JP2018054025A - ブーツバンド、及びこのバンドを備えた等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】ブーツバンドをブーツに対して円周方向で均等に締め付けると共に、締め付け後におけるバンドの位置ずれを防止することで、長期にわたって良好なシール性能を発揮可能とする。
【解決手段】本発明に係るブーツバンド１０は、環状の形態をとることが可能な帯状体１１で構成され、帯状体１１が環状の形態から縮径することにより、締め付け対象となるブーツ６０をその外側から締め付け可能とするもので、環状の形態において内周面となる帯状体１１の一方の主表面１１ｂに、平滑な形状をなす平滑面部１７と、先細り形状をなす突起部１８とが設けられている。
【選択図】図４

Description

本発明は、ブーツバンド、及びこのバンド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かけて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とがある。これら二種類の等速自在継手は何れも、駆動側と従動側の二軸（中間シャフトなど）を連結してこれら二軸が如何なる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るものである。

これら摺動式等速自在継手又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の侵入を防止するため、等速自在継手の外側継手部材と、等速自在継手に連結される回転軸との間にブーツが装着される。このブーツは、通常、金属製の締め付け用バンド（ブーツバンド）を用いて、外側継手部材および回転軸に締め付けられることで固定される。この際に用いられる金属製のブーツバンドとしては、例えば特許文献１に記載のように、クランプ構造を有するバンドであって、このクランプ構造により当該バンドを縮径させることによって、ブーツを締め付け可能としたものが一般的である。また、この場合、ブーツバンドの裏面（締め付けた状態で内周面となる側の主表面）を平滑な形状とすることが一般的である（同じく特許文献１を参照）。

国際公開第００／７０２６０号公報

このように、従来のブーツバンドにおいては、その内周面を平滑な形状とすることによって、当該バンドによるブーツの締め付け力がブーツに対して円周方向で均等に作用するようにしている。その一方で、上述のように均等な締め付け力を付与するべく、ブーツバンドの裏面を平滑な形状とした場合、ブーツバンドの位置ずれが問題になることがある。すなわち、この種のブーツは、取付け相手となる等速自在継手が大きな作動角をとった状態では、大きく変形する。その際、ブーツには変形に応じた負荷が作用するため、ブーツバンドをブーツの所定位置（締め付け位置）からずらそうとする力が作用することがある。ここで、上述のように、ブーツバンドの裏面を平滑な形状としたのでは、ブーツバンドがブーツの表面に対して滑りを生じ、締め付け位置からずれることで、ブーツが本来的に発揮すべきシール性が低下するおそれが生じる。

以上の事情に鑑み、本明細書では、ブーツバンドをブーツに対して円周方向で均等に締め付けると共に、締め付け後におけるバンドの位置ずれを防止することで、長期にわたって良好なシール性能を発揮可能とすることを、解決すべき技術的課題とする。

前記課題の解決は、本発明に係るブーツバンドにより達成される。すなわち、このバンドは、環状の形態をとることが可能な帯状体で構成され、帯状体が環状の形態から縮径することにより、締め付け対象となるブーツをその外側から締め付け可能とするブーツバンドにおいて、環状の形態において内周面となる帯状体の一方の主表面に、平滑な形状をなす平滑面部と、先細り形状をなす突起部とが設けられている点をもって特徴付けられる。

このように、本発明に係るブーツバンドでは、帯状体の表裏二つの主表面のうち締め付け時に被締め付け体となるブーツと密着する側の面（一方の主表面）に、平滑な形状をなす平滑面部と、先細り形状をなす突起部とを設けるようにした。このようにブーツと密着する側の面に先細り形状をなす突起部を設けることによって、締め付け動作の際、突起部がブーツに刺さり、刺さった状態でブーツバンドがブーツを締め付ける。これにより、ブーツに対してブーツバンドを強固に固定することができるので、上述したようにブーツに対して位置ずれを促す力が作用した場合であっても、締め付け時の位置にブーツバンドを留まらせて、言い換えるとブーツバンドの位置ずれを防止して、安定したシール性能を発揮することができる。また、本発明に係るブーツバンドであれば、先細り状の突起部だけでなく平滑面部がブーツと密着する側の面に設けられているので、ブーツに対して円周方向で均等な面圧（締め付け力）を作用させることができる。よって、ブーツをその全周にわたって確実に締め付けることができ、これによりシール性の向上を図ることが可能となる。また、円周方向で均等に締め付け力を作用させることができるのであれば、ブーツバンドに対してそれほど大きな力（縮径動作のための力）を加えずとも円周方向で均等に締め付け力を作用させて確実に締め付け固定することができるので、作業性の悪化を招くおそれもない。

