(57)【要約】【課題】回転膨張を抑えることができ、しかも、高温下で曝されたとしても回転膨張防止機能を有効に発揮することが可能な等速自在継手用ブーツを提供する。【解決手段】軸方向に沿って山部１４と谷部１５とが交互に配設された蛇腹部１６を有するブーツ本体１０と、ブーツ本体１０の蛇腹部１６の谷部に外嵌されるリング体１１とを備えた等速自在継手用ブーツである。リング体１１は、螺旋状に巻かれた金属製スプリングをリング状に形成してなる。蛇腹部１６の谷部１５に外嵌された状態で、継手回転時のブーツ本体１０の膨張を阻止する阻止力をブーツ本体１０に付与する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に沿って山部と谷部とが交互に配設された蛇腹部を有するブーツ本体と、このブーツ本体の蛇腹部の谷部に外嵌されるリング体とを備えた等速自在継手用ブーツにおいて、
リング体を、前記蛇腹部の谷部に外嵌された状態で、継手回転時のブーツ本体の膨張を阻止する阻止力を付与する螺旋状に巻かれた金属製スプリングにて構成したことを特徴とする等速自在継手用ブーツ。
【請求項２】
リング体の金属製スプリングを、所定高温以上で元の形状に戻って継手回転時のブーツ本体の膨張を阻止する阻止力を付与する形状記憶合金にて構成したことを特徴とする請求項１の等速自在継手用ブーツ。
【請求項３】
リング体を弾性材にて被覆して被覆層を形成したことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の等速自在継手用ブーツ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手用ブーツに関し、特に、自動車や各種産業機械における動力の伝達に用いられる等速自在継手のブーツに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車や各種産業機械における動力の伝達に用いられる等速自在継手には、継手内部への塵埃等の異物侵入防止や継手内部に封入されたグリースの漏れ防止を目的とし、蛇腹状のブーツが装着される。
【０００３】
この種のブーツは例えば図４に示すように、等速自在継手１００の外輪１０１に固定される大径部１０２と、内輪１０３から延びるシャフト１０４に固定される小径部１０５と、大径部１０２と小径部１０５との間に設けられ、谷部１０６と山部１０７とが交互に形成された蛇腹部１０８とを有する。そして、大径部１０２と小径部１０５とはそれぞれブーツバンド１０９が装着されることによって固定される。
【０００４】
すなわち、大径部１０２の外周面及び小径部１０５の外周面にはそれぞれバンド装着用溝１１０、１１１が設けられ、各溝１１０、１１１にブーツバンド１０９、１０９が嵌合される。
【０００５】
このように、シャフト１０４とブーツを固定することによって、ブーツがシャフト１０４から外れることや等速自在継手内のグリースが外部へ流出することを防いでいる。
【０００６】
ブーツ材料には、一般的に、伸縮疲労に対して良好なＣＲゴム（クロロプレンゴム）等のゴム材を使用している。
【０００７】
ところで、等速自在継手が作動角をとった場合、大径部１０２側の谷部１０６が、等速自在継手の外輪１０１と、シャフト１０４との間に挟み込まれた状態となって、機械的に圧縮された状態となる。このため、この谷部１０６は、滑らかかな曲がりを維持することができず、谷部１０６の一部で過度の屈曲が生じ、その屈曲部分が弾性域を越えた状態、すなわち、材料の分子構造にずれが生じた状態となる。この状態から屈折部分が等速自在継手の回転に伴って急激に伸ばされると分子構造の破壊が進行する。このようなことが繰り返されると、ブーツはその蛇腹部１０８の谷部１０６において早期に破損する可能性がある。
【０００８】
そこで、従来には、前記のような破損を未然に防止するために、ブーツの谷部に弾性リングを嵌合させたものがある（特許文献１及び特許文献２）。すなわち、谷部に弾性リングを嵌合させることによって、ブーツの谷部での過度の屈曲を防止して、弾性域を越える屈曲部を生じさせないようにするものである。
【特許文献１】実公平７−１５３１号公報
【特許文献２】特開平１１−１５９６１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このように、前記特許文献１、２等に記載のものでは、大きな作動角で回転する頻度が高い場合において、谷部での破損を抑制するものである。
【００１０】
