(57)【要約】【課題】動力伝達軸の軸方向移動の影響を低減できるブーツを提供する。【解決手段】等速自在継手２の外側継手部材１０の外周に配置される大径端部６１と、等速自在継手２の内側継手部材２０に連結された動力伝達軸５０の外周に配置される小径端部６２と、大径端部６１と小径端部６２との間に設けられた屈曲部６３とを備えるブーツであって、大径端部６２は、外側継手部材１０の外周面に固定され、小径端部６２は、動力伝達軸５０の外周面に対して軸方向に相対移動可能に配置されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
等速自在継手の外側継手部材の外周に配置される大径端部と、前記等速自在継手の内側継手部材に連結された動力伝達軸の外周に配置される小径端部と、前記大径端部と前記小径端部との間に設けられた屈曲部とを備えるブーツであって、
前記大径端部は、前記外側継手部材の外周面に固定され、
前記小径端部は、前記動力伝達軸の外周面に対して軸方向に相対移動可能に配置されることを特徴とするブーツ。
【請求項２】
前記小径端部は、前記動力伝達軸の外周面に対して隙間を介して配置される請求項１に記載のブーツ。
【請求項３】
前記小径端部の内周面に、ブーツ内外に連通する通気溝を設けた請求項１又は２に記載のブーツ。
【請求項４】
前記通気溝における、ブーツ内に開口する内側開口部と、ブーツ外に開口する外側開口部とが、周方向で異なる位置に配置されている請求項３に記載のブーツ。
【請求項５】
前記小径端部の内周面に、前記動力伝達軸の外周面に対して接触するシール部又はシール部材を周方向に渡って延在するように設けた請求項１から４のいずれか１項に記載のブーツ。
【請求項６】
前記シール部に、ブーツ内外に連通する通気部を設けた請求項５に記載のブーツ。
【請求項７】
前記大径端部近傍の外周面に、ブーツの回転膨張を抑制するリブを設けた請求項１から６のいずれか１項に記載のブーツ。
【請求項８】
前記屈曲部の内周面に、リブを設けた請求項１から７のいずれか１項に記載のブーツ。
【請求項９】
等速自在継手と、前記等速自在継手の内側継手部材に連結された動力伝達軸と、前記等速自在継手の外側継手部材と前記動力伝達軸との間に配置されたブーツとを備える動力伝達装置であって、
前記ブーツとして、請求項１から８のいずれか１項に記載のブーツを用いたことを特徴とする動力伝達装置。
【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装置において使用されるブーツ、及びブーツを備える動力伝達装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や各種産業機械に用いられる動力伝達装置として、ドライブシャフトやプロペラシャフト等の動力伝達軸に等速自在継手が連結されたものが知られている。
【０００３】
この種の動力伝達装置においては、継手内部への砂塵等の侵入や、継手内部からのグリース等の漏洩を防止するために、動力伝達軸と等速自在継手との間に筒状のブーツが装着されている。
【０００４】
一般的に、ブーツは、等速自在継手の外側継手部材の外周面に固定される大径端部と、動力伝達軸の外周面に固定される小径端部と、小径端部と外径端部との間に設けられた屈曲部とで構成されている（例えば、下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１５−５１６５５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、従来のブーツは、大径端部と小径端部との部位で外側継手部材と動力伝達軸に対してブーツバンド等の締結具によって軸方向に移動しないように固定されているため、等速自在継手に対して動力伝達軸が軸方向に移動すると、これに追従して動力伝達軸に固定されているブーツの小径端部も移動する。
【０００７】
このとき、ブーツが軸方向に伸縮することにより、伸縮に伴うブーツへの負荷が発生する。従って、特に動力伝達軸の軸方向移動量が大きい場合は、ブーツの伸縮に伴う負荷も大きくなり、亀裂等の破損に繋がる虞がある。また、動力伝達軸の軸方向移動量が大きい場合は、ブーツが収縮変形したときの反発力も大きくなるため、動力伝達軸の円滑な軸方向スライド特性に悪影響を及ぼすことも考えられる。さらに、従来の構成では、動力伝達軸の軸方向移動量が変わるとブーツに求められる伸縮量も変わるため、動力伝達軸の軸方向移動量に応じてブーツの形状や大きさなどを見直さなければならなかった。
【０００８】
