JP2021148217A - 等速自在継手用ブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】断面Ｕ字状の屈曲部を有するブーツ本体とアダプタ（補強部材）とを一体化したブーツの外側継手部材に対する位置ずれを防止する。【解決手段】ブーツ本体３１は、大径側ブーツバンド装着溝３３ｅを有し、補強部材３２が一体化された筒状の大径部３３と、小径側ブーツバンド装着溝３４ａを有する小径部３４と、大径部３３と小径部３４とを連続し、少なくとも一部が大径部３３の内周に配された断面Ｕ字状の屈曲部３５とを一体に備える。ブーツ本体３１のうち、大径側ブーツバンド装着溝３３ｅと小径側ブーツバンド装着溝３４ａとの間の領域に、ブーツの外部側あるいは内部側に向けて凸を成した環状の小屈曲部３６を設ける。【選択図】図１

Description

本発明は、等速自在継手用ブーツに関する。

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、内部に封入されたグリースの外部への漏れや外部からの異物混入を防止する目的でブーツが取り付けられる。ブーツ形状は、大きく分けて蛇腹形状のもの（例えば、特許文献１参照）と、円筒状の金属製アダプタの内周に、断面Ｕ字形状のゴム製ブーツを取り付けたもの（例えば、特許文献２参照）がある。

プロペラシャフト用等速ジョイントは、ドライブシャフト用等速ジョイントと比べて低作動角且つ高速回転で用いられることから、一般的に回転膨張しにくいアダプタ付きの断面Ｕ字形状のブーツが用いられる。このようなブーツにおいて、部品点数削減及び組み立て性の向上を目的として、金属製アダプタ（補強部材）とゴム製ブーツとを一体成形した構造が実用化されている（下記の特許文献３参照）。

特開２００９−２７５７５８号公報 特開２０１８−１０５３２８号公報 特開平１１−１５９５３８号公報

上記特許文献２に示された構造では、金属製アダプタが、外側継手部材の外周面に設けられた溝に加締められて強固に固定されるため、等速自在継手の揺動や回転といった動作がアダプタと外側継手部材との固定部に影響することはほとんどない。一方、上記特許文献３に示されている構造では、ゴム製ブーツの大径部が、ブーツバンドで外周から締め付けることで外側継手部材に固定される。このため、等速自在継手の揺動時や回転時にゴム製ブーツが大きく変形すると、この変形の影響がブーツバンドによる固定部に及び、ブーツの外側継手部材に対する固定位置がずれて、等速自在継手の回転バランスの悪化やブーツバンドの緩みにつながる恐れがある。

そこで、本発明は、断面Ｕ字状の屈曲部を有する可撓性のブーツ本体と、これを補強する補強部材とを一体化したブーツの外側継手部材に対する位置ずれを防止し、等速自在継手の回転バランスの悪化や、ブーツバンドの緩みを回避することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明は、ブーツ本体と、前記ブーツ本体よりも剛性の高い材料で形成された補強部材とを備えた等速自在継手用ブーツにおいて、前記ブーツ本体が、大径側ブーツバンド装着部を有し、前記補強部材が一体化された筒状の大径部と、前記大径側ブーツバンド装着部よりも小径な小径側ブーツバンド装着部を有する筒状の小径部と、前記大径部と前記小径部とを連続し、少なくとも一部が前記大径部の内周に配された断面Ｕ字状の屈曲部とを一体に備え、前記ブーツ本体のうち、前記大径側ブーツバンド装着部と前記小径側ブーツバンド装着部との間の領域に、ブーツの外部側あるいは内部側に向けて凸を成した環状の小屈曲部を設けた等速自在継手用ブーツを提供する。

このブーツによれば、等速自在継手が揺動あるいは回転することでブーツ本体の屈曲部が大きく屈曲した場合でも、屈曲部の屈曲に伴うブーツ本体の変形を小屈曲部の変形（屈曲）で吸収することができる。これにより、屈曲部の屈曲に伴うブーツ本体の変形の影響が、ブーツ本体と外側継手部材との固定部（大径側ブーツバンド装着部）に及びにくくなるため、ブーツ本体の外側継手部材に対する位置ずれを防止できる。

