(57)【要約】【課題】取り付けるブーツに亀裂が生じることを効果的に防止するようにして、動作不良の発生を信頼性高く回避することのできる自在継手を提供すること。【解決手段】一対のドライブシャフト１１、１２の端部１１ａ、１２ａ間を連結する自在継手１０であって、端部間の継手機構２０を覆う蛇腹部３１を有するブーツ３０と、一方のドライブシャフトの外周面１１ｓに形成されて径方向外側に突出し周方向に連続する突出外面１１ｐと、突出外面に対面する位置に取り付けられる抑制部材４０とを備えており、突出外面と抑制部材の内面は、ドライブシャフトに取り付けるブーツの小径取付部３２から蛇腹部本体の山部３１ｍまでを間に挟み込んで変形を抑制する形状に形成されている。【選択図】図１
2017203499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の軸部材の端部間を連結する自在継手であって、
前記軸部材の端部間を覆う蛇腹部を有して当該軸部材に取り付けられるブーツと、前記軸部材の少なくとも一方の外周面側に設けられて該軸部材の径方向外側に突出し周方向に連続する突出外面と、前記突出外面に対面する位置に取り付けられる抑制部材とを備えており、
前記ブーツは、前記蛇腹部の伸縮方向の外側に前記軸部材への取付部が形成されて、
前記突出外面と前記抑制部材の内面は、前記ブーツの前記取付部から前記蛇腹部本体の隣接する領域までを間に挟み込んで当該領域の変形を抑制する形状に形成されている、自在継手。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転する軸部材の端部間を連結する自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自在継手は、軸部材の端部間に継手機構を介在させることにより、軸部材の端部間での回転動力の伝達を実現しつつ、その軸部材の軸線方向が交差する状態に変動することを許容する。
【０００３】
この自在継手は、車輪を取り付けるドライブシャフト（軸部材）に適用されて、車両に搭載される場合がある。例えば、図４に示すように、車両用の自在継手１００は、一対のドライブシャフト１０１、１０２の端部１０１ａ、１０２ａ間に継手機構１１０が配置されている。この車両用の自在継手１００は、ドライブシャフト１０１、１０２の軸線方向が交差する状態を継手機構１１０により許容しつつ、動力源の出力する駆動トルク（回転動力）を車輪側に伝達することを実現している。
【０００４】
また、この車両用の自在継手１００では、継手機構１１０を覆うようにブーツ１２０が取り付けられることにより、走行時の塵埃などが継手機構１１０内に侵入して動作不良を引き起こすことがないようにされている。この自在継手１００は、ブーツ１２０が伸縮自在の蛇腹部１２１を備えることにより、一対のドライブシャフト１０１、１０２の軸線方向が交差する挙動が制限されることがないようになっている。
【０００５】
ところで、自在継手１００用のブーツ１２０は、蛇腹部１２１本体が変形に対する耐久性を有するように作製されている。しかし、このようなブーツ１２０では、その蛇腹部１２１本体以外の箇所に応力集中などが発生すると、亀裂等が発生し易く、塵埃などの侵入による継手機構１１０の動作不良を信頼性高く防止することができない場合がある。
【０００６】
このことから、例えば、特許文献１には、一方の軸部材端部側に締結バンドにより取り付けられる小径取付部と、他方の軸部材端部側に締結バンドにより取り付けられる大径取付部と、が蛇腹部本体の伸縮方向の両端側に一体形成される自在継手用のブーツにおいて、亀裂の発生を防止する技術が開示されている。
【０００７】
