WO2009101831A1 - 等速自在継手用ブーツ - Google Patents

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constant velocity
boot
universal joint
joint member
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Shinichi Takabe
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Ntn Corporation
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/84—Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor
    • F16D3/843—Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor enclosed covers
    • F16D3/845—Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor enclosed covers allowing relative movement of joint parts due to the flexing of the cover
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J3/00—Diaphragms; Bellows; Bellows pistons
    • F16J3/04—Bellows
    • F16J3/041—Non-metallic bellows
    • F16J3/042—Fastening details

Definitions

  • the present invention relates to a boot that is attached to a constant velocity universal joint in a power transmission mechanism of an automobile, for example.
  • a constant velocity universal joint incorporated in a power transmission mechanism of an automobile is equipped with a boot for the purpose of preventing foreign matter such as dust from entering the joint and leakage of grease sealed in the joint.
  • the boot 31 has a large diameter portion 32, a small diameter portion 33, a bellows portion 34, and a shoulder portion 35 as main components.
  • the constant velocity universal joint 36 mainly includes an outer joint member 37, an inner joint member (not shown), and a torque transmission member (not shown) that is interposed between the outer joint member 37 and the inner joint member to transmit torque. This is a component.
  • the large-diameter portion 32 of the boot 31 is fitted to the open end side of the outer joint member 37 of the constant velocity universal joint 36 and is fastened and fixed by a boot band 38.
  • the small-diameter portion 33 of the boot 31 is fitted to a shaft 39 connected to the inner joint member of the constant velocity universal joint 36 and is fastened and fixed by a boot band 40.
  • an upright portion is formed from the shoulder portion of the boot to the bellows portion that forms an angle of 85 to 95 °, preferably around 90 ° with respect to the axial direction. ing.
  • the thickness of the connection portion with the large-diameter ring portion is thin, and the connection portion with the upright portion forms a chamfered portion on the outer peripheral surface.
  • Shoulder thickness is uneven.
  • the outer shape of the shoulder portion is sharp on the radially outer side. Such uneven thickness and external shape of the shoulders cause stress concentration against the impact of foreign matter (such as pebbles) from outside and deformation of the boot due to the operation of the constant velocity universal joint. May be reduced.
  • the present invention has an object to provide a boot for a constant velocity universal joint that can be appropriately fitted to the outer joint member of the constant velocity universal joint and can improve durability. To do.
  • the invention of claim 1 is provided with an outer joint member, an inner joint member, and a torque transmission member that transmits torque by being interposed between the outer joint member and the inner joint member.
  • the bellows part which has the peak part which is a mountain shape, and the valley part which is a valley shape alternately, and the said large diameter part side is a trough part, and the said large diameter part and the trough part of the said largest diameter part side
  • the constant velocity universal joint boot provided with a shoulder for connecting the constant velocity universal joint and the shaft with the constant velocity universal joint boot attached to a shaft with the operating angle of 0 ° is the largest.
  • the shaft In the trough on the diametric side, the shaft is adjacent to the large diameter portion and A circular arc portion having a convex cross section facing radially outward and a linear portion adjacent to the circular arc portion and having a linear cross sectional shape in the axial direction are formed.
  • the outer joint member is brought into contact with the opening end portion, and the thickness from the arc portion to the straight portion is made uniform.
  • the operating angle is 0 °
  • the operating angle includes, strictly speaking, the operating angle is not 0 ° due to a slight difference in angle or the like, but also includes those in which the operating angle can be substantially regarded as 0 ° (hereinafter the same). .
  • adjacent means connected without any intervening portion (hereinafter the same).
  • arc-shaped includes those that are not strictly arc-shaped due to minute differences in shape, but can be regarded as substantially arc-shaped (hereinafter the same). The same applies to “linear” and “uniform” (hereinafter the same).
  • the cross-sectional shape in the axial direction of the arc portion is an arc shape that protrudes outward in the radial direction, an effective stress dispersion action is generated with respect to the external force. Further, since a gap is formed between the inner peripheral surface of the arc portion and the outer peripheral surface of the outer joint member, and the thickness of the arc portion is uniform, the cushioning action is generated almost evenly at any location of the arc portion. Therefore, when a foreign object collides with a circular arc part from the outside, possibility of damage will fall.
  • the thickness from the arc part to the straight part is uniform, it is possible to prevent stress from concentrating on a specific part against the collision of foreign matter from the outside or the deformation of the boot due to the operation of the constant velocity universal joint. Is done. For these reasons, the durability of the arc portion and the straight portion and thus the boot is improved.
