JP2016156469A - 等速自在継手 - Google Patents

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Abstract

【課題】シール性を向上できると同時に、シンプル且つコンパクトな構造で部品点数も少なく、加工コストも抑えることが可能であり、更に、組立て時の作業性も低下させることが無い等速自在継手を提供する。【解決手段】大径の取付部が外側継手部材のブーツ装着部に外嵌された状態で締結バンドにて締め付けられて固定されるとともに、小径の取付部がシャフトのブーツ装着部に外嵌された状態で締結バンドにて締め付けられて固定される等速自在継手である。大径の取付部の外周面に締結バンドが嵌合する周方向バンド溝を形成する。大径の取付部の内周面のブーツ外部側端部に凸部を形成する。外側継手部材の円筒面であるブーツ装着部に大径の取付部の凸部が嵌合する凹部を形成する。凹部におけるブーツ内部側の近傍に突起を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、等速自在継手に関し、特に、外側継手部材の開口部を密封するブーツが装着された等速自在継手に関する。
例えば自動車や各種産業機械の動力伝達機構に組み込まれる等速自在継手には、継手内部への塵埃などの異物侵入防止や継手内部に封入されたグリースの漏洩防止を目的として、ブーツ（等速自在継手用ブーツ）が装着される。
図１０はドライブシャフトを示し、このドライブシャフトは、固定式等速自在継手１と摺動式等速自在継手２とを、シャフト３０にて連結してなるものである。この図例では、固定式等速自在継手１にバーフィールド型等速自在継手を用い、摺動式等速自在継手２にトリポード型等速自在継手を用いている。
固定式等速自在継手１は、軸方向に延びる複数のトラック１３が内径面１４に形成された外側継手部材１５と、軸方向に延びる複数のトラック１６が外径面１７に形成された内側継手部材１８と、外側継手部材１５のトラック１３と内側継手部材１８のトラック１６との間に介在してトルクを伝達する複数のボール１９と、外側継手部材１５の内径面１４と内側継手部材１８の外径面１７との間に介在してボール１９を保持するケージ２０とを備えている。
摺動式等速自在継手２は、内周に軸線方向に延びる三本の溝２１を設けると共に各溝２１の内側壁に互いに対向するローラ案内面２１ａを設けた外側継手部材２２と、半径方向に突出した３つの脚軸２３を備えたトリポード部材２４と、前記脚軸２３に回転自在に支持されると共に外側継手部材２２の溝２１に転動自在に挿入されたトルク伝達手段としてのローラ２５とを備える。この場合、ローラ２５は脚軸２３の外径面に周方向に沿って配設される複数のころ２６を介して外嵌されている。なお、トリポード部材２４は、ボス部２７と、このボス部２７から径方向に伸びる前記脚軸２３とからなる。
シャフト３０は、その両端部に雄スプライン３０ａ、３０ｂが形成され、一方の雄スプライン３０ａが固定式等速自在継手１の内側継手部材１８に嵌入され、他方の雄スプライン３０ｂが摺動式等速自在継手２のトリポード部材２４に嵌入される。内側継手部材１８の軸心孔３３に雌スプライン３４が形成され、シャフト３０の一方の雄スプライン３０ａが内側継手部材１８の軸心孔３３に嵌入されて、雌スプライン３４に噛合する。また、シャフト３０の他方の雄スプライン３０ｂがトリポード部材２４のボス部２７の軸心孔３５に嵌入されて、この軸心孔３５の雌スプライン３６に噛合する。
そして、固定式等速自在継手１には外側継手部材１５の開口部を密封するためのブーツ４０Ａが付設され、摺動式等速自在継手２には外側継手部材２２の開口部を密封するためのブーツ４０Ｂが付設されている。ブーツ４０Ａ，４０Ｂは、大径端部４０ａと、小径端部４０ｂと、大径端部４０ａと小径端部４０ｂとを連結する蛇腹部４０ｃとからなる。ブーツ４０Ａ，４０Ｂの大径端部４０ａは外側継手部材１５，２２の開口端で締結バンド４２Ａ，４２Ｂにより締め付け固定され、その小径端部４０ｂはシャフトの所定部位で締結バンド４３Ａ、４３Ｂにより締め付け固定されている。
