JPH06185534A - ジョイントブーツの固定構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、耐オゾン性と耐屈曲疲労性ある
ジョイントブーツの固定構造を改善し、慣用されている
環状のバンドでもって、より確実にシールしてグリース
漏れを防止し、かつ塵埃の侵入を防ぐ固定構造とする。 【構成】 熱可塑性ポリエステルエラストマー２０〜９
９重量％にゴム８０〜１重量％を配合した熱可塑性ポリ
エステルエラストマー組成物を、両端部口径に差のある
ジャバラ状筒体に形成してジョイントブーツとし、この
ジョイントブーツの大口径端部１と小口径端部２にそれ
ぞれ軸３，４を挿入すると共にその外周をそれぞれ鋼製
バンド５で締付けて、前記大口径端部の締結前後の直径
差が０．３〜２．５ｍｍとなり、かつ前記小口径端部の
締結前後の直径差が０．３〜２．５ｍｍとなるように固
定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は自動車用等速ジョイン
トなどのジョイントの付属品であって、防塵またはグリ
ース封入などのためのジョイントブーツの固定構造に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、自動車や産業機械用のジョイン
ト部分には、内部に封入されているグリースを保持し、
かつ塵埃を防除するために、ゴムなどの弾性材料からな
るブーツが装着されている。

【０００３】このようなジョイントブーツは、図１に例
示されるように、両端部に口径差のある筒状のジャバラ
構造であり、このジョイントブーツの大口径端部１と小
口径端部２に駆動軸３と従動軸４を挿入すると共に、そ
の外周をそれぞれバンド５で締付けて固定されている。

【０００４】また、前記したバンド５は、図２に示すよ
うに、肉厚が０．４ｍｍ程度で幅が７ｍｍ程度の鋼板を
湾曲させ、その一端に延設部６を残して点溶接して環を
形成したものである。このようなバンド５でジョイント
ブーツの外周を締めつけて固定するには、延設部６を矢
印で示すように折返して、環の要所に付設された対の起
立片８を折り曲げて延設部６を重ねて固定する。

【０００５】このようなジョイントブーツの成形材料
は、近年の耐オゾン性と耐屈曲疲労性の要求に対応する
べく、クロロプレンゴムから熱可塑性ポリエステルエラ
ストマーに転換されつつあり、老化性において改善され
た物性を有する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の熱可塑性ポリエステルエラストマーで成形されたジョ
イントブーツは、柔軟性が低く、また圧縮永久歪が大き
いために、前記慣用されているバンドでもって充分な締
付け力で固定することが困難であるという問題点があ
る。

【０００７】そこで、この発明は、このような問題点を
解決して、耐オゾン性と耐屈曲疲労性のあるジョイント
ブーツの固定構造を改善し、汎用されている環状のバン
ドでもって、より確実にシールしてグリース漏れを防止
し、かつ塵埃の侵入を防ぐことを課題としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明においては、熱可塑性ポリエステルエラス
トマー２０〜９９重量％にゴム８０〜１重量％を配合し
た熱可塑性ポリエステルエラストマー組成物を、両端部
口径に差のあるジャバラ状筒体に成形してジョイントブ
ーツとし、このジョイントブーツの大口径端部と小口径
端部にそれぞれ軸を挿入すると共にその外周をそれぞれ
バンドで締付けて、前記大口径端部の締結前後の直径差
が０．３〜２．５ｍｍとなり、かつ前記小口径端部の締
結前後の直径差が０．３〜２．５ｍｍとなるように固定
する手段を採用したのである。

【０００９】

【作用】この発明のジヨイントブーツの固定構造は、耐
オゾン性と耐屈曲疲労性あるジョイントブーツを所定の
割合で熱可塑性ポリエステルエラストマーとゴムを配合
した熱可塑性ポリエステルエラストマー組成物から形成
し、慣用されている環状のバンドでもって、その大口径
端部と小口径端部の締結前後の直径差を所定の寸法で締
めつけるので、シール状態がより確実になり、このため
に油漏れと塵埃の侵入が確実に防止できる。

