(57)【要約】【課題】  部品点数の削減によりコスト低減を図ると共にブーツのシール性を確保する。【解決手段】  外側継手部材と、その外側継手部材との間でボールを介して角度変位を許容しながら回転トルクを伝達する内側継手部材と、外側継手部材の開口部と内側継手部材から延びるシャフト１８の間にブーツ２４を装着したシール構造を備え、シャフト１８の大径部３０にブーツ２４の小径端部２８をブーツバンド２７により締め付け固定した等速自在継手であって、ブーツ２４の小径端部２８に、ブーツバンド２７が嵌合する環状のバンド溝３４を形成すると共に、シャフト１８の大径部３０のブーツ側に、大径部３０から離間する方向へ向けて漸次縮径するテーパ部３３を連設し、バンド溝３４のブーツ側端面３５の軸方向位置と、大径部３０とテーパ部３３との境界部３６の軸方向位置とを軸方向で一致させる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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回転トルクを伝達する内側継手部材と、前記外側継手部材の開口部と前記内側継手部材から延びる軸部材の間にブーツを装着したシール構造を備え、前記軸部材の大径部に前記ブーツの端部をブーツバンドにより締め付け固定した等速自在継手であって、
前記ブーツの端部に、前記ブーツバンドが嵌合する環状のバンド溝を形成すると共に、前記軸部材の大径部のブーツ側に、大径部から離間する方向へ向けて漸次縮径するテーパ部を連設し、前記バンド溝のブーツ側端面の軸方向位置に、大径部と前記テーパ部との境界部の軸方向位置を軸方向で近接させたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記バンド溝のブーツ側端面の軸方向位置と、大径部とテーパ部との境界部の軸方向位置とを軸方向で一致させた請求項１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などの動力伝達系、例えば、自動車のドライブシャフトやプロペラシャフトにおいて使用され、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。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】
エンジンから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。そのため、ドライブシャフトは、一般的に、エンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手を、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】
この種の等速自在継手は、カップ状の外側継手部材、内側継手部材、トルク伝達部材で主要部が構成され、外側継手部材の内部空間にグリース等の潤滑剤を封入した構造を具備する。この潤滑剤の封入により、継手作動時において、継手内部の摺動部位での潤滑性を確保するようにしている。
【０００５】
このように、潤滑剤が封入された等速自在継手は、継手内部からの潤滑剤の漏洩を防止すると共に継手外部からの異物侵入を防止するため、外側継手部材と内側継手部材から延びるシャフトとの間に、ゴム製あるいは樹脂製の蛇腹状ブーツを装着したシール構造を具備する（例えば、特許文献１参照）。
【０００６】
ブーツの一方の端部は、等速自在継手の外側継手部材の開口部外周面にブーツバンドにより締め付け固定されている。また、ブーツの他方の端部は、等速自在継手の内側継手部材から延びるシャフトの外周面にブーツバンドにより締め付け固定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１８５９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ところで、特許文献１で開示された等速自在継手のシール構造では、シャフトとブーツの端部との間から潤滑剤が漏洩することを防止するため、Ｏリングからなるシール部材をブーツ端部の内周面に装着し、このシール部材をシャフトの外周面に密着させることで、シャフトとブーツの端部とのシール性を確保するようにしている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１で開示された等速自在継手のように、Ｏリングからなるシール部材をブーツ端部の内周面に装着したシール構造を採用した場合、Ｏリングからなるシール部材が別部品として必要となる。これは、部品点数の増加となり、等速自在継手のコストアップを招くことになる。
【００１０】
一方、部品点数の削減によりコスト低減を図るため、Ｏリングからなるシール部材を省略したシール構造が考えられる。図６は外側継手部材１１２とシャフト１１８との間にブーツ１２４を装着した等速自在継手、図７は図６の等速自在継手のシール構造を示す。
【００１１】
