WO2018110379A1 - 樹脂ブーツ - Google Patents

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linear groove
constant velocity
resin
velocity universal
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大野　雄三
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株式会社フコク
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    • 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
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    • F16D2003/22323—Attachments to the shaft of the inner joint member whereby the attachments are distanced from the core
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Definitions

  • This invention relates to the resin boot for vehicles which covers the connection part which can change a some mechanical element relatively.
  • the present invention relates to a boot for a constant velocity universal joint that covers a constant velocity universal joint used for a drive shaft and a propulsion shaft of a vehicle.
  • a constant velocity universal joint for transmitting rotation from a drive shaft or the like to a driven shaft or the like at a constant speed is used for a drive shaft (drive shaft) or a propeller shaft (propeller shaft) of the vehicle.
  • This constant velocity universal joint is equipped with a flexible constant velocity universal joint boot for the purpose of enclosing grease as a lubricant and preventing the entry of dust and water from the outside.
  • the boots for constant velocity universal joints are made of materials with excellent weather resistance in order to follow high-speed rotation and sliding at various operating angles while traveling.
  • chloroprene rubber is used as a material for the boot, but it cannot be recycled because it is a vulcanized rubber. Therefore, in recent years, many thermoplastic polyester elastomers that can be recycled and have excellent durability have been adopted.
  • This thermoplastic polyester elastomer is superior to chloroprene rubber in terms of rigidity, tear strength, and low temperature characteristics.
  • this thermoplastic polyester elastomer is inferior in flexibility as compared with chloroprene rubber, it is necessary to form crests and troughs constituting the bellows in multiple stages in order to improve the flexibility.
  • a groove for discharging fluid from the valley bottom side to the mountain side is formed on the outer peripheral surface of the bellows portion, and the centrifugal force generated by the rotation of the boot is formed. To discharge the fluid out of the bellows.
  • the boot for constant velocity universal joints described in Patent Document 2 reduces the area where the slopes come into contact with each other by providing linear protrusions that intersect each other between the slopes facing the bellows part, and by stick slip. It is disclosed to suppress the generation of scratching sound.
  • JP2015-113879A Japanese Patent Laying-Open No. 2015-132334
  • Patent Document 1 Since the grooves formed in the constant velocity joint boot of Patent Literature 1 are formed radially outward from the center line of the boot, the actual direction in which water droplets flow outward by centrifugal force and The direction in which the grooves are formed deviates and the efficient discharge of water droplets is hindered. Further, Patent Document 1 also discloses that the drainage grooves are formed radially so as to have a predetermined angle. However, the centrifugal force generated in the boot by the rotation of the constant velocity joint is different depending on the left and right of the vehicle. For this reason, it is necessary to manufacture a boot in which a groove inclined by a predetermined angle is produced according to the rotation directions of the left and right.
  • the constant velocity universal joint boot of Patent Document 2 suppresses scratching noise by forming the protrusions, but wears because a large frictional force is generated on the protrusions when the surfaces of the bellows portions are strongly pressed against each other. Cheap. For this reason, the effect of suppressing scratching noise cannot be maintained for a long time, which is not suitable for actual use.
  • the inventors of the present invention have provided a resin boot that can be used in common regardless of the direction of rotation and can maintain the effect of suppressing scratching for a long time.
  • the resin boot according to the present invention includes a cylindrical bellows portion in which peaks and valleys are alternately and continuously formed in the axial direction, and the bellows portion is A plurality of intersecting linear grooves are provided on the surface of the slope connecting the apex and the bottom of the valley.
  • the linear groove extends to the top of the peak portion.
  • the linear groove is provided on at least one of the slopes facing each other across the valley bottom.
  • the linear groove is formed at an angle of 40 ° to 80 ° or ⁇ 40 ° to ⁇ 80 ° with respect to the radial center line of the resin boot.
  • the linear groove has a depth of 5% to 30% of the wall thickness of the slope.
  • the width of the linear groove is preferably 100 ⁇ m to 800 ⁇ m.
  • the number of regions surrounded by the linear grooves is preferably 16 to 90 / cm 2 .
  • the linear groove preferably has a trapezoidal cross section.
  • the constant velocity universal joint boot according to the present invention is the resin boot described above, and includes a large-diameter side end portion through which an outer casing of the constant velocity universal joint is inserted, and a shaft member connected to the constant velocity universal joint.
  • a small-diameter-side end portion that is inserted, and an operating angle that is an intersection angle between the axis of the outer casing and the axis of the shaft member is 30 ° or more, and at least a part of the inclined surfaces that face each other across the valley bottom
  • the linear groove is provided on at least one of the abutting slopes.
  • the cylindrical bellows portion in which the crests and troughs are alternately and continuously formed in the axial direction is a slope connecting the top of the crest and the bottom of the trough. Since the surface is provided with a plurality of intersecting linear grooves, when the surface of the bellows portion gets wet with water, the linear grooves are formed regardless of the difference in the water discharge direction caused by the difference in the horizontal rotation direction of the boot. The water can be smoothly discharged outside the boots.
  • FIG. 1 The schematic block diagram of the constant velocity universal joint equipped with the boot for constant velocity universal joints of this embodiment.
  • Sectional drawing of the boot for constant velocity universal joints shown in FIG. The Y partial enlarged view of FIG. The elements on larger scale of the inclined surface of the bellows part shown in FIG. Sectional drawing of the slope shown in FIG.
  • a constant velocity universal joint boot mounted on a constant velocity universal joint provided in a vehicle will be described as an example.
  • the constant velocity universal joint will be described, and then the constant velocity universal joint boot to which the resin boot of the present invention is applied will be described.
  • power transmission in a vehicle or the like is performed in the order of transmission from an engine to a transmission, a propeller shaft, a differential gear, a drive shaft (constant universal joint), and wheels.
  • FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a constant velocity universal joint 2 equipped with a constant velocity universal joint boot 1 (hereinafter referred to as boot 1) according to the present embodiment, and FIG. The state where the constant velocity universal joint 2 is rotated at a predetermined operating angle ⁇ 1 ° is shown.
