(57)【要約】【課題】  ブーツの端部の浮き上がりを防止してシール性の向上を図る。【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を備え、その内側継手部材から延びるシャフト１７の外周面に、ブーツ２３の蛇腹部２６から延びる小径端部２５をブーツバンド２８により締め付け固定した等速自在継手であって、ブーツ２３の蛇腹部２６と小径端部２５の境界部位の内周面に環状の突起３２を設けると共に、その突起３２が係合する環状の凹溝３３をシャフト１７の外周面に形成する。【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を備え、前記内側継手部材から延びる軸部材の外周面に、ブーツの蛇腹部から延びる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、
前記ブーツの蛇腹部と端部の境界部位の内周面に環状の突起を設けると共に、前記突起が係合する環状の凹溝を前記軸部材の外周面に形成したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記突起および凹溝は、前記ブーツバンドと軸方向で重なり合うように配されている請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記突起および凹溝は、軸方向に沿う断面が矩形状をなす請求項１又は２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、内側継手部材および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】
ブーツの蛇腹部から延びる一方の端部は、外側継手部材の開口部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。また、ブーツの蛇腹部から延びる他方の端部は、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２００８−９５８１５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は、ブーツの端部の内周面に膨出部を形成すると共に、シャフトの外周面に凹部を形成した構造を具備する。これにより、シャフトの凹部にブーツの膨出部を嵌合することで、ブーツの端部をシャフトの外周面にブーツバンドにより締め付け固定している。
【０００９】
このような構造を採用することにより、ブーツの端部をシャフトに対して安定して装着することができ、シャフトに対するブーツの端部の位置ずれを防止し、ブーツのシール性を確保するようにしている。
【００１０】
しかしながら、等速自在継手の作動時、外側継手部材に対してシャフトが大きく揺動（角度変位）あるいは摺動（軸方向変位）することがある。その場合、シャフトの動きに伴ってブーツの蛇腹部も大きく揺動あるいは摺動する。
【００１１】
そのため、ブーツバンドで締め付け固定されたブーツの端部が浮き上がるような力が作用する。このように、ブーツの蛇腹部が大きく揺動あるいは摺動する動きが繰り返されると、継手内部に封入された潤滑剤がブーツの端部とシャフト間に侵入して潤滑剤が外部へ漏洩するおそれがある。
【００１２】
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、ブーツの端部の浮き上がりを防止してシール性の向上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】
【００１３】
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を備え、内側継手部材から延びる軸部材の外周面に、ブーツの蛇腹部から延びる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。
【００１４】
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、ブーツの蛇腹部と端部の境界部位の内周面に環状の突起を設けると共に、その突起が係合する環状の凹溝を軸部材の外周面に形成したことを特徴とする。
【００１５】
本発明では、等速自在継手の作動時、外側継手部材に対して軸部材が大きく揺動あるいは摺動することに伴って、ブーツの蛇腹部が大きく揺動あるいは摺動する動きを繰り返しても、ブーツの突起を軸部材の凹溝に係合させたことにより、ブーツの端部の浮き上がりを防止することができる。
【００１６】
これにより、継手内部に封入された潤滑剤がブーツの端部と軸部材間に侵入して潤滑剤が外部へ漏洩することを抑制でき、ブーツのシール性を確保することができる。
【００１７】
本発明における突起および凹溝は、ブーツバンドと軸方向で重なり合うように配されている構造が望ましい。
【００１８】
このような構造を採用すれば、ブーツバンドによる締め付けでブーツの突起と軸部材の凹溝との係合状態を維持することが容易となる。そのため、ブーツの端部の浮き上がりを確実に防止することができ、潤滑剤の漏洩を防止してブーツのシール性を確保することが容易となる。
【００１９】
本発明における突起および凹溝は、軸方向に沿う断面が矩形状をなす構造が望ましい。
【００２０】
このような構造を採用すれば、突起および凹溝の断面形状でもってブーツの突起と軸部材の凹溝との係合状態が強固となる。そのため、ブーツの端部の浮き上がりを確実に防止することができ、潤滑剤の漏洩を防止してブーツのシール性を確保することが容易となる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、等速自在継手の作動時、外側継手部材に対して軸部材が大きく揺動あるいは摺動することに伴って、ブーツの蛇腹部が大きく揺動あるいは摺動する動きを繰り返しても、ブーツの突起を軸部材の凹溝に係合させたことにより、ブーツの端部の浮き上がりを防止することができる。
【００２２】
これにより、継手内部に封入された潤滑剤がブーツの端部と軸部材間に侵入して潤滑剤が外部へ漏洩することを抑制でき、ブーツのシール性を確保することができる。その結果、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】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態で、ブーツの端部をシャフトに装着する前の状態を示す要部拡大断面図である。
【図２】本発明の実施形態で、ブーツの端部をシャフトに装着した後の状態を示す要部拡大断面図である。
【図３】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４】図３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。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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、トリポード型やダブルオフセット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。さらに、自動車用プロペラシャフトに組み込まれる固定式等速自在継手や摺動式等速自在継手にも適用可能である。
