(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ホイールの操舵および上下動に対して追従しながらドライブシャフトの駆動力を前記ホイールに伝達する等速ジョイントの外輪、内輪およびボールを保護するために前記ドライブシャフトと前記外輪との間に取り付けられ、ブロー成形により成形される樹脂材製の等速ジョイント用ブーツであって、
山部と谷部と傾斜部とからなる伸縮、揺動が可能な蛇腹部を有し、
前記傾斜部は、外方に屈折しており、  前記谷部に近接する第１の傾斜部と前記山部に近接する第２の傾斜部とからなり、
前記蛇腹部は、回転する前記外輪と前記ドライブシャフトとの相対的な伸縮、揺動に追従して伸縮、揺動し、隣り合う前記傾斜部が互いに接触しながら回転し、
前記傾斜部は、揺動角度の増大により隣接する前記第１の傾斜部が互いに面接触し、更に揺動角度の増大に応じて隣接する前記第１の傾斜部の面接触を維持したままで隣接する前記第２の傾斜部が互いに面接触することを特徴とする
等速ジョイント用ブーツ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば自動車の等速ユニバーサルジョイントなどを雨水や泥から保護するブーツに関し、特に蛇腹部が伸縮・揺動したときに生じる摩耗を防止することができるブーツに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、自動車のエンジンの駆動を駆動輪に伝達する動力伝達装置には、ユニバーサルジョイントが用いられている。特に、ＦＦ車（フロントエンジン・フロントドライブ）では、エンジンのクランクシャフトの回転がファイナルドライブで減速された後に、ドライブシャフトを介して駆動輪である前輪のホイールに伝達されることから、ドライブシャフトの回転数は低いものの、駆動輪が操舵輪となっているため、ドライブシャフトとホイールとの曲がり角が大きくなる。そこで、従来よりＦＦ車のドライブシャフトとホイールとの連結部には等速ユニバーサルジョイント（以下、等速ジョイントと称する）が用いられている。
従来のドライブシャフトとホイールとの連結部の構造は、図２に示すようになっている。すなわち、等速ジョイント１０の外輪１１はホイール（不図示）に固定され、一方、等速ジョイント１０の内輪１２はドライブシャフト１３に固定される。また、これら外輪１１と内輪１２との間にはボール１４が介装され、これによりドライブシャフト１３の回転数を等しく維持しながら、しかもホイールの操舵および上下動に対して追従しながら、ドライブシャフト１３の駆動力をホイールに伝達するようになっている。
そして、これら等速ジョイントを構成する外輪、内輪、およびボールを雨水や泥などから保護するために、ドライブシャフトと外輪との間にはゴム製ブーツあるいは弾性プラスチック製ブーツ１５が取り付けられている。
図２にはゴム製ブーツを示し、図３（Ａ）（Ｂ）には弾性プラスチック製ブーツを示すが、このような従来のブーツ１５では、ドライブシャフト１３とホイールが相対的に揺動したときは、ブーツの蛇腹部３が折れ曲がることにより、この揺動に追従できるようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ドライブシャフト１３とホイールとの相対的な揺動角が大きいと、図３（Ｂ）に示すように、蛇腹部３を構成する傾斜部６が内方に湾曲し、山部５のみが互いに隣接する山部５と点接触に近い状態で接触することになる。特に、上述した等速ジョイントなどに用いられるブーツにおいては、薄肉に形成された山部同志が点接触して面圧が高くなったまま回転するので、摩耗による破損が懸念されていた。
これは、ブーツを弾性プラスチックなどの樹脂により形成する場合、一般的にはブロー成形にて製造されることから、図３（Ａ）に示すようにパリソンがより大きく伸長する山部５の肉厚より谷部４の肉厚の方が厚くなり、谷部４の屈曲剛性が大きくなって折れ曲がり難くなるためと考えられる。そのため、従来のブーツでは谷部４に溝７を形成することにより厚肉に形成される谷部４の屈曲性を確保するようにしていたが、このような溝７を局部的に形成すると当該溝部分に応力集中が生じ、疲労破壊に至るおそれがあった。
