(57)【要約】【課題】シャフト本体の外周面を被覆する熱収縮性チューブの破損を低減することにより、錆による腐食からシャフト本体を長期間に亘って保護する。【解決手段】一端に内輪３が嵌合される軸部９を有し、且つ、軸部９よりも他端側にブーツ１１が嵌合されるブーツ固定部１０を有するシャフト本体７と、シャフト本体７のブーツ固定部１０を含む外周面を被覆する熱収縮性チューブ８とを備えた等速自在継手用シャフト２であって、シャフト本体７のブーツ固定部１０に、熱収縮性チューブ８の少なくとも周方向の位置ズレを規制する凹凸からなる滑り止め部１４を設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に等速自在継手の内方部材が嵌合され、且つ前記一端よりも他端側に等速自在継手の外方部材の開口部を閉塞するブーツが嵌合されるブーツ固定部を有するシャフト本体と、該シャフト本体のブーツ固定部を含む外周面を被覆する熱収縮性チューブとを備えた等速自在継手用シャフトにおいて、
前記シャフト本体のブーツ固定部に、前記熱収縮性チューブの少なくとも周方向の位置ズレを規制する凹凸からなる滑り止め部を設けたことを特徴とする等速自在継手用シャフト。
【請求項２】
前記滑り止め部の凹凸が、軸方向溝を周方向に複数連ねることにより形成されている請求項１に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項３】
前記滑り止め部の凹凸が、複数の溝を格子状に交差させることにより形成されている請求項１に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項４】
前記熱収縮性チューブの熱収縮後の厚みが、０．５ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項５】
前記熱収縮性チューブは、内周側に前記シャフト本体を挿入しない状態での内径収縮率が４０％以上であり、且つ、内周側に前記シャフト本体を挿入した状態での内径収縮率が３０％以下である請求項１〜４のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項６】
前記熱収縮性チューブの熱収縮温度が、１７０℃以下である請求項１〜５のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項７】
前記熱収縮性チューブの長さ収縮率が、５％以下である請求項１〜６のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項８】
前記熱収縮性チューブは、等速自在継手のブーツ内部に充填されるグリースに１００℃で７０時間浸漬したときの膨潤量が３０％以下である請求項１〜７のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項９】
前記熱収縮性チューブの熱収縮後の弾性変形量が、１０％以上である請求項１〜８のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項１０】
前記熱収縮性チューブが、電子線架橋ナイロン１２エラストマー、電子線架橋ポリエチレン、電子線架橋ポリ塩化ビニル、電子線架橋ポリフッ化ビニリデンからなる群から選ばれた一の材質で形成された請求項１〜９のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフト。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項に記載の等速自在継手用シャフトと、該等速自在継手用シャフトの一端に嵌合された内方部材と、該内方部材の外周側に配置された外方部材と、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、ブーツの一端が前記外方部材に嵌合され且つその他端が前記等速自在継手用シャフトのブーツ固定部に嵌合された等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手用シャフトの改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、等速自在継手は、シャフトと、シャフトに結合される内輪と、内輪の外周に配置された外輪と、内輪と外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、一端が外輪に嵌合され且つ他端がシャフトの凹部等により形成されるブーツ固定部に嵌合されたブーツとを備えている。
