JP2007092872A - 等速ジョイント用ブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】別部品を用いることなく、ブーツ本体のみでローラ32の抜けを規制する。
【解決手段】大径筒部11の内周側に突出する硬質のストッパ部４を複数個形成した。ストッパ部４は、周方向に互いに間隔を隔てて形成され、大径筒部11に一体成形されて接合されている。
ストッパ部４どうしの間の軟質部分が容易に変形するので、成形された大径筒部11を金型から容易に離型することができる。また相手部材へのブーツの着脱が容易となる。
【選択図】 図３

Description

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。

等速ジョイントのジョイント部はグリースが封入された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円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。

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、ゴムでは耐久性に限界があるため、近年では耐候性、耐熱性、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、ジョイント内への水や埃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。しかしながら大径筒部は異形嵌合もしくは非円形嵌合の場合が多いという事情から、材質が熱可塑性エラストマでは弾性が高くゴムほど追従性が良くないため、シール性の確保が難しいという問題があった。また等速ジョイント用ブーツの成形方法としては、ブロー成形が便利である。しかしながら相手部材の表面は一般に非円形であり、ブーツもそれに対応する形状とする必要がある。しかしそのようなブーツを製造する場合、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。

そこで例えば実開平02−087131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グロメットを挿入した等速ジョイント用ブーツが開示されている。この等速ジョイント用ブーツによれば、大径筒部が厚肉部と薄肉部を有し内周面が非円形であっても、グロメットとしてブーツ本体と別に形成できるため、射出成形などで精度よく製造することができる。またブーツ本体はさほど形状精度が高くなくてもよく、ブロー成形で製造することが可能となる。そしてクランプによる締結力がグロメットに伝わり、グロメットが弾性変形して相手部材に密着することでシール機能が発現される。つまりブーツ本体で耐久性を確保でき、グロメットで相手部材とのシール性を確保することができる。またグロメットに比べて形状が大きなブーツ本体をブロー成形で製造できるので、工数が低減され安価となる。

さらに近年では熱可塑性エラストマの性能が向上しているため、例えば特願2003−276944号に提案されているように、射出ブロー成形方法を用いることでグロメットが一体化された形状の大径筒部をもつ等速ジョイント用ブーツを製造することも行われつつある。

このように大径筒部の内周側が異形断面部となっている等速ジョイント用ブーツをジョイント部に装着する場合には、先ず、ジョイントアウターレースなど金属製のアウター筒内に、先端に複数のローラを回動自在に保持する金属製のインナーシャフトをローラ側から挿入する。その後、アウター筒内からローラが抜けるのを規制するために、アウター筒の先端を内方へ突出変形させるステーキング処理を行う。そして大径筒部側からインナーシャフトを挿入し、インナーシャフトの他端を小径筒部から突出させて小径筒部に締結し、グリースを充填した後、アウター筒に大径筒部を締結する。

ところが、このようにアウター筒にステーキングを施した等速ジョイントにおいては、アウター筒とインナーシャフトとを分離することが困難であるために、ブーツの交換ができないという不具合があった。

そこで特開2000−283175号公報には、大径筒部の内周面にブーツより硬質のストッパ部材を装着し、そのストッパ部材にローラが干渉することでローラの抜けを規制することが記載されている。しかし上記公報に開示されている技術は、ブーツとストッパ部材との係合代が小さいため、ローラ抜けを安定して規制することが難しい。また、ブーツの大径筒部の内側奥側にストッパ部材を組付けるため、ブーツへの組付精度が低く、この面からもローラ抜けを安定して規制することが難しい。さらにストッパ部材はブーツ本体とは別の部品であり、部品点数が多くなるために、組付工数や管理工数が多大となってコスト面で不具合がある。
特願2003−276944号 特開2000−283175号

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、ブーツ本来の機能は維持するとともに、別部品を用いることなくブーツ本体のみでローラの抜けを規制し、こうすることでブーツの交換を可能とすることを目的とする。

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、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で内周断面が非円形の大径筒部と、小径筒部と大径筒部を一体的に連結する略円錐台形状の蛇腹部とからなり、大径筒部の外周表面から締結部材を縮径させることで相手部材に大径筒部が締結される等速ジョイント用ブーツであって、
大径筒部は、開口端面に沿う外周表面に形成され締結部材が係合するリング状のクランプ溝と、クランプ溝より奥方に形成され大径筒部の内周側面に突出し相手部材内に挿入されるローラと干渉する硬質のストッパ部と、を備え、
ストッパ部は、大径筒部の成形時に一体成形されて大径筒部と一体的に接合され、大径筒部の周方向に間隔を隔てて複数個形成されていることにある。

