JP2004011759A

JP2004011759A - ブーツバンド

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Publication number: JP2004011759A
Application number: JP2002165900A
Authority: JP
Inventors: Takashi Ogino; 荻　野　　隆　司
Original assignee: NHK Spring Co Ltd
Current assignee: NHK Spring Co Ltd
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2004-01-15
Anticipated expiration: 2022-06-06
Also published as: JP4045537B2; US20050173872A1; CN1659392A; AU2003242184A1; EP1533547A1; WO2003104686A1; CN100424396C; US7743472B2; EP1533547A4

Abstract

【課題】ブーツを過剰に締め付けることなく、ブーツ及びブーツバンドの破断を防止することができ、しかもブーツへの密着力が低下することがなく、ブーツへの均一の密着力を作用させる。
【解決手段】金属製の帯状体２からなり、両端部を内側と外側に重ねると共にブーツ外周に巻き付けたリング状態で、周長を縮める方向の締め付け力を作用させることにより締付手段７がブーツ２０の締め付け状態を保持する。帯状体２の一部に断面積減少部５ａが形成されており、締め付け力によって断面積減少部５ａ及び断面積が減少していない一般部８が塑性変形によって伸びる特性を有したものとする。
【選択図】　　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ゴムや樹脂からなるブーツを相手部材に締め付け固定するために使用されるブーツバンドに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブーツバンドは、動力伝達軸等の金属部材と金属部材とにかけて掛け渡されるブーツを金属部材に固定するために使用されるものであり、例えば、自動車の等速ジョイント等に用いられている。自動車の等速ジョイントでは、内部にグリースを保持してブーツをシャフトの間に掛け渡しており、ブーツとシャフトとの間からグリースが外部に流出することを防止するため、ブーツバンドによってブーツを外側から締め付けてシャフトに密着させている。
【０００３】
このようなブーツ、シャフト及びブーツバンドにあっては、製造の際などにおける寸法誤差が生じるため、その公差を補償する必要があり、公差補償が可能なブーツバンドが特開平８−１７０７７３号公報に開示されている。
【０００４】
このブーツバンドは、バンド本体に対し、長手方向に伸びる開口部を打ち抜きによって形成するものである。開口部が形成された部分では、断面積が減少しているため、締め付けの際の引張り負荷の下での弾性伸びに対する抵抗が減少した状態となっている。すなわち、このブーツバンドは締め付けを行うことにより、開口部形成部分が弾性変形によって伸びるものであり、この弾性領域での伸びによって公差を補償するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特開平８−１７０７７３号公報記載のブーツバンドのように、弾性領域で伸ばす場合は、ブーツへの荷重が増大するため、結果的にブーツを過度に締め付けてしまい、ブーツを破損する場合がある。
【０００６】
また、伸びを弾性領域で行っているため、幅広い公差補償を確保するためには、開口部を長くする必要がある。しかしながら、開口部形成部分では、ブーツへの密着力が低下しているため、開口部を長く設けた場合には、開口部形成部分での締め付け力が不足し、これによりシール性が低下し、グリースが洩れ出る問題もある。
【０００７】
以上のように従来のブーツバンドでは、公差を補償することだけのものであり、ブーツの破断や安定したシール性を行うことができないものとなっている。本発明は、このような従来技術の問題点を考慮してなされたものであり、公差補償ができるだけでなく、ブーツを破断させることがなく、しかも安定したシール性を確保することが可能なブーツバンドを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１の発明のブーツバンドは、金属製の帯状体からなり、両端部を内側と外側に重ねると共にブーツ外周に巻き付けたリング状態で、周長を縮める方向への締め付け力を作用させることによりブーツの締め付け状態を保持するブーツバンドであって、前記帯状体の一部に断面積減少部が形成されており、前記締め付け力によって断面積減少部及び断面積が減少していない一般部が塑性変形によって伸びる特性を有していることを特徴とする。