  • the cross-sectional shape in the axial direction of the arc portion is an arc shape that protrudes outward in the radial direction and the thickness of the arc portion is uniform, when the constant velocity universal joint takes an operating angle, A function as a bellows occurs in the part.
  • the inner peripheral surface of the straight portion is in contact with the open end of the outer joint member. For this reason, when attaching a large diameter part to an outer joint member, it suppresses that the internal peripheral surface of a straight part contact
  • the cross-sectional shape in the axial direction of the arc portion is a semicircular arc shape that protrudes radially outward.
  • the semicircle includes those that can be regarded as substantially semicircle even if the central angle is slightly deviated from 180 ° (hereinafter the same).
  • the invention of claim 3 is the invention of claim 1 or 2, wherein the minimum inner diameter of the trough on the side of the largest diameter portion is set to the maximum diameter of the groove that accommodates the torque transmitting member at the open end of the outer joint member. On the other hand, it is 93% or more and 100% or less.
  • the maximum diameter of the groove is the double of the distance between the inner surface of the groove and the axis of the outer joint member (hereinafter the same).
  • the boot compact without losing the function of the valley on the largest diameter side as the valley. Further, when the constant velocity universal joint has a large operating angle, it is possible to prevent the valley portion on the largest diameter side from being sandwiched between the outer joint member and the shaft. Thereby, damage of the trough part on the largest diameter part side is suppressed, and durability is improved.
  • the invention of claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein the inner peripheral surface of the linear portion is inclined at an angle of more than 0 ° and not more than 10 ° with respect to the radial direction. is there.
  • the valley portion on the largest diameter side is provided. Is suppressed between the outer joint member and the shaft. Thereby, damage of the trough part on the largest diameter part side is suppressed, and durability is improved. Further, the distance in the axial direction of the straight portion can be reduced, and the boot can be made compact in the axial direction.
  • the invention of claim 5 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the material is a thermoplastic polyester elastomer.
  • the invention of claim 6 is the invention according to any one of claims 1 to 5, wherein the constant velocity universal joint is a sliding type constant velocity universal joint.
  • the sliding type constant velocity universal joint is a double offset type constant velocity universal joint in which the torque transmitting member is 3 or more and 10 or less.
  • FIG. 1 shows a state in which a constant velocity universal joint boot according to an embodiment of the present invention is attached to a constant velocity universal joint having an operating angle of 0 ° and a shaft.
  • the constant velocity universal joint boot is usually attached by being compressed or expanded, but for convenience, in this state, the constant velocity universal joint boot is not substantially subjected to the axial force by the constant velocity universal joint and the shaft.
  • the boot 1 has a large diameter part 2, a small diameter part 3, a bellows part 4 and a shoulder part 5 as main components.
  • the constant velocity universal joint 6 is a double offset type constant velocity universal joint that is a sliding type constant velocity universal joint.
  • the constant velocity universal joint 6 mainly includes an outer joint member 7, an inner joint member (not shown), and a torque transmission member (not shown) that transmits torque by being interposed between the outer joint member 7 and the inner joint member.
  • the torque transmitting member is a ball, and the number is not particularly limited, but is preferably 3 or more and 10 or less.
  • the large-diameter portion 2 of the boot 1 is fitted at a predetermined position on the opening end side of the outer joint member 7 of the constant velocity universal joint 6 and is fastened and fixed by the boot band 8.
  • the small-diameter portion 3 of the boot 1 is fitted at a predetermined position on the shaft 9 connected to the inner joint member of the constant velocity universal joint 6 and is fastened and fixed by the boot band 10.
  • the bellows portion 4 is connected to the large-diameter portion 2 side of the small-diameter portion 3 and alternately has a mountain-shaped portion 11 and a valley-shaped valley portion 12 that are radially outward.
  • the largest diameter portion 2 side is a trough.
  • the shoulder portion 5 connects between the large diameter portion 2 and the trough portion 12 on the most large diameter portion 2 side (hereinafter, this trough portion is referred to as a trough portion 13).
  • an arc portion 14 that is adjacent to the large diameter portion 2 and has an arc shape in which an axial cross-sectional shape protrudes radially outward
  • a linear portion 15 is formed that is adjacent to the arc portion 14 and has a linear cross section in the axial direction.
  • the arc shape of the arc portion 14 is a semicircular arc shape, but is not limited thereto, and may be a circular arc shape having a central angle of 180 ° or more or less. However, the effect of the arc portion 14 to be described later is greater when the center angle is closer to a circle of 180 °, that is, a semicircular arc.