【００１０】

【実施例】この発明におけるジョイントブーツの被取付
け部材であるジョイントは、特に等速ジョイントに限定
されるものではなく、一般に自動車や産業機械における
駆動軸と車輪との連結部や、駆動力の伝達系を構成する
自在継手であってよい。

【００１１】この発明に用いる熱可塑性ポリエステルエ
ラストマーは、高融点ポリエステルセグメントと、低融
点重合体セグメントとからなるブロック共重合体であ
る。低融点重合体セグメントの分子量は、４００〜６０
００であってよく、その融点の上限は特に限定されない
が、一般的には１３０℃以下で、好ましくは１００℃以
下のものを採用する。熱可塑性ポリエステルエラストマ
ーの軟化点は、１００℃以下のものが特に好ましい。

【００１２】ハードセグメントである高融点ポリエステ
ルセグメントの芳香族ポリエステル単位は、酸成分とグ
リコーゲン成分とから構成されているが、この酸成分は
実質的にテレフタール酸もしくは２，６−ナフタレンジ
カルボン酸またはこれらの併用物である。上記したテレ
フタール酸もしくは２，６−ナフタレンジカルボン酸と
共に、イソフタール酸などの他の芳香族ジカルボン酸、
またはアジピン酸、セバチン酸、シクロヘキサン−１，
４−ジカルボン酸、ダイマー酸などの脂肪族ジカルボン
酸を少量併用してもよい。

【００１３】一方、前記した芳香族ポリエステル単位を
構成するグリコーゲン成分としては、炭素数２〜１２の
グリコールであって、たとえば、エチレングリコール、
プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ネ
オペンチルグリコール、ヘキサンジオール、デカンジオ
ールなどである。

【００１４】ソフトセグメントである低融点重合体セグ
メントは、脂肪族ポリエーテル単位と、脂肪族ポリエス
テル単位とからなり、一方の脂肪族ポリエーテル単位
は、ポリアルキレングリコールで形成される。ポリアル
キレングリコールの具体例としては、ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレ
ングリコール、ポリエチレングリコール−ポリプロピレ
ングリコールブロック共重合体などが挙げられるが、特
にポリテトラメチレングリコールは好ましいものであ
る。このようなポリアルキレングリコールは、その炭素
数と酸素数の比が２〜４．５であれば、単独では勿論の
こと混合物としても用いることができる。

【００１５】低融点重合体セグメントを構成する他方の
脂肪族ポリエステル単位は、主として脂肪族ジカルボン
酸とグリコールとからなるが、その主たる酸成分である
脂肪族ジカルボン酸は、たとえばコハク酸、アジピン
酸、セバチン酸、デカンジカルボン酸などであり、イソ
フタール酸などの芳香族ジカルボン酸を少量併用しても
よい。グリコール成分としては、炭素数２〜１２であっ
て、前記した高融点結晶性セグメントの芳香族ポリエス
テル単位を形成するグリコール成分として例示した同様
の化合物であってよい。このような脂肪族ポリエステル
単位は、上記脂肪族ジカルボン酸とグリコール成分とを
通常の方法で重縮合して得られるもので、ホモポリエス
テルでも共重合ポリエステルでもよく、または環状のラ
クトンを開環重合して得られるポリラクトン（例えばポ
リ−εカプロラクトン）であってよい。

【００１６】上記した熱可塑性ポリエステルエラストマ
ー中の高融点結晶性セグメントと低融点重合体セグメン
トとの組成比は、好ましくは重量比で９５：５から５：
９５の範囲であり、さらに好ましくは７０：３０から３
０：７０の範囲である。

