JP2006118612A - ジョイントブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】トリポートタイプの等速ジョイントのように非円形な外周形状のアウターケースに取り付けられるジョイントブーツにおいて、シール性が高く、しかも、低コストで、組付け作業性に優れ、寸法管理しやすいものを提供する。
【解決手段】アウターケース６に対して締付部材７を用いて外嵌固定される大径側取付部１４において、該大径側取付部１４を、外周形状は円形状をなす一方、内周形状は周方向の複数箇所において径方向内方に張り出し形成し、該張り出し部２４において大径側取付部１４の外周面に径方向に陥没する肉盗み凹部２８を設け、該肉盗み凹部にインサート３６を挿入する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主として自動車のトリポートタイプの等速ジョイントなどに用いられる蛇腹状のジョイントブーツに関するものである。

車両のドライブシャフト等に用いられる等速ジョイントの一つとして、トリポートタイプのジョイントが知られている。

トリポートタイプの等速ジョイントは、例として、図８，９に示すように、入力側と出力側の一方のシャフト１に、ローラ２を持つ３本のトラニオン３を軸直角方向に突設して構成したトリポート４と、他方のシャフト５の端部に設けたアウターケース６とからなる。アウターケース６は、その内周にトリポート４に対応する軸方向の３本の摺動溝６ａを有する。等速ジョイントは、トリポート４のローラ２を摺動溝６ａに対して軸方向に摺動可能に嵌め合わせることにより、両シャフト１，５の角度付けを可能にしながら、回転トルクを伝達できるように構成されている。

このような等速ジョイントにおいては、ジョイント内部への塵埃や異物の侵入防止のため、あるいはまた封入されているグリースを保持するために、一般に、アウターケース６からトリポート４側のシャフト１の部分を覆うように適度に伸縮や曲げ変形が可能な蛇腹状をなすジョイントブーツ１００が装着されている。ジョイントブーツ１００は、軸方向の一端部がアウターケース６の外周に嵌着されてリング状バンド等の締付部材７により固定される大径側取付部１０１として形成され、他端部がトリポート４側のシャフト１の外周にリング状バンド等の締付部材８により固定される小径側取付部１０２として形成され、両者１０１，１０２が蛇腹部１０３により一体に連結されて構成されている。

図９に示すように、アウターケース６は、内周の摺動溝６ａの配置に対応して、外周には周方向に３つの均等配置された凹状部６ｂを備え、従って、アウターケース６の外周形状は周方向に凹凸形状をなす非円形状に形成されている。そのため、アウターケース６に取り付けられるジョイントブーツ１００の大径側取付部１０１は、その内周形状がアウターケース６の外周形状に対応した非円形状をなしている。すなわち、大径側取付部１０１の内周は、アウターケース６の凹状部６ｂに対応して周方向の３箇所において内方に凸状に張り出し形成されている。

このような大径側取付部１０１の内方への張り出し部１０４を図８に示すような中実な厚肉部とした場合、大径側取付部１０１の周方向において厚肉部と薄肉部が交互に形成されることから、アウターケース６との間で十分なシール性を確保しにくいという問題がある。

かかる問題を解決するための手段として、下記特許文献１には、大径側取付部が、共通の円筒面内に配された複数の円弧状壁部と、該円弧状壁部間において内方に湾曲状に張り出し形成された張り出し壁部とを備え、該張り出し壁部の外側面にこれを弾性的に支持する複数の支持壁部が周方向に間隔をおいて設けられた構成が開示されている。

また、下記特許文献２には、大径側取付部の厚肉部内にゴムブーツよりも硬質の中芯を埋設して、中芯によって二分した厚肉部の内外層の厚みを各々均一化したゴム製ジョイントブーツが開示されている。

