JP2017053446A - 等速自在継手用ブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】漏れが発生しやすい部位を構成するシャフト外嵌部（装着部）とシャフトの間への継手内部のグリースの流れを抑えることができて、外部へのグリースの流出を有効に防止することが可能な等速自在継手用ブーツを提供する。
【解決手段】
等速自在継手の外側継手部材の開口部を密封する等速自在継手用ブーツである。等速自在継手ブーツの大径端部が外側継手部材の開口部の外径面に固定される。等速自在継手ブーツの小径端部が等速自在継手の内側継手部材から延びるシャフトに外嵌固定される。小径端部のブーツ内部側に、内径側から外径側へ延びる複数本のリブを周方向に沿って所定ピッチで配設して、継手内側からのグリースを外径側へ案内するグリース案内構造を設けた。
【選択図】図１

Description

本発明は、等速自在継手用ブーツに関する

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、一般的にエンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手を、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中間シャフトで連結した構造を具備する。

これら摺動式等速自在継手あるいは固定式等速自在継手では、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物浸入を防止するため、等速自在継手の外側継手部材と中間シャフトとの間にブーツを装着している。

図５は摺動式等速自在継手であるトリポード型等速自在継手を示し、このトリポード型等速自在継手は、内周に軸線方向に延びる三本の溝（トラック溝）１を設けると共に各溝１の内側壁に互いに対向するローラ案内面１ａを設けた外側継手部材２と、半径方向に突出した３つの脚軸３を備えた内側継手部材としてのトリポード部材４と、前記脚軸３にローラユニット５が配設されている。

ローラユニット５は、アウタローラ６と、このアウタローラ６の内側に配置されて脚軸３に外嵌されたインナローラ７と、アウタローラ６とインナローラ７との間に介在された針状ころ８とで主要部が構成され、外側継手部材２のトラック溝１に収容されている。このインナローラ７とアウタローラ６との間に、複数の針状ころ８が、保持器のない、いわゆる単列総ころ状態で配設されている。インナローラ７および針状ころ８は、アウタローラ６の内周面に形成された環状凹溝に嵌合したワッシャ１０，１１によりアウタローラ６に対して抜け止めされている。

また、トリポード部材４の軸心孔には雌スプライン１２が形成され、シャフト１３の端部の雄スプライン１３ａがトリポード部材４の軸心孔に嵌入されて、雌スプライン１２に噛合する。

そして、外側継手部材２の開口部を密封するためのブーツ１５が付設されている。ブーツ１５は、大径の取付部（大径端部）１５ａと、小径の取付部（小径端部）１５ｂと、大径端部１５ａと小径端部１５ｂとを連結する蛇腹部１５ｃとからなる。ブーツ１５の大径端部１５ａは外側継手部材２の開口部側の外径面に形成されるブーツ装着部１６でブーツバンド１７により締め付け固定され、その小径端部１５ｂはシャフト１３の所定部位（ブーツ装着部１８）でブーツバンド１７により締め付け固定されている。

従来には、図６に示すように、小径端部１５ｂの内径面に、複数（図例では、２個）のリップ２０，２０を設けるとともに、このブーツバンド１７（図５参照）が嵌合する周方向溝１９の底面に、リップ２０，２０に対向するように、凸部２１，２１が設けられている。

そして、リップ２０の断面形状を不等辺形状とすることにより、リップ２０の断面形状が等辺形状である場合と比較して、リップ２０におけるシール面圧のピーク値を大幅に増大させることができるように設定している。また、リップ２０が複数設けられてリップ間に溝部２２か設けられ、この溝部２２にグリースを貯留することになって、シール性を高めている。

特許第５５３４７３３号公報

図５に示すように、ブーツ１５は、継手内に充填したグリースの保持及び継手内への異物浸入防止の為に装着している。この場合、前記したように、ブーツバンド１７の締め付けによって外側継手部材２及びシャフト１３と結合しているが、継手の揺動、摺動によりブーツ固定部（取付部１５ａ、１５ｂ）に大きな荷重が加わる。

また、熱害等による劣化状態および小径端部１５ｂ側にグリースが滞留する使用状態によっては、特に小径端部１５ｂにおいて、バンド締め付け部の浮き上がりと元に戻る動作とを繰り返す。このため、前記のように、リップ２０が設けられていても、ブーツ装着部１８と小径端部１５ｂとの間に生じる隙間にグリースが入り込むことになって、徐々にグリースが外部に漏れるようになる場合がある。

