JP2007113612A

JP2007113612A - 等速自在継手用樹脂ブーツ

Info

Publication number: JP2007113612A
Application number: JP2005303590A
Authority: JP
Inventors: Atsuhito Takemura; 篤人竹村
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2005-10-18
Filing date: 2005-10-18
Publication date: 2007-05-10

Abstract

【課題】コンパクトな形状で、外輪開口部において蛇腹部が挟まれるのを防止でき、しかも、従来のこの種のブーツに比べても重量が大とならない等速自在継手用樹脂ブーツを提供する。
【解決手段】等速自在継手２の外輪４に固定される大径部１１と、内輪６から延びるシャフト１０に固定される小径部１２と、大径部１１と小径部１２との間に設けられ、谷部１５と山部１６とが交互に形成された蛇腹部１３とを有する等速自在継手用樹脂ブーツである。大径部最近接位置の谷部１５ａと、大径部最近接位置の山部１６ａとを連結する連結部１７ａに突起部２６を設ける。突起部２６は、継手屈曲状態で外輪端面１４に当接して、蛇腹部１３の大径部最近接位置の谷部１５ａを小径部１２側に押出す支点となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、等速自在継手用ブーツに関し、特に、自動車や各種産業機械における動力の伝達に用いられる等速自在継手の樹脂ブーツに関するものである。

自動車や各種産業機械における動力の伝達に用いられる等速自在継手には、継手内部への塵埃等の異物進入防止や継手内部に封入されたグリースの漏れ防止を目的とし、蛇腹状のブーツが装着される。最近では熱可塑性エラストマからなる樹脂ブーツが使用されるようになった。

この種のブーツは図４に示すように、等速自在継手１００の外輪１０１に固定される大径部１０２と、内輪１０３から延びるシャフト１０４に固定される小径部１０５と、大径部１０２と小径部１０５との間に設けられ、谷部１０６と山部１０７とが交互に形成された蛇腹部１０８とを有する。なお、大径部１０２と小径部１０５とはそれぞれブーツバンド１０９が装着されることによって固定される。

等速自在継手１００への装着時において、継手非屈曲状態（シャフト１０４の軸心と外輪１０１の軸心とが一致している状態）では、最も大径部１０２寄りの谷部１０６は外輪１０１に接触しない。しかしながら、継手屈曲状態（シャフト１０４の軸心が外輪１０１の軸心に対して傾斜している状態）で使用された場合、最も大径部１０２寄りの谷部１０６が外輪１０１の開口部１０１ａにおいて開口端部とシャフト１０４とに挟まって損傷することがある。損傷すれば、ブーツとしての機能を発揮することができないので、交換等を行う必要があった。そこで、図４に示すような従来のものにおいて、谷部１０６が開口端部とシャフト１０４の間に挟まれないようにするには、谷部１０６の径を大きくする必要がある。

谷部１０６が挟まれないようにしたものとしては、大径部１０２と蛇腹部１０８との間に円筒状部を設けたものがある（特許文献１）。すなわち、図５に示すように、内径寸法が外輪１０１の外径寸法よりも大きい円筒状部１１１を、大径部１０２と蛇腹部１０８との間に介設している。この際、円筒状部１１１の肉厚を蛇腹部１０８の肉厚よりも大きくしている。そして、この円筒状部１１１を設けることによって、蛇腹部１０８と外輪１０１の開口部１０１ａとの間に距離を持たせ、挟まれないようにしている。

さらに、図６に示すように、円筒状部１１１を、大径部１０２側から小径部１０５側に向かって順次拡径させたものがある。この場合、屈曲時に蛇腹部１０８から矢印方向Ａの力を受けた場合に、仮想線で示すように、外径方向に撓み、挟まれないようにしている。

また、図７のように、大径部１０２と蛇腹部１０８との間に、ボール１１２又はローラが開口部１０１ａから押し出されないように、断面三角形状の剛性部分１１３を設けたものがある（特許文献２）。
特開２００１−２８０５１３号公報特表平１０−５０８９２８号公報

谷部１０６の径を大きくした場合、蛇腹長（蛇腹膜長）を確保するために、山部１０７を高く設計する必要がある。このため、蛇腹部１０８の最大外径が大きくなって、スペース的に不利となる。

特許文献１に記載のものにおいては、円筒状部１１１の軸方向長さを比較的大きくとる必要がある。このため、ブーツ全体の軸方向長さが大となり、蛇腹部１０８の谷部１０６や山部１０７の数や配置ピッチが制限されたりして、可撓性や伸縮性に劣ることがある。

