(57)【要約】【課題】シール性の良好な等速ジョイント用ブーツのシール構造を提供する。【解決手段】大径取付部３の外周面３ｄの周方向に設けられた溝部５と、を備えるブーツ１と、大径取付部３の外周面３ｄに取り付けられ、外周面３ｄとほぼ同形状の内周面を有する環状のアダプター２０と、を有し、アダプター２０の内周面２１の周方向に設けられた突起部２２ａが、溝部５を付勢する。【選択図】  図１
2005023989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
谷部と山部とが反復的に連続して形成された伸縮可能な筒状の蛇腹部と、
前記蛇腹部の一端に設けられた、相対移動する２部材の一方を取り付ける小径取付部と、
前記蛇腹部の他端に設けられた、前記２部材の他方又は該他方の部材を収納するケースを取り付ける非円形の内周面を有する大径取付部と、
前記大径取付部の外周面の周方向に設けられた溝部と、を備えるブーツと、
前記大径取付部の外周面に取り付けられ、該外周面とほぼ同形状の内周面を有する環状のアダプターと、を有し、
前記アダプターの内周面の周方向に設けられた突起部が、前記溝部を付勢することを特徴とする等速ジョイント用ブーツのシール構造。
【請求項２】
前記アダプターの外周面を締め代を持ったバンドにより締め付けることを特徴とする請求項１に記載の等速ジョイント用ブーツのシール構造。
【請求項３】
前記突起部の高さをｈ１［ｍｍ］、前記溝部の深さをｈ２［ｍｍ］、前記大径取付部の肉厚をｄ［ｍｍ］、前記バンドの締め代をｓ［ｍｍ］とすると、ｈ２≦ｈ１、かつ、ｓ＜ｄ−ｈ１≦ｄ−ｈ２であることを特徴とする請求項２に記載の等速ジョイント用ブーツのシール構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可動機構部を保護するためのブーツを用いたシール構造に関し、特に、自動車や産業機械における等速ジョイント（等速自在継手）の可動機構部を保護するためのブーツを用いた等速ジョイント用ブーツのシール構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のブーツとしては、伸縮変形自在な蛇腹部と、この蛇腹部の軸方向一端に形成された大径の環状の取付部と、軸方向他端に形成された小径の環状の取付部とを有し、熱可塑性エラストマー等の材料を用いてブロー成形により成形されたものがある。
【０００３】
この種のブーツは、大径側の取付部が相対的に移動可能な２部材のうちの一方の軸側の端部外周面にクランプにより締め付け固定されると共に、小径側の取付部が他方の軸の外周面にもう一つのクランプで締め付け固定される。
【０００４】
そしてこれによって、２部材間の相対移動にともない蛇腹部が柔軟に変形しながら、２部材間の可動機構部に外部から異物が侵入するのを防止すると共に、該可動機構部に充填した潤滑用のグリース等が外部へ漏洩するのを防止するものである。
【０００５】
また、自動車の駆動伝達に使用される等速ジョイントを保護する場合、ブーツが取り付けられるケースの形状が円筒形でなく異形（トリポード）形状の場合もある。その場合、図１２に示すように、ブーツ１０１をトリポード形状を有するケース（不図示）に取り付けるために、円形の外周面１１１と、ケース取り付け部のトリポード形状に対応した凸部１１２が形成された内周面１１３と、を備えた軸受筒１１０を、ブーツ１０１本体とは別に作製する。そして、軸受筒１１０をブーツ１０１の内側にはめ込み、更にケースに装着することで、等速ジョイントの可動機構部を被覆保護する構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
米国特許第６４０２９９９号明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【０００８】