  • the inner peripheral surface 16 of the straight portion 15 has a straight outline in the axial direction and is in contact with the open end 17 of the outer joint member 7. The thickness from the circular arc part 14 to the linear part 15 is uniform.
  • the cross-sectional shape in the axial direction of the circular arc portion 14 is a circular arc having a convex shape facing outward in the radial direction, an effective stress dispersion action is generated with respect to external force. Further, a gap is formed between the inner peripheral surface 18 of the arc portion 14 and the outer peripheral surface 19 of the outer joint member, and the thickness of the arc portion 14 is uniform. An effect occurs. Therefore, when a foreign object such as a pebble collides with the arc portion 14 from the outside, the possibility of damage is reduced.
  • the thickness from the circular arc part 14 to the linear part 15 is uniform, stress concentrates on a specific part with respect to the collision of the foreign material from the outside, or the deformation of the boot 1 due to the operation of the constant velocity universal joint 6. Is suppressed. For these reasons, the durability of the arc portion 14 and the straight portion 15 and thus the boot 1 is improved. Further, when the constant velocity universal joint 6 takes an operating angle because the axial cross-sectional shape of the arc portion 14 is an arc shape that protrudes outward in the radial direction and the thickness of the arc portion 14 is uniform. In addition, the arc portion 14 functions as a bellows.
  • the outer diameter of the arc portion 14 is desirably in the range of 102% to 110%, particularly 102% to 107% of the outer diameter of the outer joint member. If it is less than 102%, the gap between the inner peripheral surface 18 of the arc portion 14 and the outer peripheral surface 19 of the outer joint member 7 is reduced, so that cushioning properties are poor, and foreign matter collides with the arc portion 14 from the outside. If this happens, the possibility of damage increases. If it exceeds 110%, the compactness of the boot 1 is hindered.
  • the radius of the inner circumferential surface 18 of the circular arc portion 14 in the axial section is preferably in the range of 1 mm to 5 mm, particularly 1 mm to 3 mm. In the case of less than 1 mm, the gap between the inner peripheral surface 18 of the arc portion 14 and the outer peripheral surface 19 of the outer joint member 7 is reduced, resulting in poor cushioning and foreign matter colliding with the arc portion 14 from the outside. In some cases, the possibility of damage increases. If it exceeds 5 mm, the compactness of the boot 1 is hindered.
  • the inner peripheral surface 16 of the straight portion 15 contacts the open end 17 of the outer joint member 7, the inner peripheral surface 16 of the straight portion 15 is attached to the outer joint member 7 when the large-diameter portion 2 is attached to the outer joint member 7.
  • the large diameter portion 2 is prevented from passing through a predetermined position to be fixed in the outer joint member 7 in contact with the opening end portion 17 of the outer joint member 7. Therefore, the large-diameter portion 2 can be easily fitted in a predetermined position to be fixed in the outer joint member 7.
  • the inclination angle ⁇ with respect to the radial direction of the straight portion 15 is preferably greater than 0 ° and not greater than 10 °, and more preferably greater than 0 ° and not greater than 5 °. .
  • the constant velocity universal joint 6 takes an operating angle, and the valley portion 13. Is likely to be sandwiched between the outer joint member 7 and the shaft 9. Thereby, possibility that the trough part 13 will be damaged will increase, and durability will fall.
  • the angle exceeds 10 ° the distance in the axial direction of the straight portion 15 increases, and the compactness in the axial direction of the boot 1 is hindered.
  • the minimum inner diameter D1 of the valley portion 13 is desirably in the range of 93% to 100% with respect to the maximum diameter D2 of the groove 20 that accommodates a ball that is a torque transmission member at the opening end of the outer joint member 7.
  • the constant velocity universal joint 6 takes an operating angle, and the valley portion 13 Is likely to be sandwiched between the outer joint member 7 and the shaft 9. Thereby, possibility that the trough part 13 will be damaged will increase, and durability will fall.
  • possibility that the trough part 13 will lose the function as a trough part increases, and the compactness of the boot 1 is inhibited.
  • the material of the boot 1 is desirably a thermoplastic polyester elastomer.
  • the boot 1 is preferably made of a material having a type D durometer hardness of 38 to 55, particularly 45 to 55 as defined in JIS K6253.
  • the material of this type D durometer hardness is used, when the large diameter portion 2 is attached to the outer joint member 7, the effect of the inner peripheral surface 16 of the straight portion 15 coming into contact with the opening end portion 17 of the outer joint member 7. Is big. That is, the large diameter portion 2 is prevented from passing through a predetermined position to be fixed in the outer joint member 7, and the effect of fitting the large diameter portion 2 to the predetermined position to be fixed in the outer joint member 7 is great.
