(57)【要約】【課題】軸方向に並ぶ大径部２３と小径部２２とを有する軸部材２の小径部２２の自由端側に取り付けられるジョイント４の軸方向一方開口に装着されて当該開口を閉塞するブーツ４５であって、ジョイント４を分解することなく軸部材２の大径部２３側から容易に脱着可能とする。【解決手段】ブーツ４５の胴部４５ａが円錐筒形状でかつ可撓性を有する形状とされ、この胴部４５ａにおける小径側領域Ｘ１が、径方向の伸縮性に優れた弾性材で形成され、前記小径側領域Ｘ１以外の領域Ｘ２が、曲げや引っ張りに対する強度に優れた非金属材で形成されている。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に並ぶ大径部と小径部とを有する軸部材の前記小径部の自由端側に取り付けられるジョイントの軸方向一方開口に装着されて当該開口を閉塞するブーツであって、
その胴部が円錐筒形状でかつ可撓性を有する形状とされ、この胴部における小径側領域が、少なくとも径方向の伸縮性に優れた弾性材で形成され、前記小径側領域以外の領域が、曲げや引っ張りに対する強度に優れた非金属材で形成されていることを特徴とするブーツ。
【請求項２】
請求項１において、前記小径側領域とそれ以外の領域との連接位置の内径寸法は、前記軸部材の大径部の外径寸法と同等に設定されることを特徴とするブーツ。
【請求項３】
請求項１または２において、前記弾性材は、ゴムからなり、前記非金属材は、曲げや引っ張りに対する強度に優れた樹脂からなり、かつ、前記胴部は、その小径端部側から大径端部側へ向けて波打つような蛇腹形状とされることで可撓性を確保していることを特徴とするブーツ。
【請求項４】
請求項１から３のいずれかにおいて、前記胴部の大径端部は、ジョイントの外筒部材の開口端に密封状態で外嵌固定され、また、前記胴部の小径端部は、軸部材の小径部外周に密封状態で外嵌固定されることを特徴とするブーツ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種の動力伝達軸に取り付けられる各種のジョイントの開口端に装着されるブーツに関する。このような動力伝達軸として、例えば自動車等の車両に使用されるドライブシャフト、プロペラシャフト、アクスルシャフト等が挙げられる。
【背景技術】
【０００２】
例えば車両のドライブシャフト等では、中間軸の両端にジョイントを取り付けた構造になっている。具体的に、中間軸のインボード側に取り付けるジョイントとしてトリポード型等速ジョイントを、また、中間軸のアウトボード側に取り付けるジョイントとしてバーフィールド型等速ジョイントを、それぞれ採用したものがある（例えば、特許文献１，２参照。）。
【０００３】
このようなジョイント内の潤滑剤の外部漏洩を防止するとともに、ジョイント内への泥水等の浸入を防止するために、ブーツが用いられる。
【０００４】
このブーツは、通常、前記ジョイントに備える外筒部材の外径寸法が中間軸の外径寸法より大きいという関係を考慮し、軸方向一端側から他端側へ向けて漸次拡径する円錐筒形状とされている。
【０００５】
ところで、ブーツは、ジョイントの動きを阻害しないように可撓性を持たせるのが好ましいことから、従来では、ブーツを適宜のゴムを材料としたうえで、軸方向に波打つ蛇腹形状に形成している。
【０００６】
近年では、ブーツの材料として、ゴムに比べて耐久性の優れた樹脂が採用される傾向になっている。この樹脂としては、曲げや引っ張りに対する強度が優れているもの、例えば熱可塑性ポリエステル系エラストマー等が選択されるが、このような性質を有する樹脂は、ゴム等に比べて伸縮性が不十分であると言える。
【０００７】
このような樹脂製のブーツを用いる場合、次のような点で不便であることが指摘される。
【０００８】
まず、特許文献１，２に示すように、ドライブシャフトの中間軸について、強度向上を図ったうえで軽量かつ安価に製造するため、あるいは軸方向寸法を長短変更可能とするために、例えば中間軸を軸方向で三分割とし、その両端部分を中実とし、中間部分を両端部分よりも大径としたうえで中空形状としている。
【０００９】