すなわち、ブーツの取り付け部がトリポード形状の場合、ブーツをケースに取り付けた状態で締め付け具等を用いて組み付けると、ブーツ及びケースの取り付け部が互いに円形でないため、締め付け力が均等に取り付け部に伝わらない。そのため、ブーツとケースの間に非接触な領域が発生し十分なシール性を満足できずに、そこからグリースが漏れるおそれがあった。
【０００９】
本発明は上記の従来技術の課題を鑑みなされたもので、その目的とするところは、シール性の良好な等速ジョイント用ブーツのシール構造（装置）を提供することである。
【００１０】
【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にあっては、
谷部と山部とが反復的に連続して形成された伸縮可能な筒状の蛇腹部と、
前記蛇腹部の一端に設けられた、相対移動する２部材の一方を取り付ける小径取付部と、
前記蛇腹部の他端に設けられた、前記２部材の他方又は該他方の部材を収納するケースを取り付ける非円形の内周面を有する大径取付部と、
前記大径取付部の外周面の周方向に設けられた溝部と、を備えるブーツと、
前記大径取付部の外周面に取り付けられ、該外周面とほぼ同形状の内周面を有する環状のアダプターと、を有し、
前記アダプターの内周面の周方向に設けられた突起部が、前記溝部を付勢することを特徴とする。
【００１１】
このように構成することにより、ブーツに他方の部材又はケースを取り付ける場合に、互いに非接触となり易い領域においても、突起部に付勢された溝部と対応するブーツの内周面がより確実に他方の部材又はケースの外周面に接触し、良好なシール性を発揮する。
【００１２】
前記アダプターの外周面を締め代を持ったバンドにより締め付けることが好適である。
【００１３】
このように構成することにより、アダプター以外の部材に締め代を持たせることができ、アダプターの材料の選択が広がりコストの低減に寄与する。
【００１４】
前記突起部の高さをｈ１［ｍｍ］、前記溝部の深さをｈ２［ｍｍ］、前記大径取付部の肉厚をｄ［ｍｍ］、前記バンドの締め代をｓ［ｍｍ］とすると、ｈ２≦ｈ１、かつ、ｓ＜ｄ−ｈ１≦ｄ−ｈ２であることが好適である。
【００１５】
ｈ１＜ｈ２では突起部が溝部を付勢することができず、ｓ＞ｄ−ｈ１、あるいは、ｓ＞ｄ−ｈ２では、締め代ｓが大きく、締め付け力の増大により大径取付部の薄肉部が破ける可能性があるからである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【００１７】
はじめに、図２〜図６を参照して本実施の形態に係るブーツ及びそれを用いた等速ジョイント用ブーツのシール構造を説明する。図２は、本実施の形態に係るブーツをケースに装着した状態を示す外観斜視図である。
【００１８】
本実施の形態に係る等速ジョイント用ブーツのシール構造（以下、シール構造という。）は、ブーツ１と、ブーツ１の大径部の外周に取り付けられる環状のアダプター２０と、から構成される。そして、ブーツ１は、アダプター２０が取り付けられた状態で、相対的に移動可能な２部材のうちの一方の軸部を収納するケース４０の開口部の外周にはめ込まれ、バンド３０によりケース４０に固定される。
【００１９】
図３は、本実施の形態に係るブーツの外観斜視図、図４（ａ）は、本実施の形態に係るブーツの縦断面図、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。
【００２０】
図３、図４に示すように、ブーツ１は、谷部２ａと山部２ｂが軸方向に反復的に連続して形成された伸縮変形可能な筒状の蛇腹部２と、この蛇腹部２の軸方向一端に、相対移動する２部材の一方を取り付けるために形成された環状の小径取付部４と、蛇腹部２の軸方向他端に設けられた、前記２部材の他方又は該他方の部材を収納するケース４０を取り付ける非円形（トリポード形状）の内周面を有する環状の大径取付部３とを有し、熱可塑性材料として熱可塑性エラストマー等でブロー成形により成形されたものである。
