JP2011144849A - 等速自在継手 - Google Patents

Abstract

【課題】 信頼性の向上とコスト低減を図り得るレーザ接合を用いて、その接合部の剥離を抑止してブーツを確実に固定しシール性を確保する。
【解決手段】 一端に開口部を有する金属製の外側継手部材３と、外側継手部材３との間でボールを介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、外側継手部材３の開口部１３を閉塞する樹脂製の蛇腹状ブーツ１２の大径端部１５を外側継手部材３の開口部１３の外周面１４に外嵌してレーザ接合により固定した等速自在継手であって、ブーツ１２の大径端部１５から蛇腹部１８に向けて延びる端部隣接部位１９を、外側継手部材３の開口部１３の端面２０に沿わせた形状とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達系において使用され、例えば自動車のドライブシャフトやプロペラシャフトに組み込まれ、継手外部からの異物侵入や継手内部からの潤滑剤漏洩を防止するブーツを備えた等速自在継手に関する。

例えば、自動車のエンジンから車輪に回転力を等速で伝達する手段として使用される等速自在継手には、固定式等速自在継手と摺動式等速自在継手の二種がある。これら両者の等速自在継手は、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し得る構造を備えている。

自動車のエンジンから駆動車輪に動力を伝達するドライブシャフトは、エンジンと車輪との相対的位置関係の変化による角度変位と軸方向変位に対応する必要があるため、一般的にエンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手を、駆動車輪側（アウトボード側）に固定式等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手を中間シャフトで連結した構造を具備する。

これら摺動式等速自在継手あるいは固定式等速自在継手では、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するため、等速自在継手と中間シャフトとの間に樹脂製の蛇腹状ブーツを装着した構造が一般的である（例えば、特許文献１参照）。

ブーツ１０４は、図９に示すように、等速自在継手の外側継手部材１０２の開口部１０３の外周面にブーツバンド１０５により締め付け固定された大径端部１０６と、内側継手部材（図示せず）から延びる中間シャフト１０７の外周面にブーツバンド１０８により締め付け固定された小径端部１０９と、大径端部１０６と小径端部１０９とを繋ぎ、その大径端部１０６から小径端部１０９へ向けて縮径した伸縮自在な蛇腹部１１０とで構成されている。

図１０は、外側継手部材１０２の開口部１０３とブーツ１０４の大径端部１０６とを接合した部分を示す拡大図である。同図に示すように、外側継手部材１０２の外周面に環状の凹溝１１１を形成し、ブーツバンド１０５による締め付けでもって凹溝１１１にブーツ１０４の大径端部１０６を食い込ませることにより、ブーツ１０４の大径端部１０６の位置決めとシール性の向上を図っている。

実開平４−１２８５３６号公報

ところで、従来の等速自在継手において、ブーツバンド１０５による締め付け固定で安定したシール性を確保するには、ブーツ１０４を所定の締め代で確実に固定する必要があるが、ブーツ１０４の確実な固定を簡便にかつ個体間でのばらつきを生じさせることなく行うのは非常に困難である。

また、ブーツ１０４の位置決めとシール性の向上を図るため、外側継手部材１０２の開口部１０３の外周面に環状の凹溝１１１を形成し、ブーツバンド１０５による締め付けでもって凹溝１１１にブーツ１０４の大径端部１０６を食い込ませるようにしていることから、外側継手部材１０２の開口部１０３の外周面に凹溝加工を施す必要がある。

このように、ブーツバンド締め付けによりブーツ１０４を確実に固定することが困難である点、外側継手部材１０２の開口部１０３の外周面に凹溝加工を施さなければならない点、さらに、ブーツバンド１０５を使用することにより部品点数が増加する点などにより、等速自在継手における信頼性の低下およびコストアップを招くことになる。