  • the constant velocity universal joint 2 as an example shown in FIG. 1 includes an outer casing 21, an inner ring 22, a plurality of balls 23 as torque transmission members, and a cage 24 as main components.
  • An inner ring 22 is accommodated in the outer casing 21, and a plurality of balls 23 are incorporated between the outer casing 21 and the inner ring 22 by a cage 24 so as to roll at equal intervals.
  • the end of the drive shaft 3 is spline-fitted to the center of the inner ring 22 in the axial direction, and the inner ring 22 and the drive shaft 3 are rotatably connected.
  • the outer casing 21 is rotatably connected to a differential gear or a hub provided on the wheel.
  • the rotational torque transmitted from the differential gear to the outer casing 21 is constant-velocity to the inner ring 22 to which the drive shaft 3 is connected via the ball 23 as a torque transmission member.
  • the rotational torque transmitted from the drive shaft 3 to the inner ring 22 is transmitted via the ball 23 to the outer casing 21 connected to the hub at a constant speed.
  • the constant velocity universal joint 2 has a predetermined operating angle ⁇ 1 from 0 °, which is an intersection angle between the axis C1 of the outer casing 21 and the axis C2 of the inner ring 22 due to the rolling of the balls 23.
  • the maximum operating angle ⁇ 1 max ° can be changed.
  • a boot 1 as a resin boot according to the present invention is provided.
  • FIGS. 3 is a cross-sectional view of the boot 1 shown in FIG. 1, FIG. 4 is an enlarged view of a Y portion of FIG. 3, FIG. 5 is a partially enlarged view of a slope 13 of the boot bellows portion 10 shown in FIG. Sectional drawings of the boot slope 13 shown in FIG.
  • the boot 1 is provided with a cylindrical boot bellows portion 10 in which peaks 11 and valleys 12 are alternately and continuously formed in the axial direction, and is connected to both ends of the boot bellows portion 10.
  • a resin boot having a large-diameter end 18 and a small-diameter end 19.
  • the boot bellows portion 10, the large-diameter side end portion 18, and the small-diameter side end portion 19 are integrally formed of an elastic material.
  • the boot bellows portion 10, the large-diameter side end portion 18 and the small-diameter side end portion 19 are preferably formed by, for example, blow molding using a thermoplastic elastomer material.
  • the material which comprises the resin boot in this invention is not specifically limited to a thermoplastic elastomer material, The material used conventionally can be used.
  • the molding method of the resin boot is not limited to blow molding, and a conventionally used method can be adopted.
  • the outer casing 21 of the constant velocity universal joint 2 described above is inserted into the large-diameter end 18 connected to one end of the boot bellows portion 10, and is connected to the other end of the boot bellows portion 10.
  • the drive shaft 3 connected to the inner ring 22 of the constant velocity universal joint 2 described above is inserted into the provided small diameter side end portion 19.
  • the large-diameter side end portion 18 and the small-diameter side end portion 19 are connected to the constant velocity universal joint 2 by boot bands (clamping members) 4 and 5 in a state where the constant velocity universal joint 2 and the drive shaft 3 are inserted. It is fastened to the outer peripheral surface of the outer casing 21 or the drive shaft 3.
  • the constant velocity universal joint 2 is covered with the boot 1 in a state in which the lubricant is enclosed. Further, since the boot 1 includes the boot bellows portion 10 made of an elastic material, the boot 1 expands and contracts following the change in the operating angle ⁇ 1 of the constant velocity universal joint 2. With such a configuration, the constant velocity universal joint 2 is prevented from entering foreign matter by the boot 1 and maintains smooth rotation even when the operating angle ⁇ 1 is large.
  • the resin boot according to the present invention connects the apex 11 ⁇ / b> A of the peak 11 and the valley bottom 12 ⁇ / b> A of the valley 12 of the boot bellows 10 in which the peaks 11 and the valleys 12 are alternately formed.
  • the boot slope 13 is provided with a plurality of intersecting linear grooves 14 on the surface thereof.
  • channel 14 is formed is shown with a thick line.
  • the linear groove 14 includes a linear groove 14A having an angle of + ⁇ 2 ° and a linear groove 14B having an angle of ⁇ 2 °.
  • the positive angle (+ ⁇ 2 °) of the linear groove 14A is a clockwise angle from the radial center line Z of the boot 1, as shown in FIG. 5, and the negative angle ( ⁇ ⁇ 2 °) is the counterclockwise angle from the radial center line Z of the boot 1.
  • these linear grooves 14A and 14B have a mesh shape by being formed in the surface of the boot slope 13 so as to extend in a plurality of different directions.
  • the water present on the surface of the boot bellows portion 10 is not affected by the rotation direction of the boot 1. 14 can be discharged out of the boot 1. Further, as shown in FIG. 2, even when the operating angle ⁇ 1 of the constant velocity universal joint 2 is increased and the boot slopes 13 facing each other on the compression side 10C of the boot bellows portion 10 are strongly pressed against each other, the friction noise caused by stick slip is generated. (Abnormal noise) can be suppressed.
  • the resin boot according to the present invention can suppress the generation of scratching sound regardless of the rotation direction of the boot 1, a common resin boot can be adopted on the left and right sides of the vehicle. Workability can be improved.
  • the angle formed by the radial center line Z of the boot 1 and the linear groove 14A or 14B depends on the centrifugal force generated in the boot 1 rotating with the rotation of the constant velocity universal joint 2 and the drop of water droplets on the surface of the boot 1. It is preferably an angle in the direction of the combined vector with gravity. Specifically, since the direction of the resultant vector generated in each of the forward rotation and the reverse rotation of the constant velocity universal joint 2 varies depending on the rotation speed, the radial center line Z of the boot 1 and the linear groove 14 form. In consideration of the rotational speed of the constant velocity universal joint 2, the angle is preferably ⁇ 40 ° or more and ⁇ 80 ° or less (40 ° to 80 ° or ⁇ 40 ° to ⁇ 80 °).
  • the linear groove 14 is formed to extend to the apex 11A of the peak portion 11 as shown in FIG.