【０００３】
このような等速自在継手は、車や各種産業機械に組み込まれて使用されるが、使用時に、そのシャフト部分に対して泥水や雨水、塵埃等の異物が飛散するような環境下に置かれるのが通例である。そのため、シャフトに何ら対策を講じなければ、異物の付着によってシャフトに錆が生じ、腐食するという問題が生じ得る。そこで、錆による腐食を防止するために、シャフトには防錆対策が施される場合が多い。
【０００４】
この種のシャフトの防錆対策としては、例えば下記の特許文献１には、鋼製のシャフト本体の外周を熱収縮性チューブで被覆することが開示されている。具体的には、内輪との嵌合部を除くシャフト本体の外周面を熱収縮性チューブで被覆することが開示されている。なお、この際、シャフト本体に形成された凹状のブーツ固定部も熱収縮性チューブで被覆されるため、ブーツは、熱収縮性チューブの上からシャフト本体のブーツ固定部に嵌合された状態で締付けバンドにより固定されている。
【特許文献１】実開平３−２６８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、シャフト本体のブーツ固定部は、その他のシャフト本体の外周面と同様に、平滑面で構成されるのが通例であることから、上記の特許文献１の構成では、シャフト本体を回転させたときに、熱収縮性チューブがシャフト本体に対して周方向にズレを来たしやすい。しかも、この熱収縮性チューブのズレは、シャフト本体のブーツ固定部に対応する位置で局所的に生じやすい。これは、シャフト本体を回転させたときに、ブーツと接触している熱収縮性チューブの外周面側は、ブーツによってシャフト本体の回転方向とは逆向きに力を受けるためである。
【０００６】
そして、このように熱収縮性チューブが局所的なズレを来たすと、このズレによる捻れ等の変形によって熱収縮性チューブに亀裂が生じ、この亀裂から泥水等の異物が浸入するという問題が生じ得る。したがって、シャフト本体の防錆対策としては不十分なものとなる。
【０００７】
本発明は、上記実情に鑑み、シャフト本体の外周面を被覆する熱収縮性チューブの破損を低減することにより、錆による腐食からシャフト本体を長期間に亘って保護することを技術的課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために創案された本発明に係る等速自在継手用シャフトは、等速自在継手の内方部材が嵌合され、且つ、前記一端よりも他端側に等速自在継手の外方部材の開口部を閉塞するブーツが嵌合されるブーツ固定部を有するシャフト本体と、該シャフト本体のブーツ固定部を含む外周面を熱収縮性チューブで被覆した等速自在継手用シャフトにおいて、前記ブーツ固定部に、前記熱収縮性チューブの少なくとも周方向の位置ズレを規制する凹凸からなる滑り止め部を設けたことに特徴づけられる。
【０００９】
このように構成すれば、ブーツ固定部に設けられた滑り止め部により、熱収縮性チューブの周方向の位置ズレが規制されるため、シャフト本体の回転時に、熱収縮性チューブとシャフト本体に相対的な周方向ズレを生じさせることなく、両者を一体的に回転させることができる。したがって、熱収縮性チューブがシャフト本体上で捻れて破れるという事態を効果的に低減することが可能となる。
【００１０】
上記の構成において、前記滑り止め部の凹凸が、軸方向溝を周方向に複数連ねることにより形成されていてもよい。
【００１１】
このようにすれば、軸方向溝に熱収縮性チューブが噛み合った状態で、当該溝が、熱収縮性チューブの周方向へのズレに対して効果的な抵抗体として作用する。
【００１２】
上記の構成において、前記滑り止め部の凹凸が、複数の溝を格子状に交差させることにより形成されていてもよい。
【００１３】
