(57)【要約】【課題】ブーツ付等速自在継手において、安定した通気性を確保しつつ、潤滑材の漏洩および異物の侵入を効果的に抑制あるいは防止する。【解決手段】ブーツ２８の小径端部２８ｂに継手内外を連通する通気路３１を形成する。通気路３１は、軸線と平行な平面Ｐ内でブーツ２８の小径端部２８ｂを貫通するように形成され、かつ、軸方向に対して角度をなす傾斜部３１ａを有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク伝達部材を介して相対移動する外側継手部材および内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に設けられ、内側継手部材から延びる軸部材の外周面に端部が嵌着されて継手内部を密封するブーツとを備え、ブーツの前記端部に設けた軸方向の通気路で継手内外を連通可能とした等速自在継手であって、
通気路は、軸線と平行な平面内でブーツの前記端部を継手内外で貫通するように形成され、かつ、軸方向に対して角度をなす傾斜部を有することを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
通気路は、前記傾斜部と連通し、軸方向に沿ったストレート部をさらに有することを特徴とする請求項１記載の等速自在継手。
【請求項３】
ストレート部の両端に傾斜部を設けたことを特徴とする請求項２記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記通気路を複数設けたことを特徴とする請求項１記載の等速自在継手。
【請求項５】
通気路内に突出する突出部をさらに有することを特徴とする請求項１記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記ブーツが、ゴム又は熱可塑性エラストマーで形成された請求項１記載の等速自在継手。
【請求項７】
プロペラシャフトに使用されることを特徴とする請求項１〜６の何れか記載の等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は等速自在継手に関し、詳細には４ＷＤ車やＦＲ車などにおいてトランスミッションからディファレンシャルへ回転駆動力を伝達するプロペラシャフトに用いられ、継手内部を密封するためのブーツを具備した等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えばＦＲ車では、エンジン、クラッチ、変速機（トランスミッション）が前方に、減速歯車装置（ディファレンシャル）、駆動車軸が後方にそれぞれ配置されているため、この間の動力伝達にプロペラシャフトを用いるのが通例である。また、ＦＲ車ベースの４ＷＤ車では、リアプロペラシャフトとフロントプロペラシャフトとが必要である。これらプロペラシャフトは、トランスミッションとディファレンシャル（以下、単にデフと称す）間の相対位置変化による長さ変位と角度変位に対応できる構造とするために等速自在継手を具備する。
【０００３】
図６に公知の等速自在継手を示す。同図に示す等速自在継手は、プロペラシャフト用の等速自在継手の一例を示すものであり、内側継手部材としての内輪１と、外側継手部材としての外輪２と、トルク伝達部材としてのボール３と、ボール３を保持するケージ４とを主要な構成部品として備える。外輪２の一端開口はエンドキャップ８によって、また他端開口はブーツ６およびブーツアダプタ７によってそれぞれ封止され、これにより継手内部に充填した潤滑材（例えば、グリース）の漏洩が防止される。ブーツ６は、小径端部６ａ、大径端部６ｂ、および小径端部６ａと大径端部６ｂを接続する中間部６ｃを一体に有する。ブーツ６の小径端部６ａは、その外周面に設けた周方向溝６ｄにブーツバンド９を嵌合させた状態でこれを締め付けることにより、内輪２から延びる軸部材５の外周面に嵌着されている。一方、ブーツ６の大径端部６ｂは、ブーツアダプタ７を介して外輪２の外周面に連結されている。
【０００４】
この種の等速自在継手では、高速回転時の発熱による内圧膨張や減圧時の凹みによってブーツ６が変形、破損等する場合がある。かかる不具合を防止するには、内外圧を均衡させるのが有効であり、これを実現するために、ブーツ６の小径端部６ａには継手内外を連通する軸方向の通気路１０が設けられる。通気路１０は、例えば図６にも示すように、小径端部６ａの内周面に軸方向に沿った直線溝を設け、当該直線溝と軸部材５の外周面とで形成される（例えば、特許文献１）。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１の構成では、グリース漏れや異物の侵入防止といったブーツ６の本来的な機能（シール機能）が損なわれる場合がある。そこで、例えば、ブーツの小径端部の外方側一端面に円環状のリップを設け、このリップで通気路を覆ったもの（例えば、特許文献２）や、小径端部６ａの内周面に軸方向に対して角度をなす傾斜溝を設け、当該傾斜溝と軸部材５の外周面とで傾斜状の通気路を設けたもの（例えば、特許文献３）などが提案されている。