  • any shape can be applied to the shape of the bellows portion 4 other than the arc portion 14 and the straight portion 15.
  • a shape like a bellows portion 4 ′ of the boot 1 ′ shown in FIG. 3 may be used.
  • the boot 1 ′ shown in FIG. 3 is in a state of being attached to the constant velocity universal joint 6 and the shaft 9 having an operating angle of 0 °, like the boot 1 shown in FIG. 1.
  • a constant velocity universal joint boot is usually attached by being compressed or extended, but for convenience, the boot 1 'is not substantially subjected to axial force by the constant velocity universal joint 6 and the shaft 9 in this state.
  • the boot 1 ′ is different from the boot 1 in that the length of the portion 22 between the valley portion 13 and the peak portion 11 (hereinafter referred to as peak portion 21) on the largest diameter portion 2 side is short. Thereby, the size of the boot 1 ′ in the axial direction is made compact with respect to the boot 1.
  • a sliding type constant velocity universal joint is used as the constant velocity universal joint 6.
  • the groove portion at the opening end of the outer joint member is thinner than the fixed type constant velocity universal joint, and the shaft may move in the inner direction of the outer joint member. is there.
  • the boot receives the axial force and is compressed, and the valley portion on the largest diameter side moves toward the inner side of the outer joint member.
  • the boots 1 and 1 ′ are compressed and deformed by receiving an axial force, even though the constant velocity universal joint 6 is a sliding universal joint. Even so, deformation around the valley 13 is suppressed. Thereby, it is suppressed that the trough part 13 moves to the inner side of the outer joint member 7, and even when the constant velocity universal joint 6 takes an operating angle, the trough part 13 is connected to the outer joint member 7 and the shaft 9. It is suppressed that it is pinched between. Accordingly, the possibility that the valley portion 13 is damaged is reduced, and the durability of the boots 1 and 1 ′ is improved. That is, the present invention is suitable for the case where the constant velocity universal joint 6 is a sliding universal joint, in particular, in the case of a double offset type sliding constant velocity universal joint.