尤も、従来よりブーツを耐摩耗性に優れた材料により成形したりするなど、材料面からの対策も試みられたが、材料を選択することによる摩耗対策は性能やコスト面から限界となってきた。しかも、近年の自動車の高性能化にともなって等速ジョイントの揺動角度や回転速度がますます大きくなってきたため、蛇腹部の摩耗に対しては一層不利な状況となっている。
かかる摩耗によりブーツが破損すると、ここから雨水や泥水が浸入して等速ジョイントが錆たり、あるいは泥の浸入によって等速ジョイントが円滑に揺動しないおそれがある。
【０００４】
そこで本発明者は、互いに接触する傾斜部が内方に折れ曲がろうとしても接触面積を大きくできれば、傾斜部に作用する面圧が低下するため摩耗速度も低下するという知見に基づき、傾斜部を互いに傾斜角度が異なるように屈折させると蛇腹部の面圧集中が緩和されることを知得し、本発明を完成するに至った。
このように本発明は、蛇腹部の耐摩耗性を高め、ブーツの耐久寿命を向上させることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の等速ジョイント用ブーツは、ホイールの操舵および上下動に対して追従しながらドライブシャフトの駆動力を前記ホイールに伝達する等速ジョイントの外輪、内輪およびボールを保護するために前記ドライブシャフトと前記外輪との間に取り付けられ、ブロー成形により成形される樹脂材製の等速ジョイント用ブーツであって、山部と谷部と傾斜部とからなる伸縮、揺動が可能な蛇腹部を有し、前記傾斜部は、外方に屈折しており、前記谷部に近接する第１の傾斜部と前記山部に近接する第２の傾斜部とからなり、前記蛇腹部は、回転する前記外輪と前記ドライブシャフトとの相対的な伸縮、揺動に追従して伸縮、揺動し、隣り合う前記傾斜部が互いに接触しながら回転し、前記傾斜部は、揺動角度の増大により隣接する前記第１の傾斜部が互いに面接触し、更に揺動角度の増大に応じて隣接する前記第１の傾斜部の面接触を維持したままで隣接する前記第２の傾斜部が互いに面接触することを特徴とする。
【０００６】
【作用】
例えば、ドライブシャフトの駆動力をホイールに伝達する等速ジョイントを雨水や泥から保護するために、本発明のブーツを等速ジョイントに装着する。これによりブーツ内は密閉されるが、等速ジョイントの外輪とドライブシャフトが相対的に伸縮もしくは揺動したときは、ブーツの蛇腹部がこの伸縮・揺動に追従して伸縮・揺動することになる。
等速ジョイントの外輪とドライブシャフトの伸縮あるいは揺動が大きい場合には、蛇腹部も揺動して収縮し、蛇腹部の傾斜部が隣接する他の傾斜部と接触しながら回転するが、本発明のブーツにおいては、蛇腹部を構成する傾斜部を外方に突出するように屈折させているため、揺動の第１段階ではまず第１の傾斜部が隣接する第１の傾斜部と面接触することになる。さらに揺動角度が大きくなると第１の傾斜部が面接触したままで、第２の傾斜部が隣接する第２の傾斜部と面接触することになる。
したがって、従来では傾斜部が内方に折れ曲がって山部同志が点接触し、山部の面圧が著しく大きかったのに対して、本発明のブーツでは、段階的に面接触が維持されて面圧が緩和される。その結果、摩擦力や発熱が減少し接触面の耐摩耗性が向上してブーツの破損を防止することができる。
【０００７】
【実施例】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
図１（Ａ）は本発明の一実施例に係るブーツを示す半断面図、図１（Ｂ）は同実施例のブーツが揺動した状態を示す要部断面図、図１（Ｃ）は同実施例のブーツがさらに揺動した状態を示す要部断面図である。
なお、以下の説明では、ドライブシャフトの等速ジョイントに用いられるブーツを具体例として本発明を説明するため、この等速ジョイントの構成については部分的に図２を参照して説明する。
