JPH04249618A - ブーツシール - Google Patents

ブーツシール

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JPH04249618A
JPH04249618A JP2400942A JP40094290A JPH04249618A JP H04249618 A JPH04249618 A JP H04249618A JP 2400942 A JP2400942 A JP 2400942A JP 40094290 A JP40094290 A JP 40094290A JP H04249618 A JPH04249618 A JP H04249618A
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JP
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convolution
boot seal
rib
ribs
side walls
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JP2400942A
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Donovan J Zollinger
ドノヴァン・ジェイ・ゾリンガー
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Motors Liquidation Co
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Motors Liquidation Co
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/84—Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor
    • F16D3/843—Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor enclosed covers
    • F16D3/845—Shrouds, e.g. casings, covers; Sealing means specially adapted therefor enclosed covers allowing relative movement of joint parts due to the flexing of the cover
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16J—PISTONS; CYLINDERS; SEALINGS
    • F16J3/00—Diaphragms; Bellows; Bellows pistons
    • F16J3/04—Bellows
    • F16J3/041—Non-metallic bellows
    • F16J3/043—Non-metallic bellows with particular means for limiting wear
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/202—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints
    • F16D3/205—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part
    • F16D3/2055—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members one coupling part having radially projecting pins, e.g. tripod joints the pins extending radially outwardly from the coupling part having three pins, i.e. true tripod joints

