(57)【要約】【課題】軽量化、コンパクト化を図ることができる固定式等速自在継手およびこのような固定式等速自在継手に用いることができかつコンパクト化を図ることができるブーツを提案する。【解決手段】外側継手部材２は、少なくとも内側継手部材１とボール３とケージ４とで構成される内部部品Ｓが収納されるマウス部２２を有する。マウス部２２の軸方向長さを、少なくとも実用域の高使用頻度範囲の作動角において対応する短寸とする。これにより、等速自在継手の作動角が０°である状態において、ケージ４の継手開口側の端部を外側継手部材２の開口部よりも外方に突出させる。蛇腹部１４の山部２０と谷部１９の数をいずれも２つとする。少なくとも実用域の高使用頻度範囲の作動角においては、内部部品Ｓが蛇腹部内面に接触しないようにブーツ形状とブーツ膜長を設定した。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成した外側継手部材と、外周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成すると共に内径孔にシャフトの一端が連結された内側継手部材と、これら内外継手部材のトラック溝間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外側継手部材と内側継手部材との間に配置されボールを保持するケージとからなり、前記外側継手部材の開口側外径面と前記シャフトの外径面との間に取り付けられた蛇腹状ブーツを有する固定式等速自在継手において、
前記外側継手部材の継手中心から開口端部までの軸方向長さを短縮し、前記ケージの一部が外側継手部材の前記開口端部よりも外方に突出した構造とすると共に、前記ブーツを、その蛇腹部の山部と谷部の数をいずれも３つ以下とし、回転時の任意の作動角において、前記内側継手部材、ケージおよびボールが前記ブーツの蛇腹部内面に接触しないように蛇腹部の形状と膜長を設定したことを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項２】
内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成した外側継手部材と、外周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成すると共に内径孔にシャフトの一端が連結された内側継手部材と、これら内外継手部材のトラック溝間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外側継手部材と内側継手部材との間に配置されボールを保持するケージとからなり、前記外側継手部材の開口側外径面と前記シャフトの外径面との間に取り付けられた蛇腹状ブーツを有する固定式等速自在継手において、
前記外側継手部材の継手中心から開口端部までの軸方向長さを短縮し、前記ケージの一部が外側継手部材の前記開口端部よりも外方に突出した構造とすると共に、前記ブーツを、その蛇腹部の山部と谷部の数をいずれも２つとし、実用域の任意の作動角において、前記内側継手部材、ケージおよびボールが前記ブーツの蛇腹部内面に接触しないように蛇腹部の形状と膜長を設定したことを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項３】
等速自在継手の外側継手部材の開口側外径面のブーツ装着部に外嵌固定される大径部と、等速自在継手の内側継手部材の内径孔に端部が嵌入されるシャフトにおけるブーツ装着部に外嵌固定される小径部と、大径部と小径部との間に配設される蛇腹部とを有する等速自在継手用ブーツにおいて、
前記外側継手部材は、少なくとも内側継手部材とボールとケージとで構成される内部部品が収納されるマウス部を有し、前記マウス部の軸方向長さを、少なくとも実用域の高使用頻度範囲の作動角において対応する短寸として、等速自在継手の作動角が０°である状態において、前記ケージの継手開口側の端部を外側継手部材の開口端部よりも外方に突出させ、前記蛇腹部の山部と谷部の数をいずれも３つ以下とし、少なくとも実用域の高使用頻度範囲の作動角においては、前記内部部品が前記蛇腹部内面に接触しないようにブーツ形状とブーツ膜長を設定したことを特徴とする等速自在継手用ブーツ。
【請求項４】
等速自在継手の外側継手部材の開口側外径面のブーツ装着部に外嵌固定される大径部と、等速自在継手の内側継手部材の内径孔に端部が嵌入されるシャフトにおけるブーツ装着部に外嵌固定される小径部と、大径部と小径部との間に配設される蛇腹部とを有する等速自在継手用ブーツにおいて、
前記外側継手部材は、少なくとも内側継手部材とボールとケージとで構成される内部部品が収納されるマウス部を有し、前記マウス部の軸方向長さを、少なくとも実用域の高使用頻度範囲の作動角において対応する短寸として、等速自在継手の作動角が０°である状態において、前記ケージの継手開口側の端部を外側継手部材の開口端部よりも外方に突出させ、前記蛇腹部の山部と谷部の数をいずれも２つとし、少なくとも実用域の高使用頻度範囲の作動角においては、前記内部部品が前記蛇腹部内面に接触しないようにブーツ形状とブーツ膜長を設定したことを特徴とする等速自在継手用ブーツ。
【請求項５】
大径部と蛇腹部との間に大径肩部を有し、この大径肩部の外径寸法を前記外側継手部材の外径寸法の１．０５倍〜１．０８倍とするとともに、前記外側継手部材の開口端部に最も近い谷部の内径寸法を外側継手部材の外径寸法の０．７５倍〜０．８５倍としたことを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の等速自在継手用ブーツ。
【請求項６】
前記外側継手部材の開口端部に最も近い谷部を除いた谷部の外径寸法を、ブーツ内シャフトの外径Ｄｓの１．４倍〜２．０倍としたことを特徴とする請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の等速自在継手用ブーツ。
【請求項７】
前記外側継手部材の開口端部に最も近い谷部の軸方向位置を、ケージの軸方向突出量をＧとしたときに、外側継手部材の開口端面から２Ｇ以上離したことを特徴とする請求項３〜請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手用ブーツ。
【請求項８】
大径部と蛇腹部との間に大径肩部を有し、この大径肩部の外径寸法を前記外側継手部材の外径寸法の１．０５倍〜１．０８倍とし、実用域の高使用頻度範囲の作動角を越えた作動角にて、蛇腹部圧縮側において反圧縮方向への力が生じ、この蛇腹部圧縮側とは軸心に関して１８０°反対の蛇腹部引張側において反引張方向の力が生じることを特徴とする請求項３〜請求項７のいずれか１項に記載の等速自在継手用ブーツ。
【請求項９】
前記外側継手部材の開口端部に最も近い谷部の内径寸法をＨとし、前記外側継手部材のトラック溝の最大径をＩとしたときに、Ｈ＜Ｉとするとともに、ボールのピッチ円直径ＰＣＤを前記谷部の内径寸法Ｈよりも小さくしたことを特徴とする請求項３〜請求項８のいずれか１項に記載の等速自在継手用ブーツ。
【請求項１０】
前記外側継手部材の開口端部に最も近い谷部の内径寸法を、ボールのピッチ円直径以下にしたことを特徴とする請求項３〜請求項８のいずれか１項に記載の等速自在継手用ブーツ。
【請求項１１】
蛇腹部の山部と谷部の数がいずれも２つであって、２つの谷部の外径寸法をブーツ内シャフトの外径Ｄｓの１．４倍〜２．０倍とし、大径部と蛇腹部との間の大径肩部とこの大径肩部に近い側の山部との間の軸方向寸法は、小径部に近い側の山部と大径肩部に近い側の山部との間の軸方向寸法の１．５倍以上であり、小径部に近い側の山部と小径部に近い側の谷部との間の軸方向寸法と、小径部に近い側の谷部と大径肩部に近い側の山部との間の軸方向寸法と、大径肩部に近い側の山部と大径肩部に近い側の谷部との間の軸方向寸法とが同一乃至近似し、大径肩部と大径肩部に近い側の谷部とを繋ぐ連結部は、傾斜角が異なる２つの傾斜壁から成り、大径肩部に近い側の傾斜壁の軸線方向に対する傾斜角は他方の傾斜壁の軸線方向に対する傾斜角よりも大きく、かつ、前記大径肩部に近い側の傾斜壁の軸方向寸法は他方の傾斜壁の軸方向寸法の１／３以下であることを特徴とする請求項１０に記載の等速自在継手用ブーツ。
【請求項１２】
２つの山部の外径寸法がそれぞれ前記外側継手部材の外径寸法の０．７５倍以下であり、かつ、２つの山部の外径寸法が同一乃至近似するとともに、２つの谷部の外径寸法が同一乃至近似することを特徴とする請求項３〜請求項１１のいずれか１項に記載の等速自在継手用ブーツ。
【請求項１３】
前記外側継手部材の開口端部に近い側の山部の外径寸法が前記小径部に近い側の山部の外径寸法よりも小さいことを特徴とする請求項３〜請求項１２のいずれか１項に記載の等速自在継手用ブーツ。
【請求項１４】
実用域の高使用頻度範囲の作動角において、２つの谷部がシャフトと接触しないようにブーツ形状とブーツ膜長を設定したことを特徴とする請求項３〜請求項１３のいずれか１項に記載の等速自在継手用ブーツ。
【請求項１５】
作動角が２０°以下において、前記蛇腹部の谷部の全てがシャフトと接触しないようにブーツ形状とブーツ膜長を設定したことを特徴とする請求項３〜請求項１４のいずれか１項に記載の等速自在継手用ブーツ。
【請求項１６】
前記蛇腹部の谷部断面形状をＵ字状にしたことを特徴とする請求項３〜請求項１５のいずれか１項に記載の等速自在継手用ブーツ。
【請求項１７】
ＪＩＳ  Ｋ６２５３に規定されるタイプＤデュロメーターによる硬さが３５以上５３以下である熱可塑性ポリエステル系エラストマーからなることを特徴とする請求項３〜請求項１６のいずれか１項に記載の等速自在継手用ブーツ。
【請求項１８】
作動角２５°以上において一時的に歪を生じた後、作動角を戻したときに、元のブーツ形状に復元するように、ブーツ仕様を設定したことを特徴とする請求項３〜請求項１８のいずれか１項に記載の等速自在継手用ブーツ。
