(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに組み付けられたアウタおよびインナと、一端が前記インナに嵌合され、他端が前記アウタに嵌合されて前記アウタおよび前記インナ間を密封する弾性材からなる可撓性のブーツとを備えた自在継手において、
前記ブーツは、前記インナに嵌合される弾性材からなる可撓性のブーツ本体と前記アウタに嵌合されるアダプタとを備え、
前記アダプタの前記アウタとの嵌合部分には、前記アウタが嵌合開始位置から嵌合完了近傍位置に位置するまでは、前記ブーツ内と外気とを連通させ、前記アウタが前記嵌合完了近傍位置から嵌合完了位置に位置するとき、前記ブーツ内と外気とを連通不能にすべく前記ブーツ内との連通が遮断される連通孔が形成されており、
前記連通孔は、前記アダプタの内周に装着されて前記アダプタと前記アウタとの間を密封する密封装置と前記アウタとの接触により、前記ブーツ内との連通が遮断されるように、前記嵌合部分において、前記密封装置との接触位置の、前記アダプタにおける前記アウタ側の開口端面寄りに形成されていることを特徴とする自在継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本出願発明は、例えば車両のプロペラシャフト、ドライブシャフトに使用される自在継手であって、自在継手のインナおよびアウタ間に設けられて、内部にグリース等の潤滑剤を密封保持するとともに、外部からの塵埃、水等の侵入を防止するためのブーツを備えた自在継手に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ブーツを備えた自在継手として、例えば特開平９−１４２８４号公報に記載されたものがある。この公報に記載された自在継手ａは、車両のドライブシャフトに使用されるトリポード型の等速継手であって、図５に図示されるように、円筒状のアウタｂと該アウタｂに嵌入されるインナｃとを備えている。
【０００３】
インナｃは、ドライブシャフトｄと、ドライブシャフトｄの端部に取り付けられたリング状部材と、該リング状部材から周方向に等間隔でかつ径方向外方に延びる３本の支軸に、それぞれ回転自在に支持される３個のローラｅとを備えている。また、アウタｂの内周には、インナｃの３個のローラｅをそれぞれ収容するための軸方向に沿って形成された３条のガイド溝が形成されている。そして、ガイド溝に係合する３個のローラｅを介して、インナｃおよびアウタｂ間でトルクが伝達される。
【０００４】
一方、この自在継手ａのインナｃおよびアウタｂに跨って取り付けられたブーツｆは、円筒状のブーツ金具ｇと、該ブーツ金具ｇの一端部に固着された伸縮自在な弾性体ｈとから構成されている。ブーツ金具ｇはアウタｂの外周に嵌合され、弾性体ｈはドライブシャフトｄの外周に嵌合されている。そして、アウタｂの嵌合部分に形成された溝条には、Ｏリングｉが装着されている。このようにして、ブーツｆによりその内部は気密に保たれて、その内部に充填された潤滑剤の漏出防止、そして内部への塵埃や水等の侵入防止をしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような従来技術では、ブーツｆが嵌合されたインナｃをアウタｂの内部に挿入してインナｃとアウタｂとを組み付ける際、ブーツ金具ｇがアウタｂの外周に嵌合される。このとき、ブーツ金具ｇの内周がＯリングｉと接触して、ブーツ金具ｇとアウタｂとの間がＯリングｉによりシールされた状態になってから、ブーツ金具ｇがさらに挿入されて嵌合完了位置に至るまでの間は、ブーツｆ内の空気は外部に抜けることがないため、圧縮されて、その圧力が高まる。その結果、その高まった空気圧により、弾性体ｈが図５の二点差線で示されるように膨らむ。
【０００６】
