JP2010101377A - Constant velocity universal joint boot - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、自動車のプロペラシャフト用等速自在継手に装着される樹脂製ブーツに関する。 The present invention relates to a resin boot attached to, for example, a constant velocity universal joint for a propeller shaft of an automobile.
周知のように、例えば自動車の動力伝達機構に組み込まれる等速自在継手には、継手内部への塵埃などの異物侵入防止や継手内部に封入されたグリースの漏洩防止を目的として、ブーツが装着される。 As is well known, for example, a constant velocity universal joint incorporated in a power transmission mechanism of an automobile is equipped with a boot for the purpose of preventing foreign matter such as dust from entering the joint and preventing leakage of grease enclosed in the joint. The
等速自在継手は、外側継手部材と該外側継手部材の内方に配置された内側継手部材から延出するシャフトを有する。等速自在継手に装着されるブーツは、筒状を成し、大径部、小径部及び蛇腹部とを主な構成要素とする。大径部は、等速自在継手の外側継手部材に取り付けられる。小径部は等速自在継手の内側継手部材から延出するシャフトに取り付けられる。蛇腹部は小径部と大径部との間に介在し、径方向外方に対して山状である山部と谷状である谷部を交互に有する。このブーツは、通常、蛇腹部が圧縮された状態で等速自在継手に取り付けられる。 The constant velocity universal joint has an outer joint member and a shaft extending from an inner joint member disposed inside the outer joint member. The boot attached to the constant velocity universal joint has a cylindrical shape, and has a large diameter portion, a small diameter portion, and a bellows portion as main components. The large diameter portion is attached to the outer joint member of the constant velocity universal joint. The small diameter portion is attached to a shaft extending from the inner joint member of the constant velocity universal joint. The bellows portion is interposed between the small-diameter portion and the large-diameter portion, and alternately has a mountain-shaped peak and a valley-shaped valley with respect to the outer side in the radial direction. This boot is usually attached to a constant velocity universal joint with the bellows portion compressed.
この等速ジョイント用ブーツの材料としてはクロロプレンゴム(CR)が主に使用されてきたが、近年は耐久性向上の為に熱可塑性の樹脂材料が用いられている(特許文献1参照)。
ところで、従来、等速自在継手は自動車向けの用途としては、ドライブシャフト用として使用される事が多かった。このため、等速ジョイント用の樹脂製ブーツも自動車のドライブシャフト用として開発され、大角度(50°)まで屈曲可能であることが要求される。そして、この要求を満たすためにブーツが大径化し、これに伴い回転速度3000rpm程度での遠心力によりブーツが膨張し、耐久性に問題生じる場合があった。 By the way, conventionally, a constant velocity universal joint has been often used for a drive shaft as an application for an automobile. For this reason, resin boots for constant velocity joints have also been developed for automobile drive shafts and are required to be able to bend to a large angle (50 °). And in order to satisfy | fill this request | requirement, the diameter of a boot increased, and in connection with this, the boot expanded by the centrifugal force at the rotational speed of about 3000 rpm, and there existed a case where durability had a problem.
一方、近年、等速自在継手は自動車向けの用途として、燃費向上やNVH向上のため、後輪に動力を伝えるプロペラシャフト用として使用される事が多い。自動車のプロペラシャフト用等速自在継手に適用される樹脂製ブーツとしては、折り曲げ可能な角度は低角度(20°程度以下)で十分であるが、回転速度7000〜10000rpm程度の高速回転時でも使用可能であることを要求される。このため、ドライブシャフトに使用される等速自在継手用に設計された樹脂製ブーツでは、高速回転時にブーツが遠心力により膨張する可能性があり、これにより耐久性が低下する可能性がある。これは、自動車のプロペラシャフトに使用される等速自在継手用の樹脂製ブーツに限らず、高速回転で使用する等速自在継手用の樹脂製ブーツに共通する問題である。 On the other hand, in recent years, constant velocity universal joints are often used for propeller shafts that transmit power to the rear wheels in order to improve fuel efficiency and NVH for automotive applications. For resin boots applied to constant velocity universal joints for automobile propeller shafts, a low angle (about 20 ° or less) is sufficient for bending, but it can be used even at high speeds of about 7000-10000 rpm. Required to be possible. For this reason, in a resin boot designed for a constant velocity universal joint used for a drive shaft, the boot may expand due to centrifugal force during high-speed rotation, which may reduce durability. This is a problem common not only to resin boots for constant velocity universal joints used for propeller shafts of automobiles but also to resin boots for constant velocity universal joints used at high speed rotation.