また、下記特許文献３には、ブーツ自体の大径側取付部の内周形状をアウターケースの外周形状に対応した非円形状に形成するのではなく、ブーツとアウターケースとの間にインサートを介在させてシール性を確保する技術が開示されている。すなわち、特許文献３には、ブーツの円筒状の大径側取付部と非円形のアウターケースとの間に、外周形状が円形状をなし、内周形状が周方向の複数箇所において径方向内方に張り出し形成されたインサートを介在させる技術が開示されている。
欧州特許出願公開第０９１５２６４号 実開昭６１−５４５２３号 特開昭５５−６０７２６号

上記特許文献１の技術では、大径側取付部の張り出し部に複数の支持壁部を設けることにより、ブーツ本体の厚肉部に複雑な肉抜き形状を設けるものであるため、ブーツ本体の成形に複雑な金型構成を要し、コスト高の要因となる。

また、上記特許文献２の技術でも、中芯をブーツ本体に一体に埋設するためには複雑な金型構成が必要であり、コスト高の要因となる。また、中芯をブーツ本体成形後の圧入により大径側取付部に装着する場合には、特許文献２の第１図に示されるように、中芯が大径側取付部の端面からブーツ軸方向に挿入されているため、大径側取付部の外周をリング状バンドなどの締付部材で締め付ける際に、中芯が軸方向にずれて大径側取付部から脱落するおそれがあり、組付け作業性に劣る。

上記特許文献３の技術では、ブーツとアウターケースとの間にインサートを介在させるため、シール部がアウターケースとインサート間、及びインサートとブーツ間の２箇所となる。シール部には高い精度が要求されることから、このようにシール部が増えると、それだけ寸法管理しにくくなる。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、トリポートタイプの等速ジョイントのように非円形な外周形状のアウターケースに取り付けられるジョイントブーツにおいて、シール性が高く、しかも、低コストで、組付け作業性に優れ、寸法管理しやすいものを提供することを目的とする。

本発明に係るジョイントブーツは、周方向に複数の凹状部を有する外周形状のアウターケースに締付部材を用いて外嵌固定される大径側取付部と、シャフトに取り付けられる小径側取付部と、両者を一体に連結する蛇腹部とを備えるジョイントブーツであって、前記大径側取付部は、外周形状が円形状をなす一方、内周形状が周方向の複数箇所において径方向内方に張り出しており、該張り出し部において大径側取付部の外周面には径方向内方に陥没する肉盗み凹部が設けられ、該肉盗み凹部にインサートが挿入されたものである。

本発明のジョイントブーツであると、アウターケースの凹状部に嵌合される大径側取付部における内方への張り出し部において、その外周面に径方向に陥没する肉盗み凹部を設けたことにより、該張り出し部を中実な厚肉部で形成する場合に比べて、成形後の収縮に起因するヒケの発生を防止することができる。また、該肉盗み凹部に別体のインサートを挿入して、その外周を締付部材で締め付けることにより高いシール性を確保することができる。

本発明のジョイントブーツにおいては、締付部材によって締め付けられる前記インサートの外縁が前記大径側取付部の円形状の外周形状に沿って形成されていることが、締付部材による安定した締め付け性を確保する上で好ましい。

また、本発明のジョイントブーツにおいては、前記インサートに１又は複数の肉盗み穴が設けられることが好ましく、これによりインサート自身に成形後の収縮に起因するヒケが発生するのを防止することができる。また、前記インサートを、前記肉盗み凹部の底面に嵌合する内側壁部と、該内側壁部の外側面に設けられて該外側面を支持する支持壁部とで構成すれば、外周の締付部材による締付力が支持壁部を介して内側壁部に伝わり、該内側壁部により肉盗み凹部の底面の全面にわたって均等化した状態で及ぼされるので、周方向における締付力のバラツキを低減することができる。

本発明によれば、トリポートタイプの等速ジョイントのように非円形な外周形状のアウターケースに取り付けられるジョイントブーツにおいて、高いシール性を発揮させることができる。

