JP5730731B2 - ブーツ取付構造 - Google Patents

Description

本発明は、ブーツ取付構造に関し、特に等速自在継手用ブーツの取付構造に関する。

例えば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、継手内部への塵埃などの異物侵入防止や継手内部に封入されたグリースの漏洩防止を目的として、ブーツ（等速自在継手用ブーツ）が装着される。

この種のブーツ１００は、例えば図６に示すように、円筒状の小径部１０１および大径端部１０２を有する。小径部１０１は、山部１０４と谷部１０５とが交互に形成された蛇腹部１０６を介して大径端部１０２に接続される。ブーツ１００の小径部１０１および大径端部１０２は、その外周をブーツバンド１０８で締め付けることにより、それぞれ第１の相手部材および第２の相手部材に固定される。図示例において、第１の相手部材は等速自在継手１１０の内側継手部材１１１から延びるシャフト１１２であり、第２の相手部材は等速自在継手１１０の外側継手部材１１５である。

ブーツ１００の小径部１０１および大径端部１０２の外周面には環状の凹溝１０７がそれぞれ設けられ、各凹溝１０７にブーツバンド１０８が嵌合される。一方、シャフト１１２の外周面のうち、小径部１０１の固定部には二条の環状突起１１３，１１４が設けられている。ところで、ブーツ１００は樹脂材料で形成されるのが一般的で、小径部１０１および大径端部１０２のうち、特に小径部１０１におけるシール性は、ブーツバンド１０８を締め付けてシャフト１１２に設けた環状突起１１３，１１４を小径部１０１の内径面に食い込ませることによって確保される仕様となっている。

上記構造で安定したシール性を確保するには、ブーツバンド１０８を所定の締め代で精度良く締め付ける必要があるが、かかる高精度な締め付けを簡便にかつ個体間でのばらつきを生じさせることなく行うのは困難である。特に上記のようにシール性向上を目的として、第１の相手部材（シャフト１１２）の外周面に環状突起を設けた場合には、ブーツバンド１０８を精度良く締め付けることが一層難しくなる。そして、かかるブーツバンド締め付けの困難性とブーツバンド１０８を用いることによる部品点数増とから、等速自在継手のコスト増が避けられないものとなっている。

また、樹脂ブーツは一般に型成形されるが、上記のように小径部１０１および大径端部１０２の外周面に凹溝１０７を設ける場合、ブーツ１００の成形型が複雑化する。さらに、上記構造においては、シャフト１１２に環状突起１１３，１１４を設ける分、シャフト１１２形状が複雑化している。これら成形型や部材形状の複雑化は等速自在継手のコスト高を招く。

そこで、近年では、安定したシール性能と低コストを確保し得るものとして、ブーツバンドを用いることなく、レーザ光照射によって接合するようにしたものがある（特許文献１）。

また、等速自在継手の外側継手部材の外径面やシャフトの外径面等においては、
防食性向上のため、リン酸皮膜処理等を施した防食用皮膜を形成する場合がある。

特開２００９−１８５８７９号公報

このように、等速自在継手の外側継手部材の外径面にリン酸皮膜処理等を施した防食用皮膜が形成されていた場合、レーザ光照射による接合を行う場合、ブーツの被接合部である金属部分と、このブーツとの間に、防食用皮膜が存在することになって、ブーツと金属部分との接合力が弱くなる。

したがって、ブーツと接合する部位において、この防食用皮膜が存在しない状態とする必要がある。存在しない状態とする方法として、この部位にこのような処理層を形成しないように、防食用皮膜の処理工程においてこの部位にマスキングする方法がある。他の方法としては、防食用皮膜を形成した後、前記部位（接合部位）を除去する（削り落とす）方法がある。

マスキングする方法では、製品の一部（ブーツが装着される部位）のみをマーキングすることが難しく、また、防食用皮膜をスプレー塗装等にて形成する場合、塗料を噴射する処理上、塗装されていない面を完全に得るのは難しく、量産していく上でネックとなる。また、さらに接合前に不純物の除去を目的とした洗浄工程が必要なる。

削り落とす方法では、接合前に削り油を除去する必要があり、接合工程以外に２工程（削り工程・洗浄工程）を追加する必要がある。

このように、防食用皮膜が存在しない状態とする場合、工程に手間がかかり、コスト高となる。

そこで、本発明は斯かる実情に鑑み、ブーツ装着側にリン酸皮膜処理等を施した防食用皮膜が形成されていたとしても、安定した接合力を発揮して、安定したシール性能を低コストに確保し得る等速自在継手用ブーツの取付構造を提供することにある。

