JP2004125008A - Boot for constant velocity joint - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前輪駆動車のドライブシャフト用ジョイントなどに不可欠な等速ジョイントに被覆され、等速ジョイントのジョイント部への水や埃の侵入を阻止するブーツに関する。
【0002】
【従来の技術】
等速ジョイントのジョイント部は従来より蛇腹形状のブーツで覆われ、水や埃の侵入を阻止することによって大角度で滑らかな回転が維持されている。この等速ジョイント用ブーツは、ジョイントアウターレースなどに保持される大径の第1筒部と、第1筒部より小径でシャフトに保持される第2筒部と、第1筒部と第2筒部を一体的に連結する略円錐台形状の蛇腹部とから構成されている。そして使用時には、ジョイントアウターレースなどとシャフトのなす角度の変化に応じて蛇腹部が変形するため、その作動角が大きくなってもブーツによってジョイント部を確実にシールすることができる。
【0003】
従来の等速ジョイント用ブーツは、ジョイントアウターレースなどの中心軸とシャフトの中心軸とのなす作動角の変化への追従を容易とし、蛇腹部に発生する応力を小さくするために、蛇腹部の山部の外径が比較的大型に形成されている。ところが近年、自動車の軽量化が求められ、車体サイズのコンパクト化に伴って等速ジョイント用ブーツにも形状のコンパクト化が求められている。
【0004】
このようなコンパクトなブーツとしては、ジョイントアウターレースに嵌着される大径リング部と、シャフトに嵌着される小径リング部と、両リング部間に介在する蛇腹部とからなり、蛇腹部は大径リング部から順に第1谷部,第1山部,第2谷部,第2山部・・と谷部及び山部が交互に連続したものが知られている。
【0005】
ところがこのようなブーツでは、作動角が大きい時の圧縮側において、大径リング部の第1谷部に連接する肩部と第2山部との間に第1山部が挟まれて押圧されるため、第1山部の頂部付近の摩耗が促進されやすいという問題があった。また大径リング部の第1谷部に連接する肩部は一般にR(曲面)となっているが、作動角が大きい時の圧縮側において肩部と第1山部とが圧接したときの接触面積が小さいために、面圧が大きくなって肩部11が外側に押し出され、その結果、図4に示すように、第1谷部30がジョイントアウターレース5の外周側へずれ落ちる場合があった。
【0006】
このようになると、ジョイントアウターレース5に大径リング部を嵌着している金属バンド4に対する肩部11の曲折量が大きくなり、金属バンド4の周囲で亀裂が発生する恐れもある。特に小型CVJ用のブーツでは、ジョイントアウターレース5の径が小さいために、この問題が発生しやすい。
【0007】
また肩部は蛇腹部に比べて変形しにくいため、作動角が大きい時の圧縮側において各山部が肩部で押し上げられる状態となり、第1山部の接触面圧が上昇するとともに蛇腹部に作用する応力も増大し、耐久性が低下する恐れもあった。
【0008】
そこで実公平03−028189号公報あるいは特開平09−096318号公報には、肩部を面取り形状とした等速ジョイント用ブーツが開示されている。このような面取り部を形成することで、肩部と第1山部とが圧接したときの接触面積が大きくなり、接触面圧が低下するため、上記不具合の発生を未然に防止することができる。
【0009】
【特許文献1】実公平03−028189号
【特許文献2】特開平09−096318号
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記公報に記載されたブーツにおいても、作動角が大きい時の圧縮側において第1谷部がジョイントアウターレースの外周側へずれ落ちる場合があり、耐久性が低下する場合があった。
【0011】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、作動角が大きい時の圧縮側において第1谷部がジョイントアウターレースの外周側へずれ落ちるのを確実に防止し、耐久性を向上させることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の等速ジョイント用ブーツの特徴は、大径の第1筒部と、第1筒部と離間して同軸的に配置され該第1筒部より小径でシャフトに保持される第2筒部と、第1筒部と第2筒部を一体的に連結する略円錐台形状の蛇腹部と、よりなる等速ジョイント用ブーツにおいて、
蛇腹部は第1筒部側から順に第1谷部,第1山部,第2谷部,第2山部,第3谷部,第3山部,第4谷部・・・と谷部と山部とが交互に連続してなり、
第1筒部と第1谷部との境界には第1筒部の肩部から第1谷部に向かって傾斜する傾斜面をもつテーパ部をもち、
テーパ部の肉厚t1と肩部の肉厚t2とがt1≦t2の関係にあり、肩部の外径d1と第1谷部の外径d2との比d1/d2が 1.1〜 1.3の範囲にあり、かつ傾斜面と肩部の外周表面とのなす角度θが30〜55゜であることにある。
