JP4528706B2

JP4528706B2 - 継手用ブーツ

Info

Publication number: JP4528706B2
Application number: JP2005291001A
Authority: JP
Inventors: 雅史山本
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-10-04
Filing date: 2005-10-04
Publication date: 2010-08-18
Anticipated expiration: 2025-10-04
Also published as: JP2007100820A

Description

本発明は、大径な一端部に等速ジョイントのアウタ部材が挿入され、且つ小径な他端部に軸部材が挿入される継手用ブーツに関する。

自動車は、内燃機関、モータ等の各種のエンジンで発生した回転動力がデファレンシャルギヤからハーフシャフトやスプラインシャフト等の複数の伝達軸を介してタイヤに伝達され、これによりタイヤが回転することに伴って走行する。ここで、伝達軸同士は、等速ジョイントを介して連結される。

例えば、図７に示す継手構造１では、スプラインシャフト２は、バーフィールド型等速ジョイント３を介して図示しないハブに連結される。バーフィールド型等速ジョイント３は、一端が開口した中空状のアウタ部材４を有し、このアウタ部材４からスプラインシャフト２の端部にわたって、継手用ブーツ５が装着される。継手用ブーツ５は、該継手用ブーツ５に予め封入されたグリース組成物を保持するとともに、外部から水や汚泥等の異物が入り込むことを防止するシール部材として機能する（例えば、特許文献１参照）。

アウタ部材４の外径はスプラインシャフト２の直径に比して大きく、このため、継手用ブーツ５は、図７に示すように、アウタ部材４の外周壁を挿入する大径筒部６と、スプラインシャフト２を挿入する小径筒部７とを有し、これら大径筒部６と小径筒部７との間には、大径筒部６から小径筒部７に向かうに従って徐々に縮径する蛇腹部８が介在する。従来、大径筒部６及び小径筒部７は、緊締部材としての金属製バンド９、１０を介して、アウタ部材４の外周壁、スプラインシャフト２の側周壁にそれぞれ緊締されている。

継手用ブーツ５はゴム又は樹脂からなり、このために可撓性を示す。そして、例えば、転蛇がなされると、バーフィールド型等速ジョイント３のアウタ部材４に対してスプラインシャフト２が傾斜するように変位し、これに追従して蛇腹部８が撓む。

この際、図８に示すように、大径筒部６が金属製バンド９に当接したり、蛇腹部８における大径筒部６に最近接する部位がアウタ部材４の端面に当接したりすることがある。ゴム又は樹脂からなる継手用ブーツ５に対して金属製バンド９やアウタ部材４のような金属製部材が繰り返し当接すると、該継手用ブーツ５に傷が発生する懸念がある。

このような不具合を回避するべく、特許文献２には、大径筒部に隣接する谷部の外径を大径筒部の外径の８０％〜９０％とし、且つ前記谷部における大径筒部側の斜面部の肉厚を他の蛇腹部斜面部の肉厚よりも厚くすることが提案されている。

特開２００４−２６３７３０号公報特開平９−１４２８３号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載された技術のいずれにおいても、金属製バンドに蛇腹部が当接することを回避することは困難であるという問題がある。

本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、金属製バンドやアウタ部材に蛇腹部が当接することを回避することが可能で、しかも、継手構造の部品点数を低減することも可能な継手用ブーツを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、等速ジョイントのアウタ部材が挿入される大径筒部と、軸部材が挿入される小径筒部と、前記大径筒部と前記小径筒部との間に介在して前記大径筒部から前記小径筒部に向かうに従って縮径する蛇腹部とを具備する継手用ブーツであって、
前記大径筒部は、前記アウタ部材の外周壁を囲繞する囲繞部と、前記囲繞部における小径筒部側に臨む端部に設けられて且つ該囲繞部に比して直径方向内方に突出した突出部とを備え、
前記突出部の一端面が前記アウタ部材の端面に当接し、
前記蛇腹部を構成して前記大径筒部に最近接する山部の基端部が、前記突出部の他端面における該突出部の直径方向内方端部と直径方向外方端部との間に介在することを特徴とする。

大径筒部に突出部を設け、該突出部の端面における厚み方向途中を山部の起点としたので、蛇腹部が収縮した際には、該蛇腹部が大径筒部に当接する。すなわち、本発明によれば、蛇腹部が等速ジョイントのアウタ部材に当接することが回避されるので、この当接に起因して傷が発生することを回避することができる。

