JP6884074B2 - 樹脂製ｃｖｊブーツ - Google Patents

Description

本発明は、樹脂製ＣＶＪブーツに関する。さらに詳述すると、本発明は、等速ジョイントの外輪と樹脂製ＣＶＪブーツのブーツ本体の大径固定部との間に組み込まれる、外輪外周面の凹凸形状に対応した厚肉部と薄肉部を形成するグロメットを備える樹脂製ＣＶＪブーツに関するものである。

等速ジョイントには、例えばトリポード型ユニバーサルジョイントのように、ジョイント外輪（アウターケースあるいはジョイントハウジングとも呼ばれる）の外形が周方向に凹凸形状をなす非円形を成すものがある。トリポード型のジョイント外輪は、必要以上の肉厚を削減して軽量化を図るため、トリポード形状の外形を成している。他方、熱可塑性樹脂から成るブーツは、一般的にブロー成形によって製造されるため、部分的に肉厚を変えることが難しく肉厚が全体的に均一になることから、厚肉部と薄肉部を周方向に交互に形成してトリポード形状の内周面と円形の外周面を有する大径固定部を成形することができない。そこで、熱可塑性樹脂から成るブーツ本体と外輪との間の密封性能を高めるために、ブーツと等速ジョイントの外輪との間に、トリポード形状の内周面と円形の外周面を有する樹脂製グロメットを組み込んでから、大径固定部の外側から金属製のブーツバンドで締め付けるようにして固定されている。

ここで、グロメットは、ジョイントへの組み込み性が考慮されて、樹脂製ＣＶＪブーツと同等以下の硬度の樹脂材等で成形されることが好ましいとされている。このため、ブーツ本体の大径固定部と、ブーツ本体と同等以下の硬度のグロメットと、ジョイントとを組み立てた後に締付部材により大径固定部をジョイントに締め付け固定する際に、ブーツ本体が弾性変形し難いことから、ブーツ本体の大径固定部の内周面とグロメットの外周面との間の面圧が不均一となって、シール性を低下させるという問題がある。同様に、グロメット内周面とジョイント外輪との間においても、面圧が不均一となってシール性を低下させることが場合によっては起こる。

かかる問題を解決するため、従来、ブーツ本体の大径固定部の内周面に接触する突条をグロメットの外周面に全周にわたり設けることが提案されている（特許文献１）。グロメットの外周面の突条をブーツ本体の大径固定部の内周面に全周にわたり接触させた状態で大径固定部の外周面をブーツバンドにより締め付けることにより、グロメットの突条が大径固定部の内周面に対して突条の頂点を中心として弾性変形し、圧縮状態で大径固定部の全周にわたり線接触し、両者間の密着性を向上し良好なシール性を確保しようとするものである。また、同ジョイントブーツでは、グロメットの内周面にもジョイント外輪の外周面と接触する突条を設けて、ジョイント外輪とグロメットに突条の弾性変形による圧縮力がより大きく働くようにしてジョイント外輪とグロメットの間のシール性を向上させることが提案されている。

特開２００６−２１４５７５号公報

しかしながら、グロメット外周面の突条によって押圧されることによって、突条の位置の大径固定部の外周面側では樽状（弓状）に張り出してしまうため、大径固定部の外周面側に凹凸が生じてブーツバンドの装着性が低下すると共に装着後にブーツバンドが脱落する危険性がある。また、グロメットの内周面側に突条が設けられる場合にも、突条の介在によって起こる変形の影響は幾分緩和されて表れるが、ブーツ本体の大径固定部の外周面側に樽状（弓状）となって張り出しブーツバンドの装着性を低下させると共に装着後のブーツバンドの脱落の危険性を含むものとなる。