【０００９】
この発明のブーツバンドでは、帯状体をリング状とした状態で、その周長を縮めるように締め付け力を作用させることにより、ブーツの締め付け状態を保持してブーツを締め付けることができる。
【００１０】
請求項１の発明における締め付けの際には、断面積減少部が塑性変形によって伸びると共に一般部が塑性変形によって伸びるため、幅広い公差補償を行うことができる。しかも塑性変形領域では、ブーツを過剰に締め付けることがないため、ブーツの破断を防止できる。また、断面積減少部に加えて一般部が伸びるため、断面積減少部だけで伸びを負担する必要がなくなる。このため、断面積減少部を長くする必要がなく、ブーツへの密着力を確保でき、安定した良好なシールが可能となる。
【００１１】
請求項２の発明は、請求項１記載のブーツバンドであって、前記帯状体が下記の条件１及び条件２の特性を有していることを特徴とする。
条件１：締め付けによるブーツ反力が断面積減少部に作用する張力≧一般部の降伏点荷重
条件２：断面積減少部の断面積×断面積減少部の破断強度≧一般部の断面積×一般部の降伏点強度
【００１２】
請求項２の発明における条件１は、帯状体の一般部を塑性変形によって伸ばすための条件であり、条件２は、断面積減少部が破断しないための条件である。従って、これらの条件１及び２を満たすことにより、請求項１の発明と同様に作用することができる。
【００１３】
請求項３の発明は、請求項２記載のブーツバンドであって、前記条件２における断面積減少部の断面積は、当該断面積減少部の加工硬化による材料の降伏点変化率を乗じたものであることを特徴とする。
【００１４】
断面積減少部が打ち抜き等の加工によって形成される場合、加工時における加工硬化が断面積減少部に発生する。請求項３の発明では、この加工硬化によって変化する降伏点の変化率を断面積減少部の断面積に加味して条件２を設定するため、ブーツに対し密着力をさらに良好に作用させることができる。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載のブーツバンドであって、前記断面積減少部が外側重なり部に形成されていることを特徴とする。
【００１６】
このように断面積減少部が外側重なり部に位置することにより、断面積減少部がブーツと接触することがなくなる。これにより、断面積減少部がブーツへ噛み込むことがない。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示する実施の形態により具体的に説明する。なお、各実施の形態において、同一の部材には同一の符号を付して対応させてある。
【００１８】
（実施の形態１）
図１〜図８は、本発明の実施の形態１におけるブーツバンド１を示し、図１は展開状態の平面図、図２はその側面図、図３はブーツ２０への巻回状態の断面図である。
【００１９】
ブーツバンド１はステンレス等の金属によって細い横長状に形成された帯状体２を有している。帯状体２は図３に示すように、リング状に巻回された状態でブーツ２０を囲むようにその周囲に巻き付けられる。巻き付けに際し、帯状体２はブーツ２０の外周面と接触する内側重なり部３に外側重なり部４が重なった状態となっている。なお、図４に示すように、ブーツ２０はシャフト等の金属部材２１に被せられるように使用されるものである。
【００２０】
外側重なり部４には、複数（この実施の形態では３つ）の係合穴５，５ａが打ち抜きによって形成されている。一方、内側重なり部３には、係合穴５，５ａに係合する同数の係合突起６が立ち上がり状に形成されている。そして、係合突起６が係合穴５，５ａに係合することにより、帯状体２がリング状態を維持することができる。
【００２１】
外側重なり部４における係合突起６に隣接した部位には、締付手段としての耳部７が径方向外側に立ち上がり状に形成されている。耳部７は帯状体２から立ち上がる一対の脚部７ａと、一対の脚部を接続する架橋部７ｂとによって形成されており、一対の脚部７ａに対してリング状の周長を縮める方向（図３に示す矢印Ｅ方向）への締付力を作用させることにより耳部７の全体が変形する。この変形によって、ブーツバンド１はブーツ２０の締め付け状態を保持することができる。
【００２２】
なお、内側重なり部３における開放側端部には、肉厚が徐々に薄くなる薄肉部３ａが形成されている。薄肉部３ａを形成することにより、内側重なり部３の全長がブーツ２０の外周に密着することができ、ブーツ２０を均一に締め付けることが可能となっている。
【００２３】
帯状体２には断面積減少部が設けられている。断面積減少部は帯状体２の断面積が少なくなるように形成されるものであり、帯状体２における断面積減少部形成部位以外の部分は、断面積が減少していない一般部８となっている。この実施の形態において、複数の係合穴における耳部７側に位置した係合穴５ａが断面積減少部として作用する。他の係合穴５は、係合突起６が係合することにより剛体からなる係合突起６に挟まれていることにより、本発明が意図するような伸びが可能な、断面積減少部とはなり得ないものである。かかる断面積減少部としての係合穴５ａは、外側重なり部４に形成されることにより、ブーツ２０と接触することがなく、ブーツ２０に噛み込むことが防止された状態となっている。
