(57)【要約】【課題】  ブーツのシール性を確保すると共に部品点数の削減によりコスト低減を図る。【解決手段】  開口部を有するカップ状の外側継手部材と、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を備え、外側継手部材の開口部を閉塞するブーツ２３の小径端部２５を、内側継手部材から延びるシャフト１７の取付部位２９にブーツバンド２８により締め付け固定した等速自在継手であって、シャフト１７の取付部位２９は、シャフト１７の外周面に形成された凹溝３０と、その凹溝３０の軸方向両側に形成された突起３１とを備え、突起３１の凹溝外側に、突起３１から離間する方向へ向けて漸次縮径するテーパ部３３を連設する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するカップ状の外側継手部材と、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取付部位に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、
前記軸部材の取付部位は、軸部材の外周面に形成された凹溝と、前記凹溝の軸方向両側に形成された突起とを備え、少なくとも一方の突起の凹溝外側に、前記突起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たことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記テーパ部は、前記ブーツバンドの幅端部よりも軸方向外側に食み出す軸方向寸法を有する請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記テーパ部は、軸線に対して１０°未満の傾斜角度を有する請求項１又は２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記ブーツが樹脂製である請求項１〜３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。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】
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、前述の等速自在継手は、外側継手部材とシャフトとが作動角をとりながら回転するように作動することから、硬質材料である樹脂製ブーツの場合、シャフトとブーツの端部とのシール性をブーツバンドの締め付けのみで維持することが困難となる場合がある。このことから、継手内部に封入された潤滑剤がシャフトとブーツの端部との間から漏洩する可能性がある。
【０００９】
そのため、厳しい条件下でもブーツのシール性を確保するため、特許文献１で開示された等速自在継手では、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。
【００１０】
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。
【００１１】
そこで、本発明は前述の改善点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すると共に部品点数の削減によりコスト低減を図り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】
【００１２】
本発明に係る等速自在継手は、開口部を有するカップ状の外側継手部材と、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取付部位にブーツバンドにより締め付け固定した構造を具備する。
【００１３】
前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明において、軸部材の取付部位は、軸部材の外周面に形成された凹溝と、その凹溝の軸方向両側に形成された突起とを備え、少なくとも一方の突起の凹溝外側に、突起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たことを特徴とする。
【００１４】
本発明では、突起から離間する方向へ向けて漸次縮径するテーパ部を、突起の凹溝外側に連設したことにより、ブーツバンドの締め付けによりブーツに付与される圧力を取付部位の凹溝に集中させることができる。この圧力の集中により、突起がブーツの内周面に食い込み易くなることから、ブーツの密着性が良好となり、シール性の向上が図れる。
【００１５】
本発明におけるテーパ部は、ブーツバンドの幅端部よりも軸方向外側に食み出す軸方向寸法を有する構造が望ましい。このような構造を採用すれば、ブーツバンドの締め付けによりブーツに付与される圧力を取付部位の凹溝に集中させることが容易となる。
【００１６】
本発明におけるテーパ部は、軸線に対して１０°未満の傾斜角度を有する構造が望ましい。このような構造を採用すれば、ブーツの端部よりも軸方向外側に食み出す軸方向寸法を有するテーパ部を形成することが容易となる。
【００１７】