また、本発明であると、上記特許文献１に比べて、ブーツ本体を成形するための金型構成を簡素化することができ、低コスト化が図られる。更に、上記インサートを、ブーツ本体を構成する材料よりも低コストの材料で形成することによっても、低コスト化につながる。

また、上記特許文献２の場合、中芯を大径側取付部の端面から軸方向に挿入するため、締付部材による締め付け時に中芯が脱落したり軸方向にずれたりするおそれがあるが、本発明であると、インサートを覆うようにその外周から締付部材で締め付けるため、このような不具合もなく、組付け作業性に優れる。

また、本発明であると、別体のインサートを用いるものでありながら、シール部はアウターケースとブーツ間の１箇所のみであるため、上記特許文献３の場合に比べて、シール部のための寸法管理も容易である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るジョイントブーツ１０の半断面半側面図、図２はその大径側の正面図、図３は図１のIII−III線断面図である。このジョイントブーツ１０は、上記した図８，９に示す自動車用のトリポートタイプの等速ジョイントに装着される熱可塑性エラストマー樹脂製ブーツであり、一端側の小径側取付部１２と、該小径側取付部１２と離間して同軸的に配置された他端側の大径側取付部１４と、これら小径側取付部１２と大径側取付部１４を一体に連結する中空状の蛇腹部１６とからなり、インジェクションブロー成形などの公知の成形方法により一体に形成されている。

小径側取付部１２は、トリポート４側のシャフト１に締付部材８を用いて外嵌固定される短円筒状をなしており、外周面にリング状の締付部材８を受け入れるための周方向に延びる固定用凹部１８が設けられている。大径側取付部１４は、アウターケース６に締付部材７を用いて外嵌固定される略短円筒状をなしており、小径側取付部１２と同軸的に、即ち共通の中心線Ｌを持つように配置されている。蛇腹部１６は、両端に口径差のある断面円形の蛇腹体であり、その内部にグリース封入空間を形成する。蛇腹部１６は、大径側取付部１４から小径側取付部１２へと順次に小さくなるようにテーパ状に形成されている。

図２に示すように、大径側取付部１４は、外周形状が円形状をなしている。一方、内周形状は、周方向に複数（この実施形態では３つ）の凹状部６ｂが均等配置されたアウターケース６の外周形状に対応して、周方向の複数箇所（この実施形態では３箇所）において内方に湾曲面状に張り出した非円形状をなしている。これにより、大径側取付部１４は、アウターケース６の円弧状の外周面に配される円弧状壁部２２と、アウターケース６の凹状部６ｂに嵌合される張り出し部２４とが周方向に交互に配されてなる。

円弧状壁部２２の外側面には、軸方向に間隔をおいて配された周方向に延びる２本の互いに平行な凸条２６，２６が設けられており、その間がリング状の締付部材７を受け入れるための周方向に延びる固定用凹部２０となっている。

張り出し部２４には、その外周面に、径方向内方に陥没する、側方（軸直角方向外方）からの肉盗み凹部２８が設けられている。肉盗み凹部２８は、各張り出し部２４においてその周方向の全体にわたって設けられており、かつ、その深さは肉盗み凹部２８の底壁部３０が上記円弧状部２２と略同じ肉厚を持ち、かつ周方向で略一定の肉厚を持つように、張り出し部２４の周方向中央側ほど漸次に深くなるように設定されている。また、肉盗み凹部２８は、張り出し部２４の軸方向の両端に薄肉の縦壁部３２，３４を残すように設けられており、少なくとも張り出し部２４の軸方向においては締付部材７による締付領域の全体にわたって形成されている。

そして、各肉盗み凹部２８には、それぞれ樹脂製インサート３６が挿入されて、外周の締付部材７により締め付けられるように構成されている。この実施形態では、インサート３６は、肉盗み凹部２８の全体に充填されるように該凹部２８に対応する外形をなしている。そして、肉盗み凹部２８と締付部材７との間に介在して、外周の締付部材７による締付力を内側の底壁部３０に伝え、これによりアウターケース６との間でシール性が確保されるように設けられている。なお、インサート３６は、底壁部３０とアウターケース６との間で十分なシール性が確保されるように締付部材７による締付力を底壁部３０に及ぼすことできるものであれば、その形状は限定されない。

