JP2009014176A - Boots for use in constant velocity universal joint - Google Patents
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Description
この発明は等速自在継手用ブーツに関し、より詳しくは、金属環を介して等速自在継手の外輪に取り付けるタイプのブーツに関する。 The present invention relates to a constant velocity universal joint boot, and more particularly to a type of boot that is attached to an outer ring of a constant velocity universal joint via a metal ring.
等速自在継手は自動車や各種産業機械における動力伝達に用いられる。自動車の場合、ドライブシャフト用やプロペラシャフト用が挙げられる。
等速自在継手は、内部に異物が混入したり潤滑剤が漏れたりして潤滑不良が起こるとトルク伝達に支障をきたす。そのため、内部を密閉するための、弾性体でできた蛇腹状のブーツや、ブーツと金属環(ブーツアダプタ)が一体になった金属環ブーツを装着して使用するのが一般的である。
Constant velocity universal joints are used for power transmission in automobiles and various industrial machines. In the case of automobiles, examples include those for drive shafts and propeller shafts.
Constant velocity universal joints impede torque transmission if foreign matter enters inside or a lubricant leaks to cause poor lubrication. Therefore, it is common to use a bellows-like boot made of an elastic body for sealing the inside or a metal ring boot in which a boot and a metal ring (boot adapter) are integrated.
金属環ブーツは、ゴムや合成樹脂等の弾性体でできた断面が略U字形状のブーツ本体と、ブーツアダプタと呼ばれる金属環とを含む。ブーツ本体は、管の一端側を外側にまくったような形状で、大径端部と小径端部と両者間に位置する略U字形断面の折り返し部とからなっている。ブーツアダプタ10は概ね円筒形状で、大径部と小径部と両者間に位置する肩部とからなっている。ブーツアダプタの小径部にブーツ本体の大径端部を固定する。ブーツ本体の小径端部は内側継手部材のシャフトに装着し、ブーツバンドで締め付けて固定する。
The metal ring boot includes a boot body having a substantially U-shaped cross section made of an elastic body such as rubber or synthetic resin, and a metal ring called a boot adapter. The boot body has a shape in which one end side of the tube is rolled outward, and includes a large-diameter end portion, a small-diameter end portion, and a folded portion having a substantially U-shaped cross section located between both ends. The
等速自在継手を組み立てるにあたっては、ブーツアダプタとブーツ本体をあらかじめシャフトにはめておき、外輪と内輪とケージとボールを組み立ててから、内輪のスプライン孔にシャフトのスプライン軸部を挿入する。その後、ブーツアダプタの大径部を外輪の開口端部の外周に圧入する。 When assembling the constant velocity universal joint, the boot adapter and the boot body are fitted on the shaft in advance, the outer ring, the inner ring, the cage and the ball are assembled, and then the spline shaft portion of the shaft is inserted into the spline hole of the inner ring. Thereafter, the large diameter portion of the boot adapter is press-fitted into the outer periphery of the opening end portion of the outer ring.
ブーツアダプタの大径部を外輪に圧入する時に内部の空気の逃げ場がなくなって内圧が上がるため、等速自在継手の内圧を調整するためエアー抜きが必要である。金属環ブーツの場合、金属環を外輪外径部に圧入して密封する構造となっているので、内圧調整用の通気孔がないものは金属環ブーツを外輪に圧入した後、シャフトとブーツ本体の小径端部との間からエアーを抜くエアー抜き工程を経てブーツバンドで締め付ける。 When the large-diameter portion of the boot adapter is press-fitted into the outer ring, the internal pressure rises because there is no escape space for the internal air, so air must be vented to adjust the internal pressure of the constant velocity universal joint. In the case of metal ring boots, the metal ring is pressed into the outer diameter of the outer ring and sealed, so if there is no inner pressure adjustment vent, the metal ring boot is pressed into the outer ring, then the shaft and boot body It tightens with a boot band through an air venting process that vents air from between the small diameter ends.
