JP5868643B2 - 等速自在継手 - Google Patents

Description

本発明は、例えば産業機械等の動力伝達系で使用されるブーツを備えた等速自在継手に関する。

周知のように、自動車や各種産業機械の動力伝達系において、駆動側と従動側の二軸間の角度変位を許容しながらトルク伝達を行うため、等速自在継手が広く使用されている。図１０に例示するように、この等速自在継手３１は、外側継手部材３２と、内側継手部材３３と、外側継手部材３２と内側継手部材３３の間でトルクを伝達するトルク伝達部材３４と、内側継手部材３３に連結されたシャフト３５と、外側継手部材３２とシャフト３５の間に配設されるブーツ３６とを主要な構成要素とする。

ブーツ３６は、外側継手部材３２の内部に封入した潤滑剤の流出や該内部への異物の混入を防止するためのもので、外側継手部材３２の開口部外周面に装着される大径端部３６ａと、シャフト３５の外周面に装着される小径端部３６ｂと、大径端部３６ａと小径端部３６ｂを繋ぐ蛇腹状の蛇腹部３６ｃとを有する。

ブーツ３６の大径端部３６ａおよび小径端部３６ｂをそれぞれ外側継手部材３２の開口部外周面およびシャフト３５の外周面に嵌合した状態で、ブーツバンド３７ａ，３７ｂを加締め等の手段で縮径させることにより、大径端部３６ａおよび小径端部３６ｂが内径方向に締め付けられ、大径端部３６ａおよび小径端部３６ｂがそれぞれ外側継手部材３２およびシャフト３５に固定される。このブーツ３６は、例えばクロロプレンゴム等のゴムから構成される（特許文献１，２参照）。

ところで、等速自在継手３１には様々な使用用途があり、過酷な条件、例えば製紙機械ドライヤーパート等での高温雰囲気、高角度かつ高速回転条件の場合、図１０に例示したブーツ３６では、短寿命であり、使用することができなかった。

このような過酷な条件でのブーツ３６の短寿命化の主な原因としては、次のようなことが挙げられる。すなわち、等速自在継手３１の外側継手部材３２とシャフト３５が作動角を取って回転する場合、この回転に伴い、ブーツ３６も共に回転し、蛇腹部３６ｃの周方向の各部が圧縮状態と伸長状態とを繰り返し、この繰り返しによってブーツ３６に疲労が生じることである。

このようなブーツ３６の圧縮状態と伸長状態との繰り返しを防止する手段としては、外側継手部材３２とシャフト３５と共に、ブーツ３６を回転させないことが考えられる。ブーツを回転させない手法として、例えば特許文献３では、等速自在継手の外側継手部材とシャフトのそれぞれに対して軸受を介して相対回転自在にブーツを取り付け、このブーツの周方向の一部位を固定部材に固定すること、或いは、ブーツの周方向の一部位に錘を取り付けることが開示されている。

特開平１１−１５９６１５号公報 特開２００７−１４６９５９号公報 実開昭５３−６４８６７号公報

しかしながら、特許文献３の手法では、固定部材は別部材であり、ブラケット、リンク等を介してブーツに接続されるため、部品点数が多くなるので製造コストがかかり、また、ブーツに対して径方向にスペースが必要である。更に、固定部材を床に対して固定するために部材が必要であり、固定部材を床自体とする場合には、リンク等を長尺化する必要があるため、製造コストや必要とされるスペースが増大する。また、錘を使用する場合でも、錘は別部材でブラケットを介してブーツに接続されるため、部品点数の増大に伴い製造コストが増大し、またブーツに対して径方向のスペースが必要である。

以上の実情に鑑み、本発明は、部品点数を抑制しつつ、かつ、スペースを取らずに等速自在継手のブーツの共回りを抑制することを技術的課題とする。

上記課題を解決するための本発明に係る等速自在継手は、外側継手部材と、内側継手部材と、前記外側継手部材と内側継手部材の間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、前記内側継手部材に連結されたシャフトと、前記外側継手部材と前記シャフトのそれぞれに対して軸受を介して相対回転自在に取り付けられる大径端部と小径端部を有するブーツとを備えた等速自在継手において、前記ブーツの全体が、前記等速自在継手以外の非回転部材に固定されておらず、前記外側継手部材と前記シャフトとが作動角を取った状態での前記ブーツの形状を維持するブーツ形状維持手段が前記ブーツに設けられ、前記ブーツ形状維持手段によって前記外側継手部材と前記シャフトとが前記作動角を取った状態での前記ブーツの形状が維持されるため、前記外側継手部材と前記シャフトとが前記作動角を取って回転した場合に、前記ブーツが前記外側継手部材と前記シャフトと共回りすることを抑制可能であることを特徴とする。

