等速自在継手
【課題】最大外径を抑えることができ、しかも、外側継手部材装着部を円筒形状とした熱可塑性エラストマー製ブーツを用いることができて、耐久性及びシール性に優れた等速自在継手を提供する。
【解決手段】外側継手部材１のマウス部開口部においては、大径部４ａでは、周方向凸部３５と周方向凹部３６とが形成され、小径部４ｂでは、周方向全範囲が縦断面直線状をなす。中間部材５０は外周面が円筒面形状とされた短円筒形状体である。中間部材５０は、小径部４ｂに嵌合する厚肉部５０と、厚肉部６０を連結する円弧状連結部６１とを有する。中間部材５０は周方向凸部３５に対応する部位には周方向凸部が嵌合する切欠部が形成される。
【解決手段】外側継手部材１のマウス部開口部においては、大径部４ａでは、周方向凸部３５と周方向凹部３６とが形成され、小径部４ｂでは、周方向全範囲が縦断面直線状をなす。中間部材５０は外周面が円筒面形状とされた短円筒形状体である。中間部材５０は、小径部４ｂに嵌合する厚肉部５０と、厚肉部６０を連結する円弧状連結部６１とを有する。中間部材５０は周方向凸部３５に対応する部位には周方向凸部が嵌合する切欠部が形成される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や各種産業機械等の動力伝達装置に使用される等速自在継手には、継手内部に封入されたグリースの漏れ防止や継手内部への塵埃等の異物侵入防止を目的に、ブーツが装着される。ブーツは、一般的には、等速自在継手の外側継手部材の開口部に装着される大径取付部と、等速自在継手の内側継手部材に連結されたシャフトに装着される小径取付
部と、大径取付部と小径取付部とを連結する屈曲部（蛇腹部）とで構成される。
【０００３】
等速自在継手として、θ＝４５〜５０ｄｅｇ程度の大きな作動角を取ることができる固定式等速自在継手（例えば、ツェッパ型、バーフィールド型等）や、作動角はそれ程大きくとることができないが、外側継手部材の軸線方向にスライドすることができる摺動式等速自在継手（例えば、ダブルオフセット型、トリポード型、クロスグルーブ型等）がある。そして、外側継手部材としては、ブーツが装着（外嵌固定）される開口部の外径面形状が、円筒面形状や非円筒面形状のものがある。
【０００４】
そして、この種のブーツには、樹脂製ブーツ（熱可塑性エラストマー製ブーツ）やゴム製ブーツ（クロロプレンラバー製ブーツ）等がある。
【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。このため、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。
【０００６】
外側継手部材の開口部の外周面形状が、非円筒面形状である場合、そこに装着するブーツの大径取付部の内周面は、前記外周面形状に沿った非円筒形状に成形する必要がある。しかしながら、熱可塑性エラストマー製ブーツでは、厚肉部と薄肉部から成る非円筒形状の成形には比較的高度な成形技術を要するため、外側継手部材の輪郭が非円筒形状である等速自在継手への使用は円筒形状のものに比べて展開が遅れている。
【０００７】
そこで、従来には、非円筒形状の開口部に介在部材（中間部材）を外嵌し、この中間部材に、ブーツの大径取付部を外嵌固定するようにしたものが考案されている（特許文献１〜特許文献３）。
【０００８】
すなわち、中間部材としては、外周面が円筒面とされ、内周面に、外側継手部材の非円筒面形状部の凹部に嵌合する内方膨出部を形成したリング体からなる。このため、等速自在継手の外側継手部材の開口部にこのような中間部材を嵌着（外嵌）することによって、円筒形状の大径取付部を有するブーツをそのまま用いることができる。すなわち、熱可塑性エラストマー製ブーツを非円筒形状の開口部に対応する形状とする必要がなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２４０９６２号公報
【特許文献２】特開２００５−２２１０７８号公報
【特許文献３】特開２００７−１２０５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記のような中間部材を用いれば、中間部材はリング体であるため、このような中間部材にブーツの大径取付部を外嵌すれば、この外側継手部材への装着部の外径寸法が大きくなって必然的に最外径の大型化を招くことになる。
【００１１】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、最外径の大型化を抑えることができ、しかも、ブーツの大径取付部を円筒形状とした熱可塑性エラストマー製ブーツを用いることができて、耐久性及びシール性に優れた等速自在継手を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の等速自在継手は、外側継手部材と、この外側継手部材に収容される内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在されるトルク伝達部材とを備え、前記外側継手部材は、前記内側継手部材が収容されるマウス部を有し、このマウス部は、横断面で見ると、大径部と小径部が交互に現れる非円筒形状であり、マウス部開口部において、中間部材を介して熱可塑性ポリエステル系エラストマーからなるブーツが外嵌固定される等速自在継手であって、前記外側継手部材のマウス部開口部においては、大径部では、開口端側の周方向凸部とこの周方向凸部よりも継手奥側の周方向凹部とが形成され、前記中間部材は、マウス部開口部に外嵌された際に、前記小径部に嵌合する厚肉部と、前記大径部の周方向凹部に嵌合して周方向に隣り合う厚肉部を連結する円弧状連結部とを有し、前記大径部の周方向凸部に対応する部位にはこの周方向凸部が嵌合する切欠部が形成されて、前記ブーツをこの中間部材に外嵌した状態で、前記切欠部を介してブーツの大径取付部の内周面が前記周方向凸部に接触するものである。
【００１３】
本発明の等速自在継手によれば、中間部材は、その厚肉部が外側継手部材の小径部に嵌合し、その円弧状連結部が大径部の周方向凹部に嵌合するので、外側継手部材のマウス部のブーツ装着部（開口端部）に安定して装着できる。また、中間部材の外周面が円筒面形状とされた短円筒形状体であるので、この中間部材に、短円筒部とされたブーツの大径取付部を外嵌させることによって、大径取付部の内周面と中間部材の外周面とを密接させることができる。しかも、中間部材には、大径部の周方向凸部に対応する部位にはこの周方向凸部が嵌合する切欠部が形成されているので、中間部材にブーツの大径取付部を外嵌させた状態で、大径取付部の内周面を周方向凸部に接触させることができ、さらにはこの状態では、円弧状連結部が大径部の周方向凹部に嵌合している。このため、ブーツが装着された状態であっても、最外径を小さく抑えることができる。
【００１４】
前記中間部材をマウス部開口部に外嵌した状態において、中間部材の外周面の外径寸法が前記大径部の周方向凸部の外径寸法と同一乃至前記大径部の周方向凸部の外径寸法よりも僅かに大きく設定できる。このように設定することによって、ブーツバンドにてブーツの大径取付部を締め付けた際に、緊縛力を安定させることができる。
【００１５】
前記中間部材をマウス部開口部に外嵌した状態において、中間部材の厚肉部の外径寸法が、中間部材の円弧状連結部の外径寸法よりも僅かに大きいものであってもよい。このように設定することによって、ブーツバンドにてブーツの大径取付部を締め付けた際、この厚肉部の変形量が大となるため、緊縛力を安定させることができる。
【００１６】
中間部材の内周面に前記周方向凹溝の底面に圧接する周方向内凸条を少なくとも１つ設けたものであっても、中間部材の外周面にブーツの大径取付部の内周面に圧接する周方向外凸条を少なくとも１つ設けたものであってもよい。
【００１７】
また、前記周方向凹溝の底面に圧接する２つの周方向内凸条を中間部材の内周面に軸方向に所定間隔で設けるとともに、中間部材の外周面に１つの周方向外凸条を前記２つの周方向内凸条の中間部位に対応する部位に設けたものであってもよい。前記周方向内凸条および前記周方向外凸条は、外側継手部材の円周方向に連続した凸条とする。さらには、中間部材の厚肉部の内周面における外側継手部材の周方向凸部の軸方向対応部位に周方向内凸条を設けてもよい。この周方向内凸部は、円周方向に不連続である。
【００１８】
ブーツの大径取付部には、その外周面にブーツバンドが装着される周方向凹溝が形成されるとともに、その内周面の前記周方向凹溝の軸方向中間対応部に周方向膨出部が形成され、前記外側継手部材の周方向凸部と前記中間部材の円弧状連結部との間に第１周方向溝が形成されるとともに、中間部材の厚肉部の外周面における前記第１周方向溝の軸方向対応位置に第２周方向溝が形成され、第１周方向溝と第２周方向溝とが周方向に連続する周方向嵌合溝を構成し、この周方向嵌合溝に前記ブーツの大径取付部の周方向膨出部が嵌合するものであることが好ましい。この際、中間部材の厚肉部の外周面の縦断面形状と、前記外側継手部材の周方向凸部乃至中間部材の円弧状連結部の外周面の縦断面形状とが略同一形状であるようにできる。
