JP2019158044A - 等速ジョイント用ブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】等速ジョイントが大きな作動角を取って揺動する場合であっても、耐疲労破損性の向上が図れ、さらなる長寿命化を実現可能な等速ジョイント用ブーツの提供を目的とする。【解決手段】外周面が非円形に形成されている相手側部材に装着される大径環状部と、大径環状部の内周面の少なくとも一部が非円形に形成されるとともに、ブーツ蛇腹部及びシャフトに装着される小径環状部とが少なくとも一体化され、大径環状部の内周面の蛇腹部に隣接した部位に環状凹部を備える等速ジョイントブーツである。【選択図】図１

Description

本件出願は、自動車の駆動軸（ドライブシャフト）等に用いる等速ジョイント（Ｃｏｎｓｔａｎｔ Ｖｅｌｏｃｉｔｙ Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｊｏｉｎｔ）であって、外周面に複数の軸方向に沿った溝状凹部を備えるトリポッドジョイント（Ｔｒｉｐｏｄ Ｊｏｉｎｔ）のような構造を有する等速ジョイントの外周に装着する等速ジョイント用ブーツに関する。

従来から、自動車をはじめ様々な分野において、入力駆動軸と出力駆動軸との２軸間を連結し、これら２軸間に角度差があっても双方の軸が等しい速度で回転してトルク伝達を行う等速ジョイントが用いられている。自動車の場合、ドライブシャフトの両端部に当該等速ジョイントが用いられ、この等速ジョイントを潤滑するためのグリースの封入、外部から埃、水分等の異物侵入の防止を目的として、等速ジョイントの屈曲部を被覆する「等速ジョイント用ブーツ」が用いられている。

このときの等速ジョイント用ブーツは、一端側に大径環状部、他端側に小径環状部を備えており、大径環状部をハブ側の等速ジョイントのアウターケース（ケーシング）の外周面に、小径環状部をディファレンシャルギア側にブーツバンドで締付固定して用いられる。そして、等速ジョイントの中でも、ディファレンシャルギア側の等速ジョイントには、ドライブシャフトの軸部にころ状ベアリングを配して軸方向に滑動可能な複数の溝状凹部を外周面に備える所謂トリポッドジョイントを用いるのが一般的である。

そして、上述のトリポッドジョイントの挙動を考えると、そこに用いるトリポッドジョイント用ブーツは、トリポッドジョイントが作動角を取って揺動する際には、変形が起こり、しかも繰り返し変形による繰り返し応力を受けるものである。特に、トリポッドジョイント用ブーツは、トリポッドジョイントの作動角が大きくなる程、アウターケースとの接続部付近に過大な曲げ応力が発生し、損傷する可能性が高くなる。また、トリポッドジョイントにおいては、角度変位のみならず、摺動挙動を伴う軸方向変位も考慮する必要がある。従って、トリポッドジョイントに装着するブーツは、角度変位のみ許容する固定式等速ジョイントに比べ、アウターケースとの接続部付近に曲げ応力が強く負荷されることになる。そのため、長期間使用した場合、トリポッドジョイント用ブーツに亀裂発生や摩耗損傷等が生じやすくなる傾向がある。このような問題を解決しようとしたトリポッドジョイント用ブーツに関しては、以下のような先行技術が存在している。

例えば、特許文献１には、トリポッドジョイント用ブーツおいて、ブーツのコンパクト化を図りながら、トリポッドジョイントの揺動角度を大きく取れるようにし、且つ、ブーツとしての耐久性を向上させることを目的として、ブーツの大径側端部内周に備えられた複数の厚肉部を、ベローズ部における大径側端部直近の小径部から大径側端部方向へ延びるテーパ面より張り出して形成することが開示されている。

また、特許文献２は、特許文献１に開示しているトリポッドジョイント用ブーツの製造方法を開示している。この製造方法は、一次成形品として形成された大径側端部の内周部に、厚肉部を有する二次成形部のベローズ部大径側端部直近の小径部から大径側端部に延びるテーパ面にアンダーカット部分が設けられていても、金型からのブーツの引き抜きを容易にできる点に特徴を備えるものである。