また、本発明に係るブーツバンドは、複数の突起部が、一方の主表面の長手方向に沿って等間隔に設けられているものであってもよい。

このように複数の突起部を設けることによって、上記バンドをブーツの円周方向全域にわたって強固に固定することができる。よって、ブーツバンドの部分的な位置ずれを防いで、より確実に優れたシール性能を発揮することが可能となる。

また、本発明に係るブーツバンドは、突起部が、多角錐形状をなしているものであってもよい。

先細り形状をなす突起部の形状は原則、任意であるが、ブーツへの刺さりやすさ、突起部自体の強度等を考慮すると、多角錐形状が好ましい。多角錐形状の具体例として例えば三角錐形状や四角錐形状を挙げることができる。

また、本発明に係るブーツバンドは、一方の主表面の長手方向に直交する向きを幅方向とした場合、突起部の幅方向寸法が１．０ｍｍ以上でかつ３．０ｍｍ以下であってもよい。

突起部の幅方向寸法が例えば１．０ｍｍ未満の場合、突起部が全体として非常に細い形態となるために、ブーツに刺さった状態でブーツバンドの位置ずれを防止できるだけの強度を突起部自体に付与することが難しい。また、突起部の幅方向寸法が３．０ｍｍを超えると、ブーツのサイズ（外径寸法、厚み寸法）に比べて突起部の幅方向のサイズが大き過ぎるために、突起部がブーツに安定して刺さらない事態が懸念される。以上の理由より、突起部の幅方向寸法を上述の範囲内に設定することで、より安定して突起部をブーツに刺し、かつ刺した状態を維持することが可能となる。

また、本発明に係るブーツバンドは、突起部の平滑面部からの突出寸法が、ブーツのうちブーツバンドによる締め付け部の厚み方向寸法の８０％以下に設定されているものであってもよい。

突起部の突出寸法がこれ以上に大きくなると、バンドを装着した際に突起部でブーツに穴が開き、ブーツの強度及びシール性を著しく低下させるおそれがある。このことから、突起部の突出寸法を、ブーツの締め付け部の厚み方向寸法の８０％以下に設定した。このように突出寸法を設定することによって、ブーツの強度低下等につながる損傷（穴開け）を防止して、確実かつ強固にブーツバンドをブーツに固定することが可能となる。

また、本発明に係るブーツバンドは、一方の主表面に設けられている突起部の個数が、３個以上でかつ９個以下であってもよい。

突起部の個数が３個未満だと、ブーツに外力が作用した際にブーツバンドがブーツに固定された状態を維持することが難しい。また、上記バンドが所定の縮径動作によりブーツを締め付けることを考慮した場合、突起部の個数があまりに多いと、多い分だけ突起部１個当たりのブーツに対する押し付け力が低下し、結果として突起部がブーツに刺さりにくくなるおそれがある。以上の理由より、突起部の個数を上述の範囲内に設定することによって、確実に全ての突起部をブーツに刺してブーツバンドを固定することができ、かつブーツバンドの締め付け状態を締め付け後も強固に維持することができる。

以上の説明に係るブーツバンドは、当該バンドをブーツに対して円周方向で均等に締め付けると共に、締め付け後におけるブーツバンドの位置ずれを防止することで、長期にわたって良好なシール性能を発揮可能とするものであるから、例えば上記ブーツバンドと、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回転トルクを伝達する内側継手部材と、外側継手部材の内部に封入される潤滑剤と、内側継手部材に回転軸がトルク伝達可能に嵌合され、外側継手部材と軸部材との間に装着されるブーツとを備えた等速自在継手であって、ブーツは、長手方向一端側と他端側に、ブーツバンドによる締め付けを可能とする第一の締め付け部と第二の締め付け部とを有し、設けられ、ブーツバンドにより、第一の締め付け部は外側継手部材に締め付け固定され、第二の締め付け部は回転軸に締め付け固定されている等速自在継手として、好適に提供可能である。