エアー抜き工程を必要としない機構としては、ブーツに通気孔を設けて内圧を調整するもの(特許文献1)、外輪にスリットを設けて組み込み時の内圧上昇を防止するもの(特許文献2)が知られている。
ブーツに通気孔があると潤滑油漏れや泥水の浸入などの原因となる場合がある。通気孔がないものは、上に述べたように、金属環ブーツを外輪に圧入し、ブーツ本体の小径端部をブーツバンドで締め付ける前に、ブーツ小径部とシャフトの間から余分な空気を抜くエアー抜き工程が欠かせないため手間がかかる。さらに、空気を抜き忘れた場合、使用中に等速自在継手の内圧が上がり、ブーツが変形して損傷の原因となる場合がある。 If the boot has a vent hole, it may cause leakage of lubricating oil or intrusion of muddy water. For those without vents, as described above, press the metal ring boot into the outer ring and remove excess air from between the small diameter part of the boot and the shaft before tightening the small diameter end of the boot body with the boot band. Since the air venting process is indispensable, it takes time. Furthermore, if the user forgets to vent the air, the internal pressure of the constant velocity universal joint may increase during use, causing the boot to deform and cause damage.
そこで、この発明の目的は、金属環を介して取り付けるタイプのブーツを使用した等速自在継手の組み立ての際のエアー抜き工程を不要とすることにある。 Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the need for an air venting process when assembling a constant velocity universal joint using a boot of a type attached via a metal ring.
この発明は、金属環ブーツを外輪に圧入する時に、等速自在継手の内圧を自動的に調整する通気手段として貫通穴を金属環に設けることにより課題を解決したものである。貫通穴の形状・数は任意である。 The present invention solves the problem by providing a through hole in the metal ring as a ventilation means for automatically adjusting the internal pressure of the constant velocity universal joint when the metal ring boot is press-fitted into the outer ring. The shape and number of the through holes are arbitrary.
すなわち、この発明の等速自在継手用ブーツは、ブーツ本体と金属環とからなり、前記金属環を介して等速自在継手の外輪に取り付けるタイプであって、前記金属環は、ブーツ本体を保持する小径部と、外輪の外周に嵌合させる大径部と、小径部と大径部との間に位置して外輪に取り付けた状態で外輪の端面と接触する肩部とを有し、前記肩部に貫通穴が設けてあることを特徴とするものである。圧入完了時点で外輪の端面と金属環の肩部とが密着し、貫通穴が完全に塞がる。したがって、潤滑油が漏れたり、泥水が浸入したりといった問題は生じない。 That is, the constant velocity universal joint boot of the present invention comprises a boot body and a metal ring, and is attached to the outer ring of the constant velocity universal joint through the metal ring, and the metal ring holds the boot body. A small-diameter portion to be fitted, a large-diameter portion to be fitted to the outer periphery of the outer ring, and a shoulder portion that is located between the small-diameter portion and the large-diameter portion and is in contact with the end surface of the outer ring in a state of being attached to the outer ring, The shoulder portion is provided with a through hole. When the press-fitting is completed, the end face of the outer ring and the shoulder of the metal ring are in close contact with each other, and the through hole is completely closed. Therefore, problems such as leakage of lubricating oil and intrusion of muddy water do not occur.
貫通穴は、金属環の肩部に任意形状の穴を穿つほか、肩部に切り起こし片を形成することによって形成することもできる。切り起こし片は圧入の過程で変形させられ、圧入完了と同時に貫通穴を塞ぐに至る。したがって、この場合も潤滑油が漏れたり、泥水が浸入したりといった問題は生じない。 The through hole can be formed by making a hole of an arbitrary shape in the shoulder portion of the metal ring, and by cutting and raising the shoulder portion to form a piece. The cut and raised piece is deformed during the press-fitting process, and closes the through-hole as soon as the press-fitting is completed. Therefore, in this case as well, problems such as leakage of lubricating oil and intrusion of muddy water do not occur.
貫通穴よりも内径側で、肩部と外輪の端面との間に、Oリングまたはパッキンを介在させてもよい(請求項3、4)。これにより、外輪の端面と金属環の肩部との間の密閉性が向上する。 An O-ring or packing may be interposed between the shoulder and the end face of the outer ring on the inner diameter side of the through hole (claims 3 and 4). Thereby, the sealing performance between the end surface of the outer ring and the shoulder portion of the metal ring is improved.
機密性を高めるために、金属環を外輪に取り付けた状態で、貫通穴を塞ぐようにしてもよい(請求項5)。そのために使用する材料の例としては液体パッキンやシリコン等が挙げられる。 In order to improve confidentiality, the through hole may be closed with the metal ring attached to the outer ring (claim 5). Examples of materials used for this purpose include liquid packing and silicon.
