JP2008151262A - ブーツ取り付け構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 等速自在継手用ブーツの小径部の内周面に形成される通気溝と軸部材の外周面とで形成される、等速自在継手の高速回転時の内圧上昇を防止するための通気孔を介して、外部から等速自在継手の内部へ水が侵入することを抑え、これにより、等速自在継手の耐久性を向上させることができるブーツ取り付け構造を提供する。
【解決手段】 等速自在継手用ブーツ９の小径部１２の内周面に円周方向に形成される軸方向に延びる通気溝１２ａとシャフト１８の外周面とで形成される通気孔１９の内部、つまり、通気溝１２ａの溝底に突起１５を配設する。この突起１５は、最大周方向幅を通気孔１２ａの周方向幅よりも小さくする。また、この突起１５の軸方向外周面をテーパ面とすることで、この突起１５の周方向幅が、反等速自在継手側端部から等速自在継手側端部に向けて連続的に漸減する形状とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車や各種産業機械に用いられ、回転トルクを伝達する等速自在継手と、これに取り付ける等速自在継手用ブーツのブーツ取り付け構造に関するものである。

従来のブーツ取り付け構造を図４に示す。この図４に示す等速自在継手５０は、摺動型等速自在継手の一つであるクロスグルーブ型等速自在継手である。この等速自在継手５０は、外側継手部材である外輪５１、内側継手部材である内輪５２、ボール５３、ケージ５４で主要部が構成される。内輪５２の中心孔５５に軸部材であるスタブシャフト６６がスプライン嵌合されており、このスプライン嵌合により、内輪５２とスタブシャフト６６との間でのトルク伝達が可能となっている。なお、スタブシャフト６６は、スナップリング５７により抜け止めされている。

外輪５１の内周面には複数の直線状トラック溝５１ａが形成され、内輪５２の外周面には、複数の直線状トラック溝５２ａが形成される。外輪５１のトラック溝５１ａと内輪５２のトラック溝５２ａとは軸線に対して互いに逆方向に所定角度傾斜した構造を成す。これらの外輪５１のトラック溝５１ａと内輪５２のトラック溝５２ａの交叉部にはボール５３が配され、このボール５３は外輪５１と内輪５２との間に位置するケージ５４のポケット５４ａで保持される。

外輪５１の軸方向一端側には、等速自在継手５０の内部に充填したグリースや潤滑油等の潤滑成分が外部へ漏出するのを防止し、かつ、外部から等速自在継手５０の内部へ異物が侵入するのを防止するためのエンドプレート５８がスタブシャフト６６の挿嵌側からボルト５９で締め付けて固定されている。このエンドプレート５８は、基底部５８ａを有する。また、エンドプレート５８と外輪５１の軸部材反挿嵌側の開口端面とで囲まれる空間の基底部５８ａ寄りの位置に、この基底部５８ａと対向する仕切り板５８ｂを有する。一方、外輪５１の軸方向他端側とスタブシャフト６６との間には密封装置６０が装着されている。

この密封装置６０は、ブーツ６１と金属製のブーツアダプタ６２とからなる。ブーツ６１はゴムや樹脂などのエラストマーを素材としており、大径部６３と小径部６４を有し、中間はＵ字型に折り返した形状になっている。ブーツアダプタ６２は円筒形で、一端に外輪５１の外周面に外嵌されるフランジを有し、エンドプレート５８と共にスタブシャフト６６の挿嵌側からボルト５９を締め付けることで固定される。ブーツ６１の小径部６４はスタブシャフト６６の外周面に形成されるブーツ取付用凹溝５６に外嵌されており、この小径部６１のスタブシャフト６６に対する取り付け部分は、外周からブーツバンド６５を加締めることで固定される。大径部６３は、ブーツアダプタ６２のフランジ側とは反対の端部に加締めて固定されている。

ところで、プロペラシャフトに用いられる等速自在継手では、高速回転して等速自在継手の内部が高温になると、等速自在継手の内部の空気が膨張して内圧が上昇する。これに伴い、等速自在継手に取り付けられる等速自在継手用ブーツに反転が生じる場合があった。

