設けられるプロペラシャフトに使用される等速自在継手である。
【００１２】
自在継手２は、外輪すなわちハウジング４、内輪６、複数の鋼球８、ケージ１０、およびシールキャップ１２を有する。ハウジング４の内部には、内輪６が配置されており、内輪６には回転軸１４の端部が例えばスプラインで連結されている。ハウジング４と内輪６の間には、複数の鋼球８が配置されており、ケージ１０は鋼球８を回転可能に定位置に保持する。ハウジング４はシールキャップ１２に連結されており、シールキャップ１２は図示しない他の回転軸に連結されている。
【００１３】
図１においては、ハウジング４およびシールキャップ１２は、回転軸１４に同軸に配置されているが、回転軸１４に対して傾斜することができ、かつ回転軸１４の回転は、ハウジング４およびシールキャップ１２に伝達される。
【００１４】
但し、本発明に係るブーツアダプタは、図示の等速自在継手２に限らず、他の種類の自在継手に装着してもよい。
【００１５】
円筒状のブーツアダプタ１の一端部１８はハウジング４に取り付けられ、ブーツアダプタ１の他端部２０には環状のブーツ１６の一端部１６ａが取り付けられる。ブーツ１６の他端部１６ｂは回転軸１４に取り付けられる。環状のブーツ１６は、自在継手２に連結される回転軸１４の周囲を覆い、ハウジング４の内部への塵埃等の異物の侵入を防止し、ハウジング４の内部に配置されたグリースを封止する。
【００１６】
ブーツアダプタ１は、剛性材料、例えば金属から形成されている。一方、ブーツ１６は、回転軸１４に対するハウジング４の傾斜を許容するように、弾性材料、例えばエラストマーから形成されている。
【００１７】
この実施形態では、ブーツアダプタ１の環状の端部１８は、ハウジング４の外周面に形成された周溝２２に嵌め入れられ、さらにかしめ加工によって固定されている。但し、端部１８はネジまたはその他の手段でハウジング４に固定されてもよい。
【００１８】
ブーツアダプタ１の他端部２０は、ブーツ１６の端部１６ａが嵌め入れられる凹部を形成するように、内側に折り曲げられている。この実施形態では、端部２０にかしめ加工を行うことにより、ブーツ１６が端部２０に固定されている。
【００１９】
ブーツ１６の径方向外側の端部１６ａは、上記のようにブーツアダプタ１に固定され、径方向内側の端部１６ｂは、回転軸１４に取り付けられている。ブーツ１６は、ほぼＵ字形の断面を有しており、径方向において端部１６ａと端部１６ｂの間の中間部１６ｃは、ブーツアダプタ１の内部空間に配置され、軸線方向において端部１６ａと端部１６ｂよりも自在継手２の近くに配置されている。
【００２０】
ブーツ１６の端部１６ｂは、回転軸１４に形成された周溝１４ａに嵌め入れられている。端部１６ｂの周囲にはブーツバンド２４が配置されており、ブーツバンド２４の圧縮力により、端部１６ｂは回転軸１４に固定されている。但し、端部１６ｂは、他の方式で回転軸１４に固定されてもよい。また、端部１６ｂと回転軸１４の間をグリースが漏出するのを抑制するために、弾性体で形成された円筒状のカバー（図示せず）で端部１６ｂを包囲してもよい。
【００２１】
図２を参照し、ブーツアダプタ１の詳細をさらに説明する。下記の説明では、ブーツアダプタ１のうち、ブーツ１６が取り付けられる端部２０を取付け端部２０と呼ぶ。
【００２２】
取付け端部２０は、内側に折り曲げられており、これによって、ブーツ１６の端部１６ａが全周にわたって嵌め入れられる環状の凹部２６を持つ。具体的には、取付け端部２０は、折り曲げによって、外側円環部２８と、外側円環部２８に同心の内側円環部３０と、外側円環部２８と内側円環部３０を連結する連結部３２を有する。凹部２６は、外側円環部２８、内側円環部３０および連結部３２により画定されている。
【００２３】
内側円環部３０は、連結部３２から延びる円筒部３０ａと、円筒部３０ａから連結部３２の反対側に延びる円錐台部３０ｂを有する。円筒部３０ａは一様な外径を有するが、円錐台部３０ｂは円筒部３０ａから離れるほど小さい外径を有する。
【００２４】
円錐台部３０ｂの円筒部３０ａとは反対側の端部３０ｃは、内側に折り曲げられている。この実施形態では、端部３０ｃは、円錐台部３０ｂの他の部分に対して、１８０度折り曲げられて、隙間なく円錐台部３０ｂの他の部分に接触しているが、端部３０ｃは、円錐台部３０ｂの他の部分に接触しなくてもよい。
【００２５】
ブーツアダプタ１の取付け端部２０の凹部２６に嵌め入れられたブーツ１６の端部１６ａは、かしめ加工によって取付け端部２０に固定されている。かしめ加工の痕跡として、外側円環部２８の内周面には、周方向に延びる突起２８ａが形成され、端部１６ａは突起２８ａと内側円環部３０の間に挟まれて強固に保持される。突起２８ａの断面形状は円弧状である。
【００２６】