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Sealing Devices (AREA)
  • Diaphragms And Bellows (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ユニバーサルジョイン
ト及び他の可動機構のためのブーツシールに関し、特に
、一緒に回転している期間中に広範囲の枢動角度にわた
って相対的に運動できるようにピボットにより相互連結
されたハウジング部分とシャフト部分とを有する機構を
シールするためのブーツシールであって、「コンボルー
ション」型若しくは「蛇腹」型すなわちドーナツを重ね
て得られるような外表面形状で、その縦断面の外面形状
が山を連ねた如き、または波形となるような型式のブー
ツシールに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来は、ユニバーサルジョイント及び他
の機構のためのゴム及びプラスチック材料製のコンボル
ーション型のブーツシールは、シール保護される装置の
種々の運動中にブーツシールの作用を制御し向上させる
ために、種々の構成にて設計されてきた。例えば、米国
特許第４，４５６，２６９号明細書に開示されたブーツ
シールは、このブーツシールを補強し強化するために端
部取り付けカラーを隣接する「コンボルーション」部す
なわち上記ドーナツの１つに対応するような部分若しく
は蛇腹の１つの「ひだ」の部分に相互連結するくさび状
の外側リブを具備する。このブーツシールは更に、ジョ
イントがその限界位置の方へ関節運動したときにストッ
パ手段として作用する半径方向内側の突起をも有する。 米国特許第４，７０２，４８３号明細書においては、円
周方向の凸状ストリップをブーツシールの少なくとも１
つのコンボルーション部の内面に設けて、最初のコンボ
ルーション部と駆動シャフトとの間のコンボルーション
部の損傷を防止するためにある作動状態下でシールを収
縮させるような制御を行う。
【０００３】
【発明の構成並びに作用効果】本発明に係るブーツシー
ルの特徴とするところは、一対のコンボルーション部が
互いに対面した側壁を有し、一方の側壁が多数の外方に
延びたリブを有し、他方の側壁が多数の内方に延びたリ
ブを有しており、内方に延びたリブが、側壁の相対回転
運動及びこれら側壁間の摩耗を制限するため、シャフト
部分をハウジング部分に関して所定の角度に位置決めし
たときに外方に延びたリブに係合するくぼみを形成する
ことである。
【０００４】本発明は上記米国特許第４，４５６，２６
９号及び同第４，７０２，４８３号各明細書に記載され
た発明の一般範ちゅうと同じ範ちゅうに属するが、ユニ
バーサルジョイントのハウジングに関するシャフトの大
きな角度範囲にわたる往復及び回転駆動を含むブーツの
曲げ作用中における摩耗及びコンボルーション部根元の
応力を最小化するため、しわ寄せ及び壁対壁の擦傷を減
少させるべく壁強度を増大させるように設計した壁構造
を有する（好ましくは、適当な弾性プラスチック材料で
できた）コンボルーション型のブーツシールを提供する
。
【０００５】本発明の好ましい実施例においては、ブー
ツシールは熱可塑性材料をブロー成形して作り、少なく
ともいくつかの隣接するコンボルーション部の壁は、同
壁に直接形成した整合し共働する内側及び外側のリブを
それぞれ有する。シールにより保護された装置が作動し
ている間、共働するリブは互いに係合して、隣接するコ
ンボルーション部の側壁の摺動接触を制限し、ねじり荷
重を制限し移送させ、これらの壁の摩耗及び摩耗を減少
させると共にコンボルーション部の根元結合部での応力
をも減少させ、これによりブーツの使用寿命を増大させ
る。これらのリブはまた、コンボルーション部の壁を強
化し、特にー４０℃の低限界へレンジダウンできる低い
温度での作動条件下で壁のしわ寄せ及びひび割れを防止
する。
【０００６】特に、円周方向で離間した外側リブは環状
パターンで１つの側壁の表面に直接形成され、隣接する
コンボルーション部の側壁の方へ突出する。隣接するコ
ンボルーション部の側壁は、ブーツシールのある曲げ作
用期間中に最初のコンボルーション部の側壁の外側リブ
に嵌合する対応くぼみ又は空間を提供するようにこの壁
に直接形成した内側リブを具備する。このリブとリブ空
間との係合は平歯車の歯の係合と同様のものである。し
かし、本発明においては、内側リブの側壁により提供さ
れるリブ空間若しくは凹所は、コンボルーション部の側
壁間で許容される相対回転運動を制御するように、変更
することができる。
【０００７】リブ空間が幅広くなれば、隣接するコンボ
ルーション部の側壁に関する１つのコンボルーション部
の側壁の制限された回転が提供され、これにより、ブー
ツに対するねじり曲げ荷重をブーツシール全体にわたっ