本発明におけるブーツは樹脂製である構造が望ましい。このような構造を採用すれば、硬質材料である樹脂製のブーツであっても、ブーツの密着性を向上させることが容易となる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ブーツバンドの締め付けによりブーツに付与される圧力を取付部位の凹溝に集中させることができる。この圧力の集中により、突起がブーツの内周面に食い込み易くなることから、ブーツの密着性が良くなる。
【００１９】
その結果、潤滑剤がシャフトとブーツの端部との間から漏洩することを確実に防止でき、ブーツのシール性を確保することができる。また、従来のようなＯリングからなるシール部材が不要となるため、部品点数の削減によりコスト低減が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【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のブーツの小径端部をブーツバンドによりシャフトに締め付け固定した状態を示す要部拡大断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態で、ブーツの小径端部をブーツバンドによりシャフトに締め付け固定した状態を示す要部拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態で、ブーツの小径端部をブーツバンドによりシャフトに締め付け固定した状態を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
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、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する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。
【００２３】
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。また、自動車用プロペラシャフトに組み込まれるトリポード型やダブルオフセット型、クロスグルーブ型等速自在継手などの摺動式等速自在継手にも適用可能である。
【００２４】
この実施形態の固定式等速自在継手（以下、単に等速自在継手と称す）は、図１に示すように、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。
【００２５】
内側継手部材１３の軸孔１６には、軸部材であるシャフト１７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１７は、止め輪１８により内側継手部材１３に対して抜け止めされている。
【００２６】
外側継手部材１２は、軸方向に延びる円弧状トラック溝１９が球面状内周面２０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１９と対をなして軸方向に延びる円弧状トラック溝２１が球面状外周面２２の円周方向複数箇所に等間隔で形成されている。
【００２７】
ボール１４は、外側継手部材１２のトラック溝１９と内側継手部材１３のトラック溝２１との間に介在して回転トルクを伝達する。ケージ１５は、外側継手部材１２の内周面２０と内側継手部材１３の外周面２２との間に配されてボール１４を保持する。なお、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。
【００２８】
以上の構成からなる等速自在継手では、外側継手部材１２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１２に対して、内側継手部材１３、ボール１４およびケージ１５からなる内部部品の摺動部位での潤滑性を確保する。
【００２９】
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１７との間に、樹脂製あるいはゴム製の蛇腹状ブーツ２３を装着した構造を具備する。
【００３０】
ブーツ２３は、外側継手部材１２の開口部１１の外周面にブーツバンド２７により締め付け固定された大径端部２４と、内側継手部材１３から延びるシャフト１７の外周面にブーツバンド２８により締め付け固定された小径端部２５と、大径端部２４と小径端部２５とを繋ぎ、大径端部２４から小径端部２５へ向けて縮径した伸縮自在な蛇腹部２６とで構成されている。
【００３１】
ブーツ２３が樹脂ブーツである場合、ブーツ２３の表面硬さがＨＤＤ３８〜ＨＤＤ５０であるのが好ましい。樹脂ブーツは、例えば、エステル系、オレフィン系、ウレタン系、アミド系、スチレン系等の熱可塑性エラストマー、及び熱可塑性エラストマーを含む組成物等にて形成される。樹脂ブーツである場合、表面硬さがＨＤＤ３８より小さいと、耐熱性の低下、ブーツのコストアップおよび強度低下を招来し、逆に、表面硬さがＨＤＤ５０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。
【００３２】
ブーツ２３がゴムブーツの場合、ブーツ４１の表面硬さがＨｓ５０〜Ｈｓ７０であるのが好ましく、ゴムブーツは、例えば、クロロプレンゴムやシリコンゴムなどで形成される。また、ゴムブーツの場合、その表面硬さがＨｓ５０より小さいと、ブーツ４１の強度低下を招来し、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。
