JP4532440B2 - ジョイントブーツ - Google Patents

Description

本発明は、主として自動車の等速ジョイントなどに用いられる蛇腹状のジョイントブーツに関するものである。

車両のドライブシャフト等に用いられる等速ジョイントの一つとして、トリポートタイプのジョイントが知られている。

トリポートタイプの等速ジョイントは、例として、図１８，１９に示すように、入力側と出力側の一方のシャフト１に、ローラ２を持つ３本のトラニオン３を軸直角方向に突設して構成したトリポート４と、他方のシャフト５の端部に設けたアウターケース６とからなる。アウターケース６は、その内周にトリポート４に対応する軸方向の３本の摺動溝６ａを有する。等速ジョイントは、トリポート４のローラ２を摺動溝６ａに対して軸方向に摺動可能に嵌め合わせることにより、両シャフト１，５の角度付けを可能にしながら、回転トルクを伝達できるように構成されている。

このような等速ジョイントにおいては、ジョイント内部への塵埃や異物の侵入防止のため、あるいはまた封入されているグリースを保持するために、一般に、アウターケース６からトリポート４側のシャフト１の部分を覆うように適度に伸縮や曲げ変形が可能な蛇腹状をなすジョイントブーツ１００が装着されている。ジョイントブーツ１００は、軸方向の一端部がアウターケース６の外周に嵌着されてリング状バンド等の締付部材７により固定される大径側取付部１０１として形成され、他端部がトリポート４側のシャフト１の外周にリング状バンド等の締付部材８により固定される小径側取付部１０２として形成され、両者１０１，１０２が蛇腹部１０３により一体に連結されて構成されている。

図１９に示すように、アウターケース６は、内周の摺動溝６ａの配置に対応して、外周には周方向に３つの均等配置された凹部６ｂを備え、従って、アウターケース６の外周形状は周方向に凹凸形状をなす非円形状に形成されている。このような非円形状のアウターケース６に取付可能にするため、アウターケース６と大径側取付部１０１との間に、別体のブッシュ１０５を介在させるようにした、いわゆる２ピースタイプのジョイントブーツが知られている（特許文献１参照）。該ブッシュ１０５は、外周面が断面円形状をなすとともに、内周部にはアウターケース６の凹部６ｂに対応させて径方向内方に向けて突出する複数の凸部１０４が周方向に分散させて設けられている。
米国特許第５，５２９，５３８号公報

上記特許文献１に開示されたジョイントブーツにおいては、アウターケースの外周面に溝を設ける一方、ブッシュの内周面に前記溝に嵌合する突起を設けており、両者の嵌合により、アウターケースに対するジョイントブーツの軸方向における位置決めがなされるものと推察される。同文献において、前記突起は、ブッシュの軸方向において大径側取付部による外嵌領域内に設けられている。

しかしながら、大径側取付部による外嵌領域内に突起を設けた構造であると、ブッシュに大径側取付部を外嵌した状態でジョイントブーツをアウターケースに装着しようとしたとき、ブッシュの外周面が大径側取付部により拘束されているために外方に広がりにくく、従って装着しにくいという問題がある。特に、蛇腹部の耐久性を向上するためにブーツ本体をブッシュよりも硬度の高い材料で形成した場合、剛性の高い大径側取付部によりブッシュの外周が拘束されるために、突起部分は一層広がりにくく、装着性が損なわれる。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、非円形な外周形状のアウターケースに取り付けられるジョイントブーツにおいて、アウターケースへの装着性を損なうことなく軸方向での位置決めを可能にし、かつ、アウターケースに対するブッシュの密着性を向上してシール性を良くすることを目的とする。

本発明に係るジョイントブーツは、周方向に複数の凹部を有する外周形状のアウターケース側に取り付けられる筒状の大径側取付部と、シャフトに取り付けられる筒状の小径側取付部と、両者を一体に連結する蛇腹部とからなるブーツ本体と、前記アウターケースと前記大径側取付部との間に介在し、前記大径側取付部内に嵌合する外周面が断面円形状をなすとともに、前記アウターケースに外嵌固定される内周部に前記凹部に嵌合する複数の凸部が周方向に分散して設けられたブッシュと、を備えてなり、前記ブッシュには内周面の全周にわたって密着内周部が設けられて、前記ブッシュが前記アウターケースに密着外嵌可能に構成されるとともに、前記ブッシュの内周面には、前記アウターケースの外周面に設けられた周方向に延びる溝に嵌合する突起が設けられ、前記ブッシュの外周面に対し前記大径側取付部が外嵌している領域を前記大径側取付部による外嵌領域として、前記突起が、前記ブッシュの軸方向において前記大径側取付部による前記外嵌領域と重ならないように当該外嵌領域から前記蛇腹部とは反対側に外れた位置に設けてあることを基本構成とする。

上記構成によれば、ブッシュの内周面に設けた突起がアウターケースの外周面に設けた溝に嵌合することにより、アウターケースに対するジョイントブーツの軸方向における位置決めがなされる。また、該突起が大径側取付部による外嵌領域外に設けられていることから、アウターケースへの装着時に、突起部分が大径側取付部によって拘束されることなく広がることができ、そのためアウターケースをブッシュ内に挿入しやすい。