ストッパ部は、一対の脚部と一対の脚部を連結する橋部とからなる断面コ字形状に形成され、一対の脚部がローラと干渉することが望ましい。この場合、ストッパ部は少なくとも脚部の一部が大径筒部の厚肉部に埋設されていることが望ましい。

本発明の等速ジョイント用ブーツによれば、硬質のストッパ部が大径筒部の成形時に一体成形され、大径筒部と一体的に接合されている。したがって別部品のストッパ部材を用いるのが回避され、製造工数及び組付工数を低減することができる。

そしてストッパ部は大径筒部の周方向に間隔を隔てて複数個形成されているので、ストッパ部どうしの間の軟質部分が容易に変形する。したがって成形された大径筒部を金型から容易に離型することができる。また相手部材へのブーツの着脱が容易となる。

そしてステーキング処理が不要となりアウター筒とインナーシャフトとの分離が可能となるため、ブーツの交換が可能となる。

またストッパ部はブーツと一体成形されるので、安定した精度が得られる。そしてストッパ部を断面コ字形状とすれば、一対の脚部でローラ抜けを規制でき、かつブーツに安定して保持できるので、安定した性能が得られる。

ブーツ本体は、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円錐台形状の蛇腹部とからなる。大径筒部の内周表面は、異形断面のアウター筒に締結されるため、一般に異形断面部とされる。異形断面部を大径筒部と一体に形成したものであってもよいし、異形断面部をグロメットとしてブーツ本体と別体に形成し、それをブーツ本体と一体化したものであってもよい。

大径筒部の外周表面には、クランプなどの締結部材が係合するクランプ溝が形成され、内周表面にはアウター筒など相手部材の外周表面に弾接してシールするシールリップが形成されている。グロメットがブーツ本体と別体の場合には、大径筒部の内周表面に第２のシールリップを形成して、第２のシールリップがグロメットの外周表面に係合することでブーツ本体とグロメットとの間のシール性が確保されるように構成することが好ましい。ブーツ本体をブロー成形で製造する場合は、クランプ溝に凹溝を形成することで第２のシールリップを容易に形成することができる。

このブーツ本体は、ゴム製でもよいが、ポリエステル系あるいはポリオレフィン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、グロメットをもたない場合は射出ブロー成形で製造することが好ましい。またグロメットをもつ場合は、コスト面からブロー成形で形成するのが好ましい。なおブロー成形で形成されたブーツ本体では、大径筒部の異形断面部の形状を制御することは困難であり、肉厚の寸法精度も低いが、グロメットを用いた等速ジョイント用ブーツでは問題とならない。またゴムブーツの場合は、射出成形で製造することが好ましい。

グロメットの材料としては、ブーツ本体より軟質であればよく、安価なポリオレフィン系熱可塑性エラストマ（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。

本発明のブーツでは、大径筒部は、開口端面に沿う外周表面に形成され締結部材が係合するリング状のクランプ溝と、クランプ溝より奥方に形成され大径筒部の内周側面に突出し相手部材内に挿入されるローラと干渉する硬質のストッパ部と、を備えている。

ストッパ部は、大径筒部自体に形成してもよいし、グロメットに形成してもよい。ストッパ部は、樹脂あるいは金属など大径筒部より硬質の材料から形成されている。このストッパ部は、大径筒部の成形時に一体成形されて大径筒部と一体的に接合されている。

このようにストッパ部を大径筒部の成形時に一体成形するには、予め所定形状に形成されたストッパ部材をインサートとして金型内に配置し、大径筒部自体あるいはグロメットを一体成形すればよい。

また本発明では、ストッパ部は大径筒部の周方向に間隔を隔てて複数個形成されている。このようにすることで、ストッパ部の存在しない部分で大径筒部の弾性変形が可能となり、金型からの離型が可能となるとともに、相手部材であるアウター筒への着脱が可能とすることができる。なおストッパ部の数及び形成位置は、インナーシャフトの先端のローラの数及び位置に対応させるのが望ましい。

ストッパ部は、一対の脚部と一対の脚部を連結する橋部とからなる断面コ字形状に形成され、一対の脚部がローラと干渉することが望ましい。このような形状とすることで、ローラの一部が一対の脚部の間に進入した状態でもローラは回動が可能となる。したがって等速ジョイントの機能を妨げることなく、ローラの抜けを規制することができる。

