JP2005180526A - Boot for constant velocity universal joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、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)に用いられる等速ジョイント(Constant Velocity Universal Joints)を保護するための等速ジョイント用ブーツに関する。 The present invention relates to a constant velocity joint boot for protecting, for example, a constant velocity universal joint used in a drive shaft (drive shaft) and a propulsion shaft (propeller shaft) of an automobile.
従来、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)に用いられ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浸入を防ぐために、各種の等速ジョイント用ブーツ(例えば、インボード側(エンジン側)等速ジョイント用ブーツ、アウトボード側(タイヤ側)等速ジョイント用ブーツ)が装着されている。 Conventionally, for example, constant velocity joints used in automobile drive shafts (propeller shafts) and propulsion shafts (propeller shafts) are sealed with grease as a lubricant, and in order to prevent entry of dust and water from the outside. Various constant velocity joint boots (for example, inboard side (engine side) constant velocity joint boots, outboard side (tire side) constant velocity joint boots) are mounted.
例えば図3(a),(b)に示すように、等速ジョイント用ブーツの一端側には、等速ジョイントの軸部100に締結させることが可能な一端側環状締結部P1が設けられていると共に、その他端側には、等速ジョイントのギヤハウジング(アウタースリーブ)102に締結させることが可能な他端側環状締結部P3が設けられており、一端側環状締結部P1と他端側環状締結部P3との間には、等速ジョイントの軸部100とギヤハウジング102の相対的な角度変化に追従して弾性変形することが可能な環状蛇腹部P2が設けられている。
For example, as shown in FIGS. 3A and 3B, one end side annular fastening portion P1 that can be fastened to the
一端側環状締結部P1及び他端側環状締結部P3には、それぞれ、一端側締結用バンド104及び他端側締結用バンド(図示しない)を装着させるためのバンド装着部106,108が設けられており、これらバンド装着部106,108に一端側締結用バンド104及び他端側締結用バンドをそれぞれ装着して締め付けることにより、一端側環状締結部P1を等速ジョイントの軸部100に締結させることができると共に、他端側環状締結部P3を等速ジョイントのギヤハウジング102に締結させることができる。特に、一端側環状締結部P1のバンド装着部106は、一端側環状締結部P1の外周面を周方向に沿って断面凹状に切り欠いて(落ち窪ませて)形成されており、一端側締結用バンド104をバンド装着部106に装着する際において、一端側締結用バンド104は、バンド装着部106の端部側壁面106aと蛇腹部側壁面106bとの間で位置決めされる。
The one end side annular fastening portion P1 and the other end side annular fastening portion P3 are provided with
ところで、等速ジョイントは、自動車走行中に様々な作動角を取って回転するため、それに従って等速ジョイント用ブーツには、例えば屈曲や伸縮などの形状変化(図3(c)〜(f))が繰り返され、その結果、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)が発生する。特に、一端側環状締結部P1の断面凹状のバンド装着部106において、その蛇腹部側隅部(底面106cと蛇腹部側壁面106bとの交差部)Gには、繰り返し応力が集中して発生する。
By the way, the constant velocity joint rotates at various operating angles while the vehicle is running, and accordingly, the constant velocity joint boot has a shape change such as bending or expansion / contraction (FIGS. 3C to 3F). As a result, repeated stress (for example, tensile stress, compressive stress, bending stress, shear stress, torsional stress, etc.) is generated. In particular, in the
具体的に説明すると、等速ジョイント用ブーツに応力が発生していない状態(屈曲・伸縮していない初期状態:図3(c))から伸びた状態(同図(d))、或いは縮んだ状態(同図(e))、そして最も縮んだ状態(同図(f))に形状変化する過程において、バンド装着部106の蛇腹部側隅部(底面106cと蛇腹部側壁面106bとの交差部)Gを支点にして、環状蛇腹部P2(肩部110)の揺動変形が繰り返される。この結果、バンド装着部106の蛇腹部側隅部Gには、繰り返し応力が集中して発生する。
このような応力集中の発生は、環状蛇腹部P2の肩部110から連続した一端側環状締結部P1の外周面を断面凹状に切り欠いた(落ち窪ませた)ことにより、等速ジョイント用ブーツの弾性変形時に環状蛇腹部P2(肩部110)内に発生した内力が、急峻に角度変化しているバンド装着部106の蛇腹部側隅部Gに集中的に作用することが要因である。
More specifically, the constant-velocity joint boot is in a state where stress is not generated (initial state in which bending or expansion / contraction is not performed: FIG. 3C) (FIG. 3D) or contracted. In the process of changing shape to the state (FIG. (E)) and the most contracted state (FIG. (F)), the bellows side corners (the
The occurrence of such stress concentration is caused by cutting the outer peripheral surface of the one-end-side annular fastening portion P1 continuous from the
そして、かかる応力集中が長期間に亘って繰り返されると、応力が集中した部分(バンド装着部106の蛇腹部側隅部G)に亀裂が入る場合がある。そうなった場合、その亀裂部分から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(ドライブシャフト)や推進軸(プロペラシャフト)に等速で回転を伝達できなくなってしまう畏れがある。 When such stress concentration is repeated over a long period of time, cracks may occur in the stress concentrated portion (the bellows portion side corner G of the band mounting portion 106). If this happens, grease will scatter from the cracked part and the lubricity of the constant velocity joint will deteriorate, or foreign particles such as dust and water may enter from outside and damage the constant velocity joint. There is a possibility that rotation cannot be transmitted to the shaft) or propeller shaft (propeller shaft) at a constant speed.
