JP6612048B2 - ブーツ取付方法 - Google Patents

Description

本発明は、等速自在継手用ブーツを取り付けるブーツ取付方法に関する。

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。

等速自在継手（固定式等速自在継手）は、図７に示すように、軸方向に延びる複数のトラック溝１が内径面２に形成された外側継手部材３と、軸方向に延びる複数のトラック溝４が外径面５に円周方向等間隔に形成された内側継手部材６と、外側継手部材３のトラック溝１と内側継手部材６のトラック溝４との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材としての複数のボール７と、外側継手部材３の内径面２と内側継手部材６の外径面５との間に介在してボール７を保持するケージ８とを備えている。

内側継手部材６の軸心孔の内周に雌スプライン９が形成され、シャフト１０の端部雄スプライン１１がこの内側継手部材６の軸心孔に嵌入されて、雌スプライン９と端部雄スプライン１１とが嵌合する。また、シャフト１０の端部雄スプライン１１には、周方向溝１２が形成され、この周方向溝１２にストッパとしての止め輪１３が装着されている。

そして、外側継手部材３の開口部はブーツ１５にて密封される。ブーツ１５は、大径の取付部１５ａと、小径の取付部１５ｂと、大径の取付部１５ａと小径の取付部１５ｂとを連結する蛇腹部１５ｃとからなる。ブーツ１５の大径の取付部１５ａは外側継手部材３の開口端で締結バンド１６により締め付け固定され、その小径の取付部はシャフト１０の所定部位で締結バンド１７により締め付け固定されている。

このような締結バンドには、レバー式ブーツバンド（特許文献１）がある。すなわち、レバー式ブーツバンドは、リング部に形成されるバンド本体と、このバンド本体の接合部に付設されるレバーとを備えたものである。そして、レバーの内面がバンド本体の外径面に重ね合わさるように、レバーを折り返すものである。

また、締結バンドには、係合爪と係合孔による締付バンド(特許文献２)がある。この特許文献２に記載のものでは、外径側に膨出する耳部を形成し、この耳部を収縮させることによって、リング部を縮径させるものである。

しかしながら、このようなバンドを用いる場合、バンドを別部品として使用する必要があり、部品点数が多くなり、等速自在継手の組立てに必要な製造コストが嵩むことになっていた。しかも、バンド装着状態においては、シール性を確保するには、バンドを所定の締め代で精度よく締め付ける必要があるが、高精度な締付を個体間でのばらつきを生じさせるには困難であった。

そこで、従来には、ブーツ端部と相手部材への取付固定に、締付バンド（ブーツバンド）を用いることなく、高周波誘導を用いるもの（特許文献３）、さらには、レーザ光を用いるもの（特許文献４）が提案されている。

高周波誘導を用いるものは、相手部材の被取付面にブーツ端部を外嵌した状態で、その外周部に高周波誘導加熱コイルを配置して、この高周波誘導加熱コイルに高周波電流を通電するものである。すなわち、通電性のある相手部材の被取付面が高周波によりブーツ端部を介して加熱され、その熱でブーツ端部と相手部材の被取付面とが接合一体化される。

また、レーザ光を用いるものでは、金属材料と樹脂材料とを、樹脂材料表面側からレーザ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。

特開２０１１−２５２５９４号公報 特表２００４−５１０１１３号公報 特開２００９−５２６８８号公報 特開２００９−１８５８７９号公報

高周波誘導を用いるものでは、従来のバンドを用いた締付け方法と比較して、部品点数を少なくでき、等速自在継手の組立を簡素化できる利点がある。ところで、通常、高周波での電磁誘導加熱は金属の熱処理等に用いられる。この加熱方法は、被加熱物に発生する誘導電流を利用しての自己発熱を用いており、導電性のある材料のみを加熱することができる。

加熱時には、コイルと被加熱物にはクリアランス（スキマ）を設ける必要がある。これは電流が流れているコイルに被加熱物に接触すると、コイルが破損するためである。すなわち、高周波誘導を用いれば、急速加熱、表面加熱ができ、非導電性物質は加熱されず、加熱温度は、発振周波数と電流、コイルと被加熱物の距離（ギャップ量）により変化する。