このようにすれば、格子状に交差した溝に熱収縮性チューブが噛み合った状態で、当該溝が、熱収縮性チューブの周方向及び軸方向へのズレに対して効果的な抵抗体として作用する。
【００１４】
上記の構成において、前記熱収縮性チューブの熱収縮後の厚みは、０．５ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１５】
すなわち、熱収縮性チューブの熱収縮後の厚みが０．５ｍｍを超えると、熱収縮性チューブが滑り止め部の凹凸に倣って変形し難くなり、滑り止め部のズレ防止効果が低減してしまう場合がある。したがって、熱収縮性チューブの熱収縮後の厚みは、上記数値範囲であることが好ましい。
【００１６】
上記の構成において、前記熱収縮性チューブは、内周側に前記シャフト本体を挿入しない状態での内径収縮率が４０％以上であり、且つ、内周側に前記シャフト本体を挿入した状態での内径収縮率が３０％以下であることが好ましい。なお、内径収縮率（％）は、（収縮前内径−完全収縮後内径）×１００／（収縮前内径）を意味する。
【００１７】
すなわち、シャフト本体を挿入した状態では、熱収縮性チューブの完全収縮後内径は、シャフト本体の直径よりも小さくならないので、シャフト本体を挿入しない状態での熱収縮性チューブの完全収縮後内径よりも大きくなる。そのため、シャフト本体を挿入した状態と、挿入しない状態とで、内径収縮率に相違が生じる。そして、熱収縮性チューブには形状記憶性があるため、このような内径収縮率の差が、熱収縮性チューブの締付け力の大きさを決定づける。そして、この内径収縮率の差は上記数値範囲の関係を満たすことで適正化され、シャフト本体に対して熱収縮性チューブを確実に締付けることができる。したがって、熱収縮性チューブのズレを低減する上でも有利となる。
【００１８】
上記の構成において、前記熱収縮性チューブの熱収縮温度が、１７０℃以下であることが好ましい。
【００１９】
このようにすれば、シャフト本体を熱収縮性チューブに挿入した状態で、熱処理して熱収縮する際に、上記数値範囲の熱収縮温度であれば、シャフト本体の好ましくない焼き戻し（例えば、焼き戻しによる靭性の低下など）を防止することができる。
【００２０】
上記の構成において、前記熱収縮性チューブの長さ収縮率は、５％以下であることが好ましい。なお、長さ収縮率（％）は、（収縮前チューブ長さ−収縮後チューブ長さ）×１００／（収縮前チューブ長さ）を意味する。
【００２１】
すなわち、熱収縮性チューブの長さ収縮率が５％を超えると、熱収縮性チューブの軸方における収縮量が大きくなるので、シャフト本体上で熱収縮性チューブが皺になったり、或いは熱処理前に熱収縮性チューブでシャフト本体の比較的広い範囲を覆う必要が生じ、作業性が低下するおそれがある。したがって、熱収縮性チューブの長さ収縮率は上記数値範囲内であることが好ましい。
【００２２】
上記の構成において、前記熱収縮性チューブは、等速自在継手のブーツ内部に充填されるグリースに１００℃で７０時間浸漬したときの膨潤量が３０％以下であることが好ましい。なお、膨潤量（％）は、（浸漬後のチューブ体積−浸漬前のチューブ体積）×１００／（浸漬前のチューブ体積）を意味する。
【００２３】
すなわち、熱収縮性チューブのグリースの油分による膨潤量が３０％を超えると、体積の増加のみならず、膨張して拡径するようになる。そのため、等速自在継手が高角（大きな作動角）をとりブーツが変形してシャフトと干渉するようになった時に、当該干渉によって熱収縮性チューブのグリースで膨潤した領域にズレやシワが生じ、熱収縮性チューブに亀裂が生じるおそれがある。したがって、熱収縮性チューブの膨潤量は、上記数値範囲内であることが好ましい。
【００２４】
上記の構成において、前記熱収縮性チューブの熱収縮後の弾性変形量が、１０％以上であることが好ましい。
【００２５】
