JP2008082431A - 等速ジョイント用ブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】シールリブのシール性に優れた等速ジョイント用ブーツを提供。
【解決手段】大径嵌着部１と、大径嵌着部１から離間して配置された小径嵌着部と、大径嵌着部１及び小径嵌着部を一体に連結する略円錐台形状の伸縮性の蛇腹部３とからなり、大径嵌着部１の外周面１１には、クランプ５により締結されるリング状の締結部１２が形成されている。大径嵌着部１の内周面１０には、軸方向に所定の間隔を隔てて形成されアウターケース４１の外周面４１１に弾接する複数のシールリブ１４，１５，１６と、締結部１２から径内方向に向けて形成された肉抜溝１３とが形成されている。締結部１２は、肉抜溝１３の開口周縁１３９に径外方向に突出する突部１２０を有する。突部１２０の頂点１２１は、軸方向両端のシールリブ１４，１６の間に配設されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、車両のドライブシャフトなどに用いられている等速ジョイントを被覆して、封入されたグリースの漏出や外部からの異物の侵入を防止する等速ジョイント用ブーツに関する。

等速ジョイントのジョイント部は、グリースが封入された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、ゴムなどの合成樹脂製で、例えば、大径嵌着部と、大径嵌着部よりも小径の小径嵌着部と、大径嵌着部と小径嵌着部との間を連結する蛇腹部とから構成されている。大径嵌着部は、駆動側または従動側の一方のシャフトに設けられたアウターケースの外周面に、クランプにて固定される。小径嵌着部は、アウターケース内に揺動可能に保持された駆動側または従動側の他方のシャフトに、クランプで固定される。

従来、図９、図１０に示すように、大径嵌着部１の外周面１１は、クランプで締結される締結部１２と、締結部１２から径内方向に向けて形成された肉抜溝１３とを有する。大径嵌着部１の内周面１０は、軸方向に所定の間隔を隔てて形成されアウターケース４１の外周面４１１に弾接する複数のシールリブ１４〜１６を有する。肉抜溝１３は、大径嵌着部１の径方向の厚みによって成形後の収縮に起因するシールリブ１４〜１６のヒケを防止するために形成されている。

しかしながら、図１０に示すように、大径嵌着部１は、その軸方向の略中央に肉抜溝１３が形成されているため、その軸方向の前方の前方部１７１とその後方の後方部１７２に分断されている。後方部１７２は、前方部１７１に対して、肉抜溝１３の底部１３２の薄肉部で連結されている。このため、大径嵌着部１の締結部１２をクランプ５でかしめると、大径嵌着部１の軸方向の後方部１７２が、軸方向の後方側Fに倒れ込む。したがって、クランプ５による径内方向の締結力がシールリブ１４〜１６に伝達されにくくなり、シールリブ１４〜１６のシール性が低下する。特に、大径嵌着部１の後方部１７２に位置するシールリブ１６のシール性の低下が大きい。

特許文献１には、肉抜溝を横切る連結壁を形成して、肉抜溝の両側の側壁の倒れを防止することが開示されている。
特開２００６−９７８８１号公報

本発明は上記特許文献とは異なる手段により、シールリブのシール性に優れた等速ジョイント用ブーツを提供することを課題とする。

課題を解決するための手段及び効果

上記課題を解決する本発明の等速ジョイント用ブーツは、大径の第一筒部と、大径の第一筒部よりも小径で該大径の第一筒部から離間して同軸的に配置された第二筒部と、第一筒部と第二筒部を一体的に連結する略円錐台形状の伸縮性の蛇腹部とからなり、大径の第一筒部は、その内周面の径方向断面が非円形状であり、その外周面の径方向断面が円形状であって、周方向に肉薄の肉薄部と肉薄部よりも肉厚の肉厚部とを交互にもち、大径の第一筒部は、その外周面に形成されクランプにより締結されるリング状の締結部と、大径の第一筒部の内周面に軸方向に所定の間隔を隔てて形成され相手部材の外周面に弾接する複数のシールリブと、締結部から径内方向に向けて少なくとも肉厚部に形成された肉抜溝と、を有する等速ジョイント用ブーツにおいて、締結部は、肉抜溝の軸方向縁部に径外方向に突出する突部を有し、突部の頂点は、複数のシールリブのうち軸方向両端に形成されたシールリブの間に位置していることを特徴とする。