弾性体ｈがこの状態で使用されると、インナｃおよびアウタｂが軸方向に相対移動したときやアウタｂの軸線とインナｃの軸線とのなす角度が変化したときなどに、弾性体ｈとドライブシャフトｄとが擦れ合うことがあり、ブーツｆの耐久性が損なわれる。また、自在継手ａの回転中でのグリースの遠心力とともに温度上昇により、密封された空気が膨張すると、さらに弾性体ｈが膨らむため、弾性体ｈとインナｃとはさらに強い力の下で擦れ合うことになる。
【０００７】
そこで、そのような事態を招来しないように、ブーツ金具ｇとアウタｂとの嵌合が完了し、インナｃとアウタｂとの組み付けが終了した後、ブーツｆ内に密封されて加圧された空気を抜くための空気圧調整作業がなされている。この空気圧調整作業は、例えば、弾性体ｈとドライブシャフトｄとの嵌合部分に工具を挿入することで、両者の間に、ブーツｆ内と外気とを連通させる間隙を形成して、ブーツ内の空気を外気に放出することにより行われる。
【０００８】
しかしながら、この調整作業は、自在継手の組み立て工数を増やすだけでなく、調整作業中にブーツｆを損傷させるおそれもあるため、慎重な作業とならざるを得ないことから、自在継手ａの組み立て作業の効率の低下をもたらしていた。
【０００９】
本出願発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、自在継手の組み付け中にブーツ内の空気圧調整が行われることで、自在継手の組み立て作業の効率を向上させることを課題とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段および効果】
本出願の請求項１記載の発明は、互いに組み付けられたアウタおよびインナと、一端が前記インナに嵌合され、他端が前記アウタに嵌合されて前記アウタおよび前記インナ間を密封する弾性材からなる可撓性のブーツとを備えた自在継手において、前記ブーツは、前記インナに嵌合される弾性材からなる可撓性のブーツ本体と前記アウタに嵌合されるアダプタとを備え、前記ブーツの前記アウタとの嵌合部分には、前記アウタが嵌合開始位置から嵌合完了近傍位置に位置するまでは、前記ブーツ内と外気とを連通させ、前記アウタが前記嵌合完了近傍位置から嵌合完了位置に位置するとき、前記ブーツ内と外気とを連通不能にすべく前記ブーツ内との連通が遮断される連通孔が形成されており、前記連通孔は、前記アダプタの内周に装着されて前記アダプタと前記アウタとの間を密封する密封装置と前記アウタとの接触により、前記ブーツ内との連通が遮断されるように、前記嵌合部分において、前記密封装置との接触位置の、前記アダプタにおける前記アウタ側の開口端面寄りに形成されている自在継手である。
【００１１】
このような請求項１記載の発明によれば、自在継手のインナとアウタとを組み付ける際、アウタとブーツとが嵌合し始めて、アウタが嵌合開始位置から嵌合完了近傍位置に達するまでのアウタとブーツとの嵌合中に、ブーツ内の空気は、ブーツに形成された連通孔を通じて外気中に流出するため、ブーツ内の空気圧は外気圧と同圧に保たれる。したがって、ブーツ内の空気圧調整はインナとアウタとの組み付けと同時に行われ、従来のようにアウタとブーツとの嵌合完了後に、ブーツ内の空気圧調整作業を行う必要がなくなり、自在継手の組み立て作業の効率を向上させることができる。また、工具を使用した空気圧調整も不要となるので、ブーツに損傷を与えることもない。
【００１２】
また、前記ブーツは、前記インナに嵌合される弾性材からなる可撓性のブーツ本体と前記アウタに嵌合されるアダプタとを備え、前記連通孔はアダプタに形成されていることにより、既存のアダプタに孔を形成するため加工が容易であり、連通孔を簡単に形成できる。
【００１３】
前記連通孔は、前記アダプタの内周に装着されて前記アダプタと前記アウタとの間を密封する密封装置と前記アウタとの接触により、前記ブーツ内との連通が遮断される。したがって、アダプタの内周に装着されている密封装置により、簡単な構造でしかも確実に、連通孔とブーツ内との連通を遮断できる。また、アウタとブーツとの間を密封するための密封装置を利用しているので、連通孔を閉塞するための部材を別途設けたり形成したりする必要はない。
