(57)【要約】【課題】  潤滑剤の外部漏洩を防止すると共に継手内圧の上昇を抑制し、ブーツの変形および摩耗破損を未然に防止する。【解決手段】  外側継手部材１１と、その外側継手部材１１との間でボール１３を介して軸方向変位および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１２とを備え、外側継手部材１１内に潤滑剤２７を封入すると共に外側継手部材１１の開口部を閉塞するブーツ２８の小径端部３４を、内側継手部材１２から延びるシャフト２１に装着した摺動式等速自在継手であって、内側継手部材１２が継手中心に位置する時にシャフト２１の外周面と非接触状態であり、かつ、内側継手部材１２が継手奥側へ軸方向変位した時にシャフト２１の外周面と接触するリップ部４１を、ブーツ２８の中間部３５の内周面に設ける。【選択図】    図１
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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軸方向変位および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、前記外側継手部材内に潤滑剤を封入すると共に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シャフトに装着した摺動式等速自在継手であって、
前記内側継手部材が継手中心に位置する時に前記シャフトの外周面と非接触状態であり、かつ、前記内側継手部材が継手奥側へ軸方向変位した時に前記シャフトの外周面と接触するリップ部を、前記ブーツの内周面に設けたことを特徴とする摺動式等速自在継手。
【請求項２】
前記リップ部は、前記内側継手部材が継手奥側へ軸方向変位した時に、前記ブーツの屈曲部が前記シャフトの外周面に近接するように変形することで、前記シャフトの外周面に接触する請求項１に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項３】
前記ブーツの内外を連通する通気溝を、前記ブーツの端部内周面に設けた請求項１又は２に記載の摺動式等速自在継手。
【請求項４】
前記リップ部のシャフト接触部位に、少なくとも一つ以上の通気孔を設けた請求項１〜３のいずれか一項に記載の摺動式等速自在継手。
【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、例えば自動車のプロペラシャフトやドライブシャフトに組み込まれ、継手内部からの潤滑剤漏洩を防止するブーツを備えた摺動式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】
例えば４ＷＤ車やＦＲ車などの自動車で使用されるプロペラシャフトに組み付けられる等速自在継手としては、例えば特許文献１に開示された摺動式等速自在継手がある。
【０００４】
この種の等速自在継手では、内部にグリース等の潤滑剤を封入することにより、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での潤滑性を確保するようにしている。
【０００５】
そこで、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ぐため、外側継手部材の開口端部にブーツの大径端部を装着すると共に、内側継手部材から延びるシャフトにブーツの小径端部をブーツバンドにより締め付け固定した構造を有する。
【０００６】
この特許文献１に開示された等速自在継手に装着されたブーツは、ブーツバンドによる締め付け固定部とは別に、シャフトの外周面と当接するリップ部を小径端部の内周面に設けた構造を具備する。
【０００７】
このように、シール機能を発揮するリップ部を設けることにより、ブーツによるシール性を向上させることで、継手内部に封入された潤滑剤の漏洩を確実に防止するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−３０８０７５号公報
【特許文献２】特開２０１１−１５３６６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、特許文献１に開示された等速自在継手では、ブーツの小径端部に設けたリップ部により、外側継手部材の内部に充填された潤滑剤が外部に漏洩することを防止し、シール性を向上させている。
【００１０】
しかしながら、この等速自在継手が組み付けられるプロペラシャフトは高速で回転することから、その高速回転時に発熱により継手内圧が上昇したり、発熱による劣化でブーツ寿命が低下したりすることがある。
【００１１】
この問題を解消するため、本出願人は、潤滑剤の外部漏洩を防止すると共に、継手内圧の上昇およびブーツ寿命の低下を未然に防止することを目的として、例えば特許文献２に開示された摺動式等速自在継手を先に提案している。