この問題を解消するため、図１１に示すように、樹脂製のブーツ１１４を金属製の外側継手部材１１２にレーザ接合により固定する手段がある。このレーザ接合を用いれば、図１２に示すように、外側継手部材１１２の開口部１１３の外周面に凹溝１１１（図１０参照）を形成する必要がなく、平坦な外周面１２１にブーツ１１４の大径端部１１６を接合することが可能である。また、ブーツバンド１０５（図１０参照）も不要となり、ブーツ１１４の固定をブーツバンド１０５の締め付けに依存することなく、レーザ接合によりブーツ１１４を確実に固定することができる。

ここで、ブーツバンド締め付けによりブーツ１０４（図１０参照）を固定する場合と異なり、レーザ接合によりブーツ１１４（図１２参照）を固定する場合、ブーツ１１４の大径端部１１６が応力の作用により外側継手部材１１２の外周面１２１から剥離して位置ずれすることは、グリース等の潤滑剤の漏洩を引き起こす点で許されない。そのため、レーザ接合によるブーツ１１４の固定では、ブーツ１１４の大径端部１１６と外側継手部材１１２の開口部１１３との接合界面に作用する荷重を小さくする必要がある。

しかしながら、図１２に示すように、ブーツ１１４の大径端部１１６から蛇腹部１２０に向けて延びる部位の形状が山部１２２を有することから、等速自在継手の中間シャフト１１７が作動角をとった場合（図１３参照）、ブーツ１１４の蛇腹部１２０の収縮側では、図１４に示すように、ブーツ１１４の大径端部１１６に隣接する山部１２２に、ブーツ１１４の大径端部１１６と外側継手部材１１２の外周面１２１との接合部を引き剥がす方向（図中矢印方向）へ向く応力が作用する。この応力の作用により、ブーツ１１４の大径端部１１６と外側継手部材１１２の外周面１２１との接合部が容易に剥離するという問題が生じる。

そこで、本発明は前述の問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、信頼性の向上とコスト低減を図り得るレーザ接合を用いて、その接合部の剥離を抑止してブーツを金属製の外側継手部材に確実に固定し、そのシール性を確保し得る等速自在継手を提供することにある。

前述の目的を達成するための技術的手段として、本発明は、一端に開口部を有する金属製の外側継手部材と、前記外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、前記外側継手部材の開口部を閉塞する樹脂製の蛇腹状ブーツの端部を前記外側継手部材の開口部外周面に外嵌してレーザ接合により固定した等速自在継手であって、前記ブーツの端部から蛇腹部に向けて延びる端部隣接部位を、前記外側継手部材の開口部端面に沿わせた形状としたことを特徴とする。

本発明では、ブーツの端部から蛇腹部に向けて延びる端部隣接部位を、外側継手部材の開口部端面に沿わせた形状としたことにより、等速自在継手の中間シャフトが作動角をとった場合、ブーツの蛇腹部の収縮側では、ブーツの端部隣接部位が外側継手部材の開口部端面に押し当てられてガイドされるので、ブーツの大径端部と外側継手部材の外周面との接合部を引き剥がす方向（径方向外側方向）へ向く応力を緩和することができる。この応力緩和により、ブーツの大径端部と外側継手部材の外周面との接合部が剥離することを未然に抑止できる。

本発明における外側継手部材の開口部外周面は、前記ブーツの端部と接合する部位で平坦とすることが可能である。このようにブーツの端部と接合する部位で平坦とすれば、接合面積を稼ぐことができると共に外側継手部材の強度アップおよび小型化が図れ、さらに、従来のブーツバンド締め付けによるブーツの固定で外側継手部材の外周面に形成していた位置決め用凹溝の加工が不要となり、コスト低減が図れる。

本発明におけるブーツを構成する樹脂は、レーザ透過性を有する熱可塑性エラストマーであることが望ましい。レーザ透過性の樹脂に対してレーザ接合時にレーザ光を照射することによって、レーザ光が樹脂を透過して外側継手部材を加熱することができる。

本発明におけるブーツの端部と前記外側継手部材の開口部との締め代は、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とすることが望ましい。このような範囲に締め代を設定することによって、最適な条件でもってレーザ接合を実現することができる。この締め代が０．５ｍｍよりも小さいと、ブーツの端部と外側継手部材の開口部との外嵌状態が緩くなることから、良好なレーザ接合状態を得ることが困難となる。また、締め代が３．０ｍｍより大きいと、ブーツの端部を外側継手部材の開口部に外嵌すること自体が困難となる。