【請求項１９】
内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成した外側継手部材と、外周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成すると共に内径孔にシャフトの一端が連結された内側継手部材と、これら内外継手部材のトラック溝間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外側継手部材と内側継手部材との間に配置されてボールを保持するケージとを備え、前記請求項３〜請求項１８のいずれか１項に記載のブーツにて前記外側継手部材の開口部を密封したことを特徴とする固定式等速自在継手。
【請求項２０】
前記外側継手部材の開口端面から継手中心までの軸方向寸法をＥとし、外側継手部材の外径寸法をＦとしたときに、比Ｅ／Ｆを０．２以下にしたことを特徴とする請求項１９に記載の固定式等速自在継手。
【請求項２１】
前記外側継手部材の開口端面からのケージの軸方向突出量をＧとし、外側継手部材の外径寸法をＦとしたときに、比Ｇ／Ｆを０．０２以上としたことを特徴とする請求項１９又は請求項２０に記載の固定式等速自在継手。
【請求項２２】
作動角が少なくとも４０°を越えた範囲では、前記外側継手部材のトラック溝におけるボールとの接触点が存在せず、かつ、最大作動角において、前記ケージに設けられたポケットからボールが脱落しないように、前記外側継手部材の開口端面から継手中心までの軸方向寸法を設定したことを特徴とする請求項１９〜請求項２１のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項２３】
前記ボールが８個であることを特徴とする請求項１９〜請求項２２のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項２４】
前記ボールが６個であることを特徴とする請求項１９〜請求項２２のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【請求項２５】
後輪ドライブシャフトの一端に取り付けられていることを特徴とする請求項１９〜請求項２４のいずれか１項に記載の固定式等速自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のドライブシャフトに用いる固定式等速自在継手、特に後輪ドライブシャフト用として好適な固定式等速自在継手及び等速自在継手用ブーツに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のドライブシャフトには、前輪駆動車用ドライブシャフトの他、後輪駆動車や四輪駆動車の後輪ドライブシャフトがある。これらのドライブシャフトは、通常、インボード側（デフ側）に摺動式等速自在継手が組み込まれ、アウトボード側（車輪側）に固定式等速自在継手が組み込まれる。等速自在継手は作動角をとりながら回転トルクを伝達するものであるが、固定式等速自在継手は角度変位にのみに対応できるもので、一方、摺動式等速自在継手は角度変位と共に軸方向の変位に対応できるものである。アウトボード側に組み込まれる固定式等速自在継手は、前輪ドライブシャフトでは操舵車輪に連結されるので、大きな作動角（例えば、４０°以上）が必要であるが、後輪ドライブシャフトでは非操舵車輪に連結されるので、前輪用に比較して小さな作動角（例えば、２５°以下）で使用される。
【０００３】
従来の固定式等速自在継手であるツェッパ型等速自在継手は、図１６に示すように、外側継手部材６２、内側継手部材６１、ボール６３およびケージ６４からなる。外側継手部材６２の球状内周面６５には複数のトラック溝６６が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。内側継手部材６１の球状外周面６７には、外側継手部材６２のトラック溝６６と対向するトラック溝６８が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。外側継手部材６２のトラック溝６６と内側継手部材６１のトラック溝６８との間にトルクを伝達する複数のボール６３が介在されている。外側継手部材６２の球状内周面６５と内側継手部材６１の球状外周面６７の間に、ボール６３を保持するケージ６４が配置されている。内側継手部材６１の内径孔６９にシャフト７０の軸端部７１がスプライン嵌合されている。外側継手部材６２の開口端部の外周と、シャフト７０の外周に蛇腹状ブーツ７２が取り付けられ、継手内部を密封している。継手内部には、潤滑剤としてグリースが封入されている。
【０００４】
図１６に示すように、外側継手部材６２の球状内周面６５と内側継手部材６１の球状外周面６７の曲率中心は、いずれも継手中心Ｏに形成されている。これに対して、外側継手部材６２のトラック溝６６の曲率中心Ａと、内側継手部材６１のトラック溝６８の曲率中心Ｂとは、継手中心Ｏに対して軸方向に等距離Ｌだけオフセットされている。これにより、継手が作動角をとった場合、外側継手部材６２と内側継手部材６１の両軸線がなす角度を二等分する平面上にボール６３が常に案内され、二軸間で等速に回転トルクが伝達されることになる。
【０００５】
蛇腹状ブーツ７２は、外側継手部材６２の開口端部外周に装着される大径部７３ａと、シャフト７０に装着される小径部７３ｂと、これらの間に配置された蛇腹部７４からなる。大径部７３ａの外周面に形成された嵌合溝７５にブーツバンド７６を嵌着することによって、大径部７３ａを外側継手部材６２に固定し、小径部７３ｂの外周面に形成された嵌合溝７７にブーツバンド７８を嵌着することによって、小径部７３ｂをシャフト７０に固定している。
【０００６】
蛇腹部７４の谷部７９はその断面形状をＵ字形状とし、谷部７９と山部８０とを連結する連結部８１を直線状としている。蛇腹部７４は、小径部７３ｂ側から大径部７３ａ側に向かって順に第１山部８０ａ、第２山部８０ｂ、第３山部８０ｃ、第４山部８０ｄ、第５山部８０ｅおよび大径肩部８１ａとなっている。谷部７９は、小径部７３ｂ側から大径部７３ａ側に向かって順に第１谷部７９ａ、第２谷部７９ｂ、第３谷部７９ｃ、第４谷部７９ｄ、第５谷部７９ｅとなっている。このように従来の固定式等速自在継手に用いられている蛇腹形状のブーツ７２は、多くの山部と谷部を有し、軸方向および径方向の寸法が大きくなっていた。
【０００７】
また、特許文献１に記載するものは、大きな作動角を許容するために、湾曲部とそれより曲率半径の大きい湾曲部からなるダイヤフラム領域に向かってＳ字状に形成された蝶番領域を備えた折りたたみ領域が配置された折りたたみベローズである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平７−１５１１６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図１６に示す従来の固定式等速自在継手は、上記のように実用域の最大作動角として４０°以上を確保しているためにトラック溝６６の軸方向の長さが必要であるので、外側継手部材６２の開口端部に対してケージ６４の全体が内部に収まっている。しかし、この設計思想のままの固定式等速自在継手を、実用域の最大作動角が２５°から３０°程度である後輪ドライブシャフトの用途に使用する場合、外側継手部材６２の軸方向寸法が必要以上に長いため、コンパクト化や軽量化に問題が生じる。
【００１０】
また、固定式等速自在継手に装着する蛇腹状ブーツ７２は、等速自在継手が作動角を取る動きに追従するために変形する。この変形に伴い、隣接する山部８０が干渉することで摩耗を生じたり、谷部７９の内面とシャフト７０の外周が干渉することで摩耗が生じることがある。また、実用域の最大作動角が４０°以上の固定式等速自在継手では、高作動角での耐久性を適切に保持するために、図１６に示すように、山部と谷部の数が多い蛇腹部形状の設計を必要とする。しかし、実用域の作動角が２５°から３０°程度までである後輪ドライブシャフトの用途に使用する場合、ブーツ７２のコンパクトさに欠けるという問題がある。
【００１１】
また、特許文献１に記載のブーツの構造では山部と谷部の数を減少できる可能性はあるものの、大きな座屈角度、すなわち高作動角での使用が前提になっており、ブーツが複雑な形状をなすことから、等速自在継手への組付性が悪いという問題がある。更に、実用域の最大作動角が２５°や３０°までの用途に使用する等速自在継手のブーツの場合は、不要なブーツ耐久性を保持する点で、ブーツのコンパクトさに不利という問題がある。
【００１２】
この発明は、上記の問題に鑑みて、固定式等速自在継手とそれに装着されるブーツという二つの面に着目し、固定式等速自在継手としての新たな設計思想に挑戦したものである。この発明は、継手の軽量化、コンパクト化と共に装着されるブーツのコンパクト化を図った、後輪ドライブシャフト用として特に好適な固定式等速自在継手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】
【００１３】
本発明者は、以下のような複合した新たな点に着目し、各項目についての解決構成を融合させて本発明を成したもので、後輪ドライブシャフト用として特に好適な固定式等速自在継手の新たな設計基準への扉を開けたものである。
（１）実用域の作動角範囲と自動車への装着時の作動角範囲を区分した挙動検討
（２）外側継手部材の軸方向、外形寸法
（３）外側継手部材とケージの組込み寸法
（４）継手と蛇腹状ブーツの寸法関係
（５）蛇腹状ブーツの形状、材料
【００１４】
