JPH073249B2 - 機械的伝動継手を密封するブ−ツ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔利用分野〕 本発明は、機械的伝動継手、とくに動作中に関節状に動
ける継手用のブーツすなわちシールに関するものであ
る。更に詳しくいえば、本発明は、そのような種類のブ
ーツの少くとも一部が可撓性でないような、前記した種
類のブーツすなわちシールに関するものである。とく
に、本発明は、継手の外部レースを囲むシールすなわち
ブーツの部分がそれぞれれ半硬質である同心状の別々の
内部部品および外部部品で作られている前輪駆動自動車
の前輪の駆動に用いられる種類の恒速度駆動継手用のブ
ーツすなわちシール関するものである。

〔従来技術〕

前輪駆動車の変速機からその車の駆動車輪へ動力を伝え
る手段として、恒速度駆動継手が自動車工業において広
く用いられ、各駆動車輪にその継手が１個またはそれ以
上設けられる。もちろん、必要な潤滑剤を継手内部の所
定の場所に保持し、かつほこりその他の外部汚染物が継
手の部分に入らないようにするために、そのような各駆
動継手は密封すべきである。

この密封機能を行うために従来から用いられ、ブーツす
なわちシールと通常呼ばれている装置は、弾性材料で通
常作られて、通常はひだをつけられている形状の可撓性
構造のものが普通であつた。しかし、そのような可撓性
構造のために、通常は軸線方向に整列させられている継
手の入力軸と出力軸の関節状運動すなわち角運動（これ
は、道路走行中に生ずる震動または旋回中に発生するこ
とがある運転状態である）を、継手のシールの破損なし
に、ブーツが吸収するために歪めるようにされている。

上記の自動車用恒速度駆動継手用の可撓性ブーツすなわ
ちシールは非常に広く使用されている。しかし、それら
のシールは非常に高価であり、しかもそれらのシールが
可撓性であるために寸法が変りやすいから、密封は手作
業で行わなければならない。そうすると、取扱う部品の
寸法が正確であることを前提にしている、コスト低減目
的の機械的組立技術の使用が阻害される。また、弾性材
料から作られるそれらの可撓性ブーツすなわちシール
は、路上の危険物およびその他の形の集中的衝撃により
穴があけられることがあり、また、自動車の正常な寿命
中に遭遇することがある種類の低温度と高温度にそれら
の弾性材料がさらされると、それらの材料の性質が低下
することも知られている。更に、それらの可撓性ブーツ
すなわちシールがひだをつけられた形であるから、継手
を適正に潤滑するためにグリースを充さなければならな
い内部容積が大きくなり、そのためにかなり多量のグリ
ースを必要とする。そして、多くの弾性材料はグリース
に触れると劣化するから、そのような可撓性シールに有
用な寿命が一層制限される。

米国特許出願第702,051号明細書には、自在継手の通常
は金属製である外部レースの部分的に球面状の外側表面
上で関節運動を行えるようにしてシールする、部分的に
球面状の内側表面を有する可撓性でない、有機質部分を
有する機械継手のためのブーツすなわちシールが記載さ
れている。可撓性でない有機質の第１の部分は一体構造
であつて、部分的に球面状のスロツトを有する。そのス
ロツトはその内部で関節状に動く第２の部分をシールす
るようにして受ける。

前記米国特許出願第702,051号の第１図に示されている
機械継手のブーツすなわちシールの可撓性でない有機質
部分は一体に形成されている。

それにより、ブーツすなわちシールのそのような可撓性
でない有機質部分の全体にわたつて硬さおよびその他の
特性が一様になる。しかし、前記の米国特許出願第702,
051号の第１図示されている機械継手のブーツすなわち
シールの可撓性でない有機質部分の性能は、その部分を
少くとも一対の非可撓性有機質部品すなわちセグメント
で構成し、それらの部品を用いている機械継手における
それらの各部品の性能を最適にするために、各部品の硬
さその他の性質を異ならせるように、前記各部品を僅か
に異なる非可撓性有機材料から作ることにより向上させ
ることができる。