締付部材７を受けるインサート３６の外縁３６ａは、大径側取付部１４の外周の円形状に沿って形成されている。すなわち、インサート３６の外縁３６ａは、円弧状壁部２２における固定用凹部２０の外周面と共通の円筒面を形成する断面円弧状の輪郭形状をなしており、これにより、締付部材７による安定した締め付け性が確保されている。

インサート３６は、ジョイントブーツ本体とは別に成形されており、通常は熱可塑性樹脂の射出成形により作製される。そして、得られたインサート３６は、別に成形したジョイントブーツ本体に対し、図４に示すようにその肉盗み凹部２８に挿入される。その際、インサート３６を肉盗み凹部２８よりも若干大きく形成しておいて、凹部２８内に圧入することによりインサート３６を凹部２８内に保持させてもよい。あるいまた、ジョイントブーツ１０を等速ジョイントに組み付ける際に、大径側取付部１４の肉盗み凹部２８にインサート３６を嵌入するようにしてもよく、その場合、外周に被せる締付部材７によりインサート３６は肉盗み凹部２８内に保持される。

なお、インサート３６の材質は特に限定されることなく、例えば、ジョイントブーツ本体と同じ樹脂材料を用いることもできる。好ましくは、ジョイントブーツ本体よりも安価な樹脂材料を用いることであり、これにより、ジョイントブーツとしての性能を損なうことなく、全体としての材料コストを低減することができる。樹脂の硬度としては、ジョイントブーツ本体と同程度の硬度の樹脂が好ましく用いられる。

以上よりなる本実施形態の樹脂製ジョイントブーツ１０であると、大径側取付部１４における内方への張り出し部２４に側方からの肉盗み凹部２８を設けたので、該張り出し部を中実な厚肉部で形成する場合に比べて、成形後の収縮に起因するヒケの発生を防止することができる。そして、この肉盗み凹部２８に樹脂製インサート３６を装着して、その外周を締付部材７で締め付けると、締付力がインサート３６を介して肉盗み凹部２８の底壁部３０に伝わり、該底壁部３０がアウターケース６の外周面に押し付けられることで高いシール性を確保することができる。

また、本実施形態であると、ジョイントブーツ本体の形態は比較的シンプルであるため、これを成形するための金型構成を簡素化することができ、低コスト化が図られる。また、インサート３６を覆うようにその外周から締付部材７で締め付けるため、締付け時にインサート３６が脱落するという不具合もなく、組付け作業性に優れる。更に、別体のインサートを用いるものでありながら、シール部自体はアウターケース６とブーツ本体との間の１箇所のみであるため、精度が要求されるシール部のための寸法管理も容易である。

図５〜７は、上記インサート３６の具体例を示したものである。

図５に示す例では、インサート３６は、肉盗み凹部２８の底面２８ａに嵌合する内側壁部４０と、肉盗み凹部２８の内周面に嵌合する矩形枠状の周壁部４２と、内側壁部４０の外側面に設けられて当該内側壁部４０を締付部材７に対して支持する支持壁部４４とで構成されている。

上記支持壁部４４は、インサート３６の周方向の一端から他端にかけて延びる周方向支持壁部４４ａと、これに直角に交差するように軸方向に延びる軸方向支持壁部４４ｂとからなる。周方向支持壁部４４ａは、交差する軸方向支持壁部４４ｂにより補強されており、また、その外縁が大径側取付部１４の円形状の外周形状に沿って形成されている。周方向支持壁部４４ａと軸方向支持壁部４４ｂは互いの中点で交差するように、それぞれインサート３６の軸方向中心線と周方向中心線に沿って設けられている。そして、これにより、インサート３６には、その外側面から径方向内方に陥没する複数（４つ）の肉盗み穴４６が設けられている。