しかしながら、使用される車両によっては、ブーツの蛇腹部の径が拡大するような高速回転で走行する場合がある。このため、前記特許文献１及び２に記載のような弾性リングを蛇腹部の谷部に外嵌していたとしても、回転膨張を防止できるものではなく、回転膨張に対応できていないのが現状である。また、図５に示すように、ゴム材料やシリコーン材料等のＯリング１１３を使用し、このＯリング１１３を蛇腹部１０８の谷部１０６に装着した場合、ゴム材料では耐オゾン性、耐熱性、及び強度等に劣り、また、シリコーン材料では、強度的に劣るとともにコスト高となっていた。なお、特許文献２に記載のように弾性リングに切欠（スリット）を設け、その対応する切断端部を接合（係合）するものである。すなわち、谷部に装着する際には、その切断端部を非接合状態として、拡径させ、谷部に嵌合させた状態で切断端部を接合するものである。このため、切断端部に凹凸係合部等を設ける必要があり、構造の複雑化を招くとともに、接合作業も面倒であり、さらには使用時において、その接合が外れるおそれもある。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みて、回転膨張を抑えることができ、しかも、高温下で曝されたとしても回転膨張防止機能を有効に発揮することが可能な等速自在継手用ブーツを提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の等速自在継手用ブーツは、軸方向に沿って山部と谷部とが交互に配設された蛇腹部を有するブーツ本体と、このブーツ本体の蛇腹部の谷部に外嵌されるリング体とを備えた等速自在継手用ブーツにおいて、リング体は、前記蛇腹部の谷部に外嵌された状態で、継手回転時のブーツ本体の膨張を阻止する阻止力をこのブーツ本体に付与する螺旋状に巻かれた金属製スプリングにて構成したものである。
【００１３】
本発明の等速自在継手用ブーツでは、リング体は継手回転時のブーツ本体の膨張を阻止する阻止力をこのブーツ本体に付与するので、ブーツ本体の膨張を抑えることができる。また、リング体は螺旋状に巻かれた金属製スプリングにて構成されるので、弾性を有し、その径の拡縮が可能となる。このため、リング体をリング状のまま拡径させて谷部に対応させ、この状態でその拡径方向の引張力を解除すれば、復元力で縮径して谷部に嵌合した状態となる。しかも、リング体は金属製スプリングからなるので、ゴム材料やシリコーン等に比べて耐オゾン性、耐熱性、及び強度に優れる。
【００１４】
リング体の金属製スプリングを、所定高温以上で元の形状に戻って継手回転時のブーツ本体の膨張を阻止する阻止力を付与する形状記憶合金にて構成することができる。このため、高温に曝された状態で高速回転時にリング体が元の形状つまり縮径した形状に戻って、ブーツ本体の膨張を阻止することができる。ここで、高温とは、例えば、自動車の排気管近傍の雰囲気下の温度である。
【００１５】
リング体を弾性材にて被覆することができる。これにより、金属製のリング体が直接ブーツ本体に接触することを防止できる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の等速自在継手用ブーツは、リング体は継手回転時のブーツ本体の膨張を阻止する阻止力をこのブーツ本体に付与する。このため、ブーツ本体の膨張を抑えることができて、ブーツ本体の膨張による損傷や外れ等を防止でき、長期に亘って安定したブーツ機能を発揮する。
【００１７】
また、リング体をリング状のまま拡径させて谷部に対応させ、この状態でその拡径方向の引張力を解除すれば、復元力で縮径して谷部に嵌合した状態となる。このため、リング体のブーツ本体への装着作業の容易化を図ることができる。しかも、リング体は金属製スプリングからなるので、ゴム材やシリコーン材等に比べて耐オゾン性、耐熱性、及び強度に優れる。このため、高温に曝される過酷な条件下においても使用可能となる。
【００１８】
所定高温以上で元の形状に戻って継手回転時のブーツ本体の膨張を阻止する阻止力を付与する形状記憶合金にて構成することができる。このように、形状記憶合金にて構成すれば、高温に曝された状態で高速回転時にリング体が元の形状つまりつまり縮径した形状に戻って、ブーツ本体の膨張を阻止することができる。このため、高温下での回転膨張を安定して抑えることができる。
【００１９】
リング体を弾性材にて被覆すれば、金属製のリング体が直接ブーツ本体に接触しないので、リング体によるブーツ本体の損傷を防止できる。しかも、等速自在継手が作動角を取った場合にも、この被覆層にて被覆されているリング体は滑らかに追従することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００２１】
