(57)【要約】【課題】高温雰囲気に曝されて、小径部に大きな圧縮永久歪が発生しても、小径部への応力集中を緩和することができ、シール性を確保できる等速自在継手用樹脂製ブーツおよびそのような樹脂製ブーツを用いた等速自在継手を提供する。【解決手段】等速自在継手の外側継手部材１の開口端部に装着される大径部２１と、等速自在継手の内側継手部材から延びた軸部材に装着される小径部２２と、大径部２１と小径部２２との間に設けられる蛇腹部２３とを備えた等速自在継手用樹脂製ブーツである。小径部２２と、この小径部２２に最も近設する山部２４との間に応力集中緩和部Ｓを設けた。【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開口端部に装着される大径部と、等速自在継手の内側継手部材から延びた軸部材に装着される小径部と、大径部と小径部との間に設けられる蛇腹部とを備え、前記蛇腹部が、複数の山部および谷部が交互に傾斜部を介して、大径部から小径部へ向けて漸次縮径して連結されてなる等速自在継手用樹脂製ブーツであって、
小径部と蛇腹部との間に応力集中緩和部を設けたことを特徴とする等速自在継手用樹脂製ブーツ。
【請求項２】
前記応力集中緩和部は、外径側に膨出する１個の小径山部からなることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手用樹脂製ブーツ。
【請求項３】
前記応力集中緩和部は、外径側に膨出する小径山部が軸方向に沿って複数個が所定ピッチで配設されてなることを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手用樹脂製ブーツ。
【請求項４】
前記応力集中緩和部を構成する小径山部の外径寸法が、前記蛇腹部の外径寸法よりも小さく設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手用樹脂製ブーツ。
【請求項５】
ブーツ材質を熱可塑性エラストマーとしたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手用樹脂製ブーツ。
【請求項６】
前記請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の等速自在継手用樹脂製ブーツを用いたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項７】
角度変位および軸方向変位の両方を許容する摺動式のトリポードタイプであることを特徴とする請求項６に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、自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用される等速自在継手、及びこれらの等速自在継手に装着される等速自在継手用樹脂製ブーツに関する。
【背景技術】
【０００２】
等速自在継手は、例えば自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用されるもので、駆動側と従動側の二軸間で、角度変位のみを許容する固定式等速自在継手や、角度変位のみならず軸方向変位も許容する摺動式等速自在継手がある。
【０００３】
図１０は摺動式等速自在継手としてのトリポード型等速自在継手を示している。この等速自在継手は、外側継手部材５１と、内側継手部材としてのトリポード部材５２と、トルク伝達部材５３を主要な構成要素としている。
【０００４】
外側継手部材５１は、マウス部５４と、このマウス部５４の底部から突設される軸部（ステム部）５５とを備える。マウス部５４は、一端にて開口したカップ状で、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝５６が形成してある。
【０００５】
トリポード部材５２はボス５８と脚軸５９とを備える。ボス５８には軸部材（シャフト）６０とトルク伝達可能に結合するスプラインまたはセレーション孔６１が形成してある。脚軸５９はボス５８の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。トリポード部材５２の各脚軸５９はトルク伝達部材５３を担持している。
【０００６】
このように、図１０に示すトリポード型等速自在継手では、脚軸５９と、トルク伝達部材５３のインナローラ９０とが互いに揺動可能とされ、外側継手部材５１のトラック溝５６に摺動可能に収容されるアウタローラ９１とが転動体（針状ころ）９２を介して互いに軸心方向に相対移動可能とされている。このため、この図１０に示すトリポード型等速自在継手では、外側継手部材５１と内側継手部材（トリポード部材５２）との間で、揺動と摺動とが繰り返される連続運転が行われる場合がある。
【０００７】
