等速自在継手
【課題】 ブーツのシール性を確保し得る低コストな等速自在継手を提供する。
【解決手段】 一端に開口部を有する外側継手部材と、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、外側継手部材の開口部を閉塞する蛇腹状ブーツ６０の小径端部６２を、内側継手部材から延びるシャフト５０の取付部位５１に締め付け固定した等速自在継手であって、シャフト５０の取付部位５１に単純形状の凹溝５２を形成すると共に、ブーツ６０の小径端部６２の内周面に、周方向に延びる１条の内側スリット溝６５を形成すると共に、ブーツ６０の小径端部６２の外周面に、周方向に延びる２条の外側スリット溝６６を形成する。
【解決手段】 一端に開口部を有する外側継手部材と、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、外側継手部材の開口部を閉塞する蛇腹状ブーツ６０の小径端部６２を、内側継手部材から延びるシャフト５０の取付部位５１に締め付け固定した等速自在継手であって、シャフト５０の取付部位５１に単純形状の凹溝５２を形成すると共に、ブーツ６０の小径端部６２の内周面に、周方向に延びる１条の内側スリット溝６５を形成すると共に、ブーツ６０の小径端部６２の外周面に、周方向に延びる２条の外側スリット溝６６を形成する。
【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やプロペラシャフトに組み込まれ、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、一般的にエンジン側（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】
これら摺動式等速自在継手あるいは固定式等速自在継手では、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、等速自在継手の外側継手部材とシャフトとの間にゴム製あるいは樹脂製の蛇腹状ブーツを装着して、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（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
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】
【０００６】
【特許文献１】実開平４−１２８５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の等速自在継手では、特に、硬質材料である樹脂製のブーツの場合、外側継手部材とシャフトとが作動角をとりながら回転する等速自在継手の作動により、外側継手部材およびシャフトとブーツの端部とのシール性をブーツバンドの締め付けのみで維持することが困難となる場合がある。このことから、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤が外側継手部材およびシャフトとブーツの端部との間から漏洩する可能性がある。
【０００８】
そのため、特許文献１に開示された等速自在継手では、例えば、図７および図８に示すように、ブーツ１６０の小径端部１６２とシャフト１５０とのシール構造において、ブーツバンド１７２によりブーツ１６０の小径端部１６２とシャフト１５０とが密着するように、ブーツ１６０の小径端部１６２の内周面に凸部１６４を設けると共に、その凸部１６４に嵌合する凹溝１５２をシャフト１５０の取付部位１５１に設け、その凹溝１５２の両側に凸状の係合リブ１５３を形成することで、シール性を確保するようにしている。
【０００９】
しかしながら、凹溝１５２の両端に凸状の係合リブ１５３を形成した構造を採用した場合、ブーツ１６０の小径端部１６２が締め付け固定されるシャフト１５０では、凹溝１５２の両端に凸状の係合リブ１５３を形成するためにシャフト１５０よりも大径の素材を使用しなければならず、材料費が嵩むことになる。また、図示しないが、ブーツ１６０の大径端部が締め付け固定される外側継手部材では、複数の凹溝を形成するために加工費が嵩むと共に加工工数が増加することになる。その結果、材料費および加工費の高騰や加工工数の増加により、製品のコストアップを招くことになる。
【００１０】
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、ブーツのシール性を確保し得る低コストな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】
【００１１】
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、外側継手部材の開口部を閉塞する蛇腹状ブーツの端部を、外側継手部材の取付部位および内側継手部材から延びる軸部材の取付部位に締め付け固定した等速自在継手であって、外側継手部材および軸部材のいずれか一方の取付部位に単純形状の凹溝を形成すると共に、ブーツの端部の内周面に外側継手部材または軸部材の凹溝と嵌合する凸部を設け、周方向に延びる内側スリット溝を凸部に形成したことを特徴とする。
【００１２】
本発明では、外側継手部材および軸部材の取付部位に単純形状の凹溝を形成すると共に、ブーツの端部の内周面に外側継手部材または軸部材の凹溝と嵌合する凸部を設け、周方向に延びる内側スリット溝を凸部に形成したことにより、ブーツの端部を締め付け固定する際に、ブーツの端部が容易に変形することから、ブーツの端部が外側継手部材および軸部材の取付部位に確実に密着する。
【００１３】
これにより、継手内部に封入された潤滑剤が外側継手部材および軸部材とブーツの端部との間から漏洩することを確実に抑制することでシール性が向上する。その結果、従来のように凹溝の両側に係合リブを形成する必要がないので、外側継手部材および軸部材の取付部位に形成される凹溝が単純形状で済むことから、材料費および加工費の削減や加工工数の低減が図れる。
