等速自在継手
【課題】 外輪に対してブーツが位相ずれすることなく、高作動角時においてもシール性を十分に確保する。
【解決手段】 一端に開口部１１を有し、内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝１２が形成された外輪１０と、その外輪１０のトラック溝１２との間に配されたローラ３０を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達するトリポード部材２０とを備え、外輪１０の開口部１１を閉塞する筒状のブーツ４０の大径端部４２を外輪１０の開口部外周面に装着した等速自在継手であって、ブーツ４０の大径端部４２の内周面にその円周方向全周に亘って径方向内側へ突出して外輪１０の開口部端面１３に当接するリブ４１を形成すると共に、そのリブ４１におけるトラック溝１２と対応する部位に、ブーツ開口側へ延びて外輪１０の開口部内周面１５に当接する凸部４３を付設する。
【解決手段】 一端に開口部１１を有し、内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝１２が形成された外輪１０と、その外輪１０のトラック溝１２との間に配されたローラ３０を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達するトリポード部材２０とを備え、外輪１０の開口部１１を閉塞する筒状のブーツ４０の大径端部４２を外輪１０の開口部外周面に装着した等速自在継手であって、ブーツ４０の大径端部４２の内周面にその円周方向全周に亘って径方向内側へ突出して外輪１０の開口部端面１３に当接するリブ４１を形成すると共に、そのリブ４１におけるトラック溝１２と対応する部位に、ブーツ開口側へ延びて外輪１０の開口部内周面１５に当接する凸部４３を付設する。
【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等に組み込まれ、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、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】
例えば、このドライブシャフトに組み込まれる摺動式等速自在継手の一つであるトリポード型等速自在継手は、図６および図７に示すように内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝１１２が形成され、各トラック溝１１２の両側でそれぞれ軸方向に延びるローラ案内面１１４を有する外輪１１０と、半径方向に突出した三本の脚軸１２４を有するトリポード部材１２０と、そのトリポード部材１２０の脚軸１２４と外輪１１０のローラ案内面１１４との間に回転自在に収容されたローラ１３０とを主要な構成要素とし、トリポード部材１２０およびローラ１３０が外輪１１０に軸方向摺動自在に収容された構造を具備する。この種の等速自在継手では、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、筒状のブーツ１４０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】
このブーツ１４０は、外輪１１０の開口部１１１の外周面にブーツバンド１５２により締め付け固定された大径端部１４２と、トリポード部材１２０から延びるシャフト１６０の外周面にブーツバンド１５４により締め付け固定された小径端部１４４と、大径端部１４２と小径端部１４４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１４２から小径端部１４４へ向けて縮径した蛇腹部１４６とで構成されている。
【０００６】
この等速自在継手の外輪１１０は、隣接するトラック溝１１２同士の間に位置する外周面に軸方向に延びる凹部１１８を形成することにより、その除肉分で軽量化を図っている。これに対して、ブーツ１４０の大径端部１４２は、図８に示すようにその内周面が前述の外輪１１０の外形形状に合致させた形状を有する。つまり、外輪１１０の外周面に形成された凹部１１８と対応する部位に凸部１４８を形成している。
【０００７】
従って、このブーツ１４０の大径端部１４２を外輪１１０の開口部１１１の外周面に装着するに際しては、外輪１１０の凹部１１８に対する円周方向の位置合わせ（凸部１４８との位相合わせ）を行った上で、外輪１１０の開口部１１１の外周面にブーツ１４０の大径端部１４２を嵌合させるようにしている。
【０００８】
この等速自在継手では、外輪１１０およびブーツ１４０の内部空間に潤滑剤を封入することにより、外輪１１０に対してシャフト１６０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、外輪１１０、トリポード部材１２０およびローラ１３０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。
【０００９】
一方、ブーツ１４０の大径端部１４２は、その内周面から径方向内側へ向けて突出するリブ１４１を全周に亘って形成し、そのリブ１４１を外輪１１０の開口部端面１１３に当接させるようにしている。このようにブーツ１４０の大径端部１４２のリブ１４１を外輪１１０の開口部端面１１３に当接させることにより、ブーツ組付け時の軸方向位置決めを容易にすると共に、潤滑剤に対するシール性の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２６３７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、従来の等速自在継手では、前述したように外周面に凹部１１８が形成された外輪１１０の外形形状に対して、ブーツ１４０の大径端部１４２の内周面をその外輪１１０の外形形状と合致させることにより、ブーツ１４０の大径端部１４２を外輪１１０の開口部１１１に嵌合させてブーツバンド１５２により締め付け固定してシール性を確保するようにしている。また、ブーツ１４０の大径端部１４２の内周面にリブ１４１を設け、そのリブ１４１を外輪１１０の開口部端面１１３に当接させることにより、シール性の向上を図っている。
