(57)【要約】【課題】蛇腹部の山部の最大外径が６０〜　１０７ｍｍ、蛇腹部の軸方向の長さがブーツ単品状態にて７５〜　１３０ｍｍであるコンパクト化されたブーツにおいて、耐疲労性を向上させ長寿命化を図る。【解決手段】蛇腹部３の谷部の底部には径方向外方へ開口する断面Ｕ字状のリング溝４を有し、リング溝４の幅をｗ，深さをｄ，底部の肉厚をｔとしたとき、ｗ／ｄ≦　１．０，０．４ｍｍ　≦ｗ≦　０．９ｍｍ，０．５ｍｍ　≦ｄ≦　１．８ｍｍ，０．７ｍｍ　≦ｔ≦　１．２ｍｍの関係が全て満たされる形状とした。これにより圧縮時に谷部に作用する応力を低減することができ、皺の発生が防止され耐疲労性が向上する。【選択図】　図２
2004060848.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフトに保持される小径筒部と、該小径筒部と離間して同軸的に配置され該小径筒部より大径の大径筒部と、該小径筒部と該大径筒部を一体的に連結し山部と谷部が交互に連続する略円錐台形状の蛇腹部と、よりなりブロー成形にて製造される等速ジョイント用ブーツにおいて、
該蛇腹部の該山部の最大外径が６０〜　１０７ｍｍ、該蛇腹部の軸方向の長さがブーツ単品状態にて７５〜　１３０ｍｍであるコンパクトな形状をなし、
該蛇腹部の少なくとも一つの該谷部の底部には径方向外方へ開口する断面Ｕ字状のリング溝を有し、該リング溝の幅をｗ，深さをｄ，底部の肉厚をｔとしたとき、下記の４つの寸法関係を全て満たすことを特徴とする等速ジョイント用ブーツ。
（１）ｗ／ｄ≦　１．０
（２）０．４ｍｍ　≦ｗ≦　０．９ｍｍ
（３）０．５ｍｍ　≦ｄ≦　１．８ｍｍ
（４）０．７ｍｍ　≦ｔ≦　１．２ｍｍ
【請求項２】
ｗ／ｄ＜０．８５である請求項１に記載の等速ジョイント用ブーツ。
【請求項３】
ｔ／ｄ≦　１．４である請求項１に記載の等速ジョイント用ブーツ。
【請求項４】
０．９ｍｍ　≦ｄである請求項１に記載の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大径筒部と、大径筒部より小径でシャフトに保持される小径筒部と、大径筒部と小径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（ジョイント角）の変化に応じて蛇腹部が変形するため、その角度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】
このブーツは射出成形でも製造できるが、成形サイクル、作り易さなどからブロー成形により製造するのが望ましい。ブロー成形では、型面の凹凸によって成形品の肉厚が必然的に異なり、型面の凹部では肉厚が薄く凸部では肉厚が厚くなる。そのため蛇腹部をもつブーツをブロー成形で製造した場合には、山部（型面が凹形状）では肉厚が薄くなり、谷部（型面が凸形状）では肉厚が厚くなる。
【０００４】
ところで近年、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。等速ジョイント用ブーツのコンパクト化には、全長を一定とするという前提の元では、蛇腹部の外径（山部の外径）を縮小することが必要不可欠である。一方、蛇腹部の内径（谷部の内径）は、シャフト干渉など種々の規制により縮小することが困難である。しかし蛇腹部の外径を縮小するとその分山部の膜長が短くなり、剛性が高くなって、蛇腹部の変位量と発生する応力を従来と同等に維持することが困難となる。
【０００５】
そこで特開２００１−０６５５９４号公報などには、蛇腹部の形状を工夫することでコンパクト化を達成し、蛇腹部の変位量と発生する応力を従来と同等に維持した等速ジョイント用ブーツが記載されている。
【０００６】
