JP4122126B2 - ブーツ取付構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はブーツ取付構造に関し、例えば自動車のドライブシャフト又はプロペラシャフトの端部に等速自在継手を組み付けた構造において、外部へのグリース漏洩防止や内部への異物侵入防止のために両者間に装着されるブーツの取付構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、図３に示すように自動車エンジンからの駆動力を車輪に伝達するドライブシャフト１は、中空あるいは中実状の中間軸２の両端部に一対の等速自在継手３，４をトルク伝達可能に結合させたユニット構造を有する。自動車の軽量化やドライブシャフト剛性アップによる車室内の静粛性向上の要求から、中空状の中間軸２が多用される傾向にある。
【０００３】
このドライブシャフト１の中間軸２の一方の軸部に摺動型等速自在継手４がセレーション嵌合によりトルク伝達可能に結合され、他方の軸部に固定型等速自在継手３がセレーション嵌合によりトルク伝達可能に結合される。通常、摺動型等速自在継手４が自動車のエンジンの駆動軸側に連結され、固定型等速自在継手３が車輪側に連結される。
【０００４】
前記ドライブシャフト１においては、等速自在継手３，４の内部に封入されたグリースの漏洩を防止したり、あるいは、等速自在継手３，４の内部への異物の侵入を防止する目的から、中間軸２の端部と等速自在継手３，４との間に密封用ブーツ５，６を装着するのが一般的である。このブーツ５，６は、等速自在継手３，４の外輪の外周に嵌着される大径部５ａ，６ａと、中間軸２の外周に嵌着される小径部５ｂ，６ｂと、前記大径部５ａ，６ａと小径部５ｂ，６ｂの間の蛇腹部５ｃ，６ｃからなる。ブーツ５，６の大径部５ａ，６ａと小径部５ｂ，６ｂとは、円筒状のブーツ固定部として、等速自在継手３，４および中間軸２の外周に嵌着された後、金属製のブーツバンド７ａ，７ｂ，８ａ，８ｂで締め付けられて気密的に固定される。
【０００５】
前記ブーツ５，６は、樹脂製ブーツとゴム製ブーツに大別され、近年では樹脂製ブーツが多用される傾向にある。特に、樹脂製ブーツは、ゴム製ブーツに比べて弾性が小さいために、その固定状態が不安定になりやすいこともあって、その取付構造に特別な工夫がなされており、従来のブーツ取付構造としては、図４および図５に示すものであった。なお、同図のブーツ取付構造は、一例として、固定型等速自在継手３が連結された中間軸２の端部に装着された樹脂製ブーツ５について説明する。
【０００６】
図４はブーツ装着前の状態にある中間軸２のブーツ取付部位を示し、図５はブーツ装着後の状態を示す。図４に示すように中間軸２の外周に、ブーツ固定部５ｂ（ブーツ小径端部）が嵌合される環状のブーツ溝９を形成し、そのブーツ溝９の両側に環状の突起１０を形成する。一方、ブーツ固定部５ｂの内周に環状の凸部１１を形成する。
【０００７】
そして、図５に示すようにそのブーツ固定部５ｂを中間軸２に嵌合させる際にブーツ固定部５ｂの内周の凸部１１を中間軸２の外周のブーツ溝９に収容させて位置合わせした状態で、前記ブーツ固定部５ｂの外周をブーツバンド７ｂにて締め付け、この締め付け力でブーツ固定部５ｂの内周を弾性変形させて中間軸２の外周に固定する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来のブーツ取付構造では、中間軸２の外周に、ブーツ固定部５ｂが嵌合される環状のブーツ溝９と、そのブーツ溝９の両側に環状の突起１０とを旋削加工により形成している。そのため、中間軸２の加工工数を低減させることが困難であり、また、突起１０を形成する外径寸法を見込んで、中間軸２の素材として外径の大きなものを使用しなければならず、材料経費面でコストアップを招来するという問題があった。
【０００９】
