JP2008002616A - 自在継手用ブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】所望の耐久性を維持するとともに、小型化且つ軽量化が容易に遂行され、経済的に構成することを可能にする。
【解決手段】ブーツ１０は、大径筒部１８と、小径筒部２０と、前記大径筒部１８及び前記小径筒部２０を連結する蛇腹部２２とを備える。蛇腹部２２は、第１山部２４ａ〜第６山部２４ｆと第１谷部２６ａ〜第６谷部２６ｆとを連続して設ける。第１山部２４ａ〜第３山部２４ｃの山部内周面の開き角度θ１〜θ３は、第４山部２４ｄ〜第６山部２４ｆの山部内周面の開き角度θ４〜θ６に比べて小さく設定されるとともに、傾斜部２８ｇ〜２８ｌの肉厚ｔ７〜ｔ１２は、傾斜部２８ａ〜２８ｆの肉厚ｔ１〜ｔ６の肉厚に比べて薄く設定される。
【選択図】図２

Description

本発明は、自在継手のアウタ部材が挿入される大径筒部と、前記自在継手の軸部材が挿入される小径筒部と、前記大径筒部及び前記小径筒部を連結し且つ前記大径筒部から前記小径筒部に向かって縮径する蛇腹部とを備える自在継手用ブーツに関する。

通常、自在継手として、例えば、自動車等の車両に使用される等速ジョイントが知られている。等速ジョイントは、ゴム又は樹脂で形成されるフレキシブルなブーツを備えている。このブーツは、アウタ部材（外輪）が挿入されて固定される大径筒部と、軸部材が挿入されて固定される小径筒部と、前記大径筒部及び前記小径筒部を連結し且つ複数の山部と谷部とが交互に設けられる蛇腹部とを一体に設けている。

最近、この種の等速ジョイントでは、ブーツ自体を小型化及び軽量化することが要請されている。ところが、ブーツを小型化すると、蛇腹展開長が不足し易くなり、高作動角が付与される際に伸縮率が大きくなって耐久性が低下するとい問題がある。さらに、ブーツを軸方向に縮める際に山部と谷部とのピッチが小さくなり易く、圧縮時に接触摩耗が惹起して耐久性が低下するという問題がある。

そこで、例えば、特許文献１に開示されているフレキシブルブーツは、図４に示すように、中間部の蛇腹部１と、この蛇腹部１の両端部に設けられた小径取り付け部２及び大径取り付け部３とを有している。蛇腹部１は、小径取り付け部２側から第１山１ａ、第１谷１ｂ、第２山１ｃ、第２谷１ｄ、第３山１ｅ及び第３谷１ｆが連続して構成されている。大径取り付け部３は、図示しないジョイントの外輪に固定される一方、小径取り付け部２は、軸に固定されている。

上記のフレキシブルブーツでは、ジョイントの外輪の端面に当接する基準位置をＯとし、この基準位置Ｏから蛇腹部１の大径側の第３山１ｅの中心までの距離ａに対して、第３谷１ｆの中心までの距離ｂを３０％〜４０％の比率に設定している。このため、蛇腹部１の長さを短くしても、第３谷１ｆに必要な寸法が確保され、作動時に最も変形の大きい前記第３谷１ｆの変形応力を緩和するとともに、圧縮時の山同士の接触を低減することができる、としている。

さらに、特許文献２に開示されているフレキシブルブーツでは、同様に、図４に示すように、大径取り付け部３の外周面の直径Ｄ１に対して、第３山１ｅの内周面の直径Ｄ２を大きく形成している。従って、圧縮時に、第３山１ｅの頂点は、大径取り付け部３と第２山１ｃとの間に挟まれることがなく、応力集中を緩和することができる、としている。

特開平１０−２９９７８９号公報（図１、図２） 特開平１０−２９９７８８号公報（図１、図２）

しかしながら、上記の各フレキシブルブーツでは、蛇腹部１全体が比較的肉厚に構成されるため、このフレキシブルブーツの軽量化が容易に図れないという問題がある。

しかも、大径側の第３山１ｅの内周面の開き角度が、小径側の第１山１ａの内周面の開き角度に比べて相当に大きく設定されており、フレキシブルチューブ内に充填されるグリース量の低減が図れないという問題がある。さらに、フレキシブルチューブ全体を軸方向に押圧する際に、特に大径側の第３山１ｅの軸方向への圧縮量が微小であり、グリース量の低減が容易に図れないおそれがある。

