JP2005133803A - 自在継手用ブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】 自在継手用ブーツにおいて、ブーツの内部へのダスト、泥水等の侵入を防止するとともに、外部熱からのブーツの温度上昇による内圧の変化を確実に調整すること。
【解決手段】 ２つのシャフト１１、１２を連結する自在継手２０の接続空間５０を密封可能にするものであり、インナ２３への小径嵌合部６２を有してなる自在継手用ブーツ６０において、雰囲気温度の低温時には小径嵌合部６２をインナ２３に封着するとともに、高温時には小径嵌合部６２をインナ２３から離すことを可能にし、自在継手の接続空間を外部に連通する環状間隙６７をインナ２３との間に形成可能にする感熱体７０を有してなるもの。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プロペラシャフト等に用いて好適な自在継手用ブーツに関する。

従来の車両において、エンジンの出力を後輪に伝達するプロペラシャフトは軸方向に分割され、分割された前後２本のシャフトを自在継手で連結している。そして、自在継手の接続空間へのダスト、泥水等の侵入を防止するためのブーツを用い、ブーツの一端の大径取付部を一方のシャフト側の被取付部材に取付け、ブーツの他端の小径嵌合部を他方のシャフト側の被取付部材に取付けている。

従来の自在継手用ブーツでは、自在継手の発熱に基づく温度上昇によるブーツの内圧変化に起因して生ずるブーツの異常拡縮、破損を回避するため、特許文献１に記載の如く、ブーツの被取付部材への嵌合部にブーツの内外を連通させる溝状の内圧調整用通路を設けている。

従来の他の自在継手用ブーツでは、特許文献２に記載の如く、シャフトの回転の遠心力により、ブーツの嵌合部を被取付部材に固定してあるブーツバンドを伸びるようにし、高速回転時にのみ、ブーツの嵌合部と被取付部材の間に内圧調整用間隙を形成する。高回転時における自在継手の発熱に基づく温度上昇により昇圧したブーツの内圧を外方に解放し、低回転時には自在継手の接続空間へのダスト、泥水等の侵入を防止する。
特開平8-28704 実用2573377

特許文献１の自在継手用ブーツは、被取付部材へのブーツの嵌合部に設けられる溝状の内圧調整用通路が常時開き状態にあるから、車両の水没時等にブーツの内部（自在継手の接続空間）の温度低下により浸水を生ずるおそれがある。

特許文献２の自在継手用ブーツは、ブーツの嵌合部と被取付部材との間の内圧調整用間隙の開閉を、シャフトの回転の遠心力に起因するブーツバンドの伸縮により行なうものであり、シャフトの回転が前提になる。従って、シャフト回転が停止〜低回転時には、ブーツの内圧変化を適宜調整できない。例えば、自在継手に近接設置されているエンジンからの排気管の外部熱による自在継手の温度上昇により、ブーツの内圧が変化しても、シャフトが停止〜低回転である限りその内圧を調整できない。

本発明の課題は、自在継手用ブーツにおいて、ブーツの内部へのダスト、泥水等の侵入を防止するとともに、外部から熱影響によるブーツの温度上昇による内圧の変化も確実に調整することにある。

請求項１の発明は、２つのシャフトを連結する自在継手の接続空間を密封可能にするものであり、被取付部材への嵌合部を有してなる自在継手用ブーツにおいて、雰囲気温度の低温時には嵌合部を被取付部材に封着するとともに、高温時には嵌合部を被取付部材から離すことを可能にし、自在継手の接続空間を外部に連通する間隙を被取付部材との間に形成可能にする感熱体を有してなるようにしたものである。

