JP2017082911A - 等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡易な構造によりブーツのシール性を確保する。
【解決手段】 一端に開口部を有するカップ状の外側継手部材と、外側継手部材との間でボール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ブーツ２０の端部２２，２３を、外側継手部材の外周面およびシャフトの外周面にブーツバンド２１により締め付け固定した等速自在継手であって、ブーツバンド２１の締め付け状態でその内周面の一部に形成される凹み３６に対して、その凹み３６に埋没する突起３７をブーツ２０の端部２２，２３に設ける。ブーツバンド２１は、端部２６，２７の内周面同士を接合してリング状に成形されたバンド本体２８と、バンド本体２８の接合部２９に付設された円弧形状のレバー３１とを備え、レバー３１を折り返してバンド本体２８に重ね合わせることによりバンド本体２８を縮径させることで、ブーツ２０の端部２２，２３を締め付ける。
【選択図】 図３

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、継手外部からの異物侵入や継手内部からの潤滑剤漏洩を防止するブーツを備えた等速自在継手に関する。

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。そのため、ドライブシャフトは、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、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。

これら等速自在継手では、継手内部に封入された潤滑剤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、等速自在継手の外側継手部材とシャフトとの間にゴム製あるいは樹脂製のブーツを装着している。このブーツは、金属製のブーツバンド（例えば、特許文献１参照）による締め付けで外側継手部材およびシャフトに固定することによりシール性が確保されている。

この特許文献１に開示されたブーツバンド１２１は、ワンタッチ式と称されるもので、図７に示すように、両端部の内周面同士を接合してリング状に成形されたバンド本体１２８と、そのバンド本体１２８の接合部１２９に付設された円弧形状のレバー１３１とを備えている。

このブーツバンド１２１の組み付けは、以下のとおりである。まず、等速自在継手の外側継手部材あるいはシャフトにブーツの端部を装着し、そのブーツの端部の外側にブーツバンド１２１を配置する。

この状態で、レバー１３１を折り返してバンド本体１２８に重ね合わせることによりバンド本体１２８を縮径させる。その結果、図８に示すように、バンド本体１２８が縮径したブーツバンド１２１により、ブーツ１２０の端部を等速自在継手の外側継手部材あるいはシャフトに締め付け固定する。

特公昭５０−１４７０２号公報

ところで、前述したワンタッチ式のブーツバンド１２１では、レバー１３１を折り返してバンド本体１２８に重ね合わせることによりバンド本体１２８を縮径させることで、ブーツ１２０の端部を等速自在継手の外側継手部材あるいはシャフトに締め付け固定している。この時、ブーツバンド１２１のバンド本体１２８は、ブーツ１２０の端部の外周面に密着した状態となっている。

しかしながら、ワンタッチ式のブーツバンド１２１の場合、両端部の内周面同士を接合してリング状に成形されたバンド本体１２８と、そのバンド本体１２８の接合部１２９に付設された円弧形状のレバー１３１とを備えた構造を採用していることから、以下のような課題を持つ。

つまり、図８および図９に示すように、折り返したレバー１３１の基端部の周方向近傍部位、すなわち、バンド本体１２８の接合部１２９の基部近傍部位で、バンド本体１２８とブーツ１２０との間に隙間ｍが生じる。このように、バンド本体１２８とブーツ１２０との間に隙間ｍが存在すると、この部分でのブーツバンド１２１の締め付け力が低下することで、ブーツ１２０のシール性が低下することになる。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、簡易な構造によりブーツのシール性を確保し得る等速自在継手を提供することにある。

本発明に係る等速自在継手は、一端に開口部を有するカップ状の外側継手部材と、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ブーツの端部を、外側継手部材の外周面および内側継手部材から延びる軸部材の外周面にブーツバンドにより締め付け固定した構造を具備する。

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、ブーツバンドの締め付け状態でその内周面の一部に形成される凹みに対して、その凹みに埋没する突起をブーツの端部に設けたことを特徴とする。

