JP2005083439A - フレキシブルブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】蛇腹部内外面の磨耗を軽減すると共に、略均一な肉厚でありながら耐久性に優れた低価格なフレキシブルブーツを提供する。
【解決手段】複数の機械要素に締結可能な環状の一端側締結部４と他端側締結部６との間に設けられ、複数の機械要素の相対変化に追従して弾性変形可能な環状の蛇腹部８、蛇腹部と一端側締結部や他端側締結部との間に設けられた環状の肩部１０、一端側締結部や他端側締結部の締結用バンドを位置決めする突起部２４を具備し、蛇腹部及び肩部並びに突起部のいずれか１つ、これら任意の２つの組み合わせ、これらの全てには、放射方向に沿って延出し且つ周方向に沿って互いに隣接した複数の多角形面Ｓが連続形成され、蛇腹部及び肩部並びに突起部に荷重が作用した際、互いに隣接する多角形面同士が相互に支え合うことで、複数の多角形面が連続的に形成された部分の形状を一定に維持する。
【選択図】 図５

Description

本発明は、複数の機械要素を相対的に変化可能に結合する結合部を被うためのフレキシブルブーツに関し、特に、例えば自動車の駆動軸(ドライブシャフト)や推進軸(プロペラシャフト)に使用されている等速ジョイント(Constant Velocity Universal Joints)を被うための等速ジョイント用ブーツに関する。なお、等速ジョイントは、入力側(デファレンシャルギア側)から出力側(ホイール(タイヤ)側)へ等速で回転を伝達することにより、車輪をスムーズに回転させる。

例えば自動車の駆動軸(ドライブシャフト)や推進軸(プロペラシャフト)には、駆動軸(推進軸)から被駆動軸(被推進軸)へ等速で回転を伝達ための等速ジョイントが用いられている。等速ジョイントには、潤滑剤としてのグリースを密封すると共に、外部からの塵や水などの異物の浸入を防ぐために、各種のフレキシブルブーツ(例えば、インボード側等速ジョイント用ブーツ、アウトボード側等速ジョイント用ブーツ等)が取り付けられている。インボード側等速ジョイント用ブーツは、エンジン側の等速ジョイントの潤滑を維持するためのシール部品であり、アウトボード側等速ジョイント用ブーツは、タイヤ側の等速ジョイントの潤滑を維持するためのシール部品である。

このような等速ジョイントは、走行中において様々な作動角を取って回転するため、フレキシブルブーツは、例えば屈曲や伸縮などの変形をしながら繰り返し応力(例えば、引張応力、圧縮応力、曲げ応力、せん断応力、ねじり応力など)を受ける。また、作動角によっては蛇腹外面同士や内面同士が干渉したり、蛇腹内面と駆動軸(推進軸)が干渉する。この場合、繰り返し応力に耐え切れなくなると、フレキシブルブーツに亀裂が発生・進展し、やがて破損に至る場合がある。また、干渉が強い場合は、蛇腹部内外面の磨耗が促進され、やがて破損に至る場合がある。
フレキシブルブーツが破損した場合、グリースが飛散して等速ジョイントの潤滑性が低下したり、外部からの塵や水などの異物が浸入して等速ジョイントが損傷して、駆動軸(推進軸)から被駆動軸(被推進軸)へ等速で回転を伝達できなくなってしまう畏れがある。

そこで、フレキシブルブーツの信頼性を高めるために、例えば特許文献１〜３に示すような様々な改良や開発がされている。
特許文献１及び２には、図７(ａ),(ｂ)に示すように、等速ジョイントのギヤハウジング(外筐)１００に締結されるフレキシブルブーツ１０２の締結部近傍領域(蛇腹部１０４と締結部１０６との間の筒状部１０８)の耐久性を向上させる技術が開示されている。
この場合、筒状部１０８には、周方向に沿って等間隔で複数の陥没部１１０が形成されており、各々の陥没部１１０は、蛇腹部１０４側から締結部１０６側に向って連続的に深く陥没しており、環状凹部１１２を介して締結部１０６につながっている。
また、特許文献３には、図８に示すように、等速ジョイントに接続された軸部(図示しない)に締結されるフレキシブルブーツ１１４の締結部近傍領域(蛇腹部１１６と締結部１１８との間の肩部１２０)の耐久性を向上させる技術が開示されている。
この場合、肩部１２０に補強リブ１２２を設けることにより、肩部１２０の肉厚を厚くしている。

しかし、特許文献１〜３のフレキシブルブーツ102,114では、作動角によっては蛇腹外面同士が干渉したり、蛇腹内面と駆動軸(推進軸)が干渉することによる蛇腹部内外面の磨耗については、一切考慮されていないだけで無く、以下のような問題もかかえている。
即ち、特許文献１及び２のフレキシブルブーツ１０２では、等速ジョイントの作動角が大きくなったときに、締結部１０６に用いる締結用バンド(図示しない)が筒状部１０８や蛇腹部１０４と干渉し、筒状部１０８や蛇腹部１０４外面の磨耗が促進され、やがて破損に至る畏れがある。
また、フレキシブルブーツ１０２は、複数の陥没部１１０と締結部１０６との間に環状凹部１１２を設けた形状を成しており、このような複雑な形状を実現するためには、ブーツ製造プロセスが煩雑化し、その結果、ブーツ製造コストが上昇してしまう。
また、フレキシブルブーツ１０２に陥没部１１０や環状凹部１１２を設けた場合、それに合わせて等速ジョイントのギヤハウジング(外筐)１００の外形を加工しなければならない。具体的には、陥没部１１０の深さに応じてギヤハウジング(外筐)１００に逃げ部１００ａを加工しなければならないと共に、環状凹部１１２の形状に合わせてギヤハウジング(外筐)１００に環状凸部１００ｂを加工しなければならない。この場合、等速ジョイントの製造プロセスが煩雑化し、その結果、ジョイント製造コストが上昇してしまう。
更に、このようなフレキシブルブーツ１０２を周方向で一定肉厚のパリソンからブロー成形する場合、筒状部１０８や陥没部１１０及び環状凹部１１２などの各肉厚は、周方向で比較して筒状分１０８に向って薄くなる傾向がある。これは環状凹部１１２に近接した位置で最も顕著に現れる。このように肉厚が不均一になっている場合、走行中における等速ジョイントの様々な作動角によりフレキシブルブーツ１０２が繰り返し応力を受け続けると、肉厚が薄い部分に応力が集中し、その部分が変形したり破損する畏れがある。このような変形や破損は、ブーツ内部の高温高圧化により、肉厚が薄い部分に応力が集中する場合にも同様に起こり得る。