【００１９】
前記外側継手部材の大径部の周方向凹部と小径部とはエッジ部を介して接合され、中間部材が装着された状態で、前記エッジ部がこの中間部材における円弧状連結部と厚肉部との境界部に食い込むのが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、最外径を最小限に抑えた上で、ブーツの大径取付部が円筒形状をした熱可塑性エラストマー製ブーツを等速自在継手の外側継手部材に装着することができる。このため、外側継手部材に対するブーツの大径取付部の装着性、位置決め安定性を向上させ、かつ、安定したシール性を確保することを容易にする。そして、熱可塑性エラストマー製ブーツを適用できることにより、クロロプレンラバー製ブーツに比べて耐久性が向上し、ブーツ性能の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態を示す等速自在継手の縦断面図である。
【図２】前記図１に示す等速自在継手の横断面図である。
【図３】前記図１に示す等速自在継手の外側継手部材の縦断面図である。
【図４】前記図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】前記図１のＹ−Ｙ線断面図である。
【図６】前記図１に示す等速自在継手に用いる中間部材を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図７】前記図１に示す等速自在継手の要部拡大断面図である。
【図８】前記図１に示す等速自在継手の図７とは相違する部位の要部拡大断面図である。
【図９】前記図１に示す等速自在継手に用いる中間部材の要部拡大断面図である。
【図１０】前記図１に示す等速自在継手に用いる中間部材の図９とは相違する部位の要部拡大断面図である。
【図１１】前記図１に示す中間部材の装着前の要部拡大横断面図である。
【図１２】前記図１に示す中間部材の装着後の要部拡大横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００２３】
図１と図２は本発明に係るトリポード型等速自在継手を示し、トリポード型等速自在継手は、外側継手部材１と、内側継手部材としてのトリポード部材２と、トルク伝達部材３とを備える。
【００２４】
外側継手部材１は一端にて開口したカップ状のマウス部４と、マウス部４の底壁から突設されるステム部５を有し、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６が形成してある。マウス部４は、横断面で見ると、大径部４ａと小径部４ｂが交互に現れる非円筒形状である。すなわち、マウス部４は、大径部４ａと小径部４ｂとを形成することによって、その内周面に、軸方向に延びる３本の前記トラック溝６が形成される。
【００２５】
各トラック溝６の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面（ローラ摺接面）７、７が形成される。また、内周面においては、円周方向に交互に現れる小内径部１２と大内径部１３をローラ案内面７で接続した３弁の花冠状を呈している。すなわち、外側継手部材１は、円周方向に向き合ったローラ案内面７と両ローラ案内面７，７間に設けられた大内径部１３からなるトラック溝６が内周の三箇所に形成されるものである。
【００２６】
トリポード部材２はボス８と脚軸９とを備える。ボス８にはシャフト１０とトルク伝達可能に結合する雌スプライン１１が形成してある。脚軸９はボス８の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。
【００２７】
各脚軸９は、円筒形外周面１４と、軸端付近に形成された環状の輪溝１６を備えている。脚軸９の外周に複数の針状ころ１７を介して回転自在にトルク伝達部材３を構成するローラ部材２０を外嵌している。脚軸９の円筒形外周面１４は針状ころ１７の内側軌道面を提供する。ローラ部材２０の内周面は円筒形で、針状ころ１７の外側軌道面を提供する。
【００２８】
針状ころ１７は脚軸９の半径方向で見た外側の端面にてアウタ・ワッシャ２１と接し、反対側の端面にてインナ・ワッシャ２２と接している。アウタ・ワッシャ２１は輪溝１６に装着されたサークリップ２３によって軸方向移動を規制されているため、結局、針状ころ１７も軸方向移動を規制される。
【００２９】
トリポード部材２の雌スプライン１１には、シャフト（軸部材）１０の端部雄スプライン２５が嵌入され、この雌スプライン１１と端部雄スプライン２５とが嵌合する。また、端部雄スプライン２５の先端部及び基端部には、抜け止め用の止め輪２６が装着されている。
【００３０】
ところで、外側継手部材１の開口部はブーツ３０によって密封される。そのため、外側継手部材１の外周面の開口部側（マウス部４の開口部）には、ブーツ装着部３１が形成される。そして、このブーツ装着部３１に、後述する中間部材５０を介してブーツ３０が外嵌され、ブーツバンド３２にて締め付けることになる。
【００３１】
ブーツ３０は、大径部取付部３０ａと、小径取付部３０ｂと、大径取付部３０ａと小径取付部３０ｂとを連結する屈曲及び伸縮が可能な蛇腹部（連結部）３０ｃとからなる。このブーツ３０の材質に、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータによる硬さが３５以上５０以下である熱可塑性ポリエステル系エラストマーを用いている。熱可塑性ポリエステル系エラストマーは、加硫ゴムのような非常に柔軟な材料と、熱可塑性樹脂のような高剛性な材料との中間の弾性率を持つ材料である。この熱可塑性ポリエステル系エラストマーは、加硫ゴムと熱可塑性樹脂の両者の特徴を有し、変形を受けても、元の形状に復元するゴム弾性、加硫ゴムより高い機械的強度、一般的な熱可塑性樹脂に適用される成形加工法が適用できる熱可塑性などの特徴を示す材料である。
【００３２】
ところで、外側継手部材１のマウス部開口部外周面においては、大径部４ａでは、図３と図７等に示すように、開口端側の周方向凸部３５とこの周方向凸部３５よりも継手奥側の周方向凹部３６とが形成されて、前記ブーツ装着部３１が構成される。
【００３３】
この場合、大径部４ａの開口端外径側に、図７に示すように、テーパ面(傾斜面)３８ａとアール部３８ｂとからなる面取部３８が形成され、また、大径部４ａの開口端側外周面に、周方向凹部３６が形成され、この周方向凹部３６と面取部３８との間に周方向凸部３５が形成される。周方向凹部３６は、所定深さをなす底面３７と、開口側のテーパ部３６ｂと、継手奥側のテーパ面３６ｃとからなる。このため、周方向凸部３５は、縦断面形状が台形状とされる。テーパ面３８ａのテーパ角θ（継手軸線に対する傾斜角度）として、２５°以上６０°以下に設定するのが好ましく、さらには、２５°以上４５°以下に設定するのが好ましい。また、小径部４ｂでは、周方向全範囲が縦断面直線状をなし、横断面形状では円弧形状をなす。
【００３４】
ブーツ３０の大径取付部３０ａは短円筒形状をなし、図１と図７に示すように、その外周面にブーツバンド３２が装着される周方向凹溝４０が形成される。大径取付部３０ａの内周面には、その軸方向中間対応部に周方向膨出部４２が形成されている。
【００３５】
ブーツ３０の小径取付部３０ｂは短円筒形状をなし、図１に示すように、その外周面にブーツバンド３２が装着される周方向凹溝４３が形成される。小径取付部３０ｂの内周面には、その軸方向中間対応部に周方向膨出部４４が形成されている。また、この小径取付部３０ｂはシャフト（軸部材）１０のブーツ装着部４５に外嵌される。ブーツ装着部４５は、周方向凹溝４６と、この周方向凹溝４６の両端部に設けられる周方向凸条４７，４７とを備える。このため、小径取付部３０ｂをシャフト（軸部材）１０のブーツ装着部４５に外嵌した状態で、周方向凹溝４３にブーツバンド３２を装着して、このブーツバンド３２を締め付ければ、周方向凹溝４６に周方向膨出部４４が嵌合するとともに、周方向凸条４７，４７が小径取付部３０ｂの内径面に食い込むことになって、小径取付部３０ｂはブーツ装着部４５に固定される。
【００３６】
ところで、大径取付部３０ａ側では、この大径取付部３０ａに中間部材５０が内嵌された状態で外側継手部材１のブーツ装着部３１に装着されることになる。中間部材５０は、樹脂やゴム熱可塑性エラストマーを用いることができる。すなわち、ブーツに必要な疲労性や摩耗性、低温性などの性能を保持していなくても使用可能なため、任意の材料を選択することができる。勿論、ブーツに使用可能な材料を選択しても良い。なお、中間部材５０は、一体に成形されたものであっても良いし、円周方向に分割された形態のものを組み合わせて適用しても良い。例えば、外側継手部材１のブーツ装着部３１に中間部材５０を装着する際に、装着するための変形を許容できない材料を選択した場合は、円周方向に分割された形態の中間部材５０を適用すると良い。
