JP2008002642A - 軸継手用ブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】 耐熱性及び耐油性を両立させて耐久性の向上が図れる軸継手用ブーツを提供する。
【解決手段】 この軸継手用ブーツ１は、等速ジョイント３の端部を閉塞するように設けられ、一端側の小径端部１１を従動シャフト２の前端部外周にブーツバンド１４によって固定される一方、他端側の大径端部１３を等速ジョイントのアウタレース４の後端部外周にブーツアダプタ１５を介して固定され、内側にグリースを封入している。この軸継手用ブーツを、常時グリースが付着する内周側を耐油性のクロロプレンゴム系材料によって形成し、排気管などの熱の影響を受ける外周側を耐熱性のシリコンゴム系材料によって形成した。これによって、潤滑油及び熱による軸継手用ブーツの劣化を防止した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、例えば車両用プロペラシャフトの等速ジョイントなどに適用され、軸継手の端部を包囲して防塵する軸継手用ブーツの改良に関する。

例えば車両用プロペラシャフトの等速ジョイントに適用した従来の軸継手用ブーツとしては、以下の特許文献１に記載されたようなものが知られている。

この軸継手用ブーツは、車両のトランスミッション側に接続された駆動シャフトとデファレンシャル側に接続された従動シャフトとを連結する等速ジョイントの前記従動シャフト側の端部を包囲するように被着固定されている。

この軸継手用ブーツは、全体が耐熱性のシリコンゴムによって円筒状に形成され、小径な一端部が前記従動シャフトの外周部に形成されたブーツ溝に係合すると共にブーツ自体の緊縛力によって従動シャフトの端部に固定されている一方、大径な他端部が等速ジョイントの従動シャフト側の外周端部にブーツカバーを介して固定されている。

そして、前記軸継手用ブーツにより閉塞された内側空間にはグリースが封入され、これによって等速ジョイントの可動部の潤滑や発熱防止に供されている。
実用新案登録第２５７２６２１号公報

ところで、前記従来の軸継手用ブーツを構成するシリコンゴム材料は、耐熱性に非常に優れる性質を有しており、プロペラシャフトに隣接して配置される排気管などの熱の影響には優れた効果を発揮している反面、耐油性には劣る性質となっている。

そこで、前記従来の軸継手用ブーツにあっては、内側に封入されたグリースが常時付着していることから、該ブーツを構成するシリコンゴム材料が経時的に硬化しやすいという問題があった。

この結果、前記ブーツは、等速ジョイントの軸方向の摺動に追従して伸縮する機能が低下してしまい、該等速ジョイントの摺動によってブーツにひび割れなどが生じて耐久性が低下してしまうおそれがある。

本発明は、このような技術的課題に着目して案出されたものであって、耐熱性及び耐油性を両立させて耐久性の向上が図れる軸継手用ブーツを提供するものである。

請求項１に記載の発明は、第１軸部材と第２軸部材とを軸方向へ摺動可能に連結する軸継手の前記第１軸部材又は第２軸部材との結合部を閉塞するように設けられ、前記軸継手を潤滑するグリースを内側に封入すると共に、前記結合部を防塵する軸継手用ブーツであって、前記第１軸部材又は第２軸部材の外周端部に固定される一端部と、前記軸継手の外周端部に固定される他端部と、を有し、内側層を耐油性の第１弾性材によって形成する一方、外側層を耐熱性の第２弾性材によって形成したことを特徴としている。

この発明によれば、内側層を耐油性に優れた弾性材料によって成形したことから、内側に封入したグリースの付着による劣化を防止することができる。一方、外側層を耐熱性に優れた弾性材料によって成形したことから、特に車両用のプロペラシャフトに適用する場合など、前記軸継手用ブーツが常時高温状態におかれた際の熱的劣化を防止することができる。これにより、耐油性と耐熱性の両立が図られ、耐久性の高い軸継手用ブーツが得られる。

請求項２に記載の発明は、前記一端部から前記他端部に向かう途中に、前記他端部側を径方向外側へ折り返す反転部を設けると共に、該反転部における前記第１弾性材及び第２弾性材の少なくともいずれか一方の肉厚を大きく形成したことを特徴としている。