【００１４】
本発明において、ブーツの端部の内周面で軸方向中央部位に、１条の内側スリット溝を形成した構造が望ましい。このようにすれば、ブーツの端部に締め付け力が作用した場合にブーツの端部を均等に変形させることができ、ブーツの端部と外側継手部材および軸部材の取付部位との間で良好な密着性が得られる。
【００１５】
本発明において、ブーツの端部の外周面で内側スリット溝よりも軸方向にずれた部位に、周方向に延びる外側スリット溝を形成した構造が望ましい。このようにすれば、内側スリット溝だけでなく外側スリット溝を付加することで、ブーツの端部がより一層容易に変形することから、ブーツの端部が外側継手部材および軸部材の取付部位により一層確実に密着する。この場合、内側スリット溝と外側スリット溝との軸方向位置をずらすことで、ブーツの端部が部分的に薄肉になることなく、強度を確保することができる。
【００１６】
本発明において、ブーツの端部の外周面で内側スリット溝よりも軸方向にずれた両側部位に、２条の外側スリット溝を形成した構造が望ましい。このようにすれば、ブーツの端部に締め付け力が作用した場合にブーツの端部を均等に変形させることができ、ブーツの端部と外側継手部材および軸部材の取付部位との間で良好な密着性が得られる。
【００１７】
本発明における内側スリット溝および外側スリット溝は、ブーツの端部の全周に亘って連続的に形成されて環状をなすことが望ましい。このようにすれば、ブーツの端部に締め付け力が作用した場合にブーツの端部を周方向で均等に変形させることができ、ブーツの端部と外側継手部材および軸部材の取付部位との間で全周に亘って良好な密着性が得られる。
【００１８】
本発明における内側スリット溝および外側スリット溝は、ブーツの端部の全周に亘って非連続に形成されている構造が望ましい。このようにすれば、ブーツの端部の周方向で分断された内側スリット溝および外側スリット溝を形成することで、ブーツの端部に締め付け力が作用した場合にブーツの端部を周方向で均等に変形させることができ、ブーツの端部と外側継手部材および軸部材の取付部位との間で全周に亘って良好な密着性が得られる。
【００１９】
本発明において、ブーツの端部に周方向で隣接する非連続の内側スリット溝および外側スリット溝は、ブーツの端部の軸方向にずらして配置されている構造が望ましい。このようにすれば、ブーツの端部の周方向で分断された内側スリット溝および外側スリット溝が軸方向に分散された状態となることから、ブーツの端部に締め付け力が作用した場合にブーツの端部を軸方向についても均等に変形させることができ、ブーツの端部と外側継手部材および軸部材の取付部位との間で軸方向についても良好な密着性が得られる。
【００２０】
本発明におけるブーツは樹脂製であることが望ましい。このようにすれば、硬質材料である樹脂製のブーツであっても、ブーツの端部を容易に変形させることができる点で有効である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、外側継手部材および軸部材の取付部位に単純形状の凹溝を形成すると共に、ブーツの端部の内周面に外側継手部材または軸部材の凹溝と嵌合する凸部を設け、周方向に延びる内側スリット溝を凸部に形成したことにより、ブーツの端部を締め付け固定する際に、ブーツの端部が容易に変形することから、ブーツの端部が外側継手部材および軸部材の取付部位に確実に密着する。
【００２２】
これにより、外側継手部材および軸部材の取付部位に形成される凹溝が単純形状であっても、継手内部に封入された潤滑剤が外側継手部材および軸部材とブーツの端部との間から漏洩することを確実に抑制することでシール性が向上することから、材料費および加工費の削減や加工工数の低減が図れる。その結果、ブーツのシール性を確保し得る低コストな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】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態で、ブーツの小径端部とシャフトとのシール構造を示す要部拡大断面図である。
【図２】図１のブーツの小径端部をシャフトに組み付ける前の状態を示す要部拡大断面図である。
【図３】（Ａ）は内側スリット溝の形成パターンの一例を示す展開図、（Ｂ）は外側スリット溝の形成パターンの一例を示す展開図である。
【図４】（Ａ）は内側スリット溝の形成パターンの他例を示す展開図、（Ｂ）は外側スリット溝の形成パターンの他例を示す展開図である。
【図５】本発明の実施形態で、固定式等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図６】図５の固定式等速自在継手の全体構成を示す横断面図である。
【図７】従来構造において、ブーツの小径端部をシャフトに組み付ける前の状態を示す要部拡大断面図である。
【図８】従来構造において、ブーツの小径端部とシャフトとのシール構造を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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、自動車のエンジン側（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ドライブシャフトに組み込まれ、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することができる構造を備えた固定式等速自在継手の一つであるアンダーカットフリー型等速自在継手を例示する。
【００２５】
なお、本発明は、アンダーカットフリー型等速自在継手以外に、ツェッパ型等速自在継手などの他の固定式等速自在継手にも適用可能である。さらに、本発明は、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、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。
