JP2007232144A

JP2007232144A - 等速自在継手用シャフト

Info

Publication number: JP2007232144A
Application number: JP2006056560A
Authority: JP
Inventors: Atsuhito Takemura; 篤人竹村; Shintaro Harada; 慎太郎原田
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2006-03-02
Filing date: 2006-03-02
Publication date: 2007-09-13

Abstract

【課題】高温環境下での使用であっても、シール性の低下を抑えることができ、長期に亘って安定したシール機能を発揮することができ、しかもこのシャフトを使用する等速自在継手の製造コストの低減に寄与することが可能な等速自在継手用シャフトを提供する。
【解決手段】等速自在継手の内側継手部材に連結されるとともに、ブーツ１の小径部１１が装着されるブーツ取付部２２を備えた等速自在継手用シャフトである。ブーツ取付部２２に一対の周方向突起部２３、２４を設ける。継手内部側の周方向突起部２３よりも継手内部側に、継手内部からの潤滑材を溜める凹周溝２５を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、等速自在継手用シャフト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。

この種のブーツは例えば図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、谷と山とが交互に形成された蛇腹部１０８とを有する。そして、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。

すなわち、大径部１０２の外周面及び小径部１０５の外周面にはそれぞれバンド装着用溝１１０、１１１が設けられ、各溝１１０、１１１にブーツバンド１０９、１０９が嵌合される。また、シャフト１０４のブーツ取付部には、ブーツ取付用溝１１２と、このブーツ取付用溝１１２の両側の突起（周方向突起部）１１３、１１３とが設けられている。この場合、ブーツバンド１０９の締め付けによって、突起１１３、１１３がブーツの小径部１０５の一部に食い込むことによって、シール性を高めている。

なお、外輪１０１は、その内周面に複数の案内溝（トラック溝）１１５が形成されるとともに、内輪１０３は、その外周面に複数の案内溝（トラック溝）１１６が形成されている。そして、外輪１０１の案内溝１１５と内輪１０３の案内溝１１６とで協働して形成されるボールトラックに複数のボール１１７が配設され、このボール１１７が、外輪１０１と内輪１０３との間に配置されるケージ１１８のポケット１１８ａに収容される。

また、従来には、ブーツの小径部の内周面にリブを設け、バンド装着時にこのリブを、ブーツ取付用溝の底面に圧接させてシール性を高めようとしたものがある（特許文献１）。さらには、耐久性向上のために、継手の屈曲動作によって生じる歪を分散させるための溝をブーツの小径部側に設けたものもある（特許文献２）。なお、この特許文献２に記載のものでも、ブーツの小径部の内周面にリブが設けられている。
特開平６−１８５５３２公報特開２００４−３０１２０２号公報

ところで、ブーツバンドによる締付部のシール性は、経時変化により低下する。このため、図４に示すようにシャフトに突起を設けたものであっても、ブーツの小径部の内周面にリブを設けたもの（前記特許文献１及び特許文献２に記載もの）であっても、締付効果が十分でなくなる。また、近年では、熱可塑性エラストマーからなる樹脂ブーツは、ゴム製ブーツ（ＣＲブーツ）に比べて、疲労性や摩耗性、高速回転性（回転時振れ廻り性）に優れるため、普及している。このような樹脂ブーツでは高温に曝されるとシール性が低下する。これは、熱可塑性エラストマーの圧縮永久歪が大きく、反発力が低下するためであり、特に、デファレンシャルギア側（インボード側）での高温環境下(高温雰囲気下)でこの傾向が著しい。このため、従来のようなシール構造では、長期に亘って安定したシール機能を発揮することができない。また、特許文献２に記載の耐久性向上のための溝は、樹脂ブーツではブローにより成形する範囲にかかるため成形が難しく、ＣＲブーツであってもシール性向上に寄与しない。

また、前記特許文献１、２に記載のもののように、ブーツの小径部の内周面にリブを設けるもの（ブーツ形状変更による対策のもの）では、成形性への悪影響によりコスト高が懸念される。

特に、ブーツの小径部（シャフト側装着部）においては、ブーツバンドよりも継手内部側の端部は、シャフトのブーツ取付部と接触しているのみであって、等速自在継手が作動角をとった際に、それに追従して、シャフト取付部から離れたりする。このため、ブーツのシャフト側装着部の継手内部側の端部において、継手内部の潤滑剤がシャフト側装着部内部に流入して、継手外部へ流出しやすくなる。

本発明は、上記課題に鑑みて、高温環境下での使用であっても、シール性の低下を抑えることができ、長期に亘って安定したシール機能を発揮することができ、しかもこのシャフトを使用する等速自在継手の製造コストの低減に寄与することが可能な等速自在継手用シャフトを提供する。

本発明の等速自在継手用シャフトは、等速自在継手の内側継手部材に連結されるとともに、ブーツのシャフト側装着部が装着されるブーツ取付部を備えた等速自在継手用シャフトにおいて、前記ブーツ取付部に一対の周方向突起部を設けるとともに、継手内部側の周方向突起部よりも継手内部側に、継手内部からの潤滑材を溜める凹周溝を設けたものである。