この発明によれば、前記軸継手用ブーツの仕様及び用途に応じて耐熱性又は耐油性の各特性を選択的に向上させることができ、該軸継手用ブーツのより適切な物理的特性が得られる。さらに、前記第１軸部材及び第２軸部材の軸方向の摺動時に伸縮変形して引っ張り力などが最も大きく作用する前記反転部が厚肉となるため、前記軸継手用ブーツの剛性が向上する。

請求項３に記載の発明は、前記一端部の端縁に連続して設けると共に、その内径が前記一端部の内径よりも縮径した延長部を軸方向に沿って延設したことを特徴としている。

この発明によれば、前記一端部を延長し、その延長部の外側端部の内径を前記一端部の内径よりも縮径して形成したことによって、前記一端部の開口が閉塞されるため、該一端部を閉塞するブーツカバーを別途設ける必要がなく、製造コストの低廉化が図れる。

請求項４に記載の発明は、前記第１弾性材をクロロプレンゴム系材料によって構成する一方、前記第２弾性材をシリコンゴム系材料によって構成したことを特徴としている。

この発明によれば、前記第１弾性材を耐油性に優れかつ比較的安価な材料であるクロロプレンゴム系材料によって構成し、前記第２弾性材を耐熱性に優れたシリコンゴム系材料によって構成したことによって、耐油性と耐熱性を両立させて前記軸継手用ブーツの耐久性を確保しつつ製造コストの低廉化も図れる。

以下、本発明に係る軸継手用ブーツの各実施の形態を図面に基づいて詳述する。なお、各実施の形態では、軸継手用ブーツを車両用プロペラシャフトの等速ジョイントであって、ダブルオフセット型の自在継手に適用したものを示している。

図１及び図２は本発明の軸継手用ブーツの第１の実施形態を示し、この軸継手用ブーツ１は、トランスミッション側に接続される第１軸部材である図外の駆動シャフトとデファレンシャル側に接続される第２軸部材である従動シャフト２とを互いに軸方向へ摺動自在に連結する軸継手である等速ジョイント３の前記従動シャフト２側の端部を包囲するように被着固定されている。

駆動シャフトは、等速ジョイント３のアウタレースを構成する保持部４がそのシャフト本体部の後端に一体に設けられ、従動シャフト３は、前記保持部４の内側に挿入配置される小径のスタブ軸５がそのシャフト本体部の前端に一体に設けられている。

等速ジョイント３は、前記保持部４によって構成されたアウタレースと、前記スタブ軸５の先端部外周に設けられた円環状のインナレース６と、このインナレース６と保持部４の間に転動自在に設けられた複数のボール７と、このボール７を保持するケージ８とを備えている。

すなわち、前記軸継手用ブーツ１は、前記保持部４とスタブ軸５に跨って配設され、前記等速ジョイント３の後端側開口を封止している。そして、等速ジョイント３の内部には、該等速ジョイント３に対するスタブ軸５の摺動を潤滑するグリースが充填され、このグリースの外部流出が軸継手用ブーツ１によって阻止されている。

この軸継手用ブーツ１は、軸心方向に沿う縦断面における判断面がほぼＵ字形状をなす円筒状に形成され、内周側に位置する一端部である小径端部１１と、該小径端部１１から他端側に向かって径方向外側へ折り返し状に形成された反転部１２と、該反転部１２によって外周側に延出した他端部である大径端部１３と、を有している。

前記小径端部１１は、内周側に突出して設けられた環状突部１１ａが一体に形成され、この環状突部１１ａが前記スタブ軸５の外周部に形成された円環状のブーツ溝５ａに嵌合しつつ、外周側に切欠形成された環状凹溝１１ｂに沿って巻回された前記ブーツバンド１４によって前記スタブ軸５の外周部に締め付け固定されている。

前記大径端部１３は、縦断面ほぼ円形状に形成されており、その周縁部を巻き込むようにして円筒状のブーツアダプタ１５の一端部にかしめ固定され、このブーツアダプタ１５の他端部が前記保持部４の後端部外周にかしめ固定されることによって、前記保持部４に連結固定されている。

