(57)【要約】【課題】  継手内部で発生した異音の伝播を簡易かつコンパクトな構造により遮断する。【解決手段】  一端に開口部１３を有する有底カップ状の外側継手部材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、ボール３０および内側継手部材２０を含む内部部品が外側継手部材１０に収容された等速自在継手であって、外側継手部材１０の開口部１３の外周面に締め付け固定されたブーツ６０の大径端部６１を軸方向に延在させることによりブーツ６０と一体的に形成された遮音材６４で、外側継手部材１０の外周面を被覆する。【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有底カップ状の外側継手部材と、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、前記トルク伝達部材および内側継手部材を含む内部部品が外側継手部材に収容された等速自在継手であって、前記外側継手部材の外周面を遮音材で被覆したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記遮音材は、前記外側継手部材の開口部の外周面に締め付け固定されたブーツの端部を軸方向に延在させることにより前記ブーツと一体的に形成されている請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記遮音材は、前記外側継手部材の開口部の外周面に締め付け固定されたブーツと別体で形成されている請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記遮音材の内周面と前記外側継手部材の外周面との間にすきまが形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記遮音材は、その周方向の複数箇所にスリットが形成されている請求項１〜４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、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）に角度変位および軸方向変位の両方を許容する摺動式等速自在継手を、駆動車輪側（アウトボード側）に角度変位のみを許容する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】
固定式等速自在継手は、軸方向に延びるトラック溝が内周面の複数箇所に形成された外側継手部材と、軸方向に延びるトラック溝が外側継手部材のトラック溝と対をなして外周面の複数箇所に形成された内側継手部材と、外側継手部材のトラック溝と内側継手部材のトラック溝との間に介在してトルクを伝達する複数のボールと、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介在してボールを保持するケージとを備えている。
【０００５】
この等速自在継手では、外側継手部材と内側継手部材との間に作動角が付与されると、ケージに保持されたボールは常にどの作動角においても、その作動角の二等分面内に維持され、外側継手部材と内側継手部材との間での等速性が確保される。外側継手部材と内側継手部材との間では、前述のようにして等速性が確保された状態で回転トルクがボールを介して伝達される。
【０００６】
一方、ドライブシャフトに組み込まれる等速自在継手では、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、内側継手部材から延びるシャフトと外側継手部材との間にゴム製あるいは樹脂製のブーツを装着して、外側継手部材の開口部をブーツで閉塞した構造が一般的である。
【０００７】
このブーツは、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、等速自在継手の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】
【０００８】
【特許文献１】特開２００７−１２０５４４号公報
【特許文献２】特開２００８−１８５１０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、ドライブシャフトに組み込まれる等速自在継手は、その構造上、外側継手部材に収容された内側継手部材、ケージおよびボールからなる内部部品間にすきまを設けることにより、良好な作動性を確保するようにしている。しかしながら、等速自在継手にトルクが負荷されると、その内部部品間のすきまが詰まり、内部部品同士の接触によるガタ打ち音などの異音が発生することがある。
【００１０】
この種の異音は、場合によって等速自在継手の外部まで伝播することから、搭乗者にとって不快な騒音現象となる。そのため、従来では、内部部品同士の接触によるガタ打ち音などの異音対策として、特許文献１や特許文献２で開示された等速自在継手が提案されている。
【００１１】
特許文献１で開示された等速自在継手は、外側継手部材を外側外筒と内側外筒とで構成し、その外側外筒と内側外筒との間に、弾性体からなる防振材を介在させた構造を具備する。この等速自在継手では、外側外筒と内側外筒との間に介在する防振材により、ドライブシャフトの捩り固有振動数を低減することでドライブシャフトの捩り剛性を下げることができ、不快な騒音現象の発生を抑制するようにしている。
【００１２】