本構成であれば、ブーツの大径端部と小径端部が外側継手部材とシャフトのそれぞれに対して軸受を介して相対回転自在に取り付けられ、ブーツ形状維持手段によって外側継手部材とシャフトとが作動角を取った状態でのブーツの形状が維持される。このため、等速自在継手の外側継手部材とシャフトとが作動角を取って回転した場合に、ブーツがこれらと共回りすることを抑制できる。そして、ブーツ形状維持手段がブーツに設けられているので、ブーツの共回りの抑制に必要な部品点数を抑制でき、また、ブーツの共回りの抑制に必要なスペースを抑制できる。

上記構成において、ブーツの全部が金属製であり、ブーツ形状維持手段が、ブーツの金属の剛性であってもよい。

金属は、ゴム等に比較して剛性があり、この剛性によってブーツ形状を維持し易い。また、ブーツ形状を維持し易いので、コンパクト化しても、外側継手部材やシャフトに干渉する可能性がほとんどない。従って、ブーツのコンパクト化が可能で、これにより、継手内部に充填する潤滑剤の量を減少させることができる。ブーツが、大径端部と小径端部に接続すると共に大径端部から小径端部に向かって漸次縮径する縮径部を有すれば、ブーツのコンパクト化を更に図ることができる。また、金属は、ゴム等に比較して剛性があるので、スケール等の飛散物が存在する雰囲気で使用しても、損傷等の発生が抑制される。

上記何れかの構成において、大径端部とその内周側の軸受との間、小径端部とその内周側の軸受との間の少なくとも一方に、弾性部材から成る環状体が介在してもよい。

弾性部材から成る環状体によって、ブーツの形状と、外側継手部材とシャフトとの作動角αとの誤差等が、吸収することができる。従って、ブーツの形状精度を向上させる必要が無く製造コストの上昇を抑制することができる。

冒頭の構成において、ブーツが、大径端部を含む金属製の大径部と、小径端部を含むゴム製又は樹脂製の小径部とで構成され、ブーツ形状維持手段が、大径部の金属の剛性と、小径部のゴム又は樹脂の弾性復元力であってもよい。

ゴム又は樹脂は、金属等に比較して、柔軟性を有する。従って、ブーツの一部がゴム又は樹脂であれば、想定された作動角と多少異なる作動角の場合でも、この等速自在継手は使用可能である。この構成で、大径部が、大径端部に接続すると共に大径端部から小径端部に向かって漸次縮径したものであれば、ブーツの全部が金属の場合で説明したのと同様の理由で、ブーツのコンパクト化が図れる。また、小径部が角度付きブーツで構成されていれば、大径部をシンプルな形状とすることができ、これにより、大径部を形成し易くなるので、大径部の製造コストを抑制することができる。

ここで、角度付きブーツとは、ゴム製又は樹脂製であり、自然状態で、開口端が相互に角度を成す形状のブーツであり、例えば角度付与状態で成形される。また、自然状態とは、ブーツが、外側継手部材やシャフト等の部材に取り付けられておらず、ブーツに外力が加わっていない状態のことである。また、角度付与状態で成形とは、ブーツが作動角を取った状態を維持した形状で成形したことを示す。

冒頭の構成において、ブーツの全部が角度付きブーツで構成され、ブーツ形状維持手段が、角度付きブーツの弾性復元力であってもよい。

この構成であれば、ゴム又は樹脂の柔軟性により、想定された作動角と相当異なる作動角の場合でも、この等速自在継手が使用可能である。

また、冒頭の構成において、ブーツの全部がゴム製又は樹脂製であり、ブーツ形状維持手段が、ブーツの軸方向で位置が異なる部位を直接的又は間接的に連結した連結部材の張力であってもよい。

この構成であれば、連結部材の調整によって、広範囲の作動角にブーツの形状を対応させることができる。

上記何れかの構成において、外側継手部材とシャフトの外周面の一方又は両方に、軸受の端面をカバーするダストカバーが設けられてもよい。

この構成であれば、軸受を介して継手内部に充填された潤滑剤が継手外部へ流出することや、軸受を介して継手外部からの異物が継手内部へ侵入することを抑制することができる。

以上のような本発明によれば、部品点数を抑制しつつ、かつ、スペースを取らずに等速自在継手のブーツの共回りを抑制することができる。

本発明の第１実施形態に係る等速自在継手を示す軸方向断面図である。 本発明の第１実施形態に係るブーツを示す図であり、（Ａ）が正面図、（Ｂ）が側面図である。 本発明の第２実施形態に係る等速自在継手を示す軸方向断面図である。 本発明の第３実施形態に係る等速自在継手を示す軸方向断面図である。 本発明の第４実施形態に係る等速自在継手を示す軸方向断面図である。 本発明の第５実施形態に係る等速自在継手を示す軸方向断面図である。 本発明の第６実施形態に係る等速自在継手を示す軸方向断面図である。 本発明の参考例に係る等速自在継手を示す軸方向断面図である。 本発明の参考例に係るリングを示す図であり、（Ａ）が正面図、（Ｂ）が縦断面図である。 従来の等速自在継手を示す軸方向断面図である。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。