【００２４】
以上の実施の形態において、耳部７に対して周長を縮める方向への締付力Ｅを作用させることにより、断面積減少部としての係合穴５ａが帯状体２の長手方向に沿って伸びると共に一般部８が塑性変形によって同方向に伸びるように設定されている。
【００２５】
この設定は、次のような条件１１，１２に基づいて行われる。すなわち、
条件１１：締め付けによるブーツ反力が断面積減少部（係合穴５ａ）に作用する張力≧一般部８の降伏点荷重
条件１２：断面積減少部（係合穴５ａ）の断面積×断面積減少部（係合穴５ａ）の破断強度≧一般部８の断面積×一般部８の降伏点強度
【００２６】
条件１１を設定することにより、ブーツバンド１にブーツ反力が作用したとき、一般部８を塑性変形によって伸ばすことができる。また、条件１２を設定することにより、断面積減少部（係合穴５ａ）の破断を防止することができる。従って、これらの条件１１，１２を設定することにより、断面積減少部（係合穴５ａ）が伸びるだけでなく、一般部８も伸び、これにより、断面積減少部（係合穴５ａ）が破断することなく、ブーツ２０を締め付けることが可能となる。
【００２７】
次に、以上の条件を具体的数値により説明する。図４は自動車の等速ジョイントにこの実施の形態を適用した断面を示し、シャフトからなる金属部材２１及び２２にブーツ２０が掛け渡されている。ブーツ２０は一方の端部（取付部分）２０ａが金属部材２１に被せられ、他方の端部（取付部分）２０ｂが金属部材２２に被せられることにより、これらの金属部材２１，２２に掛け渡されており、その内部にはグリースが封入される。この実施の形態のブーツバンド１は、金属部材２１側のブーツ２０の端部２０ａを締め付けるために用いられている。
【００２８】
ブーツバンド１における帯状体２の板厚は１ｍｍ、幅１０ｍｍ、リング状での半径は３５ｍｍであり、耳部７における一対の脚部７ａの間の距離１０ｍｍとなっている。また、係合穴５，５ａはその幅が３．５ｍｍ、長さが７ｍｍとなっている。さらに、帯状体２の材料としては、降伏点荷重２２０Ｎ／ｍｍ^２、破断強度６９０Ｎ／ｍｍ^２、破断伸び６０％のステンレスが用いられる。ブーツ２０は硬度が４７Ｄのポリエステル系エラストマーが使用され、ブーツバンド１の取付部分２０ａの肉厚が約１．２５ｍｍであり、グリース洩れを発生させないための必要な密着力は１．５Ｎ／ｍｍ^２、ブーツ２０が破断する密着力は６Ｎ／ｍｍ^２である。
【００２９】
ブーツ２０の締め付けは、係合穴５，５ａを係合突起６に引っ掛けて係合させることによりリング状に巻回し、この状態で図３に示すように、ブーツ２０に外挿する。そして、専用工具によって耳部７の脚部７ａを矢印Ｅ方向に加締めて、周長を縮める方向への締め付けを行う。これにより、ブーツ２０の取付部分２０ａを圧縮して金属部材２１の外面に密着させる。
【００３０】
耳部７の塑性変形によって周長を縮めることにより、ブーツ２０からの反力が作用して、ブーツバンド１（帯状体２）を伸ばそうとする荷重が発生する。図５は、ブーツバンド１を伸ばす力をＸ−Ｘ断面で計算するためのものである。この場合、ブーツ２０とブーツバンド１との間の摩擦力を考慮しないものとする。
【００３１】
ブーツバンド１の締め付け時に発生する密着力Ｐ（Ｎ／ｍｍ^２）によって微小角ｄθに加わる荷重ｆは、締め付け時のブーツバンド１の半径をｒ（ｍｍ）とした場合、
ｆ＝Ｐ×ｄθの円弧長×ブーツバンドの幅ｂ＝Ｐｂｒｄθ
である。この荷重ｆをＸと直交するＹ方向成分としてＸ−Ｙ間について数１に示す式１により積分することにより、Ｘ−Ｘ間に発生する荷重Ｆ（ブーツバンド１を伸ばす荷重）を求めることができる。
【００３２】
【数１】

【００３３】
Ｘ−Ｘ断面は、ブーツバンド１の半分の周長であるため、ブーツバンド１全体に作用する荷重Ｇとしては、Ｇ＝２Ｆ＝２Ｐｒｂとなる。
【００３４】
図６は、ブーツ反力が断面積減少部である係合穴５ａを伸ばす荷重と、係合穴５ａがこれに抵抗する抗張力とを縦軸に、これに対するブーツ２０の圧縮量を横軸にプロットした特性図であり、曲線Ｉはブーツ反力によって係合穴５ａを伸ばす荷重、曲線Ｊは係合穴５ａの抗張力を示す。同図において、耳部７を加締めた圧縮初期では、係合穴５ａを伸ばす荷重Ｉが係合穴５ａにおける降伏点荷重を超えないため、すなわち、ブーツ反力が係合穴５ａを伸ばす荷重よりも係合穴５ａの抗張力が大きいため、ブーツバンド１を締め付けてブーツ２０を圧縮することができる。
【００３５】
耳部７への加締め量を増大させてブーツ２０の圧縮量を増やしていくと、ブーツ反力が増加して係合穴５ａに作用する荷重Ｉが増大する。この荷重が係合穴５ａの降伏点荷重を超えると、係合穴５ａが塑性変形により伸びる。この塑性変形の伸びが開始した以降においては、耳部７への加締め量を増やしても係合穴５ａが伸びるだけでブーツ２０への圧縮量がほどんど増加することなく、ブーツ２０の圧縮ができない状態となる。
