(57)【要約】【課題】高温条件下等の厳しい使用環境であっても、シール性を高く保持することができて、長期に亘って安定したシール性を発揮することができる等速自在継手用ブーツのシール構造を提供する。【解決手段】等速自在継手の内側継手部材に連結されたシャフト９と、等速自在継手用ブーツ１との間のシール構造である。ブーツバンド１８を締付けるブーツ１のシャフト固定部１１に、シャフト９に圧接する環状突部２５を設ける。環状突部２５をシャフト固定部１１の内径面から内径方向へ突出する突部本体２７と、突部本体２７の内径端部から内径方向へ突出してシャフト密接状態で圧潰する微小突起２６を設けた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
等速自在継手の内側継手部材に連結されたシャフトと、このシャフトに外嵌される等速自在継手用ブーツとの間のシール構造において、
ブーツバンドを締付けるブーツのシャフト固定部に、シャフトに圧接する環状突部を少なくとも１個設けるとともに、この環状突部を前記シャフト固定部の内径面から内径方向へ突出する突部本体と、この突部本体の内径端部から内径方向へ突出してシャフト密接状態で圧潰する微小突起とで構成したことを特徴とするシール構造。
【請求項２】
前記環状突部の突部本体の断面形状を、外径側から内径側に向かって細くなる台形状としたことを特徴とする請求項１のシール構造。
【請求項３】
前記環状突部の微小突起の断面形状を、内径側が円弧となる半円形状としたことを特徴とする請求項１又は請求項２のシール構造。
【請求項４】
前記シャフトのブーツ取付部に一対の周方向突起部を設け、この一対の周方向突起部間のシャフト外径面に前記環状突部を圧接させたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかのシール構造。
【請求項５】
前記等速自在継手用ブーツのブーツ材料が熱可塑性エラストマーからなることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかのシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シール構造に関し、特に、等速自在継手の内側継手部材に連結されたシャフトと、等速自在継手用ブーツとの間のシール構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
自動車や各種産業機械における動力の伝達に用いられる等速自在継手には、継手内部への塵埃等の異物侵入防止や継手内部に封入されたグリースの漏れ防止を目的とし、蛇腹状のブーツが装着される。
【０００３】
この種のブーツは例えば図４や図５に示すように、等速自在継手１００の外輪１０１に固定される大径部１０２と、内輪１０３から延びるシャフト１０４に固定される小径部１０５と、大径部１０２と小径部１０５との間に設けられ、谷１０６と山１０７とが交互に形成された蛇腹部１０８とを有する。そして、大径部１０２と小径部１０５とはそれぞれブーツバンド１０９が装着されることによって固定される。
【０００４】
すなわち、大径部１０２の外周面及び小径部１０５の外周面にはそれぞれバンド装着用溝１１０、１１１が設けられ、各溝１１０、１１１にブーツバンド１０９、１０９が嵌合される。また、シャフト１０４のブーツ取付部には、ブーツ溝１１２と、このブーツ溝１１２の両側の突起（周方向突起部）１１３、１１３とが設けられている。この場合、ブーツバンド１０９の締め付けによって、突起１１３、１１３をブーツの小径部１０５の一部に食い込ませることにより、シール性を高めている。
【０００５】
また、図６に示すように、シャフト１０４に複数の周方向溝１１５を設け、ブーツバンド１０９の締め付けによって、これらの周方向溝１１５に小径部１０５の内周面の一部を嵌合させるようにしているものもある。
【０００６】
さらには、ブーツの小径部の内周面に環状凸条を設け、この環状凸条を被装着側の凹条に嵌合させるものもある（特許文献１）。
【特許文献１】実開昭６１−１２９９６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、近年、自動車用等速自在継手には、省スペース化や排気管に近いレイアウト及び排気温度の高温化等、使用環境が厳しくなってきている。そのため、等速自在継手ブーツに対しても要求性能が高まりつつあり、樹脂ブーツが広く適用されている。
【０００８】
