ドライブシャフト
【課題】ドライブシャフトの等速自在継手に装着するブーツのシール性、耐久性を高める。
【解決手段】ドライブシャフトは、熱可塑性エラストマー製ブーツ10を装着した摺動式等速自在継手Ｊ1と、熱可塑性エラストマー製ブーツ10´を装着した固定式等速自在継手Ｊ2と、両継手Ｊ1，Ｊ2を連結する中間シャフトＳとからなり、摺動式等速自在継手Ｊ1に装着したブーツ10の、外側継手部材に取り付けた大径取付部は、円周方向に薄肉部と厚肉部が交互に現れる非円筒形状で、円筒形状の外周面と、外側継手部材のブーツ取付部に沿った非円筒形状の内周面を有し、大径取付部の全容積がブーツ材料により充足されている。
【解決手段】ドライブシャフトは、熱可塑性エラストマー製ブーツ10を装着した摺動式等速自在継手Ｊ1と、熱可塑性エラストマー製ブーツ10´を装着した固定式等速自在継手Ｊ2と、両継手Ｊ1，Ｊ2を連結する中間シャフトＳとからなり、摺動式等速自在継手Ｊ1に装着したブーツ10の、外側継手部材に取り付けた大径取付部は、円周方向に薄肉部と厚肉部が交互に現れる非円筒形状で、円筒形状の外周面と、外側継手部材のブーツ取付部に沿った非円筒形状の内周面を有し、大径取付部の全容積がブーツ材料により充足されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のデフ側とホイール側を連結して動力の伝達をするドライブシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のドライブシャフトには、デフ側とホイール側にそれぞれ等速自在継手が使用される。等速自在継手には、θ＝４５〜５０deg程度の大きな作動角を取ることのできるタイプ（例えばツェッパ型、バーフィールド型などのボールを用いた固定式等速自在継手）や、作動角はそれ程大きく取ることはできないが外側継手部材の軸線方向にスライドする機構を兼ね備えたタイプ（たとえばダブルオフセット型、トリポード型、クロスグルーブ型などの摺動式等速自在継手）がある。通常、ホイール側には固定式等速自在継手、デフ側には摺動式等速自在継手が使用される。
【０００３】
等速自在継手は、内部に封入されたグリースの漏れや外部からの異物の侵入を防止する目的でブーツを装着して使用される。このブーツは、等速自在継手の外側継手部材に設けたブーツ取付部に取り付ける大径取付部と、等速自在継手に連結されたシャフト上に設けたブーツ取付部に取り付ける小径取付部と、両者を一体に連結する蛇腹部とで構成される。等速自在継手用ブーツには、クロロプレンなどのゴムや熱可塑性エラストマーなどが広く用いられる。一般に、ホイール側には熱可塑性エラストマー製ブーツが、デフ側にはクロロプレンラバー製ブーツが使用されている。あるいは、デフ側にも熱可塑性エラストマー製ブーツが使用されることもある。
【０００４】
デフ側に用いる摺動式等速自在継手の外側継手部材の形状は、その開口部の輪郭が円筒形状のものもあれば、非円筒形状のものもある。等速自在継手の軽量化や加工性等の観点から、内部構造を考慮した非円筒形状を適用する方が効率的である場合が多数存在する。円筒形状の外側継手部材を用いる場合は熱可塑性エラストマー製ブーツを適用できるが、非円筒形状を成した外側継手部材に適用される等速自在継手用ブーツには、主にクロロプレンラバー製ブーツが使用されてきた。一方、昨今では熱可塑性エラストマー製ブーツを非円筒形状の外側継手部材にも適用することが検討されている（特許文献１ないし５参照）。
【特許文献１】特開平１０−１１０７３８号公報
【特許文献２】特開平１０−１９６６７３号公報
【特許文献３】特開２００２−１３５４６号公報
【特許文献４】特開２００３−１９４０９３号公報
【特許文献５】特開２００３−３２９０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
クロロプレンラバー製ブーツは、等速自在継手用ブーツとして比較的良好な性能を持っているが、耐疲労性、耐摩耗性、耐低温性、耐熱老化性、耐グリース性（耐油性）などの面で、使用条件によっては十分とは言えない場合も発生するため、より優れた性能を持つ熱可塑性エラストマー製ブーツに置き換わる傾向にある。特にホイール側に使用する固定式等速自在継手は、ほとんどの外側継手部材が円筒形状を成すため、置き換えが急速に進んでいる。しかし、デフ側に使用される摺動式等速自在継手は、軽量化や加工性等の観点から、内部構造を考慮した非円筒形状の輪郭を持つ外側継手部材が多いため、その置き換えがあまり進まず、主にクロロプレンラバー製ブーツが使用され続けている。非円筒形状の外側継手部材に適合させるためには、ブーツの大径取付部を円周方向に厚肉部と薄肉部を交互に構成させる非円筒形状に成形することや軸方向も含めた複雑な形状に成形することが必要となるところ、熱可塑性エラストマー製ブーツはその成形が困難であった。あるいは、熱可塑性エラストマーは材料特性上、弾性にやや乏しく材料硬さも高いため、外側継手部材へのブーツ装着性に難があったり、シール性が不十分となる場合がある。
【０００６】
熱可塑性エラストマー製ブーツを非円筒形状の外側継手部材に適用する際には、非円筒形状を成す外側継手部材と円筒形状を成すブーツの大径取付部との間、または、非円筒形状を成す外側継手部材に対してブーツの大径取付部を外側継手部材に沿った非円筒形状に成形し、その非円筒形状を成したブーツの大径取付部外面とバンドとの間に中間部材（ブッシング）を介在させるタイプを使用することが考えられる。しかし、この形態では部品点数が多くなり、管理上および組付け工程上好ましくない。さらに、コストが高騰する。あるいは、ブッシングにある程度の厚みが必要なため外径寸法が大きくなる。さらには、外側継手部材／ブーツ間、ブーツ／ブッシング間それぞれの接触部におけるシール性も不十分である。
【０００７】
一方、ブーツの大径取付部をほぼ一定肉厚にて非円筒形状を成す外側継手部材に沿った形状に成形し、そのブーツ外面を非円筒形状に沿った形状をしたバンドで締め付けることも考えられるが、バンドが複雑な形状を成すためコストが上がり、さらにはシール性も不十分である。
【０００８】