【００１２】
この特許文献２で開示された摺動式等速自在継手は、シャフトの外周面と当接するリップ部をブーツの端部内周面の外側継手部材側部位に形成すると共に、ブーツの内外を連通する通気溝をブーツの端部内周面の反外側継手部材側部位に形成した構造を具備する。
【００１３】
この摺動式等速自在継手では、リップ部がシャフトの外周面と当接することで、外側継手部材の内部に充填された潤滑剤が外部に漏洩することを防止でき、十分なシール性を確保することができる。
【００１４】
また、ブーツの端部内周面に形成された通気溝を介してブーツの内外が連通することで、継手の高速回転時に発熱により継手内圧が上昇することを抑制でき、ブーツの寿命低下を未然に防止することができる。
【００１５】
しかしながら、この特許文献２で開示された摺動式等速自在継手では、常に、リップ部がシャフトの外周面と接触しているため、継手内圧の調節が十分に行えず、ブーツの変形および摩耗破損などが発生するおそれがある。
【００１６】
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、潤滑剤の外部漏洩を防止すると共に継手内圧の上昇を抑制し、ブーツの変形および摩耗破損を未然に防止し得る摺動式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】
【００１７】
本発明に係る摺動式等速自在継手は、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軸方向変位および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、外側継手部材内に潤滑剤を封入すると共に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シャフトに装着した構造を具備する。
【００１８】
前述の目的を達成するための技術的手段として、内側継手部材が継手中心に位置する時にシャフトの外周面と非接触状態であり、かつ、内側継手部材が継手奥側へ軸方向変位した時にシャフトの外周面と接触するリップ部を、ブーツの内周面に設けたことを特徴とする。
【００１９】
本発明では、内側継手部材が継手奥側へ軸方向変位した時には、リップ部がシャフトの外周面と接触するので、外側継手部材の内部に充填された潤滑剤が外部に漏洩することを防止でき、十分なシール性を確保することができる。
【００２０】
一方、内側継手部材が継手中心に位置する時には、リップ部がシャフトの外周面と非接触状態であるので、リップ部とシャフトの外周面間の隙間を介してブーツの内外が連通することで、継手の高速回転時に発熱により継手内圧が上昇することを抑制でき、ブーツの変形および摩耗破損を未然に防止することができる。
【００２１】
本発明におけるリップ部は、内側継手部材が継手奥側へ軸方向変位した時に、ブーツの屈曲部がシャフトの外周面に近接するように変形することで、シャフトの外周面に接触する構造が望ましい。
【００２２】
このような構造を採用すれば、内側継手部材が継手中心から継手奥側へ軸方向変位した時にリップ部がシャフトの外周面に接触するので、潤滑剤がリップ部に接近しても潤滑剤の漏洩を効果的に防止することができる。
【００２３】
本発明において、ブーツの内外を連通する通気溝を、ブーツの端部内周面に設けた構造が望ましい。
【００２４】
このような構造を採用すれば、ブーツの端部内周面に設けられた通気溝を介してブーツの内外が連通するので、継手の高速回転時に発熱により継手内圧が上昇することをより一層抑制することができる。
【００２５】
本発明において、リップ部のシャフト接触部位に、少なくとも一つ以上の通気孔を設けた構造が望ましい。
【００２６】
このような構造を採用すれば、内側継手部材が継手奥側へ軸方向変位した時に、リップ部がシャフトの外周面に接触しても、リップ部の通気孔を介してブーツの内外が連通することで、継手の高速回転時に発熱により継手内圧が上昇することを抑制できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、内側継手部材が継手奥側へ軸方向変位した時には、リップ部がシャフトの外周面と接触するので、外側継手部材の内部に充填された潤滑剤が外部に漏洩することを防止でき、十分なシール性を確保することができる。
【００２８】
一方、内側継手部材が継手中心に位置する時には、リップ部がシャフトの外周面と非接触状態であるので、リップ部とシャフトの外周面間の隙間を介してブーツの内外が連通することで、継手の高速回転時に発熱により継手内圧が上昇することを抑制でき、ブーツの変形および摩耗破損を未然に防止することができる。
【００２９】