本発明のブーツ取付構造は、樹脂製の等速自在継手用ブーツの筒状開口部が金属製取付部材の被取付部に外嵌されて、レーザー光照射によって、被取付部に筒状開口部が固着されるブーツ取付構造であって、金属製取付部材の表面には表面処理層が形成され、被取付部に筒状開口部が固着される前工程において、レーザー光照射によって、前記被取付部の表面処理層が剥離されているとともに、不純物が除去されているものである。接合時には、金属材料と樹脂材料を合わせた状態で接合部の樹脂材料に気泡を発生させる温度まで接合部を加熱することになる。

被取付部に筒状開口部が固着される前工程において、レーザー光照射によって被取付部の表面処理層を剥離させることができる。すなわち、被取付部に対するレーザー光照射によって、表面処理層が除去されるとともに、被取付部（接合面）に付着するゴミ等の不純物が除去（クリーニング）されている状態となる。このため、レーザー光照射による接合時には、ブーツと、金属製取付部材の被取付部との間に表面処理層やゴミ等の不純が存在しない状態となっている。

筒状開口部が金属製取付部材の被取付部に外嵌された状態で、レーザー光を照射して、その接合部の金属材料および樹脂材料に対し、樹脂材料内部から熱分解されたガスが膨らみ、樹脂内部に気泡を発生させる程度まで加熱する。この時、マイクロサイズ領域ではあるが、気泡発生に伴う爆発的な圧力が接合部にかかり、接合部の金属材料及び樹脂材料の温度が高くなっていることと相まって、気泡周辺部の樹脂材料と金属材料が、アンカー効果などの物理的な接合又は金属酸化物を通じた化学的な接合を可能にする条件を満たし接合する。さらに、樹脂材料が冷え固まる際には、気泡の温度も減少するため、気泡内部の圧力が低下し、吸着力が発生する。特に、加熱源としてレーザー光を用いることによって、局所的な急激な冷却が可能となり、気泡発生にともなう圧力・吸着力を増加させることができ、金属材料と樹脂材料の接合を促進させることができる。

すなわち、レーザー溶着接合法は、金属とプラスチックとを重ねて、そこにレーザー光を照射するだけで接合できる手法である。原理は、プラスチックのレーザー透過性や金属でも局所的に十分に加熱できるレーザー光の高パワー密度を利用し、プラスチック側、金属側のどちらかからレーザー光を照射し、金属材料と接している境界部のプラスチックを選択的に、溶融させて分解温度以上に急速に加熱し、その分解によって泡を発生させる。泡周辺部の高温の融液と金属表面に対して、高温・高圧の条件が実現され、ミクロンオーダで接合（ファンデルワールス力）された接合部が得られる。このため、レーザー溶着接合法は、金属材料と樹脂材料とを、樹脂材料表面側からレーザー光を照射することで生じる物理的相互作用により、接合するものである。ここで、物理的相互作用とは分子間（引）力といわれるもので、あらゆる分子の間の引き合う力（ファンデルワールス力）をいい、二次結合力ともいう。

金属製取付部材の表面の表面処理層は防食用皮膜であるのが好ましい。表面処理層は、例えば、リン酸処理皮膜とすることができる。

外側継手部材と、内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に配設されるトルク伝達部材とを備えた等速自在継手に用いられ、前記金属製取付部材が外側継手部材である場合がある。また、外側継手部材と、内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に配設されるトルク伝達部材とを備えた等速自在継手に用いられ、前記金属製取付部材が前記内側継手部材に嵌入されるシャフトである場合がある。

使用する前記樹脂がレーザー透過性の熱可塑性エラストマーであるのが好ましい。このようにレーザー透過性のものを使用すれば、この樹脂に対してレーザー光を照射することによって、レーザー光が透過して接合部を加熱することができる。

前記筒状開口部と金属製取付部材の被取付部との締代を０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とするのが好ましい。このような締代とすることによって、接合時に、最適な高温・高圧の条件を実現することができる。

レーザーとして半導体レーザー又はファイバレーザーを使用することができ、既存のレーザー光照射装置を用いることができる。また、レーザーの照射方式を連続式とすることができる。レーザーのスポットが直径２ｍｍ以上の円形であっても、長辺が２ｍｍ以上の矩形形状であってもよい。