上記構成によれば、締結部の肉抜溝開口の軸方向縁部に、径外方向に突出する突部を設けている。このため、締結部をクランプで径内方向に締結すると、締結部の突部が集中的にかしめられる。それゆえ、突部が肉抜溝の内側に変形する。したがって、肉抜溝の後方部の軸方向の後方側への倒れ込みを防止でき、筒部の軸方向の広がりを防止できる。

また、突部は、クランプにより径内方向にかしめられることにより、肉抜溝の内側に変形するとともに、径内方向に応力が発生する。この応力は、突部の肉抜溝内側方向のひずみを軽減するように肉抜溝の外側に傾斜して、径内方向に伝達される。ここで、軸方向両端に位置するシールリブの頂点は、突部の頂点の軸方向の位置に対して、軸方向にまたいだ状態に位置している。このため、肉抜溝の外側に傾斜した径内方向の応力が複数のシールリブに均等に伝わる。したがって、複数のシールリブは優れたシール性を発揮することができる。

ここで、本明細書において、「軸方向」とは、クランプにて相手部材に固定された、第一筒部及び第二筒部の軸方向をいう。「径内方向」とは、該筒部の径内方向をいい、「径外方向」とは、該筒部の径外方向をいう。

以上のように、本発明の等速ジョイント用ブーツによれば、シールリブのシール性に優れた等速ジョイント用ブーツを提供することができる。

大径の第一筒部の外周面に形成された締結部には、肉抜溝の軸方向縁部に突部が形成されている。また、第一筒部の内周面には、軸方向に所定の間隔を隔ててシールリブが形成されている。

突部の頂点は、シールリブの頂点に対して軸方向位置が異なることが好ましい。この場合、突部の頂点の内径面は相手部材から浮くため、突部がクランプによりかしめられたときに、突部が比較的径内方向へ変形しやすくなる。このため、突部が形成されている肉抜溝の軸方向縁部がより内側に変形しやすくなり、筒部の軸方向の後方部が後方に倒れにくくなる。

突部は、締結部の端部から肉抜溝の軸方向縁部に向けて径外方向に突出するように傾斜した傾斜面を持つことが好ましい。この場合、締結部の全体に突部が形成されることになる。このため、クランプで締結部を締結したときに、締結部の全体が肉抜溝内側に変形して、締結部全体の肉抜溝外側への変形を防止できる。

突部の傾斜面は、軸方向に対して０°を越えて大きく且つ４５°以下の角度であることが好ましい。４５°を越える場合には、クランプで突部をかしめたときに、突部が肉抜溝外側に変形してしまい、筒部が外側に変形し、シールリブへの応力伝達性が低下するおそれがある。

上記のように、突部は締結部の全体に形成してもよいが、締結部における肉抜溝の開口周縁に部分的に形成されていてもよい。

また、突部は、肉抜溝の軸方向の両側に形成してもよいし、一方の側にだけ形成してもよい。後者の場合には、筒部における少なくとも蛇腹部と反対側の後方部に突部を形成するのがよい。後方部は、肉抜溝により、蛇腹部と連結されている前方部と分断されている。このため、後方部は、クランプ締結により軸方向に変形しやすく締結力が後方側に逃げやすい部分である。そこで、後方部に突部を形成することにより、押圧力の逃げを効果的に防止できる。