【００３６】
ブーツバンド１における係合穴５ａの断面積は、塑性変形によって伸び始める際のブーツ圧縮量により決定される。このブーツ圧縮量は、ブーツ内部のグリースが洩れない程度の密着力を確保でき、且つブーツ２０にダメージを与えない値に設定する。この実施の形態において、グリース洩れを発生させないための必要な密着力は、１．５Ｎ／ｍｍ^２であり、バンド半径が３５ｍｍであることから、ブーツバンド１を伸ばす荷重Ｇは、Ｇ＝２Ｐｒｂから、
Ｇ＝２×１．５×３５×１０＝１０５０Ｎとなる。
【００３７】
係合穴５ａは帯状体２の打ち抜き加工によって形成されるため、加工硬化によって材料の降伏点が上昇し、この上昇によって係合穴５ａ周辺の硬度が上昇する。従って、上記条件２における係合穴５ａの断面積では、加工硬化による降伏点の上昇を加味する必要がある。
【００３８】
図７は加工硬化によって係合穴５ａ周辺での硬度分布の変化を示す。ステンレス鋼の場合、硬度変化率と降伏点変化率は同じ傾向を示す。このことから、同図に示すように、係合穴５ａの周辺では平均で降伏点が２５％上昇しており、２２０×１．２５＝２７５Ｎ／ｍｍ^２の降伏点荷重となる。従って、ブーツ２０に密着する係合穴５ａの周辺での必要断面積は、１０５０Ｎ／２７５＝３．８２ｍｍ^２となり、板厚が１ｍｍであるところから、係合穴５ａの両側で必要な幅は、３．８２ｍｍ（片側が１．９１ｍｍ）となる。この値がブーツからグリース洩れが発生しないための密着力を作用させることができる係合穴５ａの必要断面積となる。以上のことから、係合穴５ａの幅としては、６．１８ｍｍより小さくする必要がある。
【００３９】
グリース洩れが発生しないための密着力に達した後、係合穴５ａだけが伸びると、係合穴５ａの破断伸び量に達して係合穴５ａが破断する。このため、上述した条件１及び２を設定することにより、一般部８を塑性変形によって伸ばすものである。
【００４０】
この場合、耳部７における脚部７ａの間隔が１０ｍｍであり、この脚部７ａが密着するまでの締め付け（締め付け量１０ｍｍ）がブーツバンド１へ作用する最も厳しい締付力となる。例えば、締め付け前の半径が３１ｍｍで、脚部７ａの間隔が０ｍｍとなって脚部７ａが密着したときのブーツ２０の圧縮量が０．５ｍｍの場合、帯状体２全体の伸び量は、１０−π×０．５×２＝６．８６ｍｍとなる。断面積減少部としての係合穴５ａがなく、帯状体２の全体が伸びると仮定した場合の伸び量は、２×π×３１＝１９５ｍｍであり、これが６．８６ｍｍ伸びることから伸び率は、６．８６／１９５＝３．５％となる。この伸び量を係合穴５ａだけで受け持つ場合には、６．８６ｍｍ／７ｍｍ（係合穴５ａの長さ）＝９８％となり、破断の伸び６０％を超えるため、係合穴５ａが破断する。
【００４１】
図８は、係合穴５ａの荷重−伸び線図（曲線Ｋ）と、一般部８の荷重−伸び線図（曲線Ｌ）とを重ねて示している。ブーツバンド全体としての伸び量は、６．８６ｍｍであり、この実施の形態では、この伸びを一般部８の長さ１８８ｍｍ（１９５−７＝１８８ｍｍ）と、係合穴５ａの長さ７ｍｍとで負担する。同図において、ブーツバンドの張力が約３３００Ｎで係合穴５ａの伸び率が約９％であり、その長さが７ｍｍであるところから、係合穴５ａは約０．６３ｍｍ伸びる。一方、同じ荷重における一般部８の伸び率は、約３．４％であり、一般部８の長さが１８８ｍｍであることから、一般部８の伸び量は６．２３ｍｍとなる。これらを合計した６．８６ｍｍがブーツバンド全体の伸び量となる。
【００４２】
この場合、一般部８は伸び率としては少ないが、円周方向が長いため伸び量が大きくなる。このように、一般部８が伸びることにより、係合穴５ａが必要以上に伸びることがない。従って、伸び量を確保するために係合穴５ａを長くする必要がなくなる。
【００４３】
一方、ブーツバンドが破断するときの密着力は６Ｎ／ｍｍ^２以上であり、上述した式１からバンドの張力が４２００Ｎとなる。図８からこの時の伸び量は、係合穴５ａが伸び率２０．１％で１．４１ｍｍ伸び、一般部８が伸び率１０．２％で１８．８７ｍｍ伸び、全体として２０．２８ｍｍ伸びることができる。この伸び量は耳部７の脚部７ａの距離１０ｍｍに対して充分大きいことからブーツバンド１が破断することがない。
【００４４】
以上のことをブーツバンドの圧縮工程順に説明すると、グリース洩れを防止するのに必要な密着力は１０５０Ｎ、係合穴５ａの降伏点荷重は１７０６Ｎとなり、ブーツバンドとしての必要な張力を得ることができる。さらに、ブーツ２０を圧縮していくと、ブーツ反力によって係合穴５ａを伸ばす荷重が１７０６Ｎよりも大きくなり、係合穴５ａが塑性変形によって伸び始める。
【００４５】