外側継手部材５１のマウス部５４の開口部がブーツ（等速自在継手用ブーツ）６２にて塞がれている。等速自在継手用ブーツ６２は、等速自在継手の外側継手部材５１の開口端部に装着される大径部７１と、等速自在継手のトリポード部材５２から延びたシャフト６０に装着される小径部７２と、大径部７１と小径部７２との間に設けられる蛇腹部７３とを備える。蛇腹部７３は、複数の山部７４と、複数の谷部７５と、山部７４と谷部７５とを連結する傾斜部７０とからなる。山部７４と谷部７５とは軸方向に沿って交互に配設されて、大径部から小径部へ向けて漸次縮径している。
【０００８】
大径部７１の外径面には周方向凹溝７６が設けられ、この周方向凹溝７６に装着されるブーツバンド７７の締め付けによって、大径部７１が外側継手部材５１の開口端部に外嵌固定される。また、小径部７２の外径面には周方向凹溝７８が設けられ、この周方向凹溝７８に装着されるブーツバンド７９の締め付けによって、小径部７２がシャフト６０に外嵌固定される。
【０００９】
ところで、等速自在継手用ブーツの材質として、クロロプレンゴム等のゴム製ブーツや熱可塑性エラストマー材を使用した樹脂ブーツがある。樹脂ブーツはゴム製ブーツに比べて疲労性や摩耗性、高速回転性（回転時振れ廻り性）に優れるため、適用が拡大している。特に、作動角を大きく取ることが必要な自動車の前輪側に使用される等速自在継手用ブーツにおいて、前記したような優れた性能を示す樹脂ブーツが主流となっている。
【００１０】
しかしながら、樹脂ブーツ材料が高温時の圧縮永久歪が大きい為、小径側の固定部（小径部７２）にいわゆる「へたり」が発生する。このため、前記図１０に示すトリポード型等速自在継手では、前記したような揺動と摺動との連続運転により、前記小径部７２に応力集中し、「小径部７２の浮き上がり」が生じる。このように、「小径部７２の浮き上がり」が生じれば、小径部７２とシャフト６０との間に継手内部のグリースが侵入する。また、揺動及び摺動の連続運転により、「浮き上がりの戻り」と「浮き上がり」とが繰り返され、小径部７２とシャフト６０との間にグリースが更に押し込まれる。このため、継手内部のグリースが小径部７２から外部への漏れが発生する。
【００１１】
そこで、従来には、高温時の圧縮永久歪が小さいリング状のゴム材を追加することにより、シール性を保つ構造としたものがある（特許文献１）。すなわち、図１１に示すように、シャフト６０のブーツ取付部に二条の周方向突起部８０，８１を設け、この周方向突起部間の周方向溝８２にリング状のシール部材（Ｏリング）８３を配置したものである。この場合、シール部材８３の圧縮永久歪量をブーツ素材の圧縮永久歪量よりも小さく設定する。そして、ブーツバンド７９にて小径部７２を締め付けた際に、小径部７２とシャフト６０の周方向突起部８０，８１との間において、２５％≦ρ≦６０％の潰し率でシール部材８３が潰されるようにしている。
【００１２】
このように設定することによって、「熱などの影響を受けて経時変化によりブーツのシール性が低下したとしても、シール部材によりブーツのシール性低下を補完してそのシール性低下を抑制することができる。」ようにしている。すなわち、熱の影響により樹脂ブーツに大きな圧縮永久歪（へたり）が発生した後でも、十分なシール性を確保するよう、シャフト６０の周方向溝８２に装着するシール部材（Ｏリング）を内径寸法、及び線径が小さい特殊仕様（ブーツが変形後でも適正なつぶし率を確保する仕様）を適用している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２００６−１９０３７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、前記特許文献１に記載のように、シール部材（Ｏリング）８３を用いるものでは、部品点数の増加を招くとともに、装着時に、シール部材（Ｏリング）８３を周方向溝８２に嵌合させる必要があって、作業性に劣る。しかも、潰し率を前記のように設定する必要があって、生産性およびコスト性にも劣ることになる。
【００１５】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、高温雰囲気に曝されて、小径部に大きな圧縮永久歪が発生しても、小径部への応力集中を緩和することができ、シール性を確保できる等速自在継手用樹脂製ブーツおよびそのような樹脂製ブーツを用いた等速自在継手を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明の等速自在継手用樹脂製ブーツは、等速自在継手の外側継手部材の開口端部に装着される大径部と、等速自在継手の内側継手部材から延びた軸部材に装着される小径部と、大径部と小径部との間に設けられる蛇腹部とを備え、前記蛇腹部が、複数の山部および谷部が交互に傾斜部を介して、大径部から小径部へ向けて漸次縮径して連結されてなる等速自在継手用樹脂製ブーツであって、小径部と蛇腹部との間に応力集中緩和部を設けたものである。
【００１７】
本発明の等速自在継手用樹脂製ブーツは、小径部と、この小径部に最も近設する山部との間に応力集中緩和部を設けたので、高温雰囲気に曝されて、小径部に大きな圧縮永久歪（へたり）が発生したとしても、この小径部への応力集中を緩和できる。
