JP2005344934A - 樹脂製ジョイントブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】 小径筒部の固定用凹部における亀裂の発生を抑制して耐久性に優れる樹脂製ジョイントブーツを提供する。
【解決手段】 小径筒部１２と、該小径筒部１２と離間して同軸的に配置された大径筒部１４と、これら小径筒部１２と大径筒部１４を一体に連結する蛇腹部１６とからなる樹脂製ジョイントブーツ１０において、小径筒部１２の外周面に締付クランプ４を受け入れるための固定用凹部２０を設け、この固定用凹部２０の蛇腹部側肩部２０ｃを全周にわたって切り欠くことにより切欠部２４を設け、該切欠部２４により固定用凹部２０の蛇腹部側肩部２０ｃのボリュームを低減して、該凹部２０の蛇腹部側の端部２０ａにかかる応力を緩和する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、樹脂製ジョイントブーツに関し、詳しくは、自動車の等速ジョイントなどに用いられる蛇腹状の樹脂製ジョイントブーツに関する。

自動車や産業機械などの駆動シャフトのジョイントには、封入されているグリースを保持するため、あるいは塵埃等の進入を防ぐために、ジョイントブーツが装着されている。

図４は、従来のジョイントブーツ１００の一例を示したものである。このブーツ１００は、等速ジョイントのハウジング部に嵌着される大径筒部１０２と、該大径筒部１０２と離間して同軸的に配置されてシャフトに嵌着される小径筒部１０４と、両者を一体に連結する蛇腹部１０６とからなり、熱可塑性エラストマー樹脂の射出ブロー成形等により一体に成形されている。

大径筒部１０２と小径筒部１０４の外周面には、それぞれ締付クランプを受け入れるための固定用凹部１０８，１１０が設けられている。詳細には、図５に示すように、小径筒部１０４は固定用凹部１１０に装着したリング状の締付クランプ１２０により、シャフト１２２の外周面に固定される。大径筒部１０２についても、図示しないが同様にしてハウジング部の外周面に固定される。

ところで、従来、この種の樹脂製ジョイントブーツにおいては、広角度に屈曲変形した状態で回転させたときに、特に小径筒部においてその固定用凹部に亀裂が発生して耐久性に劣るという問題がある。これは、特に小径筒部側では、広角度に屈曲変形させて回転したときに、図５に示すように、小径筒部１０４に隣接する蛇腹部１０６の第１山部１１２が矢印Ｘ０で示す方向に繰り返し変形を受けるため、それによる応力が固定用凹部１１０の蛇腹部側端部１１４に作用することによる。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、固定用凹部における亀裂の発生を抑制して耐久性に優れる樹脂製ジョイントブーツを提供することを目的とする。

本発明の樹脂製ジョイントブーツは、第１筒部と、第２筒部と、両者を一体に連結する蛇腹部とを備えてなる樹脂製ジョイントブーツであって、前記第１筒部の外周面に固定用凹部を備え、該凹部の蛇腹部側肩部に切欠部が設けられたことを特徴とする。

本発明の樹脂製ジョイントブーツであると、固定用凹部の蛇腹部側肩部を切り欠いて切欠部を設けたことにより、当該肩部のボリュームが低減され、これにより、該凹部の蛇腹部側の端部にかかる応力を緩和することができる。そのため、樹脂製ジョイントブーツの耐久性を向上することができる。

かかる応力による亀裂の問題は、特に小径筒部側で発生するため、上記第１筒部を小径筒部とし、上記第２筒部を該小径筒部と同軸的に配された大径筒部とすることが好適である。

本発明の樹脂製ジョイントブーツであると、固定用凹部の蛇腹部側肩部に切欠部を設けたことにより、当該肩部のボリュームが低減され、これにより、該凹部の蛇腹部側の端部にかかる応力を緩和することができるので、樹脂製ジョイントブーツの耐久性を向上することができる。

以下、本発明の一実施形態に係る樹脂製ジョイントブーツ１０について図面に基づいて説明する。

本実施形態の樹脂製ジョイントブーツ１０は、自動車の等速ジョイントに装着される熱可塑性エラストマー樹脂製ブーツであり、図１，２に示すように、小径筒部１２と、該小径筒部１２と離間して同軸的に配置された大径筒部１４と、これら小径筒部１２と大径筒部１４を一体に連結する蛇腹部１６とからなる。

大径筒部１４は、等速ジョイントにおける円筒形ハウジング部１の先端部外周面に締付クランプ２によって外嵌固定される短円筒状をなしており、外周側にリング状の締付クランプ２を受け入れるための周方向に延びる固定用凹部１８が設けられている。

小径筒部１２は、上記ハウジング部１から突出するシャフト３の外周面に締付クランプ４によって外嵌固定される短円筒状をなしており、大径筒部１４と同軸的に、即ち共通の中心線Ｌを持つように配置されている。小径筒部１２にも、外周側にはリング状の締付クランプ４を受け入れるための周方向に延びる固定用凹部２０が設けられている。

蛇腹部１６は、両端に口径差のある断面円形の蛇腹体であり、その内部にグリース封入空間２２を形成する。蛇腹部１６は、小径筒部１２側から順に第１山部１６ａ、第１谷部１６ｂ、第２山部１６ｃ、第２谷部１６ｄ……というように、山部と谷部が交互に連続して形成された複数の山部及び谷部からなる。山部及び谷部の径は、それぞれ、小径筒部１２から大径筒部１４へと順次に大きくなるように設定されている。