またストッパ部の大径筒部との接合強度を高めるためには、ストッパ部の一部は大径筒部に埋設することが望ましい。例えば橋部の一部を薄肉部に埋設することが好ましい。しかし薄肉部は肉厚が薄いので、埋設される体積は比較的小さなものとなり、接合強度の向上が僅かとなる場合がある。そこで少なくとも脚部の一部を、十分な肉厚をもつ大径筒部の厚肉部に埋設することが望ましい。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。

（実施例１）
図１に本実施例の等速ジョイント用ブーツ１と相手部材であるアウター筒２との分解斜視図を、図２にブーツの要部拡大断面図を示す。図３にアウター筒２及びインナーシャフト３に組付けた状態の断面図を示す。この等速ジョイント用ブーツ１は、ゴム材料から射出成形により形成されている。

ブーツ１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円錐台形状の蛇腹部12とよりなる。大径筒部11の外周は真円形であるが、内周表面はアウター筒２の外周表面に対応した非円形の異形断面をなし、厚肉部13と薄肉部14とがそれぞれ３箇所ずつ円周方向に交互に形成されている。大径筒部11の外周表面には幅広の略平坦なクランプ溝15が形成され、内周表面には、アウター筒２に弾接する三条のリング状のシールリップ（図示せず）が円周方向に延びて全周に互いに平行に形成されている。

大径筒部11の小径筒部10側の端部には、薄肉部14の位置において、一対の脚部40と、一対の脚部40を連結する橋部41とからなる硬質樹脂（PA66）製で略コ字形状のストッパ部４が、大径筒部11と一体として形成されている。橋部41の一部は薄肉部14に埋設され、一対の脚部40の一部は薄肉部14に隣接する厚肉部13にそれぞれ埋設されている。

この等速ジョイント用ブーツ１は、先ず予め形成されたストッパ部４を３個用意し、射出成形用金型の大径筒部11を成形するキャビティの所定位置にそれぞれ配置する。そして射出成形にて等速ジョイント用ブーツ１を成形することで、ストッパ部４は大径筒部11と一体的に接合し、ブーツ１と一体化される。ストッパ部４は周方向で互いに分離されているので、大径筒部11は拡径又は縮径の弾性変形が可能であり、金型から容易に離型することができる。

アウター筒２は、内外径の大きな大径部20と、内外径の小さな小径部21とがそれぞれ３箇所ずつ周方向に交互に形成され、大径部20の外周形状は大径筒部11の薄肉部14の形状に対応し、小径部21の外周形状は大径筒部11の厚肉部13の形状に対応している。このアウター筒２は先端に３個のローラ32が回動自在に保持されたインナーシャフト３が、ローラ32側から挿入される。

インナーシャフト３は、シャフト30と、シャフト30から延びシャフト30に対して揺動自在な３本の軸部31と、それぞれの軸部31に回動自在に保持されたローラ32とからなり、３個のローラ32が大径部20の位置にそれぞれ挿入される。

上記のように構成された本実施例のブーツ１を組付けるには、先ずアウター筒２にインナーシャフト３を挿入する。次にブーツ１を大径筒部11側からインナーシャフト３に挿通し、図示しないクランプを用いて小径筒部11をインナーシャフト３に締結する。

次いでブーツ１内にグリースを充填し、大径筒部11をアウター筒２の端部に挿通して被覆する。ストッパ部４は周方向で互いに分離されているので、大径筒部11は拡径又は縮径の弾性変形が可能であり、容易に被覆することができる。この時、アウター筒２の端面がストッパ部４に当接することで、アウター筒２の挿入の位置決めが行われる。最後にクランプ溝15に図示しないクランプを係合させて締結することで、大径筒部11がアウター筒２に高いシール性を有して固定される。

この状態では、ストッパ部４の一対の脚部40の一部が厚肉部13からさらに内側に突出し、橋部41が薄肉部14からさらに内周側に突出している。そして厚肉部13からさらに内側に突出する脚部40の一部が、ローラ31と干渉可能となっている。したがって蛇腹部12が伸びローラ31がアウター筒２の開口端部に近接した場合には、ローラ31がストッパ部４の一対の脚部40と干渉してそれ以上の移動が規制されるため、ローラ31がアウター筒２から抜けるのを未然に防止することができる。