このため、高周波誘導加熱にて、ブーツを取付固定するには、高周波誘導加熱コイルの配置を、シャフト（もしくは外側継手部材）と同心上とする必要がある。すなわち、周方向のどの位相においてもコイル−シャフト間（もしくは外側継手部材間）のギャップ量が均一でない場合、各位相における表面温度にバラツキが生じ、結果として接合力にもバラツキが生じることとなるからである。しかしながら、コイルの配置を、精度よく、シャフト（もしくは外側継手部材）と同心上とするのは困難であり、ギャップ量を均一にすることはできないおそれがある。

また、電磁誘導加熱では、被加熱物からの伝熱または輻射熱でコイル自身の温度も上昇することが多い。このため、金属の熱処理目的で使用される場合には、被加熱物とともにコイルも冷却剤等により冷却され、被加熱物からの伝熱または輻射熱によるコイルの蓄熱はキャンセルされる。

しかしながら、等速自在継手のブーツ取付においては、被加熱物（外側継手部材やシャフト）及びコイルに対しては冷却が行われない。このため、コイルとして安定した出力を得にくくなったり、コイルの寿命が短くなるおそれがあった。

レーザ光を用いるものでは、レーザ照射装置を設ける必要があり、しかも、被照射部に対してレーザ光を周方向全周及び軸方向全長にわたって照射する必要がある。このため、装置として複雑化して高コストとなる。

そこで、本発明は、周方向に接着力（接合力）が均一となって、安定した接合力を得ることが可能で、しかも用いる高周波誘導加熱コイルとして、長寿命化を図ることができ、かつ安定した出力を得るが可能なブーツ取付方法およびこの方法を用いた等速自在継手を提供する。

本発明のブーツ取付方法は、金属製の相手部材にブーツ端部が取付固定される等速自在継手用ブーツの取付方法であって、相手部材の外径面である被取付面にブーツ端部を外嵌させた後、リング状をなす高周波誘導加熱コイルを、その内周面とブーツ端部との間に断熱材を介在させた状態でこのブーツ端部に外嵌し、この高周波誘導加熱コイルへ高周波電流を通電して前記相手部材の被取付面の表層部分のみを高周波誘導により加熱し、ブーツ端部の内径面である取付面と前記相手部材の外径面である被取付面とを接合一体化するものであり、ブーツ端部の外径面である反取付面と断熱材の内径面とは接触するとともに、断熱材の外径面と高周波誘導加熱コイルの内径面とは接触している状態で、高周波誘導により加熱を行うものである。

高周波誘導加熱コイルに高周波電流を流すと、電磁誘導作用によって導電体である金属製の相手部材は、鉄損（渦電流損とヒステリシス損の和）により発熱し、この熱で、相手部材に接しているブーツ端部の境界部が分解温度以上に急速に加熱して分解され、泡が発生する。これにより、前記した泡の周辺部分の高温の融液と相手部材の表面に高温・高圧の条件が発生して、ブーツ端部の取付面と相手部材の被取付面との間には、接合部が得られる。これによって、金属製の相手部材にブーツ端部が取付固定される。

ブーツ端部の外径面である反取付面と断熱材の内径面とは接触するとともに、断熱材の外径面と高周波誘導加熱コイルの内径面とは接触している状態で、高周波誘導により加熱を行うものである。このように接触していることによって、高周波誘導加熱コイルと被相手部材との間のギャップを周方向全周において均一とすることができる。特に、ブーツ端部の取付面（内径）直径と相手部材の被取付面（外径）直径の比を、0.995〜0.98の締め代とするのが好ましい。ブーツ端部の取付面／相手部材の被取付面の直径の比が0.995以上（締め代が小さい側）では、金属とブーツ材のミクロ的な密着が不足し、0.98未満（締め代が大きい側）では、ブーツの圧入抵抗が大きく、組立に支障がでるおそれがある。