  • the present invention is not limited to this, for example, other sliding type constant velocity universal joints such as tripod type and cross groove type, fixed types such as Zepper type, Barfield type, and undercut free type It can also be applied to constant velocity universal joints.

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Abstract

　本発明は、等速自在継手の外側継手部材への適正な嵌合が可能であると共に耐久性の向上が可能な等速自在継手用ブーツを提供する。本発明に係る等速自在継手用ブーツ１における肩部５と谷部１３において、大径部２に隣接すると共に軸方向断面形状が径方向外方に臨んで凸を成す円弧部１４と、円弧部１４に隣接すると共に軸方向断面形状が直線状を成す直線部１５とを形成した。直線部１５の内周面１６を等速自在継手６の外側継手部材７の開口端部１７に当接させ、円弧部１４から直線部１５までの厚さを均一にした。

Description

等速自在継手用ブーツ
　本発明は、例えば、自動車の動力伝達機構内の等速自在継手に装着されるブーツに関する。
　周知のように、例えば自動車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、ブーツが装着される。
　この種のブーツには、例えば、図４に示すようなものがある。このブーツ３１は、大径部３２、小径部３３、蛇腹部３４及び肩部３５を主な構成要素とする。一方、等速自在継手３６は、外側継手部材３７、内側継手部材（図示省略）、外側継手部材３７と内側継手部材との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材（図示省略）を主な構成要素とする。ブーツ３１の大径部３２は、等速自在継手３６の外側継手部材３７の開口端側に嵌合されブーツバンド３８で締め付けられ固定される。ブーツ３１の小径部３３は、等速自在継手３６の内側継手部材に連結されたシャフト３９に嵌合されブーツバンド４０で締め付けられ固定される。
　ところで、このブーツ３１の大径部３２を、等速自在継手３６の外側継手部材３７に嵌合する際には、大径部３２が図４に示す外側継手部材３７における固定すべき所定の位置を通過する恐れがあった。この問題に対して、特許文献１の実施形態に係る発明では、ブーツの肩部から蛇腹部にかけて、軸方向に対して８５～９５°、望ましくは９０°前後の角度をなす直立部を形成している。これにより、大径リング部をハウジング部に嵌合する際に、直立部がハウジング部に係合し、大径リング部がハウジング部における所定の位置に嵌合される。
特開平９－９６３１８号公報
　しかし、特許文献１の実施形態に係るブーツでは、肩部において、大径リング部との接続部分の厚さは薄く、直立部との接続部分では外周面に面取り部を形成しているため、肩部の厚さが不均一になっている。また、肩部の外形が、径方向外方側が尖ったものになっている。このような肩部の厚さの不均一や外形は、外部からの異物（例えば小石等）の衝突や、等速自在継手の動作によるブーツの変形に対して、応力集中の原因となり、耐久性が低下する可能性がある。
　そこで、本発明は、上記事情に鑑み、等速自在継手の外側継手部材への適正な嵌合が可能であると共に耐久性の向上が可能な等速自在継手用ブーツを提供することを課題とする。
　前記課題を解決するため、請求項１の発明は、外側継手部材、内側継手部材、前記外側継手部材と内側継手部材との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材とを有する等速自在継手における前記外側継手部材に取り付けられる大径部と、前記内側継手部材に連結されたシャフトに取り付けられる小径部と、前記小径部の前記大径部側に接続し且つ径方向外方に対して山状である山部と谷状である谷部を交互に有し且つ最も前記大径部側が谷部である蛇腹部と、前記大径部と前記最も大径部側の谷部との間を接続する肩部とを備えた等速自在継手用ブーツにおいて、作動角が０°の前記等速自在継手とシャフトに前記等速自在継手用ブーツを取り付けた状態で、前記肩部と最も大径部側の谷部において、前記大径部に隣接すると共に軸方向断面形状が径方向外方に臨んで凸を成す円弧部と、該円弧部に隣接すると共に軸方向断面形状が直線状を成す直線部とを形成し、該直線部の内周面を前記外側継手部材の開口端部に当接させ、前記円弧部から直線部までの厚さを均一にしたことを特徴とする。
　ここで、「作動角が０°」とは、微小な角度の差異などにより厳密には作動角が０°ではないが、実質的に作動角が０°とみなせるものも含む（以下、同じ）。
　また、ここで、「隣接する」とは、間に介在する部分がない状態で接続していることをいう（以下、同じ）。