また、上記構成によれば、ブッシュの内周面に設けた密着内周部により、アウターケースに対するブッシュの密着性を向上させることができる。

第１の発明のジョイントブーツは、上記基本構成において、前記ブッシュが、周方向で隣り合う前記凸部間に位置する円弧状壁部の端面において、軸方向に突設された舌状片を備えることを特徴とする（請求項４）。かかる舌状片を設けることにより、ブッシュの射出成形時に余分な成形材料や成形型内の空気をこの部分に逃がすことができ、ブッシュ本体の欠肉を防止することができる。より詳細には、前記ブッシュは、前記凸部のそれぞれの周方向中央から成形材料を注入することで成形された射出成形体であり、前記舌状片が各円弧状壁部の周方向中央に設けられていることが好ましい。これにより、凸部の成形性をより一層高めることができる。

第２の発明のジョイントブーツは、上記基本構成において、前記小径側取付部が、締付部材を受け入れるための周方向に延びる固定用凹部を外周面に備えるとともに、前記シャフトの外周面に設けられた周方向に延びる１本の溝に一緒に嵌り込む２本のシール用突条を前記固定用凹部の内周面側に備え、該２本のシール用突条が、軸方向に隣接配置されて、両シール用突条間が湾曲状の谷部を介して接続されたことを特徴とする（請求項１）。これにより、小径側取付部のシャフトに対するシール性を向上することができる。

第３の発明のジョイントブーツは、上記基本構成において、前記蛇腹部が、大径側取付部寄りの山群と小径側取付部寄りの山群との２つの山群からなり、前記大径側取付部寄りの山群における各山の軸方向における展開長が、前記小径側取付部寄りの山群における各山の軸方向における展開長よりも大に設定されたことを特徴とする（請求項２）。ここで、各山の軸方向における展開長とは、各山の一方側の谷底から他方側の谷底までの山の斜面に沿った長さである。このように大径側取付部寄りの山群の各山の展開長を大きくすることで、広角度に屈曲変形させたときに、大径側取付部寄りの山群で変形させやすくして、耐久性を向上することができる。このような観点より、前記大径側取付部寄りの山群において、各山の高さをそれぞれの山の幅よりも大とし、前記小径側取付部寄りの山群において、各山の高さをそれぞれの山の幅よりも小に設定することが好ましい。

本発明によれば、アウターケースへの装着性を損なうことなく、アウターケースに対するジョイントブーツの軸方向での位置決めを可能にし、かつ、アウターケースに対するブッシュの密着性を向上して優れたシール性を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は実施形態に係るジョイントブーツ１０の断面図であり、図２はその分解図である。このジョイントブーツ１０は、上記した図１８，１９に示したような自動車用のトリポートタイプの等速ジョイントに装着されるものである。

該等速ジョイントは、図１５に示すように、入力側のシャフト１にローラ２を持つ３本のトラニオン３を軸直角方向に突設したトリポート４と、出力側のシャフト５の端部に設けたアウターケース６とを備えてなる。アウターケース６は、その内周にトリポート４に対応する軸方向の３本の摺動溝６ａを有し、外周部には、該摺動溝６ａの配置に対応して周方向に３つの均等配置された凹部６ｂを備え、これにより、アウターケース６の外周形状は周方向に凹凸形状をなす非円形状に形成されている。

ジョイントブーツ１０は、アウターケース６側に取り付けられる大径側取付部１２と、シャフト１に取り付けられる小径側取付部１４と、両者を一体に連結する蛇腹部１６とからなるブーツ本体１８と、アウターケース６と大径側取付部１２との間に介在するブッシュ２０との組立て体である。

ブーツ本体１８は、例として、ＴＰＥＥ、ＴＰＯなどの熱可塑性エラストマー樹脂を用いてブロー成形により成形されるものである。一方、ブッシュ２０は、ブーツ本体１８よりも軟らかい材料を用いて別体に成形されるものであり、例として、ＴＰＯなどの熱可塑性エラストマー樹脂や、クロロプレンゴムなどのゴムを成形材料として用いて射出成形により成形される。これにより、蛇腹部１６の耐久性を向上しながら、アウターケース６に対するブッシュ２０の密着性を向上することができる。

ブーツ本体１８の大径側取付部１２は、内外周面ともに断面円形状をなす短筒状をなしており、その外周面にはリング状の締付部材７を受け入れるための固定用凹部２２が設けられている。小径側取付部１４は、トリポート４側のシャフト１に外嵌固定される短円筒状をなしており、外周面にはリング状の締付部材８を受け入れるための周方向に延びる固定用凹部２４が設けられている。大径側取付部１２と小径側取付部１４とは、同軸的に、即ち共通の軸Ｏを持つように配置されている。蛇腹部１６は、大径側取付部１２から小径側取付部１４へと順次に小さくなるように形成されたテーパー状の蛇腹体であり、その中空部がグリース封入空間２５となっている。

ブッシュ２０は、図３，４に示すように、大径側取付部１２を外嵌させる外周面が断面円形状をなすとともに、アウターケース６に外嵌固定される内周部に上記凹部６ｂに嵌合する複数の凸部２６が周方向に分散して設けられている。凸部２６は、径方向内方側に向けて突出するものであり、周方向に１２０度ごとに均等に配置されている。詳細には、凸部２６は横断面形状がなだらかな山形状に形成されており、その周方向における中心線Ｌに関して、ブッシュ２０の軸方向視で対称な形状に設定され、隣合う凸部２６間の円弧状壁部２８と滑らかに連なっている。