【0013】
【発明の実施の形態】
本願発明者は、第1筒部(大径リング部)の肩部に面取り部をもつブーツにおいて、面取り部及びその近傍の部分の形状と、作動角が大きい場合に第1谷部がジョイントアウターレースの外周側へずれ落ちる不具合の発生率との関係を鋭意研究した。その結果、少なくとも3つの因子が大きく影響していることを見出し、その3つの因子を最適化することによって本発明を完成した。
【0014】
すなわち本発明の等速ジョイント用ブーツの蛇腹部は、第1筒部の肩部から第1谷部に向かって傾斜する傾斜面をもつテーパ部をもち、テーパ部の肉厚t1と肩部の肉厚t2とがt1≦t2の関係にあり、肩部の外径d1と第1谷部の外径d2との比d1/d2が 1.1〜 1.3の範囲にあり、かつ傾斜面と肩部の外周表面とのなす角度θが30〜55゜である。これらの関係が一つでも満足されないと、作動角が大きい場合に第1谷部がジョイントアウターレースの外周側へずれ落ちる不具合が発生する場合がある。
【0015】
上記した構成以外においては、本発明の等速ジョイント用ブーツは従来と同様に構成することができる。その材質としてはTPE,TPOなどの熱可塑性エラストマーなどが用いられ、ブロー成形法あるいは射出ブロー成形法にて製造することができる。
【0016】
【実施例】
以下、試験例により本発明を具体的に説明する。
【0017】
図1に本発明の等速ジョイント用ブーツの半部断面で示す正面図を、図2に図1の丸で囲まれた部分の拡大図を示す。この等速ジョイント用ブーツは、第1筒部1と、第1筒部1より小径の第2筒部2と、第1筒部1と第2筒部2を一体的に連結する略円錐台形状の蛇腹部3とから構成され、第1筒部1及び蛇腹部3は熱可塑性エラストマーからブロー成形により形成され、第2筒部2は熱可塑性エラストマーから射出成形により蛇腹部3と一体的に製造されている。
【0018】
第1筒部1,第2筒部2及び蛇腹部3は、負荷が作用しない状態において、それぞれ中心軸Lに対して同軸に位置している。また蛇腹部3は、第1筒部1側から順に第1谷部30、第1山部31、第2谷部32、第2山部33、第3谷部34、第3山部35、第4谷部36、第4山部37・・・と、山部及び谷部が交互に形成されている。
【0019】
第1筒部1及び第2筒部2の外周表面には、金属バンド又はクランプが係合するクランプ溝10,20が形成され、第1筒部1の第1谷部30側の端部には、中心軸Lと平行な円柱表面をもつ肩部11が形成されている。そして肩部11の端部から第1谷部30に連接する部分には、肩部11から第1谷部30に向かって傾斜する傾斜面12をもつ円錐台形状のテーパ部13が形成されている。
【0020】
ここで図2に拡大して示すように、テーパ部13の肉厚をt1とし、肩部11の肉厚をt2とする。また肩部11の外径をd1とし、第1谷部30の外径をd2とする。さらに傾斜面12と肩部11の外周表面とのなす角度をθとする。
【0021】
表1に示すように、t1,t2,d1,d2及びθが種々異なる等速ジョイント用ブーツを作製し、作動角が大きい条件で用いた場合の変形状態をFEAにて解析した。そして図3に示すように第1谷部30がジョイントアウターレース5の内周側に位置する場合を○と評価し、図4に示すように第1谷部30がジョイントアウターレース5の外周側にずれているものを×と評価して、結果を表1に合わせて示す。
【0022】
×と評価されたものでは、図4に示すように第1谷部30がジョイントアウターレース5の外周側にずり落ちている。そのため金属バンド4に対する肩部11の曲折量が大きく、金属バンド4の周囲で亀裂が発生する恐れがある。また各山部が肩部11で押し上げられる状態となり、第1山部31の接触面圧が上昇するとともに蛇腹部3に作用する応力も増大し、耐久性が低下する。
【0023】
しかし○と評価されたものでは、図3に示すように第1谷部30がジョイントアウターレース5の内周側に位置し、ジョイントアウターレース5の座面内に位置している。そのため金属バンド4に対する肩部11の曲折量も小さく、金属バンド4の周囲で亀裂が発生するような不具合が防止されている。さらに図4の場合に比べて蛇腹部3に作用する応力が小さいので、耐久性も向上する。
【0024】
【表1】
【0025】
表1より、t1≦t2,d1/d2= 1.1〜 1.3,θ=30〜55゜の三つの条件を全て満足するものが○と評価されていることがわかる。すなわち作動角が大きい時の圧縮側において、第1谷部30がジョイントアウターレースの外周側へずれ落ちる現象には、t1とt2の関係,d1/d2及び角度θの3つの因子が大きく影響し、これらを本願発明の範囲とすることでこの不具合を確実に防止できることが明らかである。
【0026】
【発明の効果】
すなわち本発明の等速ジョイント用ブーツによれば、作動角が大きい時の圧縮側において、第1谷部30がジョイントアウターレースの外周側へずれ落ちるのを確実に防止することができ、耐久性が大きく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の等速ジョイント用ブーツの半部断面で示す正面図である。