また、当業者において周知のように、トリポード型等速ジョイントの分解は容易であるが、バーフィールド型等速ジョイントの分解は煩雑で面倒である。
【００１０】
このようなことから、バーフィールド型等速ジョイント側に使用しているブーツを交換する必要がある場合、上述したことから、トリポード型等速ジョイントを分解して、こちら側から前記ブーツを脱着しなければならなくなる。
【００１１】
その場合、中間軸の小径部側に配置されているブーツを、中間軸において大径となる中間部分を飛び越えさせる必要がある。
【００１２】
しかしながら、中間軸の中間部分の外径寸法がブーツの小径端の内径寸法より大きいと、上述したような樹脂製のブーツの場合、径方向への伸縮性が不十分であるために、このような形態でのブーツの脱着は不可能であると言える。
【特許文献１】特開２００１−２６３３２９号公報
【特許文献２】特開２００１−３１５５３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
上記従来例では、ブーツを単一種類の材料で形成しており、ゴムとする場合には耐久性が不十分となり、一方、樹脂とする場合には耐久性は優れているものの、伸縮性、柔軟性が不十分である等、一長一短であった。
【００１４】
特に、近年において需要が多い樹脂製のブーツでは、上述したように、中間部分を両端部分より大径にした中間軸を備えるドライブシャフトに使用する場合には、ブーツの交換が困難になるという点で不便であることが指摘される。ここに改良の余地がある。
【００１５】
本発明は、軸方向に並び大径部と小径部とを有する軸部材の前記小径部の自由端に取り付けられるジョイントの大径部側の開口端を閉塞するブーツにおいて、前記ジョイントを分解することなく軸部材の大径部側から容易に脱着可能とすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、軸方向に並ぶ大径部と小径部とを有する軸部材の前記小径部の自由端側に取り付けられるジョイントの軸方向一方開口に装着されて当該開口を閉塞するブーツであって、その胴部が円錐筒形状でかつ可撓性を有する形状とされ、この胴部における小径側領域が、少なくとも径方向の伸縮性に優れた弾性材で形成され、前記小径側領域以外の領域が、曲げや引っ張りに対する強度に優れた非金属材で形成されていることを特徴としている。
【００１７】
このように、本発明に係るブーツを領域別に性質の異なる材料を用いた複合構造としている。この場合、ブーツの胴部における小径側領域を拡径させるよう弾性変形させることが容易となるから、仮に、本発明に係るブーツを軸部材の大径部側を飛び越えさせて取り外す必要がある場合に、それに対応することが可能になる。しかも、前記ブーツの胴部が可撓性を有していて、かつ胴部における小径側領域以外の領域が十分な強度を有しているから、破損に対する耐久性が向上する。
【００１８】
好ましくは、前記小径側領域とそれ以外の領域との連接位置の内径寸法は、前記軸部材の大径部の外径寸法と同等に設定される。
【００１９】
この構成によれば、ブーツの胴部における小径側領域を、軸部材の大径部よりも大きく拡径することが容易となるから、本発明に係るブーツを軸部材の大径部側を飛び越えさせて取り外す必要がある場合に、簡単に対応することが可能になる。
【００２０】
好ましくは、前記弾性材は、ゴムからなり、前記非金属材は、曲げや引っ張りに対する強度に優れた樹脂からなり、かつ、前記胴部は、その小径端部側から大径端部側へ向けて波打つような蛇腹形状とされることで可撓性を確保することができる。
【００２１】
ここでは、ブーツの胴部の素材や形状を特定することにより伸縮性、可撓性に優れていることを明確にしている。これにより、軸部材と、この軸部材に対しジョイントを介して連結される他の軸部材とが傾くように屈曲動作される際、その動きに対するブーツの追従性が向上する。
【００２２】
好ましくは、前記胴部の大径端部は、ジョイントの外筒部材の開口端に密封状態で外嵌固定され、また、前記胴部の小径端部は、軸部材の小径部外周に密封状態で外嵌固定される。
【００２３】
