JP4055546B2

JP4055546B2 - 等速ジョイント用ブーツ

Info

Publication number: JP4055546B2
Application number: JP2002304099A
Authority: JP
Inventors: 真幸鳥海; 裕二古田; 善和森
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2002-10-18
Filing date: 2002-10-18
Publication date: 2008-03-05
Anticipated expiration: 2022-10-18
Also published as: DE10348372B4; US7056219B2; DE10348372A1; US20040116193A1; JP2004138175A

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の相手部材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、相手部材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、その作動角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】
ところで、相手部材であるジョイントアウターレースなどの外周表面は、断面円形のものばかりではなく、断面が非円形のものもある。このような相手部材に締結される場合には、ブーツの大径筒部の内周表面を相手部材の外周表面に対応した非円形形状とする必要がある。しかし大径筒部はリング状の締結部材で締結される必要上、その外周表面は円形断面である。そのため大径筒部には、必然的に厚肉部と薄肉部を形成する必要がある。
【０００４】
ブーツはブロー成形によって製造するのが便利であるが、厚肉部と薄肉部とからなる大径筒部をブロー成形で形成するのは困難である。そのため大径筒部を二層構造とし、外周側の上層を蛇腹部と共にブロー成形で形成し、射出成形で別に形成されたブッシュを上層に挿入して一体化することが行われている。しかしこの場合は成形工程が２工程必要であり、工数が多大であるという欠点がある。
【０００５】
そこで近年では、射出ブロー成形により、厚肉部と薄肉部とからなる大径筒部と蛇腹部及び小径筒部とを一体成形することが行われている。ところが射出成形で厚肉部と薄肉部とからなる大径筒部を形成した場合には、成形後に厚肉部にヒケが生じ、締結時に相手部材との間に隙間が生じてグリース漏れにつながる不良品が発生する場合があった。
【０００６】
この不具合を改善するには、厚肉部を中空形状として中実部を減少させるのが効果的である。そのため、例えばEP 0915 264 A2号公報には、大径筒部の厚さ方向に複数のリブをもち、リブどうしの間を中空とした厚肉部をもつブーツが記載されている。しかしこの種のブーツでは、リブの強度が不足しがちであり、締結部材で締結したときにリブが変形するため必要なシール性が得られないという問題がある。
【０００７】
また特開平10−110738号公報には、厚肉部の端面にスリットを形成した大径筒部をもつブーツが記載されている。しかしこの種のブーツにおいては、締結部材で締結したときにスリット幅を狭めるように厚肉部が変形し、常時歪みが発生していることから、使用時の蛇腹部の屈曲によって更なる歪みが加わり亀裂に至る恐れがある。またスリットの両側の壁面どうしの間に隙間が生じる場合もあり、このような場合には、均一な締結力が得られないため必要なシール性が得られない。
【０００８】
さらに特開2002−122237号公報には、大径筒部の厚肉部に、外周表面に開口するスリットを形成したブーツが記載されている。しかしこのブーツでは、締結部材で締結したときにスリットの両端部で応力の変化点が生じ、均一な締結力が得られないため必要なシール性が得られないという不具合がある。
【０００９】
【特許文献１】
EP 0915 264 A2号
【特許文献２】
特開平10−110738号
【特許文献３】
特開2002−122237号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、大径筒部の厚肉部のヒケを防止するとともに、締結部材で締結したときに均一に締結でき必要なシール性を確保できるブーツとすることを目的とする。
【００１１】
【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、大径筒部と、大径筒部と離間して同軸的に配置され該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を一体的に連結する略円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、
