(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
帯板状部材の両端部の内周面同士を重ね合わせるように接合することにより前記帯板状部材をリング状に成形したバンド本体と、前記バンド本体の接合部に付設され、短冊状部材を円弧状に成形したレバーとを備え、前記レバーの端部を支点にして折り返してレバーを前記バンド本体に重ね合わせることによりバンド本体を縮径させ、前記バンド本体の内側に配置された等速自在継手用ブーツを締め付けるブーツバンドであって、
前記レバーの端部の支点側部位に、レバー板厚方向に沿う複数段の面取り部を設けたことを特徴とするブーツバンド。
【請求項２】
前記複数段の面取り部は、前記レバーの端部から１段目の面取り角度よりも２段目の面取り角度をバンド本体の法線方向に対して大きくした２段の面取り部とした請求項１に記載のブーツバンド。
【請求項３】
前記２段の面取り部は、１段目の面取り角度がバンド本体の法線方向に対して１０〜４５°とし、２段目の面取り角度がバンド本体の法線方向に対して４５〜８０°とした請求項２に記載のブーツバンド。
【請求項４】
前記複数段の面取り部は、前記レバーの端部から１段目の面取り角度よりも２段目の面取り角度をバンド本体の法線方向に対して大きくし、かつ、２段目の面取り角度よりも３段目の面取り角度をバンド本体の法線方向に対して大きくした３段の面取り部とした請求項１に記載のブーツバンド。
【請求項５】
前記３段の面取り部は、１段目の面取り角度がバンド本体の法線方向に対して１０〜４５°とし、２段目の面取り角度がバンド本体の法線方向に対して３０〜６０°とし、３段目の面取り角度がバンド本体の法線方向に対して５０〜８０°とした請求項４に記載のブーツバンド。
【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に組み込まれる固定式および摺動式等速自在継手に取り付けられ、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ためのブーツを締め付けるブーツバンドに関する。
【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】
自動車のエンジンから駆動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、駆動車輪側（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】
これら摺動式等速自在継手あるいは固定式等速自在継手では、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ブーツを装着している。この種のブーツは、金属製のブーツバンド（例えば、特許文献１参照）で締め付けて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。
【０００５】
この特許文献１に開示されたブーツバンドは、ワンタッチ式と称されるもので、帯板状部材の両端部を接合することによりリング状に成形したバンド本体と、そのバンド本体の接合部に付設され、短冊状部材を円弧状に成形したレバーとを備えている。
【０００６】
このブーツバンドの組み付けは、以下のとおりである。まず、ブーツバンドの組み付けに先立って、等速自在継手の外側継手部材あるいはシャフトにブーツの端部を装着する。この時、ブーツの端部の外側にブーツバンドを配置する。
【０００７】
この状態で、ブーツバンドにおいて、レバーの基端部を支点として折り返し、そのレバーをバンド本体に重ね合わせることによりバンド本体を縮径させる。このバンド本体が縮径したブーツバンドにより、ブーツの端部を等速自在継手の外側継手部材あるいはシャフトに締め付け固定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平１０−２６１０８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、一般的に、ワンタッチ式のブーツバンドでは、レバーの基端部を支点として折り返すと、レバーの基端部に沿ってバンド本体の当接部分が折り曲げられる。この時、レバーの基端部の支点側部位にエッジが形成されていると、エッジに当接するバンド本体の当接部分での曲率が小さくなることで、バンド本体の当接部分に応力集中が局部的に発生する。
【００１０】
このような局部的な応力集中が発生すると、等速自在継手の評価テストを行う上でブーツバンドを再利用するに際して、レバーの折り返しを繰り返した場合、金属疲労によりバンド本体の破断強度が低下し、レバーの基端部の支点側部位近傍でバンド本体が破断するおそれがある。
【００１１】
前述のような局部的な応力集中を緩和して、レバーの折り返しの繰り返しによるバンド本体の破断を防止するため、特許文献１で開示されたブーツバンドでは、レバーの基端部の支点側部位においてエッジを除去し、その支点側部位を曲面形状に形成している。