シール構造は、同図に示すように、シャフト１１８の大径部１３０に凹溝１３１を形成すると共にその凹溝１３１の軸方向両側に突起１３２を形成し、ブーツ１２４の端部１２８をシャフト１１８の大径部１３０にブーツバンド１２７により締め付け固定した構造を具備する。大径部１３０の軸方向両側にはテーパ部１３３が設けられている。ブーツバンド１２７は、ブーツ１２４の端部１２８のバンド溝１３４に嵌合されている。
【００１２】
このシール構造では、ブーツバンド１２７による締め付けでブーツ１２４の端部１２８の内周を凹溝１３１に嵌合させると共に、そのブーツ１２４の端部１２８の内周に突起１３２を食い込ませることにより、シャフト１１８とブーツ１２４の端部１２８とのシール性を確保するようにしている。
【００１３】
ここで、等速自在継手は、図８に示すように、外側継手部材１１２とシャフト１１８とが作動角をとりながら回転するように作動する。このような等速自在継手の作動時、シール構造において、シャフト１１８に対するブーツ１２４の端部１２８の状態を図９（Ａ）（Ｂ）および図１０（Ａ）（Ｂ）に示す。図９（Ａ）（Ｂ）は図８のシール構造の上側部分、図１０（Ａ）（Ｂ）は図８のシール構造の下側部分を示す。
【００１４】
シール構造の上側部分では、図９（Ａ）（Ｂ）に示すように、ブーツ１２４の伸長によりブーツ１２４の端部１２８が斜め上方へ引っ張られることになる。これにより、ブーツ１２４の端部１２８がシャフト１１８の大径部１３０から引き上げられ、ブーツ１２４の端部１２８とシャフト１１８の大径部１３０との間に隙間ｍが発生する。
【００１５】
このように、ブーツ１２４のバンド溝１３４の端面１３５の軸方向位置から、大径部１３０とテーパ部１３３との境界部１３６の軸方向位置が軸方向で離隔していると、ブーツ１２４の端部１２８とシャフト１１８の大径部１３０との間に発生する隙間ｍに潤滑剤が入り込む。この隙間ｍに入り込んだ潤滑剤は、バンド溝１３４の端面１３５の軸方向位置近傍まで侵入することになる。
【００１６】
一方、シール構造の下側部分では、図１０（Ａ）（Ｂ）に示すように、ブーツ１２４の圧縮によりブーツ１２４の端部１２８がシャフト１１８の大径部１３０に押し付けられる。これにより、等速自在継手の作動時に回転するシール構造が上側部分から下側部分へ半周回転すると、上側部分で発生した隙間ｍが下側部分でなくなることになる。
【００１７】
その結果、隙間ｍに入り込んでいた潤滑剤に圧力が加わることになる。そのため、その隙間ｍから潤滑剤が周囲に押し出されてシャフト１１８とブーツ１２４の端部１２８との間から外部に漏洩するおそれがある。
【００１８】
そこで、本発明は前述の課題に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、部品点数の削減によりコスト低減を図ると共にブーツのシール性を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】
【００１９】
本発明に係る等速自在継手は、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回転トルクを伝達する内側継手部材と、外側継手部材の開口部と内側継手部材から延びる軸部材の間にブーツを装着したシール構造を備え、その軸部材の大径部にブーツの端部をブーツバンドにより締め付け固定した構造を具備する。
【００２０】
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、ブーツの端部に、ブーツバンドが嵌合する環状のバンド溝を形成すると共に、軸部材の大径部のブーツ側に、大径部から離間する方向へ向けて漸次縮径するテーパ部を連設し、バンド溝のブーツ側端面の軸方向位置に、テーパ部と大径部との境界部の軸方向位置を軸方向で近接させたことを特徴とする。
【００２１】
本発明では、バンド溝のブーツ側端面の軸方向位置に、テーパ部と大径部との境界部の軸方向位置を軸方向で近接させたことにより、外側継手部材と軸部材とが作動角をとりながら回転する作動時、ブーツの端部と軸部材の大径部との間に隙間が発生することを抑制できる。
【００２２】
その結果、ブーツの端部と軸部材の大径部との間に入り込んだ潤滑剤が、バンド溝のブーツ側端面の軸方向位置の近傍まで侵入することを阻止することができ、継手内部の潤滑剤が軸部材とブーツの端部との間から漏洩することを防止できる。
【００２３】
本発明において、バンド溝のブーツ側端面の軸方向位置と、テーパ部と大径部との境界部の軸方向位置とを軸方向で一致させた構造が望ましい。
【００２４】
このような構造を採用すれば、継手作動時、ブーツの端部と軸部材の大径部との間に隙間が発生することを確実に抑制できる。その結果、ブーツの端部と軸部材の大径部との間に潤滑剤が入り込むことを確実に阻止することができ、継手内部の潤滑剤が軸部材とブーツの端部との間から漏洩することをより一層確実に防止できる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、外側継手部材と軸部材とが作動角をとりながら回転する作動時、ブーツの端部と軸部材の大径部との間に隙間が発生することを抑制できる。そのため、バンド溝のブーツ側端面の軸方向位置の近傍まで潤滑剤が入り込むことを阻止することができるので、継手内部の潤滑剤が軸部材とブーツの端部との間から漏洩することを防止できる。