そこで、本発明は、上記事情に鑑み、高速回転で使用しても耐久性低下を抑制可能な樹脂製の等速自在継手用ブーツを提供することを課題とする。 Therefore, in view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a resin-made constant velocity universal joint boot capable of suppressing a decrease in durability even when used at high speed rotation.
前記課題を解決するため、請求項1の発明は、外側継手部材と該外側継手部材の内方に配置された内側継手部材から延出するシャフトを有する等速自在継手に取り付けられるブーツであって、前記外側継手部材に取り付けられる大径部と、前記シャフトに取り付けられる小径部と、前記小径部と大径部との間に介在し且つ径方向外方に対して山状である山部と谷状である谷部を交互に有する蛇腹部とを備え、該蛇腹部が圧縮された状態で前記等速自在継手に取り付けられる樹脂製の等速自在継手用ブーツにおいて、軸方向断面において小径部に隣接する山部の頂点と大径部に隣接する山部の頂点とを結ぶ直線を含む該直線の径方向内方側の領域に、前記両山部に挟まれた山部のそれぞれの全体が含まれると共に、前記蛇腹部における大径部寄りの少なくとも1つの谷部に位置する屈曲部の径方向厚さを、小径部寄りの少なくとも1つの谷部に位置する屈曲部の前記厚さより薄くしたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problem, the invention of
ここで、山部の頂点とは、厳密には直線と接する点であり、必ずしも山部の最大外径となる点ではない(以下、同じ)。 Here, the peak of the peak portion is strictly a point in contact with the straight line, and is not necessarily a point that becomes the maximum outer diameter of the peak portion (hereinafter the same).
また、ここで、蛇腹部における「大径部寄り」と「小径部寄り」の境界は、蛇腹部の軸方向中央でもよいが、「大径部寄り」と「小径部寄り」のそれぞれに少なくとも1つの谷部を含むものであれば、蛇腹部の軸方向中央以外でもよい(以下、同じ)。 Here, the boundary between the “close to the large diameter portion” and the “close to the small diameter portion” in the bellows portion may be the axial center of the bellows portion, but at least in each of the “close to the large diameter portion” and the “close to the small diameter portion”. As long as one trough part is included, it may be other than the axial center of the bellows part (hereinafter the same).
請求項1の発明では、軸方向断面において小径部に隣接する山部の頂点と大径部に隣接する山部の頂点とを結ぶ直線を含む該直線の径方向内方側の領域に、前記両山部に挟まれた山部のそれぞれの全体が含まれる。これにより、前記両山部に挟まれた山部は、遠心力が抑制され、その結果、この山部の膨張を抑制できる。また、前記外側継手部材に取り付けられる大径部と、前記シャフトに取り付けられる小径部に、前記両山部は、それぞれ隣接するので、膨張を抑制できる。
In the invention of
請求項1の発明では、前記蛇腹部における大径部寄りの少なくとも1つの谷部に位置する屈曲部の径方向厚さを、小径部寄りの少なくとも1つの谷部に位置する屈曲部の前記厚さより薄くした。この構成により、ブーツは蛇腹部が圧縮された状態で等速自在継手に取り付けられた時に、大径部寄りの少なくとも1つの谷部の角度が、小径部寄りの少なくとも1つの谷部の角度より狭くなる。谷部の角度が狭いと隣接する山部が膨張することを抑制する。即ち、大径部寄りの山部が小径部寄りの山部より膨張することを抑制できる。大径部寄りの山部の方が、概して、小径部寄りの山部より径が大きく遠心力を受けやすいため膨張しやすい。従って、大径部寄りの山部の膨張を抑制することがブーツの膨張を抑制するのに効果的である。即ち、上記構成により、効果的にブーツの膨張を抑制できる。
In the invention of
請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記蛇腹部における大径部寄りの全ての谷部に位置する屈曲部の前記厚さを、小径部寄りの全ての谷部に位置する屈曲部の前記厚さより薄くしたものである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the thicknesses of the bent portions located in all the valley portions near the large-diameter portion in the bellows portion are set to bends located in all the valley portions near the small-diameter portion. It is made thinner than the said thickness of a part.