【００１２】
しかしながら、特許文献１で開示されたブーツバンドでは、レバーの基端部の支点側部位においてエッジを除去し、その支点側部位を曲面形状にするため、バレル加工またはショットブラスト加工などのエッジ処理が必要となる。その結果、ブーツバンドがコスト高となる。
【００１３】
そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、局部的な応力集中を緩和し、レバーの折り返しの繰り返しによる金属疲労を低減してバンド本体の破断を防止すると同時に、簡便な手段によりコスト低減を図り得るブーツバンドを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【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、帯板状部材の両端部の内周面同士を重ね合わせるように接合することにより帯板状部材をリング状に成形したバンド本体と、バンド本体の接合部に付設され、短冊状部材を円弧状に成形したレバーとを備え、レバーの端部を支点にして折り返してレバーをバンド本体に重ね合わせることによりバンド本体を縮径させ、バンド本体の内側に配置された等速自在継手用ブーツを締め付けるブーツバンドであって、レバーの端部の支点側部位に、レバー板厚方向に沿う複数段の面取り部を設けたことを特徴とする。
【００１５】
本発明のブーツバンドでは、レバーの端部の支点側部位に、レバー板厚方向に沿う複数段の面取り部を設けたことにより、レバーの端部を支点として折り返した場合、レバーの端部に形成された複数段の面取り部に沿ってバンド本体が折り曲げられることになる。この面取り部に当接するバンド本体の曲率が大きくなることで、バンド本体の当接部分に発生する局部的な応力集中を緩和することができる。
【００１６】
その結果、レバーの折り返しを繰り返しても、バンド本体の破断強度を確保することができ、レバーの端部の支点側部位近傍でバンド本体が破断することを防止できる。また、複数段の面取り部は、簡便な手段で形成することができるので、ブーツバンドのコスト低減が図れる。
【００１７】
本発明において、複数段の面取り部は、レバーの端部から１段目の面取り角度よりも２段目の面取り角度をバンド本体の法線方向に対して大きくした２段の面取り部、あるいはレバーの端部から１段目の面取り角度よりも２段目の面取り角度をバンド本体の法線方向に対して大きくし、かつ、２段目の面取り角度よりも３段目の面取り角度をバンド本体の法線方向に対して大きくした３段の面取り部とした構成が望ましい。
【００１８】
このような構成を採用すれば、バンド本体の当接部分に発生する局部的な応力集中を確実に緩和することができ、バンド本体の破断強度を確保することができる。その結果、レバーの端部の支点側部位近傍でバンド本体が破断することが確実に防止できる。また、２段あるいは３段の面取り部の場合、加工の簡略化が図れて、大幅なコスト低減が図れる。
【００１９】
本発明において、２段の面取り部は、１段目の面取り角度がバンド本体の法線方向に対して１０〜４５°とし、２段目の面取り角度がバンド本体の法線方向に対して４５〜８０°とした構成が望ましい。また、３段の面取り部は、１段目の面取り角度がバンド本体の法線方向に対して１０〜４５°とし、２段目の面取り角度がバンド本体の法線方向に対して３０〜６０°とし、３段目の面取り角度がバンド本体の法線方向に対して５０〜８０°とした構成が望ましい。
【００２０】
このような構成を採用すれば、２段あるいは３段の面取り部を最適な角度に設定することができ、バンド本体の破断強度を確保することが容易となる。その結果、レバーの端部の支点側部位近傍でバンド本体が破断することをより一層確実に防止できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、レバーの折り返し時、バンド本体の当接部分に発生する局部的な応力集中を緩和することができる。この局部的な応力集中の緩和により、レバーの折り返しを繰り返しても、バンド本体の破断強度を確保することができ、レバーの端部の支点側部位近傍でバンド本体が破断することを防止できるので、等速自在継手の評価テストを行う上で、バンドの再利用が可能となる。また、複数段の面取り部を簡便な手段で形成することができるので、ブーツバンドのコスト低減が図れる。その結果、信頼性が高く長寿命で安価なブーツバンドを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態で、ブーツバンドのレバーを折り返す前の状態を示す正面図である。
【図２】ブーツバンドのレバーを折り返した後の状態を示す正面図である。
【図３】本発明の実施品１で、（Ａ）はレバーの端部の支点側部位を示す斜視図、（Ｂ）はブーツバンドのレバーを折り返した状態を示す要部拡大断面図である。
【図４】本発明の実施品２で、（Ａ）はレバーの端部の支点側部位を示す斜視図、（Ｂ）はブーツバンドのレバーを折り返した状態を示す要部拡大断面図である。