また、ブーツ５の小径端部５ｂを中間軸２に固定する機能面では、ブーツ固定部５ｂの内周に形成された凸部１１が収容される中間軸２の外周のブーツ溝９が浅いと、ブーツ５の組み付け時の位置決めが不安定になる。また、前記ブーツ溝９の両側に位置する突起１０が低すぎると、突起１０のブーツ内周への食い込み量が少なくなり、シール性が不十分となり、逆に、突起１０が高すぎると、ブーツ５に亀裂が生じるという課題もあった。
【００１０】
そこで、本発明は前記問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするところは、中間軸の加工工数の低減化を図ると共に、中間軸に形成されるブーツ溝と突起を最適な大きさにし得るブーツ取付構造を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための技術的手段として、請求項１に係る発明は、ブーツの小径側端部の固定部内周に環状の凸部を形成し、この凸部を収容し、前記ブーツ固定部が嵌合される環状のブーツ溝と、このブーツ溝の両側に環状の突起とを中間軸に形成し、前記ブーツ固定部の外周をブーツバンドにて締め付け、この締め付け力でブーツ固定部の内周を弾性変形させて中間軸の外周に固定したブーツ取付構造において、中空状の中間軸の外周に形成されたブーツ溝を転造により形成し、前記突起はブーツ固定部内周の凸部両側部位を弾性変形させる凹曲面をブーツ溝の外側に有し、その中間軸の外周に対して、前記ブーツ溝の体積Ｂとその両側に位置する突起の体積Ａとの比率Ａ／Ｂを０．３〜０．６の範囲に設定したことを特徴とする。
【００１２】
この請求項１の発明では、中間軸の外周に形成されたブーツ溝を転造により形成したことにより、中間軸の加工工数を低減させることが容易になり、しかも、突起を形成する外径寸法を見込んで、中間軸の素材として外径の大きなものを使用する必要がないので、材料経費面でコストダウンを図ることができる。また、その中間軸が中空状であることから、従来の切削加工で生じていた制約、つまり、ブーツ溝近傍を前もって厚肉にしなければならない等の制約がなくなり、加工工程の簡略化や歩留まりの向上が図れる。さらに、ブーツ溝の体積Ｂとその両側に位置する突起の体積Ａとの比率Ａ／Ｂを０．３〜０．６の範囲に設定したことにより、中間軸に形成されるブーツ溝と突起を最適な大きさにし得る。つまり、ブーツの組み付け時の位置決めが安定し、突起のブーツ内周への食い込み量が適正となり、十分なシール性も確保できる。このブーツ溝と突起の体積比率Ａ／Ｂは、シール性および成形性の面から、その下限値を０．３、上限値を０．６とした。
【００１３】
前記請求項１の発明では、請求項２の発明のように、前記ブーツ固定部の外周をブーツバンドにて締め付け、この締め付け力でブーツ固定部の内周を弾性変形させたとき、前記ブーツの凸部が前記中間軸のブーツ溝底に接触しないように設定することが望ましい。つまり、ブーツバンドの締め付け時にブーツの凸部が中間軸のブーツ溝底に接触して弾性変形すると、その変形分の反力だけ中間軸の突起の食い込み性が低下する。
【００１４】
また、請求項３の発明のように前記ブーツ固定部の凸部が、幅方向略中央に位置するように前記ブーツバンドを配設することが望ましい。このようにすれば、ブーツ固定部を中間軸に締め付けるときにその締め付け力のバランスがよく、良好な締め付け状態が得られる。すなわち、ブーツバンドの締め付け力は、その幅方向略中央で最も強くて、バンド端部に近づくにつれて低下する。そのため、ブーツバンドでブーツ固定部を中間軸に締め付けるとき、その締め付け力が中間軸のブーツ溝と突起の部所に最も効果的に強く作用させるには、ブーツ固定部の凸部をブーツバンドの幅方向略中央で締め付けるようにすればよい。
【００１５】
請求項４の発明のように前記中間軸のブーツ溝は、この両側の突起の縁を結ぶ円弧状に形成されていることが望ましい。このようにすれば、中間軸のブーツ溝による突起のブーツ固定部への食い込み性が良好となる。
【００１６】