本発明におけるレーザ接合は、半導体レーザあるいはファイバレーザにより行われることが望ましい。このようにレーザ接合に半導体レーザあるいはファイバレーザを採用すれば、既存のレーザ光照射装置を用いることができ、設備費の削減からコスト低減が図れる。また、レーザ接合でのレーザ光照射方式を連続式とすることが望ましい。このようにすれば、効率のよいレーザ光照射を行うことができ、レーザ接合での効率化が図れる。

本発明におけるレーザ接合で使用するレーザ光は、２ｍｍ以上の直径を有する円形のスポットサイズ、あるいは、２ｍｍ以上の長辺を有する矩形状のスポットサイズを持つことが望ましい。このようにすれば、レーザ接合時に接合部を安定して加熱することができる。なお、スポットサイズの直径あるいは長辺が２ｍｍよりも小さいと、接合部の加熱が不安定となる。

本発明における外側継手部材は、内周面に軸方向に延びる複数の円弧状トラック溝が形成され、前記内側継手部材は、外側継手部材のトラック溝と対をなして外周面に複数の円弧状トラック溝が形成され、前記トルク伝達部材は、外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面との間に配されたケージにより保持された状態で、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との間に介在するボールである構成を具備する固定式等速自在継手、例えば、ツェッパ型等速自在継手に適用可能である。

また、本発明における外側継手部材は、内周面に軸方向に延びる複数の直線状トラック溝が形成され、前記内側継手部材は、外側継手部材のトラック溝と対をなして外周面に複数の直線状トラック溝が形成され、前記トルク伝達部材は、外側継手部材の内周面と内側継手部材の外周面との間に配されたケージにより保持された状態で、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との間に介在するボールである構成を具備する摺動式等速自在継手、例えば、ダブルオフセット型等速自在継手にも適用可能である。

本発明によれば、ブーツの端部から蛇腹部に向けて延びる端部隣接部位を、外側継手部材の開口部端面に沿わせた形状としたことにより、等速自在継手の中間シャフトが作動角をとった場合、ブーツの蛇腹部の収縮側では、ブーツの端部隣接部位が外側継手部材の開口部端面に押し当てられてガイドされるので、ブーツの大径端部と外側継手部材の外周面との接合部を引き剥がす方向（径方向外側方向）へ向く応力を緩和することができる。この応力緩和により、ブーツの大径端部と外側継手部材の外周面との接合部が剥離することを未然に抑止できる。

その結果、信頼性の向上とコスト低減を図り得るレーザ接合を用いて、その接合部の剥離を抑止してブーツを確実に固定しシール性を確保し得る等速自在継手を提供することができる。

本発明の実施形態で、外側継手部材の開口部とブーツの大径端部とを示す部分拡大断面図である。 本発明の実施形態で、ツェッパ型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。 図２のＡ−Ａ線に沿う横断面図である。 外側継手部材の開口部とブーツの大径端部とをレーザ接合により固定する要領を説明するための部分拡大断面図である。 外側継手部材の開口部とブーツの大径端部とをレーザ接合により固定する要領を説明するための横断面図である。 図２のツェッパ型等速自在継手が作動角をとった状態を示す縦断面図である。 図２の等速自在継手が作動角をとった状態での外側継手部材の開口部とブーツの大径端部とを示す部分拡大断面図である。 本発明の他の実施形態で、ダブルオフセット型等速自在継手の全体構成を示す縦断面図である。 従来の等速自在継手を示す断面図である。 図９の等速自在継手の外側継手部材の開口部とブーツの大径端部とを示す部分拡大断面図である。 本発明の前提としての等速自在継手を示す断面図である。 図１１の等速自在継手の外側継手部材の開口部とブーツの大径端部とを示す部分拡大断面図である。 図１１の等速自在継手が作動角をとった状態を示す断面図である。 図１１の等速自在継手が作動角をとった状態での外側継手部材の開口部とブーツの大径端部とを示す部分拡大断面図である。

