(57)【要約】【課題】  ブーツのシール性を確保して潤滑剤の漏洩を確実に防止する。【解決手段】  外側継手部材１１と、外側継手部材１１との間でボール１３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１２と、内側継手部材１２から延びるシャフト１５とを備え、ブーツ２２の小径端部２６をシャフト１５の凹部２８に、ブーツバンド２５の係合爪３３と係合孔３４とを嵌合して突部を加締めることにより締め付け固定した等速自在継手のシール構造であって、シャフト１５の凹部２８内に凸部２９を形成し、凹部２８に嵌入して凸部２９と接触する膨出部３０をブーツ２２の小径端部２６の内周に形成し、ブーツバンド２５による締め付けで凸部２９と膨出部３０とが接触する部位からずれた位置に、ブーツバンド２５の係合爪３３および係合孔３４を配する。【選択図】    図１
2018084306.tif 000002
【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トルクを伝達する内側継手部材と、前記内側継手部材から延びる軸部材とを備え、ブーツの端部を前記外側継手部材および前記軸部材の取付部位に、ブーツバンドの係合爪と係合孔とを嵌合して突部を加締めることにより締め付け固定した等速自在継手のシール構造であって、
前記外側継手部材および前記軸部材の少なくとも一方の取付部位に凹部を形成すると共に前記凹部内に凸部を形成し、凹部に嵌入して前記凸部と接触する膨出部を前記ブーツの端部内周に形成し、前記ブーツバンドによる締め付けで前記凸部と前記膨出部とが接触する部位からずれた位置に、ブーツバンドの前記係合爪および係合孔を配したことを特徴とする等速自在継手のシール構造。
【請求項２】
前記ブーツバンドの複数箇所に設けられた係合爪および係合孔を、前記ブーツバンドの長手方向中心線に対して千鳥状に配置した請求項１に記載の等速自在継手のシール構造。
【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、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のシール構造に関する。
【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】
これら等速自在継手では、継手内部に封入された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、等速自在継手の外側継手部材とシャフトとの間にゴム製あるいは樹脂製のブーツを装着している（例えば、特許文献１の図１３参照）。
【０００５】
ブーツは、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た大径端部と、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た小径端部と、大径端部と小径端部とを繋ぎ、その大径端部から小径端部へ向けて縮径した伸縮自在な蛇腹部とで構成されている。
【０００６】
等速自在継手では、ブーツバンドによる締め付けでブーツの端部を外側継手部材およびシャフトに固定することによりシール性が確保されている。例えば、ブーツの小径端部とシャフトとのシール構造として、図５に示すような構造が提案されている（例えば、特許文献１の図２参照）。
【０００７】
特許文献１のシール構造は、シャフト１１５の外周面に環状の凹部１２８を形成すると共にその凹部１２８内に環状の凸部１２９を形成した構造を具備する。また、ブーツ１２２の小径端部１２６の内周面に環状の膨出部１３０を形成している。
【０００８】
このシール構造では、ブーツ１２２の膨出部１３０をシャフト１１５の凹部１２８に嵌入し、ブーツバンド１２５による締め付けで膨出部１３０を凹部１２８内の凸部１２９に接触させることにより、シール性を確保するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１５−６８３７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、特許文献１で開示されたシール構造では、ブーツ１２２の小径端部１２６をシャフト１１５の凹部１２８に固定するためのブーツバンド１２５として、図６（Ａ）（Ｂ）に示すような構造のものがある。
【００１１】
このブーツバンド１２５は、帯板状の金属製部材からなり、帯板部１３６の一方の端部に複数の係合爪１３３を設けると共に、帯板部１３６の他方の端部に複数の係合孔１３４を設けた構造を具備する。これら係合爪１３３および係合孔１３４は、ブーツバンド１２５の長手方向中心線Ｎに沿って一直線上に配置されている〔図６（Ａ）参照〕。
【００１２】
また、これら複数の係合爪１３３および係合孔１３４は、帯板状の金属製部材を打ち抜き加工により形成されている。この打ち抜き加工により係合爪１３３が形成された部位にも打抜孔１３５が形成されている〔図６（Ｂ）参照〕。
【００１３】
この帯板状のブーツバンド１２５をブーツ１２２の小径端部１２６にリング状に巻回してブーツバンド１２５の一方の端部を他方の端部に重ね合わせた状態から、係合爪１３３を係合孔１３４に嵌め込んで係止させ、突部１３７を加締めることによりブーツ１２２を締め付けてシャフト１１５に固定するようにしている。