請求項２の発明は、請求項１の発明において更に、前記感熱体がバイメタルからなるようにしたものである。

請求項３の発明は、請求項１の発明において更に、前記感熱体が形状記憶合金からなるようにしたものである。

請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記感熱体が嵌合部に被着されるようにしたものである。

請求項５の発明は、請求項４の発明において更に、前記感熱体がブーツバンドを兼ねるようにしたものである。

請求項６の発明は、請求項１〜３のいずれかの発明において更に、前記感熱体が嵌合部にインサートモールドされるようにしたものである。

（請求項１）
(a)ブーツに設けた感熱体が、シャフトの回転が停止〜低回転時等の自在継手、ブーツが低温状態にあるときには、嵌合部を被取付部材に封着させるから、ブーツの内部へのダスト、泥水等の侵入を防止できる。

シャフトの高回転に伴う自在継手の発熱時や、シャフトの回転が停止〜低回転であっても、自在継手に近接設置されているエンジンからの排気管等の外部熱により自在継手、ブーツが高温になると、感熱体が、嵌合部を被取付部材から離して内圧調整用の間隙を形成する。これにより、ブーツの温度上昇により昇圧したブーツの内圧を上記間隙から外方に解放し、ブーツの内圧変化を確実に調整できる。

（請求項２）
(b)低温時には縮径し、高温時には拡径するバイメタルにより、感熱体を簡易に構成できる。

（請求項３）
(c)低温時には縮径し、高温時には拡径する形状記憶合金により、感熱体を簡易に構成できる。

（請求項４）
(d)感熱体を嵌合部に被着したから、縮径する感熱体により嵌合部を周囲から被取付部材に締め込み、嵌合部を被取付部材に封着できる。また、感熱体が拡径したときには、ブーツの内圧により押し開かれる嵌合部が被取付部材から離れて内圧調整用の間隙を形成する。

（請求項５）
(e)感熱体がブーツバンドを兼ねるものとしたから、部品点数を削減できる。

（請求項６）
(f)感熱体を嵌合部にインサートモールドしたから、嵌合部を感熱体の拡縮に直に従動させることができ、感熱体が被取付部材に近寄る縮径時等には嵌合部と一体に確実に被取付部材に封着できるし、感熱体が被取付部材から離れる拡径時等には嵌合部と一体に遅れなく被取付部材から離して直ちに内圧調整用の間隙を形成できる。

感熱体を嵌合部にインサートモールドしたから、ブーツの製作性、組付性、使用上の耐久信頼性を向上できる。

図１は実施例１の自在継手用ブーツを示す断面図、図２は図１の要部を示し、（Ａ）は低温状態を示す断面図、（Ｂ）は高温状態を示す断面図、図３は感熱体を示す斜視図、図４は実施例２の自在継手用ブーツを示す断面図、図５は図４の要部を示し、（Ａ）は低温状態を示す断面図、（Ｂ）は高温状態を示す断面図である。

（実施例１）（図１〜図３）
図１は、エンジン側と後輪側の一方に接続される第１プロペラシャフト１１と、エンジン側と後輪側の他方に接続される第２プロペラシャフト１２を、等速自在継手（スライダブルジョイント）２０により連結した部分を示している。

自在継手２０は、第１プロペラシャフト１１に接続されたアウタ２１と、第２プロペラシャフト１２に接続されたシャフトスタブ２２の先端部に形成したインナ２３とを有し、インナ２３に設けたトリポード２３Ｂに装填したローラ２４をアウタ２１に設けた溝２１Ａに嵌入して構成される。

第２プロペラシャフト１２のシャフトスタブ２２は、センタベアリング２５を介して環状支持部材３０に回転自在に支持され、この環状支持部材３０は車体側に固着されたブラケット３１を介して弾性的に支持されている。

自在継手２０にあっては、環状支持部材３０に嵌合されたセンタベアリング２５をシャフトスタブ２２に装填し、この状態で、シャフトスタブ２２にストッパピース４０を圧入する。ストッパピース４０の後端部はセンタベアリング２５の前端面に衝合する。