一方、特許文献２で開示された等速自在継手は、外側継手部材の外径よりも大きな径を有する拡径部を外側継手部材の外周面に一体的に形成したマスダンパ構造を具備する。この等速自在継手では、等速自在継手の動作に伴う振動や騒音を外側継手部材のマスダンパによって低減するようにしている。
【００１３】
しかしながら、特許文献１で開示された等速自在継手のように、外側継手部材を構成する外側外筒と内側外筒との間に防振材を介在させた構造では、その構造が複雑となって部品点数の増加およびコストアップを招くことになる。また、特許文献２で開示された等速自在継手のように、拡径部からなるマスダンパを外側継手部材の外周面に一体的に形成した構造では、大型化および重量の増大を招くことになる。
【００１４】
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、継手内部で発生した異音の伝播を簡易かつコンパクトな構造により遮断し得る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】
【００１５】
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有底カップ状の外側継手部材と、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、トルク伝達部材および内側継手部材を含む内部部品が外側継手部材に収容された等速自在継手であって、外側継手部材の外周面を遮音材で被覆したことを特徴とする。
【００１６】
本発明では、等速自在継手にトルクが負荷されることにより、トルク伝達部材および内側継手部材を含む内部部品間のすきまが詰まり、内部部品同士の接触によるガタ打ち音などの異音が発生しても、外側継手部材の外周に被覆された遮音材でもって、継手内部で発生した異音の継手外部への伝播を遮断することができる。このように、外側継手部材の外周を遮音材で被覆する簡易かつコンパクトな構造により、異音の伝播を遮断することができることから、搭乗者にとって不快な騒音現象の発生を回避することができる。
【００１７】
本発明における遮音材は、外側継手部材の開口部の外周面に締め付け固定されたブーツの端部を軸方向に延在させることによりブーツと一体的に形成された構成とすることが望ましい。このようにすれば、既存のブーツを利用することで、部品点数を増加させることなく、異音対策を容易に実現することができる。
【００１８】
本発明において、遮音材の内周面と外側継手部材の外周面との間にすきまが形成されている構成とすることが望ましい。このようにすれば、遮音材の内周面と外側継手部材の外周面とが密着していないことから、継手内部からの発熱によって継手が蓄熱することを防止できる。このようにして、遮音材による遮音性を維持した上で、継手内部からの発熱による外側継手部材の蓄熱も抑制することができる。
【００１９】
本発明における遮音材は、その周方向の複数箇所にスリットが形成された構成とすることも可能である。このようにすれば、継手内部からの発熱をスリットを介して放熱させることができるので、遮音材による遮音性を維持した上で、継手内部からの発熱による外側継手部材の蓄熱をより一層抑制することができる。
【００２０】
本発明における遮音材は、外側継手部材の開口部の外周面に締め付け固定されたブーツと別体で形成された構成とすることも可能である。このようにすれば、ブーツの形態に左右されることなく、遮音材を外側継手部材の外形に沿った形状とすることで、外側継手部材の全体を遮音材で被覆することができる。また、ブーツの材質にも左右されないことから、遮音効果に優れた材質で遮音材を構成することもできる。その結果、より一層遮音性に優れた異音対策を実現することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、外側継手部材の外周を遮音材で被覆したことにより、継手作動時、トルク伝達部材および内側継手部材を含む内部部品同士の接触によるガタ打ち音などの異音が発生しても、継手内部で発生した異音の継手外部への伝播を遮断することができる。このように、外側継手部材の外周を遮音材で被覆する簡易かつコンパクトな構造により、異音の伝播を遮断できることから、搭乗者にとって不快な騒音現象の発生を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施形態で、等速自在継手の全体構成を示す断面図である。
【図２】図１のＡ部を示す要部拡大断面図である。
【図３】図１のブーツ単体を示す断面図である。
【図４】他の実施形態における等速自在継手の全体構成を示す断面図である。
【図５】図４のＢ部を示す要部拡大断面図である。
【図６】図４のブーツ単体を示す断面図である。
【図７】他の実施形態における等速自在継手の全体構成を示す断面図である。
【図８】図７のＣ−Ｃ線に沿う要部拡大断面図である。
【図９】図７のブーツ単体を示す正面図である。
【図１０】他の実施形態における等速自在継手の全体構成を示す断面図である。
【図１１】図１０のＤ−Ｄ線に沿う要部拡大断面図である。
【図１２】図１０のブーツ単体を示す正面図である。
【図１３】他の実施形態における等速自在継手の全体構成を示す断面図である。
【図１４】図１３のＥ部を示す要部拡大断面図である。