【００１４】
図５は、ブーツバンド１２５の一方の端部を他方の端部に重ね合わせた部位（係合爪１３３と係合孔１３４との嵌合部位）でのシール構造の断面を示す。
【００１５】
このシール構造の場合、係合爪１３３および係合孔１３４がブーツバンド１２５の板幅中央部位に配置されていることから、係合爪１３３（打抜孔１３５）および係合孔１３４が形成された部位が、ブーツ１２２の膨出部１３０がシャフト１１５の凹部１２８内の凸部１２９に接触する位置と軸方向で一致することになる。
【００１６】
このような位置関係にあると、打抜孔１３５および係合孔１３４が打ち抜き加工により形成された部位で帯板部１３６が存在しないため、この部位でブーツ１２２の小径端部１２６を締め付けることが困難となる。
【００１７】
そのため、打抜孔１３５および係合孔１３４が形成された部位での締め付け力が低下して凸部１２９と膨出部１３０との接触状態が不十分となる。その結果、打抜孔１３５および係合孔１３４が形成された部位でシール性が低下し、継手内部に封入された潤滑剤が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、ブーツのシール性を確保して潤滑剤の漏洩を確実に防止し得る等速自在継手のシール構造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のシール構造は、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トルクを伝達する内側継手部材と、その内側継手部材から延びる軸部材とを備え、ブーツの端部を外側継手部材および軸部材の取付部位に、ブーツバンドの係合爪と係合孔とを嵌合して突部を加締めること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、外側継手部材および軸部材の少なくとも一方の取付部位に凹部を形成すると共にその凹部内に凸部を形成し、凹部に嵌入して凸部と接触する膨出部をブーツの端部内周に形成し、ブーツバンドによる締め付けで凸部と膨出部とが接触する部位からずれた位置に、ブーツバンドの係合爪および係合孔を配したことを特徴とする。
【００２１】
本発明では、ブーツバンドによる締め付けで凸部と膨出部とが接触する部位からずれた位置に、ブーツバンドの係合爪および係合孔を配している。つまり、係合爪および係合孔形成された部位が、ブーツバンドによる締め付けで凸部と膨出部とが接触する部位と対応する位置に軸方向で一致することはない。
【００２２】
これにより、係合爪および係合孔が形成された部位以外の部位でブーツバンドによりブーツを確実に締め付けることが容易となる。そのため、係合爪および係合孔が形成された部位以外の部位で十分な締め付け力が得られて凸部と膨出部とが確実に接触する。その結果、ブーツのシール性が低下することを抑制でき、継手内部に封入された潤滑剤が漏洩することを確実に防止できる。
【００２３】
本発明において、ブーツバンドの複数箇所に設けられた係合爪および係合孔を、ブーツバンドの長手方向中心線に対して千鳥状に配置した構造が望ましい。
【００２４】
このように、複数の係合爪および係合孔をブーツバンドの長手方向中心線に対して千鳥状に配置した構造を採用すれば、ブーツバンドによる締め付けで凸部と膨出部とが接触する部位からずれた位置に、ブーツバンドの係合爪および係合孔を配する構成を容易に実現することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、ブーツバンドによる締め付けで凸部と膨出部とが接触する部位からずれた位置に、ブーツバンドの係合爪および係合孔を配することにより、係合爪および係合孔が形成された部位以外の部位でブーツバンドによりブーツを確実に締め付けることが容易となる。
【００２６】
そのため、係合爪および係合孔が形成された部位以外の部位で十分な締め付け力が得られて凸部と膨出部とが確実に接触する。その結果、ブーツのシール性が低下することを抑制でき、継手内部に封入された潤滑剤が漏洩することを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施形態で、ブーツの小径端部をシャフトに組み付けた状態を示す要部拡大断面図である。
【図２】（Ａ）は図１のブーツバンドを示す展開図、（Ｂ）は（Ａ）の正面図である。
【図３】図２のブーツバンドをリング状に巻回した状態を示す正面図である。
【図４】図１のブーツが組み付けられた固定式等速自在継手の全体構成を示す断面図である。
【図５】等速自在継手のシール構造の従来例を示す要部拡大断面図である。
【図６】（Ａ）は図５のブーツバンドを示す展開図、（Ｂ）は（Ａ）の正面図である。
【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シール構造の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。
【００２９】