ストッパピース４０は前端部の側に大径フランジ部４１と小径フランジ部４２を備える。ストッパピース４０の大径フランジ部４１は環状支持部材３０の前端開口を覆い、センタベアリング２５を収容している環状支持部材３０の内部への直接的な水の侵入を防止する。また、大径フランジ部４１と環状支持部材３０の隙間から侵入した水は、大径フランジ部４１と小径フランジ部４２の間の環状溝４３にガイドされて下方へ落下し、環状支持部材３０の内部への水の侵入を阻止する。

更に、自在継手２０にあっては、図２に示す如く、アウタ２１とインナ２３の接続空間（グリース充填室）５０を、金属薄板からなる概ね筒状のブーツアダプタ５１とゴム状弾性体からなるブーツ６０を用いて密封し、ローラ２４の摺動性、耐久性を向上するためのグリースをこの接続空間５０に封入する。ブーツ６０は、接続空間５０へのダスト、泥水等の侵入を防止する。

ブーツアダプタ５１は、アウタ２１の外周に設けたＯリング等のシール部材５２まわりに挿着されて加締固定される基部５１Ａと、基部５１Ａからブーツ６０を覆うようにインナ２３の軸方向に延在される先端部５１Ｂを有する。

ブーツ６０は、図２に示す如く、ゴム等の可撓制材料からなり、第１プロペラシャフト１１の側のブーツアダプタ５１の先端部５１Ｂに抱着されて加締固定される大円筒状の大径取付部６１と、第２プロペラシャフト１２の側のインナ２３の外周嵌着部２３Ａに嵌着され、後述する感熱体７０が兼ねるブーツバンド６５で該外周嵌着部２３Ａに固定的に取付けられる小円筒状の小径嵌合部６２を有する。更に、ブーツ６０は、大径取付部６１と小径嵌合部６２の間で略Ｕ字状断面をなし、接続空間５０の内方へ入る側に向けて屈曲する屈曲部６３を有する。

ブーツ６０は、小径嵌合部６２を、屈曲部６３に連なって外周嵌着部２３Ａに嵌着される嵌着筒部６２Ａと、嵌着筒部６２Ａから延在して自由端を形成し、インナ２３の外周に封着する封止筒部６２Ｂからなるものとする。小径嵌合部６２における嵌着筒部６２Ａの内周の周方向複数位置には、その軸方向に延在してブーツ６０の内部の接続空間５０を封止筒部６２Ｂの内周側に通気可能に連通させるための溝状連通路６４（通路６４は外周嵌着部２３Ａの側に設けても可）を設けている。嵌着筒部６２Ａに連なる封止筒部６２Ｂの基端側の内周はインナ２３の外周との間に常に環状間隙６６を形成し、封止筒部６２Ｂの先端側の内周は後述する如くに拡縮してインナ２３の外周に接離可能にされる。

ブーツ６０は、小径嵌合部６２の外周に感熱体７０を被着して備える。感熱体７０は、熱膨張率の高い金属からなる内筒材料の外周に、熱膨張率の低い金属からなる外筒材料を被せたバイメタル（又は後述する形状記憶合金でも可）からなり、図３に示す如く、周方向に連続する環状部７０Ａと、環状部７０Ａの一端側にくし歯状をなすように設けられた多数枚の舌片部７０Ｂを有して構成される。

感熱体７０の環状部７０Ａは、小径嵌合部６２の嵌着筒部６２Ａに被着されてブーツバンド６５を兼ねる。感熱体７０の舌片部７０Ｂは、小径嵌合部６２の封止筒部６２Ｂに被着され、(1)雰囲気温度の低温時にはインナ２３の外周に近寄るように縮径して封止筒部６２Ｂの先端内周をインナ２３の外周に封着させ、接続空間５０及び溝状連通路６４、環状間隙６６を外部に対して閉鎖し（図２（Ａ））、(2)高温時にはインナ２３の外周から離れるように拡径し、封止筒部６２Ｂの先端内周を接続空間５０の内圧により押し開いてインナ２３の外周から離すことを可能にし、接続空間５０及び溝状連通路６４、環状間隙６６を外部に連通する環状間隙６７（環状間隙６７はインナ２３の周方向に環状に連続することなく、周方向の一部にだけ形成されるものでも可）をインナ２３の外周との間に形成可能にする（図２（Ｂ））。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ブーツ６０に設けた感熱体７０が、シャフトの回転が停止〜低回転時等の自在継手２０、ブーツ６０が低温状態にあるときには縮径し、小径嵌合部６２をインナ２３の外周嵌着部２３Ａに封着させるから、ブーツ６０の内部へのダスト、泥水等の侵入を防止できる。