また、特許文献３のフレキシブルブーツ１１４では、肩部１２０に補強リブ１２２を設けて肩部１２０の肉厚を部分的に厚くしているため、走行中における等速ジョイントの様々な作動角によりフレキシブルブーツ１１４が繰り返し応力を受け続けた場合や、ブーツ内部が高温高圧化した場合、肉厚が薄い部分に応力が集中し、その部分が変形したり破損する畏れがある。
更に、このようなフレキシブルブーツ１１４を周方向で一定肉厚のパリソンからブロー成形する場合、補強リブ１２２の肉厚を厚くすることができず、逆に極端に薄くなってしまうため、肩部１２０の耐久性を上げることができない。補強リブ１２２の肉厚を厚くするためには、肩部１２０までを射出成形した後、残りの部分をブロー成形しなければならない。しかし、かかる方法では、補強リブ１２２と蛇腹部１１６との境界部分、すなわち肉厚や材料強度が不均一となりやすい射出成形とブロー成形の境界部分１２４が、屈曲機能として最も重要な山部付近の周方向全周に亘って形成され、走行中における等速ジョイントの様々な作動角によりフレキシブルブーツ１１４が繰り返し応力を受け続けた場合や、ブーツ内部が高温高圧化した場合、境界部分１２４に応力が集中し、その部分が変形したり破損する畏れがある。
実開平３−１２４０７２号公報 特許第３４２９３５８号公報 特開２００１−９９３３１号公報

本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、蛇腹部内外面の磨耗を軽減すると共に、略均一な肉厚でありながら耐久性に優れた低価格なフレキシブルブーツを提供することにある。

