JP2007211927A - 等速自在継手用ブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】継手が高作動角をとってもブーツの一部がブーツバンドの耳部と干渉することがない等速自在継手用ブーツを提供すること。
【解決手段】
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、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、外側継手部材の外周と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、外側継手部材２の外周面にブーツバンド３で固定される筒状の大径部１ａ、シャフトの外周面に固定される筒状の小径部、大径部と小径部との間を接続する蛇腹部１ｄおよび大径部と蛇腹部との間にあって外側継手部材の開口端側外周面に被さる肩部１ｃとを備え、肩部１ｃをブーツバンド３から外側継手部材の開口端側へかけて所定長で延在させたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車のドライブシャフトなどに使用される等速自在継手を被覆するブーツに係り、特に、ブーツ大端部を継手外輪に固定するブーツバンドに対して当該ブーツバンドに隣接するブーツ大端部の肩部や蛇腹部が継手の高作動角でも干渉しないようにした等速自在継手用ブーツに関する。

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出し防止や継手内部への異物進入防止を目的として蛇腹状のブーツが装着される。ブーツは、その両端を等速自在継手の外側継手部材である外輪及びシャフトにそれぞれ嵌合され、ブーツ両端がブーツバンドで締め付けられてそれぞれに固定される。この等速自在継手用ブーツは、一般にクロロプレンゴム（ＣＲ）等のゴム材料からなるゴムブーツと、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等の樹脂材料からなる樹脂ブーツとに大別される。

これらブーツを等速自在継手の外側継手部材である外輪に嵌合固定するために、特許文献１（特許第２５３８５５４号公報（特開昭６１−１３００７号公報））等に記載されている加締めタイプのブーツバンドが多く使用される。この種のブーツバンドは「耳」と呼ばれる部位を加締め、塑性変形させることにより外輪又はシャフトに対する緊縛力を与える。このブーツバンドの耳はバンド外径円周上に突出している。

従来、このような加締めタイプのブーツバンドを使用した等速自在継手では、図９（Ａ）に示すように、外輪端面２ｂとブーツバンド３の耳３ａとの距離（Ｌ１）及びブーツ１の蛇腹開始部１ｂまでの距離（Ｌ２）が比較的短かった。その為、図９（Ｂ）のように等速自在継手のシャフトＳの作動角が大きくなると蛇腹部１ｄの一部や肩部１ｃが大径部１ａ側ブーツバンド３の耳３ａと干渉することがあった。このような干渉が起こるとブーツ１が損傷したり、ブーツバンド３が図９（Ｂ）で矢印方向へ押されてずれる可能性がある。そこで、ブーツ１とブーツバンド３の耳３ａとの干渉を防止するために、特許文献２〜５に開示される様々な構造が従来から提案されている。
特許第２５３８５５４号公報 特開平７−２２９５６３号公報 特開２００２−９８２３８号公報 特開２０００−２０５２９１号公報 特開２０００−９１５３号公報

特許文献２では、ブーツバンドの耳とブーツの蛇腹部との間にリブと呼ばれる干渉部材を設け、蛇腹部とブーツバンドの耳との干渉を防止する構造としている。特許文献３では、リブの数を複数個とし、更に高角時におけるブーツバンドの耳とブーツの蛇腹部との干渉を防止する構造としている。
しかし、これらの構造では蛇腹部への損傷は防止できるが、ブーツバンドの耳と最寄のリブとが接触することは避けられない。このため、リブが耳を軸方向へ押す力が発生し、ブーツバンドがずれる可能性がある。
特許文献４では、ブーツバンドの耳と蛇腹部との間に隔壁と呼ばれる干渉部材を設け、蛇腹部がブーツバンドの耳と直接干渉しないような構造としている。しかし、この構造で蛇腹部への損傷は防止できるが、間接的に耳が押されることによりブーツバンドを軸方向へ押す力が発生し、やはりブーツバンドがずれる可能性がある。
特許文献５では、ブーツバンドの耳と蛇腹部との間にスペーサ部を設けて、蛇腹部がブーツバンド加締部に干渉しない構造としている。しかし、ジョイントの作動角が大きく例えば４５°以上となると、蛇腹部の変形量が更に大きくなるため、この構造でもブーツバンドの耳と蛇腹部との干渉、又は、ブーツバンドのずれを完全に防止するには不十分である。
本発明は継手が４５°を越えるような高作動角をとってもブーツの一部がブーツバンドの耳部と干渉することがない等速自在継手用ブーツを提供することを目的とする。