ブーツ端部の外径面である反取付面と断熱材の内径面とは接触するとともに、断熱材の外径面と高周波誘導加熱コイルの内径面とは接触している状態で、高周波誘導により加熱を行うのが好ましい。このように接触していることによって、高周波誘導加熱コイルと被相手部材との間のギャップを周方向全周において均一とすることができる。特に、ブーツ端部の取付面（内径）直径と相手部材の被取付面（外径）直径の比を、0.995〜0.98の締め代とするのが好ましい。ブーツ端部の取付面／相手部材の被取付面の直径の比が0.995以上（締め代が小さい側）では、金属とブーツ材のミクロ的な密着が不足し、0.98未満（締め代が大きい側）では、ブーツの圧入抵抗が大きく、組立に支障がでるおそれがある。

高周波誘導加熱コイルは、２つの円弧状体を組み合わせてなる分割可能なリング体であり、この内径面に付設される断熱材とブーツ端部の反取付面である外径面との接触を締め代とするのが好ましい。ブーツが少しでも締め代状態となると、接合部の周方向でのギャップ量が安定する。また、締め代が大きくなりすぎるとコイルを完全に閉じることができなくなり、その機能を果たせない（高周波誘導加熱コイルを構成しない）。このため、この場合、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの締め代とするのが好ましい。

また、ブーツ取付方法として、金属製の相手部材にブーツ端部が取付固定される等速自在継手用ブーツの取付方法であって、相手部材の外径面である被取付面にブーツ端部を外嵌させた後、リング状をなす高周波誘導加熱コイルを、その内周面とブーツ端部との間に断熱材を介在させた状態でこのブーツ端部に外嵌し、この高周波誘導加熱コイルへ高周波電流を通電して前記相手部材の被取付面の表層部分のみを高周波誘導により加熱し、ブーツ端部の内径面である取付面と前記相手部材の外径面である被取付面とを接合一体化し、高周波誘導加熱コイルは、非分割性のリング体からなり、ブーツ端部の反取付面である外径面を、ブーツ内部側からブーツ外部側に向って縮径するテーパ面とするものである。このように設定することによって、高周波誘導加熱コイルを、拡径している側からブーツ端部の小径側に嵌入することができる。

前記テーパ面のテーパ角度としては、５°〜３０°とすることができる。これは、ブーツの成型性に基づくものであるが、５°未満では、嵌入性に劣り、３０°を越えれば、被加熱部に対するコイルのギャップが軸方向端部において大きな差が生じて、相手部材の表面温度にバラツキが生じるおそれがある。

ブーツ材質を熱可塑性ポリエステル系エラストマーとするのが好ましい。熱可塑性ポリエステル系エラストマーは、機械的強度、成形性、弾性に優れておりブーツに必要とされる屈曲耐久性等の機能を具備させる素材として好ましい。

前記断熱材としては、セラミックス、グラスウール、セラミックスファイバー、セメント板、シリコーンゴムなどの一般的な断熱材を使用することができるが、耐熱性の高いセラミックスやグラスウールなどの無機系材料からなるのが好ましい。

本発明に係るブーツ取付方法を用いた第１の等速自在継手は、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介在されるトルク伝達部材とを備え、外側継手部材の開口部がブーツにて密封され、ブーツは、外側継手部材の開口部側の外径面に形成されたブーツ装着部に装着される大径の取付部と、内側継手部材に嵌入されるシャフトにおけるブーツ装着部に装着される小径の取付部と、大径の取付部と小径の取付部とを連結する屈曲部とからなる等速自在継手であって、ブーツの大径の取付部を前記ブーツ端部とするとともに、外側継手部材の開口部側の外径面に形成されたブーツ装着部を前記相手部材の被取付面として、前記ブーツ取付方法を用いて、ブーツの大径の取付部と外側継手部材のブーツ装着部とを接合一体化しているものである。

本発明に係るブーツ取付方法を用いた第２の等速自在継手は、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介在されるトルク伝達部材とを備え、外側継手部材の開口部がブーツにて密封され、ブーツは、外側継手部材の開口部側の外径面に形成されたブーツ装着部に装着される大径の取付部と、内側継手部材に嵌入されるシャフトにおけるブーツ装着部に装着される小径の取付部と、大径の取付部と小径の取付部とを連結する屈曲部とからなる等速自在継手であって、ブーツの小径の取付部を前記ブーツ端部とするとともに、シャフトにおけるブーツ装着部を前記相手部材の被取付面として、前記ブーツ取付方法を用いて、ブーツの小径の取付部とシャフトのブーツ装着部とを接合一体化しているものである。

