JP2006300125A - 継手構造 - Google Patents

Abstract

【課題】継手用ブーツの軸部材からの離間（捲れ現象）が起こり難く、部品点数を減少することも容易な継手構造を提供する。
【解決手段】継手用ブーツ１８における小径筒部２２と蛇腹部３０との間に、小径筒部２２に比して可撓性が大きな可撓部４０を設ける。スプラインシャフト１４が等速ジョイントに対して傾斜するように変位した場合、継手用ブーツ１８に作用する変形応力は、可撓部４０を撓ませる（屈曲させる）ことで緩和される。このため、小径筒部２２の内周壁がスプラインシャフト１４の側周壁から離間することが抑制される。また、このため、固定バンド等の緊締部材が不要となる。
【選択図】図３

Description

本発明は、等速ジョイントと軸部材との連結箇所を囲繞して保護する継手用ブーツを含む継手構造に関する。

自動車は、内燃機関、モータ等の各種のエンジンで発生した回転動力がデファレンシャルギアからハーフシャフトやスプラインシャフト等の複数の伝達軸を介してハブに伝達され、これによりタイヤが回転することに伴って走行する。

ここで、デファレンシャルギアとスプラインシャフトとはいわゆるインボード側等速ジョイントを介して連結され、一方、スプラインシャフトとハブとはいわゆるアウトボード側等速ジョイントを介して連結される。これらの等速ジョイントはともに、一端が開口した中空状のアウタ部材を有し、このアウタ部材から前記した各種の伝達軸にかけて、ゴム製又は樹脂製の継手用ブーツが装着される。

一般的に、アウタ部材の外径は前記伝達軸の直径に比して大きく、このため、図１３に示すように、継手用ブーツ１は、アウタ部材（図示せず）の外周壁を挿入する大径筒部２と、伝達軸３を挿入する小径筒部４とを有し、これら大径筒部２と小径筒部４との間には、大径筒部２から小径筒部４に向かうに従って徐々に縮径する蛇腹部５が介在する。

この種の継手用ブーツ１は、該継手用ブーツ１に予め封入されたグリース組成物を保持するとともに、外部から水や汚泥等の異物が入り込むことを防止するシール部材として機能する。

ところで、例えば、自動車が凹凸路を走行する際には、等速ジョイントのアウタ部材に対して伝達軸３が傾斜するように変位し、これに追従して蛇腹部５が撓む。その結果、図１３に示す状態となる。

図１３から諒解されるように、蛇腹部５が撓むことに伴い、小径筒部４における蛇腹部５に近接する側の内周壁が伝達軸３に対して離間する。すなわち、いわゆる捲れ現象が起こる。このような事態が発生すると、継手用ブーツ１に封入されたグリース組成物が漏洩することが懸念される。そこで、小径筒部４を、例えば、金属製バンド等の緊締部材（図示せず）を介して、伝達軸３の側周壁に緊締することが通例となっている。

しかしながら、捲れ現象が起こると、継手用ブーツ１は、金属製バンドに当接する部位を支点として撓む。このため、捲れ現象が繰り返されると、金属製バンドがこの部位に繰り返し食い込むので、該部位に傷が発生する懸念がある。

このような観点から、金属製バンドが当接する部位に損傷が生じることを回避することを目的とした技術が提案されている。すなわち、特許文献１には、蛇腹部における小径筒部に近接する側の外表面に補強フィンを設けることが提案されている。また、特許文献２には、歪みを分散するための凹部を設けて継手用ブーツを構成することが提案されている。

特開２００１−９９３３１号公報 特開２００４−３０１２０２号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された技術では、捲れ現象が起こった際に金属製バンドが継手用ブーツに当接することを回避することができない。換言すれば、継手用ブーツに傷が発生することを確実に回避することができない。

その上、特許文献１、２に記載された技術は、金属製バンド等の留具を使用するようにしているので、部品点数が増加し、結局、自動車の重量増加を招く。従って、自動車の燃費を向上させることが容易ではない。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、捲れ現象が起こり難く、たとえ捲れ現象が起こった場合であっても継手用ブーツに傷が発生する懸念を払拭し、しかも、部品点数を減少することも容易な継手構造を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、等速ジョイントと、前記等速ジョイントに変位自在に連結された軸部材と、一端部に前記等速ジョイントが挿入されるとともに他端部に前記軸部材が挿入される継手用ブーツとを有する継手構造であって、
前記継手用ブーツは、前記等速ジョイントのアウタ部材の外周壁が挿入される大径筒部と、軸部材が挿入された際に内周壁が前記軸部材の側周壁に当接する小径筒部と、前記大径筒部と前記小径筒部との間に介在して前記大径筒部から前記小径筒部に向かうに従って縮径する蛇腹部とを具備し、
前記小径筒部と前記蛇腹部との間に、前記小径筒部に比して可撓性が高い可撓部を設け、
前記可撓部は、前記軸部材が前記アウタ部材に対して相対的に傾斜する位置に変位した際、前記小径筒部よりも先に撓むことを特徴とする。