【００２７】
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３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。
【００２８】
この等速自在継手は、内側継手部材１３、ボール１４およびケージ１５からなる内部部品が外側継手部材１２に対して角度変位可能な構造を具備する。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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もよく、その個数は任意である。
【００３２】
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。
【００３３】
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を装着したシール構造を具備する。
【００３４】
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、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。
【００３５】
ブーツ２３が樹脂製の場合、その表面硬さがＨＤＤ３８〜５０であるのが好ましい。ブーツ２３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、スチレン系等の熱可塑性エラストマーなどがある。
【００３６】
なお、表面硬さがＨＤＤ３８より小さいと、耐熱性の低下、ブーツ２３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。
【００３７】
ブーツ２３がゴム製の場合、その表面硬さがＨｓ５０〜７０であるのが好ましい。ブーツ２３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。
【００３８】
なお、表面硬さがＨｓ５０より小さいと、ブーツ２３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】
この実施形態では、ブーツ２３の小径端部２５をシャフト１７に装着したブーツ取付構造を例示して以下に詳述する。
【００４０】
図１および図２に示すように、ブーツ２３の小径端部２５の内周面に膨出部２９を形成すると共に、シャフト１７の外周面に凹部３０を形成する。一方、ブーツ２３の小径端部２５の外周面には、ブーツ２３の小径端部２５に対してブーツバンド２８を位置決めするための凹溝３１が形成されている。
【００４１】
ブーツ２３の小径端部２５をシャフト１７に装着するに際しては、ブーツ２３の小径端部２５の膨出部２９がシャフト１７の凹部３０に嵌まり込むことで、シャフト１７に対してブーツ２３の小径端部２５が軸方向で位置決めされる。
【００４２】
この状態で、ブーツ２３の小径端部２５の凹溝３１にブーツバンド２８を嵌合させ、そのブーツバンド２８によりブーツ２３の小径端部２５を締め付けることにより、ブーツ２３の小径端部２５がシャフト１７に固定される。
【００４３】
この実施形態における等速自在継手の特徴的な構成は、図１および図２に示すように、ブーツ２３の蛇腹部２６と小径端部２５の境界部位の内周面に環状の突起３２を設けると共に、その突起３２が係合する環状の凹溝３３をシャフト１７の外周面に形成する。
【００４４】
ブーツ２３の突起３２およびシャフト１７の凹溝３３は、軸方向に沿う断面が矩形状をなす。例えば、突起３２の軸方向寸法ｔを３ｍｍとし、径方向寸法ｄを２ｍｍとすることが有効である（図１参照）。
【００４５】
また、ブーツ２３の突起３２とシャフト１７の凹溝３３とは、ブーツバンド２８と軸方向で重なり合うように配されている（図２のＬ部分参照）。この重なり部分Ｌは、例えば、ブーツバンド２８の軸方向寸法の１０％未満が有効である。
【００４６】
等速自在継手の作動時、図４に示すように、外側継手部材１２に対してシャフト１７が大きく揺動（角度変位）することがある。その場合、シャフト１７の動きに伴ってブーツ２３の蛇腹部２６も大きく揺動する。
【００４７】
この時、ブーツ２３の蛇腹部２６と小径端部２５との境界部位が浮き上がるような力が作用する（図４のＸ部分参照）。
【００４８】
しかしながら、この実施形態では、ブーツ２３の蛇腹部２６が大きく揺動する動きが繰り返されても、ブーツ２３の突起３２とシャフト１７の凹溝３３が以下のストッパ機能を発揮する。
【００４９】
つまり、図２に示すように、ブーツ２３の蛇腹部２６と小径端部２５の境界部位が浮き上がるような力が作用しても、ブーツ２３の突起３２の軸方向端面３４がシャフト１７の凹溝３３の軸方向壁面３５に引っ掛かる。
【００５０】
このように、ブーツ２３の小径端部２５の突起３２がシャフト１７の凹溝３３に係合していることにより、ブーツ２３の蛇腹部２６と小径端部２５との境界部位の浮き上がりを防止することができる。
【００５１】
従って、ブーツ２３の蛇腹部２６が大きく揺動する動きが繰り返されても、継手内部に封入された潤滑剤がブーツ２３の小径端部２５とシャフト１７との間に侵入して潤滑剤が外部へ漏洩することを抑制でき、ブーツ２３のシール性を確保することができる。
【００５２】
以上の構造において、ブーツ２３の突起３２およびシャフト１７の凹溝３３がブーツバンド２８と軸方向で重なり合うように配されていることから、ブーツバンド２８による締め付けでブーツ２３の突起３２とシャフト１７の凹溝３３との係合状態を維持することが容易となる。
【００５３】
そのため、ブーツ２３の蛇腹部２６と小径端部２５との境界部位の浮き上がりを確実に防止することができ、潤滑剤の漏洩を防止してブーツ２３のシール性を確保することが容易となる。
【００５４】
また、ブーツ２３の突起３２およびシャフト１７の凹溝３３を、軸方向に沿う断面が矩形状をなす構造としたことにより、突起３２および凹溝３３の断面形状でもってブーツ２３の突起３２とシャフト１７の凹溝３３との係合状態が強固となる。
【００５５】
そのため、ブーツ２３の蛇腹部２６と小径端部２５との境界部位の浮き上がりを確実に防止することができ、潤滑剤の漏洩を防止してブーツ２３のシール性を確保することが容易となる。
【００５６】
以上の実施形態では、ブーツ２３の小径端部２５の内周面に突起３２を設けると共に、シャフト１７の外周面に凹溝３３を形成した場合を例示した。本発明はこれに限定されることなく、ブーツ２３の大径端部２４の内周面に突起を設けると共に、外側継手部材１２の開口部１１の外周面に凹溝を形成することも可能である。また、突起３２および凹溝３３が一つの場合を例示したが、これに限らず、複数の突起および凹溝であってもよい。
【００５７】
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】
【００５８】
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）
２６  蛇腹部
２８  ブーツバンド
３２  突起
３３  凹溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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