〔発明の概要〕

したがつて、本発明に従つて、自動車用の恒速度前輪駆
動継手のような機械継手の多部品シールすなわちブーツ
が得られる。この多部品ブーツは少くとも一部が少なく
とも一対の非可撓性材料で、なるべく熱硬化性物質のよ
うな異なる半硬質重合物質で、作られる。そのようなブ
ーツを有する組立てられた継手の性能は、半硬質の重合
材料から作られた１つの一体ブーツ部を用いる組立てら
れた継手の性能より高い。また、本発明のブーツの半硬
質部分が弾性ブーツよりもパンクに強く、高温度と低温
度に一層耐え、グリースにより劣化させられることが少
いという点で、従来の可撓性ブーツより性能が向上して
いる。

本発明のブーツの多部品非可撓性部分は同心状の第１と
第２の部品を有し、各部品は継手の出力端部に面する開
放端部を有する。この開放端部は継手の外部レースの継
手端部を囲み、その継手端部は、動力を継手から従動部
材へ伝える出力軸の継手端部にある。各ブーツの開放端
部が全体として球面状の内面を有する。その部品の内面
は、継手の外部レースの球面状外面に面同士が密封状態
で接触するように配置される。内側ブーツの部品の半硬
質端部と継手の外部レースの間のこの面同士の密封関係
により、ブーツと外部レースの間のシールを損うことな
しに、ブーツと外部レースの間で所定の許容できる程度
の関節状運動を行えるようにされる。多部品ブーツの内
側部品と継手の外部レースの間の希望の組立て関係を維
持するために、ブーツのこの部品の開放端部の直径を、
それ球面状密封表面の直径よりわずかに小さくすること
により、両者の間でわずかなしまりばめすなわちスナツ
プばめが行われる。ブーツのそのような部品は、継手の
外部レース上に拡がるため、および外部レースに取付け
た後で、そのようなしまりばめのために内側ブーツ内に
生じた引張り応力のために所定位置に強く保持するため
に十分な弾性を有する。

本発明の好適な実施例においては、前記のように継手の
外部レースの球面状外面に対して面同士が接触する係で
シールする多部品部分を含み、軸線方向整列させられた
一対の半硬質開放端部ブーツ部分で作られる。そのよう
なブーツは、第２の半硬質部分として、ひだのないブー
ツ部分も含む。第１のブーツ部分の入力端部に球面状の
環状溝の中に、表面同士が接触して密封する関係で受け
られる球面状出力端部を第２のブーツ部分に設けること
により、それらのブーツ部分の間の関節運動を行えるこ
とになる。そのような球面状の環状溝は、第１のブーツ
部分の内側部品と外側部品の間の間隙により形成され
る。

したがつて、本発明の目的は、機械的な伝動継手を密封
するための改良したブーツを得ることである。

本発明の別の目的は、入力部材と出力部材が相対的に関
節状の動きをさせられるような機械的な伝動継手を密封
する改良したブーツを得ることである。

本発明の別の目的は、恒速度駆動継手を密封する改良し
たブーツを得ることである。

本発明の別の目的は、前輪駆動自動車の前輪を駆動する
ために用られる恒速度駆動継手を密封する改良したブー
ツを得ることである。

本発明の更に別の目的は、前輪駆動自動車の恒速度駆動
継手を密封するブーツであつて、互いに同心状に配置さ
れた多部品部分を有し、各部品が非可撓性材料で作ら
れ、ブーツのその多部品部分と継手の部材の間で関節の
ような動きを行えるようにして、継手のそのような部材
の外側球面状密封面に対してその同心状部品の内側が密
封する内側球面状密封面をその部分が有するブーツを得
ることである。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明を詳しく説明する。

第１図には固定型すなわち非プランジング型恒速度駆動
継手が参照符号11で全体的に示されている。恒速度駆動
継手11は入力軸13から動力を入力端部12に受け、恒速度
駆動継手11の出力端部15から延びている出力軸14によ
り、その動力を従動部材（図示せず）へ伝える。この技
術において知られているように、動力は入力軸13から、
軸受保持器17に含まれている円周方向の一連の球（その
数は通常は６個である）により出力軸14へ伝えられる。
球16は内部レース19の球面状表面18の上をころがる。そ
の内部レースはキーその他の手段により入力軸13に固定
される。それと同時に、球16は外部レース22の球面状内
面21の上もころがる。外部レース22は出力軸14の一体部
分を構成する。出力軸14と外部レースで作られた部材は
たとえば鍛造により一体形成される。