【００１２】
しかしながら、何らかの原因、例えばブーツ１４０の組み付け時や継手の低温使用時などで外輪１１０に対してブーツ１４０が位相ずれすると、外輪１１０とブーツ１４０とのシール面にすきまが発生し、そのすきまを介して継手内部から潤滑剤が漏洩する可能性がある。また、ブーツ１４０の蛇腹部１４６の設計によっては、図９（図ではブーツ１４０の下側を省略している）に示すように高作動角時にリブ１４１と外輪１１０の開口部端面１１３との間にすきまｍが発生し、そのすきまｍを介してポンプ作用により継手内部から潤滑剤が漏洩する可能性もある。
【００１３】
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、外輪に対してブーツが位相ずれすることなく、高作動角時においてもシール性を十分に確保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】
【００１４】
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、一端に開口部を有し、内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、その外側継手部材のトラック溝との間に配された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筒状のブーツの端部を外側継手部材の開口部外周面に装着した等速自在継手であって、ブーツの端部の内周面にその円周方向全周に亘って径方向内側へ突出して外側継手部材の開口部端面に密着するリブを形成すると共に、そのリブにおけるトラック溝の少なくとも両端と対応する部位に、ブーツ開口側へ延びて外側継手部材の開口部内周面に密着する凸部を付設したことを特徴とする。
【００１５】
本発明では、ブーツの端部の内周面にその円周方向全周に亘って径方向内側へ突出するリブを形成すると共に、そのリブにおけるトラック溝の少なくとも両端と対応する部位に、ブーツ開口側へ延びる凸部を付設したことにより、そのブーツのリブを外側継手部材の開口部端面に当接させると共に凸部を外側継手部材の開口部内周面に当接させる。つまり、凸部が外側継手部材の開口部を径方向内側から押さえ込み、外側継手部材の開口部を凸部と端部とで挟み込む形態となる。
【００１６】
これにより、高作動角時であっても、凸部と外側継手部材の開口部端面との間にすきまが発生することを回避でき、その結果、シール性を十分に確保することができる。また、外側継手部材の開口部をブーツの端部と凸部で挟み込むことにより、ブーツの端部が外側継手部材から外れ難くなって装着性の向上が図れる。
【００１７】
また、前述の凸部をリブにおけるトラック溝の少なくとも両端と対応する部位に設けたことにより、その凸部がブーツの組み付け時にガイドとして機能することで、外側継手部材に対してブーツが位相ずれすることを未然に防止できる。さらに、ブーツの組み付け後、継手の低温使用などにより外側継手部材に対してブーツが位相ずれすることも抑制することができる。
【００１８】
本発明における外側継手部材は、外周面のトラック溝間と対応する部位に軸方向に延びる凹部が形成された外形形状をなすことが望ましい。このような外形形状を有する外側継手部材を使用した場合、凹部形成による除肉分で軽量化が図れる点で有効である。なお、この外側継手部材は、外周面が円形形状をなすものであってもよい。
【００１９】
本発明における凸部は、ブーツ開口側へ向けて肉厚が小さくなる先細り形状、ブーツ開口側へ向けて肉厚が同一で先端部が角形状、あるいは、ブーツ開口側へ向けて肉厚が同一で先端部がＲ形状のいずれであってもよい。これらいずれの形状であっても、外側継手部材の開口部をブーツの端部と凸部で挟み込むことにより、ブーツの端部が外側継手部材から外れ難くなって装着性の向上が図れる。
【００２０】
本発明における凸部はブーツのリブと一体的に形成されていることが望ましい。このように凸部をブーツのリブと一体的に形成すれば、凸部の形成が容易であって加工性の向上が図れる。なお、凸部を一体的に形成するブーツは、ゴム製あるいは樹脂製のいずれであってもよい。
【００２１】
また、本発明は、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側でそれぞれ軸方向に延びるローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した三本の脚軸を有する内側継手部材（トリポード部材）と、その内側継手部材の脚軸に回転自在に支持されると共に外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されたトルク伝達部材（ローラ）とを備え、そのトルク伝達部材をローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能とした等速自在継手、つまり、トリポード型等速自在継手に適用可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、ブーツの端部の内周面にその円周方向全周に亘って径方向内側へ突出するリブを形成すると共に、そのリブにおける外側継手部材のトラック溝の少なくとも両端と対応する部位にブーツ開口側へ延びる凸部を付設したことにより、そのブーツのリブを外側継手部材の開口部端面に当接させると共に凸部を外側継手部材の開口部内周面に当接させる。つまり、凸部が外側継手部材の開口部を径方向内側から押さえ込み、その外側継手部材の開口部を凸部と端部とで挟み込む形態となる。
【００２３】
これにより、高作動角時であっても、凸部と外側継手部材の開口部端面との間にすきまが発生することを回避でき、その結果、シール性を十分に確保することができる。また、外側継手部材の開口部をブーツの端部と凸部で挟み込むことにより、ブーツの端部が外側継手部材から外れ難くなって装着性の向上が図れる。