このような目的を達成するために、「請求項１」の発明は、複数の機械要素を相対的に変化可能に結合する結合部を被うためのフレキシブルブーツであって、フレキシブルブーツの両端には、複数の機械要素に締結することが可能な環状の一端側締結部及び他端側締結部が設けられている。環状の一端側締結部と他端側締結部との間には、複数の機械要素の相対的な変化に追従して弾性変形することが可能な環状の蛇腹部と、環状の蛇腹部と環状の一端側締結部及び／又は他端側締結部との間に設けられた環状の肩部と、環状の肩部に隣接して設けられ、環状の一端側締結部及び／又は他端側締結部を複数の機械要素に締結する際に用いる締結用バンドを位置決めするための突起部とが設けられている。このような構成において、環状の蛇腹部及び環状の肩部並びに突起部のいずれか１つ、又はこれら任意の２つの組み合わせ、或いは、これらの全てには、放射方向に沿って延出し且つ周方向に沿って互いに隣接した複数の多角形面が連続的に形成されており、複数の機械要素が相対的に変化して環状の蛇腹部及び環状の肩部並びに突起部に荷重が作用した際、互いに隣接する多角形面同士が相互に支え合うことにより、複数の多角形面が連続的に形成された部分の形状を一定に維持することができるようになっている（図３）。
この場合、環状の蛇腹部と環状の一端側締結部及び／又は他端側締結部との間とは、環状の蛇腹部と環状の一端側締結部及び他端側締結部との間、環状の蛇腹部と環状の一端側締結部との間、環状の蛇腹部と環状の他端側締結部との間の３通りの組み合わせを示しており、これによれば、環状の肩部は、フレキシブルブーツの一端側締結部側と他端側締結部側の両側に設けても良いし、一端側締結部及び他端側締結部のいずれか一方側にのみ設けても良い。
また、「請求項２」の発明において、複数の多角形面の面数は、少なくとも３面以上であるが、その上限は特に限定されることは無く、フレキシブルブーツの使用目的や必要な耐久性に応じて任意の面数を選択することが可能である。
また、「請求項３」の発明において、複数の多角形面は、それぞれ、少なくとも一部が平坦面形状を成している。これによれば、多角形面の全体を平坦面形状(フラット)にしても良いし（図１）、例えば図２(ｅ)に示すように、上方を平坦面形状にし、そこから下方に向って湾曲(膨らませる)形状にしても良い。
また、「請求項４」の発明において、複数の多角形面は、それぞれ、少なくとも一部が湾曲面形状を成している。これによれば、多角形面の全体を湾曲形状にしても良いし（図２(ａ)〜(ｄ)）、図２(ｅ)のような形状にしても良い。
更に、「請求項５」の発明において、環状の蛇腹部には、複数の凸部と複数の凹部とが交互に組み合わされることで、凹部から凸部に亘って下り勾配で傾斜した複数の下り勾配傾斜面と、凸部から凹部に亘って上り勾配で傾斜した複数の上り勾配傾斜面とが交互に繰り返されて構成されており、これら複数の下り勾配傾斜面及び上り勾配傾斜面のうち、複数の機械要素の相対的な変化に追従して環状の蛇腹部が弾性変形した際に互いに干渉するような位置の少なくとも１つの下り勾配傾斜面及び／又は上り勾配傾斜面には、放射方向に沿って延出し且つ周方向に沿って互いに隣接した複数の多角形面が連続的に形成されている。
この構成によれば、複数の機械要素が相対的に変化した際、複数の多角形面が形成された下り勾配傾斜面及び／又は上り勾配傾斜面は、互いに隣接する多角形面同士が相互に支え合うことにより、その形状が一定に維持されると共に、その下り勾配傾斜面と上り勾配傾斜面とが面状に接触しないようになっている。
この場合、少なくとも１つの下り勾配傾斜面及び／又は上り勾配傾斜面とは、下り勾配傾斜面と上り勾配傾斜面の双方の面、下り勾配傾斜面のみ、上り勾配傾斜面のみ、これら傾斜面のうちの１つの面のみ、の４通りの組み合わせを意味しており、これらの組み合わせに従った傾斜面に多角形面を形成することが可能である。
また、「請求項６」の発明において、前記環状の肩部には、前記突起部から環状の蛇腹部方向に上り勾配で傾斜したテーパ部が設けられており、突起部及びテーパ部の両方、または少なくとも一方には、放射方向に沿って延出し且つ周方向に沿って互いに隣接した複数の多角形面が連続的に形成されている。これは、多角形面の形成箇所として、図１又は図２(ｆ)或いは図５(ｃ)の場合があり得ることを想定している。
更に、「請求項７」の発明において、環状の蛇腹部における複数の下り勾配傾斜面及び／又は複数の上り勾配傾斜面に形成された複数の多角形面において互いに隣接する多角形面の間に構成された複数の境界線は、環状の肩部に形成された複数の多角形面において互いに隣接する多角形面により構成された複数の境界線や、ブーツ軸方向に隣り合う下り勾配傾斜面または上り勾配傾斜面に形成された複数の多角形面において互いに隣接する多角形面の間に構成された複数の境界線と、整列した位置関係を成している。これは、図５(ａ)のように、境界線が整列している状態を想定している。なお、図面の構成は一例であり、必ずしも全ての傾斜面に多角形面を形成する必要は無く、必要に応じて任意の傾斜面に多角形面を形成することが可能である。
また、「請求項８」の発明において、環状の蛇腹部における複数の下り勾配傾斜面及び／又は複数の上り勾配傾斜面に形成された複数の多角形面において互いに隣接する多角形面の間に構成された複数の境界線は、環状の肩部に形成された複数の多角形面において互いに隣接する多角形面により構成された複数の境界線や、ブーツ軸方向に隣り合う下り勾配傾斜面または上り勾配傾斜面に形成された複数の多角形面において互いに隣接する多角形面の間に構成された複数の境界線の、間に位置付けられている。これは、図５(ｂ)のように、境界線が相対的にずれている状態を想定している。なお、図面の構成は一例であり、必ずしも全ての境界線を相対的にずらす必要は無く、必要に応じて任意の境界線のみをずらし、残りを整列させても良い。
また、「請求項９」の発明において、請求項１〜８に記載の多角形面は、前記締結用バンドを位置決めするための突起部、環状の肩部、及び環状の蛇腹部をブロー成形する際に一体成形されることが示されている。この場合、ブロー成形とは、熱可塑性樹脂で作ったパリソンを合わせ型で挟み、その中に空気を注入して膨らませ、型の内面に密着させた後、冷却個化して取り出す成形法である。
そして、「請求項１０」の発明において、請求項１〜９に記載のフレキシブルブーツは、等速ジョイントを被うためのブーツであって、環状の一端側締結部は、等速ジョイントに接続された軸部に締結可能に構成され、環状の他端側締結部は、等速ジョイントの外筐に締結可能に構成されている。このような構成によれば、外筐に対する軸部の相対的な変化に追従して環状の蛇腹部が弾性変形した際、前記締結用バンドを位置決めするための突起部、前記環状の肩部、及び前記環状の蛇腹部における複数の下り勾配傾斜面及び／又は複数の上り勾配傾斜面に形成された複数の多角形面において互いに隣接する多角形面同士が相互に支え合うことにより、前記突起部、環状の肩部、及び環状の蛇腹部における複数の下り勾配傾斜面及び／又は複数の上り勾配傾斜面の形状が一定に維持される。

本発明によれば、蛇腹部内外面の磨耗を軽減すると共に、略均一な肉厚でありながら耐久性に優れた低価格なフレキシブルブーツを実現することができる。即ち、従来品に比べて薄肉化しても従来品と同等或いはそれ以上の耐久性を得ることができる。

以下、本発明の一実施の形態に係るフレキシブルブーツについて、添付図面を参照して説明する。
フレキシブルブーツは、複数の機械要素を相対的に変化可能に結合する結合部を被うためのものであって、フレキシブルブーツの両端には、複数の機械要素に締結することが可能な環状の一端側締結部及び他端側締結部が設けられている。
この場合、複数の機械要素を相対的に変化可能に結合する結合部として、等速ジョイントを適用することが可能である。等速ジョイントは、例えば自動車の駆動軸(ドライブシャフト)や推進軸(プロペラシャフト)から被駆動軸(被推進軸)へ等速で回転を伝達できるようになっており、かかる等速ジョイントには、潤滑剤としてのグリースを密封すると共に、外部からの塵や水などの異物の浸入を防ぐために、各種のフレキシブルブーツ(例えば、インボード側等速ジョイント用ブーツ、アウトボード側等速ジョイント用ブーツ等)が取り付けられている。インボード側等速ジョイント用ブーツは、エンジン側の等速ジョイントの潤滑を維持するためのシール部品であり、アウトボード側等速ジョイント用ブーツは、タイヤ側の等速ジョイントの潤滑を維持するためのシール部品である。