この特許文献１に記載の自在継手用のブーツでは、小径取付部に隣接する蛇腹部本体の山部の斜面に放射状の補強フィンを形成することにより、繰り返し大きく屈曲される小径取付部と蛇腹部本体の山部の斜面との間の境界に亀裂が発生することを防止するようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００１−９９３３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、このような自在継手にあっては、特許文献１に記載のように、ブーツの蛇腹部本体の一端側の山部の斜面の周方向に複数の補強フィンを並列させても、その斜面の全周方向の全体が一体となって変形するだけであり、全体が大きく屈曲するような変形を防止することはできない。
【００１０】
このため、この特許文献１に記載の自在継手用のブーツでは、小径取付部と蛇腹部本体の一端側の山部の斜面との間に応力集中が発生することを回避することができず、その間に周方向の亀裂が発生することを効果的に防止することはできない。
【００１１】
また、このような自在継手用のブーツでは、ブロー成形により蛇腹部を形成して量産する場合がある。このブロー成形では、まず、パリソンの一端側に蛇腹部本体の外側に位置する細口の小径取付部を成形加工して、その小径取付部をチャック金型にチャッキングさせて位置決め固定する。この後に、ブロー成形では、蛇腹部本体の外面形状（山部と谷部）のキャビティを有するブロー成形金型を、そのチャック金型にキャビティ面が連続するようにセットしてブロー工程を実施することになる。
【００１２】
このようにブロー成形により作製されるブーツには、チャック金型およびブロー成形金型のキャビティ面間に形成される段差が外面側に転写されて、小径取付部と蛇腹部本体との間の外面側に段差が形成される。このブーツの成形品の段差では、金型内の隅部における成形ギャップに成り易い。そうすると、このブーツでは、自在継手が機能するのに伴って変形する際に、小径取付部と蛇腹部本体との間に発生する応力が特にその段差に生じた成形ギャップの形成箇所に集中して、亀裂が生じ易い。
【００１３】
この結果、自在継手のブーツにあっては、小径取付部と蛇腹部本体との間に亀裂が生じすることを防止することが難しく、十分に信頼性を向上させることができない、という問題があった。
【００１４】
そこで、本発明は、取り付けるブーツに亀裂が生じることを効果的に防止するようにして、動作不良の発生を信頼性高く回避することのできる自在継手を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決する自在継手の発明の一態様は、一対の軸部材の端部間を連結する自在継手であって、前記軸部材の端部間を覆う蛇腹部を有して当該軸部材に取り付けられるブーツと、前記軸部材の少なくとも一方の外周面側に設けられて該軸部材の径方向外側に突出し周方向に連続する突出外面と、前記突出外面に対面する位置に取り付けられる抑制部材とを備えており、前記ブーツは、前記蛇腹部の伸縮方向の外側に前記軸部材への取付部が形成されて、前記突出外面と前記抑制部材の内面は、前記ブーツの前記取付部から前記蛇腹部本体の隣接する領域までを間に挟み込んで当該領域の変形を抑制する形状に形成されている。
【発明の効果】
【００１６】
このように本発明の一態様によれば、ブーツの取付部から蛇腹部本体側の隣接領域が、軸部材の突出外面と抑制部材（内面）との間に挟み込まれて、その取付部から蛇腹部本体側の隣接領域において変形することが抑制される。
【００１７】
このため、自在継手のブーツの蛇腹部が大きく変形する場合でも、その取付部と蛇腹部本体の隣接領域との間が大きく集中して変形することを制限することができ、例えば、その取付部と蛇腹部本体との間に段差があって屈曲に対する強度が弱い場合であっても、その段差付近に応力が集中して亀裂等が発生してしまうことを回避することができる。
【００１８】
したがって、取付部と蛇腹部本体の隣接領域との間に段差があるようなブーツでも、亀裂等の発生により動作不良などが発生することを信頼性高く防止することのできる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】図１は、本発明の一実施形態に係る自在継手を示す図であり、その概略全体構成を示す一部切欠構造図である。