【００１４】
なお、この明細書において、アウタの嵌合完了近傍位置とは、その位置で連通路が閉塞されて、その後アウタが嵌合完了位置までブーツに対して相対移動したとしても、該相対移動によるブーツ内の空気圧上昇ではブーツが膨らまないか、または膨らんだとしても僅かの膨らみであって、その膨らみでは前記従来技術のようなブーツとインナ側とが擦れ合うという不都合が発生せず、実質的に無視できる程度の僅かな膨らみしか生じないような位置を意味する。また、この明細書において、円筒、円環、円周等の円は、厳密な円形状だけでなく、円に近い形状である略円形状も含むものである。
【００１５】
【発明の実施形態】
以下、本出願発明の一実施形態を図１ないし図４を参照して説明する。
図１は本出願発明の一実施形態の自在継手であって、嵌合完了状態の自在継手の一部を断面とした側面図、図２は組み付け前の状態の自在継手の一部を断面とした側面図、図３は嵌合途中の図１の自在継手の要部拡大図、図４は組立完了状態の図１の自在継手の要部拡大図である。
【００１６】
この自在継手１は、車両のプロペラシャフトに使用されるトリポード型の等速継手である。図１および図２に図示されるように、インナ２は、ドライブシャフトである軸部４と、該軸部４の軸端部にスプライン嵌合されて、該軸部４と一体的に回転するリング状のスパイダ５と、該スパイダ５の周方向に等間隔でかつ径方向外方に延びる３本の支軸に、それぞれホルダを介して回転自在に支持される３個のローラ６とを有している。
【００１７】
ジョイントであるアウタ３は、軸部７および円筒部８を有している。円筒部８の内側には、インナ２のスパイダ５に支持されたローラ６が収容されるようになっている。そのため、円筒部８の内周には、軸方向に沿った３条のガイド溝が、周方向に等間隔に形成されていて、３個のローラ６は、これらガイド溝内で、それぞれ回転方向に係合し、さらに軸方向に移動自在である。そして、ガイド溝に係合するローラ６を介して、アウタ３およびインナ２間でのトルクの伝達が行われる。
【００１８】
アウタ３の外周には、その開口端面８ａから順次、小径円周面８ｂ、小径円周面８ｂと後述する嵌合円周面８ｄとの間に形成される段部端面８ｃ、嵌合円周面８ｄ、および円環状の溝８ｅが形成されている。小径円周面８ｂは嵌合円周面８ｄより小さな外径であり、後述するＯリング２０と気密に接触するシール面を有している。また、嵌合円周面８ｄは、後述するアダプタ１２の大円筒部１２ｃの内周に圧入状態で嵌合され、アウタ３とアダプタ１２との間での心出しをするとともに、両者の間でがたつきが生じないようにしている。
【００１９】
インナ２とアウタ３との間を密封して、アウタ３内およびブーツ１０内に充填されたグリース等の潤滑剤の漏れを防止し、かつブーツ１０内への塵埃や水等の侵入を防止するためのブーツ１０は、ブーツ本体１１およびアダプタ１２から構成されている。
【００２０】
ゴム等の弾性材で形成された可撓性のブーツ本体１１は、小円筒端部１１ａと、小円筒端部１１ａの径方向外方に位置する大円筒端部１１ｃと、両円筒端部１１ａ，１１ｃ間で折り返されて形成された湾曲部１１ｂとを有している。小円筒端部１１ａは、その内側にインナ２の軸部４が嵌合され、バンド１３により締め付けられて固定されることで、ブーツ本体１１と軸部４との密封がなされる。また、ブーツ本体１１の大円筒端部１１ｃは、アダプタ１２の後述する小円筒部１２ａの折り返された端部により、その外周側及び内周側から挟み付けられて、アダプタ１２に固着されている。
【００２１】