ところで、等速自在継手には、作動角を取りながら回転したり、軸方向に摺動しながら回転する機能が備わっており、その挙動に追従できるようにブーツは柔軟に変形する。一方、等速自在継手には、θ＝４５deg以上の大きな作動角を取ることのできるタイプ(ツェッパ型、バーフィールド型)や、角度はそれ程大きく取ることはできないが等速自在継手の軸線方向にスライドする機構を兼ね備えたタイプ(ダブルオフセット型、トリポード型，クロスグルーブ型)等がある。そして、この種のブーツの取付構造としては、従来から種々提案されている（特許文献１〜特許文献６参照）。
特許文献１では、ブーツの取付部(固定部)の外周にバンド溝を設け、相手部材(外輪やシャフト)に設けた突起や溝部とブーツ固定部とバンドの寸法や位置関係を規定し、ブーツ固定部を相手部材に設けた突起に食い込ませることでシール性の向上を図っている。
特許文献２では、シャフトのブーツ装着部に複数の突起を設け、ブーツのシャフト取付部が締結バンドの締付により、前記突起のうち少なくとも１つが他の突起と異なる圧縮永久歪量としている。
特許文献３では、シャフトのブーツ装着部に一対の突起を設け、ブーツのシャフト取付部に、前記一対の突起の間に相当する部位にシャフトに圧接する突起を設けている。
特許文献４では、シャフトのブーツ装着部に一対の突起を設け、ブーツ内部側の突起よりも内部側に、継手内部からの潤滑剤を留める凹溝を設けている。
特許文献５では、シャフトのブーツ装着部に環状の溝を設け、ブーツの取付部の内周面に前記環状溝に填まる突起を設け、この突起よりもブーツ内部側におけるブーツとシャフトとの締め代を、この突起よりもブーツ外部側におけるブーツとシャフトとの締め代よりも大きくしている。
特許文献６では、ブーツの取付部の外周面に２個以上のバンド装着用溝を設け、シャフトには、前記バンド装着用溝に対応する位置にブーツ取付用溝を設け、これらを対応させた状態で、バンド装着用溝の数に対応した締結バンドを装着することで、シール性向上を図っている。
特開平９−１７７９９３号公報 特開２００７−１４６９５９号公報 特開２００７−１４６９６０号公報 特開２００７−２３２１４４号公報 特開２００８−４５６７５号公報 特開２００７−１５５００３号公報
前記特許文献１〜特許文献４では、高温雰囲気での長時間暴露によって、相手部材の突起が食い込んだブーツの取付部が圧縮永久変形を伴って圧縮応力緩和が進む。さらに、相手部材の最も内部側の突起の内部側のフラット部とブーツの取付部とが接触する部位において、締結バンドによって締め付けられることで密着する範囲が狭くなる。このために、等速自在継手が作動角を取ったり軸方向への摺動を伴いながら回転することによってブーツの取付部に繰り返し応力が発生して、相手部材の突起から継手内部側の部位が相手部材から浮いたり接触したりの繰り返し変形を起こすことになる。従って、潤滑剤が侵入し易くなり、シール性が低下する課題がある。
また、特許文献５では、シャフトに突起が無いためにブーツが食い込む部位が無い。しかも、ブーツ側の突起の内外で締め代が異なるためにバランスが悪く、シール性に劣ることになる。また、締結バンドによって締め付けられることで密着する突起から内側の範囲が狭い。このため、前記した特許文献１〜特許文献４と同様、等速自在継手が作動角を取ったり軸方向への摺動を伴いながら回転することによってブーツ固定部に繰り返し応力が発生して、ブーツの継手内部側の部位がシャフトのブーツ取付部から浮いたり接触したりの繰り返し変形を起こすことになって、シール性が低下する課題がある。特許文献６では、部品点数が多く、構造も複雑なため、高コストとなる問題がある。
そこで、本発明は、シール性を向上でき、しかもシンプル且つコンパクトな構造で部品点数も少なく、加工コストも抑えることが可能であり、さらには、組立て時の作業性に優れた等速自在継手を提供する。
本発明の第１の等速自在継手は、外側継手部材と、内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在されるトルク伝達部材とを備え、外側継手部材の開口部がブーツにて密封され、ブーツは、外側継手部材の開口部側の外径面に形成されたブーツ装着部に装着される大径の取付部と、内側継手部材に嵌入されるシャフトにおけるブーツ装着部に装着される小径の取付部と、大径の取付部と小径の取付部とを連結する屈曲部とからなり、大径の取付部が外側継手部材のブーツ装着部に外嵌された状態で締結バンドにて締め付けられて固定されるとともに、小径の取付部がシャフトのブーツ装着部に外嵌された状態で締結バンドにて締め付けられて固定される等速自在継手であって、大径の取付部の外周面に締結バンドが嵌合する周方向バンド溝を形成するとともに、大径の取付部の内周面のブーツ外部側端部に凸部を形成し、外側継手部材の円筒面であるブーツ装着部に大径の取付部の凸部が嵌合する凹部を形成するとともに、凹部におけるブーツ内部側の近傍に突起を設けたものである。ここで、ブーツ内部側とはブーツの屈曲部に近い側をいい、ブーツ外部側とはブーツの屈曲部から遠い側をいう。