ここでは、ブーツの装着形態を特定しており、この場合、軸部材とジョイントを介して連結される他の軸部材とが屈曲する際、胴部において伸縮性に優れた小径側領域がスムーズに伸縮するので、前記ジョイントによる屈曲動作が円滑に行えるようになる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、軸方向に並び大径部と小径部とを有する軸部材の前記小径部の自由端に取り付けられるジョイントの大径部側の開口端を閉塞するブーツにおいて、ジョイントを分解することなく軸部材の大径部側から容易に脱着することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態では、本発明のブーツの使用対象として図１に示す自動車のドライブシャフト１を例に挙げる。
【００２６】
本発明に係るブーツの説明に先立ち、その使用対象となるドライブシャフトの構成を説明する。
【００２７】
図１に示すように、ドライブシャフト１は、軸部材としての中間軸２の一端側にインボードジョイント３が、中間軸２の他端側にアウトボードジョイント４がそれぞれ装着された構成になっている。
【００２８】
このドライブシャフト１は、図示していないが、インボードジョイント３が例えば前輪駆動式車両の車幅方向中央に配置されるディファレンシャル内に連結されるようになっていて、アウトボードジョイント４が例えば車輪取り付け用のハブユニットに連結されるようになっている。
【００２９】
インボードジョイント３は、例えば公知のトリポード型等速ジョイントが、また、アウトボードジョイント４は、例えば公知のバーフィールド型等速ジョイントがそれぞれ採用されており、これらの構成や動作は公知であるが、以下で簡単に説明する。
【００３０】
インボードジョイント３は、図２に示すように、内筒部材３１と、外筒部材３２と、複数のローラ３３と、ケージアンドローラタイプのベアリング３４とを含み、その内部にはグリース等の潤滑剤がブーツ３５によって封入されるようになっている。
【００３１】
内筒部材３１は、中間軸２の一端側外周に嵌合固定されるもので、その外径側の円周数ヶ所（３ヶ所）には、径方向外向きに突出するトラニオン３１ａが設けられている。この内筒部材３１の各トラニオン３１ａの外周に、ローラ３３がそれぞれベアリング３４を介して回動自在に外装されている。
【００３２】
外筒部材３２は、内筒部材３１の外径側に配置されるもので、有底の略円筒形とされていて、その内径側の円周数ヶ所（３ヶ所）には、軸方向に沿う直線溝３２ａが、また、底部中心には、軸方向に突出する軸部３２ｂが設けられている。この外筒部材３２の直線溝３２ａ内にローラ３３が転動可能に収納されている。なお、この外筒部材３２の外周面は、その内径側の複数の直線溝３２ａそれぞれの間に対応する領域が径方向内向きに凹んでいる。
【００３３】
アウトボードジョイント４は、図３に示すように、内筒部材４１と、外筒部材４２と、複数のボール４３と、保持器４４とを含み、その内部にはグリース等の潤滑剤がブーツ４５によって封入されるようになっている。
【００３４】
内筒部材４１は、中間軸２の他端側外周に嵌合固定されるもので、その外径側の円周数ヶ所（３ヶ所）には、軸方向に沿うとともに軸方向で湾曲する外側湾曲溝４１ａが設けられている。
【００３５】
外筒部材４２は、内筒部材４１の外径側に配置されるもので、有底円筒形とされていて、その内径側の円周数ヶ所（３ヶ所）には、軸方向に沿うとともに軸方向で湾曲する内側湾曲溝４２ａが、また、底部中心には、軸方向に突出する軸部４２ｂが設けられている。
【００３６】
内筒部材４１の外側湾曲溝４１ａと外筒部材４２の内側湾曲溝４２ａとの対向間に、保持器４４で保持されているボール４３が対応して転動自在に介装されている。
【００３７】
この実施形態でのドライブシャフト１は、中間軸２を高強度かつ軽量とするとともに長さ変更可能な構成としているので、以下で説明する。
【００３８】
中間軸２は、金属製のインボード側軸部２１と、金属製のアウトボード側軸部２２と、金属製の中空軸部２３とを組み合わせた３ピース構造になっている。