【０００８】
まず、図１に示す実施例のブーツは、筒状の本体の両端に大径部１および小径部２が形成されており、この両端が図２に示す等速ジョイント１０の外輪１１とドライブシャフト１３にそれぞれ挿通されて固定される。これらの大径部１と小径部２との間には複数の傾斜部６からなる蛇腹部３が形成されており、これら互いに隣接する傾斜部６の間に谷部４と山部５が交互に形成されている。そして、この蛇腹部３によってブーツは伸縮および揺動ができるようになっている。
ブーツの材質は、例えば弾性プラスチックスなどの合成樹脂であり、ブロー成形により成形することが好ましい。なお、本発明のブーツは合成樹脂材製にのみ限定されず、ゴムなどの弾性体でも良く、ゴムにより形成する場合は成形品質を考慮して射出成形とすることが好ましい。
本実施例のブーツの大径部１は、等速ジョイント１０の外輪１１に装着され、止めバンド１６（図２参照）にて固定される。また、ブーツの小径部２は、ドライブシャフト１３の外周面に装着され、同様の止めバンド１６にて固定される。このドライブシャフト１３の外周面にはブーツの軸方向の位置ズレを防止するために図２に示すような環状の係止部２０を形成してもよい。かかる固定手段は本実施例にのみ限定されることなく種々の手段を用いることができる。
【０００９】
本実施例のブーツでは、蛇腹部３を構成する傾斜部６につき、この傾斜部を外方に突出するように屈折させ、谷部４に近接する第１の傾斜部６ａと山部５に近接する第２の傾斜部６ｂとの傾斜角度を異なるように形成している。第１の傾斜部６ａと第２の傾斜部６ｂとの傾斜角度は特に限定されないが、後述するようにブーツが揺動したときに第１段階では第１の傾斜部６ａが面接触し、さらにブーツの揺動角度が大きくなる第２段階では第１の傾斜部６ａの面接触を維持したままで第２の傾斜部６ｂが面接触するように設定する。このような設定条件は適用される各種継手の揺動角や大径部１および小径部２の寸法等に支配されることになる。
なお、本実施例のブーツにおいては谷部４に溝７（図３（Ａ）参照）を形成することなく、ブロー成形によって谷部４の肉厚が山部５の肉厚より厚くなったとしても上述した傾斜部６の屈折構造により磨耗性を改善している。つまり、谷部４の肉厚が厚くなると当該谷部４が折れ曲がり難くなり、ブーツが揺動するとこの谷部４の高剛性によって傾斜部６が内方に窪み、山部５同志が点接触することになるが、本実施例のブーツでは谷部４の剛性が高くてもブーツが揺動したときにまず最初に第１の傾斜部６ａが面接触したのち、さらなる揺動に対しては第２の傾斜部６ｂが面接触することになる。したがって、谷部４の肉厚が厚くなっても図３（Ａ）に示すような溝７を形成する必要がなく、その結果、ブーツの繰り返し伸縮に対して谷部４に応力集中が生じることもない。
また、上述した傾斜部６の屈折構造は全ての傾斜部について採用することが好ましいが、場合によっては大径部１側から数えて幾つかの傾斜部のみに形成してもよい。これは、蛇腹部３は大径部１側から折れ曲がり始め、小径部２側に位置する山部５については、ブーツが揺動したときにでも大径部１側に密集することが少ないからである。
【００１０】
次に作用を説明する。
本実施例のブーツの大径部１を等速ジョイント１０の外輪１１に挿通させて固定し、他方の小径部２をドライブシャフト１３の外周面に挿通させて、それぞれ止めバンド１６，１６にて固定する。これによりブーツ内は密閉され、等速ジョイント１０を雨水や泥から保護することができる。
しかしながら、ドライブシャフト１３と等速ジョイントの外輪１１は、ホイールの操舵や路面に対する上下動により、極端に揺動することがある。
このように、等速ジョイントの外輪１１とドライブシャフト１３が相対的に伸縮および／もしくは揺動したときは、ブーツの蛇腹部３がこの伸縮・揺動に追従して伸縮・揺動することになるが、等速ジョイントの外輪１１とドライブシャフト１３の揺動角が大きい場合には、蛇腹部３も揺動して収縮し、谷部４と山部５との間に位置する傾斜部６が隣接する他の傾斜部６と接触しながら回転することになる。