【００３７】
中間部材５０は、図６に示すように、薄肉の円弧状連結部６１を含むリング部５０ａと、周方向に沿って１２０°ピッチで配設される突出部５０ｂとからなる。この場合、リング部５０ａの一方の軸方向端部にテーパ部５１ａが形成され、この軸方向端面に前記突出部５０ｂが連設されている。突出部５０ｂは、その内周面は、外側継手部材１の小径部４ｂに嵌合する円弧形状とされ、その外周面は、外端側の第１テーパ円弧部５２ａと、この第１テーパ円弧部５２ａに連設される第１円弧面部５２ｂと、第１円弧面部５２ｂを介して第１テーパ円弧部５２ａと反対側に第２テーパ円弧部５２ｃと、この第２テーパ円弧部５２ｃと前記テーパ部５１ａとの間の第２円弧面部５２ｄとが形成される。また、第１テーパ円弧部５２ａと突出部５０ｂの外端面とのコーナ部にアール部５２ｅ（図８等参照）が形成されている。
【００３８】
このように構成された中間部材５０を、外側継手部材１のブーツ装着部３１に装着（外嵌）すれば、各突出部５０ｂは各小径部４ｂに嵌合することになる。また、図７に示すように、大径部４ａにおいては、リング部５０ａの円弧状連結部６１が周方向凹部３６に嵌合する。この際、リング部５０ａの円弧状連結部６１は、他方の軸方向端部には、図７に示すように、テーパ部５１ｂが形成され、このテーパ部５１ｂが周方向凹部３６のテーパ面３６ｃに密接する。また、このリング部５０ａの円弧状連結部６１と、周方向凸部３５との間に周方向溝５３が形成される。すなわち、テーパ部３６ｂと底面３７とテーパ部５１ａとで、この周方向溝５３が形成される。
【００３９】
中間部材５０が外側継手部材１のブーツ装着部３１に装着された状態では、小径部４ｂにおいては、図８に示すように、第２テーパ円弧部５２ｃと第２円弧面部５２ｄとテーパ部５１ａとで、周方向溝５４が形成される。そして、この周方向溝５４と前記周方向溝５３とが周方向に連続する周方向嵌合溝５５を構成する。このように、中間部材５０は、突出部５０ｂと、これに軸方向に対応するリング部５０ａの一部とで、マウス部開口部に外嵌された際に小径部４ｂに嵌合する厚肉部６０を形成する。また、リング部５０ａにおいて厚肉部６０間が、大径部４ａの周方向凹部３６に嵌合して周方向に隣り合う厚肉部を連結される円弧状連結部６１を形成することになる。このため、周方向に隣合う突出部５０ｂ間においては、継手開口側には部材がないことになる。中間部材５０が外側継手部材１のブーツ装着部３１に装着された状態では、外側継手部材１の周方向凸部３５が嵌合する切欠部６２が設けられることになる。
【００４０】
この場合、中間部材５０の厚肉部６０の外周面の縦断面形状と、周方向凸部３５乃至中間部材５０の円弧状連結部６１の連続する外周面の縦断面形状とが略同一形状であるように設定できる。
【００４１】
このように、構成された中間部材５０が外側継手部材１のブーツ装着部３１に装着された状態で、ブーツ３０の大径取付部３０ａをこの中間部材５０に外嵌すれば、大径取付部３０ａの周方向膨出部４２が、周方向溝５３と周方向溝５４とで構成される周方向嵌合溝５５に嵌合することになる。
【００４２】
この場合、中間部材５０をマウス部開口部に外嵌した状態において、中間部材５０の外周面の外径寸法Ｄ１（図５参照）が大径取付部４ａの周方向凸部３５の外径寸法Ｄ２(図７参照)と同一乃至前記大径部４ａの周方向凸部３５の外径寸法Ｄ２よりも僅かに大きいように設定している。この場合、中間部材５０の厚肉部６０の外径寸法Ｄ３(図５参照)と中間部材５０の円弧状連結部６１の外径寸法Ｄ４(図５参照)とを同一に設定している。
【００４３】
また、中間部材５０をマウス部開口部に外嵌した状態において、中間部材５０の厚肉部６０の外径寸法Ｄ３が、中間部材５０の円弧状連結部６１の外径寸法Ｄ４よりも僅かに大きいように設定してもよい。
【００４４】
ブーツ３０の大径取付部３０ａが外嵌された状態では、大径取付部３０ａの内周面と中間部材５０の円弧状連結部６１の外周面とが直接的に接触することになる。このため、この状態で、大径取付部３０ａの外周面の周方向凹溝４０にブーツバンド３２を締め付けると（縮径させると）、周方向膨出部４２が周方向嵌合溝５５に固定されるとともに、大径取付部３０ａの内周面が中間部材５０の円弧状連結部６１の外周面に密着（圧接）する。このため、ブーツ３０の大径取付部３０ａは、中間部材５０を介して外側継手部材１のブーツ装着部３１に安定した状態で固定されることになる。
【００４５】
外側継手部材１は鉄などの金属製であり、中間部材５０は、樹脂やゴムや熱可塑性エラストマー等であることから中間部材５０の変形量が大きくなる。このため、ブーツ３０を装着してブーツバンド３２などの締結部材で固定する際に、中間部材５０の外周面の外径寸法Ｄ１が大径部４ａの周方向凸部３５の外径寸法Ｄ２と同一乃至前記大径部４ａの周方向凸部３５の外径寸法Ｄ２よりも僅かに大きいように設定した。すなわち、中間部材５０の外周面の外径は、外側継手部材１の周方向凸部３５の外径の１倍〜１．０２倍が望ましい。
【００４６】
また、中間部材５０の円弧状連結部６１より厚肉部６０の方がブーツ３０を装着してブーツバンド３２などの締結部材で固定した際の変形量が大きい。そこで、外径寸法Ｄ３を外径寸法Ｄ４よりも僅かに大きくすることによって、緊縛力を均一に保つ。従って、この場合の中間部材５０の外形は、真円では無く、オムスビ形状の様な略円筒形状になる。厚肉部６０の外径(最大)は、円弧状連結部６１の外径の１倍〜１．０５倍が望ましい。１．０５倍を越えると、円弧状連結部６１と厚肉部６０に掛かる緊縛力の不均一が発生する。なお、厚肉部６０の外形は、円筒であっても良いし、中央部分が厚くて両端部（円弧状連結部６１との接合部）が薄い凸状であっても良い。
【００４７】
本発明の等速自在継手によれば、中間部材５０は、その厚肉部６０が外側継手部材１の小径部４ｂに嵌合し、その円弧状連結部６１が大径部４ａの周方向凹部３６に嵌合するので、外側継手部材１のマウス部４のブーツ装着部（開口端部）３１に安定して装着できる。また、中間部材５０の外周面が円筒面形状とされた短円筒形状体であるので、この中間部材５０に、短円筒部とされたブーツ３０の大径取付部３０ａを外嵌させることによって、大径取付部３０ａの内周面と中間部材５０の外周面とを密接させることができる。しかも、中間部材５０には、大径部４ａの周方向凸部３５に対応する部位にはこの周方向凸部３５が嵌合する切欠部６２が形成されているので、中間部材５０にブーツ３０の大径取付部３０ａを外嵌させた状態で、ブーツ３０の大径取付部３０ａの内周面を周方向凸部３５に接触させることができ、さらにはこの状態では、円弧状連結部６１が大径部４ａの周方向凹部３６に嵌合している。このため、ブーツ３０が装着された状態であっても、最大外径を小さく抑えることができる。
【００４８】
このように、本発明では、最外径を最小限に抑えた上で、大径取付部３０ａが円筒形状をした熱可塑性エラストマー製ブーツ３０を等速自在継手の外側継手部材１に装着することができる。このため、外側継手部材１に対するブーツ３０の大径取付部３０ａの装着性、位置決め安定性を向上させ、かつ、安定したシール性を確保することを容易にする。そして、熱可塑性エラストマー製ブーツ３０を適用できることにより、クロロプレンラバー製ブーツに比べて耐久性が向上し、ブーツ性能の信頼性が向上する。特に、ブーツ材質として、ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータによる硬さが３５以上５０以下である熱可塑性ポリエステル系エラストマーを使用することによって、ブーツ３０は、疲労性や摩耗性、高速回転性（回転時振れ廻り性）に優れ、ブーツ３０として安定した機能を長期にわたって発揮することができる。なお、ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータによる硬さが３５未満の場合や、５０を超える場合は、疲労性や摩耗性にあまり優れるものではない。
【００４９】
大径取付部３０ａの周方向膨出部４２が、周方向溝５３と周方向溝５４とで構成される周方向嵌合溝５５に嵌合することになるので、安定した装着状態を維持でき、回転時等において、装着されたブーツが外れにくく、継手内部に封入されたグリースの漏れ防止や継手内部への塵埃等の異物侵入を防止できる。
【００５０】
外側継手部材１のマウス部開口部端部には、テーパ面３８ａが形成されているので、外側継手部材１の旋削加工効率を向上させると同時に、ブーツ３０の大径取付部３０ａの外側継手部材１のブーツ装着部３１への装着性の向上を図ることができる。この場合、テーパ面３８ａのテーパ角θが６０°を超えると、ブーツ装着性が阻害され、テーパ角θが２５°未満では、外側継手部材１の軸方向長さが大となり、スペース効率や強度上好ましくない。
