JP2010025207A

JP2010025207A - 等速自在継手

Info

Publication number: JP2010025207A
Application number: JP2008186375A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Sone; 啓助曽根
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2008-07-17
Filing date: 2008-07-17
Publication date: 2010-02-04

Abstract

【課題】簡便な構造により、継手中心を可能な限り駆動車輪側へ近づける。
【解決手段】開口部を有する外輪３０と、外輪３０との間でボール１４を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内輪１２とを備え、外輪３０の開口部を閉塞する筒状のブーツ５０の大径端部５２を外輪３０の開口端部に固定すると共に、ブーツ５０の小径端部５４を内輪２２から延びるシャフト１１に固定した等速自在継手であって、ブーツ５０の小径端部５４にその径方向内側に延びるフランジ部５６を形成すると共に、シャフト１１のフランジ部５６と対応する部位にその径方向外側に延びる外側アダプタ７２および内側アダプタ８２を軸方向に対向して配設し、ブーツ５０のフランジ部５６を外側アダプタ７２と内側アダプタ８２とで軸方向両側から挟み込んで固定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用され、例えば自動車のドライブシャフト等に組み込まれて車輪軸受部と連結される等速自在継手に関し、詳しくは、継手外部からの異物侵入や継手内部からのグリース漏洩を防止するブーツの取り付け構造に関する。

例えば、自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達する手段として使用される等速自在継手には、固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手の二種がある。これら両者の等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。

自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達するドライブシャフトは、エンジンと車輪との相対的位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要があるため、車両のエンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手を、車両の駆動車輪側（アウトボード側）に固定式等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手をシャフトで連結した構造を具備する。

一般的に、前述した固定式等速自在継手としては、ツェッパ型（以下、ＢＪと称す）や作動角の大きなアンダーカットフリー型（以下、ＵＪと称す）が広く知られている。また、摺動式等速自在継手としては、ダブルオフセット型（以下、ＤＯＪと称す）やレブロ型（以下、ＬＪと称す）が広く知られている。

近年、自動車の乗車空間拡大の観点からホイールベースを長くすることがあるが、それに伴って車両回転半径が大きくならないようにするため、自動車のドライブシャフトの連結用継手として使用されている固定式等速自在継手の高角化による前輪の操舵角の増大が求められている。

この要望に対して、二個のＢＪを組み合わせたものがある（例えば、特許文献１，２参照）。なお、二つの等速自在継手を組み合わせた構造例では、摺動式等速自在継手として、ＢＪとＤＯＪを組み合わせたものもある（例えば、特許文献３参照）。
特開平４−１９１５２３号公報特開平１−２１０６１９号公報特開平７−２６９５８５号公報

ところで、前述した特許文献に開示された等速自在継手では、二個のＢＪを組み合わせたり、あるいはＢＪとＤＯＪを組み合わせたりすることにより、通常のＵＪ単体よりも大きな作動角をとることができるという利点がある。

しかしながら、特許文献１，２に開示された固定式等速自在継手のように二個のＢＪを組み合わせた構造では、二つのＢＪが作動角をとった時に、入出力軸であるＢＪのそれぞれの軸間での軸方向変位を吸収するための機構を二つのＢＪ間に配設しなければならない。このように二つのＢＪの作動角を制御する機構を外輪であるハウジングに支持した構造を有することから、全体の重量が大きくなると共に大型化し、また、構造も複雑となって部品点数の増加により製品のコストアップを招来する。

一方、特許文献３に開示された摺動式等速自在継手のようにＢＪとＤＯＪを組み合わせた構造では、前述したように二つのＢＪを組み合わせた固定式等速自在継手のように二軸間の角度変位のみを許容する機能はなく、また、入出力軸の軸周りの回転自由度以外（例えば、軸方向、角度位置など）を固定しないと、入力軸に対する出力軸の位置が定まらない。

本出願人は、前述の問題点を改善するため、二つの等速自在継手、例えばＵＪとＤＯＪを組み合わせて、構造が簡単で高角化を実現容易にした軽量コンパクトな固定式等速自在継手を先に提案している（特願２００７−３２２８３参照）。

この固定式等速自在継手は、図７に示すように、単一の円筒状外輪１３０を共通にしてその一端側に固定式継手部１１０（ＵＪ）を配設すると共に他端側に摺動式継手部１２０（ＤＯＪ）を配設し、その固定式継手部１１０の内輪１１２にスプライン嵌合されたシャフト１１１のＤＯＪ側端部に凹球面部１１５を設けると共に摺動式継手部１２０の内輪１２２にスプライン嵌合されたシャフト１２１のＵＪ側端部に凸球面部１２５を設け、その凹球面部１１５と凸球面部１２５からなる球対偶１４０を介して固定式継手部１１０のシャフト１１１と摺動式継手部１２０のシャフト１２１とを連結した構造を具備する。