また、他の手段として、ブーツの大径取付部内面の形状は非円筒形状を成す外側継手部材形状に沿った形状とし、ブーツの大径取付部外面は円筒形状を成すブーツとして、厚肉部に肉抜き部を設けた形状の熱可塑性エラストマー製ブーツなども考案されているが（特許文献５の図２参照）、この形状ではシール性が不十分だといった問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のドライブシャフトは、熱可塑性エラストマー製ブーツを装着した固定式等速自在継手と、熱可塑性エラストマー製ブーツを装着した摺動式等速自在継手と、前記両継手を連結する中間シャフトとからなり、摺動式等速自在継手に装着したブーツの、外側継手部材に取り付けた大径取付部は、円周方向に薄肉部と厚肉部が交互に現れる非円筒形状で、円筒形状の外周面と、外側継手部材のブーツ取付部に沿った非円筒形状の内周面を有し、大径取付部の全容積がブーツ材料により充足されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、クロロプレンラバー製ブーツに比べて耐久性が向上し、十分なシール性も確保できたことで、ブーツ性能の信頼性が向上する。さらに、ブッシングを使わないことで部品点数を最少に留めることとブーツ重量もクロロプレンラバー製ブーツに比べて軽減できることでブーツの軽量化を達成できる。請求項２の発明のように中空シャフトと組み合わせて使用することでドライブシャフトの軽量化も更に達成できる。また、クロロプレンラバー製ブーツに比べて耐衝撃性に優れているため、ドライブシャフトの運搬時の取り扱い性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、熱可塑性エラストマー製ブーツを備えたトリポード型等速自在継手に適用した場合を例にとって実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は、デフ側の摺動式等速自在継手Ｊ1と、ホイール側の固定式等速自在継手Ｊ2と、各等速自在継手の内側継手部材同士を接続する中間シャフトＳとからなる自動車のドライブシャフトを例示している。図示する実施の形態では中間シャフトＳを中空とすることにより軽量化を図ってある。中空シャフトは中間部分のパイプの両端に連結要素を溶接や圧接にて接合したものでもよいが、より軽量化を図るために、中間部分と連結要素を一体的に加工することが好ましい。その加工方法としては、鋼材から形成されたパイプの端部を加工して連結要素と成してもよいし、電縫管やシームレス管などの鋼製素管を塑性加工によって全体を加工して成してもよい。
【００１３】
ホイール側の固定式等速自在継手Ｊ2はここではツェッパ型が例示してあり、ブーツ１０´を具備している。この固定式等速自在継手には、大径取付部が内周面、外周面共に円筒形状をした熱可塑性エラストマー製ブーツが装着される。これにより、従来から使用されてきたクロロプレンラバー製ブーツに比べてブーツ性能の信頼性が向上する。
【００１４】
デフ側の摺動式等速自在継手Ｊ1は、図２および図３に示すように、外側継手部材２と、内側継手部材としてのトリポード部材４と、トルク伝達要素としてのローラ６を主要な構成要素としており、さらにブーツ１０を具備している。
【００１５】
図示した実施の形態では、外側継手部材２は一体に形成されたマウス部２２とステム部２６とからなる。ステム部２６は端部に形成したスプラインまたはセレーション軸２８にて第一の回転軸（図示せず）とトルク伝達可能に結合する。マウス部２２は一端にて開口したカップ状で、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝２４が形成してある。マウス部２２の外周面は、横断面（図３）で見ると、大径部２２ａと小径部２２ｂが交互に現れる非円筒形状である。この実施の形態の場合、大径部２２ａはトラック溝２４に対応する凸円弧形状の部分で、小径部は隣り合うトラック溝２４間の部分に対応する凹円弧形状の部分である。
【００１６】
トリポード部材４はボス４２と脚軸４６とからなる。ボス４２には第二の回転軸たる中間シャフトＳとトルク伝達可能に結合するスプラインまたはセレーション穴４４が形成してある。脚軸４６はボス４２の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。トリポード部材４の各脚軸４６はローラ６を担持している。脚軸４６とローラ６との間には複数の針状ころ８が介在させてあり、ローラ６は脚軸４６の軸線を中心として回転自在である。なお、図１および図２ではローラ６の脱落防止のための止め輪やワッシャ等を省略してある。また、ここでは、一つの脚軸４６に一つのローラ６を支持させたシングルローラタイプを例示してあるが、相対回転自在の内外ローラからなるダブルローラタイプであってもよい。
【００１７】
図４にマウス部２２の大径部２２ａの縦断面を示す。図示するように、端部近傍に円周方向に伸びるブーツ溝３０が形成してある。このブーツ溝３０付近を外側継手部材のブーツ取付部と呼ぶこととする。ブーツ溝３０の底面は部分円筒面形状で、縦断面では軸線に平行な直線である。大径部２２ａの円周方向の一部または全部にわたって、突出部３２が形成してある。突出部３２は外側継手部材２の端面３８付近に位置しているのが好ましい。
【００１８】
図示した実施の形態の場合、突出部３２の軸方向両側はいずれも斜面３４，３６である。これらの斜面３４，３６の軸線に対する傾斜角度は２５°以上６０°以下、好ましくは２５°以上４５°以下とする。これにより、外側継手部材２の旋削加工効率を良くすると同時にブーツ１０の大径取付部１２を外側継手部材２に嵌合させる際の装着性を向上させ、かつ、ブーツ装着後における外側継手部材２に対するブーツ１０の抜け防止作用および位置安定性も向上させることができる。
【００１９】
第一の斜面すなわち外側継手部材２の端面３８とは反対側の斜面３４の角度が６０°よりも大きくなると、外側継手部材２のブーツ取付部の加工性が低下してしまう。一方、２５°未満の場合、外側継手部材２に嵌合させた後のブーツ１０の軸方向への抜け防止作用や位置安定性が低下してしまう。また、軸方向に長い突起となることで、外側継手部材２のブーツ取付部の全幅が大きくなってしまい、スペース効率や強度上好ましくない。第二の斜面すなわち外側継手部材２の端面３８側の斜面３６の角度が６０°よりも大きくなるとブーツ装着性が阻害される。一方、２５°未満の場合、突出部３２が軸方向に長くなることでブーツ取付部の全幅が大きくなってしまい、スペース効率や強度上好ましくない。
【００２０】
図５に示すように、ブーツ１０の全体概観は円すい台形状で、大径取付部１２と小径取付部１４と両者間の屈曲部１６とからなる。大径取付部１２を外側継手部材２に嵌合させ、小径取付部１４を中間シャフトＳに嵌合させて、それぞれ、ブーツバンド１３，１５で締め付けて固定するようになっている（図１）。このため、各取付部の外周にブーツバンド１３，１５を受け入れるためのバンド溝１８が形成してある。バンド溝１８の底面は円筒面形状で縦断面が軸線に平行である。
【００２１】
ブーツ１０は熱可塑性エラストマー製で、あらゆる部位が熱可塑性エラストマーにより充足され、空隙は全く存在しない。特に取付部に空隙が存在すると、バンド１３（図２参照）の締付力が外側継手部材２のブーツ取付部に十分伝わらず、シール性が損なわれる。採用し得る材料の例としては、ＪＩＳ Ｋ ６２５３によるタイプＤデュロメータ硬さが３５以上５０以下の熱可塑性ポリエステル系エラストマーを挙げることができる。なお、クロロプレン等のＪＩＳ Ｋ ６２５３によるタイプＡデュロメータ硬さが５０以上７０以下で示されるゴム材であっても効果を示すが、ＪＩＳ Ｋ ６２５３によるタイプＤデュロメータ硬さが３５以上５０以下で示される熱可塑性ポリエステル系エラストマーなど、材料硬さが高い材料である場合、より効果を発揮できる。