【図2】図1の円で囲んだ部分を拡大して示す要部拡大図である。
【図3】本発明の等速ジョイント用ブーツを作動角が大きい条件で使用した場合のFEAによる解析図である。
【図4】従来の等速ジョイント用ブーツを作動角が大きい条件で使用した場合のFEAによる解析図である。
【符号の説明】
1:第1筒部 2:第2筒部 3:蛇腹部
10:クランプ溝 11:肩部 12:傾斜面
13:テーパ部 30:第1谷部[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a boot which is covered with a constant velocity joint which is indispensable for a drive shaft joint of a front wheel drive vehicle and prevents water and dust from entering a joint portion of the constant velocity joint.
[0002]
[Prior art]
The joint portion of the constant velocity joint is covered with a bellows-shaped boot, and smooth rotation at a large angle is maintained by preventing water and dust from entering. The constant velocity joint boot has a large-diameter first tubular portion held by a joint outer race, a second tubular portion smaller in diameter than the first tubular portion and held by a shaft, a first tubular portion and a second tubular portion. And a bellows portion having a substantially truncated cone shape that integrally connects the cylindrical portions. In use, since the bellows portion is deformed in accordance with a change in the angle formed between the shaft and the joint outer race or the like, the boot can reliably seal the joint portion even when the operating angle increases.
[0003]
Conventional constant-velocity joint boots are designed to make it easier to follow the change in the operating angle between the central axis of the joint outer race and the central axis of the shaft, and to reduce the stress generated in the bellows. The outer diameter of the peak is formed relatively large. However, in recent years, the weight of automobiles has been required to be reduced, and as the size of the vehicle body has been reduced, the boots for constant velocity joints have also been required to be downsized.
[0004]
Such a compact boot includes a large-diameter ring portion fitted to the joint outer race, a small-diameter ring portion fitted to the shaft, and a bellows portion interposed between the two ring portions. It is known that a first valley portion, a first ridge portion, a second valley portion, a second valley portion,.