図３，４に示すように、凸部２６は、径方向内方に湾曲状に張り出して上記凹部６ｂに嵌合する内側壁部３０と、ブッシュ２０の外周面の一部を構成する円弧状の外側壁部３２とを備えてなり、これら内側壁部３０と外側壁部３２との間の空洞部に、両壁部３０，３２を周方向中央で連結する中央支持壁３４Ａ，３４Ｂと、その左右両側において両壁部３０，３２を連結する左右一対のサイド支持壁３６Ａ，３６Ａ；３６Ｂ，３６Ｂとが設けられている。これにより、凸部２６には、軸方向に陥没する４つの肉抜き穴が周方向に並んで設けられている。詳細には、肉抜き穴は、ブッシュ２０の一端面２０Ａ側に開口し、中心線Ｌに関して対称な二対の有底の第１肉抜き穴３８Ａ，４０Ａ，４０Ａ，３８Ａ（図３参照）と、他端面２０Ｂ側に開口し、中心線Ｌに関して対称な二対の有底の第２肉抜き穴３８Ｂ，４０Ｂ，４０Ｂ，３８Ｂ（図４参照）とからなり、従って、上記支持壁は、上記第１肉抜き穴同士を仕切る第１の支持壁（中央支持壁３４Ａおよびサイド支持壁３６Ａ，３６Ａ）と、上記第２肉抜き穴同士を仕切る第２の支持壁（中央支持壁３４Ｂおよびサイド支持壁３６Ｂ，３６Ｂ）とで構成されている。また、上記第１肉抜き穴と第２肉抜き穴との間を仕切る壁部により内側壁部３０を支持する周方向に延びる第３支持壁３７が構成されており（図６参照）、すなわち、ブッシュ２０の軸方向中心側の支持壁３７を挟んで、その両側に上記第１肉抜き穴と第２肉抜き穴が設けられている。なお、４つの第１肉抜き穴３８Ａ，４０Ａ，４０Ａ，３８Ａの深さは互いに同一である。また、４つの第２肉抜き穴３８Ｂ，４０Ｂ，４０Ｂ，３８Ｂも深さは互いに同一であり、かつ、その深さは上記第１肉抜き穴３８Ａ，４０Ａよりも少し浅くなっている。

図５に示すように、第１の中央支持壁３４Ａは、内側壁部３０を外側壁部３２に対して支持する半径方向に延びる壁部であり、内側壁部３０の内方への張り出しの最も大きい周方向中央に設けられている。第１のサイド支持壁３６Ａは、内側壁部３０を外側壁部３２に対して支持する壁部であり、上記軸Ｏから放射状に設けられた中央支持壁３４Ａに対して平行ではなく、傾斜して設けられている。サイド支持壁３６Ａは、内側壁部３０が周方向において均等な間隔で中央支持壁３４Ａとサイド支持壁３６Ａ，３６Ａとにより支持されるように、内側壁部３０における外側壁部への付け根部３０Ａと中央支持壁との連結部３０Ｂとの中間位置において内側壁部３０を支持しており、即ち該中間位置において内側壁部３０と連結されている。また、この連結部において内側壁部３０に対して略垂直に交差するように、当該連結部から外方に行くほど中央寄りに、即ち中央支持壁３４Ａに近づくよう傾斜して設けられている。ここで、サイド支持壁３６Ａの内側壁部３０に対する結合角度θは略垂直であることが好ましく、詳細には該結合角度θが７０°〜１１０°（即ち９０°±２０°）の範囲内であることが好ましく、より好ましくは８０°〜１００°の範囲内である。この結合角度θは、サイド支持壁３６Ａの中心線Ｎと、該中心線Ｎに交差する内側壁部３０の内周面での接線Ｐとのなす角度である。このように第１の支持壁３４Ａ，３６Ａを設けたことにより、中心線Ｌに近い一対の内側の第１肉抜き穴４０Ａ，４０Ａはブッシュ２０の外周面側が窄まった断面台形状をなし、一対の外側の第１肉抜き穴３８Ａ，３８Ａは断面三角形状をなす。

第２の中央支持壁３４Ｂおよびサイド支持壁３６Ｂ，３６Ｂの構造は、上記した第１の中央支持壁３４Ａおよびサイド支持壁３６Ａ，３６Ａの構造と同一であり、従って、第２肉抜き穴３８Ｂ，４０Ｂ，４０Ｂ，３８Ｂの構造も第１肉抜き穴３８Ａ，４０Ａ，４０Ａ，３８Ａと同一であり、位置や形状が同一である。

図８に示すように、ブーツ本体１８の大径側取付部１２には、固定用凹部２２における内周面側にシール用突条４２が設けられている。該シール用突条４２は、なだらかな山形をなし、周方向の全周にわたって形成されている。また、大径側取付部１２の外周面側には、固定用凹部２２の底面に、上記シール用突条４２をブロー成形するための凹溝４３が設けられている。

