JP3644584B2 - 等速ジョイント用ブーツ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
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。
【０００２】
【従来の技術】
等速ジョイントのジョイント部は従来より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、ジョイントアウターレースなどに保持される大径の第１筒部と、第１筒部より小径でシャフトに保持される第２筒部と、第１筒部と第２筒部を一体的に連結する略三角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。
【０００３】
また従来の等速ジョイント用ブーツの蛇腹部は、山部と谷部が交互に形成され、それぞれの山部及び谷部は相似形状に形成されるのが通常であった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の等速ジョイント用ブーツは、ジョイントアウターレースなどの中心軸とシャフトの中心軸とのなす角度の変化への追従を容易とし、蛇腹部に発生する応力を小さくするために、蛇腹部の山部の外径が比較的大型に形成されている。ところが近年、自動車の軽量化が求められ、車体サイズのコンパクト化に伴って等速ジョイント用ブーツにも形状のコンパクト化が求められている。
【０００５】
等速ジョイント用ブーツのコンパクト化には、蛇腹部の外径を縮小することが必要不可欠である。そして蛇腹部の外径を縮小するとその分山部の膜長が短くなるため、蛇腹部の変位量と発生する応力を従来と同等に維持するには、谷部の深さを大きくする必要がある。しかしながら単に谷部の深さを大きくすると、図５に示すように、インボードジョイントアウターレース１００などの中心軸とシャフト１０１の中心軸とのなす角度が大きくなったときに、第２谷部１３がインボードジョイントアウターレース１００とシャフト１０１の間に噛み込まれる場合があった。このように谷部が噛み込まれると谷部に大きな力が作用し、これが繰り返されると谷部の損傷によりシール性が損なわれる。したがってブーツを頻繁に交換せざるを得ず、寿命が短いという問題が生じる。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ジョイントアウターレースなどとシャフトとから構成される一対の回動軸のなす角度が大きくなったときにも谷部の噛み込みを防止でき、かつコンパクトな形状の等速ジョイント用ブーツとすることを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の等速ジョイント用ブーツの特徴は、第１筒部と、第１筒部と離間して同軸的に配置され第１筒部より小径の第２筒部と、第１筒部と第２筒部を一体的に連結する略三角錐台形状の蛇腹部と、よりなる等速ジョイント用ブーツにおいて、蛇腹部は第１筒部側から順に第１谷部、第１山部、第２谷部、第２山部、第３谷部、第３山部・・・と複数の山部及び谷部が交互に連続してなり、第１山部の外径は第１筒部の外径と略同一であって、中心軸を含む平面で切断した断面における第１山部の頂点から第２谷部を通過して第２山部の頂点を結ぶ線の長さは第２山部の頂点から第３谷部を通過して第３山部の頂点を結ぶ線の長さとほぼ等しく、第２谷部の深さ（ｈ）は第３谷部の深さ（Ｈ）に対してＨ／１．３≦ｈ≦Ｈ／１．１の範囲にあることにある。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明の等速ジョイント用ブーツでは、蛇腹部は大径の第１筒部側から順に第１谷部、第１山部、第２谷部、第２山部、第３谷部・・・と複数の山部及び谷部が交互に連続してなり、第１山部の外径は第１筒部の外径と略同一である。第２山部以降は第１山部から順に径が小さくなり、全体として略三角錐台形状となっている。したがって本発明の等速ジョイント用ブーツは、各山部の頂点を結ぶ線はほぼ直線となって、蛇腹部のそれぞれの山部の外径が第１筒部の外径以下であるので、きわめてコンパクト化されている。
【０００９】
