JP2007270944A - 等速自在継手用ブーツ及びそのブーツを使用した等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】ブーツ肩部１６ｄとブーツバンド耳１７ａとの干渉防止、蛇腹谷部１６ｃ’がケース端縁１１ａとシャフト１２の間に挟まれることの防止、及びブーツ大径部１６ａのケース外周面への嵌め込みを円滑にする。
【解決手段】ケース（外輪）１１とシャフト１２を被うブーツ１６の肩部１６ｄの長さＬを、シャフトの最大作動角度θにおいて、肩部１６ｄが外側凸に円弧状に変形するように設定する。この設定により、シャフトが最大作動角度θに傾斜しても、肩部は円弧状に膨出し、ブーツバンド耳１７ａに触れにくく、触れても、耳を強く押すことはないため、耳と干渉することもなく、ブーツバンドがずれる恐れもない。また、ケース１１に近い谷部１６ｃ’も肩部１６ｄの変形と共にせり上がり、谷部１６ｃ’がシャフトとケース端縁の間に挟まれることもない。肩部外周面のリブ１９を押して大径部１６ａをケース外周面に嵌める。この作用は円滑である。
【選択図】 図３

Description

この発明は、自動車のドライブシャフト等に使用される等速自在継手及びその等速自在継手用ブーツに関するものである。

この種の等速自在継手は、一般的には、図９に示すように、外輪となるケース１と、シャフト２がはめ込まれた内輪３と、その内外輪３、１の間に保持器４を介して装填されたボール５とからなり、そのケース１とシャフト２の間を筒状のブーツ６により被って、継手内部に封入されたグリースの漏れ出し防止及び継手内部への異物侵入防止を図っている（特許文献１参照）。
特開２００２−３５７２２８号公報

そのブーツ６は、上記ケース１の外周面にブーツバンド７により固定される大径部６ａと、シャフト２の外周面にブーツバンド７により固定される小径部６ｂと、その小径部６ｂからケース１の端縁１ａに至る蛇腹部６ｃとからなる。ブーツバンド７は、耳７ａをカシメることにより締結される（特許文献２〜５参照）。
特開平０７−２２９５６３号公報 特開２００２−９８２３８号公報 特開２０００−２０５２９１号公報 特開２０００−９１５３号公報

この等速自在継手において、近年、広角化が要求され、その作動角度（図９のケース１の軸心とシャフト２の軸心のなす角度）θは、４５度から５０度以上に及ぶことがある。作動角度が４５度以上に及ぶと、図９に示すように、蛇腹部６ｃの一部がブーツバンド７の耳７ａと干渉する場合があり、干渉すると、ブーツ６が損傷したり、ブーツバンド７が矢印方向へ押されてずれる場合があったりする。
このため、従来では、ブーツ６の蛇腹部６ｃとブーツバンド７の耳７ａとの間にリブ等の干渉部材を設け、その干渉部材により、ブーツ蛇腹部６ｃをブーツバンド７の耳７ａに干渉しないようにしている（特許文献２〜５参照）。

また、作動角度θが４５度以上に及ぶと、図９に示すように、蛇腹部６ｃのケース１に近い谷部６ｃ’がケース端縁１ａとシャフト２の間に挟まれて損傷する場合がある。
このため、従来では、そのケース１に最も近い蛇腹谷部６ｃ’の形状を工夫する（特許文献６参照）等をして、その谷部６ｃ’がケース端縁１ａとシャフト２の間に挟まれることを防止している。
特開平０９−９６３１８号公報

上記の干渉部材によるブーツ６の蛇腹部６ｃとブーツバンド７の耳７ａとの干渉防止手段は、その干渉部材が耳７ａに触れて押すことにより、ブーツバンド７が押されてずらす恐れ等がある。
また、蛇腹谷部６ｃ’がケース端縁１ａとシャフト２の間に挟まれることの防止手段としての蛇腹谷部６ｃ’の形状工夫は、蛇腹部６ｃの膜長を確保するために、その谷部６ｃ’に隣り合う山部の外径が大きくなって、蛇腹部６ｃの最大外径が大きくなったり、蛇腹部６ｃが必要以上に長くなったりして、収納スペースが問題となる場合がある。

この発明は、簡単な手段により、上記のブーツ６の蛇腹部６ｃとブーツバンド７の耳７ａとの干渉防止を図ると共に、蛇腹谷部６ｃ’がケース端縁１ａとシャフト２の間に挟まれることの防止を図ることを第１の課題とし、ブーツ大径部６ａのケース１外周面への嵌め込みを円滑にし得るようにすることを第２の課題とする。

