JPH10115326A - フレキシブルブーツ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ブーツ本体の少なくとも一部に積層され、か
つ、ブーツ本体とは異なる特性を備えた部材の耐久性お
よび寿命を向上させたフレキシブルブーツを提供する。 【解決手段】 グリースを充填した領域を弾性変形可能
なブーツ本体２８で密封し、かつ、このブーツ本体２８
が変形荷重を繰り返し受ける構成のフレキシブルブーツ
において、ブーツ本体２８の内部に、弾性変形可能であ
り、かつ、ブーツ本体２８よりもグリースの透過阻止特
性が優れた材料で構成された潤滑剤透過阻止材２９が埋
め込まれている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、車両の動力伝達
装置や操舵装置のジョイント部分に装着されるフレキシ
ブルブーツに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、車両用の動力伝達装置や操舵装
置などに適用されるジョイントは、相対移動可能に連結
された複数の部材により構成されている。このようなジ
ョイントでは、複数の部材同士の摺動部位を潤滑する潤
滑剤を保持し、かつ、摺動部位に異物が侵入することを
防止するため、フレキシブルブーツが装着されている。
このフレキシブルブーツは装着状態で複数の部材同士が
相対移動するため、相対移動に追従して弾性変形できる
機能が要求される。

【０００３】上記フレキシブルブーツの一例が特開昭５
８−３７３７２号公報に記載されている。この公報に記
載されたフレキシブルブーツは、ゴム状弾性体により構
成された蛇腹状部と、この蛇腹状部の外表面に被覆され
た金属質の被膜層とを備えている。この被膜層は、蛇腹
状部の外表面に真空蒸着法により非磁性金属を被覆して
形成されたものである。

【０００４】上記構成のフレキシブルブーツをジョイン
トに装着した場合、複数の部材の相対移動によりフレキ
シブルブーツが撓むとともに、ジョイントの摺動部位を
潤滑する潤滑剤が蛇腹状部により保持され、かつ、摺動
部位に異物が侵入することが蛇腹状部により防止され
る。また、エンジンなどからの輻射熱を受けてフレキシ
ブルブーツが高温下で使用されても、被膜層により熱が
反射されるため、フレキシブルブーツ自体ならびにその
内部の温度上昇を緩慢に抑えることができる。したがっ
て、フレキシブルブーツの老化ならびにジョイント内に
封入された潤滑剤の老化の促進を防止する効果を得られ
る。このように、上記公報に記載されたフレキシブルブ
ーツにおいては、蛇腹状部が主として潤滑剤を密封する
機能を果たし、被膜層が主として輻射熱を反射する機能
を果たしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記公報に記
載されたフレキシブルブーツにおいては、被膜層が金属
質により構成されているため、複数の部材が相対移動し
てフレキシブルブーツに曲げ荷重が繰り返し作用した場
合、被膜層にクラックが生じて剥がれや破損を招く。そ
の結果、被膜層による輻射熱の反射機能が低下してフレ
キシブルブーツ自体ならびにその内部の温度上昇を抑制
できなくなり、フレキシブルブーツの信頼性が損なわれ
る可能性があった。

【０００６】特に、潤滑油が高温になる箇所に用いられ
るフレキシブルブーツは、潤滑油の透過を阻止する機能
が求められるが、上記公報に記載された被膜層は蒸着に
よるものであってポーラスな構造であるから、たとえ金
属質であっても潤滑油の透過を阻止できず、いわゆる油
切れに対する信頼性が低い。

【０００７】この発明は上記事情を背景としてなされた
もので、ブーツ本体の少なくとも一部に積層され、か
つ、ブーツ本体とは異なる特性を備えた部材の耐久性お
よび寿命を向上させたフレキシブルブーツを提供するこ
とを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段およびその作用】上記目的
を達成するためこの発明は、潤滑剤を充填した領域を弾
性変形可能なブーツ本体で密封し、かつ、このブーツ本
体が変形荷重を繰り返し受ける構成のフレキシブルブー
ツにおいて、前記ブーツ本体の少なくとも一部に、弾性
変形可能であり、かつ、前記ブーツ本体よりも前記潤滑
剤の透過阻止特性が優れた材料で構成された潤滑剤透過
阻止材が積層されていることを特徴とする。

【０００９】この発明でブーツ本体を構成する材料とし
ては、クロロプレンゴム、シリコンゴム、ウレタンゴム
などのゴム材料や、ポリエチレン、ポリエステルなどの
熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エラストマーを例示でき
る。また、潤滑剤透過阻止材を構成する材料としては、
多硫化系ゴム、加熱収縮性ポリエチレン、ナイロンなど
を例示できる。

