(57)【要約】【課題】  密封性能の向上を図ったグロメットを提供する。【解決手段】  ハウジング１００側の円弧状の凹み部１０２における半径をＲｊ１とし、グロメット３００側の円弧状の凹み部３０２における半径をＲｇ１とした場合に、Ｒｇ１／Ｒｊ１が、１≦Ｒｇ１／Ｒｊ１≦１．５を満たすように、グロメット３００側の円弧状の凹み部３０２における半径Ｒｇ１を設定する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸に垂直な外周形状が、円形に対して円の中心側に円弧状に凹んだ凹み部を部分的に有する形状で構成された等速ジョイント用ハウジングの外周側に嵌合される、熱可塑性樹脂から成るブーツと、該ブーツの外周側に締め付けられるバンドとの間に装着されるグロメットであって、
円形の外周面と、前記ハウジングの外周形状に適合するように、該外周形状と略相似形状の内周面とを有するグロメットにおいて、
前記ハウジング側の円弧状の凹み部の半径がＲｊ１であった場合に、グロメットの内周面側の円弧状の凹み部の半径Ｒｇ１が、１≦Ｒｇ１／Ｒｊ１≦１．５を満たすことを特徴とするグロメット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速ジョイント用ブーツに装着されるグロメットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
等速ジョイントには、ジョイント内部に潤滑剤（一般的には、グリース）を封じ込め、かつ、ジョイント内部への水や泥などの侵入を防ぐために、ブーツが装着される（特許文献１，２参照）。ここで、等速ジョイントは、互いの交差角度が変化可能に設けられた入力軸と出力軸を、入力軸から出力軸へ等速回転を伝えることができるようにジョイントするものである。また、等速ジョイントにおいては、一方の軸に、ベアリング部品を収納するハウジングが設けられている。そして、上述のブーツは、その一端がハウジングに固定され、その他端が他方の軸に固定される。これらの固定部においては、上述の通り、潤滑剤を封じ込める等の目的のため、密封性能が要求される。
【０００３】
上述のハウジングにおいては、軽量化を目的として、必要以上の肉厚をなくすために、トリポード形状としたものが主流になっている。ここで、トリポード形状とは、円形に対して円の中心点側に曲線状（円弧状）に凹んだ凹み部が等間隔に３箇所設けられた形状である。すなわち、トリポード形状は、等間隔に設けられる３箇所の円弧部と各円弧部間にそれぞれ設けられる３箇所の凹み部とを有する形状である。また、上述のブーツにおいては、軽量化を目的として、熱可塑性樹脂から成るものが開発されている。熱可塑性樹脂から成るブーツは、一般的にブロー成形によって製造される。そのため、各部分で肉厚を変えるのは難しく、全体的に肉厚は均一になる。従って、ブーツの一端側（ハウジングへの固定側）は、内側と外側のいずれもハウジングの形状に適合するように、トリポード形状になっている。なお、ブーツをゴムで形成する場合には、内側のみをトリポード形状として、外側を円形にすることができる。
【０００４】
そして、熱可塑性樹脂から成るブーツとハウジングとの間の密封性能を高めるために、ブーツの外側には、トリポード形状の内周面と円形の外周面を有する樹脂製のグロメットが装着され、更に、その外側に、金属製のバンドが締め付けられる。
【０００５】
しかしながら、熱可塑性樹脂から成るブーツは比較的剛性率が高く変形しにくい。そのため、上述した凹み部付近における密封性能を如何に高めるかが課題となっている。すなわち、ジョイントの回転時には、ブーツは、ねじれトルクを受ける。また、環境温度によってブーツは膨張・収縮する。このような、ねじれトルクや膨張収縮（特に低温時の収縮）が発生する環境下で密封性能を維持することが要求される。ここで、ブーツとハウジングがいずれも円形である場合には、上記のようなねじれトルクや膨張収縮が発生する環境下でも安定した密封性能が発揮される。一方、トリポード形状の場合には、特に、円弧部と凹み部との境界付近においては、上記のようなねじれトルクや膨張収縮が発生する環境下では隙間が生じ易い。従って、凹み部付近における密封性能を高めることが要求される。