本発明の第２の等速自在継手は、外側継手部材と、内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在されるトルク伝達部材とを備え、外側継手部材の開口部がブーツにて密封され、ブーツは、外側継手部材の開口部側の外径面に形成されたブーツ装着部に装着される大径の取付部と、内側継手部材に嵌入されるシャフトにおけるブーツ装着部に装着される小径の取付部と、大径の取付部と小径の取付部とを連結する屈曲部とからなり、大径の取付部が外側継手部材のブーツ装着部に外嵌された状態で締結バンドにて締め付けられて固定されるとともに、小径の取付部がシャフトのブーツ装着部に外嵌された状態で締結バンドにて締め付けられて固定される等速自在継手であって、小径の取付部の外周面に締結バンドが嵌合する周方向バンド溝を形成するとともに、小径の取付部の内周面のブーツ外部側端部に凸部を形成し、シャフトの円筒面であるブーツ装着部に小径の取付部の凸部が嵌合する凹部を形成するとともに、凹部におけるブーツ内部側の近傍に突起を設けたものである。
本発明の等速自在継手によれば、ブーツ装着状態では、ブーツの取付部側の凸部がブーツ装着部側の周方向の凹部に嵌合する。これによって、ブーツの取付部のブーツ装着部に対する位置決めが可能となる。また、ブーツ装着部側の突起がブーツの取付部側に食い込むことになる。この場合、突起は、ブーツ側のバンド溝に対向するものであり、締結バンドの締め付けにより、突起を安定して食い込ませることができる。
突起は周方向バンド溝の幅方向範囲内に対向するとともに、周方向バンド溝の幅方向中心部よりもブーツ外部側に位置させたのが好ましい。このように設定することによって、ブーツ装着部の円筒面と、ブーツの取付部の円筒面との密着面積を比較的大きくとることができる。しかも突起が、一対の取付部を連結する屈曲部（例えば、蛇腹部）から遠い位置に配置され、この屈曲部の繰り返しの変形による力が伝わりにくくなる。
ブーツの凸部の高さ寸法を、凸部が嵌合する凹部に密接乃至接触する寸法と設定するとともに、ブーツ装着部の円筒面に対して、そのブーツ装着部に装着されるブーツの取付部の円筒面は締め代を持って嵌着され、締結バンドの締め付けによって、ブーツ装着部の突起が、ブーツの円筒面形状の取付部に内径側から食い込んで、円筒面のブーツ装着部とブーツの円筒面形状の取付部とが密着固定されるものであってもよい。
このように構成することによって、ブーツの凸部がブーツ装着部の凹部に安定して嵌合することになる。また、ブーツ装着部の円筒面に対して、そのブーツ装着部に装着されるブーツの取付部の円筒面は締め代を持って嵌着されることによって、ブーツの取付部とブーツ装着部との密着性が安定する。
ブーツ装着部の突起の高さを、そのブーツ装着部に装着される取付部の肉厚の１０％以上３５％以下とし、かつ、突起の幅寸法をバンド溝の幅寸法の１０％以下とし、ブーツ装着部の円筒面とブーツの取付部の円筒面との密着固定部の軸方向長さをバンド溝の幅寸法の６５％以上とすることができる。
ブーツ装着部の突起の高さを、そのブーツ装着部に装着されるブーツの取付部の肉厚の１０％以上３５％以下とすることによって、漏れ防止機能を十分に発揮できる食い込み量を確保できる。すなわち、１０％未満では、突起の突出量が小さすぎて食い込み量が少ないために漏れ防止機能を十分に発揮できない。また、３５％を超えると、突起の突出量が多過ぎてブーツ装着部とブーツの取付部との間に大きな隙間が生じて、円筒面同士の密着性を阻害することになる。
突起の幅寸法をバンド溝の幅寸法の１０％以下とすることによって、円筒面同士の密着面積を有効に確保できる。すなわち、突起の幅寸法が大き過ぎると、円筒面同士の密着面積が小さくなる。ブーツ装着部の円筒面とブーツの取付部の円筒面との密着固定部の軸方向長さをバンド溝の幅寸法の６５％以上とすることによって、ブーツ装着部の円筒面とブーツの取付部の円筒面との間の密着力を確保できる。６５％未満では密着力を確保することが困難となる。