この継手構造においては、軸部材がアウタ部材に対して相対的に傾斜するように変位すると、継手用ブーツに作用する変形応力は、小径筒部よりも容易に撓む可撓部を撓ませる（屈曲させる）ことによって緩和される。従って、小径筒部に作用する力が著しく低減するので、軸部材から離間し難くなる。すなわち、捲れ現象が起こり難くなる。

しかも、この場合、小径筒部が位置ずれを起こし難くなるので、小径筒部を緊締部材で位置決め固定することも不要となる。従って、撓んだ可撓部が緊締部材に当接することがないので、継手用ブーツに傷が発生する懸念もない。その上、継手構造を構成する部品の点数を低減することもでき、該継手構造が組み込まれる機器、例えば、自動車等の軽量化を図ることもできる。

可撓部の可撓性を小径筒部よりも大きくするには、例えば、可撓部の肉厚を小径筒部に比して小さく設定すればよい。

また、蛇腹部における小径筒部に最近接する山部の頂部の可撓性を可撓部に比して小さくすることが好ましい。この場合、変形応力が可撓部に一層集中するので、小径筒部の捲れ現象を一層抑制することができる。

そして、軸部材の側周壁における小径筒部の内周壁に挿入される部位、又は、継手用ブーツの小径筒部の内周壁の少なくともいずれか一方に環状溝を設けることが好ましい。これにより、たとえ小径筒部に捲れ現象が起こった場合であっても、継手用ブーツに封入されたグリース組成物が環状溝にトラップされる。このため、小径筒部からグリース組成物が漏洩することが回避される。

いずれの場合においても、軸部材に大径部と小径部とを設け、前記継手用ブーツの小径筒部の内周壁を小径部の側周壁に当接させるとともに、小径筒部の端面を大径部の端面に当接させることが好ましい。このように、小径筒部を軸部材の大径部で堰止することにより、継手用ブーツを位置決めすることが著しく容易となる。

本発明によれば、継手用ブーツの小径筒部と蛇腹部との間に可撓部を設けるようにしたので、該小径筒部に挿入された軸部材が等速ジョイントに対して傾斜するように変位した際、継手用ブーツに作用する変形応力は、可撓部を撓ませる（屈曲させる）ことで緩和され、このため、小径筒部に作用する力が著しく小さくなる。従って、小径筒部に捲れ現象が起こることを回避することができる。

しかも、このため、小径筒部を緊締部材で位置決め固定する必要も特にない。従って、継手用ブーツに緊締部材が当接することに起因して傷が発生する懸念もない。さらに、継手構造の構成部品の点数を低減することもでき、結局、継手構造、ひいては、継手構造が組み込まれる機器の軽量化を図ることもできる。

以下、本発明に係る継手構造につき、エンジンからの駆動力をタイヤに伝達する駆動力伝達機構を例として好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

本実施の形態に係る継手構造１０（駆動力伝達機構）の要部概略斜視図を図１に示す。この図１中、参照符号１２、１４は、それぞれ、バーフィールド型等速ジョイント、図示しないハブに連結されたスプラインシャフトを表す。そして、バーフィールド型等速ジョイント１２のアウタ部材１６の一部からスプラインシャフト１４の端部にわたって、継手用ブーツ１８が装着されている。

バーフィールド型等速ジョイント１２は、図示しない開口が設けられた略半球体形状のアウタ部材１６と、該アウタ部材１６の内部に挿入されて前記スプラインシャフト１４の側周壁に位置決め固定されされたインナ部材（いずれも図示せず）とを有し、アウタ部材１６の湾曲した内壁とインナ部材の双方には、複数個のボール溝が設けられる。また、アウタ部材とインナ部材との間にリテーナが介在するとともに、該リテーナにおける前記ボール溝に対向する部位に窓が設けられる。この窓に収容された転動ボールは、アウタ部材１６及びインナ部材の双方のボール溝に挿入される。スプラインシャフト１４は、これによりバーフィールド型等速ジョイント１２に傾斜自在に連結される。