小屈曲部は、例えばブーツ本体の屈曲部あるいは大径部に設けることができる。

また、ブーツ本体のうち、大径側ブーツバンド装着部と小径側ブーツバンド装着部との間の領域に環状溝を設けてもよい。この場合、屈曲部の屈曲に伴うブーツ本体の変形を、環状溝の変形（溝幅変化）で吸収することができる。

環状溝は、例えば大径部の端面に設けることができる。この場合、環状溝の少なくとも一部を、ブーツ本体のうち、補強部材で補強されていない領域に配することが好ましい。具体的には、環状溝のブーツ内径側端部を、補強部材のブーツ内径側端部よりもブーツ内径側に配することが好ましい。

以上のように、屈曲部の変形を、小屈曲部あるいは環状溝で吸収することにより、ブーツの外側継手部材に対する位置ずれを防止できるため、等速自在継手の回転バランスの悪化や、ブーツバンドの緩みを回避することができる。

本発明の一実施形態に係るブーツを備えた等速自在継手の断面図である。 上記ブーツの拡大断面図である。 他の実施形態に係るブーツの拡大断面図である。 さらに他の実施形態に係るブーツの拡大断面図である。 さらに他の実施形態に係るブーツの拡大断面図である。 さらに他の実施形態に係るブーツの拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に示す摺動式等速自在継手１は、いわゆる、ダブルオフセット型摺動式等速自在継手であり、外側継手部材２、内側継手部材３、トルク伝達ボール４および保持器５を主な構成とする。

外側継手部材２は、円筒部２ａと、円筒部２ａの一端（図１の右端）を閉塞する底部２ｂとを有する。図示例では、円筒部２ａ及び底部２ｂが一体に形成されている。円筒部２ａの内周面には、複数の直線状トラック溝２ｃが円周方向に等間隔で、かつ軸方向に沿って形成されている。円筒部２ａの開口側端部付近の外周面には、後述するブーツ３０を装着するためのブーツ装着溝２ｄが形成される。

内側継手部材３の球状外周面には、外側継手部材２のトラック溝２ｃと対向する複数の直線状トラック溝３ａが円周方向に等間隔で、かつ軸方向に沿って形成されている。内側継手部材３の内周には、シャフト２０の端部が挿入され、両者がスプライン嵌合することでトルク伝達可能に連結される。内側継手部材３は、止め輪６により、シャフト２０からの抜けが規制されている。

外側継手部材２の直線状トラック溝２ｃと内側継手部材３の直線状トラック溝３ａとの間には、トルク伝達部材としてのボール４が１個ずつ組み込まれている。ボール４は、例えば６個あるいは８個設けられる。

保持器５は、複数のポケット５ａを有し、各ポケット５ａにボール４が１個ずつ収容される。保持器５の球状外周面は、外側継手部材２の円筒状内周面と嵌合して接触案内され、保持器５の球状内周面は、内側継手部材３の球状外周面と嵌合して接触案内されている。

この等速自在継手１では、外側継手部材２の内部空間にグリース等の潤滑剤が封入される。この潤滑剤の漏洩を防止すると共に、外部からの異物侵入を防止するため、外側継手部材２の開口側端部とシャフト２０との間に、本発明の一実施形態に係るブーツ３０を装着している。ブーツ３０は、一端が他端よりも小径な筒状を成し、ブーツ３０の一端（小径端）がシャフト２０に取り付けられ、ブーツ３０の他端（大径端）が外側継手部材２に取り付けられる。以下、ブーツ３０の構成を詳しく説明する。尚、以下の説明では、ブーツ３０の軸心方向を「軸方向」と言う。また、軸方向で、ブーツ３０の一端側（図１の左側）を「ブーツ小端側」と言い、ブーツ３０の他端側（図１の右側）を「ブーツ大端側」と言う。さらに、ブーツ３０の半径方向における内径側を「ブーツ内径側」と言い、同外径側を「ブーツ外径側」と言う。