【００２１】
大径取付部３は、円弧部３ａと、ブーツ内側に窪んだ凹部３ｂとをそれぞれ複数備え、その円弧部３ａと凹部３ｂとの間には変曲点の集合である境界３ｃが形成されている。また、深さがｈ２の２本の溝部５が、円弧部３ａと凹部３ｂの外周が連なって形成される第１の外周面３ｄの周方向に全周にわたり設けられている。また、円弧部３ａと凹部３ｂの内周が連なって形成される第１の内周面３ｅは、溝部５に外部から力が加わっていない状態ではほぼ平滑である。また、大径取付部３の溝部５以外の肉厚ｄは全周にわたりほぼ均一となっている。
【００２２】
なお、熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラストマー、ポリオレフィン系エラストマー及びポリアミド系エラストマー等が好適である。
【００２３】
図５は、本実施の形態に係るアダプターの外観斜視図、図６（ａ）は、本実施の形態に係るアダプター２０の縦断面図、図６（ｂ）は、図６（ａ）に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【００２４】
図５、図６に示すように、アダプター２０は、略円形の第２の外周面２１と、大径取付部３の第１の外周面３ｄと同形状の非円形（トリポード形状）の第２の内周面２２と、を有する環状の部材である。第２の内周面２２には、高さがｈ１の２本の突起部２２ａが周方向にほぼ全周にわたり設けられている。
【００２５】
次に、ブーツ１にアダプター２０を取り付けた状態について説明する。図１（ａ）は、本実施の形態に係るブーツにアダプターを取り付けた状態を示す縦断面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すＣ−Ｃ線断面図である。
【００２６】
図１に示すように、アダプター２０に設けられた突起部２２ａは、ブーツ１にアダプター２０を取り付けた状態で、ブーツ１に設けられた溝部５に入り込むようにアダプター２０の第２の内周面２２に配置されている。また、突起部２２ａの高さｈ１は、溝部５の深さｈ２と同じ若しくは大きくなるよう形成されている。
【００２７】
そして、ブーツ１を図２に示すケース４０に取り付け、アダプター２０の第２の外周面２１を締め代ｓを持ったバンド３０により固定することで、突起部２２ａが溝部５を押し、ブーツ１の第１の内周面３ｅにシール部３ｆが全周にわたり形成される。
【００２８】
そのため、ケース４０の外周部にブーツ１を取り付け、密封した場合、シール部３ｆにより、内部に充填したグリースが漏れるのを防ぐことができる。
【００２９】
なお、大径取付部３の最も薄い部分の厚さｔは、肉厚をｄ、溝部５の深さをｈ２とすると、ｔ＝ｄ−ｈ２で求められる。この時、締め代ｓがｔより大きく設定されていると、ブーツ１の大径取付部３が締め付けにより薄くなりすぎ破れる可能性がある。従って、
【数１】
2005023989.tif 000003
であることが好ましい。
【００３０】
同様に、高さｈ１の突起部２２ａが、変形せずに大径取付部３を内側に付勢すると、大径取付部３の最も薄い部分の厚さｔは、ｔ＝ｄ−ｈ１で求められる。この時、締め代ｓがｔより大きく設定されていると、ブーツ１の大径取付部３が締め付けにより薄くなりすぎ破れる可能性がある。従って、
【数２】
2005023989.tif 000004
であることが好ましい。
【００３１】
また、トリポード形状の開口部を有するケース４０に、同様なトリポード形状を有する大径取付部３を取り付ける場合、図４に示すように、ブーツ１の軸方向に向かって直線上に形成された境界３ｃは、ケース４０の取り付け面に対して非接触となり易い。
【００３２】
しかし、本実施の形態に係るシール構造Ｘを用いることで、シール部３ｆにより、ケース４０の取り付け面とブーツ１の第１の内周面３ｅとの間に形成される、ブーツ軸方向への連続的な非接触面が減少、消滅し、接触面となる。