図３に示すように、小径筒部１２の断面形状（ブーツ中心線Ｌを通る断面形状）において、固定用凹部２０の軸方向両側の隅部２０ａ，２０ｂは湾曲面状に形成されている。また、固定用凹部２０の蛇腹部側隅部２０ａから上方、即ち半径方向外方に立ち上がった部分である蛇腹部側肩部２０ｃは全周にわたって切り欠かれており、これにより当該肩部２０ａには周方向に延びる切欠部２４が形成されている。

この切欠部２４は、小径筒部１２の外周面から半径方向内方に落ち込む縦面部２６と、該縦面部２６の内方端から固定用凹部２０の蛇腹部側壁面２０ｄに至る傾斜面部２８とからなる。傾斜面部２８は、縦面部２６の下端、即ち半径方向内方端から小径筒部１２の開口縁１２ａに向かって半径方向内方に傾斜しており、この実施形態では上記断面形状においてブーツ内側に向かって凸の湾曲面状に形成されている。

なお、この実施形態では切欠部２４に縦面部２６を設けているが、このような縦面部を設けることなく、小径筒部１２の外周面から固定用凹部２０の蛇腹部側壁面２０ｄにかけて単にテーパ面状又は湾曲面状に切り欠くことにより、切欠部２４を形成することもできる。

小径筒部１２には、また、図３に示すように、その内周面に半径方向内方に突出するシール用突条３０が設けられている。このシール用突条３０は、固定用凹部２０の裏側に設けられており、シャフト３の外周面に設けられた凹部５と嵌合した状態で、上記締付クランプ４により固定されることで、グリース封入空間２２の小径筒部１２側でのシール性を確保するように構成されている。

以上よりなる本実施形態の樹脂製ジョイントブーツ１０では、固定用凹部２０の蛇腹部側肩部２０ｃを切り欠いて切欠部２４を設けたことにより、当該肩部２０ｃのボリュームが低減されている。そのため、図３に示すように蛇腹部１６の第１山部１６ａに矢印Ｘで示す方向に繰り返し変形を付与した場合であっても、固定用凹部２０の蛇腹部側隅部２０ａにかかる応力が緩和される。

従って、このジョイントブーツ１０は、広角度に屈曲変形した状態で回転させたとしても、小径筒部１２においてその固定用凹部２０に亀裂が発生しにくく、よって、耐久性に優れる。

以上の点を確認するために、図１に示す本実施形態のジョイントブーツと、図４に示す従来のジョイントブーツとについて、有限要素法（Finite Element analysis Method）による解析（以下、ＦＥＭ解析という）を用いて、ジョイント角（ハウジング部の中心線とシャフトの中心線のなす角度）＝４３°と３５°に変形した場合における応力の分布についてシミュレーションを行った。

結果は下記表１に示すとおりであり、小径筒部における固定用凹部の蛇腹部側肩部に切欠部を持つ本実施形態では、当該凹部の蛇腹部側端部にかかる最大応力振幅値（蛇腹部側端部の断面Ｒに沿った方向に作用する主応力の振幅値）が切欠部のない従来例に比べて低減していた。

また、ブーツ成形材料として熱可塑性エラストマーを用いて、図１に示す実施形態のジョイントブーツと、図４に示す従来のジョイントブーツを成形し、得られた樹脂製ジョイントブーツについて、耐久性試験を行った。耐久性試験は、上記樹脂製ジョイントブーツを等速ジョイントに組付け、雰囲気温度＝１００℃、ジョイント角＝４３°、回転数＝５００r.p.m.として行った。

結果は下記表１に示すとおりであり、従来のジョイントブーツでは、試験開始後２５時間にて小径筒部における固定用凹部の蛇腹部側隅部から破損した。これに対し、実施形態のジョイントブーツでは、破損発生が試験開始後４０時間まで延びて目標値である３０時間を達成することができ、しかもその破損も蛇腹部の谷部であり、小径筒部での破損は見られなかった。

なお、上記実施形態では、小径筒部１２において固定用凹部２０の蛇腹部側肩部２０ｃに切欠部２４を設けた例について説明したが、これに代えて大径筒部１４の固定用凹部１８に同様の切欠部を設けてもよく、また、小径筒部１２と大径筒部１４の双方の固定用凹部１８，２０に同様の切欠部を設けることもできる。

本発明の一実施形態に係る樹脂製ジョイントブーツの半断面半側面図である。 同ジョイントブーツの等速ジョイントへの装着状態を示す半断面図である。 図１のＡ部拡大図である。 従来の樹脂製ジョイントブーツの半断面半側面図である。 従来のジョイントブーツにおける小径筒部の拡大断面図である。

符号の説明

１０……樹脂製ジョイントブーツ
１２……小径筒部
１４……大径筒部
１６……蛇腹部
２０……固定用凹部
２０ｃ……固定用凹部の蛇腹部側肩部
２４……切欠部

Claims (2)

1. 第１筒部と、第２筒部と、両者を一体に連結する蛇腹部とを備えてなる樹脂製ジョイントブーツであって、前記第１筒部の外周面に固定用凹部を備え、該凹部の蛇腹部側肩部に切欠部が設けられたことを特徴とする樹脂製ジョイントブーツ。
2. 前記第１筒部が小径筒部であり、前記第２筒部が該小径筒部と同軸的に配された大径筒部である請求項１記載の樹脂製ジョイントブーツ。
   

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