JP2008082432A - 等速ジョイント用ブーツ締結構造 - Google Patents

Abstract

【課題】クランプ締結によるブーツの締結部の広がりを抑制し、ブーツ内周面に形成したシールリブのシール性に優れた等速ジョイント用ブーツ締結構造を提供。
【解決手段】従動側シャフト８及び駆動側シャフト９を連結するジョイント４と、ジョイント４の外周面４１に保持されジョイント部４を被覆するブーツ３０と、ブーツ３０の外周面１００を締結するクランプ５とをもつ。ブーツ３０は、ジョイント部４の一部材であるアウターケース４１に固定される大径嵌着部１を有する。大径嵌着部１の外周面１００には、クランプ５により締結される締結部１０が形成されている。大径嵌着部１の内周面１０１には、軸方向に所定の間隔を隔てて形成されアウターケース４１の外周面４１１に弾接する複数のシールリブ１４〜１６と、締結部１０から径内方向に向けて形成された肉抜き溝１３とが形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両のドライブシャフトなどに用いられている等速ジョイントを被覆して、封入されたグリースの漏出や外部からの異物の侵入を防止する等速ジョイント用ブーツ締結構造に関する。

車両のドライブシャフトなどに用いられている等速ジョイントは、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、ゴムなどの合成樹脂製で、例えば、大径嵌着部と、大径嵌着部よりも小径の小径嵌着部と、大径嵌着部と小径嵌着部との間を連結する蛇腹部とから構成されている。大径嵌着部は、駆動側または従動側の一方のシャフトに設けられたアウターケースの外周面に、クランプにて固定される。小径嵌着部は、アウターケース内に揺動可能に保持された駆動側または従動側の他方のシャフトに、クランプで固定される。

従来、図８に示すように、大径嵌着部１の外周面１００は、クランプ５で締結される締結部１０と、締結部１０から径内方向に向けて形成されたリング状の肉抜き溝１３とを有する。大径嵌着部１の内周面１０１は、アウターケース４１の外周面４１１に弾接するシールリブ１４〜１６を有する。肉抜き溝１３は、大径嵌着部１の径方向の厚みによって成形後の収縮に起因するシールリブ１４〜１６のヒケを防止するために形成されている。

しかしながら、大径嵌着部１は、その軸方向の略中央に肉抜き溝１３が形成されているため、その軸方向の内方（図中の左側）の内方部１７１とその外方（図中の右側）の外方部１７２に分断されている。外方部１７２は、内方部１７１に対して、肉抜き溝１３の底部の薄肉部で連結されている。このため、大径嵌着部１の締結部１０をクランプ５でかしめると、大径嵌着部１の軸方向の外方部１７２が、肉抜き溝１３の外側方向Fに倒れ込み、締結部１０が軸方向に広がってしまう。このため、クランプ５による径内方向の締結力がシールリブ１４〜１６に伝達されにくくなり、シールリブ１４〜１６のシール性が低下する。特に、大径嵌着部１の外方部１７２に位置するシールリブ１６のシール性の低下が大きい。

特許文献１には、肉抜き溝を横切る連結壁を形成して、肉抜き溝の両側の側壁の倒れを防止することが開示されている。
特開２００６−９７８８１号公報

本発明は上記特許文献とは異なる手段により、クランプ締結によるブーツの締結部の広がりを抑制し、ブーツ内周面に形成したシールリブのシール性に優れた等速ジョイント用ブーツ締結構造を提供することを課題とする。

課題を解決するための手段及び効果

上記課題を解決する本発明の等速ジョイント用ブーツ締結構造は、駆動側シャフト及び従動側シャフトを連結するジョイントと、ジョイントの外周面に保持されジョイントを被覆するブーツと、ブーツの外周面を締結するクランプと、をもち、ブーツは、互いに離間して同軸的に配置された第一筒部及び第二筒部と、第一筒部と第二筒部を一体的に連結する伸縮性の蛇腹部とをもつブーツとを有し、第一筒部及び第二筒部の少なくとも一方は、その外周面に形成されクランプにより締結されている締結部と、その内周面に形成されジョイントの外周面に弾接しているシールリブと、締結部から径内方向に向けて形成された肉抜き溝とを有する等速ジョイント用ブーツ締結構造において、クランプには、径内方向に屈曲した複数の係合爪が形成されており、係合爪は肉抜き溝の両側の締結部に対して係合していることを特徴とする。