シャフトの高回転に伴う自在継手２０の発熱時や、シャフトの回転が停止〜低回転であっても、自在継手２０に近接設置されているエンジンからの排気管等の外部熱により自在継手２０、ブーツ６０が高温になると、感熱体７０が拡径し、小径嵌合部６２をインナ２３の外周嵌着部２３Ａから離して内圧調整用の環状間隙６７を形成する。これにより、ブーツ６０の温度上昇により昇圧したブーツ６０の内圧を上記環状間隙６７から外方に解放し、ブーツ６０の内圧変化を確実に調整できる。

(b)低温時には縮径し、高温時には拡径するバイメタルにより、感熱体７０を簡易に構成できる。

(c)感熱体７０を小径嵌合部６２に被着したから、縮径する感熱体７０により小径嵌合部６２を周囲からインナ２３の外周嵌着部２３Ａに締め込み、小径嵌合部６２をインナ２３の外周嵌着部２３Ａに封着できる。また、感熱体７０が拡径したときには、ブーツ６０の内圧により押し開かれる小径嵌合部６２がインナ２３の外周嵌着部２３Ａから離れて内圧調整用の間隙６７を形成する。

(d)感熱体７０がブーツバンド６５を兼ねるものとしたから、部品点数を削減できる。

（実施例２）（図４、図５）
図４、図５の実施例２が図１〜図３の実施例１と異なる点は、ブーツ６０における小径嵌合部６２の嵌着筒部６２Ａを専用のブーツバンド６５でインナ２３の外周嵌着部２３Ａに固定的に取付け、小径嵌合部６２の封止筒部６２Ｂに、感熱体７０に代わる感熱体８０をインサートモールドしたことにある。

感熱体８０は、バイメタル（又は後述する形状記憶合金でも可）からなり、感熱体７０の環状部７０Ａ、舌片部７０Ｂと同様の、環状部８０Ａ、くし歯状の多数枚の舌片部８０Ｂを有して構成される。感熱体８０は、環状部８０Ａをブーツ６０の封止筒部６２Ｂの基端側に、舌片部８０Ｂを封止筒部６２Ｂの先端側にインサートモールドされる。

感熱体８０の舌片部８０Ｂは、(1)雰囲気温度の低温時にはインナ２３の外周に近寄るように縮径して封止筒部６２Ｂの先端内周をインナ２３の外周に封着させ、接続空間５０及び溝状連通路６４、間隙６６を外部に対して閉鎖し（図５（Ａ））、(2)高温時にはインナ２３の外周から離れるように拡径し、封止筒部６２Ｂの先端内周をインナ２３の外周から離隔させ、接続空間５０及び溝状連通路６４、環状間隙６６を外部に連通する環状間隙６７（間隙６７はインナ２３の周方向に環状に連続することなく、周方向の一部にだけ形成されるものでも可）をインナ２３の外周との間に形成可能にする（図５（Ｂ））。

本実施例によれば以下の作用効果を奏する。
(a)ブーツ６０に設けた感熱体８０が、シャフトの回転が停止〜低回転時等の自在継手２０、ブーツ６０が低温状態にあるときには縮径し、小径嵌合部６２をインナ２３の外周嵌着部２３Ａに封着させるから、ブーツ６０の内部へのダスト、泥水等の侵入を防止できる。