本発明に係る等速自在継手の実施形態を以下に詳述する。以下の実施形態では、自動車のエンジン側（インボード側）に摺動式等速自在継手を、駆動車輪側（アウトボード側）に固定式等速自在継手をそれぞれ装備し、両者の等速自在継手を中間シャフトで連結した構造を具備するドライブシャフトに組み込まれ、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達することができる構造を備えた固定式等速自在継手の一つであるツェッパ型等速自在継手を例示する。

図２および図３に示す実施形態のツェッパ型等速自在継手は、軸方向に延びる円弧状のトラック溝１が球面状内周面２の円周方向複数箇所に形成されたカップ状の外側継手部材３と、外側継手部材３のトラック溝１と対をなして軸方向に延びる円弧状のトラック溝４が球面状外周面５の円周方向複数箇所に形成された内側継手部材６と、外側継手部材３のトラック溝１と内側継手部材６のトラック溝４との間に介在してトルクを伝達する複数のトルク伝達部材であるボール７と、外側継手部材３の球面状内周面２と内側継手部材６の球面状外周面５との間に配され、円周方向等間隔に形成されたポケット８に収容したボール７を保持するケージ９とを主要な構成要素としている。

内側継手部材６の軸孔１０には中間シャフト１１の一端がスプライン嵌合により連結されている。なお、外側継手部材３は、例えばＳ５３Ｃ等で代表される炭素鋼、また、中間シャフト１１は、例えばＳ４０Ｃ等に代表される炭素鋼で成形され、これら外側継手部材３および中間シャフト１１の両者は、特に、高周波焼入れ等の焼入れ処理が施された炭素鋼で成形されている。さらに、外側継手部材３および中間シャフト１１の表面は、防錆のためにリン酸塩処理を施してもよい。

この種の等速自在継手は、継手内部に封入されたグリース等の潤滑剤の漏洩を防ぐと共に継手外部からの異物侵入を防止するため、外側継手部材３と中間シャフト１１との間に樹脂製の蛇腹状ブーツ１２を装着した構造を具備する。このように、外側継手部材３およびブーツ１２の内部空間に潤滑剤を封入することにより、外側継手部材３に対して中間シャフト１１が作動角をとりながら回転する動作時において、継手内部の摺動部位、つまり、外側継手部材３、内側継手部材６、ボール７およびケージ９で構成される摺動部位での潤滑性を確保するようにしている。

図１に示すように、外側継手部材３の開口部１３の外周面１４をブーツ１２の大径端部１５と接合する部位で平坦としている。このようにブーツ１２の大径端部１５と接合する部位で平坦とすることにより、接合面積を稼ぐことができると共に外側継手部材３の強度アップおよび小型化が図れ、さらに、従来のブーツバンド締め付けによるブーツ１０４（図１０参照）の固定で外側継手部材１０２の外周面に形成していた位置決め用凹溝１１１の加工が不要となり、コスト低減が図れる。

ブーツ１２は、図２に示すように、外側継手部材３の開口部１３の外周面１４に後述のレーザ接合により固定された大径端部１５と、内側継手部材６から延びる中間シャフト１１の外周面１６にレーザ接合により固定された小径端部１７と、大径端部１５と小径端部１７とを繋ぎ、その大径端部１５から小径端部１７へ向けて縮径した伸縮自在な蛇腹部１８とで構成されている。

この実施形態における等速自在継手では、図１に示すように、ブーツ１２の大径端部１５から蛇腹部１８に向けて延びる端部隣接部位１９を、外側継手部材３の開口部端面２０に沿わせた形状としている（図１２と比較）。つまり、ブーツ１２の大径端部１５の蛇腹部側を径方向内側に向けて略９０°に屈曲させ、その屈曲部２１の内径側を変曲させて谷部２２を形成した形状としている。なお、この谷部２２の蛇腹部側は山部２３を形成し、このように谷部と山部とを縮径しながら繰り返し形成することにより蛇腹部１８を構成して小径端部１７（図２参照）に至る。

