(57)【要約】【課題】作動角が大きい時の圧縮側において第１谷部がジョイントアウターレースの外周側へずれ落ちるのを確実に防止する。【解決手段】第１筒部と第１谷部との境界には第１筒部の肩部１１から第１谷部３０に向かって傾斜する傾斜面１２をもつテーパ部１３をもち、テーパ部１３の肉厚ｔ１と肩部の肉厚ｔ２とがｔ１≦ｔ２の関係にあり、肩部１１の外径ｄ１と第１谷部３０の外径ｄ２との比ｄ１／ｄ２が　１．１〜　１．３の範囲にあり、かつ傾斜面１２と肩部１１の外周表面とのなす角度θが３０〜５５゜である。上記関係を全て満足する形状とすることで、第１谷部３０がジョイントアウターレースの外周側へずれ落ちるのを確実に防止することができ、耐久性が向上する。【選択図】　図２
2004125008.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径の第１筒部と、該第１筒部と離間して同軸的に配置され該第１筒部より小径でシャフトに保持される第２筒部と、該第１筒部と該第２筒部を一体的に連結する略円錐台形状の蛇腹部と、よりなる等速ジョイント用ブーツにおいて、
該蛇腹部は該第１筒部側から順に第１谷部，第１山部，第２谷部，第２山部，第３谷部，第３山部，第４谷部・・・と谷部と山部とが交互に連続してなり、
該第１筒部と該第１谷部との境界には該第１筒部の肩部から該第１谷部に向かって傾斜する傾斜面をもつテーパ部をもち、
該テーパ部の肉厚ｔ１と該肩部の肉厚ｔ２とがｔ１≦ｔ２の関係にあり、該肩部の外径ｄ１と該第１谷部の外径ｄ２との比ｄ１／ｄ２が　１．１〜　１．３の範囲にあり、かつ該傾斜面と該肩部の外周表面とのなす角度θが３０〜５５゜であ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】
【発明の属する技術分野】
本発明は、前輪駆動車のドライブシャフト用ジョイントなどに不可欠な等速ジョイントに被覆され、等速ジョイントのジョイント部への水や埃の侵入を阻止するブーツに関する。
【０００２】
【従来の技術】
等速ジョイントのジョイント部は従来より蛇腹形状のブーツで覆われ、水や埃の侵入を阻止することによって大角度で滑らかな回転が維持されている。この等速ジョイント用ブーツは、ジョイントアウターレースなどに保持される大径の第１筒部と、第１筒部より小径でシャフトに保持される第２筒部と、第１筒部と第２筒部を一体的に連結する略円錐台形状の蛇腹部とから構成されている。そして使用時には、ジョイントアウターレースなどとシャフトのなす角度の変化に応じて蛇腹部が変形するため、その作動角が大きくなってもブーツによってジョイント部を確実にシールすることができる。
【０００３】
従来の等速ジョイント用ブーツは、ジョイントアウターレースなどの中心軸とシャフトの中心軸とのなす作動角の変化への追従を容易とし、蛇腹部に発生する応力を小さくするために、蛇腹部の山部の外径が比較的大型に形成されている。ところが近年、自動車の軽量化が求められ、車体サイズのコンパクト化に伴って等速ジョイント用ブーツにも形状のコンパクト化が求められている。
【０００４】
このようなコンパクトなブーツとしては、ジョイントアウターレースに嵌着される大径リング部と、シャフトに嵌着される小径リング部と、両リング部間に介在する蛇腹部とからなり、蛇腹部は大径リング部から順に第１谷部，第１山部，第２谷部，第２山部・・と谷部及び山部が交互に連続したものが知られている。
【０００５】
ところがこのようなブーツでは、作動角が大きい時の圧縮側において、大径リング部の第１谷部に連接する肩部と第２山部との間に第１山部が挟まれて押圧されるため、第１山部の頂部付近の摩耗が促進されやすいという問題があった。また大径リング部の第１谷部に連接する肩部は一般にＲ（曲面）となっているが、作動角が大きい時の圧縮側において肩部と第１山部とが圧接したときの接触面積が小さいために、面圧が大きくなって肩部１１が外側に押し出され、その結果、図４に示すように、第１谷部３０がジョイントアウターレース５の外周側へずれ落ちる場合があった。
【０００６】
このようになると、ジョイントアウターレース５に大径リング部を嵌着している金属バンド４に対する肩部１１の曲折量が大きくなり、金属バンド４の周囲で亀裂が発生する恐れもある。特に小型ＣＶＪ用のブーツでは、ジョイントアウターレース５の径が小さいために、この問題が発生しやすい。
【０００７】