【００５１】
ところで、中間部材５０においては、図９と図１０に示すように、その内周面に一対の周方向内凸条６５，６６を周方向全周にわたって設けるようにしてもよい。この場合の各周方向内凸条６５，６６はその断面形状が三角形状とされている。また、厚肉部６０の内周面には、前記周方向内凸条６５，６６と相違する円弧状の周方向内凸条６７を設けるようにしてもよい。この周方向内凸条６７もその断面形状が三角形状とされる。
【００５２】
また、中間部材５０の外周面に周方向外凸条７０を周方向全周にわたって設けるようにしてもよい。また、厚肉部６０の外周面には、前記周方向外凸条７０と相違する円弧状の周方向外凸条７１を設けるようにしてもよい。周方向外凸条７０を、周方向内凸条６５，６６の間の中間部に対応する位置に設けるのが好ましい。このように設けることによって、中間部材５０は、外周側と内周側とで安定した密着性を発揮する。なお、この実施形態では、周方向外凸条７０，７１はその断面形状を三角形状としている。
【００５３】
このように、周方向内凸条６５，６６、６７等を設けた場合、装着した際に、周方向内凸条６５，６６、６７が圧潰状となって、中間部材５０と外側継手部材１との間のシール性が向上する。また、周方向外凸条７０，７１を設けた場合、装着した際に、周方向外凸条７０，７１が圧潰状となって、中間部材５０とブーツ３０の大径取付部３０ａとの間のシール性が向上する。なお、周方向内凸条６７は、外側継手部材１の周方向凸部３５に対応する位置に設けるのが好ましく、このように設定することによって、ブーツバンド３２を締結した際の緊縛力の不均一を防止できる。
【００５４】
各周方向内凸条６５，６６、６７及び各周方向外凸条７０、７１は、その断面形状が三角形状に限るものではなく、例えば、半円、半楕円、矩形等の種々の形状のものを採用することができる。この場合、シール性を考慮することによって、図例のように断面形状が三角形状であるのが好ましい。
【００５５】
周方向内凸条６５，６６、６７及び各周方向外凸条７０、７１の高さ寸法Ｔ(図１１や図１２参照)としては、０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。０．３ｍｍ未満ではこの凸条の効果（シール性向上効果）が得られにくく、１ｍｍを超えれば、相手面との密着性が低下したり、ブーツバンド３２を締結した際の緊縛力の不均一が発生しやくなる。
【００５６】
また、図１１に示すように、外側継手部材１の周方向凹部３６に対応する周方向内凸条６５，６６は、中間部材５０の円弧状連結部６１と厚肉部６０との接合部においては、凹円弧状部７５が形成されている。外側継手部材１の大径部４ａと小径部４ｂとの境界部（前記凹円弧状部に対応する境界部）がエッジ部７６とされている。
【００５７】
このため、中間部材５０を外側継手部材１に装着した際には、図１２に示すように、外側継手部材１の境界部（エッジ部）７６が中間部材５０の凹円弧状部７５に食い込むことになる。これによって、シール性の向上を達成できる。中間部材５０の凹円弧状部７５の曲率半径（Ｒ寸法）としては、大きすぎると、その中央部が担ぐことで空間が生じ、シール性を低下させることになる。逆に曲率半径（Ｒ寸法）が小さすぎると、エッジ部７６の食い込み性が低下することになる。このため、この曲率半径（Ｒ寸法）はＲ０．５ｍｍ〜Ｒ５ｍｍ程度が好ましい。
【００５８】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、各周方向内凸条６５，６６、６７や各周方向外凸条７０、７１を設ける場合、その断面形状が三角形状に限るものではなく、半円、半楕円、矩形等の種々の形状のものを採用することができる。しかしながら、シール性を考慮することによって、図例のように断面形状が三角形状であるのが好ましい。また、三角形状とする場合、正三角形であっても、二等辺三角形であってもよい。周方向内凸条６５，６６、６７や周方向外凸条７０、７１の数も図例のものに限らず、任意に設定できる。
【００５９】
等速自在継手としては、前記実施形態では、シングルローラタイプのトリポード型等速自在継手であったが、ダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手であってもよい。また、トリポード型等速自在継手以外の摺動式等速自在継手であっても、さらには、固定式等速自在継手であってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ 外側継手部材
２ トリポード部材(内側継手部材)
３ トルク伝達部材
４ マウス部
４ｂ 小径部
４ａ 大径部
１０ シャフト
１２ 小内径部
１３ 大内径部
３０ ブーツ
３１ ブーツ装着部
３２ ブーツバンド(締付用バンド)
３５ 周方向凸部
３６ 周方向凹部
４０ 周方向凹溝
５３、５４ 周方向溝
５５ 周方向嵌合溝
６０ 厚肉部
６１ 円弧状連結部（薄肉連結部）
６２ 切欠部
６５，６６ 周方向内凸条
６７ 周方向内凸条
７０，７１ 周方向外凸条
７５ 凹円弧状部(境界部)
７６ エッジ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速自在継手に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車や各種産業機械等の動力伝達装置に使用される等速自在継手には、継手内部に封入されたグリースの漏れ防止や継手内部への塵埃等の異物侵入防止を目的に、ブーツが装着される。ブーツは、一般的には、等速自在継手の外側継手部材の開口部に装着される大径取付部と、等速自在継手の内側継手部材に連結されたシャフトに装着される小径取付
部と、大径取付部と小径取付部とを連結する屈曲部（蛇腹部）とで構成される。
【０００３】
等速自在継手として、θ＝４５〜５０ｄｅｇ程度の大きな作動角を取ることができる固定式等速自在継手（例えば、ツェッパ型、バーフィールド型等）や、作動角はそれ程大きくとることができないが、外側継手部材の軸線方向にスライドすることができる摺動式等速自在継手（例えば、ダブルオフセット型、トリポード型、クロスグルーブ型等）がある。そして、外側継手部材としては、ブーツが装着（外嵌固定）される開口部の外径面形状が、円筒面形状や非円筒面形状のものがある。
【０００４】
そして、この種のブーツには、樹脂製ブーツ（熱可塑性エラストマー製ブーツ）やゴム製ブーツ（クロロプレンラバー製ブーツ）等がある。
【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。このため、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。
【０００６】
外側継手部材の開口部の外周面形状が、非円筒面形状である場合、そこに装着するブーツの大径取付部の内周面は、前記外周面形状に沿った非円筒形状に成形する必要がある。しかしながら、熱可塑性エラストマー製ブーツでは、厚肉部と薄肉部から成る非円筒形状の成形には比較的高度な成形技術を要するため、外側継手部材の輪郭が非円筒形状である等速自在継手への使用は円筒形状のものに比べて展開が遅れている。
【０００７】
そこで、従来には、非円筒形状の開口部に介在部材（中間部材）を外嵌し、この中間部材に、ブーツの大径取付部を外嵌固定するようにしたものが考案されている（特許文献１〜特許文献３）。
【０００８】
すなわち、中間部材としては、外周面が円筒面とされ、内周面に、外側継手部材の非円筒面形状部の凹部に嵌合する内方膨出部を形成したリング体からなる。このため、等速自在継手の外側継手部材の開口部にこのような中間部材を嵌着（外嵌）することによって、円筒形状の大径取付部を有するブーツをそのまま用いることができる。すなわち、熱可塑性エラストマー製ブーツを非円筒形状の開口部に対応する形状とする必要がなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−２４０９６２号公報
【特許文献２】特開２００５−２２１０７８号公報
【特許文献３】特開２００７−１２０５８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、前記のような中間部材を用いれば、中間部材はリング体であるため、このような中間部材にブーツの大径取付部を外嵌すれば、この外側継手部材への装着部の外径寸法が大きくなって必然的に最外径の大型化を招くことになる。
【００１１】
そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、最外径の大型化を抑えることができ、しかも、ブーツの大径取付部を円筒形状とした熱可塑性エラストマー製ブーツを用いることができて、耐久性及びシール性に優れた等速自在継手を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の等速自在継手は、外側継手部材と、この外側継手部材に収容される内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在されるトルク伝達部材とを備え、前記外側継手部材は、前記内側継手部材が収容されるマウス部を有し、このマウス部は、横断面で見ると、大径部と小径部が交互に現れる非円筒形状であり、マウス部開口部において、中間部材を介して熱可塑性ポリエステル系エラストマーからなるブーツが外嵌固定される等速自在継手であって、前記外側継手部材のマウス部開口部においては、大径部では、開口端側の周方向凸部とこの周方向凸部よりも継手奥側の周方向凹部とが形成され、前記中間部材は、マウス部開口部に外嵌された際に、前記小径部に嵌合する厚肉部と、前記大径部の周方向凹部に嵌合して周方向に隣り合う厚肉部を連結する円弧状連結部とを有し、前記大径部の周方向凸部に対応する部位にはこの周方向凸部が嵌合する切欠部が形成されて、前記ブーツをこの中間部材に外嵌した状態で、前記切欠部を介してブーツの大径取付部の内周面が前記周方向凸部に接触するものである。
【００１３】
本発明の等速自在継手によれば、中間部材は、その厚肉部が外側継手部材の小径部に嵌合し、その円弧状連結部が大径部の周方向凹部に嵌合するので、外側継手部材のマウス部のブーツ装着部（開口端部）に安定して装着できる。また、中間部材の外周面が円筒面形状とされた短円筒形状体であるので、この中間部材に、短円筒部とされたブーツの大径取付部を外嵌させることによって、大径取付部の内周面と中間部材の外周面とを密接させることができる。しかも、中間部材には、大径部の周方向凸部に対応する部位にはこの周方向凸部が嵌合する切欠部が形成されているので、中間部材にブーツの大径取付部を外嵌させた状態で、大径取付部の内周面を周方向凸部に接触させることができ、さらにはこの状態では、円弧状連結部が大径部の周方向凹部に嵌合している。このため、ブーツが装着された状態であっても、最外径を小さく抑えることができる。
【００１４】
前記中間部材をマウス部開口部に外嵌した状態において、中間部材の外周面の外径寸法が前記大径部の周方向凸部の外径寸法と同一乃至前記大径部の周方向凸部の外径寸法よりも僅かに大きく設定できる。このように設定することによって、ブーツバンドにてブーツの大径取付部を締め付けた際に、緊縛力を安定させることができる。
【００１５】
前記中間部材をマウス部開口部に外嵌した状態において、中間部材の厚肉部の外径寸法が、中間部材の円弧状連結部の外径寸法よりも僅かに大きいものであってもよい。このように設定することによって、ブーツバンドにてブーツの大径取付部を締め付けた際、この厚肉部の変形量が大となるため、緊縛力を安定させることができる。
【００１６】
中間部材の内周面に前記周方向凹溝の底面に圧接する周方向内凸条を少なくとも１つ設けたものであっても、中間部材の外周面にブーツの大径取付部の内周面に圧接する周方向外凸条を少なくとも１つ設けたものであってもよい。
【００１７】
また、前記周方向凹溝の底面に圧接する２つの周方向内凸条を中間部材の内周面に軸方向に所定間隔で設けるとともに、中間部材の外周面に１つの周方向外凸条を前記２つの周方向内凸条の中間部位に対応する部位に設けたものであってもよい。前記周方向内凸条および前記周方向外凸条は、外側継手部材の円周方向に連続した凸条とする。さらには、中間部材の厚肉部の内周面における外側継手部材の周方向凸部の軸方向対応部位に周方向内凸条を設けてもよい。この周方向内凸部は、円周方向に不連続である。
【００１８】
ブーツの大径取付部には、その外周面にブーツバンドが装着される周方向凹溝が形成されるとともに、その内周面の前記周方向凹溝の軸方向中間対応部に周方向膨出部が形成され、前記外側継手部材の周方向凸部と前記中間部材の円弧状連結部との間に第１周方向溝が形成されるとともに、中間部材の厚肉部の外周面における前記第１周方向溝の軸方向対応位置に第２周方向溝が形成され、第１周方向溝と第２周方向溝とが周方向に連続する周方向嵌合溝を構成し、この周方向嵌合溝に前記ブーツの大径取付部の周方向膨出部が嵌合するものであることが好ましい。この際、中間部材の厚肉部の外周面の縦断面形状と、前記外側継手部材の周方向凸部乃至中間部材の円弧状連結部の外周面の縦断面形状とが略同一形状であるようにできる。
【００１９】
前記外側継手部材の大径部の周方向凹部と小径部とはエッジ部を介して接合され、中間部材が装着された状態で、前記エッジ部がこの中間部材における円弧状連結部と厚肉部との境界部に食い込むのが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明では、最外径を最小限に抑えた上で、ブーツの大径取付部が円筒形状をした熱可塑性エラストマー製ブーツを等速自在継手の外側継手部材に装着することができる。このため、外側継手部材に対するブーツの大径取付部の装着性、位置決め安定性を向上させ、かつ、安定したシール性を確保することを容易にする。そして、熱可塑性エラストマー製ブーツを適用できることにより、クロロプレンラバー製ブーツに比べて耐久性が向上し、ブーツ性能の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態を示す等速自在継手の縦断面図である。
【図２】前記図１に示す等速自在継手の横断面図である。
【図３】前記図１に示す等速自在継手の外側継手部材の縦断面図である。
【図４】前記図１のＸ−Ｘ線断面図である。
【図５】前記図１のＹ−Ｙ線断面図である。
【図６】前記図１に示す等速自在継手に用いる中間部材を示し、（ａ）は正面図であり、（ｂ）は側面図である。
【図７】前記図１に示す等速自在継手の要部拡大断面図である。
【図８】前記図１に示す等速自在継手の図７とは相違する部位の要部拡大断面図である。
【図９】前記図１に示す等速自在継手に用いる中間部材の要部拡大断面図である。
【図１０】前記図１に示す等速自在継手に用いる中間部材の図９とは相違する部位の要部拡大断面図である。
【図１１】前記図１に示す中間部材の装着前の要部拡大横断面図である。
【図１２】前記図１に示す中間部材の装着後の要部拡大横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の実施形態を図面に従って説明する。
【００２３】
図１と図２は本発明に係るトリポード型等速自在継手を示し、トリポード型等速自在継手は、外側継手部材１と、内側継手部材としてのトリポード部材２と、トルク伝達部材３とを備える。
【００２４】
外側継手部材１は一端にて開口したカップ状のマウス部４と、マウス部４の底壁から突設されるステム部５を有し、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６が形成してある。マウス部４は、横断面で見ると、大径部４ａと小径部４ｂが交互に現れる非円筒形状である。すなわち、マウス部４は、大径部４ａと小径部４ｂとを形成することによって、その内周面に、軸方向に延びる３本の前記トラック溝６が形成される。
【００２５】
各トラック溝６の円周方向で向き合った側壁にローラ案内面（ローラ摺接面）７、７が形成される。また、内周面においては、円周方向に交互に現れる小内径部１２と大内径部１３をローラ案内面７で接続した３弁の花冠状を呈している。すなわち、外側継手部材１は、円周方向に向き合ったローラ案内面７と両ローラ案内面７，７間に設けられた大内径部１３からなるトラック溝６が内周の三箇所に形成されるものである。
【００２６】
トリポード部材２はボス８と脚軸９とを備える。ボス８にはシャフト１０とトルク伝達可能に結合する雌スプライン１１が形成してある。脚軸９はボス８の円周方向三等分位置から半径方向に突出している。
【００２７】
各脚軸９は、円筒形外周面１４と、軸端付近に形成された環状の輪溝１６を備えている。脚軸９の外周に複数の針状ころ１７を介して回転自在にトルク伝達部材３を構成するローラ部材２０を外嵌している。脚軸９の円筒形外周面１４は針状ころ１７の内側軌道面を提供する。ローラ部材２０の内周面は円筒形で、針状ころ１７の外側軌道面を提供する。
【００２８】
針状ころ１７は脚軸９の半径方向で見た外側の端面にてアウタ・ワッシャ２１と接し、反対側の端面にてインナ・ワッシャ２２と接している。アウタ・ワッシャ２１は輪溝１６に装着されたサークリップ２３によって軸方向移動を規制されているため、結局、針状ころ１７も軸方向移動を規制される。
【００２９】
トリポード部材２の雌スプライン１１には、シャフト（軸部材）１０の端部雄スプライン２５が嵌入され、この雌スプライン１１と端部雄スプライン２５とが嵌合する。また、端部雄スプライン２５の先端部及び基端部には、抜け止め用の止め輪２６が装着されている。
【００３０】