そこで、本発明は、外輪外周面の凹凸形状に対応した厚肉部と薄肉部を形成するグロメットを備える樹脂製ＣＶＪブーツのシール性とブーツバンドの装着性を両立させる構造を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、請求項１記載の樹脂製ＣＶＪブーツは、ユニバーサルジョイントの非円形の外形を成す外輪に取り付けられる円形の内周面及び外周面を有する大径固定部と、シャフトに取り付けられる小径固定部と、大径固定部と小径固定部とを連結する蛇腹部とを備える合成樹脂製ブーツ本体と、外輪と大径固定部との間に組み込まれ、外周形状が大径固定部に内嵌する円形状をなし、内周形状が外輪の外形と対応する非円形をなすグロメットとの組み合わせであり、大径固定部の凹凸のない内周面と対向するグロメットの外周面またはジョイント外輪の外周面と対向するグロメットの内周面のいずれか一方若しくは双方に、周方向に１周する環状溝を少なくとも1つ有することを特徴としている。

また、請求項２記載の樹脂製ＣＶＪブーツは、環状溝が半円形の溝であり、溝の両側縁の隅部が互いに対向し、グロメットの周面と環状溝との成す隅部が大径固定部の内周面あるいはジョイント外輪の外周面に対して全周に亘って線接触していることを特徴とするものである。

また、請求項３記載の樹脂製ＣＶＪブーツは、環状溝の隅部が角であることを特徴とするものである。

また、請求項４記載の樹脂製ＣＶＪブーツは、グロメットの環状溝の深さが少なくともグロメットの最小肉厚の５０％以内であることを特徴とするものである。

また、請求項５記載の樹脂製ＣＶＪブーツは、グロメットの外周面に形成された環状溝と同じ位置で反対側のグロメットの内周面側にジョイント外輪の外周面に向けて突出する周方向に1周する突起を備えたことを特徴とするものである。

請求項１記載の樹脂製ＣＶＪブーツによれば、大径固定部の凹凸のない内周面と対向するグロメットの外周面またはジョイント外輪の外周面と対向するグロメットの内周面のいずれか一方若しくは双方に、周方向に１周する環状溝を少なくとも1つ有するので、大径固定部の外周面をブーツバンドにより締め付けることで、グロメットの外周面に環状溝を有する場合には大径固定部の内周面が、グロメットの外周面と環状溝との成す隅部を中心に弾性変形し、隅部が大径固定部の全周にわたり線接触し、面圧が集中するため両者間のシール性を高め、グロメットの内周面に環状溝を有する場合にはグロメットの内周面と環状溝との成す隅部を中心に弾性変形し、隅部がジョイント外輪の全周にわたり線接触し、面圧が集中するためジョイント外輪との間のシール性も高められる。

また、先行技術のように大径固定部が外周側（径方向外側）に押し出されて樽状（弓状）に張り出すこともないので、ブーツバンドの装着性を確保することができる。

また、請求項２記載の樹脂製ＣＶＪブーツによれば、環状溝が半円形の溝であり、溝の両側縁の隅部が互いに対向し、グロメットの周面と環状溝との成す隅部が互いに逆向きの 先端（リップ部）を相手部材である大径固定部の内周面あるいはジョイント外輪の外周面に押しつけることでダブル接触シールを構成して一定幅のシール帯を形成するので、シール性をさらに高めることができる。

また、請求項３記載の樹脂製ＣＶＪブーツによれば、環状溝の隅部が角部であるため、面圧が集中して両者間のシール性を高めることができる。

また、請求項４記載の樹脂製ＣＶＪブーツによれば、グロメットの環状溝の深さが少なくともグロメットの最小肉厚の５０％以内であるので、ジョイント外輪への装着時にグロメットが環状溝を起点に変形してしまう危険性を抑制することができる。

また、請求項５記載の樹脂製ＣＶＪブーツによれば、グロメットの外周面に形成された環状溝と同じ位置で反対側の内周面側にジョイント外輪の外周面に向けて突出する周方向に1周する環状突起部を備えているので、ジョイント外輪にグロメットを装着した際に環状突起部によってグロメットを外周側に押す力が発生するので、環状溝が拡がるようにして両隅部が相手側部材であるブーツ本体の大径固定部へ強く押しつけられ、面圧を高めて緊迫力を高める。