また肩部は蛇腹部に比べて変形しにくいため、作動角が大きい時の圧縮側において各山部が肩部で押し上げられる状態となり、第１山部の接触面圧が上昇するとともに蛇腹部に作用する応力も増大し、耐久性が低下する恐れもあった。
【０００８】
そこで実公平０３−０２８１８９号公報あるいは特開平０９−０９６３１８号公報には、肩部を面取り形状とした等速ジョイント用ブーツが開示されている。このような面取り部を形成することで、肩部と第１山部とが圧接したときの接触面積が大きくなり、接触面圧が低下するため、上記不具合の発生を未然に防止することができる。
【０００９】
【特許文献１】実公平０３−０２８１８９号
【特許文献２】特開平０９−０９６３１８号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記公報に記載されたブーツにおいても、作動角が大きい時の圧縮側において第１谷部がジョイントアウターレースの外周側へずれ落ちる場合があり、耐久性が低下する場合があった。
【００１１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、作動角が大きい時の圧縮側において第１谷部がジョイントアウターレースの外周側へずれ落ちるのを確実に防止し、耐久性を向上させることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の等速ジョイント用ブーツの特徴は、大径の第１筒部と、第１筒部と離間して同軸的に配置され該第１筒部より小径でシャフトに保持される第２筒部と、第１筒部と第２筒部を一体的に連結する略円錐台形状の蛇腹部と、よりなる等速ジョイント用ブーツにおいて、
蛇腹部は第１筒部側から順に第１谷部，第１山部，第２谷部，第２山部，第３谷部，第３山部，第４谷部・・・と谷部と山部とが交互に連続してなり、
第１筒部と第１谷部との境界には第１筒部の肩部から第１谷部に向かって傾斜する傾斜面をもつテーパ部をもち、
テーパ部の肉厚ｔ１と肩部の肉厚ｔ２とがｔ１≦ｔ２の関係にあり、肩部の外径ｄ１と第１谷部の外径ｄ２との比ｄ１／ｄ２が　１．１〜　１．３の範囲にあり、かつ傾斜面と肩部の外周表面とのなす角度θが３０〜５５゜であることにある。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本願発明者は、第１筒部（大径リング部）の肩部に面取り部をもつブーツにおいて、面取り部及びその近傍の部分の形状と、作動角が大きい場合に第１谷部がジョイントアウターレースの外周側へずれ落ちる不具合の発生率との関係を鋭意研究した。その結果、少なくとも３つの因子が大きく影響していることを見出し、その３つの因子を最適化することによって本発明を完成した。
【００１４】
すなわち本発明の等速ジョイント用ブーツの蛇腹部は、第１筒部の肩部から第１谷部に向かって傾斜する傾斜面をもつテーパ部をもち、テーパ部の肉厚ｔ１と肩部の肉厚ｔ２とがｔ１≦ｔ２の関係にあり、肩部の外径ｄ１と第１谷部の外径ｄ２との比ｄ１／ｄ２が　１．１〜　１．３の範囲にあり、かつ傾斜面と肩部の外周表面とのなす角度θが３０〜５５゜である。これらの関係が一つでも満足されないと、作動角が大きい場合に第１谷部がジョイントアウターレースの外周側へずれ落ちる不具合が発生する場合がある。
【００１５】
上記した構成以外においては、本発明の等速ジョイント用ブーツは従来と同様に構成することができる。その材質としてはＴＰＥ，ＴＰＯなどの熱可塑性エラストマーなどが用いられ、ブロー成形法あるいは射出ブロー成形法にて製造することができる。
【００１６】
【実施例】
以下、試験例により本発明を具体的に説明する。
【００１７】
図１に本発明の等速ジョイント用ブーツの半部断面で示す正面図を、図２に図１の丸で囲まれた部分の拡大図を示す。この等速ジョイント用ブーツは、第１筒部１と、第１筒部１より小径の第２筒部２と、第１筒部１と第２筒部２を一体的に連結する略円錐台形状の蛇腹部３とから構成され、第１筒部１及び蛇腹部３は熱可塑性エラストマーからブロー成形により形成され、第２筒部２は熱可塑性エラストマーから射出成形により蛇腹部３と一体的に製造されている。
【００１８】
第１筒部１，第２筒部２及び蛇腹部３は、負荷が作用しない状態において、それぞれ中心軸Ｌに対して同軸に位置している。また蛇腹部３は、第１筒部１側から順に第１谷部３０、第１山部３１、第２谷部３２、第２山部３３、第３谷部３４、第３山部３５、第４谷部３６、第４山部３７・・・と、山部及び谷部が交互に形成されている。
【００１９】