【００１８】
前記応力集中緩和部は、外径側に膨出する１個の小径山部からなる場合や、外径側に膨出する小径山部が軸方向に沿って複数個が所定ピッチで配設されてなる場合がある。また、応力集中緩和部を構成する小径山部の外径寸法が、蛇腹部の外径寸法よりも小さく設定されるのが好ましい。
【００１９】
ブーツ材質を熱可塑性エラストマーとするのが好ましい。ここで、熱可塑性エラストマーとは、常温では、ゴムの特色を持っているが、高温では、熱可塑性プラスチックと同様、軟化して圧縮、押し出し、射出などプラスチック加工機で、容易に成形することが可能である。架橋が不必要で、成形サイクルが短く、他のエラストマー(ゴム)では、ほとんど出来ないリサイクルが可能である。
【００２０】
本発明の等速自在継手は、前記記載の等速自在継手用樹脂製ブーツを用いたものである。等速自在継手としては、角度変位および軸方向変位の両方を許容する摺動式であるトリポードタイプとすることができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の等速自在継手用樹脂製ブーツでは、応力集中緩和部によって、高温雰囲気に曝されて、小径部に大きな圧縮永久歪（へたり）が発生したとしても、小径部への応力集中を緩和でき、シール性を確保することができる。このため、継手内部からのグリースの漏れを防止できる。さらに、従来において必要としたＯリング等のシール部材を必要とせず、部品点数の増加を防止できて、コスト低減を図ることができる。しかも、装着作業においても、シール部材を介在させる必要がなく、簡略化を図ることができる。
【００２２】
前記応力集中緩和部は、１個の小径山部や複数個の小径山部にて構成することができ、構造の簡略化を図ることができる。また、小径山部の外径寸法が、蛇腹部の外径寸法よりも小さく設定されれば、等速自在継手が作動角をとる場合等においてこの応力集中緩和部がその作動を損なわせない。
【００２３】
ブーツ材質を熱可塑性エラストマーとすることによって、疲労性や摩耗性、高速回転性（回転時振れ廻り性）に優れるブーツとなる。
【００２４】
前記等速自在継手用樹脂製ブーツを用いた等速自在継手では、長期にわたって安定してグリースの漏れを防止できる高品質の製品となる。特に、揺動と摺動との連続運転が繰り返されるトリポードタイプの摺動式等速自在継手に最適なブーツとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施形態を示す等速自在継手用樹脂製ブーツの縦断面図である。
【図２】前記図１に示す等速自在継手用樹脂製ブーツを用いた等速自在継手の断面図である。
【図３】前記図１に示す等速自在継手用樹脂製ブーツの要部拡大断面図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す等速自在継手用樹脂製ブーツの縦断面図である。
【図５】前記図４に示す等速自在継手用樹脂製ブーツを用いた等速自在継手の断面図である。
【図６】前記図４に示す等速自在継手用樹脂製ブーツの要部拡大断面図である。
【図７】小径蛇腹部の第１変形例を示し、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図８】小径蛇腹部の第２変形例を示し、（ａ）は縦断面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図９】従来の等速自在継手用樹脂製ブーツの断面図である。
【図１０】前記従来の等速自在継手用樹脂製ブーツを用いた等速自在継手の断面図である。
【図１１】他の従来の等速自在継手用樹脂製ブーツの要部断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下本発明の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。
【００２７】
図１に本発明に係る等速自在継手用樹脂製ブーツ（以下、単に樹脂ブーツと呼ぶ場合がある）の断面図を示し、図２にこの樹脂ブーツを用いた等速自在継手を示している。この場合の等速自在継手はトリポード型等速自在継手を示している。この等速自在継手は、外側継手部材（外輪）１と、内側継手部材としてのトリポード部材２と、トルク伝達部材３を主要な構成要素としている。
【００２８】
外側継手部材（外輪）１は、マウス部４と、このマウス部４の底部から突設される軸部（ステム部）５とを備える。マウス部４は、一端にて開口したカップ状で、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝６が形成してある。
【００２９】
トリポード部材２はボス８と脚軸９とを備える。ボス８には軸部材（シャフト）１０とトルク伝達可能に結合するスプラインまたはセレーション孔１１が形成してある。脚軸９はボス８の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。トリポード部材２の各脚軸９はトルク伝達部材３を担持している。