図１は、本発明の第１実施形態に係る等速自在継手を示す軸方向断面図である。この等速自在継手１は、本実施形態では、ツェッパ型の固定式等速自在継手である。この等速自在継手１は、外側継手部材２、内側継手部材３、トルク伝達部材であるボール４、保持器５、シャフト６、軸受７，８及びブーツ９を主要な構成要素とするものである。

外側継手部材２は、複数のトラック溝２ａを形成した球状内面２ｂを備える。内側継手部材３は、外側継手部材２の径方向内方に配置され、複数のトラック溝３ａを形成した球状外面３ｂと軸孔３ｃを備える。ボール４は、外側継手部材２のトラック溝２ａと内側継手部材３のトラック溝３ａとの協働で形成されるボールトラックに配され、外側継手部材２と内側継手部材３との間でトルクを伝達する。保持器５は、外側継手部材２の球状内面２ｂと内側継手部材３の球状外面３ｂとの間に配置されると共にボール４を収容するためのポケット５ａを円周方向に有する。

シャフト６は、内側継手部材３の軸孔３ｃに、例えばスプライン嵌合によりトルク伝達可能に連結され外側継手部材２の開口から延出する。図示例では、シャフト６は、外側継手部材２に対して、所定の作動角α（例えば２０°）を成した状態である。

軸受７は、本実施形態では、深溝玉軸受であり、外側継手部材２の開口端側の外周面に圧入された間座１０の外周面に圧入されている。更に、軸受７の外周面には、ゴム等の弾性部材から構成された環状体１１が圧入されている。この環状体１１は、軸方向の両端に内径側に突出する突出部を有し、この突出部が軸受７の外輪に軸方向に係合することで軸方向の位置決めがなされている。軸受８は、本実施形態では、２つの同一の深溝玉軸受で構成されており、相互に隣接してシャフト６の外周面に圧入されている。

ブーツ９は、環状体１１の外周面に取り付けられる大径端部９ａと、軸受８の外周面に取り付けられる小径端部９ｂと、大径端部９ａから小径端部９ｂに向かって漸次拡径する縮径部９ｃを備える。このブーツ９の形状は、外側継手部材２とシャフト６とが作動角αを取った状態に対応している。ブーツ９は、本実施形態では、金属板で構成されており、この金属板の材質は、例えばアルミ等の軽金属であることが好ましい。ブーツ９により、等速自在継手１の内部に封入した潤滑剤の外部への漏洩や異物の等速自在継手１の内部への侵入が防止される。

なお、本実施形態の等速自在継手１の外側継手部材２は、シャフト６が延出している開口部とは反対側にも開口部を有する。この開口部の周囲には、溶接等でフランジ２ｃが設けられている。この外側継手部材２の開口部は、等速自在継手１を組み付ける産業機械側のシャフトと、このシャフトに設けられたフランジとによって閉塞される。この等速自在継手１の産業機械側のシャフトへの組み付けは、外側継手部材２のフランジ２ｃを、産業機械側のシャフトのフランジに対して、ボルトとナット等の締結部材で締結することで成される。

図２に示すように、ブーツ９は、外側継手部材２とシャフト６の中心軸線を含む軸方向平面を対称面とした対称形状である。そして、ブーツ９は、シャフト６の中心軸線に沿って２つに分割されており、本実施形態では、外側継手部材２とシャフト６の中心軸線を含む軸方向平面で２つに分割されている。ブーツ９の分割された２つの部分を、それぞれブーツ片９ｄと以下記載する。各ブーツ片９ｄの大径端部９ａにおける周方向の両端部には外径側に突出した大径側取付部９ｅが設けられており、各ブーツ片９ｄの小径端部９ｂにおける周方向の両端部には外径側に突出した小径側取付部９ｆが設けられている。２つのブーツ片９ｄについて、一方の大径側取付部９ｅ、小径側取付部９ｆのそれぞれを、他方の大径側取付部９ｅ、小径側取付部９ｆに例えばボルト９ｇとナット９ｈで締結することにより、ブーツ９は環状体１１の外周面と、軸受８の外周面に適度に締め付けられて固定される。ブーツ９を取り付けた後には、外側継手部材２とシャフト６の角度や相互の距離は変更できないため、外側継手部材２とシャフト６とが産業機械等に組み付けられた後に、ブーツ９は取り付けられる。