さらに、ブーツを圧縮すると、係合穴５ａが塑性変形により伸びながらブーツ反力が大きくなってブーツバンド１を伸ばす荷重が２２００Ｎとなる。この時点で、一般部８も塑性変形によって伸び始める。ブーツが破断するときの荷重は４２００Ｎであり、この荷重に達するまでに一般部８が塑性変形によって充分伸びるため、耳部７の脚部７ａが密着するまでの距離１０ｍｍでは破断することはない。
【００４６】
グリースの洩れを防止するための密着力を得るために、必要なブーツ２０の圧縮量は部品のばらつきにより変化する。例えば、ブーツが低硬度の場合においては、同じ密着力とするために、ブーツの圧縮量を多くする必要がある。ブーツの硬度が低い場合と高い場合を比較すると、同じ圧縮量では硬度が低い方がブーツ反力が小さくなるため、ブーツバンドを伸ばすために作用する荷重が小さくなる。すなわち、ブーツバンドを伸ばすための荷重とこれに抵抗するブーツバンドの抗張力との関係で、低硬度の方が係合穴５ａの塑性変形による伸び開始時の圧縮量が多くなる。従って、ブーツ反力とブーツバンドの抗張力との釣り合いから、ブーツバンドの抗張力を規制することにより、ブーツ反力を規制することが可能となる。かかるブーツバンドの抗張力は、係合穴５ａの断面積に依存しており、この抗張力を決定することによって、ブーツバンドを伸ばす力も決定することができる。
【００４７】
ブーツバンド１を伸ばそうとする力は、上述した式１に示すようにブーツ反力によって決定され、ブーツ反力＝ブーツのばね定数×圧縮量の関係にあることから、ブーツの剛性が高い（ブーツが高硬度）と、ブーツ反力が大きくなって少ない圧縮量の段階でブーツバンドが伸び始める。一方、ブーツの剛性が低い場合には、圧縮量を多くしないとブーツ反力が大きくならないため、ブーツバンドが伸び始めない。このように、部品がばらついてもブーツバンドの伸び量が変わるだけで、必要な密着力は一定となり、グリース洩れ防止機能は同じとなる。また、ブーツの硬度が高い場合でも、ブーツの圧縮量が少ない状態から係合穴５ａが伸び始めるため、過度の締め付けが起きることがない。
【００４８】
このような実施の形態では、ブーツバンド１を締め付けると、断面積減少部である係合穴５ａに加えて一般部８が塑性変形によって伸びるため、安定したシール性を確保することができ、グリース洩れを防止することができる。また、これにより、係合穴５ａを長くすることなく、幅広い公差補償を行うことができる。さらに、係合穴５ａ及び一般部８の塑性変形による伸びでは、ブーツ２０を過度に締め付けることがないため、ブーツ２０が破断することがなくなる。さらに、また、外側重なり部４に設けた係合穴５ａを用いて、幅広い公差補償を行うことができるため、特開平８−１７０７７３号公報記載のブーツバンドのように別の開口部を設ける必要がない。
【００４９】
（実施の形態２）
図９〜図１２は、実施の形態２のブーツバンド３０を示す。この実施の形態のブーツバンド３０では、実施の形態１のブーツバンド１に対し、開口部３１が設けられている。
【００５０】
開口部３１は帯状体２における耳部７の隣側に矩形状となるように形成されており、帯状体２をリング状に巻回したときには、図１１に示すように外側重なり部４に位置して、ブーツ２０と接触することがない。従って、開口部３１がブーツ２０に噛み込むことがない。開口部３１は帯状体２の所定部位を打ち抜くことにより形成されており、ブーツバンド３０を締め付けたときに伸びが発生する断面積減少部となっている。
【００５１】
この実施の形態においても、実施の形態１と同様に、帯状体２における外側重なり部４に複数の係合穴５，５ａが形成されると共に、係合穴５，５ａに係合する複数の係合突起６が内側重なり部３に形成されている。複数の係合穴の内、耳部７側に位置した係合穴５ａは、実施の形態１と同様に断面積減少部として作用する。従って、この実施の形態では、開口部３１及び係合穴５ａの２箇所が断面積減少部となっている。
【００５２】
この実施の形態において、耳部７を加締めた締め付け初期では、荷重が係合穴５ａ及び開口部３１の降伏点荷重を越えないため、帯状体２の抗張力がブーツ反力よりも大きく、このためブーツ２０を圧縮することができる。耳部７を加締めて締め付け力を大きくすると、ブーツ反力が増加する。そして、係合穴５ａ及び開口部３１の降伏点荷重よりも大きくなった時点で、係合穴５ａ及び開口部３１が塑性変形によって伸びる。この伸びを行いながら、ブーツバンド３０への締め付け力をさらに増大させ、これにより一般部８の降伏点荷重を越えると、一般部８が塑性変形によって伸びる。この一般部８の塑性変形による伸びでは、ブーツ圧縮量の増加が少なくなり、ブーツ２０を過度に圧縮することがない。
【００５３】
以上の締め付けにおいて、ブーツ２０を圧縮してグリースの洩れを防止する必要密着力に達した後、係合穴５ａ及び開口部３１だけが伸びると破断伸び量に達して、これらが破断する。このため、この実施の形態においても、次の条件２１，２２を設定することによって、一般部８の塑性変形による伸びを行い、係合穴５ａ及び開口部３１の破断を防止するものである。
【００５４】
