(57)【要約】【課題】  継手動作時や温度変化などによるブーツのポンプ作用が発生しても、ブーツの小径端部でのシール性を十分に確保する。【解決手段】  一端に開口部１１を有する外輪１０と、その外輪１０との間でローラ３０を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内輪２０とを備え、外輪１０の開口部１１を閉塞するブーツ４０の小径端部４４を内輪２０から延びるシャフト６０の外周面に装着した等速自在継手であって、ブーツ４０の小径端部４４から内輪２０へ向けて軸方向に沿って延びる筒状部４８をシャフト６０の外周面に被着させる。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に開口部を有する外側継手部材と、前記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を閉塞するブーツの端部を前記内側継手部材から延びる軸部材の外周面に装着した等速自在継手であって、前記ブーツの端部から前記内側継手部材へ向けて軸方向に沿って延びる筒状部を軸部材の外周面に被着させたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記筒状部の内側継手部材側端部の内周面を、前記軸部材の外周面の形状に合致させた請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記筒状部の内側継手部材側端部は、前記内側継手部材から延びる軸部材の根元部と対応する部位に配置されている請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記筒状部の内側継手部材側端部の外周面を、前記内側継手部材へ向けて漸次縮径させた請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記筒状部の内側継手部材側端部の外周面をテーパ面とした請求項４に記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記筒状部は、ブーツの端部に一体的に形成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項７】
前記筒状部は、ブーツの端部と別体で形成されている請求項１〜５のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項８】
前記筒状部のブーツ側端部を径方向外方へ屈曲させ、その屈曲端部をブーツの端部に当接させた請求項７に記載の等速自在継手。
【請求項９】
前記ブーツはゴム製である請求項１〜８のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項１０】
前記ブーツは樹脂製である請求項１〜８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の動力伝達系において使用され、例えば自動車のドライブシャフト等に組み込まれ、継手外部からの異物侵入や継手内部からの潤滑剤漏洩を防止するブーツを備えた等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達する手段として使用される等速自在継手には、固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手の二種がある。これら両者の等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。
【０００３】
自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達するドライブシャフトは、エンジンと車輪との相対的位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要があるため、エンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手を、駆動車輪側（アウトボード側）に固定式等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手をシャフトで連結した構造を具備する。
【０００４】
例えば、このドライブシャフトに組み込まれる摺動式等速自在継手の一つであるトリポード型等速自在継手は、図６および図７に示すように内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝１１２が形成され、各トラック溝１１２の両側でそれぞれ軸方向に延びるローラ案内面１１４を有する外輪１１０と、半径方向に突出した三本の脚軸１２４を有するトリポード部材１２０と、そのトリポード部材１２０の脚軸１２４と外輪１１０のローラ案内面１１４との間に回転自在に収容されたローラ１３０とを主要な構成要素とし、トリポード部材１２０およびローラ１３０が外輪１１０に軸方向摺動自在に収容された構造を具備する。