金属環の肩部に貫通穴以外の開口がない請求項1から5のいずれか1項の等速自在継手用ブーツ(請求項6)。たとえばボルトを用いて金属環を外輪に固定するタイプの場合、肩部にボルト穴を設けてある。このような開口がある場合、さらに貫通穴を設ける必要性が乏しいことになる。
The boot for a constant velocity universal joint according to any one of
この発明によれば、組み付け時に自然に空気が抜ける。すなわち、金属環ブーツを圧入する過程で空気が抜けて、等速自在継手内部の空気量が適正な状態になる。したがって、エアー抜き工程は不要となる。しかも、組み付け完了時には貫通穴が塞がるため、潤滑剤の漏れや、泥水の浸入などといった不具合は発生しない。さらに、エアー抜き忘れにより使用中に等速自在継手の内圧が上昇してブーツが膨張するといった不具合の心配は解消する。 According to the present invention, air naturally escapes during assembly. That is, in the process of press-fitting the metal ring boot, air escapes, and the air amount inside the constant velocity universal joint becomes appropriate. Therefore, the air venting process becomes unnecessary. Moreover, since the through hole is closed when the assembly is completed, problems such as lubricant leakage and intrusion of muddy water do not occur. Furthermore, the concern about the trouble that the boots expand due to an increase in internal pressure of the constant velocity universal joint during use due to forgetting to remove air is eliminated.
以下、図面に従ってこの発明の実施の形態を説明する。
まず、図2に従って等速自在継手の基本的構成について述べる。なお、図2はダブルオフセット型等速自在継手の例であるが、この発明は他のタイプの等速自在継手であっても適用することができる。図示するように、ダブルオフセット型等速自在継手は、外側継手部材としての外輪10と、内側継手部材としての内輪20と、トルク伝達要素としてのボール30と、ボールを保持するケージ40とを主要な構成要素としている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
First, the basic configuration of the constant velocity universal joint will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows an example of a double offset type constant velocity universal joint, but the present invention can also be applied to other types of constant velocity universal joints. As shown in the figure, the double offset type constant velocity universal joint mainly includes an
外輪10は一端で開口したカップ状で、反開口側に形成した動力系との結合部12にて、連結すべき2軸のうちの一方とトルク伝達可能に接続するようになっている。
外輪10は円筒形の内周面14を有し、その球面状内周面14の円周方向に等間隔に、軸方向に延びるボール溝16が形成してある。
The
The
内輪20は、軸心部分に形成したスプライン孔22で、連結すべき2軸のうちのもう一方すなわちここではシャフト28とトルク伝達可能に接続するようになっている。内輪20は球面状の外周面24を有し、その球面状外周面24の円周方向に等間隔に、軸方向に延びるボール溝26が形成してある。
The
外輪10のボール溝16と内輪20のボール溝26は対をなし、各対のボール溝16,26間に1個のボール30が組み込んである。すべてのボール30はケージ40により同一平面内に保持される。一般に6個または8個のボール30が使用されるが、ボールの数はここでは特に限定するものでない。
The
ケージ40は外輪10の内周面14と内輪20の外周面24との間に介在させてある。そして、ケージ40の外周面42は凸球面部分を含み、その凹球面部分で外輪10の円筒形内周面14と接する。ケージ40の内周面44は凹球面部分を含み、その凸球面部分で内輪20の外周面24と球面接触している。ケージ40には、ボール30を収容するためのポケット46が円周方向に所定間隔で形成してある。
The
ケージ40の外周面42の凸球面部分の球面中心と内周面44の凹球面部分の球面中心とは、継手中心から互いに反対方向に等距離だけ軸方向にオフセットさせてある。継手が作動角をとると、ボール30は継手中心で交差する2軸の二等分面内に保持され、ボール30の中心から各軸へ下ろした垂線の長さが相等しくなる。したがって、2軸は常に等角速度で回転する。