このブーツ１２を構成する樹脂としては、レーザ透過性を有する熱可塑性ポリエステルエラストマーが好適である。この熱可塑性ポリエステルエラストマーは、高融点結晶性ポリエステル重合体セグメント（ａ）と低融点重合体セグメント（ｂ）からなるポリエステルブロック共重合体を主体とするものである。このようにレーザ透過性のものを使用すれば、この樹脂に対してレーザ接合時にレーザ光を照射することによって、レーザ光が透過して接合部を加熱することができる。なお、このブーツ１２は、例えば、押出ブロー、射出ブロー、プレスブローなどの各種ブロー成形法や射出成形法などにより製作することが可能であるが、その製造方法については特に限定されるものではない。

熱可塑性ポリエステルエラストマーを構成するポリエステルブロック共重合体の高融点結晶性ポリエステル重合体セグメント（ａ）は、芳香族ジカルボン酸またはそのエステル形成性誘導体と脂肪族ジオールから形成されるポリエステルであり、好ましくはテレフタル酸および／またはジメチルテレフタレートと１，４−ブタンジオールから誘導されるポリブチレンテレフタレートである。この他に、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、あるいはこれらのエステル形成性誘導体などのジカルボン酸成分と、分子量３００以下のジオール、例えば、エチレングリコール、トリメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ネオペンチルグリコール、デカメチレングリコールなどの脂肪族ジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメチロールなどの脂環式ジオール、ビス（ｐ−ヒドロキシ）ジフェニル、ビス（ｐ−ヒドロキシフェニル）プロパン、４，４’−ジヒドロキシ−ｐ−タ−フェニル、４，４’−ジヒドロキシ−ｐ−クオ−タ−フェニルなどの芳香族ジオールなどから誘導されるポリエステル、あるいはこれらのジカルボン酸成分およびジオール成分を二種以上併用した共重合ポリエステルであってもよい。また、アジピン酸やセバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸を共重合しても良い。さらに、３官能以上の多官能カルボン酸成分、多官能オキシ酸成分および多官能ヒドロキシ成分などを５モル％以下の範囲で共重合することも可能である。

熱可塑性ポリエステルエラストマーを構成するポリエステルブロック共重合体の低融点重合体セグメント（ｂ）は、脂肪族ポリエーテルおよび／または脂肪族ポリエステルである。脂肪族ポリエーテルとしては、ポリ（エチレンオキシド）グリコール、ポリ（プロピレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、ポリ（ヘキサメチレンオキシド）グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドの共重合体、ポリ（プロピレンオキシド）グリコールのエチレンオキシド付加重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランの共重合体などが挙げられる。また、脂肪族ポリエステルとしては、ポリカプロラクトン、ポリエナントラクトン、ポリカプリロラクトン、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペートなどが挙げられる。これらの脂肪族ポリエーテルおよび／または脂肪族ポリエステルのなかで、得られるポリエステルブロック共重合体の弾性特性からポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、ポリ（プロピレンオキシド）グリコールのエチレンオキシド付加物、ポリカプロラクトン、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンアジペートなどが好ましい。また、これらの低融点重合体セグメントの数平均分子量としては共重合された状態において３００〜６０００程度であることが好ましい。ポリエステルブロック共重合体における低融点重合体セグメント（ｂ）の共重合量は、好ましくは１０〜８０重量％、さらに好ましくは１５〜７５重量％である。

このブーツ１２を構成する熱可塑性ポリエステルエラストマーには、公知の酸化防止剤、耐光剤、耐加水分解防止剤、染料などの着色剤、難燃剤などの各種添加剤を任意に含有させることができる。但し、擦過音を抑制するための添加剤はレーザ接合時のレーザ光照射により素材表面に添加剤の膜を形成して接合強度を低下させることになる。そのため、擦過音抑制効果を発揮する添加剤として、一般的に潤滑作用を発揮し得るものであればよく、例えば、パラフィンワックス、ミクロクロスタリンワックス、ポリエチレンワックス、モンタンワックス、シリコーンオイル、脂肪酸、脂肪酸アミド、エステル系ワックス、脂肪アルコール、アルコールエステル、脂肪酸エステル、ポリエーテル化合物、鉱油、合成油、植物油など、ゴムや樹脂などに広く利用されているものや、その他の用途、例えば、潤滑油関連等に使用されているものなどが挙げられる。