また、本発明においては、突出部に山部の裾が連なっているので、大径筒部と該山部との接合箇所の肉厚が小さい。このため、該山部が容易に伸張する。従って、継手用ブーツに作用する変形応力は、この山部を伸張させることで著しく緩和される。その結果、大径筒部を等速ジョイントから位置ずれさせるように作用する力が著しく低減する。

すなわち、本発明によれば、大径筒部が位置ずれを起こし難いので、大径筒部に対して緊締部材を装着する必要は特にない。従って、継手構造の部品点数を低減することができる。また、装着する場合であっても、締め付け力が小さいもので十分である。このため、継手構造の軽量化を図ることができる。締め付け力が小さいものの例としては、肉厚が小さいものが挙げられる。

本発明においては、囲繞部の内周壁に、大径筒部の直径方向内方に指向して突出する環状凸部を２本設け、且つアウタ部材の外周壁に環状凹部を２本設けて、前記環状凸部の各々を各環状凹部に嵌合することが好ましい。これにより、大径筒部の位置ずれが一層抑制される。勿論、囲繞部の内周壁に２本の環状凹部を設ける一方でアウタ部材の外周壁に２本の環状凸部を設け、アウタ部材の環状凸部の各々を囲繞部の環状凹部の各々に嵌合するようにしてもよい。

さらに、前記囲繞部の外周壁に、前記２本の環状凸部同士又は環状凹部同士の間に対応する部位に環状溝を設けることが好ましい。この場合、大径筒部を捲ろうとする力は、該大径筒部が環状溝を起点として撓むことで緩和される。このため、捲れは、１本目の環状凸部又は環状凹部で留まり、それ以上の進行が抑制される。

また、蛇腹部を構成する山部の中、大径筒部に最近接する山部の湾曲頂部の肉厚が残余の山部及び谷部の湾曲頂部の肉厚に比して小さいことが好ましい。これにより該山部の剛性が最低となり、最も容易に伸張するようになる。従って、継手用ブーツに作用する変形応力が、大径筒部に最近接する山部を伸張することで緩和される。結局、大径筒部の位置ずれや捲れが起こり難くなる。

本発明によれば、大径筒部に突出部を設け、該突出部の端面における厚み方向途中を山部の基端部とするようにしている。このため、収縮した蛇腹部は大径筒部に当接するので、蛇腹部が等速ジョイントのアウタ部材に当接して傷が発生することが回避される。

また、上記のように構成することにより、大径筒部に最近接する山部が容易に伸張する。このため、継手用ブーツに作用する変形応力がこの山部を伸張させることで著しく緩和されるので、大径筒部の位置ずれが抑制される。従って、大径筒部に対して緊締部材を装着する必要が特にないので、継手構造の部品点数を低減することができ、継手構造の軽量化を図ることができる。

仮に緊締部材を装着する場合であっても、緊締部材として、肉厚が小さいものを用いることができる。このため、この場合においても、継手構造の軽量化を図ることができる。

以下、本発明に係る継手用ブーツにつき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。なお、図７及び図８に示す構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付し、その詳細な説明を省略する。

図１は、本実施の形態に係る継手用ブーツ２０が組み込まれた継手構造２２の要部概略斜視図である。この継手構造２２は、エンジンからの駆動力をタイヤに伝達する駆動力伝達機構を構成する。該継手構造２２において、本実施の形態に係る継手用ブーツ２０は、バーフィールド型等速ジョイント２４のアウタ部材２６の一部からスプラインシャフト２の端部にわたって装着されている。

前記継手用ブーツ２０の全体概略斜視図を図２に示すとともに、その軸線方向に沿う概略縦断面図を図３に示す。なお、図３においては、継手用ブーツ２０にアウタ部材２６のみが挿入された状態を示している。

この継手用ブーツ２０は、その一端部に開口径がアウタ部材２６の外径に対応する大径筒部２８を有し、且つ他端部にスプラインシャフト２が挿入される小径筒部３０を有する。また、継手用ブーツ２０において、大径筒部２８と小径筒部３０との間には、山部と谷部が交互に連続するとともに、大径筒部２８から小径筒部３０に向かうに従って縮径する蛇腹部３２が介在する。以下、蛇腹部３２において、大径筒部２８に最近接する山部を第１山、該第１山に隣接する山部を第２山、該第２山に隣接する山部を第３山、小径筒部３０に最近接する山部を第４山と表記し、各々の参照符号を３４、３６、３８、３９とする。また、第１山３４と第２山３６との間の谷部を第１谷、第２山３６と第３山３８との間の谷部を第２谷、第３山３８と第４山３８との間の谷部を第３谷と表記し、各々の参照符号を４０、４２、４３とする。