ブーツの材質が、ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータによる硬さが３５以上５５以下である熱可塑性ポリエステル系エラストマーからなるのが好ましい。３５未満では柔らかすぎて、ブーツの耐熱性及び回転膨張性等に劣り、逆に５５を超えれば、硬くなりすぎて、疲労性や摩耗性に劣ることになる。
本発明では、突起を安定して食い込ませることができ、しかも、ブーツ装着部の円筒面と、ブーツの取付部の円筒面との密着面積を比較的大きくとることができるので、ブーツの取付部を安定してブーツ装着部に固定することができ、ブーツのシール性を向上させることができる。また、シンプルかつコンパクトな構造で部品点数も少なく、加工コストも抑えることが可能であり、更に、組み立て時の作業性の低下を招かない。
すなわち、ブーツの取付部の内周とブーツ装着部が一様に密着する軸方向長さを確保し、締結バンドにて締付けることで、ブーツの屈曲部（蛇腹部）の任意の変形に伴うブーツ取付部に発生する応力を受け止めて、前記の一様に密着する軸方向長さ部は密着状態を維持し、かつ、ブーツ装着部に設けた環状突起がブーツの取付部内周の前記の一様に密着する軸方向長さ部よりも継手外部側で食い込むことで前記の一様に密着する軸方向長さ部に侵入した潤滑剤の外部への漏れを防止するものである。
本発明の等速自在継手を用いたドライブシャフトの断面図である。 前記図１に示すドライブシャフトの固定式等速自在継手の外側継手部材の正面図である。 前記図１に示すドライブシャフトの固定式等速自在継手の外側継手部材の要部拡大断面図である。 ブーツの取付部と外側継手部材のブーツ装着部との関係を示し、（ａ）は装着前の断面図であり、（ｂ）は装着後の断面図である。 外径面が非円筒面である外側継手部材の断面図である。 前記図５に記載の外側継手部材の正面図である。 ブーツ装着状態の外側継手部材の要部拡大断面である。 ブーツの取付部と他のブーツ装着部との関係を示し、（ａ）は装着前の断面図であり、（ｂ）は装着後の断面図である。 ブーツの取付部と外側継手部材のブーツ装着部との関係を示し、（ａ）は他のブーツを用いた装着前の断面図であり、（ｂ）は別のブーツを用いた装着前の断面図である。 従来の等速自在継手を用いたドライブシャフトの断面図である。
以下本発明の実施の形態を図１〜図９に基づいて説明する。図１はドライブシャフトを示し、このドライブシャフトは、固定式等速自在継手５１と、摺動式等速自在継手５２と、これらの等速自在継手を連結するシャフト５０とを備える。この図例では、固定式等速自在継手５１にバーフィールド型等速自在継手を用い、摺動式等速自在継手５２にトリポード型等速自在継手を用いている。
固定式等速自在継手５１は、軸方向に延びる複数のトラック５３が内径面５４に形成された外側継手部材５５と、軸方向に延びる複数のトラック５６が外径面５７に形成された内側継手部材５８と、外側継手部材５５のトラック５３と内側継手部材５８のトラック５６との間に介在してトルクを伝達する複数のボール５９と、外側継手部材５５の内径面５４と内側継手部材５８の外径面５７との間に介在してボール５９を保持するケージ６０とを備えている。
摺動式等速自在継手５２は、内周に軸線方向に延びる三本の溝６１を設けると共に各溝６１の内側壁に互いに対向するローラ案内面６１ａを設けた外側継手部材６２と、半径方向に突出した３つの脚軸６３を備えた内側継手部材としてのトリポード部材６４と、前記脚軸６３に回転自在に支持されると共に外側継手部材の溝６１に転動自在に挿入されたトルク伝達手段としてのローラ６５とを備える。この場合、ローラ６５は脚軸６３の外径面に周方向に沿って配設される複数のころ６６を介して外嵌されている。なお、トリポード部材６４は、ボス部６７と、このボス部６７から径方向に伸びる前記脚軸６３とからなる。
シャフト５０は、その両端部に雄スプライン５０ａ、５０ｂが形成され、一方の雄スプライン５０ａが固定式等速自在継手５１の内側継手部材５８に嵌入され、他方の雄スプライン５０ｂが摺動式等速自在継手５２のトリポード部材６４に嵌入される。内側継手部材５８の軸心孔７１に雌スプライン７２が形成され、シャフト５０の一方の雄スプライン５０ａが内側継手部材５８の軸心孔７１に嵌入されて、雌スプライン７２に噛合する。また、シャフト５０の他方の雄スプライン５０ｂがトリポード部材６４のボス部６７の軸心孔７３に嵌入されて、この軸心孔７３の雌スプライン７４に噛合する。