請求項2の発明によれば、大径部寄りの山部が小径部寄りの山部より膨張を抑制される効果がより顕著に得られる。即ち、より効果的にブーツの膨張を抑制できる。
According to the invention of
請求項3の発明は、請求項2の発明において、前記蛇腹部における大径部寄りの谷部に位置する屈曲部の前記厚さを、大径部側に移行するに従って、漸次薄くしたものである。
The invention of
請求項3の発明によれば、大径部寄りの山部の中で、大径部側の山部が膨張を抑制される効果が得られる。大径部寄りの山部の中では、大径部側の山部の径が大きく、遠心力を受けやすいため、膨張しやすい。即ち、効果的にブーツの膨張を抑制できる。
According to the invention of
請求項4の発明は、請求項3の発明において、前記蛇腹部における小径部寄りの谷部に位置する屈曲部の前記厚さを、大径部側に移行するに従って、漸次薄くしたものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect of the invention, the thickness of the bent portion located in the valley portion near the small diameter portion in the bellows portion is gradually reduced as it moves to the large diameter portion side. .
請求項4の発明によれば、小径部寄りの山部の中で、大径部側の山部が膨張を抑制される効果が得られる。小径部寄りの山部の中でも、概して、大径部側の山部の径が大きく、遠心力を受けやすいため、膨張しやすい。即ち、効果的にブーツの膨張を抑制できる。 According to the invention of claim 4, the effect of suppressing the expansion of the peak portion on the large diameter side in the peak portion near the small diameter portion is obtained. Among the ridges near the small-diameter portion, the ridge portion on the large-diameter portion side is generally large in diameter and easily receives a centrifugal force, so that it easily expands. That is, the expansion of the boot can be effectively suppressed.
請求項5の発明は、請求項3又は4の発明において、前記蛇腹部の最も大径部側を谷部としたものである。
The invention of
請求項5の発明によれば、大径部に隣接する山部について軸方向両側が谷部となる。蛇腹部の最も大径部側が山部の場合には、大径部に隣接する山部について軸方向片側のみが谷部である。従って、谷部を薄くすることによる大径部に隣接する山部の膨張を抑制する効果を、蛇腹部の最も大径部側が山部の場合より大きくすることができる。通常、大径部に隣接する山部は、山部の中で最大の外径を有するので、ブーツの膨張を抑制する効果を非常に大きくすることができる。
According to the invention of
請求項6の発明は、請求項1〜5の何れか一の発明において、前記蛇腹部における小径部寄りの谷部を2つ又は3つとしたものである。
The invention of
請求項6の発明によれば、前記蛇腹部における小径部寄りの谷部を2つ又は3つとした樹脂製の等速自在継手用ブーツにおいて、上記と同様の作用効果が得られる。 According to the sixth aspect of the present invention, in the boot for a constant velocity universal joint made of a resin having two or three valley portions near the small diameter portion in the bellows portion, the same effect as described above can be obtained.
