JP2009085266A - 等速ジョイント用ブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、相手部材との当接による蛇腹腹部の摩耗や亀裂の発生を抑制して、シャフトを最大ジョイント角にまで傾倒させてもシール機能を高く維持することができる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】本発明の等速ジョイント用ブーツは、ブロー成形したブーツ本体の大径筒部に挿入されるリング状のグロメットとよりなり、相手部材に締結したときに、グロメットの蛇腹部側の端面は、相手部材の蛇腹部側の端面から後退する方向に離間し、かつ、大径筒部の屈曲部は、相手部材の端面から蛇腹部側へ進出する方向に離間していることを特徴とする。
【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従来より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。この等速用ジョイントブーツは、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と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には、耐候性や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。しかしながら材質が熱可塑性エラストマでは、異形嵌合もしくは非円形嵌合の場合が多い大径筒部では、シール性の確保が難しいという問題があった。

そこで例えば特許文献１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、厚肉部と薄肉部を有し内周面が非円形のグロメットであっても、射出成形などで精度よく製造することができるため、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大径筒部を介して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。

このような等速ジョイント用ブーツとして、図５に示すものが知られている。図５は従来の等速ジョイント用ブーツの大径筒部の要部拡大断面図である。この等速ジョイント用ブーツ２００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２とから構成されている。

大径筒部１１は、相手部材３に締結するクランプを受け入れるクランプ溝１４を形成した締結部１１１と、この締結部１１１から軸方向に延び屈曲部１１２ａで蛇腹部１２に連なる肩部１１２とからなっている。そして相手部材３に締結したときに、屈曲部１１２ａが相手部材の端面３ａと同一面ｆ上に位置するように形成されている。

また、グロメット２はその内周表面にシール突条２２を有し、蛇腹部１２側で相手部材３の端面３ａに係合する係合部２ｘが形成されている。

かかる構成の等速ジョイント用ブーツ２００をクランプ５によって相手部材３に組み付け、シャフト（図示せず）を傾斜させた場合の蛇腹部１２の変形の様子を図６に示す。蛇腹部１２は、シャフトの傾斜に伴い相手部材３側へ折り重ねられて第１谷部３１の近傍がグロメット２の係合部２ｘに押し付けられる。グロメット２は、蛇腹部１２よりも軟質であるので、蛇腹部１２の剛性により、ジョイント角の増大に伴う第１谷部３１の移動に沿って外周側に変形する。このためシール突条２２ａが相手部材表面から離間してシール機能が低下することがあった。

かかる不都合を解消するために、第１谷部３１が当接するグロメット２の係合部２ｘを設けないようにすると、第１谷部３１は相手部材３の端面３ａに直接当接することになる。従って、ブーツを広角度に屈曲変形させて回転すると、蛇腹部１２が相手部材端面３ａに強く押圧されて摺接することになるので、蛇腹部１２が摩耗したり亀裂が発生する虞がある。
特開２００５−２４０９６２号公報

本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、相手部材との当接による蛇腹腹部の摩耗や亀裂の発生を抑制して、シャフトを最大ジョイント角にまで傾倒したときでもグロメットによるシール機能を高く維持することができる等速ジョイント用ブーツを提供することを課題とする。

本発明の等速ジョイント用ブーツは、シャフトに保持される小径筒部と、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の大径筒部と、該小径筒部と該大径筒部とを一体的に連結する略円錐台形状の蛇腹部とからなり、該大径筒部は軸方向に延び屈曲部で該蛇腹部に連なる肩部を有するブーツ本体と、該大径筒部より軟質の材料から形成され内周断面が非円形で内周表面にシール突条を有し、該大径筒部内に挿入された後に相手部材に嵌合されるリング状のグロメットとよりなり、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及び該グロメットが締結される等速ジョイント用ブーツであって、大径筒部およびグロメットが前記相手部材に締結された状態において、該グロメットの蛇腹部側の端面は、該相手部材の蛇腹部側の端面から後退する方向に離間し、かつ、該大径筒部の屈曲部は、該相手部材の端面から蛇腹部側へ進出する方向に離間していることを特徴とする。

本発明の等速ジョイント用ブーツによれば、蛇腹部はグロメットと接触することがない。また、大径筒部の屈曲部が相手部材の端面から蛇腹部側へ進出する方向に離間しているので、蛇腹腹部の相手部材端面への当接力が小さくなる。このため、蛇腹腹部の摩耗や亀裂が発生しにくい。従って、蛇腹部の摩耗や亀裂の発生を抑制して、ジョイント角が増大したときでもシール機能を高く維持することができる。

本発明の等速ジョイント用ブーツにおいて、大径筒部の屈曲部と相手部材の端面との軸方向の離間距離は、グロメットの軸方向長さの４０％以下となるように形成されていることが望ましい。