本発明のブーツ取付構造では、金属製取付部材の被取付部においては、表面処理層やゴミ等の不純が存在しない状態となっているため、レーザ光照射によるブーツの金属製取付部材の被取付部とブーツの筒状開口部とを強固に安定して接合することができる。このため、ブーツバンドを使用することなく、筒状開口部と被取付部とは安定した固定状態を維持することができ、しかも、高精度のシール機能を発揮する。

また、ブーツバンドを省略することができ、等速自在継手への組み付け時の部品点数を減少させることができるとともに、ブーツ端部の外周面形状を簡略化することができる。このため、ブーツの生産性及び組み付け性の向上を図ることができるとともに、低コスト化を達成できる。

表面処理層の除去と、ブーツの金属製取付部材の被取付部への接合とを、レーザ光照射にて行うことができるので、両者の工程において、同一のレーザ光照射装置を用いることができ、設備費の低コスト化を達成できる。

樹脂をレーザー透過性の熱可塑性エラストマーを使用すれば、この樹脂に対してレーザー光を照射することによって、レーザー光が透過して接合部を加熱することができ、短時間に効率よく接合できる。

筒状開口部と金属製取付部材の被取付部との締代を０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とすることによって、接合時に最適な高温・高圧の条件を実現することができ、より安定した接合力で接合することができる。

既存のレーザー光照射装置を用いることができ、コストの低減を図ることができる。また、レーザーの照射方式を連続式とすることができ、効率のよいレーザー照射を行うことができる。レーザーのスポットが直径２ｍｍ以上の円形であっても、長辺が２ｍｍ以上の矩形形状であっても、接合部の加熱が安定する。

本発明の第１の実施形態を示し、ブーツを装着した状態の等速自在継手の断面図である。 前記表面処理層を除去している状態の等速自在継手の断面図である。 前記ブーツを接合方法を説明する断面図である。 本発明の第２の実施形態を示し、ブーツを装着した状態の等速自在継手の断面図である。 比較品と発明品の接合強度を示した図である。 従来のブーツ取付構造を用いた等速自在継手の断面図である。

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、本発明のブーツ取付構造を用いて等速自在継手用ブーツを取り付けた状態の等速自在継手を示している。この場合の等速自在継手１０は、内周面に複数のトラック溝１２を形成した外側継手部材１１と、外周面に複数のトラック溝１４を形成した内側継手部材１３と、外側継手部材１１のトラック溝１２と内側継手部材１３のトラック溝１４とで協働して形成されるボールトラックに配された複数のボール１５と、ボール１５を収容するためのポケット１６ａを有するケージ１６とで主要部が構成されている。

内側継手部材１３の軸心孔の内周には雌スプライン２１が形成され、そして、シャフト１７の端部雄スプライン２２がこの内側継手部材１３の軸心孔に嵌入され、端部雄スプライン２２と内側継手部材１３の雌スプライン２１とが嵌合する。また、シャフト１７の端部雄スプライン２２には周方向溝２３が設けられ、この周方向溝２３にストッパとしての止め輪２４が装着されている。そして、この止め輪２４が、内側継手部材１３の軸心孔内径面の継手奥側に係合する。なお、この等速自在継手１０は外側継手部材１１と内側継手部材１３とが相対的な角度変位のみを許容する、いわゆる固定型等速自在継手である。

シャフト１７は、例えば、Ｓ４０Ｃ−ＨＭ、ＳＢＭ４０Ｃ等に代表される炭素鋼、特に高周波焼入れ等の焼入れ処理が施された炭素鋼を用いて中空軸あるいは中実軸に形成されている。シャフト１７には、外側継手部材１１から所定量突出した位置に平滑な円筒面状をなす被取付部（ブーツ取付部）１８が設けられている。シャフト表面に防錆のためにリン酸処理を施して、表面処理層（図示省略）を形成している。

また、外側継手部材１１はＳ５３Ｃ等に代表される炭素鋼、特に高周波焼入れ等の焼入れ処理が施された炭素鋼を用いてカップ状に形成される。外側継手部材１１の開口部外周面には平滑な円筒面状をなす被取付部（ブーツ取付部）１９が設けられる。表面防錆のためにリン酸処理を施して、表面処理層（図示省略）を形成している。