このように固定式継手部１１０と摺動式継手部１２０を共通の外輪１３０に組み込み、両者の固定式継手部１１０と摺動式継手部１２０を球対偶１４０で連結する構造としたことにより、固定式継手部１１０と摺動式継手部１２０のそれぞれの作動角を加えた大きな作動角を実現することができ、固定式継手部１１０と摺動式継手部１２０間に凸球面部１１５と凹球面部１２５からなる球対偶１４０が介在するのみであるため、構造が簡単で軽量コンパクトな固定式等速自在継手を実現している。

ところで、ドライブシャフトの駆動車輪側（アウトボード側）に装備される前述の固定式等速自在継手では、継手内部に充填したグリースの漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するため、ゴムあるいは樹脂製の蛇腹状ブーツを装着した構造が一般的である。通常、車両の駆動車輪側に位置する固定式等速自在継手１１０には樹脂製ブーツ１５０，１６０が装着されている。

この固定式等速自在継手における固定式継手部１１０では、外輪１３０の一方の開口部を閉塞する樹脂製の蛇腹状ブーツ１５０が装着されている。この蛇腹状ブーツ１５０の大径端部は外輪１３０の外周面にブーツバンド１５１により固定され、その小径端部はシャフト１１１に取り付けられたアダプタ１５２の外周面にブーツバンド１５３により固定されている。

一方、摺動式継手部１２０では、外輪１３０の他方の開口部を閉塞する樹脂製の蛇腹状ブーツ１６０が装着されている。この蛇腹状ブーツ１６０の大径端部は外輪１３０の外周面にブーツバンド１６１により固定され、その小径端部はシャフト１２１の外周面にブーツバンド１６３により固定されている。

ここで、前述の固定式継手部１１０のブーツ１５０をシャフト１１１に固定するアダプタ１５２は、そのシャフト１１１に連結された車輪軸受部（図示せず）の端面に当接する。この固定式等速自在継手の継手中心Ｏは可能な限り駆動車輪側に近い方が、車両におけるステアリング角度に対して継手の作動角を小さくすることができる点で好ましい。

しかしながら、固定式継手部１１０におけるブーツ１５０の小径端部を、シャフト１１１に取り付けられたアダプタ１５２の外周面にブーツバンド１５３により固定した構造を
採用していることから、ブーツ１５０の小径端部に、ブーツバンド１５３で固定可能な程度の軸方向長さを必要とし、固定式等速自在継手の継手中心Ｏを駆動車輪側に近づけることが困難であった。

そこで、本発明は前述の点を改善して提案されたもので、その目的とするところは、簡便な構造により、継手中心を可能な限り駆動車輪側へ近づけ得る等速自在継手を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、少なくとも一端に開口部を有する外側継手部材と、その外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、外側継手部材の開口部を閉塞する筒状のブーツの一端部を外側継手部材の開口端部に固定すると共に、ブーツの他端部を内側継手部材から延びる軸部材に固定した等速自在継手であって、ブーツの他端部にその径方向内側に延びるフランジ部を形成すると共に、軸部材のフランジ部と対応する部位にその径方向外側に延びる二つの取付部を軸方向に対向させて配設し、ブーツのフランジ部を二つの取付部で軸方向両側から挟み込んで固定したことを特徴とする。

本発明では、軸部材に固定されるブーツの他端部に形成されてその径方向内側に延びるフランジ部を、軸部材の径方向外側に延びる二つの取付部で軸方向両側から挟み込んで固定したことにより、ブーツの他端部から継手中心までの軸方向寸法を従来品よりも小さくすることができ、ブーツの軸方向スペースのコンパクト化を図ることができる。また、ブーツのフランジ部を二つの取付部で軸方向両側から挟み込んだ構造であるため、ブーツのフランジ部の表裏両面を取付部に密着させることができ、シール性の向上が図れる。さらに、従来使用していたブーツバンドが不要となることからそのブーツバンドの締め付けで加締める作業が省略でき、ブーツの組み付けにおける作業性の向上およびコスト低減化が図れる。

この等速自在継手をドライブシャフトの駆動車輪側に位置する固定式等速自在継手として適用した場合、ブーツの他端部から継手中心までの軸方向寸法を従来品よりも小さくすることができることから、継手中心を従来品よりも駆動車輪側に近づけることができ、車両におけるステアリング角度に対して継手の作動角を小さくすることができる。

本発明における二つの取付部のうち、一方の取付部の対向端面と他方の取付部の対向端面との間の軸方向寸法をブーツのフランジ部の肉厚よりも小さくすることが望ましい。このようにすれば、ブーツのフランジ部を二つの取付部で挟み込んで固定するに際して、ブーツのフランジ部を圧縮変形させることで、シール性の向上が図れる。

本発明における二つの取付部のうち、一方の取付部の対向端面の径方向外側部位に、ブーツのフランジ部を径方向外側で位置規制する係止部を設けた構造が望ましい。このようにすれば、ブーツのフランジ部を二つの取付部で挟み込んで固定するに際して、ブーツのフランジ部が係止部により径方向外側へ抜けることを未然に防止できて、ブーツのフランジ部を確実に位置決めすることができる。