The spherical center of the convex spherical portion of the outer
継手の内部にグリースその他の潤滑剤を充填するようになっている。その潤滑剤の漏れを防止し、また、外部から泥水などが浸入するのを防止するため、ブーツ50が装着してある。ブーツ50はブーツ本体52と金属環62を含んでいる。
ブーツ本体52はゴムまたは樹脂製で、ここでは、小径端部54と折り返し部56と大径端部58とを含んでいるが、ブーツ本体が蛇腹状をしたものにも適用することができる。小径端部54はシャフト28に嵌合させ、ブーツバンド60で締め付けて固定する。大径端部58は金属環62の小径部64に取り付ける。金属環62は概ね円筒形状で、小径部64と、大径部68と、両者間に位置して半径方向に延在する肩部66とを含んでいる。小径部64は、ブーツ本体52の大径端部58を内側に巻き込むようにして折り返すことにより両者を一体化してある。
Grease and other lubricants are filled inside the joint. In order to prevent leakage of the lubricant and to prevent muddy water from entering from the outside, a
The boot
金属環62の大径部68は外輪10の開口端部の外周に圧入する。符号70で示すように、大径部68の先端部分を外径側からかしめて外輪10の溝に係合させることにより抜け止めをする。外輪10の外周面に形成した溝にOリング72が装着してあり、金属環62の大径部68でこのOリング72を押さえ込みシール作用を発揮させる。
The
ここで図1を参照すると、金属環62の肩部66には貫通穴74が形成してある。貫通穴74の形状や数は任意である。貫通穴74の形状の具体例としては、円形(図1(B))または矩形(図1(C))を挙げることができる。なお、金属環62の肩部66には、貫通穴74以外の開口はない。
Referring now to FIG. 1, a through
図3に示すように、外輪10、内輪20、ボール30、ケージ40によって構成された等速自在継手と、ブーツ50をブーツバンド60で固定したシャフト28(図2)の組み付けにあたっては、たとえばプレス機などを利用してブーツ50の金属環62を外輪10に圧入する。なお、図3ではシャフト28は省略してある。このとき、圧入の過程は(A)→(B)→(C)となり、内圧を一定に保つように貫通穴74から余分な空気が抜けるが、外輪10の端面18と金属環62の肩部66が密着して圧入が完了すると貫通穴74は塞がる(図3(C))。このようにして、継手内部の余分な空気は圧入完了直前まで貫通穴74から抜け、圧入完了時点で貫通穴74が塞がり、潤滑油漏れや泥水浸入などといった不具合は発生しない。
貫通穴74は、肩部66に設けるほか、金属環62の大径部68の肩部寄りに設けても同様の作用が望めるが、圧入完了時点でちょうど塞がる点で、肩部66に設けるほうが有利である。
As shown in FIG. 3, when assembling the constant velocity universal joint constituted by the
The through-
図1および図2に示すように、外輪10の端面18に環状溝を形成してそこにOリングを装着するようにしてもよい。このように、貫通穴74よりも内径側に、Oリング76やパッキンを装着することで、金属環62の肩部66と外輪10の端面18との間を気密、液密に保持し、継手内部を密封することができる。
As shown in FIGS. 1 and 2, an annular groove may be formed in the
圧入完了時点で貫通穴74を完全に塞ぐ方法として、図4に示すように切り起こし片78を設けることによって貫通穴74を形成し、圧入の過程で切り起こし片78を徐々に弾性変形させ、圧入完了時点で貫通穴74が塞がるようにしてもよい(圧入の過程は(A)→(B)→(C)→(D))。この場合も図示するようにOリング76またはパッキンを併用することによって一層確実な密封状態が確保できる。
さらに、機密性を高めるために、金属環62を外輪10に取り付けた状態で、貫通穴74を液体パッキンやシリコン等の詰め物で塞ぐようにしてもよい。
As a method of completely closing the through-
Furthermore, in order to enhance confidentiality, the through
10 外輪(外側継手部材)
12 動力系との結合部
14 内周面
16 ボール溝
18 端面
20 内輪(内側継手部材)
22 スプライン孔
24 外周面
26 ボール溝
28 シャフト
30 ボール(トルク伝達要素)
40 ケージ
42 外周面
44 内周面
46 ポケット
50 ブーツ
52 ブーツ本体
54 小径端部
56 折り返し部
58 大径端部
60 ブーツバンド
62 金属環
64 小径部
66 肩部
68 大径部
70 かしめ部
72,76 Oリング
74 貫通穴
10 Outer ring (outer joint member)
12 Coupling part with
22
40
Claims (6)
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