【特許文献１】実開平７−４４９６９号公報
【特許文献２】特開平８−２８７０４号公報
【特許文献３】特開２００６−２７５２５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２の構成では、継手の回転に伴ってブーツに遠心力が作用し、リップが拡開した場合にのみ継手内外が連通状態となるため、ブーツの変形等が効果的に抑制される一方で、シール機能も確保される。しかしながら、リップは円環状に形成されているためその剛性が比較的高い。そのため、所望の態様でリップを拡開させるのが困難で、所望の通気性を確保できない場合がある。例えば、リップを薄肉化するなどしてその剛性を低下させることも可能であるが、リップの開閉動作による疲労劣化によってブーツが破損するおそれがある。
【０００７】
また、特許文献３の構成では、通気路を長大化し得る点を除いて、特許文献１の構成と大差はなく、十分なシール機能を確保するのが困難である。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、この種のブーツ付等速自在継手において、ブーツの変形や破損を防止しつつ、潤滑材の漏洩や異物の侵入を効果的に抑制あるいは防止可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明では、トルク伝達部材を介して相対移動する外側継手部材および内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に設けられ、内側継手部材から延びる軸部材の外周面に端部が嵌着されて継手内部を密封する可撓性のブーツとを備え、ブーツの前記端部に設けた軸方向の通気路で継手内外を連通可能とした等速自在継手であって、通気路は、軸線と平行な平面内でブーツの前記端部を継手内外で貫通するように形成され、かつ、軸方向に対して角度をなす傾斜部を有することを特徴とする等速自在継手を提供する。
【００１０】
上記のように、通気路を、軸線と平行な平面内でブーツの端部を継手内外で貫通するように形成し、かつ、軸方向に対して角度をなす傾斜部を有する構成とすれば、傾斜部においては、通気路と継手の回転中心との径方向離間距離（回転半径）が軸方向で漸次変化する。そしてこの場合、通気路の傾斜部に作用する遠心力は、外径方向成分と通気路に沿う方向の成分とに分解され、このうち通気路に沿う方向の成分は、回転半径が最小となる部分から端部側に向かって漸次大きくなる。そのため、上記構成とすれば、潤滑材は、遠心力によって傾斜部に沿って継手内部に戻る方向に力を受ける一方で、異物は、遠心力によって傾斜部に沿って継手外部に排出される方向に力を受ける。従って、潤滑剤の漏洩および異物の侵入を好適に抑制することができる。
【００１１】
なお、上記構成とした場合でも、継手内外は、通気路によって常時連通されているので、継手内外圧を均衡させることができ、回転時の発熱による内圧膨張等によってブーツが変形等する事態は効果的に防止される。
【００１２】
通気路は、前記傾斜部のみで構成することができる他、傾斜部に連通し、軸方向に沿ったストレート部をさらに有する構成とすることができる。前者の場合、通気路の形成が容易でありコスト面において後者の構成よりも有利である。一方、後者の場合、ストレート部に作用する遠心力は、通気路に沿う方向の成分を有さないため、当該ストレート部で潤滑材の漏洩や異物の侵入を留めることができ、上記効果が一層顕著に得られる。ストレート部を有する構成とする場合、特に、ストレート部の両端に傾斜部を設ければ、潤滑材の漏洩および異物侵入の抑制効果がより一層顕著に得られるため、望ましい。
【００１３】
通気路は、円周方向の一箇所にのみ設けても良いし複数設けても良い。後者の構成を採用すれば、前者に比べて一層良好な通気性を確保することが、すなわちブーツの変形がより一層効果的に防止される。
【００１４】
上記構成において、通気路内に突出する突出部をさらに設けることも可能である。かかる構成とすれば、通気路の一部が狭小化され、当該部分でラビリンスシールが構成される。従って、潤滑材の漏洩および異物の侵入の双方をより確実に抑制することが可能となり、望ましい。突出部は、ブーツに一体的に設けても良いし、通気路の軸方向一部領域が軸部材の外周面に開口している場合には、軸部材の外周面から通気路内に突出するように設けても良い。
