JP2007064321A

JP2007064321A - 等速自在継手のブーツにおける水侵入防止構造

Info

Publication number: JP2007064321A
Application number: JP2005250151A
Authority: JP
Inventors: Makoto Tomoue; 真友上; Tatsuyoshi Aminaka; 達良網中; Yuji Kato; 裕司加藤
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-08-30
Filing date: 2005-08-30
Publication date: 2007-03-15

Abstract

【課題】ブーツ通気路の外端付近における水分の付着を抑制し、継手内部への水分の侵入を防ぐこと。
【解決手段】本発明の水侵入防止構造は、外側継手部材と内側継手部材との間にトルク伝達部材を収容し、前記内側継手部材に連結されたシャフトが継手外へ延在してなる等速自在継手の、前記外側継手部材の外周と前記シャフトの中間部外周との間に配設されるブーツであって、前記外側継手部材の外周面に固定される筒状の大径部、前記シャフトの外周面に固定される筒状の小径部、前記大径部と小径部との間を接続するベローズ、および前記小径部の内周面に形成されブーツ内外を連通する通気路を有するブーツにおいて、前記通気路の外側端部に隣接する小径部外表面およびシャフト外表面に撥水材を塗工したことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、例えば自動車プロペラシャフト、ドライブシャフト、或いは各種産業機械に用いられる等速自在継手のブーツにおける水侵入防止構造に関するものである。

一般に、プロペラシャフトの連結部は、プロペラシャフトと、トランスミッションからの駆動力を伝えるコンパニオンフランジとの間に、摺動型の等速自在継手を組込み、その等速自在継手によってプロペラシャフトとコンパニオンフランジとの間の相対的な角度変位および軸方向変位を吸収する。

等速自在継手は、内部に封入したグリースによって摺動部が潤滑され、かつ発熱が抑制される。そのグリースの外部漏洩を防止し、かつ自在継手内部にごみが侵入するのを防止する目的から等速自在継手とプロペラシャフトとの結合部はブーツによってシールされる。

この種のブーツとして、断面Ｕ字状のものや蛇腹状のものがある。断面Ｕ字状のブーツは遠心力に対する変形耐性があるためプロペラシャフトのような高速回転型のシャフトに適する。

プロペラシャフトはきわめて高速で回転するため、等速自在継手が発熱し易く、その発熱によって継手内部の圧力が高くなり、ブーツの屈曲方向を外側に反転させるおそれがある。

このため、等速自在継手用ブーツにおいては、小径部の内周面に通気路を形成して継手内部の膨張空気を外部に漏洩させるようにしている（特許文献１参照）。

実用新案公報第２５６６３２４号公報

しかし、継手が回転停止して自然に冷却されると、継手内圧が低下してブーツ通気路より外気を吸込む。また摺動型等速自在継手では内側継手部材の摺動によってもブーツ通気路から外気を吸込む。従来のブーツ通気路では、通気路の外端付近に水分が付着していた場合、この水分を継手内部に外気と共に吸込んでしまう可能性が高い。継手内部はグリースにより潤滑しているが、水分を多量に吸込んだ場合、水分の混入でグリースの性能が低下する。

そこで本発明は、ブーツ通気路の外端付近における水分の付着を抑制し、継手内部への水分の侵入を防ぐことを目的とする。

前記課題を解決するため、請求項１の発明は、外側継手部材と内側継手部材との間にトルク伝達部材を収容し、前記内側継手部材に連結されたシャフトが継手外へ延在してなる等速自在継手の、前記外側継手部材の外周と前記シャフトの中間部外周との間に配設されるブーツであって、前記外側継手部材の外周面に固定される筒状の大径部、前記シャフトの外周面に固定される筒状の小径部、前記大径部と小径部との間を接続するベローズ、および前記小径部の内周面に形成されブーツ内外を連通する通気路を有するブーツにおいて、前記通気路の外側端部に隣接する小径部外表面およびシャフト外表面に撥水材を塗工したことを特徴とする。