ブーツのシャフト側装着部にブーツバンドを締付ければ、一対の周方向突起部が装着部に食い込む。また、凹周溝を設けたことによって、継手内部からの潤滑材がブーツの装着部側に流れ込んだとしても、この凹周溝にて潤滑材を受けることができる。

シャフト側装着部を締付けるブーツバンドよりも継手内部側に、シャフト側装着部にて覆われるように凹周溝を設けるのが好ましい。これによって、作動角をとって、シャフト側装着部の継手内部側の端部とシャフトのブーツ取付部とに生じた隙間に潤滑剤が入り込んでも、この凹周溝にて受けることができ、この凹周溝よりも継手外部側への潤滑剤の流出を確実に防止することができる。

一対の周方向突起部間にブーツ嵌合用溝を設けてもよい。これにより、ブーツ装着状態で、ブーツ嵌合用溝にブーツの小径部の一部が嵌合する。

本発明は、一対の周方向突起部がブーツのシャフト側装着部に食い込むので、ブーツの小径部を確実にシャフトのブーツ取付部に装着することができる。しかも、凹周溝にて潤滑材を受けることができるので、この凹周溝より継手外部側への潤滑材の流出を防止できる。これにより、優れたシール性を発揮することができる。また、このシャフトを使用すれば、ブーツの形状を変更する必要がない。このため、このシャフトを使用して等速自在継手を組み立てる場合、従来の既存のブーツをそのまま使用することができ、コストの低減を図ることができる。

また、作動角をとった場合、それに追従するために、継手内部側で、ブーツ１とシャフト９との間に隙間が形成される。このため、この隙間に潤滑材Ｓが流れ込むことになるが、流れ込んだとしても、ブーツバンドよりも継手内部側に、ブーツのシャフト側装着部にて覆われるように凹周溝を設けたので、凹周溝にてこの潤滑剤を受けることができ、この凹周溝よりも継手外部側に潤滑材を流出させない。従って、作動角をとった場合でも、安定したシール性性能を発揮することができる。

また、ブーツ装着状態では、ブーツ嵌合用溝にブーツの小径部の一部が嵌合するので、ブーツ装着状態が一層安定する。

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。

図１は本発明の等速自在継手用シャフト９が使用された等速自在継手２を示す。この等速自在継手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側継手部材としての外輪４と、外周面に複数の案内溝（トラック溝）５を形成した内側継手部材としての内輪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本発明に係るシャフト９を結合している。すなわち、内輪６の中心孔にスプライン１２を設け、シャフト９の端部に設けられたスプライン１３を内輪６のスプライン１２に嵌合させている。また、シャフト９のスプライン１３の端部には、抜け止め用の止め輪１５が装着されている。

そして、この等速自在継手２にはブーツ１が装着される。この場合のブーツ１は、例えば、エステル系、オレフィン系、ウレタン系、アミド系、スチレン系等の熱可塑性エラストマーにて形成される。熱可塑性エラストマーは樹脂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、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。なお、このように、ブーツ材料は、疲労性や摩耗性等の耐久性、耐熱老化性、耐油性等に優れる熱可塑性エラストマーが好ましいが、クロロプレン等のゴム材料やシリコンゴム材料であってもよい。

ブーツ１は、等速自在継手２の外側継手部材（外輪４）の開口端部に装着される大径部（外輪側装着部）１０と、等速自在継手２の内側継手部材（内輪６）に連結されたシャフト９に装着される小径部（シャフト側装着部）１１と、大径部１０と小径部１１との間に設けられ、軸方向に沿って交互に配設される山部と谷部とを有する蛇腹部１４とを備える。

外輪４の開口部側の外周面に周方向切欠きからなるブーツ取付部１６が設けられ、このブーツ取付部１６に大径部１０が外嵌される。そして、大径部１０の外周面に形成された嵌合溝１７にブーツバンド１８を嵌着することによって、大径部１０を外輪４に固定している。

本発明に係るシャフト９には、外輪４から所定量突出した位置に、図１と図２に示すように、周方向に沿ったブーツ取付用溝２０を有する大径部からなるブーツ取付部２２が設けられている。ブーツ取付用溝２０の開口端（軸方向端）に周方向突起部（突起）２３、２４が設けられている。そして、小径部１１がブーツ取付部２２に外嵌され、小径部１１の外周面に形成された嵌合溝１９にブーツバンド１８を嵌着することによって、この小径部１１をシャフト９に固定している。

また、継手内部側の周方向突起部２３よりも継手内部側に、継手内部からの潤滑材を溜める凹周溝２５を設けている。この凹周溝２５は、ブーツ１の小径部１１をブーツ取付部２２に外嵌した状態で小径部１１を締付けるブーツバンド１８よりも継手内部側に、ブーツの小径部１１にて覆われるように設けている。すなわち、凹周溝２５が、ブーツバンド１８のブーツ大径部側の端面１８ａよりもブーツ大径部側に位置している。