特開２００６−１７２７７号公報 特開２００５−９８４８７号公報

しかしながら、近年のトリポッドジョイント用ブーツには、トリポッドジョイントの作動角の広角化に柔軟に追随し、軽量化することが求められている。このような要求に、特許文献１及び特許文献２に開示のブーツの基本構成を維持したまま対応しようとすると、ブーツの「蛇腹部の山部や谷部の数を増加させる」、「蛇腹部の外径を拡径させる」等の手段が想起できる。ところが、これらの手段は、市場要求の基本にある生産コストの削減、ブーツとしての小型軽量化等を達成できないという問題がある。

そこで、本件出願は、トリポッドジョイントが大きな作動角で揺動する場合でも、その挙動に追随可能で、且つ、小型軽量化が可能で、さらに、耐疲労破損性の向上が図れ、さらなる長寿命化を実現可能なトリポッドジョイント用ブーツの提供を目的とする。

そこで、本件出願者等は、鋭意研究を行った結果、以下に述べるトリポッドジョイント用ブーツを採用することで、上述の課題を解決することに想到した。

本件出願に係る等速ジョイント用ブーツは、外周面が非円形に形成されている相手側部材に装着される大径環状部と、大径環状部の内周面の少なくとも一部が非円形に形成されるとともに、ブーツ蛇腹部及びシャフトに装着される小径環状部とが少なくとも一体化され、大径環状部の内周面の蛇腹部に隣接した部位に環状凹部を備えることを特徴とする。

本件出願に係る等速ジョイント用ブーツは、大径環状部が、蛇腹部側から順に、ブーツバンドで締付固定しないブーツバンド非装着領域と、ブーツバンドで締付固定するブーツバンド装着領域と、を備え、ブーツバンド装着領域の内周面の少なくとも一部に環状厚肉部と、ブーツバンド非装着領域の内周面に環状凹部を備えることが好ましい。

本件出願に係る等速ジョイント用ブーツは、ブーツバンド装着領域の内周面に設ける環状厚肉部が、小径環状部と蛇腹部と大径環状部とが一体成形された一次成形部材と、一次成形部材の大径環状部の内周面にのみ二次成形部材を有することが好ましい。

本件出願に係る等速ジョイント用ブーツは、ブーツバンド非装着領域の肉厚（ｔ１）は、ブーツバンド非装着部に最も近い前記蛇腹部の谷部の肉厚（ｔ２）より大きく、かつ、２倍以下であることが好ましい。

本件出願に係る等速ジョイント用ブーツは、ブーツバンド装着領域の内周面に設けた環状厚肉部は、その表面に微細環状突起を備えることが好ましい。

本件出願に係る等速ジョイント用ブーツは、等速ジョイントがトリポッドジョイントである場合に好適に適用できる。

本件出願に係る等速ジョイント用ブーツは、小径環状部と蛇腹部と大径環状部とを順に直列に一体化したものであって、ブーツバンド非装着領域の内周面の蛇腹部に隣接した部位に環状凹部を備える。そのため、本件出願に係る等速ジョイント用ブーツは、従来の等速ジョイント用ブーツに比べ、揺動挙動に伴って変化する蛇腹部の変形応力が小さく、フレキシビリティに優れる。従って、本件出願に係る等速ジョイント用ブーツは、従来に無いほどジョイントが大きな作動角を取って揺動しても追随が可能である。さらに、本件出願に係る等速ジョイント用ブーツは、小型軽量で、且つ、良好な耐疲労破損性を発揮し、さらなる長寿命化が実現できる。

本発明に係る等速ジョイント用ブーツ（トリポッドジョイント用ブーツ）の斜視図である。 図１のＡ−Ａ’断面模式図である。 図２の要部（Ｃ領域及びＤ領域）拡大模式図である。 図１のＢ−Ｂ’断面模式図である。 従来ブーツを角度θで屈曲させた時の断面模式図である。 本発明に係るブーツを角度θで屈曲させた時の断面模式図である。 本発明に係わるブーツ成形方法模式図。 本発明に係わるブーツ二次成形部要部（図７（ｂ）のE領域及びＦ領域）金型配置模式図である。 従来ブーツ断面模式図である。 従来ブーツに係わるブーツ二次成形部要部（（図７（ｂ）のE領域及びＦ領域）金型配置模式図である。 実施例ブーツ及び比較例ブーツでの非線形応力解析対比結果である。