一方、ブッシュ２０の外周部には、上記シール用突条４２が嵌合する浅い角形の環状溝４４が全周にわたって設けられ、また、大径側取付部１２の端面１２Ａを軸方向で受止め可能な拡径部４６が端部に形成されている。拡径部４６は、ブッシュ２０と大径側取付部１２とを嵌合させるに伴って、大径側取付部１２が拡径部４６を押し倒すことがないように、軸方向における長さＸが大径側取付部１２の肉厚Ｚよりも長く設定され、これにより軸方向における拡径部４６の剛性を高めてある。ここでは、拡径部４６の長さＸは、上記円弧状壁部２８の肉厚Ｔよりも長く設定されており、より一層剛性が高められている。一般に、ブッシュ２０を射出成形する場合、かかる拡径部の長さは、キャビティ内での樹脂の流れを考慮して、隣接する壁部の肉厚と同程度の寸法に設定されるが、この例では、隣接する円弧状壁部２８の肉厚Ｔよりも長くして、剛性を高めている点に特徴がある。拡径部４６の長さＸは大径側取付部１２が拡径部４６を押し倒してしまうことがないような長さであり、大径側取付部１２の肉厚Ｚの２〜５倍であることが好ましい。これにより、製作コストの増大を抑制しつつ拡径部４６の剛性を高めることができる。なお、大径側取付部１２の肉厚Ｚとは、上記固定用凹部２２よりも先端側の部分の肉厚の最大値である。

ブッシュ２０の外周部は、また、蛇腹部１６側の一端部４８が先端ほど小径のテーパー状に形成されている。これにより、大径側取付部１２をブッシュ２０に嵌合させる際に、このテーパー状部４８で大径側取付部１２を案内することができ、両者の組付け性を向上することができる。

ブッシュ２０には、アウターケース６よりも小径の密着内周部５０が内周面の全周にわたって設けられている。すなわち、密着内周部５０は、その内周面の輪郭がアウターケース６の外周面の輪郭よりも小さく設定されている。ブッシュ２０の内周部には、上記のようにアウターケース６の凹部６ｂに嵌合する凸部２６が分散配置されているため、周方向において半径が変動している。そのため、密着内周部５０の内周面の半径が、周方向の全体においてアウターケース６の対応する箇所での半径よりも小さく設定されており、例えば、図１４に示すように凸部２６での半径Ｄ２は、凹部６ｂでのアウターケース６の半径Ｄ０よりも小さく設定されている。これにより、ブッシュ２０がアウターケース６に密着外嵌可能に構成されている。

また、この密着内周部５０には、２本のシール用突条５１，５１が全周にわたって設けられている。図８に示すように、シール用突条５１は、外周面の環状溝４４に対して、その軸方向外側であって、かつ、軸方向に近接させて配されている。これにより、図９に示すように締結部材７を締め付けたときに、最も高い圧力が作用する環状溝４４の肩部４４Ａからシール用突条５１に対して効果的に締付け力を及ぼすことができ、高いシール性が得られる。また、シール用突条５１は、図６に示すように、凸部２６においては、第３支持壁３７の軸方向両端部に重なるように配置されており、これにより、締付部材７による締付け力が第３支持壁３７を介してシール用突条５１に効果的に伝わり、高いシール性が得られる。

また、ブッシュ２０には、蛇腹部１６とは反対側の一端部に、アウターケース６よりも大径のストレート穴状で、ブッシュ２０をアウターケース６に外嵌する際にアウターケース６を案内する拡径内周部５２が内周面の全周にわたって設けられている。拡径内周部５２は、その内周面の輪郭がアウターケース６の外周面の輪郭よりも大きく設定されており、すなわち、拡径内周部５２の内周面の半径が、周方向の全体においてアウターケース６の対応する箇所での半径よりも大きく、例えば、図１４に示すように凸部２６での半径Ｄ１が凹部６ｂでのアウターケース６の半径Ｄ０よりも大きく設定されている。拡径内周部５２は、ブッシュ２０の軸方向において大径側取付部１２による外嵌領域Ｑにまで至らないように終端している。すなわち、拡径内周部５２は、ブッシュ２０の一端面２０Ａから拡径部４６の軸方向長さＸの範囲内にて設けられており、つまり拡径部４６よりも短い軸方向寸法で形成されている。なお、拡径内周部５２と密着内周部５０の境界はテーパー穴になっており、拡径内周部５２とブッシュ２０の一端面２０Ａの境界もテーパー穴になっている。

図８，１４に示すように、アウターケース６の外周面には周方向に延びる溝５４が設けられている。この溝５４はアウターケース６の摺動溝６ａに相当する周上のみに設けられており、凹部６ｂに相当する周上には設けられていない。

そして、ブッシュ２０の内周面には、この溝５４に嵌合する突起５６が設けられている。突起５６は、溝５４に対応させて上記凸部２６間の円弧状壁部２８のみにおいて周方向に延びて形成されており、図３に示されるように周上の３箇所に存在する。図９に示すように、突起５６は、ブッシュ２０の軸方向において、大径側取付部１２による外嵌領域Ｑ、即ちブッシュ２０と大径側取付部１２とが嵌合している領域から外れた位置にあり、この例では、外嵌領域Ｑに対して蛇腹部１６とは反対側に外れた位置に設置されている。詳細には、突起５６は、上記拡径部４６におけるブッシュ２０の内周面であって、密着内周部５０と拡径内周部５２との間に設けられており、突起５６を挟んでその一方側が密着内周部５０、他方側が拡径内周部５２となっている。

図４，１０に示すように、ブッシュ２０には、各円弧状壁部２８の端面に舌状片５８が軸方向に一体に突設されている。舌状片５８は、ブッシュ２０の蛇腹部側端面２０Ｂにおいて、各円弧状壁部２８の周方向中央にそれぞれ設けられており、図１０に示す平面視において先細の台形板状に形成されている。また、図９に示すように、舌状片５８は先端ほど径方向内方に傾斜して突出している。

