JP2009085265A - 等速ジョイント用ブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明はシール性に優れた等速ジョイント用ブーツを提供することを課題とする。
【解決手段】大径嵌着部１と、大径嵌着部１から離間して配置された小径嵌着部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とからなり、大径嵌着部１の外周面１１にはクランプ５により締結されるリング状の締結部１２が形成されている。大径嵌着部１は、締結部１２から径内方向に向けて形成された肉抜溝１３によって、蛇腹部側の前方部１７１とその後方の後方部１７２とに分断されている。この前方部端面１７１ａに大径嵌着部１を軸方向に支持する支持部６が前方部１７１と一体に形成されている。支持部６は後方部端面１７２ａに設けてもよい。
【選択図】図４

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、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１１は、クランプで締結される締結部１２と、締結部１２から径内方向に向けて形成された肉抜溝１３とを有する。大径嵌着部１の内周面１０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を有する。肉抜溝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溝１３が形成されているため、蛇腹部３側の前方部１７１とその後方の後方部１７２に分断されている。前方部１７１は、後方部１７２に対して、肉抜溝１３の底部１３２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１２をクランプ５でかしめると、大径嵌着部１の前方部１７１が、蛇腹部３側Fに倒れ込んだり、後方部１７２が後方へ傾斜したりするおそれがある。したがって、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。

特許文献１には、肉抜溝を横切る連結壁を形成して、肉抜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、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を提供することを課題とする。

上記課題を解決する本発明の等速ジョイント用ブーツは、大径の第一筒部と、大径の第一筒部よりも小径で該大径の第一筒部から離間して同軸的に配置された第二筒部と、第一筒部と第二筒部を一体的に連結する略円錐台形状の伸縮性の蛇腹部とからなり、大径の第一筒部は、その内周面の径方向断面が非円形状であり、その外周面の径方向断面が円形状であって、肉薄の肉薄部と肉薄部よりも肉厚の肉厚部とを周方向に交互にもち、大径の第一筒部は、その外周面に形成されクランプにより締結されるリング状の締結部と、大径の第一筒部の内周面に軸方向に所定の間隔を隔てて形成され相手部材の外周面に弾接するシールリブと、締結部から径内方向に向けて少なくとも肉厚部に形成された肉抜溝と、を有する等速ジョイント用ブーツにおいて、大径の第一筒部は、軸方向に支持する支持部を第一筒部の軸方向両端面のうちの少なくとも一方の端面に有しており、第一筒部端面における支持部の外径は、第一筒部外径の８８〜１００％であり、かつ、支持部の第一筒部端面からの軸方向の長さは、等速ジョイント用ブーツの全長の１．５〜１５％であることを特徴とする。

上記構成によれば、第一筒部はその軸方向両端面のうちの少なくとも一方の端面に第一筒部を軸方向に支持する支持部を有している。このため、締結部をクランプで径内方向に締結しても、肉抜溝により分断された前方部或いは後方部の倒れ込みを防止できる。従って、クランプによる径内方向の応力が複数のシールリブに均等に伝わり、複数のシールリブは優れたシール性を発揮することができる。

また、支持部の外径は、第一筒部外径の８８〜１００％であり、かつ、支持部の第一筒部端面からの軸方向の長さは、等速ジョイント用ブーツの全長の１．５〜１５％である。支持部はこのような相対的寸法を有するので、ブーツの重量増加を抑制しながら前記第１筒部倒れ込みを効果的に防止することができる。

かかる支持部は、周方向に間隔を置いて複数個設けられ、各支持部は前記肉厚部に対応する部位にそれぞれ配設されていることが望ましい。支持部は、第一筒部端面の全周に連続して形成してもよいが、軽量化の観点からは、倒れ込みを生じやすい肉厚部へ部分的に形成することが望ましい。

部分的に形成する場合には、各支持部の周方向の幅を第一筒部外径の２〜２０％とするとよい。

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、本発明の等速ジョイント用ブーツによれば、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を提供することができる。

以下、本発明の一実施の形態について図１〜４を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の等速ジョイントブーツと相手部材との関係を説明する斜視図である。図２は、本実施形態の等速ジョイントブーツの軸方向断図である。図３は、蛇腹方向から見た図２のＹ−Ｙ断面を示す図である。図４は、本実施形態の等速ジョイントブーツを相手部材に嵌着した状態の軸方向部分断面図である。なお、図１〜４において、図８と同様の箇所には図８と同じ符号を付した。

本実施形態の等速ジョイント用ブーツ３０は、図１、図２に示すように、大径の第一筒部としての大径嵌着部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小径の第二筒部としての小径嵌着部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。

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に固定される大径嵌着部１は、その内周面１０の径方向断面がアウターケースの外形に沿った非円形であり、その外周面１１の径方向断面は円形である。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よりも肉厚の肉厚部１９となる。肉厚部１９と肉薄部１８とは、大径嵌着部１の周方向に交互に形成されている。

