JP2002340013A - 等速ジョイント用ブーツ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】締結時に高い面圧を確保してシール性を向上さ
せ、かつ低コストとする。 【解決手段】大径筒部11の内周表面に、ブッシュ２のシ
ール凸条20に対応する位置の外側及び内側で円周方向に
延びるリング状凸部13，14を形成した。クランプ３によ
る締結時に圧縮された軟質のブッシュ２の肉は、リング
状凸部13，14の外側へ逃げるのが抑制され、２本のリン
グ状凸部13，14の間のリング状凹部15を充填するため、
高い面圧が発生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、前輪駆動車のドラ
イブシャフト用ジョイントなどに不可欠な等速ジョイン
トに被覆され、等速ジョイントのジョイント部への水や
埃の侵入を阻止するブーツに関する。

【０００２】

【従来の技術】等速ジョイントのジョイント部は従来よ
り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、ジョイントアウターレ
ースなどに保持される大径の大径筒部と、大径筒部より
小径でシャフトに保持される小径筒部と、大径筒部と小
径筒部を一体的に連結する略三角錐台形状の蛇腹部とか
ら構成されている。そして使用時には、ジョイントアウ
ターレースなどとシャフトのなす角度（ジョイント角）
の変化に応じて蛇腹部が変形するため、その角度が大き
くなってもブーツによってジョイント部を確実にシール
することができる。

【０００３】この等速ジョイント用ブーツは、古くはゴ
ムから形成されることが多かったが、ゴムでは耐久性に
問題があるため、近年では耐候性や耐疲労性に優れた熱
可塑性エラストマが用いられている。一方、等速ジョイ
ント用ブーツには、ジョイント内へのゴミや水分の侵入
を確実に防止するというシール機能を付与する必要があ
る。しかしながら熱可塑性エラストマでは弾性が低いた
めにゴムほどのシール性が確保できないという問題があ
る。また等速ジョイント用ブーツ成形方法としては、ブ
ロー成形が便利である。しかしながらブロー成形では、
大径筒部の内周表面形状を相手部材とのシール性が高く
なるように形成することが困難であり、その面からもシ
ール性の確保が困難となる。

【０００４】そこで例えば実開平 2-87131号には、ブー
ツ本体をポリエステル系熱可塑性エラストマで形成し、
その大径筒部に軟質ゴム製のリング状のブッシュを挿入
した等速ジョイント用ブーツが開示されている。このよ
うにすればブーツ本体はブロー成形で製造することがで
きる。そしてクランプによる締結力が大径筒部を介して
ブッシュに伝わり、ブッシュが弾性変形して相手部材に
密着することでシールできるため、ブーツ本体で耐久性
を確保でき、ブッシュでシール性を確保することができ
る。

【０００５】また実開平 5-45251号には、Ｏリングを介
在させた締結構造が開示されている。このようにして
も、上記と同様の効果が得られる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが大径筒部に軟
質のブッシュを挿入した構造の等速ジョイント用ブーツ
では、クランプで締結すると、ブッシュが圧縮されて変
形しクランプによる押圧部分の両側へブッシュの肉が移
動するという現象があった。このような肉逃げが生じる
と、面圧の低下によってシール性が低下してしまう。こ
のような不具合を防止するには、ブッシュを大径筒部の
内周表面に接合する方法があるが、接合工程が必要とな
るために工数が増大しコストが上昇してしまう。またブ
ッシュを硬質化する方法もあるが、シール性が低下した
りブーツ本体との組付け性が悪化するという問題があ
る。

【０００７】またＯリングを介在させる方法では、Ｏリ
ングの弾性変形によるシールのみとなるために、相手材
との面圧が低く十分なシール力を確保することが困難で
ある。