そこで、図４に示すブーツ取り付け構造は、上記の問題を解決したものであり、この詳細を以下に説明する。このブーツ取り付け構造では、エンドプレート５８の基底部５８ａの軸中心Ｏより上部側に通気孔５８ａ_１が形成されている。また、エンドプレート５８の仕切り板５８ｂには、軸中心Ｏの基底部５８ａと仕切り板５８ｂの中間点Ｐを基準とした基底部５８ａの通気孔５８ａ_１と点対象の位置に、通気孔５８ｂ_１が形成されている。この通気孔（５８ａ_１、５８ｂ_１）は、等速自在継手５０が高速回転して高温となる際、この等速自在継手５０の内部で膨張して内圧を上昇させる空気を外部へ逃がす機能を果たす。この時の空気の流路を図中の矢印Ａで示している。これにより、等速自在継手５０の高速回転時の内圧上昇を抑え、ブーツ６１の反転を防止している。

等速自在継手の高速回転時の内圧上昇を防止する他の技術として、図４に示したエンドプレート５８に通気孔（５８ａ_１、５８ｂ_１）を形成するものではなく、この図４に示す等速自在継手用ブーツ６１に代えて、図５に示す等速自在継手用ブーツ１０１を使用するものがある。このブーツ１０１は、小径部１０４が肉厚に形成され、この小径部１０４の内周面に軸方向に延びる通気溝１０４ａが、円周方向に複数形成されている。この通気溝１０４ａとシャフト６６の外周面は、小径部１０４がブーツ取付用凹溝５６に外嵌されることで通気孔６７を形成する。この通気孔６７は、ブーツ１０１を取り付ける等速自在継手５０が高速回転して高温となる際、この等速自在継手５０の内部で膨張して内圧を上昇させる空気を外部へ逃がす機能を果たす。これにより、等速自在継手５０の高速回転時の内圧上昇を抑え、ブーツ１０１の反転を防止している（特許文献１参照）。
実開平７−４４９６９号公報

さて、図４に示した従来の等速自在継手５０であると、等速自在継手５０の内圧上昇と、これに伴うブーツ６１の反転を防止することは可能である。しかし、外側継手部材が圧接タイプの等速自在継手の場合、エンドプレート自体がなく、通気孔を設けることができない。

また、図５に示す従来のブーツ取り付け構造のように、ブーツ１０１の小径部１０４の内周面に軸方向に延びる通気溝１０４ａを円周方向に形成し、この通気孔１０４ａとシャフト６６の外周面とで通気孔６７を形成する場合、この通気孔６７を介して外部から等速自在継手５０の内部に水が侵入し、これにより等速自在継手５０の耐久性が著しく低下することがある。

本発明は上記の事情を鑑みてなされたものであり、等速自在継手の高速回転時の内圧上昇を防止するために等速自在継手用ブーツの小径部に形成される通気孔を介して、外部から等速自在継手の内部に水が侵入することを抑え、これにより、等速自在継手の耐久性を向上させることができるブーツ取り付け構造を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するための本発明のブーツ取り付け構造は、一端に小径部を有する等速自在継手用ブーツと、内側継手部材を有する等速自在継手と、前記内側継手部材から延びる軸部材とを備え、前記等速自在継手用ブーツの小径部は、この内周面に軸方向に延びる通気溝が形成され、かつ、前記軸部材の外周面に形成されたブーツ取付用凹溝に外嵌されることで、前記小径部の通気溝と前記軸部材の外周面とで通気孔が形成されたブーツ取り付け構造であって、前記通気孔の内部に突起を配設し、この突起の最大周方向幅を前記通気孔の周方向幅よりも小さくしたことを特徴とする。

このブーツ取り付け構造では、小径部の内周面に軸方向に延びる通気溝と軸部材の外周面とで形成される通気孔の内部に突起を配設し、この突起の最大周方向幅を通気孔の周方向幅よりも小さくする。この通気孔に配設する突起は、通気孔の通路を狭めるため、通気孔を介して外部から等速自在継手の内部へ水が侵入するのを抑えることができる。また、突起は、この最大周方向幅を通気孔の周方向幅よりも小さくするため、通気孔を完全に塞ぐことがなく、通気孔の通気機能を損なうことはない。