そこで、本発明は、動力伝達軸の軸方向移動の影響を低減できるブーツ、及び斯かるブーツを備える動力伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明は、等速自在継手の外側継手部材の外周に配置される大径端部と、等速自在継手の内側継手部材に連結された動力伝達軸の外周に配置される小径端部と、大径端部と小径端部との間に設けられた屈曲部とを備えるブーツであって、大径端部は、外側継手部材の外周面に固定され、小径端部は、動力伝達軸の外周面に対して軸方向に相対移動可能に配置されることを特徴とする。
【００１０】
このように、小径端部が、動力伝達軸の外周面に対して軸方向に相対移動可能に配置されていることで、動力伝達軸が軸方向に移動しても、小径端部がこれに追従するのを防止できる。これにより、軸方向の伸縮に伴うブーツへの負荷を低減でき、ブーツの破損を抑制できるようになる。また、ブーツの収縮変形に伴う反発力も低減できるので、動力伝達軸の軸方向スライド特性への影響も低減できるようになる。また、軸方向移動量の大きい構成に対してブーツを適用する場合でも、小さいサイズの（伸縮量の小さい）ブーツを適用できるようになり、動力伝達装置の小型化を図れるようになる。
【００１１】
また、小径端部側を動力伝達軸に固定するためのブーツバンドも不要になるので、部品点数も削減でき、低コスト化も図れる。また、小径端部が動力伝達軸の軸方向移動に追従しないことで、等速自在継手内の潤滑剤が小径端部と動力伝達軸との間に流入しにくくすることができ、小径端部からの潤滑剤漏れを防止できる。さらに、ブーツが伸縮することに伴う内圧の上昇も抑制できるので、内圧が上昇することによる潤滑剤漏れも防止できるようになる。
【００１２】
小径端部は、動力伝達軸の外周面に対して隙間を介して配置されることが望ましい。この場合は、小径端部が動力伝達軸の外周面に対して接触している場合に比べて、より確実に動力伝達軸に対する小径端部の追従を防止できる。
【００１３】
小径端部の内周面に、ブーツ内外に連通する通気溝を設けてもよい。この場合、等速自在継手内外の通気性が向上するので、ブーツの変形や高速回転時の発熱に伴う継手内圧の上昇を抑制することができ、ブーツ寿命の低下を防止できるようになる。
【００１４】
また、通気溝における、ブーツ内に開口する内側開口部と、ブーツ外に開口する外側開口部とを、周方向で異なる位置に配置することで、通気溝からの潤滑剤漏れを生じにくくすることができる。
【００１５】
また、小径端部の内周面に、動力伝達軸の外周面に対して接触するシール部又はシール部材を周方向に渡って延在するように設けてもよい。この場合、シール部又はシール部材によって小径端部と動力伝達軸との間が封止されることで、小径端部からの潤滑剤漏れを確実に防止できるようになる。
【００１６】
小径端部に設けられたシール部に、ブーツ内外に連通する通気部を設けてもよい。このような通気部を設けることで、ブーツの内外で通気性が向上する。
【００１７】
また、大径端部近傍の外周面に、ブーツの回転膨張を抑制するリブを設けてもよい。ブーツの回転膨張が抑制されることで、ブーツの耐久性の向上を図れる。
【００１８】
また、屈曲部の内周面に、リブを設けてもよい。リブを設けることで、継手内部の潤滑剤充填空間の容積を減少させ、必要な潤滑剤の量を削減できる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ブーツの小径端部が動力伝達軸の軸方向移動に対して追従しないので、小径端部が動力伝達軸に追従することによる影響を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る動力伝達装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】ブーツの小径端部の拡大図である。
【図３】動力伝達軸が等速自在継手に対して図の左側へ移動した状態を示す縦断面図である。
【図４】動力伝達軸が等速自在継手に対して図の右側へ移動した状態を示す縦断面図である。
【図５】比較例の構成において、動力伝達軸が等速自在継手内へ押し込まれた状態を示す縦断面図である。
【図６】比較例の構成において、潤滑剤の一部が小径端部内に滞留する状態を示す縦断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る動力伝達装置の作用・効果を説明するための縦断面図である。
【図８】本発明の第２実施形態に係る動力伝達装置の縦断面図である。
【図９】図８に示す通気溝の展開図である。
【図１０】本発明の第３実施形態に係る動力伝達装置の縦断面図である。
【図１１】本発明の第４実施形態に係る動力伝達装置の縦断面図である。
【図１２】図１１に示すシール部の断面図である。
【図１３】本発明の第５実施形態に係る動力伝達装置の縦断面図である。
【図１４】本発明の第６実施形態に係る動力伝達装置の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００２２】