図６に示す例では、上記支持壁部４４は、軸方向に延びる２本の軸方向支持壁部４４ｃ，４４ｃと、両者の中点同士を連結して補強する周方向に延びる周方向支持壁部４４ｄとからなる。そして、これにより、インサート３６には、その外側面から径方向内方に陥没する複数（４つ）の肉盗み穴４８が設けられている。

図７に示す例では、インサート３６にはその厚み方向に貫通する複数の肉盗み穴５０が設けられている。肉盗み穴５０は断面楕円形状をなし、所定の間隔をあけて複数個（６つ）設けられている。

このように、インサート３６に複数の肉盗み穴４６，４８，５０を設けたことにより、樹脂製インサート自体の成形後の収縮に起因するヒケの発生を防止することができる。

また、特に図５及び図６の例であると、外周の締付部材７による締付力が支持壁部４４を介して内側壁部４０に伝わる。内側壁部４０は肉盗み凹部２８の底面２８ａの全面にわたって当接配置されているので、内側壁部４０に伝わった締付力が肉盗み凹部２８の底面２８ａ全体に均等化した状態で及ぼされて、周方向における締付力のバラツキが低減される。更に、図５に示すようにインサート３６の周方向の全体に延びる周方向支持壁部４４ａを設けた場合、周方向における締付力のバラツキが一層低減されて、高いシール性を確保することができる。

なお、インサート３６に設ける肉盗み穴の形状は上記の例に限定されるものではなく、本発明の技術思想の範囲内で種々の肉盗み穴形状を採用することが可能である。

本発明のジョイントブーツは、シール性が高く、しかも、低コストで、組付け作業性に優れ、寸法管理しやすいものであるため、主として自動車のトリポートタイプの等速ジョイントなどに用いられるジョイントブーツとして好適に利用することができる。

本発明の一実施形態に係る樹脂製ジョイントブーツの半断面半側面図である。 同ジョイントブーツを大径側取付部側から見た正面図である。 図１のIII−III線断面図である。 同ジョイントブーツの要部を拡大して示す分解斜視図である。 インサートの一具体例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。 インサートの他の具体例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。 インサートの更に他の具体例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）はそのＣ−Ｃ線断面図である。 従来の樹脂製ジョイントブーツを取り付けたトリポートタイプの等速ジョイントを示す断面図である。 同等速ジョイントの側面図である。

符号の説明

１０…樹脂製ジョイントブーツ、１２…小径側取付部、１４…大径側取付部、１６…蛇腹部、２４…張り出し部、２８…肉盗み凹部、２８ａ…肉盗み凹部の底面、３６…インサート、４０…内側壁部、４４…支持壁部、４６，４８，５０…肉盗み穴、７…締付部材

Claims (4)

1. 周方向に複数の凹状部を有する外周形状のアウターケースに締付部材を用いて外嵌固定される大径側取付部と、シャフトに取り付けられる小径側取付部と、両者を一体に連結する蛇腹部とを備えるジョイントブーツであって、
   前記大径側取付部は、外周形状が円形状をなす一方、内周形状が周方向の複数箇所において径方向内方に張り出しており、該張り出し部において大径側取付部の外周面には径方向内方に陥没する肉盗み凹部が設けられ、該肉盗み凹部にインサートが挿入されたことを特徴とするジョイントブーツ。
2. 前記インサートの外縁が前記大径側取付部の円形状の外周形状に沿って形成されていることを特徴とする請求項１記載のジョイントブーツ。
3. 前記インサートは１又は複数の肉盗み穴を有する請求項１又は２記載のジョイントブーツ。
4. 前記インサートが、前記肉盗み凹部の底面に嵌合する内側壁部と、該内側壁部の外側面に設けられて該外側面を支持する支持壁部とを備えてなる請求項１〜３のいずれかに記載のジョイントブーツ。
   

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