図１１に示すように、ブッシュ２０を射出成形するための成形型６０は、ブッシュ２０の反蛇腹部側端面２０Ａを成形する第１型６１と、外周面を成形する第２型６２と、内周面を成形する第３型６３とからなる。そして、蛇腹部側端面２０Ｂにおける各凸部２６の周方向中央から成形材料を注入するように注入口６４が設けられ（図４参照）、また、この注入口６４と同じ側の端面２０Ｂにおける各円弧状壁部２８の周方向中央に舌状片５８を成形するためのキャビティ６５が設けられている。これにより、射出成形時、余分な成形材料や成形型６０内の空気をこのキャビティ６５内に逃がすことができ、ブッシュ本体の欠肉を防止することができる。特に、注入口６４を各凸部２６に設け、キャビティ６５をその間の円弧状壁部２８に設け、更に両者を同じ端面２０Ｂ側に設けたので、成形材料の流れを良くして、ブッシュ本体の欠肉を解消し、上記肉抜き穴構成を持つ凸部２６の成形性に優れる。なお、舌状片５８自体には欠肉があってもよい。舌状片５８は、図８において鎖線５８Ａで示すように、射出成形時には軸方向に平行に突出成形されるが、射出成形後の収縮により内方に傾斜した形状となる。そして、このように内方に傾斜していることにより、上記先細の台形状であることと相俟って、ブッシュ２０を大径側取付部１２に挿入しやすく、組付け作業性に優れる。

図９，１５に示すように、ブーツ本体１８の大径側取付部１２において、上記固定用凹部２２は、アウターケース６の先端部６ｃの外周を取り囲む筒状連結部６６を介して、蛇腹部１６と連結されている。この筒状連結部６６は、図７に示すように、固定用凹部２２の蛇腹部側肩部２２Ｂから一定肉厚で軸方向に延びる短円筒状をなしており、蛇腹部側端６６Ａが、蛇腹部１６の第１谷部（最も大径側取付部１２側の谷部）１６Ａを構成する斜面部１６Ｂに接続されている。

筒状連結部６６は、その軸方向中央部が半径方向内方に湾曲状に凹んだくびれ状に形成されている。この筒状連結部６６のくびれ形状は、蛇腹部１６における山谷形状とは明確に区別されるべきものであり、詳細には次のように構成されている。まず、筒状連結部６６の外周面におけるくびれの底６６Ｂが、筒状連結部６６の半径方向において、固定用凹部２２の底面２２Ａとシール用突条４２の先端４２Ａとの間の範囲Ａ１内に位置している。より好ましくは、上記くびれの底６６Ｂは、固定用凹部２２の底面２２Ａと大径側取付部１２の内周面１２Ｂとの間の範囲Ａ２内に位置することである。また、筒状連結部６６の外周面における蛇腹部側端６６Ａが、筒状連結部６６の半径方向において、固定用凹部２２の蛇腹部側肩部２２Ｂから筒状連結部６６の肉厚Ｙに相当する寸法だけ半径方向外方の位置６８と固定用凹部２２における大径側取付部１２の内周面１２Ｂとの間の範囲Ｂ１内に位置している。より好ましくは、上記蛇腹部側端６６Ａは、固定用凹部２２の蛇腹部側肩部２２Ｂと上記凹溝４３の底面４３Ａとの間の範囲Ｂ２内に位置することである。また、この実施形態では、筒状連結部６６の上記蛇腹部側端６６Ａが、反蛇腹部側の端である固定用凹部２２の蛇腹部側肩部２２Ｂよりも半径方向内方に位置して形成されている。このような範囲に形成することにより、後述する筒状連結部６６の適度な撓み性を確保し、また、筒状連結部６６の不所望な座屈を回避することができる。

図１２に示すように、上記小径側取付部１４には、固定用凹部２４の内周面側に、２本のシール用突条７０，７０が全周にわたって設けられている。２本のシール用突条７０は、共に断面形状がなだらかな山形をなして軸方向に隣接配置されており、両者の間が湾曲状（断面円弧状）の谷部７２を介して接続されている。図１３にも示されるように、２本のシール用突条７０は、シャフト１の外周面に設けられた周方向に延びる１本の溝７４に一緒に嵌り込むものであり、該溝７４の開口縁７４Ａ，７４Ａに両突条７０の外側の斜面が当接するように、２本のシール用突条７０の軸方向における幅Ｗ１が溝７４の開口幅Ｗ２よりも大に設定されている。また、谷部７２の深さは、溝７４の開口幅Ｗ２に相当する幅での高さＨと、小径側取付部１４の内周面１４Ａに相当する高さＩとの間に谷底が位置するように設定されている（図１２参照）。なお、固定用凹部２４の蛇腹部側肩部には切欠部７３が設けられている。

図１に示すように、上記蛇腹部１６は、大径側取付部１２側から順に第１山７６Ａ、第２山７６Ｂ、第３山７６Ｃ、第４山７６Ｄおよび第５山７６Ｅからなる５山で構成されている。これらは断面形状により区別される２つの山群からなり、即ち、第１山７６Ａ及び第２山７６Ｂからなる大径側取付部寄りの山群７８と、第３山７６Ｃ、第４山７６Ｄおよび第５山７６Ｅからなる小径側取付部寄りの山群８０とで構成されている。そして、各山の軸方向における展開長Ｅは、大径側取付部寄りの山群７８の方が小径側取付部寄りの山群８０よりもいずれも大に設定されている。ここで、展開長Ｅとは、図２で拡大して示すように、各山の一方側の谷底８２Ａから他方側の谷底８２Ｂまでの山の斜面に沿った長さである。