【００２６】
図５および図６に示す実施形態の等速自在継手は、軸方向に延びる円弧状のトラック溝１１が球面状内周面１２の円周方向複数箇所に形成されたカップ状の外側継手部材１０と、外側継手部材１０のトラック溝１１と対をなして軸方向に延びる円弧状のトラック溝２１が球面状外周面２２の円周方向複数箇所に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のトルク伝達部材であるボール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との間に配され、円周方向等間隔に形成されたポケットに収容したボール３０を保持するケージ４０とを主要な構成要素としている。
【００２７】
この等速自在継手では、内側継手部材２０の軸孔にシャフト５０の一端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。なお、アンダーカットフリー型の場合、外側継手部材１０のトラック溝１１はその開口側に軸方向と平行なストレート部分を有し、内側継手部材２０のトラック溝２１はその奥側に軸方向と平行なストレート部分を有する。
【００２８】
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、外側継手部材１０とシャフト５０との間に、例えば樹脂製の蛇腹状ブーツ６０を装着した構造を具備する。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、内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０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。
【００２９】
ブーツ６０は、外側継手部材１０の外周面の取付部位１３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の外周面の取付部位５１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、その大径端部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】
ここで、ブーツ６０の小径端部６２をシャフト５０の取付部位５１にブーツバンド７２により締め付け固定したシール構造を図１および図２に示す。図１はブーツ６０の小径端部６２をシャフト５０の取付部位５１に組み付けた後の状態を示し、図２はブーツ６０の小径端部６２をシャフト５０の取付部位５１に組み付ける前の状態を示す。なお、以下では、ブーツ６０の小径端部６２をシャフト５０の取付部位５１に組み付けるシール構造について説明するが、ブーツ６０の大径端部６１を外側継手部材１０の取付部位１３に組み付けるシール構造（図５参照）についても同様であるため、重複説明は省略する。
【００３１】
図１および図２に示すように、シャフト５０の取付部位５１に環状の凹溝５２を形成すると共に、この凹溝５２に対応させてブーツ６０の小径端部６２の内周面に凸部６４を形成する。なお、シャフト５０の凹溝５２は、従来のように凹溝１５２の両側に係合リブ１５３（図７および図８参照）を形成することなく、例えば凹Ｒ形状の単純形状をなす。ブーツ６０の小径端部６２をシャフト５０の取付部位５１にブーツバンド７２により締め付け固定するに際して、シャフト５０の取付部位５１の凹溝５２にブーツ６０の小径端部６２の凸部６４を嵌め込むことにより位置決めする。
【００３２】
外側継手部材１０とシャフト５０とが作動角をとりながら回転する等速自在継手の作動により、シャフト５０とブーツ６０の小径端部６２とのシール性をブーツバンド７２の締め付けのみで維持することが困難となる可能性がある。そのため、この等速自在継手では、図１および図２に示すように、ブーツ６０の小径端部６２の内周面に、周方向に延びる内側スリット溝６５を形成すると共に、ブーツバンド７２が接触する外周面に、周方向に延びる外側スリット溝６６を形成した構造としている。
【００３３】
このように、ブーツ６０の小径端部６２の内周面に、周方向に延びる内側スリット溝６５を形成すると共に、ブーツ６０の小径端部６２の外周面に、周方向に延びる外側スリット溝６６を形成したことにより、ブーツ６０の小径端部６２をシャフト５０の取付部位５１に締め付け固定する際に、ブーツ６０の小径端部６２が容易に変形することから、ブーツ６０の小径端部６２がシャフト５０の取付部位５１に確実に密着する。なお、図１および図２の実施形態では、内側スリット溝６５だけでなく、さらに、ブーツ６０の小径端部６２の外周面に、周方向に延びる外側スリット溝６６を付加することで、ブーツ６０の小径端部６２における変形がより一層容易となる。
【００３４】
これにより、継手内部に封入された潤滑剤がシャフト５０とブーツ６０の小径端部６２との間から漏洩することを確実に抑制することでシール性が向上する。その結果、従来のように凹溝１５２の両側に係合リブ１５３（図７および図８参照）を形成する必要がないので、シャフト５０の取付部位５１に形成される凹溝５２が凹Ｒ形状の単純形状で済むことから、シャフト５０に大きな径の素材を使用する必要がないので、材料費および加工費の削減や加工工数の低減が図れる。
【００３５】
この等速自在継手では、ブーツ６０の小径端部６２の内周面で軸方向中央部位に、１条の内側スリット溝６５を形成すると共に、ブーツ６０の小径端部６２の外周面で内側スリット溝６５よりも軸方向にずれた両側部位に、２条の外側スリット溝６６を形成した構造としている。このような構造を採用したことにより、ブーツ６０の小径端部６２に締め付け力が作用した場合にブーツ６０の小径端部６２を均等に変形させることができ、ブーツ６０の小径端部６２とシャフト５０の取付部位５１との間で良好な密着性が得られる。この場合、内側スリット溝６５と外側スリット溝６６との軸方向位置をずらすことで、ブーツ６０の小径端部６２が部分的に薄肉になることなく、強度を確保することができる。