そして、前記小径端部１１及び大径端部１３は、前記反転部１２及びその近傍と比べて厚肉に形成されている。これによって、軸継手用ブーツ１の固定部の強度が確保されている。

また、前記環状突部１１ａの内周面には、軸方向の一端から他端に連続する複数の通気溝１６が周方向にほぼ等間隔に形成されている。この通気溝１６は、前記ブーツバンド１４によって圧迫される環状突部１１ａと前記スタブ軸５のブーツ溝５ａの間に、軸継手用ブーツ１の内外を連通するエア抜き通路を形成している。

さらに、前記スタブ軸５のブーツ溝５ａに隣接する外周部には、前記小径端部１１を包囲するゴム製のブーツカバー１７が取り付けられている。このブーツカバー１７は、シリコンゴムによって一体に形成され、前記ブーツ溝５ａに隣接して形成された環状溝５ｂに嵌合固定される取付基部１７ａと、この取付基部１７ａから段差状に拡径して前記小径端部１１の外周面を非接触状態で覆う被覆部１７ｂと、この被覆部１７ｂの先端に延設されて小径端部１１における付根部近傍の外周面に接触するリップ部１７ｃとを備え、該リップ部１７ｃの先端部内周面には、前記被覆部１７ｂによって画成された空間部をブーツカバー１７の外部に連通させる通気溝１８が形成されている。

また、前記軸継手用ブーツ１は、前記小径端部１１から大径端部１３にわたってほぼ全体が二層に形成され、内側層が耐油性及び引っ張りなどの機械的強度に優れたクロロプレンゴム系材料からなる第１弾性材１９によって構成されている一方、外側層が耐熱性及び耐水性などに優れた従来と同様のシリコンゴム系材料からなる第２弾性材２０によって構成されている。

前記第１弾性材１９は、ほぼ均一の肉厚に形成され、一端が前記小径端部１１の端縁まで形成され、他端が前記大径端部１３の被固定部と重複しない位置まで形成されている。また、前記第１弾性材１９は、小径端部１１を構成する外周側の面に、外方へ突出した係合突部２１が設けられている。

一方、前記第２弾性材２０は、ブーツ全体の肉厚に対して十分に大きく厚肉に形成され、前記小径端部１１を構成する内周側の面には、前記係合突部２１に対応して外方へ窪んだ凹状の係止溝２２が切欠形成されている。

そして、第１弾性材１９と第２弾性材２０は、前記係止溝２２に前記係合突部２１を係合させつつ、互いの接触面に接着剤を塗布することによって接合されている。

したがって、この実施の形態によれば、前記軸継手用ブーツ１を二層構造として、内側層に耐油性を有する第１弾性材１９を配置したため、軸継手用ブーツ１内に封入されたグリースが内壁面に常時付着しても、該軸継手用ブーツ１が化学変化により硬化してしまうおそれがない。さらに、外側層に耐熱性を有する第２弾性材２０を配置したことから、プロペラシャフトに隣接して配置される排気管などの熱によって軸継手用ブーツ１に悪影響が及ぼされるおそれもない。これにより、軸継手用ブーツ１において耐油性と耐熱性とを両立させて、該軸継手用ブーツ１の耐久性を向上させることができる。

また、前記小径端部１１において、第１弾性材１９の外周面に係合突部２１を設け、第２弾性材２０の内周面に係止溝２２を設けて、両弾性部材１９，２０を互いに係合固定したことによって、接着剤の接着作用に加えて前記係合固定による係止作用がはたらくことから、前記従動シャフト２のスタブ軸５が等速ジョイント３を介して軸方向に摺動した際の各弾性部材１９，２０の相対的な位置ずれをより効果的に防止することができる。

しかも、前記係合部は、前記両弾性部材１９，２０の接合する際の位置決めとしての役割も果たすことから、軸継手用ブーツ１の接合作業を容易に行うことができ、該作業性の向上に伴って製造コストの低廉化が図れる。

