JP2007024056A - 樹脂製ジョイントブーツ - Google Patents

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武範 大下
Eiichi Imazu
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Abstract

【課題】製作コストの上昇を抑制しつつ、アウターケースとの間のシール性に優れ、しかも、耐久性を十分に確保することができる樹脂製ジョイントブーツを提供する。
【解決手段】アウターケース外周の複数の凹状部に嵌入する周方向複数の凸状部１２ａをその内周に有する大径側の筒状取付部１２をレーザーエネルギー透過性の樹脂材料から成形する一方、蛇腹部１１をレーザーエネルギー吸収性の樹脂材料から成形し、これら別体成形された筒状取付部１２と蛇腹部１１とを同心上に嵌合させてレーザー溶着により一体に固着している。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車の等速ジョイントにおけるシャフト部分を被覆するように用いられる蛇腹状の樹脂製ジョイントブーツに関し、詳しくは、自動車のドライブシャフト等の等速ジョイントに採用されているトリポートタイプのジョイント部に好適な樹脂製ジョイントブーツに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種のトリポートタイプの等速ジョイントは、図６及び図７に示すように、入出力側いずれか一方のシャフト１に、ローラ２をそれぞれ回転可能に支承した３本のトラニオン３を軸直角方向に突出させて構成されたトリポート４と、他方のシャフト５の端部に連設されたアウターケース６とからなる。このアウターケース６の内周には、前記トリポート４の３つのローラ２に対応して軸方向に沿う３本の摺動溝６ａが形成されており、これら各摺動溝６ａにトリポート４の３つのローラ２を軸方向に摺動可能に嵌合させることにより、両シャフト１，５の軸心交差角度を相対的に変更可能としながら、回転トルクを伝達できるように構成されている。
【０００３】
このようなトリポートタイプの等速ジョイントにおいて、そのジョイント部への塵埃や水等の進入を防止したり、封入したグリースが漏れ出さないように保持したりするために、アウターケース６からトリポート４側のシャフト１の一部までを被覆するように伸縮及び曲げ変形可能な蛇腹状の樹脂製ジョイントブーツ１００が装着される。
【０００４】
このように装着使用される樹脂製ジョイントブーツ１００は、熱可塑性樹脂材料から円錐形状に成形された蛇腹部１０１の一端大径側に連設された筒状取付部１０２をアウターケース６の外周に嵌合させるとともに、蛇腹部１０１の他端小径側に連設された筒状取付部１０３をトリポート４側のシャフト１の外周に嵌合させたうえで、それら両取付部１０２，１０３の外周面にそれぞれ形成されている締付け用凹部にバンド等のリング状締付け部材７，８を嵌め込み、かつ、締付けることで両取付部１０２，１０３をアウターケース６及びシャフト１の外周に固定して、両シャフト１，５の相対角度変更に伴うブーツ１００の変形を蛇腹部１０１で吸収するように用いられる。
【０００５】
ところで、上記したトリポートタイプの等速ジョイントにおいては、そのジョイント部を軽量化等するために、アウターケース６の外周に周方向で複数の凹状部６ｂを形成してアウターケース６の外周形状を非円形とする手段が採用されており、それに対応させるために、アウターケース６の外周に嵌合される樹脂製ジュイントブーツ１００の一端大径側の筒状取付部１０３の内周にも、アウターケース６外周の凹状部６ｂに嵌入する周方向で複数の凸状部１０４を形成する必要がある。その周方向で複数の凸状部１０４を形成する手段として、本出願人は、特願２００２−１３９３２４に記載しているように、ジョイントブーツ１００の一端大径側筒状取付部１０３を、その周方向において厚肉部と薄肉部とが交互に形成されるように成形してその厚肉部を凸状部１０４とする構成のものを先に特許出願している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、本出願人による先特許出願の樹脂製ジョイントブーツでは、複数の凸状部１０４を形成するために厚肉部と薄肉部とを周方向に交互に形成するといった非常に複雑な形態の筒状取付部１０３をインジェクションブロー成形などの公知の成形方法により蛇腹部１０１と一体に形成する必要があり、そのためには、特殊な成形金型を使用しなければならず、成形（製作）コストの上昇につながりやすい。また、成形後における収縮に起因してヒケ等も発生しやすく、それが原因でアウターケースに嵌合して装着したとき、シール性を損なうことにもなりかねず、そのような問題を解消するには非常に高い成形精度並びに凸状部の形状改良等が要求されることになり、製作コストの一層の上昇を招く可能性があった。