【００１７】そして、熱可塑性ポリエステルエラストマ
ーとして、特に好ましく用いられるポリエステルブロッ
ク共重合体は、高融点結晶性セグメントとしてポリテト
ラメチレンテレフタレートまたはポリトリメチレンテレ
フタレート−２、６−ナフタレートを用い、低融点重合
体セグメントとしてポリテトラメチレングリコールなど
のポリエーテル、ポリテトラメチレンアジペート、ポリ
−εカプロラクトンなどのポリエステルを用いて形成さ
れるものである。また、ジカルボン酸やグリコールの一
部としてポリカルボン酸や多官能性ヒドロキシ化合物、
オキシ酸などが共重合されたものでもよい。この多官能
成分としては、たとえばトリメリット酸、トリメシン
酸、ピロメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン
酸、ブタンテトラカルボン酸、グリセリン、ペンタエリ
スリトールまたはこれらのエステル、酸無水物を挙げる
ことができる。これらの多官能成分は、３モル％以下で
共重合させることにより、高粘度化成分として有効に作
用する。

【００１８】以上述べた熱可塑性ポリエステルエラスト
マーを製造するための重合方法としては、周知の重合法
を採用できるが、好適な重合方法としては、芳香族ジカ
ルボン酸またはそのジメチルエステルと低融点セグメン
ト形成性ジオールとを触媒の存在下に約１５０〜２６０
℃に加熱し、エステル化反応またはエステル交換反応を
行ない、次いで真空下に過剰の低分子ジオールを除去し
つつ重縮合反応を行なうことにより熱可塑性エラストマ
ーを得る方法、予め調整した高融点ポリエステルセグメ
ント形成性プレポリマーおよび低融点重合体セグメント
形成性プレポリマーにそれらのプレポリマーの末端基と
反応する２官能性の鎖延長剤を混合し、反応後の系を高
真空に保って揮発成分を除去することにより、熱可塑性
ポリエステルエラストマーを得る方法、高重合度の高融
点ポリエステルとラクトン類とを加熱混合し、ラクトン
を開環重合させつつエステル交換反応させることによ
り、熱可塑性ポリエステルエラストマーを得る方法など
が挙げられる。

【００１９】この発明に用いるゴムとしては、各種の合
成ゴムまたは天然ゴムを単独でまたは、複数種の組合わ
せで使用することができる。このうち好ましいゴム材料
を例示すれば、極性ジエン系ゴムおよびその水素添加
物、アクリルゴム、ヒドリンゴム、ウレタンゴム、クロ
ロフォスファゼンゴムおよび熱可塑性ポリウレタンエラ
ストマー、熱可塑性ポリアミドエラストマーなどが挙げ
られる。さらに、シリコーンゴムおよびフッ素ゴムも耐
油性の点で好ましいものである。特に好ましいゴムとし
ては、非ハロゲンジエン系ゴムおよびその水素添加物、
エピクロルヒドリンゴムなどであり、具体的にはアクリ
ロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、水素化アクリロニ
トリル−ブタジエン共重合ゴム、水素化アクリル酸エス
テル−ブタジエン共重合ゴム、エチレン−プロピレン共
重合ゴムなどである。

【００２０】上記したゴムの熱可塑性ポリエステルエラ
ストマー組成物中の配合割合は、熱可塑性ポリエステル
エラストマー成分（以下、Ａ成分という）：ゴム成分
（以下、Ｂ成分という）＝９９〜２０：１〜８０（重量
％）であり、好ましくは、９５〜５１：５〜４９（重量
％）であり、さらに好ましくは８５〜５５：１５〜４５
（重量％）である。なぜならば、Ａ成分の使用量が所定
範囲を越えるとＢ成分の使用量が不足する結果、得られ
る熱可塑性ポリエステルエラストマーの柔軟性と圧縮永
久歪の向上効果が充分に得られない。またＡ成分の使用
量が所定範囲未満の少量では、得られる熱可塑性ポリエ
ステルエラストマーの加工性と流動性が劣り、特に５１
重量％以下では射出成形が困難である。