【００２６】
その結果、部品点数の削減によりコスト低減を図ると共にブーツのシール性を確保することができる長寿命で信頼性の高い等速自在継手を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態で、等速自在継手の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１のブーツのシール構造を示す要部拡大断面図である。
【図３】図１の等速自在継手が作動角をとった状態を示す断面図である。
【図４】（Ａ）は図３の状態において、ブーツのシール構造の上側部分を示す部分拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大断面図である。
【図５】（Ａ）は図３の状態において、ブーツのシール構造の下側部分を示す部分拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大断面図である。
【図６】本発明の前提となる等速自在継手の全体構成を示す断面図である。
【図７】図６のブーツのシール構造を示す要部拡大断面図である。
【図８】図６の等速自在継手が作動角をとった状態を示す断面図である。
【図９】（Ａ）は図８の状態において、ブーツのシール構造の上側部分を示す部分拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大断面図である。
【図１０】（Ａ）は図８の状態において、ブーツのシール構造の下側部分を示す部分拡大断面図、（Ｂ）は（Ａ）の要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明に係る等速自在継手の実施形態を、図面に基づいて以下に詳述する。
【００２９】
以下の実施形態では、自動車用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ダブルオフセット型等速自在継手を例示する。なお、本発明は、トリポード型等速自在継手などの他の摺動式等速自在継手にも適用可能である。また、ツェッパ型やアンダーカットフリー型等速自在継手などの固定式等速自在継手にも適用可能である。
【００３０】
図１は、作動角０°の状態にある等速自在継手を示す。同図に示す等速自在継手は、開口部１１を有するカップ状の外側継手部材１２、内側継手部材１３、トルク伝達部材である複数個のボール１４、およびケージ１５で主要部が構成されている。内側継手部材１３、ボール１４およびケージ１５からなる内部部品１６が外側継手部材１２の内部に軸方向摺動自在に収容されている。
【００３１】
内側継手部材１３の軸孔１７には、軸部材であるシャフト１８の一端がスプライン嵌合によりトルク伝達可能に連結されている。この内側継手部材１３から延びるシャフト１８は、止め輪１９により内側継手部材１３に対して抜け止めされている。
【００３２】
外側継手部材１２は、軸方向に延びる直線状トラック溝２０が内周面２１の円周方向複数箇所に等間隔で形成されている。内側継手部材１３は、外側継手部材１２のトラック溝２０と対をなして軸方向に延びる直線状トラック溝２２が外周面２３の円周方向複数箇所に等間隔で形成されている。
【００３３】
ボール１４は、外側継手部材１２のトラック溝２０と内側継手部材１３のトラック溝２２との間に介在して回転トルクを伝達する。ボール１４は、６個、８個あるいはそれ以外であってもよく、その個数は任意である。ケージ１５は、外側継手部材１２の内周面２１と内側継手部材１３の外周面２３との間に配され、複数個のボール１４を円周方向等間隔に保持する。
【００３４】
以上の構成からなる等速自在継手では、内側継手部材１３、ボール１４およびケージ１５からなる内部部品１６が外側継手部材１２の内部で軸方向に摺動可能である。また、外側継手部材１２の内部にグリース等の潤滑剤（図示せず）を封入することにより、外側継手部材１２に対してシャフト１８が作動角をとりながら回転する作動時、外側継手部材１２に対する内部部品１６の摺動部位での潤滑性を確保する。
【００３５】
この等速自在継手は、継手内部に封入された潤滑剤の漏洩を防止すると共に継手外部からの異物侵入を防止するため、外側継手部材１２の開口部１１とシャフト１８との間に、樹脂製あるいはゴム製の蛇腹状ブーツ２４を装着したシール構造を具備する。
【００３６】
ブーツ２４は、外側継手部材１２の開口部１１の外周面にブーツバンド２５により締め付け固定された大径端部２６と、内側継手部材１３から延びるシャフト１８の外周面にブーツバンド２７により締め付け固定された小径端部２８と、大径端部２６と小径端部２８とを繋ぎ、大径端部２６から小径端部２８へ向けて縮径した伸縮自在な蛇腹部２９とで構成されている。
【００３７】
ブーツ２４が樹脂製である場合、その表面硬さがＨＤ３８〜ＨＤ５０であるのが好ましい。素材としては、例えば、エステル系、オレフィン系、ウレタン系、アミド系、スチレン系などの熱可塑性エラストマー、および熱可塑性エラストマーを含む組成物などがある。表面硬さがＨＤ３８より小さいと、耐熱性の低下、ブーツ２４のコストアップおよび強度低下を招来する。逆に、表面硬さがＨＤ５０より大きいと、疲労性、柔軟性および組付性の低下を招来する。