  • the apex portion including the apex 11A of the peak portion 11 where the linear groove 14 is formed is preferably an R shape having a predetermined curvature.
  • the top 11 ⁇ / b> B of the mountain portion 11 constituting the boot bellows portion 10 is indicated by S.
  • the top portion 11B of the mountain portion 11 has an R shape having a predetermined curvature, so that even if the boot slopes 13 on the compression side 10C of the boot bellows portion 10 rub against each other strongly, an R shape top portion is obtained. Since 11B does not contact
  • each linear groove 14 is preferably 5% to 30% of the thickness of the slope 13 of the boot bellows portion 10 where the linear groove 14 is formed.
  • the depth of the linear groove 14 is less than 5% of the thickness of the boot slope 13, the groove is too shallow, and it becomes difficult to maintain a sufficient drainage effect for a long time due to wear of the boot itself. Because.
  • the depth of the linear groove 14 is larger than 30% of the thickness of the boot slope 13, the groove is too deep, so that the strength of the boot slope 13 in which the linear groove 14 is formed is maintained. This is because the strength of the entire boot 1 is reduced as a result.
  • the width of each linear groove 14 is preferably 100 ⁇ m to 800 ⁇ m. . This is because if the width of the linear groove 14 is less than 100 ⁇ m, it becomes difficult for water droplets to enter the linear groove 14 and drainage becomes difficult. Further, if the width of the linear groove 14 exceeds 800 ⁇ m, the number per 1 cm 2 of the region 15 surrounded by the linear groove 14 decreases as will be described later, and the durability of the boot bellows portion 10 is reduced. Will fall.
  • the above-described region 15 includes two adjacent linear grooves 14 ⁇ / b> A having an angle + ⁇ 2 ° with the radial center line Z of the boot 1 and the radial center of the boot 1.
  • This is a substantially parallelogram-shaped region formed by a total of four linear grooves of two adjacent linear grooves 14B having an angle - ⁇ 2 ° with the line Z, and is an area surrounded by a thick line.
  • the number of the regions 15 is preferably 16 / cm 2 to 90 / cm 2 in consideration of the width of the linear groove 14 described above. This is because when the number of the regions 15 is less than 16 / cm 2 , the number of the regions 15 formed on the boot slope 13 is reduced, which affects the durability of the boot bellows portion 10 itself. Further, when the number of the regions 15 is more than 90 / cm 2 , the width of the linear groove 14 formed on the boot slope 13 becomes too narrow, and the water discharge by the linear groove 14 is reduced. It is.
  • the cross section of the linear groove 14 described above is preferably trapezoidal. Specifically, as shown in FIG. 6, a trapezoidal shape that expands toward the boot surface is preferable.
  • the corner of the trapezoidal groove cross section includes the case of an R shape having a predetermined curvature.
  • a linear groove cross section can be formed without the corners of the shape cross section being R-shaped. This is because the corner of the cross section of the linear groove is likely to have an R shape having a predetermined curvature due to the wrapping of the etching solution used for formation.
  • channel 14 mentioned above is a length corresponded to this trapezoidal upper base.
  • the cross-sectional corner of the linear groove 14 has an R shape having a predetermined curvature.
  • channel 14 mentioned above should just be formed in at least one of the boot slope 13, and does not need to be provided in the both sides of the boot slope 13 which faced each other. Since the linear groove 14 is formed on at least one boot slope 13, the operating angle ⁇ 1 of the constant velocity universal joint 2 is increased, and even when the boot slopes 13 facing each other come into contact with each other, one boot slope It is because the water which exists in the boot slope 13 can be discharged
  • the linear groove 14 described above may not be formed on the entire boot slope 13 and is formed on a part of at least one boot slope 13 between the boot slopes 13 when the operating angle ⁇ 1 is 30 ° or more. Just do it.
  • the linear groove 14 only needs to be formed on one of the boot slopes 13 facing each other up to at least the third from the large-diameter end portion side. This is because, when the operating angle ⁇ 1 is large, the contact between the boot slopes 13 is likely to occur on the large diameter side of the boot 1. This is because the groove 14 may be formed.
  • the linear groove 14 only in the minimum necessary boot slope 13, the mechanical characteristics of the boot 1 itself can be maintained, and the durability of the boot 1 itself can be improved.
  • the resin boot was produced using a polyolefin-based elastomer which is a thermoplastic elastomer.
  • the linear groove 14 is formed only on one of the two boot slopes 13 (see FIG. 4) of the two boot slopes 13 facing each other, which are two boot slopes 13 counted from the large-diameter side end. did.
  • the angle between the linear groove 14 and the radial center line Z of the boot 1 was set to two types of + 55 ° and ⁇ 55 °. Further, the depth of the linear groove 14 was set to 0.1 mm with respect to the thickness 1 mm of the boot bellows portion 10.
  • the cross section of the linear groove 14 was trapezoidal, the width of the groove bottom of the linear groove 14 was 150 ⁇ m, and the width of the expanded groove opening was 550 ⁇ m.
  • the width of the region 15 surrounded by the linear grooves 14 (the length of one side of the substantially parallelogram shown in FIG. 5) was 850 ⁇ m. In this case, the number of the regions 15 surrounded by the linear grooves 14 was about 26 / cm 2 .
  • Comparative Example 1 is different from the above-described example only in whether or not the linear groove 14 is formed. That is, in Comparative Example 1, the same material as in Example 1 was used, but the linear groove 14 was not formed on the slope 13 of the boot bellows portion 10.
  • the comparative example 2 produced the resin boot which performed the matte process on the slope 13 of the boot bellows part 10 using the material similar to the Example mentioned above.
  • the surface roughness of the slope 13 of the boot bellows portion 10 is such that the ten-point average roughness (Rz) is 65 ⁇ m to 100 ⁇ m.
  • the sound pressure of the difference from the background noise at an operating angle of 40 ° was 0 dB, and no scratching sound was generated. Further, at an operating angle of 43 °, the scratching sound occurred after 30 minutes or more from the start of the test, but the sound pressure was as small as 8.1 dB.