図１に示すように、本実施の形態では、フレキシブルブーツの一例として、アウトボード側(タイヤ側)の等速ジョイント(図示しない)を被うための等速ジョイント用ブーツ２を想定する。この場合、等速ジョイント用ブーツ２の環状の一端側締結部４は、等速ジョイントの軸部に締結されるようになっており、環状の他端側締結部６は、等速ジョイントのギヤハウジング(外筐)に締結されるようになっている。
具体的には、環状の一端側締結部４は、比較的小径の軸部に密接できるように小径化されており、かかる環状の一端側締結部４を軸部に密接させた後、図示しない締結用バンドを装着することにより、環状の一端側締結部４を軸部に締結させることができる。
一方、環状の他端側締結部６は、比較的大径のギヤハウジング(外筐)に密接できるように大径化されており、かかる環状の他端側締結部６をギヤハウジング(外筐)に密接させた後、図示しない締結用バンドを装着することにより、環状の他端側締結部６をギヤハウジング(外筐)に締結させることができる。

また、環状の一端側締結部４と他端側締結部６との間には、複数の機械要素(等速ジョイントの軸部とギヤハウジング)の相対的な変化に追従して弾性変形することが可能な環状の蛇腹部８が設けられていると共に、環状の蛇腹部８と環状の一端側締結部４との間には、環状の肩部１０が設けられている。なお、環状の肩部１０の配設位置としては、これに限定されることは無く、例えば環状の蛇腹部８と環状の他端側締結部６との間や、環状の蛇腹部８と環状の一端側締結部４との間に環状の肩部１０を設けると同時に環状の蛇腹部８と環状の他端側締結部６との間にも環状の肩部１０を設けても良い。
このような構成において、環状の肩部１０には、放射方向に沿って延出し且つ周方向に沿って互いに隣接した複数の多角形面Ｓが連続的に形成されており、複数の機械要素(等速ジョイントの軸部とギヤハウジング)が相対的に変化して環状の肩部１０に荷重が作用した際、互いに隣接する多角形面Ｓ同士が相互に支え合うことにより、環状の肩部１０の形状を一定に維持することができるようになっている。

環状の一端側締結部４及び他端側締結部６には、これらを複数の機械要素(等速ジョイントの軸部とギヤハウジング)に締結する際に用いる締結用バンド(図示しない)を位置決めするための突起部２４が環状の肩部１０に隣接して設けられており、環状の肩部１０には、突起部２４から環状の蛇腹部方向に上り勾配で傾斜したテーパ部１０ａが設けられている。
この場合、突起部２４及びテーパ部１０ａの両方、または少なくとも一方に、放射方向に沿って延出し且つ周方向に沿って互いに隣接した複数の多角形面Ｓを連続的に形成することが好ましい。なお、多角形面Ｓの形成箇所は、テーパ部１０ａのみに形成しても良いし(図１)、突起部２４及びテーパ部１０ａの両方に亘って形成しても良い(図５(ｃ))。突起部２４及びテーパ部１０ａの両方に亘って形成する具体例としては、例えば図２(ｆ)に示すように、突起部２４からテーパ部１０ａに向って滑らかな連続面を形成し、その連続面に複数の多角形面Ｓを形成する方法が考えられる。なお、かかる連続面に形成する複数の多角形面Ｓのそれぞれの形状としては、後述する図２(ａ)〜(ｅ)の形状を適用することができる。

また、複数の多角形面Ｓの面数は、少なくとも３面以上であれば良いが、その上限は特に限定されることは無く、等速ジョイント用ブーツ２の使用目的や必要な耐久性(強度)に応じて任意の面数を選択することが可能である。例えば図１には、面数が１６の多角形面Ｓが形成された場合を例示しているが、これに限定されることは無く、例えば面数が２４であっても良い。
また、複数の多角形面Ｓは、それぞれ、少なくとも一部が平坦面形状を成していれば良い。この場合、各多角形面Ｓの全体(全面)を平坦面形状(フラット)にしても良いし（図１）、例えば図２(ｅ)に示すように、上方を平坦面形状Ｓｈにし、そこから下方に向って湾曲(膨らませる)形状Ｓｒにしても良い。
これに対して、複数の多角形面Ｓは、それぞれ、少なくとも一部が湾曲面形状を成していれば良い。これによれば、多角形面Ｓの全体を湾曲形状にしても良いし（図２(ａ)〜(ｄ)）、図２(ｅ)のような形状にしても良い。なお、図２(ａ)では、各多角形面Ｓをそれぞれ周方向に凹形状に湾曲させており、図２(ｂ)では、各多角形面Ｓをそれぞれ周方向に凸形状に湾曲させている。また、図２(ｃ)では、各多角形面Ｓをそれぞれ放射方向に凸形状に湾曲させており、図２(ｄ)では、各多角形面Ｓをそれぞれ放射方向に凹形状に湾曲させている。