【００３６】
この内側スリット溝６５および外側スリット溝６６は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、ブーツ６０の小径端部６２の全周に亘って連続的に形成されて環状をなす。このように環状の内側スリット溝６５および外側スリット溝６６を形成することにより、ブーツ６０の小径端部６２に締め付け力が作用した場合にブーツ６０の小径端部６２を周方向で均等に変形させることができ、ブーツ６０の小径端部６２とシャフト５０の取付部位５１との間で全周に亘って良好な密着性が得られる。
【００３７】
なお、前述の場合、ブーツ６０の小径端部６１の内周面に１条の内側スリット溝６５を形成すると共に、その外周面に２条の外側スリット溝６６を形成した場合を例示しているが、２条以上の内側スリット溝６５および３条以上の外側スリット溝６６も可能であり、その数については任意である。また、内側スリット溝６５および外側スリット溝６６はＶ字状の断面形状をなす場合を例示しているが、Ｒ状や矩形状など他の断面形状も可能であり、その断面形状も任意である。
【００３８】
以上では、環状の内側スリット溝６５および外側スリット溝６６を形成した場合を例示したが、その他の形成パターンとして、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、内側スリット溝６５’および外側スリット溝６６’をブーツ６０の小径端部６２の全周に亘って非連続に形成することも可能である。このように、ブーツ６０の小径端部６２の周方向で分断された内側スリット溝６５’および外側スリット溝６６’を形成することで、ブーツ６０の小径端部６２に締め付け力が作用した場合にブーツ６０の小径端部６２を周方向で均等に変形させることができ、ブーツ６０の小径端部６２とシャフト５０の取付部位５１との間で全周に亘って良好な密着性が得られる。
【００３９】
内側スリット溝６５’および外側スリット溝６６’を、ブーツ６０の小径端部６２の全周に亘って非連続に形成する場合、例えば、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、ブーツ６０の小径端部６２に周方向で隣接する内側スリット溝６５’および外側スリット溝６６’を、ブーツ６０の小径端部６２の軸方向にずらして配置した構造が可能である。この場合、ブーツ６０の小径端部６２の周方向で分断された内側スリット溝６５’および外側スリット溝６６’が軸方向に分散された状態となることから、ブーツ６０の小径端部６２に締め付け力が作用した場合にブーツ６０の小径端部６２を軸方向についても均等に変形させることができ、ブーツ６０の小径端部６２とシャフト５０の取付部位５１との間で軸方向についても良好な密着性が得られる。
【００４０】
なお、ブーツ６０は樹脂製以外にゴム製などであってもよいが、ブーツ６０が樹脂などの硬質材料からなる場合、ゴムなどの軟質材料で構成する場合よりも、ブーツ６０の小径端部６２とシャフト５０の取付部位５１とのシール性をブーツバンド７２の締め付けのみで維持することが困難であることから、ブーツ６０の小径端部６２に内側スリット溝６５，６５’および外側スリット溝６６，６６’を形成することは、ブーツ６０の小径端部６２の変形を容易にできる点で有効となる。
【００４１】
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】
【００４２】
１０ 外側継手部材
１１ 円弧状トラック溝
１２ 球面状内周面
１３ 取付部位
２０ 内側継手部材
２１ 円弧状トラック溝
２２ 球面状外周面
３０ トルク伝達部材（ボール）
５０ 軸部材（シャフト）
５１ 取付部位
５２ 凹溝
６０ ブーツ
６１，６２ ブーツの端部
６４ 凸部
６５ 内側スリット溝
６６ 外側スリット溝
【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やプロペラシャフトに組み込まれ、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、一般的にエンジン側（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】
これら摺動式等速自在継手あるいは固定式等速自在継手では、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、等速自在継手の外側継手部材とシャフトとの間にゴム製あるいは樹脂製の蛇腹状ブーツを装着して、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（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
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】
【０００６】
【特許文献１】実開平４−１２８５３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来の等速自在継手では、特に、硬質材料である樹脂製のブーツの場合、外側継手部材とシャフトとが作動角をとりながら回転する等速自在継手の作動により、外側継手部材およびシャフトとブーツの端部とのシール性をブーツバンドの締め付けのみで維持することが困難となる場合がある。このことから、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤が外側継手部材およびシャフトとブーツの端部との間から漏洩する可能性がある。
【０００８】