以下、本件出願に係る等速ジョイント用ブーツについて、自動四輪車用のトリポッドジョイントに適用する場合を想定して説明する。また、以下には本件出願の一実施形態を図面を参照して詳述するが、本件出願はこれに限定解釈されるものではない。特に、ブーツが用いられるジョイントとして、その外周面に複数の溝状凹部があれば良いのであり、溝状凹部の本数、形状には何ら限定が無いことを明記しておく。

Ａ．本件出願に係る等速ジョイント用ブーツの形態
本件出願に係る等速ジョイント用ブーツは、アウターケースとアウターケースから延びるシャフトとを備える等速ジョイントに用いるものである。ここでいう「等速ジョイント」は、アウターケースの外周にシャフトの軸方向に沿って等間隔に配置した複数の凹状溝部を備え、当該シャフトの軸方向に対するアウターケースの垂直断面が非円形を呈するものである、このような等速ジョイントに該当する代表例が、所謂トリポッドジョイントである。

本件出願に係る等速ジョイント用ブーツは、等速ジョイントのアウターケースに取り付ける大径環状部と、蛇腹部と、シャフトに取り付ける小径環状部とが一体化し、大径環状部の内周面の蛇腹部へ隣接した部位に環状凹部を備えることを特徴としている。ここで、図１に、本件出願に係る等速ジョイント用ブーツ１としてトリポッドジョイント用ブーツを一例として、その大径環状部６側から見たときの斜視図を示している。この図１から理解できるように、等速ジョイントのアウターケースに取り付ける大径環状部６、蛇腹部５と、シャフトに取り付ける小径環状部２とが一体化していることが理解できる。この図１で確認できる大径環状部６の内周面には、等速ジョイントのアウターケースの外周にある複数の凹状溝部に装着するための「凸部３０」を備えている。

そして、この図１に示す等速ジョイント用ブーツ１をＡ−Ａ’線で、シャフトの軸方向Ｐに沿って切断したときの断面図が図２である。この図２に示すＣ領域とＤ領域との拡大図を図３（ａ）及び図３（ｂ）に示している。この図３から理解できるように、図３の大径環状部６の内周面には凸部３０が存在するため、Ｃ領域の壁面は厚く、大径環状部６の内周面に凸部３０が存在しないＤ領域の壁面は薄くなっている。ここで、環状肉厚部とは、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示す６Ｂ（図面番号）のことである。なお、図１において凸部３０を避けたＢ−Ｂ’線で、シャフトの軸方向Ｐに沿って切断したときの断面図を、確認的意味合いにおいて図４に示しておく。

本件出願に係る等速ジョイント用ブーツ１は、図２〜図４から理解できるように、大径環状部６の内周面の蛇腹部５へ隣接した部位に環状凹部６Ａが存在している。この環状凹部６Ａが存在することで、等速ジョイント用ブーツ１の蛇腹部５が屈曲変形するときのフレキシビリティが飛躍的に高まる。なお、図面には、トリポッドジョイントに装着した状態で存在する「入力駆動軸」と「出力駆動軸」とは、当業者であれば技術常識的に理解可能であるため、図示を省略している。以下において、技術的効果に関しては詳説する。

図３（ａ）及び図３（ｂ）から明確に理解できるように、本件出願に係る等速ジョイント用ブーツにおいて、大径環状部６は、蛇腹部５側から順に、ブーツバンドで締付固定しないブーツバンド非装着領域６Ｃと、ブーツバンドで締付固定するブーツバンド装着領域６Ｄとを備え、ブーツバンド装着領域の内周面に蛇腹部と接触しない環状厚肉部６Ｂを備え、ブーツバンド非装着領域６Ｃの内周面に環状凹部６Ａを備えるものである。以下、「大径環状部」、「小径環状部」、「蛇腹部」に分けて分説する。