【図１５】図１３の遮音材を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明に係る等速自在継手の実施形態を詳述する。以下の実施形態では、角度変位のみを許容する固定式等速自在継手としてツェッパ型等速自在継手を例示するが、他の固定式等速自在継手としてアンダーカットフリー型等速自在継手にも適用可能である。また、角度変位および軸方向変位の両方を許容する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。トリポード型等速自在継手の場合、内側継手部材はトリポード部材に相当し、トルク伝達部材はトリポード部材の脚軸に嵌められるローラ、ニードル軸受またはダブルローラに相当する。その他の等速自在継手の場合、トルク伝達部材はトルクを伝達するボールに相当する。なお、本発明は、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た等速自在継手に適用可能である。
【００２４】
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）に角度変位および軸方向変位の両方を許容する摺動式等速自在継手を、駆動車輪側（アウトボード側）に角度変位のみを許容する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。
【００２５】
図１に示す固定式等速自在継手は、軸方向に延びる円弧状トラック溝１１が球面状内周面１２の円周方向複数箇所に等間隔で形成された外側継手部材１０と、その外側継手部材１０のトラック溝１１と対をなして円弧状トラック溝２１が球面状外周面２２の円周方向複数箇所に等間隔で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個のボール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との間に介在してボール３０を保持するケージ４０とで主要部が構成されている。なお、ボール３０の個数は、６個あるいは８個のいずれであってもよく、その数は任意である。
【００２６】
この等速自在継手では、外側継手部材１０と内側継手部材２０との間に作動角が付与されると、ケージ４０に保持されたボール３０は常にどの作動角においても、その作動角の二等分面内に維持され、外側継手部材１０と内側継手部材２０との間での等速性が確保される。外側継手部材１０と内側継手部材２０との間では、前述のようにして等速性が確保された状態で回転トルクがボール３０を介して伝達される。
【００２７】
この等速自在継手は、一端に開口部１３を有する有底カップ状の外側継手部材１０の内部に、内側継手部材２０、ケージ４０およびボール３０からなる内部部品を収容した構造を具備する。また、内側継手部材２０の軸孔にシャフト５０の軸端部がスプライン嵌合によりトルク伝達可能に連結されている。ドライブシャフトに組み込まれる等速自在継手では、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、内側継手部材２０から延びるシャフト５０と外側継手部材１０との間に、例えば熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等の樹脂製、あるいはＣＲゴム等のゴム製の蛇腹状ブーツ６０を装着して、外側継手部材１０の開口部１３をブーツ６０で閉塞した構造が一般的である。
【００２８】
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を含めて、内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０からなる内部部品間における摺動部位での潤滑性を確保するようにしている。
【００２９】
前述のブーツ６０は、外側継手部材１０の開口部１３の外周面にブーツバンド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、山部と谷部とが交互に連続的に形成されて大径端部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。
【００３０】
以上の構成からなる等速自在継手では、その構造上、外側継手部材１０に収容された内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０からなる内部部品間にすきまを設けることにより、良好な作動性を確保するようにしている。この等速自在継手にトルクが負荷されると、その内部部品間のすきまが詰まり、内部部品同士の接触によるガタ打ち音などの異音が発生することがある。この種の異音は、場合によって等速自在継手の外部まで伝播することから、搭乗者にとって不快な騒音現象となる。そのため、この実施形態の等速自在継手は、外側継手部材１０の外周面を遮音材６４で被覆した構造を具備する。
【００３１】
図１に示す等速自在継手における遮音材６４は、図２および図３に示すように、外側継手部材１０の開口部１３の外周面に締め付け固定されたブーツ６０の大径端部６１を軸方向に延在させることによりブーツ６０と一体的に形成された円筒状構造を具備する。この遮音材６４は、ブーツ６０の大径端部６１と同一の内径を有し、ブーツ６０と一体的に形成されていることから、そのブーツ６０と同一材質で構成されている。また、この遮音材６４の軸方向長さは、外側継手部材１０の外周面の円筒面部位１４を被覆する程度としている。このように、既存のブーツ６０の一部を利用することで、部品点数を増加させることなく、異音対策を容易に実現することができる。
【００３２】