条件２１：締め付けによるブーツ反力が係合穴５ａ及び開口部３１に作用する張力≧一般部８の降伏点荷重
条件２２：係合穴５ａ及び開口部３１の断面積×係合穴５ａ及び開口部３１の破断強度≧一般部８の断面積×一般部８の降伏点強度
【００５５】
条件２１を設定することにより、ブーツバンド１にブーツ反力が作用したとき、一般部８を塑性変形によって伸ばすことができる。条件２２を設定することにより、断面積減少部である係合穴５ａ及び開口部３１の破断を防止することができる。これにより、断面積減少部である係合穴５ａ及び開口部３１が伸びるだけでなく、一般部８も伸び、係合穴５ａ及び開口部３１が破断することなく、ブーツ２０を締め付けることが可能となる。
【００５６】
この実施の形態の一例としての具体的数値は、次の通りとなっている。
帯状体２の板厚は０．８ｍｍ、幅１０ｍｍ、リング状での半径は１５ｍｍ、耳部７の脚部７ａ間の距離は１０ｍｍであり、開口部３１の幅は３．５ｍｍ、長さは７ｍｍ、係合穴５，５ａの幅も開口部３１と同等となっている。帯状体２の材質としては、降伏点荷重２４０Ｎ／ｍｍ^２、破断強度５９０Ｎ／ｍｍ^２のＳＵＳ４３０を用い、その破断伸びは３２％である。この実施の形態のブーツバンド３０は、図４に示す金属部材の内、小径側の金属部材２２に対してブーツ２０を締め付け固定するものであり、ブーツ２０の材質は、ポリエステル系エラストマーで硬度が４７Ｄとなっている。また、金属部材２２への取付部２０ｂにおいては、その肉厚が約２ｍｍ、グリース漏れを発生させないための密着力は１．５Ｎ／ｍｍ^２、ブーツが破損する密着力は６Ｎ／ｍｍ^２である。
【００５７】
この実施の形態において、耳部７を加締めてその脚部７ａを密着させるように締め付けた場合、リング状の半径が１５ｍｍに対し、ブーツ圧縮量が０．９ｍｍとなるため、ブーツバンド３０の伸び量は、１０−π×０．９×２＝４．３５ｍｍとなる。この伸びを断面積減少部である開口部３１及び係合穴５ａだけで負担する場合には、４．３５ｍｍ／（開口部３１の長さ７ｍｍ＋係合穴５ａの長さ７ｍｍ）＝３１％であり、ブーツバンド３０の破断伸びと略同等となり、破断の危険性がある。
【００５８】
図１２は、この実施の形態における開口部３１及び係合穴５ａの荷重‐伸び線図（曲線Ｑ）と一般部８の荷重‐伸び線図（曲線Ｒ）とを重ねて示している。開口部３１は、加工硬化により降伏点荷重が２５％程度上昇しており、このことが同図においても認められる。上述した最大の締め付けによって発生するブーツバンド３０全体としての伸び量は４．３５ｍｍであり、この伸び量を９４．２−１４＝８０．２ｍｍの長さの一般部８と、長さ７ｍｍの開口部３１と、長さ７ｍｍの係合穴５ａとによって負担する場合、バンド張力が約２７５０Ｎでの開口部３１及び係合穴５ａの伸びは約１０％となる。これらの長さはそれぞれ７ｍｍであるため、開口部３１及び係合穴５ａは約０．７ｍｍ伸びる。一方、同じ荷重における一般部８の伸びは約３．７％となり、その長さが８０．２ｍｍであるため、その伸び量は２．９７ｍｍとなる。
【００５９】
この実施の形態では、ブーツバンド１を締め付けると、開口部３１及び係合穴５ａに加えて一般部８が塑性変形によって伸びるため、安定したシール性を確保することができ、グリース洩れを防止することができ、しかも開口部３１及び係合穴５ａ（特に、開口部３１）を長くすることなく、幅広い公差補償を行うことができる。さらに、塑性変形による伸びでは、ブーツ２０を過度に締め付けることがないため、ブーツ２０が破断することがなくなる。
【００６０】
このような実施の形態においても、開口部３１及び係合穴５ａの長さを短くすることができる。このように、開口部３１及び係合穴５ａの長さを短くできることから、これらを外側重なり部４に形成することができ、開口部３１及び係合穴５ａがブーツ２０と直接に接触することがない。このため、開口部３１及び係合穴５ａがブーツ２０に噛み込むことがなく、ブーツバンド３０の締め付けの際に、ブーツ２０が締め付け方向に引きずられたり、移動することがなくなる。従って、ブーツ２０の全体の厚さを均一に保つことができ、金属部材２２への密着性が向上し、シール性が増大する。
【００６１】
さらに、断面積減少部としての開口部３１及び係合穴５ａを外側重なり部４に形成できることから、断面積減少部がブーツ２０と直接に接触することがないため、ブーツ２０への密着力が部分的に低下することがなく、ブーツ２０の全周に対して均等に密着して締め付け力を作用させることができる。これにより、確実なシール性を確保することができる。
【００６２】
以上の実施の形態のブーツバンド３０に対し、上述した特開平８−１７０７７３号公報記載のブーツバンドでは、幅広い公差補償を行うために開口部を長く形成する必要があるため、係合穴等の構成部分を有した外側重なり部に開口部を形成することができず、必然的にブーツと直接に接触する部分に設けざるを得ない。このため、ブーツバンドの締め付けの際に、開口部がブーツに噛み込んで引きずられてブーツ厚さが不均一となるものである。さらに、開口部が形成されている部分では、ブーツへの密着力が部分的に低下することから、ブーツの全周に均等に締め付け力を作用させることができないものである。