（１）大径環状部
本件出願に係る等速ジョイント用ブーツ１の大径環状部６は、蛇腹部側から順に、「ブーツバンドで締付固定しないブーツバンド非装着領域（図３における符号６Ｃ参照）」と、「ブーツバンドで締付固定するブーツバンド装着領域（図３に示す符号６Ｄ参照）」とを備えている。本件出願に係る等速ジョイント用ブーツ１において、以下に述べる大径環状部６の内面形状が、最も大きな特徴を備えている。この大径環状部６は、シール性を確保するため、外嵌固定する相手部材の表面形状に応じた形状とした内周面を備えるものであり、等速ジョイントのアウターケースに外嵌固定される環形状を一般的に採用する。なお、念のために記載しておくが、トリポッドジョイントのように、アウターケースの外周形状が周方向に凹凸形状をなす場合には、大径環状部６の内周形状をアウターケースの外周形状に対応させるため非円形となっている（図１参照）。

図３を用いて、ブーツバンド装着領域６Ｄについて説明する。ブーツバンド装着領域６Ｄは、大径環状部６の外周部分に、等速ジョイントのアウターケースに大径環状部６を締付固定するためバンドを配する領域である。この「ブーツバンド装着領域６Ｄ」で締付固定することで、等速ジョイントに封入されたグリースの当該大径環状部６とアウターケースとの間から外部に漏れ出すのを防止する。そして、ブーツバンド装着領域６Ｄの内周面に蛇腹部５と接触しない環状厚肉部（図３に示す符号６Ｂ参照）を備える。この環状厚肉部６Ｂが存在することで、後述するブーツバンド非装着領域６Ｃの内周の蛇腹部５に隣接した部位に環状凹部６Ａを設けることが容易になる。

そして、ブーツバンド装着領域６Ｄの内周面に設ける環状厚肉部６Ｂは、その表面に、微細環状突起（図示は省略）を備えることが好ましい。ブーツバンドを装着したときのシール性を高めるためのものであり、１つ以上の微細環状突起を設けることも好ましい。この微細環状突起は、軸方向断面（図１として示した断面）における断面高さが０．２ｍｍ〜１．０ｍｍであることが好ましい。微細環状突起の断面高さが０．２ｍｍ未満の場合、あるいは１．０ｍｍを超える場合には、ブーツバンドを装着したときのシール性を高めることが困難となるため好ましくない。

次に、図３（ａ）及び図３（ｂ）を用いて、ブーツバンド非装着領域６Ｃについて説明する。このブーツバンド非装着領域６Ｃは、上述のブーツバンド装着領域６Ｄと蛇腹部５との間に、蛇腹部に隣接して存在するブーツバンドで締付固定しない領域のことである。そして、このときのブーツバンド非装着領域６Ｃの内周面に、蛇腹部５に隣接した状態で環状凹部６Ａを設けている。この環状凹部６Ａにとは、ブーツバンド装着領域６Ｄのように環状厚肉部６Ｂを設けないことを意味する。つまり、環状凹部６Ａは、図３（ａ）（ｂ）に示すように、ブーツバンド装着領域６Ｄの一部に跨って形成（＝環状肉厚部６Ｂがブーツバンド装着領域の一部にのみ存在。）されていてもよい。要は、少なくともブーツバンド非装着領域６Ａに、環状肉厚部６Ｂが存在しなければ、いかなる形状でもよい。加えて、例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）において、ブーツバンド非装着領域６Ａが、ブーツバンド装着領域６Ｄとの境界に段差があるが、（図３（ａ）では左側、図３（ｂ）では右側にやや凸状になっている）。これはブーツバンドが装着される際の位置決めのため境界である。そのため、ブーツバンド装着時の位置決めが別の手段で可能な場合には、ブーツバンド非装着領域６Ｃとブーツバンド装着領域６Ｄとの境界部位に段差がなくともよい。また、この環状凹部６Ａの深さは、環状凹部６Ａの肉厚あるいはブーツバンド位置決め境界部位の高さ（深さ；図３（ａ）あるいは図３（ｂ）における６Ｃと６Ｄの境界部分）によって変化するが、ブーツバンド装着領域６Ｄの環状厚肉部６Ｂの厚さを厚く設計してもよい。