一方、ステンレス鋼板等の金属材で形成された段付きの円筒状のアダプタ１２は、所定の内径を有する小円筒部１２ａと、小円筒部１２ａの内径より大きい内径の大円筒部１２ｃと、両円筒部１２ａ，１２ｃ間に形成された円環状の段部１２ｂと、大円筒部１２ｃからアウタ３側の開口端面１２ｈ（図３，図４も参照）に至るテーパ部１２ｄとを有している。
【００２２】
アダプタ１２の大円筒部１２ｃの内径は、嵌合されるアウタ３の嵌合円周面８ｄに対して適度な圧入代を持つように設定されているため、その圧入代の分、嵌合円周面８ｄの外径より小さくされている。また、大円筒部１２ｃの内周は、Ｏリング２０と気密に接触するシール面を有している。
【００２３】
アダプタ１２のテーパ部１２ｄは、大円筒部１２ｃから開口端面１２ｈに向かって、内径が次第に増大する形状である。テーパ部１２ｄには、６個のスリット１２ｅが、周方向に等間隔に、開口端面１２ｈから形成されていて、テーパ部１２ｄの溝８ｅへのかしめ付けによるテーパ部１２ｄの縮径を容易にしている。
【００２４】
さらに、大円筒部１２ｃの内周において、後述するＯリング２０との接触位置の開口端面１２ｈ寄りの近傍には、ブーツ１０内を外気に連通させる連通路となる連通孔１２ｆが、周方向に等間隔に６個形成されている。これら連通孔１２ｆは、アウタ３が嵌合完了近傍位置に位置して、アウタ３がＯリング２０と接触したときに、ブーツ１０内と連通が遮断されるようになっている。
【００２５】
アダプタ１２の段部１２ｂの内面には、密封装置であるＯリング２０が装着されている。このＯリング２０は、アウタ３が嵌合完了位置に達した状態で、アウタ３の小径円周面８ｂとアダプタ１２の大円筒部１２ｃの内周面との間で径方向に押圧されて、アウタ３とアダプタ１２との間での密封を行うものである。
【００２６】
このようにして、インナ２およびブーツ本体１１間の密封、そしてアウタ３およびアダプタ１２間の密封により、アウタ３内およびブーツ１０内に充填されたグリース等の潤滑剤の漏れを防止し、かつブーツ１０内さらにはアウタ３内への塵埃や水等の侵入を防止している。
【００２７】
図２ないし図４を参照して、インナ２およびアウタ３の組み付け工程について説明する。
予めＯリング２０がアダプタ１２の段部１２ｂの内面にその弾性を利用して装着されたブーツ１０が、軸部４に挿入され、ブーツ本体１１の小円筒端部１１ａがバンド１３により締め付けられることで軸部４に固着される。次いで、スパイダ５が軸部４に取り付けられ、グリース等の潤滑剤がブーツ１０内およびアウタ３内に充填され、さらにスパイダ５にホルダを介してローラ６が取り付けられる。
【００２８】
そして、こうして用意されたインナ２とアウタ３とが、図２に図示されるように、水平方向に同軸に、かつインナ２の３個のローラ６がアウタ３の３条のガイド溝にそれぞれ対向するように周方向位置を合わせてセットされる。
【００２９】
次いで、インナ２がアウタ３内に挿入されて、アダプタ１２とアウタ３との圧入を伴った嵌合が開始される。この嵌合の途中の状態が図３に図示されている。この状態では、ブーツ１０内が連通孔１２ｆを介して外気と連通しているため、嵌合が進むにつれて、ブーツ１０内の空気は、連通孔１２ｆを通って外部に流出する。そのため、ブーツ１０内の空気圧は外気圧と同圧に保たれるので、ブーツ本体１１がブーツ１０内の空気圧により膨らむことはない。ブーツ１０内が外気と連通している状態は、アウタ３が嵌合完了近傍位置に位置するまで維持される。そして、アウタ３が嵌合完了近傍位置に位置したとき、アウタ３とＯリング２０との接触により、ブーツ１０内と連通孔１２ｆとの連通が遮断されて、ブーツ１０内が外気から遮断される。
【００３０】
アウタ３が嵌合完了位置に達して嵌合が完了した時点では、図４に図示されるように、大円筒部１２ｃの内周と小径円周面８ｂとが当接して、Ｏリング２０が押しつぶされて、アウタ３とアダプタ１２との間の密封がなされる。そして、アダプタ１２の段部１２ｂとアウタ３との当接により、アダプタ１２の段部１２ｂの内面とアウタ３の段部端面８ｃとの間に形成される軸方向間隙を適宜設定することで、アダプタ１２およびアウタ３によるＯリング２０への適切な圧縮力を設定するとともに、Ｏリング２０が過度に圧縮されるのを防止している。