【００２２】
熱可塑性ポリエステル系エラストマー製ブーツは、クロロプレンラバー製ブーツよりも、耐疲労性、耐摩耗性、耐低温性、耐熱老化性、耐グリース性（耐油性）などに優れるため、ブーツ耐久性が向上する。例えば、等速自在継手にブーツを装着した状態のドライブシャフトを１００℃の雰囲気下に長時間放置して熱老化を与えた後、２５℃の雰囲気下にて摺動式等速自在継手の作動角を低角度から高角度の間で変動させつつ摺動させながら、回転数６００ｒｐｍにて連続運転した結果、熱可塑性ポリエステル系エラストマー製ブーツは優れた耐久性を示す。
【００２３】
また、同条件にて、特許文献５の図２のように、大径取付部１２の厚肉部１２ｂに空隙部分が存在する熱可塑性ポリエステル系エラストマー製ブーツを試験すると、バンド１３の締付力が外側継手部材２のブーツ取付部に十分伝わらず、グリース漏れが発生するなど、シール性が十分とは言えない。
【００２４】
一方、クロロプレンラバー製ブーツに比べて熱可塑性ポリエステル系エラストマー製ブーツの方が耐衝撃性にも優れていることから、ドライブシャフトの取り扱い時の損傷や、自動車へ搭載した後における飛び石などに対する抵抗性にも優れる。
【００２５】
外側継手部材２に対するブーツ１０の装着性もさることながら、ブーツ１０に対するバンド１３，１５の装着性も、等速自在継手を組み立てる上で考慮すべき重要な因子である。たとえば、バンド溝１８の両側壁は全周に連続的に設けてもよいが、その場合バンドの装着性を低下させる場合がある。そこで、バンド溝１８の両側壁のうち、特に図５の右側に現れている端面側の側壁を形成する突部１９については、バンド１３の装着性に問題がなく、しかもバンド１３の位置が安定する設定として、次のような構成とするのが好ましい。すなわち、図６から分かるように、突部１９を円周方向に断続的に、たとえば三等分位置に配置し、各突部１９の高さを０．６ｍｍ以上１．２ｍｍ以下、軸方向寸法を０．６ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、さらに円周方向寸法をブーツ軸心から１０°以上２５°以下の範囲とする。
【００２６】
ブーツ１０の大径取付部の内周面は、図６に示すように、外側継手部材２のマウス部２２の外周面形状に沿う形状となっている。すなわち、マウス部２２の大径部２２ａに対応する薄肉部１２ａと、小径部２２ｂに対応する厚肉部１２ｂとが交互に現れる。
【００２７】
大径取付部１２の薄肉部１２ａの内周面は、縦断面で見ると、図７に示すように、端面側から面取り部Ａ、軸線に平行な直線部Ｂ、窪みＣ、肩当てＤが連続して形成してある。
【００２８】
面取り部Ａは、軸線に対して２０°以上６０°以下の角度で端面から１ｍｍ以上設ける。このような面取り部Ａを設けることにより、上述のブーツ装着性をさらに向上させることができる。面取り部Ａの端面側径は、外側継手部材２の突出部３２の端面側斜面３６の最小径よりも大きく設定してある。外側継手部材２の突出部３２の端面側斜面３６と端面３８との会合部分は丸みを付けて滑らかにつないである。これにより、ブーツ１０を装着するとき、当該丸み部分によってブーツ１０の面取り部Ａが案内されるため、一層円滑にブーツ１０の装着を行うことができる。
【００２９】
窪みＣは、外側継手部材２の突出部３２を受け入れるため、突出部３２の斜面３４，３６と接する斜面Ｃ1，Ｃ2を有する。これらを第三の斜面Ｃ1、第四の斜面Ｃ2とすると、第三の斜面Ｃ１が突出部３２の第一の斜面３４に対応し、第四の斜面Ｃ２が突出部３２の第二の斜面３６に対応する。このような構成であるため、窪みＣは外側継手部材２の突出部３２と嵌合して軸方向への抜け防止作用を発生させる。
【００３０】
ブーツ１０の大径取付部１２は、外側継手部材２のブーツ取付部に容易に装着でき、かつ、バンド１３で締め付けられた際に十分なシール性を発揮することが求められる。そのため、ブーツ１０の大径取付部１２の内面に設けた窪みＣは、外側継手部材２の突出部３２に沿う形状である。
【００３１】
ブーツ１０の窪みＣから肩当てＤにかけての部分の輪郭は、外側継手部材２の突出部３２から端面３８にかけての部分の輪郭にほぼ一致する。そして、肩当てＤは外側継手部材２の端面３８と当接してブーツ１０の軸方向位置を安定させる役割を果たす。
【００３２】
大径取付部１２と屈曲部１６をつなぐ肩部１７が屈曲部１６や大径取付部１２の肉厚よりも厚肉に形成されている。ここで、肩部１７とは、ブーツ１０の大径取付部１２に設けたバンド溝１８の屈曲部１６側の端面１８ａから屈曲部１６の最終谷１６ａに繋がる斜面１７ａまでの部位を指す。この肩部１７の最薄肉厚が大径取付部１２における最薄肉部である窪みＣ部分の肉厚の２倍以上であることが好ましい。このような構成は、ブーツ肉厚が薄肉、具体的には蛇腹肉厚が０．５ｍｍから２．０ｍｍ程度であるブーツにおいて、より効果を発揮する。
【００３３】
斜面１７ａは、図７に例示したように最終谷１６ａに向かって縮径する斜面であってもよく、図９に示すように円筒形を成していてもよい。あるいは、図１０に示すように一旦外径方向に広がってから縮径するような形状であってもよい。また、肩部１７は、図７に例示したように外側継手部材２のブーツ取付部における突出部３２ないし端面３８と接触する設計を取ってもよいし、空間を設ける設計を取ってもよい。
【００３４】
ブーツ１０の大径取付部１２のうち厚肉部１２ｂの内周面は、図８に示すように、端面側から、面取り部Ａと軸線に平行な直線部Ｆが連続して形成してある。面取り部Ａは既に述べた薄肉部のそれと同じである。図７と図８を対比すれば明らかなように、この厚肉部１２ｂは、肩部１７においても必然的に厚肉である。
【００３５】
ブーツ１０の大径取付部１２の内周面に全周にわたって連続した突起Ｅが形成してある。この突起Ｅは薄肉部および厚肉部における上記直線部Ｂ，Ｆに位置する。突起Ｅの断面形状は半円や半楕円等でもよいが、三角形がより好ましい。図示する実施の形態では、突起Ｅの横断面は三角形で、頂点がブーツの半径方向内側つまり軸心側に向いている。突起Ｅは外側継手部材２のブーツ溝３０と接触してシール機能を発揮する。突起Ｅは二条以上設けてもよい。あるいは、この突起Ｅとは別の不連続な突起を設けてもよい。バンド１３で締め付けることにより、突起Ｅが外側継手部材２の非円筒形状からなるブーツ取付部のブーツ溝３０に対して円周上均一に密着して十分なシール性を発揮する。その突起Ｅが密着する外側継手部材２のブーツ溝３０の底面は平滑である。ブーツ溝３０の底面は突起を設ける等の種々形状が考えられるが、外側継手部材２の加工工数の点から平滑であることが好ましい。
【００３６】
ブーツ１０の大径取付部１２における突起Ｅは、薄肉部１２ａと厚肉部１２ｂの境界部においては凹円弧状に丸みをつけて滑らかにつないである。これにより、図１１に示すように、外側継手部材２のブーツ溝３０の円周方向端部の、異なる二曲面の接合部において、通常の締めしろの他の部位よりもブーツが外側継手部材に食い込むことが可能となってシール性が向上する。ただし、曲率半径が大きすぎると中央部が「担ぐ」ことになってすきまが生じてしまい、シール性が低下する。したがって、当該丸みの曲率半径は０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。