ブーツ片９ｄの周方向端面（ブーツ９の分割部分）には、予め或いは取り付け後に、例えば液状パッキンを塗布してもよい。この液状パッキンが固化すれば、ブーツのシール性が向上する。

このように、本実施形態では、ブーツ９が、外側継手部材２とシャフト６のそれぞれに対して軸受７，８を介して相対回転自在に取り付けられている。また、外側継手部材２とシャフト６は作動角αを有する。そして、ブーツ９は、その全部が金属製であり、剛性を有する。ブーツ９の剛性により、作動角αを取った外側継手部材２とシャフト６に取り付けられた状態でのブーツ９の形状が維持される。つまり、ブーツ９の剛性は、ブーツ９の形状を維持するブーツ形状維持手段である。このブーツ形状維持手段によってブーツ９の形状が維持されるため、外側継手部材２とシャフト６が回転した場合、ブーツ９がこれらと共に回転しようとしても、ブーツ９の回転は抑制される。そして、ブーツ形状維持手段がブーツ９に設けられているので、ブーツ９の共回りの抑制に必要な部品点数を抑制でき、また、ブーツ９の共回りの抑制に必要なスペースを抑制できる。

また、ブーツ９は、剛性があり、形状を剛性により維持し易いので、コンパクト化しても、外側継手部材２やシャフト６に干渉する可能性がほとんどない。従って、ブーツ９のコンパクト化が可能で、これにより、継手内部に充填する潤滑剤の量を減少させることができる。また、ブーツ９は、剛性があるので、スケール等の飛散物が存在する雰囲気で使用しても、損傷等の発生が抑制される。

また、軸受７とブーツ９の間に、弾性部材から成る環状体１１が配設されているため、ブーツ９の形状と、外側継手部材２とシャフト６との作動角αとの誤差等が、環状体１１によって吸収することができる。従って、ブーツ９の形状精度を向上させる必要が無く製造コストの上昇を抑制することができる。

図３は、本発明の第２実施形態に係る等速自在継手を示す軸方向断面図である。以下、第２実施形態に係る等速自在継手について、第１実施形態と異なる点を中心として述べる。本実施形態では、軸受７と軸受８は共に、内輪を有さないシール付き針状ころ軸受である。軸受８の外周面にも、環状体１１と同様にゴム等の弾性部材からなる環状体１２が圧入されており、その外周面にブーツ９の小径端部９ｂが固定されている。

外側継手部材２には、軸受７をカバーするダストカバー１３が設けられており、シャフト６には、軸受８をカバーするダストカバー１４が設けられている。このダストカバー１３，１４は、軸受７，８を介しての継手内部への異物の浸入を抑制し、軸受７，８を介しての継手内部からの潤滑剤の漏洩を抑制する。

ダストカバー１３，１４は断面Ｌ状の環状で、筒部１３ａ，１４ａとつば部１３ｂ，１４ｂを有する。ダストカバー１３の筒部１３ａは、外側継手部材２の外周面に圧入され、ダストカバー１４の筒部１４ａは、シャフト６の外周面に圧入される。つば部１３ｂが、環状体１１との干渉を防ぐために、環状体１１の軸方向端部に対して軸方向に隙間を有して配設され、つば部１４ｂが、環状体１２との干渉を防ぐために、環状体１２の軸方向端部に対して軸方向に隙間を有して配設される。これらの軸方向隙間は、例えば０．５〜２．０ｍｍが好ましい。０．５ｍｍ未満だと、外側継手部材２とシャフト６の回転時に、ダストカバー１３，１４と環状体１１，１２が干渉し、回転を妨げる恐れがあり、２．０ｍｍを超えると、異物の浸入の抑制や潤滑剤の漏洩を抑制する効果が十分に得られないからである。

図示例では、軸受７，８に対して、ダストカバー１３，１４は、等速自在継手１の外部側に配設されているが、等速自在継手１の内部側に配設されてもよい。その他の構成と効果は、第１実施形態と同様なので、同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

図４は、本発明の第３実施形態に係る等速自在継手を示す軸方向断面図である。以下、第３実施形態に係る等速自在継手について、第１実施形態と異なる点を中心として述べる。ブーツ１５は、例えば軽金属等の金属板から成る大径部１６と、例えばクロロプレンゴム等のゴムから成る小径部１７とから構成される。また、間座１０は存在せず、軸受７は、外側継手部材２の外周面に直接圧入される。

大径部１６は、軸受７の外周面に取り付けられる大径端部１６ａと、シャフト６の外周面に平行に配設される円筒部１６ｂと、大径端部１６ａから円筒部１６ｂに向かって漸次縮径する縮径部１６ｃとを備える。また、大径部１６は、分割された部材ではなく、一体の部材である。小径部１７は、シャフト６に圧入された軸受８の外周面に取り付けられる小径端部１７ａと、大径部１６の円筒部１６ｂの外周面に取り付けられる円筒部１７ｂと、小径端部１７ａから円筒部１７ｂに向かって漸次拡径する拡径部１７ｃとを備える。なお、小径部１７は角度付きブーツではない。