【００２１】この発明に用いる熱可塑性ポリエステルエ
ラストマー組成物は、以上述べたＡ成分とＢ成分を単に
ブレンドして得られるが、動的架橋を施すとさらに性能
の優れた組成物となる。

【００２２】ここで、動的架橋とは、Ｕｎｉｒｏｙａｌ
社のＷ．Ｍ．Ｆｉｓｃｈｅｒらや、Ｍｏｎｓａｎｔｏ社
のＡ．Ｙ．Ｃｏｒａｎらにより開発された手法であり、
熱可塑性樹脂のマトリックス中にゴムをブレンドし、架
橋剤と共に混練りしながらゴムを高度に架橋させ、しか
もゴムを微細に分散させることをいう。このような動的
架橋に用いる架橋剤としては、通常のゴムに対して使用
する過酸化物、樹脂架橋剤、硫黄など周知のものであっ
てよく、たとえば、「架橋剤ハンドブック（山下晋三、
金子東助著、大成社）に記載されているもので好ましく
は、１，３−ジ（ｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）
ベンゼン、２，５−ジメチル−２，５−ジ（ｔ−ブチル
ペルオキシン）ヘキサン，２，５−ジメチル−２，５−
ジ（ｔ−ブチルペルオキシン）ヘキシン、ｔ−ブチルク
ミルペルオキシドなどを挙げることができる。

【００２３】上記した架橋剤の添加量は、熱可塑性ポリ
エステルエラストマー組成物の所要性能や架橋剤の種類
によって一定ではないが、通常はゴム１００重量部に対
して、０．０１〜８重量部である。なぜなら、８重量部
を越える多量でも架橋反応はそれ以上に進行せず、却っ
て重合体の分解などの弊害が起こることとなり、また
０．０１重量部未満では架橋反応が充分に起こらないか
らである。

【００２４】このようにして動的架橋を行なった熱可塑
性ポリエステルエラストマー組成物は、その硬度が
Ｈ_D ：２０〜４４ｐｏｉｎｔｓ（Ｈ_s ：６０〜９５ｐｏ
ｉｎｔｓ）であり、引張弾性率は４００ｋｇｆ／ｃｍ²
と柔らかくなる。なお、熱可塑性ポリエステルエラスト
マー単体の硬度は、Ｈ_D ：４５以上（Ｈ_s ：９６以上）
で、常温（２３±５℃）での引張弾性率は６００ｋｇｆ
／ｃｍ² 以上である。そして、引張弾性率が５０〜３９
０ｋｇｆ／ｃｍ² の熱可塑性ポリエステルエラストマー
組成物であれば、金属製の簡易バンド（図２参照）を用
いて簡便にジョイントブーツを締結固定できる。

【００２５】この発明における熱可塑性ポリエステルエ
ラストマー組成物の引張破断強度は、好ましくは５０〜
３００ｋｇｆ／ｃｍ² であり、より好ましくは６０〜２
８０ｋｇｆ／ｃｍ² 、さらに好ましくは７０〜２５０ｋ
ｇｆ／ｃｍ² である。なぜなら、５０ｋｇｆ／ｃｍ² 未
満では強度が不足し、３００ｋｇｆ／ｃｍ² を越える場
合にはゴム含有量を極力抑える必要があって、充分な柔
軟性が得られないからである。また、上記組成物の圧縮
永久歪は、８０％以下（ＪＩＳ Ｋ−６３０１，１２０
℃ ２２時間）が好ましく、さらに好ましくは、７５％
以下、特に好ましくは７０％以下である。８０％を越え
る場合にはジョイントブーツの小口径端部と軸との固定
が充分でなくなるからである。