しかしながら、ブーツバンドによる締付部のシール性は、経時変化により低下する。このため、図４や図５に示すようにシャフトに突起を設けたものであっても、図６に示すように複数の周方向溝を設けたものであっても、ブーツの小径部の内周面に環状凸条を設けたもの（前記特許文献１に記載もの）であっても、締付効果が十分でなくなる。近年では、熱可塑性エラストマーからなる樹脂ブーツは、ゴム製ブーツ（ＣＲブーツ）に比べて、疲労性や摩耗性、高速回転性（回転時振れ廻り性）に優れるため、普及している。このような樹脂ブーツは熱による影響が大きく、高温に曝されるとシール性の低下が加速する。これは、高温雰囲気下では熱可塑性エラストマーの圧縮永久歪の変化が大きく、反発力が低下して、いわゆる「へたり」が生じるからである。特に、デファレンシャルギア側（インボード側）での高温環境下(高温雰囲気下)でこの傾向が著しい。このため、従来のようなシール構造では、長期に亘って安定したシール機能を発揮することができない。
【０００９】
本発明は、上記課題に鑑みて、高温条件下等の厳しい使用環境であっても、シール性を高く保持することができて、長期に亘って安定したシール性を発揮することができる等速自在継手用ブーツのシール構造を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のシール構造は、等速自在継手の内側継手部材に連結されたシャフトと、このシャフトに外嵌される等速自在継手用ブーツとの間のシール構造において、ブーツバンドを締付けるブーツのシャフト固定部に、シャフトに圧接する環状突部を少なくとも１個設けるとともに、この環状突部を前記シャフト固定部の内径面から内径方向へ突出する突部本体と、この突部本体の内径端部から内径方向へ突出してシャフト密接状態で圧潰する微小突起とで構成したものである。
【００１１】
ブーツのシャフト固定部にブーツバンドを締付けることによって得られる緊迫力により、ブーツ側の環状突部がシャフトに密接してシール効果を高めることができる。また、高温雰囲気下において反発力が低下したとしても、微小突起がつぶれることにより、シャフト接触部に対して追従しやすくして、安定して密接している。
【００１２】
前記環状突部の突部本体の断面形状を外径側から内径側に向かって細くなる台形状としたり、微小突起の断面形状を内径側が円弧となる半円形状としたりできる。
【００１３】
前記シャフトのブーツ取付部に一対の周方向突起部を設け、この一対の周方向突起部間のシャフト外径面に前記環状突部を圧接させることができる。これにより、一対の周方向突起部がブーツのシャフト固定部に食い込むとともに、ブーツ側の環状突部が周方向突起部間においてシャフト外径面に圧接する。
【００１４】
ブーツ材料を熱可塑性エラストマーとしたので、等速自在継手用ブーツは、疲労性や摩耗性、高速回転性（回転時振れ廻り性）に優れる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、ブーツ側の環状突部がシャフトに押し付けられて、シール性を高めることができる。また、高温雰囲気下では、微小突起がつぶれることにより、シャフト接触部に対して追従しやすくして、安定して密着（密接）する。すなわち、熱影響で生じるブーツのいわゆる「へたり」によってシール性が低下することを防止し、より強いシール性を有することが可能である。
【００１６】
前記環状突部の突部本体の断面形状を、外径側から内径側に向かって細くなる台形状とすることによって、ブーツ装着状態（ブーツバンド締付状態）での微小突起からの押圧力を安定して受けることができ、強度的に優れる利点がある。また、微小突起の断面形状を内径側が円弧となる半円形状とすることによって、ブーツ取付部に安定した圧接状態を確保できる。しかも、ブーツ取付部との接触面積を比較的小さくできるため、高い面圧で圧接できて、シール性のさらなる向上を図ることができる。
【００１７】
一対の周方向突起部をシャフト固定部に食い込ませるとともに、ブーツ側の環状突部を周方向突起部間においてシャフト外径面に圧接させることができる。これにより、シール効果を一層高めることができる。
【００１８】
ブーツ材料を熱可塑性エラストマーとしたので、等速自在継手用ブーツは、疲労性や摩耗性、高速回転性（回転時振れ廻り性）に優れ、ブーツとして安定した機能を発揮することができる。しかも、熱による影響が大であるこのような熱可塑性エラストマーを用いても、高温雰囲気下で安定したシール効果を長期に亘って発揮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明の実施の形態を図１〜図３に基づいて説明する。
