(57)【要約】【課題】本発明は、シャフトを最大ジョイント角にまで傾倒したときでもクランプ浮き上げ力を抑制してグリース漏れを生じることのない等速ジョイント用ブーツの提供を課題とする。【解決手段】本発明の等速ジョイント用ブーツは、ブロー成形したブーツ本体とこのブーツ本体の大径筒部に挿入されるリング状のグロメットとからなり、ブーツ本体の大径筒部と第１谷部との境界部に、肩部に連続する第１傾斜面とこの第１傾斜面に連続し第１谷部に向かって傾斜する第２傾斜面とからなるテーパ部を有する。【選択図】図２
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【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とを一体的に連結し、該大径筒部側から順に第１谷部、第１山部、第２谷部、第２山部、第３谷部、・・・と谷部と山部とが交互に連続してなる略円錐台形状の蛇腹部とからなるブーツ本体と、
該大径筒部より軟質の材料から形成され該大径筒部内に挿入された後に相手部材に嵌合されるリング状のグロメットとよりなり、
該大径筒部の外周表面から締結部材を縮径させることで相手部材に該大径筒部及び該グロメットが締結される等速ジョイント用ブーツであって、
前記大径筒部は前記蛇腹部側の端部に肩部を有し、該肩部と前記第１谷部との境界部に該肩部と該第１谷部とを結ぶテーパ部を有し、
該テーパ部は該肩部に連続する第１傾斜面と該第１傾斜面に連続し該第１谷部に向かって傾斜する第２傾斜面とからなり、
前記第２傾斜面と前記肩部の外周面とのなす角度θ２は、前記第１傾斜面と前記肩部の外周面とのなす角度θ１より大きいことを特徴とする等速ジョイント用ブーツ。
【請求項２】
前記角度θ２は７０°〜８５°であり、かつ前記ブーツ本体の軸線方向に延伸する前記肩部の長さｄ１と、該肩部の前記蛇腹側端部から前記第１傾斜面と前記第２傾斜面との交差部までの長さｄ２との比ｄ１／ｄ２は０．５〜２．５の範囲にある請求項１に記載の等速ジョイント用ブーツ。
【請求項３】
前記角度θ２は７７°〜８２°である請求項２に記載の等速ジョイント用ブーツ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
等速ジョイントのジョイント部はグリースが封入された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とを一体的に連結する略円錐台形状の蛇腹部とからなるブーツ本体と、その大径筒部に挿入される軟質ゴム製のリング状のグロメット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。また、クランプによる締結力がブーツ本体の大径筒部を介してグロメットに伝わり、グロメットが弾性変形して相手部材に密着するので高いシール機能を発現することができる。
【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た。ところが近年、自動車の軽量化が求められ、車両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るようになった。
【０００４】
このようなコンパクトなブーツとして、例えば、特許文献１の等速ジョイント用ブーツが知られており、グロメットを介して相手部材に締結される一例を図４に大径筒部の要部拡大断面図で示す。
【０００５】
この等速ジョイント用ブーツ２００は、ブーツ本体１と、ブーツ本体１の大径筒部１１内に挿入されたリング状のグロメット２とから構成されている。大径筒部１１は、相手部材３に締結するクランプを受け入れるクランプ溝１４を形成した締結部１１１と、この締結部１１１から軸方向に延び蛇腹部１２に連なる肩部１１２とからなっている。そして、肩部１１２は、その端部１１２ｂより第１谷部３１に向かって傾斜するテーパ部１２１に連なり、テーパ部１２１は屈曲部１２１ａで肩部外周面１１２ａに垂直で第１谷部３１に延伸する垂直部１２２と連接している。