【００１５】
また、上記本発明は、ブーツがゴム製であるか熱可塑性エラストマー製であるかを問わず好適に採用可能である。
【００１６】
本発明に係る等速自在継手は上記の特徴を有するものであるから、高速回転による発熱の問題等が生じ易いプロペラシャフト用の等速自在継手として好適である。もちろん、プロペラシャフト用のみならず、例えば、ドライブシャフト用の等速自在継手に本発明を適用することも可能である。
【発明の効果】
【００１７】
以上のように、本発明によれば、安定した通気性を確保してブーツの変形や破損を防止しつつ、継手内部からの潤滑材漏れおよび継手外部からの異物侵入を効果的に抑制あるいは防止することができる。これにより、等速自在継手の耐久性および信頼性向上が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明に係る等速自在継手を図面に基づいて説明する。
【００１９】
図１は本発明に係る等速自在継手の第１実施形態を示すもので、詳細にはプロペラシャフトに使用される摺動式等速自在継手の一種であるレブロ型等速自在継手（ＬＪ）の一構成例を示すものである。同図に示す等速自在継手は、トルク伝達部材としてのボール２３を介して相対的に軸方向変位および角度変位可能に設けられた内側継手部材としての内輪２１および外側継手部材としての外輪２２と、ボール２３を保持するケージ２４とを主要な部品として備える。
【００２０】
内輪２１の外周面にはトラック溝２１ａが複数形成され、内輪２１の中心孔の内径にはスプライン２１ｂが形成されている。内輪２１の中心孔には、外径にスプライン２５ｃが形成された軸部２５ａを有する軸部材（スタブシャフト）２５が挿入され、両スプライン２１ｂ、２５ｃを相互に嵌合することにより、内輪２１とスタブシャフト２５とがトルク伝達可能に連結される。スタブシャフト２５の軸部２５ａの先端には環状溝２５ｄが設けられ、この環状溝２５ｄに装着されたスナップリング２６を内輪２１の端面で係止させることにより、内輪２１に対してスタブシャフト２５が抜け止め保持される。なお、本実施形態では内輪２１とスタブシャフト２５とを別体に形成しているが、両者は一体に形成することも可能である。
【００２１】
外輪２２は内輪２１の外周に配置され、その内周面には内輪２１のトラック溝２１ａと対をなすトラック溝２２ａが複数形成されている。対をなす内輪２１のトラック溝２１ａと外輪２２のトラック溝２２ａとの間にボール２３がそれぞれ組み込まれる。内輪２１の外周面と外輪２２の内周面との間にケージ２４が配設され、ボール２３はケージ２４のポケット２４ａ内で転動自在に保持される。
【００２２】
外輪２２の軸方向一端側にはエンドキャップ２７がボルト締めにより固定され、軸方向他端側には密封装置が装着されている。これにより、継手内部に充填した潤滑材（ここではグリース）の漏洩が防止されると共に継手外部からの異物侵入が防止される。密封装置は、主にブーツ２８とブーツアダプタ２９とからなる。
【００２３】
ブーツ２８は大径端部２８ａ、小径端部２８ｂ、および大径端部２８ａと小径端部２８ｂを接続する中間部２８ｃを一体に有する。小径端部２８ｂの外周面には周方向溝２８ｄが形成されている。このブーツ２８は、可撓性材料、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲ）、ニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコンゴム（ＶＭＱ、ＦＶＭＱ）、フッ素ゴム（ＦＫＭ、ＦＦＫＭ）などのゴム材料、または、エステル系、オレフィン系、ウレタン系、アミド系、スチレン系などの熱可塑性エラストマーを用いて形成される。
【００２４】
ブーツアダプタ２９は、その一端に外輪２２の外周面と嵌合するフランジ２９ａを有する略円筒状に形成され、エンドキャップ２７と共にボルト締めにより外輪２２に固定される。ブーツ２８とブーツアダプタ２９とは、ブーツ２８の大径端部２８ａにブーツアダプタ２９の反フランジ２９ａ側一端（端部２９ｂ）を加締めることにより固定されている。
【００２５】