等速自在継手用ブーツ１は、図１に示すように、等速自在継手２に取付けられる。等速自在継手２は、内周面に複数の案内溝（トラック溝）３を軸方向に形成した外側継手部材としての外輪４と、外周面に複数の案内溝（トラック溝）５を形成した内側継手部材としての内輪６と、外輪４の案内溝３と内輪６の案内溝５とで協働して形成されるボールトラックに配される複数のボール７と、ボール７を収容するためのポケット８ａを有するケージ８等から構成される。また、内輪６の内周にセレーションやスプライン等のトルク伝達手段を介してシャフト９を結合している。
【００２２】
なお、等速自在継手２としては、この等速自在継手用ブーツ１を取付けることができるものであればよいので、固定式等速自在継手であっても、摺動式等速自在継手であってもよい。
【００２３】
等速自在継手用ブーツ１は、ＣＲゴム（クロロプレンゴム）等のゴム材からなるブーツ本体１０と、このブーツ本体１０に装着されるリング体１１とからなる。
【００２４】
ブーツ本体１０は、等速自在継手２の外側継手部材（外輪４）の開口端部に装着される大径部１２と、等速自在継手２の内側継手部材（内輪６）に連結されたシャフト９に装着される小径部１３と、大径部１２と小径部１３との間に設けられ、軸方向に沿って交互に配設される山部１４と谷部１５とを有する蛇腹部１６とを備える。山部１４と谷部１５とは傾斜部１７にて連結されている。
【００２５】
外輪４の開口部側の外周面に周方向凹溝を有するブーツ取付部１８が設けられ、このブーツ取付部１８に大径部１２が外嵌される。そして、大径部１２の外周面に形成された嵌合溝１９にブーツバンド２０を嵌着することによって、大径部１２を外輪４に固定している。
【００２６】
シャフト９には、外輪４から所定量突出した位置に、周方向に沿ったブーツ取付用溝２１を有するブーツ取付部２２が設けられ、小径部１３がブーツ取付部２２に外嵌される。小径部１３の外周面には、軸方向に沿ってバンド装着用溝２３が設けられている。そして、ブーツ本体１０の小径部１３がブーツ取付部２２に外嵌された状態で、バンド装着用溝２３にブーツバンド２０を嵌着する（締付ける）ことによって、小径部１３をシャフト９に固定している。
【００２７】
また、リング体１１は、螺旋状に巻かれた金属製スプリングをリング状に形成してなる。このため、このリング体１１は弾性を有し、拡縮が可能である。この場合、図２に示すように、大径部１２側の２個の谷部１５にリング体１１が外嵌されている。このように、リング体１１を谷部１５に嵌合することによって、リング体１１は継手回転時のブーツ本体１０の膨張を阻止する阻止力をこのブーツ本体１０に付与する。なお、金属製スプリングの材質として、ばね鋼、ピアノ線、硬鋼線、ステンレス鋼線、オイルテンパー線等の種々の金属を使用することができる。
【００２８】
リング体１１は弾性を有するので、リング体１１をリング状のまま拡径させて谷部１５（装着する谷部１５）に対応させ、この状態でその拡径方向の引張力を解除すれば、復元力で縮径して谷部１５に嵌合した状態となる。
【００２９】
本発明によれば、リング体１１は継手回転時のブーツ本体１０の膨張を阻止する阻止力をこのブーツ本体１０に付与するので、ブーツ本体１０の膨張を抑えることができる。これによって、ブーツ本体１０の膨張による損傷や外れ等を防止でき、長期に亘って安定したブーツ機能を発揮する。
【００３０】
また、リング体１１をリング状のまま拡径させて谷部１５に対応させ、この状態でその拡径方向の引張力を解除すれば、復元力で縮径して谷部１５に嵌合した状態となる。このため、リング体１１のブーツ本体１０への装着作業の容易化を図ることができる。しかも、リング体１１は金属製スプリングからなるので、ゴム材料やシリコーン材料等に比べて耐オゾン性、耐熱性、及び強度に優れる。このため、高温に曝される過酷な条件下(従来のＣＲ製ブーツでは対応できない条件下)においても使用可能となる。
【００３１】
ところで、前記実施形態においては、リング体１１は金属製スプリングにばね鋼等を使用したが、形状記憶合金を使用してリング体１１を構成してもよい。ここで、形状記憶合金とは、変形後に、ある一定温度以上に加熱すると元の形状に回復する性質をもつ合金である。このため、リング体１１を、所定高温（例えば、８０℃）以上で元の形状に戻るように設定する。ここで、元の形状とは、外力が作用しない自由状態のブーツ本体１０の谷部１５の径（外径）と、リング体１１の内径とが略同一となる形状である。ここで、前記所定高温とは、例えば、自動車の排気管近傍の雰囲気下の温度である。