また、特許文献２に記載のものにおいては、断面三角形状の剛性部分１１３によって、外輪開口部１０１ａにおいて蛇腹部１０８が挟まれないかもしれないが、剛性部分１１３によってブーツの重量が大となって、高速回転時に発生する遠心力が大となる。このため、この剛性部分近傍において、破れ等が生じるおそれがある。

本発明は、上記課題に鑑みて、コンパクトな形状で、外輪開口部において蛇腹部が挟まれるのを防止でき、しかも、従来のこの種のブーツに比べても重量が大とならない等速自在継手用樹脂ブーツを提供する。

本発明の等速自在継手用樹脂ブーツは、等速自在継手の外輪に固定される大径部と、内輪から延びるシャフトに固定される小径部と、大径部と小径部との間に設けられ、谷部と山部とが交互に形成された蛇腹部とを有する等速自在継手用樹脂ブーツにおいて、継手屈曲状態で外輪端面に当接して、蛇腹部の大径部最近接位置の谷部を小径部側に押出す支点となる突起部を、前記大径部に隣設する山部と前記大径部最近接位置の谷部とを連結する連結部に設けたものである。

継手屈曲状態で、突起部が外輪端面に当接して蛇腹部の大径部最近接位置の谷部を小径部側に押出すので、蛇腹部の谷部が、外輪の開口部において開口端部とシャフトとに挟まれることが回避される。

前記突起部を、外輪端面の外周よりも内径側であって外輪のトラック部よりも外径側に設けるものである。これにより、継手屈曲状態で、突起部は確実に外輪端面に当接する。

ブーツ材料としては、ポリエステル系、ポリアミド系等の熱可塑性エラストマーを用いることができる。

本発明は、継手屈曲状態で、蛇腹部の谷部が、外輪の開口端部とシャフトとに挟まれることが回避される。これにより、蛇腹部の継手側へのかみ込みによる損傷を防止でき、長期にわたってブーツとしての機能を発揮することができる。また、かみ込みが防止されるので、外径寸法を大きく取る必要がなく、周辺機器との干渉範囲を縮小することができ、ブーツ設計の自由度も増す。特に、最も大径部分寄り（大径部最近接位置）の谷部の径を外輪のトラック部径よりも小さくして（下げて）、蛇腹長（蛇腹膜長）を確保した設計が可能となり、全体として径方向及び軸方向にコンパクトな設計が可能となる。

さらに、最も大径部分寄りの谷部の位置は、従来のものに比べて大径部寄り（外輪寄り）とすることができ、一層軸方向にコンパクトな設計が可能となる。

大径部最近接位置の谷部を小径部側に押出す支点となる突起部を、この大径部最近接位置の山部と谷部とを連結する連結部に設けるのみであり、ブーツ全体形状としてはシンプルであるとともに、重量も大とならない。このため、高速回転時に発生する遠心力の増大を回避でき、ブーツ損傷を防止できる。

突起部は，外輪端面の外周よりも内径側であって外輪のトラック部よりも外径側に配置されて、外輪端面に確実に当接するので、蛇腹部の大径部最近接位置の谷部の小径部側への押し出しが安定し、かみ込み防止の信頼性が向上する。

ブーツ材料が熱可塑性エラストマーであるので、この等速自在継手用樹脂ブーツは、強度的に優れ、耐磨耗性においても有利である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。

等速自在継手用樹脂ブーツ１は、図１に示すように、等速自在継手２に取付けられる。等速自在継手２は、内周面に複数の案内溝（トラック溝）３を軸方向に形成した外輪４と、外周面に複数の案内溝（トラック溝）５を形成した内輪６と、外輪４の案内溝３と内輪６の案内溝５とで協働して形成されるボールトラックに配される複数のボール７と、ボール７を収容するためのポケット８ａを有する保持器（ケージ）８等から構成される。また、内輪６の内周にセレーションやスプライン等のトルク伝達手段を介してシャフト１０を結合している。

等速自在継手２としては、図示例では固定式等速自在継手を示しているが、この等速自在継手用樹脂ブーツ１を取付けることができるものであればよいので、他の固定式等速自在継手であっても、種々の摺動式等速自在継手であってもよい。

等速自在継手用樹脂ブーツ１（以下、単にブーツ１と呼ぶ場合がある）は、例えば、ポリエステル系、ポリアミド系等の熱可塑性エラストマーにて形成している。熱可塑性エラストマーはプラスチックとゴムの中間の性質を持っている。熱可塑性エラストマーは、ゴム弾性体でありながら、熱可塑性樹脂の通常の成形機にて加工することができる。また、熱可塑性エラストマーは、自己補強性を有し、補強材を用いることなく十分な強度を有し、しかも、通常のゴム成形での加硫工程を必要とせず、さらには配合の簡素化を図れる等の利点がある。