【０００７】
本発明は上記のような実情に鑑みてなされたもので、製作コストの上昇を抑制しつつ、アウターケースとの間のシール性に優れ、しかも、耐久性を十分に確保することができる樹脂製ジョイントブーツを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明に係る樹脂製ジョイントブーツは、熱可塑性樹脂材料から成形される円錐形状の蛇腹部の一端大径側に、一方のシャフト端部に連設されたアウターケースの外周に形成されている凹状部に嵌入可能な複数の凸状部をその内周に有する筒状取付部が一体に固着されているとともに、円錐形状蛇腹部の他端小径側に、他方のシャフト外周に嵌合可能な筒状取付部が一体に形成され、これら大径側及び小径側の各筒状取付部の外周面にはそれぞれ、リング状締付け部材による締付け用凹部が形成されている樹脂製ジョイントブーツであって、前記周方向で複数の凸状部をその内周に有する大径側の筒状取付部が前記蛇腹部とは別体に樹脂成形され、この別体成形された樹脂製の筒状取付部を蛇腹部の一端大径側筒部分内に同心状に嵌合させてレーザー溶着により一体に固着していることを特徴とするものである。
【０００９】
上記構成の本発明によれば、アウターケース外周の複数の凹状部に嵌入する凸状部をその内周に有する大径側の筒状取付部を蛇腹部とは別体に樹脂成形し、成形後に両者をレーザー溶着により一体化するものであるから、それらを一体形成する場合に比べて、成形工数自体は増えるものの、特殊な成形金型の使用が不要であること、レーザー溶着に要する時間が一体成形の場合の成形サイクル時間よりも短かくてすむこと、さらに、成形後における収縮に起因するヒケ等の発生が非常に少なく、それに対処するための高い成形精度や形状改良等も要求されないことが相俟って、全体として製作コストの低減が図れるとともに、筒状取付部に変形等がみられない高い仕上がり精度が得られてアウターケースとの間のシール性も良好に確保することが可能である。また、蛇腹部と大径側筒状取付部とはレーザー溶着によって一体に固着されるものであるから、ブーツの装着使用時に筒状取付部側が抜け出るとか、ガタ付くとかいった心配もなく、両者を一体成形したものと同等な一体性を持たせて樹脂性ジョイントブーツ全体の耐久性を十分に確保することが可能である。
【００１０】
また、本発明に係る樹脂製ジョイントブーツにおいて、請求項２に記載のように、前記蛇腹部をレーザーエネルギー吸収性の熱可塑性樹脂材料から成形するとともに、前記複数の凸状部を有する筒状取付部をレーザーエネルギー透過性の樹脂材料から成形することにより、レーザーエネルギーを蛇腹部の大径側筒部分に集中させて該筒部分を効率よく溶融し筒状取付部を急速かつ強固に固着一体化させることができ、別体成形でありながら、ブーツ全体の製作速度をアップして一層のコストダウンを図ることができる。
【００１１】
特に、請求項３に記載のように、前記複数の凸状部を有する筒状取付部側に、蛇腹部の内周面に対して略４５度のレーザー入射角が得られるような傾斜面を形成する、または／及び、請求項４に記載のように、前記複数の凸状部を有する筒状取付部の端部及び蛇腹部の一端大径側筒部分の端辺部に、蛇腹部の内周面に対するレーザー投影面積が大きくなるような傾斜面を形成することにより、レーザー照射数を少なくして消費電力のアップをできるだけ抑制しつつも、レーザーによる溶着性能を良好に確保できるとともに、溶着部への異物侵入による強度低下箇所の発生もなくすることができ、別体成形でありながら、短時間のレーザー照射によって強力な溶着強度が得られて一体成形の場合と同等の耐久性能をもつジョイントブーツを得ることができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。
図１は、本発明に係る樹脂製ジョイントブーツの代表例で、自動車用のトリポートタイプの等速ジョイントに用いられるジョイントブーツの半縦断側面図、図２はその大径側からの正面図である。
【００１３】
この樹脂製ジョイントブーツ１０は、円錐形状の蛇腹部１１の一端大径側の筒状部分１１Ａには、図６及び図７で示すように、非円形形状のアウターケース６の外周に形成された周方向で複数の凹状部６ｂに嵌入可能な複数の凸状部１２ａをその内周に有する筒状取付部１２が同心状に嵌合され、後述するレーザー溶着により一体に固着されているとともに、前記円錐形状の蛇腹部１１の他端小径側には、トリポート４側のシャフト５の外周に嵌合可能な筒状取付部１３が蛇腹部１１との一体成形により延設されており、これら大径側及び小径側の各筒状取付部１２，１３の外周面にはそれぞれ、リング状締付け部材７，８による締付け用凹部１４，１５が形成されている。