そのため、特許文献１に開示された等速自在継手では、例えば、図７および図８に示すように、ブーツ１６０の小径端部１６２とシャフト１５０とのシール構造において、ブーツバンド１７２によりブーツ１６０の小径端部１６２とシャフト１５０とが密着するように、ブーツ１６０の小径端部１６２の内周面に凸部１６４を設けると共に、その凸部１６４に嵌合する凹溝１５２をシャフト１５０の取付部位１５１に設け、その凹溝１５２の両側に凸状の係合リブ１５３を形成することで、シール性を確保するようにしている。
【０００９】
しかしながら、凹溝１５２の両端に凸状の係合リブ１５３を形成した構造を採用した場合、ブーツ１６０の小径端部１６２が締め付け固定されるシャフト１５０では、凹溝１５２の両端に凸状の係合リブ１５３を形成するためにシャフト１５０よりも大径の素材を使用しなければならず、材料費が嵩むことになる。また、図示しないが、ブーツ１６０の大径端部が締め付け固定される外側継手部材では、複数の凹溝を形成するために加工費が嵩むと共に加工工数が増加することになる。その結果、材料費および加工費の高騰や加工工数の増加により、製品のコストアップを招くことになる。
【００１０】
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、ブーツのシール性を確保し得る低コストな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】
【００１１】
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、外側継手部材の開口部を閉塞する蛇腹状ブーツの端部を、外側継手部材の取付部位および内側継手部材から延びる軸部材の取付部位に締め付け固定した等速自在継手であって、外側継手部材および軸部材のいずれか一方の取付部位に単純形状の凹溝を形成すると共に、ブーツの端部の内周面に外側継手部材または軸部材の凹溝と嵌合する凸部を設け、周方向に延びる内側スリット溝を凸部に形成したことを特徴とする。
【００１２】
本発明では、外側継手部材および軸部材の取付部位に単純形状の凹溝を形成すると共に、ブーツの端部の内周面に外側継手部材または軸部材の凹溝と嵌合する凸部を設け、周方向に延びる内側スリット溝を凸部に形成したことにより、ブーツの端部を締め付け固定する際に、ブーツの端部が容易に変形することから、ブーツの端部が外側継手部材および軸部材の取付部位に確実に密着する。
【００１３】
これにより、継手内部に封入された潤滑剤が外側継手部材および軸部材とブーツの端部との間から漏洩することを確実に抑制することでシール性が向上する。その結果、従来のように凹溝の両側に係合リブを形成する必要がないので、外側継手部材および軸部材の取付部位に形成される凹溝が単純形状で済むことから、材料費および加工費の削減や加工工数の低減が図れる。
【００１４】
本発明において、ブーツの端部の内周面で軸方向中央部位に、１条の内側スリット溝を形成した構造が望ましい。このようにすれば、ブーツの端部に締め付け力が作用した場合にブーツの端部を均等に変形させることができ、ブーツの端部と外側継手部材および軸部材の取付部位との間で良好な密着性が得られる。
【００１５】
本発明において、ブーツの端部の外周面で内側スリット溝よりも軸方向にずれた部位に、周方向に延びる外側スリット溝を形成した構造が望ましい。このようにすれば、内側スリット溝だけでなく外側スリット溝を付加することで、ブーツの端部がより一層容易に変形することから、ブーツの端部が外側継手部材および軸部材の取付部位により一層確実に密着する。この場合、内側スリット溝と外側スリット溝との軸方向位置をずらすことで、ブーツの端部が部分的に薄肉になることなく、強度を確保することができる。
【００１６】
本発明において、ブーツの端部の外周面で内側スリット溝よりも軸方向にずれた両側部位に、２条の外側スリット溝を形成した構造が望ましい。このようにすれば、ブーツの端部に締め付け力が作用した場合にブーツの端部を均等に変形させることができ、ブーツの端部と外側継手部材および軸部材の取付部位との間で良好な密着性が得られる。
【００１７】
本発明における内側スリット溝および外側スリット溝は、ブーツの端部の全周に亘って連続的に形成されて環状をなすことが望ましい。このようにすれば、ブーツの端部に締め付け力が作用した場合にブーツの端部を周方向で均等に変形させることができ、ブーツの端部と外側継手部材および軸部材の取付部位との間で全周に亘って良好な密着性が得られる。
【００１８】
本発明における内側スリット溝および外側スリット溝は、ブーツの端部の全周に亘って非連続に形成されている構造が望ましい。このようにすれば、ブーツの端部の周方向で分断された内側スリット溝および外側スリット溝を形成することで、ブーツの端部に締め付け力が作用した場合にブーツの端部を周方向で均等に変形させることができ、ブーツの端部と外側継手部材および軸部材の取付部位との間で全周に亘って良好な密着性が得られる。
【００１９】
本発明において、ブーツの端部に周方向で隣接する非連続の内側スリット溝および外側スリット溝は、ブーツの端部の軸方向にずらして配置されている構造が望ましい。このようにすれば、ブーツの端部の周方向で分断された内側スリット溝および外側スリット溝が軸方向に分散された状態となることから、ブーツの端部に締め付け力が作用した場合にブーツの端部を軸方向についても均等に変形させることができ、ブーツの端部と外側継手部材および軸部材の取付部位との間で軸方向についても良好な密着性が得られる。
【００２０】
本発明におけるブーツは樹脂製であることが望ましい。このようにすれば、硬質材料である樹脂製のブーツであっても、ブーツの端部を容易に変形させることができる点で有効である。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、外側継手部材および軸部材の取付部位に単純形状の凹溝を形成すると共に、ブーツの端部の内周面に外側継手部材または軸部材の凹溝と嵌合する凸部を設け、周方向に延びる内側スリット溝を凸部に形成したことにより、ブーツの端部を締め付け固定する際に、ブーツの端部が容易に変形することから、ブーツの端部が外側継手部材および軸部材の取付部位に確実に密着する。