【図２】図２は、自在継手の要部構成を示す図１の一部拡大図である。
【図３】図３は、自在継手のブーツを作製するブロー成形工程を示す図であり、（ａ）はそのブロー成形工程前の状態を示す一部拡大断面立面図、（ｂ）はそのブロー成形工程後の状態を示す一部拡大断面立面図である。
【図４】図４は、自在継手のブーツの取付用部品を示す斜視図である。
【図５】図５は、背景技術で説明する自在継手の概略全体構成を示す一部切欠構造図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１〜図４は本発明の一実施形態に係る自在継手を示す図である。
【００２１】
図１および図２において、自在継手１０は、車両に搭載される一対のドライブシャフト（軸部材）１１、１２の端部１１ａ、１２ａ間が継手機構２０により連結されている。この自在継手１０は、不図示の動力源のエンジンが出力する駆動トルクを伝達して不図示の駆動輪を等速回転させる動力伝達機構の一部として機能する。また、自在継手１０は、弾性を有する樹脂材料からなるブーツ３０が継手機構２０を覆うようにドライブシャフト１１、１２の端部１１ａ、１２ａに取り付けられることにより、その継手機構２０内に走行時などに塵埃が侵入することが防止されている。
【００２２】
継手機構２０は、一方のドライブシャフト１１の端部１１ａに設置される内輪２１と、他方のドライブシャフト１２の端部１２ａに設置される外輪２２と、その内輪２１の外面と外輪２２の内面のそれぞれに形成されている軸心からの放射状の保持溝２１ｋ、２２ｋ内に転動自在に保持されているボール２３と、を備えて構築されている。
【００２３】
この構造により、継手機構２０は、内輪２１の保持溝２１ｋと外輪２２の保持溝２２ｋとの間に形成される空間内に、ボール２３が転動自在に保持される状態が維持されることにより、ドライブシャフト１１、１２の端部１１ａ、１２ａ間が等速回転可能に連結されるとともに、そのドライブシャフト１１、１２の軸線方向が交差する状態になることが許容される。
【００２４】
ブーツ３０は、外部からの塵埃等の侵入を遮断するように継手機構２０を覆う蛇腹部３１を備えている。ブーツ３０は、蛇腹部３１の一端側に小径取付部３２が形成されて、蛇腹部３１の他端側に大径取付部３３が形成されている。このブーツ３０は、小径取付部３２が継手機構２０の内輪２１の内側のドライブシャフト１１の端部１１ａに取り付けられて、大径取付部３３がドライブシャフト１２の端部１２ａに設置されている継手機構２０の外輪２２の外周縁部２２ａに取り付けられている。
【００２５】
蛇腹部３１は、小径取付部３２と大径取付部３３との間で山部３１ｍと谷部３１ｖとがドライブシャフト１１、１２の軸線方向に連続することにより伸縮自在に形成されている。この蛇腹部３１本体は、軸線中心の片側における山部３１ｍと谷部３１ｖの幅が自在に変化することにより、小径取付部３２および大径取付部３３の連続する中心線（軸心）が自在に屈折可能に形成されている。
【００２６】
このブーツ３０は、ドライブシャフト１１に形成されている滑り止め溝１１ｄの形成箇所に小径取付部３２を位置させて、後述する抑制部材４０の一端側を挟み込む状態で締結バンド３８で締め付けることにより、蛇腹部３１本体の一端側を固定して取り付けるようになっている。また、このブーツ３０は、ドライブシャフト１２側の継手機構２０の外輪２２の外周縁部２２ａに形成されている滑り止め溝２２ｄの形成箇所に大径取付部３３を位置させて、締結バンド３９で締め付けることにより、蛇腹部３１本体の他端側を固定して取り付けるようになっている。
【００２７】
この構造により、ブーツ３０は、継手機構２０のボール２３が移動する内輪２１と外輪２２との間を蛇腹部３１で閉止して外部から塵埃が侵入することを遮断することができる。また、このブーツ３０は、蛇腹部３１本体の山部３１ｍと谷部３１ｖとが自在に変形することにより、等速回転するドライブシャフト１１、１２の軸線方向が交差する状態になることを妨げることはない。