本発明では、ブーツバンドの締め付け状態でその内周面の一部に凹みが存在すると、その凹みがブーツバンドとブーツとの間で隙間となる。前述の凹みに埋没する突起をブーツの端部に設けたことにより、ブーツバンドとブーツとの間の隙間がなくなることになる。これにより、ブーツバンドの締め付け力の低下を抑制することができ、ブーツのシール性を確保することができる。

本発明は、端部の内周面同士を接合してリング状に成形されたバンド本体と、バンド本体の接合部に付設された円弧形状のレバーとを備え、レバーを折り返してバンド本体に重ね合わせることによりバンド本体を縮径させることで、ブーツの端部を締め付け可能としたブーツバンドに適用することが有効である。

このような構造のブーツバンドに適用すれば、折り返したレバーの基端部の周方向近傍部位に形成された凹みに基づいて、ブーツバンドとブーツの端部との間に隙間が生じる。この隙間にブーツの端部の突起が埋没することにより隙間がなくなるので、ブーツバンドの締め付け力の低下を抑制することができ、ブーツのシール性を確保することができる。

本発明における突起は、ブーツの端部と一体的に形成されている構造が望ましい。このような構造を採用すれば、突起をブーツの端部に容易に設けることができ、この突起を隙間に埋没させることで、ブーツバンドとブーツの端部との密着性を確保することが容易となる。

本発明によれば、ブーツバンドの締め付け状態でその内周面の一部に形成される凹みに対して、その凹みに埋没する突起をブーツの端部に設けたことにより、ブーツバンドとブーツの端部との間の隙間がなくなるので、ブーツバンドの締め付け力の低下を抑制することができ、ブーツのシール性を確保することができる。その結果、簡易な構造によりブーツのシール性を確保し得る等速自在継手を提供することができる。

本発明の等速自在継手で使用するブーツバンドで、レバーを折り返す前の状態を示す正面図である。 ブーツを示す斜視図である。 ブーツバンドのレバーを折り返した後の状態を示す正面図である。 図３のＸ部を示す要部拡大断面図である。 等速自在継手の外側継手部材とシャフトにブーツの端部をブーツバンドで締め付け固定した状態を示す図である。 図５の断面図である。 従来の等速自在継手で使用するブーツバンドで、レバーを折り返す前の状態を示す正面図である。 ブーツバンドのレバーを折り返した後の状態を示す正面図である。 図８のＹ部を示す要部拡大断面図である。

本発明に係る等速自在継手の実施形態を図面に基づいて以下に詳述する。

以下の実施形態では、自動車のドライブシャフトに組み込まれ、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する構造を備えた固定式等速自在継手の一つであるアンダーカットフリー型等速自在継手を例示する。

なお、本発明は、ツェッパ型等速自在継手などの他の固定式等速自在継手にも適用可能である。また、ダブルオフセット型等速自在継手、クロスグルーブ型等速自在継手やトリポード型等速自在継手などの摺動式等速自在継手にも適用可能である。

図５は、ドライブシャフトの一部を構成するアンダーカットフリー型等速自在継手、シャフト、および等速自在継手とシャフトとの間に装着されたブーツを示す。図６は、図５の断面図である。等速自在継手は、図６に示すように、外側継手部材１１、内側継手部材１２、トルク伝達部材であるボール１３、およびケージ１４で主要部が構成されている。

外側継手部材１１は、軸方向に延びる円弧状トラック溝１５が球面状内周面１６の円周方向複数箇所に等間隔で形成されている。内側継手部材１２は、外側継手部材１１のトラック溝１５と対をなして円弧状トラック溝１７が球面状外周面１８の円周方向複数箇所に等間隔で形成されている。ボール１３は、外側継手部材１１のトラック溝１５と内側継手部材１２のトラック溝１７との間に介在している。ケージ１４は、外側継手部材１１の内周面１６と内側継手部材１２の外周面１８との間に配されてボール１３を保持する。