その結果、潤滑剤の外部漏洩を防止すると共に継手内圧の上昇を抑制し、ブーツの変形および摩耗破損を確実に防止でき、信頼性の高い長寿命の摺動式等速自在継手を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の実施形態で、ダブルオフセット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の状態から内側継手部材が継手奥側へ軸方向変位した状態を示す縦断面図である。
【図４】図３の状態から内側継手部材がさらに継手奥側へ軸方向変位した状態を示す縦断面図である。
【図５】（Ａ）はリップ部の一例を示す部分拡大断面図、（Ｂ）はリップ部の他例を示す部分拡大断面図である。
【図６】図１のＰ−Ｐ線に沿う断面図で、通気溝を示す断面図である。
【図７】図１のＱ−Ｑ線に沿う断面図で、（Ａ）は切り欠き半円形状の通気孔、（Ｂ）は切り欠き矩形状の通気孔、（Ｃ）は切り欠きＶ字状の通気孔、（Ｄ）は貫通形状の通気孔を示す断面図である。
【図８】直線形状の通気溝を示す部分拡大断面図である。
【図９】屈曲形状の通気溝を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本発明に係る摺動式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。
【００３２】
以下の実施形態では、自動車で使用されるプロペラ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構造を備えた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。
【００３３】
なお、以下の実施形態では、ダブルオフセット型等速自在継手に適用した場合について説明するが、他の摺動式等速自在継手、例えばクロスグルーブ型等速自在継手やトリポード型等速自在継手にも適用可能である。
【００３４】
図１および図２に示す実施形態の摺動式等速自在継手（以下、単に等速自在継手と称す）は、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のボール１３と、ケージ１４とを主要な構成要素としている。
【００３５】
外側継手部材１１は、両端部が開口した略円筒形状をなし、軸方向に延びる直線状トラック溝１５が円筒状内周面１６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１５と対をなして軸方向に延びる直線状トラック溝１７が球面状外周面１８の円周方向複数箇所に等間隔で形成されている。
【００３６】
ボール１３は、外側継手部材１１のトラック溝１５と内側継手部材１２のトラック溝１７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の円筒状内周面１６と内側継手部材１２の球面状外周面１８との間に介在してポケット１９に収容されたボール１３を保持する。
【００３７】
なお、この実施形態では、６個のボール１３を例示するが、そのボール１３の個数は任意である。また、内側継手部材１２の軸孔２０にシャフト２１をスプライン嵌合により連結して止め輪２２により抜け止めしている。
【００３８】
内側継手部材１２、ボール１３およびケージ１４は、外側継手部材１１の内部に収容されて内部部品２３を構成する。この内部部品２３は、外側継手部材１１に対して角度変位および軸方向変位可能となっている。
【００３９】
外側継手部材１１の開口端部２４の内周面に環状溝２５を設け、その環状溝２５にサークリップ２６を嵌着した構造としている。この構造により、内部部品２３の軸方向変位時、ボール１３がサークリップ２６と干渉することで内部部品２３の軸方向変位量を規制してスライドオーバーを防止している。
【００４０】
以上の構成からなる等速自在継手では、シャフト２１により外側継手部材１１と内側継手部材１２との間に作動角が付与されると、ケージ１４に保持されたボール１３は常にどの作動角においても、その作動角の二等分面内に維持され、外側継手部材１１と内側継手部材１２との間での等速性が確保される。
【００４１】
この等速自在継手では、外側継手部材１１の内部にグリース等の潤滑剤２７（図中散点で示す）を封入することにより、外側継手部材１１に対してシャフト２１が角度変位および軸方向変位しながら回転する動作時において、継手内部の摺動部位での潤滑性を確保している。
【００４２】
一方、継手内部に封入された潤滑剤２７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、外側継手部材１１の一方の開口端部２４にゴムまたは樹脂製のブーツ２８および金属製のブーツアダプタ２９を装着すると共に、他方の開口端部３０に金属製のシールプレート３１を装着している。
【００４３】
ブーツ２８は、外側継手部材１１の開口端部２４に装着されたブーツアダプタ２９で固定された大径端部３２と、内側継手部材１２から延びるシャフト２１にブーツバンド３３で固定された小径端部３４と、大径端部３２と小径端部３４とを繋ぎ、シャフト２１の軸方向変位および角度変位時に変形可能な屈曲部３５とで構成されている。