大径筒部は相手部材の非円形断面部分に対応する内周表面と円形の外周表面を有し、外周表面にはリング状の締結部材が締結される締結面をもち、内周表面には円周方向に滑らかに連続する厚肉部と薄肉部とが形成され、大径筒部は内周表面を一周し相手部材に圧接される無端で平行な２本のリップ部をもち、大径筒部の外周表面には、外周表面を一周し締結面に開口する１本のリング溝が２本のリップ部の間に相当する位置に設けられ、厚肉部におけるリング溝の底部の肉厚は薄肉部の肉厚とほぼ等しく、２本のリップ部どうしの間隔 (T ₁ ) に対するリング溝の幅寸法 (T ₂ ) の比（ T ₂ ／ T ₁ ) が 0.3 〜 0.5 であることにある。
【００１２】
大径筒部は内周表面を一周し相手部材に圧接される無端のリップ部をもち、リング溝はリップ部の背面に対向する位置を避けて設けられていることが望ましい。
【００１３】
また厚肉部におけるリング溝の底部の肉厚は、薄肉部のリング溝以外の部分の肉厚とほぼ等しいことが望ましい。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明のブーツでは、大径筒部の外周表面には、外周表面を一周し締結面に開口するリング溝が形成されている。これにより厚肉部の中実部が少なくなるため、射出成形時のヒケを防止することができる。
【００１５】
またリング溝は、厚肉部と薄肉部の全体に形成されているので、締結部材で締結したときに応力が急激に変化する変化点が無く、均一に締結することができる。したがって必要なシール性を確保することができ、相手部材との間に隙間が生じるような不具合を防止できる。
【００１６】
大径筒部には、相手部材との接触圧力を増大させてシール性を高めるために、内周表面を一周し相手部材に圧接される無端のリップ部が形成される。この場合には、リング溝がリップ部の背面に対向する位置に形成されていると、締結部材による締結力がリップ部に十分に伝わらずシール性が低下する場合がある。そこで大径筒部の内周表面にリップ部をもつ場合には、リング溝はリップ部の背面に対向する位置を避けて設ける。このようにすれば、リップ部の背面は中実となるので、締結部材の締結力が十分に伝わり、シール性が低下するような不具合を防止することができる。
【００１７】
平行な２本のリップ部をもつ場合には、２本のリッブ部の間に相当する位置に１本のリング溝を形成する。この場合、２本のリップ部をそれぞれ挟んだ外側の位置にさらにリング溝を形成してもよい。
【００１８】
平行な２本のリップ部の間に相当する位置に１本のリング溝を形成し、厚肉部と薄肉部ともに、２本のリップ部どうしの間隔寸法に対するリング溝の幅寸法の比を 0.3〜 0.5とする。この比が 0.3より小さいとヒケを防止するのが困難となり、 0.5より大きくなると締結時に好ましくない変形が生じ、リップ部におけるシール性が低下する場合がある。
【００１９】
なお厚肉部と薄肉部とでリング溝の幅や深さを変更してもよいが、締結時の応力の変化点が生じないように、その底面が周方向に滑らかに連続するようにするべきである。
【００２０】
厚肉部におけるリング溝の底部の肉厚は、薄肉部のリング溝以外の部分の肉厚とほぼ等しい。これにより締結部材の締結力を全周でさらに均一とすることができ、シール性がさらに向上する。
【００２１】
本発明の等速ジョイント用ブーツは、ＴＰＥ，ＴＰＯなどの熱可塑性エラストマーなどから製造することができる。少なくとも蛇腹部は、水との親和性が高く摩擦係数が小さな化合物を含み、その化合物が表面に滲出可能な熱可塑性エラストマーから形成されていることが望ましい。このような樹脂から形成することにより、配合された化合物が蛇腹部表面に滲出する。したがって山部どうしの接触面圧によって表面の水が完全に排除されることがなくなり、全体に水が介在した状態となるので、水が介在した状態での異音の発生を抑制することができる。
【００２２】
このような熱可塑性エラストマーとしては、特開平11−130952号公報に開示された熱可塑性ポリエステルエラストマーが特に好ましい材料である。この熱可塑性ポリエステルエラストマーを用いれば、配合されたポリエーテル及び無変性ポリオレフィンの少なくとも一種が表面に滲出し、これらは水との親和性が高いため、水が介在した状態での異音の発生を抑制できる。
【００２３】
本発明の等速ジョイント用ブーツは、上記した熱可塑性エラストマーなどを原料とし、射出ブロー成形にて製造することができる。つまり、先ず射出成形で両端に大径筒部と小径筒部をもつ筒状体を形成し、それをブロー成形型内に配置した状態で蛇腹部をブロー成形で形成する。なおリング溝は、大径筒部を成形する金型の型面に形成されたリング状の突条によって成形と同時に形成されるので、工数の増大もない。
【００２４】
【実施例】
以下、試験例により本発明を具体的に説明する。
【００２５】
図１に本発明の等速ジョイント用ブーツを半部断面で示す正面図を、図２にその大径筒部側の側面図を示す。この等速ジョイント用ブーツは、大径筒部１と、大径筒部１より小径の小径筒部２と、大径筒部１と小径筒部２を一体的に連結する略円錐台形状の蛇腹部３とから構成され、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、大径筒部１及び小径筒部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。