前記突起は、その周方向幅が反等速自在継手側端部から等速自在継手側端部に向けて連続的に漸減する形状とすることが望ましい。

この場合、突起は、反等速自在継手側端部で周方向幅が最大となる。そのため、通気孔の通路は、突起の反等速自在継手端部の位置でもっとも狭くなり、この部分は、突起の他の部位よりも、外部から等速自在継手の内部へ侵入しようとする水をより確実に抑えることができる。これにより、突起の周方向幅を反等速自在継手側端部から等速自在継手側端部に向けて連続的に漸減する形状としない場合よりも、通気孔を介して外部から等速自在継手の内部へ水が侵入するのを効率よく抑えることができる。この結果、等速自在継手の耐久性をより向上させることが可能となる。

また、突起は、反等速自在継手側端部から等速自在継手側端部に向けて連続的に漸減する形状とする場合、突起の軸方向外周面をテーパ面とすることが好ましい。

この場合、突起を形成する作業が簡易となり、突起の軸方向外周面をテーパ面としない場合よりも、等速自在継手用ブーツの通気孔に突起を配設する加工性（加工のしやすさ、加工に伴う作業効率を意味する）を向上させることができる。この結果、等速自在継手用ブーツの加工費用を削減することが可能となる。

さらに、突起は、通気孔に沿って軸方向に複数個配設するとより好ましい。

この場合、通気孔の内部に配設する突起を一つだけとする場合よりも、通気孔の通路を軸方向の広範囲に亙って狭めることができるため、通気孔を介して外部から等速自在継手の内部へ水が侵入するのを効率よく抑えることができる。この結果、ブーツの耐久性をより向上させることが可能となる。しかし、通気孔の内部に複数個の突起を配設する場合、突起を配設する個数は、通気孔の通気機能を損なわないように決定する必要がある。

本発明のブーツ取り付け構造によれば、小径部の内周面に形成される軸方向に延びる通気溝と軸部材の外周面とで形成される通気孔に、最大周方向幅が通気孔の周方向幅よりも小さい突起を配設するため、通気孔の通路が狭められ、通気孔を介して外部から等速自在継手の内部へ水が侵入するのを抑えることができる。この結果、等速自在継手の耐久性を向上させることができる。なお、突起は、この最大周方向幅を通気孔の周方向幅よりも小さくするため、通気孔を完全に塞ぐことがなく、通気孔の通気機能を損なうことはない。

以下に本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。

図１に本発明の第１の実施形態を示す。この図１は摺動型等速自在継手の一つであるクロスグルーブ型等速自在継手１とこれに取り付ける等速自在継手用ブーツ９を示している。

等速自在継手１は、外側継手部材である外輪２、内側継手部材である内輪３、ボール４、ケージ５で主要部が構成される。内輪３の中心孔１７に軸部材であるスタブシャフト１８がスプライン嵌合されており、このスプライン嵌合により、内輪３とスタブシャフト１８との間でのトルク伝達が可能となっている。なお、スタブシャフト１８は、スナップリング１６により抜け止めされている。

外輪２の内周面には複数の直線状トラック溝２ａが形成され、内輪３の外周面には、複数の直線状トラック溝３ａが形成される。外輪２のトラック溝２ａと内輪３のトラック溝３ａとは軸線に対して互いに逆方向に所定角度傾斜した構造を成す。外輪２のトラック溝２ａと内輪３のトラック溝３ａの交叉部にはボール４が配され、このボール４は外輪２と内輪３との間に位置するケージ５のポケット５ａで保持される。

外輪２の軸方向一端側には、等速自在継手１の内部に充填したグリースや潤滑油などの潤滑成分が外部へ漏出するのを防止し、かつ、外部から等速自在継手１の内部へ異物が侵入するのを防止するためのエンドプレート６がスタブシャフト１８の挿嵌側からボルト７で締め付けて固定されている。一方、外輪２の軸方向他端側とスタブシャフト１８との間には密封装置８が装着されている。

この密封装置８は、ブーツ９と金属製のブーツアダプタ１０とからなる。ブーツ９はゴムや樹脂などのエラストマーを素材としており、大径部１１と小径部１２を有し、中間はＵ字型に折り返した形状になっている。ブーツアダプタ１０は円筒形で、一端に外輪２の外周面に外嵌されるフランジを有し、エンドプレート６と共にスタブシャフト１８の挿嵌側からボルト７を締め付けることで固定される。ブーツ９の小径部１２はスタブシャフト１８の外周面に形成されるブーツ取付用凹溝１３に外嵌されており、この小径部１２のスタブシャフト１８に対する取り付け部分は、外周からブーツバンド１４を加締めることで固定される。大径部１１は、ブーツアダプタ１０のフランジ側とは反対の端部に加締めて固定されている。