本発明では、高周波誘導加熱コイルと、被加熱物（相手部材）との間に、断熱材およびブーツ端部が存在（介在）されることになり、コイルへの伝熱を抑えることができ、連続使用時においても、安定した出力・接合力が得られるとともに、コイル寿命の長くなる利点がある。さらには、コイル温度上昇に起因するブーツ材とコイルとの溶着を防止でき、作業性に優れたものとなる。

被加熱物である相手部材と高周波誘導加熱コイルのギャップを（周方向に）正確に保つことができるので、周方向の接着力（接合力）が均一となって、安定した接合力を発揮する。しかも、相手部材と高周波誘導加熱コイルとの相対的な移動を必要とせず、高周波誘導加熱コイルを有する高周波誘導加熱装置のコンパクト化および軽量化を図ることができ、低コストに寄与する。

ブーツ端部の取付面と相手部材の被取付面とを締め代としたり、コイルの内径面とブーツ端部の反取付面である外径面との接触を締め代としたりすることによって、ブーツ端部と相手部材との密着度が高まり、接合の信頼性の向上を図ることができる。

ブーツ端部の反取付面である外径面と、高周波誘導加熱コイルの内径面に付設される断熱材の内径面とをテーパ面とすることによって、コイルの装着性の向上を図ることができ、また、コイルとブーツ端部との密着力が大となるように、コイルを押し込むことができ、より安定した接合力を得ることができる。

ブーツ材料に熱可塑性ポリエステル系エラストマーを用いれば、熱変形しにくく、耐熱温度が高いため、この素材を等速自在継手の作動時など高温化に晒されるブーツに適用すると、高温によりブーツの耐久性が低下するのを防止することができる。特に、熱可塑性ポリエステル系エラストマーの分解温度が４００℃〜５００℃程度であり、電磁誘導加熱で得られ易い温度帯であり、このブーツ取付方法に用いるブーツ材料として最適となる。

前記断熱材として無機系材料を用いれば、耐熱性に優れ、耐久性に優れることになる。

前記ブーツ取付方法を用いた等速自在継手では、ブーツを安定した接合力で接合することができ、長期にわたって優れたシール性を発揮する。

本発明の等速自在継手におけるブーツ取付状態を示す断面図である。 高周波誘導加熱コイルの装着方法を示し、（ａ）は外側継手部材側の拡大断面図であり、（ｂ）はシャフト側の拡大断面図である。 非分離タイプの高周波誘導加熱コイルを用いてブーツを取り付けた後の等速自在継手の断面図である。 分離タイプの高周波誘導加熱コイルを用いてブーツを取り付けている状態の側面図である。 ブーツと分離タイプの高周波誘導加熱コイルとの関係を示し、（ａ）は外側継手部材側の断面図であり、（ｂ）はシャフト側の断面図である。 前記図４に示す分離タイプの高周波誘導加熱コイルを用いてブーツを取付けた後の等速自在継手を示す断面図である。 ブーツバンドを用いてブーツを取付けた後の等速自在継手を示す断面図である。

以下本発明の実施の形態を図１〜図６に基づいて説明する。図３は本発明に係る等速自在継手（バーフィールド型の固定式等速自在継手）を示している。軸方向に延びる複数のトラック溝２１が内径面２２に周方向等間隔に形成された外側継手部材２３と、軸方向に延びる複数のトラック溝２４が外径面２５に周方向等間隔に形成された内側継手部材２６と、外側継手部材２３のトラック溝２１と内側継手部材２６のトラック溝２４との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材としての複数のボール２７と、外側継手部材２３の内径面２２と内側継手部材２６の外径面２５との間に介在してボール２７を保持するケージ２８とを備えている。

内側継手部材２６の軸心孔の内周に雌スプライン２９が形成され、シャフト３０の端部雄スプライン３１がこの内側継手部材２６の軸心孔に嵌入されて、雌スプライン２９と端部雄スプライン３１とが嵌合する。また、シャフト３０の端部雄スプライン３１には、周方向溝３２が形成され、この周方向溝３２にストッパとしての止め輪３３が装着されている。