　また、ここで、「円弧状」とは、微小な形状の差異などにより厳密に円弧状ではないが実質的に円弧状とみなせるものも含む（以下、同じ）。「直線状」、「均一」についても同様である（以下、同じ）。
　請求項１の発明によれば、円弧部の軸方向断面形状が径方向外方に臨んで凸を成す円弧状であるので、外力に対して効果的な応力分散作用が生じる。また、円弧部の内周面と外側継手部材の外周面との間に隙間が形成され、円弧部の厚さが均一であるので、円弧部のどの箇所でも略均等にクッション作用が生じる。従って、外部から異物が円弧部に衝突した場合に、損傷する可能性が低下する。また、円弧部から直線部までの厚さが均一であるので、外部からの異物の衝突や、等速自在継手の動作によるブーツの変形に対して、特定の箇所に応力が集中することが抑制される。これらの理由により、円弧部及び直線部、ひいてはブーツの耐久性が向上する。また、円弧部の軸方向断面形状が径方向外方に臨んで凸を成す円弧状であり且つ円弧部の厚さが均一であるので、等速自在継手が作動角をとった場合に、円弧部に蛇腹としての機能が生じる。
　また、請求項１の発明によれば、直線部の内周面が外側継手部材の開口端部に当接する。このため、外側継手部材に大径部を取り付ける際に、直線部の内周面が外側継手部材の開口端部に当接して大径部が外側継手部材の所定の位置を通過することが抑制される。従って、大径部を外側継手部材の所定の位置に嵌合することが可能となる。
　請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記円弧部の軸方向断面形状を、径方向外方に臨んで凸を成す半円の円弧状としたものである。
　ここで、半円とは、中心角が１８０°から多少ずれていても実質的に半円とみなせるものも含む（以下、同じ）。
　請求項２の発明によれば、請求項１の発明で説明した円弧部の作用効果がより顕著に得られる。
　請求項３の発明は、請求項１又は２の発明において、前記最も大径部側の谷部の最小内径を、前記外側継手部材の開口端における前記トルク伝達部材を収容する溝の最大径に対して９３％以上１００％以下としたものである。
　ここで、溝の最大径とは、溝の内面と外側継手部材の軸線との距離のうち最大のものを２倍したものとする（以下、同じ）。
　請求項３の発明によれば、最も大径部側の谷部が谷部としての機能を失うことなく且つブーツのコンパクト化が可能になる。また、等速自在継手が作動角を大きくとった場合に、最も大径部側の谷部が外側継手部材とシャフトとの間に挟まれることが抑制される。これにより、最も大径部側の谷部の損傷が抑制され、耐久性が向上する。
　請求項４の発明は、請求項１～３の何れか一項の発明において、前記直線部の内周面を、径方向に対して０°を超え１０°以下の角度で傾斜させたものである。
　請求項４の発明によれば、等速自在継手が作動角を大きくとる場合、特に摺動式等速自在継手にてブーツが軸方向に圧縮された状態において、最も大径部側の谷部が外側継手部材とシャフトとの間に挟まれることが抑制される。これにより、最も大径部側の谷部の損傷が抑制され、耐久性が向上する。また、直線部の軸方向の距離を小さくでき、ブーツの軸方向のコンパクト化が可能になる。
　請求項５の発明は、請求項１～４の何れか一項の発明において、材質を熱可塑性ポリエステル系エラストマーとしたものである。
　請求項５の発明によれば、材質が熱可塑性ポリエステル系エラストマーである等速自在継手用ブーツにおいて上記と同様の作用効果をより効果的に得ることができる。
　請求項６の発明は、請求項１～５の何れか一項の発明において、前記等速自在継手を、摺動式等速自在継手としたものである。
　請求項６の発明によれば、摺動式等速自在継手用のブーツにおいて上記と同様の作用効果がより効果的に得られる。
　請求項７の発明は、請求項６の発明において、前記摺動式等速自在継手を、前記トルク伝達部材が３個以上１０個以下であるダブルオフセット型等速自在継手としたものである。
　請求項７の発明では、トルク伝達部材が３個以上１０個以下であるダブルオフセット型等速自在継手用のブーツに用いることで、上記と同様の作用効果がより効果的に得られる。
　本発明によれば、等速自在継手の外側継手部材への適正な嵌合が可能であると共に耐久性の向上が可能な等速自在継手用ブーツを提供することができる。
　以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
　図１は、本発明の実施形態に係る等速自在継手用ブーツを作動角０°の等速自在継手とシャフトに取り付けた状態を示す。等速自在継手用ブーツは、通常、圧縮や伸長されて取り付けられるが、便宜上、この状態では、等速自在継手用ブーツは等速自在継手とシャフトにより軸方向の力を実質的に受けていないものとする。このブーツ１は、大径部２、小径部３、蛇腹部４及び肩部５を主な構成要素とする。等速自在継手６は、本実施形態では、摺動式等速自在継手であるダブルオフセット型等速自在継手である。等速自在継手６は、外側継手部材７、内側継手部材（図示省略）、外側継手部材７と内側継手部材との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材（図示省略）を主な構成要素とする。トルク伝達部材はボールであり、個数は特に限定されないが、３個以上１０個以下が好ましい。