本発明の第１の固定式等速自在継手は、内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成した外側継手部材と、外周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成すると共に内径孔にシャフトの一端が連結された内側継手部材と、これら内外継手部材のトラック溝間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外側継手部材と内側継手部材との間に配置されボールを保持するケージとからなり、前記外側継手部材の開口側外径面と前記シャフトの外径面との間に取り付けられた蛇腹状ブーツを有する固定式等速自在継手において、前記外側継手部材の継手中心から開口端部までの軸方向長さを短縮し、前記ケージの一部が外側継手部材の前記開口端部よりも外方に突出した構造とすると共に、前記ブーツを、その蛇腹部の山部と谷部の数をいずれも３つ以下とし、実用域の任意の作動角において、前記内側継手部材、ケージおよびボールが前記ブーツの蛇腹部内面に接触しないように蛇腹部の形状と膜長を設定したことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第２の固定式等速自在継手は、内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成した外側継手部材と、外周面に軸方向に延びる複数のトラック溝を形成すると共に内径孔にシャフトの一端が連結された内側継手部材と、これら内外継手部材のトラック溝間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、前記外側継手部材と内側継手部材との間に配置されボールを保持するケージとからなり、前記外側継手部材の開口側外径面と前記シャフトの外径面との間に取り付けられた蛇腹状ブーツを有する固定式等速自在継手において、前記外側継手部材の継手中心から開口端部までの軸方向長さを短縮し、前記ケージの一部が外側継手部材の前記開口端部よりも外方に突出した構造とすると共に、前記ブーツを、その蛇腹部の山部と谷部の数をいずれも２つとし、実用域の任意の作動角において、前記内側継手部材、ケージおよびボールが前記ブーツの蛇腹部内面に接触しないように蛇腹部の形状と膜長を設定したものである。
【００１６】
本発明の第１の等速自在継手用ブーツは、等速自在継手の外側継手部材の開口側外径面のブーツ装着部に外嵌固定される大径部と、等速自在継手の内側継手部材の内径孔に端部が嵌入されるシャフトにおけるブーツ装着部に外嵌固定される小径部と、大径部と小径部との間に配設される蛇腹部とを有する等速自在継手用ブーツにおいて、前記外側継手部材は、少なくとも内側継手部材とボールとケージとで構成される内部部品が収納されるマウス部を有し、前記マウス部の軸方向長さを、少なくとも実用域の高使用頻度範囲の作動角において対応する短寸として、等速自在継手の作動角が０°である状態において、前記ケージの継手開口側の端部を外側継手部材の開口端部よりも外方に突出させ、前記蛇腹部の山部と谷部の数をいずれも３つ以下とし、少なくとも実用域の高使用頻度範囲の作動角においては、前記内部部品が前記蛇腹部内面に接触しないようにブーツ形状とブーツ膜長を設定したものである。ここで、実用域の高使用頻度範囲の作動角とは、例えば、０°から２５°や３０°である。
【００１７】
本発明の第２の等速自在継手用ブーツは、等速自在継手の外側継手部材の開口側外径面のブーツ装着部に外嵌固定される大径部と、等速自在継手の内側継手部材の内径孔に端部が嵌入されるシャフトにおけるブーツ装着部に外嵌固定される小径部と、大径部と小径部との間に配設される蛇腹部とを有する等速自在継手用ブーツにおいて、前記外側継手部材は、少なくとも内側継手部材とボールとケージとで構成される内部部品が収納されるマウス部を有し、前記マウス部の軸方向長さを、少なくとも実用域の高使用頻度範囲の作動角において対応する短寸として、等速自在継手の作動角が０°である状態において、前記ケージの継手開口側の端部を外側継手部材の開口端部よりも外方に突出させ、前記蛇腹部の山部と谷部の数をいずれも２つとし、少なくとも実用域の高使用頻度範囲の作動角においては、前記内部部品が前記蛇腹部内面に接触しないようにブーツ形状とブーツ膜長を設定したものである。
【００１８】
前記したように、後輪ドライブシャフトであれば、実用域の作動角が２５°や３０°程度までである。このため、この範囲の作動角において、本発明にかかるブーツでは、内部部品が蛇腹部内面に接触しないように設定している。これによって、適切な摩耗性や疲労性等のブーツ耐久性を維持した上でコンパクトなブーツ設計を取ることができる。また、実用域の作動角が２５°から３０°程度までであれば、外側継手部材のマウス部の軸方向長さを短くしてもこの実用域での最大作動角に対応することができる。このため、このブーツが装着される固定式等速自在継手においては、作動角が４０°以上の固定式等速自在継手に比べて、コンパクト化を図ることができる。
【００１９】
前記等速自在継手用ブーツにおいて、大径部と蛇腹部との間に大径肩部を有し、この大径肩部の外径寸法を前記外側継手部材の外径寸法の１．０５倍〜１．０８倍とするとともに、前記外側継手部材の開口端部に最も近い谷部の内径寸法を外側継手部材の外径寸法の０．７５倍〜０．８５倍とするのが好ましい。なお、外側継手部材の外径寸法は、通常、コンパクト化を図るために可能な限り小さい外径寸法に留める設計を取ることから、外側継手部材のブーツ装着部の外径寸法は外側継手部材の外径寸法と同一寸法かほぼ同一寸法（同一乃至近似するよう）に設計される。しかし、その他の要因によって、外側継手部材の外径寸法が、ブーツ装着部の外径寸法よりも大きく設計される場合がある。この様な場合、各寸法設定の基準にしている外側継手部材の外径寸法は、ブーツ装着部の外径寸法に置き換えて設定することが好ましい。前記近似とは、比べる２つの値に関し、いずれかを基準として、他方の値がその基準の値の±３％以内の範囲内に入る値である。
【００２０】
大径肩部の外径寸法が、外側継手部材の外径寸法の１．０５未満であれば、外部から異物が干渉した際、外側継手部材と異物にブーツの大径肩部が挟まれるおそれがある。また、１．０８を越えれば、大径肩部が大径になりすぎて、大径肩部が他の部材と干渉するおそれがある。また、外側継手部材の開口端部に最も近い谷部の内径寸法が外側継手部材の外径寸法の０．７５倍未満であれば、この谷部の内径寸法が小さくなりすぎて作動角を取った際に、この谷部が内部部品と接触するおそれがある。この谷部の内径寸法が外側継手部材の外径寸法の０．８５を越えれば、蛇腹の変形性や耐久性に劣ることになる。
【００２１】
前記外側継手部材の開口端部に最も近い谷部を省く谷部の外径寸法を、ブーツ内シャフトの外径Ｄｓの１．４倍〜２．０倍とするのが好ましい。この谷部の外径寸法がシャフトの外径Ｄｓの１．４倍未満であれば、谷部の外径寸法が小さすぎて作動角を取った際に、谷部がシャフトに接触するおそれがある。逆に、この谷部の外径寸法がシャフトの外径Ｄｓの２．０倍を越えれば、蛇腹部が大径化したり、蛇腹の変形性や耐久性が低下したりする。
【００２２】
前記外側継手部材の開口端部に最も近い谷部の軸方向位置を、ケージの軸方向突出量をＧとしたときに、外側継手部材の開口端面から２Ｇ以上離すようにするのが好ましい。谷部の軸方向位置が外側継手部材の開口端面から２Ｇ未満であれば、谷部の軸方向位置が外側継手部材の開口端面に近すぎて作動角を取った際に、谷部が外側継手部材に接触するおそれがある。なお、外側継手部材の開口端面は、外側継手部材の開口端部の形状（例えば、面取り）によっては、面の形状を呈さない場合も考えられ、この形状は、厳密には開口端縁と表現すべきであるが、ここでは、この開口端縁も含めて開口端面と表現している。
【００２３】
前記等速自在継手用ブーツにおいて、大径部と蛇腹部との間に大径肩部を有し、この大径肩部の外径寸法を前記外側継手部材の外径寸法の１．０５倍〜１．０８倍とし、実用域の高使用頻度範囲の作動角を越えた作動角にて、蛇腹部圧縮側において、大径肩部とこの大径肩部に近い側の山部との間の連結部と、小径部に近い側の山部とが接触することによって、ストッパとしての役割を果たし、反圧縮方向への力が生じ、この蛇腹部圧縮側とは軸心に関して１８０°反対の蛇腹部引張側において、蛇腹部が延びきった伸張状態となすことによって、反引張方向の力が生じるようにできる。このように設定すれば、さらに大きな作動角をとることを規制することができる。
【００２４】
また、蛇腹部の山部と谷部の数がいずれも２つであって、２つの谷部の外径寸法をブーツ内シャフトの外径Ｄｓの１．４倍〜２．０倍とし、大径部と蛇腹部との間の大径肩部とこの大径肩部に近い側の山部との間の軸方向寸法は、小径部に近い側の山部と大径肩部に近い側の山部との間の軸方向寸法の１．５倍以上であり、小径部に近い側の山部と小径部に近い側の谷部との間の軸方向寸法と、小径部に近い側の谷部と大径肩部に近い側の山部との間の軸方向寸法と、大径肩部に近い側の山部と大径肩部に近い側の谷部との間の軸方向寸法とが同一乃至近似し、大径肩部と大径肩部に近い側の谷部とを繋ぐ連結部は、傾斜角が異なる２つの傾斜壁から成り、大径肩部に近い側の傾斜壁の軸線方向に対する傾斜角は他方の傾斜壁の軸線方向に対する傾斜角よりも大きく、かつ、前記大径肩部に近い側の傾斜壁の軸方向寸法は他方の傾斜壁の軸方向寸法の１／３以下であるように設定できる。ここで、近似とは、いずれかの値を基準として、他の値がその基準の値の±２ｍｍ以内の範囲内に入る値であることをいう。
【００２５】
２つの山部の外径寸法がそれぞれ前記外側継手部材の外径寸法の０．７５倍以下であり、かつ、２つの山部の外径寸法が同一乃至近似するとともに、２つの谷部の外径寸法が同一乃至近似するようにできる。ここで、近似とは、比べる２つの値に関し、いずれかを基準として、他方の値がその基準の値の±１０％以内の範囲内に入る値である。
【００２６】