なお、本発明における二つの取付部は、軸部材に嵌合された別体のアダプタとしたり、あるいは、一方の取付部を軸部材に一体的に形成し、他方の取付部を内側継手部材から軸方向に延びるように一体的に形成したりすることが可能である。この取付部を一体的に形成すれば、部品点数の削減化およびコストの低減化が図れる。

また、本発明は、円筒状の外側継手部材を共通にしてその一端側に固定式継手部を配設
すると共に他端側に摺動式継手部を配設し、固定式継手部の内側継手部材あるいは摺動式継手部の内側継手部材のいずれか一方の対向端部に凸球面部を設けると共に他方の対向端部に凹球面部を設け、凹球面部と凸球面部からなる球対偶を介して固定式継手部と摺動式継手部を連結した構造を具備した等速自在継手に適用可能である。

この等速自在継手は、固定式継手部と摺動式継手部とで円筒状外側継手部材を共通にしたことにより、その外側継手部材内に固定式と摺動式の二つの継手部を組み合わせた構造を具備する。さらに、固定式継手部の内側継手部材あるいは摺動式継手部の内側継手部材のいずれか一方の対向端部に凸球面部を設けると共に他方の対向端部に凹球面部を設け、凹球面部と凸球面部からなる球対偶を介して固定式継手部と摺動式継手部を連結したことにより、球対偶の中心を作動角の中心とした固定式等速自在継手となる。

このように固定式継手部と摺動式継手部を共通の外側継手部材に組み込み、両者の固定式継手部と摺動式継手部を球対偶で連結した構造としたことにより、固定式継手部と摺動式継手部のそれぞれの作動角を加えた大きな作動角を実現することができ、固定式継手部と摺動式継手部間に凸球面部と凹球面部からなる球対偶が介在するのみであるため、構造が簡単で軽量コンパクトな固定式等速自在継手を提供できる。

本発明を固定式等速自在継手に適用する場合、固定式継手部の内側継手部材から延びる軸部材に、ブーツのフランジ部を二つの取付部で軸方向両側から挟み込んで固定した構造、あるいは、摺動式継手部の内側継手部材から延びる軸部材に、ブーツのフランジ部を二つの取付部で軸方向両側から挟み込んで固定した構造が可能である。

本発明では、軸部材に固定されるブーツの他端部にその径方向内側に延びるフランジ部を形成すると共に、軸部材のフランジ部と対応する部位にその径方向外側に延びる二つの取付部を軸方向に対向させて配設し、ブーツのフランジ部を二つの取付部で軸方向両側から挟み込んで固定した構造としている。

これにより、ブーツの他端部から継手中心までの軸方向寸法を従来品よりも小さくすることができ、ブーツの軸方向スペースのコンパクト化を図ることができる。また、ブーツのフランジ部を二つの取付部で軸方向両側から挟み込んだ構造であるため、ブーツのフランジ部の表裏両面を取付部に密着させることができ、シール性の向上が図れ、継手内部に充填したグリースの漏洩および継手外部からの異物侵入を確実に防止できる。さらに、従来使用していたブーツバンドが不要となることからそのブーツバンドの締め付けで加締める作業が省略でき、ブーツの組み付けにおける作業性の向上およびコスト低減化が図れて安価な等速自在継手を提供することができる。

特に、この等速自在継手をドライブシャフトの駆動車輪側に位置する固定式等速自在継手として適用した場合、ブーツの他端部から継手中心までの軸方向寸法を従来品よりも小さくすることができることから、継手中心を従来品よりも駆動車輪側に近づけることができ、車両におけるステアリング角度に対して継手の作動角を小さくすることができ、高性能の等速自在継手を提供することができる。

本発明に係る等速自在継手の実施形態を以下に詳述する。図１に示す実施形態は、自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達するドライブシャフトの駆動車輪側に位置する固定式等速自在継手を例示する。また、この固定式等速自在継手は、固定式継手部としてＵＪ、摺動式継手部としてＤＯＪをそれぞれ適用して組み合わせた構造を例示する。その他、固定式継手部としてはＢＪ、摺動式継手部としてはＬＪを適用して組み合わせることも
可能である。なお、以下の説明では、車両に組み付けた状態で、車両の外側寄りとなる側をアウトボード側（図面左側）と呼び、中央寄りとなる側をインボード側（図面右側）と呼ぶ。

この実施形態の固定式等速自在継手は、図１に示すように円筒状外側継手部材である単一の外輪３０を共通にしてその一端側（アウトボード側）に固定式継手部１０（ＵＪ）を配設すると共に他端側（インボード側）に摺動式継手部２０（ＤＯＪ）を配設し、その固定式継手部１０の内側継手部材である内輪１２にスプライン嵌合された軸部材であるシャフト１１のＤＯＪ側端部に凹球面部１５を一体的に設けると共に、摺動式継手部２０の内側継手部材である内輪２２にスプライン嵌合された軸部材であるシャフト２１のＵＪ側端部に凸球面部２５を設け、その凹球面部１５と凸球面部２５からなる球対偶４０を介して固定式継手部１０のシャフト１１と摺動式継手部２０のシャフト２１を連結した構造を具備する。