また、本発明の等速ジョイント用ブーツにおいて、蛇腹部は、複数の谷部と山部が交互に連続してなり、該山部および該谷部の径が大径筒部から小径筒部へと順次小さくなるように形成されていることが望ましい。

蛇腹部が上記のように形成されていることで、ジョイント角が増大しても蛇腹部の不適切な屈曲が生じにくい。従って、広角度に屈曲した状態で回転させても耐屈曲疲労性や耐摩耗性といった耐久性を損なうことがない。

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用ブーツの分解斜視図であり、図２は該ブーツの軸方向断面図、図３は該ブーツの大径筒部の要部拡大断面図である。なお、図５と同様の箇所には同じ符号を付した。

この等速ジョイント用ブーツ１００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２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からブロー成形により形成され、グロメット２はゴムまたは比較的軟質の熱可塑性エラストマ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を一体的に連結数略円錐台形状の蛇腹部１２とよりなる。

大径筒部１１は、グロメット２の外周面にクランプによって外嵌固定される短円筒状をなしている。大径筒部１１は、外周側にクランプを受け入れるクランプ溝１４を備えるとともに内周側にシール用突条１３を備える締結部１１１と、クランプ溝１４の一端部を構成し該締結部１１１より蛇腹側に延伸して締結部１１１と蛇腹部１２とを連結する肩部１１２とからなる。肩部１１２の蛇腹側端部１１２ａは、蛇腹部１２が後述する第１谷部３１へ縮径する屈曲部となっている。

小径筒部１０は、シャフトの外周面にクランプによって外嵌固定される短円筒状をなしており、大径筒部１１と同軸的に配置されている。図示はしないが小径筒部１０にも、外周側には締結クランプを受け入れるための溝が設けられ、また、内周側にはシャフトに弾接するシール突条が設けられている。

蛇腹部１２は、両端に口径差のある断面円形の蛇腹体であり、その内部にグリース封入空間１５を形成している。蛇腹部１２は、大径筒部１１側から順に第１谷部３１、第１山部３２、第２谷部３３、第２山部３４、・・・と複数の谷部と山部が交互に連続してなり、山部および谷部の径が大径筒部１１から小径筒部１０へと順次小さくなるように形成されている。

グロメット２は大径筒部１１に挿入され、その状態で相手部材であるジョイントアウターレース３に嵌合される。このグロメット２は、外周は真円形であるが、内周表面はジョイントアウターレース３の外周表面に対応した非円形をなし、厚肉部２０と薄肉部２１とが円周方向に交互に形成されている。なお、図示はしないが、厚肉部２０よりも薄肉で薄肉部２１よりも厚肉の中肉部が形成されているものもあるが、本明細書では、中肉部は厚肉部に含むものとする。

グロメット２の内周表面には、ジョイントアウターレース３に弾接する三条のリング状のシール突条２２が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、薄肉部２１の一端面の近傍には、周方向に延びる位置決め突起２３が互いに間隔を隔てて６個形成されている。そして、グロメット２の外周表面には、突条１３が係合するリング溝２４が形成され、位置決め突起２３のある端面近傍の外周表面には突部２５が形成されている。

ジョイントアウターレース３は、径の大きな大径部３０と、径の小さな小径部３１とが周方向に交互に形成され、大径部３０の表面に周方向に延びる凹部３２が形成されている。

上記のように構成された等速用ジョイントブーツにおいて、本実施の形態では、グロメット２の蛇腹部１２側の端面２ａがジョイントアウターレース３の端面（以後、アウターレース端面という）３ａから後退して（蛇腹部１２に対して反対の軸方向に離間して）位置し、かつ、大径筒部１１の肩部１１２の蛇腹側端部（以後、屈曲部という）１１２ａがアウターレース端面３ａよりも蛇腹部１２側に進出して位置するように形成されている。

ここで、大径筒部１１の屈曲部１１２ａとアウターレース端面３ａの離間距離Ｂは、グロメットの全長Ｇの４０％以下（０＜Ｂ≦０．４Ｇ）であることが望ましい。離間距離Ｂが０．４Ｇを越えて長いと、蛇腹部１２が大きく屈曲変形したときに、肩部１１２が外側に張り出したように変形してしまい、これにより、肩部１１２の付け根部分（クランプ溝１４近傍）で屈曲疲労による亀裂が発生したり、また、上記肩部１１２の張り出し変形によって蛇腹部１２が不適切に折り重ねられ、そのため蛇腹１２の谷部に亀裂が発生したりすることがあるので好ましくない。離間距離Ｂのより好ましい範囲は、グロメット全長Ｇの１０〜３０％である。なお、グロメット２の端面２ａはアウターレース端面３ａから少しでも後退しておればよい。