ブーツ１６の端部１６ａを強固に保持するため、突起２８ａは径方向において円筒部３０ａに重なる位置に配置されている。仮に突起２８ａが径方向において円筒部３０ａではなく円錐台部３０ｂに重なる位置に配置されている場合には、端部１６ａを保持する力が弱まる。また、かしめ加工の結果、円錐台部３０ｂの傾斜角度にも悪影響を及ぼすおそれがある。突起２８ａが径方向において円筒部３０ａに重なる位置に配置されているので、これらの問題を排除することができる。
【００２７】
上記の通り、ブーツ１６は、ハウジング４の内部に配置されたグリースを封止する。したがって、ブーツ１６には、ハウジング４の内部のグリースの圧力が加わる。また、回転軸１４の高速回転時には大きな遠心力がグリースに加わり、グリースが径方向外側に移動し、ブーツ１６を変形させようとする。
【００２８】
図３は、このような理由で変形したブーツ１６を示す。ブーツ１６の中間部１６ｃは、図２の形状から反転してしまうことがある。このような過剰な変形は、ブーツ１６の寿命を短くするおそれがある。
【００２９】
しかし、この実施形態においては、ブーツアダプタ１の取付け端部２０の内側円環部３０が円筒部３０ａと円錐台部３０ｂを有し、円錐台部３０ｂは円筒部３０ａから離れるほど小さい外径を有し、弾性材料で形成されたブーツ１６の端部１６ａは、取付け端部２０に取り付けられて、円筒部３０ａと円錐台部３０ｂの外周面に接触する。傾斜した円錐台部３０ｂの外周面にブーツ１６の端部１６ａが支持され、そこからブーツ１６が緩やかに湾曲するので、グリースの圧力を受けてもブーツ１６の変形が抑制される。このようにブーツ１６の変形が抑制されることにより、ブーツ１６の寿命を長く確保することができる。
【００３０】
また、この実施形態においては、ブーツ１６が接触する円錐台部３０ｂの端部３０ｃが内側に折り曲げられているため、円錐台部３０ｂの端部３０ｃによってブーツ１６が破損するおそれが低減し、ブーツ１６の寿命をさらに長く確保することができる。
【００３１】
図４は、比較例に係るブーツアダプタ４０とブーツ１６の断面図である。図４に示すブーツ１６は、図２に示すものと同じタイプである。ブーツアダプタ４０は、図２のブーツアダプタ１と類似するが、取付け端部２０の内側円環部３０は、円錐台部３０ｂを有していない。但し、内側円環部３０の円筒部３０ａの連結部３２とは反対側の端部３０ｄは、内側に折り曲げられている。
【００３２】
この比較例では、ブーツ１６の端部１６ａは、一様な外径を有する円筒部３０ａの外周面に支持され、そこからブーツ１６が急激に湾曲するので、回転軸１４の高速回転時に、グリースの圧力を受けると、図５に示すように、ブーツ１６が大きな曲率で変形する。
【００３３】
この実施形態の効果を確認するため、有限要素法を用いたシミュレーションによって、実施形態と比較例においてブーツ１６の挙動を解析した。シミュレーションでは、ブーツ１６に加わる圧力（ハウジング４の内部のグリースの圧力に相当する）を変化させた。
【００３４】
この結果、実施形態においては、ブーツ１６が図３に示すように反転変形するのに要する圧力は１８４ｋＰａであった。これに対して、比較例においては、ブーツ１６が図５に示すように反転変形するのに要する圧力は１５５ｋＰａであった。したがって、実施形態では、グリースの圧力を受けてもブーツ１６の変形が抑制されることが分かった。
【００３５】
実施形態においては、ブーツアダプタ１の取付け端部２０の内側円環部３０の円筒部３０ａの長さは１０ｍｍであり、円錐台部３０ｂの長さは９ｍｍであり、円筒部３０ａに対する円錐台部３０ｂの傾斜角は１０度である。円錐台部３０ｂの長さは、５〜１５ｍｍであることが好ましく、円筒部３０ａに対する円錐台部３０ｂの傾斜角は５〜２０度であることが好ましい。
【００３６】
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲において、構成要素の削除、追加、置換を含む様々な変形例が考えられる。
【００３７】
例えば、上記の実施形態において、自在継手２は、自動車に設けられるプロペラシャフトに使用される等速自在継手であるが、本発明は、鉄道車両、船舶、ロボットなどの他の用途に使用される自在継手のためのブーツアダプタを包含する。
【００３８】
図示しないが、ブーツ１６の過剰な変形を抑制するための他の部材をブーツ１６の近傍に配置してもよい。
【符号の説明】
【００３９】
１  ブーツアダプタ
２  自在継手
４  ハウジング
１４  回転軸
１６  ブーツ
１６ａ  端部
１６ｂ  端部
１６ｃ  中間部
２０  取付け端部
２６  凹部
２８  外側円環部
２８ａ  突起
３０  内側円環部
３２  連結部
３０ｃ  端部
３０ａ  円筒部
３０ｂ  円錐台部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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