【００２４】
また、前述の凸部をリブにおけるトラック溝の少なくとも両端と対応する部位に設けたことにより、その凸部がブーツの組み付け時にガイドとして機能することで、外側継手部材に対してブーツが位相ずれすることを未然に防止できる。さらに、ブーツの組み付け後、継手の低温使用などにより外側継手部材に対してブーツが位相ずれすることも抑制することができる。
【００２５】
その結果、ブーツを外側継手部材に組み付ける組み付け性、ブーツを外側継手部材に固定する装着性、およびブーツで外側継手部材の開口部を密封するシール性に優れた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】
【００２６】
【図１】本発明に係る等速自在継手の実施形態で、トリポード型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態で、図１のトリポード型等速自在継手の全体構成を示す横断面図である。
【図３】本発明の実施形態で、図１のブーツを大径端部側から見た側面図である。
【図４】本発明の他の実施形態で、図１のブーツを大径端部側から見た側面図である。
【図５】ブーツのリブおよび凸部で、（ａ）は図１の実施形態で先細り形状の凸部を示す部分拡大断面図、（ｂ）は角形状の凸部を示す部分拡大断面図、（ｃ）はＲ形状の凸部を示す部分拡大断面図である。
【図６】等速自在継手の従来例で、トリポード型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図７】図６のトリポード型等速自在継手の全体構成を示す横断面図である。
【図８】図６のブーツを大径端部側から見た側面図である。
【図９】図６の等速自在継手が作動角をとった状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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、ドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれ、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摺動式等速自在継手の一つであるトリポード型等速自在継手を例示する。
【００２８】
図１は継手軸線に対する縦断面図を示し、図２は継手軸線に対する横断面図を示す。この実施形態のトリポード型等速自在継手は、外側継手部材である外輪１０と、内側継手部材であるトリポード部材２０と、トルク伝達部材であるローラ３０とを主要部として構成し、トリポード部材２０およびローラ３０が外輪１０に軸方向摺動自在に収容された構造を具備する。
【００２９】
外輪１０は、一端に開口部１１を有するカップ状をなし、図示しないが、その底部中央に回転軸が一体的に形成されている。外輪１０の内周面には、軸方向に延びる三本のトラック溝１２が円周方向等間隔に形成される。各トラック溝１２は、その両側に互いに対向する一対のローラ案内面１４を有する。ローラ案内面１４は円弧状断面を有し、外輪１０の軸線方向に直線状に延びる。
【００３０】
トリポード部材２０は、円筒状をなすボス部２２の外周面に三本の脚軸２４が円周方向等間隔（１２０°間隔）で放射状に一体形成されたものである。ボス２２の軸孔に回転軸６０の軸端がスプライン嵌合により連結される。各脚軸２４の先端は、トラック溝１２の底面付近まで半径方向に延在し、その外周面は円筒面とされている。
【００３１】
外輪１０のトラック溝１２のローラ案内面１４と脚軸２４の外周面との間に針状ころ３２を介してローラ３０が配設される。ローラ３０の外周面は縦断面円弧状とされ、ローラ案内面１４と線接触するように構成される。一方、ローラ３０の内周面は、円筒状に形成されている。ローラ３０の内周面と脚軸２４の外周面との間に、複数の針状ころ３２が単列総ころ状態で配設される。針状ころ３２は、脚軸２４の付根部と先端部に配されたワッシャ３４，３６で挟持された状態で止め輪３８により抜け止めされている。
【００３２】
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、例えばゴム製あるいは樹脂製の筒状ブーツ４０が装着されている。ブーツ４０は、外輪１０の開口部１１の外周面にブーツバンド５２により締め付け固定された大径端部４２と、トリポード部材２０から延びるシャフト６０の外周面にブーツバンド５４により締め付け固定された小径端部４４と、大径端部４２と小径端部４４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４２から小径端部４４へ向けて縮径した蛇腹部４６とで構成されている。
【００３３】
なお、外輪１０の外周面は、軽量化のため、隣接するトラック溝１２間と対応する部位が除肉されて凹所１８が軸方向に形成されている。これに対して、ブーツ４０の大径端部４２は、図３に示すようにその内周面が前述の外輪１０の外形形状に合致させた形状を有する。つまり、外輪１０の外周面に形成された凹部１８と対応する部位に凸部４８を形成している。
【００３４】
この等速自在継手では、外輪１０およびブーツ４０の内部空間に潤滑剤を封入することにより、外輪１０に対してシャフト６０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、外輪１０、トリポード部材２０およびローラ３０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。
【００３５】