図３及び図４は本発明の第２の実施の形態を示し、基本的な構成は前記第１の実施の形態と同様であり、前記係合突部２１と前記係止溝２２とを、前記第１弾性材１９及び第２弾性材２０に対して前記第１の実施の形態と対称に形成したものである。

したがって、この実施の形態においても、前記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

図５及び図６は本発明の第３の実施の形態を示し、前記第１の実施の形態の第１弾性材１９と第２弾性材２０の係合構造を変更したものであり、前記係合突部２１を縦断面ほぼ円形状に形成して軸方向に複数並べて形成し、この係合突部２１の形状に合わせて前記係止溝２２の形状を変更したものである。

これにより、前記係合突部２１と係止溝２２とがより強固に係合固定され、軸方向に加えて軸直角方向の移動も規制することが可能となっている。したがって、前記第１弾性材１９と第２弾性材２０とを接合する際の位置決め性がより向上すると共に、両弾性部材１９，２０のより高い位置ずれ防止効果が得られる。

図７及び図８は第４の実施の形態を示し、基本的な構成は前記第１の実施の形態と同様であり、前記第１弾性材１９の大径端部１３側の端部１９ａを厚肉に形成すると共に先端先細りとなるテーパ形状に形成したものである。

これによって、ブーツアダプタ１５の組付時において、該ブーツアダプタ１５の内周面に対する前記第１弾性材１９の端部１９ａの接触面積が拡大することから、この接触面積の拡大に伴って前記端部１９ａとブーツアダプタ１５との間の摩擦抵抗が増大するため、第１弾性材１９をブーツアダプタ１５に強固に固定させることができる。したがって、前記スタブ軸５の軸方向の摺動に伴って軸継手用ブーツ１の伸縮運動が繰り返されても、前記大径端部１３における第１弾性材１９の端部１９ａの脱落（はがれ）を防止することができ、軸継手用ブーツ１の耐久性がより高められる。

図９及び図１０は本発明の第５の実施の形態を示し、前記第１の実施の形態における第１弾性材１９の大径端部１３側の端部１９ａを内方へ折り返し状に延長し、大径端部１３を構成する第２弾性材２０の端部２０ａの外周面全体を包み込むように形成したものである。

これにより、前記大径端部１３が比較的高い機械的強度を有する第１弾性材１９により保護されるため、大径端部１３にブーツアダプタ１５をかしめ固定する際に作用する剪断力によって大径端部１３が破損することを防止できると共に、軸継手用ブーツ１の伸縮運動時に前記かしめ固定部に作用する引っ張り力などに起因する軸継手用ブーツ１の破損を抑制することができる。したがって、前記軸継手用ブーツ１の耐久性の向上が図れる。

図１１及び図１２は本発明の第６の実施の形態を示し、前記第１の実施の形態における第１弾性材１９の小径端部１１側の端部１９ｂを外方へ折り曲げ状に延長し、前記第２弾性材２０の端縁を覆うような縦断面ほぼＬ字形状に形成したものである。

よって、前記第１弾性材１９の端部１９ｂによって第２弾性材２０の小径端部１１側の端部を保護したことから、該端部の経時劣化などに起因する破損の進行を抑制することが可能となる。しかも、第１弾性材１９の端部１９ｂによって第２弾性材２０の軸方向の移動が規制されることから、前記軸継手用ブーツ１の伸縮運動時において、第１弾性材１９に対する第２弾性材２０の位置ずれを防止することができる。

図１３及び図１４は本発明の第７の実施の形態を示し、前記第１の実施の形態における第２弾性材２０の大径端部１３側の端部２０ａを薄肉に形成し、該端部２０ａを外方へ折り返し状に延長すると共に大径端部１３を構成する第１弾性材１９の端部１９ａの外周面全体を包み込むように形成したものである。

よって、ブーツアダプタ１５の内周面に接触して外部からの熱の影響を受け易い部位が耐熱性の高い第２弾性材２０により保護されているため、軸継手用ブーツ１の耐久性の向上が図れる。