本発明はこの種の問題を解決するものであり、所望の耐久性を維持するとともに、小型化且つ軽量化が容易に遂行され、経済的に構成することが可能な自在継手用ブーツを提供することを目的とする。

本発明は、自在継手のアウタ部材が挿入される大径筒部と、前記自在継手の軸部材が挿入される小径筒部と、前記大径筒部及び前記小径筒部を連結し且つ前記大径筒部から前記小径筒部に向かって縮径する蛇腹部とを備える自在継手用ブーツに関するものである。

そして、蛇腹部は、複数の山部と谷部とが交互に設けられ、大径筒部側の山部内周面の開き角度は、小径筒部側の山部内周面の開き角度に比べて小さく設定されるとともに、前記小径筒部側の山部と谷部とを連ねる傾斜部の肉厚は、前記大径筒部側の山部と谷部とを連ねる傾斜部の肉厚に比べて薄く設定されている。

また、本発明では、蛇腹部は、複数の山部と谷部とが交互に設けられ、大径筒部側の山部内周面の開き角度は、小径筒部側の山部内周面の開き角度に比べて小さく設定されるとともに、前記小径筒部側の山部と谷部との山谷距離は、前記大径筒部側の山部と谷部との山谷距離に比べて短尺に設定されている。

さらに、本発明では、蛇腹部は、複数の山部と谷部とが交互に設けられ、小径筒部側の山部と谷部とを連ねる傾斜部の肉厚は、大径筒部側の山部と谷部とを連ねる傾斜部の肉厚に比べて薄く設定されるとともに、前記小径筒部側の山部と谷部との山谷距離は、前記大径筒部側の山部と谷部との山谷距離に比べて短尺に設定されている。

さらにまた、本発明では、蛇腹部は、複数の山部と谷部とが交互に設けられ、大径筒部側の山部内周面の開き角度は、小径筒部側の山部内周面の開き角度に比べて小さく設定されるとともに、前記小径筒部側の山部と谷部とを連ねる傾斜部の肉厚は、前記大径筒部側の山部と谷部とを連ねる傾斜部の肉厚に比べて薄く設定され、且つ、前記小径筒部側の山部と谷部との山谷距離は、前記大径筒部側の山部と谷部との山谷距離に比べて短尺に設定されている。

また、ブーツが自在継手に取り付けられた状態のブーツ全長は、前記自在継手に取り付けられる前の外力が付与されない状態のブーツ全長に対して８３％〜９０％の範囲内に圧縮されることが好ましい。

さらに、自在継手は、車両に使用される等速ジョイントであることが好ましい。

本発明によれば、大径筒部側の山部内周面の開き角度は、小径筒部側の山部内周面の開き角度に比べて小さく設定されている。このため、ブーツに軸方向に押圧力が付与されると、特に大径筒部側の山部が潰れるようにして前記軸方向に圧縮される。従って、ブーツ内の容積が削減され、前記ブーツ内に充填されるグリース量が良好に削減されて経済的である。

また、本発明によれば、小径筒部側の山部と谷部とを連ねる傾斜部の肉厚は、大径筒部側の山部と谷部とを連ねる傾斜部の肉厚に比べて薄く設定されている。これにより、ブーツを圧縮させる際に、蛇腹部自体が摺動して摩耗することを阻止することができるとともに、ブーツ全体の軽量化が確実に図られて経済的である。

さらに、本発明によれば、小径筒部側の山部と谷部との山谷距離は、大径筒部側の山部と谷部との山谷距離に比べて短尺に設定されている。このため、ブーツを良好に小型化することができ、充填されるグリース量の低減が容易に可能になる。

図１は、本発明の実施形態に係る自在継手用ブーツ１０が、自在継手、例えば、等速ジョイント１２に装着された状態の説明図であり、図２は、前記等速ジョイント１２に装着される前、すなわち、外力が付与されていない状態の前記ブーツ１０の構成説明図である。

図１に示すように、等速ジョイント１２は、外輪部であるアウタ部材１４と、このアウタ部材１４に傾動可能に連結される軸部材１６とを備えている。ブーツ１０は、ゴム又は樹脂で形成されており、アウタ部材１４が挿入される大径筒部１８と、軸部材１６が挿入される小径筒部２０と、前記大径筒部１８及び前記小径筒部２０を連結し、且つ前記大径筒部１８から前記小径筒部２０に向かって縮径する蛇腹部２２とを有する。