第１筒部１及び第２筒部２の外周表面には、金属バンド又はクランプが係合するクランプ溝１０，２０が形成され、第１筒部１の第１谷部３０側の端部には、中心軸Ｌと平行な円柱表面をもつ肩部１１が形成されている。そして肩部１１の端部から第１谷部３０に連接する部分には、肩部１１から第１谷部３０に向かって傾斜する傾斜面１２をもつ円錐台形状のテーパ部１３が形成されている。
【００２０】
ここで図２に拡大して示すように、テーパ部１３の肉厚をｔ１とし、肩部１１の肉厚をｔ２とする。また肩部１１の外径をｄ１とし、第１谷部３０の外径をｄ２とする。さらに傾斜面１２と肩部１１の外周表面とのなす角度をθとする。
【００２１】
表１に示すように、ｔ１，ｔ２，ｄ１，ｄ２及びθが種々異なる等速ジョイント用ブーツを作製し、作動角が大きい条件で用いた場合の変形状態をＦＥＡにて解析した。そして図３に示すように第１谷部３０がジョイントアウターレース５の内周側に位置する場合を○と評価し、図４に示すように第１谷部３０がジョイントアウターレース５の外周側にずれているものを×と評価して、結果を表１に合わせて示す。
【００２２】
×と評価されたものでは、図４に示すように第１谷部３０がジョイントアウターレース５の外周側にずり落ちている。そのため金属バンド４に対する肩部１１の曲折量が大きく、金属バンド４の周囲で亀裂が発生する恐れがある。また各山部が肩部１１で押し上げられる状態となり、第１山部３１の接触面圧が上昇するとともに蛇腹部３に作用する応力も増大し、耐久性が低下する。
【００２３】
しかし○と評価されたものでは、図３に示すように第１谷部３０がジョイントアウターレース５の内周側に位置し、ジョイントアウターレース５の座面内に位置している。そのため金属バンド４に対する肩部１１の曲折量も小さく、金属バンド４の周囲で亀裂が発生するような不具合が防止されている。さらに図４の場合に比べて蛇腹部３に作用する応力が小さいので、耐久性も向上する。
【００２４】
【表１】
2004125008.tif 000003
【００２５】
表１より、ｔ１≦ｔ２，ｄ１／ｄ２＝　１．１〜　１．３，θ＝３０〜５５゜の三つの条件を全て満足するものが○と評価されていることがわかる。すなわち作動角が大きい時の圧縮側において、第１谷部３０がジョイントアウターレースの外周側へずれ落ちる現象には、ｔ１とｔ２の関係，ｄ１／ｄ２及び角度θの３つの因子が大きく影響し、これらを本願発明の範囲とすることでこの不具合を確実に防止できることが明らかである。
【００２６】
【発明の効果】
すなわち本発明の等速ジョイント用ブーツによれば、作動角が大きい時の圧縮側において、第１谷部３０がジョイントアウターレースの外周側へずれ落ちるのを確実に防止することができ、耐久性が大きく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の等速ジョイント用ブーツの半部断面で示す正面図である。
【図２】図１の円で囲んだ部分を拡大して示す要部拡大図である。
【図３】本発明の等速ジョイント用ブーツを作動角が大きい条件で使用した場合のＦＥＡによる解析図である。
【図４】従来の等速ジョイント用ブーツを作動角が大きい条件で使用した場合のＦＥＡによる解析図である。
【符号の説明】
１：第１筒部　　　　　　２：第２筒部　　　　　　３：蛇腹部
１０：クランプ溝　　　　　１１：肩部　　　　　　　　１２：傾斜面
１３：テーパ部　　　　　　３０：第１谷部
【図１】
2004125008.tif 000004
【図２】
2004125008.tif 000005
【図３】
2004125008.tif 000006
【図４】
2004125008.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成14年10月2日(2002.10.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2004125008.tif 000008
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図２】
2004125008.tif 000009
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図３】
2004125008.tif 000010
【手続補正４】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図４】
2004125008.tif 000011