【００２８】
ところで、ブーツ３０は、固化状態で弾性を有する樹脂材料を溶融状態にして射出成形金型ＭＩとブロー成形金型ＭＢとを用いて成形されることにより所望の形状に作製されている。その成形工程においては、例えば、図３（ａ）に示すように、まず、射出成形金型ＭＩ内に溶融樹脂を射出して小径取付部３２ｐの形状が射出成形された後に、さらに、溶融樹脂を押し出すことによりパリソン３０ｐが形成される。この後の成形工程では、互いのキャビティ面ＭＩｃ、ＭＢｃが連続するように、射出成形金型ＭＩとブロー成形金型ＭＢとが接する状態にセットしてブロー成形する。このブロー成形においては、図３（ｂ）に示すように、端部に小径取付部３２ｐが形成されている冷却固化前のパリソン３０ｐ内にエアーが吹き込まれることにより、図中矢印で示すように、ブロー成形金型ＭＢのキャビティ面ＭＢｃが倣うように転写成形されてブーツ３０の蛇腹部３１が形成される。
【００２９】
このとき、ブーツ３０は、射出成形金型ＭＩおよびブロー成形金型ＭＢの連続するキャビティ面ＭＩｃ、ＭＢｃ間にズレＤが存在すると、そのズレＤによって隅部に樹脂材料が入り込み難いため、蛇腹部３１本体と小径取付部３２との境界の段差３０ｓに成形ギャップが生じ易くなってしまう。このブーツ３０は、両端側の小径取付部３２と大径取付部３３とが取付固定されている状態でドライブシャフト１１、１２の相対的な屈曲により蛇腹部３１本体が変形する際に、その段差３０ｓに生じた成形ギャップに応力が集中すると、その段差３０ｓ付近で亀裂が生じ易い。
【００３０】
ここで、ブーツ３０の大径取付部３３は、継手機構２０の外輪２２の外周縁部２２ａに取り付けられるために、蛇腹部３１本体の最大径の箇所に連続して同等の直径を有するように形成されている。このため、ブーツ３０の大径取付部３３は、ブロー成形後にパリソン３０ｐの底側がカットされることにより形成されているので、蛇腹部３１本体との間に段差３０ｓが成形されることはない。よって、ブーツ３０の大径取付部３３側においては、後述するように、小径取付部３２側の段差３０ｓに起因して発生する亀裂の対策を講じる必要はない。なお、蛇腹部３１の両端側に段差３０ｓ（成形ギャップ）が形成される構造のブーツの場合には、両端側に同様の対策を講じてもよいことはいうまでもない。
【００３１】
このことから、本実施形態の自在継手１０は、ブーツ３０の小径取付部３２を固定するドライブシャフト１１において、その外周面１１ｓに突出外面１１ｐが形成され、さらに、その小径取付部３２の外側に抑制部材４０が取り付けられている。
【００３２】
まず、突出外面１１ｐは、ドライブシャフト１１の滑り止め溝１１ｄの継手機構２０側の隣接箇所に形成されている。この突出外面１１ｐは、小径取付部３２から隣接する蛇腹部３１本体の山部３１ｍに至るまでのブーツ３０の内面３０ｉに沿うように、ドライブシャフト１１の外周面１１ｓの直径が徐々に拡大されて径方向外側に突出することにより、周方向に連続する畝形状に形成されている。すなわち、突出外面１１ｐは、小径取付部３２から蛇腹部３１本体側の隣接領域３１ｒに至るまでブーツ３０の内面３０ｉに対面して面接触する形状に形成されている。
【００３３】
この構造により、ブーツ３０は、大径取付部３３がドライブシャフト１２側に位置するように、ドライブシャフト１１を小径取付部３２内に差し込んでスライドさせるだけで、その小径取付部３２を滑り止め溝１１ｄに位置させることができ、小径取付部３２から蛇腹部３１本体（山部３１ｍ）の隣接領域３１ｒまでの内面３０ｉにドライブシャフト１１の突出外面１１ｐを密着させて位置決めすることができる。
【００３４】
抑制部材４０は、ブーツ３０の小径取付部３２を内側に位置させる一端部が締結バンド３８で締め付けられることによりドライブシャフト１１に固定されて取り付けられる。この抑制部材４０は、図４に示すように、ブーツ３０の小径取付部３２から蛇腹部３１本体の山部３１ｍに至るまでの段差３０ｓを含む外面３０ｏに沿って、その小径取付部３２の取付位置側から徐々に直径を拡大させる内面４０ｉを有する形状に形成されている。