この固定式等速自在継手に組み込まれた固定式継手部１０は、軸方向に延びる複数のトラック溝３１が内周面に円周方向等間隔に形成された外輪３０を摺動式継手部２０と共通にし、外輪３０のトラック溝３１と対をなして軸方向に延びる複数のトラック溝１６が外球面に円周方向等間隔に形成された内輪１２と、外輪３０のトラック溝３１と内輪１２のトラック溝１６との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材である複数のボール１４と、外輪３０の内周面と内輪１２の外球面との間に介在して各ボール１４を保持するケージ１３とを備えている。

複数のボール１４は、ケージ１３に形成されたポケット１７に収容されて同一平面内に保持されている。また、内輪１２の軸孔１８には、駆動側あるいは従動側のシャフト１１がスプライン嵌合により結合されており、それらシャフト１１と外輪３０との間で作動角度変位を許容しながらトルク伝達が可能な構造となっている。

外輪３０とシャフト１１との間には、内部からのグリース漏洩および外部からの異物侵入を防止するために樹脂製（あるいはゴム製）の蛇腹状ブーツ５０が装着されている。この蛇腹状ブーツ５０の一端部である大径端部５２は外輪３０の外周面にブーツバンド５１により固定され、その他端部である小径端部５４はシャフト１１に取り付けられた二つの取付部である外側アダプタ７２および内側アダプタ８２により挟み込まれた状態で固定されている。

この固定式継手部１０では、外輪３０のトラック溝３１の曲率中心Ｏ₁₁と内輪１２のトラック溝１６の曲率中心Ｏ₁₂とを、継手中心Ｏ₁₀に対して等距離ｆだけ軸方向逆向きにオフセットしており、シャフト１１と外輪３０とが角度変位すると、ケージ１３のポケット１７に収容されたボール１４は常にどの作動角においても、その作動角の二等分面内に維持され、継手の等速性が確保される。

また、外輪３０のトラック溝３１は、外輪開口側（図示左側）に位置して曲率中心Ｏ₁₁を持つ円弧部分と、その曲率中心Ｏ₁₁から径方向に延びる線分がトラック溝３１の底部と交わる部位を境として外輪奥側（図示右側）に位置する軸方向と平行な直線部分とで構成されている。同様に、内輪１２のトラック溝１６は、外輪奥側に位置して曲率中心Ｏ₁₂を持つ円弧部分と、その曲率中心Ｏ₁₂から径方向に延びる線分がトラック溝１６の底部と交わる部位を境として外輪開口側に位置する軸方向と平行な直線部分とで構成されている。

一方、この固定式等速自在継手に組み込まれた摺動式継手部２０は、軸線に平行に延びる複数の直線状トラック溝３１が内周面に円周方向等間隔に形成された外輪３０を前述の固定式継手部１０と共通にし、外輪３０のトラック溝３１と対をなして軸線に平行に延び
る複数の直線状トラック溝２６が外球面に円周方向等間隔に形成された内輪２２と、外輪３０のトラック溝３１と内輪２２のトラック溝２６との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材である複数のボール２４と、外輪３０の内周面と内輪２２の外球面との間に介在して各ボール２４を保持するケージ２３とを備えている。

複数のボール２４は、ケージ２３に形成されたポケット２７に収容されて同一平面内に保持されている。また、内輪２２の軸孔２８には、従動側あるいは駆動側のシャフト２１がスプライン嵌合により結合されており、それらシャフト２１と外輪３０との間で作動角度変位を許容しながらトルク伝達が可能な構造となっている。なお、シャフト２１は、内輪１２の外輪奥側端部で止め輪２９により抜け止めされている。

この実施形態では、外輪３０における摺動式継手部２０のトラック溝３１は、固定式継手部１０のトラック溝３１と共通して形成されているが、固定式継手部１０と摺動式継手部２０とで個別に形成することも可能である。また、この実施形態では、単一の外輪３０を使用しているが、円筒状の二部材を溶接などで同軸的に接合一体化することにより、固定式継手部１０と摺動式継手部２０とで共通の外輪とすることも可能である。

外輪３０とシャフト２１との間には、内部からのグリース漏洩および外部からの異物侵入を防止するために樹脂製（あるいはゴム製）の蛇腹状ブーツ６０が装着されている。この蛇腹状ブーツ６０の一端部である大径端部６２は外輪３０の外周面にブーツバンド６１により固定され、その他端部である小径端部６４はシャフト２１の外周面にブーツバンド６３により固定されている。

この摺動式継手部２０では、ケージ２３の外球面の曲率中心Ｏ₂₁と、内球面の曲率中心Ｏ₂₂とは、継手中心Ｏ₂₀に対して等距離Ｆだけ軸方向にオフセットされている。このケージオフセットにより、シャフト２１と外輪３０とが角度変位すると、ケージ２３のポケット２７に収容されたボール２４は常にどの作動角においても、その作動角の二等分面内に維持され、継手の等速性が確保される。