請求項7の発明は、請求項1〜6の何れか一の発明において、前記蛇腹部の山部の数を5つ又は6つとしたものである。 A seventh aspect of the present invention is the invention according to any one of the first to sixth aspects, wherein the number of the peak portions of the bellows portion is five or six.
請求項7の発明によれば、蛇腹部の山部の数を5つ又は6つとした樹脂製の等速自在継手用ブーツにおいて上記と同様の作用効果が得られる。
According to the invention of
請求項8の発明は、請求項1〜7の何れか一の発明において、前記等速自在継手を自動車のプロペラシャフト用としたものである。
The invention of
請求項8の発明によれば、プロペラシャフトに使用する等速自在継手用の樹脂製ブーツについて上記と同様の作用効果が得られる。 According to the eighth aspect of the invention, the same effect as described above can be obtained for the resin boot for a constant velocity universal joint used for the propeller shaft.
請求項9の発明は、請求項1〜8の何れか一に記載の等速自在継手用ブーツを取り付けた等速自在継手である。 A ninth aspect of the invention is a constant velocity universal joint to which the constant velocity universal joint boot according to any one of the first to eighth aspects is attached.
請求項9の発明によれば、等速自在継手に取り付けた樹脂製の等速自在継手用ブーツについて上記と同様の作用効果が得られる。
According to invention of
本発明によれば、高速回転で使用しても耐久性低下を抑制可能な樹脂製の等速自在継手用ブーツを提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even if it uses by high speed rotation, the boots for resin constant velocity universal joints which can suppress a durable fall can be provided.
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described.
図1は、本発明の実施形態に係る等速自在継手用ブーツの等速自在継手に取り付けた状態を示す。このブーツ1は、大径部2、小径部3、蛇腹部4を主な構成要素とする。等速自在継手5は、外側継手部材6、内側継手部材(図示省略)、内側継手部材から延出するシャフト7、外側継手部材6と内側継手部材との間に介在してトルクを伝達するトルク伝達部材(図示省略)を主な構成要素とする。
FIG. 1 shows a state in which a constant velocity universal joint boot according to an embodiment of the present invention is attached to a constant velocity universal joint. The
図1では、等速自在継手5は作動角0°の状態である。等速自在継手5は、本実施形態では、自動車のプロペラシャフト用である。ブーツ1は、軸方向にやや圧縮された状態で、等速自在継手5に取り付けられている。
In FIG. 1, the constant velocity
等速自在継手5の種類は、特に限定されること無く、例えば、ツェッパ型、バーフィールド型、アンダーカットフリー型等の固定式等速自在継手や、ダブルオフセット型、トリポード型、クロスグルーブ型等の摺動式等速自在継手が適用可能である。ただし、摺動式等速自在継手の場合には、作動角0°の状態且つシャフト7が外側継手部材6に対して最も軸方向で離隔した状態で、取り付けられたブーツ1が軸方向に圧縮された状態である。
The type of the constant velocity
ブーツ1の材質は、樹脂であれば特に限定されないが、例えば、熱可塑性ポリエステル系エラストマーである。
Although the material of the
ブーツ1の大径部2は、等速自在継手5の外側継手部材6の開口端側における所定の位置に嵌合されブーツバンド8で締め付けられ固定される。ブーツ1の小径部3は、等速自在継手5のシャフト7における所定の位置に嵌合されブーツバンド9で締め付けられ固定される。
The large-
蛇腹部4は、大径部2と小径部3との間に介在し、径方向外方に対して山状である山部10と谷状である谷部11を交互に有する。蛇腹部4の最も大径部2側は、山部10でもよいが、本実施形態では谷部11である。蛇腹部4の最も小径部側は、山部10である。山部10の数は本実施形態では5つであるが6つでもよく、更には2〜4つのいずれか、あるいは7つ以上でもよい。