前記外側継手部材の開口端部に近い側（ブーツの大径肩部に近い側）の山部の外径寸法が前記小径部に近い側の山部の外径寸法よりも小さく設定できる。
【００２７】
実用域の高使用頻度範囲の作動角において、２つの谷部がシャフトと接触しないようにブーツ形状とブーツ膜長を設定することができる。
【００２８】
外側継手部材の開口端部に最も近い前記ブーツの谷部の内径寸法Ｈを、ボールのピッチ円直径ＰＣＤと前記外側継手部材のトラック溝の最大径Ｉに対して、ＰＣＤ＜Ｈ＜Ｉとするのが好ましい。この谷部の内径寸法が外側継手部材のトラック溝の最大径より、大きいとブーツのコンパクト性が阻害される。
【００２９】
前記外側継手部材の開口端部に最も近い谷部（ブーツの大径肩部に近い谷部）の内径寸法を、ボールのピッチ円直径ＰＣＤ以下にするのが好ましい。谷部とシャフトが接触しない設計を取った場合、内径寸法がボールのピッチ円直径ＰＣＤを越えると、圧縮側の蛇腹がシャフト方向に入り込んでしまい、適切な変形を得ることができない。あるいは、引張側においても、蛇腹膜長が不足するか、不足しない程度に山部外径を大きくするとコンパクトさに欠けた設計となってしまう。シャフトが作動角を取る際にブーツが縮む方向の変形を受ける位相を圧縮側と称し、その１８０°反対側のブーツが引張られる側の位相を引張側と称する。
【００３０】
作動角が２０°以下において、前記蛇腹部の谷部の全てがシャフトと接触しないようにブーツ形状とブーツ膜長を設定するのが好ましい。これにより、谷部がシャフトと接触しながら回転するのを避けることで、谷部の摩耗を防止する。
【００３１】
前記蛇腹部の谷部断面形状をＵ字状にするのが好ましい。このように、Ｕ字状とすることによって、谷部の疲労性が向上できる。
【００３２】
ＪＩＳ  Ｋ６２５３に規定されるタイプＤデュロメーターによる硬さが３５以上５３以下である熱可塑性ポリエステル系エラストマーからなるのが好ましい。これによって、高い耐久性を発揮できる。
【００３３】
作動角２５°以上において一時的に歪を生じた後、作動角を戻したときに、元のブーツ形状に復元するように、ブーツ仕様を設定することができる。このように設定することによって、長期にわたって安定したブーツ機能を発揮することができる。
【００３４】
外側継手部材の開口端面から継手中心までの軸方向寸法をＥとし、外側継手部材の外径寸法をＦとしたときに、比Ｅ／Ｆを０．２以下に設定できる。また、前記外側継手部材の開口端面からのケージの軸方向突出量をＧとし、外側継手部材の外径寸法をＦとしたときに、比Ｇ／Ｆを０．０２以上に設定できる。比Ｇ／Ｆが０．０２未満では、外側継手部材の軸方向長さが増すため、等速自在継手の軽量化を阻害する。また、比Ｅ／Ｆが０．２を越えれば、外側継手部材の軸方向長さが増すため、等速自在継手の軽量化を阻害する。
【００３５】
作動角が少なくとも４０°を越えた範囲では、前記外側継手部材のトラック溝におけるボールとの接触点が存在せず、かつ、静止時最大作動角において、前記ケージに設けられたポケットからボールが脱落しないように、前記外側継手部材の開口端面から継手中心までの軸方向寸法を設定することができる。このように設定することによって、よりコンパクトで軽量化された等速自在継手を得ることができる。
【００３６】
前記ボールが８個であっても、６個であってもよい。また、この固定式等速自在継手は後輪ドライブシャフトの一端に取り付けられている。
【発明の効果】
【００３７】
本発明の第１および第２の固定式等速自在継手は、外側継手部材のトラック溝とボールとの接触関係について、トラック溝とボールとの接触が必要な実用域の作動角範囲と、トラック溝とボールとの接触点が存在しない自動車への装着時の作動角範囲を区分した新たな設計基準とすることにより、外側継手部材の軸方向および半径方向の寸法を抑制し、大幅な軽量、コンパクト化を図ることができた。
【００３８】
上記の軽量、コンパクトな外側継手部材と相俟って、蛇腹状ブーツは、実用時の使用頻度が高い作動角の範囲では、継手の構成部材であるケージ、内側継手部材、ボール、あるいはシャフトにブーツ内面が接触することなくブーツが変形できる蛇腹部の形状、膜長に設定しているので、耐久性を確保し、極めてコンパクトなものとなる。また、実用域の最大作動角近辺でも軽い接触に止める設定にしているので、上記の耐久性を確保したコンパクト化への自由度を広げる効果がある。
【００３９】
蛇腹状ブーツは、自動車への継手装着時に、一時的に実用域最大作動角を越えて歪が生じても、その後、作動角を戻すことで元のブーツ形状に復元し、再び適切なブーツ耐久性を保持することができるブーツ形状に設定しているので、一層のコンパクト化が達成される。
【００４０】
また、蛇腹状ブーツをコンパクトにすることにより、ブーツ内の容積を抑えることができるので、グリースの封入量を削減できる。その結果、高速回転時のブーツの回転膨張を抑制することができると共に、低コスト化やグリースの原材料使用量の削減による環境配慮にもつながる。
【００４１】
以上の作用効果が効果的に発揮されて、極めて軽量、コンパクトな、後輪ドライブシャフト用として特に好適な固定式等速自在継手が実現できた。
【００４２】
本発明の第１および第２の等速自在継手用ブーツでは、適切な摩耗性や疲労性等のブーツ耐久性を維持した上でコンパクトなブーツ設計を取ることができる。このため、このブーツを固定式等速自在継手に用いることによって、等速自在継手のコンパクト化及び軽量化を図ることができる。
【００４３】
特に、実用域の高使用頻度範囲を越えた場合、蛇腹部圧縮側において反圧縮方向への力が生じ、蛇腹部引張側において反引張方向の力が生じるものでは、さらに大きな作動角をとることを規制することができ、ブーツの性能に支障を来たす異常な変形や損傷を防止することができる。
【００４４】
前記[００２３]〜[００２９]のように構成することによって、コンパクト化を安定して図ることができ、しかも、適切な耐久性を保持したブーツ形状とすることができる。
【００４５】
この等速自在継手用ブーツを用いる固定式等速自在継手では、コンパクト化及び軽量化を達成でき、しかも、この固定式等速自在継手に用いられるブーツでは、適切な摩耗性や疲労性などのブーツ耐久性を維持でき、しかもコンパクトなブーツ設計を取ることができる。
【００４６】
上述の設計思想により構成された等速自在継手用ブーツと等速自在継手の組合せは、作動角２５度以下で使用される自動車用ドライブシャフトに適用することが好ましく、更に詳しくは、後輪駆動車や四輪駆動車の後輪用ドライブシャフトに最適となる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の第１の実施形態である固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図２】図１のＫ−Ｋ線における横断面図である。
【図３】第１の実施形態である固定式等速自在継手の特徴を示した縦断面図である。
【図４】第１の実施形態である固定式等速自在継手が静止時最大作動角を取ったときの状態を示した図である。
【図５】第１の実施形態である固定式等速自在継手が実用域の作動角を取ったときの状態を示した図である。
【図６】この発明の第２の実施形態である固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図７】図６のＭ−Ｍ線における横断面図である。
【図８】この発明の第３の実施形態である固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図９】前記図８に示す固定式等速自在継手の寸法関係の説明図である。
【図１０】前記図８の固定式等速自在継手が作動角をとった場合を示し、（ａ）は作動角が１５°のときの簡略図であり、（ｂ）は作動角が３５°のときの簡略図であり、（ｃ）は作動角が３９°のときの簡略図である。
【図１１】この第４の実施形態である固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図１２】前記図１１の固定式等速自在継手が作動角を取った場合を示し、（ａ）は作動角が１５°のときの簡略図であり、（ｂ）は作動角が３５°のときの簡略図であり、（ｃ）は作動角が３８°のときの簡略図である。
【図１３】この発明の第５の実施形態である固定式等速自在継手の縦断面図である。
【図１４】前記図１３の固定式等速自在継手の拡大断面図である。
【図１５】前記図１３の固定式等速自在継手が作動角を取った場合を示し、（ａ）は作動角が１２°のときの簡略図であり、（ｂ）は作動角が３２°のときの簡略図である。
【図１６】従来の固定式等速自在継手の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００４９】
図２は、図１のＫ−Ｋ線における横断面であり、ブーツ部分は省略したものである。図１、図２に示すように、本実施形態の固定式等速自在継手は、外側継手部材２、内側継手部材１、ボール３およびケージ４からなり、蛇腹状ブーツ１２が装着されている。この固定式等速自在継手は、軽量、コンパクトな、８個のボールを有するツェッパ型等速自在継手である。外側継手部材２の球状内周面５には８本のトラック溝６が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。内側継手部材１の球状外周面７には、外側継手部材２のトラック溝６と対向するトラック溝８が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。外側継手部材２のトラック溝６と内側継手部材１のトラック溝８との間にトルクを伝達する８個のボール３が介在されている。外側継手部材２の球状内周面５と内側継手部材１の球状外周面７との間に、ボール３を保持するケージ４が配置されている。ボール３はケージ４のポケット４ａに収容されている。ケージ４の球状外周面４ｂは外側継手部材２の球状内周面５と、ケージ４の球状内周面４ｃは内側継手部材１の球状外周面７とそれぞれ嵌合している。内側継手部材１の内径孔１ａにシャフト１０の軸端部１０ａがスプライン嵌合され、止め輪１１によって軸方向に固定されている。