以上、いずれの形状の多角形面Ｓを用いても、複数の機械要素(等速ジョイントの軸部とギヤハウジング)が相対的に変化して環状の肩部１０に荷重が作用した際、互いに隣接する多角形面Ｓ同士が相互に支え合うことにより、環状の肩部１０の形状を一定に維持することができる。具体的に説明すると、例えば図１(ｃ)に示すように、隣り合う２つの多角形面Ｓと、これら２つの多角形面Ｓの間に構成された１本の境界線Ｌとにより、三角形の枠組Ｔが形成される。かかる三角形の枠組Ｔは、力学的な「三角トラス」と同様の効果を奏する。即ち、隣り合う２つの多角形面Ｓで形成された三角形の枠組Ｔには、面方向力（引張力や圧縮力）しか働かず、せん断力や曲げモーメントは発生しない。この結果、三角形の枠組Ｔは、どの方向から力が加わっても変形（例えば、座屈）することは無く、常に一定形状を維持する。

本実施の形態の等速ジョイント用ブーツ２には、上述したような効果を奏する三角形の枠組Ｔが環状の肩部１０の周方向に亘って構築されているため、複数の機械要素(等速ジョイントの軸部とギヤハウジング)が相対的に変化して環状の肩部１０に荷重が作用した場合でも、互いに隣接する多角形面Ｓ同士が相互に支え合うことにより、環状の肩部１０の形状が一定に維持されることになる。
例えば図３に示すように、環状の肩部１０に複数の多角形面Ｓが形成された等速ジョイント用ブーツ２を屈曲させても、環状の肩部１０の形状は一定に維持される。これに対して、例えば図４に示すように、環状の肩部１０に複数の多角形面Ｓが形成されていない等速ジョイント用ブーツ２を屈曲させると、環状の肩部１０(特に、テーパ部１０ａ)が大きく湾曲してしまうため、環状の肩部１０の形状を一定に維持することはできない。

ところで、自動車の走行中において、等速ジョイントは様々な作動角を取って回転するため、等速ジョイント用ブーツ２は、例えば図３に示すような屈曲を繰り返すことになるが、その際、等速ジョイントの作動角によっては蛇腹部８の傾斜面(後述する)同士が干渉(面状に接触)し、その干渉が強い場合には、干渉部分に亀裂や磨耗が発生・進展し、やがて破損に至る場合がある。
図５(ａ),(ｂ)に示すように、環状の蛇腹部８には、複数の凸部12a,12b,12c,12d,12e,12fと複数の凹部14a,14b,14c,14d,14eとが交互に組み合わされることで、凹部14a,14b,14c,14d,14eから凸部12a,12b,12c,12d,12e,12fに亘って下り勾配で傾斜した複数の下り勾配傾斜面D1,D2,D3,D4,D5と、凸部から凹部に亘って上り勾配で傾斜した複数の上り勾配傾斜面A1,A2,A3,A4,A5とが交互に繰り返されて構成されている。

本実施の形態では、上述したような干渉時の亀裂や磨耗などを防止するために、複数の下り勾配傾斜面D1,D2,D3,D4,D5及び上り勾配傾斜面A1,A2,A3,A4,A5のうち、複数の機械要素(等速ジョイントの軸部とギヤハウジング)の相対的な変化に追従して環状の蛇腹部８が弾性変形した際に互いに干渉するような位置の下り勾配傾斜面及び／又は上り勾配傾斜面には、放射方向に沿って延出し且つ周方向に沿って互いに隣接した複数の多角形面Ｓが連続的に形成されている。
この場合、下り勾配傾斜面D1,D2,D3,D4,D5及び上り勾配傾斜面A1,A2,A3,A4,A5に形成される複数の多角形面Ｓは、上述した環状の肩部１０の複数の多角形面Ｓと同一形状(図１及び図２参照)や面数を適用することが可能であるため、その説明は省略する。

また、複数の多角形面Ｓは、下り勾配傾斜面D1,D2,D3,D4,D5及び上り勾配傾斜面A1,A2,A3,A4,A5の全てに亘って形成しても良いし(図５(ａ),(ｂ))、或いは、必要な下り勾配傾斜面や上り勾配傾斜面を適宜選択し、その選択した下り勾配傾斜面や上り勾配傾斜面にのみ複数の多角形面Ｓを形成しても良い。例えば上り勾配傾斜面A1,A2,A3,A4,A5のみ、又は、下り勾配傾斜面D1,D2,D3,D4,D5のみに多角形面Ｓを形成しても良い。また、例えば上り勾配傾斜面A1,A2,A3,A4,A5のうち、参照符号A1,A2で示した上り勾配傾斜面のみに多角形面Ｓを形成しても良い。同様に、下り勾配傾斜面D1,D2,D3,D4,D5のうち、参照符号D1,D2で示した下り勾配傾斜面のみに多角形面Ｓを形成しても良い。

このような構成によれば、複数の機械要素(等速ジョイントの軸部とギヤハウジング)が相対的に変化した際、複数の多角形面Ｓが形成された下り勾配傾斜面D1,D2,D3,D4,D5及び／又は上り勾配傾斜面A1,A2,A3,A4,A5は、互いに隣接する多角形面Ｓ同士が相互に支え合うことにより、その形状が一定に維持されると共に、その下り勾配傾斜面と上り勾配傾斜面とが面状に接触しない。