【００１０】この発明によれば、ブーツ本体および潤滑
剤透過阻止材によりそれぞれ潤滑剤の密封保持が行われ
る。ここで、潤滑剤透過阻止材はブーツ本体よりも潤滑
剤の透過阻止特性が優れた材料で構成されているため、
両者の密封機能に差が生じる。したがって、フレキシブ
ルブーツの内部温度の上昇による内部圧力の上昇や、潤
滑剤の粘度低下により、ブーツ本体を潤滑剤が透過しや
すくなった場合でも、潤滑剤透過阻止材により潤滑剤の
透過が抑制される。

【００１１】また、ブーツ本体および潤滑剤透過阻止材
が弾性変形可能な材料で構成されているため、フレキシ
ブルブーツに荷重が作用した場合には、ブーツ本体およ
び潤滑剤透過阻止材の弾性変形により荷重が吸収緩和さ
れる。したがって、潤滑剤透過阻止材の疲労や破損が抑
制されて潤滑剤の透過阻止特性を維持できる。

【００１２】

【発明の実施の形態】つぎに、この発明の一実施例を添
付図面に基づいて詳細に説明する。図２は、車両の動力
伝達装置に用いられるプロペラシャフト１の概略構成図
である。プロペラシャフト１はシャフト本体２と、シャ
フト本体２の一端に設けられた等速ジョイント３と、シ
ャフト本体２の他端に設けられたフックジョイント４と
を備えている。等速ジョイント３側が変速機（図示せ
ず）に連結され、フックジョイント４のフランジ５が差
動装置（図示せず）に連結される。

【００１３】図１は、等速ジョイント３の拡大断面図で
ある。等速ジョイント３は、変速機のコンパニオンフラ
ンジ（図示せず）に連結される筒状のアウターレース６
と、シャフト本体２の連結軸７に連結される筒状のイン
ナーレース８とを備えている。

【００１４】アウターレース６の外周には円周方向に所
定間隔をおいて突出部９が複数形成されており、各突出
部９にはシャフト本体２の軸線Ａ方向に貫通された軸孔
１０がそれぞれ設けられている。この軸孔１０にはそれ
ぞれねじ（図示せず）が挿入され、ねじの締め付けによ
り変速機のコンパニオンフランジとアウターレース６と
が固定される。また、アウターレース６の内周には、軸
線Ａを中心として湾曲した断面円弧状の案内面１１と、
断面円弧状のボール溝１２とが円周方向に交互に複数配
置されている。

【００１５】一方、シャフト本体２の先端には連結軸７
が設けられており、連結軸７の先端側の外周には外歯１
３が形成され、この外歯１３と、インナーレース８の内
周に形成された内歯１４とがスプライン嵌合されてい
る。また、連結軸７の外歯１３よりもシャフト本体２側
寄りの外周面には、インナーレース８の内歯１４の内径
よりも大きい外径に設定された環状の膨出部１５が形成
されている。

【００１６】さらに、連結軸７の外歯１３よりも先端側
には環状の取付溝１６が設けられており、この取付溝１
６にはスナップリング１７が装着されている。そして、
膨出部１５とスナップリング１７とがインナーレース８
における軸線Ａ方向の両端に当接することにより、連結
軸７とインナーレース８とが軸線Ａ方向に位置決め固定
されている。

【００１７】前記インナーレース８の外周には、断面円
弧状のボール溝１８が円周方向に所定間隔おきに複数形
成されており、インナーレース８の各ボール溝１８とア
ウターレース８の各ボール溝１２とがそれぞれ対応する
位置に配置されている。そして、対向するボール溝１２
およびボール溝１８には、別個にボール１９が転動可能
に挿入され、アウターレース６およびインナーレース８
とボール１９との係合力により、アウターレース６とイ
ンナーレース８とがトルク伝達可能に連結されている。

【００１８】さらに、アウターレース６とインナーレー
ス８との間には環状のケージ２０が配置されており、ケ
ージ２０には半径方向に貫通した保持孔２１が円周方向
に所定間隔おきに複数設けられており、各保持孔２１に
よりボール１９が保持されている。ケージ２０の外周面
の形状はアウターレース６の案内面１１の形状に対応す
る曲率を備えている一方、ケージ２０の内周形状はイン
ナーレース８の外周に対応する曲率を備えている。

【００１９】そして、ケージ２０内にインナーレース８
が挿入され、ケージ２０がアウターレース６内に挿入さ
れており、各ボール１９の転動により、アウターレース
６とケージ２０とインナーレース８とが相対移動して、
アウターレース６と、インナレース８およびシャフト本
体２との連結角度が変動する。