【００５０】
外側継手部材２の球状内周面５と内側継手部材１の球状外周面７の曲率中心は、それぞれ継手中心Ｏに形成されている。外側継手部材２のトラック溝６は軸方向に沿って円弧状に延び、その曲率中心Ｏ２を有する。内側継手部材１のトラック溝８も軸方向に沿って円弧状に延び、曲率中心Ｏ１を有する。曲率中心Ｏ１とＯ２は継手中心Ｏに対して軸方向に等距離Ｐだけオフセットされている。これにより、継手が作動角をとった場合、外側継手部材２と内側継手部材１の両軸線がなす角度を二等分する平面上にボール３が常に案内され、二軸間で等速に回転が伝達されることになる。
【００５１】
ところで、外側継手部材２は、前記トラック溝６が形成された球状内周面５を有するマウス部２２と、このマウス部２２の底壁から突設されるステム部２３とからなる。そして、このマウス部２２に、内側継手部材１とボール３とケージ４等にて構成される内部部品Ｓが収納される。
【００５２】
蛇腹状ブーツ１２は、図１に示すように、外側継手部材２の開口端部外周に装着される大径部１２ａと、シャフト１０に装着される小径部１２ｂと、これらの間に配置された蛇腹部１４とからなる。大径部１２ａの外周面に形成された嵌合溝１２ｃにブーツバンド１６を嵌着することによって、大径部１２ａを外側継手部材２に固定し、小径部１２ｂの外周面に形成された嵌合溝１２ｄにブーツバンド１８を嵌着することによって、小径部１２ｂをシャフト１０に固定している。
【００５３】
蛇腹部１４の谷部１９はその断面形状をＵ字形状とし、谷部１９と山部２０とを連結する連結部２１を直線状としている。なお、連結部２１は、曲線状であっても良い。谷部１９の断面形状をＵ字形状とすることにより、谷部１９の疲労性が向上する。蛇腹部１４は、小径部１２ｂ側から大径部１２ａ側に向かって順に第１山部２０ａ、第２山部２０ｂ、第３山部２０ｃと３つの山部からなっている。谷部１９は、小径部１２ｂ側から大径部１２ａ側に向かって順に第１谷部１９ａ、第２谷部１９ｂ、第３谷部１９ｃと３つの谷部からなっている。各山部２０ａ、２０ｂ、２０ｃと各谷部１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、図８に示した従来の固定式等速自在継手のブーツに比べて、半径方向および軸方向のいずれの寸法も小さくされており、極めてコンパクトな形状となっている。山部２０と谷部１９の数は３つに削減されているが、蛇腹部の膜長が確保されるように形成されている。
【００５４】
図３に本実施形態の固定式等速自在継手の構造的な特徴を示す。外側継手部材２は、継手中心Ｏから開口端面２ａまでの寸法Ｅを、従来の固定式等速自在継手の外側継手部材６２よりも短縮されている（図１６参照）。寸法Ｅは、実用域の最大作動角に基づいて設定されている。ここで、実用域最大作動角とは、ドライブシャフトが自動車に装着された後に実際の運転時に発生する最大作動角をいい、また、静止時最大作動角とは、自動車への装着時に外側継手部材２の開口端部とシャフト１０とが接触する作動角をいう。本実施形態の固定式等速自在継手の実用域最大作動角は２５°、静止時最大作動角は４６°としている。後輪用ドライブシャフトは、後輪駆動車や四輪駆動車の後輪とデファレンシャルとの間に装着されるが、本発明では実用域最大作動角を３０°以下、好ましくは２５°以下とする。しかしながら、静止時最大作動角は、４０°以上、好ましくは４２°以上の作動角が取れる構造とする。
【００５５】
図３の固定式等速自在継手は、実用域最大作動角を抑えてあるので、低作動角での強度、耐久性を確保する最適設計としている。そのため、外側継手部材２の外径寸法Ｆおよびケージ４の肉厚は、従来の固定式等速自在継手のものよりも、小さくされている。低作動角のためボール３の半径方向の移動量が小さくなるので、ケージ４の肉厚は低減できる。一方、ブーツ１２内に位置するシャフト１０の外径を大きく設定している。そして、外側継手部材２の継手中心Ｏから開口端面２ａまでの寸法Ｅと外側継手部材２の外径寸法Ｆとの比Ｅ／Ｆを０．２以下に設定している。当該数値が０．２を越えると、外側継手部材２の軸方向長さが増すため、継手の軽量化を阻害するので望ましくない。なお、本実施形態の具体的数値としてＥ／Ｆ＝０．１３となっているが、この数値は一例である。一方、従来の固定式等速自在継手の一例としては、Ｅ／Ｆ＝０．２１である。
【００５６】
もう一つの構造的な特徴として、外側継手部材２の継手中心Ｏから開口端面２ａまでの寸法Ｅが短縮されているので、ケージ４の一部が外側継手部材２の開口端面２ａから突出した構造になっている。この突出量Ｇと外側継手部材２の外径寸法Ｆとの比Ｇ／Ｆを０．０２以上に設定している。この比Ｇ／Ｆが０．０２未満では、外側継手部材２の軸方向長さが増すため、継手の軽量化を阻害するので望ましくない。なお、本実施形態の具体的数値としてＧ／Ｆ＝０．０２３となっているが、この数値は一例である。一方、従来の固定式等速自在継手の一例としては、Ｇ／Ｆはマイナス０．０３２である。
【００５７】
更なる構造的な特徴として、作動角が少なくとも４０°を越えた範囲では、外側継手部材２のトラック溝６におけるボール３との接触点が存在せず、かつ、静止時最大作動角においても、ケージ４に設けられたポケット４ａからボール３が脱落しないように、外側継手部材２の継手中心Ｏから開口端面２ａまでの寸法Ｅを設定したことである。図４は、本実施形態の固定式等速自在継手が静止時最大作動角４６°をとった状態を示している。この状態で、外側継手部材２のトラック溝６の開口端部の溝底とケージ４のポケット４ａとの間の空間長さＪはボール３の直径よりも小さく設定している。そのため、外側継手部材２のトラック溝６におけるボール３との接触点が存在しないけれども、ケージ４に設けられたポケット４ａからボール３が脱落しない。本実施形態の固定式等速自在継手の実用域最大作動角は２５°であり、この作動角以下では、外側継手部材２のトラック溝６におけるボール３との接触点が存在するように設定されている。このため、本実施形態の固定式等速自在継手は、自動車への継手の装着時に４０°以上の作動角をとってもボール３がケージ４のポケット４ａから脱落することがなく、作動角を戻せばトラック溝６の正常な位置にボール３を戻すことができる。
【００５８】
図１６に示す従来の固定式等速自在継手は、実用域最大作動角が４０°以上の設計となっていたため、その作動角範囲において外側継手部材６２のトラック溝６６におけるボール６３との接触点が存在するものとなっていた。この設計思想のため、外側継手部材６２の軸方向長さを確保することが必要となり、継手のコンパクト化、軽量化を阻害していた。
【００５９】
次に、本実施形態の固定式等速自在継手に装着される蛇腹形状のブーツ１２の特徴を説明する。図１に示すものは、蛇腹部１４が山部２０と谷部１９の数がいずれも３つのものである。各山部２０ａ、２０ｂ、２０ｃと各谷部１９ａ、１９ｂ、１９ｃは、半径方向および軸方向のいずれの寸法も小さくされており、極めてコンパクトな形状となっている。また、山部２０と谷部１９の数は３つに削減されているが、蛇腹部の膜長が確保されるように形成されている。このように、ブーツをコンパクト化するためには、山部と谷部の数は３つ以下であることが望ましい。大径部１２ａに最も近い谷部１９ｃは、大径部１２ａに隣接する大径肩部２１ａが外方に向けて拡径した形状とし連結部２１を介して繋がれている。なお、この大径肩部２１ａは外方に突出した山部として形成してもよく、また、大径肩部２１ａは縮径した錘状や円筒状に形成してもよい。
【００６０】
図４に示す静止時最大作動角４６°をとった状態では、シャフト１０が作動角をとる際にブーツ１２が縮む方向の変形を受ける位相の圧縮側は、各山部２０、各谷部１９、および連結部２１が重畳している。その１８０°反対側のブーツ１２が引っ張られる側の位相の引張側は各山部２０および谷部１９のアール部の半径が大きくなる方向に変形し、かつ、各山部２０および谷部１９を接続する連結部２１が開いた形に変形する。そして、蛇腹部１４の一部に歪が生じることがある。しかしながら、この蛇腹状ブーツ１２は、後述するように、作動角を戻すと、元のブーツ形状に復元し、再び適切なブーツ耐久性を保持することができる。
【００６１】
図５に、本実施形態の固定式等速自在継手が実用域の作動角２０°をとった状態を示す。蛇腹状ブーツ１２は、実用域の任意の作動角において、内側継手部材１、ケージ４およびボール３が蛇腹部１４の谷部１９内面に接触しないように蛇腹部１４の形状と膜長を設定している。前述のように、ケージ４の一部が外側継手部材２の開口端部よりも外方に突出した構造となっていることもあり、ブーツ１２は、実用域の任意の作動角において、内側継手部材１、ケージ４およびボール３がブーツ１２の蛇腹部１４の谷部１９内面に接触しない形状設計にすることが、ブーツ１２の損傷防止に重要である。
【００６２】
上記の条件を満足した上で、最もコンパクトで、かつ適切な耐久性を確保したブーツ形状とすることが重要である。そのためには、図３に示したものは、外側継手部材２の開口端部に最も近いブーツ１２の蛇腹部１４の谷部１９ｃ内径寸法Ｈを、ボールのピッチ円直径ＰＣＤよりも小さく設定したものである。ここで、ピッチ円直径ＰＣＤは、図３に示したボール３の中心と、外側継手部材２のトラック溝６の曲率中心Ｏ２との線分、すなわち、ピッチ円半径ＰＣＲを２倍したものである。図３に示したものは、外側継手部材２の開口端部に最も近いブーツ１２の蛇腹部１４の谷部１９ｃ内径寸法Ｈを、ボールのピッチ円直径ＰＣＤよりも小さく設定したものであるが、谷部１９ｃ内径寸法Ｈを、ボール３のピッチ円直径ＰＣＤと外側継手部材２のトラック溝６の最大径Ｉに対して、ＰＣＤ＜Ｈ＜Ｉの範囲に設定することも可能である。ただし、いずれの場合でも、作動角０°における谷部１９ｃ内径寸法Ｈは、実用域の任意の作動角におけるケージ４の外径の可動範囲より大きく設計することが必要である。