ところが、コンパクト化されブロー成形で製造されたブーツに対して広角度回転耐久試験を行うと、谷部の肉厚が厚いために蛇腹部の折り畳み性が悪化し、谷部に作用する応力が増大して谷部の表面に皺が発生するという問題があった。このような皺は亀裂の発生の原因となり、寿命が短くなってしまう。
【０００７】
一方、特開平０７−２２４９３５号公報には、谷部にＵ字形状の環状溝を形成し、溝幅（ｗ）と溝深さ（ｄ）との比（ｗ／ｄ）を０．８５〜　２．０とし、かつ、谷部の肉厚（ｔ）と溝深さ（ｄ）との比（ｔ／ｄ）を　１．２以下とした蛇腹部をもつ継手用ブーツが記載されている。このような環状溝を有することにより、耐疲労性が向上し長寿命化を図ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが上記公報に記載の技術をコンパクト化されたブーツに適用しようとしても、環状溝の幅（ｗ）が大きすぎるために形状が成立せず設計が困難であった。
【０００９】
また上記公報に開示の技術は、耐疲労性能として目標値２万５０００回以上（実効値として２６，０００回〜　１６０，０００回）を目指すものである。しかし近年では、より広角度及び高温における耐久性の向上とコンパクト化が求められ、上記公報に開示の技術ではこのような要求に応え得る性能を確保することは困難であった。
【００１０】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、コンパクト化されたブーツにおいて、耐疲労性をさらに向上させ長寿命化を図ることを目的とする。
【００１１】
【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、シャフトに保持される小径筒部と、小径筒部と離間して同軸的に配置され小径筒部より大径の大径筒部と、小径筒部と大径筒部を一体的に連結し山部と谷部が交互に連続する略円錐台形状の蛇腹部と、よりなりブロー成形にて製造される等速ジョイント用ブーツにおいて、
蛇腹部の山部の最大外径が６０〜　１０７ｍｍ、蛇腹部の軸方向の長さがブーツ単品状態にて７５〜　１３０ｍｍであるコンパクトな形状をなし、
蛇腹部の少なくとも一つの谷部の底部には径方向外方へ開口する断面Ｕ字状のリング溝を有し、リング溝の幅をｗ，深さをｄ，底部の肉厚をｔとしたとき、下記の４つの寸法関係を全て満たすことにある。
【００１２】
（１）ｗ／ｄ≦　１．０
（２）０．４ｍｍ　≦ｗ≦　０．９ｍｍ
（３）０．５ｍｍ　≦ｄ≦　１．８ｍｍ
（４）０．７ｍｍ　≦ｔ≦　１．２ｍｍ
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明は、蛇腹部の山部の最大外径が６０〜　１０７ｍｍ、蛇腹部の軸方向の長さがブーツ単品状態にて７５〜　１３０ｍｍであるコンパクトな形状の等速ジョイント用ブーツに適用される。
【００１４】
そして本発明のブーツでは、蛇腹部の少なくとも一つの谷部の底部には径方向外方へ開口する断面Ｕ字状のリング溝を有し、リング溝の幅をｗ，深さをｄ，底部の肉厚をｔとしたとき、下記の４つの寸法関係を全て満たしている。
【００１５】
（１）ｗ／ｄ≦　１．０
（２）０．４ｍｍ　≦ｗ≦　０．９ｍｍ
（３）０．５ｍｍ　≦ｄ≦　１．８ｍｍ
（４）０．７ｍｍ　≦ｔ≦　１．２ｍｍ
これにより圧縮時に谷部に作用する応力を低減することができ、皺の発生が防止され耐疲労性が向上する。上記４つの寸法関係のうち一つでも記載の範囲から外れた場合には、耐疲労性が満足されない。なおリング溝は少なくとも一つの谷部の底部に形成すればよいが、少なくとも大径筒部側の第１谷部に形成することが望ましい。もちろん、全ての谷部に形成することもできる。
【００１６】
幅と深さの比（ｗ／ｄ）が　１．０を超えると、谷部に発生する応力が過大となり耐疲労性が低下する。比（ｗ／ｄ）は０．８５未満であることがさらに好ましい。