【図５】本発明の実施品と比較するための比較品で、（Ａ）はレバーの端部の支点側部位を示す斜視図、（Ｂ）はブーツバンドのレバーを折り返した状態を示す要部拡大断面図である。
【図６】本発明の実施品１，２と比較品について、バンド本体が破断するまでのレバーの折り返し回数を示すグラフである。
【図７】等速自在継手の外側継手部材とシャフトにブーツの端部をブーツバンドで締め付け固定した状態を示す正面図である。
【図８】図７の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係るブーツバンドの実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。
【００２４】
以下の実施形態におけるブーツバンドを適用する等速自在継手としては、自動車の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構造を備えた固定式等速自在継手の一つであるアンダーカットフリー型等速自在継手を例示する。
【００２５】
なお、本発明は、ツェッパ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り、また、ダブルオフセット型等速自在継手、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などの摺動式等速自在継手にも適用可能である。
【００２６】
図７は、ドライブシャフトの一部を構成するアンダーカットフリー型等速自在継手、シャフト、および等速自在継手とシャフトとの間に装着されたブーツを示す。図８は、図７の断面図である。
【００２７】
等速自在継手は、図７および図８に示すように、外側継手部材１１、内側継手部材１２、ボール１３およびケージ１４で主要部が構成されている。
【００２８】
外側継手部材１１は、軸方向に延びる円弧状トラック溝１５が球面状内周面１６の複数箇所に円周方向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と対をなして円弧状トラック溝１７が球面状外周面１８の複数箇所に円周方向等間隔で形成されている。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との間に介在している。ケージ１４は、外側継手部材１１の球面状内周面１６と内側継手部材１２の球面状外周面１８との間に配されてボール１３を保持する。
【００２９】
外側継手部材１１のトラック溝１５の開口側部分と内側継手部材１２のトラック溝１７の奥側部分は、継手軸方向に平行なストレート形状とすることにより、作動角の高角化を図っている。内側継手部材１２にはシャフト１９の一端がスプライン嵌合により連結されている。このシャフト１９の他端には、摺動式等速自在継手（図示せず）の内側継手部材がスプライン嵌合により連結されている。
【００３０】
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とシャフト１９との間にゴム製または樹脂製の蛇腹状ブーツ２０を装着した構造を具備する。外側継手部材１１およびブーツ２０の内部空間に潤滑剤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１９が作動角をとりながら回転する動作時において潤滑性を確保するようにしている。
【００３１】
ブーツ２０は、外側継手部材１１の外周面にブーツバンド３１により締め付け固定された大径端部２１と、シャフト１９の外周面にブーツバンド３１により締め付け固定された小径端部２２と、大径端部２１と小径端部２２とを繋ぎ、大径端部２１から小径端部２２へ向けて縮径した伸縮自在な蛇腹部２３とで構成されている。ブーツバンド３１によりブーツ２０の大径端部２１および小径端部２２を締め付け固定することでシール性を確保するようにしている。
【００３２】
ブーツ２０は、等速自在継手が作動角をとりながら回転する機能を備えていることから、その挙動に追従できる柔軟性を確保するために伸縮自在な蛇腹形状をなすゴム製または樹脂製のものが使用される。ゴム素材としては、表面硬さがＨｓ４５〜７５であるクロロプレンゴムあるいはシリコンゴム等が好適である。また、樹脂素材としては、表面硬さがＨＤ３８〜５５である熱可塑性ポリエステル系エラストマ−または熱可塑性ポリエステル系エラストマ−を含む組成物等が好適である。
【００３３】
前述したブーツ２０を外側継手部材１１およびシャフト１９に締め付け固定する金属製のブーツバンド３１は、以下の構造を具備する。図１は、ブーツ２０（図７参照）を締め付け固定する前の状態、図２は、ブーツ２０（図７参照）を締め付け固定した後の状態を示す。
【００３４】