図１は、本発明に係る動力伝達装置の一実施形態を示す縦断面図である。
【００２３】
図１に示すように、本実施形態に係る動力伝達装置１は、等速自在継手２と、等速自在継手２の内側継手部材２０に連結された動力伝達軸５０と、等速自在継手２の外側継手部材１０と動力伝達軸５０との間に配置されたブーツ６０とを備えている。
【００２４】
本実施形態における等速自在継手としては、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ことができ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。なお、本発明は、ダブルオフセット型等速自在継手に限らず、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、さらには、摺動式等速自在継手に限らず、ツェッパ型等速自在継手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を備える動力伝達装置にも適用可能である。
【００２５】
図１に示すように、等速自在継手２は、一端部が開口する有底筒状をなし、軸方向に延びる直線状トラック溝１１が円筒状内周面１２の円周方向複数箇所に形成された外側継手部材１０と、外側継手部材１０のトラック溝１１と対をなして軸方向に延びる直線状トラック溝２１が球面状外周面２２の円周方向複数箇所に形成された内側継手部材２０と、外側継手部材１０のトラック溝１１と内側継手部材２０のトラック溝２１との間に介在してトルクを伝達する複数のトルク伝達部材であるボール３０と、外側継手部材１０の円筒状内周面１２と内側継手部材２０の球面状外周面２２との間に介在してポケット４１に収容されたボール３０を保持するケージ４０とを主要な構成要素としている。
【００２６】
内側継手部材２０の軸孔には、動力伝達軸５０がスプライン嵌合により連結されている。動力伝達軸５０は、その先端の外周面に装着された止め輪７２により内側継手部材２０に対して軸方向に抜け止めされている。
【００２７】
一方、外側継手部材１０の開口端部１３の内周面には、内側継手部材２０、ボール３０及びケージ４０からなる内部部品の摺動端位置を規制するための止め輪７１が嵌着されている。また、外側継手部材１０の開口端部１３には、外側継手部材１０内への砂塵等の異物侵入や外側継手部材１０内に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐために、ゴム製又は樹脂製のブーツ６０が装着されている。
【００２８】
ブーツ６０は、外側継手部材１０の一方の開口端部１３の外周に配置された大径端部６１と、動力伝達軸５０の外周に配置された小径端部６２と、大径端部６１と小径端部６２との間に設けられた屈曲部６３とで構成されている。本実施形態では、屈曲部６３が、略Ｕ字状に形成されているが、複数の山谷を有する蛇腹状であってもよい。
【００２９】
ここで、本実施形態においては、ブーツ６０の大径端部６１は、外側継手部材１０の外周面に対してブーツバンド７３により締め付け固定されている。一方、ブーツ６０の小径端部６２は、動力伝達軸５０に外周面に対して固定されていない。従って、小径端部６２は、動力伝達軸５０の外周面に対して軸方向に相対移動可能に配置されている。
【００３０】
図２は、ブーツ６０の小径端部６２（図１における二点鎖線の枠Ａ内の部分）の拡大図である。
【００３１】
図２に示すように、小径端部６２の内周面と動力伝達軸５０の外周面との間には、全周に渡って隙間Ｇが形成されており、小径端部６２と動力伝達軸５０とは互いに非接触の状態となっている。この隙間Ｇは、等速自在継手の作動角が０ｄｅｇの状態で、例えば直径で６ｍｍ以下（０ｍｍ＜Ｇ≦６ｍｍ）に設定される。また、等速自在継手が、車両駆動時の軸方向移動量は小さいが、車両への組み付け時に特に大きく軸方向移動させる必要のある、高常用角のプロペラシャフトに用いられる場合は、図１に示すように、継手中心Ｏからブーツ６０の小径端部６２の先端６２ａまでの軸方向長さＬが６０ｍｍとすると、等速自在継手の作動角が６ｄｅｇとなっても、小径端部６２と動力伝達軸５０の外周面との間に隙間Ｇができるように設定することが好ましい。なお、この場合の継手中心Ｏの位置は、動力伝達装置が車両に取り付けられた初期位置Ｘでのボール３０の中心位置に対応する位置を意味する。
【００３２】
上記のように、本実施形態に係る動力伝達装置１においては、ブーツ６０の小径端部６２が動力伝達軸５０の外周面に対して軸方向に相対移動可能に配置されていることで、動力伝達軸５０が等速自在継手２の外側継手部材１０に対して軸方向に移動しても、小径端部６２が動力伝達軸５０の軸方向移動に追従しない。例えば、継手中心Ｏが初期位置Ｘに配置された図１に示す状態から、図３に示すように、動力伝達軸５０が図の左側へ移動したり、反対に、図４に示すように、動力伝達軸５０が図の右側へ移動したりしても、小径端部６２は軸方向に移動せず、小径端部６２の先端６２ａの位置は同じ軸方向位置Ｅで保持される。