本発明にかかる樹脂製ＣＶＪブーツの一実施形態を示す中央縦断面図である。 図１のＡ部拡大断面図である。 グロメットの外周面の環状溝とブーツ本体の大径固定部の内周面との関係を示す説明図である。 グロメットの他の実施形態を示す半截縦断面図である。

以下、本発明の構成を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１に、本発明の合成樹脂製ＣＶＪブーツの一実施形態を示す。この合成樹脂製ＣＶＪブーツは、ブーツ本体１とグロメット２とから成る。そして、ブーツ本体１は、ユニバーサルジョイントの非円形の外形を成すジョイント外輪（図示省略）に取り付けられる円形の内周面及び外周面を有する大径固定部３と、シャフト（図示省略）に取り付けられる小径固定部４と、大径固定部３と小径固定部４とを連結する蛇腹部５とを備える。他方、グロメット２は、外周輪郭は真円形であるが、内周輪郭はジョイント外輪の非円形の外形に対応した非円形に形成されたものである。

グロメット２は、ジョイント外輪とブーツ本体１の大径固定部３との間に組み込まれるものであり、外形が大径固定部３に内嵌する円形をなし、内形がジョイント外輪の外形と対応する非円形を成し、少なくとも外周面１２には大径固定部３の凹凸のない内周面１６と対向する少なくとも1つの周方向に１周する環状溝８を有するものである。例えばトリポード型ユニバーサルジョイントの場合、ジョイント外輪の外形が周方向に凹凸形状をなす非円形のトリポード形状を成している。尚、トリポード形状とは、円形に対して円の中心点側に曲線状（円弧状）に凹んだ凹み部が等間隔に３箇所設けられた形状であり、等間隔に設けられる３箇所の円弧部と各円弧部間にそれぞれ設けられる３箇所の凹み部とを有する形状である。

このグロメット２は、シール性及び組み付け性の観点から合成樹脂製ブーツ本体１と同等以下の硬度の樹脂材等で成形することが好ましい。ただし、場合によっては、ブーツ本体１と同等以上硬度の樹脂材等で成形してもよい。

他方、熱可塑性樹脂から成るブーツ本体１は、一般的にブロー成形によって製造されるため、全体的にほぼ均一な厚さでジョイント外輪に装着される円筒形の大径固定部３とシャフトに装着される円筒形の小径固定部４とそれらの間を伸縮自在且つ屈曲自在に連結する蛇腹部５とが成形される。

そこで、熱可塑性樹脂から成るブーツ本体１とジョイント外輪との間の密封性能を高めるために、ブーツ本体１とジョイント外輪との間に、トリポード形状の内周面１３と円形の外周面１２を有する樹脂製グロメット２を組み込んでから、大径固定部３の外側から金属製のブーツバンド（図示省略）で締め付けるようにして固定されている。

グロメット２の内周面１３は、ジョイント外輪のトリポード形状に適合するように、ジョイント外輪の外形やブーツ本体１の大径固定部３の内形・内周面１６の形状と略相似する形状、即ちトリポード形を成す非円形に形成されている。他方、グロメット２の外周面１２は、ブーツ本体１の大径固定部３の内周面１６とほぼ相似する形状、即ち円形に形成されている。つまり、グロメット２は、ジョイント外輪の外周面の外形の凹凸形状に対応した厚肉部と薄肉部とを周方向に交互に形成した筒状体を構成している。