【特許文献１】米国特許第４，９３６，８１１
【特許文献２】特開平２−２７８０２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、密封性能を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
すなわち、本発明のグロメットは、
軸に垂直な外周形状が、円形に対して円の中心側に円弧状に凹んだ凹み部を部分的に有する形状で構成された等速ジョイント用ハウジングの外周側に嵌合される、熱可塑性樹脂から成るブーツと、該ブーツの外周側に締め付けられるバンドとの間に装着されるグロメットであって、
円形の外周面と、前記ハウジングの外周形状に適合するように、該外周形状と略相似形状の内周面とを有するグロメットにおいて、
前記ハウジング側の円弧状の凹み部の半径がＲｊ１であった場合に、グロメットの内周面側の円弧状の凹み部の半径Ｒｇ１が、１≦Ｒｇ１／Ｒｊ１≦１．５を満たすことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、密封性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例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。
【実施例】
【００１０】
図１〜図７を参照して、本発明の実施例に係るグロメットについて説明する。
【００１１】
＜等速ジョイントの全体説明＞
特に、図１及び図２を参照して、本発明の実施例に係るグロメットが用いられる等速ジョイントについて説明する。図１は等速ジョイントのジョイント部を示す斜視図である。図２はグロメットが等速ジョイント用ハウジングに装着された部分の断面図（軸に垂直な断面図）である。
【００１２】
等速ジョイントは、互いの交差角度が変化可能に設けられた入力軸と出力軸を、入力軸から出力軸へ等速回転を伝えることができるようにジョイントするものである。そして、これらの軸のうち、一方の軸には、ベアリング部品を収納するハウジング１００が設けられる。このハウジング１００は、ベアリング部品を収納できるスペースが最低限確保されれば良い。そのため、ハウジング１００は、必要以上の肉厚をなくして軽量化を図るために、トリポード形状となっている。ここで、トリポード形状とは、円形に対して円の中心点側に曲線状（円弧状）に凹んだ凹み部が等間隔に３箇所設けられた形状である。従って、ハウジング１００における軸に垂直な外周形状は、等間隔に設けられる３箇所の円弧部１０１と各円弧部１０１間にそれぞれ設けられる３箇所の凹み部１０２とを有する形状である。
【００１３】
そして、ジョイント部分には、ジョイント内部に潤滑剤（一般的には、グリース）を封じ込め、かつ、ジョイント内部への水や泥などの侵入を防ぐために、ブーツ２００が装着される。このブーツ２００は、熱可塑性エラストマーなどの熱可塑性材料によりブロー成形により成形される。このように、ブロー成形により成形されることから、ブーツ２００の肉厚は全体的に略均一となっている。このブーツ２００は、一端側がハウジング１００に固定され、他端側が他方の軸５００に固定される。ブーツ２００の一端側は、ハウジング１００に嵌合されるため、ハウジング１００の外周形状に倣った形状となっている。すなわち、ブーツ２００の一端側は、等間隔に設けられる３箇所の円弧部２０１と各円弧部２０１間にそれぞれ設けられる３箇所の凹み部２０２とを有する形状である。
【００１４】
また、入力軸と出力軸は、互いの交差角度が変化するように相対的に移動する。また、入力軸と出力軸がスライド方向に移動する構成が採用される場合もある。従って、ブーツ２００は、相対的に移動する入力軸及び出力軸に追随して、密封性能を確保する必要がある。そのため、ブーツ２００の胴体部分は、伸縮かつ揺動可能となるように蛇腹形状となっている。