【００３０】
トルク伝達部材（ローラ機構）３は、いわゆるダブルローラタイプであって、内側ローラ３０と、外側ローラ３１と、内側ローラ３０と外側ローラ３１との間に介設される転動体としての針状ころ３２とを備えたアッセンブリ体で構成される。
【００３１】
前記図２に示すトリポード型等速自在継手では、脚軸９と、トルク伝達部材３のインナローラ（内側ローラ）３０とが互いに揺動可能とされ、外側継手部材１のトラック溝６に摺動可能に収容されるアウタローラ（外側ローラ）３１とが針状ころ３２を介して互いに軸心方向に相対移動可能とされている。このため、このようなトリポード型等速自在継手では、外側継手部材１と内側継手部材（トリポード部材２）との間で、揺動と摺動とが繰り返される連続運転が行われる場合がある。
【００３２】
外側継手部材１のマウス部４の開口部がブーツ（等速自在継手用ブーツ）１４にて塞がれている。等速自在継手用ブーツ１４は、等速自在継手の外側継手部材１の開口端部に装着される大径部２１と、等速自在継手のトリポード部材２から延びたシャフト１０に装着される小径部２２と、大径部２１と小径部２２との間に設けられる蛇腹部２３とを備える。蛇腹部２３は、複数の山部２４と、複数の谷部２５と、山部２４と谷部２５とを連結する傾斜部２０とからなる。山部２４と谷部２５とは軸方向に沿って交互に配設されて、大径部から小径部へ向けて漸次縮径している。
【００３３】
大径部２１の外径面には周方向凹溝２６が設けられ、この周方向凹溝２６に装着されるブーツバンド２７の締め付けによって、大径部２１が外側継手部材１の開口端部に外嵌固定される。また、小径部２２の外径面には周方向凹溝２８が設けられ、この周方向凹溝２８に装着されるブーツバンド２９の締め付けによって、小径部２２がシャフト１０に外嵌固定される。なお、大径部２１の内径面には、外側継手部材１の開口端部に圧接する一対の周方向膨出部３３，３３が設けられ、小径部２２の内径面には、シャフト１０のブーツ取付部１５に圧接する膨出部３４が設けられている。ブーツ１４の材質は、加硫ゴム系のエラストマーまたはプラスチック系のエラストマーなど、適度な可撓性、強度、シール性および耐久性を有する材料が適用できる。ブーツ材質として、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータによる硬さが３５以上５０以下である熱可塑性ポリエステル系エラストマーを使用することによって、疲労性や摩耗性、高速回転性（回転時振れ廻り性）に優れ、ブーツとして安定した機能を長期にわたって発揮することができる。
【００３４】
このブーツ１４においては、小径部２２と、この小径部２２に最も近設する山部２４との間に応力集中緩和部Ｓを設けている。この場合の応力集中緩和部Ｓは、外径側に膨出する小径山部３５が軸方向に沿って複数個が所定ピッチで配設されてなるものである。すなわち、応力集中緩和部Ｓは、図３に示すように、小径山部３５と小径谷部３６と軸方向に沿って交互に配設される小径蛇腹部３７からなる。このような小径蛇腹部３７は伸縮・変形性を具備して、等速自在継手の種々の状態での動きに追従することができる。このため、等速自在継手の揺動・摺動時に発生する小径部２２への応力をこの応力集中緩和部Ｓにて吸収することができる。なお、前記所定ピッチとは、ブーツ自由状態において、ほぼ等間隔のピッチであるが、この所定ピッチとして、任意に設定したピッチをいい等間隔のピッチに限るものではない。小径蛇腹部３７の肉厚寸法は、小径部２２または山部２４の肉厚寸法の１/２程度に設定される事により、小径部２２への応力集中の緩和が期待できる。
【００３５】
小径蛇腹部３７の各小径山部３５の外径寸法を略同一に設定するとともに、各小径谷部３６の内径寸法を略同一に設定している。この場合、各小径山部３５の外径寸法は、蛇腹部２３の最小径の山部（小径部２２に最も近設した山部）２４の外径寸法よりも小さく設定している。また、各小径谷部３６の内径寸法を、シャフト１０の小径蛇腹部相対向部位における外径寸法よりも大きく設定している。このため、図２に示すように、作動角を取らない状態では、小径蛇腹部３７の各小径谷部３６がシャフト１０の小径蛇腹部相対向部位に接触しない。
【００３６】
また、小径蛇腹部３７としては、図７（ａ）（ｂ）や図８（ａ）（ｂ）に示す形状のものであってもよい。すなわち、図７に示す小径蛇腹部３７は、その小径山部３５が図７（ｂ）に示すように、楕円形状とされている。そして、隣り合う小径山部３５、３５においては、周方向に９０度ずれるように配置されている。
【００３７】
図８に示す小径蛇腹部３７は、図８（ｂ）に示すように、三角形状とされている。この場合も、隣り合う小径山部３５、３５においては、周方向に９０度ずれるように配置されている。
【００３８】