そこで、例えば特許文献1に示す等速ジョイント用ブーツでは、図4に示すように、一端側環状締結部P1のバンド装着部106の蛇腹部側隅部Gを湾曲面にすることで、その部分に生じる応力を分散させて、応力集中を抑制している。
しかし、バンド装着部106の蛇腹部側隅部Gを湾曲面にした場合、湾曲の度合いを大きくすれば、その分だけ繰り返し応力に対する抑制効果は増大する反面、一端側締結用バンド104(図3(a))が湾曲面に乗り上げて(一端側締結用バンド104の下に湾曲面が入り込み)、1つの一端側締結用バンド104でバンド装着部106の底面106cと湾曲面(蛇腹部側隅部G)とを同時に締め付けることになる。この場合、一端側環状締結部P1を等速ジョイントの軸部100(図3(a))に均一の締付力で締結させることが困難になり、その結果として、軸部100と一端側環状締結部P1との間のシール性が不充分となった場合には、等速ジョイント用ブーツに封入されているグリースが軸部100と一端側環状締結部P1との間を通って漏れ出す畏れがある。
However, when the bellows portion side corner G of the
上述した従来技術では、バンド装着部の蛇腹部側隅部に発生する応力を抑制することに主眼が置かれていたのに対して、本発明は、バンド装着部の蛇腹部側隅部に繰り返し応力を発生させることの無い等速ジョイント用ブーツを提供することを目的としている。 In the prior art described above, the main focus is on suppressing the stress generated at the bellows side corner of the band mounting portion, whereas the present invention is repeated at the bellows side corner of the band mounting portion. An object of the present invention is to provide a constant velocity joint boot that does not generate stress.
このような目的を達成するため、本発明の等速ジョイント用ブーツは、弾性変形可能に成形された環状蛇腹部と、環状蛇腹部の一端側に設けられ、且つ環状蛇腹部の肩部に連続した比較的小径の一端側環状締結部と、環状蛇腹部の他端側に設けられた比較的大径の他端側環状締結部とを備えており、一端側環状締結部には、所定の締結用バンドが装着されるバンド装着部が設けられていると共に、バンド装着部の底面の環状蛇腹部側には、その底面よりも外方に突出したバンド位置決め用の凸部が設けられている。
このような構成において、バンド装着部の底面と等速ジョイント用ブーツの軸心との間の距離をR1、凸部の環状蛇腹部側壁面と環状蛇腹部の肩部に連続した面とが交わる交点の軸心からの距離をR2とすると、R1≧R2なる関係を満足している。
この場合、凸部は、一端側環状締結部のバンド装着部に沿って周方向に連続して設けても良いし、或いは、一端側環状締結部のバンド装着部に沿って周方向に所定間隔で断続して設けても良い。また、バンド装着部の底面が凸部と交わる部分であって且つバンド装着部の蛇腹部側隅部に、所定の曲率で湾曲面を形成しても良い。
In order to achieve such an object, the constant velocity joint boot of the present invention is provided with an annular bellows portion formed to be elastically deformable, one end side of the annular bellows portion, and continuous with a shoulder portion of the annular bellows portion. A relatively small-diameter one-end-side annular fastening portion, and a relatively large-diameter other-end-side annular fastening portion provided on the other end side of the annular bellows portion. A band mounting portion to which the fastening band is mounted is provided, and a band positioning convex portion protruding outward from the bottom surface is provided on the annular bellows portion side of the bottom surface of the band mounting portion. .