突部を肉抜溝の両側に形成する場合には、突部を含めた締結部の軸方向の幅（ａ＋ｂ）は、クランプ締結後の締結部及び肉抜溝の全体幅（Ｂ）と近似していることが好ましい。たとえば、（ａ＋ｂ）−Ｂの絶対値は０．１５ｍｍ以下であることが好ましい。（ａ＋ｂ）が大きすぎる場合には、突部が肉抜溝の内側の変形が不十分となり、径内方向への応力の伝達性が低下するおそれがある。Ｂが大きすぎる場合には、クランプが軸方向に対して斜めにかしめられ、シールリブに締結力が伝達されない部分が発生するおそれがある。

大径の第一筒部は、径方向の肉厚が互いに異なる肉厚部と薄肉部とが形成されている。肉厚部と肉薄部は、大径の第一筒部の周方向に交互に形成されている。

突部は、少なくとも肉厚部に形成されている。肉厚部は、その厚みのために、肉抜溝よりも軸方向の後方側の後方部が後方に倒れやすい。このため、リング溝の軸方向縁部に突部を形成することにより、後方部の倒れ込みを防止し、クランプによる締結力をシールリブへ効率よく伝達することができる。

また、突部は、肉厚部だけでなく肉薄部にも突部を形成してもよく、第一筒部の周方向全体に形成されていてもよい。

等速ジョイント用ブーツは、複数のシールリブをもつ。シールリブは２つ以上であれば、３つ、４つのいずれでもよい。

複数のシールリブのうち少なくとも１つは前記肉抜溝の底部に位置しており、該肉抜溝の底部に位置するシールリブの突出量は、軸方向両端部に形成されたシールリブの突出量よりも小さいことが好ましい。突部がクランプにより径内方向にかしめられたときに、肉抜溝の底部が径内方向に変形する。このため、肉抜溝の側壁が内側へ変形し、肉抜溝周縁の突部が径内方向に変形する。それゆえ、肉抜溝の底部に位置するシールリブは、軸方向両端部に形成されたリールリブよりも大きく内径側に変形する。したがって、肉抜溝の底部に配設されたシールリブの突出量を軸方向両端部に形成されたシールリブの突出量よりも小さくすることにより、突部を肉抜溝の底部の径内方向に変形しやすくして、突部の肉抜溝内側への変形を容易にし、突部をかしめやすくすることができる。また、肉抜溝の底部に位置するシールリブは、軸方向両端に形成されているシールリブよりも突出量が小さいため、相手部材から浮くことになる。このため、突部がクランプによりかしめられたときに、突部が比較的径内方向へ変形しやすくなる。このため、突部が形成されている肉抜溝の軸方向縁部がより内側に変形しやすくなり、筒部の軸方向の後方部が後方に倒れにくくなる。

肉抜溝の幅は、底部から開口周縁に向けて広がっていることが好ましい。これにより、第一筒部を金型から離型しやすくなる。たとえば、肉抜溝の側壁面は、径方向に対して０°〜５°の角度で径外方向に拡大するように傾斜していることが好ましい。０°未満の場合には、第二筒部の離型性が低下するおそれがある。５°を越える場合には、締結部がクランプと接する部分が少なくなり、クランプによる締結力の伝達が低下するおそれがある。

肉抜溝は、締結部の略中央に形成することが好ましい。これにより、肉抜溝の開口周縁に形成される突部が、締結部の略中央に位置することになり、シールリブ全体へ均一に応力を伝達することができる。

本発明の等速ジョイント用ブーツは、合成樹脂からなり、たとえば、ＴＰＥ（ポリエステル系熱可塑性エラストマー）、ＴＰＯ（ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー）などの熱可塑性エラストマー樹脂を用いて成形することができる。

等速ジョイント用ブーツは、たとえば、ブロー成形、インジェクションブロー成形などの方法により成形することができる。ブーツに形成される突部は、成形の際に金型の型面により成形される。

シールリブが弾接する相手部材は、一般的には、等速ジョイントの駆動側及び従動側のうちの一方のシャフトに固定されたアウターケースであるが、駆動側及び従動側のうちの他方のシャフトでもよい。いずれの場合にも、径方向の肉厚が厚い部分の締結部に突部に形成することでシールリブのシール性を効果的に高めることができる。