【００１７】
リング溝の幅（ｗ）を　０．４ｍｍ〜　０．９ｍｍとすることにより、蛇腹部の圧縮側ではリング溝の互いに対向する側壁が早期に当接する。したがってそれ以上はリング溝が圧縮されないので、リング溝の底部（谷部）に作用する応力を低減することができる。幅（ｗ）が　０．９ｍｍを超えるとこの作用が奏されず、谷部に発生する応力が過大となり耐疲労性が低下する。また幅（ｗ）が　０．４ｍｍ未満ではリング溝を形成した効果が得られず、また金型の型面に厚さ　０．４ｍｍ未満の突条を形成しなければならないため金型寿命が低下する。
【００１８】
リング溝の深さ（ｄ）が　１．８ｍｍを超えると、ブロー成形時に谷部にパリソンが接触してからの引き伸ばし量が大きくなり、その結果としてブーツ谷部の肉厚が薄くなりすぎて強度が不足するおそれがある。また深さ（ｄ）が　０．５ｍｍより浅くなると、リング溝を形成した効果が得られない。深さ（ｄ）は少なくとも　０．９ｍｍ以上であることがさらに望ましい。
【００１９】
リング溝の底部の肉厚（ｔ）が　１．２ｍｍを超えると、谷部に作用する応力を低減できずリング溝を形成した効果が得られない。また肉厚（ｔ）が　０．７ｍｍより薄くなると、強度が不足する。
【００２０】
さらに、肉厚と深さの比（ｔ／ｄ）が　１．４以下であることが好ましい。比（ｔ／ｄ）を　１．４以下とすることで、谷部に作用する応力をさらに低減することができる。
【００２１】
本発明の等速ジョイント用ブーツは、ＴＰＥ，ＴＰＯなどの熱可塑性エラストマーなどから製造することができる。少なくとも蛇腹部は、水との親和性が高く摩擦係数が小さな化合物を含みその化合物が表面に滲出可能な熱可塑性エラストマーから形成されていることが望ましい。このような樹脂から形成することにより、配合された化合物が蛇腹部表面に滲出する。したがって山部どうしの接触面圧によって表面の水が完全に排除されることがなくなり、全体に水が介在した状態となるので、水が介在した状態での異音の発生を抑制することができる。
【００２２】
このような熱可塑性エラストマーとしては、特開平１１−１３０９５２号公報に開示された熱可塑性ポリエステルエラストマーが特に好ましい材料である。この熱可塑性ポリエステルエラストマーを用いれば、配合されたポリエーテル及び無変性ポリオレフィンの少なくとも一種が表面に滲出し、これらは水との親和性が高いため、水が介在した状態での異音の発生を抑制できる。
【００２３】
本発明の等速ジョイント用ブーツは、上記した熱可塑性エラストマーなどを原料とし、ブロー成形にて製造される。したがって、リング溝は金型の型面に形成された突条によって成形されるので、工数の増大もない。
【００２４】
【実施例】
以下、試験例により本発明を具体的に説明する。
【００２５】
図１に本実施例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の要部拡大断面図を示す。この等速ジョイント用ブーツは、断面円形の大径筒部１と、大径筒部１より小径で断面円形の小径筒部２と、大径筒部１と小径筒部２を一体的に連結する略円錐台形状の蛇腹部３とから構成されている。大径筒部１と蛇腹部３は特開平１１−１３０９５２号公報に開示された熱可塑性ポリエステルエラストマーからブロー成形により形成され、小径筒部２は蛇腹部３と同じ熱可塑性ポリエステル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。
【００２６】
蛇腹部３は、大径筒部１側から順に第１谷部１０、第１山部１１、第２谷部１２、第２山部１３、第３谷部１４、第３山部１５、第４谷部１６、第４山部１７、第５谷部１８、第５山部１９、第６谷部２０、第６山部２１が形成され、山部及び谷部が交互に形成されている。