【００３３】
そのため、ケース４０の外周部にトリポード形状の大径取付部３を取り付け、密封した場合でも、シール部３ｆにより、内部に充填したグリースが非接触面を経由して漏れるのを防ぐことができる。
【００３４】
また、図１２に示すようなブーツの内周にトリポード形状の別部材を取り付け、そのブーツを相手部材に取り付けた場合は、シール部が２面となるのに対して、本実施の形態に係るシール構造Ｘは、ブーツ１の外周にアダプター２０を取り付けているために、シール部が１面で済み、グリース漏れに対してより効果がある。
【００３５】
なお、本実施の形態では、ケース４０にブーツ１を固定するためにバンド３０を用いているが、必ずしもこの方法に限定されるわけでなく、例えばアダプター２０自体の緊迫力を利用できるようにアダプター２０の材質を選択しても良い。
【００３６】
また、ブーツに設ける溝部及びアダプターに設ける突起部の数は、それぞれ２つに限られるものでなく、取り付け部の形状を考慮して１つ若しくは３つ以上でもかまわない。
【００３７】
次に、本実施の形態に係るシール構造の場合のように、ブーツの外周に設けられた溝部をアダプターに設けられた突起部で付勢することで、上記効果が十分得られることについて実施例を参照しながら詳しく説明する。
【００３８】
【実施例】
以下の実施例１、実施例２及び比較例１に示す条件で、ＦＥＭ解析（有限要素解析）により、図７（ａ）に示すように、大径取付部３の円弧部３ａと凹部３ｂの間に形成された境界３ｃ近傍の内周面３ｅの接触圧力分布を求めた。図７（ｂ）は、接触圧力分布の出力位置を示す模式図であり、図８は、図７（ｂ）に示す原点から頂部及び谷部を周方向に面圧をサンプリングした面圧変化を示すグラフの一例である。従って、図８（ａ）に示す面圧が０の位置である非接触部が谷部でも頂部でも存在するとグリースが漏れやすいことになる。逆に、谷部か頂部のいずれかでも面圧が０の領域がなければ、グリースは漏れにくいことになる。
【００３９】
なお、頂部とは、溝部を突起部が付勢することにより大径取付部３の内周面３ｅに形成されるシール部３ｆに対応する部分であり、谷部とは、頂部と頂部の間をいう。
【００４０】
（実施例１）
本実施例では、実施の形態で述べた突起部の高さｈ１を０．４５ｍｍ、溝部の深さｈ２を０．４５ｍｍ、大径取付部の溝部以外の肉厚ｄを１．２５ｍｍとし、バンド３０の締め代ｓを０．５０ｍｍに設定しＦＥＭ解析を行った。図９（ａ）は、実施例１における接触状態を示す大径取付部内周面の一部模式図、図９（ｂ）は、頂部及び谷部の面圧分布を示すグラフである。
【００４１】
解析より、ｈ１＝ｈ２の場合、谷部において非接触領域は存在するものの、頂部においては、ほぼ全周にわたりわずかながらも接触しているため、ブーツ１の内部に充填されたグリースが境界３ｃを経由して外部に漏れ出ることはない。
【００４２】
（実施例２）
本実施例では、実施の形態で述べた突起部の高さｈ１を０．７５ｍｍ、溝部の深さｈ２を０．４５ｍｍ、大径取付部の溝部以外の肉厚ｄを１．２５ｍｍとし、バンド３０の締め代ｓを０．５０ｍｍに設定しＦＥＭ解析を行った。図１０（ａ）は、実施例２における接触状態を示す大径取付部内周面の一部模式図、図１０（ｂ）は、頂部及び谷部の面圧分布を示すグラフである。
【００４３】
解析より、ｈ１＞ｈ２の場合、谷部においてわずかながら非接触領域は存在するものの、頂部においては、全周にわたり接触しているため、ブーツ１の内部に充填されたグリースが境界３ｃを経由して外部に漏れ出ることはない。
【００４４】
（比較例１）
本比較例では、実施の形態で述べた突起部を設けず、溝部の深さｈ２を０．４５ｍｍ、大径取付部の溝部以外の肉厚ｄを１．２５ｍｍとし、バンド３０の締め代ｓを０．５０ｍｍに設定しＦＥＭ解析を行った。図１１（ａ）は、比較例１における接触状態を示す大径取付部内周面の一部模式図、図１１（ｂ）は、頂部及び谷部の面圧分布を示すグラフである。
【００４５】