上記第１の課題を達成するために、この発明は、ブーツの蛇腹部から大径部に至る肩部の筒軸方向の長さを、シャフトのケースに対する最大作動角度において、前記肩部が外側凸に円弧状に変形するように設定したのである。

この種のブーツにおいて、シャフトがケースに対して傾斜すると、その傾斜した側の肩部もその傾斜方向に屈曲しようとするが、その肩部の長さが短いと、肩部は外側凹状に屈曲して筒軸方向に圧縮され、上記蛇腹部６ｃの一部がブーツバンド７の耳７ａと干渉する場合がある。
しかし、シャフトのケースに対する最大作動角度において、前記肩部が外側凸に円弧状に変形するように設定すれば、肩部も必然的に長くなり、例えば、ケース軸方向（筒軸方向）に５ｍｍ〜２０ｍｍとなり、筒軸方向に圧縮されることもなく、前記蛇腹部６ｃの一部がブーツバンド７の耳７ａに触れることも少なくなる。仮に、触れても、耳を強く押すことはない。

また、肩部が外側凸に円弧状に変形（膨出）することにより、蛇腹部のケースに近い谷部も外側に持ち上げられる（図３参照）。このため、シャフトが最大作動角度、例えば、４５度以上になっても、その谷部がシャフトとケース端縁の間に挟まれることは殆どない。

一方、ブーツバンドによる大径部の固定は、ケース外周面に溝を形成し、その溝に大径部内面の突起を嵌めて、ブーツバンドによりカシメることによって行う。
その大径部の突起を溝に嵌める際、通常、大径部の内径はケースの外周面の外径より心持ち小さく設定されているため、大径部を拡径させながらケース端縁から溝に導くこととなる。このとき、肩部の蛇腹側の端を押して大径部をケースにはめ込むため、上記のように、その肩部が長くなると、押してもその肩部が円弧状に膨出して大径部に力が伝わらず、大径部の突起を溝に押し込めない場合（大径部を溝まで導けない場合）が生じる。特に、溝からの大径部の離脱を防止するために、溝の縁に突条を形成した場合（実施例参照）には、その突条同士を乗り越えさせなければならず、さらに、その押し込みが困難となる。

このため、この発明は、その肩部外周面に押し込み用リブを設け、そのリブを押すことにより、上記大径部をケース外周面に嵌めることとして、上記第２の課題を達成することとしたのである。
リブが肩部の外周面にあれば、そのリブでもって押した際、肩部の膨出は抑えられ（肩部は変形することなく）、その押し込み力は大径部に伝わる。このため、ブーツをケースの外周面に円滑に嵌めることができる。
因みに、肩部の外周面にリブがあれば、シャフトがケースに対して傾斜した際、そのリブ部が他の肩部部分より肉厚であること（外周面に突出している）により、肩部は外側凸に円弧状に確実に変形する。

この発明は、以上のように、従来に比べて長い肩部としたことにより、上記ブーツの蛇腹部とブーツバンドの耳との干渉防止と、蛇腹谷部がケース端縁とシャフトの間に挟まれることの防止との両作用を同時に達成することができる。
また、肩部外周面のリブにより、ブーツ大径部をケース外周面に円滑に嵌め込むことができる。

この発明の等速自在継手用ブーツに係る実施形態としては、等速自在継手のケースとその等速自在継手の内輪に嵌め込まれたシャフトの間に設けられて、そのケースとシャフトの間を被う筒状のブーツにおいて、前記ケースの外周面にブーツバンドにより固定される大径部と、前記シャフトの外周面に固定される小径部と、その小径部からケースの端に至る蛇腹部と、その蛇腹部から前記大径部に至る肩部とからなり、前記肩部の筒軸方向の長さは、シャフトのケースに対する最大作動角度において、前記肩部が外側凸に円弧状に変形するように設定され、かつ、その肩部外周面に、大径部をケースに嵌める際の押し込み用リブを設けた構成を採用することができる。