そして、ブーツ１の小径部１１にブーツバンド１８を締付ければ、一対の周方向突起部２３、２４がブーツ１の小径部１１に食い込むとともに、ブーツ取付用溝２０にブーツの小径部１１の一部が嵌合し、この小径部１１であるシャフト側装着部がシャフトに装着される。

ところで、ブーツ１の小径部１１の継手内部側においては、作動角をとらない状態では、図２に示すように、凹周溝２５を覆っている状態を維持している。しかしながら、作動角をとった場合、図３（ａ）に示すように、小径部１１の継手内部側の端部１１ａがシャフト９から離れる方向に引っ張られた状態となって、その変位に追従することができる。この際、小径部１１の継手内部側とシャフト９のブーツ取付部２２との間に隙間が形成される。

そのため、ブーツ１が装着された状態において、この等速自在継手が作動角をとった後作動角をとらない状態に戻れば、図３（ａ）に示すように、小径部１１の継手内部側の端部１１ａとシャフト９のブーツ取付部２２との間に隙間が形成されて凹周溝２５がブーツ１内部に開口した状態となって、図３（ｃ）に示すように、元の状態に戻ることになる。この際、等速自在継手２内のグリース等の潤滑材Ｓが、図３（ａ）（ｂ）に示すように矢印のように凹周溝２５内に流入する。そして、図３（ｃ）に示すように、潤滑材Ｓが凹周溝２５に溜まる。このように、作動角をとった場合、ブーツ１とシャフト９との間に形成される隙間に潤滑材Ｓが流れ込んだとしても、凹周溝２５にてこの潤滑剤を受けることができ、この凹周溝２５よりも継手外部側に潤滑材Ｓを流出させない。

このように、前記等速自在継手用シャフトでは、凹周溝２５を設けたことによって、継手内部からの潤滑材Ｓがブーツ１の小径部１１側に流れ込んだとしても、この凹周溝２５にて潤滑材を受けることができる。この凹周溝２５より継手外部側への潤滑材の流出を防止できる。これにより、優れたシール性を発揮することができる。また、このシャフト９を使用すれば、ブーツ１の形状を変更する必要がない。このため、このシャフト９を使用して等速自在継手を組み立てる場合、従来の既存のブーツ１をそのまま使用することができ、コストの低減を図ることができる。

また、作動角をとった場合、継手内部側で、ブーツ１とシャフト９との間に隙間が形成される。このため、この隙間に潤滑材Ｓが流れ込むことになるが、流れ込んだとしても、ブーツバンド１８よりも継手内部側に、ブーツ１のシャフト側装着部にて覆われるように凹周溝２５を設けたので、凹周溝２５にてこの潤滑剤を受けることができ、この凹周溝２５よりも継手外部側に潤滑材Ｓを流出させない。従って、作動角をとった場合でも、安定したシール性性能を発揮することができる。

さらに、一対の周方向突起部２３、２４間のブーツ取付用溝２０にブーツ１の小径部１１の一部が嵌合するので、ブーツ装着状態が一層安定する。

以上、本発明の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って、例えば、前記実施形態では、一対の周方向突起部２３、２４間にブーツ取付用溝２０が形成されているが、このようなブーツ取付用溝２０を省略してもよい。また、凹周溝２５の断面形状を、半円形状、三角形状、台形状、矩形状等の種々のものを採用することができる。

本発明の実施形態を示す等速自在継手用シャフトを使用した等速自在継手の要部断面図である。前記等速自在継手用シャフトのブーツ装着状態の要部拡大断面図である。凹周溝に潤滑材が流れ込む過程を示し、（ａ）はブーツが引っ張られて凹周溝がブーツ内部に開口した状態の断面図であり、（ｂ）はブーツが元の状態に戻る途中を示す断面図であり、（ｃ）はブーツが元に戻った状態の断面図である。従来の等速自在継手用シャフトを使用した等速自在継手の要部断面図である。

符号の説明

１ブーツ
２等速自在継手
１１シャフト側装着部
１８ブーツバンド
２０ブーツ取付溝
２２ブーツ取付部
２３、２４周方向突起部
２５凹周溝

Claims

等速自在継手の内側継手部材に連結されるとともに、ブーツのシャフト側装着部が装着されるブーツ取付部を備えた等速自在継手用シャフトにおいて、
前記ブーツ取付部に一対の周方向突起部を設けるとともに、継手内部側の周方向突起部よりも継手内部側に、継手内部からの潤滑材を溜める凹周溝を設けたことを特徴とする等速自在継手用シャフト。
ブーツのシャフト側装着部を締付けるブーツバンドよりも継手内部側に、シャフト側装着部にて覆われるように前記凹周溝を設けたことを特徴とする請求項１の等速自在継手用シャフト。
一対の周方向突起部間にブーツ取付用溝を設けたことを特徴とする請求項１又は請求項２の等速自在継手用シャフト。