外輪１０の開口部１１に装着されるブーツ４０の大径端部４２に、図１および図３に示すようにその内周面に円周方向全周に亘って径方向内側へ突出するリブ４１を形成すると共に、そのリブ４１におけるトラック溝１２と対応する部位に、ブーツ開口側へ延びる凸部４３を付設する。このリブ４３を形成する軸方向位置は、外輪１０の開口部１１の端面１３と対応する部位、つまり、蛇腹部４６が繋がる大径端部４２の最奥部位としている。一方、凸部４３はブーツ４０のリブ４１と一体的に形成されている。この凸部４３をブーツ４０のリブ４１と一体的に形成することにより、凸部４３の形成が容易であって加工性の向上が図れる。
【００３６】
このように、ブーツ４０の大径端部４２の内周面にその円周方向全周に亘って径方向内側へ突出するリブ４１を形成すると共に、そのリブ４１におけるトラック溝１２と対応する部位に、ブーツ開口側へ延びる凸部４３を付設することにより、そのブーツ４０のリブ４１を外輪１０の開口部１１の端面１３に当接させると共に凸部４３を外輪１０の開口部１１の内周面１５に当接させる。
【００３７】
つまり、凸部４３が外輪１０の開口部１１を径方向内側から押さえ込み、その外輪１０の開口部１１を大径端部４２と凸部４３とで挟み込む形態となる。これにより、高作動角時であっても、リブ４２と外輪１０の開口部１１の端面１３との間にすきまが発生することを回避でき、その結果、シール性を十分に確保することができる。また、外輪１０の開口部１１をブーツ４０の大径端部４２と凸部４３とで挟み込むことにより、ブーツ４０の大径端部４２が外輪１０から外れ難くなって装着性の向上が図れる。
【００３８】
また、前述の凸部４３を外輪１０のトラック溝１２と対応する部位に設けたことにより、その凸部４３がブーツ４０の組み付け時にガイドとして機能することで、外輪１０に対してブーツ４０が位相ずれすることを未然に防止できる。さらに、ブーツ４０の組み付け後、継手の低温使用などにより外輪１０に対してブーツ４０が位相ずれすることも抑制することができる。
【００３９】
なお、前述の実施形態では、凸部４３を外輪１０のトラック溝１２の全幅と対応する部位に設けた場合について説明したが、ブーツ４０の組み付け時や継手の低温使用時におけるブーツ４０の位相ずれを防止するのみであれば、図４に示すように凸部４５を外輪１０のトラック溝１２の両端と対応する部位のみに形成することも可能である。
【００４０】
また、図１に示す実施形態では、凸部４３は、図５（ａ）に示すようにブーツ開口側へ向けて肉厚が小さくなる先細り形状を有する場合を例示するが、本発明はこれに限定されることなく、図５（ｂ）に示すようにブーツ開口側へ向けて肉厚が同一で先端部が角形状をなす凸部４５や、図５（ｃ）に示すようにブーツ開口側へ向けて肉厚が同一で先端部がＲ形状をなす凸部４７が可能であり、その凸部の形状は任意である。
【００４１】
これらいずれの形状であっても、外輪１０の開口部１１をブーツ４０の大径端部４２と凸部４３（４５，４７）で挟み込むことにより、ブーツ４０の大径端部４２が外輪１０から外れ難くなって装着性の向上が図れる。
【００４２】
なお、以上の実施形態では、外輪１０の外周面が、軽量化のため、隣接するトラック溝１２間と対応する部位が除肉されてその外周面に凹所１８が軸方向に形成された外形形状を有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、外輪の外周面が円形形状をなす場合についても適用可能である。
【００４３】
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】
【００４４】
１０ 外側継手部材（外輪）
１１ 開口部
１２ トラック溝
１３ 開口部端面
１４ ローラ案内面
１５ 開口部内周面
１８ 凹部
２０ 内側継手部材（トリポード部材）
２４ 脚軸
３０ トルク伝達部材（ローラ）
４０ ブーツ
４１ リブ
４２ 端部（大径端部）
４３，４５，４７ 凸部
【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等に組み込まれ、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、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】
例えば、このドライブシャフトに組み込まれる摺動式等速自在継手の一つであるトリポード型等速自在継手は、図６および図７に示すように内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝１１２が形成され、各トラック溝１１２の両側でそれぞれ軸方向に延びるローラ案内面１１４を有する外輪１１０と、半径方向に突出した三本の脚軸１２４を有するトリポード部材１２０と、そのトリポード部材１２０の脚軸１２４と外輪１１０のローラ案内面１１４との間に回転自在に収容されたローラ１３０とを主要な構成要素とし、トリポード部材１２０およびローラ１３０が外輪１１０に軸方向摺動自在に収容された構造を具備する。この種の等速自在継手では、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、筒状のブーツ１４０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】
このブーツ１４０は、外輪１１０の開口部１１１の外周面にブーツバンド１５２により締め付け固定された大径端部１４２と、トリポード部材１２０から延びるシャフト１６０の外周面にブーツバンド１５４により締め付け固定された小径端部１４４と、大径端部１４２と小径端部１４４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１４２から小径端部１４４へ向けて縮径した蛇腹部１４６とで構成されている。
【０００６】
この等速自在継手の外輪１１０は、隣接するトラック溝１１２同士の間に位置する外周面に軸方向に延びる凹部１１８を形成することにより、その除肉分で軽量化を図っている。これに対して、ブーツ１４０の大径端部１４２は、図８に示すようにその内周面が前述の外輪１１０の外形形状に合致させた形状を有する。つまり、外輪１１０の外周面に形成された凹部１１８と対応する部位に凸部１４８を形成している。
【０００７】