【００６３】
上記の条件から外れて、谷部１９ｃ内径寸法Ｈが外側継手部材２のトラック溝６の最大径Ｉより、大きいとブーツ１２のコンパクト化が阻害される。また、作動角０°における谷部１９ｃ内径寸法Ｈが、実用域の任意の作動角におけるケージ４の外径の可動範囲より小さいと、作動角を取った際に蛇腹部１４の谷部１９がケージ４と干渉する可能性がある。
【００６４】
次の特徴として、図５に示すように、実用時の使用頻度が高い作動角である０〜２０°の範囲では、ブーツ１２の蛇腹部１４の谷部１９の全てがシャフト１０と接触しないように蛇腹部１４の形状と膜長を設定している。これにより、蛇腹部１４の谷部１９とシャフト１０とが接触しながら回転することを避けることで、谷部１９の摩耗を防止できる。
【００６５】
一方、自動車への継手の装着時は作動角が大きくなる場合が想定されるが、この場合には蛇腹部１４の谷部１９とシャフト１０をあえて接触させることで変形を円滑にさせる形状としている。２０°を越える作動角で谷部１９とシャフト１０が接触しない設計にした場合、圧縮側の蛇腹部１４がシャフト１０の方向に入り込んでしまうこともあり、適切な変形を得るための設計自由度が阻害される。例えば、その改善のため、引張側においても、蛇腹部１４の膜長を延ばして山部２０の外径を大きくするとコンパクトさに欠けた設計となってしまう。したがって、本実施形態におけるブーツ１２では、実用時の使用頻度が高い作動角である０〜２０°の範囲では、ブーツ１２の蛇腹部１４の谷部１９の全てがシャフト１０と接触しないように蛇腹部１４の形状と膜長を設定し、その範囲を越えた作動角では、蛇腹部１４の谷部１９とシャフト１０を接触させる形状としている。谷部１９の断面形状は、Ｕ字形状とすることにより、谷部１９の疲労性が向上する。
【００６６】
本実施形態の固定式等速自在継手に装着するブーツ１２は、上述の特徴に加えて、更に発展させた特徴を有している。実用域最大作動角（２５°）以上においてブーツ１２が一時的に歪を生じた後、作動角を戻したときに、元のブーツ形状に復元するように、ブーツ１２の蛇腹部１４の形状、膜長を設定している。実用域の作動角では適切なブーツ耐久性を保持し、かつ、一時的に実用域最大作動角を越えて歪が生じても、その後、作動角を戻すことで元のブーツ形状に復元し、再び適切なブーツ耐久性を保持することができる。実用域の作動角での適切なブーツ耐久性とは、実用時の使用頻度が高い作動角（０〜２０°）の範囲では、谷部１９とシャフト１０とが接触しないので摩耗は生じず、かつ、実用域最大作動角近辺では摩耗を生じる場合もあるが、摩耗が生じても適切なブーツ耐久性（摩耗寿命）を保持していることを意味する。
【００６７】
蛇腹状ブーツ１２の材料は、ＪＩＳ  Ｋ６２５３に規定されるタイプＤデュロメーターによる硬さが３５以上５３以下である熱可塑性ポリエステル系エラストマーからなるので、高い耐久性を発揮することができる。熱可塑性ポリエステル系エラストマーは、加硫ゴムのような柔軟な材料と、熱可塑性樹脂のような高剛性な材料との中間の弾性率を持つ材料である。この熱可塑性ポリエステル系エラストマーは、加硫ゴムと熱可塑性樹脂の両者の特徴を有し、変形を受けても元の形状に復元する弾性、加硫ゴムより高い機械的強度、一般的な熱可塑性樹脂に適用できる全ての成形加工法が適用できる特徴を示す材料である。
【００６８】
また、蛇腹状ブーツ１２をコンパクトにすることにより、ブーツ内の容積を抑えることができるので、グリースの封入量を削減できる。その結果、高速回転時のブーツの回転膨張を抑制することができると共に、低コスト化やグリースの原材料使用量の削減による環境配慮にもつながる。
【００６９】
本発明の第２の実施形態の固定式等速自在継手を図６、図７に基づいて説明する。
【００７０】
図７は、図６のＭ−Ｍ線における横断面であり、ブーツ部分は省略したものである。図６、図７に示すように、第２の実施形態の固定式等速自在継手は６個のボールを有するツェッパ型等速自在継手である。外側継手部材３２、内側継手部材３１、ボール３３およびケージ３４からなり、蛇腹状ブーツ４２が装着されている。外側継手部材３２の球状内周面３５には６本のトラック溝３６が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。内側継手部材３１の球状外周面３７には、外側継手部材３２のトラック溝３６と対向するトラック溝３８が円周方向等間隔に、かつ軸方向に沿って形成されている。外側継手部材３２のトラック溝３６と内側継手部材３１のトラック溝３８との間にトルクを伝達する６個のボール３３が介在されている。外側継手部材３２の球状内周面３５と内側継手部材３１の球状外周面３７との間に、ボール３３を保持するケージ３４が配置されている。ボール３３はケージ３４のポケット３４ａに収容されている。ケージ３４の球状外周面３４ｂは外側継手部材３２の球状内周面３５と、ケージ３４の球状内周面３４ｃは内側継手部材３１の球状外周面３７とそれぞれ嵌合している。内側継手部材３１の内径孔３１ａにシャフト４０の軸端部４０ａがスプライン嵌合され、止め輪４１によって軸方向に固定されている。外側継手部材３２の開口端面３２ａから継手中心Ｏまでの寸法は、第１の実施形態と同様に短く設定している。
【００７１】
外側継手部材３２の球状内周面３５と内側継手部材３１の球状外周面３７の曲率中心は、それぞれ継手中心Ｏに形成されている。外側継手部材３２のトラック溝３６は軸方向に沿って円弧状に延び、その曲率中心Ｏ４を有する。内側継手部材３１のトラック溝３８も軸方向に沿って円弧状に延び、曲率中心Ｏ３を有する。曲率中心Ｏ３とＯ４は継手中心Ｏに対して軸方向に等距離Ｎだけオフセットされている。これにより、継手が作動角をとった場合、外側継手部材３２と内側継手部材３１の両軸線がなす角度を二等分する平面上にボール３３が常に案内され、二軸間で等速に回転が伝達されることになる。
【００７２】
蛇腹状ブーツ４２は、図６に示すように、外側継手部材３２の開口端部外周に装着される大径部４２ａと、シャフト４０に装着される小径部４２ｂと、これらの間に配置された蛇腹部４４とからなる。大径部４２ａの外周面に形成された嵌合溝４２ｃにブーツバンド４６を嵌着することによって、大径部４２ａを外側継手部材３２に固定し、小径部４２ｂの外周面に形成された嵌合溝４２ｄにブーツバンド４８を嵌着することによって、小径部４２ｂをシャフト４０に固定している。
【００７３】
蛇腹部４４の谷部４９はその断面形状をＵ字形状とし、谷部４９と山部５０とを連結する連結部５１を直線状としている。なお、連結部５１は、曲線状であっても良い。蛇腹部４４は、小径部４２ｂ側から大径部４２ａ側に向かって順に第１山部５０ａ、第２山部５０ｂ、第３山部５０ｃと３つの山部からなっている。谷部４９は、小径部４２ｂ側から大径部４２ａ側に向かって順に第１谷部４９ａ、第２谷部４９ｂ、第３谷部４９ｃと３つの谷部からなっている。
【００７４】
第２の実施形態の固定式等速自在継手の主な構造は、以上のとおりであるが、外側継手部材３２の寸法やケージとの寸法関係などの構造的な特徴や蛇腹状ブーツ４２の特徴については第２の実施形態は、第１の実施形態において段落［００５４］から［００６８］に記載した内容と同じであるので説明は省略する。
【００７５】
次に図８は第３の実施形態を示し、この場合、等速自在継手の作動角が０°である状態において、ケージ４の継手開口側の端部３０が外側継手部材２の開口端部よりも外方に突出するように、マウス部２２をその軸方向長さが短縮された短寸マウスとしている。すなわち、マウス部２２の軸方向長さを実用域の最大作動角が２５°や３０°に対応するのに必要な長さとしている。言い換えれば、マウス部２２の軸方向長さを、少なくとも実用域の高使用頻度範囲の作動角において対応する短寸として、等速自在継手の作動角が０°である状態において、ケージ４の継手開口側の端部３０を外側継手部材２の開口部（開口端部）よりも外方に突出させている。実用域の高使用頻度範囲の作動角としては、最大作動角が２５°や３０°の場合である。なお、静止時最大作動角は、４０°以上、好ましくは４２°以上とることができる構造としている。
【００７６】
この場合も、外側継手部材２の継手中心Ｏから開口端面２ａまでの寸法Ｅと外側継手部材２の外径寸法Ｆとの比Ｅ／Ｆを０．２以下に設定している。ケージ４の一部（継手開口側の端部３０）が外側継手部材２の開口端面２ａから突出した構造になっている。この突出量Ｇと外側継手部材２の外径寸法Ｆとの比Ｇ／Ｆを０．０２以上に設定している。
【００７７】
蛇腹状ブーツ１２は、外側継手部材２のマウス部２２の開口端部であるブーツ装着部に外嵌固定される大径部１２ａと、シャフト１０のブーツ装着部に外嵌固定される小径部１２ｂと、これらを連結する蛇腹部１４と、この蛇腹部１４と大径部１２ａとの間に設けられる大径肩部１５とを備える。なお、シャフト１０は、その端部１０ａの雄スプラインが内側継手部材１の内径孔１ａの雌スプラインにスプライン嵌合されている。また、シャフト１０の端部１０ａの雄スプライン端部に周方向溝が設けられ、この周方向溝に抜け止め用の止め輪１１が装着されている。
【００７８】
ところで、外側継手部材２のマウス部２２の外径面は、その外径寸法が開口端部から底壁までが同一とされた円筒面であり、外側継手部材２のブーツ装着部は、マウス部２２の開口端部の外径面に形成された嵌合溝１２ｅを有し、シャフト１０のブーツ装着部は、シャフト１０の外径面に形成された嵌合溝１２ｆを有する。なお、嵌合溝１２ｅおよび嵌合溝１２ｆの周辺は、適宜突起が設けられていてもよい。
【００７９】