上記構成によれば、肉抜き溝の両側の締結部にはクランプの係合爪が係合しているため、締結部の肉抜き溝の両側の形状が保持される。このため、締結部が軸方向に広がることを防止できる。したがって、クランプの締結力をシールリブに確実に伝達することができる。ゆえに、シールリブは優れたシール性を発揮できる。

ここで、本明細書において、「軸方向」とは、クランプにて相手部材に固定された、第一筒部及び第二筒部の少なくとも一方の筒部の軸方向をいう。「径内方向」とは、該筒部の径内方向をいい、「径外方向」とは、該筒部の径外方向をいう。

以上のように、本発明によれば、クランプ締結によるブーツの締結部の広がりを抑制し、ブーツ内周面に形成したシールリブのシール性に優れた等速ジョイント用ブーツ締結構造を提供することができる。

クランプは、第一筒部及び第二筒部の少なくとも一方の締結部をかしめ締結している。クランプは、締結部の外周面に沿ったリング形状であり、その周方向の少なくとも一部に複数の係合爪を有している。複数の係合爪は、肉抜き溝の両側の締結部に係合する位置であって、クランプの軸方向の少なくとも外方部側の位置に形成する。

好ましくは、係合爪は、クランプの軸方向の両側に形成されている。この場合には、締結部の広がりを効果的に抑制できる。

係合爪は、締結部をもつ第一筒部及び第二筒部の少なくとも一方の軸方向の端部に係合されていることが好ましい。これにより、締結部の広がりを効果的に抑制できる。更に好ましくは、係合爪は筒部の軸方向の両端部に係合されていることである。これにより、締結部の広がりを確実に抑制できる。

また、係合爪を一方の端部に係合させる場合には、筒部の軸方向における蛇腹部と連結されていない側の外方部の端部に係合させるのが好ましい。外方部は、肉抜き溝によって内方部と分断されているため、クランプ締結により軸方向の外側へ倒れ込みやすい部分である。このため、外方部の端部に係合爪を係合させることにより、外方部の端部の倒れ込みを確実に抑制できる。

ブーツにおける第一筒部及び第二筒部の少なくとも一方の筒部は、該筒部の外周面に形成されクランプにより締結されている締結部と、該筒部の内周面に形成されジョイントの外周面に弾接している１または２以上のシールリブと、締結部から径内方向に向けて形成された肉抜き溝とを有する。

たとえば、締結部は、クランプの係合爪を係合する係合溝を有する。この場合、係合溝の深さは、係合爪の長さよりも大きいことが好ましい。これにより、係合爪が係合溝の底部に当接してクランプが締結部から離間することが抑制され、クランプが締結部を確実に締結することができる。

シールリブは、クランプの係合爪が係合されている係合部に対して、軸方向位置が異なることが好ましい。係合部は、係合爪が係合溝の底部に当接しないようになっている。このため、係合部がシールリブと軸方向が同じ位置に形成されていると、クランプの締結力が低下する場合がある。したがって、シールリブは、係合部に対して軸方向の位置をずらして、クランプの締結力を十分に伝達させることがよい。

シールリブの軸方向の位置は、係合爪の間であることが必要である。この場合には、クランプによる締結力がシールリブに確実に伝わる。このため、シールリブの軸方向位置が係合爪の間であることが、シールリブのシール性を確保するためには必要である。

ブーツは、合成樹脂からなり、たとえば、ＴＰＥ（ポリエステル系熱可塑性エラストマー）、ＴＰＯ（ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー）などの熱可塑性エラストマー樹脂、ゴムを用いて、ブロー成形、インジェクションブロー成形などの公知の方法で成形することができる。クランプは、たとえば、ステンレスなどの剛性材料からなる。

シールリブが弾接するジョイントは、一般的には、等速ジョイントの駆動側及び従動側のうちの一方のシャフトに固定されたアウターケースであるが、駆動側及び従動側のうちの他方のシャフトの軸部でもよい。いずれの場合にも、クランプにおける筒部の径方向の肉厚が厚い部分に対応する部分に係合爪を形成することにより、筒部の外方部の外側への倒れこみを防止でき、シールリブのシール性を効果的に高めることができる。