そして、外側継手部材２３の開口部はブーツ３５にて密封される。ブーツ３５は、大径の取付部（ブーツ端部）３５ａと、小径の取付部（ブーツ端部）３５ｂと、大径の取付部３５ａと小径の取付部３５ｂとを連結する屈曲部としての蛇腹部３５ｃとからなる。ブーツ材質としては、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、シリコーン系、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。

ブーツ３５の大径の取付部（一方のブーツ端部）３５ａは外側継手部材２３の開口側の外径面の被取付面（金属製の相手部材の被取付面）４０に取付固定され、小径の取付部（他方のブーツ端部）３５ｂはシャフト３０の大径部の外径面（金属製の相手部材の被取付面）４１に取付固定される。

これらの取付固定には、図１と図２に示すように、高周波誘導加熱コイル５０（５０Ａ，５０Ｂ）を用いる。この場合、ブーツ端部３５ａ、３５ｂが、反取付面である外径面４５Ａ，４５Ｂを、ブーツ内部側からブーツ外部側に向って縮径するテーパ面５１Ａ，５１Ｂとしている。このテーパ面５１Ａ，５１Ｂの傾斜角度θとしては、５°〜３０°程度に設定される。

また、高周波誘導加熱コイル５０（５０Ａ，５０Ｂ）はリング体をなし、その内径面５０Ａａ，５０Ｂａには、断熱材４６Ａ、４６Ｂが付設されている。この断熱材４６Ａ、４６Ｂは、その外径面４６Ａａ、４６Ｂａが円筒面とされ、その内径面４６Ａｂ、４６Ｂｂが、ブーツ内部側からブーツ外部側に向って縮径するテーパ面４７Ａ，４７Ｂとされる。このテーパ面４７Ａ，４７Ｂの傾斜角度θ１としても、５°〜３０°程度に設定される。これらの高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂは導電性のある銅線等からなり、中実体であっても、中空体であってもよい。

断熱材４６（４６Ａ，４６Ｂ）としては、セラミックス、グラスウール、セラミックスファイバー、セメント板、シリコーンゴムなどの一般的な断熱材を使用することができる。この場合、耐熱性の高いセラミックスやグラスウールなどの無機系材料からなるのが好ましく、さらには、断熱性が高いこれらの発泡体にても構成できる。

ところで、この断熱材４６（４６Ａ，４６Ｂ）は、被加熱物（相手部材である外側継手部材２３やシャフト３０）及び高周波誘導加熱コイル５０（５０Ａ，５０Ｂ）の冷却が行われないので、高周波誘導加熱コイル５０（５０Ａ，５０Ｂ）への伝熱を少なくするために介在させている。このため、断熱材４６（４６Ａ，４６Ｂ）の肉厚としては、使用する材質に応じて種々採用することができるが、高周波誘導加熱コイル５０（５０Ａ，５０Ｂ）への伝熱を少なくできる寸法とする必要がある。

次に、図１及び図２に示す高周波誘導加熱コイル５０（５０Ａ，５０Ｂ）を用いたブーツ３５の取付方法を説明する。まず、外側継手部材２３側について説明する。この場合、図２（ａ）に示すように、外側継手部材２３のブーツ装着部である被取付面４０に、一方のブーツ端部３５ａを外嵌した状態とする。次に、高周波誘導加熱コイル５０Ａを、外側継手部材２３の反開口部側から一方のブーツ端部３５ａに嵌入する。この嵌入では、コイル５０Ａの嵌入方向下流側の内径寸法（断熱材の内径寸法）ＤＡが大となり、ブーツ端部３５ａの嵌入方向上流側の外径寸法Ｄａが小となっている。すなわち、ＤＡ＞Ｄａであり、このように設定されることにより、滑らかに嵌入することができる。

また、シャフト３０側においては、図２（ｂ）に示すように、シャフト３０のブーツ装着部である被取付面４１に、他方のブーツ端部３５ｂを外嵌した状態とする。次に、高周波誘導加熱コイル５０Ｂを、反等速自在継手側から他方のブーツ端部３５ｂに嵌入する。この嵌入では、コイル５０Ｂの嵌入方向下流側の内径寸法（断熱材の内径寸法）ＤＢが大となり、ブーツ端部３５ｂの嵌入方向上流側の外径寸法Ｄｂが小となっている。すなわち、ＤＢ＞Ｄｂであり、このように設定されることにより、滑らかに嵌入することができる。