そして本発明の等速ジョイント用ブーツでは、中心軸を含む平面で切断した断面における第１山部の頂点から第２谷部を通過して第２山部の頂点を結ぶ線の長さは第２山部の頂点から第３谷部を通過して第３山部の頂点を結ぶ線の長さとほぼ等しくされている。すなわち第１山部と第２山部の間の膜長は、第２山部と第３山部の間の膜長とほぼ等しい。これにより等速ジョイント用ブーツとして大きく変形される第１山部−第２谷部−第２山部−第３谷部−第３山部の間で十分な変形量を確保することができる。なお任意の隣接する山部の間の膜長をそれぞれ等しくすることも好ましい。膜長が部分的に短い部分があると、大きく変位したときにその部分に大きな応力が作用するために、耐疲労性が低下するという不具合が生じる。ただ第２筒部に隣接する最小径の山部近傍の膜長は、変形量が小さい部位であるのでこの限りではない。
【００１０】
さらに本発明の等速ジョイント用ブーツでは、第２谷部の深さ（ｈ）は第３谷部の深さ（Ｈ）に対してＨ／１．３≦ｈ≦Ｈ／１．１の範囲にある。変形時に最も噛み込みが生じやすい第２谷部の深さをこの範囲とすることにより、一対の回動軸のなす角度が５０度程度まで大きくなっても第２谷部の噛み込みを防止することが可能となる。例えばｈ＝Ｈ／１．２の時には、一対の回動軸のなす角度が５２度程度まで大きくなっても第２谷部の噛み込みを防止することができる。第２谷部の深さ（ｈ）がＨ／１．３未満では、第２谷部の膜長が短くなり過ぎるため変形量の確保が困難となり、耐疲労性が低下する。また第２谷部の深さ（ｈ）がＨ／１．１を超えると、第２谷部の噛み込みが発生するようになる。
【００１１】
なお、第１山部−第２谷部−第２山部の間の膜長は、第２山部−第３谷部−第３山部の間の膜長とほぼ等しい。しかし第２谷部の深さｈは第３谷部の深さＨより小さいのであるから、第２谷部の角度は必然的に第３谷部の角度より大きくなっている。
【００１２】
そして第２谷部の噛み込みが防止されていれば、第３谷部以降の噛み込みは発生しないので、本発明の等速ジョイント用ブーツは一対の回動軸のなす角度が５０度程度まで大きくなっても噛み込みが生じず、損傷によるシール性の低下が確実に阻止されている。したがってきわめて長寿命のブーツとなる。
【００１３】
上記した構成以外においては、本発明の等速ジョイント用ブーツは従来と同様に構成することができる。その材質としては熱可塑性エラストマーなどが用いられ、一般にはブロー成形法にて製造することができる。また山部及び谷部の数、その厚さなどは、用途に応じて種々選択される。
【００１４】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を具体的に説明する。
【００１５】
（実施例）
図１に本実施例の等速ジョイント用ブーツの断面図を、図２に図１の要部拡大図を示す。この等速ジョイント用ブーツは、第１筒部１と、第１筒部１より小径の第２筒部２と、第１筒部１と第２筒部２を一体的に連結する略三角錐台形状の蛇腹部３とから構成され、第１筒部１及び蛇腹部３は熱可塑性エラストマーからブロー成形により形成され、第２筒部２は熱可塑性エラストマーから射出成形により蛇腹部３と一体的に製造されている。
【００１６】
蛇腹部３は、第１筒部１側から順に第１谷部１０、第１山部１１、第２谷部１２、第２山部１３、第３谷部１４、第３山部１５、第４谷部１６、第４山部１７、第５谷部１８、第５山部１９が形成され、山部及び谷部が交互に形成され、各山部の頂点を結ぶ線は直線となって第１山部１１が大径で第５山部１９が小径の略三角錐台形状となっている。
【００１７】
第１山部１１の外径は、第１筒部１の最大外径と同一に形成されている。そして中心軸を含む平面で切断した断面における第１山部１１の頂点（Ｐ₁ ）から第２谷部１２の底点（Ｐ₂ ）を通過して第２山部１３の頂点（Ｐ₃ ）を結ぶ線（Ｐ₁ −Ｐ₂ −Ｐ₃ ）の長さは、第２山部１３の頂点（Ｐ₃ ）から第３谷部１４の底点（Ｐ₄ ）を通過して第３山部１５の頂点（Ｐ₅ ）を結ぶ線（Ｐ₃ −Ｐ₄ −Ｐ₅ ）の長さと等しくされている。すなわち第１山部１１−第２谷部１２−第２山部１３の間の膜長は、第２山部１３−第３谷部１５−第３山部１５の間の膜長と等しくされている。なお、第４山部１７−第５谷部１８−第５山部１９の間の膜長を除いて、任意の山部から隣の山部までの間の膜長とそれに隣接する同等部分の膜長との割合がほぼ同一となるように設計されている。
【００１８】