ブーツ１は、小径部２と、大径部３と、小径部２と大径部３とを連結する蛇腹部４とを備える。蛇腹部４は、軸方向に沿って交互に配設される山部５および谷部６と、両部を接続する傾斜部８とからなる。小径部２がシャフト１７に固定され、大径部３が外側継手部材１１に固定される。すなわち、ブーツ１は、筒状開口部としての小径部２と大径部３を有し、一方の筒状開口部（小径部２）が、金属製取付部材（この場合、シャフト１７）の被取付部１８に外嵌さて、レーザー光照射によって、被取付部１８に筒状開口部である小径部２が固着される。また、他方の筒状開口部（大径部３）が、金属製取付部材（この場合、外側継手部材１１）の被取付部１９（外側継手部材１１の開口部側の外径面）に外嵌さて、レーザー光照射によって、被取付部１９に筒状開口部である大径部３が固着される。

ブーツ１は、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリスチレン系、塩化ビニル系、フッ素系等の熱可塑性エラストマーを主成分とする樹脂材料で形成される。本実施形態ではこの中でも、コストに対して機械的強度、耐熱性、耐油性等に優れた特性を示すポリエステル系の熱可塑性エラストマー（熱可塑性ポリエステルエラストマー）を主成分とする樹脂材料で形成される。さらには、レーザー光照射による接合を行うので、ブーツ１に使用する樹脂としてはレーザー透過性を有するものとする。また、詳細は後述するが、ポリエステル系の熱可塑性エラストマーは、シャフト１７の構成金属および外側継手部材１１の構成金属との間に比較的大きなファンデルワールス力を生じさせることが、換言すると、ブーツ１とシャフト１７との間、およびブーツ１と外側継手部材１１との間に高い接合強度を確保することができるため好適である。このブーツ１の製造方法に特段の限定はないが、例えば、押出ブロー、射出ブロー、プレスブローなどのブロー成形や射出成形などが採用可能である。熱可塑性ポリエステルエラストマーは、高融点結晶性ポリエステル共重合体セグメントと低融点重合体セグメントとからなるポリエステルブロック共重合体を主体とするものである。

熱可塑性ポリエステルエラストマーを構成するポリエステルブロック共重合体の高融点結晶性ポリエステル重合体セグメント（ａ）は、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と脂肪族ジオールから形成されるポリエステルであり、好ましくはテレフタル酸および／またはジメチルテレフタレートと１，４−ブタンジオールから誘導されるポリブチレンテレフタレートである。この他に、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、あるいはこれらのエステル形成性誘導体などのジカルボン酸成分と、分子量３００以下のジオール、例えば、エチレングリコール、トリメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコールなどの脂肪族ジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメチロールなどの脂環式ジオール、ビス（ｐ−ヒドロキシ）ジフェニル、ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロパン、４，４’−ジヒドロキシ−ｐ−タ−フェニル、４，４’−ジヒドロキシ−ｐ−クオ−タ−フェニルなどの芳香族ジオールなどから誘導されるポリエステル、あるいはこれらのジカルボン酸成分およびジオール成分を２種以上併用した共重合ポリエステルであっても良い。また、アジピン酸やセバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸を共重合しても良い。さらに、３官能以上の多官能カルボン酸成分、多官能オキシ酸成分および多官能ヒドロキシ成分などを５モル％以下の範囲で共重合することも可能である。

熱可塑性ポリエステルエラストマーを構成するポリエステルブロック共重合体の低融点重合体セグメント（ｂ）は、脂肪族ポリエーテルおよび／または脂肪族ポリエステルである。脂肪族ポリエーテルとしては、ポリ（エチレンオキシド）グリコール、ポリ（プロピレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、ポリ（ヘキサメチレンオキシド）グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体、ポリ（プロピレンオキシド）グリコールのエチレンオキシド付加重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランの共重合体などが挙げられる。また、脂肪族ポリエステルとしては、ポリカプロラクトン、ポリエナントラクトン、ポリカプリロラクトン、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペートなどが挙げられる。これらの脂肪族ポリエーテルおよび／または脂肪族ポリエステルのなかで、得られるポリエステルブロック共重合体の弾性特性からポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、ポリ（プロピレンオキシド）グリコールのエチレンオキシド付加物、ポリカプロラクトン、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペートなどが好ましい。また、これらの低融点重合体セグメントの数平均分子量としては共重合された状態において３００〜６０００程度であることが好ましい。ポリエステルブロック共重合体における低融点重合体セグメント（ｂ）の共重合量は、好ましくは１０〜８０重量％、更に好ましくは１５〜７５重量％である。