スタブシャフト２５には環状凹部２５ｂが設けられ、この環状凹部２５ｂにブーツ２８の小径端部２８ｂが外嵌されている。そして、小径端部２８ｂの外周面の周方向溝２８ｄに嵌合させるようにしてブーツバンド３０が締め付けられ、これによりスタブシャフト２５の環状凹部２５ｂにブーツ２８の小径端部２８ｂが嵌着される。ブーツバンド３０は任意のものを使用することができ、いわゆるワンタッチタイプ、ロープロファイル、円環タイプ等が使用可能である。なお、ブーツ２８の小径端部２８ｂは自由状態でその内径が環状凹部２５ｂの外径よりもわずかに小径に設定され、これによりブーツ２８のスタブシャフト２５の環状凹部２５ｂに対する嵌着性が担保されている。
【００２６】
図２（Ａ）に、ブーツ２８の小径端部２８ｂ近傍（図１のＸ部）の拡大断面図を示す。同図に示すように、ブーツ２８の小径端部２８ｂには、高速回転時の発熱による内圧膨張、またあるいは減圧時の凹みによってブーツ２８が変形、破損等するのを防止するため、継手内外を連通し、継手の内外圧を均衡させるための軸方向の通気路３１が一本設けられている。通気路３１は、図２（Ｂ）および図２（Ｃ）に示すように、軸線と平行な平面（仮想平面）Ｐ内にその軸心が存在するようにして小径端部２８ｂの肉部を軸方向に貫通する貫通孔であり、かつ、軸方向Ｏに対して角度をなし、直線状に延びる傾斜部３１ａで構成される。なお、図示例では、通気路３１の断面形状を矩形状としているが、通気路３１の断面形状は任意に設定することができ、矩形状以外にも、例えば、真円状、楕円状等とすることもできる。
【００２７】
通気路３１を上記のように形成することで、通気路３１（の軸心）と回転中心との径方向離間距離（回転半径）は、通気路３１の軸方向に沿って漸次変化する。詳細に述べると、図２（Ｂ）（Ｃ）からも明らかなように、通気路３１の回転半径は、通気路３１（小径端部２８ｂ）の軸方向中央部３５から継手外端部３３および継手内端部３４に向かって漸次拡大する。このとき、通気路３１に作用する遠心力は、外径方向成分と通気路３１に沿う方向の成分とに分解され、このうち通気路３１に沿う方向の成分は、軸方向中央部３５から端部３３，３４側に向かって漸次大きくなる。
【００２８】
そのため、継手回転時において、通気路３１（傾斜部３１ａ）のうち、軸方向中央部３５よりも継手内部側の領域には、傾斜部３１ａに沿って継手内部方向（図２（Ｃ）中の矢印Ｃ方向）に向かう力が作用する一方で、通気路３１のうち、軸方向中央部３５よりも継手外部側の領域には、傾斜部３１ａに沿って継手外部方向（図２（Ｃ）中の矢印Ｄ方向）に向かう力が作用する。これにより、潤滑材は、遠心力によって傾斜部３１ａに沿って継手内部に戻る方向に力を受ける一方で、異物は、遠心力によって傾斜部３１ａに沿って継手外部に排出される方向に力を受ける。従って、潤滑材の漏洩および異物の侵入を効果的に抑制することができる。
【００２９】
なお、継手内外は、通気路３１によって常時連通されているので、継手内外圧を均衡させることができ、回転時の発熱による内圧膨張等によってブーツ２８が変形等する事態は効果的に防止される。以上のことから、等速自在継手の耐久性および信頼性向上が図られる。
【００３０】
以上では、傾斜部３１ａのみで通気路３１を構成した場合について説明を行なったが、通気路３１は上記形態に限定されることなく、他の形態とすることも可能であり、図３にその一例を示す。図３（Ａ）が図２（Ａ）に示す構成と異なる主な点は、通気路３１が、軸方向Ｏに対して角度をなし、直線状に延びる傾斜部と、傾斜部に連通し、軸方向Ｏに沿って直線状に延びるストレート部とを有する点にある。詳細には、図３（Ｂ）（Ｃ）にも示すように、ストレート部３１ｄの両端に第１および第２傾斜部３１ｂ、３１ｃが設けられる。なお、通気路３１の全体が、軸線と平行な平面Ｐ内でブーツ２８の小径端部２８ｂを貫通するように設けられる点は、図２に示すものと同一である。
【００３１】
かかる構成とした場合、図２に示す構成と同様に、継手回転時の遠心力によって、第１傾斜部３１ｂには継手外部側（図中矢印Ｄ方向）に向かう力が作用する一方で、第２傾斜部３１ｃには継手内部側（図中矢印Ｃ方向）に向かう力が作用する。また、ストレート部３１ｄは、その全長に亘って回転半径が変化しないので、ストレート部３１ｄには、継手回転時の遠心力によっても通気路３１の端部側に向かう力が作用しない。そのため、当該ストレート部３１ｄで潤滑材の漏洩や異物の侵入を留めさせることができる。
【００３２】
特に本実施形態では、第１傾斜部３１ｂと第２傾斜部３１ｃとの間にストレート部３１ｄが設けられていることから、ストレート部３１ｄを越えて、潤滑材が第２傾斜部３１ｃから第１傾斜部３１ｂに移行し難く、また同様に、異物が第１傾斜部３１ｂから第２傾斜部３１ｃに移行し難い。従って、潤滑材の漏洩および異物の侵入の双方を一層効果的に抑制することができる。
【００３３】