このように、高周波誘導加熱コイル５０（５０Ａ，５０Ｂ）が、それぞれ、図１に示すように、セットされた状態において、コイル５０Ａ，５０Ｂに高周波電流を流す。この際、電磁誘導作用によって導電体である金属（外側継手部材２３の被取付面４０、シャフト３０の被取付面４１）は、鉄損（渦電流損とヒステリシス損の和）により発熱し、この熱で、金属（外側継手部材２３の被取付面４０、シャフト３０の被取付面４１）に接している樹脂（一方のブーツ端部３５ａの取付面５３Ａ（図２参照），他方のブーツ端部３５ｂの取付面５３Ｂ（図２参照））の境界部が分解温度以上に急速に加熱して分解され、泡が発生する。これにより、前記した泡の周辺部分の高温の融液と金属（外側継手部材２３の被取付面４０、シャフト３０の被取付面４１）の表面に高温・高圧の条件が発生して、図１に示すように、ブーツ３５の一方の端部３５ａの取付面５３Ａ（図２参照）と外側継手部材２３の被取付面４０との間およびブーツ３５の他方の端部３５ｂの取付面５３Ｂ（図２参照）とシャフト３０の被取付面４１との間には、接合部５５、５６(図３参照)が得られる。

この結果、ブーツ端部３５ａの取付面５３Ａ（図２参照）と外側継手部材２３の被取付面４０およびブーツ端部３５ｂの取付面５３Ｂ（図２参照）とシャフト３０の被取付面４１をそれぞれ接合一体化して、ブーツ端部３５ａを外側継手部材２３へ取付固定し、ブーツ端部３５ｂをシャフト３０へ取付固定することができる。

次に、図４は、高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂが、一対の円弧状体６０Ａ，６０Ａ，６０Ｂ，６０Ｂを組み合わせてなる分割可能なリング体である。このため、ブーツ端部３５ａ、３５ｂの外径面４５Ａ，４５Ｂが円筒面６１Ａ、６１Ｂに形成される（図６参照）。この場合も、高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂの内径面には、図５に示すように、断熱材４８Ａ、４８Ｂが付設されている。

断熱材４８Ａ、４８Ｂは、それぞれ、一対の半円弧体４９Ａ，４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｂにて構成され、各円弧状体６０Ａ，６０Ａに半円弧体４９Ａ，４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｂが付設されている。また、断熱材４８Ａ、４８Ｂは、その外径面４８Ａａ、４８Ｂａ及び内径面４８Ａｂ、４８Ｂｂが円筒面とされる。

従って、この分割タイプの高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂとしては、図４に示すように、円弧状体６０Ａ，６０Ａを、外側継手部材２３に対して外径方向から装着（セット）することができ、円弧状体６０Ｂ，６０Ｂを、シャフト３０に対して外径方向から装着（セット）することができる。

この分割タイプの高周波誘導加熱コイル５０（５０Ａ，５０Ｂ）が、それぞれ、図４に示すように、セットされた状態において、コイル５０Ａ，５０Ｂに高周波電流を流せば、前記したように、ブーツ端部３５ａの取付面５３Ａ（図６参照）と外側継手部材２３の被取付面４０（図６参照）およびブーツ端部３５ｂの取付面５３Ｂ（図６参照）とシャフト３０の被取付面４１（図６参照）をそれぞれ接合一体化して、図６に示すように、ブーツ端部３５ａを外側継手部材２３へ取付固定し、ブーツ端部３５ｂをシャフト３０へ取付固定することができる。

このように、前記したブーツ取付方法では、高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂと、被加熱物（相手部材）との間に、ブーツ端部３５ａ、３５ｂが存在（介在）されることになる。ブーツ材質は樹脂であり、非導電性物質である。このため、高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂとブーツ端部３５ａ、３５ｂとが断熱材４６Ａ，４６Ｂを介して接触しても高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂが破損することはない。また、ブーツ端部３５ａ、３５ｂの肉厚としては通常は一定であるため、高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂを、断熱材４６Ａ，４６Ｂを介してブーツ端部３５ａ、３５ｂの取付面外径（反被着面）と接触させることにより、被加熱物である相手部材と高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂのギャップを（周方向に）正確に保つことができる。