【００２６】
このブーツは、大径筒部１が図６に示すような非円形断面の相手部材に、クランプあるいは金属バンドなどの締結部材によって締結される。したがって大径筒部１の内周表面は、相手部材の外周形状と相似形状の非円形表面とされ、３つの厚肉部10と厚肉部10どうしの間に形成された３つの薄肉部11とが形成され、厚肉部10と薄肉部11とは滑らかに連続している。また厚肉部10と薄肉部11の表面には、周方向に一周する無端のリップ部12が互いに間隔を隔てて平行に２本形成されている。相手部材への締結時には、この２本のリップ部12が相手部材の外周表面に圧接され、高いシール性が発現される。
【００２７】
一方、大径筒部１の外周表面は真円形状とされ、締結部材が係合する浅溝13が外周表面を一周して形成されている。浅溝13の底部がリング状の締結面14を構成している。そして浅溝13の底部には、締結面14に開口して一周するリング溝15が形成されている。
【００２８】
図３に厚肉部10の拡大断面図を、図４に薄肉部11の拡大断面図を示す。リング溝15の幅は全周で一定であるが、リング溝15の深さは、図３，４に示すように、厚肉部10では深く薄肉部11では浅く形成され、その底面は滑らかな曲線を描いて連続している。厚肉部10におけるリング溝15の部分の厚さは、薄肉部11の厚さとほぼ同一となっている。
【００２９】
リング溝15は２本のリップ部12の中間に対応する位置に形成され、リップ部12の背面に対向する位置を避けて設けられている。厚肉部10と薄肉部11ともに、２本のリップ部12どうしの間隔（t₁）に対するリング溝15の幅寸法（t₂）の比（t₂／t₁）は 0.4とされている。
【００３０】
したがって厚肉部10においてはリング溝15の占める容積が比較的大きいため、成形時に厚肉部10にヒケが生じるのが防止されている。そして２本のリップ部12の背面には中実の厚肉部10が十分な量で存在するので、締結部材で締結されたときにその締結力が２本のリップ部12に着実に伝わり、高いシール性が発現される。
【００３１】
本実施例のブーツについて、相手部材と同一形状の治具を大径筒部１に挿入し、浅溝13に金属バンドを係合させて所定の力で締結した。これを水中に入れ、小径筒部２側から加圧空気を導入し、大径筒部１と相手部材の間からのエアー漏れが生じる空気の圧力（エアー漏れ圧）を測定した。なおリング溝15をもたないこと以外は実施例と同一形状のブーツを従来例とし、同様にしてエアー漏れ圧を測定した。それぞれの結果を図５に示す。
【００３２】
図５より、従来例のブーツでは200kPaの空気圧でエアー漏れが生じたのに対し、本実施例のブーツでは980kPaの空気圧でもエアー漏れが生じなかった。これはリング溝15を形成した効果であることが明らかであり、実施例のブーツでは厚肉部にヒケが生じず、しかも均一に締結されたためシール性が向上したと考えられる。
【００３３】
【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、成形時に厚肉部にヒケが生じるのが防止され、しかも均一な締結力で大径筒部を相手部材に締結できるため、シール性が向上する。また歪みによる亀裂の発生も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の等速ジョイント用ブーツの半部断面で示す正面図である。
【図２】実施例の等速ジョイント用ブーツの大径筒部側の側面図である。
【図３】実施例の等速ジョイント用ブーツの厚肉部の拡大断面図である。
【図４】実施例の等速ジョイント用ブーツの薄肉部の拡大断面図である。
【図５】実施例及び従来例の等速ジョイント用ブーツのエアー漏れ圧を示すグラフである。
【図６】大径筒部が締結される相手部材の斜視図である。
【符号の説明】
１：大径筒部２：小径筒部３：蛇腹部
10：厚肉部 11：薄肉部 12：リップ部
13：浅溝 14：締結面 15：リング溝

Claims

大径筒部と、該大径筒部と離間して同軸的に配置され該大径筒部より小径でシャフトに保持される小径筒部と、該大径筒部と該小径筒部を一体的に連結する略円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、
該大径筒部は相手部材の非円形断面部分に対応する内周表面と円形の外周表面を有し、該外周表面にはリング状の締結部材が締結される締結面をもち、該内周表面には円周方向に滑らかに連続する厚肉部と薄肉部とが形成され、
該大径筒部は該内周表面を一周し相手部材に圧接される無端で平行な２本のリップ部をもち、該大径筒部の該外周表面には、該外周表面を一周し該締結面に開口する１本のリング溝が２本の該リップ部の間に相当する位置に設けられ、
該厚肉部における該リング溝の底部の肉厚は該薄肉部の肉厚とほぼ等しく、２本の該リップ部どうしの間隔 (T ₁ ) に対する該リング溝の幅寸法 (T ₂ ) の比（ T ₂ ／ T ₁ ) が 0.3 〜 0.5 であることを特徴とする等速ジョイント用ブーツ。