図１５及び図１６は本発明の第８の実施の形態を示し、第７の実施の形態における第１弾性材１９の反転部１２の肉厚のみを部分的に大きく形成したものである。

前記軸継手用ブーツ１の伸縮運動時に最も負荷のかかる反転部１２における第１弾性材１９の肉厚を部分的に厚く形成したことによって、軸継手用ブーツ１の伸縮部の剛性が向上して該伸縮部の過度の変形が防止されることから、軸継手用ブーツ１の耐久性の向上が図れる。しかも、比較的高い材料コストを有する第１弾性材１９を部分的に厚肉に形成したことから、製造コストの高騰化を最小限に抑えられる。

図１７及び図１８は本発明の第９の実施の形態を示し、前記第１の実施の形態における第１弾性材１９の反転部１２を除く部位が厚肉に形成され、小径端部１１及び大径端部１３近傍が第１弾性材１９のみによって形成されている。換言すれば、第２弾性材２０がブーツアダプタ１５の開口部１５ａを通じて外部に露出する部位のみに配置され、残余の部位は第１弾性材１９によって構成されている。

前記軸継手用ブーツ１の固定部近傍を第１弾性材１９のみによって構成したため、該軸継手用ブーツ１の取付剛性を高めることができる。そして、外部から直接的に熱の影響を受ける部位については、比較的厚肉な第２弾性材２０によって形成したため、軸継手用ブーツ１の外部熱による劣化を防止することができる。このように、軸継手用ブーツ１の各部位を、それぞれ適切な特性を有する弾性部材により形成したことから、材料コストを有効に活用することができると共に、耐油性、耐熱性、強度のバランスを図られ、軸継手用ブーツ１の耐久性を効果的に向上させることができる。

図１９及び図２０は本発明の第１０の実施の形態を示し、前記第５の実施の形態において第１弾性材１９と第２弾性材２０を接着する部位を小径端部１１及び大径端部１３のみとして、該小径端部１１及び大径端部１３を除く部位における第１弾性材１９と第２弾性材２０の間に空気層２３を形成したものである。

前記軸継手用ブーツ１の固定部を除く部位における第１弾性材１９と第２弾性材２０の間に空気層２３を形成したことによって、外部からの熱を受け易い部位の断熱効果が高められ、耐熱性に劣る第１弾性材２０の熱的劣化がより効果的に防止される。したがって、軸継手用ブーツ１の耐久性のさらなる向上が図れる。

図２１及び図２２は本発明の第１１の実施の形態を示し、基本的な構成は第１の実施の形態と同様であり、異なるところは、前記ブーツカバー１７が廃止され、第２弾性材２０の小径端部１１側の端部２０ｂに、該端部２０ｂから軸方向に延出する延長部２４が一体に形成されている。

この延長部２４は、前記スタブ軸５の環状溝５ｂのほぼ中間位置まで延設され、その先端が先細り状に形成されている。そして、その先端縁２４ａの内径ｒ１が、前記小径端部１１における第２弾性材２０の内径ｒ２よりも小さく設定され、かつ前記環状溝５ｂの外径ｒ３よりも若干小さく設定されている。

前記第２弾性材２０の端部２０ｂに前記延長部２４を延設し、その先端縁２４ａにスタブ軸５に対する僅かに締め代を設けたことによって、軸継手用ブーツ１の内外の連通が基本的に遮断され、外部からの異物の侵入が防止される。しかも、前記締め代が小さく設定されていることから、前記通気溝１６によるエア抜きが可能となっている。したがって、前記小径端部１１の開口部を閉塞するブーツカバー１７が不要となり、部品点数の低減による製造コストの低廉化が図れる。

図２３及び図２４は本発明の第１２の実施の形態を示し、前記第１１の実施の形態において小径端部１１を構成する第１弾性材１９の端部１９ｂについても延長し、該端部１９ｂを軸方向に沿って前記延長部２４の先端縁２４ａの位置まで延設したものである。