動作中は、入力軸13と出力軸14は、それらの軸の間の正
常な軸線方向の向き（第１図）から関節運動すなわち角
歪みをさせられる。前輪駆動自動車の前輪駆動用継手の
場合には、この関節運動の大きさは各方向に45度のオー
ダーであつて、たとえば、自動車が路上で遭遇する正常
な震動および動揺と、自動車の旋回とにより生じ得る。
球16が内部と外部のレース19,22の球面状表面18,21に転
動接触するために、恒速度駆動継手自体はその程度の関
節状運動は十分吸収できる。

先に述べたように、恒速度駆動継手は、相対的に動く精
密機械加工された部品を含むから、常に潤滑を保ち、自
動車という環境において遭遇することがあるほこりその
他の汚染物による汚染を受けないようにせねばならな
い。そのために、恒速度駆動継手11の内部を密封するブ
ーツ23が恒速度駆動継手11に設けられる。もちろん、ブ
ーツ23は、恒速度駆動継手11自体が受ける程度の関節状
運動を、そのような関節状運動の間中、またはそのよう
な関節状運動の結果として、ブーツ23の密封特性を失う
ことなしに吸収できねばならず、しかも、自動車用では
長年にわたつてそれができなければならない。

先に述べたように、入力軸13と出力軸14の間の大きな関
節状運動を恒速度駆動継手は吸収できなければならな
い。自動車の前輪駆動継手の場合には、正常な走行中の
その関節状運動は各方向に約20度に達することがしばし
ばあり、急角度で旋回する場合に遭遇する厳しい条件の
間には各方向に約45度に達することがたまにある。ブー
ツ23の必要な関節状曲りは、駆動継手の外部レース２に
球面状の外面24を設け、ブーツ23を２個のブーツ部分か
ら作ることにより得ることができる。そような一対の部
分の１つは別々の同心状内側部品と外側部品を有する。
鍛造された外部レースの場合には、それのコストを低減
するために球面状外面24はなるべく機械加工しない。第
１のブーツ部分は２部品部分25である。この２部品部分
25は、外部レース22の球面状外面24に、密封接触する半
径方向内側へ延びるリブ25bが設けられた内側部品25aを
有する。本発明の密封ブーツは、円筒形その他の非球面
状外部レースを利用する既存の恒速度ユニバーサル継手
に利用できることもねらつている。その場合にはプラス
チックその他の材料で作つた取付具を外部レースに取付
けなければならないが、密封ブーツに対して表面同士の
密封接触を行うために、その取付具には球面状の外面を
設けなければならない。２部品ブーツ25は外側部品25c
も含む。この外側部品25cは内側ブーツ部品25aに少くと
も一部が係合した状態で、その内側部品25aと同心状に
配置される。内側部品25aのうち、恒速度駆動継手の入
力軸13の端部近くの部分25dは部分的に半径方向に薄く
される。したがつて、球面状である内側部品25aの半径
方向の厚さが部分的に薄くされている部分の外面と、外
側部品25cの囲む部分の内面との間に球面状の溝が形成
される。ブーツ23の第２の部分はひだをつけられていな
いじようご形の半硬質部分28である。この半硬質部分28
の拡径されている端部は全体として球面状であって、球
面状の溝27の中に密封状態に受けられる。半硬質部分28
の他端部は短い円筒形部材29をなし、入力軸13に密封状
態で係合する。