以下、実施例及び比較品により本発明を具体的に説明する。

（実施例１）
本発明の一実施例にかかる等速ジョイント用ブーツ締結構造は、図１〜図３に示すように、駆動側シャフト９及び従動側シャフト８を連結するジョイント４と、ジョイント４の構成部材であるアウターケース４１の外周面４１１に保持されジョイント部４を被覆するブーツ３０と、ブーツ３０の外周面１００を締結するクランプ５とをもつ。

ブーツ３０は、図１、図２に示すように、第一筒部としての筒状の大径嵌着部１と、大径嵌着部１から離間して配置され大径嵌着部１よりも小さい径をもつ第二筒部としての筒状の小径嵌着部２と、大径嵌着部１と小径嵌着部２とを一体に連結する略円錐台形状の伸縮性の蛇腹部３とからなる。

図２に示すように、大径嵌着部１の外周面１００には、クランプ５により締結されるリング状の締結部１０が形成されている。大径嵌着部１の内周面１０１には、軸方向に所定の間隔を隔てて形成されアウターケース４１の外周面４１１に弾接する複数のシールリブ１４，１５，１６と、締結部１０から径内方向に向けて形成された肉抜き溝１３とが形成されている。

クランプ５は、大径嵌着部１の締結部１０をかしめている。クランプ５は、締結部１０の形状に沿ったリング形状であり、その周方向の一部に３つの係合爪５１，５２を有している。

係合爪５１，５２は、肉抜き溝１３の両側の締結部１０に係合している。係合爪５１，５２は、クランプ５の軸方向の両側に形成されている。一方の係合爪５１は、締結部１０をもつ大径嵌着部１の軸方向の外方側（図中の右側）の端部１１に係合されている。他方の係合爪５２は、締結部１０に設けられた係合溝１２に係合されている。係合爪５１，５２は、大径嵌着部１の肉厚部１９に対応する部分及び、肉薄部１８と肉厚部１９との間の中肉部１９１に形成されている。

係合爪５１と係合爪５２の間の距離は、クランプ締結前の締結部１０の端部１１と係合溝１２の間の距離とほぼ等しい。

図４に示すように、係合爪５２を係合している係合溝１２の深さＬ２は、係合爪５２の長さＬ１よりも大きい。このため、係合爪５２は係合溝１２の底部１２９に当接しないようになっている。また、係合溝１２の幅Ｈ２は、係合爪５１の幅Ｈ１よりも大きい。

図２に示すように、締結部１０は、幅広の略平坦部分である。締結部１０の幅は、クランプ５の幅とほぼ等しい。

図２に示すように、締結部１０の軸方向の略中央部には、径内方向に大きく窪む肉抜き溝１３が形成されている。肉抜き溝１３は、大径嵌着部１の周方向全体にリング状に形成されている。肉抜き溝１３の幅は、底部１３２から開口周縁１３９に向けて広がっている。

大径嵌着部１の内周面１０１には、３つのシールリブ１４、１５、１６が形成されている。シールリブ１４〜１６は、クランプ５の係合爪５１，５２が係合されている端部１１及び係合溝１２に対して、軸方向位置が異なる。シールリブ１４〜１６の軸方向の位置は、係合爪５１，５２が係合する端部１１と係合溝１２との間に位置している。３つのシールリブ１４〜１６のうちの中央のシールリブ１５は肉抜き溝１３の底部１３２に位置している。シールリブ１４〜１６の突出量は互いに同じである。

図１、図３に示すように、大径嵌着部１は、トリポートタイプのアウターケース４１の外周面４１１に固定される。トリポートタイプのアウターケース４１は、周方向の３カ所が径方向に突出している。このような形状のアウターケース４１に固定される大径嵌着部１は、その内周面１０１がアウターケース４１の外形に沿った非円形断面であり、その外周面１００は円形断面である。したがって、大径嵌着部１における、アウターケース４１の突出部４１８に対向する部分は、肉薄部１８となり、アウターケース４１の窪み部４１９に対向する部分は、肉薄部１８よりも肉薄の肉厚部１９となる。アウターケース４１の内部には、先端に３個のローラ４５が回動自在に保持された従動側シャフト８が、ローラ４５側から挿入される。