小径部１２は肉厚に形成され、この小径部１２の内周面には、軸方向に延びる通気溝１２ａが円周方向に複数形成され、この通気溝１２ａとシャフト１８の外周面とで通気孔１９が形成させる。この通気孔１９は、等速自在継手１が高速回転して高温となる際、この等速自在継手１の内部で膨張して内圧を上昇させる空気を、等速自在継手１の外部へ逃がす機能を果たす。

さて、本実施形態では、図１に示すブーツ９の小径部１２の透視側面図である図２（Ａ）に示すように、通気孔１９の内部、つまり、通気溝１２ａの溝底に、軸方向外周面をテーパ面１５ａとした突起１５を、ブーツ９との一体成形により配設する。この突起１５は、最大周方向幅を通気孔１９の周方向幅よりも小さくする。通気溝１２ａの溝底に配設する突起１５の形状を把握しやすくするために、図１に示すブーツ９の小径部１２の拡大断面図を図２（Ｂ）に示し、この図２（Ｂ）を図中Ｘ側から見た正面図を図２（Ｃ）に示した。

この突起１５は、通気孔１９の通路を狭めるため、通気孔１９を介して外部から等速自在継手１の内部に水が浸入するのを抑える。この結果、等速自在継手１の耐久性を向上させることができる。なお、突起１５は、この最大周方向幅を通気孔１９の周方向幅よりも小さくするため、通気孔１９を完全に塞ぐことがなく、通気孔１９の通気機能を損なうことはない。

また、突起１５の軸方向外周面はテーパ面１５ａとするため、通気溝１２ａの溝底に突起１５を配設する加工性がよく、この加工性は、突起１５の軸方向外周面をテーパ面としない場合よりもよい。この結果、等速自在継手用ブーツの加工費用を削減することが可能となる。

さらに、本実施形態では、通気孔１９の内部に配設する突起１５の軸方向外周面をテーパ面１５ａとすることで、この突起１５の周方向幅が、反等速自在継手側端部から等速自在継手側端部に向けて連続的に漸減する形状とする。この場合、突起１５は、等速自在継手側端部で周方向幅が最大となるため、通気孔１９の通路は、突起１５の反等速自在継手側端部の位置でもっとも狭くなり、この部分は、突起１５の他の部分よりも外部から等速自在継手の内部へ侵入しようとする水をより確実に抑えることができる。また、この場合は、突起１５の周方向幅を、反等速自在継手側端部から等速自在継手側端部に向けて連続的に漸減する形状としない場合よりも、通気孔１９を介して外部から等速自在継手１の内部へ水が侵入するのを効率よく抑えることができる。この結果、等速自在継手１の耐久性をより向上させることが可能となる。

図３に本発明の第２の実施形態を示す。この図３は、等速自在継手用ブーツ２９の小径部３２の透視側面図を示している。なお、本実施形態では第１の実施形態と同じ部位、機能、形態を有する部品については同じ符号を付し、その詳細な説明を省略する。

本実施形態では、ブーツ２９の小径部３２の内周面に円周方向に複数形成された軸方向に延びる通気溝３２ａとシャフト１８の外周面とで形成される通気孔３９の内部、つまり、通気溝３２ａの溝底に、突起３５を軸方向に複数個（図では２つ）、ブーツ２９との一体成形により配設する。この突起３５の軸方向外周面は、第１の実施形態と同様、テーパ面３５ａとする。なお、通気溝３２ａを形成する理由、そして、突起３５の形状については、第１の実施形態と同様であるため、その詳細な説明を省略する。

このように、通気溝３２ａの溝底に複数個の突起３５を配設する場合、通気孔３２ａに突起３５を一つだけ設ける場合よりも、通気孔３２ａを介して外部から等速自在継手の内部へ水が侵入するのを抑えることができる。この結果、ブーツ２９を取り付ける等速自在継手の耐久性をより向上させることが可能となる。