図１に示すように、継手用ブーツ１８は、その一端部に開口径がアウタ部材１６の外径に対応する大径筒部２０を有し、且つ他端部にスプラインシャフト１４が挿入される小径筒部２２を有する。

この中、大径筒部２０の外周壁には、図２に示すように、所定幅で陥没した環状のバンド装着溝２４が形成され、該バンド装着溝２４には、固定用バンド２６（図１参照）が装着される。固定用バンド２６の外周面の一部は、図示しない加締め治具によって左右方向から挟み込むように加締められ、これにより、固定用バンド２６が大径筒部２０を介してアウタ部材１６の外壁面を囲繞するように装着される。すなわち、大径筒部２０がアウタ部材１６の外周壁に緊締される。なお、図１中、参照符号２８は、固定用バンド２６の外周面が加締められることに伴って半径外方向に所定長だけ突出形成された加締部を示す。

また、継手用ブーツ１８において、大径筒部２０と小径筒部２２との間には、凹部と凸部が交互に連続するとともに、大径筒部２０から小径筒部２２に向かうに従って縮径する蛇腹部３０が介在する（図１及び図２参照）。

図３に拡大して示すように、小径筒部２２は厚肉であり、内周壁が直線的に延在する。一方、図１〜図３に示すように、外周壁には、固定バンドを巻回するための装着溝は設けられていない。すなわち、小径筒部２２に対し、固定バンドでの緊締はなされていない。

ここで、スプラインシャフト１４には、直径が互いに異なる小径部３２と大径部３４とが設けられている（図３参照）。小径部３２の直径は小径筒部２２の開口直径に比して若干大きく設定されており、このため、小径部３２は、小径筒部２２に圧入される。上記したように小径筒部２２の内周壁は直線形状であり、このため、該内周壁は、全体にわたってスプラインシャフト１４の側周壁に密着する。

なお、大径部３４は小径筒部２２に挿入されず、従って、小径筒部２２にスプラインシャフト１４が挿入される際、最終的に、小径筒部２２の端面が大径部３４の先端面に当接する。これにより、小径筒部２２が位置決めされるに至る。すなわち、大径部３４は、継手用ブーツ１８のストッパ部として機能する。

さらに、小径部３２には、環状溝３６が設けられている。後述するように、仮に小径筒部２２に捲れ現象が起こった場合には、この環状溝３６によってグリース組成物がトラップされる。

小径筒部２２と蛇腹部３０との間には、凹部３８が設けられることによって小径筒部２２に比して肉厚が小さくなった可撓部４０が設けられている。なお、凹部３８の最深部は湾曲されており、このため、いわゆるＲ部４２が形成された形態となっている。

この可撓部４０の剛性は、上記したように該可撓部４０の肉厚が小径筒部２２に比して小さいため、小径筒部２２に比して小さい。換言すれば、可撓部４０は小径筒部２２に比して可撓性が大きく、従って、小径筒部２２に優先して撓む。

また、蛇腹部３０のうちの可撓部４０に最近接する第１山４４の肉厚は、他の山の肉厚に比して大きく設定されており、このため、該第１山４４は、他の山に比して剛性が高く撓み難い。

さらに、第１山４４における可撓部４０側の裾部には、凹部３８が設けられることに伴って膨出した突出部４６が形成された形態となっている。

以上の構成において、継手用ブーツ１８内には、アウタ部材１６及びスプラインシャフト１４が大径筒部２０及び小径筒部２２にそれぞれ挿入される前にグリース組成物が予め充填される。

本実施の形態に係る継手構造１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果につき説明する。

継手構造１０を構成する際、継手用ブーツ１８の小径筒部２２にスプラインシャフト１４の小径部３２が圧入され、最終的に、小径筒部２２の端面が大径部３４の先端面に当接することにより、継手用ブーツ１８が位置決めされる。

このように、スプラインシャフト１４に小径部３２と大径部３４を設け、この中の小径部３２のみを小径筒部２２に挿入して大径部３４で小径筒部２２を堰止することにより、継手用ブーツ１８を容易に位置決めすることができる。

しかも、本実施の形態では、小径筒部２２の内周壁が直線形状であるため、この内周壁が、小径筒部２２に挿入された小径部３２の側周壁に密着している。その上、小径筒部２２が小径部３２に圧入されているため、内周壁は全体にわたって小径筒部の側周壁を押圧している。従って、小径筒部２２の位置ずれが生じ難い。このため、固定バンド等の緊締部材が不要となる。