図４は、離間距離Ｂを上記の範囲とした本実施形態の等速用ジョイントブーツ１００をクランプ５によってジョイントアウターレース３に組み付け、シャフトを最大ジョイント角に傾斜させた場合の蛇腹部１２の変形の様子を示す要部断面図である。蛇腹部１２は、ジョイントアウターレース３側へ折り重ねられ第１谷部３１の近傍がアウターレース側面３ａに押し付けられる。しかし、第１谷部３１はグロメット２の端面２ａには接触しないのでグロメット２は変形することがない。また、蛇腹部１２の剛性による軸方向の押圧力はアウターレース端面３ａに作用するので、大径筒部１１を介してグロメット２に作用する外力は小さくなる。このため、ジョイントアウターレース３に対するグロメット２の軸方向の摺動は小さくなるので、シール突条２２のシール機能は損なわれることなく、ブーツ本来の優れた高いシール性を維持することができる。また、離間距離Ａは最適化された範囲で形成されているので、蛇腹部１２の耐久性を損なうことがない。

すなわち、本実施形態の等速ジョイント用ブーツ１００は、蛇腹部１２の耐久性を維持しつつ、優れたシール性を発揮することができる。

図３に示す等速ジョイント用ブーツ１００（実施例）と、図５に示す従来の等速ジョイント用ブーツ２００（比較例）について、それぞれをジョイントアウターレース３に組み付け、シャフトを最大ジョイント角に傾斜させた場合のシール突条２２のシール面圧を比較した。なお、シール突条２２の面圧は、面圧シートを用いて三条のシール突条２２の全体の面圧とした。

（実施例）
全長Ｇが２２ｍｍのグロメットを用い、ジョイントアウターレース３に組み付けた状態で、グロメット２の端面２ａのアウターレース端面３ａからの離間距離Ａが１ｍｍ（０．０５Ｇ）、屈曲部１１２ａとアウターレース端面３ａの離間距離Ｂが５ｍｍ（０．２Ｇ）となるように等速ジョイント用ブーツ１００を形成して実施例とした。

（比較例）
図５に示す係合部２ｘを有するグロメット２を用いた従来の等速ジョイント用ブーツ２００である。係合部２ｘを含むグロメット２の全長Ｇ_０は２６ｍｍであり、係合部２ｘの軸方向厚さｔは３ｍｍ（０．１２Ｇ_０）であった。また、ジョイントアウターレース３に組み付けた際の屈曲部１１２ａとアウターレース端面３ａとの離間距離Ｂは０であり、その他の点は、実施例と同様とした。

（測定結果）
測定結果を図７に示した。同図より知られるように、シール面圧は、実施例では３０ＭＰａであり、比較例では２０ＭＰａであった。 実施例では比較例に比べてシール面圧が５０％向上しており、実施例の等速ジョイント用ブーツは本来の優れたシール性を維持していることが確認できた。

本実施形態の等速ジョイント用ブーツの分解斜視図である。 本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。 本実施形態の等速ジョイント用ブーツの大径筒部の要部拡大断面図である。 本実施形態の等速用ジョイントブーツを組み付け、シャフトを最大ジョイント角に傾斜させた場合の蛇腹部の変形の様子を示す要部断面図である。 従来の等速ジョイント用ブーツの大径筒部の要部拡大断面図である。 従来の等速用ジョイントブーツを組み付け、シャフトを傾斜させた場合の蛇腹部の変形の様子を示す要部断面図である。 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：ブーツ本体 ２：グロメット ３：ジョイントアウターレース（相手部材） ５：クランプ １０：小径筒部 １１：大径筒部 １１２：肩部 １１２ａ：屈曲部 １２：蛇腹部 ２２：シール突条 ３１：第１谷部

Claims (3)

1. シャフトに保持される小径筒部と、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の大径筒部と、該小径筒部と該大径筒部とを一体的に連結する略円錐台形状の蛇腹部とからなり、該大径筒部は軸方向に延び屈曲部で該蛇腹部に連なる肩部を有するブーツ本体と、
   該大径筒部より軟質の材料から形成され内周断面が非円形で内周表面にシール突条を有し、該大径筒部内に挿入された後に相手部材に嵌合されるリング状のグロメットとよりなり、
   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及び該グロメットが締結される等速ジョイント用ブーツであって、
   前記大径筒部および前記グロメットが前記相手部材に締結された状態において、該グロメットの前記蛇腹部側の端面は、該相手部材の該蛇腹部側の端面から後退する方向に離間し、かつ、該大径筒部の前記屈曲部は、該相手部材の該端面から該蛇腹部側へ進出する方向に離間していることを特徴とする等速ジョイント用ブーツ。
2. 前記大径筒部の前記屈曲部と前記相手部材の前記端面との軸方向の離間距離が、前記グロメットの軸方向長さの４０％以下となるように形成されている請求項１に記載の等速ジョイント用ブーツ。
3. 前記蛇腹部は、複数の谷部と山部が交互に連続してなり、該山部および該谷部の径が前記大径筒部から前記小径筒部へと順次小さくなるように形成されている請求項１または２に記載の等速ジョイント用ブーツ。

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