そして、固定式等速自在継手５１には外側継手部材１５の開口部を密封するためのブーツ８０Ａが付設され、摺動式等速自在継手５２には外側継手部材６２の開口部を密封するためのブーツ８０Ｂが付設されている。ブーツ８０Ａ，８０Ｂは、大径の取付部８０ａと、小径の取付部８０ｂと、大径の取付部８０ａと小径の取付部８０ｂとを連結する屈曲部を構成する蛇腹部８０ｃとからなる。ブーツ８０Ａ，８０Ｂの大径の取付部８０ａは外側継手部材５５，６２の開口部側の外径面に形成されるブーツ装着部８５，８５で締結バンド８２Ａ，８２Ｂにより締め付け固定され、その小径の取付部８０ｂはシャフト５０の所定部位（ブーツ装着部８６，８６）で締結バンド８３Ａ、８３Ｂにより締め付け固定されている。
すなわち、取付部８０ａ、８０ｂとブーツ装着部８５，８６との間にブーツ取付構造Ｍが形成される。まず、固定式等速自在継手５１側の外側継手部材５５側のブーツ取付構造Ｍについて図３から図４を用いて説明する。なお、固定式等速自在継手５１の外側継手部材５５は、図２に示すように、トラック５３を内周面５４に６箇所設けたもので、この外側継手部材５５の外周は円形状となっている。
取付部８０ａの外周面に締結バンド８２Ａが嵌合する周方向バンド溝９０を形成するとともに、取付部８０ａの内周面のブーツ外部側端部に凸部９１を形成している。また、外側継手部材５５の円筒面であるブーツ装着部８５に取付部８０ａの凸部９１が嵌合する凹部９２を形成し、この凹部９２におけるブーツ内部側の近傍に突起９３を設けている。なお、ブーツ外部側端部の凸部９１及びブーツ装着部８５の凹部９２として、周方向に沿った環状のものであっても、周方向に沿って所定ピッチで配設されるものであってもよい。突起９３としても周方向に沿った環状のものであっても、周方向に沿って所定ピッチで配設されるものであってもよい。
この場合、このブーツ８０Ａの大径の取付部８０ａが、外側継手部材５５のブーツ装着部８５に装着された際には、大径の取付部８０ａの凸部９１がブーツ装着部８５の凹部９２に嵌合して、ブーツ装着部８５に対するブーツの大径の取付部８０ａの位置決めを構成する。
このため、凸部９１の幅寸法Ｗ、及び高さ寸法Ｈ等は、ブーツ装着部８５の凹部９２に嵌合して位置決め可能である寸法とする必要がある。ブーツ材料として、熱可塑性ポリエステル系エラストマーとして、凸部９１の断面形状を図例のように、扁平半楕円形状とした場合、凸部９１の高さ寸法Ｈとしては、ブーツの大径の取付部８０ａの肉厚Ｔの２０％〜４０％とするのが好ましい。２０％より小さいと位置決め機能が不十分であり、４０％を越えると、かえって装着性を低下させる。
凸部９１の幅寸法Ｗとしては、凸部９１の高さ寸法Ｈの３倍〜１５倍程度とするのが好ましく、より好ましくは、５倍〜１０倍程度である。３倍未満では、凸部９１の体積が小さいため剛性が小さく、位置決め機能が不十分となる場合がある。また、１５倍を越えることは不必要な幅であり、コンパクトさに欠ける上に、かえって位置決め機能が低下する場合もある。
また、凸部９１の位置としては、その一部がバンド溝９０に対応するものとするのが好ましい。この場合、軸方向のコンパクトさをより向上できる。なお、バンド溝９０を形成することによって、取付部８０ａの外径面端部には、端面突起９５が設けられる。この場合、端面突起９５の幅寸法や高さ寸法等は任意に設定できるが、凸部９１がこの端面突起９５に対応する位置に配置される。凸部９１の幅寸法と、端面突起９５の幅寸法とを同一に設定することも可能であるが、前記したように、締結バンド８２Ａの締め付けを考慮すれば、凸部９１の位置としては、その一部がバンド溝９０に対応するものとするのが好ましい。
ブーツ装着部８５の凹部９２の幅寸法Ｗ１と深さ寸法Ｄは、ブーツ８０Ａの位置決めのために必要な寸法で良く、大き過ぎても外側継手部材５５(シャフト５０)の加工性や外側継手部材５５（シャフト５０）強度が低下するので望ましくない。ブーツ装着部８５の凹部９２の幅寸法Ｗ１は、ブーツ取付部８０ａのブーツ端部に沿った凸部９１の幅寸法Ｗと略同一とする。また、ブーツ装着部８５の凹部９２の深さ寸法Ｄは、ブーツ取付部８０ａのブーツ端部に沿った凸部９１の高さ寸法Ｈの０．８倍以上とし、好ましくは略同一とする。０．８倍未満では、ブーツ装着部８５の溝底にブーツ取付部のブーツ端部に沿った凸部９１が担いでしまい、ブーツ８０Ａの装着性や位置決め性を低下させる。なお、ブーツ装着部８５の凹部９２の深さ寸法Ｄが大き過ぎると外側継手部材５５の加工性や外側継手部材５５の強度が低下するので、凹部９２の幅寸法Ｗ１の１／３以下に留めることが好ましい。