て分布させることができる。リブのための空間は、リブ
とこれに係合するリブ空間との間に相対回転運動が実質
上存在しないようなものとすることができ、これにより
、隣接する大径コンボルーション部間に相対回転運動が
実質上存在せず、そのためねじり曲げ荷重がブーツの異
なる領域に伝達される。従って、上記大径コンボルーシ
ョン間の「相対的回転のない」形状においては、コンボ
ルーション部の相対回転は、互いに接触しないブーツシ
ールの外側の小径コンボルーション部に限定され、その
結果、ブーツシール全体にわたっての対面する側壁の摩
耗が実質上なくなる。
【０００８】
【実施例】添付図面を詳細に参照すると、図１は三ロー
ブ駆動ハウジング１２を有するトリポット型式の往復ユ
ニバーサルジョイント１０を備えた車両の駆動車軸（ア
クセル）の一部を示す。駆動ハウジングはその内側端部
を端壁１４により閉止されており、一体の中央駆動シャ
フト１６を有し、この駆動シャフトは駆動ハウジングか
ら終端スプライン端部まで軸方向に延び、このスプライ
ン端部はディファレンシャルのサイドギヤに接続されて
自動又は手動トランスミッション（図示せず）の出力を
提供するようになっている。
【０００９】駆動ハウジング１２はその外端で開いてお
り、ローブの内壁により形成された３つの等間隔で長手
方向に延びた駆動チャンネル１８（図には１つのみを示
す）を有する。３つのチャンネル１８は、スパイダ組立
体２２の関連する駆動ローラ２０の外表面に係合する部
分的に球状のトラックを有する。各駆動ローラはスパイ
ダ組立体２２の中央ハブから半径方向に延びた３つの円
周方向に離間したトラニオン２４の対応する１つに装着
されている。ローラ２２は、針状軸受を介してトラニオ
ン２４に装着される。従って、これらの駆動ローラ２０
はトラニオン２４上で回転できると共にハウジング１２
に関して摺動でき、スパイダ組立体に駆動接続された細
長い車軸シャフト２６の摺動枢動運動を許容する。
【００１０】スパイダ組立体のハブは、駆動ハウジング
１２の開口端部を通って延びる車軸シャフト２６の内側
スプライン付き内端部分に駆動連結するための内側スプ
ラインを有する。スパイダ組立体のハブは、シャフト２
６の内端部分のスプライン内に形成した環状溝（グルー
ブ）内に嵌合したスナップリング３２間に保持されてい
る。
【００１１】ユニバーサルジョイント１０の外側端部は
、世界的に使用されている自動車において生じるような
広い温度範囲及び他の周囲条件にわたって大きな強度及
び靭性を有する熱可塑性材料でブロー成形したコンボル
ーション型若しくは蛇腹式のブーツシール３６によりシ
ールされている。
【００１２】ブーツシールは一連のコンボルーション部
３８、４０、４２、４４、４６、４８を有し、これらの
コンボルーション部の直径は円筒状カラー４８′を有す
る最大直径のコンボルーション部３８から段階的に変化
し、このカラーはハウジング１２の外側端部の外周のま
わりに嵌合しクランプ４９によりハウジングに固定され
ている。最小直径のコンボルーション部４８はネック部
５０を有し、このネック部は車軸シャフト２６上に嵌合
し、圧縮クランプ５２により液密状態で車軸シャフトに
固定されており、このため、ハウジング１２の内部はブ
ーツシール３６によりシールされ周囲環境から保護され
る。
【００１３】コンボルーション型のブーツシール３６は
連続的な蛇腹でできており、コンボルーション部は角度
をなして対面した側壁を有し、これらの側壁は、ハウジ
ング１２に関するシャフト２６の往復運動及び角度運動
期間中にブーツシールの撓み及び曲げを許容する枢動ヒ
ンジを形成する環状根元部で互いに連結するように半径
方向内方に延びている。
【００１４】例えば、最初の即ち最大直径のコンボルー
ション部３８は第２番目のコンボルーション部４０の隣
接する内側側壁５８に対面する傾斜した外側側壁５６を
有し、これらの側壁は環状根元部（枢動ヒンジ）６０で
互いに連結している。第２番目のコンボルーション部４
０（図４）は最初のコンボルーション部３８よりも僅か
に小さな直径を有し、第３番目のコンボルーション部４
２の内側側壁６４に対面する外側側壁６２を有する。こ
れらの側壁は環状根元部即ち枢動ヒンジ６６で連結され
ている。図示のように、このような構成はブーツシール
の全長にわたって存在し、各コンボルーション部の外側
側壁はその下流側のコンボルーション部の内側側壁の内
側側壁にそれぞれ対面する。
【００１５】ブーツシールの使用寿命を伸ばすために根
元部でのヒンジにおける応力及びブーツシールの側壁間
の摩耗を減少させるため、本発明の好ましい実施例にお
いては、特に第４図に示すように、円周方向に離間した
外側リブ７０、７２をコンボルーション部３８、４０の
外側側壁５６、６２上にそれぞれ設け、円周方向に離間
し内方に延びるリブ７４、７６をコンボルーション部４