  • Comparative Example 1 in which the groove 13 was not formed on the inclined surface 13 of the boot bellows portion 10 a rubbing noise was generated after about 10 minutes from the start of the test at an operating angle of 40 °, and the sound pressure was 26.9 dB. It was big.
  • Comparative Example 1 when the operating angle was 43 °, the sound pressure was further increased to 32.1 dB. Further, in Comparative Example 2 in which the slope 13 of the boot bellows portion 10 was subjected to a satin finish, a rubbing sound was generated after about 10 minutes from the start of the test at an operating angle of 40 °. The sound pressure at this time was 19.2 dB, which was smaller than that of Comparative Example 1, but the scratching noise could not be suppressed. In Comparative Example 2, when the operating angle was 43 °, a rubbing sound was generated after about 10 minutes and the sound pressure was 19.2 dB.
  • the slope 13 of the boot bellows portion 10 is provided with the linear groove 14 in the present invention, so that the boot slope 13 is more reliable than when the groove is not grooved or when the surface roughness is simply increased. In addition, it was confirmed that the generation of scratching noise can be suppressed.
  • the constant velocity joint boot provided in the constant velocity joint shown in FIG. 1 is described as an example, but the present invention is not limited to this, and the other is not limited thereto.
  • the present invention can be similarly applied to a fast joint, for example, a constant velocity joint boot provided in a well-known fixed joint or a sliding joint, or a rack boot used in a rack and pinion type steering device.
  • the resin boot according to the present invention can smoothly drain the water on the surface of the boot bellows portion, it can provide a resin boot that is used in a state where the boot slopes are in contact with each other, which is industrially useful. is there.

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Abstract

回転方向に影響されることなく長期にわたって安定して擦過音の抑制効果を発揮することができる樹脂ブーツを提供することを目的とする。この目的を達成するため、本発明の樹脂ブーツ１は、山部１１と谷部１２とが交互に連続して形成された筒状のブーツ蛇腹部１０を備えたものであって、ブーツ蛇腹部１０は、山部１１の頂点１１Ａと谷部１２の谷底１２Ａとを接続するブーツ斜面１３の表面に、複数の交差した線状溝１４を備えたものである。

Description

樹脂ブーツ
　本発明は、複数の機械要素を相対的に変化可能とする連結部分を覆う車両用の樹脂ブーツに関する。特に、車両の駆動軸や推進軸に使用されている等速自在継手を覆う等速自在継手用ブーツに関する。
　一般に、車両の駆動軸（ドライブシャフト）や推進軸（プロペラシャフト）には、これら駆動軸等から被駆動軸等へ等速で回転を伝達するための等速自在継手が用いられている。この等速自在継手には、潤滑剤としてのグリースの封入や、外部からの塵埃や水の侵入防止を目的として可撓性の等速自在継手用ブーツが装着されている。
　また、等速自在継手用ブーツは、走行中の様々な作動角における高速回転や摺動に追従するため、優れた耐候性を備えた材料にて構成される。このブーツの材料として、一般に、クロロプレンゴムが採用されているが、加硫ゴムであるためリサイクルができない。そこで、近年では、リサイクルが可能で、耐久性に優れた熱可塑性ポリエステルエラストマーが多く採用されている。この熱可塑性ポリエステルエラストマーは、剛性、引裂強度、低温特性の点においても、クロロプレンゴムよりも優れている。しかしながら、この熱可塑性ポリエステルエラストマーは、クロロプレンゴムと比べて柔軟性に劣るため、この柔軟性改善のために、蛇腹部を構成する山部と谷部を多段に形成する必要がある。