【０００８】本発明はこのような事情に鑑みてなされた
ものであり、大径筒部に軟質のブッシュを挿入した構造
の等速ジョイント用ブーツにおいて、締結時に高い面圧
を確保してシール性を向上させ、かつ低コストとするこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の等速ジョイント用ブーツの特徴は、シャフトに保持
される小径筒部と、小径筒部と離間して同軸的に配置さ
れ小径筒部より大径の大径筒部と、小径筒部と大径筒部
を一体的に連結する略三角錐台形状の蛇腹部とからなる
ブーツ本体と、大径筒部より軟質の材料から形成され内
周表面にシール凸条を有し大径筒部内に挿入されるリン
グ状のブッシュとよりなり、大径筒部の外周表面から物
理的に縮径させることで相手部材にブーツ本体及びブッ
シュが締結される等速ジョイント用ブーツにおいて、大
径筒部の内周表面には、少なくともシール凸条に対応す
る位置の外側及び内側に円周方向に延びるリング状凸部
がそれぞれ形成されていることにある。

【００１０】そして大径筒部の内周表面とブッシュの外
周表面の間には、少なくともリング状凸部の両側に隙間
が形成されていることが望ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の等速ジョイント用ブーツ
では、大径筒部の内周表面には、少なくともシール凸条
に対応する位置の外側及び内側に円周方向に延びるリン
グ状凸部がそれぞれ形成されている。したがって大径筒
部にブッシュを挿入した状態では、少なくともリング状
凸部の先端がブッシュの外周表面に当接した状態とな
る。そしてクランプなどで大径筒部の外周から締結する
と、少なくとも２本のリング状凸部の先端がブッシュを
押圧する。ブッシュは軟質であるので、これによりブッ
シュは２本のリング状凸部に当接する部分が先ず圧縮さ
れる。そしてブッシュの内周表面に存在するシール凸条
がジョイントアウターレースなどの相手部材の表面に圧
接される。

【００１２】ここで単純化モデルとして、２本のリング
状凸部と１本のシール凸条をもつ場合について説明す
る。本発明では、２本のリング状凸部はシール凸条に対
応する位置の外側及び内側に形成されている。つまり２
本のリング状凸部はシール凸条をまたいで設けられてい
る。したがって締結による応力は、２本のリング状凸部
とシール凸条の間で三点曲げのようにブッシュに作用
し、シール凸条に応力が集中する。また２本のリング状
凸部で挟まれた部分にあるブッシュの肉は、両側で圧縮
応力が作用しているためクランプなどによる締結部分の
両側へ逃げるのが抑制され、２本のリング状凸部の間の
リング状凹部に逃げる。これによりシール凸条にさらに
高い面圧を確保することができ、シール性が向上する。

【００１３】上記の場合において、２本のリング状凸部
の間のリング状凹部の容積は、締結によりリング状凹部
を充填しようとするブッシュの肉の体積より小さく構成
することが望ましい。これによりリング状凹部を充填し
た肉にも内部応力が蓄積されるため、シール凸条にさら
に高い面圧を付与することができる。

【００１４】また２本のリング状凸部をもつ場合には、
その間に第３のリング状凸部を形成することも好まし
い。この場合は、第３のリング状凸部の高さはその左右
の２本のリング状凸部の高さより低くすることが望まし
い。クランプなどで大径筒部の外周から締結すると、先
ず２本リング状凸部がブッシュを圧縮し、圧縮された部
分の肉は２本のリング状凸部の間のリング状凹部へ向か
って逃げる。しかしリング条凹部には第３のリング状凸
部が存在しているため、容積がさらに小さくなってお
り、充填された肉の内部応力をさらに大きくすることが
できる。したがってシール凸条は高い面圧を確保するこ
とができ、シール性が向上する。またクランプなどの締
めしろを小さくしても高いシール性を確保することがで
きる。

【００１５】ブッシュの外周形状は、大径筒部の内周形
状に対応している形状とするよりも、大径筒部に挿入さ
れた状態で少なくともリング状凸部の両側に隙間が形成
されている形状とすることが望ましい。これによりリン
グ状凸部が優先的にブッシュを圧縮することができ、リ
ング状凸部以外の部分とブッシュとが干渉するのを回避
できるので、上記作用をさらに促進することができる。
またこのような隙間が存在すれば、クランプなどの締結
力が余分な部分に加わるような損失が回避され、締結力
をシール部分に集中させることができる。したがってシ
ール性が一層向上する。