０、４２の内側側壁５８、６４上にそれぞれ設ける。内
方に延びたリブ７４、７６は外側リブ７０、７２のため
のリブ空間８０、８２を提供する。リブ及びリブ空間は
、ハウジング１２に関する車軸シャフト２６の角度運動
を許容するためブーツシールの種々の曲げ位置において
外側リブ７０、７２が隣接する側面のリブ空間８０、８
２内に係合するように設けられている。本発明がなけれ
ば、ジョイントが大きな角度で曲げられると、大径のコ
ンボルーション部の側壁はかなりの相対回転及び相互の
摩耗接触を生じ、一方、小径のコンボルーション部は実
質的に摩耗しない。例えば、図１のユニバーサルジョイ
ントにおいては、車軸シャフト２６は、制限範囲内で、
図示の水平位置から不定数の往復運動及び枢動位置へ動
くことができる。図５、６は、大径コンボルーション部
３８、４０、４２が互いに接触する側壁の方へ移動する
ように車軸シャフト２６が図１の位置からハウジング１
２に関する角度位置へ揺動したときのブーツシール３６
の１つの位置を示す。しかし、対面する外側の側壁５６
、６２のリブ７０、７２はコンボルーション部４０、４
２の内側側壁５８、６４に形成されたリブ空間８０、８
２に係合する。この構成によれば、コンボルーション部
３８、４０、４２が互いに相対的な回転運動しようとす
るときに、係合したリブ及びリブ空間がこの運動を制限
し、これにより、これらのコンボルーションき部の側壁
の摩耗を減少させる。
【００１６】図６には、隣接する側壁のリブ７０、７２
の幅より大きな幅を有するリブ空間８０、８２を示し、
これにより、側壁間でリブとリブ空間との間にある程度
の相対運動が可能となる。しかし、この運動は制限され
、摩耗を減少させる。この相対運動は、リブ空間の端壁
が関連するリブに接触するときに終了し、コンボルーシ
ョン部へねじり荷重が伝達される。このような状態にお
いては、大径コンボルーション部における側壁の摩耗は
最小化され、根元部のジョイントにおけるねじり荷重は
ブーツシール全体にわたって分散される。
【００１７】内側及び外側リブは半径方向に延び、薄壁
のプラスチックブーツシール３６の壁を強化する。これ
らのリブが無ければ、ジョイントの高範囲の角度作動及
び厳寒温度においてブーツシールに収縮やひび割れが生
じる危険性がある。
【００１８】図７は本発明の別の実施例を示し、この実
施例においては、コンボルーション部３８′、４０′、
４２′の側壁５６′、６２′のリブ７０′、７２′は何
等の間隙を伴わずに側壁５８′、６４′のリブ空間８０
′、８２′に係合する。この構成によれば、大径コンボ
ルーション部の相対回転運動は阻止され、このため、そ
の側壁は互いに摩耗せず摩耗しない。ねじり荷重は小径
コンボルーション部へ伝達されるが、これら小径コンボ
ルーション部の側壁は接触していないので、これらの領
域に摩耗は存在しない。更に、大径のコンボルーション
部の根元ジョイントにより通常支えられる大きなねじり
荷重はブーツシールに沿って分散せしめられる。
【００１９】本発明では、リブ及びリブ空間がブーツの
壁に直接形成されているため、余分な材料を付加するこ
となく、ブーツのコンボルーション部の一部又は全部の
壁の強度を増大させる。更に、ブーツシールの一体性を
減少させるようなひだやひび割れを伴うジョイントの大
きな枢動範囲及び低温条件での、ブーツシールのコンボ
ルーション部の側壁のしわ寄せは生じない。
【００２０】以上、本発明を特定の実施例につき説明し
たが、本発明はこれらの実施例のみに限定されず、種々
の修正、変形が可能であることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るブーツシールを有する駆動車軸組
立体のユニバーサルジョイントを示す部分破断断面立面
図である。
【図２】図１の２ー２線における断面図である。
【図３】図１の実質上３ー３線における部分破断断面図
である。
【図４】図１において４にて示す円内のブーツ領域の拡
大図である。
【図５】駆動車軸がハウジングに関して角度変位したと
きの図１のブーツのリブ空間に係合したリブを示す拡大
図である。
【図６】図５のほぼ３ー３線における断面図である。
【図７】図６と同様の図であるが、本発明の別の実施例
におけるリブとリブ空間との緊密係合状態を示す図であ
る。
【符号の説明】
１０　　ユニバーサルジョイント（機構）１２　　ハウ
ジング ２０　　駆動ローラ ２２　　スパイダ組立体 ２４　　トラニオン ２６　　車軸シャフト ３６　　ブーツシール ３８、４０、４２、４４、４６、４８　　コンボルーシ
ョン部 ４８′　　カラー（第１端部） ５０　　ネック部（第２端部） ５６　　外側側壁 ５８　　内側側壁 ６０　　根元部 ６２　　外側側壁 ６４　　内側側壁 ７０、７２、７０′、７２′　　外側リブ７４、７６　
　内側リブ