【００３７】
窪みＣと突起Ｅの部位と外側継手部材２のブーツ取付部に対する締めしろは、突起Ｅの部位が弾性変形により外側継手部材２の突出部３２を乗り越え、かつ、突起Ｅと外側継手部材２のブーツ溝３０との間において十分なシール性を保つことができる設定が必要である。
【００３８】
ブーツ材質が熱可塑性エラストマー、特にＪＩＳ Ｋ ６２５３によるタイプＤデュロメータ硬さが３５以上５０以下で示される熱可塑性ポリエステル系エラストマーである場合など、材料硬さが高い場合にはこの締めしろ設定が重要である。外側継手部材２のブーツ溝３０と突出部３２との段差が０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下で、そこに装着されるブーツ１０の大径取付部１２の窪みＣの突出部３２に対する締めしろが半径で０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、かつ、突起Ｅの先端のブーツ溝３０に対する締めしろが半径で０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、突起Ｅの高さは０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が好ましい。
【００３９】
述べたような締めしろ設定であれば、突起Ｅに外側継手部材２の突出部３２を越えさせてブーツ１０の大径取付部１２を装着することができ、その後、バンド１３で締め付けることによって、外側継手部材２のブーツ取付部にブーツ１０の大径取付部１２を強固に密着させて取り付けることができる。上述の締めしろよりも小さく設定した場合、バンド１３を締めた時点でブーツ１０が変形することにより局部的にすきまを生じる可能性がある。一方、上述の締めしろよりも大きい設定とすると、ブーツ装着が困難となる。また、突起Ｅの高さが０．３ｍｍ未満の場合、外側継手部材２の溝３０に対する密着性が低くなり、十分なシール性が得られない。突起Ｅの高さが１．０ｍｍを越える場合は、突起部の体積が大きくなりすぎて設計的にもシール性の面でも効率的でない。
【００４０】
ブーツ１０の窪みＣと突起Ｅはバンド溝１８の幅の範囲内に位置させるのが好ましい。このような構成とすることにより、突起Ｅにバンドの締付け力が垂直方向に伝達され、かつ、突出部３２と嵌合する窪みＣの軸方向への拘束が強化されるため、より安定したシール性が得られる。
【００４１】
以上の要件を満たすドライブシャフトの固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手をつないで動力の伝達をする中間シャフトは、軸心に中空部分を成してもよい。この中空シャフトを適用することによりドライブシャフトの軽量化や共振点の調整が可能となる。また、中空シャフトは鋼材から形成されたパイプの端部に連結要素を一体に有したものであってもよいし、鋼製素管から塑性加工により成形され、端部に連結要素を一体に有したもあってもよい。
【００４２】
以上の説明では摺動式等速自在継手としてトリポード型等速自在継手を例にとったが、本発明は外側継手部材のブーツ取付部が非円筒形状であるすべての摺動式等速自在継手に適用することができる。例えば、図１２ないし図１４に示すように、トリポード型のうち外側継手部材のブーツ取付部が円筒形状ではないものにも適用できる。また、トリポード型以外の、例えばダブルオフセット型（図１５ないし図１７参照）のようなトルク伝達要素としてボールを用いた等速自在継手にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ドライブシャフトの縦断面図である。
【図２】摺動式等速自在継手の縦断面図である。
【図３】図２の摺動式等速自在継手の横断面図である。
【図４】図２における外側継手部材の要部拡大図である。
【図５】ブーツの縦断面図である。
【図６】図５のブーツの右側面図である。
【図７】図５のブーツの薄肉部の拡大図である。
【図８】図５のブーツの厚肉部の拡大図である。
【図９】変形例を示すブーツの要部断面図であって、（Ａ）は図７に対応し、（Ｂ）は図８に対応する。
【図１０】別の変形例を示すブーツの要部断面図であって、（Ａ）は図７に対応し、（Ｂ）は図８に対応する。
【図１１】外側継手部材とブーツの接触部の詳細図であって、（Ａ）は両者を別々に示し、（Ｂ）は外側継手部材にブーツを嵌合させた状態を示す。
【図１２】別の実施の形態を示す外側継手部材の斜視図である。
【図１３】図１２の外側継手部材の横断面図である。
【図１４】図１３の外側継手部材のＸ−Ｏ−Ｙ断面図である。
【図１５】さらに別の実施の形態を示す外側継手部材の斜視図である。
【図１６】図１５の外側継手部材の横断面図である。
【図１７】図１６の外側継手部材の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
Ｊ1 摺動式（トリポード型）等速自在継手
２ 外側継手部材
２２ マウス部
２２ａ 大径部
２２ｂ 小径部
２４ トラック溝
３０ ブーツ溝
３２ 突出部
３８ 端面
２６ ステム部
２８ スプラインまたはセレーション軸
４ トリポード部材
４２ ボス
４４ スプラインまたはセレーション穴
４６ 脚軸
６ ローラ
８ 針状ころ
１０ ブーツ
１２ 大径取付部
１２ａ 薄肉部
１２ｂ 厚肉部
１４ 小径取付部
１６ 蛇腹部（屈曲部）
Ｊ2 固定式（ツェッパ型）等速自在継手
１０´ ブーツ
Ｓ 中間シャフト
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車のデフ側とホイール側を連結して動力の伝達をするドライブシャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のドライブシャフトには、デフ側とホイール側にそれぞれ等速自在継手が使用される。等速自在継手には、θ＝４５〜５０deg程度の大きな作動角を取ることのできるタイプ（例えばツェッパ型、バーフィールド型などのボールを用いた固定式等速自在継手）や、作動角はそれ程大きく取ることはできないが外側継手部材の軸線方向にスライドする機構を兼ね備えたタイプ（たとえばダブルオフセット型、トリポード型、クロスグルーブ型などの摺動式等速自在継手）がある。通常、ホイール側には固定式等速自在継手、デフ側には摺動式等速自在継手が使用される。
【０００３】