【００１４】
上記構成の樹脂製ジョイントブーツ１０において、前記蛇腹部１１及び小径側筒状取付部１３は、例えばカーボンブラック等が配合されたレーザーエネルギー吸収性の熱可塑性樹脂材料から一体成形されているとともに、その内周に周方向で複数の凸状部１２ａを有する筒状取付部１２は、例えばカーボンブラックが配合されていないレーザーエネルギー透過性の熱可塑性樹脂材料から蛇腹部１１とは別体に成形されている。そして、その別体成形された大径側の筒状取付部１２を、蛇腹部１１における一端大径側の筒状部分１１Ａ内に同心状に嵌合させたのち、レーザー溶着によって蛇腹部１１における一端大径側の筒状部分１１Ａに一体に固着させることにより、図１及び図２に示すような樹脂製ジョイントブーツ１０が構成（製作）されている。なお、筒状取付部１２における各凸状部１２ａには、その周方向中心線Ｍを境にして左右対称に２つの凹部１２ｃ，１２ｃが形成されており、この凹部１２ｃ，１２ｃの存在によって筒状取付部１２自身の樹脂成形後における収縮に起因するヒケ等の発生を抑制している。
【００１５】
このようにアウターケース６外周の複数の凹状部６ｂに嵌入する複数の凸状部１２ａをその内周に有する大径側の筒状取付部１２を蛇腹部１１とは別体に樹脂成形し、成形後に両者１２，１１をレーザー溶着により一体化する製作手段を採用することにより、それら両者１２，１１を一体に樹脂成形する場合に比べて、成形工数、製作工程自体は増えるものの、樹脂成形時に特殊な成形金型を使用しなくてもよいこと、レーザー溶着に要する時間が一体成形の場合の成形サイクル時間よりも短かくてすむこと、さらに、成形後における収縮に起因するヒケ等の発生が非常に少ないためにそれに対処するための高度な成形精度や形状改良等も要求されないことが相俟って、全体としての製作コストを低減することができるとともに、筒状取付部１２に変形等がみられない高い仕上がり精度が得られてアウターケース６との間のシール性も良好に確保することができる。
【００１６】
ここで、前記大径側筒状取付部１２と蛇腹部１１の大径側筒状部分１１Ａとのレーザー溶着にあたっては、図３〜図５に示すようなレーザー溶着方法が考えられる。
【００１７】
図３（ａ）は、筒状取付部１２側に、大径側筒状部分１１Ａの内周面に当接する筒状部分１２ｃの外端側に筒軸線と平行な面１２ｄを持つ環状突出部１２ｅを形成し、この環状突出部１２ｅの軸心平行面１２ｄを透過する方向、つまり、同図（ｂ）に示すように大径側筒状部分１１Ａの内周面に対して直交する方向からレーザーＲを照射させることにより大径側筒状部分１１Ａの内周面を溶融させて大径側筒状取付部１２を蛇腹部１１側に溶着させたものである。
【００１８】
図４（ａ）は、前記環状突出部１２ｅの内周面１２ｄを外広がりの傾斜面に形成し、この傾斜面１２ｄを透過する方向、つまり、同図（ｂ）に示すように、大径側筒状部分１１Ａの内周面に対してほぼ４５度の方向からレーザーＲを照射させることにより大径側筒状部分１１Ａの内周面を溶融させて大径側筒状取付部１２を蛇腹部１１側に溶着させたものである。
【００１９】
、図５（ａ）は、大径側筒状部分１１Ａの端辺１１ａ及び環状突出部１２ｅの内周面１２ｄを共に外広がりの傾斜面に形成し、これら傾斜面１１ａ，１２ｄを透過する方向、つまり、同図（ｂ）に示すように、大径側筒状部分１１Ａの内周面に対してほぼ６０度の方向からレーザーＲを照射させることにより大径側筒状部分１１Ａの内周面を溶融させて大径側筒状取付部１２を蛇腹部１１側に溶着させたものである。
【００２０】
上記図３〜図５に示すレーザー溶着方法のいずれを用いて、前記大径側筒状取付部１２を蛇腹部１１の大径側筒状部分１１Ａにレーザー溶着してもよいが、これらのうち、特に、図４に示すような略４５度のレーザー入射角θによる溶着方法及び図５に示すような略６０度のレーザー入射角θでその投影面積Ｓの大きい溶着方向を採用する場合は、レーザー照射数を少なくして消費電力のアップをできるだけ抑制しつつ、レーザーによる溶着性能を良好に確保できるとともに、溶着部への異物侵入による強度低下の発生もなくすることができ、その結果、別体成形でありながら、短時間のレーザー照射によって強力な溶着強度が得られて一体成形の場合と同等の耐久性能をもつジョイントブーツを得ることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、内周にアウターケース外周に形成の複数の凹状部に嵌入する凸状部を有する大径側の筒状取付部と蛇腹部とを別体に樹脂成形して、成形後に両者をレーザー溶着により一体化することにより、それらを一体に樹脂成形する場合に比べて、全体として製作コストの低減を図ることができるものでありながら、変形等がみられない高い仕上がり精度が得られてアウターケースとの間のシール性も良好に確保することができる、しかも、蛇腹部と大径側筒状取付部とをレーザー溶着によって一体に固着するものであるから、両者を一体成形したものと同等な一体性を持たせることができ、樹脂性ジョイントブーツ全体の耐久性を十分に確保することができるという効果を奏する。