以下、実施例及び比較品により本発明を具体的に説明する。

（実施例１）
本発明の一実施例にかかる等速ジョイント用ブーツ３０は、図１、図２に示すように、第一筒部としての筒状の大径嵌着部１と、大径嵌着部１から離間して配置され大径嵌着部１よりも小さい径をもつ第二筒部としての筒状の小径嵌着部２と、大径嵌着部１と小径嵌着部２とを一体に連結する略円錐台形状の伸縮性の蛇腹部３とからなる。

図３に示すように、大径嵌着部１の外周面１１には、クランプ５により締結されるリング状の締結部１２が形成されている。大径嵌着部１の内周面１０には、軸方向に所定の間隔を隔てて形成されアウターケース４１の外周面４１１に弾接する複数のシールリブ１４，１５，１６と、締結部１２から径内方向に向けて形成された肉抜溝１３とが形成されている。締結部１２は、肉抜溝１３の軸方向縁部である開口周縁１３９に径外方向に突出する突部１２０を有する。突部１２０の頂点１２１は、シールリブ１４〜１６のうち軸方向両端のシールリブ１４，１６の間に配設されている。

図１、図２に示すように、大径嵌着部１は、トリポートタイプのアウターケース４１の外周面４１１に固定される。トリポートタイプのアウターケース４１は、周方向の３カ所が径方向に突出している。このような形状のアウターケースに固定される大径嵌着部１は、その内周面１０の径方向断面がアウターケースの外形に沿った非円形であり、その外周面１１の径方向断面は円形である。したがって、大径嵌着部１における、アウターケース４１の突出部４１８に対向する部分は、肉薄部１８となり、アウターケース４１の窪み部４１９に対向する部分は、肉薄部１８よりも肉厚の肉厚部１９となる。肉厚部１９と肉薄部１８とは、大径嵌着部１の周方向に交互に形成されている。

図３に示すように、締結部１２は、幅広の略平坦な溝である。締結部１２の幅は、クランプ５の幅とほぼ等しい。

図３，図６に示すように、締結部１２の軸方向の略中央部には、径内方向に大きく窪む肉抜溝１３が形成されている。肉抜溝１３は、締結部１２の略中央部に形成されている。肉抜溝１３は、大径嵌着部１の周方向全体に形成されている。肉抜溝１３の幅は、底部１３２から開口周縁１３９に向けて広がっている。肉抜溝１３の両側の側壁面１３１は、大径嵌着部１の径方向に対して３°の角度θ３で傾斜している。

肉抜溝１３の軸方向の両側に突部１２０が形成されている。両側の突部１２０、１２０は、いずれも締結部１２の端部１２９から肉抜溝１３の開口周縁１３９に向けて径外方向に突出するように傾斜した傾斜面１２２を持つ。両側の突部１２０，１２０の傾斜面１２２、１２２の軸方向に対する傾斜角θ１，θ２は１５°である。突部１２０は、大径嵌着部１の周方向の全体に形成されている。

図４，図７に示すように、肉抜溝１３の軸方向の両側に形成された突部１２０，１２０の傾斜面１２２，１２２の長さ（ａ、ｂ）は、互いに同じである。突部１２０、１２０の傾斜面１２２，１２２の長さの和（ａ＋ｂ）は、クランプ締結後の締結部１２及び肉抜溝１３の全体幅（Ｂ）と同じになるように形成されている。

大径嵌着部１の内周面１０には、３つのシールリブ１４、１５、１６が形成されている。いずれのシールリブ１４〜１６の頂点１４１，１５１，１６１の軸方向位置も、突部１２０の頂点１２１の軸方向位置と異なる。また、３つのシールリブ１４〜１６のうちの中央のシールリブ１５は肉抜溝１３の底部１３２に位置している。肉抜溝１３の底部１３２に位置するシールリブ１５の突出量Ｈは、その両側に位置するシールリブ１４，１６の突出量Ｈよりも０．１ｍｍ程度小さい。シールリブ１４，１６の突出量Ｈは互いに同じである。