等速自在継手は、内部に封入されたグリースの漏れや外部からの異物の侵入を防止する目的でブーツを装着して使用される。このブーツは、等速自在継手の外側継手部材に設けたブーツ取付部に取り付ける大径取付部と、等速自在継手に連結されたシャフト上に設けたブーツ取付部に取り付ける小径取付部と、両者を一体に連結する蛇腹部とで構成される。等速自在継手用ブーツには、クロロプレンなどのゴムや熱可塑性エラストマーなどが広く用いられる。一般に、ホイール側には熱可塑性エラストマー製ブーツが、デフ側にはクロロプレンラバー製ブーツが使用されている。あるいは、デフ側にも熱可塑性エラストマー製ブーツが使用されることもある。
【０００４】
デフ側に用いる摺動式等速自在継手の外側継手部材の形状は、その開口部の輪郭が円筒形状のものもあれば、非円筒形状のものもある。等速自在継手の軽量化や加工性等の観点から、内部構造を考慮した非円筒形状を適用する方が効率的である場合が多数存在する。円筒形状の外側継手部材を用いる場合は熱可塑性エラストマー製ブーツを適用できるが、非円筒形状を成した外側継手部材に適用される等速自在継手用ブーツには、主にクロロプレンラバー製ブーツが使用されてきた。一方、昨今では熱可塑性エラストマー製ブーツを非円筒形状の外側継手部材にも適用することが検討されている（特許文献１ないし５参照）。
【特許文献１】特開平１０−１１０７３８号公報
【特許文献２】特開平１０−１９６６７３号公報
【特許文献３】特開２００２−１３５４６号公報
【特許文献４】特開２００３−１９４０９３号公報
【特許文献５】特開２００３−３２９０５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
クロロプレンラバー製ブーツは、等速自在継手用ブーツとして比較的良好な性能を持っているが、耐疲労性、耐摩耗性、耐低温性、耐熱老化性、耐グリース性（耐油性）などの面で、使用条件によっては十分とは言えない場合も発生するため、より優れた性能を持つ熱可塑性エラストマー製ブーツに置き換わる傾向にある。特にホイール側に使用する固定式等速自在継手は、ほとんどの外側継手部材が円筒形状を成すため、置き換えが急速に進んでいる。しかし、デフ側に使用される摺動式等速自在継手は、軽量化や加工性等の観点から、内部構造を考慮した非円筒形状の輪郭を持つ外側継手部材が多いため、その置き換えがあまり進まず、主にクロロプレンラバー製ブーツが使用され続けている。非円筒形状の外側継手部材に適合させるためには、ブーツの大径取付部を円周方向に厚肉部と薄肉部を交互に構成させる非円筒形状に成形することや軸方向も含めた複雑な形状に成形することが必要となるところ、熱可塑性エラストマー製ブーツはその成形が困難であった。あるいは、熱可塑性エラストマーは材料特性上、弾性にやや乏しく材料硬さも高いため、外側継手部材へのブーツ装着性に難があったり、シール性が不十分となる場合がある。
【０００６】
熱可塑性エラストマー製ブーツを非円筒形状の外側継手部材に適用する際には、非円筒形状を成す外側継手部材と円筒形状を成すブーツの大径取付部との間、または、非円筒形状を成す外側継手部材に対してブーツの大径取付部を外側継手部材に沿った非円筒形状に成形し、その非円筒形状を成したブーツの大径取付部外面とバンドとの間に中間部材（ブッシング）を介在させるタイプを使用することが考えられる。しかし、この形態では部品点数が多くなり、管理上および組付け工程上好ましくない。さらに、コストが高騰する。あるいは、ブッシングにある程度の厚みが必要なため外径寸法が大きくなる。さらには、外側継手部材／ブーツ間、ブーツ／ブッシング間それぞれの接触部におけるシール性も不十分である。
【０００７】
一方、ブーツの大径取付部をほぼ一定肉厚にて非円筒形状を成す外側継手部材に沿った形状に成形し、そのブーツ外面を非円筒形状に沿った形状をしたバンドで締め付けることも考えられるが、バンドが複雑な形状を成すためコストが上がり、さらにはシール性も不十分である。
【０００８】
また、他の手段として、ブーツの大径取付部内面の形状は非円筒形状を成す外側継手部材形状に沿った形状とし、ブーツの大径取付部外面は円筒形状を成すブーツとして、厚肉部に肉抜き部を設けた形状の熱可塑性エラストマー製ブーツなども考案されているが（特許文献５の図２参照）、この形状ではシール性が不十分だといった問題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のドライブシャフトは、熱可塑性エラストマー製ブーツを装着した固定式等速自在継手と、熱可塑性エラストマー製ブーツを装着した摺動式等速自在継手と、前記両継手を連結する中間シャフトとからなり、摺動式等速自在継手に装着したブーツの、外側継手部材に取り付けた大径取付部は、円周方向に薄肉部と厚肉部が交互に現れる非円筒形状で、円筒形状の外周面と、外側継手部材のブーツ取付部に沿った非円筒形状の内周面を有し、大径取付部の全容積がブーツ材料により充足されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、クロロプレンラバー製ブーツに比べて耐久性が向上し、十分なシール性も確保できたことで、ブーツ性能の信頼性が向上する。さらに、ブッシングを使わないことで部品点数を最少に留めることとブーツ重量もクロロプレンラバー製ブーツに比べて軽減できることでブーツの軽量化を達成できる。請求項２の発明のように中空シャフトと組み合わせて使用することでドライブシャフトの軽量化も更に達成できる。また、クロロプレンラバー製ブーツに比べて耐衝撃性に優れているため、ドライブシャフトの運搬時の取り扱い性が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、熱可塑性エラストマー製ブーツを備えたトリポード型等速自在継手に適用した場合を例にとって実施の形態を説明する。
【００１２】
図１は、デフ側の摺動式等速自在継手Ｊ1と、ホイール側の固定式等速自在継手Ｊ2と、各等速自在継手の内側継手部材同士を接続する中間シャフトＳとからなる自動車のドライブシャフトを例示している。図示する実施の形態では中間シャフトＳを中空とすることにより軽量化を図ってある。中空シャフトは中間部分のパイプの両端に連結要素を溶接や圧接にて接合したものでもよいが、より軽量化を図るために、中間部分と連結要素を一体的に加工することが好ましい。その加工方法としては、鋼材から形成されたパイプの端部を加工して連結要素と成してもよいし、電縫管やシームレス管などの鋼製素管を塑性加工によって全体を加工して成してもよい。
【００１３】
ホイール側の固定式等速自在継手Ｊ2はここではツェッパ型が例示してあり、ブーツ１０´を具備している。この固定式等速自在継手には、大径取付部が内周面、外周面共に円筒形状をした熱可塑性エラストマー製ブーツが装着される。これにより、従来から使用されてきたクロロプレンラバー製ブーツに比べてブーツ性能の信頼性が向上する。
【００１４】
デフ側の摺動式等速自在継手Ｊ1は、図２および図３に示すように、外側継手部材２と、内側継手部材としてのトリポード部材４と、トルク伝達要素としてのローラ６を主要な構成要素としており、さらにブーツ１０を具備している。
【００１５】