　このように柔軟性改善のために多段に構成された等速自在継手用ブーツは、等速自在継手の作動角が大きくなるにつれて、蛇腹部の圧縮側の表面同士の干渉が著しくなる。特に、蛇腹部表面が水に濡れた場合には、蛇腹部の圧縮側の表面同士が強く擦れ合うことにより、水に濡れている表面部分と水に濡れていない表面部分との摩擦係数の差によって、スティックスリップと称される振動現象が生じる。この振動現象は、擦過音（異常音）を伴う場合が多い。この擦過音は、近年まで殆ど問題とされていなかったが、ハイブリッド車の普及に伴い車両の静音化が進んだことで、この擦過音の低減が市場から求められている。
　例えば、特許文献１に記載の等速ジョイント用ブーツは、蛇腹部外周面に、谷底側から山部側に向かって流体を排出するための溝を形成して、ブーツの回転により発生した遠心力によって、流体を蛇腹部の外に排出することが開示されている。
　また、特許文献２に記載の等速自在継手用ブーツは、蛇腹部の対向する斜面間に、互いに交差する線状の突起を設けることにより、斜面同士が接触する面積を減少させ、スティックスリップによる擦過音の発生を抑制することが開示されている。
特開２０１５－１１３８７９号公報 特開２０１５－１３２３３４号公報
　特許文献１の等速ジョイント用ブーツに形成された溝は、ブーツの中心線から径方向外方に向かって放射状に形成されているため、遠心力によって水滴が外方に流出する実際の方向と溝の形成方向とがずれてしまい、水滴の効率的な排出を阻害してしまう。さらに、特許文献１には、排水溝が所定の角度を有するように放射状に形成されていることも開示されているが、等速ジョイントの回転によってブーツに生じる遠心力は、車両の左右で異なるため、左右それぞれの回転方向に応じて所定角度傾斜した溝を形成したブーツを製造する必要があり、この結果、ブーツの生産性が悪く、取付作業性が煩雑となる問題がある。加えて、車両の前進と後退でブーツの回転方向が異なるために、一方の回転時における排水効率を優先させて所定角度傾斜した溝をブーツに形成すると、逆回転時における排水効率が悪くなり、正逆回転時での擦過音の低減を実現することができなくなる。
　また、特許文献２の等速自在継手用ブーツは、突起の形成によって擦過音を抑制しているが、蛇腹部の表面同士が強く押しつけられた際に突起に大きな摩擦力が発生するため摩耗しやすい。そのため、擦過音の抑制効果を長時間維持することができず、実際の使用に適していない。
　このような状況下で、市場からは、回転方向に影響されることなく長期にわたって安定して擦過音の抑制効果を発揮することができる樹脂ブーツの開発が要望されてきた。
　そこで、本件発明者等は、鋭意研究の結果、回転方向に依存せず共通して使用することができ、擦過音の抑制効果を長期にわたって持続させることができる樹脂ブーツを提供するに至った。
　すなわち、本発明に係る樹脂ブーツは、山部と谷部とが軸方向に交互に連続して形成された筒状の蛇腹部を備えたものであって、当該蛇腹部は、当該山部の頂点と当該谷部の谷底とを結ぶ斜面の表面に、複数の交差した線状溝を備えたことを特徴とする。
　本発明に係る樹脂ブーツは、前記線状溝が前記山部の頂点まで延在していることが好ましい。
　また、本発明に係る樹脂ブーツは、前記線状溝が前記谷底を挟んで向かい合った斜面の少なくとも一方に備えたことが好ましい。
　さらに、本発明に係る樹脂ブーツは、前記線状溝が前記樹脂ブーツの径方向中心線に対して４０°～８０°又は－４０°～－８０°の角度で形成されていることが好ましい。
　また、本発明に係る樹脂ブーツは、前記線状溝の深さが前記斜面の肉厚の５％～３０％であることが好ましい。
　さらに、本発明に係る樹脂ブーツは、前記線状溝の幅が１００μｍ～８００μｍであることが好ましい。
　また、本発明に係る樹脂ブーツは、前記線状溝に囲まれた領域の数が１６個～９０個／ｃｍ２であることが好ましい。
　さらに、本発明に係る樹脂ブーツは、前記線状溝の断面が台形状であることが好ましい。
　本発明に係る等速自在継手用ブーツは、上述した樹脂ブーツであって、等速自在継手の外筐が貫挿される大径側端部と、当該等速自在継手に連結された軸部材が貫挿される小径側端部とを備え、当該外筐の軸線と当該軸部材の軸線との交差角度である作動角が３０°以上で、前記谷底を挟んで向かい合った斜面同士の少なくとも一部が当接する斜面の少なくとも一方に、前記線状溝を備えたことを特徴とする。
　本発明の樹脂ブーツによれば、山部と谷部とが軸方向に交互に連続して形成された筒状の蛇腹部は、当該山部の頂点と当該谷部の谷底とを結ぶ斜面の表面に、複数の交差した線状溝を備えたので、蛇腹部の表面が水に濡れた場合には、ブーツの左右回転方向の違いによって生じる水の排出方向の違いにかかわらず、線状溝を伝って水を円滑にブーツの外に排出することができる。また、等速自在継手の作動角が大きくなり、ブーツ蛇腹部の圧縮側の向かい合った斜面同士が強く押しつけられた場合には、蛇腹部表面の水に濡れている部分と水に濡れていない部分が存在することにより生じるスティックスリップが原因で発生する擦過音を大幅に抑制することができる。さらに、車両の左右で共通の樹脂ブーツを採用することができ、生産性や取付作業性の向上を図ることができる。加えて、線状溝の大きさを適正な範囲に設定することで、樹脂ブーツ自体の耐久性を維持したままで擦過音の発生を抑制することができる。
本実施形態の等速自在継手用ブーツを装着した等速自在継手の概略構成図。 図１の等速自在継手を所定の作動角θ１°で回転させた状態を示す図。 図１に示した等速自在継手用ブーツの断面図。 図３のＹ部分拡大図。 図４に示した蛇腹部の斜面の部分拡大図。 図５に示した斜面の断面図。
　以下、本発明に係る樹脂ブーツの一実施形態として、車両に設けられた等速自在継手に装着される等速自在継手用ブーツを例に挙げて説明する。先ず初めに、等速自在継手について説明し、その後、本発明の樹脂ブーツを適用した等速自在継手用ブーツについて説明する。