【０００５】
この種の等速自在継手では、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するため、蛇腹状のブーツ１４０を装着した構造が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
このブーツ１４０は、外輪１１０の開口部１１１の外周面にブーツバンド１５２により締め付け固定された大径端部１４２と、トリポード部材１２０から延びるシャフト１６０の外周面にブーツバンド１５４により締め付け固定された小径端部１４４と、大径端部１４２と小径端部１４４とを繋ぎ、山部と谷部とが交互に連続的に形成されて大径端部１４２から小径端部１４４へ向けて縮径した蛇腹部１４６とで構成されている。
【０００７】
この等速自在継手では、外輪１１０およびブーツ１４０の内部空間に潤滑剤（図示せず）を封入することにより、外輪１１０に対してシャフト１６０が作動角をとりながら回転する動作時において、継手内部の摺動部位、つまり、外輪１１０、トリポード部材１２０およびローラ１３０で構成される摺動部位での潤滑性を確保するようにしている。
【特許文献１】特開２００４−２６３７３０号公報
【特許文献２】実開平７−３８８０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、従来の等速自在継手では、前述したようにブーツ１４０の大径端部１４２を外輪１１０の開口部１１１の外周面にブーツバンド１５２の締め付けにより固定すると共に、ブーツ１４０の小径端部１４４をシャフト１６０の外周面にブーツバンド１５４の締め付けにより固定した構造を具備する。このように外輪１１０の開口部１１１を閉塞するブーツ１４０の構造により、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するようにしている。
【０００９】
しかしながら、等速自在継手は、シャフト１６０が外輪１１０に対して作動角をとった状態で回転するため、その等速自在継手の動作時や温度変化などによりブーツ１４０が伸縮を繰り返すポンプ作用を呈する。このブーツ１４０のポンプ作用により、図６の矢印で示すように外輪１１０に封入された潤滑剤が外輪１１０からブーツ１４０へ向けて流動する。この潤滑剤の流動により、その下流側に位置するブーツ１４０の小径端部１４４でのシール性を確保することが困難となり、継手内部から潤滑剤が漏洩する可能性がある。
【００１０】
この問題を解消するため、ブーツ１４０の小径端部１４４を固定するブーツバンド１５４の締め付け力を高める手段もあるが、その場合、ブーツバンド１５４を装着する作業性が悪くなり、締め付け力を高めることによりブーツバンド１５４の耐久性が低下するおそれがある。
【００１１】
また、特許文献２に開示されるように、ブーツ１４０の小径端部１４４の内周面に凹凸を設け、シャフト１６０の外周面に対するブーツ１４０の密着性を高める手段も考えられるが、シャフト１６０の外周面とブーツ１４０の小径端部１４４の内周面との間にすきまが形成され易く、継手内部からの潤滑剤の漏洩を完全に防止することが困難であるというのが現状であった。
【００１２】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、継手動作時や温度変化などによるブーツのポンプ作用が発生しても、ブーツの小径端部でのシール性を十分に確保し得る等速自在継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、一端に開口部を有する外側継手部材と、そ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、外側継手部材の開口部を閉塞するブーツの端部を内側継手部材から延びる軸部材の外周面に装着した等速自在継手であって、ブーツの端部から内側継手部材へ向けて軸方向に沿って延びる筒状部を軸部材の外周面に被着させたことを特徴とする。なお、ブーツはゴム製あるいは樹脂製のいずれであってもよい。
【００１４】
本発明では、ブーツの端部から内側継手部材へ向けて軸方向に沿って延びる筒状部を軸部材の外周面に被着させたことにより、継手動作時や温度変化などによるブーツのポンプ作用でもって外側継手部材に封入された潤滑剤が外側継手部材からブーツへ流動しても、その下流側に位置するブーツの端部でのシール性を十分に確保することができる。つまり、ブーツの端部と軸部材との接合部分が筒状部によりブーツ内側で露呈しないことから、ブーツの端部と軸部材との接合部分に潤滑剤が接触することはない。その結果、ブーツの端部でのシール性を十分に確保することができる。