このように、本件出願に係る等速ジョイント用ブーツ１は、ブーツの大径環状部６に環状凹部６Ａを備えることで、蛇腹部５の山部及び谷部の数を増加させることなく、蛇腹部５が大径環状部６との境界付近まで蛇腹機能を十分に発揮できるように機能する。一般的に、トリポッドジョイントのような継手は、大径環状部６を外嵌固定するアウターケース内部に配置される。そのため、従来のトリポッドジョイント用ブーツ１１の場合、図５に示すようにトリポッドジョイントが揺動する際の屈曲点は、蛇腹部１５の大径環状部１６寄りに位置するようになる。このときのトリポッドジョイント用ブーツ１１の屈曲点付近では、トリポッドジョイントの複雑な動作によって、圧縮応力と引張応力とが交互に繰り返されるため、トリポッドジョイント用ブーツ１１の蛇腹部１５の大径環状部１６側に、相対的に大きな応力が集中しやすく、破損も生じやすくなる。

これに対し、図６から理解できるように、本件出願に係る等速ジョイント用ブーツ１の大径環状部６は、その内面に蛇腹部５と接触しない環状厚肉部（図３に示す符号６Ｂを参照）を備え、且つ、上述したブーツバンド非装着領域６Ｃの内周の蛇腹部５に隣接した部位に環状凹部６Ａを備えることで、蛇腹部５の最も大径環状部６側に設けられた谷部４Ｆの屈曲性が高められる。従って、本件出願に係る環状凹部６Ａを備える等速ジョイント用ブーツ１を用いると、等速ジョイント用ブーツ１で覆ったジョイントが揺動する際に、等速ジョイント用ブーツ１のフレキシビリティが飛躍的に向上し、蛇腹部５の変形に要する応力を効率良く緩和でき、等速ジョイントの作動角の広角化が可能で、長寿命化が可能になる。

さらに、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すブーツバンド非装着領域部の肉厚（ｔ１）を、ブーツバンド非装着部に最も近い蛇腹部の谷部の肉厚（ｔ２）より大きく、かつ２倍以下にすることが好ましい。この理由は、本件出願にいう等速ジョイントの作動角の広角化に伴うブーツバンド非装着領域部への応力集中を緩和し、さらなる長寿命化が可能となるからである。加えて、ブーツバンド非装着領域部への飛び石等の外的要因によるブーツの破損も効果的に防止できるからである。なお、ｔ１≦ｔ２の場合、繰り返し応力が負荷されたときの環状凹部６Ａの耐久性が低下し、長寿命化が達成できないため好ましくない。一方、ｔ１≧２ｔ２の場合には、環状凹部６Ａのフレキシビリティが著しく低下し、本件出願の趣旨が没却するため好ましくない。

（２）小径環状部
本件出願に係る等速ジョイント用ブーツ１の小径環状部２は、従来のトリポッドジョイント用ブーツの小径環状部に適用する技術概念を全て適用できるものであり、特段の限定は要さない。一般的には、小径環状部２は、トリポッドジョイントの軸部（出力駆動軸２０）に外嵌固定するための円環形状を備えている。そして、小径環状部２の外周部分には、出力駆動軸２０に当該小径環状部２を高いシール性保って連結するため、ブーツバンド（図示を省略）で締付固定するブーツバンド装着領域（図示を省略）が備わっている。これは、トリポッドジョイントに封入されたグリースが小径環状部２と出力駆動軸２０との間から外部に漏れ出すのを効果的に防ぐためである。

（３）蛇腹部
本件出願に係る等速ジョイント用ブーツ１の蛇腹部５は、従来の等速ジョイント用ブーツの蛇腹部に適用する技術概念を全て適用できるものであり、特段の限定は要さない。一般的に、蛇腹部５は、山部（ブーツ１の外部に向けて張り出した部分）３Ａ〜３Ｆと谷部（ブーツ１の内部に向けて張り出した部分）４Ａ〜４Ｆとを交互に連続して備えたものであり、小径環状部２と大径環状部６との間に連設される。蛇腹部５は、可撓性を発揮すると共に緩衝作用を有するため、トリポッドジョイントの揺動動作を阻害することなく、等速ジョイントの継手（図示を省略）を飛び石等の飛来物から効果的に保護する役割を果たす。