【０００６】
グロメット２はその内周表面にシール突条２２と相手部材３の外周表面の凹部３ａと係合する位置決め突起２３とを有し、蛇腹部１２側で相手部材３の端面３ｂに係合する係合部２６が形成されている。
【０００７】
このような構成の等速ジョイント用ブーツ２００をクランプ５によって相手部材３に組み付け、シャフトＳを最大ジョイント角に傾斜させた場合の蛇腹部１２の変形の様子を図５に示す。蛇腹部１２は、シャフトＳの傾斜に伴い相手部材３側へ折り重ねられて、第１谷部３１がグロメット２の係合部２６に圧接部２６ｐで圧接される。また、第１谷部３１と第１山部３２を連接する第１腹部４１が、この圧接部２６ｐを支点として屈曲部１２１ａを矢印Ｆ１方向へ押圧する。これにより肩部１１２が外側に押し出されるので肩部１１２はクランプ５を矢印Ｆ２方向へ押し上げようとする。また、グロメット２は蛇腹部１２よりも軟質なので、蛇腹部１２の剛性によりジョイント角の増大に伴う第１谷部３１の移動に沿って外周側に変形する。このためクランプ５を押し上げる作用がさらに増加し、大径筒部１１と相手部材３との間のシール性が低下してグリース漏れが発生する場合があった。
【特許文献１】特開２００４−１２５００８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記した事情に鑑みてなされたものであり、シャフトを最大ジョイント角にまで傾倒したときでもクランプ浮き上げ力を抑制してグリース漏れを生じることのない等速ジョイント用ブーツを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、シャフトを傾斜させた場合の蛇腹部の変形の様子を詳細に観察し、肩部と蛇腹部の第１谷部を結ぶ境界部の形状により締結部に作用するクランプ浮き上げ力が大きく異なることに着目した。そして、鋭意研究の結果、クランプ浮き上げ力を抑制してグリース漏れを生じることのない境界部の最適形状を見出して本発明を完成した。
【００１０】
本発明の等速ジョイント用ブーツは、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とを一体的に連結し、大径筒部側から順に第１谷部、第１山部、第２谷部、第２山部、第３谷部、・・・と谷部と山部とが交互に連続してなる略円錐台形状の蛇腹部とからなるブーツ本体と、大径筒部より軟質の材料から形成され大径筒部内に挿入された後に相手部材に嵌合されるリング状のグロメットとよりなり、大径筒部の外周表面から締結部材を縮径させることで相手部材に大径筒部及びグロメットが締結される等速ジョイント用ブーツであって、大径筒部は蛇腹部側の端部に肩部を有し、この肩部と第１谷部との境界部に肩部と該第１谷部とを結ぶテーパ部を有し、このテーパ部は肩部に連続する第１傾斜面とこの第１傾斜面に連続し第１谷部に向かって傾斜する第２傾斜面とからなり、第２傾斜面と肩部の外周面とのなす角度θ２は、第１傾斜面と肩部の外周面とのなす角度θ１より大きいことを特徴とする。
【００１１】
本発明の等速ジョイント用ブーツは、大径筒部の肩部から第１谷部に向かって傾斜するテーパ部が角度の異なる２段の傾斜面で構成され、第２傾斜面と肩部の外周面とのなす角度θ２は、第１傾斜面と肩部の外周面とのなす角度θ１より大きいので、ジョイント角が増大したときには、蛇腹部の第１谷部と第１山部とを連接する第１腹部がテーパ部にほぼ密着するように折り重ねられる。このため、肩部は外周面と平行又は内側方向に押圧され、肩部に作用するクランプ浮き上げ力は抑制される。従って、大径筒部と相手部材との間の良好なシール性を確保することができる。
【００１２】