【００６３】
なお、開口部３１及び係合穴５ａ（特に、開口部３１）を外側重なり部４に形成することなく、帯状体２のどこの位置に設けても良い。開口部３１を例えば、ブーツ２０と接触する部分に設ける場合には、ブーツ２０側をダレ面とすることによりブーツバンド３０及びブーツ２０の間に発生する摩擦を低減させることが可能となる。
【００６４】
（実施の形態３）
図１３〜図１７は、実施の形態３におけるブーツバンド４０を示す。このブーツバンド４０における外側重なり部４側には、その開放側端部（図１３及び図１４において左端部）から長さ方向（右方向）に向かって順に、ロック穴４１、工具突起４５、仮止め穴４３が形成されている。また、内側重なり部３側には、外側重なり部側から長さ方向（右方向）に向かって順に、工具突起４６、ロック突起４２、仮止め突起４４が形成されている。
【００６５】
ロック穴４１及びロック突起４２はブーツバンド４０の締め付けを行うことにより相互に係合して締付状態を保持するものであり、このため締付手段として作用する。仮止め穴４３及び仮止め突起４４は相互に係合することにより、帯状体２をリング状態とするように仮止めする。また、仮止め穴４３は矩形状となっており、ブーツバンド４０の締め付け時における幅方向のずれを防止するように作用すると共に、ブーツ２０を過度に圧縮することを防止するための調整を行うように作用する。
【００６６】
工具突起４５、４６は、専用工具を介して相互に接近する方向への締め付け力が作用することにより、ブーツバンド４０の周長を短くする締め付けを行う。図１５は仮止め突起４４が仮止め穴４３に係合したリング状態を示し、この状態に対して工具突起４５、４６に矢印Ｅ方向への締め付け力を作用させる。図１６はこの締め付けによってロック突起４２とロック穴４１とが係合した状態を示し、ブーツ２０に対して必要な圧縮力を作用させることかできる。
【００６７】
この実施の形態において、仮止め用の仮止め穴４３は、締め付けの際に塑性変形によって伸びる断面積減少部となっており、帯状体２におけるそれ以外の部分は、断面積が減少していない一般部８となっている。なお、ロック穴４１は外側重なり部４の先端側に位置していることから締め付け力が作用しないため、締め付け時に伸びることがないものである。
【００６８】
この実施の形態においても、ブーツ２０への圧縮初期では、締め付け力が仮止め穴４３の降伏点荷重よりも小さいため、帯状体２の抗張力がブーツ反力よりも大きくなっており、ブーツを圧縮することができる。工具突起４５、４６の間をさらに縮めると、ブーツ反力が増加して仮止め穴４３への荷重が増加する。この荷重が仮止め穴４３における降伏点荷重よりも大きくなると、仮止め穴４３が塑性変形により長手方向に伸びる。この伸びを行いながら、ブーツバンド４０への締め付け力をさらに増大させ、一般部８の降伏点荷重を越えると、一般部８が塑性変形によって伸び、ブーツを圧縮することができる。
【００６９】
以上の締め付けにおいて、グリースの洩れを防止する必要密着力に達した後、仮止め穴４３だけが伸びると破断伸び量に達して破断する。このため、この実施の形態においても、次の条件３１，３２を設定することによって、一般部８の塑性変形による伸びを行い、仮止め穴４３の破断を防止するものである。
【００７０】
条件３１：締め付けによるブーツ反力が仮止め穴４３に作用する張力≧一般部８の降伏点荷重
条件３２：仮止め穴４３の断面積×仮止め穴４３の破断強度≧一般部８の断面積×一般部８の降伏点強度
【００７１】
条件３１を設定することにより、ブーツバンド１にブーツ反力が作用したとき、一般部８を塑性変形によって伸ばすことができる。条件３２を設定することにより、断面積減少部である仮止め穴４３の破断を防止することができる。これにより、断面積減少部である仮止め穴４３だけが伸びるだけでなく、一般部８も伸び、仮止め穴４３が破断することなく、ブーツを締め付けることが可能となる。
【００７２】
この実施の形態の一例としての具体的数値は、次の通りとなっている。
帯状体２の板厚は０．８ｍｍ、幅９ｍｍ、リング状での半径は４０ｍｍ、工具突起４５、４６の間隔は仮止め状態で２１．５ｍｍ、係合状態で１５ｍｍであり、これらの差（６．５ｍｍ）がこの実施の形態における引き締め長さとなる。仮止め穴４３の幅は３ｍｍ、長さは１０ｍｍである。帯状体２の材質としては、降伏点荷重２２０Ｎ／ｍｍ^２、破断強度６９０Ｎ／ｍｍ^２のＳＵＳ３０４を用いる。この実施の形態のブーツバンド４０は、図４に示す金属部材の内、大径側の金属部材２１に対してブーツ２０を締め付け固定するものであり、ブーツ２０の材質は、ポリエステル系エラストマーで硬度が４４Ｄとなっている。また、金属部材２１への取付部２０ａにおいては、その肉厚が約１．２５ｍｍ、グリース漏れを発生させないための密着力は１．５Ｎ／ｍｍ^２、ブーツが破損する密着力は６Ｎ／ｍｍ^２である。