図示した実施の形態では、外側継手部材２は一体に形成されたマウス部２２とステム部２６とからなる。ステム部２６は端部に形成したスプラインまたはセレーション軸２８にて第一の回転軸（図示せず）とトルク伝達可能に結合する。マウス部２２は一端にて開口したカップ状で、内周の円周方向三等分位置に軸方向に延びるトラック溝２４が形成してある。マウス部２２の外周面は、横断面（図３）で見ると、大径部２２ａと小径部２２ｂが交互に現れる非円筒形状である。この実施の形態の場合、大径部２２ａはトラック溝２４に対応する凸円弧形状の部分で、小径部は隣り合うトラック溝２４間の部分に対応する凹円弧形状の部分である。
【００１６】
トリポード部材４はボス４２と脚軸４６とからなる。ボス４２には第二の回転軸たる中間シャフトＳとトルク伝達可能に結合するスプラインまたはセレーション穴４４が形成してある。脚軸４６はボス４２の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。トリポード部材４の各脚軸４６はローラ６を担持している。脚軸４６とローラ６との間には複数の針状ころ８が介在させてあり、ローラ６は脚軸４６の軸線を中心として回転自在である。なお、図１および図２ではローラ６の脱落防止のための止め輪やワッシャ等を省略してある。また、ここでは、一つの脚軸４６に一つのローラ６を支持させたシングルローラタイプを例示してあるが、相対回転自在の内外ローラからなるダブルローラタイプであってもよい。
【００１７】
図４にマウス部２２の大径部２２ａの縦断面を示す。図示するように、端部近傍に円周方向に伸びるブーツ溝３０が形成してある。このブーツ溝３０付近を外側継手部材のブーツ取付部と呼ぶこととする。ブーツ溝３０の底面は部分円筒面形状で、縦断面では軸線に平行な直線である。大径部２２ａの円周方向の一部または全部にわたって、突出部３２が形成してある。突出部３２は外側継手部材２の端面３８付近に位置しているのが好ましい。
【００１８】
図示した実施の形態の場合、突出部３２の軸方向両側はいずれも斜面３４，３６である。これらの斜面３４，３６の軸線に対する傾斜角度は２５°以上６０°以下、好ましくは２５°以上４５°以下とする。これにより、外側継手部材２の旋削加工効率を良くすると同時にブーツ１０の大径取付部１２を外側継手部材２に嵌合させる際の装着性を向上させ、かつ、ブーツ装着後における外側継手部材２に対するブーツ１０の抜け防止作用および位置安定性も向上させることができる。
【００１９】
第一の斜面すなわち外側継手部材２の端面３８とは反対側の斜面３４の角度が６０°よりも大きくなると、外側継手部材２のブーツ取付部の加工性が低下してしまう。一方、２５°未満の場合、外側継手部材２に嵌合させた後のブーツ１０の軸方向への抜け防止作用や位置安定性が低下してしまう。また、軸方向に長い突起となることで、外側継手部材２のブーツ取付部の全幅が大きくなってしまい、スペース効率や強度上好ましくない。第二の斜面すなわち外側継手部材２の端面３８側の斜面３６の角度が６０°よりも大きくなるとブーツ装着性が阻害される。一方、２５°未満の場合、突出部３２が軸方向に長くなることでブーツ取付部の全幅が大きくなってしまい、スペース効率や強度上好ましくない。
【００２０】
図５に示すように、ブーツ１０の全体概観は円すい台形状で、大径取付部１２と小径取付部１４と両者間の屈曲部１６とからなる。大径取付部１２を外側継手部材２に嵌合させ、小径取付部１４を中間シャフトＳに嵌合させて、それぞれ、ブーツバンド１３，１５で締め付けて固定するようになっている（図１）。このため、各取付部の外周にブーツバンド１３，１５を受け入れるためのバンド溝１８が形成してある。バンド溝１８の底面は円筒面形状で縦断面が軸線に平行である。
【００２１】
ブーツ１０は熱可塑性エラストマー製で、あらゆる部位が熱可塑性エラストマーにより充足され、空隙は全く存在しない。特に取付部に空隙が存在すると、バンド１３（図２参照）の締付力が外側継手部材２のブーツ取付部に十分伝わらず、シール性が損なわれる。採用し得る材料の例としては、ＪＩＳ Ｋ ６２５３によるタイプＤデュロメータ硬さが３５以上５０以下の熱可塑性ポリエステル系エラストマーを挙げることができる。なお、クロロプレン等のＪＩＳ Ｋ ６２５３によるタイプＡデュロメータ硬さが５０以上７０以下で示されるゴム材であっても効果を示すが、ＪＩＳ Ｋ ６２５３によるタイプＤデュロメータ硬さが３５以上５０以下で示される熱可塑性ポリエステル系エラストマーなど、材料硬さが高い材料である場合、より効果を発揮できる。
【００２２】
熱可塑性ポリエステル系エラストマー製ブーツは、クロロプレンラバー製ブーツよりも、耐疲労性、耐摩耗性、耐低温性、耐熱老化性、耐グリース性（耐油性）などに優れるため、ブーツ耐久性が向上する。例えば、等速自在継手にブーツを装着した状態のドライブシャフトを１００℃の雰囲気下に長時間放置して熱老化を与えた後、２５℃の雰囲気下にて摺動式等速自在継手の作動角を低角度から高角度の間で変動させつつ摺動させながら、回転数６００ｒｐｍにて連続運転した結果、熱可塑性ポリエステル系エラストマー製ブーツは優れた耐久性を示す。
【００２３】
また、同条件にて、特許文献５の図２のように、大径取付部１２の厚肉部１２ｂに空隙部分が存在する熱可塑性ポリエステル系エラストマー製ブーツを試験すると、バンド１３の締付力が外側継手部材２のブーツ取付部に十分伝わらず、グリース漏れが発生するなど、シール性が十分とは言えない。
【００２４】
一方、クロロプレンラバー製ブーツに比べて熱可塑性ポリエステル系エラストマー製ブーツの方が耐衝撃性にも優れていることから、ドライブシャフトの取り扱い時の損傷や、自動車へ搭載した後における飛び石などに対する抵抗性にも優れる。
【００２５】
外側継手部材２に対するブーツ１０の装着性もさることながら、ブーツ１０に対するバンド１３，１５の装着性も、等速自在継手を組み立てる上で考慮すべき重要な因子である。たとえば、バンド溝１８の両側壁は全周に連続的に設けてもよいが、その場合バンドの装着性を低下させる場合がある。そこで、バンド溝１８の両側壁のうち、特に図５の右側に現れている端面側の側壁を形成する突部１９については、バンド１３の装着性に問題がなく、しかもバンド１３の位置が安定する設定として、次のような構成とするのが好ましい。すなわち、図６から分かるように、突部１９を円周方向に断続的に、たとえば三等分位置に配置し、各突部１９の高さを０．６ｍｍ以上１．２ｍｍ以下、軸方向寸法を０．６ｍｍ以上２．０ｍｍ以下、さらに円周方向寸法をブーツ軸心から１０°以上２５°以下の範囲とする。
【００２６】
ブーツ１０の大径取付部の内周面は、図６に示すように、外側継手部材２のマウス部２２の外周面形状に沿う形状となっている。すなわち、マウス部２２の大径部２２ａに対応する薄肉部１２ａと、小径部２２ｂに対応する厚肉部１２ｂとが交互に現れる。
【００２７】
大径取付部１２の薄肉部１２ａの内周面は、縦断面で見ると、図７に示すように、端面側から面取り部Ａ、軸線に平行な直線部Ｂ、窪みＣ、肩当てＤが連続して形成してある。