【００３２】
このため、リング体１１が前記所定高温下に曝されなければ、リング体１１の内径がブーツ本体１０の谷部１５の径（外径）よりも大きく拡径した状態となって、リング体１１が谷部１５に遊嵌状に嵌合している。そして、所定高温下に曝されることによって、リング体１１が元の形状に戻って、リング体１１は継手回転時のブーツ本体１０の膨張を阻止する阻止力をこのブーツ本体１０に付与することができる。
【００３３】
また、このような形状記憶合金を使用しても、リング体１１は螺旋状の金属製スプリングを使用しているので、弾性を有し、このリング体１１を装着する場合には、弾性変形させることによって、拡径状態として装着することができる。
【００３４】
このため、リング体１１に形状記憶合金を使用しても、前記実施形態と同様の作用効果を奏する。特に、所定高温以上で元の形状に戻って継手回転時のブーツ本体１０の膨張を阻止する阻止力を付与する形状記憶合金にて構成すれば、高温に曝された状態で高速回転時にリング体１１が元の形状つまり縮径した形状に戻って、ブーツ本体１０の膨張を阻止することができる。このため、高温下での回転膨張を安定して抑えることができる。
【００３５】
次に、図３は他の実施形態を示し、この場合、図１に示すリング体１１に弾性材を被覆して被覆層２５を形成している。この場合、弾性材としては、ゴム材やシリコーン材を使用することができる。
【００３６】
このように、リング体１１に弾性材を被覆して被覆層２５を形成すれば、金属製のリング体１１が直接ブーツ本体１０に接触しないので、リング体によるブーツ本体の損傷を防止できる。しかも、等速自在継手が作動角を取った場合にも、この被覆層２５にて被覆されているリング体は滑らかに追従することができる。
【００３７】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、ブーツ本体１０の蛇腹部１６の谷部１５の数の増減は任意であって、少なくとも１個あればよい。また、前記各実施形態では、谷部１５が３個であり、その内の２個にリング体１１が嵌合されているが、全谷部１５に嵌合するようにしても、実施形態で嵌合されている２個のどちらかを省略しても、実施形態で嵌合されていない谷部１５に嵌合させて他の谷部１５に嵌合させないようにしたりすることができる。すなわち、谷部１５が複数個ある場合、全谷部１５にリング体１１を嵌合させたり、任意に選択した単数又は複数の谷部１５に嵌合させたりすることができる。要は、リング体１１を嵌合させた状態で、継手回転時のブーツ本体１０の膨張を阻止する阻止力を付与できればよい。
【００３８】
また、金属製スプリングにおいては、隣り合うコイルが密着したものであっても、隙間が設けられるものであってもよい。さらに、金属製スプリングの線径としても、使用する材料等によって相違するが、継手回転時のブーツ本体の膨張を阻止する阻止力を付与することが出来る範囲で種々変更できる。
【００３９】
さらにブーツ本体１０の膨張を阻止する阻止力として、継手回転数、ブーツ本体１０の材質、肉厚、使用する環境等に応じて変更することができる。この阻止力は金属製スプリングの復元力等にて決定できる。また、被覆層２５を設ける場合、金属製スプリングの弾性変形量、使用する環境、継手回転数等に応じて、材質や肉厚等を種々変更することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本発明の実施形態を示す等速自在継手用ブーツを等速自在継手に装着した状態の断面図である。
【図２】前記実施形態の等速自在継手用ブーツの簡略図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示す等速自在継手用ブーツの簡略図である。
【図４】従来の等速自在継手用ブーツを等速自在継手に装着した状態の断面図である。
【図５】従来の等速自在継手用ブーツの簡略図である。
【符号の説明】
【００４１】
２    等速自在継手
９    シャフト
１０  ブーツ本体
１１  リング体
１２  大径部
１３  小径部
１４  山部
１５  谷部
１６  蛇腹部
２５  被覆層
【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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