また、大径嵌着部１の内周面１０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が形成されている。なお、シールリブは１個所以上設けられていればよく、本実施形態のように３箇所以上であってもよい。
図４に示すように、大径嵌着部１の外周面１１には、クランプ５により締結されるリング状の締結部１２が形成されている。締結部１２は幅広の略平坦な溝であり、締結部１２の幅は、クランプ５の幅とほぼ等しい。締結部１２の軸方向の略中央部には、径内方向に大きく窪む肉抜溝１３が形成されている。肉抜溝１３の幅は、底部から締結部１２の開口周縁に向けて広がっていることが好ましい。これにより、成形時に大径嵌着部１が金型から離型しやすくなる。たとえば、肉抜溝１３の側壁面は、径方向に対して０°〜５°の角度で径外方向に拡大するように傾斜していることが好ましい。０°未満の場合には、大径嵌着部１の離型性が低下するおそれがある。５°を越える場合には、締結部がクランプと接する部分が少なくなり、クランプによる締結力の伝達が低下するおそれがある。肉抜溝１３は、締結部１２の略中央に形成されるので、シールリブ１４〜１６全体へ均一に応力を伝達することができる。

肉抜溝１３は、大径嵌着部１の周方向全体に形成されている。大径嵌着部１は、この肉抜溝１３によって、蛇腹部側の軸方向一端部（以後、前方部という）１７１とその後方の軸方向他端部（以後、後方部という）１７２とに分断されている。
本実施形態の等速ジョイント用ブーツ３０では、大径嵌着部１の前方部１７１に大径嵌着部１を軸方向に支持する支持部６が前方部１７１と一体に形成されている。支持部６は、前方部１７１の蛇腹部３側の端面１７１ａと大径嵌着部１の内周縁に沿って軸方向に伸びる蛇腹部３の軸平行部３ａの外周面との間に設けられている。

本実施形態において、前方部端面１７１ａにおける支持部６の外径Ｂは、大径嵌着部１の外径Ａの８８〜１００％（０．８８Ａ≦Ｂ≦１．０Ａ）である。この外径Ｂが０．８８Ａ未満であると大径嵌着部１をクランプ５で締結した場合に、前方部１７１が蛇腹部３方向へ倒れ込むことがあるので好ましくない。なお、大径嵌着部１の外径Ａは、締結部１２の溝底面１２ａの直径である。

また、同時に、支持部６の前方部端面１７１ａからの軸方向の長さＣは、軸平行部３ａの外周面においてブーツ３０の全長Ｌの１．５〜１５％（０．０１５Ｌ≦Ｃ≦０．１５Ｌ）である。支持部６の長さＣがブーツ３０の全長Ｌの１．５％未満では支持部６による前方部１７１の倒れこみを効果的に防止することができない。また、１５％を超えて長い場合には、蛇腹部３の円滑な伸縮動作を阻害することがあるので好ましくない。好ましくは、０．０３Ｌ≦Ｃ≦０．０６Ｌである。

支持部６は、大径嵌着部１の周方向全体に形成されていてもよい。しかし、支持部６を形成することによるブーツ３０の重量増加を考慮すると、少なくとも倒れ込みを生じやすい各肉厚部１９に１箇所以上設けることが好ましい。このような場合には、各支持部の周方向の幅Ｄを第一筒部外径Ａの２〜２０％（０．０２Ａ≦Ｄ≦０．２Ａ）とするとよい。周方向の幅Ｄが０．０２Ａ未満では、十分な支持効果を得ることができないので、シール性の向上は期待できない。また、０．２Ａを超えて広いと成形時にヒケを生じることがあるので好ましくない。

本実施形態の等速ジョイント用ブーツ３０は、大径嵌着部１の蛇腹部３側の端面１７１ａに上記のように構成される支持部６を有するので、締結部１２をクランプ５で締結されても前方部１７１が蛇腹方向に倒れこむことがない。従って、クランプ５による締結力はシールリブ１４〜１６へ効率よく伝達され、シールリブのシール機能が向上する。

本発明の等速ジョイント用ブーツは、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を用いて成形することができる。

等速ジョイント用ブーツ３０は、たとえば、ブロー成形、インジェクションブロー成形などの方法により成形することができる。また、支持部６は、成形の際に金型の型面により一体的に成形される。

シールリブ１４〜１６が弾接する相手部材は、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でもよい。いずれの場合にも、少なくとも径方向の肉厚が厚い部分の端面に支持部を形成することでシールリブのシール機能を効果的に高めることができる。

また、本実施形態では、支持部６を肉厚部１９にだけに形成しているが、肉薄部１８にも形成してよいことはいうまでもない。

なお、本実施形態では、支持部６を前方部端面１７１ａに形成したが、図５に示すように、後方部端面１７２ａに形成してもよいし、両端面１７１ａ、１７２ａに形成してもよい。

さらに、本実施形態では、図４に示すように、断面が三角形の支持部６を前方部１７１の蛇腹部側端面と蛇腹部の軸平行部に連続して形成しているが、図６に示すように、さらに蛇腹部の立部３ｂに連続するように断面が矩形の支持部６１としてもよい。このように形成することで、前方部の蛇腹側へ倒れ込みをさらに確実に防止でき、シールリブのシール性をさらに向上することができる。