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ブーツバンドで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蛇腹部および前記大径部と蛇腹部との間にあって外側継手部材の開口端側外周面に被さる肩部とを備え、前記肩部を前記ブーツバンドから前記外側継手部材の開口端側へかけて所定長で延在させたことを特徴とする。ブーツ肩部を所定長で延在させることでブーツの蛇腹開始部をブーツバンドの耳から少なくとも前記所定長で隔離させることができ、かつ、肩部自体による耐屈曲性が得られるため、継手のシャフトが例えば４５°以上の高作動角をとった場合でも前記肩部に生じる屈曲部がブーツバンド側に突出するのを阻止することができる。
請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記肩部の所定延在長を５ｍｍ以上とすることにより、４５°を越える作動角でシャフトが傾斜したときでも、シャフトの傾斜に伴い当該肩部に生じる屈曲部が前記ブーツバンド側に突出しないようにしたことを特徴とする。肩部の長さが少なくとも５ｍｍ以上あれば、４５°を越えるシャフト作動角でも肩部の屈曲部がブーツバンド側に突出することがない。
請求項３の発明は、請求項２の発明において、前記肩部の長さを２０ｍｍ以下としたことを特徴とする。肩部の屈曲部をブーツバンド側に突出させないためには肩部の長さは２０ｍｍもあれば十分であり、これ以上長くする必要はない。

本発明は前述の如く、等速自在継手用ブーツの外側継手部材に対する取付部でてある大径部と蛇腹部との間にあって外側継手部材の開口端側外周面に被さる肩部を、ブーツバンドから外側継手部材の開口端側へかけて所定長で延在させたので、ブーツの蛇腹開始部を前記所定長でブーツバンドの耳から隔離させることができるとともに、肩部の耐屈曲性により継手のシャフトが例えば４５°以上の高作動角をとった場合でも前記肩部に生じる屈曲部がブーツバンド側に突出するのを阻止することができ、これによりブーツの肩部とブーツバンドの耳部との干渉を防止してブーツバンドの軸線方向へのずれ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〜図８に基づいて説明する。
図１は本発明の第１実施形態に係る等速自在継手用ブーツ１の大径部断面を示す。ブーツ１の全体形状は従来とほぼ同様であって、等速自在継手の外側継手部材（外輪２）外周面に固定される大径部１ａと、等速自在継手のシャフト外周面に固定される小径部（図示せず）と、大径部と小径部の間を接続する蛇腹部（図示せず）でブーツ１が構成される。蛇腹部は２山から７山程度の山部と、その山部間の谷部で構成される。このブーツ１はクロロプレンゴム（ＣＲ）等のゴム材料から成形したものである。ブーツ１の材料はゴム材料に限定されるものではなく、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等の樹脂材料から成形してもよい。

ブーツ１の外輪取付部である大径部１ａは、外輪２の外周面に形成した浅い段部２ａの最奥に嵌合される。この大径部１ａの外周面にブーツバンド３が固定される。大径部１ａに隣接して所定長（Ｌ２）の肩部１ｃがストレート状に形成される。この肩部１ｃはブーツ１の大径部１ａから蛇腹開始部１ｂにかけて外輪２から離間して水平（外輪外周面と平行）に延在する。ブーツ１は蛇腹開始部１ｂから半径方向に縮径して最初の蛇腹部の側壁を形成する。

従来のブーツ１では前述したように外輪端面２ｂとブーツバンド３の耳３ａとの距離（Ｌ１）及びブーツ１の蛇腹開始部１ｂまでの距離（Ｌ２）が比較的短かった。本発明は前記寸法（Ｌ１）を従来より大きく設定することにより、ブーツ蛇腹開始部１ｂまでの距離（Ｌ２）を大きくしたものである。この結果、肩部１ｃを蛇腹部１ｄ形状とは異なる形状（図１実施形態では円筒状）とし、肩部１ｃの肉厚を必要に応じて適切に設定することで蛇腹部と比較して変形しにくくすることができる（耐屈曲性の向上）。このため、継手のシャフトＳの作動角θが例えば１０°から４５°以上に増加した場合でも、図１（Ｂ）、（Ｃ）のようにブーツバンド３の耳３ａとの干渉を防止することができる。本発明に係るブーツは、クロロプレンゴム（ＣＲ）等のゴム材料からなるゴムブーツの他、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等の樹脂材料からなる樹脂ブーツでも同様の耐屈曲性向上効果が得られる。