自動車の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。以下の実施形態では、このドライブシャフトの固定式等速自在継手の一つであるツェッパ型等速自在継手を例示する。
【００３０】
なお、本発明は、ツェッパ型等速自在継手以外に、アンダーカットフリー型等速自在継手などの他の固定式等速自在継手にも適用可能である。さらに、本発明は、ドライブシャフトの摺動式等速自在継手であるトリポード型およびダブルオフセット型等速自在継手にも適用可能である。また、プロペラシャフトの等速自在継手にも適用可能である。
【００３１】
この実施形態の等速自在継手は、図４に示すように、カップ状の外側継手部材１１と、内側継手部材１２と、トルク伝達部材である複数個のボール１３と、ケージ１４とで主要部が構成されている。なお、ボール１３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。
【００３２】
内側継手部材１２の軸孔には、軸部材であるシャフト１５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１２から延びるシャフト１５は、止め輪１６により内側継手部材１２に対して抜け止めされている。
【００３３】
外側継手部材１１は、軸方向に延びる円弧状のトラック溝１７が球面状内周面１８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１２は、外側継手部材１１のトラック溝１７と対をなして軸方向に延びる円弧状のトラック溝１９が球面状外周面２０の円周方向複数箇所に等間隔で形成されている。
【００３４】
ボール１３は、外側継手部材１１のトラック溝１７と内側継手部材１２のトラック溝１９との間に介在して回転トルクを伝達する。ケージ１４は、外側継手部材１１の球面状内周面１８と内側継手部材１２の球面状外周面２０との間に配され、複数個のボール１３を円周方向等間隔に保持する。
【００３５】
以上の構成からなる等速自在継手では、外側継手部材１１の内部空間にグリース等の潤滑剤（図示せず）を封入することにより、継手作動時において、継手内部の摺動部位、つまり、外側継手部材１１に対して、内側継手部材１２、ボール１３およびケージ１４からなる内部部品の摺動部位での潤滑性を確保する。
【００３６】
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１１の開口部２１とシャフト１５との間に、樹脂製あるいはゴム製の蛇腹状ブーツ２２を装着した構造を具備する。
【００３７】
ブーツ２２は、外側継手部材１１の開口部２１の外周面にブーツバンド２３により締め付け固定された大径端部２４と、内側継手部材１２から延びるシャフト１５の外周面にブーツバンド２５により締め付け固定された小径端部２６と、大径端部２４と小径端部２６とを繋ぎ、その大径端部２４から小径端部２６へ向けて縮径した伸縮自在な蛇腹部２７とで構成されている。
【００３８】
ブーツ２２が樹脂製である場合、その表面硬さがＨＤ３８〜５０であるのが好ましい。ブーツ２２の素材としては、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２２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。
【００３９】
一方、ブーツ２２がゴム製である場合、その表面硬さがＨｓ５０〜７０であるのが好ましい。ブーツ２２の素材としては、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２２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。
【００４０】
以下、ブーツ２２の小径端部２６をシャフト１５の外周面にブーツバンド２５により締め付け固定したシール構造を詳述する。このシール構造は、ブーツ２２の大径端部２４を外側継手部材１１の開口部２１の外周面に組み付けたシール構造（図示せず）にも適用可能である。
【００４１】
図１に示すように、シャフト１５の外周面に取付部位である環状の凹部２８を形成すると共に、その凹部２８の軸方向中央部位に凸部２９を形成する。この凸部２９の頂面を軸方向断面で直線状としている。一方、ブーツ２２の小径端部２６の内周面に、シャフト１５の凹部２８に嵌入する環状の膨出部３０を形成する。この膨出部３０の全体を軸方向断面で円弧状としている。
【００４２】
シャフト１５の外周面と凹部２８の底面とを繋ぐ部位３１は、直線状のテーパ面に形成されている。この部位３１は円弧状の凹曲面であってもよい。また、ブーツ２２の小径端部２６の外周面には、ブーツバンド２５が嵌まり込む凹溝３２が形成されている。
【００４３】
一方、ブーツ２２の小径端部２６をシャフト１５の外周面に締め付けるためのブーツバンド２５は、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、帯板状の金属製部材からなり、帯板部３６の一方の端部に複数の係合爪３３を設けると共に、帯板部３６の他方の端部に複数の係合孔３４を設けた構造を具備する。
【００４４】
これら複数の係合爪３３および係合孔３４は、帯板状の金属製部材を打ち抜き加工により形成される。この打ち抜き加工により係合爪３３が形成された部位にも打抜孔３５が形成されている〔図２（Ｂ）参照〕。