【００３３】
このように、小径端部６２が動力伝達軸５０の軸方向移動に対して追従しないことで、ブーツ６０の軸方向の伸縮を防止、あるいは大幅に抑制できるようになる。これにより、伸縮に伴うブーツ６０への負荷を低減できるようになり、ブーツ６０への亀裂等の発生を防止できる。また、ブーツ６０の収縮変形に伴う反発力も低減できるので、動力伝達軸５０の軸方向スライド特性への影響も低減できるようになる。また、軸方向移動量の大きい構成に対してブーツ６０を適用する場合でも、小さいサイズの（伸縮量の小さい）ブーツ６０を適用できるようになり、動力伝達装置の小型化を図ることができる。また、小径端部６２側を動力伝達軸５０に固定するためのブーツバンドも不要になるので、部品点数も削減でき、低コスト化を図れる。さらに、小径端部６２には、ブーツバンドを装着するための凹部も設けなくてよいので、小径端部６２の外周面を軸方向に渡って同一の外径寸法に形成することができる。
【００３４】
また、小径端部６２が動力伝達軸５０の軸方向移動に対して追従しないことで、小径端部６２からの潤滑剤の漏れも防止できる。従来では、特にプロペラシャフトの車両への組み付け時において、図５に示すように、動力伝達軸５００が等速自在継手２００内へ（図の右側へ）押し込まれると、これに追従してブーツ６００の小径端部６２０も等速自在継手２００内へ移動することで、等速自在継手２００内の潤滑剤７００の一部が小径端部６２０内にまで流入する。そして、図６に示すように、車両への組み付けが完了した後も、潤滑剤７００の一部が小径端部６２０内に滞留することで、小径端部６２０と動力伝達軸５００との隙間から（図の矢印で示すように）潤滑剤７００が外部に漏れ出る虞がある。また、車両駆動時に動力伝達軸５００が軸方向移動すると、ブーツ６００が伸縮することで内圧が上昇するため、これによっても潤滑剤７００が外部に漏れる虞がある。
【００３５】
これに対して、本実施形態に係る動力伝達装置においては、図７に示すように、動力伝達軸５０が等速自在継手２０内へ（図の左側へ）押し込まれても、これに追従してブーツ６０の小径端部６２は移動しないので、等速自在継手２０内の潤滑剤７０の一部が小径端部６２内にまで流入しにくくなる。また、車両駆動時に動力伝達軸５０が軸方向に移動しても、ブーツ６０は伸縮しない、あるいは伸縮が抑制されるため、ブーツ６０の伸縮に伴う内圧の上昇も抑制できる。このように、本実施形態に係る動力伝達装置においては、ブーツ６０の小径端部６２が動力伝達軸５０の軸方向移動に対して追従しないことで、小径端部６２内への潤滑剤７０の流入と内圧の上昇を回避することができ、潤滑剤７０の漏れを防止できる。
【００３６】
以下、上述の実施形態（第１実施形態）とは異なる実施形態について説明する。なお、以下の実施形態については、上述の実施形態とは異なる部分を中心に説明し、それ以外の部分は基本的に同様であるので説明を省略する。
【００３７】
図８に示す本発明の第２実施形態では、ブーツ６０の小径端部６２の内周面に、ブーツ６０内外に連通する通気溝６４を設けている。このように、小径端部６２の内周面に通気溝６４を設けることで、等速自在継手２内外の通気性が向上するので、ブーツ６０の変形や高速回転時の発熱に伴う継手内圧の上昇を抑制することができ、ブーツ寿命の低下を防止できるようになる。
【００３８】
図９は、上記通気溝６４の展開図である。図９において、上側の部分は通気溝６４を図８における矢印Ｂ方向から見た図であり、下側の部分は通気溝６４を図８における矢印Ｃ方向から見た図である。図９に示すように、通気溝６４は、ブーツ６０内に開口する内側開口部６４ａと、ブーツ６０外に開口する外側開口部６４ｂとを有しており、これらの開口部６４ａ，６４ｂは周方向で互いに異なる位置（例えば、１８０°ずれた位置）に配置されている。また、内側開口部６４ａと外側開口部６４ｂとは、周方向に連続する周方向溝６４ｃを介して互いに連通している。このように、内側開口部６４ａと外側開口部６４ｂとが、周方向溝６４ｃを介して周方向で互いに異なる位置に配置されていることで、通気溝６４からの潤滑剤漏れが生じにくくなる。また、内側開口部６４ａと外側開口部６４ｂとの周方向の相対的位置関係を変更することで、継手内圧の調整を行うことも可能である。
【００３９】