【００３９】
インボード側軸部２１の外端小径部にインボードジョイント３の内筒部材３１が、また、アウトボード側軸部２２の外端小径部にアウトボードジョイント４の内筒部材４１が、それぞれ例えばスプライン嵌合またはセレーション嵌合等の方法により一体的に外嵌固定されている。
【００４０】
インボード側軸部２１の軸方向途中部分およびアウトボード側軸部２２の軸方向途中部分は、若干大径とされており、この大径部分にそれぞれ周溝２１ａ，２２ａが形成されている。この周溝２１ａ，２２ａには、ブーツ３５，４５の小径端部がそれぞれ嵌入されている。
【００４１】
中空軸部２３は、搭載車両に応じて軸方向長さが適宜設定されるものであり、その一端がインボード側軸部２１において最も大径の内端大径部に、また、他端がアウトボード側軸部２２において最も大径の内端大径部に、それぞれ例えばスプライン嵌合またはセレーション嵌合等の方法により一体的に外嵌固定されている。
【００４２】
そして、中空軸部２３は、インボード側軸部２１の外端小径部およびアウトボード側軸部２２の外端小径部よりも大径に設定されることによって高強度となるように設定されているが、インボード側軸部２１の内端大径部およびアウトボード側軸部２２の内端大径部に対する結合のために、当該内端大径部と略同一外径に設定されている。
【００４３】
このような構成のドライブシャフト１において、インボードジョイント３とアウトボードジョイント４とに使用されるブーツ３５，４５について、以下で詳細に説明する。
【００４４】
ブーツ３５，４５は、図２および図３に示すように、軸方向一端側から他端側へ向けて漸次拡径する円錐筒形状の胴部３５ａ，４５ａを有し、この胴部３５ａ，４５ａは、その小径端部３５ｂ，４５ｂ側から大径端部３５ｃ，４５ｃ側へ向けて波打つような蛇腹形状とされることで可撓性を確保するようになっている。
【００４５】
このブーツ３５，４５の小径端部３５ｂ，４５ｂは、中間軸２の両軸部２１，２２の周溝２１ａ，２２ａに外嵌されてその外径側に締め付けベルト６が装着されることによって固定されている。また、ブーツ３５，４５の大径端部３５ｃ，４５ｃは、両ジョイント３，４の外筒部材３２，４２の開口端に外嵌されてその外径側に締め付けベルト６が装着されることによって固定されている。
【００４６】
なお、締め付けベルト６は、伸縮性を有するベルトであってもよいし、あるいは伸縮せずとも締め付け径を大小変更できるような構造のベルトであってもよい。
【００４７】
また、両ブーツ３５，４５の小径端部３５ｂ，４５ｂと中間軸２の両軸部２１，２２の周溝２１ａ，２２ａとが、また、両ブーツ３５，４５の大径端部３５ｃ，４５ｃと両ジョイント３，４の外筒部材３２，４２とが、それぞれ密封状態とされている。
【００４８】
具体的に、両ブーツ３５，４５の小径端部３５ｂ，４５ｂの内周には、径方向内向きに隆起するリップ３５ｄ，４５ｄが軸方向隣り合わせに二つずつ設けられている。このリップ３５ｄ，４５ｄは、中間軸２の周溝２１ａ，２２ａ内に入り込んで、その底面に接触されている。このリップ３５ｄ，４５ｄは、一つであってもよい。
【００４９】
また、ブーツ３５，４５の大径端部３５ｃ，４５ｃの内周には、径方向内向きに隆起するリップ３５ｅ，４５ｅが一つずつ設けられている。このリップ３５ｅ，４５ｅは、二つ以上であってもよい。
【００５０】
このインボード側のブーツ３５のリップ３５ｅは、インボードジョイント３の外筒部材３２の外周に外嵌装着されるアダプタ７の周溝７ａ内に入り込んで、その底面に接触されている。インボードジョイント３の外筒部材３２の外周面の円周数ヶ所に凹みがあって円形になっていないので、外筒部材３２の開口端側外周面には、外径側が円筒形になったアダプタ７が外嵌装着されており、このアダプタ７の外周面にインボード側のブーツ３５の大径端部３５ｃが外嵌装着されるようになっている。但し、外筒部材３２の外径形状が円形になっている場合には、このようなアダプタ７は不要である。
【００５１】
アウトボード側のブーツ４５のリップ４５ｅは、アウトボードジョイント４の外筒部材４２の周溝４２ｃ内に入り込んで、その底面に接触されている。