従って、このブーツ１４０の大径端部１４２を外輪１１０の開口部１１１の外周面に装着するに際しては、外輪１１０の凹部１１８に対する円周方向の位置合わせ（凸部１４８との位相合わせ）を行った上で、外輪１１０の開口部１１１の外周面にブーツ１４０の大径端部１４２を嵌合させるようにしている。
【０００８】
この等速自在継手では、外輪１１０およびブーツ１４０の内部空間に潤滑剤を封入することにより、外輪１１０に対してシャフト１６０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、外輪１１０、トリポード部材１２０およびローラ１３０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。
【０００９】
一方、ブーツ１４０の大径端部１４２は、その内周面から径方向内側へ向けて突出するリブ１４１を全周に亘って形成し、そのリブ１４１を外輪１１０の開口部端面１１３に当接させるようにしている。このようにブーツ１４０の大径端部１４２のリブ１４１を外輪１１０の開口部端面１１３に当接させることにより、ブーツ組付け時の軸方向位置決めを容易にすると共に、潤滑剤に対するシール性の向上を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−２６３７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、従来の等速自在継手では、前述したように外周面に凹部１１８が形成された外輪１１０の外形形状に対して、ブーツ１４０の大径端部１４２の内周面をその外輪１１０の外形形状と合致させることにより、ブーツ１４０の大径端部１４２を外輪１１０の開口部１１１に嵌合させてブーツバンド１５２により締め付け固定してシール性を確保するようにしている。また、ブーツ１４０の大径端部１４２の内周面にリブ１４１を設け、そのリブ１４１を外輪１１０の開口部端面１１３に当接させることにより、シール性の向上を図っている。
【００１２】
しかしながら、何らかの原因、例えばブーツ１４０の組み付け時や継手の低温使用時などで外輪１１０に対してブーツ１４０が位相ずれすると、外輪１１０とブーツ１４０とのシール面にすきまが発生し、そのすきまを介して継手内部から潤滑剤が漏洩する可能性がある。また、ブーツ１４０の蛇腹部１４６の設計によっては、図９（図ではブーツ１４０の下側を省略している）に示すように高作動角時にリブ１４１と外輪１１０の開口部端面１１３との間にすきまｍが発生し、そのすきまｍを介してポンプ作用により継手内部から潤滑剤が漏洩する可能性もある。
【００１３】
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、外輪に対してブーツが位相ずれすることなく、高作動角時においてもシール性を十分に確保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】
【００１４】
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、一端に開口部を有し、内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、その外側継手部材のトラック溝との間に配された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筒状のブーツの端部を外側継手部材の開口部外周面に装着した等速自在継手であって、ブーツの端部の内周面にその円周方向全周に亘って径方向内側へ突出して外側継手部材の開口部端面に密着するリブを形成すると共に、そのリブにおけるトラック溝の少なくとも両端と対応する部位に、ブーツ開口側へ延びて外側継手部材の開口部内周面に密着する凸部を付設したことを特徴とする。
【００１５】
本発明では、ブーツの端部の内周面にその円周方向全周に亘って径方向内側へ突出するリブを形成すると共に、そのリブにおけるトラック溝の少なくとも両端と対応する部位に、ブーツ開口側へ延びる凸部を付設したことにより、そのブーツのリブを外側継手部材の開口部端面に当接させると共に凸部を外側継手部材の開口部内周面に当接させる。つまり、凸部が外側継手部材の開口部を径方向内側から押さえ込み、外側継手部材の開口部を凸部と端部とで挟み込む形態となる。
【００１６】
これにより、高作動角時であっても、凸部と外側継手部材の開口部端面との間にすきまが発生することを回避でき、その結果、シール性を十分に確保することができる。また、外側継手部材の開口部をブーツの端部と凸部で挟み込むことにより、ブーツの端部が外側継手部材から外れ難くなって装着性の向上が図れる。
【００１７】
また、前述の凸部をリブにおけるトラック溝の少なくとも両端と対応する部位に設けたことにより、その凸部がブーツの組み付け時にガイドとして機能することで、外側継手部材に対してブーツが位相ずれすることを未然に防止できる。さらに、ブーツの組み付け後、継手の低温使用などにより外側継手部材に対してブーツが位相ずれすることも抑制することができる。
【００１８】
本発明における外側継手部材は、外周面のトラック溝間と対応する部位に軸方向に延びる凹部が形成された外形形状をなすことが望ましい。このような外形形状を有する外側継手部材を使用した場合、凹部形成による除肉分で軽量化が図れる点で有効である。なお、この外側継手部材は、外周面が円形形状をなすものであってもよい。
【００１９】
本発明における凸部は、ブーツ開口側へ向けて肉厚が小さくなる先細り形状、ブーツ開口側へ向けて肉厚が同一で先端部が角形状、あるいは、ブーツ開口側へ向けて肉厚が同一で先端部がＲ形状のいずれであってもよい。これらいずれの形状であっても、外側継手部材の開口部をブーツの端部と凸部で挟み込むことにより、ブーツの端部が外側継手部材から外れ難くなって装着性の向上が図れる。
【００２０】