【００２２】
これにより、外側継手部材および軸部材の取付部位に形成される凹溝が単純形状であっても、継手内部に封入された潤滑剤が外側継手部材および軸部材とブーツの端部との間から漏洩することを確実に抑制することでシール性が向上することから、材料費および加工費の削減や加工工数の低減が図れる。その結果、ブーツのシール性を確保し得る低コストな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】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態で、ブーツの小径端部とシャフトとのシール構造を示す要部拡大断面図である。
【図２】図１のブーツの小径端部をシャフトに組み付ける前の状態を示す要部拡大断面図である。
【図３】（Ａ）は内側スリット溝の形成パターンの一例を示す展開図、（Ｂ）は外側スリット溝の形成パターンの一例を示す展開図である。
【図４】（Ａ）は内側スリット溝の形成パターンの他例を示す展開図、（Ｂ）は外側スリット溝の形成パターンの他例を示す展開図である。
【図５】本発明の実施形態で、固定式等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。
【図６】図５の固定式等速自在継手の全体構成を示す横断面図である。
【図７】従来構造において、ブーツの小径端部をシャフトに組み付ける前の状態を示す要部拡大断面図である。
【図８】従来構造において、ブーツの小径端部とシャフトとのシール構造を示す要部拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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、自動車のエンジン側（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ドライブシャフトに組み込まれ、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することができる構造を備えた固定式等速自在継手の一つであるアンダーカットフリー型等速自在継手を例示する。
【００２５】
なお、本発明は、アンダーカットフリー型等速自在継手以外に、ツェッパ型等速自在継手などの他の固定式等速自在継手にも適用可能である。さらに、本発明は、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、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。
【００２６】
図５および図６に示す実施形態の等速自在継手は、軸方向に延びる円弧状のトラック溝１１が球面状内周面１２の円周方向複数箇所に形成されたカップ状の外側継手部材１０と、外側継手部材１０のトラック溝１１と対をなして軸方向に延びる円弧状のトラック溝２１が球面状外周面２２の円周方向複数箇所に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のトルク伝達部材であるボール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との間に配され、円周方向等間隔に形成されたポケットに収容したボール３０を保持するケージ４０とを主要な構成要素としている。
【００２７】
この等速自在継手では、内側継手部材２０の軸孔にシャフト５０の一端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。なお、アンダーカットフリー型の場合、外側継手部材１０のトラック溝１１はその開口側に軸方向と平行なストレート部分を有し、内側継手部材２０のトラック溝２１はその奥側に軸方向と平行なストレート部分を有する。
【００２８】
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、外側継手部材１０とシャフト５０との間に、例えば樹脂製の蛇腹状ブーツ６０を装着した構造を具備する。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、内側継手部材２０、ボール３０およびケージ４０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。
【００２９】
ブーツ６０は、外側継手部材１０の外周面の取付部位１３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の外周面の取付部位５１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、その大径端部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】
ここで、ブーツ６０の小径端部６２をシャフト５０の取付部位５１にブーツバンド７２により締め付け固定したシール構造を図１および図２に示す。図１はブーツ６０の小径端部６２をシャフト５０の取付部位５１に組み付けた後の状態を示し、図２はブーツ６０の小径端部６２をシャフト５０の取付部位５１に組み付ける前の状態を示す。なお、以下では、ブーツ６０の小径端部６２をシャフト５０の取付部位５１に組み付けるシール構造について説明するが、ブーツ６０の大径端部６１を外側継手部材１０の取付部位１３に組み付けるシール構造（図５参照）についても同様であるため、重複説明は省略する。
【００３１】