ブーツ通気路の外側端部付近に塗工する撥水材は、自動車のウインドシールド面等に塗工する市販のシリコ−ン系やテフロン（登録商標）系の液体撥水材を利用することができる。本発明は、ブーツ通気路付近にこのような撥水材を塗工することにより、撥水材を塗工した部分に付着した水分が撥水材の作用による表面張力によって球状となり、プロペラシャフトの低速回転時の比較的小さい遠心力でも、容易に半径方向外方に飛散する。

本発明は前述のように、通気路の外側端部に隣接する小径部外表面およびシャフト外表面に撥水材を塗工したから、通気路の外側端部付近に付着した水分を撥水材の作用により表面張力で球状化させ、プロペラシャフトの低速回転時の比較的小さい遠心力でも、容易に半径方向外方に飛散させることができ、水分が通気路を通してブーツ内に侵入するのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図１および図２に基づいて説明する。図１は本発明に係る水侵入防止構造を備えた自動車のプロペラシャフト用の摺動型等速自在継手の縦断面図である。ただし、本発明の適用対象はこのようなプロペラシャフト用摺動型等速自在継手に限定されるものではなく、自動車のドライブシャフトや各種産業機械用の等速自在継手にも使用可能であって、ツェッパ型、バーフィールド型などのボールを用いた固定式等速自在継手や、ダブルオフセツト型、トリポード型、クロスグルーブ型などの摺動型等速自在継手など、あらゆる等速自在継手に使用するブーツに適用可能である。

図１の摺動型等速自在継手は、従来と同様に、外側継手部材１０、内側継手部材２０、トルク伝達部材としての複数個（例えば６個）のボール３０、保持器４０、アダプタ付きブーツ５０、エンドキャップ６０を主要な構成要素として備える。外側継手部材１０は円筒状に形成されてコンパニオンフランジ７０に取付けられ、その内周面に複数のトラック溝１１を有する。外側継手部材１０の環状端面には、トラック溝１１の相互間に対応する位置にそれぞれボルト孔１２を形成してある。内側継手部材２０は、外側継手部材１０のトラック溝１１と対になる複数のトラック溝２１を外周球面に形成してある。内側継手部材２０の内周側には、プロペラシャフト２２をスプラインによりトルク伝達可能に嵌合して一体化してある。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は、その相互間でボール３０を一個ずつ配置するための空間（ボールトラック）を形成する。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は、それぞれ軸方向に対し傾斜して形成され、互いに交差している（クロスグルーブ型）。保持器４０は、外側継手部材１０と内側継手部材２０との間に配置され、周方向に所定間隔で複数形成したポケット４１内にボール３０を一個ずつ保持する。ボール３０は、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の公差部に位置決めされることにより、外側継手部材１０と内側継手部材２０との間の作動角の二等分面に配向される。これによって継手の等速性が確保される。

等速自在継手の内部には、外側継手部材１０、内側継手部材２０、保持器４０、およびボール３０相互間の摩擦抵抗を軽減するために、潤滑剤（グリース）が充填される。この潤滑剤が継手外部に漏れたり、外部から泥水や砂塵等の異物が侵入したりすると、前記摩擦抵抗が高くなり継手性能が低下する。このため、外側継手部材１０の片側開口をエンドキャップ６０で気密に閉塞すると共に、外側継手部材１０の反対側開口をアダプタ付きブーツ５０で気密に閉塞する。

エンドキャップ６０は、外側継手部材１０の他端開口を閉塞するカップ部６１と、カップ部６１の周縁部に設けられ、外側継手部材１０の他端部に外嵌させる環状フランジ６２とを有する。エンドキャップ６０の環状フランジ６２は、外側継手部材１０のボルト孔１２と対応するボルト孔６３を複数有する。

アダプタ付きブーツ５０は、ゴム材又は可撓性樹脂材からなるブーツ５１と金属製のアダプタ５２とからなる。ブーツ５１は、プロペラシャフト２２に外嵌する小径部５１ａと、アダプタ５２に接続される大径部５１ｂとの間に断面Ｕ字状の屈曲部５１ｃを設けてある。ブーツ５１の小径部５１ａは、ブーツバンド５３によってプロペラシャフト２２に締付け固定されている。ブーツバンド５３は帯バンドを円形に折曲げて両端を重ね合わせ、その重ね合わせ部に取付けたレバーを周方向に倒して帯バンドを締付ける従来から周知のものである。アダプタ５２は、ブーツ５１の大径部５１ｂに加締め固定される加締め部５２ａと、外側継手部材１０の外周面に嵌合させる環状フランジ５２ｂとを有する。アダプタ５２の環状フランジ５２ｂは、外側継手部材１０のボルト孔１２と対応するボルト孔５２ｃを複数有する。