以上で述べたブーツ１２の大径端部１５を外側継手部材３の開口部１３の外周面１４にレーザ接合により固定する要領は次のとおりである。

まず、ブーツ１２の大径端部１５を外側継手部材３の開口部１３の外周面１４に外嵌する。この時、ブーツ１２の大径端部１５と外側継手部材３の開口部１３との締め代は、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下とする。このような範囲に締め代を設定することによって、最適な条件でもってレーザ接合を実現することができる。この締め代が０．５ｍｍよりも小さいと、ブーツ１２の大径端部１５と外側継手部材３の開口部１３との外嵌状態が緩くなることから、良好なレーザ接合状態を得ることが困難となる。また、締め代が３．０ｍｍより大きいと、ブーツ１２の大径端部１５を外側継手部材３の開口部１３に外嵌すること自体が困難となる。

このブーツ１２の大径端部１５と外側継手部材３の開口部１３の外周面１４とのレーザ接合は、図４および図５に示すようなレーザ照射機２４を用いる。このレーザ照射機２４は、半導体レーザ（波長：８０８ｎｍ＋９０４ｎｍ）やファイバレーザなどの励起源を備え、ブーツ１２の大径端部１５と外側継手部材３の開口部１３の外周面１４との接合界面を焦点としたレーザ光Ｌ（出力：８００Ｗ）を照射する照射部２５を有する。このようにレーザ接合に半導体レーザあるいはファイバレーザを採用することにより、既存のレーザ照射機を用いることができ、設備費の削減からコスト低減が図れる。

また、レーザ照射機２４によるレーザ光Ｌの照射は連続式とする。この連続式のレーザ光照射により、効率のよいレーザ光照射を行うことができ、レーザ接合での効率化が図れる。なお、レーザ光Ｌの照射方式は連続式が好ましいが、レーザ光を間欠的（パルス的）に照射する間欠式であってもよい。さらに、レーザ光Ｌは、２ｍｍ以上の直径を有する円形のスポットサイズ、あるいは、２ｍｍ以上の長辺を有する矩形状のスポットサイズを持つ。これにより、レーザ接合時に接合部を安定して加熱することができる。なお、スポットサイズの直径あるいは長辺が２ｍｍよりも小さいと、接合部の加熱が不安定となる。

このレーザ照射機２４によるレーザ光Ｌは、ブーツ１２の大径端部１５を透過してその大径端部１５と外側継手部材３の開口部１３の外周面１４との接合界面で焦点を結ぶ状態でその接合界面を加熱する。このレーザ光Ｌは、継手軸方向（図４のＭ矢印方向）の所定範囲で照射され、固定配置のレーザ照射機２４の照射部２５に対して、ブーツ１２が外嵌された状態の外側継手部材３を軸中心に図５のＮ矢印方向に回転させるか、あるいは、固定配置の外側継手部材３に対して、レーザ照射機２４の照射部２５をブーツ１２の周方向に移動させることにより、継手軸方向の所定範囲で周方向全周に亘って、ブーツ１２の大径端部１５と外側継手部材３の開口部１３の外周面１４とが接合される。なお、図示では、レーザ照射機２４の照射部２５をブーツ１２の外方に配置して外側（ブーツ側）からレーザ光を照射する場合を例示しているが、照射部２５を外側継手部材３の内部に配置して内側（外側継手部材側）からレーザ光を照射することも可能である。