図１および図２に示すように、シャフト５０の取付部位５１に環状の凹溝５２を形成すると共に、この凹溝５２に対応させてブーツ６０の小径端部６２の内周面に凸部６４を形成する。なお、シャフト５０の凹溝５２は、従来のように凹溝１５２の両側に係合リブ１５３（図７および図８参照）を形成することなく、例えば凹Ｒ形状の単純形状をなす。ブーツ６０の小径端部６２をシャフト５０の取付部位５１にブーツバンド７２により締め付け固定するに際して、シャフト５０の取付部位５１の凹溝５２にブーツ６０の小径端部６２の凸部６４を嵌め込むことにより位置決めする。
【００３２】
外側継手部材１０とシャフト５０とが作動角をとりながら回転する等速自在継手の作動により、シャフト５０とブーツ６０の小径端部６２とのシール性をブーツバンド７２の締め付けのみで維持することが困難となる可能性がある。そのため、この等速自在継手では、図１および図２に示すように、ブーツ６０の小径端部６２の内周面に、周方向に延びる内側スリット溝６５を形成すると共に、ブーツバンド７２が接触する外周面に、周方向に延びる外側スリット溝６６を形成した構造としている。
【００３３】
このように、ブーツ６０の小径端部６２の内周面に、周方向に延びる内側スリット溝６５を形成すると共に、ブーツ６０の小径端部６２の外周面に、周方向に延びる外側スリット溝６６を形成したことにより、ブーツ６０の小径端部６２をシャフト５０の取付部位５１に締め付け固定する際に、ブーツ６０の小径端部６２が容易に変形することから、ブーツ６０の小径端部６２がシャフト５０の取付部位５１に確実に密着する。なお、図１および図２の実施形態では、内側スリット溝６５だけでなく、さらに、ブーツ６０の小径端部６２の外周面に、周方向に延びる外側スリット溝６６を付加することで、ブーツ６０の小径端部６２における変形がより一層容易となる。
【００３４】
これにより、継手内部に封入された潤滑剤がシャフト５０とブーツ６０の小径端部６２との間から漏洩することを確実に抑制することでシール性が向上する。その結果、従来のように凹溝１５２の両側に係合リブ１５３（図７および図８参照）を形成する必要がないので、シャフト５０の取付部位５１に形成される凹溝５２が凹Ｒ形状の単純形状で済むことから、シャフト５０に大きな径の素材を使用する必要がないので、材料費および加工費の削減や加工工数の低減が図れる。
【００３５】
この等速自在継手では、ブーツ６０の小径端部６２の内周面で軸方向中央部位に、１条の内側スリット溝６５を形成すると共に、ブーツ６０の小径端部６２の外周面で内側スリット溝６５よりも軸方向にずれた両側部位に、２条の外側スリット溝６６を形成した構造としている。このような構造を採用したことにより、ブーツ６０の小径端部６２に締め付け力が作用した場合にブーツ６０の小径端部６２を均等に変形させることができ、ブーツ６０の小径端部６２とシャフト５０の取付部位５１との間で良好な密着性が得られる。この場合、内側スリット溝６５と外側スリット溝６６との軸方向位置をずらすことで、ブーツ６０の小径端部６２が部分的に薄肉になることなく、強度を確保することができる。
【００３６】
この内側スリット溝６５および外側スリット溝６６は、図３（Ａ）（Ｂ）に示すように、ブーツ６０の小径端部６２の全周に亘って連続的に形成されて環状をなす。このように環状の内側スリット溝６５および外側スリット溝６６を形成することにより、ブーツ６０の小径端部６２に締め付け力が作用した場合にブーツ６０の小径端部６２を周方向で均等に変形させることができ、ブーツ６０の小径端部６２とシャフト５０の取付部位５１との間で全周に亘って良好な密着性が得られる。
【００３７】
なお、前述の場合、ブーツ６０の小径端部６１の内周面に１条の内側スリット溝６５を形成すると共に、その外周面に２条の外側スリット溝６６を形成した場合を例示しているが、２条以上の内側スリット溝６５および３条以上の外側スリット溝６６も可能であり、その数については任意である。また、内側スリット溝６５および外側スリット溝６６はＶ字状の断面形状をなす場合を例示しているが、Ｒ状や矩形状など他の断面形状も可能であり、その断面形状も任意である。
【００３８】
以上では、環状の内側スリット溝６５および外側スリット溝６６を形成した場合を例示したが、その他の形成パターンとして、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、内側スリット溝６５’および外側スリット溝６６’をブーツ６０の小径端部６２の全周に亘って非連続に形成することも可能である。このように、ブーツ６０の小径端部６２の周方向で分断された内側スリット溝６５’および外側スリット溝６６’を形成することで、ブーツ６０の小径端部６２に締め付け力が作用した場合にブーツ６０の小径端部６２を周方向で均等に変形させることができ、ブーツ６０の小径端部６２とシャフト５０の取付部位５１との間で全周に亘って良好な密着性が得られる。
【００３９】
内側スリット溝６５’および外側スリット溝６６’を、ブーツ６０の小径端部６２の全周に亘って非連続に形成する場合、例えば、図４（Ａ）（Ｂ）に示すように、ブーツ６０の小径端部６２に周方向で隣接する内側スリット溝６５’および外側スリット溝６６’を、ブーツ６０の小径端部６２の軸方向にずらして配置した構造が可能である。この場合、ブーツ６０の小径端部６２の周方向で分断された内側スリット溝６５’および外側スリット溝６６’が軸方向に分散された状態となることから、ブーツ６０の小径端部６２に締め付け力が作用した場合にブーツ６０の小径端部６２を軸方向についても均等に変形させることができ、ブーツ６０の小径端部６２とシャフト５０の取付部位５１との間で軸方向についても良好な密着性が得られる。
【００４０】
なお、ブーツ６０は樹脂製以外にゴム製などであってもよいが、ブーツ６０が樹脂などの硬質材料からなる場合、ゴムなどの軟質材料で構成する場合よりも、ブーツ６０の小径端部６２とシャフト５０の取付部位５１とのシール性をブーツバンド７２の締め付けのみで維持することが困難であることから、ブーツ６０の小径端部６２に内側スリット溝６５，６５’および外側スリット溝６６，６６’を形成することは、ブーツ６０の小径端部６２の変形を容易にできる点で有効となる。
