(57)【要約】【課題】  作動時であってもブーツのシール性を確保し得る低コストな等速自在継手を提供する。【解決手段】  一端に開口部１３を有する外側継手部材１０と、その外側継手部材１０との間でボール３０を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材２０とを備え、外側継手部材１０の開口部１３を閉塞する蛇腹状ブーツ６０の大径端部６１を外側継手部材１０の開口部外周面１４に外嵌して固定した等速自在継手であって、ブーツ６０の大径端部６１と蛇腹部６３との間に径方向内側へ延出するリブ部６６を設け、そのリブ部６６の内側端部に外側継手部材１０に向けて突出する環状の突起６７を設けると共に、外側継手部材１０の開口部端面１６に突起６７が嵌入する環状の凹溝１７を設ける。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に開口部を有する外側継手部材と、前記外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、前記外側継手部材の開口部を閉塞する蛇腹状ブーツの端部を前記外側継手部材の開口部外周面に外嵌して固定した等速自在継手であって、
前記ブーツの端部と蛇腹部との間に径方向内側へ延出するリブ部を設け、前記リブ部の内側端部に外側継手部材に向けて突出する環状の突起を設けると共に、前記外側継手部材の開口部端面に前記突起が嵌入する環状の凹溝を設けたことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記リブ部の蛇腹部側端面を、その内径がブーツ側から外側継手部材側へ向けて縮径するような傾斜面とした請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記傾斜面を直線テーパ状とした請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記突起のエッジ部をＲ形状とした請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記凹溝の開口縁にチャンファを設けた請求項１〜４のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記凹溝の内面を粗面とした請求項１〜５のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項７】
前記ブーツが樹脂製である請求項１〜６のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項８】
前記外側継手部材は、球面状内周面に軸方向に延びる複数の円弧状トラック溝が形成され、前記内側継手部材は、外側継手部材のトラック溝と対をなして球面状外周面に複数の円弧状トラック溝が形成され、前記トルク伝達部材は、外側継手部材の球面状内周面と内側継手部材の球面状外周面との間に配されたケージにより保持された状態で、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との間に介在するボールである請求項１〜７のいずれか一項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、例えば自動車のドライブシャフトやプロペラシャフトに組み込まれ、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ブーツを備えた等速自在継手に関する。
【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ため、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グリース等の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、等速自在継手とシャフトとの間に樹脂製の蛇腹状ブーツを装着した構造が一般的である（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
ブーツは、等速自在継手の外側継手部材の開口部外周面にブーツバンドにより締め付け固定された大径端部と、内側継手部材から延びるシャフトの外周面にブーツバンドにより締め付け固定された小径端部と、大径端部と小径端部とを繋ぎ、その大径端部から小径端部へ向けて縮径した伸縮自在な蛇腹部とで構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平４−１２８５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、例えば特許文献１に開示された従来の等速自在継手では、ブーツバンドによる締め付け固定で安定したシール性を確保するには、ブーツの端部を所定の締め代で確実に固定する必要がある。しかしながら、ブーツバンドによる締め付けのみでブーツを確実に固定することは非常に困難である。
【０００８】