【００３８】
一方、ブーツ２４がゴム製である場合、その表面硬さがＨｓ５０〜Ｈｓ７０であるのが好ましく、素材としては、例えば、クロロプレンゴムやシリコンゴムなどがある。表面硬さがＨｓ５０より小さいと、ブーツ２４の強度低下を招来する。逆に、表面硬さがＨｓ７０より大きいと、疲労性の低下を招来する。
【００３９】
以下、ブーツ２４の小径端部２８をシャフト１８の外周面にブーツバンド２７により締め付け固定したシール構造を詳述する。
【００４０】
図２に示すように、ブーツ２４の小径端部２８が固定されるシャフト１８の取付部位には大径部３０が設けられている。この大径部３０の外周面には環状の凹溝３１が形成されている。この凹溝３１の軸方向両側には環状の突起３２が形成されている。大径部３０のブーツ側には、大径部３０から離間する方向へ向けて漸次縮径するテーパ部３３が連設されている。ブーツ２４の小径端部２８の外周面にはバンド溝３４が形成されている。
【００４１】
このシール構造は、バンド溝３４のブーツ側端面３５の軸方向位置に、大径部３０とテーパ部３３との境界部３６の軸方向位置を軸方向で近接させた構造を具備する。特に、この実施形態のように、バンド溝３４のブーツ側端面３５の軸方向位置と、大径部３０とテーパ部３３との境界部３６の軸方向位置とを軸方向で一致させることが好ましい。これによりブーツバンド２７の緊迫力が大径部３０とテーパ部３３との境界部３６まで十分に作用することになる。なお、大径部３０とテーパ部３３との境界部３６の軸方向位置としては、凹溝３１の軸方向中央から５〜６ｍｍ程度の位置が好ましい。
【００４２】
以上の構成からなるシール構造では、ブーツバンド２７による締め付けでブーツ２４の小径端部２８の内周を凹溝３１に嵌合させると共に、その小径端部２８の内周に突起３２を食い込ませる。これにより、ブーツ２４の小径端部２８をシャフト１８の大径部３０に締め付け固定し、シャフト１８とブーツ２４の小径端部２８とのシール性を確保する。
【００４３】
ここで、等速自在継手は、図３に示すように、外側継手部材１２とシャフト１８とが作動角をとりながら回転するように作動する。このような等速自在継手の作動時、シール構造において、シャフト１８に対するブーツ２４の小径端部２８の状態を図４（Ａ）（Ｂ）および図５（Ａ）（Ｂ）に示す。図４（Ａ）（Ｂ）は図３のシール構造の上側部分、図５（Ａ）（Ｂ）は図３のシール構造の下側部分を示す。
【００４４】
シール構造の上側部分では、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、ブーツ２４の伸長によりブーツ２４の小径端部２８が斜め上方へ引っ張られることになる。この実施形態のシール構造では、バンド溝３４のブーツ側端面３５の軸方向位置と、大径部３０とテーパ部３３との境界部３６の軸方向位置とを軸方向で一致させたことにより、ブーツ２４の小径端部２８が斜め上方へ引っ張られても、ブーツ２４の小径端部２８とシャフト１８の大径部３０との間に隙間が発生することを抑制できる。
【００４５】
その結果、ブーツ２４の小径端部２８とシャフト１８の大径部３０との間に潤滑剤が入り込むことを阻止することができる。なお、シャフト１８の大径部３０とテーパ部３３との境界部３６から潤滑剤が入り込み難くする点を考慮した場合、テーパ部３３の角度は、２０〜４０°が好ましい。
【００４６】
一方、シール構造の下側部分では、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、ブーツ２４の圧縮によりブーツ２４の小径端部２８がシャフト１８の大径部３０に押し付けられる。等速自在継手の作動時に回転するシール構造が上側部分から下側部分へ半周回転しても、図４（Ａ）（Ｂ）の状態で隙間が発生していないので、半周回転で図５（Ａ）（Ｂ）の状態に至っても、ブーツ２４の小径端部２８がシャフト１８の大径部３０から圧力を受けるだけである。そのため、継手内部の潤滑剤がシャフト１８とブーツ２４の小径端部２８との間から外部へ漏洩することを確実に防止できる。
【００４７】
この実施形態では、従来の等速自在継手で使用されていたＯリングからなるシール部材も不要となるため、部品点数の削減により等速自在継手のコスト低減が図れる。また、継手内部の潤滑剤がシャフト１８とブーツ２４の小径端部２８との間から漏洩することを確実に防止できるので、ブーツ２４のシール性を大幅に向上させることができる。
【００４８】
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。
【符号の説明】
【００４９】
１２  外側継手部材
１３  内側継手部材
１４  トルク伝達部材（ボール）
１８  軸部材（シャフト）
２４  ブーツ
２７  ブーツバンド
２８  端部（小径端部）
３０  大径部
３３  テーパ部
３５  ブーツ側端面
３６  境界部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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