【００２２】
また、請求項２に記載のように、前記蛇腹部をレーザーエネルギー吸収性の熱可塑性樹脂材料から、かつ、筒状取付部をレーザーエネルギー透過性の樹脂材料から成形することにより、レーザーエネルギーを蛇腹部の大径側筒部分に集中させて該筒部分を効率よく溶融し筒状取付部を急速かつ強固に固着一体化させることができ、別体成形でありながら、ブーツ全体の製作速度をアップして一層のコストダウンを図ることができる。
【００２３】
特に、レーザー溶着にあたって、請求項３に記載のように、略４５度のレーザー入射角が得られるようにしたり、請求項４に記載のように、蛇腹部内周面に対するレーザー投影面積が大きくなるようにすることにより、レーザー照射数を少なくして消費電力のアップをできるだけ抑制しつつも、レーザーによる溶着性能を良好に確保できるとともに、溶着部への異物侵入による強度低下箇所の発生もなくすることができ、別体成形でありながら、短時間のレーザー照射によって強力な溶着強度が得られて一体成形の場合と同等以上の耐久性能をもつジョイントブーツを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る樹脂製ジョイントブーツの代表例で、自動車用のトリポートタイプの等速ジョイントに用いられるジョイントブーツの半縦断側面図である。
【図２】同上樹脂製ジョイントブーツをその大径側からみた正面図である。
【図３】同上樹脂製ジョイントブーツにおける筒状取付部と蛇腹部とのレーザー溶着方法の一例を示し、（ａ）は要部拡大断面図、（ｂ）はその概略平面図である。
【図４】同上樹脂製ジョイントブーツにおける筒状取付部と蛇腹部とのレーザー溶着方法の他の例を示し、（ａ）は要部拡大断面図、（ｂ）はその概略平面図である。
【図５】同上樹脂製ジョイントブーツにおける筒状取付部と蛇腹部とのレーザー溶着方法のもう一つの例を示し、（ａ）は要部拡大断面図、（ｂ）はその概略平面図である。
【図６】従来の樹脂製ジョイントブーツを装着したトリポートタイプの等速ジョインを示す縦断側面図である。
【図７】同上等速ジョイントの正面図である。
【符号の説明】
１，５ シャフト
４ トリポート
６ アウターケース
６ｂ 凹状部
７，８ 締付け部材
１０ 樹脂製ジョイントブーツ
１１ 蛇腹部
１１Ａ 大径側筒部分
１２ 大径側筒状取付部
１２ａ 凸状部
１３ 小径側筒状取付部
１４，１５ 締付け用凹部

Claims (4)

  1. 熱可塑性樹脂材料から成形される円錐形状の蛇腹部の一端大径側に、一方のシャフト端部に連設のアウターケース外周に形成されている周方向で複数の凹状部に嵌入可能な複数の凸状部をその内周に有する筒状取付部が一体に固着されているとともに、円錐形状蛇腹部の他端小径側に、他方のシャフト外周に嵌合可能な筒状取付部が一体に形成され、これら大径側及び小径側の各筒状取付部の外周面にはそれぞれ、リング状締付け部材による締付け用凹部が形成されている樹脂製ジョイントブーツであって、
    前記周方向で複数の凸状部をその内周に有する大径側の筒状取付部が前記蛇腹部とは別体に樹脂成形され、この別体成形された樹脂製の筒状取付部を蛇腹部の一端大径側筒部分内に同心状に嵌合させてレーザー溶着により一体に固着していることを特徴とする樹脂製ジョイントブーツ。
  2. 前記蛇腹部がレーザーエネルギー吸収性の熱可塑性樹脂材料から成形されているとともに、前記複数の凸状部を有する筒状取付部がレーザーエネルギー透過性の樹脂材料から成形されている請求項１に記載の樹脂製ジョイントブーツ。
  3. 前記複数の凸状部を有する筒状取付部の端部には、蛇腹部の内周面に対して略４５度のレーザー入射角が得られるような傾斜面が形成されている請求項１または２に記載の樹脂製ジョイントブーツ。
  4. 前記複数の凸状部を有する筒状取付部の端部及び蛇腹部の一端大径側筒部分の端辺部には、蛇腹部の内周面に対するレーザー投影面積が大きくなるような傾斜面が形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載の樹脂製ジョイントブーツ。
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