ブーツ装着部８５の凹部９２に隣接したブーツ内部側に設けた突起９３の高さ寸法Ｈ１は、小さ過ぎると食い込み量が少ないために漏れ防止機能が不十分となり、大き過ぎるとブーツ装着部８５とブーツ取付部８０ａの間に生じる隙間が大きくなって円筒部の密着性を阻害するために漏れ防止機能を低下させる。よって、突起９３の高さ寸法Ｈ１は、ブーツ取付部８０ａの肉厚Ｔの１０％以上３５％以下が好ましい。また、突起９３の幅寸法Ｗ２は、大き過ぎるとブーツ装着部８５の円筒部とブーツ取付部の円筒状の内周面との密着面積が減少して密着性が阻害されるため、ブーツ取付部８０ａのバンド溝幅Ｗ３の１０％以下が好ましい。
ブーツ装着部８５の円筒部とブーツ取付部８０ａの円筒状の内周面が、締結バンド８２Ａを締付けることで密着することを狙っており、この密着面積を大きく保つことで、等速自在継手が作動角を取ったり摺動しながら回転する際にブーツ蛇腹部８０ｃが変形することに伴う円周方向への捩れ力や軸方向への力、上下動の力を受けることでブーツ取付部８０ａの変形を抑えている。よって、この密着面積を十分確保するため、ブーツ装着部８５の環状突起はブーツ取付部８０ａのバンド溝９０および締結バンド８２Ａに対して、その中央よりブーツ外部側に寄った位置に設けている。
これは、ブーツ装着部８５の円筒部とブーツ取付部８０ａの円筒状の内周面が密着する軸方向長さが、ブーツ取付部外周に設けたバンド溝幅Ｗ３および締結バンド８２Ａの幅Ｗ４の５０％以上であることを意味する。更に好ましくは６５％以上の軸方向長さを確保することである。なお、締結バンド８２Ａの幅Ｗ４は、ブーツ取付部８０ａのバンド溝幅Ｗ３とほぼ同寸法か、バンド溝幅の９０％以上が好ましい。
ところで、ブーツ材質は、熱可塑性ポリエステル系エラストマーが好ましく、ＪＩＳ Ｋ６２５３によるタイプＤデュロメータ硬さが３５〜５５で示されるものが良い。３５よりも柔らかい材料では、ブーツの耐熱性，回転膨張性などに劣り、５５よりも硬い材料では、疲労性や摩耗性に劣り、ブーツに必要とされる性能を満たさない。
固定式等速自在継手５１のブーツ８０Ａにおける小径の取付部８０ｂ側においても、取付部８０ｂの外周面に締結バンド８３Ａが嵌合する周方向バンド溝９０を形成するとともに、取付部８０ｂの内周面のブーツ外部側端部に凸部９１を形成している。また、シャフト５０の円筒面であるブーツ装着部８６に取付部８０ｂの凸部９１が嵌合する凹部９２を形成し、この凹部９２におけるブーツ内部側の近傍に突起９３を設けている。
図５から図７に示すように、摺動式等速自在継手５２のブーツ８０Ｂの取付部８０ａの外周面に締結バンド８２Ｂが嵌合する周方向バンド溝９０を形成するとともに、取付部８０ａの内周面のブーツ外部側端部に凸部９１を形成している。また、外側継手部材６２の円筒面であるブーツ装着部８５に取付部８０ａの凸部９１が嵌合する凹部９２を形成し、この凹部９２におけるブーツ内部側の近傍に突起９３を設けている。
摺動式等速自在継手５２のブーツ８０Ｂにおける小径の取付部８０ｂ側においても、取付部８０ｂの外周面に締結バンド８３Ｂが嵌合する周方向バンド溝９０を形成するとともに、取付部８０ｂの内周面のブーツ外部側端部に凸部９１を形成している。また、シャフト５０の円筒面であるブーツ装着部８６に取付部８０ｂの凸部９１が嵌合する凹部９２を形成し、この凹部９２におけるブーツ内部側の近傍に突起９３を設けている。
このようなブーツ取付構造を用いることによって、バンド溝９０に装着される締結バンド８２Ａ（８２Ｂ、８３Ａ、８３Ｂ）を締め付ければ、ブーツ取付部８０ａ（８０ｂ）の円筒状の内周面の一部がブーツ装着部８５（８６）の突起９３に食い込むと共に、ブーツ装着部８５（８６）の円筒面にブーツ取付部８０ａ（８０ｂ）の円筒状の内周面が密着する。この円筒状の内周面の密着面積が十分確保されるので、等速自在継手が作動角を取ったり摺動しながら回転する際にブーツ蛇腹部８０ｃの変形に伴う円周方向への捩れ力や軸方向への力、上下動の力を繰り返し受けても、ブーツ取付部８０ａ（８０ｂ）の円筒部がしっかり固定されるためにブーツ取付部８０ａ（８０ｂ）の変形が抑えられる。