【００４１】
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】
【００４２】
１０ 外側継手部材
１１ 円弧状トラック溝
１２ 球面状内周面
１３ 取付部位
２０ 内側継手部材
２１ 円弧状トラック溝
２２ 球面状外周面
３０ トルク伝達部材（ボール）
５０ 軸部材（シャフト）
５１ 取付部位
５２ 凹溝
６０ ブーツ
６１，６２ ブーツの端部
６４ 凸部
６５ 内側スリット溝
６６ 外側スリット溝
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に開口部を有する外側継手部材と、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、前記外側継手部材の開口部を閉塞する蛇腹状ブーツの端部を、前記外側継手部材の取付部位および前記内側継手部材から延びる軸部材の取付部位に締め付け固定した等速自在継手であって、
前記外側継手部材および前記軸部材のいずれか一方の取付部位に単純形状の凹溝を形成すると共に、前記ブーツの端部の内周面に前記外側継手部材または前記軸部材の凹溝と嵌合する凸部を設け、周方向に延びる内側スリット溝を前記凸部に形成したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記ブーツの端部の内周面で軸方向中央部位に、１条の内側スリット溝を形成した請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記ブーツの端部の外周面で前記内側スリット溝よりも軸方向にずれた部位に、周方向に延びる外側スリット溝を形成した請求項１又は２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記ブーツの端部の外周面で前記内側スリット溝よりも軸方向にずれた両側部位に、２条の外側スリット溝を形成した請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記内側スリット溝および前記外側スリット溝は、前記ブーツの端部の全周に亘って連続的に形成されて環状をなす請求項１〜４のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記内側スリット溝および前記外側スリット溝は、前記ブーツの端部の全周に亘って非連続に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。
【請求項７】
前記ブーツの端部に周方向で隣接する内側スリット溝および外側スリット溝は、前記ブーツの端部の軸方向にずらして配置されている請求項６に記載の等速自在継手。
【請求項８】
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１】
一端に開口部を有する外側継手部材と、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、前記外側継手部材の開口部を閉塞する蛇腹状ブーツの端部を、前記外側継手部材の取付部位および前記内側継手部材から延びる軸部材の取付部位に締め付け固定した等速自在継手であって、
前記外側継手部材および前記軸部材のいずれか一方の取付部位に単純形状の凹溝を形成すると共に、前記ブーツの端部の内周面に前記外側継手部材または前記軸部材の凹溝と嵌合する凸部を設け、周方向に延びる内側スリット溝を前記凸部に形成したことを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記ブーツの端部の内周面で軸方向中央部位に、１条の内側スリット溝を形成した請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記ブーツの端部の外周面で前記内側スリット溝よりも軸方向にずれた部位に、周方向に延びる外側スリット溝を形成した請求項１又は２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
前記ブーツの端部の外周面で前記内側スリット溝よりも軸方向にずれた両側部位に、２条の外側スリット溝を形成した請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
前記内側スリット溝および前記外側スリット溝は、前記ブーツの端部の全周に亘って連続的に形成されて環状をなす請求項１〜４のいずれか一項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記内側スリット溝および前記外側スリット溝は、前記ブーツの端部の全周に亘って非連続に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。
【請求項７】
前記ブーツの端部に周方向で隣接する内側スリット溝および外側スリット溝は、前記ブーツの端部の軸方向にずらして配置されている請求項６に記載の等速自在継手。
【請求項８】
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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８３３３１（Ｐ２０１３−８３３３１Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４７６９（Ｐ２０１１−２２４７６９）
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１２日（２０１１．１０．１２）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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