また、図１に示すように、大径側取付部寄りの山群７８においては、各山の高さＦ１，Ｆ２がそれぞれの山の幅Ｇ１，Ｇ２よりも大に設定されている（Ｆ１＞Ｇ１，Ｆ２＞Ｇ２）。一方、小径側取付部寄りの山群８０においては、各山の高さＦ３，Ｆ４，Ｆ５がそれぞれの山の幅Ｇ３，Ｇ４，Ｇ５よりも小に設定されている。ここで、山の高さＦ１〜Ｆ５とは、各山の小径側取付部１４側の谷底から山の頂点までの軸直角方向における距離であり、山の幅Ｇ１〜Ｇ５とは、各山の両側の谷底間の軸方向における距離である。

以上よりなるジョイントブーツ１０を等速ジョイントに取付ける場合、図１４，１５に示すように、ブーツ本体１８の大径側取付部１２をブッシュ２０に外嵌固定してから、ブッシュ２０をアウターケース６に外嵌するとともに、小径側取付部１４をシャフト１に外嵌し、それぞれの固定用凹部２２，２４に締付部材７，８をそれぞれ締付けて固定する。

ここで、ブッシュ２０をアウターケース６に外嵌する際、アウターケース６をブッシュ２０の拡径内周部５２が案内するので外嵌させやすい。また、このとき、ブッシュ２０の円弧状壁部２８では内周面に突起５６が設けてあるが、この突起５６が硬度の高い大径側取付部１２により外周面を拘束されている外嵌領域Ｑに設けられていないので、突起５６部分においてブッシュ２０が径外方に広がりやすく、そのためアウターケース６をブッシュ２０内に挿入しやすい。また、その際、突起５６が拡径内周部５２とともに外嵌領域Ｑ外にあるため、アウターケース６の先端部６ｃを拡径内周部５２から突起５６を経て密着内周部５０へとスムーズに導き入れることができる。更に、突起５６を設けていない凸部２６の周方向部分でも、拡径内周部５２が外嵌領域Ｑにまで至らない範囲で設けられているため、拡径内周部５２に案内されたアウターケース６を密着内周部５０に押し込む際に、当初から過大な力をかける必要がなく、スムーズに導き入れることができる。すなわち、拡径内周部５２が外嵌領域Ｑにまで延在している場合、アウターケース６を密着内周部５０に押し込む際に、当初から過大な力が必要となるが、本例ではこのような不具合が解消される。

そして、このようにしてアウターケース６にブッシュ２０が装着されると、図９に示すように、上記突起５６がアウターケース６の溝５４に嵌合して、ブッシュ２０の軸方向における位置決めがなされる。また、密着内周部５０及びそこに設けられたシール用突条５１により、ブッシュ２０とアウターケース６との間での高いシール性が確保される。

以上より、アウターケース６への装着性を損なうことなく、ブッシュ２０の軸方向における位置決めを行い、かつ、高いシール性を確保することができる。

また、ブッシュ２０に軸方向寸法Ｘの長い拡径部４６を設けたことにより、ロボットハンドでブーツ本体１８をブッシュ２０に組付ける場合や人為的に組付ける場合に、ブーツ本体１８の大径側取付部１２が拡径部４６を押し倒して乗り越えてしまうという不具合を防止することができ、組付け性に優れる。しかも、拡径部４６の軸方向寸法Ｘが長いので、その内周に上記突起５６を設けるための十分な軸方向寸法を確保することができる。

また、凸部２６の内側壁部３０が、周方向中央の中央支持壁３４Ａ，３４Ｂとその両側のサイド支持壁３６Ａ，３６Ａ；３６Ｂ，３６Ｂとの３本の支持壁で支持されているので、径方向内方への張り出しの最も大きい内側壁部３０の中央部を中央支持壁３４Ａ，３４Ｂで支持しながら、その両側でも締付け力が極力均一化されるようにサイド支持壁３６Ａ，３６Ａ；３６Ｂ，３６Ｂを配設することができ、締付け力のバラツキを効果的に低減することができる。よって、内側壁部３０がアウターケース６に及ぼす面圧を周方向で極力均一化することができ、シール性を向上することができる。

しかも、上記のようにサイド支持壁３６Ａ，３６Ｂが外方ほど中央支持壁３４Ａ，３４Ｂに近づくように傾斜させたことにより、次の作用効果が奏される。すなわち、サイド支持壁３６Ａ，３６Ｂが中央支持壁３４Ａ，３４Ｂに対して平行に配されている場合、サイド支持壁３６Ａ，３６Ｂの外側の肉抜き穴３８Ａ，３８Ｂの断面積が小さくなって、それらを成形するための中子を脱型しにくくなるが、上記のように傾斜させたことにより、外側の肉抜き穴３８Ａ，３８Ｂの断面積を大きくすることができ、中子の脱型性を確保するとともに、射出圧での中子の変形を抑制することができ、成形性を向上することができる。また、内側壁部３０の外側面を支持するサイド支持壁３６Ａ，３６Ｂを内側壁部３０に対して垂直に近い角度で結合することができ、そのため、内側壁部３０がアウターケース６に及ぼす面圧を周方向でより均一化することができ、凸部２６におけるシール性を向上することができる。