ブーツ３０は、ゴム等の可撓性材料からなるブーツ本体３１と、ブーツ本体３１を補強する補強部材３２とを有する。

ブーツ本体３１は、筒状の大径部３３と、筒状の小径部３４と、これらを連続する屈曲部３５とを一体に有する。本実施形態の大径部３３は、図１に示すように、第一円筒部３３ａと、第一円筒部３３ａのブーツ小端側の端部からブーツ内径側に延びる段部３３ｂと、段部３３ｂのブーツ内径端からブーツ小端側に延びる第二円筒部３３ｃと、第二円筒部３３ｃのブーツ小端側の端部からブーツ内径側に延びる鍔部３３ｄとを有する。第一円筒部３３ａの外周面には、大径側ブーツバンド装着部としての大径側ブーツバンド装着溝３３ｅが形成され、第一円筒部３３ａの内周面には環状凸部３３ｆが形成される。第一円筒部３３ａを外側継手部材２の開口部の外周に嵌合させて、段部３３ｂのブーツ大端側の端面を外側継手部材２のブーツ小端側の端面に当接させると共に、環状凸部３３ｆを外側継手部材２のブーツ装着溝２ｄに嵌合させ、この状態で、大径側ブーツバンド装着溝３３ｅにブーツバンド４１を装着して第一円筒部３３ａを外周から締め付けることにより、ブーツ３０の大径部３３が外側継手部材２に固定される。

小径部３４の外周面には、小径側ブーツバンド装着部としての小径側ブーツバンド装着溝３４ａが形成される。小径側ブーツバンド装着溝３４ａは、大径側ブーツバンド装着溝３３ｅよりも小径である。小径部３４の内周面をシャフト２０の外周面に嵌合させた状態で、小径側ブーツバンド装着溝３４ａにブーツバンド４２を装着して小径部３４を外周から締め付けることにより、ブーツ３０の小径部３４がシャフト２０に固定される。

屈曲部３５は、大径部３３と小径部３４とを連続し、少なくとも一部が大径部３３の内周に配された断面Ｕ字形状を成している。本実施形態の屈曲部３５は、ブーツ大端側に凸を成した断面略円弧状の円弧部３５ａと、円弧部３５ａの一端と大径部３３の鍔部３３ｄとを連続する第一連続部３５ｂと、円弧部３５ａの他端と小径部３４のブーツ大端側端部とを連続する第二連続部３５ｃとを有する。すなわち、屈曲部３５は、大径部３３と小径部３４との間で一回だけ折り返された屈曲形状を成している。第一連続部３５ｂは、後述する小屈曲部３６を除き、断面略直線状である。第二連続部３５ｃは、全体が断面略直線状である。

補強部材３２は、全周で連続した環状を成している。本実施形態の補強部材３２は、円筒状の第一部分３２ａと、第一部分３２ａのブーツ小端側の端部からブーツ内径側に延びる第二部分３２ｂと、第二部分３２ｂのブーツ内径端からブーツ小端側に延びる円筒状の第三部分３２ｃと、第三部分３２ｃのブーツ小端側の端部からブーツ内径側に延びる第四部分３２ｄとを一体に有する。補強部材３２は、ブーツ本体３１の大径部３３と一体化されている。本実施形態では、補強部材３２の第一部分３２ａ〜第四部分３２ｄが、それぞれ大径部３３の第一円筒部３３ａ、段部３３ｂ，第二円筒部３３ｃ、及び鍔部３３ｄと一体化されている。補強部材３２は、ブーツ本体３１よりも剛性の高い材料で形成され、例えば金属、具体的には鋼材で形成される。本実施形態の補強部材３２は、金属板にプレス成形を施すことで、第一部分３２ａ〜第四部分３２ｄが一体に形成される。補強部材３２の第一部分３２ａのブーツ大端側の端部は、ブーツ本体３１の大径部３３に形成された大径側ブーツバンド装着溝３３ｅよりもブーツ小端側に配される。