さらに、ブーツ取付部８０ａ（８０ｂ）のブーツ装着部８５（８６）の突起９３が食い込んだ部位は、締結バンド８２Ａ（８２Ｂ、８３Ａ、８３Ｂ）でしっかり固定されている上に、ブーツ蛇腹部８０ｃの繰り返し変形による力がほとんど伝わらないことで変形が抑えられるため、食い込み力の低下が抑えられる。その結果、ブーツ装着部８５（８６）とブーツ取付部８０ａ（８０ｂ）の間に生じる微小な隙間を最小限に留めると共にブーツ装着部８５（８６）とブーツ取付部８０ａ（８０ｂ）の相対的な移動を少なくでき、等速自在継手内に封入された潤滑剤（グリース）がこの隙間に侵入することを防止できる。それでも侵入した微量の潤滑剤は、ブーツ装着部８５（８６）に設けた突起９３がブーツ取付部内周に食い込んでいる状態が安定しているために、外部に漏れることを完全に防止できる。
図５に示す摺動式等速自在継手５２の外側継手部材６２は、図６に示すように、溝６１の溝底にあたる大径部５２ａと、隣接する溝６１間に位置する小径部５２ｂとを有するものである。このため、この外側継手部材６２は非円筒面形状となっている。この場合、大径部５２ａの外径面が円筒面となっている。
従って、ブーツ８０Ｂの大径の取付部８０ａにおいては、図６に示すように、その厚肉部９６と薄肉部９７とを有するものである。そのため、凸部９１は薄肉部９７の内径面に形成するとともに、外側継手部材５５の凹部９２及び突起９３を大径部５２ａの外径面に形成することになる。また、この形成とともに、凸部９１を厚肉部９６の内径面にも形成するとともに、外側継手部材５５の凹部９２及び突起９３を小径部５２ｂの外径面にも形成しても良い。
図８は、ブーツ装着部８６の突起９３が、前記実施形態に比べて、ブーツ内部側に位置させている。この位置としては、ブーツ装着部８６の円筒面と、ブーツ取付部８０ｂの円筒面との密着面積を十分確保でき、ブーツ８０Ｂの取付部８０ｂの円筒部が安定して固定されて、ブーツ取付部８０ｂの変形を抑えられる範囲とする。
また、図９（ａ）では、ブーツ８０Ｂの取付部８０ｂの内径面に、小突起９８を設けている。この小突起９８の位置としても、前記突起９３と同様、ブーツ装着部８６の円筒面と、ブーツ取付部８０ｂの円筒面との密着面積を十分確保できる範囲とする。このため、図９（ｂ）に示すように、小突起９８を軸方向に沿って複数設けてもよい。なお、小突起９８を設ける場合、小突起９８の高さ寸法としては、凸部９１の高さ寸法よりも小さくするのが好ましい。小突起９８の高さ寸法が凸部９１の高さ寸法よりも大きければ、凸部９１の凹部９２への嵌合による位置決め機能が発揮できなくなる可能性がある。
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、凸部９１の断面形状として、前記実施形態では、扁平楕円形状であったが、これに限るものではなく、半円形状、半多角形状、又は矩形形状等であってもよい。このため、凸部９１が嵌合する凹部９２の断面形状として、半円形状、半多角形状、又は矩形形状等を採用できる。また、突起９３としては、その断面形状として、前記実施形態では富士山形状であったが、これに限るものではなく、台形状等であってもよい。図９（ｂ）に示すように、小突起９８を複数設ける場合、その数や配設ピッチ等は任意である。
図８及び図９に示すブーツ取付構造Ｍは、摺動式等速自在継手５２のブーツ８０Ｂにおける小径の取付部８０ｂ側であったが、このブーツ取付構造Ｍとしては、ブーツ８０Ｂの大径の取付８０ａ側に用いても、さらには、固定式等速自在継手のブーツ８０Ａの大径の取付部８０ａ側や小径の取付部８０ｂ側に用いてもよい。
また、前記実施形態では、固定式等速自在継手及び摺動式等速自在継手におけるぞれぞれのブーツの大径側及び小径側のブーツ取付構造Ｍとして、取付部８０ａ（８０ｂ）の内周面に形成される凸部９１と、ブーツ装着部８５（８６）に形成される凹部９２と、凹部９２の近傍に設けられる突起９３等を備えた本発明にかかる構成としていた。しかしながら、ブーツ取付構造Ｍとしては、大径側と小径側とのいずれかにあればよい。
固定式等速自在継手５１として、図例のものに限らず、アンダーカットフリータイプの等速自在継手であっても、摺動式等速自在継手５２としては、ダブルオフセットタイプ、クロスグルーブタイプの等速自在継手であってもよい。また、前記実施形態では、動力伝達シャフトとしてはドライブシャフトに用いたが、ドライブシャフト以外のプロペラシャフトに用いてもよい。なお、摺動式等速自在継手５２としてトリポードタイプを用いる場合、シングルローラタイプであっても、ダブルローラタイプであってもよい。