なお、前記ブーツが樹脂製であれば、その表面硬さがＨＤＤ３８〜５０であることが望ましい。その表面硬さがＨＤＤ３８より小さいと、耐熱性の低下、ブーツのコストアップおよび強度低下を招来し、逆に、表面硬さがＨＤＤ５０より大きいと、疲労性、柔軟性および組付性の低下を招来する（請求項５）。また、前記ブーツは、熱可塑性ポリエステル系エラストマー、もしくは熱可塑性ポリエステル系エラストマーを含む組成物により形成されているものが好ましい（請求項６）。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明に係るブーツ取付構造の実施形態を以下に詳述する。なお、図３と同一部分には同一参照符号を付す。
【００１９】
例えば、図３に示すように自動車エンジンからの駆動力を車輪に伝達するドライブシャフト１は、中空あるいは中実状の中間軸２の両端部に一対の等速自在継手３，４をトルク伝達可能に結合させたユニット構造を有する。このドライブシャフト１の中間軸２の一方の軸部に摺動型等速自在継手３がセレーション嵌合によりトルク伝達可能に結合され、他方の軸部に固定型等速自在継手４がセレーション嵌合によりトルク伝達可能に結合される。通常、摺動型等速自在継手４が自動車のエンジンの駆動軸側に連結され、固定型等速自在継手３が車輪側に連結される。
【００２０】
前記ドライブシャフト１においては、等速自在継手３，４の内部に封入されたグリースの漏洩を防止したり、あるいは、等速自在継手３，４の内部への異物の侵入を防止する目的から、中間軸２の端部と等速自在継手３，４との間に樹脂製またはゴム製ブーツ５，６を装着している。このブーツ５，６は、等速自在継手３，４の外輪の外周に嵌着される大径部５ａ，６ａと、中間軸２の外周に嵌着される小径部５ｂ，６ｂと、前記大径部５ａ，６ａと小径部５ｂ，６ｂの間の蛇腹部５ｃ，６ｃからなる。ブーツ５，６の大径部５ａ，６ａと小径部５ｂ，６ｂとは、円筒状のブーツ固定部として、等速自在継手３，４および中間軸２の外周に嵌着された後、金属製のブーツバンド７ａ，７ｂで締め付けられて気密的に固定される。
【００２１】
本発明に係るブーツ取付構造の実施形態を図１および図２に示す。なお、同図のブーツ取付構造は、一例として、固定型等速自在継手３が連結された中間軸２の端部に装着されたブーツ５について説明するが、摺動型等速自在継手４が連結された中間軸２の端部に装着されたブーツ６にも適用可能である。
【００２２】
図１はブーツ装着前の状態にある中間軸２のブーツ取付部位を示し、図２はブーツ装着後の状態を示す。図１に示すように中間軸２の外周に、ブーツ固定部５ｂ（ブーツ小径端部）が嵌合される環状のブーツ溝１５を形成し、そのブーツ溝１５の両側に環状の突起１６を形成する。一方、ブーツ５の小径側端部に位置するブーツ固定部５ｂの内周に環状の凸部１１を形成する。なお、突起１６はブーツ固定部５ｂ内周の凸部１１両側部位を弾性変形させる凹曲面をブーツ溝１５の外側に有する。
【００２３】
前記中間軸２の外周に形成されたブーツ溝１５を転造により形成する。これにより、切削加工に比べ中間軸２の加工工数を低減させることが容易になり、しかも、突起１６を形成する外径寸法を見込んで、中間軸２の素材として外径の大きなものを使用する必要がないので、材料経費面でコストダウンを図ることができる。なお、この転造によるブーツ溝１５の形成は、中間軸２が中実状あるいは中空状のいずれであっても適用可能である。中間軸２が中空状であれば、従来の切削加工で生じていた制約、つまり、ブーツ溝近傍を前もって厚肉にしなければならない等の制約がなくなり、加工工程の簡略化や歩留まりの向上が図れる。
【００２４】
そして、図２に示すようにそのブーツ固定部５ｂを中間軸２に嵌合させる際にブーツ固定部５ｂの内周の凸部１１を中間軸２の外周のブーツ溝１５に収容させて位置合わせした状態で、前記ブーツ固定部５ｂの外周をブーツバンド７ｂにて締め付け、この締め付け力でブーツ固定部５ｂの内周を弾性変形させて中間軸２の外周に固定する。