なお、図示例では、第１傾斜部３１ｂおよび第２傾斜部３１ｃの軸方向Ｏに対する角度（傾斜角）や長さを同一としているが、両傾斜部３１ｂ、３１ｃの傾斜角や長さは相互に異ならせることも可能である。例えば、潤滑材の漏洩防止効果に優位性をもたせたい場合には、ストレート部３１ｄの形成位置を継手外端部３３側にスライドさせ、第２傾斜部３１ｃの軸方向Ｏに対する角度を、第１傾斜部３１ｂのそれよりも鋭角に形成すれば良い。
【００３４】
さらに、図４に示すように、通気路３１の内部側に突出する突出部３２を一又は複数（図示例は二つ）設けることもできる。突出部３２を設けることにより、通気路３１の一部が狭小化され、当該部分でラビリンスシールが構成されるため、潤滑材の漏洩および異物の侵入の双方をより確実に抑制することができる。特に、図示例のようにストレート部３１ｄに突出部３２を設ければ、ストレート部３１ｄを境界として、上記の効果が一層顕著に得られるため、望ましい。
【００３５】
また、以上では、通気路３１を、単一の傾斜部３１ａで形成したものや、第１傾斜部３１ｂ、第２傾斜部３１ｃ、およびストレート部３１ｄで形成したものを説明したが、加工可能である限りにおいて、傾斜部およびストレート部３１ｄは任意に組み合わせることも可能である。
【００３６】
また、以上では、一本の通気路３１を設けた場合について説明を行ったが、通気路３１は複数（２つ以上）設けることも可能である（図示は省略）。かかる構成とすることで、一層良好な通気性を確保することが、すなわちブーツ２８の変形が一層効果的に防止される。なお、通気路３１を複数設ける場合、良好な通気性を確保する観点から、通気路３１は円周方向で等配するのが望ましい。
【００３７】
図５は、本発明を適用可能な摺動式等速自在継手の他の実施形態を示すものである。同図に示す等速自在継手が図１に示す等速自在継手と異なる主な点は、外輪２２が有底筒状に形成され、図１に示すエンドキャップ２７が省略されている点にある。この実施形態においても、通気路３１は、図２〜図４に示す構成とすることができるのはもちろんのことである。なお、その他の構成は図１に示す構成に準ずるので、共通の参照番号を付して重複説明を省略する。
【００３８】
なお、本発明は上述した形態以外の摺動式等速自在継手に適用可能であることはもちろんのこと、固定式等速自在継手にも適用可能で、特にプロペラシャフトに使用される等速自在継手に好ましく適用可能である。
【００３９】
以上、本発明について説明を行ったが、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、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る。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、および範囲内の全ての変更を含む。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明に係る等速自在継手の第１実施形態を示す断面図である。
【図２】（Ａ）図は図１のＸ部拡大断面図、（Ｂ）図は（Ａ）図をＡ方向から見た図、（Ｃ）図は（Ｂ）図のＢ−Ｂ断面図である。
【図３】通気路の他の構成を示すもので、（Ａ）図は図１のＸ部の他例を拡大して示す断面図、（Ｂ）図は（Ａ）図をＡ方向から見た図、（Ｃ）図は（Ｂ）図のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】通気路の他の構成を示すもので、図１のＸ部の他例を拡大して示すものである
【図５】本発明を適用可能な等速自在継手の他の実施形態を示す断面図である。
【図６】従来構成の等速自在継手を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
２１    内輪
２２    外輪
２３    ボール
２４    ケージ
２５    スタブシャフト（軸部材）
２８ｂ  小径端部
３０    ブーツバンド
３１    通気路
３１ａ  傾斜部
３１ｂ  第１傾斜部
３１ｃ  第２傾斜部
３１ｄ  ストレート部
３２    突出部
Ｏ      軸方向
Ｐ      軸線と平行な平面（仮想平面）
【図１】
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【図２】
2008298271.tif 000004
【図３】
2008298271.tif 000005
【図４】
2008298271.tif 000006
【図５】
2008298271.tif 000007
【図６】
2008298271.tif 000008