TAKABE SHINICHI (JP)
| JP2000503372A | 2000-03-21 | |||
| JPH0996318A | 1997-04-08 |
| 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。 |
| 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。 |
| 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。 |
| 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。 |
| 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。 |
| 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。 |
| 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。 |
本発明は、例えば、自動車の動力伝達機 内の等速自在継手に装着されるブーツに関 る。
周知のように、例えば自動車の動力伝達 構に組み込まれる等速自在継手には、継手 部への塵埃などの異物侵入防止や継手内部 封入されたグリースの漏洩防止を目的とし 、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3 2、小径部33、蛇腹部34及び肩部35を主な構成 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 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 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 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 されブーツバンド40で締め付けられ固定さ 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
、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
態に係る発明では、ブーツの肩部から蛇腹
にかけて、軸方向に対して85~95°、望ましく
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。
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 、等速自在継手の動作によるブーツの変形 対して、応力集中の原因となり、耐久性が 下する可能性がある。
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、等 自在継手の外側継手部材への適正な嵌合が 能であると共に耐久性の向上が可能な等速 在継手用ブーツを提供することを課題とす 。
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 の差異などにより厳密には作動角が0°では いが、実質的に作動角が0°とみなせるもの 含む(以下、同じ)。
また、ここで、「隣接する」とは、間に 在する部分がない状態で接続していること いう(以下、同じ)。
また、ここで、「円弧状」とは、微小な 状の差異などにより厳密に円弧状ではない 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 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 、前記円弧部の軸方向断面形状を、径方向 方に臨んで凸を成す半円の円弧状としたも である。
ここで、半円とは、中心角が180°から多 ずれていても実質的に半円とみなせるもの 含む(以下、同じ)。
請求項2の発明によれば、請求項1の発明 説明した円弧部の作用効果がより顕著に得 れる。
請求項3の発明は、請求項1又は2の発明に いて、前記最も大径部側の谷部の最小内径 、前記外側継手部材の開口端における前記 ルク伝達部材を収容する溝の最大径に対し 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 継手部材の軸線との距離のうち最大のもの 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 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 、前記摺動式等速自在継手を、前記トルク 達部材が3個以上10個以下であるダブルオフ 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 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 部材への適正な嵌合が可能であると共に耐 性の向上が可能な等速自在継手用ブーツを 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 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。 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 材7、内側継手部材(図示省略)、外側継手部 7と内側継手部材との間に介在してトルクを 達するトルク伝達部材(図示省略)を主な構 要素とする。トルク伝達部材はボールであ 、個数は特に限定されないが、3個以上10個 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 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 れる。ブーツ1の小径部3は、等速自在継手6 内側継手部材に連結されたシャフト9におけ 所定の位置に嵌合されブーツバンド10で締 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 つ径方向外方に対して山状である山部11と 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 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 断面形状が径方向外方に臨んで凸を成す円 状である円弧部14と、円弧部14に隣接すると に軸方向断面形状が直線状を成す直線部15 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 円弧状であってもよい。しかし、中心角が1 80°の円すなわち半円の円弧状に近い方が、 述の円弧部14の作用効果が大きい。直線部15 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 。
円弧部14の軸方向断面形状が径方向外方 臨んで凸を成す円弧状であるので、外力に 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1 9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 等にクッション作用が生じる。従って、外 から小石等の異物が円弧部14に衝突した場 に、損傷する可能性が低下する。また、円 部14から直線部15までの厚さが均一であるの 、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 箇所に応力が集中することが抑制される。 れらの理由により、円弧部14及び直線部15、 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 で凸を成す円弧状であり且つ円弧部14の厚 が均一であるので、等速自在継手6が作動角 とった場合に、円弧部14に蛇腹としての機 が生じる。
円弧部14の外径は、外側継手部材外径の10 2%以上110%以下、特に102%以上107%以下の範囲が ましい。102%未満の場合には、円弧部14の内 面18と外側継手部材7の外周面19との間の隙 が少なくなるため、クッション性が乏しく 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 合には、ブーツ1のコンパクトさが阻害され 。
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 の隙間が少なくなるため、クッション性が 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 される。
直線部15の内周面16が外側継手部材7の開 端部17に当接するため、外側継手部材7に大 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 置を通過することが抑制される。従って、 径部2を外側継手部材7における固定すべき 定の位置に容易に嵌合することが可能とな 。
直線部15の径方向(本実施形態では外側継 部材7の開口端面に沿った方向に等しい)に する傾斜角度αは0°を越え10°以下、特に0° 超え5°以下の範囲が望ましい。0°以下の場 には、ブーツ1が軸方向に圧縮されて谷部13 外側継手部材7の内部側に移動した状態で等 自在継手6が作動角をとった場合に、谷部13 外側継手部材7とシャフト9との間に挟まれ 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 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 口端におけるトルク伝達部材であるボール 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 6が作動角をとった場合に、谷部13が外側継 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 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 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 55のものが望ましい。このタイプDデュロメ ター硬さの材料である場合、外側継手部材7 大径部2を取り付ける際に、直線部15の内周 16が外側継手部材7の開口端部17に当接する とによる効果が大きい。即ち、大径部2が外 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 材7における固定すべき所定の位置に嵌合す 効果が大きい。
なお、円弧部14と直線部15以外の蛇腹部4 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 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 速自在継手6とシャフト9に取り付けた状態 ある。等速自在継手用ブーツは、通常、圧 や伸長されて取り付けられるが、便宜上、 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 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 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 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 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 形が抑制される。これにより、谷部13が外 継手部材7の内部側に移動することが抑制さ 、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 間に挟まれることが抑制される。従って、 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 ダブルオフセット型の摺動式等速自在継手 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 なく、例えば、トリポード型、クロスグル ブ型等の他の摺動式等速自在継手や、ツェ パ型、バーフィールド型、アンダーカット リー型等の固定式等速自在継手にも適用可 である。
本発明は、上記実施形態の他にも、その 術的思想の範囲内で様々な変形が可能であ 。