図４に拡大して示すように、アウタ部材２６の外周壁には、端部近傍が環状に切り欠かれることにより、直径が互いに異なる小径部４４と大径部４６とが設けられている。大径筒部２８にはこの中の小径部４４が挿入され、その際には、大径筒部２８の端面が大径部４６の端面に当接して堰止される。

小径部４４が大径筒部２８に挿入されることに伴い、大径筒部２８を構成する囲繞部４８によって該小径部４４の外周壁が囲繞される。この囲繞部４８の内周壁には、２本の環状凸部５０ａ、５０ｂが直径方向内方に向かって突出するように形成されている。一方、小径部４４の外周壁には環状溝５２ａ、５２ｂが所定長で互いに離間して設けられており、前記環状凸部５０ａ、５０ｂの各々は、環状溝５２ａ、５２ｂにそれぞれ嵌合されている。

囲繞部４８の外周壁において、環状凸部５０ａと環状凸部５０ｂとの略中間には、断面略Ｖ字状の環状Ｖ溝５４が形成されている。後述するように、囲繞部４８はこの環状Ｖ溝５４を起点として撓む。すなわち、環状Ｖ溝５４は、囲繞部４８に可撓性をもたらす。

大径部４６に当接する囲繞部４８における直径方向内方端部から直径方向外方端部までの距離、すなわち、囲繞部４８の厚みｔは、小径筒部３０に比して大きく設定される。また、図１〜図４に示すように、この場合、囲繞部４８の外周壁には、金属製バンドを巻回するための装着溝が設けられていない。すなわち、本実施の形態においては、大径筒部２８に対し、金属製バンドでの緊締がなされていない（図１、図３及び図４参照）。

囲繞部４８において、小径筒部３０側に臨む端部には、該端部から直径方向内方に指向して突出した環状突出部５６が連なって設けられている（図１〜図４参照）。この環状突出部５６の一端面は、小径部４４の端面に当接する（図３及び図４参照）。その一方で、環状突出部５６の他端面には、第１山３４の裾が連結されている。換言すれば、第１山３４は、環状突出部５６の端面を基端部として隆起している。

第１山３４の裾は、環状突出部５６における直径方向内方端部及び直径方向外方端部のそれぞれから略等間隔で離間している。すなわち、この場合、第１山３４の基端部は、環状突出部５６の端面の厚み方向略中腹部に存在する。

また、蛇腹部３２を構成して大径筒部２８に最近接する第１山３４の湾曲頂部の肉厚は、続く第１谷４０、第２山３６、第２谷４２、第３山３８、第３谷４３及び第４山３９の各湾曲頂部の肉厚に比して小さく設定されている。このため、該第１山３４の湾曲頂部は、蛇腹部３２の中で剛性が最も低く撓み易い。

なお、第１山３４から第１谷４０に連なる斜面は、第１山３４の湾曲頂部に比して肉厚が大きく設定されている。

小径筒部３０には、図１及び図２に示すように、所定幅で陥没した環状のバンド装着溝６２が形成され、該バンド装着溝６２には、緊締用の金属製バンド１０（図１参照）が装着される。金属製バンド１０の外周面の一部は、図示しない加締め治具によって左右方向から挟み込むように加締められ、これにより、金属製バンド１０が小径筒部３０を介してスプラインシャフト２の側周壁を囲繞するように装着される。すなわち、小径筒部３０がスプラインシャフト２の側周壁に緊締される。なお、図１中、参照符号６４は、金属製バンド１０の外周面が加締められることに伴って半径外方向に所定長だけ突出形成された加締部を示す。

以上の構成において、継手用ブーツ２０内には、アウタ部材２６及びスプラインシャフト２が大径筒部２８及び小径筒部３０にそれぞれ挿入される前にグリース組成物が予め充填される。

本実施の形態に係る継手用ブーツ２０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果につき説明する。

継手構造２２を構成する際、継手用ブーツ２０の小径筒部３０にスプラインシャフト２が挿入される一方、大径筒部２８にアウタ部材２６の小径部４４が挿入される。この際、大径筒部２８を構成する囲繞部４８によってアウタ部材２６の小径部４４が囲繞され、最終的に、囲繞部４８の端面がアウタ部材２６の大径部４６の端面に当接するとともに、環状突出部５６の一端面が小径部４４の端面に当接することにより、継手用ブーツ２０が位置決めされる。

このように、継手用ブーツ２０を構成する環状突出部５６の一端面を、アウタ部材２６の小径部４４の端面に当接することにより、継手用ブーツ２０を容易に位置決めすることができる。すなわち、環状突出部５６は、ストッパ部としても機能する。