【００２６】そして、この発明では、前記大口径端部の
締結前後の直径差が好ましくは０．３〜２．５ｍｍとな
り、より好ましくは０．５〜２．２ｍｍとなり、かつ前
記小口径端部の締結前後の直径差が好ましくは０．３〜
２．５ｍｍとなり、より好ましくは０．５〜２．２ｍｍ
となるように固定する。自動車の等速ジョイントにおけ
る大口径端部の直径は、通常締結前において６７〜１０
７ｍｍ程度であり、同様に小口径端部の直径は２５〜３
８ｍｍ程度であるが、このような寸法の態様に関係な
く、前記大口径端部の締結前後の直径差が０．３ｍｍ未
満では、ジョイント回転中にブーツ内部からグリースが
漏れ、シール不足となって好ましくなく、２．５ｍｍを
越える大径では、素手による締結が不可能となって好ま
しくない。また前記した小口径端部の締結前後の直径差
が０．３ｍｍ未満では、ジョイント回転中にブーツ内部
からグリースが漏れ、シール不足であり、２．５ｍｍを
越える場合には、素手による締結が不可能となって好ま
しくないからである。

【００２７】〔実験例〕熱可塑性ポリエステルエラスト
マー（エニケム・ポリメリ社製：ＰＩＢＩＦＬＥＸ ４
６Ｍ）（以下、ＴＰＥＥと略記する）、アクリロニトリ
ルブタジエンゴム（日本合成ゴム社製：ＪＳＲ ＮＢＲ
Ｎ２３０ＳＶ）（以下、ＮＢＲと略記する）、助剤
（大内新興社製：バルノックＰＭ）、Ｐ．Ｏ（化薬アク
ゾ社製：カヤヘキサＡＤ）を表１に示す割合で配合し、
組成物３については二軸押出機を用いて２１０℃にて回
転数２００rpm にて混練のみを行ない、組成物１および
組成物２については、同じ条件で混練しながら架橋剤を
添加し、動的架橋を行なってそれぞれペレット状の組成
物を調製した。得られたペレットを充分に乾燥した後、
２１０℃の条件で射出成形機にて厚さ２ｍｍのシート状
に成形し、つぎに示すような各種の物性試験を行ない、
結果を表１中に併記した。なお、ＴＰＥＥ単独の場合を
組成物４として、その物性を表１中に併記した。

【００２８】(1) 流動性（ＭＦＲ）（ｇ／分）：２３
０℃、１０ｋｇ (2) 硬度 Ｈ_S ：ＪＩＳ Ｋ−６３０１ ＪＩＳ Ａ
硬度 (3) 硬度 Ｈ_D ：ＡＳＴＭ Ｄ−２２４０ Ｓｈｏｒ
ｅ Ｄ硬度 (4) 引張強度 Ｔ_B （ｋｇｆ／ｃｍ² ）：ＪＩＳ Ｋ
−６３０１ ＪＩＳ ３号ダンベル (5) 引張伸度 Ｅ_B （％）：ＪＩＳ Ｋ−６３０１
ＪＩＳ ３号ダンベル (6) 引張弾性率（ｋｇｆ／ｃｍ² ）：２３±２℃で強
制振動非共振法により、動的な引張弾性率の値（Ｅ）と
した。測定は、幅約２ｍｍ、厚み約１ｍｍ、長さ約３０
ｍｍ程度の試験片に、周波数１０Ｈｚ、変位振幅３μｍ
の正弦波歪を与え、動的応力、動的変位および位相角を
求め、下記式により求めた。

【００２９】

【数１】

【００３０】式中、ＣＤ：試験片の長さ、ＤＦ：動的応
力、ＤＤ：動的変位、Ｐ：位相角、Ｗ：試験片の幅、
Ｔ：試験片の厚みである。

【００３１】(7) 耐熱老化性（％）：ＪＩＳ Ｋ−６
３０１ ギヤー式老化試験機を用いて１２０℃にて３０
０時間後の引張強度を測定し、耐熱試験前の引張強度に
対する変化率（％）で示した。

【００３２】(8) 耐油性（％）：ＪＩＳ Ｋ−６３０
１ ＪＩＳ ３号油中に１２０℃で７０時間浸漬した後
の引張強度を測定し、耐油試験前の引張強度に対する変
化率（％）で示した。