特に、硬質材料である樹脂からなるブーツの場合、外側継手部材とシャフトとが作動角をとりながら回転する等速自在継手の作動により、外側継手部材とブーツの端部とのシール性をブーツバンドの締め付けのみで維持することが困難となる。その結果、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤が外側継手部材とブーツの端部との間から漏洩する可能性があった。
【０００９】
このブーツにおけるシール性の向上を図るため、特許文献１に開示された等速自在継手では、外側継手部材の開口部外周面に環状の凹溝を形成し、この凹溝とブーツの端部との間にＯリングを介在させた構造を採用している。このような構造を採用することにより、外側継手部材とブーツの端部とのシール性を向上させるようにしている。しかしながら、このような構造の場合、外側継手部材の開口部外周面に凹溝加工を施す必要があり、また、Ｏリングによる部品点数の増加で製品のコストアップを招くことになる。
【００１０】
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、作動時であってもブーツのシール性を確保し得る低コストな等速自在継手を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
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、一端に開口部を有する外側継手部材と、その外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、外側継手部材の開口部を閉塞する蛇腹状ブーツの端部を外側継手部材の開口部外周面に外嵌して固定した等速自在継手であって、ブーツの端部と蛇腹部との間に径方向内側へ延出するリブ部を設け、そのリブ部の内側端部に外側継手部材に向けて突出する環状の突起を設けると共に、外側継手部材の開口部端面に突起が嵌入する環状の凹溝を設けたことを特徴とする。
【００１２】
本発明では、ブーツの端部と蛇腹部との間に径方向内側へ延出するリブ部を設け、そのリブ部の内側端部に外側継手部材に向けて突出する環状の突起を設けると共に、外側継手部材の開口部端面に環状の凹溝を設け、その凹溝に突起を嵌め込むことにより、この突起と凹溝との嵌合構造でもってリブ部が外側継手部材の開口部端面に密着することで継手内部に封入された潤滑剤をシールする。この突起と凹溝との嵌合によるシール構造でもって、継手内部に封入された潤滑剤が外側継手部材とブーツの端部との間から漏洩することを確実に抑制する。
【００１３】
本発明において、リブ部の蛇腹部側端面を、その内径がブーツ側から外側継手部材側へ向けて縮径するような傾斜面とすることが望ましい。等速自在継手の作動時、継手内部に封入した潤滑剤が回転による遠心力で径方向外側へ移動しようとする。この時、径方向外側へ移動しようとする潤滑剤がブーツのリブ部の傾斜面に当接することにより、ブーツのリブ部を外側継手部材の開口部端面へ押し付ける力が作用する。この押し付け力は、外側継手部材の開口部端面の凹溝にリブ部の突起を嵌入させる方向に作用するため、外側継手部材の開口部端面とリブ部との密着性が向上し、潤滑剤のシールがより一層確実となる。なお、この傾斜面を直線テーパ状とすれば、前述の押し付け力を確実に作用させることができる点で好ましい。
【００１４】
本発明において、突起のエッジ部をＲ形状としたり、あるいは、凹溝の開口縁にチャンファを設けた構造とすることが望ましい。このようにすれば、外側継手部材の開口部にブーツの端部を装着するに際して、ブーツのリブ部の突起を外側継手部材の開口部端面の凹溝に容易に嵌入させることができる。
【００１５】
本発明において、凹溝の内面を粗面とすることが望ましい。このようにすれば、ブーツのリブ部の突起を外側継手部材の開口部端面の凹溝に嵌入させた構造において、突起と凹溝との間の摩擦抵抗を大きくすることで、その突起が凹溝から抜脱することを抑制できる。
【００１６】
ブーツが樹脂などの硬質材料からなる場合、外側継手部材とブーツの端部とのシール性をブーツバンドの締め付けのみで維持することが困難であることから、ブーツのリブ部の突起を外側継手部材の開口部端面の凹溝に嵌め込むことにより潤滑剤をシールする構造が有効となる。
【００１７】
本発明における外側継手部材は、内周面に軸方向に延びる複数の円弧状トラック溝が形成され、前記内側継手部材は、外側継手部材のトラック溝と対をなして外周面に複数の円弧状トラック溝が形成され、前記トルク伝達部材は、外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面との間に配されたケージにより保持された状態で、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との間に介在するボールである構成を具備する固定式等速自在継手、例えば、ツェ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に適用可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、ブーツの端部と蛇腹部との間に径方向内側へ延出するリブ部を設け、そのリブ部の内側端部に外側継手部材に向けて突出する環状の突起を設けると共に、外側継手部材の開口部端面に環状の凹溝を設け、その凹溝に突起を嵌め込むことにより、この突起と凹溝との嵌合構造でもってリブ部が外側継手部材の開口部端面に密着することで継手内部に封入された潤滑剤をシールする。