　ブーツ１の大径部２は、等速自在継手６の外側継手部材７の開口端側における所定の位置に嵌合されブーツバンド８で締め付けられ固定される。ブーツ１の小径部３は、等速自在継手６の内側継手部材に連結されたシャフト９における所定の位置に嵌合されブーツバンド１０で締め付けられ固定される。
　蛇腹部４は、小径部３の大径部２側に接続し且つ径方向外方に対して山状である山部１１と谷状である谷部１２を交互に有する。最も大径部２側が谷部になっている。肩部５は、大径部２と最も大径部２側の谷部１２（以下、この谷部を谷部１３と記す）との間を接続する。
　肩部５から谷部１３にかけて、詳しくは図２に示すように、大径部２に隣接すると共に軸方向断面形状が径方向外方に臨んで凸を成す円弧状である円弧部１４と、円弧部１４に隣接すると共に軸方向断面形状が直線状を成す直線部１５が形成されている。本実施形態では、円弧部１４の円弧形状は半円の円弧状であるが、これに限定されず、中心角が１８０°以上又は以下の円の円弧状であってもよい。しかし、中心角が１８０°の円すなわち半円の円弧状に近い方が、後述の円弧部１４の作用効果が大きい。直線部１５の内周面１６は軸方向の輪郭線が直線状であり、外側継手部材７の開口端部１７に当接している。円弧部１４から直線部１５までの厚さは均一である。
　円弧部１４の軸方向断面形状が径方向外方に臨んで凸を成す円弧状であるので、外力に対して効果的な応力分散作用が生じる。また、円弧部１４の内周面１８と外側継手部材の外周面１９との間に隙間が形成され、円弧部１４の厚さが均一であるので、円弧部１４のどの箇所でも略均等にクッション作用が生じる。従って、外部から小石等の異物が円弧部１４に衝突した場合に、損傷する可能性が低下する。また、円弧部１４から直線部１５までの厚さが均一であるので、外部からの異物の衝突や、等速自在継手６の動作によるブーツ１の変形に対して、特定の箇所に応力が集中することが抑制される。これらの理由により、円弧部１４及び直線部１５、ひいてはブーツ１の耐久性が向上する。また、円弧部１４の軸方向断面形状が径方向外方に臨んで凸を成す円弧状であり且つ円弧部１４の厚さが均一であるので、等速自在継手６が作動角をとった場合に、円弧部１４に蛇腹としての機能が生じる。
　円弧部１４の外径は、外側継手部材外径の１０２％以上１１０％以下、特に１０２％以上１０７％以下の範囲が望ましい。１０２％未満の場合には、円弧部１４の内周面１８と外側継手部材７の外周面１９との間の隙間が少なくなるため、クッション性が乏しくなり、外部から異物が円弧部１４に衝突した場合に、損傷する可能性が高まる。１１０％を超える場合には、ブーツ１のコンパクトさが阻害される。
　円弧部１４の内周面１８の軸方向断面における半径は、１ｍｍ以上５ｍｍ以下、特に１ｍｍ以上３ｍｍ以下の範囲が望ましい。１ｍｍ未満の場合には、円弧部１４の内周面１８と外側継手部材７の外周面１９との間の隙間が少なくなるため、クッション性が乏しくなり、外部から異物が円弧部１４に衝突した場合に、損傷する可能性が高まる。５ｍｍを超える場合には、ブーツ１のコンパクトさが阻害される。
　直線部１５の内周面１６が外側継手部材７の開口端部１７に当接するため、外側継手部材７に大径部２を取り付ける際に、直線部１５の内周面１６が外側継手部材７の開口端部１７に当接して大径部２が外側継手部材７における固定すべき所定の位置を通過することが抑制される。従って、大径部２を外側継手部材７における固定すべき所定の位置に容易に嵌合することが可能となる。
　直線部１５の径方向（本実施形態では外側継手部材７の開口端面に沿った方向に等しい）に対する傾斜角度αは０°を越え１０°以下、特に０°を超え５°以下の範囲が望ましい。０°以下の場合には、ブーツ１が軸方向に圧縮されて谷部１３が外側継手部材７の内部側に移動した状態で等速自在継手６が作動角をとった場合に、谷部１３が外側継手部材７とシャフト９との間に挟まれる可能性が高まる。これにより、谷部１３が損傷する可能性が高まり、耐久性が低下する。１０°を超える場合には、直線部１５の軸方向の距離が大きくなり、ブーツ１の軸方向のコンパクトさが阻害される。
　谷部１３の最小内径Ｄ１は、外側継手部材７の開口端におけるトルク伝達部材であるボールを収容する溝２０の最大径Ｄ２に対して９３％以上１００％以下の範囲が望ましい。９３％未満の場合には、ブーツ１が軸方向に圧縮されて谷部１３が外側継手部材７の内部側に移動した状態で等速自在継手６が作動角をとった場合に、谷部１３が外側継手部材７とシャフト９との間に挟まれる可能性が高まる。これにより、谷部１３が損傷する可能性が高まり、耐久性が低下する。１００％を超える場合には、谷部１３が谷部としての機能を失う可能性が高まり、また、ブーツ１のコンパクトさが阻害される。
　ブーツ１の材質は、熱可塑性ポリエステル系エラストマーであることが望ましい。また、ブーツ１の材料は、ＪＩＳＫ６２５３に定められるタイプＤデュロメーター硬さが３８から５５、特に４５から５５のものが望ましい。このタイプＤデュロメーター硬さの材料である場合、外側継手部材７に大径部２を取り付ける際に、直線部１５の内周面１６が外側継手部材７の開口端部１７に当接することによる効果が大きい。即ち、大径部２が外側継手部材７における固定すべき所定の位置を通過することを抑制し、大径部２を外側継手部材７における固定すべき所定の位置に嵌合する効果が大きい。