　一般に、車両等における動力伝達は、エンジンからトランスミッション、プロペラシャフト、ディファレンシャルギア、ドライブシャフト（等速自在継手）、車輪の順に動力を伝達する。
　ここで、図１には、本実施形態に係る等速自在継手用ブーツ１（以下、ブーツ１と称する。）を装着した等速自在継手２の概略構成図を、図２には図１の等速自在継手２を所定の作動角θ１°で回転させた状態を示す。図１に示す一例としての等速自在継手２は、外筐２１と、内輪２２と、トルク伝達部材としての複数のボール２３と、ケージ２４とが主要な構成要素である。外筐２１内には、内輪２２が収容され、当該外筐２１と内輪２２との間にはケージ２４によって複数個のボール２３が等間隔で転動可能に組み込まれている。そして、内輪２２の軸方向の中心には、ドライブシャフト３の端部がスプライン嵌合され、内輪２２とドライブシャフト３とが回転可能に連結されている。また、外筐２１は、ディファレンシャルギア又は車輪に設けられたハブに回転可能に連結されている。これにより、インボード側の等速自在継手では、ディファレンシャルギアから外筐２１に伝達された回転トルクが、トルク伝達部材としてのボール２３を介して、ドライブシャフト３が連結された内輪２２に等速で伝達される。アウトボード側の等速自在継手では、ドライブシャフト３から内輪２２に伝達された回転トルクが、ボール２３を介して、ハブが連結された外筐２１に等速で伝達される。また、当該等速自在継手２は、図２に示すように、ボール２３の転動によって、外筐２１の軸線Ｃ１と内輪２２の軸線Ｃ２との交差角度である作動角θ１を０°から所定の最大作動角θ１ｍａｘ°まで変化可能とされる。
　そして、上述した外筐２１の外周と、内輪２２に連結されたドライブシャフト３の外周との間には、塵埃や水の侵入を防止し、等速自在継手２の内部に充填される潤滑剤としてのグリースを保護する目的で、本件発明に係る樹脂ブーツとしてのブーツ１が設けられる。
　以下、図３～図６を参照して、本実施形態に係るブーツ１について詳述する。図３は図１に示したブーツ１の断面図、図４は図３のＹ部拡大図、図５は図４に示したブーツ蛇腹部１０の斜面１３の部分拡大図、図６は図５に示したブーツ斜面１３の断面図をそれぞれ示している。
　本実施形態に係るブーツ１は、山部１１と谷部１２とが軸方向に交互に連続して形成された筒状のブーツ蛇腹部１０と、当該ブーツ蛇腹部１０の両端に連設された大径側端部１８と、小径側端部１９とを備えた樹脂ブーツである。これらブーツ蛇腹部１０、大径側端部１８及び小径側端部１９は、弾性材料により一体に成形されている。これらブーツ蛇腹部１０、大径側端部１８及び小径側端部１９は、例えば、熱可塑性エラストマー材料によりブロー成形によって形成されることが好ましい。なお、本発明における樹脂ブーツを構成する材料は、特に、熱可塑性エラストマー材料に限定されるものではなく、従前から用いられている材料を用いることができる。また、当該樹脂ブーツの成形方法についても、ブロー成形に限定されるものではなく、従前から用いられている方法を採用することができる。
　本実施形態において、ブーツ蛇腹部１０の一端に連設された大径側端部１８には、上述した等速自在継手２の外筐２１が貫挿され、ブーツ蛇腹部１０の他端に連設された小径側端部１９には、上述した当該等速自在継手２の内輪２２に連結されたドライブシャフト３が貫挿される。大径側端部１８及び小径側端部１９は、等速自在継手２やドライブシャフト３が貫挿された状態で、ブーツバンド（締付部材）４、５によって、これら等速自在継手２の外筐２１やドライブシャフト３の外周面に締め付けられる。
 これにより、等速自在継手２は、潤滑剤が封入された状態でブーツ１により被覆される。また、ブーツ１は、弾性材料により成るブーツ蛇腹部１０を備えているため、等速自在継手２の作動角θ１の変化に追随しながら伸縮する。このような構成とすることで、等速自在継手２は、ブーツ１によって、外部からの異物の侵入が阻止され、作動角θ１が大きい場合でも滑らかな回転が維持される。
　本件発明に係る樹脂ブーツは、図４に示すように、山部１１と谷部１２とが交互に形成されたブーツ蛇腹部１０の山部１１の頂点１１Ａと谷部１２の谷底１２Ａとを接続するブーツ斜面１３の表面に、複数の交差した線状溝１４を備えたことを特徴とする。図４では、線状溝１４が形成されるブーツ斜面１３の領域を太線で示す。
　ここで、図５に示すように、ブーツ斜面１３の表面に形成された複数の交差した線状溝１４は、所定の角度をなして形成されている。具体的には、この線状溝１４は、＋θ２°の角度を有する線状溝１４Ａと、－θ２°の角度を有する線状溝１４Ｂを備えている。ここで、線状溝１４Ａの正の角度（＋θ２°）は、図５に示すように、ブーツ１の径方向中心線Ｚから時計回りの角度であり、線状溝１４Ｂの負の角度（－θ２°）は、ブーツ１の径方向中心線Ｚから反時計回りの角度である。また、これら線状溝１４Ａ、１４Ｂは、ブーツ斜面１３の表面に、異なる方向に複数延在して形成されることで、網目状となっていることが好ましい。
　このように、ブーツ斜面１３の表面に、交差した線状溝１４が複数形成されているため、ブーツ蛇腹部１０の表面に存在する水は、ブーツ１の回転方向にかかわらず、この線状溝１４によりブーツ１の外に排出することができる。さらに、図２に示すように、等速自在継手２の作動角θ１が大きくなり、ブーツ蛇腹部１０の圧縮側１０Ｃの向かい合ったブーツ斜面１３同士が強く押しつけられた場合でも、スティックスリップによる擦過音（異音）を抑制することができる。加えて、本件発明に係る樹脂ブーツは、ブーツ１の回転方向にかかわらず擦過音の発生を抑制することができるため、車両の左右で共通の樹脂ブーツを採用することができ、生産性や取付作業性の向上を図ることができる。
　また、ブーツ１の径方向中心線Ｚと線状溝１４Ａ又は１４Ｂとがなす角度は、等速自在継手２の回転に伴って回転するブーツ１に生じる遠心力とブーツ１表面の水滴の落下による重力との合成ベクトル方向の角度であることが好ましい。具体的には、等速自在継手２の正回転、逆回転のそれぞれにおいて生じるこの合成ベクトルの方向は、回転速度によって変化するため、ブーツ１の径方向中心線Ｚと線状溝１４とがなす角度は、等速自在継手２の回転速度を考慮して、±４０°以上±８０°以下（４０°～８０°又は－４０°～－８０°）であることが好ましい。ブーツ１の径方向中心線Ｚと線状溝１４とがなす角度が４０°よりも小さい又は８０°より大きいと、等速自在継手２の正逆回転速度の大きさにより決定される合成ベクトルの方向と線状溝１４との角度差が大きくなり、水の円滑な排出を妨げてしまうからである。