なお、本件出願に係る等速ジョイント用ブーツ１の蛇腹部５は、図１に示す如く、山部３Ａ〜３Ｆ及び谷部４Ａ〜４Ｆが一端側から他端側へ向けて外径が徐々に変化して略円錐台形状に形成されることで、トリポッドジョイントの揺動に対する追従性を確保するものである。しかし、自動車用の等速ジョイント用ブーツの場合、図１に示す形状に限定されず、その両端の外径を同程度の径としたり、山部と谷部との数をブーツの大きさや肉厚等を考慮して適宜変更することができる。

Ｂ．本件出願に係る等速ジョイント用ブーツの製造形態
（１）本件出願に係る等速ジョイント用ブーツの基本的製造概念
本件出願に係る等速ジョイント用ブーツは、上述の大径環状部６（６Ｂを除く）、小径環状部２及び蛇腹部５が一体成形されたものである。小径環状部２、蛇腹部５、大径環状部６（６Ｂを除く）のそれぞれを別個に形成し、事後的に接合すると、この接合部分に応力が集中したときに、その接合部分に亀裂・剥離等が生じ安く長寿命化が図れず、封入したグリースが漏れ出す等の原因となり好ましくない。

（２）使用可能な構成材料
本件出願に係るトリポッドジョイント用ブーツ１の製造において、一次成形部材の形成に用いられる構成材料は、熱可塑性樹脂であれば特段の限定はない。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスチレン、ポリウレタン、ポリテトラフルオロエチレン、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリル樹脂等を採用することが好ましい。市場におけるコスト、製造時の取り扱い性に優れ、硬化後におけるフレキシビリティに優れ、トリポッドジョイント用ブーツの長寿命化が期待できるからである。

一方、二次成形部６Ｂの形成には、一次成形部材に用いたと同じ構成材料を採用することが好ましい。一旦硬化した一次成形部材と二次成形部との界面における相溶化が容易で、一体化しやすいからである。しかし、一次成形部材と二次成形部６Ｂとの材質を、必ずしも同一素材とする必要性はなく、上述の界面における相溶性に優れる限り、要求品質に応じて、異なる材質を採用しても構わない。

（３）具体的製造形態
上述の一次成形部材及び二次成形部６Ｂの形成に関しては、プレスブロー成形、押出しブロー成形、射出ブロー成形、射出成形等の公知の成形方法を用いることができ、上述の特許文献２に開示した製造方法の殆どを採用することが可能である（なお、上記特許文献２に開示の発明は、本件出願の出願人等が過去に出願したものである。）。従って、この特許文献２によって、製造方法の基本的概念は、当業者の間で既に広く知られているため、以下に一例を示すのみで、その詳細な説明は省略する。例えば、本実施形態の等速ジョイント用ブーツ１は、以下の手順で形成できる。

一次成形部材の形成： 上述の特許文献２にも開示されているような公知のプレスブロー成形法を用いて、金型内に溶融した材料（例えばポリエチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂）を押し出し、押し出した樹脂材料を金型で挟んだ後、空気を吹き込み、樹脂材料を金型に密着させ、小径環状部２、蛇腹部５、及び大径環状部６が一体的に連設した状態の図７（ａ）に示す一次成形部材１０を得る。

二次成型部の形成： 以上のようにして得られた一次成形部材を、図７（ｂ）に断面図として示すように固定型３１に配置する。そして、この固定型３１の上面に、環状凹部を形成するための可動型３２を配置する。さらに、固定型３１に配置した一次成形部材１０の外周には、外周を押さえて二次成形空間４０を形成するための割型３３を配置する。このような金型配置を採用して、この二次成形空間４０に所望の溶融材料（例えばポリエチレン系樹脂等の熱可塑性樹脂）を射出孔ＩＰからインジェクション法で射出して、一次成形部材１０の大径環状部６のブーツバンド装着領域６Ｄの内周部にのみ、上述した肉厚の異なる二次成形部６Ｂを設け一体化させる。