これら固定式継手部１０と摺動式継手部２０を組み込んだ固定式等速自在継手では、摺動式継手部２０のシャフト２１の先端部（固定式継手部１０のシャフト１１との対向端部）に凸球面部２５が形成されている。この凸球面部２５の球面中心Ｏはシャフト２１の中心軸Ｍ₂上に配置されている。一方、固定式継手部１０のシャフト１１の先端部（摺動式
継手部２０のシャフト２１との対向端部）に、前述の凸球面部２５を受ける凹球面部１５が形成されている。この凹球面部１５の球面中心Ｏはシャフト１１の中心軸Ｍ₁上に配置
され、そのシャフト１１の中心軸Ｍ₁は摺動式継手部２０のシャフト２１の中心軸Ｍ₂と一致する。これら凸球面部２５の球面中心Ｏと凹球面部１５の球面中心Ｏは一致して継手中心となる。なお、この凹球面部１５は、シャフト１１の先端部に一体的に形成されているが、別体で形成することも可能である。

この凹球面部１５と凸球面部２５からなる球対偶４０を、固定式継手部１０のシャフト１１と摺動式継手部２０のシャフト２１で共通の一点を中心Ｏとして球面案内機構とすることにより、この球面中心Ｏを作動角の中心とする固定式等速自在継手となる。このように固定式継手部１０と摺動式継手部２０を共通の外輪３０に組み込み、両者の固定式継手部１０のシャフト１１と摺動式継手部２０のシャフト２１を球対偶４０で連結した構造としたことにより、固定式継手部１０と摺動式継手部２０のそれぞれの作動角を加えた大きな作動角を実現することができ、構造が簡単で軽量コンパクトな固定式等速自在継手を提供できる。

以上の構成からなる固定式等速自在継手において、この実施形態は、固定式継手部１０
をドライブシャフトの駆動車輪側（アウトボード側）に配置した場合を例示する。この場合、固定式継手部１０におけるブーツ５０の小径端部５４の取付構造を以下のようにしている。

ブーツ５０の小径端部５４にその径方向内側に延びるフランジ部５６を形成すると共に、シャフト１１のフランジ部５６と対応する部位にその径方向外側に延びる二つの外側アダプタ７２および内側アダプタ８２を軸方向に対向させて配設する。外側アダプタ７２は軸方向に短いリング状をなし、内側アダプタ８２は軸方向に長い筒状をなし、外側アダプタ７２および内側アダプタ８２の両者はシャフト１１に圧入により嵌合されている。なお、外側アダプタ７２はシャフト１１に一体的に形成することも可能であり、また、内側アダプタ８２は内輪１２から軸方向に延びるように一体的に形成することも可能である。

この内側アダプタ８２の一端部（アウトボード側）にその径方向外側に延びる鍔部８４が一体に形成され、前述のブーツ５０のフランジ部５６を外側アダプタ７２の内側端面と内側アダプタ８２の鍔部８４の端面とで軸方向両側から挟み込んで固定している。なお、内側アダプタ８２の他端部（インボード側）は固定式継手部１０の内輪１２の端面に当接させている。

このように、ブーツ５０の小径端部５４に形成されてその径方向内側に延びるフランジ部５６を、シャフト１１に装着された外側アダプタ７２と内側アダプタ８２とで軸方向両側から挟み込んで固定したことにより、外側アダプタ７２の外側端面から継手中心Ｏまでの軸方向寸法Ｌ₂を従来品（図７に示すＬ₁）よりも小さくすることができ（Ｌ₂＜Ｌ₁）、ブーツ５０の軸方向スペースのコンパクト化を図ることができる。

また、ブーツ５０のフランジ部５６を外側アダプタ７２と内側アダプタ８２とで軸方向両側から挟み込んだ構造であるため、ブーツ５０のフランジ部５６の表裏両面を外側アダプタ７２の内側端面と内側アダプタ８２の鍔部８４の端面とに密着させることができる。その結果、図７に示すようにブーツバンド１５３でブーツ１５０の小径端部をアダプタ１５２に締め付け固定した構造におけるブーツ１５０の小径端部の内径面の軸方向寸法よりも、この実施形態におけるブーツ５０のフランジ部５６の表面の径方向寸法と裏面の径方向寸法の合計の方が長くなる。つまり、ブーツ内部からグリースが漏洩する場合の沿面距離が長くなることになり、シール性の向上が図れる。

さらに、図７に示すようにブーツ１５０の小径端部をブーツバンド１５３でアダプタ１５２に締め付け固定した構造ではブーツバンド１５３が必要であり、ブーツバンド１５３を加締める作業を行っていたが、この実施形態では、ブーツバンドが不要となることからそのブーツバンドの締め付けで加締める作業が省略でき、ブーツ５０の組み付けにおける作業性の向上およびコスト低減化が図れる。

