JP2020079626A - Boot adaptor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ブーツアダプタに関する。 The present invention relates to boot adapters.
例えば自動車に設けられるプロペラシャフトの自在継手には、自在継手のハウジングの内部への塵埃等の異物の侵入を防止し、ハウジングの内部に配置されたグリースを封止するために、弾性材料で形成された環状のブーツが装着される（特許文献１）。ブーツの一端部は、自在継手に連結される回転軸に取り付けられ、他端部は金属製の円筒状のブーツアダプタの端部に取り付けられる。ブーツアダプタは、自在継手のハウジングに取り付けられている。ハウジングの内部にはグリースが配置されている。 For example, a universal joint of a propeller shaft provided in an automobile is formed of an elastic material in order to prevent foreign matter such as dust from entering the inside of the housing of the universal joint and to seal grease arranged inside the housing. The annular boot is attached (Patent Document 1). One end of the boot is attached to a rotating shaft connected to the universal joint, and the other end is attached to an end of a cylindrical boot adapter made of metal. The boot adapter is attached to the housing of the universal joint. Grease is placed inside the housing.
自在継手に使用されるブーツには、ハウジングの内部のグリースの圧力が加わり、さらに回転軸の高速回転時には大きな遠心力が加わるが、ブーツが長寿命を有することが望ましい。 The pressure of grease inside the housing is applied to the boot used for the universal joint, and a large centrifugal force is applied when the rotary shaft rotates at high speed, but it is desirable that the boot has a long life.
そこで、本発明は、自在継手に使用されるブーツの寿命を長く確保することができるブーツアダプタを提供する。 Therefore, the present invention provides a boot adapter capable of ensuring a long life of a boot used for a universal joint.
本発明のある態様に係るブーツアダプタは、自在継手のハウジングに取り付けられる円筒状のブーツアダプタであって、前記自在継手に連結される回転軸の周囲を覆う、弾性材料で形成された環状のブーツが取り付けられる取付け端部を有する。前記取付け端部は、前記ブーツの端部が嵌め入れられる凹部を持つように、内側に折り曲げられて、外側円環部と、前記外側円環部に同心の内側円環部と、前記外側円環部と前記内側円環部を連結する連結部を有する。前記内側円環部は、前記連結部から延びる円筒部と、前記円筒部から前記連結部の反対側に延びる円錐台部を有する。前記円錐台部は前記円筒部から離れるほど小さい外径を有する。前記円錐台部の前記円筒部とは反対側の端部は、内側に折り曲げられている。 A boot adapter according to an aspect of the present invention is a cylindrical boot adapter that is attached to a housing of a universal joint, and is an annular boot formed of an elastic material that covers a periphery of a rotation shaft connected to the universal joint. Has a mounting end to which is mounted. The mounting end is bent inward so as to have a recess into which the end of the boot is fitted, and an outer ring part, an inner ring part concentric with the outer ring part, and the outer ring part. It has a connecting portion that connects the ring portion and the inner ring portion. The inner annular portion has a cylindrical portion extending from the connecting portion and a truncated cone portion extending from the cylindrical portion to the opposite side of the connecting portion. The frusto-conical portion has an outer diameter that decreases with increasing distance from the cylindrical portion. An end portion of the truncated cone portion opposite to the cylindrical portion is bent inward.
上記の態様においては、ブーツアダプタの取付け端部の内側円環部が円筒部と円錐台部を有し、円錐台部は前記円筒部から離れるほど小さい外径を有する。弾性材料で形成されたブーツは、取付け端部に取り付けられて、円筒部と円錐台部の外周面に接触する。ブーツには、ハウジングの内部のグリースの圧力が加わり、さらに回転軸の高速回転時に大きな遠心力がグリースに加わって、ブーツを変形させようとするが、傾斜した円錐台部の外周面にブーツが支持されるので、ブーツの変形が抑制される。このようにブーツの変形が抑制されることにより、ブーツの寿命を長く確保することができる。また、ブーツが接触する円錐台部の端部が内側に折り曲げられているため、円錐台部の端部によってブーツが破損するおそれが低減し、ブーツの寿命をさらに長く確保することができる。 In the above aspect, the inner annular portion of the mounting end portion of the boot adapter has a cylindrical portion and a truncated cone portion, and the truncated cone portion has an outer diameter that decreases with increasing distance from the cylindrical portion. The boot made of an elastic material is attached to the attachment end portion and contacts the outer peripheral surfaces of the cylindrical portion and the truncated cone portion. The pressure of the grease inside the housing is applied to the boot, and a large centrifugal force is applied to the grease when the rotating shaft rotates at high speed to try to deform the boot. Since it is supported, the deformation of the boot is suppressed. By suppressing the deformation of the boot in this way, the life of the boot can be ensured for a long time. Further, since the end of the truncated cone portion with which the boot comes into contact is bent inward, the possibility that the end of the truncated cone portion damages the boot is reduced, and the life of the boot can be further extended.