次に、図１０に示す本発明の第３実施形態では、ブーツ６０の小径端部６２の内周面に、周方向全周に渡ってシール溝６２ｂが形成されており、このシール溝６２ｂ内に、動力伝達軸５０の外周面に対して接触する環状のシール部材（Ｏリング）６５が周方向に渡って延在するように設けられている。このように、小径端部６２の内周面にシール部材６５を設けることで、小径端部６２と動力伝達軸５０との間からの潤滑剤漏れを確実に防止できるようになる。なお、シール部材（Ｏリング）６５の内周と動力伝達軸５０の間は摺動自在になっており、ブーツ６０が動力伝達軸５０の軸方向移動に対して追従しないものである。
【００４０】
また、図１１に示す本発明の第４実施形態のように、図１０に示した上記シール部材６５に代えて、ブーツ６０の小径端部６２の内周面に、内径方向に突出するシール部（リップ部）６２ｃを周方向に渡って延在するように設けてもよい。このシール部６２ｃが動力伝達軸５０の外周面に対して接触することで、シール部６２ｃによって小径端部６２と動力伝達軸５０との間からの潤滑剤漏れを防止できる。また、図１１に示す第４実施形態は、図８に示す第２実施形態の通気溝６４を備える。つまり、図１１に示す第４実施形態は、図８に示す第２実施形態の小径端部６２に設けられた通気溝６４より屈曲部６３側（反先端６２ａ側）にシール部（リップ部）６２ｃを設けている。なお、シール部（リップ部）６２ｃの内周と動力伝達軸５０の間は摺動自在になっており、ブーツ６０が動力伝達軸５０の軸方向移動に対して追従しないものである。
【００４１】
また、シール部６２ｃの断面図（図１１におけるＤ−Ｄ線断面図）である図１２に示すように、シール部６２ｃの周方向の一部に凹部を設けて、ブーツ６０内外に連通する通気部６２ｄを構成してもよい。通気部６２ｄの箇所では、シール部６２ｃと動力伝達軸５０との間に隙間が形成されることで、ブーツ６０の内外で通気性が向上する。なお、通気部６２ｄは、１箇所に限らず複数箇所に設けられていてもよい。
【００４２】
図１３に示す本発明の第５実施形態では、ブーツ６０の屈曲部６３の内周面に、リブ（突起）６３ａが設けられている。このリブ６３ａは、周方向の全周に渡って形成されており、ブーツ６０が等速自在継手２の外側継手部材１０に固定された状態で、外側継手部材１０の開口端部１３に接触する。このように、リブ６３ａが外側継手部材１０の開口端部１３に接触することで、その接触位置よりも外周側の空間へ潤滑剤が侵入するのを防止できる。これにより、継手内部の潤滑剤が充填される充填空間の容積が減少するので、必要な潤滑剤の量を削減することができる。また、ブーツ６０の大径端部６１からの潤滑剤漏れが生じ難くなる。
【００４３】
なお、リブ６３ａは外側継手部材１０の開口端部１３に対して接触していなくてもよい。この場合は、リブ６３ａ自体の容積によって、潤滑剤の充填空間の容積を減少させることができ、必要な潤滑剤の量を低減できる。
【００４４】
図１４に示す本発明の第６実施形態では、ブーツ６０の大径端部６１と屈曲部６３との間に段差部６６が設けられており、この段差部６６の外周面に、三角形状のリブ６６ａが複数設けられている。このように、大径端部６１近傍の段差部６６にリブ６６ａが設けられていることで、リブ６６ａの存在する箇所が肉厚となり剛性が高くなる。これにより、プロペラシャフト等の高速回転時におけるブーツ６０の回転膨張を抑制することができ、ブーツ６０の耐久性の向上を図ることができる。
【００４５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の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である。
【００４６】
上述の各実施形態では、ブーツの小径端部が、動力伝達軸に対して隙間が生じるように近接して配置されているが、小径端部は、動力伝達軸に対して隙間を介さずに接触して配置されていてもよい。すなわち、小径端部が動力伝達軸に対して軸方向に固定されていなければ、小径端部が動力伝達軸に対して軸方向に相対移動可能となるので、動力伝達軸の軸方向移動に対する小径端部の追従を防止でき、上述のような作用・効果を期待できる。
【符号の説明】
【００４７】
１      動力伝達装置
２      等速自在継手
１０    外側継手部材
２０    内側継手部材
３０    ボール
４０    ケージ
５０    動力伝達軸
６０    ブーツ
６１    大径端部
６２    小径端部
６２ｃ  シール部
６２ｄ  通気部
６３    屈曲部
６３ａ  リブ
６４    通気溝
６５    シール部材（Ｏリング）
６６    段差部
６６ａ  リブ
【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】
2019157879.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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