具体的に説明すると、例えば図５(ａ)の等速ジョイント用ブーツ２では、環状の蛇腹部８における複数の下り勾配傾斜面D1,D2,D3,D4,D5及び複数の上り勾配傾斜面A1,A2,A3,A4,A5に形成された複数の多角形面Ｓにおいて、互いに隣接する多角形面Ｓの間に構成された複数の境界線Ｌは、環状の肩部１０に形成された複数の多角形面Ｓにおいて互いに隣接する多角形面Ｓにより構成された複数の境界線Ｌと整列した位置関係を成している。
この場合、上述したような干渉時に環状の蛇腹部８が屈曲した際、複数の境界線Ｌ同士が線状態に接触することになり、面状に接触する場合に比べて摩擦抵抗を大幅に減少させることが可能となる。このため、環状の蛇腹部８の複数の下り勾配傾斜面D1,D2,D3,D4,D5及び複数の上り勾配傾斜面A1,A2,A3,A4,A5同士が接触する際に生じる擦過音(異音)を小さくすることができる。この結果、干渉部分に亀裂や磨耗が発生・進展することを防止できる。特に、水気のあるような雰囲気中で環状の蛇腹部８が屈曲した場合であっても、複数の境界線Ｌ同士が線状態に接触することにより、傾斜面同士が密着することが無いため、排水作用が働くといった効果も得られる。

このような複数の境界線Ｌは、例えば図５(ａ)のように全て整列させる必要は無く、例えば図５(ｂ)のように複数の境界線Ｌが重ならないように(図中上下方向で相対的にずれるように)構成しても良い。この場合、複数の境界線Ｌは、環状の蛇腹部８が屈曲した際に、対向する傾斜面に対して線状に接触することになるため、上記同様に、環状の蛇腹部８の複数の下り勾配傾斜面D1,D2,D3,D4,D5及び複数の上り勾配傾斜面A1,A2,A3,A4,A5同士が接触する際に生じる擦過音(異音)を小さくすることができる。この結果、干渉部分に亀裂や磨耗が発生・進展することを防止できると共に、排水作用が働くといった効果も得られる。なお、図５(ｂ)の構成は一例であり、必ずしも全ての境界線Ｌを相対的にずらす必要は無く、必要に応じて任意の境界線Ｌのみをずらし、残りを図５(ａ)のように整列させても良い。

また、上述したような等速ジョイント用ブーツ２の複数の多角形面Ｓは、締結用バンドを位置決めするための突起部２４、環状の蛇腹部８、及び環状の肩部１０並びに他端側締結部６をブロー成形する際に一体成形することができる。ブロー成形とは、熱可塑性樹脂(例えば、熱可塑性ポリエステルエラストマー)で作ったパリソンを合わせ型で挟み、その中に空気を注入して膨らませ、型の内面に密着させた後、冷却個化して取り出す成形法である。
ブロー成形では、等速ジョイント用ブーツ２の肉厚を薄く且つ均一に成形することが可能であるが、そのような薄肉の等速ジョイント用ブーツ２であっても、上述したように締結用バンドを位置決めするための突起部２４、環状の肩部１０、及び蛇腹部８に複数の多角形面Ｓを形成することにより、等速ジョイント用ブーツ２の耐久性(強度)を向上させることができる。

このようにブロー成形により等速ジョイント用ブーツ２の複数の多角形面Ｓを一体成形できるため、製造プロセスが簡略化でき、その結果、製造コストを大幅に削減することが可能となる。また、従来のように補強リブを設けたり、部分的に厚肉部を構成した場合には、薄肉部と厚肉部との境界に応力が集中し、そこから破損が生じる畏れがあったが、ブロー成形により等速ジョイント用ブーツ２の複数の多角形面Ｓの肉厚を薄く且つ略均一に成形することで、応力を分散させることが可能となり、その結果、締結用バンドを位置決めするための突起部２４、環状の肩部１０、及び蛇腹部８に形成した複数の多角形面Ｓの効果と相俟って、等速ジョイント用ブーツ２全体の耐久性(強度)を向上させることができる。

以上、本実施の形態によれば、等速ジョイント用ブーツ２の締結用バンドを位置決めするための突起部２４と環状の肩部１０に、放射方向に沿って延出し且つ周方向に沿って互いに隣接した複数の多角形面Ｓを連続的に形成したことにより、複数の機械要素(等速ジョイントの軸部とギヤハウジング)が相対的に変化して前記締結用バンドを位置決めするための突起部２４と環状の肩部１０に荷重が作用した場合でも、互いに隣接する多角形面Ｓ同士が相互に支え合う(力学的な「三角トラス」と同様の効果を奏する)ことにより、前記締結用バンドを位置決めするための突起部２４及び環状の肩部１０の形状を一定に維持することができる。即ち、座屈などの発生を抑えることができる。

また、環状の蛇腹部８の複数の下り勾配傾斜面D1,D2,D3,D4,D5及び上り勾配傾斜面A1,A2,A3,A4,A5に適宜複数の多角形面Ｓを形成したことにより、例えば自動車の走行中において等速ジョイントが様々な作動角を取って回転している間、等速ジョイント用ブーツ２が屈曲を繰り返して蛇腹部８の傾斜面同士が干渉しても、下り勾配傾斜面と上り勾配傾斜面とが面状に接触しないため、環状の蛇腹部８の傾斜面同士が接触する際に生じる擦過音(異音)を小さくすることができる。この結果、干渉部分に亀裂や磨耗が発生・進展することを防止できる。特に、水気のあるような雰囲気中で環状の蛇腹部８が屈曲した場合であっても、複数の境界線Ｌ同士が線状態に接触することにより、傾斜面同士が密着することが無いため、排水作用が働くといった効果も得られる。