好ましくは、前記外側円環部の内周面には、突起が形成されており、突起は径方向において前記円筒部に重なる位置に配置されている。この場合には、ブーツの端部は突起と内側円環部（特に外径が一様な円筒部）の間に挟まれて強固に保持される。 Preferably, a protrusion is formed on the inner peripheral surface of the outer annular portion, and the protrusion is arranged at a position overlapping the cylindrical portion in the radial direction. In this case, the end portion of the boot is sandwiched between the protrusion and the inner annular portion (in particular, the cylindrical portion having a uniform outer diameter) to be firmly held.
以下、添付の図面を参照しながら本発明に係る実施の形態を説明する。図面において縮尺は、必ずしも実施形態の製品を正確に表してはおらず、一部の寸法を誇張して表現している場合もある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. The reduced scale in the drawings does not always accurately represent the product of the embodiment, and some dimensions may be exaggerated.
図１に示すように、実施形態に係るブーツアダプタ１は自在継手２に装着されている。自在継手２は、例えば、自動車に設けられるプロペラシャフトに使用される等速自在継手である。
As shown in FIG. 1, the
自在継手２は、外輪すなわちハウジング４、内輪６、複数の鋼球８、ケージ１０、およびシールキャップ１２を有する。ハウジング４の内部には、内輪６が配置されており、内輪６には回転軸１４の端部が例えばスプラインで連結されている。ハウジング４と内輪６の間には、複数の鋼球８が配置されており、ケージ１０は鋼球８を回転可能に定位置に保持する。ハウジング４はシールキャップ１２に連結されており、シールキャップ１２は図示しない他の回転軸に連結されている。
The universal joint 2 has an outer ring or
図１においては、ハウジング４およびシールキャップ１２は、回転軸１４に同軸に配置されているが、回転軸１４に対して傾斜することができ、かつ回転軸１４の回転は、ハウジング４およびシールキャップ１２に伝達される。
In FIG. 1, the
但し、本発明に係るブーツアダプタは、図示の等速自在継手２に限らず、他の種類の自在継手に装着してもよい。 However, the boot adapter according to the present invention is not limited to the illustrated constant velocity universal joint 2 and may be attached to other types of universal joints.
円筒状のブーツアダプタ１の一端部１８はハウジング４に取り付けられ、ブーツアダプタ１の他端部２０には環状のブーツ１６の一端部１６ａが取り付けられる。ブーツ１６の他端部１６ｂは回転軸１４に取り付けられる。環状のブーツ１６は、自在継手２に連結される回転軸１４の周囲を覆い、ハウジング４の内部への塵埃等の異物の侵入を防止し、ハウジング４の内部に配置されたグリースを封止する。
One
ブーツアダプタ１は、剛性材料、例えば金属から形成されている。一方、ブーツ１６は、回転軸１４に対するハウジング４の傾斜を許容するように、弾性材料、例えばエラストマーから形成されている。
The
この実施形態では、ブーツアダプタ１の環状の端部１８は、ハウジング４の外周面に形成された周溝２２に嵌め入れられ、さらにかしめ加工によって固定されている。但し、端部１８はネジまたはその他の手段でハウジング４に固定されてもよい。
In this embodiment, the
ブーツアダプタ１の他端部２０は、ブーツ１６の端部１６ａが嵌め入れられる凹部を形成するように、内側に折り曲げられている。この実施形態では、端部２０にかしめ加工を行うことにより、ブーツ１６が端部２０に固定されている。
The
ブーツ１６の径方向外側の端部１６ａは、上記のようにブーツアダプタ１に固定され、径方向内側の端部１６ｂは、回転軸１４に取り付けられている。ブーツ１６は、ほぼＵ字形の断面を有しており、径方向において端部１６ａと端部１６ｂの間の中間部１６ｃは、ブーツアダプタ１の内部空間に配置され、軸線方向において端部１６ａと端部１６ｂよりも自在継手２の近くに配置されている。
The radially
ブーツ１６の端部１６ｂは、回転軸１４に形成された周溝１４ａに嵌め入れられている。端部１６ｂの周囲にはブーツバンド２４が配置されており、ブーツバンド２４の圧縮力により、端部１６ｂは回転軸１４に固定されている。但し、端部１６ｂは、他の方式で回転軸１４に固定されてもよい。また、端部１６ｂと回転軸１４の間をグリースが漏出するのを抑制するために、弾性体で形成された円筒状のカバー（図示せず）で端部１６ｂを包囲してもよい。
The
図２を参照し、ブーツアダプタ１の詳細をさらに説明する。下記の説明では、ブーツアダプタ１のうち、ブーツ１６が取り付けられる端部２０を取付け端部２０と呼ぶ。
The
取付け端部２０は、内側に折り曲げられており、これによって、ブーツ１６の端部１６ａが全周にわたって嵌め入れられる環状の凹部２６を持つ。具体的には、取付け端部２０は、折り曲げによって、外側円環部２８と、外側円環部２８に同心の内側円環部３０と、外側円環部２８と内側円環部３０を連結する連結部３２を有する。凹部２６は、外側円環部２８、内側円環部３０および連結部３２により画定されている。