ところで、外側継手部材１の開口部はブーツ３０によって密封される。そのため、外側継手部材１の外周面の開口部側（マウス部４の開口部）には、ブーツ装着部３１が形成される。そして、このブーツ装着部３１に、後述する中間部材５０を介してブーツ３０が外嵌され、ブーツバンド３２にて締め付けることになる。
【００３１】
ブーツ３０は、大径部取付部３０ａと、小径取付部３０ｂと、大径取付部３０ａと小径取付部３０ｂとを連結する屈曲及び伸縮が可能な蛇腹部（連結部）３０ｃとからなる。このブーツ３０の材質に、ＪＩＳ Ｋ ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータによる硬さが３５以上５０以下である熱可塑性ポリエステル系エラストマーを用いている。熱可塑性ポリエステル系エラストマーは、加硫ゴムのような非常に柔軟な材料と、熱可塑性樹脂のような高剛性な材料との中間の弾性率を持つ材料である。この熱可塑性ポリエステル系エラストマーは、加硫ゴムと熱可塑性樹脂の両者の特徴を有し、変形を受けても、元の形状に復元するゴム弾性、加硫ゴムより高い機械的強度、一般的な熱可塑性樹脂に適用される成形加工法が適用できる熱可塑性などの特徴を示す材料である。
【００３２】
ところで、外側継手部材１のマウス部開口部外周面においては、大径部４ａでは、図３と図７等に示すように、開口端側の周方向凸部３５とこの周方向凸部３５よりも継手奥側の周方向凹部３６とが形成されて、前記ブーツ装着部３１が構成される。
【００３３】
この場合、大径部４ａの開口端外径側に、図７に示すように、テーパ面(傾斜面)３８ａとアール部３８ｂとからなる面取部３８が形成され、また、大径部４ａの開口端側外周面に、周方向凹部３６が形成され、この周方向凹部３６と面取部３８との間に周方向凸部３５が形成される。周方向凹部３６は、所定深さをなす底面３７と、開口側のテーパ部３６ｂと、継手奥側のテーパ面３６ｃとからなる。このため、周方向凸部３５は、縦断面形状が台形状とされる。テーパ面３８ａのテーパ角θ（継手軸線に対する傾斜角度）として、２５°以上６０°以下に設定するのが好ましく、さらには、２５°以上４５°以下に設定するのが好ましい。また、小径部４ｂでは、周方向全範囲が縦断面直線状をなし、横断面形状では円弧形状をなす。
【００３４】
ブーツ３０の大径取付部３０ａは短円筒形状をなし、図１と図７に示すように、その外周面にブーツバンド３２が装着される周方向凹溝４０が形成される。大径取付部３０ａの内周面には、その軸方向中間対応部に周方向膨出部４２が形成されている。
【００３５】
ブーツ３０の小径取付部３０ｂは短円筒形状をなし、図１に示すように、その外周面にブーツバンド３２が装着される周方向凹溝４３が形成される。小径取付部３０ｂの内周面には、その軸方向中間対応部に周方向膨出部４４が形成されている。また、この小径取付部３０ｂはシャフト（軸部材）１０のブーツ装着部４５に外嵌される。ブーツ装着部４５は、周方向凹溝４６と、この周方向凹溝４６の両端部に設けられる周方向凸条４７，４７とを備える。このため、小径取付部３０ｂをシャフト（軸部材）１０のブーツ装着部４５に外嵌した状態で、周方向凹溝４３にブーツバンド３２を装着して、このブーツバンド３２を締め付ければ、周方向凹溝４６に周方向膨出部４４が嵌合するとともに、周方向凸条４７，４７が小径取付部３０ｂの内径面に食い込むことになって、小径取付部３０ｂはブーツ装着部４５に固定される。
【００３６】
ところで、大径取付部３０ａ側では、この大径取付部３０ａに中間部材５０が内嵌された状態で外側継手部材１のブーツ装着部３１に装着されることになる。中間部材５０は、樹脂やゴム熱可塑性エラストマーを用いることができる。すなわち、ブーツに必要な疲労性や摩耗性、低温性などの性能を保持していなくても使用可能なため、任意の材料を選択することができる。勿論、ブーツに使用可能な材料を選択しても良い。なお、中間部材５０は、一体に成形されたものであっても良いし、円周方向に分割された形態のものを組み合わせて適用しても良い。例えば、外側継手部材１のブーツ装着部３１に中間部材５０を装着する際に、装着するための変形を許容できない材料を選択した場合は、円周方向に分割された形態の中間部材５０を適用すると良い。
【００３７】
中間部材５０は、図６に示すように、薄肉の円弧状連結部６１を含むリング部５０ａと、周方向に沿って１２０°ピッチで配設される突出部５０ｂとからなる。この場合、リング部５０ａの一方の軸方向端部にテーパ部５１ａが形成され、この軸方向端面に前記突出部５０ｂが連設されている。突出部５０ｂは、その内周面は、外側継手部材１の小径部４ｂに嵌合する円弧形状とされ、その外周面は、外端側の第１テーパ円弧部５２ａと、この第１テーパ円弧部５２ａに連設される第１円弧面部５２ｂと、第１円弧面部５２ｂを介して第１テーパ円弧部５２ａと反対側に第２テーパ円弧部５２ｃと、この第２テーパ円弧部５２ｃと前記テーパ部５１ａとの間の第２円弧面部５２ｄとが形成される。また、第１テーパ円弧部５２ａと突出部５０ｂの外端面とのコーナ部にアール部５２ｅ（図８等参照）が形成されている。
【００３８】
このように構成された中間部材５０を、外側継手部材１のブーツ装着部３１に装着（外嵌）すれば、各突出部５０ｂは各小径部４ｂに嵌合することになる。また、図７に示すように、大径部４ａにおいては、リング部５０ａの円弧状連結部６１が周方向凹部３６に嵌合する。この際、リング部５０ａの円弧状連結部６１は、他方の軸方向端部には、図７に示すように、テーパ部５１ｂが形成され、このテーパ部５１ｂが周方向凹部３６のテーパ面３６ｃに密接する。また、このリング部５０ａの円弧状連結部６１と、周方向凸部３５との間に周方向溝５３が形成される。すなわち、テーパ部３６ｂと底面３７とテーパ部５１ａとで、この周方向溝５３が形成される。
【００３９】
中間部材５０が外側継手部材１のブーツ装着部３１に装着された状態では、小径部４ｂにおいては、図８に示すように、第２テーパ円弧部５２ｃと第２円弧面部５２ｄとテーパ部５１ａとで、周方向溝５４が形成される。そして、この周方向溝５４と前記周方向溝５３とが周方向に連続する周方向嵌合溝５５を構成する。このように、中間部材５０は、突出部５０ｂと、これに軸方向に対応するリング部５０ａの一部とで、マウス部開口部に外嵌された際に小径部４ｂに嵌合する厚肉部６０を形成する。また、リング部５０ａにおいて厚肉部６０間が、大径部４ａの周方向凹部３６に嵌合して周方向に隣り合う厚肉部を連結される円弧状連結部６１を形成することになる。このため、周方向に隣合う突出部５０ｂ間においては、継手開口側には部材がないことになる。中間部材５０が外側継手部材１のブーツ装着部３１に装着された状態では、外側継手部材１の周方向凸部３５が嵌合する切欠部６２が設けられることになる。
【００４０】
この場合、中間部材５０の厚肉部６０の外周面の縦断面形状と、周方向凸部３５乃至中間部材５０の円弧状連結部６１の連続する外周面の縦断面形状とが略同一形状であるように設定できる。
【００４１】
このように、構成された中間部材５０が外側継手部材１のブーツ装着部３１に装着された状態で、ブーツ３０の大径取付部３０ａをこの中間部材５０に外嵌すれば、大径取付部３０ａの周方向膨出部４２が、周方向溝５３と周方向溝５４とで構成される周方向嵌合溝５５に嵌合することになる。
【００４２】
この場合、中間部材５０をマウス部開口部に外嵌した状態において、中間部材５０の外周面の外径寸法Ｄ１（図５参照）が大径取付部４ａの周方向凸部３５の外径寸法Ｄ２(図７参照)と同一乃至前記大径部４ａの周方向凸部３５の外径寸法Ｄ２よりも僅かに大きいように設定している。この場合、中間部材５０の厚肉部６０の外径寸法Ｄ３(図５参照)と中間部材５０の円弧状連結部６１の外径寸法Ｄ４(図５参照)とを同一に設定している。
【００４３】
また、中間部材５０をマウス部開口部に外嵌した状態において、中間部材５０の厚肉部６０の外径寸法Ｄ３が、中間部材５０の円弧状連結部６１の外径寸法Ｄ４よりも僅かに大きいように設定してもよい。
【００４４】
ブーツ３０の大径取付部３０ａが外嵌された状態では、大径取付部３０ａの内周面と中間部材５０の円弧状連結部６１の外周面とが直接的に接触することになる。このため、この状態で、大径取付部３０ａの外周面の周方向凹溝４０にブーツバンド３２を締め付けると（縮径させると）、周方向膨出部４２が周方向嵌合溝５５に固定されるとともに、大径取付部３０ａの内周面が中間部材５０の円弧状連結部６１の外周面に密着（圧接）する。このため、ブーツ３０の大径取付部３０ａは、中間部材５０を介して外側継手部材１のブーツ装着部３１に安定した状態で固定されることになる。
【００４５】
外側継手部材１は鉄などの金属製であり、中間部材５０は、樹脂やゴムや熱可塑性エラストマー等であることから中間部材５０の変形量が大きくなる。このため、ブーツ３０を装着してブーツバンド３２などの締結部材で固定する際に、中間部材５０の外周面の外径寸法Ｄ１が大径部４ａの周方向凸部３５の外径寸法Ｄ２と同一乃至前記大径部４ａの周方向凸部３５の外径寸法Ｄ２よりも僅かに大きいように設定した。すなわち、中間部材５０の外周面の外径は、外側継手部材１の周方向凸部３５の外径の１倍〜１．０２倍が望ましい。