この実施形態のブーツバンド３１は、ワンタッチ式と称されるもので、図１に示すように、金属製の帯板状部材３２の両端部３３，３４を接合することによりリング状に成形したバンド本体３５と、そのバンド本体３５の接合部３６に付設され、金属製の短冊状部材３７を円弧状に成形したレバー３８とで主要部が構成されている。このバンド本体３５には、折り返し後のレバー３８を固定するための止め部３９が設けられている。
【００３５】
バンド本体３５は、帯板状部材３２の一端部３３の内周面と他端部３４の内周面とを衝合させて溶接などで固定することにより形成された接合部３６を有する。レバー３８は、その基端部をバンド本体３５の接合部３６の外周面に溶接などで固定することによりバンド本体３５に取り付けられている。止め部３９は、バンド本体３５の幅方向両側に径方向外側へ起立するように設けられた一対の舌片４０からなる。なお、レバー３８は、折り返し動作を必要とすることから、その強度を確保するため、バンド本体３５よりも厚板となっている。
【００３６】
以上の構成からなるブーツバンド３１の組み付けは、以下の要領でもって行われる。このブーツバンド３１の組み付けに先立って、等速自在継手の外側継手部材１１の外周面にブーツ２０の大径端部２１を外嵌すると共に、シャフト１９の外周面にブーツ２０の小径端部２２を外嵌する。この時、ブーツ２０の大径端部２１および小径端部２２の外側にブーツバンド３１を配置する。
【００３７】
この状態で、ブーツバンド３１のレバー３８の基端部を支点としてレバー３８を折り返すことにより、そのレバー３８の凹曲面状内周面をバンド本体３５の凸曲面状外周面に重ね合わせる。このレバー３８のバンド本体３５への重ね合わせによりバンド本体３５が縮径する。このバンド本体３５が縮径したブーツバンド３１により、ブーツ２０を外側継手部材１１の外周面およびシャフト１９の外周面に締め付け固定する。
【００３８】
レバー３８の先端部は、バンド本体３５の止め部３９の舌片４０を内側へ折り曲げるように加締めることにより、舌片４０で押さえ込まれてバンド本体３５に固定される。
【００３９】
図３（Ａ）に示す実施形態のブーツバンド３１では、レバー３８の基端部の支点側部位４１に、レバー板厚方向に沿う複数段、例えば２段の面取り部４２，４３を設けている。この実施形態では、面取り部４２，４３の段数を２段としているが、３段以上とすることも可能である。図４（Ａ）に示す実施形態のブーツバンド３１では、レバー３８の基端部の支点側部位４１に、レバー板厚方向に沿う３段の面取り部４４〜４６を設けている。なお、面取り部は、４段以上であってもよく、その段数は任意である。
【００４０】
このように、レバー３８の基端部の支点側部位４１に２段の面取り部４２，４３あるいは３段の面取り部４４〜４６を設けたことにより、レバー３８の基端部を支点として折り返した際に、図３（Ｂ）あるいは図４（Ｂ）に示すように、レバー３８の基端部に形成された２段の面取り部４２，４３あるいは３段の面取り部４４〜４６に沿ってバンド本体３５が折り曲げられることになる。
【００４１】
この面取り部４２，４３あるいは面取り部４４〜４６に当接するバンド本体３５の当接部分での曲率が大きくなることで、２段の面取り部４２，４３あるいは３段の面取り部４４〜４６により、バンド本体３５の当接部分に発生する局部的な応力集中を緩和することができる。
【００４２】
その結果、等速自在継手の評価テストを行う上でブーツバンド３１を再利用する場合、レバー３８の折り返しを繰り返しても、バンド本体３５の破断強度を確保することができ、レバー３８の基端部の支点側部位４１近傍でバンド本体３５が破断することを防止できる。また、２段の面取り部４２，４３あるいは３段の面取り部４４〜４６は、切削加工やプレス加工などの簡便な手段によって低コストで形成することができる。
【００４３】
２段の面取り部４２，４３は、図３（Ａ）に示すように、レバー３８の端部から１段目の面取り角度αよりも２段目の面取り角度βをバンド本体３５の法線方向に対して大きくしている。つまり、１段目の面取り角度αをバンド本体３５の法線方向に対して１０〜４５°、好ましくは、２０〜４０°とし、２段目の面取り角度βをバンド本体３５の法線方向に対して４５〜８０°、好ましくは、５０〜７０°とする。
【００４４】
この実施形態では、１段目の面取り角度αをバンド本体３５の法線方向に対して３０°とし、２段目の面取り角度βをバンド本体３５の法線方向に対して６０°としている。
【００４５】
３段の面取り部４４〜４６は、図４（Ａ）に示すように、レバー３８の端部から１段目の面取り角度αよりも２段目の面取り角度βをバンド本体３５の法線方向に対して大きくし、かつ、２段目の面取り角度βよりも３段目の面取り角度γをバンド本体３５の法線方向に対して大きくしている。つまり、１段目の面取り角度αをバンド本体３５の法線方向に対して１０〜４５°、好ましくは、２０〜３０°とし、２段目の面取り角度βをバンド本体３５の法線方向に対して３０〜６０°、好ましくは、４０〜５０°とし、３段目の面取り角度γをバンド本体３５の法線方向に対して５０〜８０°、好ましくは、６５〜７５°とする。
【００４６】
