JP2010139051A

JP2010139051A - 等速ジョイント用ブーツ

Info

Publication number: JP2010139051A
Application number: JP2008318831A
Authority: JP
Inventors: Hisanori Ito; 尚紀伊藤; Satoshi Suzuki; 智鈴木; Yuji Furuta; 裕二古田; Masayuki Chokai; 真幸鳥海
Original assignee: Mihama Corp; Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Mihama Corp; Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2008-12-15
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2010-06-24

Abstract

【課題】周方向に厚さが異なる第１固定端部と凹凸面を有するジョイントケースとのシール性を向上させた等速ジョイント用ブーツを提供する。
【解決手段】厚肉部１０は、ジョイントケースの外周凹面部に対応して形成された内周側厚肉部１２のほかに薄肉部１１の外周方向延長線よりも外側に突設された外周側厚肉部１３が形成され、かつ外周側厚肉部１３の外周面は径方向中心線Ｒと直交する平坦部１４とその両側に面取り部１５が各々形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、主に駆動軸どうしを軸方向に相対的に移動可能に接続する等速ジョイントを覆う等速ジョイント用ブーツに関する。

車両用の駆動軸どうしの連結部に用いられる等速ジョイント部の一例としてトリポートタイプの等速ジョイントがある。図１１及び図１２において、トリポートジョイント１０１は、入力側のシャフト１０２に、ローラを有する３つのトラニオンを軸方向と直交する方向に突設したトリポート（図示せず）と、該トリポートを収容するジョイントケース１０３内に設けられた摺動溝内を軸方向へ摺動して出力側シャフト１０４へ回転トルクの伝達が行われるようになっている。

上記トリポートジョイント１０１はジョイントケース１０３の内部にトラニオンが摺動する摺動溝を有するため外周形状が凹凸面に形成されている。図１１においてジョイントケース１０３の外周面に図１０に示す等速ジョイント用ブーツ１０５の一端側である径大な第１固定端部１０６が嵌め込まれ、出力側シャフト１０４の外周面に他端側である径小な第２固定端部１０７が嵌め込まれることによりジョイント部が蛇腹部１０８により覆われている。図１１において、第１固定端部１０６にワンタッチ式のクランプ１０９が嵌め込まれて、図１２において、レバー１０９ａを倒すことによりクランプ１０９が縮径して等速ジョイント用ブーツ１０５が固定される。

図１３において、第１固定端部１０６には、トリポートジョイントのジョイントケース１０３の凹面部１０３ａに嵌め込まれる部位に厚肉部１１０と、凸面部１０３ｂに嵌め込まれる薄肉部１１１が交互に設けられている。

また、図１５に示すように、第１固定端部１０６において、厚肉部１１０と薄肉部１１１の境界部に薄肉部外接円に対して外側に増厚した肉厚部１１２を軸方向に設けた等速ジョイント用ブーツも提案されている。図１６において厚肉部１１０と薄肉部１１１の境界部に設けられた肉厚部１１２がクランプ１０９により締付けられることにより、肉厚部１１２は凸面部１０３ｂの内側に押し込まれてジョイントケース１０３の凹凸状境界部を部分的に高圧にして密着性を高めている（特許文献１参照）。
特開２００４−１６９７２６号

図１３の等速ジョイント用ブーツ１０５の第１固定端部１０６にクランプ１０９を嵌め込んで縮径すると、図１４においてジョイントケース１０３の凹面部１０３ａにおいては、バンド部材１１５の張力がブーツの厚肉部１１０の反力より大きいため、バンド部材１１５が凹面部１０３ａの両端部に相当する両側を最短距離で結ぶように直線的に締め付ける。このため、締め付け圧力は、厚肉部１１０の中央部に向かって集中し易く、当該厚肉部１１０の中央部の肉が両側の隙間に向かって逃げて厚肉部１１０の変形が増大するため、凹面部１０３ａのシール性が低下する。

また、図１５の第１固定端部１０６に厚肉部１１０と薄肉部１１１の境界部に設けられた肉厚部１１２が設けられていても同様な課題を生じる。即ち、バンド部材１１５は肉厚部１１２どうしを直線的に結ぶように直線的に締め付ける。このため、図１６において、締め付け圧力は厚肉部１１０の中央部に向かって集中し易く、当該厚肉部１１０のみならず肉厚部１１２の肉も厚肉部１１０の中央部に逃げて、厚肉部１１０の変形が増大するため凹面部１０３ａのシール性が低下する。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、周方向に厚さが異なる等速ジョイント用ブーツの第１固定端部と凹凸面を有するジョイントケースとのシール性を向上させた等速ジョイント用ブーツを提供することにある。