そしてブーツ１の交換時には、クランプ溝15で締結しているクランプを外すことで、インナーシャフト３をアウター筒２から抜くことができ、ブーツ１を容易に交換することができる。

（実施例２）
図４及び図５に示す本実施例の等速ジョイント用ブーツは、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グロメット５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射出ブロー成形により形成され、グロメット５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。

ブーツ本体１’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円錐台形状の蛇腹部12’とよりなる。大径筒部11’の外周表面には幅広の略平坦なクランプ溝15’が形成されている。また大径筒部11’の内周表面には、リング突条17が形成されている。

グロメット５は大径筒部11’に挿入され、その状態で相手部材であるアウター筒２に挿通される。このグロメット５は、外周は真円形であるが、内周表面はアウター筒２の外周表面に対応した非円形をなし、厚肉部50と薄肉部51とが円周方向に交互に形成されている。

グロメット５の内周表面には、アウター筒２に弾接する三条のシールリップ（図示せず）が円周方向に延びて全周に互いに平行に形成されている。またグロメット５の外周表面には大径筒部11’のリング突条17が係合するリング溝52が形成されている。さらにグロメット５の後端には、一対の脚部40と、一対の脚部40を連結する橋部41とからなり、金属製であること以外は実施例１と同様のストッパ部４が、グロメット５と一体として形成されている。橋部41の一部は薄肉部51に埋設され、一対の脚部40の一部は薄肉部51に隣接する厚肉部50にそれぞれ埋設されている。

上記のように構成された本実施例の等速ジョイント用ブーツでは、先ずブーツ本体１’の大径筒部11’にグロメット５が挿入され、大径筒部11’のリング突条17がリング溝52に係合することで挿入の位置決めがなされる。

その状態で、グロメット５内にアウター筒２を挿入する。この時、ストッパ部４がアウター筒２の端面に当接することで、挿入の位置決めが行われる。そしてクランプ溝15’に図示しないクランプを係合させて締結することで、大径筒部11’がグロメット５を介してアウター筒２に高いシール性を有して固定される。

この状態では、ストッパ部４の一対の脚部40が厚肉部50からさらに内周側に突出し、橋部41が薄肉部51からさらに内側に突出し、ローラ31と干渉可能となっている。したがって蛇腹部12’が伸びローラ31がアウター筒２の開口端部に近接した場合には、ローラ31がストッパ部４の一対の脚部40と干渉してそれ以上の移動が規制されるため、ローラ31がアウター筒２から抜けるのを未然に防止することができる。

そして交換時には、クランプ溝15’を締結しているクランプを外すことで、インナーシャフト３をアウター筒２から抜くことができ、ブーツ本体１’あるいはグロメット５を容易に交換することができる。

本発明の一実施例の等速ジョイント用ブーツを相手部材とともに示す斜視図である。 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。 本発明の一実施例の等速ジョイント用ブーツを相手部材に嵌合した状態で示す断面図である。 本発明の第２の実施例の等速ジョイント用ブーツの分解斜視図である。 本発明の第２の実施例の等速ジョイント用ブーツを相手部材に嵌合した状態で示す要部拡大断面図である。

符号の説明

１：ブーツ本体 ２：アウター筒 ３：インナーシャフト
４：ストッパ部 ５：グロメット 11：大径筒部
13：厚肉部 14：薄肉部 15：クランプ溝
32：ローラ 40：脚部 41：橋部

Claims (3)

1. 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で内周断面が非円形の大径筒部と、該小径筒部と該大径筒部を一体的に連結する略円錐台形状の蛇腹部とからなり、該大径筒部の外周表面から締結部材を縮径させることで相手部材に該大径筒部が締結される等速ジョイント用ブーツであって、
   該大径筒部は、端面に沿う外周表面に形成され該締結部材が係合するリング状のクランプ溝と、該クランプ溝より奥方に形成され該大径筒部の内周側面に突出し該相手部材内に挿入されるローラと干渉する硬質のストッパ部と、を備え、
   該ストッパ部は、該大径筒部の成形時に一体成形されて該大径筒部と一体的に接合され、該大径筒部の周方向に間隔を隔てて複数個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. 前記ストッパ部は一対の脚部と一対の該脚部を連結する橋部とからなる断面コ字形状に形成され、一対の該脚部が前記ローラと干渉する請求項１に記載の等速ジョイント用ブーツ。
3. 前記ストッパ部は少なくとも前記脚部の一部が前記大径筒部の厚肉部に埋設されている請求項２に記載の等速ジョイント用ブーツ。

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