小径嵌着部２は、大径嵌着部１と同様に、クランプ５７で締結される締結部２２と、従動側シャフト８の軸部８５に固定されるシール部２４とを有する。小径嵌着部２を締結するクランプ５７には係合爪はない。これは、小径嵌着部２の径方向の肉厚が薄いため、クランプ締結の際に締結部が広がりにくいため、係合爪の必要性が低いためである。もっとも、小径嵌着部２が肉厚である場合には、係合爪を有するクランプで締結することにより、外側へ広がろうとする締結部の形状を保持しシール性を向上させることができる。

図２に示すように、ブーツ３０が被覆しているジョイント４は、駆動側シャフト９に一体に固定されたアウターケース４１と、アウターケース４１の内部に回動自在に連結されたローラ４５と、ローラ４５を連結した従動側シャフト８の後方部８０とを有する。

ブーツ３０を作製するにあたっては、たとえば、ＴＰＥ、ＴＰＯなどの熱可塑性エラストマー樹脂を用いて、ブロー成形する。クランプ５はステンレス材料から公知の方法で作製される。

図３に示すように、ブーツ３０は、ジョイント４を被覆し、ジョイント４のアウターケース４１には大径嵌着部１を、従動側シャフト８の軸部８５には小径嵌着部２を嵌め込む。そして、大径嵌着部１及び小径嵌着部２の締結部１０、２２にクランプ５、５７をかしめて締結する。

等速ジョイント用のブーツ３０は、従動側シャフト８と駆動側シャフト９とのジョイント部４を覆うことにより、その内部のグリースの漏れを防止するとともに内部に水や埃の侵入を防止する。ブーツ３０の大径嵌着部１の内周面１０１には、ジョイント４の一部材であるアウターケース４１を弾接させて、その外周面側からクランプ５により締結することにより固定する。アウターケース４１は、駆動側シャフト９の端部に固定されており、その形状は軸方向の一方に開口するカップ形状である。また、小径嵌着部２は、従動側シャフト８の軸部８５に固定する。アウターケース４１の内部には、同軸的に従動側シャフト８が挿入されている。駆動側シャフト９のアウターケース４１と従動側シャフト８との間には３つのローラ４５が介在されていて、駆動側シャフト９と従動側シャフト８とを揺動自在に連結し、従動側シャフト８から駆動側シャフト９へ回転トルクが等速で伝達される。

（変形例）
実施例１のクランプ５の一方の係合爪５２は、締結部１０に形成された係合溝１２に係合されているが、図５に示すように、両方の係合爪５１，５２とも、大径嵌着部１の軸方向の両方の端部１１，１２１に係合されていてもよい。
また、図６に示すように、一方の係合爪５２は大径嵌着部１の軸方向の内方部１７１の端部１２１に係合され、他方の係合爪５１は締結部１０に形成された係合溝１１１に係合されていてもよい。

さらに、図７に示すように、クランプ５の軸方向の端部以外の中間部５０に係合爪５２を形成してもよい。いずれの場合にも、係合爪５１，５２は肉抜き溝１３を軸方向にまたいで肉抜き溝１３の両側の締結部１０を挟持しているため、締結部１０の広がりが防止される。

なお、実施例１では大径嵌着部１が固定されるアウターケース４１は駆動側シャフト９に固定され、小径嵌着部２は従動側シャフト８の軸部８５に固定されているが、大径嵌着部１が固定されるアウターケース４１は駆動側シャフトに固定され、小径嵌着部２は従動側シャフトの軸部に固定されていてもよい。

（比較例）
本比較例に係る等速ジョイント用ブーツ締結構造では、図８に示すように、クランプ５に係合爪が形成されていない。また、大径嵌着部１の締結部１０には係合溝が形成されていない。その他の点は、実施例１と同様である。