そこで、本発明は、漏れが発生しやすい部位を構成するシャフト外嵌部（装着部）とシャフトの間への継手内部のグリースの流れを抑えることができて、外部へのグリースの流出を有効に防止することが可能な等速自在継手用ブーツを提供する。

本発明の等速自在継手用ブーツは、等速自在継手の外側継手部材の開口部を密封する等速自在継手用ブーツであって、前記等速自在継手ブーツの大径端部が前記外側継手部材の開口部の外径面に固定され、前記等速自在継手ブーツの小径端部が等速自在継手の内側継手部材から延びるシャフトに外嵌固定される等速自在継手用ブーツおいて、前記小径端部のブーツ内部側に、内径側から外径側へ延びる複数本のリブを周方向に沿って所定ピッチで配設して、継手内側からのグリースを外径側へ案内するグリース案内構造を設けたものである。

本発明の等速自在継手用ブーツによれば、複数本のリブにて構成されるグリース案内構造にて、継手内側からのグリースを外径側へ案内することができる。このため、小径端部側にグリースが滞留することがなく、小径端部とシャフトとの間へのグリースの浸入を防止できる。

リブは、内径側が外径側よりもシャフト回転方向下流側にずれているのが好ましい。このように設定することによって、グリースを外径側へ安定して案内することができる。この場合、リブが、シャフト回転方向下流側に凸状となっているのが好ましい。さらには、リブとして、内径側が外径側よりも肉厚となっているのが好ましい。

リブは、樹脂製であっても、ゴム製であってもよい。

小径端部と、等速自在継手の外側継手部材の開口端部に外嵌固定される大径端部と、小径端部と大径端部とを連結する蛇腹部とからなるブーツ本体と、このブーツ本体の小径端部に連設される複数本のリブとを備えたものであってもよい。この場合、ブーツ本体とリブとが連続する一体成型品にて構成されていても、ブーツ本体とリブとが別体に成形された後、これらを接合一体化してもよい。

本発明では、小径端部側にグリースが滞留することがないので、漏れが発生しやすい部位を構成する小径端部とシャフトとの間へのグリースの浸入を防止できる。このため、厳しい熱害を受けても、この筒状装着部からのグリース漏れを回避でき、等速自在継手が潤滑不良となるのを有効に防止できる。

本発明の等速自在継手用ブーツを装着した状態の等速自在継手の断面図である。 図１の等速自在継手用ブーツの要部拡大断面図である。 図１の等速自在継手用ブーツのグリース案内構造の簡略図である。 等速自在継手用ブーツの他の実施形態を示す要部拡大断面図である。 従来の等速自在継手用ブーツを装着した状態の等速自在継手の断面図である。 従来の等速自在継手用ブーツの要部断面図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図４に基づいて説明する。図１は、本発明に係る等速自在継手用ブーツを用いた摺動式等速自在継手を示している。このトリポード型等速自在継手は、内周に軸線方向に延びる三本の溝（トラック溝）３１を設けると共に各溝３１の内側壁に互いに対向するローラ案内面３１ａを設けた外側継手部材３２と、半径方向に突出した３つの脚軸３３を備えた内側継手部材としてのトリポード部材３４と、前記脚軸３３にローラユニット３５が配設されている。

ローラユニット３５は、アウタローラ３６と、このアウタローラ３６の内側に配置されて脚軸３３に外嵌されたインナローラ３７と、アウタローラ３６とインナローラ３７との間に介在された針状ころ３８とで主要部が構成され、外側継手部材３２のトラック溝３１に収容されている。このインナローラ３７とアウタローラ３６との間に、複数の針状ころ３８が、保持器のない、いわゆる単列総ころ状態で配設されている。インナローラ３７および針状ころ３８は、アウタローラ３６の内周面に形成された環状凹溝に嵌合したワッシャ４０，４１によりアウタローラ３６に対して抜け止めされている。

また、トリポード部材３４は、軸心孔を有するボス部３４ａと、このボス部３４ａから突設させる前記脚軸３３とを備え、この軸心孔には雌スプライン４２が形成されている。そして、シャフト４３の端部の雄スプライン４３ａがトリポード部材３４の軸心孔に嵌入されて、雌スプライン４２に噛合する。