【００４４】
ブーツアダプタ２９は、外側継手部材１１の開口端部２４の外周面に嵌合された基端部３７と、その基端部３７から軸方向に延びる先端部３８とで構成されている。基端部３７は、開口端部２４の外周面の溝部３６に加締めで固定されている。先端部３８には、ブーツ２８の大径端部３２が加締めで固定されている。
【００４５】
シールプレート３１は、円盤状のプレート部３９とその外周縁を屈曲させて軸方向に延在させたフランジ部４０とで構成されている。シールプレート３１は、外側継手部材１１の開口端部３０の内周面にフランジ部４０を圧入することで取り付けられている。
【００４６】
この実施形態の等速自在継手では、ブーツ２８の屈曲部３５（小径端部３４に近接する側）の内周面にその全周に亘って、シャフト２１の外周面に向けて突出する断面舌片状のリップ部４１を設けている。リップ部４１の突出長さは、例えば０．５ｍｍ〜４ｍｍ程度が好ましい。
【００４７】
このリップ部４１は、内側継手部材１２を含む内部部品２３が継手中心（ジョイントセンター）に位置する時（図１参照）にシャフト２１の外周面と非接触状態であり、内部部品２３が継手奥側へ軸方向変位した時（図３および図４参照）にシャフト２１の外周面と接触する。なお、継手中心（ジョイントセンター）とは、車両が平坦道路に駐車した時の内部部品２３の軸方向位置を意味する。
【００４８】
つまり、図１の拡大で示すように、内部部品２３が継手中心に位置する時には、リップ部４１がシャフト２１の外周面と非接触状態であり、リップ部４１の内周縁部とシャフト２１の外周面との間に隙間ｍを有する。その隙間ｍは、例えば０．５ｍｍ〜４ｍｍ程度に設定されている。
【００４９】
一方、図３および図４の拡大で示すように、内部部品２３が継手奥側へ軸方向変位した時には、ブーツ２８の屈曲部３５がシャフト２１の外周面に近接するように変形することでリップ部４１がシャフト２１の外周面に接触する。図３は、内部部品２３が外側継手部材１１の略中央位置へ移動した状態を示す。また、図４は、内部部品２３が外側継手部材１１の最奥部位置へ移動した状態を示す。
【００５０】
この実施形態の等速自在継手では、内部部品２３が継手奥側へ軸方向変位した時（図３および図４参照）には、外側継手部材１１の内部に充填された潤滑剤２７が、変形したブーツ２８の屈曲部３５に接近して小径端部３４側に侵入する前に、ブーツ２８の屈曲部３５の変形によりリップ部４１がシャフト２１の外周面と接触する。
【００５１】
このリップ部４１の接触により、潤滑剤２７がブーツ２８の小径端部３４側に侵入することを阻止できる。その結果、潤滑剤２７が外部に漏洩することを防止でき、十分なシール性を確保することができる。
【００５２】
一方、内部部品２３が継手中心に位置する時（図１参照）には、リップ部４１がシャフト２１の外周面と非接触状態であるので、リップ部４１とシャフト２１の外周面間の隙間ｍを介してブーツ２８の内外が連通する。
【００５３】
このリップ部４１の非接触状態により、継手の高速回転時に発熱により継手内圧が上昇することを抑制できる。また、ブーツ２８の変形および摩耗破損を未然に防止することができる。
【００５４】
ここで、リップ部４１の形成位置は、図１に示す部位以外であってもよく、内部部品２３が継手奥側に軸方向変位した時に、ブーツ２８の屈曲部３５の変形によりシャフト２１の外周面に接触可能な部位であればよい。つまり、図１の破線で示すように、応力負荷の小さい折り返し部位ｎから小径端部３４までの間であれば、リップ部４１を形成することが可能である。
【００５５】
また、内部部品２３が継手中心から最奥部位置までの軸方向変位量の１／３以上移動した時点（図３の状態）でリップ部４１がシャフト２１の外周面に接触するように、リップ部４１の形成位置および大きさが設定されている。この設定により、潤滑剤２７の封入量が最大であっても、潤滑剤２７がブーツ２８の小径端部３４側に侵入することを防止できる。
【００５６】
内部部品２３が継手中心から最奥部位置まで軸方向変位し、外側継手部材１１内に封入された潤滑剤２７がブーツ２８に接触する前にリップ部４１がシャフト２１の外周面に接触することになるので、潤滑剤２７がブーツ２８の小径端部３４側に侵入することを確実に防止できる。
【００５７】
この実施形態のリップ部４１は、図５（Ａ）に示すように、外側継手部材１１の開口端部２４（図１参照）に向けて傾斜した断面形状を有するが、同図（Ｂ）に示すように、ブーツ２８の小径端部３４に向けて傾斜する断面形状であってもよい。
【００５８】
また、この実施形態の等速自在継手では、プロペラシャフトが高速で回転することから、その高速回転時に発熱により継手内圧が上昇したり、発熱による劣化でブーツ寿命が低下したりすることを防止するため、図１に示すように、潤滑剤２７を漏洩しない程度に微小な通気溝４２をブーツ２８の小径端部３４の内周面（ブーツバンド３３による固定部位）に設けている。
【００５９】