このレーザ照射機２４は、金属を局所的に十分に加熱できる高パワー密度を有するレーザ光Ｌを、ブーツ１２の大径端部１５に照射する。レーザ光Ｌはブーツ１２を構成する樹脂を透過して、外側継手部材３の開口部１３の外周面１４を構成する金属を選択的に加熱する。加熱された金属と接している樹脂は、金属からの熱によって分解温度以上に急速に加熱されて部分的に溶融する。その分解によって発生する泡、泡周辺部の高温の融液および熱せられた金属によって、高温・高圧の条件が実現され、ミクロンオーダでの分子間力（ファンデルワールス力）により金属と樹脂が接合した接合部が得られる。

この実施形態における等速自在継手では、ブーツ１２の大径端部１５から蛇腹部１８に向けて延びる端部隣接部位１９を、外側継手部材３の開口部１３の端面２０に沿わせた形状、つまり、ブーツ１２の大径端部１５の蛇腹部側を径方向内側に向けて略９０°に屈曲させ、その屈曲部２１の内径側を変曲させて谷部２２を形成した形状としている（図１参照）。

このように、ブーツ１２の大径端部１５から蛇腹部１８に向けて延びる端部隣接部位１９を、外側継手部材３の開口部１３の端面２０に沿わせた形状としたことにより、等速自在継手の中間シャフト１１が作動角をとった場合（図６参照）、ブーツ１２の蛇腹部１８の収縮側では、図７に示すように、ブーツ１２の端部隣接部位１９が外側継手部材３の開口部１３の端面２０に押し当てられてガイドされるので（図中矢印参照）、ブーツ１２の大径端部１５と外側継手部材３の外周面１４との接合部を引き剥がす方向（径方向外側方向）へ向く応力を緩和することができる。この応力緩和により、ブーツ１２の大径端部１５と外側継手部材３の外周面１４との接合部が剥離することを未然に抑止できる。

以上では、ブーツ１２の大径端部１５と外側継手部材３の開口部１３の外周面１４とのレーザ接合について説明したが、このブーツ１２の大径端部１５と同様、ブーツ１２の小径端部１７も中間シャフト１１の外周面１６にレーザ接合により固定する（図２参照）。そのレーザ接合の要領は、ブーツ１２の大径端部１５の場合と同様であるため、詳細な説明は省略する。

なお、以上で述べた実施形態では、ツェッパ型等速自在継手に適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、駆動側と従動側の二軸を連結してその二軸が作動角をとっても等速で回転トルクを伝達し、しかも、軸方向の相対変位をも許容することができる構造を備えた摺動式等速自在継手の一つであるダブルオフセット型等速自在継手にも適用可能である。

図８は、他の実施形態としてのダブルオフセット型等速自在継手を示す。この等速自在継手は、軸線に平行な複数の直線状トラック溝３１が円筒状内周面３２に円周方向等間隔で形成された円筒形状の外側継手部材３３と、その外側継手部材３３のトラック溝３１と対応させて軸線に平行な複数の直線状トラック溝３４が球面状外周面３５に形成された内側継手部材３６と、外側継手部材３３のトラック溝３１と内側継手部材３６のトラック溝３４との間に介在してトルクを伝達する複数のトルク伝達部材であるボール３７と、外側継手部材３３の内周面３２と内側継手部材３６の外周面３５との間に配され、円周方向等間隔に形成されたポケット３８に収容したボール３７を保持するケージ３９とを主要な構成要素としている。なお、内側継手部材３６の軸孔４０には軸部材である中間シャフト４１の一端がスプライン嵌合により連結されている。

この等速自在継手において、外側継手部材１０と中間シャフト４１との間に樹脂製の蛇腹状ブーツ４２を装着する。このブーツ４２は、外側継手部材３３の開口部４３の外周面４４にレーザ接合により固定された大径端部４５と、内側継手部材３６から延びる中間シャフト４１の外周面４６にレーザ接合により固定された小径端部４７と、大径端部４５と小径端部４７とを繋ぎ、その大径端部４５から小径端部４７へ向けて縮径した伸縮自在な蛇腹部４８とで構成されている。