図２に示すように、蛇腹部２２は、大径筒部１８側から第１山部２４ａ、第２山部２４ｂ、第３山部２４ｃ、第４山部２４ｄ、第５山部２４ｅ及び第６山部２４ｆと、第１谷部２６ａ、第２谷部２６ｂ、第３谷部２６ｃ、第４谷部２６ｄ、第５谷部２６ｅ及び第６谷部２６ｆとを連続して設ける。第１山部２４ａ〜第６山部２４ｆと、第１谷部２６ａ〜第６谷部２６ｆとは、傾斜部２８ａ〜２８ｌを介して一体的に連結される。

第１山部２４ａの山部内周面の開き角度（すなわち、傾斜部２８ａ、２８ｂのなす角度）θ１が設定される。同様に、第２山部２４ｂの山部内周面の開き角度θ２、第３山部２４ｃの山部内周面の開き角度θ３、第４山部２４ｄの山部内周面の開き角度θ４、第５山部２４ｅの山部内周面の開き角度θ５、及び第６山部２４ｆの山部内周面の開き角度θ６が設定される。本実施形態では、開き角度θ１〜θ３は、開き角度θ４〜θ６に比べて小さく設定される（θ₁〜θ₃＜θ₄〜θ₆）。

傾斜部２８ａ〜２８ｌは、所定の肉厚ｔ１〜ｔ１２に設定される。小径筒部２０側の、例えば、傾斜部２８ｇ〜２８ｌの肉厚ｔ７〜ｔ１２は、大径筒部１８側の傾斜部２８ａ〜２８ｆの肉厚ｔ１〜ｔ６に比べて薄く設定される（ｔ１〜ｔ６＞ｔ７〜ｔ１２）。

第１山部２４ａと第１谷部２６ａとの山谷距離ｈ１、第２山部２４ｂと第２谷部２６ｂの山谷距離ｈ２、第３山部２４ｃと第３谷部２６ｃとの山谷距離ｈ３、第４山部２４ｄと第４谷部２６ｄとの山谷距離ｈ４、第５山部２４ｅと第５谷部２６ｅとの山谷距離ｈ５、及び第６山部２４ｆと第６谷部２６ｆとの山谷距離ｈ６が設定される。小径筒部２０側の山谷距離ｈ４、ｈ５及びｈ６は、大径筒部１８側の山谷距離ｈ１、ｈ２及びｈ３に比べて短尺に設定される（ｈ１〜ｈ３＞ｈ４〜ｈ６）。

ブーツ１０は、図２に示すように、等速ジョイント１２に取り付けられる前の外力が付与されない状態のブーツ全長Ｌを有している。図１及び図２に示すように、等速ジョイント１２に取り付けられた状態のブーツ全長Ｌ１は、ブーツ全長Ｌに対して８３％〜９０％の範囲内に圧縮されている。

図１に示すように、ブーツ１０の大径筒部１８にアウタ部材１４が挿入された状態で、この大径筒部１８がバンド３０を介して前記アウタ部材１４の外周面に固定される。ブーツ１０の小径筒部２０は、軸部材１６が挿入された状態で、バンド３２を介して前記軸部材１６の外周面に固定される。蛇腹部２２内には、空間部３４が液密に形成されるとともに、この空間部３４には、グリース（図示せず）が充填される。

このように構成される本実施形態に係るブーツ１０の作用効果について、図３に示すように、従来品のブーツ４０との関連で以下に説明する。

この従来品のブーツ４０は、大径筒部４２と小径筒部４４とが蛇腹部４６を介して一体的に構成されている。蛇腹部４６は、一般的な形状である５つの山部４８と、５つの谷部５０とを交互に有しており、各山部４８の山部内周面の開き角度は、一定の角度に設定されている。各山部４８と各谷部５０とを連ねる傾斜部の肉厚は、一定の値に設定されるとともに、前記山部４８と前記谷部５０との山谷距離は、一定の距離に設定されている。