さらに第２谷部１２の深さ（ｈ）は、第３谷部１４及びの深さ（Ｈ）に対してｈ＝Ｈ／１．２の関係にあり、第２谷部１２は角度θ₁ ＝約９０度と隣接する第１谷部１０及び第３谷部１４の角度θ₂ より大きな角度となっている。
【００１９】
（比較例１）
第２谷部１２の形状を、ｈ＝Ｈ／１．０としたこと以外は実施例と同様である。この場合、第２谷部１２の角度はθ₁ ＝約７０度となり、隣接する第３谷部１４の角度と同等となっている。
【００２０】
（比較例２）
第２谷部１２の形状を、ｈ＝Ｈ／１．４としたこと以外は実施例と同様である。この場合、第２谷部１２の角度はθ₁ ＝約１１０度となり、実施例よりも大きくなっている。
＜評価＞
実施例及び各比較例の等速ジョイント用ブーツは、第１筒部１はジョイントアウターレース１００の外周表面に図示しないスナップリングによって固定され、第２筒部２はドライブシャフト１０１の外周表面に図示しないスナップリングによって固定されて用いられる。
【００２１】
そして実施例の等速ジョイント用ブーツでは、ジョイントアウターレース１００の中心軸とドライブシャフト１０１の中心軸とのなす角度が図３に示すように４６度であっても、図４に示すように５２度になっても、第２谷部１２の噛み込みは生じなかった。
【００２２】
一方、比較例１の等速ジョイント用ブーツでは、ジョイントアウターレース１００の中心軸とドライブシャフト１０１の中心軸とのなす角度が４６度になると、図５に示すように第２谷部１２がジョイントアウターレース１００とドライブシャフト１０１の間に噛み込まれる。
【００２３】
また比較例２の等速ジョイント用ブーツでは、図６に示すように、ジョイントアウターレース１００の中心軸とドライブシャフト１０１の中心軸とのなす角度が大きくなっても噛み込みは発生しないものの、実施例に比べて第１山部１１−第２谷部１２−第２山部１３の間の膜長が短いために、変形時の応力が増大し耐疲労性が低下する。
【００２４】
上記結果を踏まえ、ｈの値を変化させたこと以外は実施例と同様の等速ジョイント用ブーツを種々作製し、噛み込みの有無を調査した。その結果、ｈ≦Ｈ／１．１であればジョイントアウターレース１００の中心軸とドライブシャフト１０１の中心軸とのなす角度が５０度でも噛み込みが生じなかった。したがってＨ／１．３≦ｈ≦Ｈ／１．１の範囲にあれば、耐疲労性と耐噛み込み性の両方を満足させることができる。
【００２５】
【発明の効果】
すなわち本発明の等速ジョイント用ブーツによれば、耐疲労性を従来と同等に維持しつつコンパクトな形状としながら、谷部の噛み込みを確実に防止することができ、長寿命とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の等速ジョイント用ブーツの断面図である。
【図２】本発明の一実施例の等速ジョイント用ブーツの要部拡大断面図である。
【図３】本発明の一実施例の等速ジョイント用ブーツの使用時の断面図である。
【図４】本発明の一実施例の等速ジョイント用ブーツの使用時の断面図である。
【図５】比較例１の等速ジョイント用ブーツの使用時の断面図である。
【図６】比較例２の等速ジョイント用ブーツの使用時の断面図である。
【符号の説明】
１：第１筒部 ２：第２筒部 ３：蛇腹部
１０：第１谷部 １１：第１山部 １２：第２谷部
１３：第２山部 １４：第３谷部 １５：第３山部

Claims (1)

1. 第１筒部と、該第１筒部と離間して同軸的に配置され該第１筒部より小径でシャフトに保持される第２筒部と、該第１筒部と該第２筒部を一体的に連結する略三角錐台形状の蛇腹部と、よりなる等速ジョイント用ブーツにおいて、
   該蛇腹部は該第１筒部側から順に第１谷部、第１山部、第２谷部、第２山部、第３谷部、第３山部・・・と複数の山部及び谷部が交互に連続してなり、該第１山部の外径は該第１筒部の外径と略同一であって、中心軸を含む平面で切断した断面における該第１山部の頂点から該第２谷部を通過して該第２山部の頂点を結ぶ線の長さは該第２山部の頂点から該第３谷部を通過して該第３山部の頂点を結ぶ線の長さとほぼ等しく、該第２谷部の深さ（ｈ）は該第３谷部の深さ（Ｈ）に対してＨ／１．３≦ｈ≦Ｈ／１．１の範囲にあることを特徴とする等速ジョイント用ブーツ。

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