この実施形態では、１段目の面取り角度αをバンド本体３５の法線方向に対して３０°とし、２段目の面取り角度βをバンド本体３５の法線方向に対して５０°とし、３段目の面取り角度γをバンド本体３５の法線方向に対して７０°としている。
【００４７】
２段の面取り角度α，βあるいは３段の面取り角度α，β，γを前述の範囲に規定することにより、２段の面取り部４２，４３あるいは３段の面取り部４４〜４６を最適な角度に設定することができ、バンド本体３５の破断強度を確保することが容易となる。その結果、レバー３８の基端部の支点側部位４１近傍でバンド本体３５が破断することをより一層確実に防止できるので、等速自在継手の評価テストを行う上で、バンドの再利用が可能となる。
【００４８】
なお、２段の面取り角度α，βあるいは３段の面取り角度α，β，γが前述の範囲を逸脱する場合は、バンド本体３５の破断強度を確保することが困難となる。
【００４９】
２段の面取り部４２，４３の場合、１段目の面取り角度αが下限値（１０°）より小さかったり、２段目の面取り角度βが上限値（８０°）より大きかったりすると、面取り効果を発揮させることや面取りを成形することが困難となる。また、１段目の面取り角度αと２段目の面取り角度βとの上下限境界値（４５°）がずれると、２段の面取り部４２，４３での分散効果を均等に得ることが困難となる。
【００５０】
３段の面取り部４４〜４６の場合、１段目の面取り角度αが下限値（１０°）より小さかったり、３段目の面取り角度γが上限値（８０°）より大きかったりすると、面取り効果を発揮させることや面取りを成形することが困難となる。また、１段目の面取り角度αと２段目の面取り角度βとの上下限境界値（４５°，３０°）、および２段目の面取り角度βと３段目の面取り角度γとの上下限境界値（６０°，５０°）がずれると、３段の面取り部４４〜４６での分散効果を均等に得ることが困難となる。
【実施例１】
【００５１】
本出願人は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、レバー３８の基端部の支点側部位４１に２段の面取り部４２，４３を設けたブーツバンド３１（本発明の実施品１）と、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、レバー３８の基端部の支点側部位４１に３段の面取り部４４〜４６を設けたブーツバンド３１（本発明の実施品２）と、図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、レバー１３８の基端部の支点側部位１４１に面取りなしでエッジ部１４４を設けたブーツバンド１３１（比較品）とを比較する試験を行った。
【００５２】
その試験では、実施品１，２と比較品とについて、レバー３８，１３８の折り返しにより、レバー３８，１３８の基端部の支点側部位４１，１４１近傍でバンド本体３５，１３５が破断するまでの繰り返し回数を検証した。なお、この検証試験は、４個の実施品１，２と４個の比較品について行った。
【００５３】
その結果、図６に示すように、４個の比較品では、バンド本体１３５が破断するまでの繰り返し回数が３〜４回であった。これに対して、４個の実施品１，２では、バンド本体３５が破断するまでの繰り返し回数が６〜７回であった。
【００５４】
実施品１，２〔図３（Ｂ）および図４（Ｂ）参照〕では、レバー３８の基端部を支点として折り返した際に、２段の面取り部４２，４３あるいは３段の面取り部４４〜４６に当接するバンド本体３５の当接部分での曲率が、比較品〔図４（Ｂ）参照〕においてエッジ部１４４に当接するバンド本体１３５の当接部分での曲率よりも大きくなる。このことから、実施品１，２では、バンド本体３５の当接部分に発生する局部的な応力集中を緩和することができる。
【００５５】
このように、バンド本体３５の当接部分に発生する局部的な応力集中を緩和することができる実施品１，２では、比較品の２倍程度のレバー折り返しが可能である。これにより、実施品１，２では、レバー３８の折り返し時、レバー３８の基端部の支点側部位４１近傍でバンド本体３５が破断することを防止できることが明らかとなった。
【００５６】
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】
【００５７】
２０  等速自在継手用ブーツ
３１  ブーツバンド
３２  帯板状部材
３５  バンド本体
３６  接合部
３７  短冊状部材
３８  レバー
４１  支点側部位
４２〜４６  面取り部
α，β，γ  面取り角度
【図１】
0006576822.tif 000002
【図２】
0006576822.tif 000003
【図３】
0006576822.tif 000004
【図４】
0006576822.tif 000005
【図５】
0006576822.tif 000006
【図６】
0006576822.tif 000007
【図７】
0006576822.tif 000008
【図８】
0006576822.tif 000009