小径嵌着部２の内周面２３はシャフトに固定され、外周面２２はクランプ５７により締結される。

本例の等速ジョイント用ブーツを作製するにあたっては、たとえば、ＴＰＥ、ＴＰＯなどの熱可塑性エラストマー樹脂を用いて、ブロー成形する。

等速ジョイント用ブーツは、駆動側シャフトと従動側シャフトとのジョイント部を覆うことにより、その内部のグリースの漏れを防止するとともに内部に水や埃の侵入を防止する。等速ジョイント用ブーツの大径嵌着部１の内周面１０には、相手部材であるアウターケース４１を弾接させて、その外周面１１の側からクランプ５により締結することにより固定する。アウターケース４１は、駆動側または従動側の一方のシャフトの端部に固定されており、その形状は軸方向に開口するカップ形状である。また、小径嵌着部２は、駆動側または従動側の他方のシャフトの軸部に固定する。一方のシャフトのアウターケースの内部には、同軸的に他方のシャフトが挿入されている。一方のシャフトのアウターケースと他方のシャフトとの間には３つのローラが介在されていて、一方のシャフトと他方のシャフトとを揺動自在に連結し、駆動側のシャフトから従動側のシャフトへ回転トルクが等速で伝達される。

また、本例においては、図２に示すように、大径嵌着部１の締結部１２に肉抜溝１３を形成して、シールリブ１４〜１６の成形時のヒケを防止している。大径嵌着部１は肉厚部１９があるため、突部１２０を形成することによって、肉抜溝１３よりも後方の後方部１７２の倒れ込みを防止する必要性が高い。しかし、図２に示すように、小径嵌着部２は肉薄であるため、肉抜溝２３を形成する必要性はない。

また、本例においては、突部１２０を、肉抜溝２３の周方向全体に形成しているが、肉薄部１８には形成せずに肉厚部１９にだけ形成してもよい。

なお、本実施例では、図３に示すように、締結部１２の全体を傾斜面１２２にして突部１２０を形成しているが、図８に示すように締結部１２の一部だけに突部１２５を形成してもよい。この場合、突部１２５は、肉抜溝１３の開口周縁１３９に形成するとよい。

（比較例）
本比較例に係る等速ジョイント用ブーツは、図９に示すように、大径嵌着部１の締結部１２が軸方向に平坦であり、突部が形成されていない。シールリブ１４〜１６の突出量はすべて同じである。その他の点は、実施例１と同様である。

（実験例）
実施例１と比較例の等速ジョイント用ブーツのシールリブのシール面圧を測定した。肉抜溝の溝幅は３ｍｍ、周方向の溝長さは２５ｍｍ、クランプの幅は１０ｍｍであり、肉厚部における肉抜溝の溝深さは７．８ｍｍ、肉薄部における肉抜溝の溝深さは０．６ｍｍとした。

シールリブの面圧は、面圧シートを用いて測定した。シールリブ１４、１５，１６の全体の面圧を記録した。測定結果を図１１に示した。

同図より知られるように、実施例１ではシール面圧が３５ＭＰａであり、比較例では１７ＭＰａであった。このことから、実施例のブーツは、比較例のブーツに比べてシール面圧が格段に向上したことが明らかになった。これは、図５に示すように、実施例で締結部１２における肉抜溝１３の開口周縁１３９に突部１２０を形成したため、クランプ５によるかしめにより突部１２０が集中して径内方向に押圧されるとともに、突部１２０が肉抜溝１３の内側に変形し（図５中の矢印Ｐ）、大径嵌着部１の外側への広がりが防止されたため、径内方向への応力（図５中の矢印Ｑ）の伝達が効率よく行われたためであると考えられる。また、径内方向の応力Ｑは、突部１２０の肉抜溝内側方向のひずみを軽減するように肉抜溝１３の外側に傾斜して、径内方向に伝達される。ここで、軸方向両端に位置するシールリブ１４，１６の頂点１４１，１６１は、突部１２０の頂点１２１の軸方向の位置に対して、軸方向にまたいで配置している。このため、肉抜溝１３の外側に傾斜した径内方向の応力Ｑが複数のシールリブ１４〜１６に均等に伝わり、シール面圧が高くなったものと考えられる。