【００２０】一方、アウターレース６およびインナーレ
ース８の軸線Ａ方向の両側には、筒形状に成形されたフ
レキシブルブーツ２２と、金属により構成されたエンド
カバー２３とが配置されている。このブーツ２２とエン
ドカバー２３とにより、アウターレース６とインナーレ
ース８との連結部分に形成された摺動部、例えばアウタ
ーレース６とケージ２０との摺動面、ケージ２０とイン
ナーレース８との摺動面、アウターレース６およびイン
ナーレース８およびケージ２０とボール１９との摺動面
などを含む潤滑室２４を形成している。

【００２１】上記潤滑室２４に潤滑剤としてのグリース
が封入される。このグリースは基油と増ちょう剤とから
構成される半固体または固体状のものであり、介入性や
耐熱性を向上させるための添加剤が添加されている。

【００２２】上記フレキシブルブーツ２２は筒状に一体
成形されており、フレキシブルブーツ２２の一端側は、
クランプ２５により連結軸７に固定されている一方、フ
レキシブルブーツ２２の他端側は、環状の金具２６を介
してアウターレース６に固定されている。

【００２３】フレキシブルブーツ２２は、図３に示すよ
うにブーツ本体２８と、ブーツ本体２８の内部に埋め込
まれた薄膜状の潤滑剤透過防止材２９とを備えている。
潤滑剤透過防止材２９は、加硫接着によりブーツ本体２
８と一体化されており、フレキシブルブーツ２２の全周
に施されている。

【００２４】ブーツ本体２８を構成する材料としては、
弾性変形可能であり、かつ、グリースを密封できる機能
を備えた材料が用いられる。ブーツ本体２８に用いられ
る材料としては、例えばクロロプレンゴム、シリコンゴ
ム、ウレタンゴムなどのゴム材料や、ポリエチレン、ポ
リエステルなどの熱可塑性樹脂あるいは熱可塑性エラス
トマーがあげられる。このうち、特にクロロプレンゴ
ム、シリコンゴム、ウレタンゴムなどを用いることが好
ましい。

【００２５】また、潤滑剤透過防止材２９を構成する材
料としては、弾性変形可能であり、かつ、ブーツ本体よ
りもグリースの透過阻止特性が優れた材料が用いられ
る。潤滑剤透過防止材２９に用いられる材料としては、
例えば多硫化系ゴム、または加熱により収縮する特性の
ある加熱収縮性ポリエチレン、あるいはナイロンなどが
あげられる。

【００２６】前記エンドカバー２３は、その外周側がア
ウターレース６の環状突出部３０の内周に嵌合固定され
ている。上記のように構成されたフレキシブルブーツ２
２、エンドカバー２３、金具２６などにより、潤滑室２
４に封入されたグリースが密封されている。

【００２７】上記構成のプロペラシャフト１において
は、変速機および差動装置の組み付け状態により、アウ
ターレース６の軸線（図示せず）と、インナレース８お
よびシャフト本体２の軸線Ａとが、７度ないし１０度の
連結角度に設定される。そして、変速機の出力トルクが
プロペラシャフト１を介して差動装置に伝達され、車両
が走行する。

【００２８】プロペラシャフト１の回転中は、等速ジョ
イント３の内部、具体的にはアウターレース６とケージ
２０との摺動面、ケージ２０とインナーレース８との摺
動面、ボール１９とボール溝１２およびボール溝１８お
よびケージ２０との摺動面などが、潤滑室２４に封入さ
れたグリースにより潤滑される。また、プロペラシャフ
ト１の回転中はフレキシブルブーツ２２が弾性変形する
ことで、その密封機能が維持される。

【００２９】ところで、プロペラシャフト１の回転数は
最大で約６，０００rpm に到達し、回転数の上昇に基づ
いて等速ジョイント３の内部の摺動面の摩擦熱が高ま
り、この摩擦熱が等速ジョイント３の構成部品やグリー
ス、さらにはフレキシブルブーツ２２に伝達されて高温
にさらされる。

【００３０】すると、プロペラシャフト１の回転による
遠心力の作用、または摺動部の発熱による潤滑室２４の
内圧上昇により、グリースがフレキシブルブーツ２２の
内面に押し付けられたり、グリースの油分の粘度が低下
したりしてグリースがフレキシブルブーツ２２を透過し
やすい状態になり、同様にしてグリース中の添加剤が消
費されやすくなる。