【００２８】
面取り部Ａは、軸線に対して２０°以上６０°以下の角度で端面から１ｍｍ以上設ける。このような面取り部Ａを設けることにより、上述のブーツ装着性をさらに向上させることができる。面取り部Ａの端面側径は、外側継手部材２の突出部３２の端面側斜面３６の最小径よりも大きく設定してある。外側継手部材２の突出部３２の端面側斜面３６と端面３８との会合部分は丸みを付けて滑らかにつないである。これにより、ブーツ１０を装着するとき、当該丸み部分によってブーツ１０の面取り部Ａが案内されるため、一層円滑にブーツ１０の装着を行うことができる。
【００２９】
窪みＣは、外側継手部材２の突出部３２を受け入れるため、突出部３２の斜面３４，３６と接する斜面Ｃ1，Ｃ2を有する。これらを第三の斜面Ｃ1、第四の斜面Ｃ2とすると、第三の斜面Ｃ１が突出部３２の第一の斜面３４に対応し、第四の斜面Ｃ２が突出部３２の第二の斜面３６に対応する。このような構成であるため、窪みＣは外側継手部材２の突出部３２と嵌合して軸方向への抜け防止作用を発生させる。
【００３０】
ブーツ１０の大径取付部１２は、外側継手部材２のブーツ取付部に容易に装着でき、かつ、バンド１３で締め付けられた際に十分なシール性を発揮することが求められる。そのため、ブーツ１０の大径取付部１２の内面に設けた窪みＣは、外側継手部材２の突出部３２に沿う形状である。
【００３１】
ブーツ１０の窪みＣから肩当てＤにかけての部分の輪郭は、外側継手部材２の突出部３２から端面３８にかけての部分の輪郭にほぼ一致する。そして、肩当てＤは外側継手部材２の端面３８と当接してブーツ１０の軸方向位置を安定させる役割を果たす。
【００３２】
大径取付部１２と屈曲部１６をつなぐ肩部１７が屈曲部１６や大径取付部１２の肉厚よりも厚肉に形成されている。ここで、肩部１７とは、ブーツ１０の大径取付部１２に設けたバンド溝１８の屈曲部１６側の端面１８ａから屈曲部１６の最終谷１６ａに繋がる斜面１７ａまでの部位を指す。この肩部１７の最薄肉厚が大径取付部１２における最薄肉部である窪みＣ部分の肉厚の２倍以上であることが好ましい。このような構成は、ブーツ肉厚が薄肉、具体的には蛇腹肉厚が０．５ｍｍから２．０ｍｍ程度であるブーツにおいて、より効果を発揮する。
【００３３】
斜面１７ａは、図７に例示したように最終谷１６ａに向かって縮径する斜面であってもよく、図９に示すように円筒形を成していてもよい。あるいは、図１０に示すように一旦外径方向に広がってから縮径するような形状であってもよい。また、肩部１７は、図７に例示したように外側継手部材２のブーツ取付部における突出部３２ないし端面３８と接触する設計を取ってもよいし、空間を設ける設計を取ってもよい。
【００３４】
ブーツ１０の大径取付部１２のうち厚肉部１２ｂの内周面は、図８に示すように、端面側から、面取り部Ａと軸線に平行な直線部Ｆが連続して形成してある。面取り部Ａは既に述べた薄肉部のそれと同じである。図７と図８を対比すれば明らかなように、この厚肉部１２ｂは、肩部１７においても必然的に厚肉である。
【００３５】
ブーツ１０の大径取付部１２の内周面に全周にわたって連続した突起Ｅが形成してある。この突起Ｅは薄肉部および厚肉部における上記直線部Ｂ，Ｆに位置する。突起Ｅの断面形状は半円や半楕円等でもよいが、三角形がより好ましい。図示する実施の形態では、突起Ｅの横断面は三角形で、頂点がブーツの半径方向内側つまり軸心側に向いている。突起Ｅは外側継手部材２のブーツ溝３０と接触してシール機能を発揮する。突起Ｅは二条以上設けてもよい。あるいは、この突起Ｅとは別の不連続な突起を設けてもよい。バンド１３で締め付けることにより、突起Ｅが外側継手部材２の非円筒形状からなるブーツ取付部のブーツ溝３０に対して円周上均一に密着して十分なシール性を発揮する。その突起Ｅが密着する外側継手部材２のブーツ溝３０の底面は平滑である。ブーツ溝３０の底面は突起を設ける等の種々形状が考えられるが、外側継手部材２の加工工数の点から平滑であることが好ましい。
【００３６】
ブーツ１０の大径取付部１２における突起Ｅは、薄肉部１２ａと厚肉部１２ｂの境界部においては凹円弧状に丸みをつけて滑らかにつないである。これにより、図１１に示すように、外側継手部材２のブーツ溝３０の円周方向端部の、異なる二曲面の接合部において、通常の締めしろの他の部位よりもブーツが外側継手部材に食い込むことが可能となってシール性が向上する。ただし、曲率半径が大きすぎると中央部が「担ぐ」ことになってすきまが生じてしまい、シール性が低下する。したがって、当該丸みの曲率半径は０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下が好ましい。
【００３７】
窪みＣと突起Ｅの部位と外側継手部材２のブーツ取付部に対する締めしろは、突起Ｅの部位が弾性変形により外側継手部材２の突出部３２を乗り越え、かつ、突起Ｅと外側継手部材２のブーツ溝３０との間において十分なシール性を保つことができる設定が必要である。
【００３８】
ブーツ材質が熱可塑性エラストマー、特にＪＩＳ Ｋ ６２５３によるタイプＤデュロメータ硬さが３５以上５０以下で示される熱可塑性ポリエステル系エラストマーである場合など、材料硬さが高い場合にはこの締めしろ設定が重要である。外側継手部材２のブーツ溝３０と突出部３２との段差が０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下で、そこに装着されるブーツ１０の大径取付部１２の窪みＣの突出部３２に対する締めしろが半径で０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ以下であり、かつ、突起Ｅの先端のブーツ溝３０に対する締めしろが半径で０．１ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好ましい。さらに、突起Ｅの高さは０．３ｍｍ以上１．０ｍｍ以下が好ましい。
【００３９】
述べたような締めしろ設定であれば、突起Ｅに外側継手部材２の突出部３２を越えさせてブーツ１０の大径取付部１２を装着することができ、その後、バンド１３で締め付けることによって、外側継手部材２のブーツ取付部にブーツ１０の大径取付部１２を強固に密着させて取り付けることができる。上述の締めしろよりも小さく設定した場合、バンド１３を締めた時点でブーツ１０が変形することにより局部的にすきまを生じる可能性がある。一方、上述の締めしろよりも大きい設定とすると、ブーツ装着が困難となる。また、突起Ｅの高さが０．３ｍｍ未満の場合、外側継手部材２の溝３０に対する密着性が低くなり、十分なシール性が得られない。突起Ｅの高さが１．０ｍｍを越える場合は、突起部の体積が大きくなりすぎて設計的にもシール性の面でも効率的でない。
【００４０】
ブーツ１０の窪みＣと突起Ｅはバンド溝１８の幅の範囲内に位置させるのが好ましい。このような構成とすることにより、突起Ｅにバンドの締付け力が垂直方向に伝達され、かつ、突出部３２と嵌合する窪みＣの軸方向への拘束が強化されるため、より安定したシール性が得られる。