これにより、従来のブーツでは、図３（Ｂ）に示すように、互いに接触しあって折り畳まれる傾斜部６が内方に窪んだ状態で大径部側に密集し、山部５が大径部側に点接触で押しつけられ、これによってそれぞれの山部５に作用する面圧も極めて大きくなる。したがって、山部５には摩擦熱が発生すると共に大きな摩擦力が作用するため、この山部は破損に至るおそれがあった。
ところが、本実施例のブーツにおいては、蛇腹部３を構成する傾斜部６につき、この傾斜部を外方に突出するように屈折させ、谷部４に近接する第１の傾斜部６ａと山部５に近接する第２の傾斜部６ｂとの傾斜角度を異なるように形成しているので、ブーツが揺動し始めると、まず第１段階では図１（Ｂ）に示すように第１の傾斜部６ａが面接触することになる。また、さらにブーツの揺動角度が大きくなると、図１（Ｃ）に示すように第１の傾斜部６ａの面接触を維持したままで第２の傾斜部６ｂが面接触することになる。したがって、本実施例のブーツでは、段階的に面接触が維持されて面圧が緩和される結果、摩擦力や発熱が減少し接触面の耐摩耗性が向上してブーツの破損を防止することができる。
このような構成に加え、本実施例のブーツでは、谷部４に図３（Ａ）に示すような溝７を形成していないので、ブーツの繰り返し伸縮に対して谷部４に応力集中が生じることもない。この場合、谷部４の肉厚が厚くなると当該谷部４が折れ曲がり難くなり、ブーツが揺動するとこの谷部４の高剛性によって傾斜部６が内方に窪み、山部５同志が点接触することが懸念されるが、本実施例のブーツでは、上述したように谷部４の剛性が高くてもブーツが揺動したときにまず最初に第１の傾斜部６ａが面接触したのち、さらなる揺動に対しては第２の傾斜部６ｂが面接触することになるので、特に問題はない。
なお、以上説明した実施例は、本発明の理解を容易にするために記載されたものであって、本発明を限定するために記載されたものではない。したがって、上記の実施例に開示された各要素は、本発明の技術的範囲に属する全ての設計変更や均等物をも含む趣旨である。
例えば、本発明のブーツにおいては、その谷部４および山部５の数（すなわち傾斜部６の数）は図１に示す実施例にのみ限定されることはない。
【００１１】
【発明の効果】
本発明のブーツは、蛇腹部を構成する傾斜部を外方に突出するように屈折させているため、ブーツが揺動すると段階的に傾斜部の面接触が維持されて面圧が緩和される。その結果、摩擦力や発熱が減少し接触面の耐摩耗性が向上してブーツの破損を防止することができる。
このようにして傾斜部の面圧が緩和されると、本発明のブーツをブロー成形により形成して谷部の肉厚が厚くなっても、谷部に屈曲性を向上させるための溝を形成する必要がないので、谷部の剛性が高まりブーツの繰り返し伸縮に対して谷部に応力集中が生じることもない。したがって、ブーツの耐久性の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の一実施例に係るブーツを示す半断面図、（Ｂ）は同実施例のブーツが揺動した状態を示す要部断面図、（Ｃ）は同実施例のブーツがさらに揺動した状態を示す要部断面図である。
【図２】従来の等速ジョイントおよびそれに用いられているゴム製ブーツを示す断面図である。
【図３】（Ａ）は従来のブーツの蛇腹部を示す要部断面図、（Ｂ）は従来のブーツが揺動した状態を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１…大径部
２…小径部
３…蛇腹部
４…谷部
５…山部
６…傾斜部
６ａ…第１の傾斜部
６ｂ…第２の傾斜部
７…溝
１０…等速ジョイント
１１…外輪
１２…内輪
１３…ドライブシャフト
１４…ボール
１５…従来のブーツ
１６…止めバンド
２０…係止部
【図１】
0003677750.tif 000002
【図２】
0003677750.tif 000003
【図３】
0003677750.tif 000004