本発明における凸部はブーツのリブと一体的に形成されていることが望ましい。このように凸部をブーツのリブと一体的に形成すれば、凸部の形成が容易であって加工性の向上が図れる。なお、凸部を一体的に形成するブーツは、ゴム製あるいは樹脂製のいずれであってもよい。
【００２１】
また、本発明は、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側でそれぞれ軸方向に延びるローラ案内面を有する外側継手部材と、半径方向に突出した三本の脚軸を有する内側継手部材（トリポード部材）と、その内側継手部材の脚軸に回転自在に支持されると共に外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されたトルク伝達部材（ローラ）とを備え、そのトルク伝達部材をローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能とした等速自在継手、つまり、トリポード型等速自在継手に適用可能である。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、ブーツの端部の内周面にその円周方向全周に亘って径方向内側へ突出するリブを形成すると共に、そのリブにおける外側継手部材のトラック溝の少なくとも両端と対応する部位にブーツ開口側へ延びる凸部を付設したことにより、そのブーツのリブを外側継手部材の開口部端面に当接させると共に凸部を外側継手部材の開口部内周面に当接させる。つまり、凸部が外側継手部材の開口部を径方向内側から押さえ込み、その外側継手部材の開口部を凸部と端部とで挟み込む形態となる。
【００２３】
これにより、高作動角時であっても、凸部と外側継手部材の開口部端面との間にすきまが発生することを回避でき、その結果、シール性を十分に確保することができる。また、外側継手部材の開口部をブーツの端部と凸部で挟み込むことにより、ブーツの端部が外側継手部材から外れ難くなって装着性の向上が図れる。
【００２４】
また、前述の凸部をリブにおけるトラック溝の少なくとも両端と対応する部位に設けたことにより、その凸部がブーツの組み付け時にガイドとして機能することで、外側継手部材に対してブーツが位相ずれすることを未然に防止できる。さらに、ブーツの組み付け後、継手の低温使用などにより外側継手部材に対してブーツが位相ずれすることも抑制することができる。
【００２５】
その結果、ブーツを外側継手部材に組み付ける組み付け性、ブーツを外側継手部材に固定する装着性、およびブーツで外側継手部材の開口部を密封するシール性に優れた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】
【００２６】
【図１】本発明に係る等速自在継手の実施形態で、トリポード型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施形態で、図１のトリポード型等速自在継手の全体構成を示す横断面図である。
【図３】本発明の実施形態で、図１のブーツを大径端部側から見た側面図である。
【図４】本発明の他の実施形態で、図１のブーツを大径端部側から見た側面図である。
【図５】ブーツのリブおよび凸部で、（ａ）は図１の実施形態で先細り形状の凸部を示す部分拡大断面図、（ｂ）は角形状の凸部を示す部分拡大断面図、（ｃ）はＲ形状の凸部を示す部分拡大断面図である。
【図６】等速自在継手の従来例で、トリポード型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図７】図６のトリポード型等速自在継手の全体構成を示す横断面図である。
【図８】図６のブーツを大径端部側から見た側面図である。
【図９】図６の等速自在継手が作動角をとった状態を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
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、ドライブシャフトやプロペラシャフト等に組み込まれ、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摺動式等速自在継手の一つであるトリポード型等速自在継手を例示する。
【００２８】
図１は継手軸線に対する縦断面図を示し、図２は継手軸線に対する横断面図を示す。この実施形態のトリポード型等速自在継手は、外側継手部材である外輪１０と、内側継手部材であるトリポード部材２０と、トルク伝達部材であるローラ３０とを主要部として構成し、トリポード部材２０およびローラ３０が外輪１０に軸方向摺動自在に収容された構造を具備する。
【００２９】
外輪１０は、一端に開口部１１を有するカップ状をなし、図示しないが、その底部中央に回転軸が一体的に形成されている。外輪１０の内周面には、軸方向に延びる三本のトラック溝１２が円周方向等間隔に形成される。各トラック溝１２は、その両側に互いに対向する一対のローラ案内面１４を有する。ローラ案内面１４は円弧状断面を有し、外輪１０の軸線方向に直線状に延びる。
【００３０】
トリポード部材２０は、円筒状をなすボス部２２の外周面に三本の脚軸２４が円周方向等間隔（１２０°間隔）で放射状に一体形成されたものである。ボス２２の軸孔に回転軸６０の軸端がスプライン嵌合により連結される。各脚軸２４の先端は、トラック溝１２の底面付近まで半径方向に延在し、その外周面は円筒面とされている。
【００３１】
外輪１０のトラック溝１２のローラ案内面１４と脚軸２４の外周面との間に針状ころ３２を介してローラ３０が配設される。ローラ３０の外周面は縦断面円弧状とされ、ローラ案内面１４と線接触するように構成される。一方、ローラ３０の内周面は、円筒状に形成されている。ローラ３０の内周面と脚軸２４の外周面との間に、複数の針状ころ３２が単列総ころ状態で配設される。針状ころ３２は、脚軸２４の付根部と先端部に配されたワッシャ３４，３６で挟持された状態で止め輪３８により抜け止めされている。
【００３２】