一方、本実施形態に係るブーツ１０は、図２に示すように、第１山部２４ａ〜第６山部２４ｆの６山形状を有するとともに、第１谷部２６ａ〜第６谷部２６ｆの６谷形状を有している。このため、従来品のブーツ４０に比べて、軸方向（矢印Ａ方向）の圧縮率を大きく設定することができる。

実際上、ブーツ１０では、外力が付与されていないブーツ全長Ｌに対して、等速ジョイント１２に取り付けられた状態のブーツ全長Ｌ１が８３％〜９０％の圧縮率（Ｌ１＝Ｌ×０．８３〜０．９）に設定可能である。山谷数が増加することによって、第１谷部２６ａ〜第６谷部２６ｆの応力を分散させることができ、従来品のブーツ４０に比べて高圧縮力を付与することが可能になるからである。

従って、ブーツ１０を等速ジョイント１２に取り付ける際に、蛇腹部２２内に形成される空間部３４の容積を大幅に低減するこができ、この空間部３４に充填されるグリース量の削減が図られて経済的であるという利点が得られる。

さらに、本実施形態では、大径筒部１８側の第１山部２４ａ〜第３山部２４ｃの山部内周面の開き角度θ１〜θ３は、小径筒部２０側の第４山部２４ｄ〜第６山部２４ｆの山部内周面の開き角度θ４〜θ６に比べて小さく設定されている。このため、ブーツ１０に軸方向に押圧力が付与されると、相対的に小さな開き角度に設定されている第１山部２４ａ〜第３山部２４ｃが潰れるようにして前記軸方向に圧縮変形される。

これにより、蛇腹部２２内の空間部３４の容積が大幅に削減され、前記空間部３４に充填されるグリース量が良好に削減されて経済的である。具体的には、従来品のブーツ４０の蛇腹部４６内に充填されるグリース量を２５％程度削減することができる。

さらにまた、本実施形態では、小径筒部４４側の傾斜部２８ｇ〜２８ｌの肉厚Ｔ７〜Ｔ１２は、大径筒部１８側の傾斜部２８ａ〜２８ｆの肉厚Ｔ１〜Ｔ６に比べて薄く設定されている。従って、ブーツ１０を圧縮させる際に、蛇腹部２２自体が摺動して摩耗することを阻止することが可能になるとともに、ブーツ１０全体の軽量化が確実に図られる。具体的には、従来品のブーツ４０に比べて１５％程度の重量削減がなされ、経済的であるという効果がある。

また、本実施形態では、小径筒部４４側の山谷距離ｈ４〜ｈ６は、大径筒部１８側の山谷距離ｈ１〜ｈ３に比べて短尺に設定されている。これにより、ブーツ１０全体を良好に小型化して空間部３４の容積を削減することができ、この空間部３４に充填されるグリース量の低減が容易に遂行される。

なお、本実施形態では、蛇腹部２２が第１山部２４ａ〜第６山部２４ｆを有する６山形状に構成されているが、これに限定されるものではなく、例えば、ブーツ４０と同様に５山形状に設定したり、あるいは、７山形状以上に設定したりすることも可能である。

さらに、第１山部２４ａ〜第３山部２４ｃの中、例えば、前記第１山部２４ａの山部内周面の開き角度θ１のみを、第４山部２４ｄ〜第６山部２４ｆの山部内周面の開き角度θ４〜θ６に比べて小さく設定してもよい。

さらにまた、傾斜部２８ｇ〜２８ｌの中、特に摺動が発生し易い１以上の傾斜部の肉厚を、傾斜部２８ａ〜２８ｆの肉厚ｔ１〜ｔ６に比べて薄く設定してもよい。また、山谷距離ｈ４〜ｈ６の少なくとも一つを、山谷距離ｈ１〜ｈ３に比べて短尺に設定してもよい。

さらに、ブーツ１０は、外力が付与されていないブーツ全長Ｌに対して、等速ジョイント１２に取り付けられた状態のブーツ全長Ｌ１が８３％〜９０％の圧縮率に設定されている。ここで、圧縮率が９１％を超えると、山部内周面の開き角度が大きくなり過ぎて、延び側の膜長の余裕が殆どなく、低温座屈及び屈曲疲労等の問題が発生し易く。一方、圧縮率が８３％未満では、軸部材１６との接触圧力が大きくなり、前記軸部材１６との摩耗が顕著になるとともに、蛇腹部２２自体の接触圧力が大きくなって摩耗や異音が発生するという問題がある。