【００４５】
このブーツバンド２５では、シャフト１５の凸部２９とブーツ２２の膨出部３０とが接触する部位からずれた位置に、複数の係合爪３３および係合孔３４を配した構造を具備する（図１参照）。この実施形態では、複数の係合爪３３および係合孔３４を、ブーツバンド２５の長手方向中心線Ｍに対して千鳥状に配置している〔図２（Ａ）参照〕。
【００４６】
これら係合爪３３および係合孔３４は、シャフト１５の凸部２９とブーツ２２の膨出部３０とが接触する部位からずれた位置であれば、千鳥状配置以外の配置であってもよい。この千鳥状配置は、係合爪３３および係合孔３４を凸部２９と膨出部３０との接触部位からずれた位置に配する構成を容易に実現する。
【００４７】
図３に示すように、この帯板状のブーツバンド２５をブーツ２２の小径端部２６にリング状に巻回してブーツバンド２５の一方の端部を他方の端部に重ね合わせた状態から、係合爪３３を係合孔３４に嵌め込んで係止させ、突部３７を加締めることによりブーツ２５の小径端部２６を締め付けてシャフト１５の外周面に固定する。
【００４８】
図１は、ブーツバンド２５の一方の端部を他方の端部に重ね合わせた部位（係合爪３３と係合孔３４との嵌合部位）でのシール構造の断面を示す。
【００４９】
以上の構成からなるシール構造では、ブーツバンド２５の複数箇所に設けられた係合爪３３および係合孔３４が、ブーツバンド２５の板幅方向中央部位に存在せずに長手方向中心線Ｍに対して千鳥状に配置されている〔図２（Ａ）参照〕。
【００５０】
これにより、係合爪３３（打抜孔３５）および係合孔３４が形成された部位が、図１に示すように、ブーツバンド２５による締め付けでブーツ２２の膨出部３０がシャフト１５の凸部２９に接触する位置とシャフト１５の軸方向で一致しない。このように、ブーツ２２の膨出部３０とシャフト１５の凸部２９とが接触するシャフト１５の軸方向位置に、係合爪３３（打抜孔３５）および係合孔３４が配されることはない。
【００５１】
つまり、ブーツバンド２５による締め付けでシャフト１５の凸部２９とブーツ２２の膨出部３０とが接触する軸方向位置で全周に亘って帯板部３６が存在するため、その帯板部３６によりブーツ２２の小径端部２６を確実に締め付けることができる。そのため、凸部２９と膨出部３０との接触部位にブーツバンド２５の締め付け力を確実に作用させて、凸部２９と膨出部３０とを確実に接触させることができる。
【００５２】
その結果、シャフト１５の凸部２９とブーツ２２の膨出部３０とが接触する部位でのシール性を確保することができ、継手内部に封入された潤滑剤が漏洩することを確実に防止することができる。
【００５３】
また、このシール構造では、シャフト１５の凸部２９の頂面を軸方向断面で直線状とし、ブーツ２２の膨出部３０の全体を軸方向断面で円弧状としている。これにより、シャフト１５の凸部２９は、ブーツバンド２５による締め付けでブーツ２２の膨出部３０と軸方向断面で点接触、換言すれば、周方向で線接触する。
【００５４】
このことから、凸部２９と膨出部３０との接触部位での面圧を高くすることができるので、継手内部に封入された潤滑剤がブーツ２２の小径端部２６から漏洩することを確実に抑制することができ、シール性の確保が容易となる。
【００５５】
なお、膨出部３０の接触部位を軸方向断面で円弧状とし、凸部２９の接触部位を軸方向断面で円弧状とすることも可能であるが、その場合、膨出部３０と凸部２９との寸法公差により、円弧状の頂点同士を接触させることが困難となる可能性がある。そのため、この実施形態のように、膨出部３０の接触部位を軸方向断面で円弧状とし、凸部２９の接触部位を軸方向断面で直線状とすることが有効である。
【００５６】
つまり、膨出部３０の接触部位を軸方向断面で円弧状とし、凸部２９の接触部位を軸方向断面で直線状とすることにより、膨出部３０と凸部２９との寸法公差に左右されることなく、ブーツバンド２５による締め付けで膨出部３０と凸部２９とを確実に軸方向断面で点接触させることができ、シール性の確保がより一層容易となる。
【００５７】
なお、この実施形態では、膨出部３０の接触部位を軸方向断面で円弧状とし、凸部２９の接触部位を軸方向断面で直線状とした場合を例示したが、逆に、膨出部３０の接触部位を軸方向断面で直線状とし、凸部２９の接触部位を軸方向断面で円弧状としてもよい。
【００５８】
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】
【００５９】
１１  外側継手部材
１２  内側継手部材
１３  トルク伝達部材（ボール）
１５  軸部材（シャフト）
２２  ブーツ
２５  ブーツバンド
２６  端部（小径端部）
２８  取付部位（凹部）
２９  凸部
３０  膨出部
３３  係合爪
３４  係合孔
３７  突部
【図１】
2018084306.tif 000003
【図２】
2018084306.tif 000004
【図３】
2018084306.tif 000005
【図４】
2018084306.tif 000006
【図５】
2018084306.tif 000007
【図６】
2018084306.tif 000008