【００３３】(9) 耐摩耗性（１０³ 回 mｇ）：ＡＳＴ
Ｍ Ｄ−１０４４ テーパー摩耗ＣＳ−１７ホイール１
０００ｇ重 (10) 圧縮永久歪（％）：ＪＩＳ Ｋ−６３０１ １２
０℃ ２２時間

【００３４】

【表１】

【００３５】一方、表１に示す実施例の組成物１〜３を
下記の条件で射出成形して、図１に示す形状のジョイン
トブーツを成形した。 記 スクリュー回転数：１００rpm 、シリンダー温度：２１
０℃、ノズル温度：２１０℃、射出圧力：８００ｋｇｆ
／ｃｍ² 、射出時間：２秒、冷却時間：２０秒、金型温
度：４０℃、 得られた組成物１〜３からなるジヨイントブーツを図１
に示す状態で自動車用等速ジョイントに装着し、固定す
る時の締付け性およびシール性を調べた。

【００３６】この場合に用いたバンドは、図２に示すよ
うに、厚さが０．４ｍｍ、幅７ｍｍの鋼板を湾曲させて
点溶接７によって固定し、その一端に延設部６を残して
環を形成したものである。このようなバンド５でジョイ
ントブーツの外周を締めつけて固定するには、延設部６
を矢印で示すように折返して締め、環の要所に付設され
た対の起立片８を折り曲げて延設部６を重ねて固定し
た。

【００３７】締付け性の結果については、大口径端部の
締結前後の直径差および小口径端部の締結前後の直径差
をどちらも０．２〜２．６ｍｍの０．１ｍｍ間隔に設定
した場合において、素手で簡単に締めつけられる場合を
○印、圧着用の治具を用いてバンドが破断したものを×
印として２段階に評価した。また、シール性について
は、ブーツ内にグリースを充填して、雰囲気温度−５
℃、ジョイント作動角３０ｄｅｇ、回転数４００rpm の
条件にて５０時間連続運転を行なった。この場合の結果
は、５０時間を経過してグリースに漏れが生じないもの
については○印、５０時間以前に漏れが生じたものにつ
いては×印として評価した。

【００３８】

【表２】

【００３９】

【表３】

【００４０】表２および表３の結果からも明らかなよう
に、大口径端部の締結前後の直径差が０．３〜２．５ｍ
ｍであり、かつ小口径端部の締結前後の直径差が０．３
〜２．５ｍｍである場合のみについて、優れた組付け性
およびシール性といった所期の効果が得られた。

【００４１】

【効果】この発明は、以上説明したように、熱可塑性ポ
リエステルエラストマー組成物から成形されるジョイン
トブーツの両端部外周を、それぞれバンドで締付ける際
に、締結前後の直径差がそれぞれ所定の寸法となるよう
に固定したので、耐オゾン性と耐屈曲疲労性の要求を満
足するジョイントブーツの固定構造が改善され、簡単な
動作で取付けできる環状のバンドでもってシールして、
より確実に油漏れおよび塵埃の侵入を防ぐことができる
という利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】ジョイントブーツを装着した等速ジョイントを
示す一部切欠側面図

【図２】固定用のバンドを示す斜視図

【符号の説明】

１ 大口径端部 ２ 小口径端部 ３ 駆動軸 ４ 従動軸 ５ バンド ８ 起立片

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱可塑性ポリエステルエラストマー２０
   〜９９重量％にゴム８０〜１重量％を配合した熱可塑性
   ポリエステルエラストマー組成物を、両端部口径に差の
   あるジャバラ状筒体に成形してジョイントブーツとし、
   このジョイントブーツの大口径端部と小口径端部にそれ
   ぞれ軸を挿入すると共にその外周をそれぞれバンドで締
   付けて、前記大口径端部の締結前後の直径差が０．３〜
   ２．５ｍｍとなり、かつ前記小口径端部の締結前後の直
   径差が０．３〜２．５ｍｍとなるように固定することか
   らなるジョイントブーツの固定構造。