小径筒部２２に挿入されたスプラインシャフト１４の小径部３２の先端には、インナ部材が取り付けられる。このインナ部材が小径部３２ごとアウタ部材１６の内部に挿入されるとともに、インナ部材とアウタ部材１６との間にリテーナ及び複数個の転動ボールが介在される。リテーナの窓に収容された各転動ボールがインナ部材及びアウタ部材１６の内周壁の双方に設けられたボール溝に摺接可能に挿入され、これにより、バーフィールド型等速ジョイント１２とスプラインシャフト１４とが連結されるに至る。

次に、大径筒部２０に、バーフィールド型等速ジョイント１２を構成するアウタ部材１６を挿入する。その後、バンド装着溝２４に金属製の固定用バンド２６（図１及び図２参照）が装着され、該固定用バンド２６の外周面の一部が図示しない加締め治具によって左右方向から挟み込むように加締められる。この加締めに伴い、固定用バンド２６の外周面に加締部２８が突出形成される。以上のようにして、大径筒部２０及び小径筒部２２の各々にアウタ部材１６の外周壁、スプラインシャフト１４の側周壁が挿入される。

自動車のエンジンが運転されることに伴い、回転力は、デファレンシャルギアからハーフシャフト、該ハーフシャフトとスプラインシャフト１４とを連結するトリポート型等速ジョイント、スプラインシャフト１４、バーフィールド型等速ジョイント１２、ハブに順次伝達され、これによりタイヤが所定方向に回転動作して自動車が走行を開始する。

自動車が走行すると、タイヤが路面の凹凸に応じて上下することに伴い、スプラインシャフト１４がバーフィールド型等速ジョイント１２に対して傾斜するように変位し、例えば、図４に示す状態となる。なお、図４においては、継手用ブーツ１８と、スプラインシャフト１４の小径部３２と大径部３４の境界近傍のみを図示し、それ以外の部材・部位を省略している。

この際、継手用ブーツ１８は、蛇腹部３０が伸張したり湾曲したりすることによってスプラインシャフト１４の変位・動作に追従する。

上記したように、蛇腹部３０の第１山４４は他の山に比して撓み難く、また、小径筒部２２は可撓部４０に比して撓み難い。このため、第１山４４と小径筒部２２との間に介在する可撓部４０が第１山４４と小径筒部２２とに優先して撓んで屈曲し、これにより、小径筒部２２が捲れることが回避される。スプラインシャフト１４が変位することに伴って継手用ブーツ１８に作用する変形応力は、可撓部４０を屈曲することで緩和され、小径筒部２２まで及ぶことが抑制されるからである。

すなわち、本実施の形態によれば、小径筒部２２と第１山４４との間に可撓部４０を設け、スプラインシャフト１４の変位時に該可撓部４０を小径筒部２２よりも先に撓ませる（屈曲させる）ようにしている。このため、小径筒部２２に作用する変形応力が著しく小さくなるので、該小径筒部２２に捲れ現象が起こることを回避することができ、結局、グリース組成物が小径筒部２２から漏洩することを防止することができる。

また、本実施の形態では、小径筒部２２に固定バンドが巻回されていない。従って、屈曲した可撓部４０が固定バンドに当接することがないので、可撓部４０に傷が発生することもない。その上、自動車を構成する部品点数が減少するので、自動車の軽量化を図ることもできる。

同様に、Ｒ部４２が形成されることによって凹部３８の最深部が湾曲しているので、最深部からひび割れが発生することも回避される。

しかも、小径筒部２２の端面が大径部３４の先端面に当接して堰止されているので、継手用ブーツ１８がスプラインシャフト１４の大径部３４側に位置ずれを起こすこともない。

可撓部４０が最大に屈曲した後、スプラインシャフト１４がバーフィールド型等速ジョイント１２に対して一層傾斜した場合、小径筒部２２の内周壁が小径部３２の側周壁から若干離間する、すなわち、捲れ現象が起こる可能性もある。しかしながら、この場合、小径部３２に環状溝３６が設けられているため、グリース組成物はこの環状溝３６にトラップされる。従って、たとえ捲れ現象が起こったとしても、小径筒部２２からグリース組成物が漏洩することを回避することができる。

以上の屈曲の際、突出部４６は、図４に示す部位では小径部３２から離間する方向に変位するが、該部位から円周方向に沿って１８０°反転した部位では、小径部３２に当接する。この当接によって、継手用ブーツ１８が過度に変位することが抑制される。

なお、上記した実施の形態においては、凹部３８の最深部にＲ部４２を１箇所のみ設けるようにしているが、図５に示すように、２箇所設けるようにしてもよい。

また、可撓部４０は、スプラインシャフト１４の側周壁から離間するものに特に限定されず、図６及び図７に示すように、撓みのない状態では小径部３２の側周壁に当接しているものであってもよい。勿論、この場合においても、図８に示すように、凹部３８の最深部にＲ部４２を２箇所設けるようにしてもよい。