すなわち、熱収縮後に、熱収縮性チューブがシャフトの外周面に貼り付いて被覆する場合、その被膜はシャフトにトルクが印加されて捩れてもその捩れにチューブの被膜が弾性変形して追従する必要がある。被膜の変形量（％）は、シャフトの捩れ角をθとする時、｛（ｔａｎ２θ＋１）１／２−１｝×１００（％）で表され、この量が弾性域内であれば弾性変形量となる。この弾性変形量が１０％より少ないと等速自在継手の最大トルク負荷時のシャフトの捩じり変形に追従できずに塑性変形を生じる。シャフトのトルクが除荷されたときにこの塑性変形分はシワになる。使用時シャフトへのトルク負荷の繰り返しで、このシワ部から被膜の亀裂・破断を生じることがある。したがって、収縮性チューブの熱収縮後の弾性変形量は、上記数値範囲内であることが好ましい。
【００２６】
上記の構成において、前記熱収縮性チューブが、電子線架橋ナイロン１２エラストマー、電子線架橋ポリエチレン、電子線架橋ポリ塩化ビニル、電子線架橋ポリフッ化ビニリデンからなる群から選ばれた一の材質で形成されていることが好ましい。
【００２７】
上記課題を解決するために創案された本発明に係る等速自在継手用は、上記構成を適宜備えた等速自在継手用シャフトと、該等速自在継手用シャフトの内方部材嵌合部に嵌合された内方部材と、該内方部材の外周側に配置された外方部材と、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、ブーツの一端が前記外方部材に嵌合され且つその他端が前記等速自在継手用シャフトのブーツ固定部に嵌合されていることに特徴づけられる。
【００２８】
このような構成によれば、既に述べた作用効果を同様に享受することが可能となる。
【発明の効果】
【００２９】
以上のように本発明によれば、シャフト本体の外周面を被覆する熱収縮性チューブの周方向のズレを、ブーツ固定部に形成された凹凸からなる滑り止め部で規制することができるので、熱収縮性チューブに亀裂が生じる割合を確実に低減することができる。したがって、熱収縮性チューブによって、シャフト本体を錆による腐食から長期間に亘って確実に防止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】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は本発明の第１実施形態に係る等速自在継手を模式的に示す縦断面図である。この等速自在継手１は、シャフト２、内方部材としての内輪３、外方部材としての外輪４、トルク伝達部材としての複数のボール５、およびケージ６を主たる構成として備えている。
【００３２】
シャフト２は、金属製のシャフト本体７と、このシャフト本体７の外周面を被覆する熱収縮性チューブ８とから構成されている。シャフト本体７は、その一端に内輪３の中心孔と係合するスプラインが形成された軸部９を有すると共に、この軸部９よりも他端側に凹部からなるブーツ固定部１０を有している。そして、シャフト本体７の軸部９を除く、シャフト本体７の残余部の外周面全体が熱収縮性チューブ８により被覆されている。
【００３３】
内輪３は、その球面状外周面に軸方向に延びる複数のトラック溝３ａが形成されている。この内輪３の中心孔の内径にはスプラインが形成されており、その中心孔にシャフト本体７の軸部９を挿入してスプライン嵌合することにより、両者間でのトルク伝達を可能にしている。
【００３４】
外輪４は、内輪３の外周に配置されている。この外輪４の球面状内周面には、内輪３のトラック溝３ａと対をなして軸方向に延びる複数のトラック溝４ａが形成されている。この対をなす内輪３のトラック溝３ａと外輪４のトラック溝４ａとの間には、ボール５が組み込まれている。このボール５は、内輪３の外周面と外輪４の内周面との間に配置されたケージ６のポケット６ａ内で転動自在に保持されている。
【００３５】
シャフト２と外輪４との間には、外部からの異物侵入および内部からのグリースの漏洩を防止するため、ブーツ１１が装着されている。ブーツ１１の大径端部１１ａは、外輪４の外周面に嵌合された状態でブーツバンド１２により締め付け固定されている。一方、ブーツ１１の小径端部１１ｂは、シャフト本体７のブーツ固定部１０に熱収縮性チューブ８の上から嵌合された状態でブーツバンド１３により締め付け固定されている。
【００３６】