The bellows portion 4 is interposed between the large-
図2は、等速自在継手に取り付けられていない状態、即ち外力が加わっていない状態(自然状態)でのブーツ1の軸方向断面を示す。
FIG. 2 shows an axial cross section of the
図2に点線で示す直線Aは、小径部3に隣接する山部10の外周側の頂点と大径部2に隣接する山部10の外周側の頂点を結ぶものである。直線Aを含む直線Aの径方向内方側の領域に、小径部3に隣接する山部10と大径部2に隣接する山部10に挟まれた3つの山部10のそれぞれの全体が含まれる。また、互いに隣接する谷部11の内周側の頂点を結ぶ直線(折れ線)が径方向外方に臨んで凸凹を交互に繰り返す。ここで、山部10の「外周側の頂点」、谷部11の「内周側の頂点」とは、厳密には、直線に接する点のことであり、それぞれ山部10の最大外径、谷部11の最小内径をとる点とは限らない。
A straight line A indicated by a dotted line in FIG. 2 connects an apex on the outer peripheral side of the
上記のように、直線Aを含む直線Aの径方向内方側の領域に、小径部3に隣接する山部10と大径部2に隣接する山部10に挟まれた3つの山部10のそれぞれの全体が含まれる。この構成により、前記3つの山部10は、遠心力が抑制され、その結果、膨張が抑制される。また、大径部2に隣接する山部10と小径部3に隣接する山部10は、それぞれ大径部2と小径部3に隣接するので、それら山部10の膨張が抑制される。
As described above, the three
図3に拡大して示すように、谷部11に位置する屈曲部11aの径方向厚さT1〜T5について、その大小関係はT1>T2>T3>T4>T5となっている。ブーツ1の蛇腹部4における大径部寄り部分R2の少なくとも1つの谷部11に位置する屈曲部11aの径方向厚さ(例えばT5)は、小径部寄り部分R1の少なくとも1つの谷部11に位置する屈曲部11aの厚さ(例えばT1)より薄い。ここで、小径部寄り部分R1と大径部寄り部分R2との境界は、本実施形態では、5つの山部10の中で、中央の山部10が最大外径をとる軸方向位置Pとする。即ち、本実施形態では小径部寄り部分R1の谷部11の数が2つとなるが、小径部寄り部分R1の谷部11が3つでもよく、そのように小径部寄り部分R1と大径部寄り部分R2と境界を設定すればよい。このように、小径部寄り部分R1と大径部寄り部分R2と境界は特に限定されず、少なくとも1つの谷部11が小径部寄り部分R1、大径部寄り部分R2のそれぞれに含まれていればよい。なお、小径部寄り部分R1と大径部寄り部分R2との境界は、蛇腹部4における軸方向中央でもよい。
As shown in FIG. 3 in an enlarged manner, the magnitude relationship between the radial thicknesses T1 to T5 of the
本実施形態では、厚さT1〜T5について、その大小関係はT1>T2>T3>T4>T5となっているが、この関係に限定されず、小径部寄り部分R1の谷部11の厚さT1,T2より大径部寄り部分R2の谷部11の厚さT3〜T5が薄ければよい。
In the present embodiment, the thickness relationship between the thicknesses T1 to T5 is T1> T2> T3> T4> T5, but is not limited to this relationship, and the thickness of the
蛇腹部4の谷部11の屈曲部11aにおける外周側には、環状溝11bが形成されており、これにより、屈曲部11aが薄くなり、屈曲しやすい。大径部寄り部分R2内の蛇腹部4における屈曲部11a以外での内周面に垂直な方向の厚さ(例えば、TP)は、大径部寄り部分R2の谷部11における厚さT3〜T5のうちの少なくとも1つ、例えばT5より厚い。更には、大径部寄り部分R2内の蛇腹部4における屈曲部11a以外での内周面に垂直な方向の厚さは、大径部寄り部分R2の谷部11における厚さT3〜T5の全てより厚いことが望ましい。これにより、等速自在継手5に圧縮した状態で取り付けた状態での、ブーツ1の大径部R2における剛性が高くなり、遠心力に抗する作用が高まり、膨張を抑制する効果が向上する。また、山部10の屈曲部の内周側に、環状溝を設けてもよい。これにより、山部10の屈曲部が薄くなり、屈曲しやすくなる。
An
上記のように、小径部寄り部分R1の谷部11の厚さT1,T2より大径部寄り部分R2の谷部11の厚さT3〜T5が薄い。この構成により、ブーツ1が等速自在継手5に圧縮状態で取り付けられた時に、大径部寄り部分R2の谷部11の角度が、小径部寄り部分R1の谷部11の角度より狭くなる。谷部11の角度が狭いと隣接する山部10が膨張するのが抑制される。即ち、大径部寄り部分R2の山部10が小径部寄り部分R1の山部10より膨張するのが抑制される。大径部寄り部分R2の山部10の方が、概して、小径部寄り部分R1の山部10より径が大きく遠心力を受けやすいため膨張しやすい。従って、大径部寄り部分R2の山部10の膨張を抑制することがブーツ1の膨張を抑制するのに効果的である。即ち、上記構成により、効果的にブーツ1の膨張を抑制できる。