外側継手部材３２の開口部を密封するためのブーツ４５が付設されている。ブーツ４５は、大径の筒状装着部（大径端部）４５ａと、小径の筒状装着部（小径端部）４５ｂと、大径端部４５ａと小径端部４５ｂとを連結する蛇腹部４５ｃとからなるブーツ本体４６を備える。外側継手部材３２の開口部側の外径面に、大径端部４５ａが装着される凹溝形状のブーツ装着部４７が形成され、このブーツ装着部４７に大径端部４５ａの内径面に凸部４８が嵌合する。また、この大径端部４５ａの外径面には、バンド嵌合用の凹溝４９が形成され、この凹溝４９にブーツバンド５０が嵌合されて、このブーツバンド５０により締め付け固定される。

また、シャフト４３の所定部位に、周方向凹溝５１が形成される大径部５２が形成され、この大径部５２に小径端部４５ｂが装着される。この場合、小径端部４５ｂの内径面に形成された凸部５３が周方向凹溝５１に嵌合する。また、この小径端部４５ｂの外径面には、バンド嵌合用の凹溝５４が形成され、この凹溝５４にブーツバンド５０が嵌合されて、このブーツバンド５０により締め付け固定される。

ところで、ブーツ４５のブーツ本体４６の蛇腹部４５ｃは、山部５５（５５ａ、５５ｂ、５５ｃ）と谷部５６（５６ａ、５６ｂ、５６ｃ）とが交互に配設されてなり、大径端部４５ａの近傍には、内径側に突出する内鍔部５７が設けられ、この内鍔部５７が、外側継手部材３２の開口端面３２ａに外方から当接している。なお、外側継手部材３２の内径面の開口部側には周方向凹溝５８が形成され、この周方向凹溝５８にはＯリング等の止め輪５９が嵌着される。これによって、トリポード部材３４とローラユニット３５で構成される内部部品Ｓの抜け止めが構成される。なお、ブーツ４５のブーツ本体４６の蛇腹部４５ｃにおける山部５５と谷部５６のそれぞれの数の増減は任意である。

このブーツ４５のブーツ本体４６には、すなわち、筒状装着部である小径端部４５ｂのブーツ内部側に、内径側から外径側へ延びる複数本のリブ６０が周方向に沿って所定ピッチで配設されている。すなわち、図２に示すように、小径端部４５ｂ側の山部５５ｃを形成する小径側の側壁６１の内面６１ａに、このリブ６０が付設されている。

この場合のリブ６０は、図３に示すように、内径側が外径側よりもシャフト回転方向下流側にずれているとともに、シャフト回転方向下流側に凸状となっており、さらには、内径側が外径側よりも肉厚となっている（図２参照）。すなわち、リブ６０は、その外面６０ａ及び内面６０ｂが回転方向下流側に凸状となる円弧面とされ、外面６０ａと内面６０ｂとが、外径端から内径側に向って間隔が広くなる形状である。また、図２から分かるように、リブ６０が内径側から外径側に向って、その高さ寸法（シャフト軸方向長さ）が小さくなっている。リブ６０の内径端面６０ｃがシャフト４３の外径面に接触している。この複数本のリブ６０にて継手内側からのグリースを外径側へ案内するグリース案内構造Ｍが構成される。

この場合、ブーツ４５としては、クロロプレンゴム等を使用したゴム製ブーツ、熱可塑性エラストマー材を使用した樹脂製ブーツであってもよい。また、ブーツ４５は、ブーツ本体４６と、複数のリブ６０とからなるので、ブーツ本体４６とリブ６０とが連続する一体成型品にて構成されているものであっても、ブーツ本体４６とリブ６０とをそれぞれ別体で成型した後、これらを接合するものであってもよい。接合方法としては、使用する材質に応じて、接着剤による接着、加熱による融着もしくは超音波による溶着等の手段を採用することができる。

本発明の等速自在継手用ブーツによれば、複数本のリブ６０にて構成されるグリース案内構造Ｍにて、継手内側からのグリースを外径側へ案内することができる。このため、筒状装着部４５ｂとシャフト４３との間へのグリースの浸入を防止でき、厳しい熱害を受けても、この筒状装着部４５ｂからのグリース漏れを回避でき、等速自在継手が潤滑不良となるのを有効に防止できる。

リブ６０は、内径側が外径側よりもシャフト回転方向下流側にずれているとともに、シャフト回転方向下流側に凸状となっており、さらには、内径側が外径側よりも肉厚となって、内径側の剛性が大となり、継手内側から外径側へのグリースの案内が安定する。