この突起と凹溝との嵌合によるシール構造でもって、等速自在継手の作動時においても、継手内部に封入された潤滑剤が外側継手部材とブーツの端部との間から漏洩することを確実に抑制することができる。その結果、ブーツのシール性を確保し得る低コストな等速自在継手を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施形態で、外側継手部材の開口部とブーツの大径端部とを示す要部拡大断面図である。
【図２】本発明の実施形態で、アンダーカットフリー型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図３】図２のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図４】図１の外側継手部材の開口部にブーツの大径端部を組み付ける前の状態を示す要部拡大断面図である。
【図５】ブーツのリブ部の突起のエッジ部をＲ形状とした実施形態を示す部分拡大断面図である。
【図６】外側継手部材の開口部端面の凹溝にチャンファを設けた実施形態を示す部分拡大断面図である。
【図７】外側継手部材の開口部端面の凹溝内面を粗面とした実施形態を示す部分拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本発明に係る等速自在継手の実施形態を以下に詳述する。以下の実施形態では、自動車のエンジン側（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ことができ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。
【００２１】
なお、本発明は、アンダーカットフリー型等速自在継手以外に、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る。さらに、本発明は、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、しかも、軸方向の相対変位をも許容することができる構造を備えたトリポード型およびダブルオフセット型等速自在継手のような摺動式等速自在継手にも適用可能である。
【００２２】
図２および図３に示す実施形態の等速自在継手は、軸方向に延びる円弧状のトラック溝１１が球面状内周面１２の円周方向複数箇所に形成されたカップ状の外側継手部材１０と、外側継手部材１０のトラック溝１１と対をなして軸方向に延びる円弧状のトラック溝２１が球面状外周面２２の円周方向複数箇所に形成された内側継手部材２０と、外側継手部材１０のトラック溝１１と内側継手部材２０のトラック溝２１との間に介在してトルクを伝達する複数のトルク伝達部材であるボール３０と、外側継手部材１０の球面状内周面１２と内側継手部材２０の球面状外周面２２との間に配され、円周方向等間隔に形成されたポケットに収容したボール３０を保持するケージ４０とを主要な構成要素とし、内側継手部材２０の軸孔にシャフト５０の一端がスプライン嵌合により連結されている。なお、アンダーカットフリー型等速自在継手の場合、外側継手部材１０のトラック溝１１はその開口側に軸方向と平行なストレート部分を有し、内側継手部材２０のトラック溝２１はその奥側に軸方向と平行なストレート部分を有する。
【００２３】
この種の等速自在継手は、継手内部に封入されたグリース等の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１０とシャフト５０との間に樹脂製の蛇腹状ブーツ６０を装着した構造を具備する。このように、外側継手部材１０およびブーツ６０の内部空間に潤滑剤（図示せず）を封入することにより、外側継手部材１０に対してシャフト５０が作動角をとりながら回転する動作時において、継手内部の摺動部位、つまり、外側継手部材１０、内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０で構成される摺動部位での潤滑性を確保するようにしている。
【００２４】
ブーツ６０は、外側継手部材１０の開口部１３の外周面１４にブーツバンド７１により締め付け固定された大径端部６１と、内側継手部材２０から延びるシャフト５０の外周面５１にブーツバンド７２により締め付け固定された小径端部６２と、大径端部６１と小径端部６２とを繋ぎ、その大径端部６１から小径端部６２へ向けて縮径した伸縮自在な蛇腹部６３とで構成されている。
【００２５】
外側継手部材１０の開口部１３の外周面１４に環状の凹溝１５を形成し、この凹溝１５にブーツ６０の大径端部６１を嵌め込むことにより位置決めする。また、ブーツ６０の大径端部６１の外周面に環状の凹溝６４を形成し、この凹溝６４にブーツバンド７１を嵌め込むことにより位置決めしている。同様に、シャフト５０の外周面５１に環状の凹溝５２を形成し、この凹溝５２にブーツ６０の小径端部６２を嵌め込むことにより位置決めする。また、ブーツ６０の小径端部６２の外周面に環状の凹溝６５を形成し、この凹溝６５にブーツバンド７２を嵌め込むことにより位置決めしている。