[0005]
However, in such boots, on the compression side when the operating angle is large, the first ridge is sandwiched and pressed between the shoulder connected to the first valley of the large diameter ring and the second ridge. Therefore, there is a problem that the wear near the top of the first peak is easily promoted. The shoulder connected to the first valley of the large-diameter ring is generally R (curved surface). However, the contact when the shoulder and the first ridge are pressed against each other on the compression side when the operating angle is large. Due to the small area, the surface pressure increases and the shoulder portion 11 is pushed outward, and as a result, the
[0006]
In this case, the amount of bending of the shoulder portion 11 with respect to the metal band 4 in which the large-diameter ring portion is fitted to the joint
[0007]
Also, since the shoulder is less deformable than the bellows, each peak is pushed up by the shoulders on the compression side when the operating angle is large, and the contact surface pressure of the first peak rises and the bellows There is also a risk that the acting stress increases and the durability decreases.
[0008]
Thus, Japanese Utility Model Publication No. 03-028189 or Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-096318 discloses boots for constant velocity joints having chamfered shoulders. By forming such a chamfered portion, the contact area when the shoulder portion and the first mountain portion are pressed against each other is increased, and the contact surface pressure is reduced, so that the above-described problem can be prevented from occurring. .
[0009]
[Patent Document 1] Japanese Utility Model Publication No. 03-28189 [Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 09-096318
[Problems to be solved by the invention]
However, even in the boots described in the above publication, the first valley may be shifted to the outer peripheral side of the joint outer race on the compression side when the operating angle is large, and the durability may be reduced.
[0011]
The present invention has been made in view of such circumstances, and reliably prevents the first valley from falling to the outer peripheral side of the joint outer race on the compression side when the operating angle is large, thereby improving durability. The purpose is to let them.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A feature of the constant velocity joint boot of the present invention that solves the above-mentioned problems is that a large-diameter first cylindrical portion and a coaxially spaced apart from the first cylindrical portion are held on the shaft with a smaller diameter than the first cylindrical portion. A constant-velocity joint boot comprising: a second cylindrical portion to be formed; and a substantially frustoconical bellows portion integrally connecting the first cylindrical portion and the second cylindrical portion.
The bellows are in the order of the first cylindrical portion, the first valley portion, the first valley portion, the second valley portion, the second valley portion, the third valley portion, the third valley portion, the fourth valley portion, and the valley portion. And mountains alternately and continuously,
At the boundary between the first tubular portion and the first valley portion, there is a tapered portion having a slope inclined from the shoulder of the first tubular portion toward the first valley portion,
There the wall thickness t 2 of the thickness t 1 and the shoulder of the tapered portion to the relationship t 1 ≦ t 2, the ratio between the outer diameter d 1 of the shoulder portion and the outer diameter d 2 of the
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
The inventor of the present application has proposed a boot having a chamfered portion on a shoulder of a first cylindrical portion (large-diameter ring portion). The relationship between the rate of occurrence of the problem of slipping to the outer peripheral side of the race was studied diligently. As a result, it was found that at least three factors had a great influence, and the present invention was completed by optimizing the three factors.
[0014]
That constant velocity bellows portion of the joint boot of the present invention has a tapered portion having an inclined surface inclined from the shoulder portion of the first cylindrical portion toward the first valley, the thickness t 1 of the tapered portion and the shoulder portion the thickness t 2 and are in the relationship of t 1 ≦ t 2, the
[0015]
Except for the configuration described above, the constant velocity joint boot of the present invention can be configured in the same manner as the conventional one. As the material, a thermoplastic elastomer such as TPE or TPO is used, and it can be manufactured by a blow molding method or an injection blow molding method.
[0016]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described specifically with reference to test examples.