ひだをつけられていない半硬質部分28の拡径端部が球面
状溝27の内部で関節状に動くことにより、恒速度継手11
の関節状運動は部分的に吸収される。その拡径端部の関
節状運動は、駆動継手が正常に使用されている間に遭遇
することがある全ての衝突および旋回により生ずる震動
を吸収できるのに十分なものになるべくすべきで、自動
車の前輪駆動継手においては各方向に約20度までであ
る。ひだがつけられていないじようご形の半硬質部分28
の拡径端部の寸法と球面状溝27の寸法は、内側部品25a
のうち、半径方向に薄くされている部分25dの内側に配
置されている部分に接触することにより、その程度の大
きさの関節状運動に達した時に、ひだのつけられていな
いじようご形の半硬質部分28が球面状溝27の底に達する
ようなものである。それ以上大きな関節状運動は、外部
レース22の球面状外面24の周囲を内側部品25aと、外側
部品25cおよび２部品部分25が連係して球面状に滑るこ
とにより吸収される。この滑りにより、ひだのつけられ
ていな半硬質部分28が球面状溝27の底に達した後で、各
方向に更に約30度まで関節状運動を吸収できる。この値
は通常要求される値よりも少くとも５度大きい。自動車
の前輪駆動継手においては、鋭い旋回と、大きな上下動
すなわちバウンドとの少くとも一方が起きた時に、その
付加関節状吸収作用は機能する。

ブーツ23の２部品部分25の内側部品25aと外側部品25cの
各々と、部分28とは強くて、穴あけに耐える非弾性、ま
た半硬質の重合材料で製作される。それらの各部分の製
作にはポリウレタン材料が良く適することが判明してい
る。２部品部分25の外側部品25cは、内側部品25aの構成
材料より多少硬い材料で、構成して、外側部品25cの耐
パンク性を最大にするとともに、内側部品25aのシール
性能をもつと高くするようにするとよい。そのようにし
て製作されたブーツ23の耐パンク性および耐千切れ性は
従来の駆動継手よりかなり高く、それの寸法誤差も非常
に小さいから、組立を自動化でき、したがつて組立に要
する労賃を低減できる。また、ブーツ23は、自動車の前
輪駆動継手の正常な寿命期間中に遭遇することがある非
常な高温と非常な低温に良く耐えることができ、かつ、
恒速度駆動継手11の内部に充填されているグリースとの
接触による劣化に対しても良く耐える。このブーツ23の
別の特徴とするところは、ひだがつけられていない半硬
質部分28と２部品部分25との内面の一部が駆動継手内部
のグリースに接触するために、２部品部分25の球面状溝
27の中でのひだのつけられていない半硬質部分28の滑動
と、外部レース22の球面状外面24上の２部品部分25の滑
動とが自己潤滑され、しかも、駆動継手の回転中にはグ
リースに使用する遠心力のために２部品部分25と半硬質
部分28の内面へのグリースの付着が増大するために、駆
動継手の最も頻繁な関節状運動の期間中に、それらの内
面へのグリースの付着が保たれることである。

ブーツ23の更に別の特徴は、２部品部分25が非弾性的な
性質のために、その２部品部分25を外部レースの球面状
外面24上の場所に保持することを補助する固定手段また
はリングを必要とすることなしに、スナツプはめ合いに
よりそのような保持を行えることである。この特徴によ
り、駆動継手の製作に含まれる部品のコストと、それら
の部品の組立コストを一層低減できる。同様に、ひだの
つけられていない半硬質部分28の密封保持を補助するた
めに固定手段または溝を必要とすることなしに、入力軸
13上の短い円筒形部材29により、ひだのつけられていな
い半硬質部分28を密封状態で保持できるから、材料費と
組立費を一層低減できる。あるいは、第２図に示すよう
に、ひだのつけられていないブーツ部分128の最も外側
の端部128aは外側の別の円筒形部材129に接合その他の
手段で固着される。前記円筒形部材129は関連する入力
軸（図示せず）を強く係合するようにされる。