大径部１６の大径端部１６ａは軸受７の外周面に圧入され、ブーツバンド１８ａで締め付けられ固定される。小径部１７の小径端部１７ａは、軸受８の外周面に圧入され、ブーツバンド１８ｂで締め付けられ固定される。小径部１７の円筒部１７ｂは、大径部１６の円筒部１６ｂの外周面に嵌合され、ブーツバンド１８ｃで締め付けられ固定される。なお、本実施形態では、軸受７の外周面に環状体１１は存在しない。

このように、本実施形態では、ブーツ１５の小径部１７がゴム製なので、柔軟性を有する。このため、環状体１１が無くても、ブーツ１５の形状と、外側継手部材２とシャフト６との作動角αとの誤差等が、小径部１７によって吸収することができる。また、等速自在継手１は、ブーツ１５が取り付けられた状態でも、多少作動角αを変化させることができるので、等速自在継手１は、ブーツ１５が取り付けられた状態で、産業機械等に組付けることが可能である。従って、等速自在継手１は、ブーツ１５が取り付けられた状態で流通させることができる。

作動角αを取った外側継手部材２とシャフト６に取り付けられた状態（図４の状態）でのブーツ１５の小径部１７の形状は、自然状態での小径部１７の形状に則している。これにより、小径部１７が少しでも変形した場合には、小径部１７に図４の状態での形状を維持しようとする弾性復元力が作用する。このことと大径部１６の剛性により、作動角αを取った外側継手部材２とシャフト６に取り付けられた状態でのブーツ１５の形状が維持される。つまり、大径部１６の剛性と小径部１７の弾性復元力は、ブーツ１５の形状を維持するブーツ形状維持手段である。このブーツ形状維持手段によってブーツ１５の形状が維持されるため、外側継手部材２とシャフト６が回転した場合、ブーツ１５がこれらと共に回転しようとしても、ブーツ１５の回転は抑制される。そして、ブーツ形状維持手段がブーツ１５に設けられているので、ブーツ１５の共回りの抑制に必要な部品点数を抑制でき、また、ブーツ１５の共回りの抑制に必要なスペースを抑制できる。

その他の構成と効果は、第１実施形態と同様なので、同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

図５は、本発明の第４実施形態に係る等速自在継手を示す軸方向断面図である。以下、第４実施形態に係る等速自在継手について、第３実施形態と異なる点を中心として述べる。ブーツ１５の大径部１６は、外側継手部材２に圧入された間座１０に圧入された軸受７の外周面に取り付けられる大径端部としての円筒部１６ｄと、円筒部１６ｄの軸方向一端を閉塞する底部１６ｅとを有する有底円筒状である。大径部１６の底部１６ｅには、貫通孔１６ｆが形成されている。この貫通孔１６ｆは、シャフト６との干渉を回避するため、底部１６ｅにおいて、円筒部１６ｄあるいは外側継手部材２の中心軸線に対して、シャフト６が傾斜している側（図５の下側）に片寄った位置に形成されている。本実施形態では、貫通孔１６ｆは円形状であり、その中心と円筒部１６ｄあるいは外側継手部材２の中心軸線との距離ｄは、シャフト６の直径や作動角α等を勘案して適宜設定される。

ブーツ１５の小径部１７は、シャフト６に圧入された軸受８の外周面に取り付けられる小径端部１７ｄと、小径端部１７ｄと大径部１６の底部１６ｅの間に配設される蛇腹状の蛇腹部１７ｅとを備える。小径部１７の蛇腹部１７ｅにおける大径部１６側の端部は、大径部１６の底部１６ｅにおける貫通孔１６ｆの側面に、例えば焼付け等により接続されている。本実施形態では、大径部１６の貫通孔１６ｆと、小径部１７の蛇腹部１７ｅにおける大径部１６側の端部とが円形であるが、これに限定されること無く、楕円等他の形状であってもよい。また、小径部１７の蛇腹部１７ｅにおける大径部１６側の端部は、小径端部１７ｄより直径が少し大きい。

大径部１６の円筒部１６ｄの開口端部は、軸受７の外周面に圧入され、ブーツバンド１８ａで締め付けられ固定される。小径部１７の小径端部１７ｄは、軸受８の外周面に嵌合され、ブーツバンド１８ｂで締め付けられて固定される。