等速自在継手用樹脂ブーツ１は筒状体からなり、外輪４に固定される大径部１１と、内輪６から延びるシャフト１０に固定される小径部１２と、大径部１１と小径部１２との間の蛇腹部１３とを有する。蛇腹部１３は、谷部１５と山部１６とが軸方向に沿って交互に複数配設されている。このため、このブーツ１は可撓性と軸方向の伸縮性を具備する。なお、谷部１５と山部１６とは傾斜部１７にて連結されている。

外輪４の外周面には周方向に沿った環状の係合溝２０が形成され、この係合溝２０を覆うように、ブーツ１の大径部１１が外輪４の開口部４ａ側に外嵌される。そして、大径部１１の外周面に形成された嵌合溝１８にブーツバンド２１を嵌着することによって、大径部１１を外輪４に固定している。

シャフト１０には、外輪４から所定量突出した位置にブーツ取付け部２２が設けられ、このブーツ取付け部２２に周方向に沿った環状の係合溝２３が形成されている。この係合溝２３を覆うように、ブーツ１の小径部１２がブーツ取付け部２２に外嵌され、この小径部１２の外周面に形成された嵌合溝１９にブーツバンド２１を嵌着することによって、小径部１２をシャフト１０に固定している。

ブーツ１は、図２に示すように、大径部最近接位置の山部１６ａと谷部１５ａとを連結する連結部１７ａ（大径部最近接位置の傾斜部１７）の内面（内周面）２５に、断面三角形状の突起部２６が円環状に形成されている。この突起部２６は、継手非屈曲状態（シャフト１０の軸心と外輪４の軸心とが一致している状態）では、外輪４の端面１４に接触しない。すなわち、大径部最近接位置の山部１６ａは、大径部１１から外径側に蛇腹部１３に向かって傾斜して延びる傾斜部２７に連結され、連結部１７ａが山部１６ａから内径側に谷部１５ａに向かって傾斜して延びる。このため、連結部１７ａの内面２５に設けられる突起部２６は、継手非屈曲状態で外輪４の端面１４から離間した位置に配置されて、接触しない。すなわち、継手非屈曲状態では、ブーツ１は大径部１１以外は外輪４と接触しない。

継手屈曲状態（シャフト１０の軸心が外輪４の軸心に対して所定角度以上に傾斜する状態）では、連結部１７ａが山部１６ａを中心に外輪４の端面１４側に弾性変形して、図２の仮想線で示すように突起部２６が外輪４の端面１４に当接する。そして、突起部２６が外輪４の端面１４に当接した場合、突起部２６は、大径部最近接位置の谷部１５ａを小径部１２側に押出す支点部を構成することになる。なお、支点部が外輪４の端面１４に当接するためには、突起部２６が、外輪端面１４の外周よりも内径側であって外輪４のトラック部（案内溝３）よりも外径側に配置される必要がある。

このように、等速自在継手２が屈曲状態となった場合には、突起部２６によって、蛇腹部１３の大径部最近接位置の谷部１５ａが外輪４から逃げることができる。このため、継手屈曲状態で、蛇腹部１３の谷部１５ａが、外輪４の開口部４ａにおいて開口端部とシャフト１０とに挟まれることが回避される。これにより、蛇腹部１３の継手側へのかみ込みによる損傷を防止でき、長期にわたってブーツとしての機能を発揮することができる。また、かみ込みが防止されるので、外径寸法を大きく取る必要がなく、周辺機器との干渉範囲を縮小することができ、ブーツ設計の自由度も増す。特に、最も大径部１１分寄り（大径部最近接位置）の谷部１５の径を外輪４のトラック部径よりも小さくして（下げて）、蛇腹長（蛇腹膜長）を確保した設計が可能となり、全体として径方向及び軸方向にコンパクトな設計が可能となる。

さらに、最も大径部１１分寄り（大径部最近接位置）の谷部１５ａの位置は、従来のものに比べて大径部寄り（外輪寄り）とすることができ、一層軸方向にコンパクトな設計が可能となる。

しかも、大径部最近接位置の谷部１５ａを小径部１２側に押出す支点となる突起部２６を、この大径部最近接位置の山部１６ａと谷部１５ａとを連結する連結部１７ａに設けるのみであり、ブーツ全体形状としてはシンプルであるとともに、重量も大とならない。このため、高速回転時に発生する遠心力の増大を回避でき、ブーツ損傷を防止できる。