更に、ブロー成形により等速ジョイント用ブーツ２の複数の多角形面Ｓを一体成形できるため、製造プロセスが簡略化でき、その結果、製造コストを大幅に削減することが可能となる。また、ブロー成形により等速ジョイント用ブーツ２の肉厚を薄く且つ略均一に成形することで、応力を分散させることが可能となり、その結果、環状の肩部１０や蛇腹部８に形成した複数の多角形面Ｓの効果と相俟って、等速ジョイント用ブーツ２全体の耐久性(強度)を向上させることができる。
更に、かかるブロー成形によれば、複数の多角形面Ｓは、それらを成形した面の内面側にも、多角形面Ｓと同様の形状を有する複数の多角形面Ｓが成形される。なお、例えば図１(ｄ)では、環状の肩部１０の内面に複数の多角形面Ｓが成形された例を示したが、環状の蛇腹部８に多角形面Ｓをブロー成形した場合も同様に、その蛇腹部８の内面に複数の多角形面Ｓが成形される。このように等速ジョイント用ブーツ２の内面側にも複数の多角形面Ｓを成形することにより、例えば自動車の走行中において等速ジョイントが様々な作動角を取って回転している間、等速ジョイント用ブーツ２が屈曲を繰り返して例えば蛇腹部８の内面同士(傾斜面同士)が干渉したり、例えば肩部１０の内面と蛇腹部８の内面とが干渉したり、また、例えば蛇腹部８の内面と駆動軸(推進軸)が干渉しても、内面側の複数の多角形面Ｓにより構成される境界線Ｌ(例えば図１(ｄ)参照)との間の線接触となる(面状の接触にならない)ため、蛇腹部内面の磨耗を抑えることができる。この結果、干渉部分に亀裂や磨耗が発生・進展することを防止できる。

また、本実施の形態によれば、環状の一端側締結部４や他端側締結部６の形状をそのまま生かした状態で、等速ジョイント用ブーツ２全体の耐久性(強度)を向上させることができるため、これら一端側締結部４や他端側締結部６が締結される軸部やギヤハウジング(外筐)に別途加工処理を施す必要は無い。この結果、ブーツ製造コストやジョイント製造コストを抑えることが可能となる。

なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されることは無く、以下のように種々変更することが可能である。
上述した実施の形態では、フレキシブルブーツの一例として、アウトボード側(タイヤ側)の等速ジョイント(図示しない)を被うための等速ジョイント用ブーツ２を想定しているが、例えば図６(ａ),(ｂ)に示すような形状の等速ジョイント用ブーツ２０にも本発明の技術を適用することが可能である。

図６(ａ),(ｂ)に示すような形状の等速ジョイント用ブーツ２０は、インボード側(エンジン側)の等速ジョイント(図示しない)を被うことができるようになっている。
インボード側(エンジン側)の等速ジョイントは、軸部に三叉状に装着された例えば３個のコロがそれぞれ軸方向に滑動可能に構成されたトリポッドジョイント(トリポートジョイント)である。トリポッドジョイントのギヤハウジング(外筐)には、薄肉化及び軽量化を図るため、その外周面に周方向に沿って等間隔で且つ軸方向に延出した複数(例えば３本)の円弧状凹部が形成されている。

この場合、等速ジョイント用ブーツ２０の比較的大径の他端側締結部６の内周面には、ギヤハウジング(外筐)の外周面に形成された３本の円弧状凹部に対応した位置に、それぞれ内方に突出した円弧状凸部２２が設けられている。このような構成によれば、他端側締結部６をギヤハウジング(外筐)に嵌める際に、その円弧状凹部に円弧状凸部２２を敷き沿わすように密接させた後、締結用バンドで締結することにより、環状の他端側締結部６をギヤハウジング(外筐)に締結させることができる。

インボード側(エンジン側)の等速ジョイントは、高温高圧下の揺動動作に伸縮動作が加わるため、等速ジョイント用ブーツ２０にも、それに耐え得るだけの耐久性が要求されるが、上記実施の形態と同様に複数の多角形面Ｓ(図６では、環状の肩部１０の多角形面Ｓのみ示す)を形成することにより、高温高圧下の揺動動作や伸縮動作にさらされても変形しない等速ジョイント用ブーツ２０を実現することができる。なお、その他の構成や効果は、上述した実施の形態と同様であるため、その説明は省略する。

また、上述した実施の形態において、多角形面Ｓの形状については特に説明しなかったが、少なくとも３辺から成る多角形(例えば、三角形、四角形、五角形など)を適宜選択して適用することができる。

本発明のフレキシブルブーツは、自動車の駆動軸(ドライブシャフト)や推進軸(プロペラシャフト)から被駆動軸(被推進軸)に等速で回転を伝達するための等速ジョイントに利用するだけで無く、例えば製造装置や搬送装置などに用いられている自由継手に利用することも可能である。

本発明の一実施の形態に係るフレキシブルブーツの構成を示す図であって、（ａ）は、上面図、（ｂ）は、側面図、（ｃ）は、肩部の拡大図、（ｄ）は、縦断面図。 （ａ）〜（ｆ）は、肩部に形成された複数の多角形面の形状の構成例を示す図。 肩部に複数の多角形面が形成されたフレキシブルブーツの屈曲状態を示す図。 肩部に複数の多角形面が形成されていないフレキシブルブーツの屈曲状態を示す図。 （ａ）は、複数の多角形面により構成された境界線が相互に整列したフレキシブルブーツの構成を示す側面図、（ｂ）は、複数の多角形面により構成された境界線が相対的にずれたフレキシブルブーツの構成を示す側面図、（ｃ）は、肩部に形成された複数の多角形面の他の構成例を示す図。 本発明の変形例に係るフレキシブルブーツの構成を示す図であって、（ａ）は、縦断面図、（ｂ）は、底面図。 （ａ）は、締結部近傍の筒状部に陥没部が形成された従来のフレキシブルブーツの部分斜視図、（ｂ）は、同図(ａ)の部分の断面図。 補強リブが形成された従来のフレキシブルブーツの部分断面図。