以上のように、本発明によれば、ブーツバンドをブーツに対して円周方向で均等に締め付けると共に、締め付け後におけるブーツバンドの位置ずれを防止することで、長期にわたって良好なシール性能を発揮することが可能となる。

本発明の一実施形態に係るブーツバンドを備えた等速自在継手の断面図である。 図１に示すブーツバンドの斜視図である。 図２に示すブーツバンドを直線状に展開して突起部を平面視した要部拡大平面図である。 図１に示す等速自在継手のＡ−Ａ要部断面図である。 図１に示す等速自在継手のＢ部拡大図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。

以下の実施形態におけるブーツバンドを適用する等速自在継手としては、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如何なる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を例示する。ここで、本発明に係るブーツバンドは任意の形態の固定式等速自在継手に適用可能であり、その例としてツェッパ型等速自在継手や、アンダーカットフリー型等速自在継手を挙げることができる。もちろん、本発明に係るブーツバンドは、固定式に限らず、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１に示す等速自在継手５０は、軸方向に延びる円弧状のトラック溝５１が球面状内周面５２の円周方向複数箇所に形成されたカップ状の外側継手部材５３と、外側継手部材５３のトラック溝５１と対をなして軸方向に延びる円弧状のトラック溝５４が球面状外周面５５の円周方向複数箇所に形成された内側継手部材５６と、外側継手部材５３のトラック溝５１と内側継手部材５６のトラック溝５４との間に介在してトルクを伝達するボール５７と、外側継手部材５３の球面状内周面５２と内側継手部材５６の球面状外周面５５との間に配されてボール５７を保持するケージ５８とで主要部が構成されている。

この等速自在継手５０においては、内側継手部材５６に回転軸（中間軸）５９の一端がスプライン嵌合により連結されている。この回転軸５９の他端には、摺動式等速自在継手（図示は省略）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５０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侵入を防止するため、外側継手部材５３と回転軸５９との間にゴム製または樹脂製の蛇腹状ブーツ６０を装着した構造を具備する。外側継手部材５３およびブーツ６０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５３に対して回転軸５９が作動角をとりながら回転する動作時における潤滑性を確保するようにしている。

ブーツ６０は、その大径側端部となる第一の締め付け部６１が外側継手部材５３の外周面にブーツバンド１０により締め付け固定され、小径側端部となる第二の締め付け部６２が回転軸５９の外周面にブーツバンド２０により締め付け固定されている。従って、これらブーツバンド１０，２０による締め付け固定でもってシール性を確保するようにしている。

ブーツ６０は、等速自在継手５０が作動角をとりながら回転する機能を備えていることから、その挙動に追従できる柔軟性を確保するために伸縮自在な蛇腹形状をなすゴム製または樹脂製のものが使用される。ゴム素材としては、表面硬さがＨｓ５０以上でかつＨｓ７０以下を示すものが好適である。具体例としてクロロプレンゴムあるいはシリコンゴム等が挙げられる。また、樹脂素材としては、表面硬さがＨＤ３８以上でかつＨＤ５０以下を示すものが好適である。具体例として熱可塑性ポリエステル系エラストマーまたは熱可塑性ポリエステル系エラストマーを含む組成物等が挙げられる。

以下、ブーツ６０を外側継手部材５３に締め付け固定する金属製のブーツバンド１０を例にとって、その詳細を説明する。

本発明に係るブーツバンド１０は、図２に示すように、環状の形態をとることが可能な金属製の帯状体１１を主として構成されるもので、この帯状体１１と、一又は複数の係合爪１２と、一又は複数の係合穴１３と、クランプ部１４とを一体的に有する。本実施形態では、複数の係合爪１２が帯状体１１の長手方向一端側１５に設けられ、係合爪１２と同数の係合穴１３とクランプ部１４が帯状体１１の長手方向他端側１６に設けられている。図２に示す環状の形態では、帯状体１１の長手方向一端側１５が長手方向他端側１６の内側に位置している。そして、帯状体１１がその長手方向一端側１５を長手方向他端側１６と重ね合せるようにして環状の形態をとることで、係合爪１２が係合穴１３に嵌り合った状態となる。また、クランプ部１４に所定の力（加締め力）を加えて帯状体１１を環状の形態から縮径させることで、係合爪１２が係合穴１３の縁部に係合した状態となる。