外側継手部材１１のトラック溝１５の開口側部分と内側継手部材１２のトラック溝１７の奥側部分は、継手軸方向に平行なストレート形状とすることにより、作動角の高角化を図っている。内側継手部材１２にはシャフト１９の一端がスプライン嵌合により連結されている。このシャフト１９の他端には、摺動式等速自在継手（図示せず）の内側継手部材がスプライン嵌合により連結されている。

この等速自在継手は、図５および図６に示すように、継手内部に封入された潤滑剤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、外側継手部材１１とシャフト１９との間に、樹脂製あるいはゴム製のブーツ２０を装着した構造を具備する。外側継手部材１１の内部空間に潤滑剤を封入することにより、外側継手部材１１に対してシャフト１９が作動角をとりながら回転する作動時において、継手内部の摺動部位での潤滑性を確保するようにしている。

ブーツ２０は、外側継手部材１１の外周面にブーツバンド２１により締め付け固定された大径端部２２と、シャフト１９の外周面にブーツバンド２１により締め付け固定された小径端部２３と、大径端部２２と小径端部２３とを繋ぎ、大径端部２２から小径端部２３へ向けて縮径した伸縮自在な蛇腹部２４とで構成されている。ブーツバンド２１によりブーツ２０の大径端部２２および小径端部２３を締め付け固定することでシール性を確保するようにしている。

前述したブーツ２０を外側継手部材１１およびシャフト１９に締め付け固定する金属製のブーツバンド２１は、以下の構造を具備する。図１は、ブーツ２０（図６参照）の大径端部２２あるいは小径端部２３を締め付ける前の状態、図３は、ブーツ２０（図６参照）の大径端部２２あるいは小径端部２３を締め付けた後の状態を示す。

この実施形態のブーツバンド２１は、ワンタッチ式と称されるもので、図１に示すように、金属製の帯板状部材２５の両端部２６，２７を接合することによりリング状に成形したバンド本体２８と、そのバンド本体２８の接合部２９に付設され、金属製の短冊状部材３０を円弧状に成形したレバー３１とで主要部が構成されている。このバンド本体２８には、折り返したレバー３１の先端部３２を固定するための止め部３３が設けられている。

バンド本体２８は、帯板状部材２５の一端部２６の内周面と他端部２７の内周面とを衝合させて溶接などで固定することにより形成された接合部２９を有する。レバー３１は、その基端部３４をバンド本体２８の接合部２９の外周面に溶接などで固定することによりバンド本体２８に取り付けられている。止め部３３は、バンド本体２８の幅方向両側に径方向外側へ起立するように設けられた一対の舌片３５からなる。なお、レバー３１は、折り返し動作を必要とすることから、その強度を確保するため、バンド本体２８よりも厚板となっている。

以上の構成からなるブーツバンド２１の組み付けは、以下の要領でもって行われる。このブーツバンド２１の組み付けに先立って、等速自在継手の外側継手部材１１の外周面にブーツ２０の大径端部２２を外嵌すると共に、シャフト１９の外周面にブーツ２０の小径端部２３を外嵌する。この時、ブーツ２０の大径端部２２および小径端部２３の外側にブーツバンド２１を配置する。

この状態で、ブーツバンド２１のレバー３１の基端部３４を支点としてレバー３１を折り返すことにより、そのレバー３１の凹曲面状内周面をバンド本体２８の凸曲面状外周面に重ね合わせる。レバー３１のバンド本体２８への重ね合わせによりバンド本体２８が縮径する。

バンド本体２８が縮径したブーツバンド２１により、図３に示すように、ブーツ２０の大径端部２２を外側継手部材１１（図６参照）の外周面に締め付け固定すると共に、ブーツ２０の小径端部２３をシャフト１９（図６参照）の外周面に締め付け固定する。

この時、レバー３１の先端部３２は、バンド本体２８の止め部３３の舌片３５を内側へ折り曲げるように加締めることにより、舌片３５で押さえ込まれてバンド本体２８に固定される。