【００３５】
すなわち、抑制部材４０は、ブーツ３０の小径取付部３２の外側の外縁３２ａに一端側の小外縁４０ａを合わせた状態で、そのブーツ３０の段差３０ｓに沿う段差４０ｓが形成されている内面４０ｉが、ブーツ３０の外面３０ｏに対面して面接触する形状に形成されている。よって、この抑制部材４０は、ドライブシャフト１１に取り付けられたとき、ブーツ３０の小径取付部３２から蛇腹部３１本体側の隣接領域３１ｒに至るまで内面４０ｉを密着させて、ドライブシャフト１１の突出外面１１ｐとの間で挟み込むことができるように形成されている。
【００３６】
この抑制部材４０は、小径取付部３２への取付位置から直径を最大に拡大させている他端側の大外縁４０ｂが、蛇腹部３１本体の小径取付部３２に隣接する山部３１ｍの最大外径の頂部３１ｍｐを超える大きな外径を有するように形成されている。
【００３７】
ここで、抑制部材４０は、全体の直径を縮小可能に割り４０ｄが入れられている。この割り４０ｄは、後述するように、ブーツ３０の小径取付部３２をドライブシャフト１１との間に挟み込む一端部に形成されているバンド取付部４２が締結バンド３８により締め付けられても、さらに縮小可能に余裕のある隙間間隔に形成されている。なお、この抑制部材４０のバンド取付部４２には、巻き付けて締め付ける締結バンド３８を収容する案内溝４２ｄが形成されている。
【００３８】
この構造により、抑制部材４０は、大外縁４０ｂ側から内部にブーツ３０の小径取付部３２を差し込んで、小外縁４０ａをその小径取付部３２の外縁３２ａに合わせて位置きめした状態で、バンド取付部４２の案内溝４２ｄ内の締結バンド３８によりブーツ３０の小径取付部３２と一緒に締め付けることができる。
【００３９】
このとき、抑制部材４０は、割り４０ｄの隙間間隔が小さくされる方向に直径が縮小されることにより、バンド取付部４２から隣接領域４２ｒまででドライブシャフト１１の外周面１１ｓ側にブーツ３０を押し付けることができ、ドライブシャフト１１の突出外面１１ｐとの間にブーツ３０の小径取付部３２から蛇腹部３１本体の隣接領域３１ｒまでを挟み込むように固定して取り付けることができる。
【００４０】
この状態のブーツ３０は、締結バンド３８の締付力により小径取付部３２がドライブシャフト１１の外周面１１ｓの滑り止め溝１１ｄに圧接して変形されることによりドライブシャフト１１の軸線方向にずれることが制限される。
【００４１】
また、この状態のブーツ３０は、小径取付部３２から蛇腹部３１本体（山部３１ｍ）側の隣接領域３１ｒまでにおいて、ドライブシャフト１１の突出外面１１ｐが内面３０ｉに面接触して密着するとともに、抑制部材４０の内面４０ｉが外面３０ｏに面接触して段差３０ｓ、４０ｓ同士が互いに嵌り合う状態で密着する状態で保持される。
【００４２】
このため、ブーツ３０は、小径取付部３２から蛇腹部３１本体の山部３１ｍまでがドライブシャフト１１の外周面１１ｓの突出外面１１ｐと抑制部材４０のバンド取付部４２から隣接領域４２ｒまでの間に挟み込まれて保持される。
【００４３】
また、このブーツ３０は、抑制部材４０の大外縁４０ｂが蛇腹部３１本体の小径取付部３２に隣接する山部３１ｍの最大外径の頂部３１ｍｐを超えていて接触すること自体がないことから、その斜面３１ｍｓに突き当たって擦れることがない。
【００４４】
したがって、ブーツ３０は、蛇腹部３１本体の山部３１ｍと谷部３１ｖの幅が自在に変形する場合でも、抑制部材４０とドライブシャフト１１の突出外面１１ｐとの間に挟み込まれて、小径取付部３２から蛇腹部３１本体の山部３１ｍまでの間で大きく屈曲変形してしまうことが抑制される。よって、ブーツ３０は、小径取付部３２と蛇腹部３１本体側との間に段差３０ｓが形成される場合でも、その段差３０ｓの形成箇所に応力集中が発生してしまうことが制限される。また、このブーツ３０は、蛇腹部３１本体の山部３１ｍの斜面３１ｍｓに抑制部材４０の大外縁４０ｂが擦れることにより損傷が与えられて亀裂発生の要因となってしまうこともない。