このブーツ１を構成する熱可塑性ポリエステルエラストマーには、公知の酸化防止剤、耐光剤、耐加水分解防止剤、染料などの着色剤、難燃剤などの各種添加剤を任意に含有させることができる。但し、擦過音を抑制するための添加剤はレーザ光照射により素材表面に添加剤の膜を形成して接合強度を低下させることになる。そのため、擦過音抑制効果を発揮する添加剤として、一般的に潤滑作用を発揮し得るものであればよく、例えば、パラフィンワックス、ミクロクロスタリンワックス、ポリエチレンワックス、モンタンワックス、シリコーンオイル、脂肪酸、脂肪酸アミド、エステル系ワックス、脂肪アルコール、アルコールエステル、脂肪酸エステル、ポリエーテル化合物、鉱油、合成油、植物油など、ゴムや樹脂などに広く利用されているものや、その他の用途、例えば、潤滑油関連等に使用されているものなどが挙げられる。

次に、等速自在継手用ブーツの金属製取付部材の被取付部への取り付け方法を説明する。この場合、まず、小径部２をシャフト１７の被取付部１８への取り付け方法について述べる。この場合、図２と図３に示すようなレーザー光照射装置３０を用いることになる。レーザー光照射装置３０は、放電ランプや半導体レーザー等の励起源を備え、そのレーザー光照射口３３からブーツ１の小径部２に向けて所定パワーのレーザー光３１を照射するものである。レーザーとしては、ランプレーザー励起のＹＡＧレーザーや同じ近赤外線レーザーである半導体レーザー，ファイバレーザーを使用することが可能であるが、本実施形態では、半導体レーザー（波長：８０８ｎｍ＋９０４ｎｍ）を用いた。

まず、シャフト１７の被取付部１８に前記レーザー光照射装置３０のレーザー光照射口３３を介してレーザー光を照射する。この場合、被取付部１８全体を照射することになる。照射に際しては、レーザー光照射装置３０側を移動させても、シャフト１７側を移動させても、レーザー光照射装置３０側及びシャフト１７側を移動させてもよい。レーザー光の照射方式を連続式とするのが好ましいが、間欠的（パルス的）に照射するものであってもよい。また、照射するレーザー光のパワーは任意に調整可能できるものが好ましい。この際のレーザー出力を例えば４００Ｗとできる。

このように、被取付部１８にレーザー光を照射することによって、この被取付部１８における表面処理層を除去できる。この場合、このレーザー光照射時等に被取付部１８に図示省略のエアブロー装置にてエアを吹き付けるようにしてもよい。このように、エアを吹き付けることによって、被取付部１８、つまり接合面に除去物を残留させないようにできる。

被取付部１８の表面処理層を除去した後、小径部２をシャフト１７の被取付部１８に外嵌した衝合状態とする。この状態では、筒状開口部（小径部２）と金属製取付部材（シャフト１７）の被取付部１８との締代を０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とする。小径部２の外径側からレーザー光照射装置３０のレーザー光照射口３３を介して小径部２にレーザー光を照射する。この場合、接合範囲Ｈ全体を照射することになる。照射に際しては、レーザー光照射装置３０側を移動させても、シャフト１７側を移動させても、レーザー光照射装置３０側及びシャフト１７側を移動させてもよい。レーザー光の照射方式を連続式とするのが好ましいが、間欠的（パルス的）に照射するものであってもよい。また、この際のレーザー出力を、表面処理層の除去時のレーザ出力よりも高い例えば８００Ｗとする。

レーザー光を照射すれば、その接合部の金属材料および樹脂材料に対し、樹脂材料内部から熱分解されたガスが膨らみ、樹脂内部に気泡を発生させる程度まで加熱する。この時、マイクロサイズ領域ではあるが、気泡発生に伴う爆発的な圧力が接合部にかかり、接合部の金属材料及び樹脂材料の温度が高くなっていることと相まって、気泡周辺部の樹脂材料と金属材料が、アンカー効果などの物理的な接合又は金属酸化物を通じた化学的な接合を可能にする条件を満たし接合する。さらに、樹脂材料が冷え固まる際には、気泡の温度も減少するため、気泡内部の圧力が低下し、吸着力が発生する。特に、加熱源としてレーザー光を用いることによって、局所的な急激な冷却が可能となり、気泡発生にともなう圧力・吸着力を増加させることができる。このため、金属材料であるシャフト１７と樹脂材料である小径部２の接合を促進させることができ、小径部２とシャフト１７の被取付部１８とは接合することになる。このため、レーザー溶着接合法は、金属材料と樹脂材料とを、樹脂材料表面側からレーザー光を照射することで生じる物理的相互作用により、接合するものである。ここで、物理的相互作用とは分子間（引）力といわれるもので、あらゆる分子の間の引き合う力（ファンデルワールス力）をいい、二次結合力ともいう。