【００１５】
本発明における筒状部の内側継手部材側端部の内周面を軸部材の外周面の形状に合致させることが望ましい。このように筒状部の内側継手部材側端部の内周面を軸部材の外周面の形状に合致させるようにすれば、ブーツのポンプ作用により潤滑剤が外側継手部材からブーツへ流動するに際し、その潤滑剤の流動に対して筒状部の内側継手部材側端部が抵抗となり難く、筒状部の内側継手部材側端部と軸部材との接合部分から潤滑剤が漏洩し難くなる。この場合、筒状部の内側継手部材側端部は、内側継手部材から延びる軸部材の根元部と対応する部位に配置することが望ましい。
【００１６】
本発明における筒状部の内側継手部材側端部の外周面は、内側継手部材へ向けて漸次縮径させた形状とすることが望ましい。このように筒状部の内側継手部材側端部の外周面を内側継手部材へ向けて漸次縮径させた形状とすれば、ブーツのポンプ作用により潤滑剤が外側継手部材からブーツへ流動するに際し、その潤滑剤の流動に対して筒状部の内側継手部材側端部が抵抗となり難く、筒状部の内側継手部材側端部と軸部材との接合部分から潤滑剤が漏洩し難くなる。この場合、筒状部の内側継手部材側端部の外周面の形態としてはテーパ面が好適である。
【００１７】
本発明における筒状部は、ブーツの端部に一体的に形成されていることが望ましい。このように筒状部をブーツの端部に一体的に形成すれば、部品点数の削減およびコスト低減が図れる。また、筒状部は、ブーツの端部と別体で形成されていることが望ましい。このように筒状部をブーツの端部と別体で形成すれば、筒状部の製作が容易である。筒状部をブーツの端部と別体で形成する場合、筒状部のブーツ側端部を径方向外方へ屈曲させ、その屈曲端部をブーツの端部に当接させた構造が望ましい。このように屈曲端部をブーツの端部に当接させれば、ブーツの端部と軸部材との接合部分を筒状部によりブーツ内側で露呈させない構造が容易に実現できる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明では、ブーツの端部から内側継手部材へ向けて軸方向に沿って延びる筒状部を軸部材の外周面に被着させたことにより、継手動作時や温度変化などによるブーツのポンプ作用でもって外側継手部材に封入された潤滑剤が外側継手部材からブーツへ流動しても、その下流側に位置するブーツの端部でのシール性を十分に確保することができる。このブーツの端部でのシール性を向上させることにより、信頼性の高い長寿命の等速自在継手を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明に係る等速自在継手の実施形態を以下に詳述する。以下の実施形態では、ドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれ、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し、しかも、軸方向の相対変位をも許容する構造を備えた摺動式等速自在継手の一つであるトリポード型等速自在継手を例示する。なお、本発明は、ダブルオフセット型等速自在継手などの他の摺動式等速自在継手や、バーフィールド型およびアンダーカットフリー型等速自在継手のような固定式等速自在継手にも適用可能である。
【００２０】
図１は継手軸線に対する縦断面図を示し、図２は継手軸線に対する横断面図を示す。この実施形態のトリポード型等速自在継手は、外側継手部材である外輪１０と、内側継手部材であるトリポード部材２０と、トルク伝達部材であるローラ３０とを主要部として構成し、トリポード部材２０およびローラ３０が外輪１０に軸方向摺動自在に収容された構造を具備する。
【００２１】
外輪１０は、一端に開口部１１を有するカップ状をなし、その底部中央に回転軸が一体的に形成されている。外輪１０の内周面には、軸方向に延びる三本のトラック溝１２が円周方向等間隔に形成される。各トラック溝１２は、その両側に互いに対向する一対のローラ案内面１４を有する。ローラ案内面１４は円弧状断面を有し、外輪１０の軸線方向に直線状に延びる。なお、外輪１０の外周面は、軽量化のため、隣接するトラック溝１２間と対応する部位が除肉されて凹所１８が軸方向に形成されている。
【００２２】
トリポード部材２０は、円筒状をなすボス部２２の外周面に三本の脚軸２４が円周方向等間隔（１２０°間隔）で放射状に一体形成されたものである。ボス２２の軸孔に回転軸６０の軸端がスプライン嵌合により連結される。各脚軸２４の先端は、トラック溝１２の底面付近まで半径方向に延在し、その外周面は円筒面とされている。
【００２３】