しかも、リブ６０は、樹脂製であっても、ゴム製であってもよく、設計の自由度が大となる。また、ブーツ本体４６とリブ６０とが連続した一体成型品にて構成することによって、生産性の向上及び強度の向上を図ることができる。ブーツ本体４６とリブ６０とが別部材からなるものでは、ブーツ本体４６として、既存の形状のブーツを用いることができ、低コスト化を達成できる。特に、ブーツ本体４６が、小径端部４５ｂと、大径端部４５ａと、小径端部４５ｂと大径端部４５ａとを連結する蛇腹部４５ｃとからなるものでは、汎用的なブーツを用いることができる。

ブーツ４５の小径端部４５ｂとして、図４に示すように、図６に示す従来のブーツに設けられているリブを備えたものであってもよい。すなわち、取付部４５ｂの内径面に、複数（図例では、２個）のリップ７０，７０を設けるとともに、このブーツバンド５０（図１参照）が嵌合する凹溝５４の底面に、リップ７０，７０に対向するように、凸部７１，７１が設けられている。

そして、この場合のリップ７０として、前記特許文献１に記載のものと同様、断面形状を不等辺形状とする。これによって、リップ７０におけるシール面圧のピーク値を大幅に増大させることができるように設定している。また、リップ７０間に溝部７２が設けられ、この溝部７２にグリースを貯留することになって、シール性を高めている。なお、リップ７０及び凸部７１の断面形状、大きさ、及び間隔は特許文献１に記載のものと同様に設定するのが好ましい。

このように設定することによって、リップ７０におけるシール面圧のピーク値を大幅に増大させることができるように設定でき、また、リップ７０が複数設けられてリップ間に溝部７２が設けられ、この溝部７２にグリースを貯留することになって、シール性を高めことができる。

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、前記実施形態では、等速自在継手として、ドライブシャフトに用いるものであっても、プロペラシャフトに用いられる等速自在継手であってもよい。また、等速自在継手として、前記実施形態では、トリポード型等速自在継手の摺動式等速自在継手であったが、摺動式等速自在継手として、トリポード型に限らず、ダブルオフセット型、クロスグルーブ型等であってもよい。また、固定式等速自在継手であってもよく、固定式等速自在継手としても、ツェッパ型やバーフィールド型に限らずアンダーカットフリー型であってもよく、なお、トリポード型等速自在継手の場合、前記実施形態では、ダブルローラタイプであったが、シングルローラタイプであってもよい。

リブ６０の配設ピッチとして、任意に設定でき、これに応じてリブ６０の数の増減も可能である。また、リブ６０の肉厚、径方向に対する傾斜角度、及び径方向長さ等も任意に設定できる。また、図４に示すようにリップ７０を設ける場合、２個に限るものではない。

４５ ブーツ
４５ａ 大径端部
４５ｂ 小径端部
４５ｃ 蛇腹部
４６ ブーツ本体
６０ リブ
Ｍ グリース案内構造

Claims (8)

1. 等速自在継手の外側継手部材の開口部を密封する等速自在継手用ブーツであって、前記等速自在継手ブーツの大径端部が前記外側継手部材の開口部の外径面に固定され、前記等速自在継手ブーツの小径端部が等速自在継手の内側継手部材から延びるシャフトに外嵌固定される等速自在継手用ブーツにおいて、
   前記小径端部のブーツ内部側に、内径側から外径側へ延びる複数本のリブを周方向に沿って所定ピッチで配設して、継手内側からのグリースを外径側へ案内するグリース案内構造を設けたことを特徴とする等速自在継手用ブーツ。
2. 前記リブは、内径側が外径側よりもシャフト回転方向下流側にずれている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. 前記リブは、シャフト回転方向下流側に凸状となっていることを特徴とする請求項２に記載の等速自在継手用ブーツ。
4. 前記リブは、内径側が外径側よりも肉厚となっていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の等速自在継手用ブーツ。
5. 前記リブは、樹脂製である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用ブーツ。
6. 前記リブは、ゴム製である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用ブーツ。
7. 前記小径端部と、等速自在継手の外側継手部材の開口端部に外嵌固定される前記大径端部と、前記小径端部と前記大径端部とを連結する蛇腹部とからなるブーツ本体と、
   このブーツ本体の前記小径端部に連設される複数本のリブとを備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の等速自在継手用ブーツ。
8. 前記ブーツ本体と前記リブとが連続する一体成型品にて構成されていることを特徴とする請求項７に記載の等速自在継手用ブーツ。

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