すなわち、レーザー溶着接合法は、金属とプラスチックとを重ねて、そこにレーザーを照射するだけで接合できる手法である。原理は、プラスチックのレーザー透過性や金属でも局所的に十分に過熱できるレーザーの高パワー密度を利用し、プラスチック側、金属側のどちらかからレーザーを照射し、金属材料と接している境界部のプラスチックを選択的に、溶融させて分解温度以上に急速に加熱し、その分解によって泡を発生させる。泡周辺部の高温の融液と金属表面に対して、高温・高圧の条件が実現され、ミクロンオーダで接合（ファンデルワールス力）された接合部Ｓ（図３参照）が得られる。

また、大径部３においても、同様にレーザー光を照射することによって、外側継手部材１１の被取付部１９に接合することができる。すなわち、大径部３を外側継手部材１１の被取付部１９に外嵌した衝合状態とする。この場合も、まず、外側継手部材１１の被取付部１９にレーザー光（レーザー出力としては例えば４００Ｗとする）を照射することによって、この取付部１９における表面処理層を除去することになる。

大径部３を外側継手部材１１の被取付部１９に外嵌した状態（接合する前の状態）では、筒状開口部（大径部３）と金属製取付部材（外側継手部材１１）の被取付部１８との締代を０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とする。大径部３の外径側からレーザー光照射装置３０のレーザー光照射口３３を介して大径部３にレーザー光（レーザー出力としては例えば８００Ｗとする）を照射する。このため、大径部３においても、大径部３にレーザ光を照射することによる作用が生じ、大径部３と外側継手部材１１の被取付部１９とは接合することになる。

被取付部１８（１９）に筒状開口部２(３)が固着される前工程において、レーザー光照射によって被取付部１８（１９）の表面処理層を剥離させることができる。すなわち、被取付部１８（１９）に対するレーザー光照射によって、表面処理層が除去されるとともに、被取付部１８（１９）（接合面）に付着するゴミ等の不純物が除去（クリーニング）されている状態となる。このため、レーザー光照射による接合時には、ブーツ１と、金属製取付部材１７（１１）の被取付部１８（１９）との間に表面処理層やゴミ等の不純物が存在しない状態となっている。このため、レーザ光照射によるブーツ１の金属製取付部材１７（１１）の被取付部１８（１９）とブーツ１の筒状開口部２(３)とを強固に安定して接合することができる。したがって、ブーツバンドを使用することなく、筒状開口部２(３)と被取付部１８（１９）とは安定した固定状態を維持することができ、しかも、高精度のシール機能を発揮する。

また、表面処理層の除去は削り取りではないので、削り油の除去作業の必要が無い。すなわち、接合工程以外に、削り取り工程や洗浄工程等を必要とせず、作業時間の短縮を図ることができ、生産性に優れる。

また、ブーツバンドを省略することができ、等速自在継手１０への組み付け時の部品点数を減少させることができるとともに、ブーツ端部の外周面形状を簡略化することができる。このため、ブーツ１の生産性及び組み付け性の向上を図ることができるとともに、低コスト化を達成できる。

表面処理層の除去と、ブーツ１の金属製取付部材１７（１１）の被取付部１８（１９）への接合とを、レーザ光照射にて行うことができるので、両者の工程において、同一のレーザ光照射装置を用いることができ、設備費の低コスト化を達成できる。

前記筒状開口部（小径部２及び大径部３）と金属製取付部材（シャフト１７及び外側継手部材１１）の被取付部１８との締代を０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とするのが好ましい。このような締代とすることによって、接合時に、最適な高温・高圧の条件を実現することができる。レーザー光を照射する際に、図示省略のクランプ機構等により接合部に対して加圧力を付加するようにしてもよい。このように、クランプ機構等により加圧力を付加するようにすれば、筒状開口部（小径部２及び大径部３）と金属製取付部材（シャフト１７及び外側継手部材１１）の被取付部１８との締代を、前記のように設定することなく、最適な高温・高圧の条件で接合できる。