【００２０】
図１は本発明のシール構造が使用された等速自在継手２と等速自在継手用ブーツ１を示し、この等速自在継手２は、内周面に複数の案内溝（トラック溝）３を軸方向に形成した外側継手部材としての外輪４と、外周面に複数の案内溝（トラック溝）５を形成した内側継手部材としての内輪６と、外輪４の案内溝３と内輪６の案内溝５とで協働して形成されるボールトラックに配される複数のボール７と、ボール７を収容するためのポケット８ａを有するケージ８等から構成される。また、内輪６の内周にセレーションやスプライン等のトルク伝達手段を介してシャフト９を結合している。
【００２１】
なお、等速自在継手２としては、この等速自在継手用ブーツ１を取付けることができるものであればよいので、固定式等速自在継手であっても、摺動式等速自在継手であってもよい。
【００２２】
等速自在継手用ブーツ１は、例えば、エステル系、オレフィン系、ウレタン系、アミド系、スチレン系等の熱可塑性エラストマーにて形成される。熱可塑性エラストマーは樹脂とゴムの中間の性質を持っている。熱可塑性エラストマーは、弾性体でありながら、熱可塑性樹脂の通常の成形機にて加工することができる。
【００２３】
等速自在継手用ブーツ１は、等速自在継手２の外側継手部材（外輪４）の開口端部に装着される大径部１０と、等速自在継手２の内側継手部材（内輪６）に連結されたシャフト９に装着される小径部１１と、大径部１０と小径部１１との間に設けられ、軸方向に沿って交互に配設される山部１２と谷部１３とを有する蛇腹部１４とを備える。山部１２と谷部１３とは傾斜部１５にて連結されている。
【００２４】
外輪４の開口部側の外周面に周方向切欠きからなるブーツ取付部１６が設けられ、このブーツ取付部１６に大径部１０が外嵌される。そして、大径部１０の外周面に形成された嵌合溝１７にブーツバンド１８を嵌着することによって、大径部１０を外輪４に固定している。
【００２５】
シャフト９には、外輪４から所定量突出した位置に、周方向に沿ったブーツ取付用溝２０を有するブーツ取付部２２が設けられ、小径部１１がブーツ取付部２２に外嵌される。ブーツ取付用溝２０の開口端（軸方向端）に周方向突起部（突起）２３、２４が設けられている。なお、この周方向突起部２３、２４は、その外径寸法が同一であって、ブーツ取付部２２の外径寸法よりも大きく設定している。また、周方向突起部２３、２４の外周面２３ａ、２４ａの幅寸法（軸方向長さ）を同一に設定している。
【００２６】
ブーツ１の小径部（シャフト固定部）１１の内周面には、図２に示すように、環状突部２５を２個形成している。すなわち、この環状突部２５は、シャフト固定部１１の内径面から内径方向へ突出する突部本体２７と、この突部本体２７の内径端部から内径方向へ突出する微小突起２６とで構成されている。前記突部本体２７の断面形状は、外径側から内径側に向かって細くなる台形状としている。また、微小突起２６の断面形状を、内径側が円弧となる半円形状としている。
【００２７】
この場合、図２や図３に示すように、各環状突部２５の突出長さＡがブーツ取付用溝２０の深さＢとほぼ同等に設定されると共に、その２個合わせた幅寸法Ｃ（シャフト軸方向長さ）がブーツ取付用溝２０の幅寸法Ｅ（シャフト軸方向長さ）よりも小さく設定されている。
【００２８】
また、前記環状突部２５の本体部２７とブーツのシャフト固定部１１の内径面とのコーナー部に、偏平膨出部２８、２８を設けても良い。
【００２９】
そして、ブーツ１の小径部１１がブーツ取付部２２に外嵌された状態で、バンド装着用溝２９にブーツバンド１８を装着することによって、小径部１１をシャフト９に固定している。この場合、図３に示すように、周方向突起部２３、２４がブーツ１の小径部１１の内周面に食い込むとともに、ブーツ取付用溝２０に嵌合している環状突部２５がこのブーツ取付用溝２０の底面に圧接する。これによって、ブーツ１の小径部１１をブーツ取付部２２に装着（固定）することができる。
【００３０】
このように、本発明のシール構造では、ブーツ１のシャフト固定部１１にブーツバンド１８を締付けることによって、ブーツ側の環状突部２５がシャフト９に押し付けられてシール性を高めることができる。ところで、圧縮永久歪が小さければ、復元力に優れるので、この状態ではシール性に優れるが、圧縮永久歪が大きくなるほど反発力（復元力）が低下してシール性に劣ることになる。このため、高温雰囲気下で使用されて反発力が低下しても、この微小突起２６が圧潰することによって、シャフト接触部に対して追従しやすくして密接性を高めて、シール性の低下を防止している。すなわち、熱影響で生じるブーツ１のいわゆる「へたり」によってシール性低下がなく、より強いシール性を有することが可能となる。このように、本発明の等速自在継手用ブーツを高温雰囲気下で使用しても、安定したシール機能を長期に亘って発揮することができる。