In such a configuration, the distance between the bottom surface of the band mounting portion and the axial center of the constant velocity joint boot is R1, and the side surface of the annular bellows portion of the convex portion and the surface continuous to the shoulder portion of the annular bellows portion intersect. When the distance from the axis of the intersection is R2, the relationship R1 ≧ R2 is satisfied.
In this case, the convex portions may be provided continuously in the circumferential direction along the band mounting portion of the one-end-side annular fastening portion, or may be provided at predetermined intervals in the circumferential direction along the band-mounting portion of the one-end-side annular fastening portion. May be provided intermittently. Further, a curved surface may be formed with a predetermined curvature at the bellows portion side corner of the band mounting portion where the bottom surface of the band mounting portion intersects the convex portion.
バンド装着部の底面の環状蛇腹部側に、その底面よりも外方に突出したバンド位置決め用の凸部を設け、且つ、バンド装着部の底面と等速ジョイント用ブーツの軸心との間の距離R1、凸部の環状蛇腹部側壁面と環状蛇腹部の肩部に連続した面とが交わる交点の軸心からの距離R2の関係ではR1≧R2を満足させたことにより、環状蛇腹部の弾性変形により肩部に発生した圧縮応力や引張応力などは全てバンド装着部の蛇腹部側隅部より軸心に近い断面に作用する。この場合、バンド装着部の蛇腹部側隅部に繰り返し応力が発生しないため、この部分に亀裂が発生して破損するといったことは起こり得ない。従って、等速ジョイント用ブーツの耐久性をより一層向上させることができる。 Provided on the annular bellows portion side of the bottom surface of the band mounting portion is a band positioning convex portion protruding outward from the bottom surface, and between the bottom surface of the band mounting portion and the axis of the constant velocity joint boot. By satisfying R1 ≧ R2 in the relationship of the distance R1 and the distance R2 from the axial center of the intersection point where the side surface of the annular bellows portion of the convex portion and the surface continuous to the shoulder portion of the annular bellows portion meet, All the compressive stress, tensile stress, etc. generated in the shoulder due to elastic deformation act on the cross section closer to the axis than the bellows side corner of the band mounting portion. In this case, since stress is not repeatedly generated at the bellows portion side corner of the band mounting portion, it is impossible that the portion is cracked and damaged. Therefore, the durability of the constant velocity joint boot can be further improved.
以下、本発明の一実施の形態に係る等速ジョイント用ブーツについて、添付図面を参照して説明する。
図1(a),(b)に示すように、本実施の形態の等速ジョイント用ブーツは、弾性変形可能に成形された環状蛇腹部P2と、環状蛇腹部P2の一端側に設けられ、且つ環状蛇腹部P2の肩部Sに連続した比較的小径の一端側環状締結部P1と、環状蛇腹部P2の他端側に設けられた比較的大径の他端側環状締結部P3とを備えている。
Hereinafter, a constant velocity joint boot according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
As shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b), the constant velocity joint boot according to the present embodiment is provided with an annular bellows portion P2 formed to be elastically deformable, and one end side of the annular bellows portion P2. A relatively small-diameter one-side annular fastening portion P1 continuous to the shoulder S of the annular bellows portion P2 and a relatively large-diameter other-end-side annular fastening portion P3 provided on the other end side of the annular bellows portion P2. I have.
環状蛇腹部P2は、一端側環状締結部P1に連続した環状の肩部Sから他端側環状締結部P3に向って、複数の環状山部Mと環状谷部Vとが交互に組み合わされた中空円錐状に成形されている。このような構成により、環状蛇腹部P2は、弾性的に伸縮変形可能な状態に維持される。
一端側環状締結部P1には、一端側締結用バンド2が装着されるバンド装着部4が設けられており、バンド装着部4に一端側締結用バンド2を装着して締め付けることにより、一端側環状締結部P1を等速ジョイントの軸部6に締結させることができる。
他端側環状締結部P3には、図示しない他端側締結用バンドが装着されるバンド装着部8が設けられており、バンド装着部8に他端側締結用バンドを装着して締め付けることにより、他端側環状締結部P3を等速ジョイントのギヤハウジング(アウタースリーブ)10に締結させることができる。
In the annular bellows portion P2, a plurality of annular ridge portions M and annular valley portions V are alternately combined from the annular shoulder portion S continuous with the one end side annular fastening portion P1 toward the other end side annular fastening portion P3. It is shaped like a hollow cone. With such a configuration, the annular bellows part P2 is maintained in a state where it can be elastically deformed elastically.