図３、４に示すような肉厚部に支持部を形成した等速ジョイント用ブーツ（実施例）と、支持部を有しない従来の等速ジョイント用ブーツ（比較例）について、シールリブからのグリースの漏れ発生時間を測定してシール性を比較した。

（実施例）
全長Ｌ：９２ｍｍ、外径Ａ：８５ｍｍの等速ジョイント用ブーツに、断面が三角形で、端面における外径Ｂ：８５ｍｍ（１．０Ａ）、軸方向の長さＣ：５ｍｍ（０．０５Ｌ）、周方向の幅Ｄ：５ｍｍの支持部を各肉厚部の前方部端面にそれぞれ１個ずつ設けて実施例とした。なお、肉抜溝の溝幅は３ｍｍ、クランプの幅は１０ｍｍであり、肉厚部における肉抜溝の溝深さは７．８ｍｍ、肉抜溝側壁面の傾斜角度は３°、肉薄部における肉抜溝の溝深さは０．６ｍｍとした。また、径嵌着部１の内周面に等間隔で３個のシールリブを設けた。ブーツはブロー成形法で形成した。

（比較例）
本比較例に係る等速ジョイント用ブーツは、大径嵌着部１に支持部が形成されていない。その他の点は、実施例と同様である。

（実験方法および結果）
実施例と比較例の等速ジョイント用ブーツのシールリブからのグリースの漏れ発生時間を測定した。

実施例と比較例の等速ジョイント用ブーツを等速ジョイントに組み付けて、熱劣化後、高温、高角度、回転数：４００ｒｐｍで耐久試験を行い、実験を開始してからグリースが漏れ出すまでのグリース漏れ発生時間を測定した。

測定結果を図７に示した。同図より知られるように、実施例では実験を開始してから３００時間が経過してもグリース漏れは認められなかった。これに対し、比較例では実験開始後２００時間でグリース漏れが発生した。このことから、実施例のブーツは、比較例のブーツに比べてシール性が格段に向上していることが分かる。これは、実施例では支持部を設けることで、大径嵌着部１の外側への広がりが防止されたため、クランプの締め付け力が効率よくシールリブに伝達されためであると考えられる。

これに対して、比較例では、大径嵌着部１の締結部１２をクランプ５でかしめると、大径嵌着部１の軸方向の前方部１７１が、軸方向の前方側に変形する。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。

実施形態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。 実施形態の等速ジョイント用ブーツの軸方向断面図である。 蛇腹方向から見た図２のＹ−Ｙ断面を示す図である。 実施形態の等速ジョイント用ブーツの大径嵌着部の軸方向部分断面図である。 変形例としての等速ジョイント用ブーツの軸方向部分断面図である。 変形例としての等速ジョイント用ブーツの軸方向部分断面図である。 実施例と比較例の等速ジョイント用ブーツのグリース漏れ発生時間の測定結果を示す説明図である。 従来の等速ジョイント用ブーツを相手部材に固定した状態の軸方向部分断面図である。

符号の説明

１：大径嵌着部 ２：小径嵌着部 ３：蛇腹部 ５：クランプ ６：支持部 １０：内周面 １１：外周面 １２締結部 １３：肉抜溝 １４、１５，１６：シールリブ １８：肉薄部 １９：肉厚部 ３０：等速ジョイント用ブーツ ４１：アウターケース

Claims (3)

1. 大径の第一筒部と、該大径の第一筒部よりも小径で該大径の第一筒部から離間して同軸的に配置された第二筒部と、前記第一筒部と前記第二筒部を一体的に連結する略円錐台形状の伸縮性の蛇腹部とからなり、
   前記大径の第一筒部は、その内周面の径方向断面が非円形状であり、その外周面の径方向断面が円形状であって、肉薄の肉薄部と該肉薄部よりも肉厚の肉厚部とを周方向に交互にもち、
   前記大径の第一筒部は、その外周面に形成されクランプにより締結されるリング状の締結部と、前記大径の第一筒部の内周面に軸方向に所定の間隔を隔てて形成され相手部材の外周面に弾接するシールリブと、前記締結部から径内方向に向けて少なくとも前記肉厚部に形成された肉抜溝と、を有する等速ジョイント用ブーツにおいて、
   前記大径の第一筒部は、軸方向に支持する支持部を該第一筒部の軸方向両端面のうちの少なくとも一方の端面に有しており、
   前記第一筒部端面における支持部の外径は、該第一筒部外径の８８〜１００％であり、かつ、前記支持部の前記第一筒部端面からの軸方向の長さは、前記等速ジョイント用ブーツの全長の１．５〜１５％であることを特徴とする等速ジョイント用ブーツ。
2. 前記支持部は、周方向に間隔を置いて複数個設けられ、各該支持部は前記肉厚部に対応する部位にそれぞれ配設されている請求項１に記載の等速ジョイント用ブーツ。
3. 前記支持部の周方向の幅は、前記第一筒部外径の２〜２０％である請求項１または２に記載の等速ジョイント用ブーツ。

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