大径部１２ａをマウス部２２の開口端部のブーツ装着部に外嵌した状態で、この大径部１２ａをブーツバンド１６にて締め付ける。また、小径部１２ｂをシャフト１０のブーツ装着部に外嵌した状態で、この小径部１２ｂをブーツバンド１８にて締め付ける。蛇腹部１４は、山部２０と谷部１９の数をいずれも３つとし、少なくとも実用域の高使用頻度範囲の作動角においては、内部部品Ｓが蛇腹部内面に接触しないようにブーツ形状とブーツ膜長を設定している。
【００８０】
大径肩部１５は、図９に示すように、作動角が０°である状態において、大径の短円筒形状を成す。なお、この短円筒形状は、外方に突出した短山部として形成してもよく、また、縮径した短錘状に形成しても良い。この大径肩部１５の外径寸法を外側継手部材２の外径寸法の１．０５倍〜１．０８倍、好ましくは１．０５倍〜１．０７倍とする。すなわち、大径肩部１５の外径寸法をＤとし、ブーツ装着部、つまり外側継手部材２の外径面の外径寸法をＦとした場合、Ｄ＝（１．０５〜１．０８）×Ｆ、好ましくはＤ＝（１．０５〜１．０７）×Ｆである。また、外側継手部材２の開口端部に最も近い谷部１９ｃの内径寸法を外側継手部材２の外径寸法の０．７５倍〜０．８５倍、好ましくは０．７８倍〜０．８２倍としている。すなわち、谷部１９ｃの内径寸法をＨとし、ブーツ装着部、つまり外側継手部材２の外径面の外径寸法をＦとした場合、Ｈ＝（０．７５〜０．８５）×Ｆ、好ましくはＨ＝（０．７８〜０．８２）×Ｆである。なお、外側継手部材２の外径寸法は、通常、コンパクト化を図るために可能な限り小さい外径寸法に留める設計を取ることから、外側継手部材２のブーツ装着部の外径寸法は外側継手部材２の外径寸法と同一寸法かほぼ同一寸法に設計されるが、その他の要因によって、外側継手部材２の外径寸法が、ブーツ装着部の外径寸法よりも大きく設計された場合、好ましくは、各寸法設定の基準にしている外側継手部材２の外径寸法は、ブーツ装着部の外径寸法に置き換えて設定する。
【００８１】
また、外側継手部材２の開口端部に最も近い谷部１９ｃの軸方向位置を、ケージの軸方向突出量をＧとしたときに、外側継手部材の開口端面２ａから２Ｇ以上、好ましくは３Ｇ以上離している。なお、外側継手部材２の開口端面２ａは、外側継手部材２の開口端部の形状（例えば、面取り）によっては、面の形状を呈さない場合もあり、この形状は、厳密には開口端縁と表現すべきであるが、ここでは、この開口端縁も含めて開口端面と表現している。
【００８２】
このように、前記設定範囲を逸脱すると、ブーツのコンパクトさを阻害したり、作動角を取った際に谷部１９がケージ４と干渉したりするおそれがある。また、静止時最大作動角を取った際に、蛇腹部１４が外側継手部材２とシャフト１０の間に挟まれて異常変形したり損傷したりするおそれがある。
【００８３】
また、外側継手部材２のブーツ装着部に最も近い谷部１９ｃを省いた谷部１９ｂ、１９ａの外径寸法を、ブーツ内シャフトの外径の１．４倍〜２．０倍としている。すなわち、谷部１９ｂ、１９ａの外径寸法をＤｂ，Ｄａとし、ブーツ内シャフト１０の外径をＤｓとしたときに、Ｄｂ，Ｄａ＝（１．４〜２．０）×Ｄｓである。
【００８４】
全山部２０の外径は、隣接する谷部１９の外径よりも大きく設定する。隣接する山部２０において、小径部１２ｂ側の山部２０の外径を、大径部１２ａ側の山部２０の外径の０．９倍以下とする。好ましくは、大径部１２ａに隣接する山部２０ｃの外径は、大径肩部１５の外径の０．９倍以下とし、大径部１２ａ側から２番目の山部２０ｂの外径は、大径部１２ａに隣接する山部２０ｃの外径の０．８５倍以下とする。
【００８５】
ところで、一般に、ブーツ（樹脂ブーツ）は、４０°以上の高作動角での使用を考慮して、圧縮した状態で取り付けることが一般的である。しかしながら、本発明では、ブーツ１２は、自然状態の長さ（自然長）にて、等速自在継手の外側継手部材２とシャフト１０に取り付ける。この固定式等速自在継手での使用には、実使用域でのブーツ変形状態を安定させるために、自然長付近で取り付けることが好ましいからである。そして、ブーツ全長は、外側継手部材２の外径寸法Ｆの０．５倍から０．８５倍の範囲とする。０．５倍未満では、適切なブーツ耐久性を得ることができず、静止時の最大作動角時に適切な蛇腹変形ができずにブーツ１２が損傷する恐れがある。また、０．８５倍を超えるとブーツ１２のコンパクトさに欠ける。
【００８６】
また、ブーツ１２の変形状態として、実用域の作動角である０°以下、好ましくは２５°以下では、蛇腹部１４は一般的な変形状態を保持するように設計するのが好ましい。また、実用域を超える作動角以上では、圧縮側の位相において、小径部１２ｂに隣接する山部２０ａが、外側継手部材２の外径寸法Ｆよりも内側の位置で、外側継手部材２の開口端部方向に他の蛇腹部１４を介して接触する位置関係に設計して、静止時最大作動角まで作動することが出来ない様にストッパーとしての役割を果たす設計を取ることが好ましい。但し、この場合でも、より過大な折り曲げ力を掛けることで小径部１２ｂに隣接する山部２０ａが変形する。
【００８７】
このようにブーツ形状及びブーツ膜長等を設定することによって、図１０（ａ）（ｂ）（ｃ）のように、ブーツ１２の全谷部１９が内部部品に接触しない。すなわち、図１０（ａ）は、作動角θを１５度とした場合（通常の変形状態）を示し、図１０（ｂ）は、作動角θを３５度とした場合（小径部１２ｂに隣接する山部２０ａが、前記ストッパーとしての役割を果たしている状態）を示し、図１０（ｃ）は、作動角θを３９度とした場合（過大変形させた状態）を示している。
【００８８】
大径肩部１５の外径寸法が、外側継手部材２の外径寸法Ｆの１．０５倍未満であれば、外部から異物が干渉した際、外側継手部材２と異物にブーツ１２の大径肩部１５が挟まれるおそれがある。また、１．０８倍を越えれば、大径肩部１５が大径になりすぎて、大径肩部１５が他の部材と干渉するおそれがある。このため、大径肩部１５の外径寸法を外側継手部材２の外径寸法Ｆの１．０５倍〜１．０８倍とすることによって、外側継手部材２と異物にブーツ１２の大径肩部１５が挟まれることを回避できるとともに、大径肩部１５が他の部材と干渉するおそれもなくなる。
【００８９】
外側継手部材２の開口端面２ａに最も近い谷部１９ｃの内径寸法が外側継手部材２の外径寸法Ｆの０．７５倍未満であれば、この谷部１９ｃの内径寸法が小さくなりすぎて作動角を取った際に、この谷部１９ｃが内部部品Ｓと接触するおそれがある。この谷部１９ｃの内径寸法が外側継手部材２の外径寸法Ｆの０．８５倍を越えれば、蛇腹の変形性や耐久性に劣ることになる。このため、外側継手部材２の開口端部に最も近い谷部１９ｃの内径寸法を外側継手部材２の外径寸法Ｆの０．７５倍〜０．８５倍とすることによって、外側継手部材２の開口端面２ａに最も近い谷部１９ｃが内部部品Ｓと接触するおそれがなく、蛇腹の変形性や耐久性に劣ることがない。
【００９０】
外側継手部材２の開口端面２ａに最も近い谷部１９ｃを除く谷部１９ａ，１９ｂの外径寸法がシャフト１０の外径Ｄｓの１．４倍未満であれば、谷部１９ａ，１９ｂの外径寸法が小さすぎて実用域の作動角を取った際に、谷部１９ａ，１９ｂがシャフト１０に接触するおそれがある。逆に、この谷部１９ａ，１９ｂの外径寸法がシャフトの外径Ｄｓの２．０倍を越えれば、蛇腹部１４が大径化したり、蛇腹の変形性や耐久性が低下したりする。このため、外側継手部材２の開口端面２ａに最も近い谷部１９ｃを除く谷部１９ａ，１９ｂの外径寸法を、ブーツ内シャフト１０の外径Ｄｓの１．４倍〜２．０倍とすることによって、実用域の作動角を取った際に、谷部がシャフト１０に接触するおそれがなく、蛇腹の変形性や耐久性に劣ることがない。
【００９１】
外側継手部材２の開口端面２ａに最も近い谷部１９ｃの軸方向位置が外側継手部材２の開口端面２ａから２Ｇ未満であれば、谷部１９ｃの軸方向位置が外側継手部材２の開口端面２ａに近すぎて作動角を取った際に、谷部１９ｃが外側継手部材２に接触するおそれがある。このため、外側継手部材２の開口端面２ａに最も近い谷部１９ｃの軸方向位置を、外側継手部材２の開口端面２ａから２Ｇ以上離すようにすることによって、谷部１９ｃが外側継手部材２に接触することを有効に防止できる。
【００９２】
作動角が２０°以下において、蛇腹部１４の谷部１９の全てがシャフト１０と接触しないようにブーツ形状とブーツ膜長を設定することにより、谷部がシャフトと接触しながら回転するのを避けることで、谷部の摩耗を防止する。
【００９３】
蛇腹部１４の谷部断面形状をＵ字状にすることによって、谷部１９の疲労性が向上できる。ＪＩＳ  Ｋ６２５３に規定されるタイプＤデュロメーターによる硬さが３５以上５３以下である熱可塑性ポリエステル系エラストマーから構成することにより、高い耐久性を発揮できる。
【００９４】
作動角２５°以上において一時的に歪を生じた後、作動角を戻したときに、元のブーツ形状に復元するように、ブーツ仕様を設定することにより、長期にわたって安定したブーツ機能を発揮することができる。
【００９５】
外側継手部材２の開口端面２ａから継手中心Ｏまでの軸方向寸法をＥとし、外側継手部材２の外径寸法をＦとしたときに、比Ｅ／Ｆを０．２以下に設定できる。また、外側継手部材２の開口端面２ａからのケージ４の軸方向突出量をＧとし、外側継手部材２の外径寸法をＦとしたときに、比Ｇ／Ｆを０．０２以上に設定できる。比Ｇ／Ｆが０．０２未満では、外側継手部材の軸方向長さが増すため、等速自在継手の軽量化を阻害する。また、比Ｅ／Ｆが０．２を越えれば、外側継手部材の軸方向長さが増すため、等速自在継手の軽量化を阻害する。
【００９６】
作動角が少なくとも４０°を越えた範囲では、外側継手部材２のトラック溝６におけるボール３との接触点が存在せず、かつ、静止時最大作動角において、ケージ４に設けられたポケット４ａからボールが脱落しないように、外側継手部材２の開口端面２ａから継手中心Ｏまでの軸方向寸法を設定することができる。このように設定することによって、よりコンパクトで軽量化された等速自在継手を得ることができる。
【００９７】