さて、これまで本発明の実施の形態について説明したが、ブーツの小径部の内周面に形成される通気溝とシャフトの外周面とで形成される通気孔の内部に配設する突起は、ここで挙げた実施形態のように、必ずしもブーツとの一体成形により配設する必要はなく、別部品として設けることができる。

また、突起の軸方向外周面は必ずしもテーパ面とする必要はなく、この突起の最大周方向幅が通気孔の周方向幅よりも小さく、かつ、突起の周方向幅が、反等速自在継手側端部から等速自在継手側端部に向けて連続的に漸減する形状であれば、突起の軸方向外周面をテーパ面とする場合とほぼ同等の、第１の実施形態で既述の本発明の作用及び効果を得ることができる。例えば、突起の軸方向外周面は、曲面を有する形状とすることも可能である。なお、突起の最大周方向幅を通気孔の周方向幅よりも小さくする理由、そして、突起の周方向幅を、反等速自在継手側端部から等速自在継手側端部に向けて連続的に漸減する形状とする理由については、第１の実施形態で既述であるため、その詳細な説明を省略する。

さらに、突起は、最大周方向幅を通気孔の周方向幅よりも小さくされていれば、実施形態で挙げたように、通気孔の内部、つまり、ブーツの小径部の内周面に形成される通気溝に配設する突起は、必ずしも通気溝の溝底でなくてもよく、通気溝を構成するいずれの面に設けても、第１の実施形態で既述の本発明の作用および効果を得ることができる。この理由については、第１の実施形態で既述であるため、その詳細な説明を省略する。なお、この場合も、突起の周方向幅は、反等速自在継手側端部から等速自在継手側端部に向けて連続的に漸減する形状とすることが望ましく、この理由についても第１の実施形態で既述であるため、その詳細な説明を省略する。

なお、実施形態では、等速自在継手用ブーツとして、Ｕ字型に押し返した形状のブーツを使用したが、これに限らず、蛇腹状のブーツなど、ブーツの小径部の内周面に、軸方向に延びる通気溝を形成することができる等速自在継手用ブーツであれば、本発明を適用することができる。

本発明に係るブーツ取り付け構造の第１の実施形態を示す断面図である。 （Ａ）図１に示すブーツ９の小径部１２の透視側面図である。（Ｂ）図１に示すブーツ９の小径部１２の拡大断面図である。（Ｃ）（Ｂ）を図中Ｘ側から見た図である。 本発明に係るブーツ取り付け構造の第２の実施形態を示したもので、ブーツ２９の小径部３２の透視側面図である。 従来のブーツ取り付け構造を示す断面図である。 図４に等速自在継手用ブーツ１０１を適用したもので、このブーツ１０１の小径部１０４とこれを取り付けるシャフト６６の要部拡大断面図である。

符号の説明

１ 等速自在継手（クロスグルーブ型）
３ 内側継手部材
１３ ブーツ取付用凹溝
１８ スタブシャフト（軸部材）
９、２９ 等速自在継手用ブーツ
１２、３２ 小径部
１２ａ、３２ａ 通気溝
１９、３９ 通気孔
１５、３５ 突起
１５ａ、３５ａ テーパ面

Claims (4)

1. 一端に小径部を有する等速自在継手用ブーツと、内側継手部材を有する等速自在継手と、前記内側継手部材から延びる軸部材とを備え、前記等速自在継手用ブーツの小径部は、この内周面に軸方向に延びる通気溝が形成され、かつ、前記軸部材の外周面に形成されたブーツ取付用凹溝に外嵌されることで、前記小径部の通気溝と前記軸部材の外周面とで通気孔が形成されたブーツ取り付け構造であって、
   前記通気孔の内部に突起を配設し、この突起の最大周方向幅を前記通気孔の周方向幅よりも小さくしたことを特徴とするブーツ取り付け構造。
2. 前記突起は、その周方向幅が反等速自在継手側端部から等速自在継手側端部に向けて連続的に漸減する形状としたことを特徴とする請求項１記載のブーツ取り付け構造。
3. 前記突起の軸方向外周面をテーパ面としたことを特徴とする請求項２記載のブーツ取り付け構造。
4. 前記突起を、前記通気孔に沿って軸方向に複数個配設したことを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載のブーツ取り付け構造。

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