【００５２】
次に、上記ドライブシャフト１におけるアウトボード側のブーツ４５を本発明の対象とするので、以下でその特徴構成を説明する。
【００５３】
アウトボード側のブーツ４５は、図３に示すように、その胴部４５ａにおいて小径端部４５ｂから軸方向途中までの小径側領域Ｘ１が、径方向ならびに軸方向の伸縮性に優れた弾性材で形成され、大径側領域Ｘ２が、曲げや引っ張りに対する強度に優れた非金属材で形成されている。
【００５４】
この小径側領域Ｘ１と大径側領域Ｘ２との連接位置Ｘ３の内径寸法は、中間軸２の中空軸部２３の外径寸法と略同じに（あるいは大きく）設定されている。
【００５５】
これはつまり、中間軸２において最も外径が大きい中空軸部２３よりも、ブーツ４５の小径端部４５ｂを簡単に拡径できるようにするためである。但し、連接位置Ｘ３の内径寸法を、中間軸２の中空軸部２３の外径寸法よりも大きくしてもよいし、あるいは小さくしてもよい。
【００５６】
具体的に、前記弾性材は、例えばクロロプレンゴム、ニトリルゴムあるいはふっ素系ゴム等のゴムとされ、また、前記非金属材は、例えば熱可塑性ポリエステル系エラストマーや適宜のエンジニアリングプラスチック等の樹脂とされる。
【００５７】
なお、この実施形態では、インボード側のブーツ３５は、従来品と同様、ゴムのみ、あるいは樹脂のみで形成されている。但し、インボード側のブーツ３５をアウトボード側のブーツ４５と同様の複合材料品としてもよい。
【００５８】
次に、上述したアウトボード側のブーツ４５をドライブシャフト１のインボード側から脱着するときの手順について説明する。
【００５９】
そもそも、従来例で説明したように、インボードジョイント３としてのトリポード型等速ジョイントの分解は容易であるが、アウトボードジョイント４としてのバーフィールド型等速ジョイントの分解は煩雑で面倒である関係より、インボード側のブーツ４５を交換する場合、トリポード型等速ジョイントであるインボードジョイント３を分解しておいて、こちら側からアウトボード側のブーツ４５を脱着しなければならなくなるのである。
【００６０】
具体的に、まず、例えば図４に示すように、ドライブシャフト１のインボードジョイント３を中間軸２から分離する。
【００６１】
このとき、締め付けベルト６を取り外してから、ブーツ３５の大径端部３５ｃをインボードジョイント３の外筒部材３２から取り外し、このインボードジョイント３の外筒部材３２を図中の左側へ引っ張ることによって、中間軸２に固定されている内筒部材３１およびローラ３３から分離する。このとき、外筒部材３２の内溝が軸方向に真っ直ぐな形状であるから、この外筒部材３２を図中の左側へ引っ張るだけで、外筒部材３２が簡単に外れる。
【００６２】
この後、中間軸２から、それにスプライン嵌合またはセレーション嵌合されている内筒部材３１を図中の左側へ引っ張ることによって分離し、インボード側のブーツ３５を中間軸２の左側から抜きとる。このブーツ３５の取り外しは、中間軸２におけるインボード側軸部３１の外端小径部の外径がブーツ３５の小径端部３５ｂの内径より小さいかあるいは若干大きい程度であるので、簡単に行える。
【００６３】
しかし、中間軸２のアウトボード側軸部２２に配置されているアウトボード側ブーツ４５については、中間軸２の中空軸部２３を飛び越えさせてインボード側軸部３１へ取り外す必要がある。
【００６４】
つまり、アウトボード側のブーツ４５における小径端部４５ｂの内径が中空軸部２３の外径よりも小さい関係より、図５のＹ１に示すように、ブーツ４５の小径端部４５ｂを径方向外向きに引っ張って弾性変形させることによって、小径端部４５ｂの内径寸法を拡径させる必要がある。この拡径動作は、ブーツ４５の胴部４５ａにおける小径側領域Ｘ１を伸縮性に優れた材料にしているから、容易に行えるのである。
【００６５】
こうして、小径端部４５ｂの内径寸法を拡径した状態で、図５のインボード側つまりＹ２方向へ引っ張ると、中間軸２の中空軸部２３を簡単に飛び越させることができるようになる。
【００６６】