すなわち、被加熱物である相手部材(外側継手部材２３やシャフト３０)と高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂのギャップを（周方向に）正確に保つことができるので、周方向の接着力（接合力）が均一となって、安定した接合力を発揮する。しかも、相手部材(外側継手部材２３やシャフト３０)と高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂとの相対的な移動を必要とせず、高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂを有する高周波誘導加熱装置のコンパクト化および軽量化を図ることができ、低コストに寄与する。

しかも、高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂと、被加熱物（相手部材）との間に、断熱材４６Ａ，４６Ｂおよびブーツ端部３５ａ、３５ｂが存在（介在）することになり、高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂへの伝熱を抑えることができ、連続使用時においても、安定した出力・接合力が得られるとともに、コイル寿命が長くなる利点がある。さらには、コイル温度上昇に起因するブーツ３５と高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂとの溶着を防止でき、作業性に優れたものとなる。

ところで、ブーツ端部３５ａ、３５ｂの取付面５３Ａ、５３Ｂと相手部材(外側継手部材２３やシャフト３０)の被取付面４０，４１との直径比を０．９９５〜０．９８の締め代とするのが好ましい。締め代が０．９９５以上未満では、金属（外側継手部材２３やシャフト３０）とブーツ材のミクロ的な密着が不足し、０．９８より大きい締め代では、ブーツ３５の圧入抵抗が大きく、組立に支障が出るおそれがある。

また、図１等に示すように、断熱材４６Ａ，４６Ｂの内径面４６Ａｂ，４６Ｂｂ及びブーツ端部３５ａ、３５ｂの反取付面である外径面４５Ａ，４５Ｂを、ブーツ内部側からブーツ外部側に向って縮径するテーパ面４７Ａ，４７Ｂ，５１Ａ，５１Ｂとしたものでは、高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂを、拡径している側からブーツ端部３５ａ、３５ｂの小径側を介して嵌入することができる。このため、高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂの装着性（セット性）の向上を図ることができる。また、このようにテーパ面同士を接触させる場合、この接触した状態からさらに高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂを押し込むことによって、その密着力を大きくとることができる。これによって、より安定した接合力を得ることができる。

なお、テーパ面４７Ａ，４７Ｂ，５１Ａ，５１Ｂのテーパ角度を５°〜３０°としたのは、ブーツ３５の成型性に基づくものであるが、５°未満では、嵌入性に劣り、３０°を越えれば、被加熱部に対する高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂのギャップが軸方向端部において大きな差が生じて、相手部材の表面温度にバラツキが生じるおそれがある。

図４に示すように、分離タイプの高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂを用いれば、断熱材４６Ａ，４６Ｂの内径面４６Ａｂ，４６Ｂｂとブーツ端部３５ａ，３５ｂの反取付面である外径面４５Ａ，４５Ｂとの接触を締め代とするのが好ましい。ブーツ３５が少しでも締め代状態となると、接合部の周方向でのギャップ量が安定する。また、締め代が大きくなりすぎると高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂを完全に閉じることができなくなり、その機能を果たせない（高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂを構成しない）。このため、この場合、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの締め代とするのが好ましい。

なお、ブーツ端部３５ａ、３５ｂと断熱材４６Ａ，４６Ｂの内径面４６Ａｂ，４６Ｂｂの内径差は、コイル５０Ａ、５０Ｂを閉じたときにブーツ材質の弾性変形により完全に密着できる範囲内であれば問題ないが、０ｍｍ〜０．３ｍｍの範囲であってもよい。

ブーツ材質を熱可塑性ポリエステル系エラストマーとするのが好ましい。熱可塑性ポリエステル系エラストマーは、機械的強度、成形性、弾性に優れておりブーツに必要とされる屈曲耐久性等の機能を具備させる素材として好ましい。また、熱可塑性ポリエステル系エラストマーは熱変形しにくく、耐熱温度が高いため、この素材を等速自在継手の作動時など高温化に晒されるブーツに適用すると、高温によりブーツの耐久性が低下するのを防止することができる。