【００３１】
そして、アウタ３とアダプタ１２との嵌合が完了した時点で図４の二点差線で示される状態にあるアダプタ１２のテーパ部１２ｄが、同図の実線で示されるように溝８ｅにかしめ付けられることにより、アウタ３からのブーツ１０の抜け止めがなされて、自在継手１の組み立てが完了する。
【００３２】
この実施形態は、前記のように構成されているので、以下の効果を奏する。
自在継手１のインナ２とアウタ３とを組み付ける際、アウタ３とブーツ１０のアダプタ１２とが嵌合し始める位置である嵌合開始位置から嵌合完了近傍位置に達するまでのアウタ３とアダプタ１２との嵌合中に、ブーツ１０内の空気は、アダプタ１２の連通孔１２ｆを通じて外気中に流出するため、ブーツ１０内の空気圧は外気圧と同圧に保たれる。したがって、ブーツ１０内の空気圧調整はインナ２とアウタ３との組み付けと同時に行われ、従来のようにアウタ３とアダプタ１２との嵌合完了後に、ブーツ１０内の空気圧調整作業を行う必要がなくなり、自在継手１の組み立て作業の効率を向上させることができる。また、工具を使用した空気圧調整も不要となるので、ブーツ１０に損傷を与えることもない。しかも、連通孔１２ｆは、既存のアダプタに孔を形成するための加工を施すだけで簡単に形成できる。
【００３３】
アダプタ１２の段部１２ｂの内面に装着されているＯリング２０により、簡単な構造でしかも確実に、連通孔１２ｆとブーツ１０内との連通を遮断できる。また、連通孔１２ｆとブーツ１０内との連通を遮断するために、アウタ３とブーツ１０との間を密封するためのＯリング２０を利用しているので、連通孔１２ｆを閉塞するための部材を別途設けたり形成したりする必要はない。
【００３４】
アウタ３はアダプタ１２の内周に圧入状態で嵌合されるため、アウタ３とアダプタ１２との間での心出しが容易になるとともに、両者の間でがたつきが生じない。
【００３５】
前記実施形態では、連通孔１２ｆは６箇所に形成されているが、連通孔１２ｆの数は６個に限られず、必要に応じて適宜増減できる。例えば、アダプタ１２とアウタ３との嵌合作業時、ブーツ１０内の空気がスムーズに抜けるのであれば、連通孔１２ｆは１個でもよい。また、形成位置も等間隔である必要はなく、必要に応じて適宜配置できる。
【００３６】
前記実施形態では、自在継手１は、プロペラシャフトに使用されるものであったが、車両のドライブシャフトに使用することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本出願発明の一実施形態である自在継手であって、嵌合完了状態の自在継手の一部を断面とした側面図である。
【図２】組み付け前の状態の自在継手の一部を断面とした側面図である。
【図３】嵌合途中の図１の自在継手の要部拡大図である。
【図４】組立完了状態の図１の自在継手の要部拡大図である。
【図５】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
１…自在継手、２…インナ、３…アウタ、４…軸部、５…スパイダ、６…ローラ、７…軸部、８…円筒部、８ａ…開口端面、８ｂ…小径円周面、８ｃ…段部端面、８ｄ…嵌合円周面、８ｅ…溝、
１０…ブーツ、１１…ブーツ本体、１２…アダプタ、１２ａ…小円筒部、１２ｂ…段部、１２ｃ…大円筒部、１２ｄ…テーパ部、１２ｅ…スリット、１２ｆ…連通孔、１３…バンド、
２０…Ｏリング。
【図１】
0004175733.tif 000002
【図２】
0004175733.tif 000003
【図３】
0004175733.tif 000004
【図４】
0004175733.tif 000005
【図５】
0004175733.tif 000006