これにより、アウトボード側のブーツ４５を、破壊することなく、また、アウトボードジョイント４を分解することなく、ドライブシャフト１のインボード側から簡単に取り外すことが可能になる。
【００６７】
なお、この後、中間軸２のアウトボードジョイント４側に、前記取り外したブーツ４５を再装着する場合や、あるいは新しいブーツ４５を装着する場合には、上述した取り外し手順と逆の手順にて簡単に行える。
【００６８】
このように、いろいろな制約を持つドライブシャフト１のアウトボード側のブーツ４５を破壊することなくインボード側から簡単に脱着することが可能になる。これにより、例えばアウトボード側のブーツ４５の交換やアウトボードジョイント４の点検、修理を行う際に、その作業が簡単に行えるようになる。
【００６９】
しかも、このブーツ４５の胴部４５ａにおける大径側領域Ｘ２が、曲げや引っ張りに対する強度に優れた材料で形成しているから、ゴムのみで形成する従来のブーツに比べて耐久性で有利となる。
【００７０】
以下、本発明の他の実施形態について説明する。
【００７１】
（１）上記実施形態では、アウトボード側のブーツ４５の小径部４５ｂから胴部４５ａの一部に至るまでの小径側領域Ｘ１を伸縮性に優れた材料で形成した例を挙げたが、伸縮性を有する材料で形成する領域は中間軸２の中空軸部２３の外径に応じて適宜変更することができる。例えばアウトボード側のブーツ４５の小径部４５ｂのみを伸縮性を有する材料で形成することも可能である。
【００７２】
（２）上記実施形態では、アウトボード側のブーツ４５を二種類の異種材料で形成しているが、三種類以上の異種材料で形成してもよい。
【００７３】
その場合、例えばブーツ４５の小径端部４５ｂ側を伸縮性に優れた材料とし、大径端部４５ｃ側を曲げや引っ張り強度に優れた材料とし、小径端部４５ｂ側と大径端部４５ｃ側との間の中間部分を小径端部４５ｂ側の材料と大径端部４５ｃ側の材料とを接合するのに優れた材料とすることも可能である。
【００７４】
（３）上記実施形態では、車両のドライブシャフト１に備えるジョイント３，４に使用するブーツ３５，４５を本発明の対象としているが、車両のプロペラシャフトやアクスルシャフト、あるいは各種の産業機械等に用いる動力伝達軸に備える適宜のジョイントを保護するためのブーツを本発明の対象としてもよい。
【００７５】
（４）本発明に係るブーツ３５，４５の保護対象となるジョイント３，４の種類は、実施形態で説明したような種類以外の種々な公知のものとすることも可能である。
【００７６】
（５）上記実施形態において、中間軸２は、例えばインボード側軸部２１およびアウトボード側軸部２２のうちのいずれか一方と中空軸部２３とを一体に形成することによって２ピース構造として、部品点数を減らしたものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明に係るブーツの使用対象となるドライブシャフトの構成を示す断面図である。
【図２】図１のインボードジョイント周辺を拡大して示す図である。
【図３】図１のアウトボードジョイント周辺を拡大して示す図である。
【図４】図１においてアウトボード側のブーツを取り外す際の準備段階を示す説明図である。
【図５】図４の続きで、アウトボード側のブーツを取り外す過程を示す説明図である。
【符号の説明】
【００７８】
１      ドライブシャフト
２      中間軸（軸部材）
２１      インボード側軸部
２２      アウトボード側軸部（小径部）
２３      中空軸部（大径部）
３      インボードジョイント
４      アウトボードジョイント
４１      内筒部材
４２      外筒部材
４５      アウトボード側のブーツ
４５ａ    胴部
４５ｂ    小径端部
４５ｃ    大径端部
Ｘ１      小径側領域
Ｘ２      大径側領域
【図１】
2007127197.tif 000003
【図２】
2007127197.tif 000004
【図３】
2007127197.tif 000005
【図４】
2007127197.tif 000006
【図５】
2007127197.tif 000007