レーザーとして半導体レーザー又はファイバレーザーを使用することができるので、既存のレーザー光照射装置を用いることができ、コスト低減を図ることができる。また、レーザーの照射方式を連続式とすることができる。このように連続式とすることによって、高精度かつ高強度な接合部を形成でき、効率のよいレーザー照射を行うことができる。また、レーザーのスポットが直径２ｍｍ以上の円形であっても、長辺が２ｍｍ以上の矩形形状であってもよく、接合部の加熱が安定する。

ところで、使用する樹脂がレーザー透過性の熱可塑性エラストマーであるのが好ましい。このようにレーザー透過性のものを使用すれば、この樹脂に対してレーザー光を照射することによって、レーザー光が透過して接合部を加熱することができ、短時間に効率よく接合できる。

図３は、本発明に係る取付構造を採用した等速自在継手と等速自在継手用ブーツの第２実施形態を示すものである。この等速自在継手は、摺動式等速自在継手の一つであるクロスグルーブ式等速自在継手である。

等速自在継手は、外周面に複数の直線状トラック溝５４を軸線に対して傾斜させた状態で軸方向に形成した内側継手部材５３と、内周面に複数の直線状トラック溝５２を軸線に対して前記内側継手部材のトラック溝５４と反対方向に傾斜させた状態で軸方向に形成した外側継手部材５１と、前記内側継手部材５３のトラック溝５４と外側継手部材５１のトラック溝５２との交叉部に組み込まれたボール５５と、内側継手部材５３の外周面と外側継手部材５１の内周面との間に配されて前記ボール５５を内側継手部材５３のトラック溝５４と外側継手部材５１のトラック溝５２との間で保持するケージとを備える。なお、内側継手部材５３の内周には、セレーションやスプライン等のトルク伝達手段を介して金属製のシャフト５７がトルク伝達可能に連結される。外側継手部材５１の一端はエンドキャップ５９によって封止される一方、他端はブーツ４０およびブーツアダプタ４４からなる密封装置によって封止され、これにより継手内部への塵埃などの異物侵入防止や継手内部に封入されたグリースの漏洩防止が図られる。

ブーツ４０は小径部４１、大径部４２、および小径部４１と大径部４２を接続する中間部４３を有する。このブーツ４０は、図１に示すブーツ１と同様に、熱可塑性エラストマーで形成されている。

一方、ブーツアダプタ４４は、例えば金属材料で略円筒状に形成され、その一端に外側継手部材５１の外周面に加締め等の適宜の手段で固定されたフランジ４４ａを有する。また、シャフト５７には、外側継手部材５１から所定量突出した位置に平滑な円筒面状をなすブーツ取付部（被取付部）５８が設けられる。ブーツ４０の大径部４２は、ブーツアダプタ４４の反フランジ側の端部４４ｂに加締固定されている。

被取付部５８に筒状開口部（小径部４１）が固着される前工程において、レーザー光照射によって被取付部５８の表面処理層を剥離させることになる。このため、レーザー光照射による接合時には、ブーツ４０と、金属製取付部材の被取付部５８との間に表面処理層が存在しない状態となっている。

この状態で、この小径部４１においても、同様にレーザー光を照射することによって、シャフト５７の被取付部５８に接合することになる。すなわち、小径部４１をシャフト５７の被取付部１９に外嵌した衝合状態とする。この状態では、筒状開口部（小径部４１）と金属製取付部材（シャフト５７）の被取付部５８との締代を０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下とする。小径部４１の外径側からレーザー光照射装置３０のレーザー光照射口３３を介して小径部４１にレーザー光を照射する。

このため、このブーツ４０の小径部４１においても、小径部４１にレーザー光を照射することによる作用が生じ、大径部３と外側継手部材１１の被取付部１９とは安定した接合力で、接合することになる。すなわち、この等速自在継手用ブーツであっても、前記図１に示すブーツ１と同様の作用効果を奏する。

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、例えば、図１に示す実施形態においては、小径部２側及び大径部３側がレーザー光照射による金属樹脂接合法によって接合されているが、いずれか一方のみを金属樹脂接合法によって接合するようにしてもよい。この場合、金属樹脂接合法によって接合しない方においては、ブーツバンドによる締め付けによって、固定することになる。このように、一方のみを金属樹脂接合法によって接合する場合であっても、両者をブーツバンドにて締め付け従来のものに比べても十分低コスト化を図ることができる。