図７（ｂ）に示す領域Ｅ及び領域Ｆの模式拡大図（図８）を用いて、本件出願に係る等速ジョイント用ブーツの二次成形部の形成について、さらに詳説する。図８から理解できるように、一次成形部材の内部に、固定型３１と可動型３２と配置する。そして、可動型３２を一次成形部材１０のブーツバンド非装着領域６Ｃの内面に接触する位置まで移動させ、固定型３１及び可動型３２と、一次成形部材１０の大径環状部６の内周面との間に、二次成形部６Ｂ（図３（ａ）では凸部３０を含む）を形成するための二次成形空間４０を形成する。そして、この二次成形空間４０に溶融材料を射出することにより、本件出願に係る等速ジョイント用ブーツの大径環状部６の環状厚肉部６Ｂを備える内周面が形成できる。その後、可動型３２を移動させて抜き、等速ジョイント用ブーツ１が得られる。

なお、上述したブーツ製造方法は、二次成形部と一次成形部材とを金型内で一体化する方法を説明したが、このような製造法方法に限定されることなく、二次成形部を一次成形部材とは別個に製造し、一次成形部材に二次成形部を接合することで、環状凹部を形成しても、本願発明の効果が得られることは勿論である。

以下に本件出願における実施例及び比較例を示し説明する。なお、本件出願に係る発明は、これらの例により何ら限定解釈されるものではない。

本実施例に係る等速ジョイント用ブーツ１（以下、「実施ブーツ」と称する。）は、図１に示すトリポッドジョイント用ブーツである。この実施ブーツは、上述の図７（ａ）及び図７（ｂ）と、図８（ａ）及び図８（ｂ）とを用いて説明した方法で製造した。従って、ここでの重複した説明は、省略する。この実施ブーツの諸元を以下に列挙する。

［実施ブーツ諸元］
全長： １０７ｍｍ
全長（ブーツバンド装着領域除） ： ９４ｍｍ
ブーツバンド非装着領域のブーツ肉厚：１．３ｍｍ
小径環状部 ： 外径 ２９．７ｍｍ
大径環状部 ： 外径 ７９．４ｍｍ
蛇腹部 ： 山数及び谷数がともに６
平均肉厚 １.０５ｍｍ

比較例

本比較例で製造した等速ジョイント用ブーツは、実施例との対比が可能なトリポッドジョイント用ブーツ１１（図９。以下、「比較ブーツ」と称する。）であり、図９に断面を示したように、大径環状部１６が、その内面に蛇腹部１５と接触した環状厚肉部１６Ｂを備えているが、ブーツバンド非装着領域１６Ｃの内周部分に環状凹部が存在しないものである（図１０）。

この比較ブーツは、上述の特許文献２に開示の方法で製造したものである。即ち、大径環状部１６の内周面に対し、二次成形部を一体成形するに際に、図１０に示すように固定型４１と可動型４２とを配置して、その他実施例と同様にして製造したものであり、比較ブーツの二次成形部（環状厚肉部６Ｃ及び６Ｄ）が蛇腹部と接触した状態となっている。なお、「比較ブーツ諸元」は、ブーツバンド非装着領域のブーツ肉厚を７．１ｍｍとした以外は、実施ブーツと同じである。

［実施例と比較例との対比］
図６に、実施ブーツを用いた場合のトリポッドジョイントの作動角θを１５°にしたときの屈曲状態を示している。図５には、比較ブーツを用いた場合のトリポッドジョイントの作動角θを１５°としたときの、比較ブーツの屈曲状態を示している。なお、図中の符号Ｘで示す一点鎖線は、トリポッドジョイントの作動角θが０°のときのトリポッドジョイント軸部２０の位置を示している。そして、非線形応力解析シミュレーション（解析ソフト：Ｍａｒｃ／Ｍｅｎｔａｔ（登録商標））により、作動角θを１５°に変化させた場合に蛇腹部５にかかる応力を求めた。即ち、トリポッドジョイントの軸部２０を作動させる方向に位置する各谷部４Ａ〜４Ｆ（実施例）、１４Ａ〜１４Ｆ（比較例）の圧縮応力を求めた。