本発明の実施形態に係るブーツが等速ジョイントに装着された状態の説明図である。 前記等速ジョイントに装着される前の前記ブーツの構成説明図である。 前記ブーツと従来品のブーツとの比較説明図である。 特許文献１及び特許文献２のフレキシブルブーツの説明図である。

符号の説明

１０…ブーツ １２…等速ジョイント
１４…アウタ部材 １６…軸部材
１８…大径筒部 ２０…小径筒部
２２…蛇腹部 ２４ａ〜２４ｆ…山部
２６ａ〜２６ｆ谷部 ２８ａ〜２８ｌ…傾斜部
３０、３２…バンド ３４…空間部

Claims (6)

1. 自在継手のアウタ部材が挿入される大径筒部と、前記自在継手の軸部材が挿入される小径筒部と、前記大径筒部及び前記小径筒部を連結し且つ前記大径筒部から前記小径筒部に向かって縮径する蛇腹部とを備える自在継手用ブーツであって、
   前記蛇腹部は、複数の山部と谷部とが交互に設けられ、
   前記大径筒部側の山部内周面の開き角度は、前記小径筒部側の山部内周面の開き角度に比べて小さく設定されるとともに、
   前記小径筒部側の山部と谷部とを連ねる傾斜部の肉厚は、前記大径筒部側の山部と谷部とを連ねる傾斜部の肉厚に比べて薄く設定されることを特徴とする自在継手用ブーツ。
2. 自在継手のアウタ部材が挿入される大径筒部と、前記自在継手の軸部材が挿入される小径筒部と、前記大径筒部及び前記小径筒部を連結し且つ前記大径筒部から前記小径筒部に向かって縮径する蛇腹部とを備える自在継手用ブーツであって、
   前記蛇腹部は、複数の山部と谷部とが交互に設けられ、
   前記大径筒部側の山部内周面の開き角度は、前記小径筒部側の山部内周面の開き角度に比べて小さく設定されるとともに、
   前記小径筒部側の山部と谷部との山谷距離は、前記大径筒部側の山部と谷部との山谷距離に比べて短尺に設定されることを特徴とする自在継手用ブーツ。
3. 自在継手のアウタ部材が挿入される大径筒部と、前記自在継手の軸部材が挿入される小径筒部と、前記大径筒部及び前記小径筒部を連結し且つ前記大径筒部から前記小径筒部に向かって縮径する蛇腹部とを備える自在継手用ブーツであって、
   前記蛇腹部は、複数の山部と谷部とが交互に設けられ、
   前記小径筒部側の山部と谷部とを連ねる傾斜部の肉厚は、前記大径筒部側の山部と谷部とを連ねる傾斜部の肉厚に比べて薄く設定されるとともに、
   前記小径筒部側の山部と谷部との山谷距離は、前記大径筒部側の山部と谷部との山谷距離に比べて短尺に設定されることを特徴とする自在継手用ブーツ。
4. 自在継手のアウタ部材が挿入される大径筒部と、前記自在継手の軸部材が挿入される小径筒部と、前記大径筒部及び前記小径筒部を連結し且つ前記大径筒部から前記小径筒部に向かって縮径する蛇腹部とを備える自在継手用ブーツであって、
   前記蛇腹部は、複数の山部と谷部とが交互に設けられ、
   前記大径筒部側の山部内周面の開き角度は、前記小径筒部側の山部内周面の開き角度に比べて小さく設定されるとともに、
   前記小径筒部側の山部と谷部とを連ねる傾斜部の肉厚は、前記大径筒部側の山部と谷部とを連ねる傾斜部の肉厚に比べて薄く設定され、且つ、
   前記小径筒部側の山部と谷部との山谷距離は、前記大径筒部側の山部と谷部との山谷距離に比べて短尺に設定されることを特徴とする自在継手用ブーツ。
5. 請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自在継手用ブーツにおいて、前記ブーツが前記自在継手に取り付けられた状態のブーツ全長は、前記自在継手に取り付けられる前の外力が付与されない状態のブーツ全長に対して８３％〜９０％の範囲内に圧縮されることを特徴とする自在継手用ブーツ。
6. 請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自在継手用ブーツにおいて、前記自在継手は、車両に使用される等速ジョイントであることを特徴とする自在継手用ブーツ。

Images