レーザー光照射装置３０と、筒状開口部（小径部２、大径部３等）との間に、レーザー光のビーム径（スポット径）を調整するための凸レンズや凹レンズを有するビーム径調整手段を配設することも可能である。また、接合作業中にレーザーの照射部位近傍を冷却するためのアルゴンガス、窒素ガス、酸素ガス、あるいはこれらの混合ガス等を吹き付けるシールドガス噴射装置を配設することも可能である。

前記実施形態では、図１においてはバーフィールド型の固定式等速自在継手を示し、図４では、クロスグルーブ型の摺動式等速自在継手を示しているが、等速自在継手として、アンダーカットフリー型等の他の固定式等速自在継手であっても、ダブルオフセット型の他の摺動式等速自在継手であってもよい。表面処理層を形成する場合、スプレー塗装やカチオン塗装等であってもよい。

表面処理層を介してブーツ（ブーツ１の小径部２）と金属製取付部材の被取付部（シャフト１７のブーツ取付部１８）とを接合したもの（比較品１）と、表面処理層を除去してブーツと金属製取付部材の被取付部（シャフト１７のブーツ取付部１８）とを接合したもの（発明品）と、表面処理層を設けなかったものに対してブーツ１と金属製取付部材の被取付部（シャフト１７のブーツ取付部１８）とを接合したもの（比較品２）との接合強度を比較した。そして、その結果を次の表１と図５に示した。この場合、シャフト１７のブーツ取付部１８の外径寸法をφ20ｍｍ〜φ25ｍｍ程度とし、接合部Ｓの軸方向寸法を10ｍｍ〜15ｍｍ程度とした。また、接合強度の測定方法としては、引張圧縮試験機より引張強度を測定した。なお、各比較品１，２、及び発明品について５回ずつのテストを行った。また、各比較品１，２、及び発明品においては、半導体レーザー（波長：８０８ｎｍ＋９０４ｎｍ）を用い、接合時のレーザー出力を８００Ｗとし、本発明品における表面処理層の剥離（除去）作業時には、レーザー出力を４００Ｗとした。

表１と図５に示すように、表面処理層を残したままの比較品１では、接合強度が１６２Ｎから２６０Ｎであったが、発明品では接合強度が７５０Ｎから８３０Ｎであった。このように、発明品では接合強度は、当初から表面処理層を形成していない比較品２の接合強度（７３９Ｎ〜８２０Ｎ）とほぼ同一である。すなわち、発明品では、安定して高接合強度を発揮できる。

２ 小径部（筒状開口部）
３ 大径部（筒状開口部）
１１ 外輪（外側継手部材）
１３ 内輪（内側継手部材）
１５ ボール（トルク伝達部材）
１７ シャフト
１８ 被取付部
１９ 被取付部
４１ 小径部（筒状開口部）
５１ 外側継手部材
５３ 内側継手部材
５５ ボール（トルク伝達部材）
５７ シャフト
５８ 被取付部

Claims (10)

1. 樹脂製の等速自在継手用ブーツの筒状開口部が金属製取付部材の被取付部に外嵌されて、レーザー光照射によって、被取付部に筒状開口部が固着されるブーツ取付構造であって、
   金属製取付部材の表面には表面処理層が形成され、被取付部に筒状開口部が固着される前工程において、レーザー光照射によって、前記被取付部の表面処理層が剥離されているとともに、不純物が除去されていることを特徴とするブーツ取付構造。
2. 金属製取付部材の表面の表面処理層は防食用皮膜であることを特徴とする請求項１に記載のブーツ取付構造。
3. 外側継手部材と、内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に配設されるトルク伝達部材とを備えた等速自在継手に用いられ、前記金属製取付部材が外側継手部材であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブーツ取付構造。
4. 外側継手部材と、内側継手部材と、外側継手部材と内側継手部材との間に配設されるトルク伝達部材とを備えた等速自在継手に用いられ、前記金属製取付部材が前記内側継手部材に嵌入されるシャフトであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のブーツ取付構造。
5. 使用する前記樹脂がレーザー透過性の熱可塑性エラストマーであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のブーツ取付構造。
6. 前記筒状開口部と金属製取付部材の被取付部との締代を０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のブーツ取付構造。
7. レーザー光として半導体レーザー又はファイバレーザーを使用し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. レーザー光の照射方式を連続式としたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のブーツ取付構造。
9. レーザー光のスポットが直径２ｍｍ以上の円形であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のブーツ取付構造。
10. レーザー光のスポットがその長辺が２ｍｍ以上の矩形形状であることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のブーツ取付構造。

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