この実施形態における等速自在継手でも、ブーツ４２の大径端部４５から蛇腹部４８に向けて延びる端部隣接部位４９を、外側継手部材３３の開口部４３の端面５０に沿わせた形状、つまり、ブーツ４２の大径端部４５の蛇腹部側を径方向内側に向けて略９０°に屈曲させ、その屈曲部５１の内径側を変曲させて谷部５２を形成した形状としている（図１参照）。このブーツ４２の素材、形状およびレーザ接合の要領については、前述したダブルオフセット型等速自在継手の場合と同様であるため、その構成および作用効果についての重複説明は省略する。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得ることは勿論のことであり、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１ 円弧状トラック溝
２ 球面状内周面
３ 外側継手部材
４ 円弧状トラック溝
５ 球面状外周面
６ 内側継手部材
７ トルク伝達部材（ボール）
９ ケージ
１２ ブーツ
１３ 外側継手部材の開口部
１４ 開口部の外周面
１５ ブーツの端部（大径端部）
１８ ブーツの蛇腹部
１９ 端部隣接部位
２０ 開口部端面
３１ 直線状トラック溝
３２ 円筒状内周面
３３ 外側継手部材
３４ 直線状トラック溝
３５ 球面状外周面
３６ 内側継手部材
３７ トルク伝達部材（ボール）
３９ ケージ
４２ ブーツ
４３ 外側継手部材の開口部
４４ 開口部の外周面
４５ ブーツの端部（大径端部）
４８ ブーツの蛇腹部
４９ 端部隣接部位
５０ 開口部端面

Claims (10)

1. 一端に開口部を有する金属製の外側継手部材と、前記外側継手部材との間でトルク伝達部材を介して角度変位を許容しながらトルクを伝達する内側継手部材とを備え、前記外側継手部材の開口部を閉塞する樹脂製の蛇腹状ブーツの端部を前記外側継手部材の開口部外周面に外嵌してレーザ接合により固定した等速自在継手であって、
   前記ブーツの端部から蛇腹部に向けて延びる端部隣接部位を、前記外側継手部材の開口部端面に沿わせた形状としたことを特徴とする等速自在継手。
2. 前記外側継手部材の開口部外周面は、前記ブーツの端部と接合する部位で平坦とした請求項１に記載の等速自在継手。
3. 前記ブーツを構成する樹脂は、レーザ透過性を有する熱可塑性エラストマーである請求項１又は２に記載の等速自在継手。
4. 前記ブーツの端部と前記外側継手部材の開口部との締め代は、０．５ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれか一項に記載の等速自在継手。
5. 前記レーザ接合は、半導体レーザあるいはファイバレーザにより行われる請求項１〜４のいずれか一項に記載の等速自在継手。
6. 前記レーザ接合でのレーザ光照射方式を連続式とした請求項１〜５のいずれか一項に記載の等速自在継手。
7. 前記レーザ接合で使用するレーザ光は、２ｍｍ以上の直径を有する円形のスポットサイズを持つ請求項１〜６のいずれか一項に記載の等速自在継手。
8. 前記レーザ接合で使用するレーザ光は、２ｍｍ以上の長辺を有する矩形状のスポットサイズを持つ請求項１〜６のいずれか一項に記載の等速自在継手。
9. 前記外側継手部材は、球面状内周面に軸方向に延びる複数の円弧状トラック溝が形成され、前記内側継手部材は、外側継手部材のトラック溝と対をなして球面状外周面に複数の円弧状トラック溝が形成され、前記トルク伝達部材は、外側継手部材の球面状内周面と内側継手部材の球面状外周面との間に配されたケージにより保持された状態で、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との間に介在するボールである請求項１〜８のいずれか一項に記載の等速自在継手。
10. 前記外側継手部材は、円筒状内周面に軸方向に延びる複数の直線状トラック溝が形成され、前記内側継手部材は、外側継手部材のトラック溝と対をなして球面状外周面に複数の直線状トラック溝が形成され、前記トルク伝達部材は、外側継手部材の円筒状内周面と内側継手部材の球面状外周面との間に配されたケージにより保持された状態で、前記外側継手部材のトラック溝と前記内側継手部材のトラック溝との間に介在するボールである請求項１〜８のいずれか一項に記載の等速自在継手。

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