ブーツ１５の小径部１７は角度付きブーツであり、作動角αを取った外側継手部材２とシャフト６に取り付けられた状態（図５の状態）でのブーツ１５の小径部１７の形状は、自然状態の小径部１７の形状に則している。これによって、小径部１７が少しでも変形した場合には、小径部１７に図５の状態の形状を維持しようとする弾性復元力が作用する。このことと大径部１６の剛性により、作動角αを取った外側継手部材２とシャフト６に取り付けられた状態でのブーツ１５の形状が維持される。つまり、第３実施形態と同様に、大径部１６の剛性と小径部１７の弾性復元力は、ブーツ１５の形状を維持するブーツ形状維持手段である。このブーツ形状維持手段によってブーツ１５の形状が維持されるため、外側継手部材２とシャフト６が回転した場合、ブーツ１５がこれらと共に回転しようとしても、ブーツ１５の回転は抑制される。そして、ブーツ形状維持手段がブーツ１５に設けられているので、ブーツ１５の共回りの抑制に必要な部品点数を抑制でき、また、ブーツ１５の共回りの抑制に必要なスペースを抑制できる。本実施形態では、第３実施形態に比較して、小径部１７がブーツ１５全体に占める割合が大きく、ブーツ１５の形状維持は、小径部１７の図５の形状を維持する弾性復元力によるところが大きい。

このように、本実施形態では、大径部１６が有底円筒形状であるので、第３実施形態の大径部１６より形成し易いため、製造コストを削減できる。また、小径部１７がゴム製で蛇腹部１７ｅを有し、この蛇腹部１７ｅが拡径部１７ｃ（図４参照）に比較して長いので、第３実施形態の小径部１７より小径部１７全体の柔軟性が高い。従って、第３実施形態で上述した小径部１７の柔軟性に起因した効果を更に得ることができる。その他の構成と効果は、第３実施形態と同様なので、同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

図６は、本発明の第５実施形態に係る等速自在継手を示す軸方向断面図である。以下、第５実施形態に係る等速自在継手について、第３実施形態と異なる点を中心として述べる。外側継手部材２に圧入された軸受７は、内輪を有さないシール付き針状ころ軸受である。シャフト６に圧入された軸受８は、１つの深溝玉軸受である。

ブーツ１９は、全体がクロロプレンゴム等のゴムから構成される。ブーツ１９は、軸受７の外周面に取り付けられる大径端部１９ａと、軸受８の外周面に取り付けられる小径端部１９ｂと、大径端部１９ａと小径端部１９ｂの間を連結する蛇腹状の蛇腹部１９ｃを備える。ブーツ１９の大径端部１９ａは、軸受７の外周面に嵌合され、ブーツバンド１８ａで締め付けられ固定される。ブーツ１９の小径端部１９ｂは、軸受８の外周面に嵌合され、ブーツバンド１８ｂで締め付けられ固定される。

ブーツ１９は角度付きブーツであり、作動角αを取った外側継手部材２とシャフト６に取り付けられた状態（図６の状態）でのブーツ１９の形状は、自然状態のブーツ１９の形状に則している。これによって、ブーツ１９が少しでも変形した場合には、ブーツ１９に図６での状態での形状を維持しようとする弾性復元力が作用する。この弾性復元力により、作動角αを取った外側継手部材２とシャフト６に取り付けられた状態（図６の状態）でのブーツ１９の形状が維持される。つまり、ブーツ１９の弾性復元力は、ブーツ１９の形状を維持するブーツ形状維持手段である。ブーツ形状維持手段によってブーツ１９の形状が維持されるため、外側継手部材２とシャフト６が回転した場合、ブーツ１９がこれらと共に回転しようとしても、ブーツ１９の回転は抑制される。そして、ブーツ形状維持手段がブーツ１９に設けられているので、ブーツ１９の共回りの抑制に必要な部品点数を抑制でき、また、ブーツ１９の共回りの抑制に必要なスペースを抑制できる。

本実施形態では、ブーツ１９全体がゴム製で蛇腹部を有するので、ブーツ１９全体の柔軟性が高い。このため、ブーツ１９の形状と、外側継手部材２とシャフト６との作動角αとの誤差等が、ブーツ１９自体によって吸収することができる。また、等速自在継手１は、ブーツ１９が取り付けられた状態でも、作動角αを大きく変化させることができるので、等速自在継手１は、ブーツ１９が取り付けられた状態で、産業機械等に組付けることが可能である。従って、等速自在継手１を、ブーツ１９が取り付けられた状態で流通させることができる。その他の構成と効果は、第３実施形態と同様なので、同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

図７は、本発明の第６実施形態に係る等速自在継手を示す軸方向断面図である。以下、第６実施形態に係る等速自在継手について、第５実施形態と異なる点を中心として述べる。

本実施形態のブーツ１９の全体はクロロプレンゴム等のゴムから構成されるが、第５実施形態と異なり、ブーツ１９は角度付きブーツではない。すなわち、ブーツ１９は、従来のブーツ３６（図１０参照）と同様である。ブーツ１９の大径端部１９ａは、軸受７の外周面に嵌合され、ブーツバンド２０で締め付けられ固定される。ブーツ１９の小径端部１９ｂは、軸受８の外周面に嵌合され、ブーツバンド２１で締め付けられ固定される。