【００３３】
以上の構成からなる等速自在継手は、硬質材料である樹脂製ブーツ２３を備えている場合であっても、ブーツ２３の小径端部２５とシャフト１７とのシール性を容易に確保するため、以下のシール構造を具備する。
【００３４】
ブーツ２３の小径端部２５がブーツバンド２８によりシャフト１７の外周面に締め付け固定される取付部位２９は、図２に示すように、シャフト１７の外周面に形成された環状の凹溝３０と、その凹溝３０の軸方向両側に形成された環状の突起３１とで構成されている。一方、ブーツ２３の小径端部２５の内周面には、シャフト１７の凹溝３０に嵌まり込む位置決め用としての膨出部３２が形成されている。
【００３５】
この実施形態の等速自在継手は、ブーツ２３の小径端部２５の取付部位２９において、２つの突起３１の凹溝外側に、突起３１から離間する方向へ向けて漸次縮径するテーパ部３３を連設した構造を具備する。
【００３６】
このテーパ部３３は、ブーツバンド２８の幅端部よりも軸方向外側に食み出す軸方向寸法Ｌ（例えば、８〜１０ｍｍ程度）を有する。また、テーパ部３３は、その軸方向寸法Ｌを規定する上で、軸線に対して１０°未満の傾斜角度θを有する。また、ブーツ２３の小径端部２５よりも軸方向外側に食み出す軸方向寸法Ｌを有していてもよい。
【００３７】
このようなテーパ部３３を設けたことにより、ブーツバンド２８の締め付けによりブーツ２３に付与される圧力を取付部位２９の凹溝３０に集中させることができる。この圧力の集中により、突起３１での面圧を上げることでその突起３１がブーツ２３の内周面に食い込み易くなる。
【００３８】
その結果、シャフト１７の外周面に対するブーツ２３の密着性が良好となるので、継手内部に封入された潤滑剤がシャフト１７とブーツ２３の小径端部２５との間から漏洩することを確実に防止でき、ブーツ２３によるシール性の向上が図れる。
【００３９】
また、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。
【００４０】
さらに、シール性を向上させるために取付部位２９の突起３１の高さを上げる必要もない。その結果、シャフト１７を製作するための素材の外径を大きくする必要がないので、シャフト１７の材料費が嵩むことなく、等速自在継手のコスト増加を回避することができる。
【００４１】
この実施形態では、ブーツ２３の小径端部２５よりも軸方向外側に食み出す軸方向寸法Ｌを有するテーパ部３３としたことで、ブーツバンド２８の締め付けによりブーツ２３に付与される圧力を取付部位２９の凹溝３０に集中させることが容易となる。
【００４２】
また、軸線に対して１０°未満の傾斜角度θを有するテーパ部３３としたことで、ブーツ２３の小径端部２５よりも軸方向外側に食み出す軸方向寸法Ｌを有するテーパ部３３を形成することが容易となる。
【００４３】
なお、テーパ部３３の傾斜角度θが１０°以上になると、ブーツ２３の小径端部２５よりも軸方向外側に食み出す軸方向寸法Ｌを有するテーパ部３３を形成することが困難となる。
【００４４】
以上のようなシール構造を採用したことにより、硬質材料である樹脂製のブーツ２３であっても、シャフト１７の外周面に対するブーツ２３の密着性を向上させることが容易となる。
【００４５】
以上の実施形態では、２つの突起３１の凹溝外側、つまり、凹溝３０の軸方向両側にテーパ部３３を設け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、いずれか一方の突起３１の凹溝外側、つまり、凹溝３９の軸方向片側にテーパ部３３を設けるようにしてもよい。
【００４６】
図３は、凹溝３０の軸方向片側（図示左側）にテーパ部３３を設けた場合を例示する。この場合、凹溝３０の軸方向片側（図示右側）は、軸方向に平坦な円筒部３４である。また、図４は、凹溝３０の軸方向片側（図示右側）にテーパ部３３を設けた場合を例示する。この場合、凹溝３０の軸方向片側（図示左側）は、軸方向に平坦な円筒部３４である。
【００４７】
いずれの実施形態においても、ブーツバンド２８の締め付けによりブーツ２に付与される圧力を取付部位２９の凹溝３０に集中させることができる。この圧力の集中により、一方の突起３１（図３の実施形態では図示左側の突起、図４の実施形態では図示右側の突起）がブーツ２３の内周面に食い込み易くなる。
【００４８】
その結果、シャフト１７の外周面に対するブーツ２３の密着性が良好となるので、継手内部に封入された潤滑剤がシャフト１７とブーツ２３の小径端部２５との間から漏洩することを確実に抑制することができ、シール性の向上が図れる。
【００４９】
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】
【００５０】
１１  開口部
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）
１７  軸部材（シャフト）
２３  ブーツ
２５  端部（小径端部）
２８  ブーツバンド
２９  取付部位
３０  凹溝
３１  突起
３３  テーパ部
Ｌ  軸方向寸法
θ  傾斜角度
【図１】
2018035817.tif 000003
【図２】
2018035817.tif 000004
【図３】
2018035817.tif 000005
【図４】
2018035817.tif 000006