【００３１】しかしこの実施例によれば、フレキシブル
ブーツ２２がブーツ本体２８と、ブーツ本体２８よりも
グリースの透過阻止特性の優れた材料で構成された潤滑
剤透過阻止材２９とを備えているため、グリースがブー
ツ本体２８に浸透した場合でも、グリースは潤滑剤透過
阻止材２９を浸透しにくい。このため、グリースが潤滑
室２４の外部に浸透漏れすることが抑制され、フレキシ
ブルブーツ２２は長期間に亘って安定したグリース密封
機能を維持することができる。したがって、潤滑室２４
の内部に適切な量のグリースが保持され、等速ジョイン
ト３の耐久性および寿命が向上する。

【００３２】また、潤滑剤透過阻止材２９が弾性変形可
能な材料により構成されているため、プロペラシャフト
１の回転中に潤滑剤透過阻止材２９に対して曲げ荷重、
圧縮荷重、引っ張り荷重、せん断荷重などが繰り返し作
用した場合でも、これらの荷重が潤滑剤透過阻止材２９
弾性力により吸収緩和される。したがって、潤滑剤透過
阻止材２９の疲労や破損が抑制されてグリースの透過阻
止特性が維持され、フレキシブルブーツ２２の耐久性や
寿命が向上して密封性を確保することができる。

【００３３】さらに、上記実施例と、外気導入ダクトな
どを設けて等速ジョイントの近傍の温度を強制的に冷却
することにより、等速ジョイントの構成部品やグリー
ス、さらにはフレキシブルブーツの温度上昇を抑制して
グリースの漏れを抑制する比較例とを比較すると、この
実施例ではフレキシブルブーツ２２の内部に潤滑剤透過
阻止材２９を形成するだけでグリースの浸透漏れを抑制
できる。したがって、実施例によれば部品点数が増加せ
ず車両の製造コストを抑制できるうえ、格別の設置スペ
ースも不要であり、騒音なども生じない利点がある。

【００３４】なお、上記実施例において、潤滑剤透過阻
止材は、ブーツ本体の内表面、言い換えれば潤滑室２４
の内部側の表面、または外表面、言い換えれば潤滑室２
４の外部側の表面に積層することも可能である。潤滑剤
透過阻止材をブーツ本体の内表面に積層した場合は、潤
滑剤がブーツ本体に到達しにくくなるため、ブーツ本体
の膨潤が抑制される。

【００３５】また、上記フレキシブルブーツは、アウタ
ーレースとインナーレースとに直線状のボール溝を設
け、このボール溝にボールを収納したスライド式の等速
ジョイントにも適用可能である。さらに上記フレキシブ
ルブーツは、独立懸架装置を採用した車両における最終
減速機と車輪とを連結するドライブシャフトのジョイン
ト部分や、操舵装置のジョイント部分に適用することも
可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、ブーツ
本体および潤滑剤透過阻止材により潤滑剤が密封され
る。ここで、ブーツ本体よりも潤滑剤透過阻止材の方が
潤滑剤の透過阻止特性が優れているため、両者の密封機
能に差が生じる。したがって、フレキシブルブーツの内
部温度の上昇による内部圧力の上昇や、潤滑剤の粘度低
下により、ブーツ本体を潤滑剤が透過しやすくなった場
合でも、潤滑剤透過阻止材により潤滑剤の透過が抑制さ
れる。その結果、フレキシブルブーツは長期間に亘って
安定した密封機能を維持することができる。

【００３７】また、ブーツ本体および潤滑剤透過阻止材
が弾性変形可能な材料で構成されているため、フレキシ
ブルブーツに荷重が作用した場合には、ブーツ本体およ
び潤滑剤透過阻止材が弾性変形する。したがって、潤滑
剤透過阻止材の疲労や破損が抑制されて潤滑剤の透過阻
止特性が維持され、フレキシブルブーツの耐久性および
寿命が向上して密封性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用されるプロペラシャフトの概略
構成を示す図である。

【図２】図１のプロペラシャフトの等速ジョイント部の
構成を示す断面図である。

【図３】図１の等速ジョイントに装着されたフレキシブ
ルブーツの部分的な断面図である。

【符号の説明】 １ プロペラシャフト ３ 等速ジョイント ２２ フレキシブルブーツ ２８ ブーツ本体 ２９ 潤滑剤透過阻止材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潤滑剤を充填した領域を弾性変形可能な
   ブーツ本体で密封し、かつ、このブーツ本体が変形荷重
   を繰り返し受ける構成のフレキシブルブーツにおいて、 前記ブーツ本体の少なくとも一部に、弾性変形可能であ
   り、かつ、前記ブーツ本体よりも前記潤滑剤の透過阻止
   特性が優れた材料で構成された潤滑剤透過阻止材が積層
   されていることを特徴とするフレキシブルブーツ。