ブーツ５１の小径部５１ａの内周面はプロペラシャフト２２の小径部２２ａに嵌合している。この小径部５１ａの内周面には、図２（Ａ）（Ｂ）に示すように、継手軸方向に延びる１本の通気路６４が形成されている。この通気路６４の内側端部はブーツ５１内に連通し、外側端部はプロペラシャフト２２の外表面に臨んで開口している。通気路６４の外側端部に隣接するブーツ５１の小径部５１ａ外表面およびプロペラシャフト２２外表面には、連続するドットで模式的に示すように、所定範囲にわたって撥水材Ｗが塗工されている。この撥水材Ｗは自動車のウインドシールド面等に適用される市販のシリコーン系やテフロン（登録商標）系の液体撥水材を利用することができる。

本発明の水侵入防止構造は前述の如く構成されており、等速自在継手が高速回転すると、継手内部の温度上昇に伴って内圧が上昇する。そして継手が回転停止して自然冷却されると、継手内部が負圧になって通気路を介してブーツ５１内に外気が吸込まれる。従来の継手では通気路６４の外側端部に隣接する部位に付着した水分が外気と共にブーツ５１内に吸込まれていたが、本発明では前述のように通気路６４の外側端部に隣接する部位に撥水材Ｗを塗工しているので、付着した水分のほとんどすべてが撥水材Ｗによる作用で表面張力により球状化され、継手の回転中に半径方向外方に飛散される。したがって、継手が回転停止する時には通気路６４の外側端部隣接領域には水分がほとんど付着しておらず、継手が冷却して通気路６４を介して外気を吸込んでも、従来のように水分も一緒に吸込んでしまうことがない。

以上、本発明の一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る。たとえば前記実施形態ではＵ字状断面を有するブーツを例示したが、蛇腹状断面を有するブーツにも同様に適用可能である。また、ブーツ通気路の数は必要に応じて２以上としてもよく、その場合は各通気路の外側端部隣接領域に撥水材を塗工すればよい。通気路の断面形状は図２（Ｂ）ではＵ字状ないし馬蹄形としているが、その形状は任意であって、小径部の内周面に軸方向に延びる１本ないし２本以上の凸状によって通気路を形成してもよい。また、ブーツをプロペラシャフトに装着する前に通気路の内面の一部または全面に撥水材を塗工してもよい。

本発明に係る水侵入防止構造を備えた等速自在継手の縦断面図。（Ａ）はブーツ小径部の縦断面図、（Ｂ）は（Ａ）のＸ−Ｘ線矢視断面図。

符号の説明

１０外側継手部材
１１トラック溝
１２ボルト孔
２０内側継手部材
２１トラック溝
２２プロペラシャフト
２２ａ小径部
３０ボール
４０保持器
４１ポケット
５０アダプタ付きブーツ
５１ブーツ
５１ａ小径部
５１ｂ大径部
５１ｃ屈曲部
５２アダプタ
５２ａ加締め部
５２ｂ環状フランジ
５２ｃボルト孔
５３ブーツバンド
６０エンドキャップ
６１カップ部
６２環状フランジ
６３ボルト孔
６４通気路
７０コンパニオンフランジＷ撥水材

Claims

外側継手部材と内側継手部材との間にトルク伝達部材を収容し、前記内側継手部材に連結されたシャフトが継手外へ延在してなる等速自在継手の、前記外側継手部材の外周と前記シャフトの中間部外周との間に配設されるブーツであって、前記外側継手部材の外周面に固定される筒状の大径部、前記シャフトの外周面に固定される筒状の小径部、前記大径部と小径部との間を接続するベローズ、および前記小径部の内周面に形成されブーツ内外を連通する通気路を有するブーツにおいて、前記通気路の外側端部に隣接する小径部外表面およびシャフト外表面に撥水材を塗工したことを特徴とする等速自在継手のブーツにおける水侵入防止構造。