トリポード形のジョイント外輪とブーツ本体１の円筒形の大径固定部３との間に、ジョイント外輪の外形及び大径固定部３の内形に適合するトリポード形と円形の内形（internal shape）とを有するグロメット２を介在させることで、ブーツバンドによるブーツ本体１の締め付け力をジョイント外輪に均一に作用させることより十分な密封性能を得ることが可能となる。ブーツ本体１の大径固定部３とグロメット２との間では、円形同士であることから、安定した密封性能を確保することは、一般的に容易である。同様に、グロメット２とジョイント外輪との間では、同じトリポード形同士であることから、安定した密封性能を確保することは、一般的に容易である。

ここで、密封性能は、２部材間の面圧に依存する。そして、面圧（シール面圧）が高いほど、密封性能に優れることが一般的に知られている。したがって、グロメット２の少なくとも外周面１２には、大径固定部３の凹凸のない内周面１６と対向する少なくとも1つの周方向に１周する小さな環状溝８を備えることにより、小さな環状溝８の隅部（角部）１５が周状の稜線となって相手側部材の凹凸のない周面１６に食い込むように当接することで面圧を集中させ、シール限界を超える高い面圧を得ることができるようにしている。さらに、グロメット２の内側即ち内周面１３にも、ジョイント外輪の外周面と対向する少なくとも1つの周方向に１周する小さな環状溝９を備えることにより、大径固定部３の外周面１７をブーツバンドにより締め付けたときに、グロメット２の内周面１３と環状溝９との成す隅部１８を中心にジョイント外輪に向けて弾性変形し、隅部１８がジョイント外輪の全周にわたり線接触し、面圧が集中するためグロメット２とジョイント外輪との間のシール性を高めることができる。

本実施形態の場合、環状溝８，９は、例えば半円形の溝であり、溝の両側縁の隅部が互いに対向し、グロメット２の外周面と環状溝８との成す隅部が大径固定部３の内周面に対して全周に亘って線接触するように設けられている。

ここで、グロメット２の外周面１２と環状溝８との隅部１５は、本実施形態の場合、図３に示すように角として形成されている。また、グロメット２の内周面１３と環状溝９との隅部１８も同様に、本実施形態の場合、角として形成されている。隅部１５あるいは１８は、角の方が線接触の効果が高められるがこれに限定されるものではない。例えば、小さな溝であれば丸みを帯びた隅部（即ち、角の取れた曲面の稜線）でも良い。この場合でも、稜線部分がブーツ固定部の内周滑面に喰い込み、面圧を集中させて緊迫力を高め得る。

また、グロメット２の外周面に形成される環状溝８の数は、少なくとも1つあれば良いが、複数本としても良い。本実施形態の場合、図２及び４に示すように、小さな環状溝８を２本並べて配置したものを１組として、それを軸方向に離して２組が形成されている。

ここで、グロメット２の環状溝８の溝深さは、少なくともグロメット２の最少肉厚の５０％以内とすることが望ましい。５０％を超えてしまうと、ジョイント外輪への装着時にグロメット２が環状溝８を起点に変形してしまう危険性が高まってしまう。他方、環状溝８の深さが浅すぎても、例えば０．０５ｍｍ未満になると、グロメット２の外周面１２と環状溝８との成す隅部１５を中心に起こる弾性変形が小さくなり、面圧の集中不足となって両者間のシール性を高める効果ができなくなる。他方、環状溝８の溝幅は、面圧集中にとっては小さい方が好ましく、大きくなると面圧集中度が高まらない。本実施形態の場合、環状溝８及び９は、溝深さ１に対して溝幅２〜３程度の比較的小さな溝としているが、グロメット２の外周面１２と環状溝８との成す隅部１５（あるいは内周面１３と環状溝９との隅部１８）を中心に弾性変形して相手側部材と線接触するリップ部を構成できるものであれば実施可能である。