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　一緒に回転している期間中に広範囲の
    枢動角度にわたって相対的に運動できるようにピボット
    （２０、２２、２４）により相互連結されたハウジング
    部分（１２）とシャフト部分（２６）とを有する機構（
    １０）のためのブーツシール（３６）であって、同ハウ
    ジング部分（１２）に取り付けられるようになった第１
    端部（４８′）と、同シャフト部分（２６）に取り付け
    られるようになった第２端部（５０）とを有し、同第１
    端部と第２端部との間に複数のコンボルーション部（３
    ８、４０、４２、４４、４６、４８）を備えたブーツシ
    ールにおいて、一対の前記コンボルーション部が互いに
    対面した側壁（５６、５８；６２、６４）を有し；一方
    の前記側壁が複数の外方に延びたリブ（７０、７２）を
    有し、他方の前記側壁が複数の内方に延びたリブ（７４
    、７６）を有しており；該内方に延びたリブ（７４、７
    ６）が、前記側壁（５６、５８；６２、６４）の相対回
    転運動及びこれら側壁間の摩耗を制限するため、前記シ
    ャフト部分（２６）を前記ハウジング部分（１２）に関
    して所定の角度に位置決めしたときに前記外方に延びた
    リブ（７０、７２）に係合するくぼみ（８０、８２）を
    形成することを特徴とするブーツシール。
  2. 【請求項２】　　前記くぼみ（８０、８２）が、前記側
    壁（５６、５８；６２、６４）間の所定の相対回転運動
    の後に同相対回転運動を制限するように、前記コンボル
    ーション部の前記一方の側壁の対応する前記外方に延び
    たリブ（７０、７２）の幅より大きな幅を有することを
    特徴とする請求項１のブーツシール。
  3. 【請求項３】　　前記くぼみ（８０′、８２′）が、対
    応する前記外方に延びたリブ（７０′、７２′）と同く
    ぼみ（８０′、８２′）との係合の後の前記側壁（５６
    、５８；６２、６４）間の相対回転運動を実質上生じさ
    せないように、同リブ（７０′、７２′）の幅に実質上
    等しい幅を有することを特徴とする請求項１のブーツシ
    ール。
  4. 【請求項４】　　ユニバーサルジョイント（１０）の回
    転可能なハウジング（１２）を、同ハウジング（１２）
    と一緒に回転可能で同ハウジング（１２）の内部のユニ
    バーサルピボットジョイント連結部（２０、２２、２４
    ）から延びるシャフト（２６）に対してシールするため
    の、プラスチック材料でできたブーツシール（３６）で
    あって、同ユニバーサルジョイント（１０）の同ハウジ
    ング（１２）へのシール連結のための最初の大径のコン
    ボルーション部（３８）から同シャフト（２６）へのシ
    ール連結のための最後の小径のコンボルーション部（４
    ８）まで延びる複数の環状のコンボルーション部（３８
    、４０、４２、４４、４６、４８）を有する薄壁のブー
    ツシール本体を備えたブーツシールにおいて、一対の前
    記コンボルーション部（３８、４０）が傾斜した対面す
    る側壁（５６、５８）を有し、これらの側壁がこれら側
    壁間の根元部（６０）で連結するように実質上半径方向
    内方へ延びており、一方の側壁が円周方向に離間した外
    側リブ（７０）を有し、他方の側壁が円周方向に離間し
    た内側リブ（７４）を有し、これらの内側リブが、外側
    リブ（７０）と軸方向でほぼ整合していて同外側リブ（
    ７０）と係合するためのリブ空間（８０）を備え；前記
    外側リブ（７０）は、前記シャフト（２６）が前記ハウ
    ジング（１２）に関して第１角度範囲に位置していると
    きは前記リブ空間（８０）から離間しているが同第１角
    度範囲より大きな第２角度範囲に位置しているときは同
    リブ空間（８０）と係合するようになっており；前記第
    ２角度範囲で係合した前記外側リブ（７０）とリブ空間
    （８０）とが互いに共働して隣接する前記側壁（５６、
    ５８）間の相対回転及び摩擦を減少させ、同側壁（５６
    、５８）の摩耗を制限しブーツシール（３６）の使用寿
    命を増大させることを特徴とするブーツシール。
  5. 【請求項５】　　前記リブ空間（８０）が、ブーツシー
    ル（３６）の他のコンボルーション部の根元部にねじり
    たわみを分布させるため前記他方の側壁に関する前記一
    方の側壁の制限された回転運動を許容するように、前記
    外側リブ（７０）の幅よりも大きな幅を有することを特
    徴とする請求項４のブーツシール。
  6. 【請求項６】　　前記リブ空間（８０′）が、前記側壁
    （５６′、５８′）間の相対回転運動を最小相対回転運
    動に減少させるために前記外側リブ（７０′）を係合収
    納するように、同外側リブ（７０′）の幅に近似対応す
    る幅を有することを特徴とする請求項４のブーツシール
    。
JP2400942A 1989-12-07 1990-12-07 ブーツシール Expired - Lifetime JPH073250B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US07/447,335 US5098344A (en) 1989-12-07 1989-12-07 Convoluted boot seal with low friction and high wall strength
US447335 1995-05-22

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04249618A true JPH04249618A (ja) 1992-09-04
JPH073250B2 JPH073250B2 (ja) 1995-01-18

Family

ID=23775955

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2400942A Expired - Lifetime JPH073250B2 (ja) 1989-12-07 1990-12-07 ブーツシール

Country Status (5)

Country Link
US (1) US5098344A (ja)
EP (1) EP0431676B1 (ja)
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