ブーツバンド２０，２１は、それぞれの周方向で、作動角αを取った外側継手部材２とシャフト６が接近する側（図７で下側）の位置に、外径側に突出する突出部２０ａ，２１ａが形成されている。突出部２０ａ，２１ａのそれぞれには、スリット（図示省略）が設けられており、これに連結部材としての例えばひも２２等を結びつけることで突出部２０ａ，２１ａを相互に連結する。このひも２２等の張力によって、作動角αを取った外側継手部材２とシャフト６に取り付けられた状態（図７の状態）でのブーツ１９の形状が維持される。つまり、連結部材としてのひも２２等の張力は、ブーツ１９の形状を維持するブーツ形状維持手段である。このブーツ形状維持手段によってブーツ１９の形状が維持されるため、外側継手部材２とシャフト６が回転した場合、ブーツ１９がこれらと共に回転しようとしても、ブーツ１９の回転は抑制される。そして、ブーツ形状維持手段がブーツ１９に設けられているので、ブーツ１９の共回りの抑制に必要な部品点数を抑制でき、また、ブーツ１９の共回りの抑制に必要なスペースを抑制できる。

本実施形態では、第５実施形態と同様に、ブーツ１９全体がゴム製で蛇腹部１９ｃを有するので、ブーツ１９全体の柔軟性が高い。従って、第５実施形態で説明したものと同様の効果が享受できる。

また、本実施形態では、ブーツ１９は従来のブーツ３６を使用可能なので、ブーツ製造のための設備を更新する必要が無く、製造コストを抑制できる。

本実施形態では、ブーツ１９の大径端部１９ａ、小径端部１９ｂを、それぞれに取り付けたブーツバンド２０，２１を介して連結部材としてのひも２２で連結したが、本発明はこれに限定されず、ブーツ１９の軸方向で位置が異なるブーツ１９本体の部位を直接連結部材で連結してもよい。

その他の構成と効果は、第５実施形態と同様なので、同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

図８は、本発明の参考例に係る等速自在継手を示す軸方向断面図である。以下、参考例に係る等速自在継手について、第５実施形態と異なる点を中心として述べる。

本参考例のブーツ１９は、第６実施形態と同様で従来のブーツ３６と同様である。ブーツ１９の大径端部１９ａは、軸受７の外周面に嵌合され、ブーツバンド１８ａで締め付けられ固定される。ブーツ１９の小径端部１９ｂは、軸受８の外周面に嵌合され、ブーツバンド１８ｂで締め付けられ固定される。

ブーツ１９における蛇腹部１９ｃの谷部における最小径部位の外周には、リング２３が嵌合されている。リング２３は例えば接着剤等によってブーツ１９に固定されている。図９に拡大して示すように、リング２３は、その半分２３ａが密度の大きいもの、例えば鉄等の金属、そして残りの半分２３ｂが密度の小さいもの、例えばゴム等で構成されており、これらは例えば焼付け等によって接続されている。この構成により、このリング２３は、密度の大きい半分２３ａの側に、重心が偏っている。ブーツ１９に嵌合された複数のリング２３は、リング２３における重心が偏った側が、ブーツ１９の周方向で同じ方向となっている。これにより、ブーツ１９が周方向に少しでも回転した場合に、リング２３における重心が偏った側が常に下側になるようにリング２３を介してブーツ１９に重力が作用する。

図示例では、理解し易いように、外側継手部材２とシャフト６は作動角αを取っていないが、作動角αを取った場合でも、ブーツ１９が周方向に少しでも回転した場合に、リング２３における重心が偏った側が常に下側になるようにリング２３を介してブーツ１９に重力が作用する。このため、外側継手部材２とシャフト６が回転した場合、ブーツ１９がこれらと共に回転しようとしても、ブーツ１９の回転は抑制される。そして、ブーツ形状維持手段がブーツ１９に設けられているので、ブーツ１９の共回りの抑制に必要な部品点数を抑制でき、また、ブーツ１９の共回りの抑制に必要なスペースを抑制できる。

このように本参考例でも、第５実施形態と同様に、ブーツ１９全体がゴム製で蛇腹部１９ｃを有するので、ブーツ１９全体の柔軟性が高い。従って、第５実施形態で説明したものと同様の効果が享受できる。