本発明は上記目的を達成するため、次の構成を備えることを特徴とする。
即ち、外周に凹凸面が形成されたジョイントケースと当該ジョイントケース内に揺動自在に挿入されたシャフトを連結する等速ジョイントの前記ジョイントケース外周面に第１固定端部が嵌め込まれ前記シャフト外周面に第２の固定端部が嵌め込まれて当該第１，第２固定端部間を蛇腹部で覆う等速ジョイント用ブーツであって、前記第１固定端部に前記ジョイントケース外周凹面部に対応して形成された厚肉部と外周凸面部に対応して形成された薄肉部が交互に形成されており、前記厚肉部は、前記ジョイントケースの外周凹面部に対応して形成された内周側厚肉部のほかに前記薄肉部の外周方向延長線よりも外側に突設された外周側厚肉部が形成され、かつ前記外周側厚肉部の外周面には径方向中心線と直交する平坦部が形成されていることを特徴とする。

また、前記外周側厚肉部の外周面は、径方向中心線に対して線対称に形成されており、前記平担部の長さＦは少なくとも前記外周側厚肉部の周方向の長さＬとするとＬ／２≦Ｆ＜Ｌを満たす所定長に形成されていることを特徴とする。

また、前記平坦部の径方向の厚さは少なくとも薄肉部外周面と同等若しくはそれ以上の所定高さとなるように形成されていることを特徴とする。
また、前記平坦部の両側には前記薄肉部に接続する曲面部若しくは面取り部が形成されていることを特徴とする。

本発明に係る等速ジョイント用ブーツを用いれば、第１固定端部にジョイントケース外周凹面部に対応して形成された内周側厚肉部のほかに薄肉部の外周方向延長線よりも外側に突設された外周側厚肉部が形成され、かつ外周側厚肉部の外周面は径方向中心線と直交する平坦部が形成されている。よって、第１固定部にクランプを嵌め込んで締め付けると、ジョイントケース外周凹面部において、バンド部材が最短距離を結ぶように直線的に締め付ける。このとき厚肉部の中央部に向かって圧力が集中しやすいが、バンド部材は外周側厚肉部の外周面に形成された平坦部に沿って締め付ける。このように、締め付け圧力の向きが平坦部とその両側で異なっているため、内周側厚肉部の中央部に圧力が集中することがなく、発生圧力をジョイントケース外周凹面部に沿って分散させて作用させることができる。よって、周方向に厚さが異なる第１固定端部と凹凸面を有するジョイントケースとのシール性を向上させた等速ジョイント用ブーツを提供することができる。

また、外周側厚肉部の外周面は、径方向中心線に対して線対称に形成されていると、ブーツの方向性が無くなり、組み付け作業がし易くなり、平担部の長さＦは少なくとも外周側厚肉部の周方向の長さＬとするとＬ／２≦Ｆ＜Ｌを満たす所定長に形成されていると、締め付け圧力を分散させ易くなる。
また、平坦部の径方向中心線に交差する径方向の厚さは少なくとも薄肉部と同等若しくはそれ以上の所定厚となるように形成されていると、少なくとも平坦部両側は薄肉部より厚肉な厚肉部に形成されているので、厚肉部と薄肉部の境界部における面圧を高めてシール性を向上できる。

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。
先ず、等速ジョイントの概略構成について図８及び図９を参照して説明する。
図８及び図９において、駆動軸（ドライブシャフト）１、２どうしを軸方向に相対的に移動可能に接続する等速ジョイントとしてトリポートジョイント３が用いられる。トリポートジョイント３はシャフト１の端部に設けたジョイントケース４内に図示しないトリポートが嵌め込まれている。トリポートは、ローラを有する３つのトラニオンが軸方向と直交する方向に突設され、ジョイントケース４内に設けられた摺動溝４ｃ（図２参照）内を軸方向へ摺動しつつシャフト間の回転トルクの伝達が行われるようになっている。

ジョイントケース４は、摺動溝４ｃに対応して外周凹面部４ａと外周凸面部４ｂとが交互に形成されている。等速ジョイント用ブーツ５は筒状に形成されており、ジョイントケース４の外周面に径大な第１固定端部６が嵌め込まれ出力側のシャフト２の外周面に径小な第２の固定端部７が嵌め込まれて当該第１，第２固定端部６，７間が蛇腹部８で覆われる。また、第１固定端部６は大径のクランプ９，第２固定端部７はそれより小径のクランプ９にて各々締め付け固定される。上記等速ジョイント用ブーツ５としては、例えば比較的硬質な熱可塑性エラストマーから射出ブロー成形により製造される。