【００１５】
そして、ブーツ２００とハウジング１００との固定部、及びブーツ２００と他方の軸５００との固定部においては、上記の通り、ジョイント内部に潤滑剤を封じ込めるなどの目的から、密封性能が要求される。ブーツ２００と他方の軸５００との固定部においては、円形どうしであることから、安定した密封性能を確保することは、一般的に容易である。なお、本実施例では、軸５００の外周側にブーツ２００の端部を嵌合し、更にブーツ２００の外周側にバンドを締め付けることによって、これらを固定している。これにより十分な密封性能を得ている。
【００１６】
一方、ブーツ２００とハウジング１００との固定部においては、非円形どうしであることから、安定した密封性能を確保することは、一般的に困難である。そこで、本実施例では、ハウジング１００の外周形状及びブーツ２００の一端側の形状に適合する非円形の内周面と、円形の外周面とを有する樹脂製のグロメット３００を、ブーツ２００の外周側に装着し、更に、グロメット３００の外周側に金属製の締め付けバンド４００を締め付ける構成を採用している。グロメット３００の内周面は、上記の通り、ハウジング１００の外周形状及びブーツ２００の一端側の形状に適合するように、ハウジング１００の外周形状やブーツ２００の一端側の形状と略相似する形状、すなわち、トリポード形状である。従って、グロメット３００の内周面は、円弧部３０１と、円（円弧）の中心側に円弧状に凹んだ凹み部３０２とを有する（グロメット３００自体の形状で見れば、凹み部３０２が設けられた部分は内側に膨らんだ形状であるが、ここでは内周面の形状で見ているため凹み部という用語を用いる）。なお、バンド４００は、適宜、公知技術（例えば、特開平８−１５９１０８号公報、特開平１０−２９９７２７号公報参照）を採用することができる。
【００１７】
＜トリポード形状の等速ジョイント用ハウジングに用いられるブーツにおける課題＞
上記の通り、ブーツ２００とバンド４００との間に、ハウジング１００の外周形状及びブーツ２００の一端側の形状に適合する内周面と円形の外周面を有するグロメット３００を介在させることで、バンド４００による締め付け力をある程度均一にブーツ２００に伝達させることが可能となる。
【００１８】
しかしながら、グロメット３００は、円弧部３０１の部分と凹み部３０２の部分とで肉厚が異なる。そのため、バンド４００による締め付け力をブーツ２００に対して完全に均等に伝えることは困難である。また、ブーツ２００は、熱可塑性樹脂から成るため、比較的剛性率が高く変形しにくい。そのため、特に、凹み部３０２と円弧部３０１との境界付近から、グリースの漏れが生じやすいことが確認されている。この境界付近からのグリースの漏れを防止するために、ブーツ２００の材質（硬度）や、特に、凹み部３０２と円弧部３０１との境界部分における形状や寸法を色々工夫してみても、現在のところ十分な密封性能を満足させるものは開発されていない。
【００１９】
これについて、本願発明者らは、様々な解析や実験を重ね、創意工夫を凝らした結果、ハウジング１００側の円弧状の凹み部１０２とグロメット３００側の円弧状の凹み部３０２との寸法関係が、密封性能に大きく影響することを見出した。以下、これらの寸法関係について説明する。
【００２０】
＜ハウジング側の円弧状の凹み部とグロメット側の円弧状の凹み部との寸法関係＞
ハウジング１００側の円弧状の凹み部１０２とグロメット３００側の円弧状の凹み部３
０２との寸法関係について、特に、図３〜図７を参照して説明する。図３は図２中、四角で囲った部分の拡大図である。図４は等速ジョイント用のブーツにおけるグリース漏れ試験の様子を示す模式図である。図５はグリース漏れ試験の試験結果を示す図である。図６はハウジング側の凹み部とグロメット側の凹み部との寸法関係に対する密封性能に関する特性を示すグラフである。図７はハウジング側の凹み部と円弧部との境界部の寸法と、グロメット側の凹み部と円弧部との境界部の寸法との寸法関係に対する密封性能に関する特性を示すグラフである。
【００２１】
＜＜漏れ試験＞＞