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、例えばゴム製あるいは樹脂製の筒状ブーツ４０が装着されている。ブーツ４０は、外輪１０の開口部１１の外周面にブーツバンド５２により締め付け固定された大径端部４２と、トリポード部材２０から延びるシャフト６０の外周面にブーツバンド５４により締め付け固定された小径端部４４と、大径端部４２と小径端部４４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４２から小径端部４４へ向けて縮径した蛇腹部４６とで構成されている。
【００３３】
なお、外輪１０の外周面は、軽量化のため、隣接するトラック溝１２間と対応する部位が除肉されて凹所１８が軸方向に形成されている。これに対して、ブーツ４０の大径端部４２は、図３に示すようにその内周面が前述の外輪１０の外形形状に合致させた形状を有する。つまり、外輪１０の外周面に形成された凹部１８と対応する部位に凸部４８を形成している。
【００３４】
この等速自在継手では、外輪１０およびブーツ４０の内部空間に潤滑剤を封入することにより、外輪１０に対してシャフト６０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、外輪１０、トリポード部材２０およびローラ３０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。
【００３５】
外輪１０の開口部１１に装着されるブーツ４０の大径端部４２に、図１および図３に示すようにその内周面に円周方向全周に亘って径方向内側へ突出するリブ４１を形成すると共に、そのリブ４１におけるトラック溝１２と対応する部位に、ブーツ開口側へ延びる凸部４３を付設する。このリブ４３を形成する軸方向位置は、外輪１０の開口部１１の端面１３と対応する部位、つまり、蛇腹部４６が繋がる大径端部４２の最奥部位としている。一方、凸部４３はブーツ４０のリブ４１と一体的に形成されている。この凸部４３をブーツ４０のリブ４１と一体的に形成することにより、凸部４３の形成が容易であって加工性の向上が図れる。
【００３６】
このように、ブーツ４０の大径端部４２の内周面にその円周方向全周に亘って径方向内側へ突出するリブ４１を形成すると共に、そのリブ４１におけるトラック溝１２と対応する部位に、ブーツ開口側へ延びる凸部４３を付設することにより、そのブーツ４０のリブ４１を外輪１０の開口部１１の端面１３に当接させると共に凸部４３を外輪１０の開口部１１の内周面１５に当接させる。
【００３７】
つまり、凸部４３が外輪１０の開口部１１を径方向内側から押さえ込み、その外輪１０の開口部１１を大径端部４２と凸部４３とで挟み込む形態となる。これにより、高作動角時であっても、リブ４２と外輪１０の開口部１１の端面１３との間にすきまが発生することを回避でき、その結果、シール性を十分に確保することができる。また、外輪１０の開口部１１をブーツ４０の大径端部４２と凸部４３とで挟み込むことにより、ブーツ４０の大径端部４２が外輪１０から外れ難くなって装着性の向上が図れる。
【００３８】
また、前述の凸部４３を外輪１０のトラック溝１２と対応する部位に設けたことにより、その凸部４３がブーツ４０の組み付け時にガイドとして機能することで、外輪１０に対してブーツ４０が位相ずれすることを未然に防止できる。さらに、ブーツ４０の組み付け後、継手の低温使用などにより外輪１０に対してブーツ４０が位相ずれすることも抑制することができる。
【００３９】
なお、前述の実施形態では、凸部４３を外輪１０のトラック溝１２の全幅と対応する部位に設けた場合について説明したが、ブーツ４０の組み付け時や継手の低温使用時におけるブーツ４０の位相ずれを防止するのみであれば、図４に示すように凸部４５を外輪１０のトラック溝１２の両端と対応する部位のみに形成することも可能である。
【００４０】
また、図１に示す実施形態では、凸部４３は、図５（ａ）に示すようにブーツ開口側へ向けて肉厚が小さくなる先細り形状を有する場合を例示するが、本発明はこれに限定されることなく、図５（ｂ）に示すようにブーツ開口側へ向けて肉厚が同一で先端部が角形状をなす凸部４５や、図５（ｃ）に示すようにブーツ開口側へ向けて肉厚が同一で先端部がＲ形状をなす凸部４７が可能であり、その凸部の形状は任意である。
【００４１】
これらいずれの形状であっても、外輪１０の開口部１１をブーツ４０の大径端部４２と凸部４３（４５，４７）で挟み込むことにより、ブーツ４０の大径端部４２が外輪１０から外れ難くなって装着性の向上が図れる。
【００４２】
なお、以上の実施形態では、外輪１０の外周面が、軽量化のため、隣接するトラック溝１２間と対応する部位が除肉されてその外周面に凹所１８が軸方向に形成された外形形状を有する場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、外輪の外周面が円形形状をなす場合についても適用可能である。
【００４３】
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】
【００４４】
１０ 外側継手部材（外輪）
１１ 開口部
１２ トラック溝
１３ 開口部端面
１４ ローラ案内面
１５ 開口部内周面
１８ 凹部
２０ 内側継手部材（トリポード部材）
２４ 脚軸
３０ トルク伝達部材（ローラ）
４０ ブーツ
４１ リブ
４２ 端部（大径端部）
４３，４５，４７ 凸部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に開口部を有し、内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝との間に配された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筒状のブーツの端部を前記外側継手部材の開口部外周面に装着した等速自在継手であって、