図６において、第１固定端部６にはジョイントケース４の外周凹面部４ａに対応して形成された厚肉部１０と外周凸面部４ｂに対応して形成された薄肉部１１が交互に形成されている。本実施形態では、厚肉部１０は第１固定端部６の周方向に等角位置に３箇所に形成されている。

図１において、厚肉部１０は、ジョイントケース４の外周凹面部４ａに対応して形成された内周側厚肉部１２のほかに薄肉部１１の外周方向延長線よりも外側に突設された外周側厚肉部１３が形成されている。図３において、外周側厚肉部１３の外周面は径方向中心線Ｒと直交する平坦部１４とその両側に面取り部１５が各々形成されている。尚、面取り部１５に替えて円弧部等の曲面部でもよい。

また、図５（ａ）において、外周側厚肉部１３の外周面は、径方向中心線Ｒに対して線対称に形成されている。また、平担部１４の長さＦは少なくとも外周側厚肉部１３の周方向の長さＬ（Ｌ＝ｒθ；ｒはブーツの半径、θは中心角）とするとＬ／２≦Ｆ＜Ｌより好ましくは０．５≦Ｆ０．７５Ｆを満たす所定長に形成されていると、締め付け圧力を分散させ易くなる。また、図５（ｂ）において、平坦部１４の径方向の厚さは少なくとも薄肉部１１と同等若しくはそれ以上の所定厚となるように形成されている。具体的には、平坦部１４の薄肉部１１外周面からの径方向の高さをＴとすると、０≦Ｔ≦１．５ｍｍになるように形成されている。これにより、少なくとも平坦部１４両側は薄肉部１１より厚肉に形成されているので、クランプ９で締め付けた際に厚肉部１０と薄肉部１１の境界部における面圧を高めてシール性を向上できる。

第１，第２固定端部６，７には、図７に示すいわゆるワンタッチタイプのクランプ９が嵌め込まれて縮径することで等速ジョイント用ブーツ４が一体に組み付けられる。尚、比較的大径の第１固定端部６は、ワンタッチタイプのクランプが望ましいが、それより小径の第２固定端部７は、必ずしもワンタッチタイプでなくても、他のクランプ、例えばかしめタイプのクランプ等であってもよい。

ここで、クランプ９の構成について図７を参照して説明する。金属帯状のバンド部材１６は両端部を重ね合わせて接合されてリング状に形成されている。このバンド部材１６の接合部１７に弧状のレバー１８の中途部が溶接により固着されている。

また、バンド部材１６の接合部１７の内周側に形成される空隙部１９の両側に架橋するように弧状のプレート２０がバンド部材１６の内周面に接合されている。プレート２０の幅方向両側にはバンド部材１６の幅方向両側に起立する縁折部２０ａが各々設けられている。

また、バンド部材１６には、プレート２０の接合部に並んで断面コ字状のバックル２１が、バンド部材１６の内周面側に接合されている。バックル２１はバンド部材１６の幅方向両側に起立して設けられ、バンド部材１６上に傾倒させたレバー１８の先端側に重ねて折り曲げることにより固定する（図９参照）。尚、バックル２１はプレート２０と一体に形成されていてもよい。

図８において、クランプ９は第１固定端部６及び第２固定端部７の外周面に装着される。等速ジョイント用ブーツ５の第１固定端部６をジョイントケース４の外周面に嵌め込み、第２の固定端部７をシャフト２の外周面に嵌め込む。このとき、第１の固定端部６の内周側厚肉部１２がジョイントケース４の外周凹面部４ａに、薄肉部１１が外周凸面部４ｂに各々位置合わせして嵌め込まれる。そして、図９において、レバー１８の一端側１８ａ（図７参照）をバンド部材１６に当接する支点として他端側１８ｂをバンド部材１６の外周面に重ね合わせて傾倒することによりバンド部材１７を縮径する。最後に、バンド部材１６の幅方向両側に起立するバックル２１を折り曲げて傾倒したレバー１８を固定することにより組み付けられる。

尚、プレート２０の幅方向両端には縁折部２０ａが形成されているので、プレート２０の断面係数が増加して強度が向上するので、レバー１８の曲げ支点圧力が加わってもプレート２０の変形を防ぐことができ、シール性を維持することができる。