熱可塑性ポリエステル系エラストマーの分解温度が４００℃〜５００℃程度であり、電磁誘導加熱で得られ易い温度帯であり、このブーツ取付方法に用いるブーツ材料として最適となる。

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、前記実施形態では、外側継手部材側およびシャフト側においても、ブーツバンドを使用しないで、高周波誘導加熱を用いるものであったが、いずれか一方をブーツバンドを使用した既存の方法で取付固定するものであってもよい。

断熱材３８の肉厚寸法としては、任意に設定できるが、被加熱物である相手部材と高周波誘導加熱コイル５０Ａ，５０Ｂのギャップが大きく成り過ぎて、相手部材を十分に加熱できなくなる寸法にならないように設定する必要がある。

固定式等速自在継手として、図例のものに限らず、アンダーカットフリータイプの固定式等速自在継手であっても、ダブルオフセットタイプ、クロスグルーブタイプ、トリポードタイプの摺動式等速自在継手であってもよい。

３５ ブーツ
３５ａ，３５ｂ ブーツ端部（取付部）
４０，４１ 被取付面
４６、４６Ａ，４６Ｂ 断熱材
４６Ａａ４６Ｂａ 外径面
４７Ａ，４７Ｂ ，５１Ａ，５１Ｂテーパ面
４８Ａ，４８Ｂ 断熱材
４８Ａａ 外径面
４８Ａｂ 内径面
４９Ａ，４９Ａ，４９Ｂ，４９Ｂ 半円弧体
５０，５０Ａ，５０Ｂ 高周波誘導加熱コイル
５０Ａａ，５０Ｂａ 内径面
５３Ａ、５３Ｂ 取付面
６０Ａ，６０Ｂ 円弧状体

Claims (7)

1. 金属製の相手部材にブーツ端部が取付固定される等速自在継手用ブーツの取付方法であって、
   相手部材の外径面である被取付面にブーツ端部を外嵌させた後、リング状をなす高周波誘導加熱コイルを、その内周面とブーツ端部との間に断熱材を介在させた状態でこのブーツ端部に外嵌し、この高周波誘導加熱コイルへ高周波電流を通電して前記相手部材の被取付面の表層部分のみを高周波誘導により加熱し、ブーツ端部の内径面である取付面と前記相手部材の外径面である被取付面とを接合一体化するものであり、ブーツ端部の外径面である反取付面と断熱材の内径面とは接触するとともに、断熱材の外径面と高周波誘導加熱コイルの内径面とは接触している状態で、高周波誘導により加熱を行うことを特徴とするブーツ取付方法。
2. 高周波誘導加熱コイルは、２つの円弧状体を組み合わせてなる分割可能なリング体であり、この内径面に付設される断熱材とブーツ端部の反取付面である外径面との接触を締め代とすることを特徴とする請求項１に記載のブーツ取付方法。
3. 金属製の相手部材にブーツ端部が取付固定される等速自在継手用ブーツの取付方法であって、
   相手部材の外径面である被取付面にブーツ端部を外嵌させた後、リング状をなす高周波誘導加熱コイルを、その内周面とブーツ端部との間に断熱材を介在させた状態でこのブーツ端部に外嵌し、この高周波誘導加熱コイルへ高周波電流を通電して前記相手部材の被取付面の表層部分のみを高周波誘導により加熱し、ブーツ端部の内径面である取付面と前記相手部材の外径面である被取付面とを接合一体化し、高周波誘導加熱コイルは、非分割性のリング体からなり、ブーツ端部の反取付面である外径面を、ブーツ内部側からブーツ外部側に向って縮径するテーパ面とすることを特徴とするブーツ取付方法。
4. ブーツ端部の取付面の内径と相手部材の被取付面の外径との直径における比を、０．９９５〜０．９８の締め代とすることを特徴とする請求項１〜請求項３にいずれかに記載のブーツ取付方法。
5. 高周波誘導加熱コイルの内径面に付設される断熱材とブーツ端部の反取付面である外径面とを、０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの締め代とすることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載のブーツ取付方法。
6. ブーツ材質を熱可塑性ポリエステル系エラストマーとする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方法。
7. 前記断熱材が無機化合物からなることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のブーツ取付方法。

Images