【００１６】上記隙間の寸法は、クランプなどによる締
結の完了時にブッシュの肉で完全に充填されるように形
成することが望ましい。これにより面圧が最大となるよ
うにできるので、シール性がさらに向上する。

【００１７】ブーツ本体は、ポリオレフィン系あるいは
ポリエステル系などの熱可塑性エラストマから形成する
ことが望ましい。これにより耐久性の高いブーツとする
ことができる。また成形方法は特に制限されないが、ブ
ロー成形で形成するのが好ましい。

【００１８】大径筒部のリング状凸部の高さは、クラン
プの締結力あるいはブッシュの硬度などに応じて決めら
れるが、 0.8〜 1.6mm程度とすることが好ましい。リン
グ状凸部の高さがこれより低いと、ブッシュの肉がクラ
ンプによる押圧部分の両側へ逃げてシール性が低下する
場合がある。またリング状凸部の高さがこれより高くな
ると、クランプなどによる締結完了時に大径筒部とブッ
シュとの間に隙間が残る場合があり、面圧低下によりシ
ール性が低下する場合がある。

【００１９】またリング状凸部の断面形状は、半円形、
半楕円形、三角形、矩形などとすることができ、特に制
限されない。２本のリング状凸部をもつ場合には、２本
のリング状凸部の間にブッシュの肉が移動しやすい形状
とすることが望ましい。このようにブッシュの肉を移動
させるには、リング状凸部の断面形状を左右非対称とし
て移動させたい側をテーパ形状とする方法などがある。

【００２０】ブッシュの材料としては、ブーツ本体より
軟質であればよく、安価なＴＰＯあるいはゴムなどを用
いることができる。また成形方法には特に制限がなく、
圧縮成形、射出成形などで形成することができる。

【００２１】ブッシュの外周表面の形状は、平坦として
もよいし、大径筒部の内周表面に対応した形状とするこ
ともできる。しかし上記したように、大径筒部に挿入し
た状態で、少なくともリング状凸部の両側に隙間が形成
されている形状とすることが望ましい。またブッシュの
内周表面の形状は、相手材の形状に応じて設定すること
が望ましい。

【００２２】大径筒部の外周表面から物理的に縮径させ
るには、従来と同様にクランプなどを用いて行うことが
できる。

【００２３】

【実施例】以下、実施例及び比較例により本発明を具体
的に説明する。

【００２４】（実施例１）図１に本実施例の等速ジョイ
ント用ブーツの分解斜視図を、図２にその要部拡大図を
示す。この等速ジョイント用ブーツは、小径筒部10と、
小径筒部10より大径の大径筒部11と、小径筒部10と大径
筒部11を一体的に連結する略三角錐台形状の蛇腹部12と
よりなるブーツ本体１と、ブーツ本体１の大径筒部11内
に挿入されたリング状のブッシュ２とから構成されてい
る。ブーツ本体１は比較的硬質の熱可塑性エラストマー
からブロー成形により形成され、ブッシュ２はゴム又は
比較的軟質の熱可塑性エラストマーから射出成形により
形成されている。

【００２５】大径筒部11の内周表面には、大径筒部11を
一周する２本のリング状凸部13，14が形成されている。
リング状凸部13，14はそれぞれ表面が断面円弧状に形成
され、リング状凸部13とリング状凸部14の間には断面円
弧状のリング状凹部15が形成されている。また大径筒部
11の外周表面には幅広の略平坦なクランプ溝16が形成さ
れ、クランプ溝16のリング状凸部13，14の裏側に相当す
る位置にはそれぞれリング状の凹溝17が形成されてい
る。この凹溝17の存在により、ブロー成形でリング状凸
部13，14の形成が可能となっている。そして大径筒部11
のクランプ溝16の端部に蛇腹部12が連続し、蛇腹部12の
端部がクランプ溝16の一端部を構成している。