そして、特に本実施形態によれば、ブーツ本体１８の大径側取付部１２における筒状連結部６６を上記のようなくびれ状に形成したことにより、広角度に屈曲変形させたときに、屈曲内側において、蛇腹部１６の大径側取付部１２側の第１谷部１６Ａがアウターケース６の先端面６ｄに接触することを回避することができる。

図１６は、上記実施形態のジョイントブーツ１０について、シャフト１を広角度に傾けてジョイントブーツ１０を屈曲変形させた状態を示す断面図であり、図１７は、筒状連結部２１０がくびれ形状ではなくストレート状である比較例のジョイントブーツ２００を同様に変形させた状態を示す断面図である。図示するように、比較例では、屈曲内側において、蛇腹部２０２の大径側取付部２０４側の最初の谷部２０６が、２番目の谷部２０８によってアウターケース６の先端面６ｄに押し付けられるように変形しており、これにより耐久性が損なわれるおそれがある。これに対し、実施形態では、屈曲内側において、蛇腹部１６の第１谷部１６Ａがアウターケース６の先端面６ｄに接触することが回避されており、図１７に示す比較例の場合とは明らかに異なる変形形状を呈していた。これは、本実施形態では、ジョイントブーツ１０の屈曲変形時に、くびれた筒状連結部６６が、その軸方向中央部をヒンジ中心とするヒンジのように作用して、蛇腹部側端６６Ａが外側に反り返るように、撓み変形することによるものであり、これにより、蛇腹部１６の上記斜面部１６Ｂがアウターケース６の先端面６ｄに近づくような変形が抑制される。

本実施形態によれば、また、小径側取付部１４において、上記２本のシール用突条７０が、図１３に示すようにシャフト１の溝７４に嵌り込むことにより、高いシール性が発揮される。これは、２本のシール用突条７０が幅狭の溝７４に嵌ることにより、内向きに圧縮された２つの山が外向きに戻ろうとする反発力が働き、開口縁７４Ａでの圧力が高まることによるものと考えられる。また、これら突条７０間の谷部７２が上記のように湾曲していることにより、上記の反発力が増大して一層高いシール性が得られる。更に、本実施形態では、固定用凹部２４の蛇腹部側肩部に切欠部７３が設けられているため、ジョイントブーツの屈曲変形時に、Ｊ方向（図１３参照）に対して撓み変形しやすい。そのため、蛇腹部側のシール用突条７０がシャフト１から浮き上がろうとする力が低減されて、シール性を高めることができる。

本実施形態によれば、また、蛇腹部１６において、大径側取付部寄りの山群７８の各山の展開長Ｅを大きくし、かつ、各山の高さＦ１〜Ｆ５と幅Ｇ１〜Ｇ５を上記の通り設定したことにより、広角度に屈曲変形させたときに、大きな伸縮力が作用する大径側取付部寄りの山群７８を伸縮変形させやすく、よって、耐久性を向上することができる。特に、インボート用の等速ジョイントにおいては、軸方向に伸ばされた状態で広角度に屈曲変形させられることがあるが、その場合にも大径側取付部寄りの山群７８を伸縮させやすくして、耐久性を向上することができる。なお、上記実施形態では、蛇腹部を５山としたが、山数はこれには限定されず、例えば６山としてもよく、その場合、大径側取付部寄りの山群と小径側取付部寄りの山群をそれぞれ３山ずつとすることが好ましい。

本発明のジョイントブーツは、上記のようにアウターケースへの装着性を損なうことなく、軸方向での位置決めを可能にするので、主として自動車のトリポートタイプの等速ジョイントなどに用いられるジョイントブーツとして好適に利用することができる。

本発明の実施形態に係るジョイントブーツの縦断面図 同ジョイントブーツの分解断面図 図２のIII方向視側面図 図２のIV方向視側面図 ブッシュの凸部の断面図 図５のVI−VI線断面図 ジョイントブーツの大径側取付部の拡大断面図 大径側取付部のアウターケースへの取付け構成を示す分解断面図 大径側取付部のアウターケースへの取付け状態を示す断面図 ブッシュの要部拡大平面図 ブッシュを成形するための成形型の断面図 小径側取付部のシャフトへの取付け構成を示す分解断面図 小径側取付部のシャフトへの取付け状態を示す断面図 ジョイントブーツを等速ジョイントに組付ける途中の状態を示す断面図 ジョイントブーツを等速ジョイントに組付けた状態を示す断面図 実施形態に係るジョイントブーツを屈曲変形させた状態を示す断面図 比較例に係るジョイントブーツを屈曲変形させた状態を示す断面図 従来のジョイントブーツを等速ジョイントに組付けた状態を示す断面図 同等速ジョイントの側面図である。