　さらに、線状溝１４は、図４に示すように、山部１１の頂点１１Ａまで延在して形成されていることが好ましい。山部１１の頂点１１Ａまで線状溝１４が延在して形成されることで、ブーツ１の表面の水を、山部１１の頂点１１Ａまで円滑に導いて、ブーツ表面の水を円滑に排出できるからである。特に、図２に示すように等速自在継手２の作動角θ１が大きくなると、ブーツ蛇腹部１０の圧縮側１０Ｃのブーツ斜面１３同士が、強く擦れ合うことで線状溝１４を塞いでしまい、水の円滑な排出を妨げてしまう場合があるが、線状溝１４が山部１１の頂点１１Ａまで延在して形成されていることにより、山部１１の頂点１１Ａまで水を円滑に誘導し、外部に排出することができるからである。
　加えて、線状溝１４が形成される山部１１の頂点１１Ａを含む頂部は、所定曲率を有するＲ形状であることが好ましい。ここで、図４に、ブーツ蛇腹部１０を構成する山部１１の頂部１１ＢをＳで示す。図４に示すように、山部１１の頂部１１Ｂが所定曲率を有するＲ形状であることにより、ブーツ蛇腹部１０の圧縮側１０Ｃのブーツ斜面１３同士が、強く擦れ合っても、Ｒ形状の頂部１１Ｂ同士が当接することはないため、頂点１１Ａにまで到達した水は、円滑に排出される。
　また、各線状溝１４の深さは、当該線状溝１４が形成されるブーツ蛇腹部１０の斜面１３の肉厚の５％～３０％であることが好ましい。線状溝１４の深さが、ブーツ斜面１３の肉厚の５％未満の場合は、溝が浅すぎるために、ブーツ自体の摩耗によって、十分な排水効果を長期間維持することが困難となるからである。さらに、線状溝１４の深さが、ブーツ斜面１３の肉厚の３０％より大きい場合には、溝が深すぎるために、線状溝１４が形成されたブーツ斜面１３の強度を維持することができなくなり、結果としてブーツ１全体の強度低下を引き起こしてしまうためである。
　加えて、等速自在継手用ブーツ１が撥水性を付与する添加剤を含まない熱可塑性エラストマー材料から形成されている場合には、各線状溝１４の幅は、１００μｍ～８００μｍであることが好ましい。線状溝１４の幅が１００μｍを下回っていると、水滴が線状溝１４内に侵入しにくくなり、排水が困難となるからである。また、当該線状溝１４の幅が８００μｍを上回っていると、後述するように線状溝１４に囲まれた領域１５の１ｃｍ２当たりの数が減少してしまい、ブーツ蛇腹部１０の耐久性が低下してしまう。
　ここで、上述した領域１５とは、図５に示すように、ブーツ１の径方向中心線Ｚとの角度＋θ２°である隣り合った２本の線状溝１４Ａと、ブーツ１の径方向中心線Ｚとの角度－θ２°である隣り合った２本の線状溝１４Ｂの合計４つの線状溝で形成される略平行四辺形状の領域をいい、太線で囲まれた領域である。
　この領域１５の数は、上述した線状溝１４の幅を考慮し、１６個／ｃｍ２～９０個／ｃｍ２であることが好ましい。領域１５の数が１６個／ｃｍ２未満の場合は、ブーツ斜面１３に形成される領域１５の数が少なくなり、ブーツ蛇腹部１０自体の耐久性に影響を及ぼすからである。また、領域１５の数が９０個／ｃｍ２より多い場合は、ブーツ斜面１３に形成される線状溝１４の幅が細くなりすぎて、線状溝１４による水の排出が低下してしまうからである。
　また、上述した線状溝１４の断面は、台形状であることが好ましい。具体的には、図６に示すように、ブーツ表面にいくにしたがって拡開した台形状であることが好ましい。ここで、台形状溝断面の隅部は、所定曲率を有するＲ形状である場合を含む。レーザー加工等の溝加工方法を用いた場合には、形状断面の隅部がＲ形状にならずに線状溝断面を形成することができるが、湿式エッチング等による溝加工方法では、線状溝形成に用いるエッチング液の回り込みにより、線状溝断面の隅部が所定曲率を有するＲ形状となりやすいためである。なお、上述した線状溝１４の幅は、この台形状の上底に相当する長さである。このように、線状溝１４を上述した台形状とすることにより、ブーツ斜面１３上の水滴は、部分的に線状溝１４内に侵入しやすくなるため、ブーツ斜面１３上の水を円滑に外に排出することができる。
　また、線状溝１４の断面隅部は、所定曲率を有するＲ形状であることが好ましい。溝断面隅部をＲ形状とすることで、ブロー成形時における金型からのブーツ１の引抜性を良好とすることができる。
　なお、上述した線状溝１４は、ブーツ斜面１３の少なくとも一方に形成されていれば良く、向かい合ったブーツ斜面１３の両側に設けられていなくても良い。少なくとも一方のブーツ斜面１３に線状溝１４が形成されていることで、等速自在継手２の作動角θ１が大きくなって、向かい合ったブーツ斜面１３同士が接触した場合にも、一方のブーツ斜面１３に形成された線状溝１４に沿って、ブーツ斜面１３に存在する水を円滑に排出することができるからである。さらに、一方のブーツ斜面１３のみに形成した場合には、向かい合うブーツ斜面１３同士の接触面積を大きくすることができ、単位面積当たりの接触圧を低減させることができるため耐久性の向上を図ることが可能となる。
　また、上述した線状溝１４は、ブーツ斜面１３全体に形成されていなくても良く、作動角θ１が３０°以上では、ブーツ斜面１３同士の少なくとも一方のブーツ斜面１３の一部に形成されていればよい。特に、線状溝１４は、大径側端部側から数えて少なくとも３つめまでの向かい合うブーツ斜面１３のいずれか一方に形成されていればよい。これは、作動角θ１が大きい場合には、ブーツ斜面１３同士の接触はブーツ１の大径側に生じやすいため、スティックスリップによる擦過音を低減するためには、接触するブーツ斜面１３に線状溝１４を形成すればよいためである。このように、必要最小限のブーツ斜面１３のみに線状溝１４を形成することにより、ブーツ１自体の機械的特性を維持することができ、ブーツ１自体の耐久性を向上させることができる。