【００２７】
それぞれの谷部には、断面Ｕ字状のリング溝４が形成されている。このリング溝４は、互いに平行に対向する一対の側壁面４０と、一対の側壁面４０の間で断面が円弧状に形成された底面４１とで構成され、幅（ｗ），深さ（ｄ），底部の肉厚（ｔ）の３要素を備えている。
【００２８】
また各寸法は以下のとおりであり、コンパクトな形状の等速ジョイント用ブーツとなっている。
【００２９】
大径筒部１の最大外径：８６ｍｍ、小径筒部２の最大外径：３０ｍｍ、山部の最大外径：９０ｍｍ、谷部の最大外径：６０ｍｍ、蛇腹部３の軸方向長さ：９５ｍｍ、蛇腹部３の平均肉厚：１ｍｍ
上記３要素（ｗ，ｄ，ｔ）をそれぞれ複数水準取り、それぞれ表１のように組み合わせて各ブーツを形成した。そしてＦＥＭ（有限要素法）によって、圧縮側における各谷部に作用する応力を算出し、その最大値を表１に示す。またその最大応力値を３要素（ｗ，ｄ，ｔ）及びｗ／ｄ，ｔ／ｄについて整理したグラフを図３〜７に示す。
【００３０】
さらに各ブーツについて、ベンチにて広角度回転耐久試験を行い、亀裂が発生するまでの回転数（寿命）を測定した結果を表１に示す。
【００３１】
【表１】
2004060848.tif 000003
【００３２】
図３〜７より、３要素（ｗ，ｄ，ｔ）及びｗ／ｄ，ｔ／ｄの値と最大応力値にはそれぞれ相関関係があると認められ、特にｗ及びｗ／ｄの要素が高い相関を示している。また３要素（ｗ，ｄ，ｔ）について相関係数を算出した結果、ｗ：０．９５，ｔ：０．８１，ｄ：−０．７８　であり、幅（ｗ）が特に高い相関を示していた。
【００３３】
そして表１及び図３〜７より、
（１）ｗ／ｄ≦　１．０
（２）０．４ｍｍ　≦ｗ≦　０．９ｍｍ
（３）０．５ｍｍ　≦ｄ≦　１．８ｍｍ
（４）０．７ｍｍ　≦ｔ≦　１．２ｍｍ
を全て満足する場合には、最大応力値が　１４ＭＰａ以下となり、寿命も１０万回以上となることが明らかである。
【００３４】
そして上記範囲においてさらにｗ／ｄ＜０．８５であれば、最大応力値が　１２ＭＰａ未満となり、寿命も２６万回以上となる。上記範囲においてさらにｔ／ｄ≦　１．４であれば、最大応力値が　１０ＭＰａ未満となり、寿命も８０万回以上となる。上記範囲においてさらに０．９ｍｍ　≦ｄであれば、最大応力値をより小さくでき、寿命も向上している。
【００３５】
【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、コンパクトな形状でありながら耐疲労性に優れ、長寿命とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のブーツの半部断面で示す正面図である。
【図２】図１の要部拡大断面図である。
【図３】リング溝の幅（ｗ）と最大応力値との関係を示すグラフである。
【図４】リング溝の深さ（ｄ）と最大応力値との関係を示すグラフである。
【図５】リング溝の底部の肉厚（ｔ）と最大応力値との関係を示すグラフである。
【図６】幅と深さの比（ｗ／ｄ）と最大応力値との関係を示すグラフである。
【図７】肉厚と深さの比（ｔ／ｄ）と最大応力値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１：大径筒部　　　　２：小径筒部　　　　　３：蛇腹部
４：リング溝
【図１】
2004060848.tif 000004
【図２】
2004060848.tif 000005
【図３】
2004060848.tif 000006
【図４】
2004060848.tif 000007
【図５】
2004060848.tif 000008
【図６】
2004060848.tif 000009
【図７】
2004060848.tif 000010