補強部材３２は、大部分がブーツ本体３１の大径部３３の内部に埋め込まれており、一部がブーツ本体３１の内面に露出している。本実施形態では、補強部材３２をインサート部品としてブーツ本体３１を射出成形することにより、これらを一体に有するブーツ３０が形成される。

ブーツ本体３１には、小屈曲部３６が設けられる。小屈曲部３６は、ブーツ本体３１の全周で連続した環状を成し、屈曲部３５の延在方向一部領域をブーツ３０の外部側あるいは内部側に凸状に屈曲させた断面形状を有する。本実施形態では、図２に示すように、小屈曲部３６が、ブーツ本体３１の屈曲部３５に設けられ、具体的には屈曲部３５の第一連続部３５ｂに設けられる。図示例では、小屈曲部３６が、ブーツ３０の外部側に向けて凸を成している。小屈曲部３６の形状は上記に限らず、例えば図３に示す例では、小屈曲部３６が、ブーツ３０の内部側に向けて凸を成している。また、小屈曲部３６の場所は上記に限らず、例えば図４に示す例では、屈曲部３５の第二連続部３５ｃに小屈曲部３６を設けている。この場合、小屈曲部３６はブーツ３０の外部側及び内部側の何れに凸を成してもよいが、シャフト２０との干渉を回避するためには、図４に示すように小屈曲部３６をブーツ３０の外部側（シャフト２０と反対側）に向けて凸とすることが好ましい。

上記の等速自在継手１が揺動あるいは回転することにより、ブーツ３０のブーツ本体３１の屈曲部３５が屈曲変形すると（すなわち、円弧部３５ａの曲率が変化すると）、小屈曲部３６が屈曲することにより、屈曲部３５の屈曲に伴うブーツ本体３１の変形が吸収される。これにより、屈曲部３５の変形が、ブーツ本体３１と外側継手部材２の固定部（大径側ブーツバンド装着溝３３ｅ形成領域）に伝わりにくくなるため、ブーツ３０の外側継手部材２に対する位置ずれを防止できる。

図５に示す実施形態では、ブーツ本体３１の大径部３３に小屈曲部３６を設けている。小屈曲部３６は、大径部３３のうち、補強部材３２と大径側ブーツバンド装着溝３３ｅとの軸方向間領域（すなわち、弾性変形可能な領域）に設けられる。小屈曲部３６は、大径部３３の全周に連続した環状を成し、大径部３３の軸方向一部領域をブーツ３０の外部側（ブーツ外径側）に凸状に屈曲させた断面形状を有する。ブーツ３０のブーツ本体３１の屈曲部３５が屈曲変形し、その変形が大径部３３の第一円筒部３３ａまで伝わると、小屈曲部３６が屈曲することにより、第一円筒部３３ａの変形が吸収される。このように、ブーツ本体３１の変形を、大径側ブーツバンド装着溝３３ｅの直近に設けた小屈曲部３６で吸収することで、ブーツ本体３１の、ブーツバンド４１による固定部（大径側ブーツバンド装着溝３３ｅ形成領域）の外側継手部材２に対する位置ずれを確実に防止できる。

図６に示す実施形態では、ブーツ本体３１に環状溝３７を設けており、具体的には、大径部３３のブーツ小端側の端面に環状溝３７を設けている。ブーツ３０のブーツ本体３１の屈曲部３５が屈曲変形すると、環状溝３７が、半径方向幅が小さくあるいは大きくなるように変形することにより、屈曲部３５の変形が吸収される。尚、環状溝３７は、少なくとも一部が、ブーツ本体３１のうちの補強部材３２で補強されていない領域に設けることが好ましい。図６では、環状溝３７のブーツ内径側端部（ブーツ内径側の内壁）が、補強部材３２の第四部分３２ｄのブーツ内径端よりもブーツ内径側に配されている。