The mounting
内側円環部３０は、連結部３２から延びる円筒部３０ａと、円筒部３０ａから連結部３２の反対側に延びる円錐台部３０ｂを有する。円筒部３０ａは一様な外径を有するが、円錐台部３０ｂは円筒部３０ａから離れるほど小さい外径を有する。
The inner
円錐台部３０ｂの円筒部３０ａとは反対側の端部３０ｃは、内側に折り曲げられている。この実施形態では、端部３０ｃは、円錐台部３０ｂの他の部分に対して、１８０度折り曲げられて、隙間なく円錐台部３０ｂの他の部分に接触しているが、端部３０ｃは、円錐台部３０ｂの他の部分に接触しなくてもよい。
An
ブーツアダプタ１の取付け端部２０の凹部２６に嵌め入れられたブーツ１６の端部１６ａは、かしめ加工によって取付け端部２０に固定されている。かしめ加工の痕跡として、外側円環部２８の内周面には、周方向に延びる突起２８ａが形成され、端部１６ａは突起２８ａと内側円環部３０の間に挟まれて強固に保持される。突起２８ａの断面形状は円弧状である。
The
ブーツ１６の端部１６ａを強固に保持するため、突起２８ａは径方向において円筒部３０ａに重なる位置に配置されている。仮に突起２８ａが径方向において円筒部３０ａではなく円錐台部３０ｂに重なる位置に配置されている場合には、端部１６ａを保持する力が弱まる。また、かしめ加工の結果、円錐台部３０ｂの傾斜角度にも悪影響を及ぼすおそれがある。突起２８ａが径方向において円筒部３０ａに重なる位置に配置されているので、これらの問題を排除することができる。
In order to firmly hold the
上記の通り、ブーツ１６は、ハウジング４の内部に配置されたグリースを封止する。したがって、ブーツ１６には、ハウジング４の内部のグリースの圧力が加わる。また、回転軸１４の高速回転時には大きな遠心力がグリースに加わり、グリースが径方向外側に移動し、ブーツ１６を変形させようとする。
As described above, the
図３は、このような理由で変形したブーツ１６を示す。ブーツ１６の中間部１６ｃは、図２の形状から反転してしまうことがある。このような過剰な変形は、ブーツ１６の寿命を短くするおそれがある。
FIG. 3 shows the
しかし、この実施形態においては、ブーツアダプタ１の取付け端部２０の内側円環部３０が円筒部３０ａと円錐台部３０ｂを有し、円錐台部３０ｂは円筒部３０ａから離れるほど小さい外径を有し、弾性材料で形成されたブーツ１６の端部１６ａは、取付け端部２０に取り付けられて、円筒部３０ａと円錐台部３０ｂの外周面に接触する。傾斜した円錐台部３０ｂの外周面にブーツ１６の端部１６ａが支持され、そこからブーツ１６が緩やかに湾曲するので、グリースの圧力を受けてもブーツ１６の変形が抑制される。このようにブーツ１６の変形が抑制されることにより、ブーツ１６の寿命を長く確保することができる。
However, in this embodiment, the inner
また、この実施形態においては、ブーツ１６が接触する円錐台部３０ｂの端部３０ｃが内側に折り曲げられているため、円錐台部３０ｂの端部３０ｃによってブーツ１６が破損するおそれが低減し、ブーツ１６の寿命をさらに長く確保することができる。
Further, in this embodiment, since the
図４は、比較例に係るブーツアダプタ４０とブーツ１６の断面図である。図４に示すブーツ１６は、図２に示すものと同じタイプである。ブーツアダプタ４０は、図２のブーツアダプタ１と類似するが、取付け端部２０の内側円環部３０は、円錐台部３０ｂを有していない。但し、内側円環部３０の円筒部３０ａの連結部３２とは反対側の端部３０ｄは、内側に折り曲げられている。
FIG. 4 is a cross-sectional view of the
この比較例では、ブーツ１６の端部１６ａは、一様な外径を有する円筒部３０ａの外周面に支持され、そこからブーツ１６が急激に湾曲するので、回転軸１４の高速回転時に、グリースの圧力を受けると、図５に示すように、ブーツ１６が大きな曲率で変形する。
In this comparative example, the
この実施形態の効果を確認するため、有限要素法を用いたシミュレーションによって、実施形態と比較例においてブーツ１６の挙動を解析した。シミュレーションでは、ブーツ１６に加わる圧力（ハウジング４の内部のグリースの圧力に相当する）を変化させた。
In order to confirm the effect of this embodiment, the behavior of the
この結果、実施形態においては、ブーツ１６が図３に示すように反転変形するのに要する圧力は１８４ｋＰａであった。これに対して、比較例においては、ブーツ１６が図５に示すように反転変形するのに要する圧力は１５５ｋＰａであった。したがって、実施形態では、グリースの圧力を受けてもブーツ１６の変形が抑制されることが分かった。
As a result, in the embodiment, the pressure required for the
実施形態においては、ブーツアダプタ１の取付け端部２０の内側円環部３０の円筒部３０ａの長さは１０ｍｍであり、円錐台部３０ｂの長さは９ｍｍであり、円筒部３０ａに対する円錐台部３０ｂの傾斜角は１０度である。円錐台部３０ｂの長さは、５〜１５ｍｍであることが好ましく、円筒部３０ａに対する円錐台部３０ｂの傾斜角は５〜２０度であることが好ましい。
In the embodiment, the length of the
以上、本発明の実施形態を説明したが、上記の説明は本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲において、構成要素の削除、追加、置換を含む様々な変形例が考えられる。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the above description is not intended to limit the present invention, and various modifications including deletion, addition, and replacement of components are conceivable within the technical scope of the present invention. .