[0017]
FIG. 1 is a front view showing a half section of the constant velocity joint boot of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged view of a portion surrounded by a circle in FIG. The boot for a constant velocity joint includes a first
[0018]
The first
[0019]
[0020]
Here, as shown enlarged in FIG. 2, the thickness of the tapered portion 13 and t 1, the thickness of the shoulder portion 11 and t 2. The outer diameter of the shoulder portion 11 and d 1, the outer diameter of the
[0021]
As shown in Table 1, boots for constant velocity joints having various t 1 , t 2 , d 1 , d 2, and θ were manufactured, and the deformation state when used under the condition of a large operating angle was analyzed by FEA. . The case where the
[0022]
In the case of the evaluation of ×, the
[0023]
However, in the case of the evaluation of ○, the
[0024]
[Table 1]
[0025]
From Table 1, it can be seen that those satisfying all three conditions of t 1 ≦ t 2 , d 1 / d 2 = 1.1 to 1.3, θ = 30 to 55 ° are evaluated as ○. That is, on the compression side when the operating angle is large, the phenomenon in which the
[0026]
【The invention's effect】
That is, according to the constant velocity joint boot of the present invention, on the compression side when the operating angle is large, the
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a front view showing a half section of a constant velocity joint boot of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a main part, showing an encircled portion of FIG. 1 in an enlarged manner.
FIG. 3 is an analysis diagram by FEA when the constant velocity joint boot of the present invention is used under the condition that the operating angle is large.
FIG. 4 is an analysis diagram by FEA when a conventional constant velocity joint boot is used under the condition of a large operating angle.
[Explanation of symbols]
1: First cylindrical portion 2: Second cylindrical portion 3: Bellows portion 10: Clamp groove 11: Shoulder portion 12: Inclined surface 13: Tapered portion 30: First valley portion
Claims (1)
該蛇腹部は該第1筒部側から順に第1谷部,第1山部,第2谷部,第2山部,第3谷部,第3山部,第4谷部・・・と谷部と山部とが交互に連続してなり、
該第1筒部と該第1谷部との境界には該第1筒部の肩部から該第1谷部に向かって傾斜する傾斜面をもつテーパ部をもち、
該テーパ部の肉厚t1と該肩部の肉厚t2とがt1≦t2の関係にあり、該肩部の外径d1と該第1谷部の外径d2との比d1/d2が 1.1〜 1.3の範囲にあり、かつ該傾斜面と該肩部の外周表面とのなす角度θが30〜55゜であることを特徴とする等速ジョイント用ブーツ。A first cylindrical portion having a large diameter, a second cylindrical portion which is coaxially spaced apart from the first cylindrical portion and has a smaller diameter than the first cylindrical portion and is held by a shaft; In a constant velocity joint boot composed of a substantially frusto-conical bellows part integrally connecting two cylinder parts,
The bellows portion includes a first valley portion, a first valley portion, a second valley portion, a second valley portion, a third valley portion, a third valley portion, a fourth valley portion, and the like in this order from the first cylindrical portion side. The valley and the mountain are alternately continuous,
A boundary between the first cylindrical portion and the first valley portion has a tapered portion having a slope inclined from the shoulder of the first cylindrical portion toward the first valley portion,
The thickness t 1 of the tapered portion and the thickness t 2 of the shoulder have a relationship of t 1 ≦ t 2 , and the outer diameter d 1 of the shoulder and the outer diameter d 2 of the first valley are different. constant velocity joints the ratio d 1 / d 2 is in the range of 1.1 to 1.3, and the angle θ between the inclined surface and the shoulder portion outer peripheral surface of the is characterized in that 30 to 55 ° Boots.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2002286952A JP2004125008A (en) | 2002-09-30 | 2002-09-30 | Boot for constant velocity joint |
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Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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Cited By (2)
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JP2010236566A (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Keeper Co Ltd | Flexible boot for resin constant velocity joint |
WO2019142705A1 (en) * | 2018-01-18 | 2019-07-25 | Ntn株式会社 | Constant velocity universal joint boot |
-
2002
- 2002-09-30 JP JP2002286952A patent/JP2004125008A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2010236566A (en) * | 2009-03-30 | 2010-10-21 | Keeper Co Ltd | Flexible boot for resin constant velocity joint |
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