【００２６】
この種の等速自在継手では、外側継手部材１０とシャフト５０とが作動角をとりながら回転する等速自在継手の作動により、外側継手部材１０とブーツ６０の大径端部６１とのシール性をブーツバンド７１の締め付けのみで維持することが困難であることから、この実施形態では、図１および図４に示すように、ブーツ６０の大径端部６１と蛇腹部６３との間に径方向内側へ延出するリブ部６６を設け、そのリブ部６６の内側端部に外側継手部材１０に向けて突出する環状の突起６７を設けると共に、外側継手部材１０の開口部１３の端面１６に突起６７が嵌入する環状の凹溝１７を設けた構造としている。
【００２７】
このように、ブーツ６０の大径端部６１と蛇腹部６３との間に径方向内側へ延出するリブ部６６を設け、そのリブ部６６の内側端部に外側継手部材１０に向けて突出する環状の突起６７を設けると共に、外側継手部材１０の開口部１３の端面１６に環状の凹溝１７を設け、その凹溝１７に突起６７を嵌め込むことにより、この突起６７と凹溝１７との嵌合構造でもってリブ部６６が外側継手部材１０の開口部１３の端面１６に密着することで継手内部に封入された潤滑剤をシールする。この突起６７と凹溝１７との嵌合によるシール構造でもって、継手内部に封入された潤滑剤が外側継手部材１０とブーツ６０の大径端部６１との間から漏洩することを確実に抑制することができる。
【００２８】
このようにブーツ６０が樹脂などの硬質材料からなる場合、ゴムなどの軟質材料でブーツを構成する場合よりも、外側継手部材１０とブーツ６０の大径端部６１とのシール性をブーツバンド７１の締め付けのみで維持することが困難であることから、ブーツ６０のリブ部６６の突起６７を外側継手部材１０の開口部１３の端面１６の凹溝１７に嵌め込むことにより潤滑剤をシールする構造が有効となる。
【００２９】
この突起６７と凹溝１７との嵌合構造において、リブ部６６の蛇腹部側端面を、その内径がブーツ側から外側継手部材側へ向けて縮径するような直線テーパ状の傾斜面６８としている。外側継手部材１０およびブーツ６０が回転する等速自在継手の作動時、継手内部に封入した潤滑剤が回転による遠心力で径方向外側へ移動しようとする（図１の矢印Ａ参照）。この時、径方向外側へ移動しようとする潤滑剤がブーツ６０のリブ部６６の傾斜面６８に当接することにより、ブーツ６０のリブ部６６を外側継手部材１０の開口部１３の端面１６へ押し付ける力が作用する。
【００３０】
ここで、傾斜面６８がブーツ側から外側継手部材側へ向けて縮径するような直線テーパ状の面となっていることから、この押し付け力は、外側継手部材１０の開口部１３の端面１６の凹溝１７にリブ部６６の突起６７を嵌入させる方向に作用するため（図１の矢印Ｂ参照）、外側継手部材１０の開口部１３の端面１６とリブ部６６との密着性が向上し、潤滑剤のシールがより一層確実となる。
【００３１】
なお、突起６７と凹溝１７との嵌合構造において、図５に示すように突起６７のエッジ部６９をＲ形状としたり、あるいは、図６に示すように凹溝１７の開口縁にチャンファ１８を設けた構造とすることも可能である。このように、突起６７のエッジ部６９をＲ形状としたり、あるいは、凹溝１７の開口縁にチャンファ１８を設けることにより、外側継手部材１０の開口部１３にブーツ６０の大径端部６１を装着するに際して、ブーツ６０のリブ部６６の突起６７を外側継手部材１０の開口部１３の端面１６の凹溝１７に容易に嵌入させることができる。
【００３２】
また、突起６７と凹溝１７との嵌合構造において、図７に示すように凹溝１７の内面を粗面１９とすることも可能である。このように、凹溝１７の内面を粗面１９とすることにより、ブーツ６０のリブ部６６の突起６７を外側継手部材１０の開口部１３の端面１６の凹溝１７に嵌入させた構造において、突起６７と凹溝１７との間の摩擦抵抗を大きくすることで、その突起６７が凹溝１７から抜脱することを抑制できる。
【００３３】
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】
【００３４】
１０  外側継手部材
１１  円弧状トラック溝
１２  球面状内周面
１３  外側継手部材の開口部
１４  開口部外周面
１６  開口部端面
１７  凹溝
１８  チャンファ
１９  粗面
２０  内側継手部材
２１  円弧状トラック溝
２２  球面状外周面
３０  トルク伝達部材（ボール）
４０  ケージ
６０  ブーツ
６１  ブーツの端部（大径端部）
６３  ブーツの蛇腹部
６６  リブ部
６７  突起
６８  傾斜面
６９  エッジ部
【図１】
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【図２】
2012163171.tif 000004
【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】
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