【００４６】
また、中間部材５０の円弧状連結部６１より厚肉部６０の方がブーツ３０を装着してブーツバンド３２などの締結部材で固定した際の変形量が大きい。そこで、外径寸法Ｄ３を外径寸法Ｄ４よりも僅かに大きくすることによって、緊縛力を均一に保つ。従って、この場合の中間部材５０の外形は、真円では無く、オムスビ形状の様な略円筒形状になる。厚肉部６０の外径(最大)は、円弧状連結部６１の外径の１倍〜１．０５倍が望ましい。１．０５倍を越えると、円弧状連結部６１と厚肉部６０に掛かる緊縛力の不均一が発生する。なお、厚肉部６０の外形は、円筒であっても良いし、中央部分が厚くて両端部（円弧状連結部６１との接合部）が薄い凸状であっても良い。
【００４７】
本発明の等速自在継手によれば、中間部材５０は、その厚肉部６０が外側継手部材１の小径部４ｂに嵌合し、その円弧状連結部６１が大径部４ａの周方向凹部３６に嵌合するので、外側継手部材１のマウス部４のブーツ装着部（開口端部）３１に安定して装着できる。また、中間部材５０の外周面が円筒面形状とされた短円筒形状体であるので、この中間部材５０に、短円筒部とされたブーツ３０の大径取付部３０ａを外嵌させることによって、大径取付部３０ａの内周面と中間部材５０の外周面とを密接させることができる。しかも、中間部材５０には、大径部４ａの周方向凸部３５に対応する部位にはこの周方向凸部３５が嵌合する切欠部６２が形成されているので、中間部材５０にブーツ３０の大径取付部３０ａを外嵌させた状態で、ブーツ３０の大径取付部３０ａの内周面を周方向凸部３５に接触させることができ、さらにはこの状態では、円弧状連結部６１が大径部４ａの周方向凹部３６に嵌合している。このため、ブーツ３０が装着された状態であっても、最大外径を小さく抑えることができる。
【００４８】
このように、本発明では、最外径を最小限に抑えた上で、大径取付部３０ａが円筒形状をした熱可塑性エラストマー製ブーツ３０を等速自在継手の外側継手部材１に装着することができる。このため、外側継手部材１に対するブーツ３０の大径取付部３０ａの装着性、位置決め安定性を向上させ、かつ、安定したシール性を確保することを容易にする。そして、熱可塑性エラストマー製ブーツ３０を適用できることにより、クロロプレンラバー製ブーツに比べて耐久性が向上し、ブーツ性能の信頼性が向上する。特に、ブーツ材質として、ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータによる硬さが３５以上５０以下である熱可塑性ポリエステル系エラストマーを使用することによって、ブーツ３０は、疲労性や摩耗性、高速回転性（回転時振れ廻り性）に優れ、ブーツ３０として安定した機能を長期にわたって発揮することができる。なお、ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータによる硬さが３５未満の場合や、５０を超える場合は、疲労性や摩耗性にあまり優れるものではない。
【００４９】
大径取付部３０ａの周方向膨出部４２が、周方向溝５３と周方向溝５４とで構成される周方向嵌合溝５５に嵌合することになるので、安定した装着状態を維持でき、回転時等において、装着されたブーツが外れにくく、継手内部に封入されたグリースの漏れ防止や継手内部への塵埃等の異物侵入を防止できる。
【００５０】
外側継手部材１のマウス部開口部端部には、テーパ面３８ａが形成されているので、外側継手部材１の旋削加工効率を向上させると同時に、ブーツ３０の大径取付部３０ａの外側継手部材１のブーツ装着部３１への装着性の向上を図ることができる。この場合、テーパ面３８ａのテーパ角θが６０°を超えると、ブーツ装着性が阻害され、テーパ角θが２５°未満では、外側継手部材１の軸方向長さが大となり、スペース効率や強度上好ましくない。
【００５１】
ところで、中間部材５０においては、図９と図１０に示すように、その内周面に一対の周方向内凸条６５，６６を周方向全周にわたって設けるようにしてもよい。この場合の各周方向内凸条６５，６６はその断面形状が三角形状とされている。また、厚肉部６０の内周面には、前記周方向内凸条６５，６６と相違する円弧状の周方向内凸条６７を設けるようにしてもよい。この周方向内凸条６７もその断面形状が三角形状とされる。
【００５２】
また、中間部材５０の外周面に周方向外凸条７０を周方向全周にわたって設けるようにしてもよい。また、厚肉部６０の外周面には、前記周方向外凸条７０と相違する円弧状の周方向外凸条７１を設けるようにしてもよい。周方向外凸条７０を、周方向内凸条６５，６６の間の中間部に対応する位置に設けるのが好ましい。このように設けることによって、中間部材５０は、外周側と内周側とで安定した密着性を発揮する。なお、この実施形態では、周方向外凸条７０，７１はその断面形状を三角形状としている。
【００５３】
このように、周方向内凸条６５，６６、６７等を設けた場合、装着した際に、周方向内凸条６５，６６、６７が圧潰状となって、中間部材５０と外側継手部材１との間のシール性が向上する。また、周方向外凸条７０，７１を設けた場合、装着した際に、周方向外凸条７０，７１が圧潰状となって、中間部材５０とブーツ３０の大径取付部３０ａとの間のシール性が向上する。なお、周方向内凸条６７は、外側継手部材１の周方向凸部３５に対応する位置に設けるのが好ましく、このように設定することによって、ブーツバンド３２を締結した際の緊縛力の不均一を防止できる。
【００５４】
各周方向内凸条６５，６６、６７及び各周方向外凸条７０、７１は、その断面形状が三角形状に限るものではなく、例えば、半円、半楕円、矩形等の種々の形状のものを採用することができる。この場合、シール性を考慮することによって、図例のように断面形状が三角形状であるのが好ましい。
【００５５】
周方向内凸条６５，６６、６７及び各周方向外凸条７０、７１の高さ寸法Ｔ(図１１や図１２参照)としては、０．３ｍｍ以上１ｍｍ以下が好ましい。０．３ｍｍ未満ではこの凸条の効果（シール性向上効果）が得られにくく、１ｍｍを超えれば、相手面との密着性が低下したり、ブーツバンド３２を締結した際の緊縛力の不均一が発生しやくなる。
【００５６】
また、図１１に示すように、外側継手部材１の周方向凹部３６に対応する周方向内凸条６５，６６は、中間部材５０の円弧状連結部６１と厚肉部６０との接合部においては、凹円弧状部７５が形成されている。外側継手部材１の大径部４ａと小径部４ｂとの境界部（前記凹円弧状部に対応する境界部）がエッジ部７６とされている。
【００５７】
このため、中間部材５０を外側継手部材１に装着した際には、図１２に示すように、外側継手部材１の境界部（エッジ部）７６が中間部材５０の凹円弧状部７５に食い込むことになる。これによって、シール性の向上を達成できる。中間部材５０の凹円弧状部７５の曲率半径（Ｒ寸法）としては、大きすぎると、その中央部が担ぐことで空間が生じ、シール性を低下させることになる。逆に曲率半径（Ｒ寸法）が小さすぎると、エッジ部７６の食い込み性が低下することになる。このため、この曲率半径（Ｒ寸法）はＲ０．５ｍｍ〜Ｒ５ｍｍ程度が好ましい。
【００５８】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、各周方向内凸条６５，６６、６７や各周方向外凸条７０、７１を設ける場合、その断面形状が三角形状に限るものではなく、半円、半楕円、矩形等の種々の形状のものを採用することができる。しかしながら、シール性を考慮することによって、図例のように断面形状が三角形状であるのが好ましい。また、三角形状とする場合、正三角形であっても、二等辺三角形であってもよい。周方向内凸条６５，６６、６７や周方向外凸条７０、７１の数も図例のものに限らず、任意に設定できる。
【００５９】
等速自在継手としては、前記実施形態では、シングルローラタイプのトリポード型等速自在継手であったが、ダブルローラタイプのトリポード型等速自在継手であってもよい。また、トリポード型等速自在継手以外の摺動式等速自在継手であっても、さらには、固定式等速自在継手であってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１ 外側継手部材
２ トリポード部材(内側継手部材)
３ トルク伝達部材
４ マウス部
４ｂ 小径部
４ａ 大径部
１０ シャフト
１２ 小内径部
１３ 大内径部
３０ ブーツ
３１ ブーツ装着部
３２ ブーツバンド(締付用バンド)
３５ 周方向凸部
３６ 周方向凹部
４０ 周方向凹溝
５３、５４ 周方向溝
５５ 周方向嵌合溝
６０ 厚肉部
６１ 円弧状連結部（薄肉連結部）
６２ 切欠部
６５，６６ 周方向内凸条
６７ 周方向内凸条
７０，７１ 周方向外凸条
７５ 凹円弧状部(境界部)