前記ブーツの端部の内周面にその円周方向全周に亘って径方向内側へ突出して前記外側継手部材の開口部端面に当接するリブを形成すると共に、そのリブにおける前記トラック溝の少なくとも両端と対応する部位に、ブーツ開口側へ延びて前記外側継手部材の開口部内周面に当接する凸部を付設したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記外側継手部材は、外周面のトラック溝間と対応する部位に軸方向に延びる凹部が形成された外形形状をなす請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記外側継手部材は、外周面が円形形状をなす請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記凸部は、ブーツ開口側へ向けて肉厚が小さくなる先細り形状をなす請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記凸部は、ブーツ開口側へ向けて肉厚が同一で先端部が角形状をなす請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記凸部は、ブーツ開口側へ向けて肉厚が同一で先端部がＲ形状をなす請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項７】
前記凸部をブーツのリブと一体的に形成した請求項１〜６のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項８】
前記ブーツはゴム製である請求項１〜７のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項９】
前記ブーツは樹脂製である請求項１〜７のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項１０】
前記外側継手部材は、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側でそれぞれ軸方向に延びるローラ案内面を有すると共に、前記内側継手部材は、半径方向に突出した三本の脚軸を有し、前記トルク伝達部材は、脚軸に回転自在に支持されると共に前記外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されて前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能とした請求項１〜９のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項１】
一端に開口部を有し、内周面に軸方向に延びる複数のトラック溝が形成された外側継手部材と、前記外側継手部材のトラック溝との間に配された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筒状のブーツの端部を前記外側継手部材の開口部外周面に装着した等速自在継手であって、
前記ブーツの端部の内周面にその円周方向全周に亘って径方向内側へ突出して前記外側継手部材の開口部端面に当接するリブを形成すると共に、そのリブにおける前記トラック溝の少なくとも両端と対応する部位に、ブーツ開口側へ延びて前記外側継手部材の開口部内周面に当接する凸部を付設したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記外側継手部材は、外周面のトラック溝間と対応する部位に軸方向に延びる凹部が形成された外形形状をなす請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記外側継手部材は、外周面が円形形状をなす請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記凸部は、ブーツ開口側へ向けて肉厚が小さくなる先細り形状をなす請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記凸部は、ブーツ開口側へ向けて肉厚が同一で先端部が角形状をなす請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記凸部は、ブーツ開口側へ向けて肉厚が同一で先端部がＲ形状をなす請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項７】
前記凸部をブーツのリブと一体的に形成した請求項１〜６のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項８】
前記ブーツはゴム製である請求項１〜７のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項９】
前記ブーツは樹脂製である請求項１〜７のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項１０】
前記外側継手部材は、内周面に軸方向に延びる三本のトラック溝が形成され、各トラック溝の両側でそれぞれ軸方向に延びるローラ案内面を有すると共に、前記内側継手部材は、半径方向に突出した三本の脚軸を有し、前記トルク伝達部材は、脚軸に回転自在に支持されると共に前記外側継手部材のトラック溝に転動自在に挿入されて前記ローラ案内面に沿って外側継手部材の軸方向に移動可能とした請求項１〜９のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２７０８２５（Ｐ２０１０−２７０８２５Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１２３００８（Ｐ２００９−１２３００８）
【出願日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２１日（２００９．５．２１）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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