複数の係合爪１２とクランプ部１４は何れも帯状体１１の厚み方向一方の側に突出している（後述する図４を参照）。言い換えると、これら複数の係合爪１２とクランプ部１４は何れも帯状体１１の第一の主表面１１ａの側から突出している。この第一の主表面１１ａは、締め付け対象となるブーツ６０の外周に帯状体１１を巻き付けた際、ブーツバンド１０の半径方向外側の表面に相当する。

一方、環状の形態においてブーツバンド１０の半径方向内側の表面（内周面）となる帯状体１１の第二の主表面（一方の主表面）１１ｂには、図２に示すように、平滑な形状をなす平滑面部１７と、先細り形状をなす突起部１８とが設けられている。本実施形態では、複数の突起部１８が第二の主表面１１ｂ上に設けられている。

各突起部１８の形状については先細り形状をなす限りにおいて任意であり、例えば本実施形態では多角錐形状をなす（図２に示す例では四角錐形状をなしている）。また、各突起部１８は、帯状体１１との位置関係でいえば、図３に示すように、帯状体１１の長手方向Ｘに直交する幅方向Ｙの中央に配設されている。

また、突起部１８のサイズに関し、突起部１８の幅方向寸法Ｗ（図３を参照）は、例えば１．０ｍｍ以上でかつ３．０ｍｍ以下に設定されている。あるいは、帯状体１１（第二の主表面１１ｂ）との寸法比でいえば、突起部１８の幅方向寸法Ｗは、第二の主表面１１ｂの幅方向寸法ｗの例えば０．１倍以上でかつ０．５倍以下の大きさに設定されている。

また、図５に示すように、突起部１８の周囲に位置する平滑面部１７からの突出寸法Ｈは、例えば締め付け対象となるブーツ６０の第一の締め付け部６１の厚み方向寸法ｔの８０％以下に設定され、好ましくは７０％以下に設定され、より好ましくは６０％以下に設定される。

上記構成の突起部１８は、本実施形態では、図４に示すように、帯状体１１の第二の主表面１１ｂの長手方向に沿って複数かつ等間隔に設けられている。また、その個数は、例えば３個以上でかつ９個以下（図４に示す例では７個）に設定される。

突起部１８を形成するための手段は任意であり、例えば帯状体１１を変形させて加工する方法、具体的にはプレス加工で帯状体を先細り形状に打ち抜く方法や係合爪１２のようにいわゆる掘り起しによる方法が採用でき、あるいは予め先細り形状の突起部１８単体を製作しておき、然る後、この突起部１８を帯状体１１にスポット溶接等により溶着する方法や接着する方法などが採用可能である。

なお、ブーツ６０の小径側端部となる第二の締め付け部６２を回転軸５９に締め付け固定するためのブーツバンド２０についても、詳細な説明は省略するが、上記構成の突起部が設けられている。

このように、本発明に係るブーツバンド１０では、帯状体１１の主表面１１ａ，１１ｂのうち環状の状態において内周面となる帯状体１１の一方の主表面、すなわち、締め付け時に被締め付け体となるブーツ６０と密着する側の面（第二の主表面１１ｂ）に、平滑な形状をなす平滑面部１７と、先細り形状をなす突起部１８とを設けるようにした。このようにブーツ６０と密着する側の面に先細り形状をなす突起部１８を設けることによって、以下の作用効果を享受することができる。すなわち、図２に示す形態のブーツバンド１０をブーツ６０の第一の締め付け部６１の外周面に巻き付けて、クランプ部１４を所定の工具で加締めることによって、ブーツバンド１０が縮径する。これにより、平滑面部１７がその全面で第一の締め付け部６１の外周面と密着すると共に（図４及び図５を参照）、半径方向内側を向いた突起部１８が第一の締め付け部６１に刺さり、刺さった状態でブーツバンド１０の平滑面部１７が第一の締め付け部６１を円周方向で均等に締め付ける。これにより、ブーツ６０に対してブーツバンド１０を強固に固定することができるので、上述したようにブーツ６０に対して位置ずれを促す力が作用した場合であっても、締め付け時の位置にブーツバンド１０を留まらせて（ブーツバンド１０の位置ずれを防止して）、安定したシール性能を発揮することができる。