ここで、図３および図４（図３のＸ部拡大断面図）に示すように、ブーツバンド２１による締め付け時に縮径したバンド本体２８において、折り返したレバー３１の基端部３４の周方向近傍部位、つまり、バンド本体２８の接合部２９の基部近傍部位で、バンド本体２８の内周面に凹み３６が形成される。そこで、この実施形態では、図２に示すように、ブーツ２０の大径端部２２および小径端部２３に前述の凹み３６に埋没する突起３７を一体的に形成している。

このように、ブーツ２０の大径端部２２および小径端部２３にブーツバンド２１のバンド本体２８の凹み３６に埋没する突起３７を設けたことにより、図３および図４に示すように、バンド本体２８の凹み３６でバンド本体２８の内周面とブーツ２０の大径端部２２および小径端部２３との間に隙間が形成されることはない。その結果、ブーツバンド２１の締め付け力の低下を抑制することができ、ブーツ２０のシール性を確保することができる。

前述の突起３７をブーツ２０の大径端部２２および小径端部２３に一体的に形成したことにより、突起３７をブーツ２０の大径端部２２および小径端部２３に容易に設けることができ、この突起３７を凹み３６に埋没させることで、ブーツバンド２１とブーツ２０の大径端部２２および小径端部２３との密着性を確保することが容易となる。

また、ブーツ２０が樹脂製あるいはゴム製であることから、バンド本体２８で突起３７を押さえ込むことができるので、ブーツバンド２１とブーツ２０の大径端部２２および小径端部２３との密着性をより一層確保することが容易である。その結果、ブーツバンド２１による締め付け力の設定に左右されることなく、ブーツ２０のシール性を十分に確保することができる。

突起３７の周方向寸法ｔ（図４参照）は、大径端部側で５〜１０ｍｍ、小径端部側で３〜８ｍｍが好ましい。この周方向寸法ｔが、大径端部側で５ｍｍ、小径端部側で３ｍｍよりも小さいと、バンド本体２８とブーツ２０との間の隙間を埋めることが困難となり、ブーツ２０のシール性を確保することが難しくなる。また、周方向寸法ｔが、大径端部側で１０ｍｍ、小径端部側で８ｍｍよりも大きいと、突起３７によりバンド本体２８が径方向外側へ押圧されて、バンド本体２８とブーツ２０との間に隙間が発生し、ブーツ２０のシール性が低下する。

また、突起３７の径方向寸法ｄ（図４参照）は、大径端部側および小径端部側の両方で１〜４ｍｍが好ましい。この径方向寸法ｄが１ｍｍよりも小さいと、バンド本体２８とブーツ２０との間の隙間を埋めることが困難となり、ブーツ２０のシール性を確保することが難しくなる。また、径方向寸法ｄが４ｍｍよりも大きいと、突起３７によりバンド本体２８が径方向外側へ押圧されて、レバー３１の折り返しでブーツバンド２１を固定することが困難となる。

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。

１１ 外側継手部材
１２ 内側継手部材
１３ トルク伝達部材（ボール）
１９ 軸部材（シャフト）
２０ ブーツ
２１ ブーツバンド
２２ 端部（大径端部）
２３ 端部（小径端部）
２６，２７ 端部
２８ バンド本体
２９ 接合部
３１ レバー
３６ 凹み
３７ 突起

Claims (3)

1. 一端に開口部を有するカップ状の外側継手部材と、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ブーツの端部を、前記外側継手部材の外周面および前記内側継手部材から延びる軸部材の外周面にブーツバンドにより締め付け固定した等速自在継手であって、
   前記ブーツバンドの締め付け状態でその内周面の一部に形成される凹みに対して、その凹みに埋没する突起を前記ブーツの端部に設けたことを特徴とする等速自在継手。
2. 前記ブーツバンドは、端部の内周面同士を接合してリング状に成形されたバンド本体と、前記バンド本体の接合部に付設された円弧形状のレバーとを備え、前記レバーを折り返して前記バンド本体に重ね合わせることによりバンド本体を縮径させることで、前記ブーツの端部を締め付け可能とした請求項１に記載の等速自在継手。
3. 前記突起は、ブーツの端部と一体的に形成されている請求項１又は２に記載の等速自在継手。

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