この通気溝４２は、シャフト２１の外周面とで囲撓された通気経路を形成した構造をなす。このように、通気溝４２でブーツ２８の内外を連通させることにより、高速回転時、通気溝４２による放熱作用でもって、継手内圧の上昇およびブーツ寿命の低下を未然に防止することができる。
【００６０】
図６は図１のＰ−Ｐ線に沿う断面図である。この実施形態では、図６に示すように、ブーツ２８の小径端部３４の周方向に沿って１つの通気溝４２を設けた場合を例示するが、ブーツ２８の小径端部３４の周方向に沿って２つ以上の通気溝４２を設けてもよく、その数は任意である。
【００６１】
また、図７は図１のＱ−Ｑ線に沿う断面図である。この実施形態の等速自在継手では、リップ部４１のシャフト接触部位である内周縁部に通気孔４３を設けている。この通気孔４３の形態としては種々のものが可能であり、それらの形態を図７（Ａ）〜（Ｄ）に例示する。
【００６２】
具体的に、通気孔４３としては、同図（Ａ）に示すような切り欠き半円形状、同図（Ｂ）に示すような切り欠き矩形状、同図（Ｃ）に示すような切り欠きＶ字形状、同図（Ｄ）に示すような貫通孔形状が可能である。
【００６３】
このように、リップ部４１に通気孔４３を設けたことにより、リップ部４１においても、継手の高速回転時に発熱により継手内圧が上昇することを抑制でき、発熱による劣化でブーツ寿命が低下したりすることを未然に防止できる。
【００６４】
前述した通気溝４２と同様、この実施形態では、ブーツ２８のリップ部４１の周方向に沿って１つの通気孔４３を設けた場合を例示するが、ブーツ２８のリップ部４１の周方向に沿って２つ以上の通気孔４３を設けてもよく、その数は任意である。
【００６５】
また、図３の状態から図４の状態に移行する間は、リップ部４１がシャフト２１の外周面に接触して密閉されるが、その間は通気孔４３を通じて継手内圧の上昇を抑制することができる。
【００６６】
一方、図４に示すように、内部部品２３が外側継手部材１１の最奥部位置に位置した状態のように潤滑剤２７がリップ部４１に接触する状態の時には、ブーツ２８の屈曲部３５の変形が大きくなりリップ部４１の通気孔４３は閉塞する。
【００６７】
このように、図４の状態ではリップ部４１、通気孔４３において完全に閉塞されるが、図４の内部部品２３が外側継手部材１１の最奥部位置に位置した状態は、運転中に長時間生じるものではないので継手内圧の上昇に影響はない。
【００６８】
そのため、通気孔４３を形成していても潤滑剤２７が外部に漏洩することを防止でき、十分なシール性を確保することができる。
【００６９】
この実施形態では、リップ部４１の通気孔４３と小径端部３４の通気溝４２とが、シャフト２１の周方向で異なる位相（円周方向位置）に形成されている。例えば、図６に示す通気溝４２と図７（Ａ）〜（Ｄ）に示す通気孔４３とを１８０°ずらした位相に形成した場合を例示するが、位相のずれ量は任意である。
【００７０】
このように、リップ部４１の通気孔４３と小径端部３４の通気溝４２とをシャフト２１の周方向で異なる位相に形成することにより、通気孔４３と通気溝４２との位相のずれ量に応じて継手内圧の調整が可能となる。
【００７１】
通気溝４２は、図１や図８で拡大して示すように、シャフト２１の軸方向に沿って形成された直線形状をなす。このような直線形状の通気溝４２をシャフト２１の軸方向に沿って形成することにより、その通気溝４２を容易に製作することが可能となる。
【００７２】
また、通気溝４２は、図９に示すように、シャフト２１の軸方向に沿って形成された内側溝部４４と、その内側溝部４４に連続してシャフト２１の周方向に沿って形成された中間溝部４５と、その中間溝部４５に連続してシャフト２１の軸方向に沿って形成された外側溝部４６とで構成された屈曲形状をなす形態であってもよい。
【００７３】
このような形態とすることにより、潤滑剤２７が通気溝４２まで達した場合であっても、その潤滑剤２７が通気溝４２を介して継手外部に漏洩することを容易に抑制できる。なお、図９は、内側溝部４４と外側溝部４６とをシャフト２１の周方向で１８０°ずらした位相に形成した場合を例示するが、位相のずれ量は任意である。
【００７４】
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】
【００７５】
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）
２１  シャフト
２７  潤滑剤
２８  ブーツ
４１  リップ部
４２  通気溝
４３  通気孔
【図１】
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【図２】
2019015346.tif 000004
【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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