例えば、上記の実施形態において、自在継手２は、自動車に設けられるプロペラシャフトに使用される等速自在継手であるが、本発明は、鉄道車両、船舶、ロボットなどの他の用途に使用される自在継手のためのブーツアダプタを包含する。 For example, in the above-mentioned embodiment, the universal joint 2 is a constant velocity universal joint used for a propeller shaft provided in an automobile, but the present invention is used for other applications such as a railroad vehicle, a ship, and a robot. Includes a boot adapter for the universal joint.
図示しないが、ブーツ１６の過剰な変形を抑制するための他の部材をブーツ１６の近傍に配置してもよい。
Although not shown, another member for suppressing excessive deformation of the
１ ブーツアダプタ
２ 自在継手
４ ハウジング
１４ 回転軸
１６ ブーツ
１６ａ 端部
１６ｂ 端部
１６ｃ 中間部
２０ 取付け端部
２６ 凹部
２８ 外側円環部
２８ａ 突起
３０ 内側円環部
３２ 連結部
３０ｃ 端部
３０ａ 円筒部
３０ｂ 円錐台部
1 Boot Adapter 2
Claims (2)
前記自在継手に連結される回転軸の周囲を覆う、弾性材料で形成された環状のブーツが取り付けられる取付け端部を有し、
前記取付け端部は、前記ブーツの端部が嵌め入れられる凹部を持つように、内側に折り曲げられて、外側円環部と、前記外側円環部に同心の内側円環部と、前記外側円環部と前記内側円環部を連結する連結部を有しており、
前記内側円環部は、前記連結部から延びる円筒部と、前記円筒部から前記連結部の反対側に延びる円錐台部を有し、
前記円錐台部は前記円筒部から離れるほど小さい外径を有し、
前記円錐台部の前記円筒部とは反対側の端部は、内側に折り曲げられている
ことを特徴とするブーツアダプタ。 A cylindrical boot adapter that is attached to a universal joint housing,
Having a mounting end to which a ring-shaped boot formed of an elastic material is mounted, which covers the periphery of a rotary shaft connected to the universal joint,
The mounting end is bent inward so as to have a recess into which the end of the boot is fitted, and an outer ring part, an inner ring part concentric with the outer ring part, and the outer ring part. It has a connecting portion that connects the ring portion and the inner ring portion,
The inner annular portion has a cylindrical portion extending from the connecting portion, and a truncated cone portion extending from the cylindrical portion to the opposite side of the connecting portion,
The frusto-conical portion has an outer diameter that decreases with increasing distance from the cylindrical portion,
A boot adapter, wherein an end of the truncated cone part opposite to the cylindrical part is bent inward.
ことを特徴とする請求項１に記載のブーツアダプタ。 The boot adapter according to claim 1, wherein a protrusion is formed on an inner peripheral surface of the outer annular portion, and the protrusion is arranged at a position overlapping the cylindrical portion in a radial direction.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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| JP2018213425A Pending JP2020079626A (en) | 2018-11-14 | 2018-11-14 | Boot adaptor |
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