【００３１】
前記環状突部２５の突部本体２７の断面形状を、外径側から内径側に向かって細くなる台形状とすることによって、ブーツ装着状態（シャフト圧接状態）での微小突起２６からの押圧力を安定して受けることができて、強度的に優れる利点がある。また、微小突起２６の断面形状を内径側が円弧となる半円形状とすることによって、ブーツ取付部２２に安定した圧接状態を確保できる。しかも、ブーツ取付部２２との接触面積を比較的小さくできるため、高い面圧で圧接できて、シール性のさらなる向上を図ることができる。
【００３２】
前記シャフト９のブーツ取付部２２に一対の周方向突起部２３、２４を設け、この一対の周方向突起部２３、２４間のシャフト外径面に前記環状突部２５を圧接させている。すなわち、一対の周方向突起部２３、２４がブーツ１のシャフト固定部１１に食い込むとともに、ブーツ側の環状突部２５が周方向突起部２３、２４間においてシャフト外径面に圧接する。これにより、シール効果を一層高めることができる。
【００３３】
特に、ブーツ材料を熱可塑性エラストマーとしたので、等速自在継手用ブーツ１は疲労性や摩耗性、高速回転性（回転時振れ廻り性）に優れ、ブーツ１としてより一層安定した機能を発揮することができる。しかも、熱による影響が大であるこのような熱可塑性エラストマーを用いても、高温雰囲気下で安定したシール効果を長期に亘って発揮できる。
【００３４】
以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能であって、例えば、環状突部２５の数は２個に限るものではなく、１又は３個以上であってもよい。なお、微小突起２６の数が多い場合、より優れたシール効果を発揮することができる。また、突部本体２７の断面形状としても、三角形、矩形等の種々の形状のものを選択できる。環状突部２５を複数個有する場合、すべての環状突部２５が同一寸法形状であっても、異なる寸法形状であってもよく、全環状突部２５のうち任意に選択した複数個の環状突部２５のみを同一寸法形状としてもよい。また、偏平膨出部２８を有しないものであってもよい。
【００３５】
さらに、微小突起２６の断面形状としても、半円形状に限定されることなく、多角形であってもよい。すなわち、微小突起２６としては、このシール構造が使用される部位の温度下でブーツバンド１８にて締付けられた状態で圧潰して、シャフト９との密着（密接）性を高めることができる大きさや形状であればよい。
【００３６】
前記実施形態では、一対の周方向突起部２３、２４間にブーツ取付用溝２０が形成されているが、このようなブーツ取付用溝２０を省略してもよい。また、ブーツ取付用溝２０を設ける場合、その断面形状を、半円形状、三角形状、台形状、矩形状等の種々のものを採用することができる。
【００３７】
ブーツ材料は、疲労性や摩耗性等の耐久性、耐熱老化性、耐油性等に優れる熱可塑性エラストマーが好ましいが、クロロプレン等のゴム材料であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施形態を示すシール構造を使用した等速自在継手の断面図である。
【図２】前記等速自在継手用ブーツの要部拡大断面図である。
【図３】前記等速自在継手のシール構造の拡大断面図である。
【図４】従来のシール構造を使用した等速自在継手の断面図である。
【図５】従来の等速自在継手のシール構造の拡大断面図である。
【図６】他の従来の等速自在継手のシール構造の拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３９】
１     等速自在継手用ブーツ
６     内輪
９     シャフト
１１   小径部
１８   ブーツバンド
２３   周方向突起部
２４   周方向突起部
２５   環状突部
２６   微小突起
２７   突部本体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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