このように、楕円形状や三角形状の小径山部３５を交互に位相をずらせる（互い違いに設定する）ことにより、小径蛇腹部３７の隣接する小径山部３５の径方向寸法を、異ならせる事が可能となり、小径山部３５の隣接する小径山部３５同士での干渉の発生を抑制する事によって、小径部２２への応力集中が緩和できる。
【００３９】
図５に示す等速自在継手は、図４に示す樹脂ブーツを用いている。この場合もブーツ１４も、小径部２２と、この小径部２２に最も近設する山部２４との間に応力集中緩和部Ｓを設けている。応力集中緩和部Ｓは、外径側に膨出する１個の小径山部３５からなる。このような応力集中緩和部Ｓであっても伸縮・変形性を具備して、等速自在継手の種々の状態での動きに追従することができる。このため、等速自在継手の揺動・摺動時に発生する小径部２２への応力をこの応力集中緩和部Ｓにて吸収することができる。
【００４０】
ところで、図１に示すブーツであっても、図４に示すブーツであっても、ブーツ材質を熱可塑性エラストマーとするのが好ましい。ここで、熱可塑性エラストマーとは、常温では、ゴムの特色を持っているが、高温では、熱可塑性プラスチックと同様、軟化して圧縮、押し出し、射出などプラスチック加工機で、容易に成形することが可能である。架橋が不必要で、成形サイクルが短く、他のエラストマー(ゴム)では、ほとんど出来ないリサイクルが可能である。ブーツ材質を熱可塑性エラストマーとすることによって、疲労性や摩耗性、高速回転性（回転時振れ廻り性）に優れるブーツとなる。
【００４１】
本発明の等速自在継手用樹脂製ブーツは、小径部２２と、この小径部２２に最も近設する山部２４との間に応力集中緩和部Ｓを設けたので、高温雰囲気に曝されて、小径部２２に大きな圧縮永久歪（へたり）が発生したとしても、小径部２２への応力集中を緩和できる。このため、シール性を確保することができ、継手内部のグリースの漏れの発生を防止できる。さらに、従来において必要としたＯリング等のシール部材を必要とせず、部品点数の増加を防止できて、コスト低減を図ることができる。しかも、装着作業においても、簡略化を図ることができる。
【００４２】
応力集中緩和部Ｓは、１個の小径山部３５や複数個の小径山部３５にて構成することができ、構造の簡略化を図ることができる。また、小径山部３５の外径寸法が、蛇腹部２３の外径寸法よりも小さく設定されれば、等速自在継手が作動角をとる場合等においてこの応力集中緩和部Ｓがその作動を損なわせない。
【００４３】
ブーツ材質を熱可塑性エラストマーとすることによって、疲労性や摩耗性、高速回転性（回転時振れ廻り性）に優れるブーツとなる。
【００４４】
このように、本発明の等速自在継手用樹脂製ブーツは、揺動と摺動との連続運転が行われる実施形態のようなトリポードタイプの等速自在継手に最適となる。ところで、実施形態のトリポード型速自在継手は、ダブルローラタイプであったが、ローラが１個のシングローラタイプであってもよい。また、等速自在継手としては、トリポード型等速自在継手に限るものではなく、他の摺動式等速自在継手（例えば、ダブルオフセットタイプ）であっても、固定式等速自在継手（ゼ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）であってもよい。
【００４５】
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、例えば、応力集中緩和部Ｓを構成する小径蛇腹部３７の小径山部３５の数は任意に設定できるが、前記実施形態のように３個程度が好ましい。すなわち、４個以上となれば、応力集中緩和部Ｓの軸方向長さが大となって、ブーツ全体の軸方向長さが大となって大型化するおそれがある。このため、小径山部３５としては１個から３個が好ましい。応力集中緩和部Ｓを構成する小径蛇腹部３７の各小径山部３５の外径寸法は、前記実施形態では、略同一に設定されているが、小径部２２側から蛇腹部２３に向かって順次大径となるものであっても、逆に、蛇腹部２３側から小径部２２に向かって順次大径となるものであってもよい。
【００４６】
また、蛇腹部２３の山部２４及び谷部２５の数や軸方向配設ピッチとしても任意に設定でき、さらには、各山部２４の外径寸法及び各谷部２５の内径寸法としても任意に設定できる。
【符号の説明】
【００４７】
１     外側継手部材
１０   軸部材（シャフト）
２１   大径部
２２   小径部
２３   蛇腹部
２４   山部
２５   谷部
３５   小径山部
３７   小径蛇腹部
Ｓ     応力集中緩和部
【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】
2012097775.tif 000009
【図８】
2012097775.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2012097775.tif 000012
【図１１】
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