次に、図１１は、山部２０と谷部１９とがそれぞれ２個の蛇腹部１４を有するブーツ１２を用いたものである。このブーツ１２であっても、Ｈ＝（０．７５〜０．８５）×Ｆとし、Ｄａ＝（１．４〜２．０）×Ｄｓとし、比Ｅ／Ｆを０．２以下としている。突出量Ｇと外側継手部材２の外径寸法Ｆとの比Ｇ／Ｆを０．０２以上としている。さらに、外側継手部材２の開口端面２ａに最も近い谷部１９ｃの軸方向位置を、外側継手部材２の開口端面２ａから２Ｇ以上離すようにしている。
【００９８】
このようなブーツ１２を用いた等速自在継手であっても、図１２（ａ）（ｂ）（ｃ）に示すように、ブーツ１２の全谷部１９が内部部品Ｓに接触しない。すなわち、図１２（ａ）は、作動角θを１５度とした場合（通常の変形状態）を示し、図１２（ｂ）は、作動角θを３５度とした場合（小径部１２ｂに隣接する山部２０ａが、前記ストッパーとしての役割を果たしている状態）を示し、図１２（ｃ）は、作動角θを３８度とした場合（過大変形させた状態）を示している。
【００９９】
このため、図１１に示す等速自在継手及び等速自在継手用ブーツであっても、前記図８に示す等速自在継手及び等速自在継手用ブーツと同様の作用効果を奏する。
【０１００】
次に図１３は、前記図１１に示す固定式等速自在継手と同様、山部２０と谷部１９とがそれぞれ２個の蛇腹部１４を有するブーツ１２を用いたものである。この場合、大径肩部１５と、大径肩部１５に近接する谷部１９ｂとを連結する連結部２１Ａは、傾斜角度（軸方向に対する角度）が相違する２つの傾斜壁５５，５６からなる。この場合、第１の傾斜壁５５の傾斜角度をα１とし、第２の傾斜壁５６の傾斜角度をα２としたときに、α１＜α２としている。すなわち、大径肩部側の傾斜壁５６の傾斜角度が、反大径肩部側の傾斜壁５５の傾斜角度よりも大きく設定されている。
【０１０１】
また、傾斜壁５５の軸方向長さが傾斜壁５６の軸方向長さよりも長く設定されている。すなわち、傾斜壁５５の軸方向長さをＬ１とし、傾斜壁５６の軸方向長さをＬ２としたときに、Ｌ２≦１／３Ｌ１とする。
【０１０２】
２つの谷部１９ａ、１９ｂの外径寸法Ｄａ、Ｄｂをブーツ内シャフトの外径Ｄｓの１．４倍〜２．０倍とされる。谷部１９ａ，１９ｂの外径寸法Ｄａ、Ｄｂがブーツ内シャフトの外径Ｄｓの１．４倍未満であれば、谷部１９ａ，１９ｂの外径寸法Ｄａ、Ｄｂが小さすぎて実用域の作動角を取った際に、谷部１９ａ，１９ｂがシャフト１０に接触するおそれがある。逆に、この谷部１９ａ，１９ｂの外径寸法Ｄａ、Ｄｂがブーツ内シャフトの外径Ｄｓの２．０倍を越えれば、蛇腹部１４が大径化することで、ブーツのコンパクトさが阻害される。また、大径肩部１５側の山部２０ｂから大径肩部１５までの間の軸方向長さＬ５は、小径部１２ｂ側の山部２０ａと大径肩部１５側の山部２０ｂとの間の軸方向長さＬ６の１．５倍以上としている。なお、この実施形態では、谷部１９ａ、１９ｂの外径寸法Ｄａ、Ｄｂを同一乃至近似した寸法としている。近似とは、外径寸法Ｄａ、Ｄｂのいずれかを基準として、他方の値がその基準の値の±１０％以内の範囲内に入る値である。
【０１０３】
山部２０ａと谷部１９ａとの間の軸方向長さＬ７と、谷部１９ａと山部２０ｂとの間の軸方向長さＬ８と、山部２０ｂと谷部１９ｂとの間の軸方向長さＬ９とは、それぞれ、同一乃至近似した寸法としている。近似とは、軸方向長さＬ７、Ｌ８、Ｌ９のいずれかの値を基準として、他のＬ７、Ｌ８、Ｌ９の値がその基準の値の±２ｍｍ以内の範囲内に入る値であることをいう。
【０１０４】
大径肩部１５の外径寸法Ｄを外側継手部材２の外径寸法Ｆの１．０５倍〜１．０８倍としている。そして、山部２０ａ、２０ｂの外径寸法Ｄ１、Ｄ２は、外側継手部材２の外径寸法Ｆの０．７５倍以下とし、同一乃至近似した寸法としている。また、山部２０ｂの外径寸法Ｄ２を、山部２０ａの外径寸法Ｄ１と同一乃至近似した寸法では無く、小さくしても良い。
【０１０５】
ところで、図１３と図１４に示す固定式等速自在継手は、実用域では、図１５（ａ）に示すように、内側継手部材１とボール３とケージ４等で構成される内部部品Ｓ（図１３参照）が、ブーツ１２の蛇腹部内面に接触しない形状設定となっている。なお、図１５（ａ）では作動角が１２°である。この場合、外側継手部材２の開口端部（端面乃至端縁を含む）とは接触してもよい。
【０１０６】
また、図１５（ｂ）に示すように、実用域の高使用頻度範囲を越えた場合（図例では、作動角が３２°である）、蛇腹部圧縮側において反圧縮方向（蛇腹部圧縮方向と反対の方向）への力が生じ、この蛇腹部圧縮側とは軸心に関して１８０°反対の蛇腹部引張側において反引張方向（蛇腹部引張と反対の方向）の力が生じる。すなわち、大径肩部１５とこの大径肩部１５に近い側の山部２０ｂとの間の連結部２１Ａと、小径部１２ｂに近い側の山部２０ａとが接触することによって、さらに大きな作動角となるのを防止するストッパとしての役割を果たす。また、蛇腹部圧縮側とは軸心に関して１８０°反対の蛇腹部引張側においては、蛇腹部１４が延びきった伸張状態となすことによる引張力にて、さらに大きな作動角をとることを規制する。そして、作動角を戻すと、元のブーツ形状に復元し、再び適切なブーツ耐久性を保持することができる。
【０１０７】
図１５（ｂ）に示す状態では、二つの山部２０ａ，２０ｂが連結部２１Ａに接触しているが、外側継手部材２の開口端部側（大径肩部１５に近い側）の山部２０ｂが連結部２１Ａに接触しないようにしてもよい。また、外側継手部材２の開口端部側（大径肩部１５に近い側）の谷部１９ｂはシャフト１０に接触しないように設計する。
【０１０８】
実用域の高使用頻度範囲の作動角のうち、特に実用性が高い２０度以下において、２つの谷部１９ａ，１９ｂがシャフト１０と接触しないようにブーツ形状とブーツ膜長を設定するのが好ましい。これにより、蛇腹部１４の谷部１９とシャフト１０とが接触しながら回転することを避けることで、谷部１９の摩耗を防止できる。
【０１０９】
ところで、このような等速自在継手用ブーツ（樹脂ブーツ）は、４０度以上の高作動角での使用を考慮して、圧縮した状態で取り付けることが一般的である。しかしながら、本発明の固定式等速自在継手では、実用域でのブーツ変形状態を安定させるために、自然長（自由状態での軸方向長さ）付近で取り付けることが好ましい。そして、ブーツ全長は、外側継手部材２の外径寸法Ｆの０．５倍から０．９倍の範囲とする。０．５倍未満では、小径部１２ｂに近い側の山部２０ａの大径肩部１５に繋がる連結部２１Ａとの接触時の変形状態を適切に得ることができない。また、０．９倍を超えるとブーツのコンパクトさに欠ける。
【０１１０】
このように、図１３と図１４等に示す固定式等速自在継手においては、コンパクト化を安定して図ることができ、しかも、適切な耐久性を保持したブーツ形状とすることができる。特に、実用域の高使用頻度範囲を越えた場合、蛇腹部圧縮側において反圧縮方向への力が生じ、蛇腹部引張側において反引張方向の力が生じる。これによって、さらに大きな作動角をとることを規制することができ、ブーツの性能に支障を来たす異常な変形や損傷を防止することができる。
【０１１１】
本発明のように構成された等速自在継手用ブーツと等速自在継手の組み合わせは、作動角２５度以下で使用される自動車用ドライブシャフトに適用することが好ましく、さらには、後輪駆動車や四輪駆動車の後輪用ドライブシャフトに適用することが好ましい。
【０１１２】
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、外側継手部材２の短縮量（寸法Ｅ）として、実用域の最大作動角に応じて種々設定でき、これに応じて、突出量Ｇ等を任意に設定できる。また、図８と図１１に示す固定式等速自在継手において、ＰＣＤ＜Ｈ＜Ｉとなるように設定するのが好ましい。
【０１１３】
また、図１３や図１４に示す等速自在継手用ブーツにおいて、図例のものでは、連結部２１Ａは、その断面形状が直線状であった。これに対して、断面形状が円弧状に湾曲したものであってもよい。この場合、両傾斜壁５５、５６を円弧状としても、いずれか一方のみを円弧状に形成してもよい。また、円弧状とする場合、外径側に凸状となっても、内径側に凸状となってもよい。内径側に凸状とするほうが、コンパクト化及び作動角と取った際の蛇腹状態から好ましい。また、図１３や図１４に示す等速自在継手用ブーツにおいても、大径肩部１５が外方に突出した山部としてもよく、また、縮径した錘状や円筒状に形成してもよい
【符号の説明】
【０１１４】
１、３１      内側継手部材
２ａ，３２ａ  開口端面
２、３２      外側継手部材
３、３３      ボール
４、３４      ケージ
４ａ、３４ａ  ポケット
５，３５      球状内周面
６、８ ，３６，３８トラック溝
７，３７      球状外周面
１０，４０    シャフト
１２，４２    蛇腹状ブーツ
１２ａ，４２ａ       大径部
１２ｂ，４２ｂ       小径部
１４，４４    蛇腹部
１５   大径肩部
１９、４９    谷部
２０、５０    山部
２１ａ 大径肩部
２１、２１Ａ、５１   連結部
５５，５６    傾斜壁
Ｓ     内部部品
【図１】
2012017844.tif 000003
【図２】
2012017844.tif 000004
【図３】
2012017844.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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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【図１５】
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【図１６】
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