符号の説明

１…シャフト、６…アウターケース、６ｂ…凹部、６ｃ…先端部、７…締付部材、８…締結部材、１０…ジョイントブーツ、１２…大径側取付部、１４…小径側取付部、１６…蛇腹部、１８…ブーツ本体、２０…ブッシュ、２２…固定用凹部、２４…固定用凹部、２６…凸部、２８…円弧状壁部、５０…密着内周部、５１…シール用突条、５２…拡径内周部、５４…アウターケースの溝、５６…突起、５８…舌状片、６６…筒状連結部、７０…シール用突条、７２…谷部、７４…シャフトの溝、７８…大径側取付部寄りの山群、８０…小径側取付部寄りの山群、Ｅ…各山の軸方向における展開長、Ｆ１〜Ｆ５…各山の高さ、Ｇ１〜Ｇ５…各山の幅、Ｑ…外嵌領域

Claims (5)

1. 周方向に複数の凹部を有する外周形状のアウターケース側に取り付けられる筒状の大径側取付部と、シャフトに取り付けられる筒状の小径側取付部と、両者を一体に連結する蛇腹部とからなるブーツ本体と、
   前記アウターケースと前記大径側取付部との間に介在し、前記大径側取付部内に嵌合する外周面が断面円形状をなすとともに、前記アウターケースに外嵌固定される内周部に前記凹部に嵌合する複数の凸部が周方向に分散して設けられたブッシュと、を備えてなり、
   前記ブッシュには内周面の全周にわたって密着内周部が設けられて、前記ブッシュが前記アウターケースに密着外嵌可能に構成されるとともに、前記ブッシュの内周面には、前記アウターケースの外周面に設けられた周方向に延びる溝に嵌合する突起が設けられ、前記ブッシュの外周面に対し前記大径側取付部が外嵌している領域を前記大径側取付部による外嵌領域として、前記突起が、前記ブッシュの軸方向において前記大径側取付部による前記外嵌領域と重ならないように当該外嵌領域から前記蛇腹部とは反対側に外れた位置に設けてあり、
   前記小径側取付部が、締付部材を受け入れるための周方向に延びる固定用凹部を外周面に備えるとともに、前記シャフトの外周面に設けられた周方向に延びる１本の溝に一緒に嵌り込む２本のシール用突条を前記固定用凹部の内周面側に備え、該２本のシール用突条が、軸方向に隣接配置されて、両シール用突条間が湾曲状の谷部を介して接続されたことを特徴とするジョイントブーツ。
2. 周方向に複数の凹部を有する外周形状のアウターケース側に取り付けられる筒状の大径側取付部と、シャフトに取り付けられる筒状の小径側取付部と、両者を一体に連結する蛇腹部とからなるブーツ本体と、
   前記アウターケースと前記大径側取付部との間に介在し、前記大径側取付部内に嵌合する外周面が断面円形状をなすとともに、前記アウターケースに外嵌固定される内周部に前記凹部に嵌合する複数の凸部が周方向に分散して設けられたブッシュと、を備えてなり、
   前記ブッシュには内周面の全周にわたって密着内周部が設けられて、前記ブッシュが前記アウターケースに密着外嵌可能に構成されるとともに、前記ブッシュの内周面には、前記アウターケースの外周面に設けられた周方向に延びる溝に嵌合する突起が設けられ、前記ブッシュの外周面に対し前記大径側取付部が外嵌している領域を前記大径側取付部による外嵌領域として、前記突起が、前記ブッシュの軸方向において前記大径側取付部による前記外嵌領域と重ならないように当該外嵌領域から前記蛇腹部とは反対側に外れた位置に設けてあり、
   前記蛇腹部が、大径側取付部寄りの山群と小径側取付部寄りの山群との２つの山群からなり、前記大径側取付部寄りの山群における各山の軸方向における展開長が、前記小径側取付部寄りの山群における各山の軸方向における展開長よりも大に設定されたことを特徴とするジョイントブーツ。
3. 前記大径側取付部寄りの山群では、各山の高さがそれぞれの山の幅よりも大であり、前記小径側取付部寄りの山群では、各山の高さがそれぞれの山の幅よりも小であることを特徴とする請求項２記載のジョイントブーツ。
4. 周方向に複数の凹部を有する外周形状のアウターケース側に取り付けられる筒状の大径側取付部と、シャフトに取り付けられる筒状の小径側取付部と、両者を一体に連結する蛇腹部とからなるブーツ本体と、
   前記アウターケースと前記大径側取付部との間に介在し、前記大径側取付部内に嵌合する外周面が断面円形状をなすとともに、前記アウターケースに外嵌固定される内周部に前記凹部に嵌合する複数の凸部が周方向に分散して設けられたブッシュと、を備えてなり、
   前記ブッシュには内周面の全周にわたって密着内周部が設けられて、前記ブッシュが前記アウターケースに密着外嵌可能に構成されるとともに、前記ブッシュの内周面には、前記アウターケースの外周面に設けられた周方向に延びる溝に嵌合する突起が設けられ、前記ブッシュの外周面に対し前記大径側取付部が外嵌している領域を前記大径側取付部による外嵌領域として、前記突起が、前記ブッシュの軸方向において前記大径側取付部による前記外嵌領域と重ならないように当該外嵌領域から前記蛇腹部とは反対側に外れた位置に設けてあり、
   前記ブッシュが、周方向で隣り合う前記凸部間に位置する円弧状壁部の端面において、軸方向に突設された舌状片を備えることを特徴とするジョイントブーツ。
5. 前記ブッシュは、前記凸部のそれぞれの周方向中央から成形材料を注入することで成形された射出成形体であって、前記舌状片が各円弧状壁部の周方向中央に設けられたことを特徴とする請求項４記載のジョイントブーツ。

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