この構成において、シャフトが最大作動角度傾斜した場合、上記リブがブーツバンドの耳に近いと、そのリブが耳に干渉して肩部が損傷したり、さらに耳が押されてブーツバンドがずれる恐れがあったりし、逆に、リブが蛇腹部に近いと、肩部が変形しやすく、例えば円周方向にねじれる等の変形をして、ブーツ（大径部）をケース外周面に嵌め込み難い（装着し得ない）場合が生じる。
このため、リブは、肩部のケース筒軸方向の中央位置が好ましいが、上記のリブの耳への干渉度合と肩部の変形度合を考慮して、実験などにより、肩部のケース筒軸方向の適宜位置に設ければ良い。例えば、そのリブの幅方向の中心線を、大径部から肩部の筒軸方向の長さの５分の２〜５分の３（４０〜６０％）の位置とする。
また、リブは、肩部の全周に亘って連続的に設けても、間欠的でも良い。

これらのブーツは、ケースと内輪に嵌め込まれたシャフトからなる種々の等速自在継手のブーツとして採用することができる。

図１〜図３に一実施例を示し、この実施例の等速自在継手も、外輪となるケース１１と、シャフト１２がはめ込まれた内輪１３と、その内外輪１３、１１の間に保持器１４を介して装填されたボール１５とからなり、そのケース１１とシャフト１２の間を筒状のブーツ１６により被って、継手内部に封入されたグリースの漏れ出し防止及び継手内部への異物侵入防止を図っている。この等速自在継手は、例えば、自動車のドライブアクスルの中間軸がシャフト１２と連結され、ケース１１のステム１１ｂがホイールに結合される。なお、この発明の等速自在継手は、その自動車のドライブアクスルに限らず、他の種々の機構に採用できることは勿論である。

ブーツ１６は、上記ケース１１の外周面にブーツバンド１７により固定される大径部１６ａと、シャフト１２の外周面にブーツバンド１７により固定される小径部１６ｂと、その小径部１６ｂからケース１１の端１１ａに至る蛇腹部１６ｃとからなって、クロロプレンゴム（ＣＲ）等のゴム材料、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等の樹脂材料により一体成形される。その肉厚は、成形のし易さ及び変形による耐久性などの点から、全長に亘ってできる限り均一とする。
ブーツバンド１７は各種の金属からなって、大小径部１６ａ、１６ｂに巻き付けてカシメることにより締結し、その締結によってその大小径部１６ａ、１６ｂがケース１１及びシャフト１２に強固に固定される。また、そのカシメによって、ブーツバンド１７の外周面から突出する耳１７ａが生じる。

上記ケース１１は、従来に比べて、ブーツ１６の大径部１６ａ内面突条１６ａ’の嵌合溝１８がそのケース１１の軸方向の中央側に寄っており、これにより、溝１８からケース１１のブーツ側の端縁１１ａの間が広く（長く）なっている。このため、ブーツ１６の蛇腹部１６ｃから大径部１６ａに至る肩部１６ｄも長くなっている。この肩部１６ｄの長さＬは、図３に示す、シャフト１２のケース１１に対する最大作動角度θ、例えば、４５度において、肩部１６ｄが外側凸に円弧状に変形するように実験などによって適宜に設定する。最大作動角度θは、例えば、搭載する自動車に応じて適宜に決定される。

肩部１６ｄの外周面のケース１１の筒軸方向の中央全周にはその全周に連続するリブ１９が形成されている。このリブ１９は、図４に示すように間欠的でも良い。リブ１９の幅（ケース１１の筒軸方向）、高さ、間欠度合は、後述のブーツ１６の押し込み性（作用点として、押し込み力を発生させての押し込み易さ）、剛性等を考慮して適宜に設定すればよい。その高さは、ブーツ１６の最大径に影響を与えてスペースの問題が生じるため、できる限り、低いことが好ましいが、低すぎると、前記押し込み性が低下するため、例えば、０．５〜３ｍｍ程度とする。
リブ１９は、その内部を肉抜きした形状が肉厚を他の部分と同一にできる点から好ましいが、図５に示すように、無垢とすることもできる。

この実施例は以上の構成であり、図２に示すように、矢印のごとく、リブ１９を押してブーツ１６をケース１１の外周面に摺動させてその大径部１６ａの内面突条１６ａ’を溝１８に嵌める。このとき、リブ１９による押し込みは、リブ１９が肩部１６ｄの外周面にあることにより、肩部１６ｄの膨出は抑えられ、リブ１９が大径部１６ａの近くであることにより、その押し込み力が大径部１６ａに円滑に伝わる。このため、溝１８の縁に突条１８ａがあっても、大径部１６ａの内面突条１６ａ’はその突条１８ａを円滑に乗り越えて溝１８内に円滑に押し込まれ、ブーツ１６（大径部１６ａ）をケース１１の外周面に円滑に嵌めることができる（図２（ａ）〜同図（ｂ））。
このブーツ１６がケース１１の外周面に嵌れば、従来と同様に、大径部１６ａ及び小径部１６ｂにブーツバンド１７を巻き付けてカシメ締結し、ブーツ１６をケース１１とシャフト１２に固定してその間を被う（同図（ｃ））。