しかも、この際には、継手用ブーツ２０の大径筒部２８がアウタ部材２６の大径部４６で堰止される。これにより、継手用ブーツ２０の位置決めが一層容易となる。

さらに、小径部４４が囲繞部４８に挿入されると、囲繞部４８の内周壁に設けられた環状凸部５０ａ、５０ｂが小径部４４の外周壁に設けられた環状溝５２ａ、５２ｂに嵌合する。この嵌合に伴い、金属製バンドを緊締することなく継手用ブーツ２０の位置ずれ防止がなされる。その上、囲繞部４８が肉厚であるので、小径部４４に対する該囲繞部４８の締め付け力が大きく、この点からも大径筒部２８の位置ずれが起こり難い。従って、大径筒部２８に金属製バンドを緊締する必要は特にない。

小径筒部３０に挿入されたスプラインシャフト２の先端には、インナ部材が取り付けられる。このインナ部材がスプラインシャフト２の先端ごとアウタ部材２６の内部に挿入されるとともに、インナ部材とアウタ部材２６との間にリテーナ及び複数個の転動ボールが介在される。リテーナの窓に収容された各転動ボールがインナ部材及びアウタ部材２６の内周壁の双方に設けられたボール溝に摺接可能に挿入され、これにより、バーフィールド型等速ジョイント２４とスプラインシャフト２とが連結されるに至る。

その後、小径筒部３０のバンド装着溝６２に緊締用の金属製バンド１０（図１参照）が装着され、該金属製バンド１０の外周面の一部が図示しない加締め治具によって左右方向から挟み込むように加締められる。この加締めに伴い、金属製バンド１０の外周面に加締部６４が突出形成される。

ステアリングの操作によって転蛇が行われると、スプラインシャフト２がバーフィールド型等速ジョイント２４に対して傾斜するように変位する。例えば、転蛇角が最大となった場合には、図５に示す状態となる。この場合、継手用ブーツ２０の蛇腹部３２が収縮し、第１山３４と第２山３６の各第１谷４０側斜面同士、第２山３６と第３山３８の各第２谷４２側斜面同士、第３山３８と第４山３９の各第３谷４３側斜面同士が当接する。また、第１谷４０の内方が環状突出部５６の端面に当接し、これにより、蛇腹部３２の大径筒部２８側へのそれ以上の収縮が堰止される。同時に、第１谷４０の湾曲頂部、ひいては第２山３６の裾が環状突出部５６側に引っ張られる。

このようにして第２山３６の裾が引っ張られることに伴い、該第２山３６における第１山３４から突出した湾曲頂部及び斜面は、第１山３４側に指向して若干撓む。この撓みにより、該第２山３６の斜面に当接する第３山３８の斜面も撓み、その結果、該第３山３８の湾曲頂部も第１山３４側に指向して若干撓む。第４山３９の湾曲頂部も同様である。

すなわち、本実施の形態においては、蛇腹部３２は、傾斜したスプラインシャフト２から離間する方向に撓む。これにより大径筒部２８が蛇腹部３２から押圧され、このため、アウタ部材２６の小径部４４上で大径筒部２８が位置ずれを起こすことが抑制される。

また、第１山３４と第１谷４０とが連なる斜面の内方が環状突出部５６、すなわち、ゴム又は樹脂からなる継手用ブーツ２０に当接するので、当接の際の衝撃が著しく緩和される。このため、蛇腹部３２に傷が発生する懸念がない。

さらに、第１山３４の基端部が大径筒部２８の近傍に存在し、しかも、第１山３４の湾曲頂部が第１谷４０、第２山３６、第２谷４２、第３山３８、第３谷４３及び第４山３９の各湾曲頂部に比して伸縮し易いので、蛇腹部３２を伸縮する応力は、第１山３４を伸縮させることで緩和される。従って、大径筒部２８に作用する応力が著しく小さくなるので、この点からも、大径筒部２８が位置ずれを起こすことが抑制される。

また、図６に示すように、仮に環状凸部５０ｂが設けられた部位までが捲れたとしても、囲繞部４８は、環状凸部５０ａと環状凸部５０ｂとの間に設けられた環状Ｖ溝５４を起点として撓む。これにより大径筒部２８を捲ろうとする力が緩和されるので、大径筒部２８のそれ以上の捲れが抑制される。

すなわち、本実施の形態によれば、大径筒部２８に可撓部を設け、スプラインシャフト２の傾斜変位時に該可撓部を撓ませる（屈曲させる）ようにしている。このため、大径筒部２８に作用する変形応力が著しく小さくなるので、該大径筒部２８に捲れ現象が起こることを回避することができ、結局、グリース組成物が大径筒部２８から漏洩することを防止することができる。