７６ エッジ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外側継手部材と、この外側継手部材に収容される内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在されるトルク伝達部材とを備え、前記外側継手部材は、前記内側継手部材が収容されるマウス部を有し、このマウス部は、横断面で見ると、大径部と小径部が交互に現れる非円筒形状であり、マウス部開口部において、中間部材を介して熱可塑性ポリエステル系エラストマーからなるブーツが外嵌固定される等速自在継手であって、
前記外側継手部材のマウス部開口部においては、大径部では、開口端側の周方向凸部とこの周方向凸部よりも継手奥側の周方向凹部とが形成され、前記中間部材は、マウス部開口部に外嵌された際に、前記小径部に嵌合する厚肉部と、前記大径部の周方向凹部に嵌合して周方向に隣り合う厚肉部を連結する円弧状連結部とを有し、前記大径部の周方向凸部に対応する部位にはこの周方向凸部が嵌合する切欠部が形成されて、前記ブーツをこの中間部材に外嵌した状態で、前記切欠部を介してブーツの外側継手部材装着部の内周面が、前記外側継手部材の前記周方向凸部に接触することを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記中間部材をマウス部開口部に外嵌した状態において、中間部材の外周面の外径寸法が前記大径部の周方向凸部の外径寸法と同一乃至前記大径部の周方向凸部の外径寸法よりも僅かに大きいことを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記中間部材をマウス部開口部に外嵌した状態において、中間部材の厚肉部の外径寸法が、中間部材の円弧状連結部の外径寸法よりも僅かに大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
中間部材の内周面に前記周方向凹溝の底面に圧接する周方向内凸条を少なくとも１つ設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
中間部材の外周面にブーツの外側継手部材装着部の内周面に圧接する周方向外凸条を少なくとも１つ設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記周方向凹溝の底面に圧接する２つの周方向内凸条を中間部材の内周面に軸方向に所定間隔で設けるとともに、中間部材の外周面に１つの周方向外凸条を前記２つの周方向内凸条の中間部位に対応する部位に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項７】
中間部材の厚肉部の内周面における周方向凸部の軸方向対応部位に周方向内凸条を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項８】
ブーツの外側継手部材装着部は、その外周面に締付用バンドが装着される周方向凹溝が形成されるとともに、その内周面の前記周方向凹溝の軸方向中間対応部に周方向膨出部が形成され、
前記外側継手部材側の周方向凸部と前記中間部材の円弧状連結部との間に第１周方向溝が形成されるとともに、中間部材の厚肉部の外周面における前記第１周方向溝の軸方向対応位置に第２周方向溝が形成され、第１周方向溝と第２周方向溝とが周方向に連続する周方向嵌合溝を構成し、この周方向嵌合溝に前記外側継手部材装着部の周方向膨出部が嵌合することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項９】
前記外側継手部材の大径部の周方向凹部と小径部とはエッジ部を介して接合され、中間部材が装着された状態で、前記エッジ部がこの中間部材における円弧状連結部と厚肉部との境界部に食い込むことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項１】
外側継手部材と、この外側継手部材に収容される内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在されるトルク伝達部材とを備え、前記外側継手部材は、前記内側継手部材が収容されるマウス部を有し、このマウス部は、横断面で見ると、大径部と小径部が交互に現れる非円筒形状であり、マウス部開口部において、中間部材を介して熱可塑性ポリエステル系エラストマーからなるブーツが外嵌固定される等速自在継手であって、
前記外側継手部材のマウス部開口部においては、大径部では、開口端側の周方向凸部とこの周方向凸部よりも継手奥側の周方向凹部とが形成され、前記中間部材は、マウス部開口部に外嵌された際に、前記小径部に嵌合する厚肉部と、前記大径部の周方向凹部に嵌合して周方向に隣り合う厚肉部を連結する円弧状連結部とを有し、前記大径部の周方向凸部に対応する部位にはこの周方向凸部が嵌合する切欠部が形成されて、前記ブーツをこの中間部材に外嵌した状態で、前記切欠部を介してブーツの外側継手部材装着部の内周面が、前記外側継手部材の前記周方向凸部に接触することを特徴とする等速自在継手。
【請求項２】
前記中間部材をマウス部開口部に外嵌した状態において、中間部材の外周面の外径寸法が前記大径部の周方向凸部の外径寸法と同一乃至前記大径部の周方向凸部の外径寸法よりも僅かに大きいことを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手。
【請求項３】
前記中間部材をマウス部開口部に外嵌した状態において、中間部材の厚肉部の外径寸法が、中間部材の円弧状連結部の外径寸法よりも僅かに大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手。
【請求項４】
中間部材の内周面に前記周方向凹溝の底面に圧接する周方向内凸条を少なくとも１つ設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項５】
中間部材の外周面にブーツの外側継手部材装着部の内周面に圧接する周方向外凸条を少なくとも１つ設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項６】
前記周方向凹溝の底面に圧接する２つの周方向内凸条を中間部材の内周面に軸方向に所定間隔で設けるとともに、中間部材の外周面に１つの周方向外凸条を前記２つの周方向内凸条の中間部位に対応する部位に設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項７】
中間部材の厚肉部の内周面における周方向凸部の軸方向対応部位に周方向内凸条を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項８】
ブーツの外側継手部材装着部は、その外周面に締付用バンドが装着される周方向凹溝が形成されるとともに、その内周面の前記周方向凹溝の軸方向中間対応部に周方向膨出部が形成され、
前記外側継手部材側の周方向凸部と前記中間部材の円弧状連結部との間に第１周方向溝が形成されるとともに、中間部材の厚肉部の外周面における前記第１周方向溝の軸方向対応位置に第２周方向溝が形成され、第１周方向溝と第２周方向溝とが周方向に連続する周方向嵌合溝を構成し、この周方向嵌合溝に前記外側継手部材装着部の周方向膨出部が嵌合することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の等速自在継手。
【請求項９】
前記外側継手部材の大径部の周方向凹部と小径部とはエッジ部を介して接合され、中間部材が装着された状態で、前記エッジ部がこの中間部材における円弧状連結部と厚肉部との境界部に食い込むことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１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１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−８７８８５（Ｐ２０１３−８７８８５Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２９７６５（Ｐ２０１１−２２９７６５）
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【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１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１９日（２０１１．１０．１９）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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