また、グロメット２の内周面１３には、外周面１２に形成された環状溝８の径方向内側に相当する位置上に、即ち外周面の環状溝８と同じ軸方向位置で内周面１３側に、ジョイント外輪の外周面に向けて突出し周方向に1周する突起（環状突起部１１と呼ぶ）を備えても良い。例えば、本実施形態の場合、図４に示すように、２条の環状溝８に跨がる大きさの断面三角形の環状突起部１１が外周面１２の環状溝８と同じ軸方向位置で内周面１３側にジョイント外輪へ向けて突出するように形成されている。この場合、ジョイント外輪にグロメット２を装着した際に環状突起部１１には外周側（径方向外側）へ押す力が加わるようになるため、グロメット２の外周面１２と環状溝８との隅部１５とブーツ本体１の大径固定部３との接触圧を高めることができる。また、環状突起部１１により、グロメット２とジョイント外輪との間は線接触となりシール性を高めることができる。

また、グロメット２の外周面１２には径方向外側へ突出してブーツ本体１の大径固定部３の内周面に設けられた凹部７と係合する位置決め突起１０が備えられることが好ましい。この場合、グロメット２とブーツ本体１の大径固定部３とを嵌め合わせる際に、位置決め突起１０が凹部７に係合することで抜け止めとなると共に節度感が良好なものとなる。同時に、グロメット２とブーツ本体１との軸方向組み付け位置がわかるようになり、ブーツ本体１の装着が容易になる。尚、位置決め突起１０及び凹部７の形成位置は、特定の位置に限定されるものではないが、本実施形態の場合、ブーツ本体１の大径固定部３の開口端寄りの部位に設けられることが好ましい。このとき、ブーツ本体１の蛇腹部５と大径固定部３との境界の立ち上がり壁６がグロメット２の後端部１４と当接することにより、グロメット２がブーツ本体１の内部に潜り込まないように、グロメット２に対する大径固定部３の軸方向移動が規制されている。

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

１ ブーツ本体
２ グロメット
３ ブーツ本体の大径固定部
４ ブーツ本体の小径固定部
５ ブーツ本体の蛇腹部
７ 位置決め用の凹部
８ グロメット外周面の環状溝
９ グロメット内周面の環状溝
１０ 位置決め突起
１１ 環状突起部
１２ グロメットの外周面
１３ グロメットの内周面
１５ グロメットの外周面と環状溝との隅部
１６ 大径固定部の内周面
１８ グロメットの内周面と環状溝との隅部

Claims (5)

1. ユニバーサルジョイントの非円形の外形を成すジョイント外輪に取り付けられる円形の内周面及び外周面を有する大径固定部と、シャフトに取り付けられる小径固定部と、前記大径固定部と前記小径固定部とを連結する蛇腹部とを備える合成樹脂製のブーツ本体と、 前記ジョイント外輪と前記大径固定部との間に組み込まれ、外周形状が前記大径固定部に内嵌する円形状をなし、内周形状が前記外輪の外形と対応する非円形をなすグロメットとの組み合わせであり、
   前記大径固定部の凹凸のない内周面と対向する前記グロメットの外周面または前記ジョイント外輪の外周面と対向する前記グロメットの内周面のいずれか一方若しくは双方に、周方向に１周する環状溝を少なくとも1つ有する
   ことを特徴とする樹脂製ＣＶＪブーツ。
2. 前記環状溝は半円形の溝であり、溝の両側縁の隅部が互いに対向し、前記グロメットの周面と前記環状溝との成す隅部が前記大径固定部の内周面あるいは前記ジョイント外輪の外周面に対して全周に亘って線接触していることを特徴とする請求項１記載の樹脂製ＣＶＪブーツ。
3. 前記環状溝の隅部は角であることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂製ＣＶＪブーツ。
4. 前記グロメットの前記環状溝の深さは少なくとも前記グロメットの最小肉厚の５０％以内であることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂製ＣＶＪブーツ。
5. 前記グロメットの外周面に形成された前記環状溝と同じ位置で反対側の前記グロメットの内周面側に前記ジョイント外輪の外周面に向けて突出する周方向に1周する環状突起部を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂製ＣＶＪブーツ。

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