【００２６】ブッシュ２の内周表面には、相手材である
ジョイントアウターレースに弾接する三条のリング状の
シール凸条20が形成され、外周表面は略平坦面となって
いる。このブッシュ２が大径筒部11に挿入された状態で
は、図２に示すように、その外周表面にリング状凸部1
3，14が当接し、外周表面がリング状凸部13，14に沿う
ように若干弾性変形している。そしてリング状凹部15と
ブッシュ２の間には、隙間18が形成されている。なお大
径筒部11の内周表面には図示しない係止突起が形成さ
れ、ブッシュ２の端部を係止することで挿入の位置決め
がなされている。

【００２７】本実施例の等速ジョイント用ブーツでは、
ブッシュ２を大径筒部11に挿入した状態で、２本のリン
グ状凸部13，14は三条のシール凸条20の外側にまたぐよ
うに形成されている。そしてブッシュ２内にジョイント
アウターレースが挿入され、クランプ３をクランプ溝16
に配置して締結する。

【００２８】このとき図３に示すように、クランプ３か
らの締結力が大径筒部11を介してブッシュ２に伝わり、
ブッシュ２が径方向に圧縮される。するとリング状凸部
13，14がブッシュ２の外周表面を押圧し、その力がシー
ル凸条20に集中する。またリング状凸部13，14の下方で
圧縮応力が作用しているために、リング状凸部13，14で
挟まれた部分のブッシュ２の肉は挟まれた部分から外側
へ逃げるのが抑制され、その肉は隙間18を充填する。そ
して隙間18を充填した肉は、両側をリング状凸部13，14
で堰き止められているため、リング状凹部15の内面及び
リング状凸部13，14の側面に圧接され、高い内部応力が
残留した状態となっている。

【００２９】したがって大径筒部11とブッシュ２とは大
きな接触面積で締結され、かつシール凸条20には高い面
圧が作用するので、きわめて高いシール性が発現され
る。

【００３０】（比較例）図４に比較例として従来のブー
ツを示す。このブーツは、ブーツ本体 100の大径筒部 1
01の内周表面の軸方向中央部に１本のリング状凸部 102
が形成されていること以外は、実施例１のブーツと同様
である。

【００３１】この比較例のブーツでは、図５に示すよう
に、クランプ３によって締結されると、リング状凸部 1
02からの押圧によってブッシュ２が圧縮され、その肉が
リング状凸部 102の両側へ逃げ、堰き止めるものが無い
ので、いくら締めしろを大きくしても肉はさらに外方へ
逃げてブッシュ２は両側に膨出する。したがってシール
凸条20に作用する面圧は低いものとなる。

【００３２】＜評価＞実施例１と比較例のブーツについ
て、ブッシュ２を圧縮量 0.5mm及び 1.0mmでそれぞれ圧
縮した時に作用する最大面圧をＦＥＭ解析によって計算
した。結果を表１に示す。またＦＥＭ解析時の状態図を
図６〜９に示す。図６〜９では、升目の面積が小さいほ
ど高い応力が作用していることを示している。

【００３３】

【表１】 表１及び図６〜９より、実施例１のブーツは比較例のブ
ーツに比べて高い応力が発生していることが明らかであ
り、これはリング状凸部13，14をシール凸条20の外側に
またぐように２本形成した効果であることが明らかであ
る。

【００３４】（実施例２）図10に第２の実施例のブーツ
をクランプ３による締結状態で示す。このブーツでは、
ブーツ本体４の２本のリング状凸部41，42の間のリング
状凹部43にさらに１本のリング状凸部44が形成されてい
ること以外は実施例１と同様の構成である。中央のリン
グ状凸部44の高さは、２本のリング状凸部41，42の高さ
より低くなっている。

【００３５】このブーツでは、クランプ３による締結時
には、リング状凸部41，42の先端が先ずブッシュ２を押
圧する。するとブッシュ２の圧縮による肉はリング状凹
部43を充填するが、中央のリング状凸部44によりリング
状凹部43の容積は実施例１より小さいものとなってい
る。またリング状凹部43を充填した肉は、中央のリング
状凸部44によってさらに押圧される。したがって本実施
例のブーツによれば、実施例１のブーツよりさらに高い
面圧が発生し、シール性がさらに向上している。