尚、環状溝３７は、大径部３３のブーツ小端側の端面に限らず、他の部分に設けることもできる。例えば、大径部３３のうち、大径側ブーツバンド装着溝３３ｅと補強部材３２との軸方向間領域に環状溝３７を設けたり、屈曲部３５に環状溝３７を設けたりしてもよい。

また、ブーツ本体３１に、複数の小屈曲部３６や複数の環状溝３７を設けてもよい。また、ブーツ本体３１に、図２〜５に示す小屈曲部３６を組み合わせて設けてもよい。また、ブーツ本体３１に、小屈曲部３６及び環状溝３７の双方を設けてもよい。

また、ブーツ３０の構成は上記に限らず、例えば、大径部３３の段部３３ｂ及びこれと一体化された補強部材３２の第二部分３２ｂを省略してもよい。また、大径部３３の鍔部３３ｄ及びこれと一体化された補強部材３２の第四部分３２ｄを省略してもよい。

また、本発明のブーツは、上記のようなダブルオフセット型摺動式等速自在継手に限らず、他の摺動式等速自在継手（例えば、トリポード型）や、固定式等速自在継手に適用することもできる。また、本発明のブーツは、高速回転する等速自在継手、例えば自動車のプロペラシャフトに設けられる等速自在継手に好適に適用できる。この他、自動車のドライブシャフトに設けられる等速自在継手や、産業機械の回転軸に取り付けられる等速自在継手に、本発明のブーツを適用してもよい。

１ 等速自在継手
２ 外側継手部材
３ 内側継手部材
４ ボール
５ 保持器
２０ シャフト
３０ ブーツ
３１ ブーツ本体
３２ 補強部材
３３ 大径部
３３ｅ 大径側ブーツバンド装着溝（大径側ブーツバンド装着部）
３４ 小径部
３４ａ 小径側ブーツバンド装着溝（小径側ブーツバンド装着部）
３５ 屈曲部
３６ 小屈曲部
３７ 環状溝
４１、４２ ブーツバンド

Claims (6)

1. ブーツ本体と、前記ブーツ本体よりも剛性の高い材料で形成された補強部材とを備えた等速自在継手用ブーツにおいて、
   前記ブーツ本体が、大径側ブーツバンド装着部を有し、前記補強部材が一体化された筒状の大径部と、前記大径側ブーツバンド装着部よりも小径な小径側ブーツバンド装着部を有する筒状の小径部と、前記大径部と前記小径部とを連続し、少なくとも一部が前記大径部の内周に配された断面Ｕ字状の屈曲部とを一体に備え、
   前記ブーツ本体のうち、前記大径側ブーツバンド装着部と前記小径側ブーツバンド装着部との間の領域に、ブーツの外部側あるいは内部側に向けて凸を成した環状の小屈曲部を設けた等速自在継手用ブーツ。
2. 前記ブーツ本体の屈曲部に、前記小屈曲部を設けた請求項１に記載の等速自在継手用ブーツ。
3. 前記ブーツ本体の大径部に、前記小屈曲部を設けた請求項１に記載の等速自在継手用ブーツ。
4. ブーツ本体と、前記ブーツ本体よりも剛性の高い材料で形成された補強部材とを備えた等速自在継手用ブーツにおいて、
   前記ブーツ本体が、大径側ブーツバンド装着部を有し、前記補強部材が一体化された筒状の大径部と、前記大径側ブーツバンド装着部よりも小径な小径側ブーツバンド装着部を有する筒状の小径部と、前記大径部と前記小径部とを連続し、少なくとも一部が前記大径部の内周に配された断面Ｕ字状の屈曲部とを一体に備え、
   前記ブーツ本体のうち、前記大径側ブーツバンド装着部と前記小径側ブーツバンド装着部との間の領域に環状溝を設けた等速自在継手用ブーツ。
5. 前記ブーツ本体の大径部の端面に、前記環状溝を設けた請求項４に記載の等速自在継手用ブーツ。
6. 前記環状溝のブーツ内径側端部が、前記補強部材のブーツ内径側端部よりもブーツ内径側に配された請求項５に記載の等速自在継手用ブーツ。
   

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