図２に拡大して示すように、シャフト本体７に設けられた凹状のブーツ固定部１０の底部表面には、熱収縮性チューブ８の周方向のズレを規制する凹凸からなる滑り止め部１４が形成されている。この滑り止め部１４の凹凸は、周方向に等間隔で設けられた複数の軸方向溝１４ａにより形成されている。すなわち、滑り止め部１４は、凹状のブーツ固定部１０の底部表面に、いわゆる平目ローレット加工を施すことにより形成されている。
【００３７】
これにより、熱収縮性チューブ８を加熱して熱収縮させた際に、熱収縮性チューブ８が、滑り止め部１４の軸方向溝１４ａと噛み合って、この溝１４ａが熱収縮性チューブ８の周方向のズレに対して抵抗を付与するようになっている。したがって、滑り止め部１４により、熱収縮性チューブ８の少なくとも周方向の位置ズレが規制されるため、シャフト本体７と熱収縮性チューブ８に相対的な周方向ズレを生じさせることなく、両者を一体的に回転させることができる。その結果、熱収縮性チューブ８がシャフト本体７上で捻れて破れるという事態を効果的に低減できるので、熱収縮性チューブ８によってシャフト本体７を錆による腐食から長期間に亘って保護することが可能となる。
【００３８】
この際、熱収縮後の熱収縮性チューブ８の厚みが０．５ｍｍ以下になるように、予め熱処理前の熱収縮性チューブ８の厚みが調整されている。これにより、熱収縮した熱収縮性チューブ８が滑り止め部１４の凹凸と噛み合うように変形しやすくなるため、滑り止め部１４による上述のズレ防止効果をより確実に得ることができる。
【００３９】
また、熱収縮性チューブ８としては、シャフト本体７を挿入しない状態で熱処理したときの内径収縮率が４０％以上のものを使用し、内周側にシャフト本体７を挿入した状態で熱処理したときの内径収縮率が３０％以下となるように、熱収縮性チューブ８の内径とシャフト本体７の直径との寸法関係が設定されている。このようにすれば、熱収縮性チューブ８の形状記憶性を利用して、熱収縮性チューブ８をシャフト本体７側に締付けることができるので、熱収縮性チューブ８がシャフト本体７に対してズレ難くなる。
【００４０】
さらに、熱収縮性チューブ８としては、熱収縮温度が１７０℃以下のものを使用する。これは、熱収縮性チューブ８を熱収縮させる際に、その熱処理工程でシャフト本体７に焼き戻しが生じ、シャフト本体７に要求される剛性が低下するのを防止するためである。
【００４１】
また、熱収縮性チューブ８の熱収縮時の収縮量が大きくなればなるほど、シャフト本体７上で皺になったり、或いは熱処理前にシャフト本体７を覆う範囲を不当に広げる必要が生じるため、これを防止する観点から、熱収縮性チューブ８としては、長さ収縮率が５％以下のものを使用する。
【００４２】
さらに、熱収縮性チューブ８は、シャフト本体７の軸部９、すなわちスプライン近傍までを被覆しているので、ブーツ１１内部に充填されるグリースと接触する。したがって、熱収縮性チューブ８にはグリースに対する耐性が要求されることから、熱収縮性チューブ８としては、グリースに１００℃で７０時間浸漬したときの膨潤量が３０％以下となるものを使用する。
【００４３】
また、シャフト本体７を回転させたときに、熱収縮性チューブ８がシャフト本体７に追従する必要があることから、熱収縮性チューブ８としては熱収縮後の弾性変形量が１０％以上となるものを使用する。
【００４４】
なお、以上の特性を満たす熱収縮性チューブ８の材質としては、分子構造中にα−水素を有する熱可塑性高分子材料を電子架橋したものが挙げられる。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアクリレート、ポリアクリルアミド、ポリビニルクロリド、ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルピロリドン、ポリイソプレン、ポリシロキサン、ポリビニルアルコール、ポリアクロレイン、ポリエステルエラストマー、ナイロン１２エラストマー、ポリオレフィン系エラストマーなどに電子線を照射して電子線架橋したものが好ましい。中でも、電子線架橋ナイロン１２エラストマー、電子線架橋ポリエチレン、電子線架橋ポリ塩化ビニル、電子線架橋ポリフッ化ビニリデンが好ましい。
【００４５】