【００３６】（実施例の他の態様）なお上記実施例で
は、ブッシュ２の外周表面を平坦面としているが、図11
に示すようにリング状凸部41，42に対応する凹部45を形
成してもよい。こうすることにより、ブッシュ２を大径
筒部40に挿入する際の位置決めが容易となり、ブッシュ
２の肉をさらにリング状凹部43に充填しやすくなる作用
も発現される。

【００３７】また実施例１のブーツにおいて、リング状
凸部13，14の形状を、図12に示すようにそれぞれリング
状凹部15に向かうテーパ面をもつ断面略くさび状とする
ことも好ましい。このようにすれば、締結時のブッシュ
２の肉をリング状凹部15にさらに導きやすくなり、面圧
を一層高めることができる。

【００３８】

【発明の効果】ずなわち本発明の等速ジョイント用ブー
ツによれば、締結時に高い面圧が確保されるためシール
性が向上する。またブッシュとしてゴムなど低コストの
材料を用いることができ、ブーツ本体と接合する必要も
ないので工数の増大もない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の等速ジョイント用ブーツの
部品構成を示す分解斜視図である。

【図２】本発明の一実施例の等速ジョイント用ブーツの
要部拡大断面図である。

【図３】本発明の一実施例の等速ジョイント用ブーツの
クランプによる締結時の要部拡大断面図である。

【図４】比較例の等速ジョイント用ブーツの要部拡大断
面図である。

【図５】比較例の等速ジョイント用ブーツのクランプに
よる締結時の要部拡大断面図である。

【図６】本発明の一実施例の等速ジョイント用ブーツを
圧縮量 0.5mmで締結した状態をＦＥＭ解析した面圧分布
図である。

【図７】本発明の一実施例の等速ジョイント用ブーツを
圧縮量 1.0mmで締結した状態をＦＥＭ解析した面圧分布
図である。

【図８】比較例の等速ジョイント用ブーツを圧縮量 0.5
mmで締結した状態をＦＥＭ解析した面圧分布図である。

【図９】比較例の等速ジョイント用ブーツを圧縮量 1.0
mmで締結した状態をＦＥＭ解析した面圧分布図である。

【図10】本発明の第２の実施例の等速ジョイント用ブー
ツのクランプによる締結時の要部拡大断面図である。

【図11】実施例の他の態様を示す要部拡大断面図であ
る。

【図12】実施例の他の態様を示す要部拡大断面図であ
る。

【符号の説明】

１：ブーツ本体 ２：ブッシュ ３：
クランプ 11：大径筒部 13，14：リング状凸部 15：
リング状凹部 20：シール凸条

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古田 裕二 愛知県西春日井郡春日町大字落合字長畑１ 番地 豊田合成株式会社内 Ｆターム(参考） 3J043 AA03 CB13 DA09 FA04 FB04 3J045 AA10 AA14 BA03 CB16 CB17 EA03

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シャフトに保持される小径筒部と、該小
   径筒部と離間して同軸的に配置され該小径筒部より大径
   の大径筒部と、該小径筒部と該大径筒部を一体的に連結
   する略三角錐台形状の蛇腹部とからなるブーツ本体と、 該大径筒部より軟質の材料から形成され内周表面にシー
   ル凸条を有し該大径筒部内に挿入されるリング状のブッ
   シュとよりなり、該大径筒部の外周表面から物理的に縮
   径させることで相手部材に該ブーツ本体及び該ブッシュ
   が締結される等速ジョイント用ブーツにおいて、 該大径筒部の内周表面には、少なくとも該シール凸条に
   対応する位置の外側及び内側に円周方向に延びるリング
   状凸部がそれぞれ形成されていることを特徴とする等速
   ジョイント用ブーツ。
2. 【請求項２】前記大径筒部の内周表面と前記ブッシュの
   外周表面の間には、少なくとも前記リング状凸部の両側
   に隙間が形成されてい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。