このブーツ１６が取付けられた等速自在継手は、図３に示すように、シャフト１２の作動角度θが４５度以上になっても、肩部１６ｄが外側凸に円弧状に変形するため、ケース１１に近い（特に最も近い）谷部１６ｃ’も肩部１６ｄの変形と共にせり上がることとなり、その谷部１６ｃ’がシャフト１２とケース端縁１１ａの間に挟まれることはない。
また、肩部１６ｄの膨出状態の円弧は，それほど曲率の小さなものとならないため（図３参照）、肩部１６ｄ（リブ１９）がブーツバンド１７の耳１７ａに触れることはなく、仮に、触れても、耳１７ａを強く押すことはない。このため、肩部１６ｄ（リブ１９）がブーツバンド１７の耳１７ａと干渉することもなく、また、ブーツバンド１７が押されてずれる恐れもない。

リブ１９の断面形状としては、上記作用を行うことができる限りにおいて任意であり、例えば、図６〜図８に示す、台形（図６）、円形（図７）、三角形（図８）等が考えられる。また、肉抜き（各図（ａ））でも、無垢（各図（ｂ））でも良い。

一実施例の一部切断正面図 同実施例のブーツのケースへの取付け作用図 同実施例の作用一部切断正面図 ブーツの他の実施例の切断側面図 リブの他の実施例の要部断面図 リブの各実施例の要部断面図 リブの各実施例の要部断面図 リブの各実施例の要部断面図 従来例の作用一部切断正面図

符号の説明

１、１１ ケース（外輪）
２、１２ シャフト
３、１３ 内輪
４、１４ 保持器
５、１５ ボール
６、１６ ブーツ
６ａ、１６ａ ブーツ大径部
６ｂ、１６ｂ ブーツ小径部
６ｃ、１６ｃ ブーツ蛇腹部
６ｄ、１６ｄ ブーツ肩部
７、１７ ブーツバンド
７ａ、１７ａ ブーツバンドのカシメ耳
１８ ブーツ大径部の嵌合溝
１８ａ 嵌合溝の縁突条
１９ 押し込み用リブ

Claims (5)

1. 等速自在継手のケース（１１）とその等速自在継手の内輪（１３）に嵌め込まれたシャフト（１２）の間に設けられて、そのケース（１１）とシャフト（１２）の間を被う筒状のブーツ（１６）において、
   上記ケース（１１）の外周面にブーツバンド（１７）により固定される大径部（１６ａ）と、上記シャフト（１２）の外周面に固定される小径部（１６ｂ）と、その小径部（１６ｂ）から上記ケース（１１）の端（１１ａ）に至る蛇腹部（１６ｃ）と、その蛇腹部（１６ｃ）から前記大径部（１６ａ）に至る肩部（１６ｄ）とからなり、
   上記肩部（１６ｄ）の筒軸方向の長さ（Ｌ）は、上記シャフト（１２）のケース（１１）に対する最大作動角度（θ）において、前記肩部（１６ｄ）が外側凸に円弧状に変形するように設定し、かつ、その肩部（１６ｄ）外周面に、上記大径部（１６ａ）をケース（１１）に嵌める際の押し込み用リブ（１９）を設けた等速自在継手用ブーツ。
2. 上記リブ（１９）を、上記ブーツバンド（１７）により固定される大径部（１６ａ）から上記肩部（１６ｄ）の筒軸方向の長さ（Ｌ）の５分の２〜５分の３の位置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ブーツ。
3. 上記リブ（１９）を全周に亘って連続的に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の等速自在継手用ブーツ。
4. 上記リブ（１９）を全周に亘って間欠的に設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の等速自在継手用ブーツ。
5. ケース（１１）と内輪（１３）に嵌め込まれたシャフト（１２）の間に、そのケース（１１）とシャフト（１２）の間を被う筒状のブーツ（１６）を設けた等速自在継手において、前記ブーツ（１６）を請求項１乃至４の何れかに記載のものとしたことを特徴とする等速自在継手。

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