本発明を恒速度型駆動継手の分野にとくに利用しようと
する意図を有するから、本発明のブーツすなわちシール
の種々の実施例を、恒速度型駆動継手へ応用する例につ
いて説明した。しかし、この種のブーツすなわちシール
は、三脚接触型すなわち球接触型のような他の種類の駆
動継手、またはフツク継手またはカルダン継手のような
非恒速度駆動継手にも使用できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の密封ブーツの好適な実施例を有する恒
速度駆動継手の一部断面側面図、第２図は本発明の密封
ブーツの別の実施例を有する恒速度駆動継手の一部断面
側面図である。 11……恒速度駆動継手、13……入力軸、14……出力軸、
22……外部レース、21……外部レースの球状面、23……
ブーツ、24……球状外面、25……２部品部分、28……ひ
だのつけられていない半硬質部分、29,129……円筒形部
材。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機械的伝動継手を密封するブーツにおい
   て、 密封される前記機械的伝動継手には、入力軸と、この入
   力軸に対して動作中関節状に曲げられる出力軸と、前記
   入力軸および前記出力軸の一方に連結されていて球面状
   の外面を持つ外部レースと、前記入力軸および前記出力
   軸の他方からの動力を前記外部レースへ伝える手段とが
   備えられており、 同心状で別体に形成された内側部品および外側部品から
   構成されている第１ブーツ部品を有した第１の部分を備
   え、前記内側部品および外側部品が非可撓性材料から形
   成され、前記内側部品が前記外部レースの前記球面状外
   面の一部を囲み且つその一部に封止状態で係合し、もっ
   て前記第１の部分が前記外部レースに対して、封止状態
   を失うことなしに、関節状に動けるようになされてお
   り、そして、前記内側部品は前記外側部品から部分的に
   離間し、もって両者間に球面状の溝が、前記入力軸およ
   び前記出力軸の前記他方に向いて開口するよう、形成さ
   れており、 前記入力軸および前記出力軸の前記他方に封止状態で係
   合し且つ前記第１の部分へと延びていて、非可撓性材料
   から形成された第２ブーツ部品を有した第２の部分を備
   え、この第２の部分は、前記第１の部分と共働して、前
   記入力軸および前記出力軸の前記他方と前記外部レース
   との間の継手の封止を与えて、前記継手内に潤滑油を保
   持するとともに、ほこりその他の汚染物の侵入を阻止す
   るものであり、前記第２の部分は、前記第１の部分の前
   記球面状の溝に封止状態で滑動可能に挿入されている拡
   径端部を有し、もって前記第１の部分に対して封止状態
   で関節状に動くことができ、 前記第１の部分の前記球面状の溝の深さは、前記第１の
   部分に対する前記第２の部分の関節状の動きによって前
   記第２の部分の前記拡径端部が前記第１の部分の前記球
   面状の溝の底に突き当たる程度のものであり、前記拡径
   端部が前記球面状の溝の底に突き当たった後は、前記継
   手の外部レースに対する前記第１の部分の関節状の動き
   によって、ブーツが更に関節状に動けるようにした ことを特徴とする、機械的伝動継手を密封するブーツ。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第１項記載のブーツであっ
   て、前記第１の部分の前記外側部品は第１の非可撓性材
   料から形成され、前記第１の部分の前記内側部品は第２
   の非可撓性材料から形成され、前記第１の非可撓性材料
   は前記第２の非可撓性材料より硬いことを特徴とするブ
   ーツ。
3. 【請求項３】特許請求の範囲第２項記載のブーツであっ
   て、前記第１の非可撓性材料および前記第２の非可撓性
   材料は、ポリウレタンであることを特徴とするブーツ。
4. 【請求項４】特許請求の範囲第１項記載のブーツであっ
   て、前記第１の部分の前記内側部品は肉薄の部分を有
   し、その肉薄の部分は球面状の外面を有し、前記第１の
   部分の前記外側部品は球面状の内面を有し、前記球面状
   の溝は、前記内側部品の前記肉薄の部分の外面と、前記
   外側部品の球面状の内面とにより形成されることを特徴
   とするブーツ。
5. 【請求項５】特許請求の範囲第１項記載のブーツであっ
   て、前記第２の部分は全体としてじょうご形であり、そ
   のじょうご形のひろがり部が前記第２の部分の前記拡径
   端部により形成され、さらに、前記第２の部分には、前
   記入力軸および前記出力軸の前記他方に封止状態で係合
   する、短い円筒形部材が設けられている、ことを特徴と
   するブーツ。