また、本発明に係るブーツバンド１０であれば、先細り状の突起部１８だけでなく平滑面部１７がブーツ６０と密着する側の面に設けられているので（図４及び図５）、ブーツ６０、ここでは第一の締め付け部６１に対して円周方向で均等な面圧（締め付け力）を作用させることができる。よって、ブーツ６０の大径側端部となる第１の締め付け部６１をその全周にわたって確実に締め付けることができ、これによりシール性の向上を図ることが可能となる。

以上、本発明の一実施形態を説明したが、もちろんブーツバンド１０，２０は、本発明の範囲内において、他の形態を採ることも可能である。

例えば、上記実施形態では、突起部１８として、多角錐形状をなすものを例示したが（図２及び図３を参照）、もちろんこれ以外の形態をとることも可能である。例えば図示は省略するが、円錐形状をなす突起部を設けてもよく、楔形状をなす突起部を設けてもよい。また、上記実施形態では、複数の突起部１８全てを同じ形状としたが、もちろん、複数の突起部１８の一部を異なる形状としてもかまわない。サイズに関しても同様であり、複数の突起部１８の一部を異なるサイズとしてもかまわない。

また、上記実施形態では、突起部１８の刺し込み相手となるブーツ６０（第一の締め付け部６１）の外周面を平滑な真円形状とした場合を例示したが（図４を参照）、例えば突起部１８の刺し込みを案内するための凹部（図示は省略）を上記外周面に設けてもよい。この際、凹部の配置態様は、突起部１８の配置態様に準じる。もちろん、この際、突起部１８の刺さり代を確保できるように凹部の深さ寸法を突起部１８の突出寸法未満に設定することが好ましい。

また、以上の説明では、ブーツバンド１０として、クランプ部１４を加締めることでブーツバンド１０を環状の形態から縮径させるタイプを例示したが、もちろん、このタイプに限る必要はない。環状の形態から縮径可能な構造をなし、平滑面部１７と突起部１８を有する限りにおいて、任意の構造を採用することが可能である。

１０，２０ ブーツバンド
１１ 帯状体
１１ａ，１１ｂ 主表面
１２ 係合爪
１３ 係合穴
１４ クランプ部
１７ 平滑面部
１８ 突起部
５０ 等速自在継手
５３ 外側継手部材
５６ 内側継手部材
５７ ボール
５８ ケージ
５９ 回転軸
６０ ブーツ
６１，６２ 締め付け部

Claims (7)

1. 環状の形態をとることが可能な帯状体で構成され、前記帯状体が前記環状の形態から縮径することにより、締め付け対象となるブーツをその外側から締め付け可能とするブーツバンドにおいて、
   前記環状の形態において内周面となる前記帯状体の一方の主表面に、平滑な形状をなす平滑面部と、先細り形状をなす突起部とが設けられていることを特徴とするブーツバンド。
2. 複数の前記突起部が、前記一方の主表面の長手方向に沿って等間隔に設けられている請求項１に記載のブーツバンド。
3. 前記突起部は、多角錐形状をなしている請求項１又は２に記載のブーツバンド。
4. 前記一方の主表面の長手方向に直交する向きを幅方向とした場合、前記突起部の幅方向寸法は１．０ｍｍ以上でかつ３．０ｍｍ以下である請求項１〜３の何れか一項に記載のブーツバンド。
5. 前記突起部の前記平滑面部からの突出寸法が、前記ブーツのうち前記バンドによる締め付け部の厚み方向寸法の８０％以下に設定されている請求項１〜４の何れか一項に記載のブーツバンド。
6. 前記一方の主表面に設けられている前記突起部の個数は、３個以上でかつ９個以下である請求項１〜５の何れか一項に記載のブーツバンド。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載のブーツバンドと、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回転トルクを伝達する内側継手部材と、前記外側継手部材の内部に封入される潤滑剤と、前記内側継手部材に回転軸がトルク伝達可能に嵌合され、前記外側継手部材と前記軸部材との間に装着されるブーツとを備えた等速自在継手であって、
   前記ブーツは、長手方向一端側と他端側に、前記ブーツバンドによる締め付けを可能とする第一の締め付け部と第二の締め付け部とを有し、
   前記ブーツバンドにより、前記第一の締め付け部は前記外側継手部材に締め付け固定され、前記第二の締め付け部は前記内側継手部材に連結される前記回転軸に締め付け固定されている等速自在継手。

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