符号の説明

４ 環状の一端側締結部
６ 環状の他端側締結部
８ 環状の蛇腹部
１０ 環状の肩部
Ｓ 多角形面

Claims (10)

1. 複数の機械要素を相対的に変化可能に結合する結合部を被うためのフレキシブルブーツであって、
   フレキシブルブーツの両端に設けられ、複数の機械要素に締結することが可能な環状の一端側締結部及び他端側締結部と、
   環状の一端側締結部と他端側締結部との間に設けられ、複数の機械要素の相対的な変化に追従して弾性変形することが可能な環状の蛇腹部と、
   環状の蛇腹部と環状の一端側締結部及び／又は他端側締結部との間に設けられた環状の肩部と、
   環状の肩部に隣接して設けられ、環状の一端側締結部及び／又は他端側締結部を複数の機械要素に締結する際に用いる締結用バンドを位置決めするための突起部と、を具備し、
   環状の蛇腹部及び環状の肩部並びに突起部のいずれか１つ、又はこれら任意の２つの組み合わせ、或いは、これらの全てには、放射方向に沿って延出し且つ周方向に沿って互いに隣接した複数の多角形面が連続的に形成されており、複数の機械要素が相対的に変化して環状の蛇腹部及び環状の肩部並びに突起部に荷重が作用した際、互いに隣接する多角形面同士が相互に支え合うことにより、複数の多角形面が連続的に形成された部分の形状を一定に維持することを特徴とするフレキシブルブーツ。
2. 前記複数の多角形面の面数は、少なくとも３面以上であることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルブーツ。
3. 前記複数の多角形面は、それぞれ、少なくとも一部が平坦面形状を成していることを特徴とする請求項１又は２に記載のフレキシブルブーツ。
4. 前記複数の多角形面は、それぞれ、少なくとも一部が湾曲面形状を成していることを特徴とする請求項１又は２に記載のフレキシブルブーツ。
5. 前記環状の蛇腹部には、複数の凸部と複数の凹部とが交互に組み合わされることで、凹部から凸部に亘って下り勾配で傾斜した複数の下り勾配傾斜面と、凸部から凹部に亘って上り勾配で傾斜した複数の上り勾配傾斜面とが交互に繰り返されて構成されており、
   これら複数の下り勾配傾斜面及び上り勾配傾斜面のうち、複数の機械要素の相対的な変化に追従して環状の蛇腹部が弾性変形した際に互いに干渉するような位置の少なくとも１つの下り勾配傾斜面及び／又は上り勾配傾斜面には、放射方向に沿って延出し且つ周方向に沿って互いに隣接した複数の多角形面が連続的に形成され、
   これにより、複数の機械要素が相対的に変化した際、複数の多角形面が形成された下り勾配傾斜面及び／又は上り勾配傾斜面は、互いに隣接する多角形面同士が相互に支え合うことにより、その形状が一定に維持されると共に、その下り勾配傾斜面と上り勾配傾斜面とが面状に接触しないようになっていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載のフレキシブルブーツ。
6. 前記環状の肩部には、前記突起部から環状の蛇腹部方向に上り勾配で傾斜したテーパ部が設けられており、
   突起部及びテーパ部の両方、または少なくとも一方には、放射方向に沿って延出し且つ周方向に沿って互いに隣接した複数の多角形面が連続的に形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載のフレキシブルブーツ。
7. 前記環状の蛇腹部における複数の下り勾配傾斜面及び／又は複数の上り勾配傾斜面に形成された複数の多角形面において互いに隣接する多角形面の間に構成された複数の境界線は、環状の肩部に形成された複数の多角形面において互いに隣接する多角形面により構成された複数の境界線や、ブーツ軸方向に隣り合う下り勾配傾斜面または上り勾配傾斜面に形成された複数の多角形面において互いに隣接する多角形面の間に構成された複数の境界線と、整列した位置関係を成していることを特徴とする請求項５又は６に記載のフレキシブルブーツ。
8. 前記環状の蛇腹部における複数の下り勾配傾斜面及び／又は複数の上り勾配傾斜面に形成された複数の多角形面において互いに隣接する多角形面の間に構成された複数の境界線は、環状の肩部に形成された複数の多角形面において互いに隣接する多角形面により構成された複数の境界線や、ブーツ軸方向に隣り合う下り勾配傾斜面または上り勾配傾斜面に形成された複数の多角形面において互いに隣接する多角形面の間に構成された複数の境界線の、間に位置付けられていることを特徴とする請求項５又は６に記載のフレキシブルブーツ。
9. 請求項１〜８に記載の多角形面は、前記締結用バンドを位置決めするための突起部、環状の肩部、及び環状の蛇腹部をブロー成形する際に一体成形されることを特徴とするフレキシブルブーツ。
10. 請求項１〜９に記載のフレキシブルブーツは、等速ジョイントを被うためのブーツであって、
    前記環状の一端側締結部は、等速ジョイントに接続された軸部に締結可能に構成され、前記環状の他端側締結部は、等速ジョイントの外筐に締結可能に構成されており、
    外筐に対する軸部の相対的な変化に追従して前記環状の蛇腹部が弾性変形した際、前記締結用バンドを位置決めするための突起部、前記環状の肩部、及び前記環状の蛇腹部における複数の下り勾配傾斜面及び／又は複数の上り勾配傾斜面に形成された複数の多角形面において互いに隣接する多角形面同士が相互に支え合うことにより、前記突起部、環状の肩部、及び環状の蛇腹部における複数の下り勾配傾斜面及び／又は複数の上り勾配傾斜面の形状を一定に維持することを特徴とするフレキシブルブーツ。
    

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