　なお、円弧部１４と直線部１５以外の蛇腹部４の形状は、任意の形状が適用できる。例えば、図３に示すブーツ１’の蛇腹部４’のような形状であってもよい。なお、図３に示すブーツ１’は、図１に示すブーツ１と同様に、作動角０°の等速自在継手６とシャフト９に取り付けた状態である。等速自在継手用ブーツは、通常、圧縮や伸長されて取り付けられるが、便宜上、この状態では、ブーツ１’は等速自在継手６とシャフト９により軸方向の力を実質的に受けていないものとする。ブーツ１’がブーツ１と異なるのは、谷部１３と最も大径部２側の山部１１（以下、山部２１と記す）との間の部分２２の長さが短いことである。これにより、ブーツ１に対してブーツ１’の軸方向の大きさがコンパクト化されている。
　上記実施形態では、等速自在継手６として摺動式等速自在継手を使用している。摺動式等速自在継手は、固定式等速自在継手と比較して外側継手部材の開口端における溝の部分の厚さが薄く、また、シャフトが外側継手部材の内部方向に移動する場合がある。このため、従来のブーツでは、シャフトが外側継手部材の内部方向に移動することにより、ブーツが軸方向の力を受け圧縮され、最も大径部側の谷部が外側継手部材の内部側に移動する場合がある。このため、従来のブーツでは、摺動式等速自在継手が作動角を大きくとった場合に、最も大径部側の谷部が外側継手部材とシャフトとの間に挟まれ、最も大径部側の谷部が損傷する可能性が、固定式等速自在継手の場合に比較して高い。
　これに対して、上記実施形態に係るブーツ１，１’では、等速自在継手６が摺動式自在継手であるにもかかわらず、ブーツ１，１’が軸方向の力を受け圧縮され変形しても谷部１３周辺の変形が抑制される。これにより、谷部１３が外側継手部材７の内部側に移動することが抑制され、更に等速自在継手６が作動角をとった場合にも、谷部１３が外側継手部材７とシャフト９との間に挟まれることが抑制される。従って、谷部１３が損傷する可能性が低下し、ブーツ１，１’の耐久性が向上する。即ち、本発明は、等速自在継手６が摺動式自在継手である場合、特にダブルオフセット型の摺動式等速自在継手の場合に、好適である。
　しかし、本発明はこれに限定されることはなく、例えば、トリポード型、クロスグルーブ型等の他の摺動式等速自在継手や、ツェッパ型、バーフィールド型、アンダーカットフリー型等の固定式等速自在継手にも適用可能である。
　本発明は、上記実施形態の他にも、その技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。
本発明の実施形態に係る等速自在継手用ブーツを等速自在継手とシャフトに取り付けた状態での軸方向断面図である。 図１における要部拡大図である。 本発明の他の実施形態に係る等速自在継手用ブーツを等速自在継手とシャフトに取り付けた状態での軸方向断面図である。 従来の等速自在継手用ブーツを等速自在継手とシャフトに取り付けた状態での軸方向断面図である。

Claims (7)

  1. 　外側継手部材、内側継手部材、前記外側継手部材と内側継手部材との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材とを有する等速自在継手における前記外側継手部材に取り付けられる大径部と、前記内側継手部材に連結されたシャフトに取り付けられる小径部と、前記小径部の前記大径部側に接続し且つ径方向外方に対して山状である山部と谷状である谷部を交互に有し且つ最も前記大径部側が谷部である蛇腹部と、前記大径部と前記最も大径部側の谷部との間を接続する肩部とを備えた等速自在継手用ブーツにおいて、
    　作動角が０°の前記等速自在継手とシャフトに前記等速自在継手用ブーツを取り付けた状態で、前記肩部と最も大径部側の谷部において、前記大径部に隣接すると共に軸方向断面形状が径方向外方に臨んで凸を成す円弧部と、該円弧部に隣接すると共に軸方向断面形状が直線状を成す直線部とを形成し、該直線部の内周面を前記外側継手部材の開口端部に当接させ、前記円弧部から直線部までの厚さを均一にしたことを特徴とする等速自在継手用ブーツ。
  2. 　前記円弧部の軸方向断面形状を、径方向外方に臨んで凸を成す半円の円弧状とした請求項１に記載の等速自在継手用ブーツ。
  3. 　前記最も大径部側の谷部の最小内径を、前記外側継手部材の開口端における前記トルク伝達部材を収容する溝の最大径に対して９３％以上１００％以下とした請求項１又は２に記載の等速自在継手用ブーツ。
  4. 　前記直線部の内周面を、径方向に対して０°を超え１０°以下の角度で傾斜させた請求項１～３の何れか一項に記載の等速自在継手用ブーツ。
  5. 　材質を熱可塑性ポリエステル系エラストマーとした請求項１～４の何れか一項に記載の等速自在継手用ブーツ。
  6. 　前記等速自在継手を、摺動式等速自在継手とした請求項１～５の何れか一項に記載の等速自在継手用ブーツ。
  7. 　前記摺動式等速自在継手を、前記トルク伝達部材が３個以上１０個以下であるダブルオフセット型等速自在継手とした請求項６に記載の等速自在継手用ブーツ。
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