【００２５】
このとき、ブーツ固定部５ｂの凸部１１が、幅方向略中央（図２の鎖線Ｌで示す）に位置するようにブーツバンド７ｂを配設する。このようにすれば、ブーツ固定部５ｂを中間軸２に締め付けるときにその締め付け力のバランスがよく、良好な締め付け状態が得られる。すなわち、ブーツバンド７ｂの締め付け力は、その幅方向略中央で最も強くて、バンド端部に近づくにつれて低下する。そのため、ブーツバンド７ｂでブーツ固定部５ｂを中間軸２に締め付けるとき、その締め付け力が中間軸２のブーツ溝１５と突起１６の部所に最も効果的に強く作用させるには、ブーツ固定部５ｂの凸部１１をブーツバンド７ｂの幅方向略中央で締め付けるようにすればよい。
【００２６】
また、ブーツ固定部５ｂの外周をブーツバンド７ｂにて締め付け、この締め付け力でブーツ固定部５ｂの内周を弾性変形させたとき、前記ブーツ５の凸部１１が前記中間軸２のブーツ溝１５の底部に接触しないように設定する。つまり、ブーツバンド７ｂの締め付け時にブーツ５の凸部１１が中間軸２のブーツ溝１５の底部に接触して弾性変形すると、その変形分の反力だけ中間軸２の突起１６の食い込み性が低下する。なお、中間軸２のブーツ溝１５は、この両側の突起１６の縁を結ぶ円弧状に形成されている。このようにすれば、中間軸２のブーツ溝１５による突起１６のブーツ固定部５ｂへの食い込み性が良好となる。
【００２７】
ブーツ固定部５ｂを中間軸２に固定する機能面では、ブーツ固定部５ｂの内周に形成された凸部１１が収容される中間軸２の外周のブーツ溝１５が浅いと、ブーツ５の組み付け時の位置決めが不安定になる。また、前記ブーツ溝１５の両側に位置する突起１６が低すぎると、突起１６のブーツ内周への食い込み量が少なくなり、シール性が不十分となり、逆に、突起１６が高すぎると、ブーツ５に亀裂が生じる。
【００２８】
そこで、この転造により形成されたブーツ溝１５については、中間軸２の外周に対して、ブーツ溝１５の体積Ｂとその両側に位置する突起１６の体積Ａとの比率Ａ／Ｂを０．３〜０．６の範囲に設定する。このようにブーツ溝１５と突起１６の体積比率Ａ／Ｂを０．３〜０．６の範囲に設定したことにより、中間軸２に形成されるブーツ溝１５と突起１６を最適な大きさにし得る。つまり、ブーツ５の組み付け時の位置決めが安定し、突起１６のブーツ内周への食い込み量が適正となり、十分なシール性も確保できる。
【００２９】
このブーツ溝１５と突起１６の体積比率Ａ／Ｂは、シール性および成形性の面から、その下限値を０．３、上限値を０．６とした。すなわち、前記体積比率Ａ／Ｂの下限値としては、シール性の面から０．１４以上必要であり、成形性の面から０．１４〜０．３１の間に限界値が存在する。その結果、体積比率Ａ／Ｂの下限値を０．３とした。また、前記体積比率Ａ／Ｂの上限値としては、シール性の面から０．４７以上必要であり、成形性の面から０．５５〜０．６３の間に限界値が存在する。その結果、体積比率Ａ／Ｂの上限値を０．６とした。
【００３０】
前記ブーツ５が樹脂製の場合、その表面硬さはＨＤＤ３８〜５０であることが望ましい。例えば、表面硬さがＨＤＤ４７の熱可塑性ポリエステル系エラストマー〔商品名：ハイトレル（デュポン社製）〕が好適である。その表面硬さがＨＤＤ３８より小さいと、耐熱性の低下、ブーツのコストアップおよび強度低下を招来し、逆に、表面硬さがＨＤＤ５０より大きいと、疲労性、柔軟性および組付性の低下を招来する。また、前記ブーツ５がゴム製の場合、ＣＲ材やシリコン材などが好ましい。このブーツ５がゴム製の場合、その表面硬さはＨＤＡ５０〜７０であることが望ましい。その表面硬さがＨＤＡ５０より小さいと、ブーツの強度低下を招来し、逆に、表面硬さがＨＤＡ７０より大きいと、疲労性の低下を招来する。