一方、固定式継手部１０のシャフト１１には、車輪軸受部９０が連結されている。この車輪軸受部９０は、ハブ輪９１および内輪９２ａ，９２ｂ、複列の転動体９３，９４、外輪９５を主要な構成要素としている。

ハブ輪９１は、そのアウトボード側の端部に、車輪（図示せず）を取り付けるための車輪取付フランジ９６を備えている。この車輪取付フランジ９６の円周方向等間隔に、ホイールディスクを固定するためのハブボルト９７が植設されている。このハブ輪９１の外周面に一対の内輪９２ａ，９２ｂを嵌合させ、一方の内輪９２ａの外周面にアウトボード側の内側軌道面が形成され、他方の内輪９２ｂの外周面にインボード側の内側軌道面が形成されている。これらアウトボード側の内側軌道面とインボード側の内側軌道面とで複列の内側軌道面を構成している。

外輪９５は、内周面に内輪９２ａ，９２ｂの内側軌道面と対向する複列の外側軌道面が形成され、外周面に車体の懸架装置から延びるナックル（図示せず）に固定されている。この車輪軸受部９０は、内輪９２ａ，９２ｂの外周面に形成された内側軌道面と外輪９５の内周面に形成された外側軌道面との間に転動体９３，９４を介在させた複列のアンギュラ玉軸受構造を有する。

固定式継手部１０のシャフト１１をハブ輪９１の軸孔にスプライン嵌合により結合させることにより、トルク伝達可能となっている。また、内輪９２ｂのインボード側端部と外側アダプタ７２の外側端面とを当接させた状態で、シャフト１１の端部でナット９８を締め付けることによって、シャフト１１をハブ輪９１に固定する。

この等速自在継手をドライブシャフトの駆動車輪側に位置する固定式等速自在継手として適用した場合、前述したように車輪軸受部９０の内輪９２ｂが当接する外側アダプタ７２の外側端面から継手中心Ｏまでの軸方向寸法Ｌ₂を従来品（図７に示すＬ₁）よりも小さくすることができ（Ｌ₂＜Ｌ₁）、ブーツ５０の軸方向スペースのコンパクト化を図ることができることから、継手中心Ｏを従来品よりも駆動車輪側に近づけることができ、車両におけるステアリング角度に対して継手の作動角を小さくすることができる。

この固定式継手部１０において、ブーツ５０のフランジ部５６は、外側アダプタ７２の内側端面に形成された凹所７４に収容された状態となっている。この構造において、図２および図３に示すように、外側アダプタ７２の内側端面、つまり、凹所７４の底面と内側アダプタ８２の端面との間の軸方向寸法ｍをブーツ５０のフランジ部５６の肉厚ｔ₁より
も小さくする（ｍ＜ｔ₁）。このように、凹所７４における軸方向寸法ｍをブーツ５０の
フランジ部５６の肉厚ｔ₁よりも小さくしたことにより、ブーツ５０のフランジ部５６を
外側アダプタ７２と内側アダプタ８２とで挟み込んで固定するに際して、ブーツ５０のフランジ部５６を圧縮変形させることで、シール性の向上が図れる。

さらに、外側アダプタ７２の内側端面の径方向外側部位に、ブーツ５０のフランジ部５６を径方向外側で位置規制する段差状の係止部７６を設けた構造としている。このように係止部７６を設けたことにより、ブーツ５０のフランジ部５６を外側アダプタ７２と内側アダプタ８２とで挟み込んで固定するに際して、ブーツ５０のフランジ部５６が径方向外側に位置規制することができて径方向外側へ抜けることを未然に防止できて、ブーツ５０のフランジ部５６を確実に位置決めすることができると共に、引張りによる変形が抑えられてシール性が確保される。なお、この実施形態では、外側アダプタ７２の内側端面に凹所７４および係止部７６を設けた構造を例示しているが、凹所７４および係止部７６は内側アダプタ８２の鍔部８４の端面に形成するようにしてもよい。

以上の実施形態では、固定式継手部１０をドライブシャフトの駆動車輪側に配置した場合について説明したが、図４に示す実施形態のように、摺動式継手部２０をドライブシャフトの駆動車輪側（アウトボード側）に配置することも可能である。この場合、摺動式継手部２０におけるブーツ６０の小径端部６４の取付構造を以下のようにしている。

なお、この実施形態では、摺動式継手部２０におけるブーツ６０をゴム製としている。また、シャフト１１は、内輪１２の外輪開口側端部で止め輪１９により抜け止めされている。また、図４に示す実施形態において、図１と同一または相当部分には同一参照符号を付して重複説明は省略する。

ブーツ６０の小径端部６４にその径方向内側に延びるフランジ部６６を形成すると共に、シャフト２１のフランジ部６６と対応する部位にその径方向外側に延びる二つの外側取
付部７１および内側取付部８１を軸方向に対向させて配設する。外側取付部７１はシャフト２１に一体的に形成された鍔状をなし、内側取付部８１は内輪２２の端部から軸方向に延びるように一体的に形成されたフランジ状をなす。このように、外側取付部７１および内側取付部８１をシャフト２１および内輪２２に一体的に形成すれば、図１に示す実施形態のように外側アダプタ７２および内側アダプタ８２を別部材とする必要がないことから、部品点数の削減およびコスト低減化が図れる。なお、図１の実施形態のように別部材として外側アダプタおよび内側アダプタを使用することも可能である。