外輪１０のトラック溝１２のローラ案内面１４と脚軸２４の外周面との間に針状ころ３２を介してローラ３０が配設される。ローラ３０の外周面は縦断面円弧状とされ、ローラ案内面１４と線接触するように構成される。一方、ローラ３０の内周面は、円筒状に形成されている。ローラ３０の内周面と脚軸２４の外周面との間に、複数の針状ころ３２が単列総ころ状態で配設される。針状ころ３２は、脚軸２４の付根部と先端部に配されたワッシャ３４，３６で挟持された状態で止め輪３８により抜け止めされている。
【００２４】
この種の等速自在継手は、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するため、例えばゴム製あるいは樹脂製の蛇腹状ブーツ４０が装着されている。
【００２５】
ブーツ４０は、外輪１０の開口部１１の外周面にブーツバンド５２により締め付け固定された大径端部４２と、トリポード部材２０から延びるシャフト６０の外周面にブーツバンド５４により締め付け固定された小径端部４４と、大径端部４２と小径端部４４とを繋ぎ、山部と谷部とが交互に連続的に形成されて大径端部４２から小径端部４４へ向けて縮径した蛇腹部４６とで構成されている。なお、大径端部４２は、その内周面が前述の外輪１０の外形形状に合致させた形状を有する。
【００２６】
この等速自在継手では、外輪１０およびブーツ４０の内部空間に潤滑剤（図示せず）を封入することにより、外輪１０に対してシャフト６０が作動角をとりながら回転する動作時において、継手内部の摺動部位、つまり、外輪１０、トリポード部材２０およびローラ３０で構成される摺動部位での潤滑性を確保するようにしている。
【００２７】
ところで、等速自在継手は、シャフト６０が外輪１０に対して作動角をとった状態で回転するため、その等速自在継手の動作時や温度変化などによりブーツ４０が伸縮を繰り返すポンプ作用を呈する。このブーツ４０のポンプ作用により、図１の矢印で示すように外輪１０に封入された潤滑剤が外輪１０からブーツ４０へ向けて流動する。この潤滑剤の流動により、その下流側に位置するブーツ４０の小径端部４４でのシール性を確保することが困難となり、継手内部から潤滑剤が漏洩する可能性がある。
【００２８】
そこで、この実施形態の等速自在継手では、ブーツ４０の小径端部４４から内輪２０へ向けて軸方向に沿って延びる筒状部４８をシャフト６０の外周面に被着させる。つまり、ブーツ４０の小径端部４４を内輪２０へ向けて軸方向に沿って一体的に延設し、その延設された筒状部４８をシャフト６０の外周面に被着させている。この筒状部４８は、ブーツ４０の小径端部４４に一体的に形成することにより、部品点数の削減およびコスト低減を図っている。
【００２９】
この筒状部４８の内輪側端部４８ａは、内輪２０から延びるシャフト６０の根元部６２と対応する部位に配置され、その内輪側端部４８ａの内周面をシャフト６０の根元部６２の外周面の形状に合致させている。つまり、シャフト６０の根元部６２が内輪側に向けて拡径する形状であるのに対して、筒状部４８の内輪側端部４８ａの内周面を内輪側に向けて漸次拡径させたテーパ形状としている。その結果、筒状部４８の内輪側端部４８ａと隣接するシャフト６０の外周面とは面一となっている。
【００３０】
この実施形態では、ブーツ４０の小径端部４４を内輪２０へ向けて軸方向に沿って一体的に延設し、その延設された筒状部４８をシャフト６０の外周面に被着させたことにより、継手動作時や温度変化などによるブーツ４０のポンプ作用でもって外輪１０に封入された潤滑剤が外輪１０からブーツ４０へ流動しても、その下流側に位置するブーツ４０の小径端部４４でのシール性を十分に確保することができる。つまり、ブーツ４０の小径端部４４とシャフト６０との接合部分が筒状部４８によりブーツ内側で露呈しないことから、ブーツ４０の小径端部４４とシャフト６０との接合部分に潤滑剤が接触することはない。その結果、ブーツ４０の小径端部４４でのシール性を十分に確保することができる。
【００３１】
また、筒状部４８の内輪側端部４８ａの内周面をシャフト６０の外周面の形状に合致させたテーパ形状としたことにより、筒状部４８の内輪側端部４８ａと隣接するシャフト６０の外周面とは面一となることで、ブーツ４０のポンプ作用により潤滑剤が外輪１０からブーツ４０へ流動するに際し、その潤滑剤の流動に対して筒状部４８の内輪側端部４８ａが抵抗となり難く、筒状部４８の内輪側端部４８ａとシャフト６０との接合部分から潤滑剤が漏洩し難くなる。
【００３２】
なお、前述したように筒状部４８を設けることにより、ブーツ４０の小径端部４４でのシール性を確保することができることから、ブーツ４０の小径端部自体で所定の締め付け力を有する場合、図３に示すように前述の実施形態でブーツ４０の小径端部４４’を締め付け固定していたブーツバンド５４（図１参照）を省略することが可能である。このブーツバンド５４の省略により、ブーツバンド５４の締め付け作業がブーツ４０の大径端部側のみとなって作業性の簡略化が図れると共に部品点数の削減も図れる。