以上のように、本実施の形態によれば、大径筒部２８の位置ずれが起こり難く、しかも、該大径筒部２８が捲れ難い。このため、大径筒部２８を金属製バンドで緊締する必要性がなくなる。すなわち、継手構造２２を構成する部品点数を低減することができる。このことは、継手構造２２を搭載する自動車の軽量化ができることを意味する。

なお、上記した実施の形態においては、大径筒部２８を金属製バンドで緊締していないが、金属製バンドで緊締するようにしてもよい。上記したように大径筒部２８が位置ずれを起こし難いので、金属製バンドの締め付け力が小さくても差し支えがない。このため、例えば、肉厚が小さい金属製バンドを使用することができるので、この場合においても、自動車の軽量化を図ることができる。

しかも、金属製バンドの締代を小さくすることもできるので、加締部が自動車車体に干渉することを回避することができる。すなわち、スペースを狭小化することが可能であるので、加締部の周囲に配置される機器の位置自由度を大きくすることができる。

また、継手用ブーツ２０が装着される等速ジョイントは、図１に示すバーフィールド型等速ジョイント２４に限定されるものではなく、例えば、トリポート型等速ジョイント等、別種の等速ジョイントであってもよい。

さらに、環状溝５２ａ、５２ｂを囲繞部４８の内周壁に設け、その一方で、環状凸部５０ａ、５０ｂをアウタ部材２６の外周壁に設けるようにしてもよい。

本実施の形態に係る継手用ブーツが組み込まれた継手構造の要部概略斜視図である。図１の継手用ブーツの全体概略斜視図である。図１の継手用ブーツの軸線方向に沿う概略縦断面図である。図３の要部拡大縦断面図である。バーフィールド型等速ジョイントに対してスプラインシャフトが傾斜した状態を示す一部省略縦断面説明図である。スプラインシャフトの傾斜に伴って大径筒部の一部が捲れた状態を示す要部拡大縦断面図である。一般的な継手用ブーツが組み込まれた継手構造の要部概略斜視図である。図７の継手構造において、バーフィールド型等速ジョイントに対してスプラインシャフトが傾斜した状態を示す一部省略縦断面説明図である。

符号の説明

１、２２…継手構造２…スプラインシャフト
３、２４…バーフィールド型等速ジョイント４、２６…アウタ部材
５、２０…継手用ブーツ６、２８…大径筒部
７、３０…小径筒部８、３２…蛇腹部
９、１０…金属製バンド３４、３６、３８、３９…山
４０、４２、４３…谷４４…小径部
４６…大径部４８…囲繞部
５０ａ、５０ｂ…環状凸部５２ａ、５２ｂ…環状溝
５４…環状Ｖ溝５６…環状突出部
６２…バンド装着溝

Claims

等速ジョイントのアウタ部材が挿入される大径筒部と、軸部材が挿入される小径筒部と、前記大径筒部と前記小径筒部との間に介在して前記大径筒部から前記小径筒部に向かうに従って縮径する蛇腹部とを具備する継手用ブーツであって、
前記大径筒部は、前記アウタ部材の外周壁を囲繞する囲繞部と、前記囲繞部における小径筒部側に臨む端部に設けられて且つ該囲繞部に比して直径方向内方に突出した突出部とを備え、
前記突出部の一端面が前記アウタ部材の端面に当接し、
前記蛇腹部を構成して前記大径筒部に隣接する山部の裾が、前記突出部の他端面における該突出部の直径方向内方端部と直径方向外方端部との間に介在するとともに、前記裾から前記山部の湾曲頂部に至るまでが前記直径方向内方端部側から前記直径方向外方端部側に向かうように傾斜していることを特徴とする継手用ブーツ。
請求項１記載のブーツにおいて、前記囲繞部の内周壁に、前記アウタ部材の外周壁に設けられた２本の環状凹部又は環状凸部の各々に嵌合する２本の環状凸部又は環状凹部が設けられたことを特徴とする継手用ブーツ。
請求項１又は２記載のブーツにおいて、前記囲繞部の外周壁に、該囲繞部の内周壁に設けられた前記２本の環状凸部同士又は環状凹部同士の間に対応する部位に環状溝が設けられたことを特徴とする継手用ブーツ。
請求項１〜３のいずれか１項に記載のブーツにおいて、前記蛇腹部を構成する山部の中、前記大径筒部に隣接する山部の湾曲頂部の肉厚が残余の山部及び谷部の湾曲頂部の肉厚に比して小さいことを特徴とする継手用ブーツ。