（実験例）
実施例１と比較例の等速ジョイント用ブーツのシールリブのシール面圧を測定した。肉抜き溝の溝幅は３ｍｍ、肉厚部における肉抜き溝の溝深さは７．８ｍｍ、周方向の溝長さは２５ｍｍ、肉薄部における肉抜き溝の溝深さは０．６ｍｍとした。実施例１のクランプの幅は１２ｍｍ、比較例のクランプの幅は１０ｍｍとした。

シールリブの面圧は、圧力センサを用いて測定した。シールリブ１４、１５，１６の全体の面圧を記録した。測定結果を図９に示した。

同図より知られるように、実施例１ではシール面圧が３５ＭＰａであり、比較例では１７ＭＰａであった。このことから、実施例のブーツ締結構造では、比較例のブーツ締結構造に比べてシール面圧が格段に向上したことが明らかになった。これは、図２に示すように、肉抜き溝１３の両側の締結部１０にはクランプ５の係合爪５１，５２が係合しているため、締結部１０の肉抜き溝１３の両側の形状が保持される。このため、締結部１０が軸方向に広がることが防止され、クランプ５の締結力をシールリブ１４〜１６に確実に伝達することができたため、高いシール圧が得られたものと考えられる。

これに対して、比較例では、大径嵌着部１の締結部１０をクランプ５でかしめると、大径嵌着部１の軸方向の外方部１７２が、軸方向の外方側に変形する。このため、クランプ５による径内方向の応力がシールリブ１４〜１６に伝達されにくくなり、シールリブ１４〜１６のシール性が低下したものと考えられる。

実施例１の等速ジョイント用ブーツを相手部材に固定する方法を示す斜視図である。 実施例１のブーツの大径嵌着部の締結構造の軸方向断面図である。 実施例１のブーツ締結構造の断面説明図である。 実施例１のクランプの係合爪とブーツの係合溝の形状を説明する断面説明図である。 変形例としての実施例１のブーツの大径嵌着部の締結構造の軸方向断面図である。 変形例としての実施例１のブーツの大径嵌着部の締結構造の軸方向断面図である。 変形例としての実施例１のブーツの大径嵌着部の締結構造の軸方向断面図である。 比較例の等速ジョイント用ブーツの大径嵌着部の軸方向断面図である。 実施例１と比較例の等速ジョイント用ブーツのシール面圧の測定結果を示す説明図である。

符号の説明

１：大径嵌着部、１０：締結部、１１，１２１：端部，１２、１１１：係合溝、１２締結部、１３：肉抜き溝、１４、１５，１６：シールリブ、１８：肉薄部、１９：肉厚部、１００：外周面、１０１：内周面、２：小径嵌着部、３：蛇腹部、３０：等速ジョイント用ブーツ、４：ジョイント部、４１：アウターケース、５：クランプ、５１，５２：係合爪。

Claims (5)

1. 駆動側シャフト及び従動側シャフトを連結するジョイントと、該ジョイントの外周面に保持され該ジョイントを被覆するブーツと、該ブーツの外周面を締結するクランプと、をもち、
   前記ブーツは、互いに離間して同軸的に配置された第一筒部及び第二筒部と、該第一筒部と第二筒部を一体的に連結する伸縮性の蛇腹部とをもつブーツとを有し、
   前記第一筒部及び前記第二筒部の少なくとも一方は、その外周面に形成され前記クランプにより締結されている締結部と、その内周面に形成され前記ジョイントの外周面に弾接しているシールリブと、前記締結部から径内方向に向けて形成された肉抜き溝とを有する等速ジョイント用ブーツ締結構造において、
   前記クランプには、前記径内方向に屈曲した複数の係合爪が形成されており、該係合爪は前記肉抜き溝の両側の前記締結部に対して係合していることを特徴とする等速ジョイント用ブーツ締結構造。
2. 前記締結部は、前記クランプの前記係合爪を係合する係合溝を有することを特徴とする請求項１記載の等速ジョイント用ブーツ締結構造。
3. 前記係合爪は、前記クランプの軸方向の両端に形成されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の等速ジョイント用ブーツ締結構造。
4. 前記係合爪は、前記締結部をもつ前記第一筒部及び前記第二筒部の少なくとも一方の端部に係合されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の等速ジョイント用ブーツ締結構造。
5. 前記シールリブの軸方向の位置は、前記係合爪の間であることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の等速ジョイント用ブーツ締結構造。

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