【００３３】
以上の実施形態では、筒状部４８をブーツ４０の小径端部４４から一体的に延設した場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、図４に示す実施形態の構造も可能である。なお、図１と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
【００３４】
図４に示す実施形態の等速自在継手では、筒状部４１をブーツ４０の小径端部４４とは別体で構成し、シャフト６０の外周面に被着させている。このように筒状部４１を別体で構成することにより、筒状部４１をブーツ４０とは別に製作することができるのでその製作が容易となる。
【００３５】
この筒状部４１のブーツ側端部４１ｂを径方向外方へ屈曲させ、その屈曲端部４１ｂをブーツ４０の小径端部４４に当接させている。このように屈曲端部４１ｂをブーツ４０の小径端部４４に当接させることにより、ブーツ４０の小径端部４４とシャフト６０との接合部分を筒状部４１によりブーツ内側で露呈させない構造が容易に実現できる。
【００３６】
一方、筒状部４１の内輪側端部４１ａは、シャフト６０のブーツ取付位置と内輪２０との略中間部位に配置され、その外周面は、内輪２０へ向けて漸次縮径させたテーパ形状としている。このように筒状部４１の内輪側端部４１ａの外周面を内輪２０へ向けて漸次縮径させたテーパ形状としたことにより、ブーツ４０のポンプ作用により潤滑剤が外輪１０からブーツ４０へ流動するに際し、その潤滑剤の流動に対して筒状部４１の内輪側端部４１ａが抵抗となり難く、筒状部４１の内輪側端部４１ａとシャフト６０との接合部分から潤滑剤が漏洩し難くなる。
【００３７】
なお、前述したように筒状部４１を設けることにより、ブーツ４０の小径端部４４でのシール性を確保することができることから、ブーツ４０の小径端部自体で所定の締め付け力を有する場合、図５に示すように前述の実施形態でブーツ４０の小径端部４４’を締め付け固定していたブーツバンド５４（図４参照）を省略することが可能である。このブーツバンド５４の省略により、ブーツバンド５４の締め付け作業がブーツ４０の大径端部側のみとなって作業性の簡略化が図れると共に部品点数の削減も図れる。
【００３８】
本発明は前述した実施形態に何ら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し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明に係る等速自在継手の実施形態で、ブーツの筒状部を一体的に形成したトリポード型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】図１のトリポード型等速自在継手の全体構成を示す横断面図である。
【図３】図１のトリポード型等速自在継手で、ブーツの小径端部のブーツバンドを省略した形態を示す縦断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態で、ブーツの筒状部を別体で形成したトリポード型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図５】図４のトリポード型等速自在継手で、ブーツの小径端部のブーツバンドを省略した形態を示す縦断面図である。
【図６】等速自在継手の従来例で、トリポード型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図７】図６のトリポード型等速自在継手の全体構成を示す横断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  外側継手部材（外輪）
１１  開口部
２０  内側継手部材（トリポード部材）
３０  トルク伝達部材（ローラ）
４０  ブーツ
４１  筒状部
４１ａ  内側継手部材側端部（内輪側端部）
４１ｂ  ブーツ側端部（屈曲端部）
４４  端部（小径端部）
４８  筒状部
４８ａ  内側継手部材側端部（内輪側端部）
６０  軸部材（シャフト）
６２  根元部
【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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【図６】
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【図７】
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