　以下に、実施例を示す。この実施例では、樹脂ブーツを熱可塑性エラストマーであるポリオレフィン系のエラストマーを用いて作製した。実施例では、大径側端部から数えて２つ分のブーツ斜面１３の向かい合った２対のブーツ斜面１３のいずれか一方のブーツ斜面１３にのみ（図４参照）に線状溝１４を形成した。線状溝１４とブーツ１の径方向中心線Ｚとの角度は、＋５５°と－５５°の２種類とした。また、線状溝１４の深さは、ブーツ蛇腹部１０の肉厚１ｍｍに対して、０．１ｍｍとした。線状溝１４の断面は台形状とし、線状溝１４の溝底の幅は１５０μｍ、拡開した溝口の幅は５５０μｍとした。また、線状溝１４にて囲まれた領域１５の幅（図５に示す略平行四辺形の一辺の長さ）は８５０μｍとした。この場合、線状溝１４に囲まれた領域１５の数は、約２６個／ｃｍ２であった。
比較例
［比較例１］
　比較例１は、上述した実施例と、線状溝１４が形成されているか否かの点のみが異なる。すなわち、比較例１では、実施例１と同様の材料を用いて作製したが、ブーツ蛇腹部１０の斜面１３には、線状溝１４が形成されていない。
［比較例２］
　比較例２は、上述した実施例と同様の材料を用いて、ブーツ蛇腹部１０の斜面１３に梨地処理を施した樹脂ブーツを作製した。当該梨地処理により、ブーツ蛇腹部１０の斜面１３の表面粗さは、十点平均粗さ（Ｒｚ）を６５μｍ～１００μｍとした。
＜実施例と比較例との対比＞
　ブーツ蛇腹部１０の斜面１３に本件発明における線状溝１４を形成することにより得られる効果を確認するため、上述した実施例及び各比較例の樹脂ブーツについて、擦過音確認試験を行った。擦過音確認試験は、所定の作動角θ１を維持した状態で、水をかけながら樹脂ブーツを５０ｒｐｍ～２００ｒｐｍの回転数で回転させることにより行った。この試験では、作動角θ１は４０°と４３°で行った。擦過音確認試験の結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１に示すように、作動角４０°における暗騒音との差の音圧（以下、単に「音圧」とする。）は０ｄＢで、擦過音は発生しなかった。また、作動角４３°では、擦過音は試験開始から３０分以上経過後に発生したが、音圧は８．１ｄＢと小さかった。これに対して、ブーツ蛇腹部１０の斜面１３に溝加工を施さなかった比較例１では、作動角４０°で、試験開始から１０分程度経過後に擦過音が発生し、音圧は２６．９ｄＢと大きかった。また、比較例１で、作動角を４３°にした場合には、音圧が３２．１ｄＢとさらに大きくなった。さらに、ブーツ蛇腹部１０の斜面１３に梨地加工を施した比較例２では、作動角４０°で、試験開始から１０分程度経過後に擦過音が発生した。このときの音圧は、１９．２ｄＢと、比較例１よりは小さかったが、擦過音を抑制することはできなかった。比較例２において、作動角を４３°にした場合には、１０分程度経過後に擦過音が発生し、音圧は、１９．２ｄＢであった。
　この試験結果から、ブーツ蛇腹部１０の斜面１３が本発明における線状溝１４を備えることにより、ブーツ斜面１３に溝加工を施さない場合や、単に表面粗さを大きくした場合と比べて、確実に擦過音の発生を抑制することができることが確認できた。
　なお、上述した実施形態では、図１に示す等速ジョイントに設けられる等速ジョイント用ブーツを例に挙げて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、これ以外の等速ジョイント、例えば、周知の固定式ジョイントや摺動式ジョイントなどに設けられる等速ジョイント用ブーツや、ラックアンドピニオン式ステアリング装置に用いられるラックブーツにおいても同様に適用することができる。
　本発明にかかる樹脂ブーツは、ブーツ蛇腹部の表面の水を円滑に排出することができるため、ブーツ斜面同士が当接した状態で使用される樹脂ブーツを提供することができ、産業上有用である。
　Ｃ１　　外筐の軸線
　Ｃ２　　内輪の軸線
　θ１　　等速自在継手の作動角
　θ２　　ブーツ１の径方向中心線Ｚと線状溝がなす角度
　　Ｘ　　軸方向
　　Ｚ　　ブーツ１の径方向中心線
　　１　　等速自在継手用ブーツ（樹脂ブーツ）
　　２　　等速自在継手
　　３　　ドライブシャフト
　　４、５　ブーツバンド（締付部材）
　１０　　ブーツ蛇腹部
　１０Ｃ　圧縮側
　１１　　山部
　１１Ａ　頂点
　１１Ｂ　頂部
　１２　　谷部
　１２Ａ　谷底
　１３　　ブーツ斜面
　１４、１４Ａ、１４Ｂ　線状溝
　１５　　領域
　１８　　大径側端部
　１９　　小径側端部
　２１　　外筐
　２２　　内輪
　２３　　ボール
　２４　　ケージ

Claims (9)

  1. 　山部と谷部とが軸方向に交互に連続して形成された筒状の蛇腹部を備えた樹脂ブーツであって、
    　当該蛇腹部は、当該山部の頂点と当該谷部の谷底とを結ぶ斜面の表面に、複数の交差した線状溝を備えたことを特徴とする樹脂ブーツ。
  2. 　前記線状溝が前記山部の頂点まで延在している請求項１に記載の樹脂ブーツ。
  3. 　前記線状溝が前記谷底を挟んで向かい合った斜面の少なくとも一方に備えた請求項１又は請求項２に記載の樹脂ブーツ。
  4. 　前記線状溝が前記樹脂ブーツの径方向中心線に対して４０°～８０°又は－４０°～－８０°の角度で形成されている請求項１～請求項３のいずれか一項に記載の樹脂ブーツ。
  5. 　前記線状溝の深さが前記斜面の肉厚の５％～３０％である請求項１～請求項４のいずれか一項に記載の樹脂ブーツ。
  6. 　前記線状溝の幅が１００μｍ～８００μｍである請求項１～請求項５のいずれか一項に記載の樹脂ブーツ。
  7. 　前記線状溝に囲まれた領域の数は１６個～９０個／ｃｍ２である請求項１～請求項６のいずれか一項に記載の樹脂ブーツ。
  8. 　前記線状溝の断面は台形状である請求項１～請求項７のいずれか一項に記載の樹脂ブーツ。
  9. 　請求項１～請求項８のいずれか一項に記載された樹脂ブーツであって、
    　等速自在継手の外筐が貫挿される大径側端部と、
    　当該等速自在継手に連結された軸部材が貫挿される小径側端部とを備え、
    　当該外筐の軸線と当該軸部材の軸線との交差角度である作動角が３０°以上で、前記谷底を挟んで向かい合った斜面同士の少なくとも一部が当接する斜面の少なくとも一方に、前記線状溝を備えたことを特徴とする等速自在継手用ブーツ。
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