この実施形態では、前述のブーツ６０のフランジ部６６を外側取付部７１の内側端面と内側取付部８１の端面とで軸方向両側から挟み込んで固定している。このように、ブーツ６０の小径端部６４に形成されてその径方向内側に延びるフランジ部６６を、シャフト２１および内輪２２に一体的に形成された外側取付部７１と内側取付部８１とで軸方向両側から挟み込んで固定したことにより、外側取付部７１の外側端面から継手中心Ｏまでの軸方向寸法Ｌ₃を従来品（図に示すＬ₁）よりも小さくすることができ（Ｌ₃＜Ｌ₁）、ブーツ６０の軸方向スペースのコンパクト化を図ることができる。

この等速自在継手をドライブシャフトの駆動車輪側に位置する固定式等速自在継手として適用した場合、車輪軸受部９０の内輪９２ｂが当接する外側取付部７１の外側端面から継手中心Ｏまでの軸方向寸法Ｌ₃を従来品（図７に示すＬ₁）よりも小さくすることができ（Ｌ₃＜Ｌ₁）、ブーツ６０の軸方向スペースのコンパクト化を図ることができることから、継手中心Ｏを従来品よりも駆動車輪側に近づけることができ、車両におけるステアリング角度に対して継手の作動角を小さくすることができる。

ここで、固定式等速自在継手の作動角は、固定式継手部１０の作動角と摺動式継手部２０の作動角の合計となり、通常、摺動式継手部２０が固定式継手部１０よりも構造上小さな作動角をとることから、摺動式継手部２０のブーツ６０の伸縮量が固定式継手部１０のブーツ５０よりも少なくて済み、ブーツ６０の蛇腹長および圧縮時スペースが固定式継手部１０のブーツ５０よりも小さくて済むため、ブーツ６０の軸方向スペースのコンパクト化が図１の実施形態よりも有効である。

また、ブーツ６０のフランジ部６６を外側取付部７１と内側取付部８１とで軸方向両側から挟み込んだ構造であるため、ブーツ６０のフランジ部６６の表裏両面を外側取付部７１の内側端面と内側取付部８１の端面とに密着させることができる。その結果、図７に示すようにブーツバンド１６３でブーツ１６０の小径端部をシャフト１２１に締め付け固定した構造におけるブーツ１６０の小径端部の内径面の軸方向寸法よりも、この実施形態におけるブーツ６０のフランジ部６６の表面の径方向寸法と裏面の径方向寸法の合計の方が長くなる。つまり、ブーツ内部からグリースが漏洩する場合の沿面距離が長くなることになり、シール性の向上が図れる。

さらに、図７に示すようにブーツ１６０の小径端部をブーツバンド１６３でシャフト１２１に締め付け固定した構造では、ブーツバンド１６３が必要であり、ブーツバンド１６３を加締める作業を行っていたが、この実施形態では、ブーツバンド１６３が不要となることからそのブーツバンド１６３の締め付けで加締める作業が省略でき、ブーツ６０の組み付けにおける作業性の向上およびコスト低減化が図れる。また、図１に示す実施形態のように外側アダプタ７２や内側アダプタ８２のような別部材を必要としないので、部品点数の削減が図れ、更なるコスト低減化が図れる。

この摺動式継手部２０において、ブーツ６０のフランジ部６６の先端は、外側取付部７１の根元部分に形成された凹部７３に嵌まり込んだ状態となっている。この構造において、図５および図６に示すように、外側取付部７１の内側端面と内側取付部８１の端面との
間の軸方向寸法ｎ₄は、内輪２２の軸方向寸法ｎ₁、シャフト抜け止め用の止め輪２９の厚みｎ₂、シャフト２１の止め輪用凹溝位置から外側取付部７１の内側端面までの軸方向寸
法ｎ₃によって決められる。

従って、外側取付部７１の内側端面と内側取付部８１の端面との間の軸方向寸法ｎ₄を
ブーツ６０のフランジ部６６の肉厚ｔ₂よりも小さくする（ｎ₄＜ｔ₂）。このように外側
取付部７１の内側端面と内側取付部８１の端面との間の軸方向寸法ｎ₄をブーツ６０のフ
ランジ部６６の肉厚ｔ₂よりも小さくしたことにより、ブーツ６０のフランジ部６６を外
側取付部７１と内側取付部８１とで挟み込んで固定するに際して、ブーツ６０のフランジ部６６を圧縮変形させることで、シール性の向上が図れる。