解析より、ｈ１＜ｈ２の場合、谷部及び頂部において非接触領域は存在し、しかも大径取付部３の軸方向全域にわたっているため、ブーツ１の内部に充填されたグリースが境界３ｃを経由して外部に漏れ出てしまう。
【００４６】
すなわち、実施例１、実施例２、比較例１より、
【数３】
2005023989.tif 000005
であるとよい。
【００４７】
より好ましくは、前述の（式１）、（式２）、（式３）より、
【数４】
2005023989.tif 000006
であるとよい。
【００４８】
このような範囲になるように突起部２２ａの高さｈ１、溝部５の深さｈ２、締め代ｓ、大径取付部３の肉厚ｄを設定すれば、大径取付部３の内周面３ｅの頂部においては、全周にわたり相手部材と接触しているため、ブーツ１の内部に充填されたグリースが境界３ｃを経由して外部に漏れ出ることはなく、また、ブーツ１が破けることもない。
【００４９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、シール性の良好な等速ジョイント用ブーツのシール構造を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は、本実施の形態に係るブーツにアダプターを取り付けた状態を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）に示すＣ−Ｃ線断面図である。
【図２】本実施の形態に係るブーツをケースに装着した状態を示す外観斜視図である。
【図３】本実施の形態に係るブーツの外観斜視図である。
【図４】（ａ）は、本実施の形態に係るブーツの縦断面図、（ｂ）は、（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。
【図５】本実施の形態に係るアダプターの外観斜視図である。
【図６】（ａ）は、本実施の形態に係るアダプター２０の縦断面図、（ｂ）は、（ａ）に示すＢ−Ｂ線断面図である。
【図７】ＦＥＭ解析の解析範囲を説明するための模式図である。
【図８】ＦＥＭ解析の解析結果の一例を示す模式図である。
【図９】（ａ）は、実施例１における接触状態を示す大径取付部内周面の一部模式図、（ｂ）は、頂部及び谷部の面圧分布を示すグラフである。
【図１０】（ａ）は、実施例２における接触状態を示す大径取付部内周面の一部模式図、（ｂ）は、頂部及び谷部の面圧分布を示すグラフである。
【図１１】（ａ）は、比較例１における接触状態を示す大径取付部内周面の一部模式図、（ｂ）は、頂部及び谷部の面圧分布を示すグラフである。
【図１２】従来の等速ジョイントを保護するブーツの外観図である。
【符号の説明】
１  ブーツ
２  蛇腹部
２ａ  谷部
２ｂ  山部
３  大径取付部
３ａ  円弧部
３ｂ  凹部
３ｃ  境界
３ｄ  第１の外周面
３ｅ  第１の内周面
３ｆ  シール部
４  小径取付部
５  溝部
２０  アダプター
２１  第２の外周面
２２  第２の内周面
２２ａ  突起部
３０  バンド
４０  ケース
１０１  ブーツ
１１０  軸受筒
１１１  外周面
１１２  凸部
１１３  内周面
Ｘ  シール構造
【図１】
2005023989.tif 000007
【図２】
2005023989.tif 000008
【図３】
2005023989.tif 000009
【図４】
2005023989.tif 000010
【図５】
2005023989.tif 000011
【図６】
2005023989.tif 000012
【図７】
2005023989.tif 000013
【図８】
2005023989.tif 000014
【図９】
2005023989.tif 000015
【図１０】
2005023989.tif 000016
【図１１】
2005023989.tif 000017
【図１２】
2005023989.tif 000018