５５，６２ 外側継手部材
５８ 内側継手部材
５９ ボール
６４ トリポード部材
６５ ローラ
８０Ａ，８０Ｂ ブーツ
８０ｂ 取付部
８０ｃ 蛇腹部
８２Ａ，８２Ｂ、８３Ａ，８３Ｂ 締結バンド
８５，８６ ブーツ装着部
９０ 周方向バンド溝
９１ 凸部
９２ 凹部
９３ 突起

Claims (6)

  1. 外側継手部材と、内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在されるトルク伝達部材とを備え、外側継手部材の開口部がブーツにて密封され、ブーツは、外側継手部材の開口部側の外径面に形成されたブーツ装着部に装着される大径の取付部と、内側継手部材に嵌入されるシャフトにおけるブーツ装着部に装着される小径の取付部と、大径の取付部と小径の取付部とを連結する屈曲部とからなり、大径の取付部が外側継手部材のブーツ装着部に外嵌された状態で締結バンドにて締め付けられて固定されるとともに、小径の取付部がシャフトのブーツ装着部に外嵌された状態で締結バンドにて締め付けられて固定される等速自在継手であって、
    大径の取付部の外周面に締結バンドが嵌合する周方向バンド溝を形成するとともに、大径の取付部の内周面のブーツ外部側端部に凸部を形成し、外側継手部材の円筒面であるブーツ装着部に大径の取付部の凸部が嵌合する凹部を形成するとともに、凹部におけるブーツ内部側の近傍に突起を設けたことを特徴とする等速自在継手。
  2. 外側継手部材と、内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に介在されるトルク伝達部材とを備え、外側継手部材の開口部がブーツにて密封され、ブーツは、外側継手部材の開口部側の外径面に形成されたブーツ装着部に装着される大径の取付部と、内側継手部材に嵌入されるシャフトにおけるブーツ装着部に装着される小径の取付部と、大径の取付部と小径の取付部とを連結する屈曲部とからなり、大径の取付部が外側継手部材のブーツ装着部に外嵌された状態で締結バンドにて締め付けられて固定されるとともに、小径の取付部がシャフトのブーツ装着部に外嵌された状態で締結バンドにて締め付けられて固定される等速自在継手であって、
    小径の取付部の外周面に締結バンドが嵌合する周方向バンド溝を形成するとともに、小径の取付部の内周面のブーツ外部側端部に凸部を形成し、シャフトの円筒面であるブーツ装着部に小径の取付部の凸部が嵌合する凹部を形成するとともに、凹部におけるブーツ内部側の近傍に突起を設けたことを特徴とする等速自在継手。
  3. 突起は周方向バンド溝に対向するとともに、周方向バンド溝の幅方向中心部よりもブーツ外部側に位置させたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の等速自在継手。
  4. ブーツの凸部の高さ寸法を、凸部が嵌合する凹部に密接乃至接触する寸法と設定するとともに、ブーツ装着部の円筒面に対して、そのブーツ装着部に装着されるブーツの取付部の円筒面は締め代を持って嵌着され、締結バンドの締め付けによって、ブーツ装着部の突起が、ブーツの円筒面形状の取付部に内径側から食い込んで、円筒面のブーツ装着部とブーツの円筒面形状の取付部とが密着固定されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の等速自在継手。
  5. ブーツ装着部の突起の高さを、そのブーツ装着部に装着される取付部の肉厚の１０％以上３５％以下とし、かつ、突起の幅寸法をバンド溝の幅寸法の１０％以下とし、ブーツ装着部の円筒面とブーツの取付部の円筒面との密着固定部の軸方向長さをバンド溝の幅寸法の６５％以上としたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の等速自在継手。
  6. ブーツ材質が、ＪＩＳ Ｋ６２５３に規定されるタイプＤデュロメータによる硬さが３５以上５５以下である熱可塑性ポリエステル系エラストマーからなることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の等速自在継手。
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