図３に示すように、ハウジング１００側の円弧状の凹み部１０２における半径をＲｊ１とし、グロメット３００側の円弧状の凹み部３０２における半径をＲｇ１とする。この場合に、Ｒｇ１／Ｒｊ１の数値が異なる複数のサンプルを用いて、グリース漏れの試験を行った。サンプルとしては、このＲｇ１／Ｒｊ１の数値が、０．８６，０．９２，１．０５，１．２３，１．４，１．５４の６種類を用いた。なお、Ｒｇ２／Ｒｊ２の数値は０．６となるように設定した。ここで、Ｒｊ２は、ハウジング１００側における凹み部１０２と円弧部１０１との境界部の半径であり、Ｒｇ２は、グロメット３００側における凹み部３０２と円弧部３０１との境界部の半径である。試験手順については、次の通りである。
【００２２】
まず、ジョイント部分にグリースを封入させた状態でブーツ２００をグロメット３００及びバンド４００によって取り付ける。そして、取り付け後のサンプルを１１５℃に設定された恒温槽内に６８時間放置する。これは、実車に搭載した場合に、おおよそ５年，１０万ｋｍ走行後の（特に、ブーツ表面の硬度についての）状態にするために、ブーツ２００の外側の表面の硬度を上昇させ、かつ内部のグリースを劣化させるためである。その後、サンプルを恒温槽から取り出す。そして、常温の環境下において、入力軸と出力軸の交差角度（軸５００とハウジング１００の中心軸の交差角度に相当）を１分間に３０サイクルの周期で８°から１６°まで変化させながら、５５０ｒｐｍの回転数で等速ジョイントを回転させる。
【００２３】
以上のような試験により、回転開始前、及び回転開始後、１０，５０，１００，２００，３００，４００時間経過した時に、等速ジョイントの回転を一旦停止させて、グリースの漏れが発生しているか否かを、目視によって点検した。
【００２４】
＜＜試験結果＞＞
図５に試験結果を示すように、Ｒｇ１／Ｒｊ１が０．８６のサンプルは５０時間経過後に、Ｒｇ１／Ｒｊ１が０．９２のサンプルは１００時間経過後に、Ｒｇ１／Ｒｊ１が１．５４のサンプルは２００時間経過後に、それぞれグリースの漏れが確認された。これに対して、Ｒｇ１／Ｒｊ１が１．０５，１．２３，１．４のサンプルは、いずれも４００時間経過後においてもグリースの漏れは確認されなかった。ここで、一般的な等速ジョイント用ブーツにおいては、実車に搭載したことを想定した評価で、２５０時間以上の連続回転下でグリース漏れが発生しないことが要求される。
【００２５】
＜＜Ｒｇ１／Ｒｊ１と最小面圧／弾性係数との相関関係についての解析＞＞
また、Ｒｇ１／Ｒｊ１と最小面圧／（ブーツの）弾性係数との相関関係についての解析を行った。その結果、図６に示すような相関関係があることが確認できた。図６においては、横軸がＲｇ１／Ｒｊ１で、縦軸が最小面圧／弾性係数である。また、Ｒｇ２／Ｒｊ２の数値は０．６となるように設定した。ここで、最小面圧とは、ブーツとハウジングとの間の面圧のうち、最も面圧の低くなっている部分の面圧である。なお、当該最小面圧は、凹み部３０２と円弧部３０１との境界付近における面圧となる。また、縦軸を最小面圧そのものではなく、［最小面圧／（ブーツの）弾性係数］とした理由は、熱可塑性樹脂から成るブーツ２００における弾性係数によって縦軸の値が変化しないようにするためである
。すなわち、ブーツ２００の素材となる熱可塑性樹脂は、その組成等によって、弾性係数が異なる。一方、最小面圧は、弾性係数に比例する値である。そこで、最小面圧をブーツ２００の弾性係数で割ることによって、ブーツ２００の弾性係数の違いによることのない相関関係についての特性が得られる。
【００２６】
ここで、密封性能は、２部材間の面圧に依存する。そして、面圧が高いほど、密封性能に優れることが一般的に知られている。従って、上述した試験の結果、４００時間経過後においてもグリースの漏れが確認されなかった、Ｒｇ１／Ｒｊ１が１．０５，１．２３，１．４のサンプルの［最小面圧／弾性係数］と同等以上に［最小面圧／弾性係数］を満足するものであれば、これらのサンプルの場合と同様に、上記の試験を行えば、４００時間経過後においてもグリースの漏れは発生しないと考えられる。
【００２７】