突起部２６は，外輪端面１４の外周よりも内径側であって外輪４のトラック部よりも外径側に配置されて、外輪端面１４に確実に当接するので、大径部最近接位置の谷部１５ａの小径部１２側への押し出しが安定して、かみ込み防止の信頼性が向上する。

なお、継手非屈曲状態において、ブーツ１は、大径部１１以外が外輪４に接触しないので、この継手非屈曲状態において、蛇腹部の変位（弾性変形）が規制されず、可撓性及び伸縮性を有効に発揮することができる。

ブーツ材料が熱可塑性エラストマーであるので、この等速自在継手用樹脂ブーツ１は、強度的に優れ、耐磨耗性においても有利である。

ところで、突起部２６として図３に示すようなものであってもよい。すなわち、図３（ａ）の突起部２６はその断面形状を半円形とし、図３（ｂ）の突起部２６はその断面形状を台形状としている。

このような図３（ａ）（ｂ）に示す突起部２６であっても、大径部最近接位置の谷部１５ａを小径部１２側に押出す支点となる。このため、継手屈曲状態で、蛇腹部１３の谷部１５ａが、外輪４の開口部４ａにおいて開口端部とシャフト１０とに挟まれることが回避される。

前記実施形態では、ブーツ１は熱可塑性エラストマーであるため、熱可塑性樹脂の通常の成形機にて加工することができる。このため、ブロー成形、インジェクション成形、インジェクションブロー成形等の成形方法に因らないで成形することが可能である。

なお、ブーツ材料は、熱可塑性エラストマーが好ましく、エステル系、オレフィン系、ウレタン系、アミド系、スチレン系の種々の熱可塑性エラストマーを用いることができるが、熱可塑性エラストマー以外の他の樹脂であってもよい。この場合、適度な可撓性、強度性、シール性、及び耐久性を有する材料を選択するのが好ましい。

突起部２６の形状として、図１や図３に示すものに限るものではなく、他の半楕円、矩形等の種々のものを採用することができる。

本発明の実施の形態を示す等速自在継手用樹脂ブーツを等速自在継手に装着した状態の断面図である。前記等速自在継手用樹脂ブーツの要部拡大断面図である。前記等速自在継手用樹脂ブーツを示し、（ａ）は他の突起部の拡大断面図であり、（ｂ）は別の突起部の拡大断面図である。従来の等速自在継手用樹脂ブーツを等速自在継手に装着した状態の断面図である。挟み込み防止構造の従来の等速自在継手用樹脂ブーツの要部断面図である。挟み込み防止構造の従来の他の等速自在継手用樹脂ブーツの要部断面図である。挟み込み防止構造の従来の他の等速自在継手用樹脂ブーツの要部断面図である。

符号の説明

１等速自在継手用樹脂ブーツ
２等速自在継手
３、５トラック溝（案内溝）
４外輪
４ａ開口部
６内輪
７ボール
８ａポケット
１０シャフト
１１大径部
１２小径部
１３蛇腹部
１４端面
１５、１５ａ谷部
１６山部
１６ａ山部
１７傾斜部
１７ａ連結部
１８嵌合溝
１９嵌合溝
２０係合溝
２１ブーツバンド
２２ブーツ取付け部
２３係合溝
２５内面
２６突起部
１００等速自在継手
１０１外輪
１０１ａ開口部
１０２大径部
１０３内輪
１０４シャフト
１０５小径部
１０６谷部
１０７山部
１０８蛇腹部
１０９ブーツバンド
１１１円筒状部
１１２ボール
１１３剛性部分
Ａ矢印方向

Claims

等速自在継手の外輪に固定される大径部と、内輪から延びるシャフトに固定される小径部と、大径部と小径部との間に設けられ、谷部と山部とが交互に形成された蛇腹部とを有する等速自在継手用樹脂ブーツにおいて、継手屈曲状態で外輪端面に当接して、蛇腹部の大径部最近接位置の谷部を小径部側に押出す支点となる突起部を、前記大径部に隣設する山部と前記大径部最近接位置の谷部とを連結する連結部に設けたことを特徴とする等速自在継手用樹脂ブーツ。
前記突起部を、外輪端面の外周よりも内径側であって外輪のトラック部よりも外径側に設けたことを特徴とする請求項１に記載の等速自在継手用樹脂ブーツ。
ブーツ材料が、ポリエステル系、ポリアミド系等の熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項１または請求項２に等速自在継手用樹脂ブーツ。