これに対して、比較例では、大径嵌着部１の締結部１２をクランプ５でかしめると、大径嵌着部１の軸方向の後方部１７２が、軸方向の後方側に変形する。このため、クランプ５による径内方向の応力がシールリブ１４〜１６に伝達されにくくなり、シールリブ１４〜１６のシール性が低下したものと考えられる。

実施例１の等速ジョイント用ブーツを相手部材に固定する方法を示す斜視図である。 実施例１の等速ジョイント用ブーツの軸方向断面図である。 実施例１の等速ジョイント用ブーツの大径嵌着部の軸方向断面図である。 実施例１の等速ジョイント用ブーツを相手部材に固定した状態の軸方向断面図である。 実施例１の等速ジョイント用ブーツの作用を示す説明図である。 実施例１の等速ジョイント用ブーツの突部及び肉抜溝の傾斜角度を示す説明図である。 実施例１の等速ジョイント用ブーツの突部を含む締結部の幅を示す説明図である。 変形例としての等速ジョイント用ブーツの軸方向断面図である。 比較例の等速ジョイント用ブーツの大径嵌着部の軸方向断面図である。 比較例の等速ジョイント用ブーツを相手部材に固定した状態の軸方向断面図である。 実施例１と比較例の等速ジョイント用ブーツのシール面圧の測定結果を示す説明図である。

符号の説明

１：大径嵌着部、１０：内周面、１１：外周面、１２締結部、１３：肉抜溝、１４、１５，１６：シールリブ、１８：肉薄部、１９：肉厚部、１２０：突部、１２２：傾斜面、１３２：底部、１３９：開口周縁、２：小径嵌着部、３：蛇腹部、４：駆動軸、３０：等速ジョイント用ブーツ、４１：アウターケース、５：クランプ。

Claims (4)

1. 大径の第一筒部と、該大径の第一筒部よりも小径で該大径の第一筒部から離間して同軸的に配置された第二筒部と、前記第一筒部と前記第二筒部を一体的に連結する略円錐台形状の伸縮性の蛇腹部とからなり、
   前記大径の第一筒部は、その内周面の径方向断面が非円形状であり、その外周面の径方向断面が円形状であって、周方向に肉薄の肉薄部と該肉薄部よりも肉厚の肉厚部とを交互にもち、
   前記大径の第一筒部は、その外周面に形成されクランプにより締結されるリング状の締結部と、前記大径の第一筒部の内周面に軸方向に所定の間隔を隔てて形成され相手部材の外周面に弾接する複数のシールリブと、前記締結部から径内方向に向けて少なくとも前記肉厚部に形成された肉抜溝と、を有する等速ジョイント用ブーツにおいて、
   前記締結部は、前記肉抜溝の軸方向縁部に径外方向に突出する突部を有し、
   該突部の頂点は、複数の前記シールリブのうち軸方向両端に形成されたシールリブの間に位置していることを特徴とする等速ジョイント用ブーツ。
2. 前記突部の頂点は、前記シールリブの頂点に対して軸方向の位置が異なることを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイント用ブーツ。
3. 前記突部は、前記締結部の端部から前記肉抜溝の軸方向縁部に向けて径外方向に突出するように傾斜した傾斜面をもつことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の等速ジョイント用ブーツ。
4. 複数の前記シールリブのうち少なくとも１つは前記肉抜溝の底部に位置しており、該肉抜溝の底部に位置するシールリブの突出量は、前記軸方向両端に形成された前記シールリブの突出量よりも小さいことを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の等速ジョイント用ブーツ。

Images