【００４１】
以上の要件を満たすドライブシャフトの固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手をつないで動力の伝達をする中間シャフトは、軸心に中空部分を成してもよい。この中空シャフトを適用することによりドライブシャフトの軽量化や共振点の調整が可能となる。また、中空シャフトは鋼材から形成されたパイプの端部に連結要素を一体に有したものであってもよいし、鋼製素管から塑性加工により成形され、端部に連結要素を一体に有したもあってもよい。
【００４２】
以上の説明では摺動式等速自在継手としてトリポード型等速自在継手を例にとったが、本発明は外側継手部材のブーツ取付部が非円筒形状であるすべての摺動式等速自在継手に適用することができる。例えば、図１２ないし図１４に示すように、トリポード型のうち外側継手部材のブーツ取付部が円筒形状ではないものにも適用できる。また、トリポード型以外の、例えばダブルオフセット型（図１５ないし図１７参照）のようなトルク伝達要素としてボールを用いた等速自在継手にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】ドライブシャフトの縦断面図である。
【図２】摺動式等速自在継手の縦断面図である。
【図３】図２の摺動式等速自在継手の横断面図である。
【図４】図２における外側継手部材の要部拡大図である。
【図５】ブーツの縦断面図である。
【図６】図５のブーツの右側面図である。
【図７】図５のブーツの薄肉部の拡大図である。
【図８】図５のブーツの厚肉部の拡大図である。
【図９】変形例を示すブーツの要部断面図であって、（Ａ）は図７に対応し、（Ｂ）は図８に対応する。
【図１０】別の変形例を示すブーツの要部断面図であって、（Ａ）は図７に対応し、（Ｂ）は図８に対応する。
【図１１】外側継手部材とブーツの接触部の詳細図であって、（Ａ）は両者を別々に示し、（Ｂ）は外側継手部材にブーツを嵌合させた状態を示す。
【図１２】別の実施の形態を示す外側継手部材の斜視図である。
【図１３】図１２の外側継手部材の横断面図である。
【図１４】図１３の外側継手部材のＸ−Ｏ−Ｙ断面図である。
【図１５】さらに別の実施の形態を示す外側継手部材の斜視図である。
【図１６】図１５の外側継手部材の横断面図である。
【図１７】図１６の外側継手部材の縦断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
Ｊ1 摺動式（トリポード型）等速自在継手
２ 外側継手部材
２２ マウス部
２２ａ 大径部
２２ｂ 小径部
２４ トラック溝
３０ ブーツ溝
３２ 突出部
３８ 端面
２６ ステム部
２８ スプラインまたはセレーション軸
４ トリポード部材
４２ ボス
４４ スプラインまたはセレーション穴
４６ 脚軸
６ ローラ
８ 針状ころ
１０ ブーツ
１２ 大径取付部
１２ａ 薄肉部
１２ｂ 厚肉部
１４ 小径取付部
１６ 蛇腹部（屈曲部）
Ｊ2 固定式（ツェッパ型）等速自在継手
１０´ ブーツ
Ｓ 中間シャフト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱可塑性エラストマー製ブーツを装着した固定式等速自在継手と、熱可塑性エラストマー製ブーツを装着した摺動式等速自在継手と、前記両継手を連結する中間シャフトとからなり、摺動式等速自在継手に装着したブーツの、外側継手部材に取り付けた大径取付部は、円周方向に薄肉部と厚肉部が交互に現れる非円筒形状で、円筒形状の外周面と、外側継手部材のブーツ取付部に沿った非円筒形状の内周面を有し、大径取付部の全容積がブーツ材料により充足されていることを特徴とするドライブシャフト。
【請求項２】
前記中間シャフトが軸心に中空部分を有することを特徴とする請求項１のドライブシャフト。
【請求項３】
前記中間シャフトが鋼材から形成されたパイプの端部に連結要素を一体に設けてあることを特徴とする請求項２のドライブシャフト。
【請求項４】
前記中間シャフトが鋼製素管から塑性加工により成形されたパイプの端部に連結要素を一体に設けてあることを特徴とする請求項２のドライブシャフト。
【請求項５】
摺動式等速自在継手がトリポード型であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかのドライブシャフト。
【請求項６】
ブーツの材質が、ＪＩＳ Ｋ ６２５３によるタイプＤデュロメータ硬さが３５以上５０以下の熱可塑性ポリエステル系エラストマーであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかのドライブシャフト。
【請求項１】
熱可塑性エラストマー製ブーツを装着した固定式等速自在継手と、熱可塑性エラストマー製ブーツを装着した摺動式等速自在継手と、前記両継手を連結する中間シャフトとからなり、摺動式等速自在継手に装着したブーツの、外側継手部材に取り付けた大径取付部は、円周方向に薄肉部と厚肉部が交互に現れる非円筒形状で、円筒形状の外周面と、外側継手部材のブーツ取付部に沿った非円筒形状の内周面を有し、大径取付部の全容積がブーツ材料により充足されていることを特徴とするドライブシャフト。
【請求項２】
前記中間シャフトが軸心に中空部分を有することを特徴とする請求項１のドライブシャフト。
【請求項３】
前記中間シャフトが鋼材から形成されたパイプの端部に連結要素を一体に設けてあることを特徴とする請求項２のドライブシャフト。
【請求項４】
前記中間シャフトが鋼製素管から塑性加工により成形されたパイプの端部に連結要素を一体に設けてあることを特徴とする請求項２のドライブシャフト。
【請求項５】
摺動式等速自在継手がトリポード型であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかのドライブシャフト。
【請求項６】
ブーツの材質が、ＪＩＳ Ｋ ６２５３によるタイプＤデュロメータ硬さが３５以上５０以下の熱可塑性ポリエステル系エラストマーであることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかのドライブシャフト。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２００６−２７５１６８（Ｐ２００６−２７５１６８Ａ）
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−９５７３４（Ｐ２００５−９５７３４）
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１０月１２日（２００６．１０．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月２９日（２００５．３．２９）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]