この等速自在継手にトルクが負荷されることにより、内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０からなる内部部品間のすきまが詰まり、内部部品同士の接触によるガタ打ち音などの異音が発生しても、外側継手部材１０の外周に被覆された遮音材６４でもって、継手内部で発生した異音の継手外部への伝播を遮断することができる。このように、外側継手部材１０の外周を遮音材６４で被覆する簡易かつコンパクトな構造により、異音の伝播を遮断することができることから、搭乗者にとって不快な騒音現象の発生を回避することができる。
【００３３】
図１〜図３に示す等速自在継手では、外側継手部材１０の外周面の円筒面部位１４に密着した遮音材６４を例示したが、この遮音材６４は、継手内部で発生した異音の継手外部への伝播を遮断する機能を具備すればよいことから、外側継手部材１０の外周面の円筒面部位１４に必ずしも密着させる必要はない。そこで、図４〜図６に示す等速自在継手では、ブーツ６０の大径端部６１を軸方向に延在させることによりブーツ６０と一体的に形成された遮音材６５の内周面と外側継手部材１０の円筒面部位１４の外周面との間にすきま６６を設けている。なお、図１〜図３の等速自在継手と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
【００３４】
つまり、この遮音材６５は、ブーツ６０の大径端部６１よりも大きな外径および内径を有する。このように、遮音材６５の内径をブーツ６０の大径端部６１の外形、つまり、外側継手部材１０の円筒面部位１４の外周面の外径よりも大きくすることにより、遮音材６５の内周面と外側継手部材１０の外周面との間にすきま６６が形成される。この等速自在継手では、遮音材６５の内周面と外側継手部材１０の外周面とが密着していないことから、継手内部からの発熱によって継手が蓄熱することを防止できる。このようにして、遮音材６５による遮音性を維持した上で、継手内部からの発熱による外側継手部材１０の蓄熱も抑制することができる。
【００３５】
図１〜図３に示す等速自在継手では、外側継手部材１０の外周面を完全に被覆する遮音材６４を例示したが、この遮音材６４は、外側継手部材１０の外周面を必ずしも完全に被覆する必要はない。そこで、図７〜図９および図１０〜図１２に示す等速自在継手では、ブーツ６０の大径端部６１を軸方向に延在させることによりブーツ６０と一体的に形成された遮音材６４の周方向の複数箇所に軸方向に沿う長孔状のスリット６７，６８を形成している。なお、図１〜図３の等速自在継手と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
【００３６】
図７〜図９の等速自在継手における遮音材６４のスリット６７は、径方向に沿って平行に形成された垂直面を有する構造を具備する。また、図１０〜図１２の等速自在継手における遮音材６４のスリット６８は、径方向に対して角度を持つように形成された傾斜面を有する構造を具備する。これらの等速自在継手では、継手内部からの発熱をスリット６７，６８を介して放熱させることができるので、遮音材６４による遮音性を維持した上で、継手内部からの発熱による外側継手部材１０の蓄熱をより一層抑制することができる。
【００３７】
図１〜図１２に示す等速自在継手では、ブーツ６０の大径端部６１を軸方向に延在させることによりブーツ６０と一体的に形成された遮音材６４，６５を例示したが、この遮音材６４，６５は、必ずしもブーツ６０と一体的に形成する必要はない。そこで、図１３〜図１５に示す等速自在継手では、遮音材８０をブーツ６０と別体で形成している。遮音材８０は、円筒部８１とその円筒部８１から一体的に延びる縮径部８２とで構成することにより、外側継手部材１０の外形に沿った形状としている。この遮音材８０は、外側継手部材１０の外周面に圧入により固定されているが、バンド等の固定手段を使用して固定することも可能である。なお、図１〜図３の等速自在継手と同一部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。
【００３８】
この遮音材８０は、ブーツ６０の形態に左右されることなく、外側継手部材１０の外形に沿った形状としていることから、円筒部８１および縮径部８２のそれぞれが、外側継手部材１０の外周面の円筒面部位１４および縮径面部位１５に密着した構造を具備する。このように、内部部品を収容する外側継手部材１０の全体、つまり、外側継手部材１０の円筒面部位１４および縮径面部位１５を遮音材８０で被覆することにより、遮音材８０による遮音性の向上が図れる。また、ブーツ６０の材質にも左右されないことから、遮音効果に優れた材質で遮音材８０を構成することもできる。この遮音材８０は、樹脂製の成形体以外に、遮音性のある塗料を外側継手部材１０の外周面に塗布することで構成することも可能である。
【００３９】
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】
【００４０】
１０  外側継手部材
１３  開口部
２０  内側継手部材
３０  トルク伝達部材（ボール）
４０  ケージ
６０  ブーツ
６１  端部（大径端部）
６４，６５  遮音材
６６  すきま
６７，６８  スリット
８０  遮音材
【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】
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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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