As described above, the thicknesses T3 to T5 of the
上記実施形態では、等速自在継手は自動車のプロペラシャフト用であるが、本発明のブーツの適用対象はこれに限定されない。例えば、自動車以外の産業機械用の等速自在継手であっても適用可能である。 In the said embodiment, although a constant velocity universal joint is for propeller shafts of a motor vehicle, the application object of the boot of this invention is not limited to this. For example, even a constant velocity universal joint for an industrial machine other than an automobile can be applied.
本発明は、上記実施形態の他にも、その技術的思想の範囲内で様々な変形が可能である。 The present invention can be variously modified within the scope of the technical idea in addition to the above embodiment.
1 等速自在継手用ブーツ
2 大径部
3 小径部
4 蛇腹部
5 等速自在継手
6 外側継手部材
7 シャフト
10 山部
11 谷部
11a 屈曲部
A 山部の頂点を結ぶ直線
D1 山部の最大外径
D2 直線が成すテーパ面の直径
P 山部が最大外径をとる軸方向位置
R1 小径部寄りの領域
R2 大径部寄りの領域
T1〜T5 谷部の屈曲部の径方向厚さ
DESCRIPTION OF
Claims (9)
軸方向断面において小径部に隣接する山部の頂点と大径部に隣接する山部の頂点とを結ぶ直線を含む該直線の径方向内方側の領域に、前記両山部に挟まれた山部のそれぞれの全体が含まれると共に、
前記蛇腹部における大径部寄りの少なくとも1つの谷部に位置する屈曲部の径方向厚さを、小径部寄りの少なくとも1つの谷部に位置する屈曲部の前記厚さより薄くしたことを特徴とする等速自在継手用ブーツ。 A boot attached to a constant velocity universal joint having an outer joint member and a shaft extending from an inner joint member arranged inward of the outer joint member, wherein the large diameter portion is attached to the outer joint member, A small-diameter portion attached to the shaft, and a bellows portion that is interposed between the small-diameter portion and the large-diameter portion and alternately has a mountain-like peak and a valley-like valley with respect to the radially outer side. In a boot for a resin constant velocity universal joint that is attached to the constant velocity universal joint in a state where the bellows portion is compressed,
In a cross section in the axial direction including the straight line connecting the apex of the crest adjacent to the small diameter portion and the apex of the crest adjacent to the large diameter portion in the axial cross section, sandwiched between the both crests Each of the entire mountains are included,
In the bellows part, the radial thickness of the bent part located in at least one valley part near the large diameter part is made thinner than the thickness of the bent part located in at least one valley part near the small diameter part, Boots for constant velocity universal joints.
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