図３は、本発明の第２実施形態に係る等速自在継手を模式的に示す要部拡大縦断面図である。この第２実施形態に係る等速自在継手１が、上述の第１実施形態に係る等速自在継手１と相違するところは、シャフト本体７のブーツ固定部１０に形成される滑り止め部１４の構成にある。すなわち、この第２実施形態では、図３に示すように、滑り止め部１４が、複数の溝１４ｂを格子状に交差させることにより形成されている。すなわち、滑り止め部１４は、ブーツ固定部１０の表面に、いわゆるアヤ目ローレット加工を施すことにより形成されている。
【００４６】
このようにすれば、滑り止め部１４により、シャフト本体７に対する熱収縮性チューブ８の周方向及び軸方向のズレを規制することが可能となる。したがって、熱収縮性チューブ８に亀裂が生じるという事態をより確実に防止することができる。
【００４７】
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。例えば、上記の実施形態では、等速自在継手１として、図１に固定式等速自在継手を例示して説明したが、摺動式等速自在継手に対しても同様に適用できるのは勿論である。
【実施例】
【００４８】
実施例１では、シャフトのシャフト本体に設けられた凹状のブーツ固定部の底部表面に、軸方向に延びる溝を周方向に等間隔で複数設けた平目ローレット加工を施すことにより、熱収縮性チューブのズレを規制する滑り止め部を形成した。また、実施例２では、シャフトのシャフト本体に設けられた凹状のブーツ固定部の底部表面に、複数の溝を格子状に交差させたアヤ目ローレット加工を施すことにより、熱収縮性チューブのズレを規制する滑り止め部を形成した。一方、比較例１では、シャフトのシャフト本体に設けられた凹状のブーツ固定部の底部表面には、特殊加工を施さずに平滑面とした。なお、実施例１、実施例２、および比較例１のそれぞれのシャフトは、軸方向寸法が５５ｃｍであるとともに、ブーツ固定部の最大外径部寸法が１９．７ｍｍで、かつ、ブーツ固定部を除く最小外径部寸法が１９ｍｍである。
【００４９】
そして、上記の実施例１、実施例２、および比較例１に係るシャフトのそれぞれの外周面に熱収縮性チューブを挿入し、この状態で熱処理を施して熱収縮性チューブでシャフトの外周面を被覆する。このとき、熱収縮性チューブとしては、住友電工ファインポリマー株式会社製のスミチューブ  Ａ  ２０×０．３を使用する。また、熱処理条件としては、１６０℃の温度で１５分間加熱し、熱収縮後の熱収縮性チューブが、内径１９ｍｍ以下で厚み０．３２ｍｍになるようにする。なお、熱収縮性チューブによりシャフトを被覆する範囲は、シャフト本体の軸部を除く、シャフト本体の残余部の外周面全体とする。
【００５０】
そして、このようにして外周面に熱収縮性チューブが被覆された実施例１、実施例２、および比較例１に係るシャフトをそれぞれ組み込んだ等速自在継手に対して、１５００Ｎ・ｍのトルクを印加した場合のブーツおよび熱収縮性チューブの状態変化を評価した。
【００５１】
その結果、比較例１に係るシャフトを使用した等速自在継手では、ブーツにズレが生じていることが確認された。これに対して、実施例１および実施例２に係るシャフトを使用した等速自在継手では、ブーツおよび熱収縮性チューブの双方にズレが生じていないことが確認された。このことからも、実施例１および実施例２に係るシャフトに形成した滑り止め部の有用性を認識することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の第１実施形態に係る等速自在継手を示す縦断面図である。
【図２】図１のＡ領域を拡大して示す要部拡大縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態に係る等速自在継手を示す要部拡大縦断面図である。
【符号の説明】
【００５３】
１      等速自在継手
２      シャフト
３      内輪
４      外輪
５      ボール
６      ケージ
７      シャフト本体
８      熱収縮性チューブ
１０    ブーツ固定部
１１    ブーツ
１４    滑り止め部
【図１】
2010091003.tif 000003
【図２】
2010091003.tif 000004
【図３】
2010091003.tif 000005