【００４５】
このように、本実施形態の自在継手１０においては、等速回転するドライブシャフト１１、１２の軸線方向が交差する際に、ブーツ３０の小径取付部３２と蛇腹部３１本体側との間の段差３０ｓに応力が集中するなどして亀裂を生じさせてしまうことを防止することができる。
【００４６】
この結果、自在継手１０は、小径取付部３２と蛇腹部３１本体の間の隣接箇所に段差３０ｓがあるようなブーツ３０でも、継手機構２０の動作不良などの要因になる塵埃等の内部への侵入を信頼性高く防止することができる。
【００４７】
ここで、本実施形態では、ブーツ３０の小径取付部３２から蛇腹部３１本体の山部３１ｍの斜面３１ｓ（隣接領域３１ｒ）までの内面３０ｉと外面３０ｏとの双方に、突出外面１１ｐおよび抑制部材４０を密着させて挟み込む場合を一例として説明するが、これに限るものではない。例えば、その内面３０ｉと外面３０ｏとの間の厚さよりも突出外面と抑制部材との間の離隔間隔を多少広めに取って、特に、ブーツ３０の蛇腹部３１本体の山部３１ｍの斜面３１ｓの頂部３１ｍｐ側に近くなるほど変形に対する抑制を小さくしてもよい。この場合にも、ブーツ３０の段差３０ｓ付近に亀裂が発生するほどの応力集中が生じてしまうことを防止することができる。
【００４８】
また、本実施形態では、ドライブシャフト１１の突出外面１１ｐを外周面１１ｓの変形により形成する場合を一例として説明するが、これに限るものではない。例えば、別部材をドライブシャフト１１に設置して突出外面１１ｐを備えるようにしてもよい。この場合にも同様の作用効果を得ることができる。
【００４９】
さらに、本実施形態では、抑制部材４０が割り４０ｄを有する場合を一例として説明するが、これに限るものではない。例えば、割り４０ｄを形成することなく締結バンド３８の締付力で直径が縮小可能な程度の強度を有する樹脂材料により抑制部材を形成してもよい。この場合にも同様の作用効果を得ることができる。
【００５０】
また、本実施形態の抑制部材４０や突出外面１１ｐは、周方向に連続する環状に作製する場合を一例として説明するが、これに限るものではない。例えば、ブーツ３１の小径取付部３２から蛇腹部１１本体の隣接領域３１ｒに接触する面が断続して位置きめ保持可能な形状に形成してもよく、リブ形状を周方向に断続的に連続するように並列させて、特に、隣接領域３１ｒの変形を抑制するようにしてもよい。この場合にも同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
本発明の実施形態を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。
【符号の説明】
【００５２】
１０            自在継手
１１、１２        ドライブシャフト
１１ａ            、１２ａ端部
１１ｐ            突出外面
２０            継手機構
２１            内輪
２２            外輪
２３            ボール
３０            ブーツ
３０ｓ            段差
３１            蛇腹部
３１ｒ            隣接領域
３２            小径取付部
３３            大径取付部
３８、３９        締結バンド
４０            抑制部材
４０ｓ            段差
４２            バンド取付部
４２ｒ            隣接領域
【図１】
2017203499.tif 000003
【図２】
2017203499.tif 000004
【図３】
2017203499.tif 000005
【図４】
2017203499.tif 000006
【図５】
2017203499.tif 000007