＜＜試験結果及び解析結果から見出されたＲｇ１／Ｒｊ１の適正値＞＞
以上のように、上述の試験結果と［Ｒｇ１／Ｒｊ１と最小面圧／弾性係数との相関関係］の解析結果から、Ｒｇ１／Ｒｊ１が、１≦Ｒｇ１／Ｒｊ１≦１．５を満たす場合には、非常に優れた密封性能が得られることが分かる。なお、ブーツ２００の肉厚ｔに関しては、当該肉厚ｔが一般的な範囲内（１ｍｍ前後）の場合においては、上記の試験結果等に影響を及ぼさないことも確認できた。つまり、熱可塑性樹脂からなるブーツ２００は、一般的にブロー成形によって成形されるため、ブーツ２００の肉厚ｔは１ｍｍ前後となる。そのため、肉厚ｔがこのような一般的な範囲以外の場合について考慮することはあまり意味がない。従って、本実施例においては、肉厚ｔが一般的な範囲以外の場合については特に検討されていない。
【００２８】
また、上記の試験によって、１００時間経過後にグリースの漏れが発生することが確認されたＲｇ１／Ｒｊ１が０．９２の場合と、４００時間経過後においてもグリースの漏れが発生しないことが確認されたＲｇ１／Ｒｊ１が１．０６の場合について、Ｒｇ２／Ｒｊ２と最小面圧／（ブーツの）弾性係数との相関関係についての解析を行った。その結果、図７に示すような相関関係があることが確認できた。
【００２９】
この結果から分かるように、Ｒｇ１／Ｒｊ１が１．０６の場合には、最小面圧／弾性係数の値が高く、しかも、Ｒｇ２／Ｒｊ２の値の変化に対しても、最小面圧／弾性係数の値は安定していることが分かった。なお、この解析結果から、Ｒｇ２／Ｒｊ２が、０．３≦Ｒｇ２／Ｒｊ２≦１．２を満たす場合には、非常に優れた密封性能が得られることが分かる。これに対して、Ｒｇ１／Ｒｊ１が０．９２の場合には、最小面圧／弾性係数の値が低く、しかも、Ｒｇ２／Ｒｊ２の値の変化に対して、最小面圧／弾性係数の値が不安定であることが分かった。
【００３０】
Ｒｇ１／Ｒｊ１が１．０６の場合の最小面圧は、Ｒｇ１／Ｒｊ１が０．９２の場合におけるＲｇ２／Ｒｊ２を様々に変化させた場合の最小面圧に対し、常に高い値となることが分かった。すなわち、Ｒｇ１／Ｒｊ１を適正化することが最良な改善策であり、Ｒｇ１／Ｒｊ１が適正であればＲｇ２／Ｒｊ２の影響は軽微なものとなる。
【００３１】
以上のことから、グリースの漏れが生じ易い、凹み部と円弧部との境界付近に関する寸法関係よりも、ハウジング側の凹み部の半径とグロメット側の凹み部の半径との寸法関係のほうが、密封性能に大きく影響することが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は等速ジョイントのジョイント部を示す斜視図である。
【図２】図２はグロメットが等速ジョイント用ハウジングに装着された部分の断面図である。
【図３】図３は図２中、四角で囲った部分の拡大図である。
【図４】図４は等速ジョイント用のブーツにおけるグリース漏れ試験の様子を示す模式図である。
【図５】図５はグリース漏れ試験の試験結果を示す図である。
【図６】図６はハウジング側の凹み部とグロメット側の凹み部との寸法関係に対する密封性能に関する特性を示すグラフである。
【図７】図７はハウジング側の凹み部と円弧部との境界部の寸法と、グロメット側の凹み部と円弧部との境界部の寸法との寸法関係に対する密封性能に関する特性を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３３】
１００  ハウジング
１０１  円弧部
１０２  凹み部
２００  ブーツ
２０１  円弧部
２０２  凹み部
３００  グロメット
３０１  円弧部
３０２  凹み部
４００  バンド
５００  軸
【図１】
2005233397.tif 000003
【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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【図７】
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