【００７３】
この実施の形態において、工具突起４５、４６を相互に接近する方向に締め付け、その最大締め付け量を６．５ｍｍとした場合、ブーツの圧縮量が０．４ｍｍに対し、ブーツバンド４０の伸び量は、６．５−π×０．４×２＝３．９９ｍｍとなる。この伸びを断面積減少部である仮止め穴４３だけで負担する場合には、３．９９ｍｍ／（仮止め穴４３の長さ１０ｍｍ＝３９．９％であり、ブーツバンドが破断する危険性がある。従って、この実施の形態においても、ブーツバンドの伸び量を仮止め穴４３の伸びと一般部８の塑性変形による伸びとにより負担する。
【００７４】
図１７は、この実施の形態における仮止め穴４３の荷重−伸び線図（曲線Ｓ）と一般部８の荷重−伸び線図（曲線Ｐ）とを重ねて示している。ブーツバンド４０の張力が約２６００Ｎにおける仮止め穴４３の伸び率が約４．５％であり、その長さが１０ｍｍであるところから、仮止め穴４３は約０．４５ｍｍ伸びる。
【００７５】
一方、同じ荷重における一般部８の伸びは約１．４５％となり、その長さが２４４ｍｍであるため、その伸び量は３．５４ｍｍとなる。この合計がブーツバンド４０の伸び量に相当する。
【００７６】
この実施の形態においても、断面積減少部としての仮止め穴４３及び一般部８が塑性変形によって伸びることにより、ブーツ２０の締め付けを行うため、幅広し公差補償を行うことができると共に、ブーツ２０を過度に締め付けることがないため、ブーツの破断を防止することができる。また、一般部８が伸びるため、仮止め穴４３を長くする必要がなく、ブーツへの均一な密着力を確保でき、良好なシールが可能となる。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、断面積減少部及び一般部が塑性変形によって伸びるため、幅広い公差補償を行うことができるばかりでなく、ブーツを過剰に締め付けることがなく、ブーツの破断を防止することができると共に、ブーツバンドが破断することも防止することができる。しかも、一般部が伸びることにより、断面積減少部だけで伸びを負担する必要がなくなるため、断面積減少部を長くする必要がなく、ブーツへの密着力が低下することがないばかりでなく、均一な密着力を作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１におけるブーツバンドの平面図である。
【図２】実施の形態１のブーツバンドの側面図である。
【図３】実施の形態１のブーツバンドの締め付け前における断面図である。
【図４】ブーツバンドの使用状態を示す断面図である。
【図５】ブーツバンドに発生する密着力を説明するための概念図である。
【図６】実施の形態１におけるブーツ反力及び抗張力の特性図である。
【図７】加工硬化による降伏点の変化量を説明する特性図である。
【図８】実施の形態１におけるバンドの伸びを示す特性図である。
【図９】実施の形態２におけるブーツバンドの平面図である。
【図１０】実施の形態２におけるブーツバンドの側面図である。
【図１１】実施の形態２のブーツバンドの締め付け前における断面図である。
【図１２】実施の形態２におけるバンドの伸びを示す特性図である。
【図１３】実施の形態３におけるブーツバンドの平面図である。
【図１４】実施の形態３のブーツバンドの側面図である。
【図１５】実施の形態３のブーツバンドの締め付け前における側面図である。
【図１６】実施の形態３のブーツバンドの締め付け状態の側面図である。
【図１７】実施の形態３におけるバンドの伸びを示す特性図である。
【符号の説明】
１，３０，４０　ブーツバンド
２　帯状体
３　内側重なり部
４　外側重なり部
５，５ａ　係合穴
６　係合突起
７　耳部
８　一般部
２０　ブーツバンド
３１　開口部
４３　仮止め穴
４４　仮止め突起

Claims

金属製の帯状体からなり、両端部を内側と外側に重ねると共にブーツ外周に巻き付けたリング状態で、周長を縮める方向への締め付け力を作用させることによりブーツの締め付け状態を保持するブーツバンドであって、
前記帯状体の一部に断面積減少部が形成されており、前記締め付け力によって断面積減少部及び断面積が減少していない一般部が塑性変形によって伸びる特性を有していることを特徴とするブーツバンド。
前記帯状体が下記の条件１及び条件２の特性を有していることを特徴とする請求項１記載のブーツバンド。
条件１：締め付けによるブーツ反力が断面積減少部に作用する張力≧一般部の降伏点荷重
条件２：断面積減少部の断面積×断面積減少部の破断強度≧一般部の断面積×一般部の降伏点強度
前記条件２における断面積減少部の断面積は、当該断面積減少部の加工硬化による材料の降伏点変化率を乗じたものであることを特徴とする請求項２記載のブーツバンド。
前記断面積減少部が外側重なり部に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のブーツバンド。