The one end side annular fastening portion P1 is provided with a
The other end side annular fastening portion P3 is provided with a
本実施の形態において、一端側環状締結部P1のバンド装着部4における底面4aの環状蛇腹部側には、その底面4aよりも外方に突出したバンド位置決め用の凸部12が設けられており、バンド装着部4の底面4aと等速ジョイント用ブーツの軸心Xとの間の距離をR1、凸部12の環状蛇腹部側壁面12aと環状蛇腹部P2の肩部Sに連続した面とが交わる交点Wの軸心Xからの距離をR2とすると、R1≧R2なる関係を満足している。
図1(b)では、かかる関係を満足する等速ジョイント用ブーツの一例として、環状蛇腹部P2の肩部Sから交点Wまで先細り円錐状に滑らかに連続した面を有するブーツを想定している。
In the present embodiment, a band positioning
In FIG. 1 (b), as an example of a constant velocity joint boot satisfying such a relationship, a boot having a smoothly continuous tapered surface from the shoulder portion S of the annular bellows portion P2 to the intersection point W is assumed. .
また、バンド装着部4の底面4aは、一端側環状締結部P1の端部に設けられたバンド位置決め用の鍔部14と凸部12の鍔部14側壁面12bとの間に規定されており、起伏や傾斜の無いストレート(軸心Xと平行)な筒状面を成している。この場合、一端側締結用バンド2をバンド装着部4に装着する際において、一端側締結用バンド2は、鍔部14と凸部12の鍔部14側壁面12bとの間に位置決めされる。なお、バンド装着部4は、底面4a,凸部12,鍔部14により構成されている。
この場合、バンド装着部4の底面4aの軸心Xからの距離R1と交点Wの軸心Xからの距離R2との関係(R1≧R2)では、環状蛇腹部P2の肩部Sから先細り円錐状に滑らかに連続した面が、交点Wにおいて、底面4aよりも軸心X寄りに位置付けられているか、或いは、底面4aと同一平面上にあれば良い。それ以外の部分の形状については、任意の形状を採用することが可能であるため、ここでは、その限定はしない。また、環状蛇腹部P2の肩部Sから一端側締結用バンド2に到る部分のブーツ肉厚については、ブーツの使用目的や使用環境に応じて任意の肉厚に設定することができるため、ここでは、その限定はしない。
Further, the
In this case, in the relationship between the distance R1 from the axis X of the
このような位置関係を満足することにより、環状蛇腹部P2の弾性変形により肩部Sに発生した圧縮応力や引張応力などは全てバンド装着部4の蛇腹部側隅部より軸心Xに近い断面に作用する。この場合、バンド位置決め用の凸部12は、環状蛇腹部P2の肩部Sから一端側環状締結部P1に連続した面上に載置されたような状態に維持されるため、環状蛇腹部P2の弾性変形により肩部Sに発生した圧縮応力や引張応力などの影響を全く受けることは無い。例えば屈曲や伸縮などの形状変化(図1(c)〜(f))が繰り返された場合であっても、バンド装着部4の蛇腹部側隅部Gに繰り返し応力が発生しない。なお、バンド装着部4の蛇腹部側隅部Gとは、底面4aと凸部12の鍔部14側壁面12bとの交差部を指す。
By satisfying such a positional relationship, all of the compressive stress and tensile stress generated in the shoulder portion S due to the elastic deformation of the annular bellows portion P2 are closer to the axis X than the bellows side corner of the
具体的に説明すると、等速ジョイント用ブーツに応力が発生していない状態(屈曲・伸縮していない初期状態:図1(c))から伸びた状態(同図(d))、或いは縮んだ状態(同図(e))、そして最も縮んだ状態(同図(f))に形状変化する過程において、従来技術のブーツでは、バンド装着部4の蛇腹部側隅部Gに繰り返し応力が集中して発生したが(図3(c)〜(f))、本実施の形態のブーツによれば、凸部12を底面4a上に突出させたことにより、バンド装着部4の蛇腹部側隅部Gを支点にして環状蛇腹部P2が変形するといった挙動が起きることは全く無いため(図1(c)〜(f)からも明らか)、バンド装着部4の蛇腹部側隅部Gに繰り返し応力が発生することは無い。この場合、蛇腹部側隅部Gに亀裂が発生して破損するといった従来の問題は起こり得ない。従って、等速ジョイント用ブーツの耐久性をより一層向上させることができる。
More specifically, the constant velocity joint boot is in a state in which no stress is generated (initial state in which it is not bent / stretched: FIG. 1C) (FIG. 1D), or in a contracted state. In the process of changing the shape to the state (FIG. (E)) and the most contracted state (FIG. (F)), in the boots of the prior art, the stress is repeatedly concentrated on the bellows side corner G of the
なお、上述した実施の形態において、凸部12は、一端側環状締結部P1のバンド装着部4に沿って周方向に連続して設けても良いし(図2(a))、或いは、一端側環状締結部P1のバンド装着部4に沿って周方向に所定間隔で断続して設けても良い(図2(b))。