さらに、図９に示すように、縦断面下方及び上方の双方に凹部３８を設けるようにしてもよい。可撓部４０の長さを図１０に示すように大きくすると、変形応力が一層緩和されるようになる。

さらにまた、図１１に示すように、可撓部４０を複数箇所設けるようにしてもよい。

いずれの場合においても、例えば、図１２に示すように、環状溝３６を小径筒部２２側に設けるようにしてもよいし、小径筒部２２及び小径部３２の側周壁の双方に設けるようにしてもよい。

なお、図１〜図１２では、継手用ブーツ１８に突出部４６が存在する実施の形態を示しているが、いずれにおいても、突出部４６が存在することは必須ではない。すなわち、突出部４６をはじめから設けないようにしてもよい。

本実施の形態に係る継手構造の要部概略斜視図である。 図１の継手構造を構成する継手用ブーツの全体概略斜視図である。 図２の継手用ブーツの小径筒部及びその近傍と、図１のスプラインシャフトにおける小径筒部に挿入された部位とを拡大して示す要部拡大縦断面図である。 スプラインシャフトが等速ジョイントに対して傾斜した状態を示す一部省略縦断面説明図である。 可撓部直下の凹部にＲ部を２個設けた実施の形態を示す要部拡大縦断面図である。 可撓部の直上に凹部を設けた実施の形態を示す要部拡大縦断面図である。 可撓部の直上に凹部を設けた別の実施の形態を示す要部拡大縦断面図である。 可撓部直上の凹部にＲ部を２個設けた実施の形態を示す要部拡大縦断面図である。 可撓部の直下及び直上の双方に凹部を設けた実施の形態を示す要部拡大縦断面図である。 図９に示す実施の形態に比して可撓部の長さを大きくした状態を示す要部拡大縦断面図である。 可撓部を複数箇所設けた実施の形態を示す要部拡大縦断面図である。 小径筒部側に環状溝を設けた実施の形態を示す要部拡大縦断面図である。 従来技術に係る継手構造を構成する継手用ブーツの小径筒部及びその近傍と、スプラインシャフトにおける小径筒部に挿入された部位とを拡大して示す要部拡大縦断面図である。

符号の説明

１、１８…継手用ブーツ ２、２０…大径筒部
４、２２…小径筒部 ５、３０…蛇腹部
１０…継手構造 １２…バーフィールド型等速ジョイント
１４…スプラインシャフト １６…アウタ部材
３２…小径部 ３４…大径部
３６…環状溝 ３８…凹部
４０…可撓部 ４２…Ｒ部
４４…第１山

Claims (5)

1. 等速ジョイントと、前記等速ジョイントに変位自在に連結された軸部材と、一端部に前記等速ジョイントが挿入されるとともに他端部に前記軸部材が挿入される継手用ブーツとを有する継手構造であって、
   前記継手用ブーツは、前記等速ジョイントのアウタ部材の外周壁が挿入される大径筒部と、軸部材が挿入された際に内周壁が前記軸部材の側周壁に当接する小径筒部と、前記大径筒部と前記小径筒部との間に介在して前記大径筒部から前記小径筒部に向かうに従って縮径する蛇腹部とを具備し、
   前記小径筒部と前記蛇腹部との間に、前記小径筒部に比して可撓性が高い可撓部を設け、
   前記可撓部は、前記軸部材が前記アウタ部材に対して相対的に傾斜する位置に変位した際、前記小径筒部よりも先に撓むことを特徴とする継手構造。
2. 請求項１記載の継手構造において、前記継手用ブーツでは、前記可撓部の肉厚が前記小径筒部に比して小さいことを特徴とする継手構造。
3. 請求項１又は２記載の継手構造において、前記継手用ブーツでは、前記蛇腹部における前記小径筒部に最近接する山部の頂部の可撓性が前記可撓部に比して小さいことを特徴とする継手構造。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の継手構造において、前記軸部材の側周壁における前記小径筒部の内周壁に挿入される部位、又は、前記継手用ブーツの前記小径筒部の内周壁の少なくともいずれか一方に環状溝を設けたことを特徴とする継手構造。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の継手構造において、前記軸部材に大径部と小径部とを設け、前記継手用ブーツの前記小径筒部の内周壁が前記小径部の側周壁に当接するとともに、前記小径筒部の端面が前記大径部の端面に当接することを特徴とする継手構造。

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