シャフトの高回転に伴う自在継手２０の発熱時や、シャフトの回転が停止〜低回転であっても、自在継手２０に近接設置されているエンジンからの排気管等の外部熱により自在継手２０、ブーツ６０が高温になると、感熱体８０が拡径し、小径嵌合部６２をインナ２３の外周嵌着部２３Ａから離して内圧調整用の環状間隙６７を形成する。これにより、ブーツ６０の温度上昇により昇圧したブーツ６０の内圧を上記環状間隙６７から外方に解放し、ブーツ６０の内圧変化を確実に調整できる。

(b)低温時には縮径し、高温時には拡径するバイメタルにより、感熱体８０を簡易に構成できる。

(c)感熱体８０を小径嵌合部６２にインサートモールドしたから、小径嵌合部６２を感熱体８０の拡縮に直に従動させることができ、感熱体８０がインナ２３の外周嵌着部２３Ａに近寄る縮径時等には小径嵌合部６２と一体に確実にインナ２３の外周嵌着部２３Ａに封着できるし、感熱体８０がインナ２３の外周嵌着部２３Ａから離れる拡径時には小径嵌合部６２と一体に遅れなくインナ２３の外周嵌着部２３Ａから離れて直ちに内圧調整用の環状間隙６７を形成できる。

感熱体８０を小径嵌合部６２にインサートモールドしたから、ブーツ６０の製作性、組付性、使用上の耐久信頼性を向上できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。例えば、本発明は以下の変形例を採用できる。

(1)ブーツの嵌合部に被着される感熱体をブーツバンドに兼用せず、感熱体とブーツバンドを互いに独立化する。

(2)感熱体を形状記憶合金にて構成する。即ち、ある温度以下の低温側で縮径形状を記憶し、ある温度以上の高温側で拡径形状を記憶せしめられたNi−Ti系等の二方向性形状記憶合金を、採用できる。

(3)感熱体は、ブーツの嵌合部の全周に沿って設けられず、周方向の一部にだけ被着又はインサートモールドされる等により設けられても良い。また、感熱体はその拡縮等の変形により、嵌合部の周方向の一部で、内圧調整用間隙を形成／閉鎖するものでも良い。

図１は実施例１の自在継手用ブーツを示す断面図である。 図２は図１の要部を示し、（Ａ）は低温状態を示す断面図、（Ｂ）は高温状態を示す断面図である。 図３は感熱体を示す斜視図である。 図４は実施例２の自在継手用ブーツを示す断面図である。 図５は図４の要部を示し、（Ａ）は低温状態を示す断面図、（Ｂ）は高温状態を示す断面図である。

符号の説明

１１、１２ シャフト
２０ 自在継手
２３ インナ（被取付部材）
５０ 接続空間
６０ ブーツ
６２ 小径嵌合部
６５ ブーツバンド
６７ 環状間隙
７０、８０ 感熱体

Claims (6)

1. ２つのシャフトを連結する自在継手の接続空間を密封可能にするものであり、被取付部材への嵌合部を有してなる自在継手用ブーツにおいて、
   雰囲気温度の低温時には嵌合部を被取付部材に封着するとともに、高温時には嵌合部を被取付部材から離すことを可能にし、自在継手の接続空間を外部に連通する間隙を被取付部材との間に形成可能にする感熱体を有してなることを特徴とする自在継手用ブーツ。
2. 前記感熱体がバイメタルからなる請求項１に記載の自在継手用ブーツ。
3. 前記感熱体が形状記憶合金からなる請求項１に記載の自在継手用ブーツ。
4. 前記感熱体が嵌合部に被着される請求項１〜３のいずれかに記載の自在継手用ブーツ。
5. 前記感熱体がブーツバンドを兼ねる請求項４に記載の自在継手用ブーツ。
6. 前記感熱体が嵌合部にインサートモールドされる請求項１〜３のいずれかに記載の自在継手用ブーツ。

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