本参考例でも、ブーツ１９は従来のブーツ３６を使用可能なので、ブーツ製造のための設備を更新する必要が無く、製造コストを抑制できる。

また、本参考例で、リング２３の半分２３ｂがゴム等の弾性部材であれば、リング２３を蛇腹部１９ｃの谷部における最小径部位の外周に嵌合させるために、蛇腹部の１９ｃの山部を通過させることが容易になり、生産効率を向上できる。

本参考例では、ブーツ１９の回転の抑制に、ブーツ１９に外嵌したリング２３の重心の偏りを利用したが、本発明はこれに限定されず、厚さを周方向で異ならせる等の方法によってブーツ１９自体が有する重心の偏りを利用してもよい。

その他の構成と効果は、第５実施形態と同様なので、同一の構成には同一の符号を付し、説明を省略する。

上記実施形態におけるブーツ１５，１９のゴム製部位は、熱可塑性エラストマー等の樹脂で構成してもよく、特に熱可塑性ポリエステル系エラストマーで構成した場合には、耐疲労性、耐摩耗性、耐熱老化性等が向上する。

外側継手部材２やシャフト６に圧入された軸受７，８は、上記実施形態に限定されず、円筒ころ軸受等他の転がり軸受でもよく、また、滑り軸受等の別形式の軸受であってもよい。

また、上記実施形態では、等速自在継手１として、ツェッパ型の固定式等速自在継手を使用したが、本発明はこれに限定されず、アンダーカットフリー型等別の固定式等速自在継手を使用してもよく、また、ダブルオフセット型、トリポード型、クロスグルーブ型等の摺動式等速自在継手を使用してもよい。

１ 等速自在継手
２ 外側継手部材
３ 内側継手部材
４ ボール（トルク伝達部材）
６ シャフト
７，８ 軸受
９，１５，１９ ブーツ
９ａ，１６ａ，１６ｄ，１９ａ 大径端部
９ｂ，１７ａ，１７ｄ，１９ｂ 小径端部
９ｃ，１６ｃ 縮径部
１１，１２ 環状体
１３，１４ ダストカバー
１６ 大径部
１７ 小径部
２２ ひも（連結部材）
α 作動角

Claims (10)

1. 外側継手部材と、内側継手部材と、前記外側継手部材と内側継手部材の間でトルクを伝達するトルク伝達部材と、前記内側継手部材に連結されたシャフトと、前記外側継手部材と前記シャフトのそれぞれに対して軸受を介して相対回転自在に取り付けられる大径端部と小径端部を有するブーツとを備えた等速自在継手において、
   前記ブーツの全体が、前記等速自在継手以外の非回転部材に固定されておらず、
   前記外側継手部材と前記シャフトとが作動角を取った状態での前記ブーツの形状を維持するブーツ形状維持手段が前記ブーツに設けられ、
   前記ブーツ形状維持手段によって前記外側継手部材と前記シャフトとが前記作動角を取った状態での前記ブーツの形状が維持されるため、前記外側継手部材と前記シャフトとが前記作動角を取って回転した場合に、前記ブーツが前記外側継手部材と前記シャフトと共回りすることを抑制可能であることを特徴とする等速自在継手。
2. 前記ブーツの全部が金属製であり、
   前記ブーツ形状維持手段が、前記ブーツの金属の剛性である請求項１に記載の等速自在継手。
3. 前記ブーツが、前記大径端部と前記小径端部に接続すると共に前記大径端部から前記小径端部に向かって漸次縮径する縮径部を有する請求項２に記載の等速自在継手。
4. 前記大径端部とその内周側の軸受との間、前記小径端部とその内周側の軸受との間の少なくとも一方に、弾性部材から成る環状体が介在する請求項２又は３に記載の等速自在継手。
5. 前記ブーツが、前記大径端部を含む金属製の大径部と、前記小径端部を含むゴム製又は樹脂製の小径部とで構成され、
   前記ブーツ形状維持手段が、前記大径部の金属の剛性と、前記小径部のゴム又は樹脂の弾性復元力である請求項１に記載の等速自在継手。
6. 前記大径部が、前記大径端部に接続すると共に前記大径端部から前記小径端部に向かって漸次縮径する縮径部を有する請求項５に記載の等速自在継手。
7. 前記小径部が角度付きブーツで構成された請求項５に記載の等速自在継手。
8. 前記ブーツの全部が角度付きブーツで構成され、
   前記ブーツ形状維持手段が、前記角度付きブーツの弾性復元力である請求項１に記載の等速自在継手。
9. 前記ブーツの全部がゴム製又は樹脂製であり、
   前記ブーツ形状維持手段が、前記ブーツの軸方向で位置が異なる部位を直接的又は間接的に連結した連結部材の張力である請求項１に記載の等速自在継手。
10. 前記外側継手部材と前記シャフトの外周面の一方又は両方に、前記軸受の端面をカバーするダストカバーが設けられた請求項１〜９の何れか１項に記載の等速自在継手。

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