さらに、前述した外側取付部７１の内側端面の径方向外側部位にテーパ状の係止部７５を形成した構造としている。このように係止部７５を設けたことにより、ブーツ６０のフランジ部６６を外側取付部７１と内側取付部８１とで挟み込んで固定するに際して、ブーツ６０のフランジ部６６が径方向外側に位置規制することができて径方向外側へ抜けることを未然に防止できて、ブーツ６０のフランジ部６６を確実に位置決めすることができると共に、引張りによる変形が抑えられてシール性が確保される。

以上の各実施形態では、固定式継手部１０の内輪１２にシャフト１１をトルク伝達可能に嵌挿し、そのシャフト１１の先端部に凹球面部１５を設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、内輪１２の端部に凹球面部１５を一体的に設けることも可能である。また、摺動式継手部２０の内輪２２にシャフト２１をトルク伝達可能に嵌挿し、そのシャフト２１の先端部に凸球面部２５を設ける以外に、内輪２２の端部に凸球面部２５を一体的に設けることも可能である。

また、この等速自在継手に連結された車輪軸受部９０として、ハブ輪９１の外周面に一対の内輪９２ａ，９２ｂを嵌合させ、一方の内輪９２ａの外周面にアウトボード側の内側軌道面を形成し、他方の内輪９２ｂの外周面にインボード側の内側軌道面を形成したタイプを例示したが、このタイプ以外にも、例えば、一方の内側軌道面が形成されたハブ輪の外周面に小径段部を形成し、その小径段部に他方の内側軌道面が形成された内輪を圧入した上でハブ輪の小径段部の端部を加締めたタイプも適用可能である。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

本発明の実施形態で、固定式継手部をドライブシャフトの駆動車輪側に配置した等速自在継手および車輪軸受部を示す断面図である。図１の固定式継手部のブーツを示す断面図である。図１の固定式継手部のブーツの小径端部の取付構造を示す要部拡大断面図である。本発明の他の実施形態で、摺動式継手部をドライブシャフトの駆動車輪側に配置した等速自在継手および車輪軸受部を示す断面図である。図４の摺動式継手部のブーツを示す断面図である。図４の摺動式継手部のブーツの小径端部の取付構造を示す要部拡大断面図である。本発明の前提となる固定式等速自在継手の一例を示す断面図である。

符号の説明

１０固定式継手部（ＵＪ）
１１固定式継手部の軸部材（シャフト）
１２固定式継手部の内側継手部材（内輪）
１５凹球面部
２０摺動式継手部（ＤＯＪ）
２１摺動式継手部の軸部材（シャフト）
２２摺動式継手部の内側継手部材（内輪）
２５凸球面部
３０外側継手部材（外輪）
４０球対偶
５０，６０ブーツ
５２，６２ブーツの一端部（大径端部）
５４，６４ブーツの他端部（小径端部）
７１，７２一方の取付部
７５，７６係止部
８１，８２他方の取付部

Claims

少なくとも一端に開口部を有する外側継手部材と、前記外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、前記外側継手部材の開口部を閉塞する筒状のブーツの一端部を前記外側継手部材の開口端部に固定すると共に、前記ブーツの他端部を前記内側継手部材から延びる軸部材に固定した等速自在継手であって、
前記ブーツの他端部にその径方向内側に延びるフランジ部を形成すると共に、前記軸部材の前記フランジ部と対応する部位にその径方向外側に延びる二つの取付部を軸方向に対向させて配設し、前記ブーツのフランジ部を前記二つの取付部で軸方向両側から挟み込んで固定したことを特徴とする等速自在継手。
前記二つの取付部において、一方の取付部の対向端面と他方の取付部の対向端面との間の軸方向寸法を前記ブーツのフランジ部の肉厚よりも小さくした請求項１に記載の等速自在継手。
前記二つの取付部において、一方の取付部の対向端面の径方向外側部位に、前記ブーツのフランジ部を径方向外側で位置規制する係止部を設けた請求項１又は２に記載の等速自在継手。
前記二つの取付部は、前記軸部材に嵌合された別体のアダプタである請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
前記二つの取付部うち、一方の取付部は前記軸部材に一体的に形成され、他方の取付部は前記内側継手部材から軸方向に延びるように一体的に形成されている請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
前記外側継手部材は円筒状をなし、その一端側に固定式継手部を配設すると共に他端側に摺動式継手部を配設し、前記固定式継手部の内側継手部材あるいは前記摺動式継手部の内側継手部材はそのいずれか一方の対向端部に凸球面部を設けると共に他方の対向端部に凹球面部を設け、前記凹球面部と凸球面部からなる球対偶を介して固定式継手部と摺動式継手部を連結した請求項１〜５のいずれか一項に記載の等速自在継手。
前記固定式継手部の内側継手部材から延びる軸部材に、前記ブーツのフランジ部を前記二つの取付部で軸方向両側から挟み込んで固定した請求項６に記載の等速自在継手。
前記摺動式継手部の内側継手部材から延びる軸部材に、前記ブーツのフランジ部を前記二つの取付部で軸方向両側から挟み込んで固定した請求項６に記載の等速自在継手。