図１１に上述の条件で行った非線形応力解析シミュレーション結果（トリポッドジョイントの作動角を変化させたときのブーツ各谷部に加わる応力）を、実施例と比較例とを併せて示す。図１１から分かるように、実施ブーツでは、比較ブーツに比べて、蛇腹部谷部１４Ｂの応力が著しく低下していることがわかる。これは、図５及び図６からわかるように、実施ブーツで環状凹部６Ａを形成することで、蛇腹部の谷部（たとえば４Ｆ）が移動できる領域が広がったため（図６の４谷部４Ｆ〜４Ｃが図の下方向に大きく屈曲している。）、結果的に谷部４Ｂへの応力集中が緩和されたためである。

さらに、図１１から、比較ブーツに比べ実施ブーツの方が、全体的に各谷部に加わる応力が低減されていることが分かる。特に、比較ブーツで、最も大きな応力が加わっていた谷部１４Ｅでは２．５ＭＰａの応力であるのに対し、実施ブーツの谷部４Ｅにおいては２．０ＭＰａまで低下していることが分かる。この結果、実施ブーツのように、大径環状部６に本発明の内周面形状を採用することで、蛇腹部５の屈曲性が高まり、耐疲労破損性の改善に寄与することがわかる。

本件出願に係る等速ジョイント用ブーツは、大径環状部の内周面の蛇腹部に隣接した部位に環状凹部を備えることで、等速ジョイントの揺動挙動・摺動挙動に伴って変化する等速ジョイント用ブーツの蛇腹部の変形応力が低く、フレキシビリティに優れるものである。自動車用として用いたときも、良好な耐疲労破損性が得られ、さらなる長寿命化が達成でき、産業上特に有用である。

１ 等速ジョイント用ブーツ（＝トリポッドジョイント用ブーツ）
２ 小径環状部
３Ａ〜３Ｆ 山部（蛇腹部）
４Ａ〜４Ｆ 谷部（蛇腹部）
５ 蛇腹部
６ 大径環状部
６Ａ 環状凹部
６Ｂ 環状厚肉部（二次成形部）
６Ｃ 環状厚肉部（従来ブーツ（比較例））
６Ｄ 環状厚肉部（従来ブーツ（比較例））
１０ 一次成形部材
２０ 軸部（出力駆動軸）
３０ 凸部
４０ 二次成形空間
Ｐ 軸方向
Ｘ 作動角０°線
θ 作動角

Claims (6)

1. 外周面が非円形に形成されている相手側部材に装着される大径環状部と、該大径環状部の内周面の少なくとも一部が非円形に形成されるとともに、ブーツ蛇腹部及びシャフトに装着される小径環状部とが少なくとも一体化され、
   当該大径環状部の内周面の当該蛇腹部に隣接した部位に環状凹部を備えることを特徴とする等速ジョイント用ブーツ。
2. 前記大径環状部は、前記蛇腹部側から順に、ブーツバンドで締付固定しないブーツバンド非装着領域と、ブーツバンドで締付固定するブーツバンド装着領域とを備え、当該ブーツバンド装着領域の内周面の少なくとも一部に環状厚肉部と、当該ブーツバンド非装着領域の内周面に環状凹部を備える請求項１に記載の等速ジョイント用ブーツ。
3. 前記ブーツバンド装着領域の内周面に設ける環状厚肉部は、前記小径環状部と蛇腹部と大径環状部とが一体成形された一次成形部材と、当該一次成形部材の当該大径環状部の内周面にのみ二次成形部を有する請求項２に記載の等速ジョイント用ブーツ。
4. 前記ブーツバンド非装着領域の肉厚（ｔ_１）は、該ブーツバンド非装着部に最も近い前記蛇腹部の谷部の肉厚（ｔ_２）より大きく、かつ２倍以下である請求項２又は請求項３のいずれか一項に記載の等速ジョイント用ブーツ。
5. 前記ブーツバンド装着領域の内周面に設けた環状厚肉部は、その表面に微細環状突起を備える請求項２乃至請求項４のいずれか一項に記載の等速ジョイント用ブーツ。
6. 前記等速ジョイントがトリポッドジョイントである請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の等速ジョイント用ブーツ。

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