なお、本発明者が行った試験によれば、肩部１ｃの肉厚を１ｍｍ〜２ｍｍ程度とし、かつ、距離（Ｌ２）を５ｍｍ〜２０ｍｍとした場合が他の寸法にしたものに比べて肩部１ｃの耐屈曲性が比較的良好であることが確認された。また、これら寸法と耐屈曲性の関係はゴムブーツと樹脂ブーツのいずれでも成立することも確認された。さらに、肩部1cの肉厚を１ｍｍ〜２ｍｍ程度とし、かつ、距離（Ｌ２）を１０ｍｍ〜１５ｍｍとした場合が屈曲変形の割合が最小になることも確認された。

図２〜図９に本願の別の実施形態を示す。寸法（Ｌ１）を大きく設定してある為、寸法（Ｌ２）の肩部１ｃの形状を種々変更可能である。図２は肩部１ｃを大径部１ａと同じ高さ（半径）として外輪２に当接させたものである。図３は肩部１ｃを凸円弧状に外側に屈曲させたものである。図４はこれとは反対に肩部１ｃを凹円弧状に内側に屈曲させたものである。図５はいわば図１と図２を折衷した肩部１ｃであり、大径部１ａに近い方が外輪２に接し、反対側が外輪２から浮いている。図６も図１と図２を折衷した肩部１ｃであり、大径部１ａに近い方が外輪２から浮き、反対側が外輪２に接している。図７は肩部１ｃの両側が外輪２に接し、中央が外輪２から浮いている。図８は肩部１ｃの両側が外輪２から浮き、中央が外輪２に接している。

以上のいずれの実施形態でも、肩部１ｃが所定長の寸法（Ｌ２）を有しかつこの部分が筒状をなすことから耐屈曲性を具備し、継手作動角が４５°を越える大きな作動角となった場合でも、肩部１ｃないし蛇腹部１ｄがブーツバンド３の耳３ａと干渉するのを防止することができる。また、望ましい肩部１ｃの肉厚と距離（Ｌ２）の関係は図１と同様に図２〜図８のいずれのブーツでも成り立つことが確認された。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく、特許請求の範囲に含まれる技術的思想に基づき種々の変形が可能である。

本発明の等速自在継手用ブーツは、４５°以上の大きな作動角を取ることのできるタイプ、例えは、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、外側継手部材の軸線方向にスライドする機構を備えたタイプ、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。

本発明に係る等速自在継手用ブーツの大径部断面図であって、（Ａ）はシャフト作動角０°、（Ｂ）はシャフト作動角１０°、（Ｃ）はシャフト作動角４５°の時の断面である。 本発明の第２実施形態に係る等速自在継手用ブーツでの大径部断面図。 本発明の第２実施形態に係る等速自在継手用ブーツでの大径部断面図。 本発明の第２実施形態に係る等速自在継手用ブーツでの大径部断面図。 本発明の第２実施形態に係る等速自在継手用ブーツでの大径部断面図。 本発明の第２実施形態に係る等速自在継手用ブーツでの大径部断面図。 本発明の第２実施形態に係る等速自在継手用ブーツでの大径部断面図。 本発明の第２実施形態に係る等速自在継手用ブーツでの大径部断面図。 従来の等速自在継手用ブーツの大径部断面図であって、（Ａ）はシャフト作動角０°、（Ｂ）はシャフト作動角４５°の時の断面図である。

符号の説明

１ ブーツ
１ａ 大径部
１ｂ 蛇腹開始部
１ｃ 肩部
１ｄ 蛇腹部
２ 外輪
２ａ 段部
２ｂ 外輪端面
３ ブーツバンド
３ａ 耳

Claims (3)

1. 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ブーツバンドで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蛇腹部および前記大径部と蛇腹部との間にあって外側継手部材の開口端側外周面に被さる肩部とを備え、前記肩部を前記ブーツバンドから前記外側継手部材の開口端側へかけて所定長で延在させたことを特徴とする等速自在継手用ブーツ。
2. 前記肩部の所定延在長を５ｍｍ以上とすることにより、４５°を越える作動角でシャフトが傾斜したときでも、シャフトの傾斜に伴い当該肩部に生じる屈曲部が前記ブーツバンド側に突出しないようにしたことを特徴とする請求項１の等速自在継手用ブーツ。
3. 前記肩部の長さを２０ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項２の等速自在継手用ブーツ。

Images