【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、中間軸の外周に形成されたブーツ溝を転造により形成したことにより、中間軸の加工工数を低減させることが容易になり、しかも、突起を形成する外径寸法を見込んで、中間軸の素材として外径の大きなものを使用する必要がないので、材料経費面でコストダウンを図ることができる。また、その中間軸が中空状であることから、従来の切削加工で生じていた制約、つまり、ブーツ溝近傍を前もって厚肉にしなければならない等の制約がなくなり、加工工程の簡略化や歩留まりの向上が図れる。さらに、ブーツ溝の体積Ｂとその両側に位置する突起の体積Ａとの比率Ａ／Ｂを０．３〜０．６の範囲に設定したことにより、中間軸に形成されるブーツ溝と突起を最適な大きさにし得る。つまり、ブーツの組み付け時の位置決めが安定し、突起のブーツ内周への食い込み量が適正となり、十分なシール性も確保できる。このようにして、製作コストの低減化を容易に実現することができ、信頼性の高い良品質のブーツ取付構造を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るブーツ取付構造の実施形態で、ブーツ装着前の状態にある中間軸のブーツ取付部位を示す要部拡大断面図である。
【図２】図１の実施形態で、中間軸のブーツ取付部位にブーツをブーツバンドにより装着した後の状態を示す要部拡大断面図である。
【図３】中間軸の両端部に一対の等速自在継手を結合させたドライブシャフトを示す断面図である。
【図４】ブーツ取付構造の従来例で、ブーツ装着前の状態にある中間軸のブーツ取付部位を示す要部拡大断面図である。
【図５】図４の従来例で、中間軸のブーツ取付部位にブーツをブーツバンドにより装着した後の状態を示す要部拡大断面図である。
【符号の説明】
２ 中間軸
５ ブーツ
５ｂ ブーツ固定部
７ｂ ブーツバンド
１１ 凸部
１５ ブーツ溝
１６ 突起
Ａ 突起の体積
Ｂ ブーツ溝の体積

Claims (6)

1. ブーツ５の小径側端部に位置するブーツ固定部５ｂの内周に環状の凸部１１を形成し、この凸部１１を収容し、前記ブーツ固定部５ｂが嵌合される環状のブーツ溝１５と、このブーツ溝１５の両側に環状の突起１６とを中間軸２に形成し、前記ブーツ固定部５ｂの外周をブーツバンド７ｂにて締め付け、この締め付け力でブーツ固定部５ｂの内周を弾性変形させて中間軸２の外周に固定したブーツ取付構造において、
   中空状の中間軸２の外周に形成されたブーツ溝１５を転造により形成し、前記突起１６はブーツ固定部５ｂ内周の凸部１１両側部位を弾性変形させる凹曲面をブーツ溝１５の外側に有し、その中間軸２の外周に対して、前記ブーツ溝１５の体積Ｂとその両側に位置する突起１６の体積Ａとの比率Ａ／Ｂを０．３〜０．６の範囲に設定したことを特徴とするブーツ取付構造。
2. 前記ブーツ固定部５ｂの外周をブーツバンド７ｂにて締め付け、この締め付け力でブーツ固定部５ｂの内周を弾性変形させたとき、前記ブーツ５の凸部１１が前記中間軸２のブーツ溝底に接触しないように設定したことを特徴とする請求項１に記載のブーツ取付構造。
3. 前記ブーツ固定部５ｂの凸部１１が、幅方向略中央に位置するように前記ブーツバンド７ｂを配設したことを特徴とする請求項１又は２に記載のブーツ取付構造。
4. 前記中間軸２のブーツ溝１５が、この両側の突起１６の縁を結ぶ円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のブーツ取付構造。
5. 前記ブーツ５が樹脂製で、その表面硬さがＨＤＤ３８〜５０であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のブーツ取付構造。
6. 前記ブーツ５が、熱可塑性ポリエステル系エラストマー、もしくは熱可塑性ポリエステル系エラストマーを含む組成物により形成されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のブーツ取付構造。

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