図２にクランプ９により締め付けた際のバンド部材１６及び第１固定端部６の外形と発生圧力との関係を示す。
バンド部材１６は、ジョイントケース４の外周凹面部４ａの両端部で直線的折れ曲がるように厚肉部１０を締め付ける。バンド部材１６の張力がブーツ側の厚肉部１０の反力より大きいためこのような変形が生ずる。このとき、図３において、バンド部材１６よる締め付け圧力は、外周側厚肉部１３に形成された平坦部１４においては径方向中心線Ｒと平行な矢印Ｐ方向に、その両側に形成された面取り部１５においては、矢印Ｐ方向と交差する矢印Ｑ方向に各々作用する。

このように、外周側厚肉部１３において発生圧力の向きが異なり、圧力密度も拡散されるので、内周側厚肉部１２の中央部に圧力が集中することがなく、発生圧力をジョイントケース４の外周側凹面部４ａに沿って分散させて作用させることができる。よって、周方向に厚さが異なる第１固定端部６と凹凸面を有するジョイントケース４とのシール性を向上させることができる。

これに対して、図４において、外周側厚肉部１３に平坦部１４を設けずに円弧面とした場合には、径方向中心線Ｒと平行な矢印Ｐ方向と平行な向きに周方向に圧力が発生するため、内周側厚肉部１２の中央部に圧力が集中して内周側厚肉部１２の変形を起こしやすく、締め付け圧力の抜けが発生し易くなる。

第１固定端部の正面図である。図１の第１固定端部をクランプで締め付けた状態の正面図及び発生圧力との関係を示すグラフ図である。厚肉部と発生圧力の向き及び密度を示す説明図である。図３の厚肉部と発生圧力の向き及び密度を示す対比説明図である。外周側厚肉部の形状を示す説明図である。等速ジョイント用ブーツの斜視図である。クランプの斜視図である。等速ジョイントに等速ジョイント用ブーツ及びクランプを組み付け作業を示す斜視説明図である。等速ジョイントに等速ジョイント用ブーツ及び第１クランプを組み付けた状態の斜視説明図である。従来例の等速ジョイント用ブーツの斜視図である。従来の等速ジョイントに等速ジョイント用ブーツ及び第１クランプを組み付ける作業を示す斜視説明図である。従来の等速ジョイントに等速ジョイント用ブーツ及び第１クランプを組み付けた状態の斜視説明図である。従来の第１固定端部の正面図である。図１３の第１固定端部をクランプで締め付けた状態の正面図及び発生圧力との関係を示すグラフ図である。従来の第１固定端部の正面図である。図１５の第１固定端部をクランプで締め付けた状態の正面図及び発生圧力との関係を示すグラフ図である。

符号の説明

１，２シャフト
３トリポートジョイント
４ジョイントケース
４ａ外周凹面部
４ｂ外周凸面部
５等速ジョイント用ブーツ
６第１固定端部
７第２固定端部
８蛇腹部
９クランプ
１０厚肉部
１１薄肉部
１２内周側厚肉部
１３外周側厚肉部
１４平坦部
１５面取り部
Ｒ径方向中心線
１６バンド部材
１７接合部
１８レバー
１９空隙部
２０プレート
２０ａ縁折部
２１バックル

Claims

外周に凹凸面が形成されたジョイントケースと当該ジョイントケース内に揺動自在に挿入されたシャフトを連結する等速ジョイントの前記ジョイントケース外周面に第１固定端部が嵌め込まれ前記シャフト外周面に第２の固定端部が嵌め込まれて当該第１，第２固定端部間を蛇腹部で覆う等速ジョイント用ブーツであって、
前記第１固定端部に前記ジョイントケース外周凹面部に対応して形成された厚肉部と外周凸面部に対応して形成された薄肉部が交互に形成されており、
前記厚肉部は、前記ジョイントケースの外周凹面部に対応して形成された内周側厚肉部のほかに前記薄肉部の外周方向延長線よりも外側に突設された外周側厚肉部が形成され、かつ前記外周側厚肉部の外周面には径方向中心線と直交する平坦部が形成されていることを特徴とする等速ジョイント用ブーツ。
前記外周側厚肉部の外周面は、径方向中心線に対して線対称に形成されており、前記平担部の長さＦは少なくとも前記外周側厚肉部の周方向の長さＬとするとＬ／２≦Ｆ＜Ｌを満たす所定長に形成されている請求項１記載の等速ジョイント用ブーツ。
前記平坦部の径方向中心線に交差する径方向の厚さは少なくとも薄肉部と同等若しくはそれ以上の所定厚となるように形成されている請求項１又は２記載の等速ジョイント用ブーツ。
前記平坦部の両側には前記薄肉部に接続する曲面部若しくは面取り部が形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の等速ジョイント用ブーツ。