この場合、凸部12は、等速ジョイント用ブーツの成形プロセスにおいて、一端側環状締結部P1の射出工程で一体的に成形しても良いし、或いは、かかる射出工程とは別の工程で後付けしても良い。なお、図2(b)のように凸部12を断続して設ける場合、凸部12の個数は、ブーツの使用目的や使用環境或いは一端側環状締結部P1の周長によって任意に設定することができるため、ここでは、その限定はしない。
In the embodiment described above, the
In this case, in the molding process of the constant velocity joint boot, the
また、バンド装着部4の底面4aが凸部12と交わる部分であって且つバンド装着部4の蛇腹部側隅部Gに、所定の曲率で湾曲面を形成しても良い(図2(c))。蛇腹部側隅部Gを湾曲面にすることにより、例えばバンド装着部4に装着された一端側締結用バンド2から凸部12の鍔部14側壁面12bに向けて外力が加わり、蛇腹部側隅部Gに応力が発生した場合であっても、その湾曲面で応力を分散させることができるため、蛇腹部側隅部Gの亀裂や破損といった事態を回避することが可能となる。なお、湾曲面の大きさは、一端側締結用バンド2が乗り上げない程度(一端側締結用バンド2の下に湾曲面が入り込まない程度)に設定することが好ましい。
Further, a curved surface may be formed with a predetermined curvature at the bellows portion side corner G of the
また、図2(a),(b)では、一端側環状締結部P1の端部に3つのバンド位置決め用の鍔部14を設けた例が示されているが、バンド装着部4に一端側締結用バンド2を確実に位置決めできれば、鍔部14の個数や配置は、任意に設定することができるため、ここでは、その限定はしない。
2 (a) and 2 (b) show an example in which three
2 一端側締結用バンド
4 バンド装着部
4a 底面
6 等速ジョイントの軸部
12 バンド位置決め用の凸部
12a 凸部の環状蛇腹部側壁面
P1 一端側環状締結部
P2 環状蛇腹部
P3 他端側環状締結部
R1 バンド装着部の底面と等速ジョイント用ブーツの軸心との間の距離
R2 環状蛇腹部側壁面と肩部に連続した面とが交わる交点の軸心からの距離
S 環状蛇腹部の肩部
W 環状蛇腹部側壁面と肩部に連続した面とが交わる交点
X 等速ジョイント用ブーツの軸心
2 Band 1 for fastening at one
Claims (4)
環状蛇腹部の一端側に設けられ、且つ環状蛇腹部の肩部に連続した比較的小径の一端側環状締結部と、
環状蛇腹部の他端側に設けられた比較的大径の他端側環状締結部とを備えた等速ジョイント用ブーツであって、
一端側環状締結部には、所定の締結用バンドが装着されるバンド装着部が設けられていると共に、バンド装着部の底面の環状蛇腹部側には、その底面よりも外方に突出したバンド位置決め用の凸部が設けられており、
バンド装着部の底面と等速ジョイント用ブーツの軸心との間の距離をR1、凸部の環状蛇腹部側壁面と環状蛇腹部の肩部に連続した面とが交わる交点の軸心からの距離をR2とすると、R1≧R2なる関係を満足するように構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。 An annular bellows portion formed to be elastically deformable;
A relatively small-diameter one-end-side annular fastening portion provided on one end side of the annular bellows portion and continuing to the shoulder portion of the annular bellows portion;
A constant velocity joint boot comprising a relatively large-diameter other-end-side annular fastening portion provided on the other end side of the annular bellows portion,
The one end side annular fastening portion is provided with a band attaching portion to which a predetermined fastening band is attached, and a band protruding outward from the bottom surface on the annular bellows portion side of the bottom surface of the band attaching portion. Protrusions for positioning are provided,
The distance between the bottom surface of the band mounting portion and the axis of the constant velocity joint boot is R1, from the axis of the intersection where the surface of the convex annular bellows side wall surface and the surface of the annular bellows portion intersect. A constant velocity joint boot characterized by being configured to satisfy the relationship of R1 ≧ R2 when the distance is R2.
A boot for a constant velocity joint, wherein a curved surface is formed with a predetermined curvature at a bellows portion side corner of the band mounting portion where a bottom surface of the band mounting portion intersects with a convex portion.
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