これにより、前記第１１の実施の形態の作用効果に加えて、第１弾性材１９の延長により前記延長部２４の剛性が高められるため、軸継手用ブーツ１の耐久性の向上が図れる。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、第１弾性材１９をニトリルゴム系材料やクロロスルフォン化ポリエチレンなどのより高い機械的強度及び耐油性を有する合成ゴム材料によって形成することが可能であり、第２弾性材２０をニトリルゴム系材料やエチレンプロピレンゴムなどのより高い機械的強度及び耐熱性を有する合成ゴム材料によって形成することも可能である。

また、ブーツカバー１６の構成材料についても、シリコンゴムに限定されるものではなく、前記第２弾性材２０と同様に、より硬質な耐熱性を有する合成ゴム材料によって形成することも可能である。

そして、前記第１弾性材１９と第２弾性材２０との接合は、接着剤による接合に限定されるものではなく、加硫接着によって行うことも可能である。

また、前記軸継手用ブーツ１は、例えば前記ボール７がローラによって構成されるトリポード型自在継手など各種自在継手に適用することができる。

本発明に係る軸継手用ブーツの第１の実施の形態を示す縦断面図である。 図１の要部を拡大した半断面図である。 本発明に係る軸継手用ブーツの第２の実施の形態を示す縦断面図である。 図３の要部を拡大した半断面図である。 本発明に係る軸継手用ブーツの第３の実施の形態を示す縦断面図である。 図５の要部を拡大した半断面図である。 本発明に係る軸継手用ブーツの第４の実施の形態を示す縦断面図である。 図７の要部を拡大した半断面図である。 本発明に係る軸継手用ブーツの第５の実施の形態を示す縦断面図である。 図９の要部を拡大した半断面図である。 本発明に係る軸継手用ブーツの第６の実施の形態を示す縦断面図である。 図１１の要部を拡大した半断面図である。 本発明に係る軸継手用ブーツの第７の実施の形態を示す縦断面図である。 図１３の要部を拡大した半断面図である。 本発明に係る軸継手用ブーツの第８の実施の形態を示す縦断面図である。 図１５の要部を拡大した半断面図である。 本発明に係る軸継手用ブーツの第９の実施の形態を示す縦断面図である。 図１７の要部を拡大した半断面図である。 本発明に係る軸継手用ブーツの第１０の実施の形態を示す縦断面図である。 図１９の要部を拡大した半断面図である。 本発明に係る軸継手用ブーツの第１１の実施の形態を示す縦断面図である。 図２１の要部を拡大した半断面図である。 本発明に係る軸継手用ブーツの第１２の実施の形態を示す縦断面図である。 図２３の要部を拡大した半断面図である。

符号の説明

１…軸継手用ブーツ
２…従動シャフト（第１軸部材）
３…等速ジョイント（軸継手）
１１…小径端部
１２…反転部
１３…大径端部
１９…第１弾性材
２０…第２弾性材

Claims (4)

1. 第１軸部材と第２軸部材とを軸方向へ摺動可能に連結する軸継手の前記第１軸部材又は第２軸部材との結合部を閉塞するように設けられ、前記軸継手を潤滑するグリースを内側に封入すると共に、前記結合部を防塵する軸継手用ブーツであって、
   前記第１軸部材又は第２軸部材の外周端部に固定される一端部と、
   前記軸継手の外周端部に固定される他端部と、を有し、
   内側層を耐油性の第１弾性材によって形成する一方、
   外側層を耐熱性の第２弾性材によって形成したことを特徴とする軸継手用ブーツ。
2. 前記一端部から前記他端部に向かう途中に、前記他端部側を径方向外側へ折り返す反転部を設けると共に、該反転部における前記第１弾性材及び第２弾性材の少なくともいずれか一方の肉厚を大きく形成したことを特徴とする請求項１に記載の軸継手用ブーツ。
3. 前記一端部の端縁に連続して設けると共に、その内径が前記一端部の内径よりも縮径した延長部を軸方向に沿って延設したことを特徴とする請求項１又は２に記載の軸継手用ブーツ。
4. 前記第１弾性材をクロロプレンゴム系材料によって構成する一方、前記第２弾性材をシリコンゴム系材料によって構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の軸継手用ブーツ。
   

Images