本発明の等速ジョイント用ブーツにおいて、第２傾斜面と肩部の外周面とのなす角度θ２は７０°〜８５°であり、かつブーツ本体の軸線方向に延伸する肩部の長さｄ１と、肩部の蛇腹側端部から第１傾斜面と第２傾斜面との交差部までの長さｄ２との比ｄ１／ｄ２は０．５〜２．５の範囲にあることが望ましい。角度θ２とｄ１／ｄ２とがこのような範囲にあれば、蛇腹部によるクランプ浮き上げ力を従来よりも抑制することができる。また、角度θ２は７７°〜８２°であることが好ましい。角度θ２をこの範囲にすることにより蛇腹部によるクランプ浮き上げ力をより一層抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施の形態について図１〜３を参照しながら説明する。図１は本実施形態の等速ジョイント用ブーツの軸方向断面図、図２は該ブーツの大径筒部の要部拡大断面図である。図３はこの等速ジョイント用ブーツを相手部材に組み付けて、シャフトを最大ジョイント角に傾斜させた場合の蛇腹部の変形の様子を示す断面図である。なお、図２及び３において、図４及び５と同様の箇所には同じ符号を付し説明を省略した。
【００１４】
この等速ジョイント用ブーツ１００は、ブーツ本体１と、ブーツ本体１の大径筒部１１内に挿入されたリング状のグロメット２とから構成されている。ブーツ本体１は比較的硬質の熱可塑性エラストマからブロー成形により形成され、グロメット２はゴムまたは比較的軟質の熱可塑性エラストマから射出成形により形成されている。
【００１５】
ブーツ本体１は、小径筒部１０と、小径筒部１０より大径の大径筒部１１と、小径筒部１０と大径筒部１１を一体的に連結する略円錐台形状の蛇腹部１２とよりなる。
【００１６】
大径筒部１１は、グロメット２の外周面にクランプによって外嵌固定される短円筒状をなしている。大径筒部１１は、外周側にクランプ５を受け入れるクランプ溝１４を備えるとともに内周側にシール突条１３を備える締結部１１１と、クランプ溝１４の一端部を構成し該締結部１１１より蛇腹側に延伸して締結部１１１と蛇腹部１２とを連結する肩部１１２とからなる。肩部１１２は極短円筒状をなし、一定の外径でブーツ本体の軸線方向に延伸している。
【００１７】
小径筒部１０は、シャフトの外周面にクランプによって外嵌固定される短円筒状をなしており、大径筒部１１と同軸的に配置されている。図示はしないが小径筒部１０にも、外周側には締結クランプを受け入れるための溝が設けられ、また、内周側にはシャフトに弾接するシール突条が設けられている。
【００１８】
蛇腹部１２は、両端に口径差のある断面円形の蛇腹体であり、その内部にグリース封入空間１５を形成している。蛇腹部１２は、大径筒部１１側から順に第１谷部３１、第１山部３２、第２谷部３３、第２山部３４、・・・と複数の谷部と山部が交互に連続してなり、山部および谷部の径が大径筒部１１から小径筒部１０へと順次小さくなるように形成されている。
【００１９】
本実施形態において、ブーツ本体１の大径筒部１１と第１谷部３１との境界部には大径筒部１１の肩部１１２から第１谷部３１に向かって傾斜する傾斜面を有するテーパ部１２１が形成されている。そしてこのテーパ部１２１は、肩部１１２の蛇腹側端部１１２ｂに連続する第１傾斜面１２１ａと、この第１傾斜面１２１ａに連続し第１谷部３１に向かって傾斜する第２傾斜面１２１ｂとからなっている。
【００２０】
そして、第２傾斜面１２１ｂと肩部１１２の外周面１１２ａとのなす角度θ２は、第１傾斜面１２１ａと肩部１１２の外周面１１２ａとのなす角度θ１より大きい。例えば、角度θ１を４５°とすると角度θ２は４５°を超え８５°未満であり、７０°〜８５°であることが望ましい。角度θ２はより好ましくは７７°〜８２°である。
【００２１】
また、肩部１１２の長さｄ１と、肩部１１２の蛇腹側端部１１２ｂから第１傾斜面１２１ａと第２傾斜面１２１ｂとの交差部１２１ｃまでの長さｄ２との比ｄ１／ｄ２は０．５〜２．５の範囲にあるとよい。
【００２２】
このように形成されたブーツ本体１の大径筒部１１に図４で説明したグロメット２を挿入してジョイントアウターレース（相手部材）３に装着し、クランプ５で締結した。そしてシャフトＳを最大ジョイント角に傾斜させた場合の圧縮側における蛇腹部１２の変形の様子を図３に示す。
【００２３】
等速ジョイント用ブーツ１００は、大径筒部１１の肩部１１２から第１谷部３１に向かって傾斜するテーパ部１２１が第１傾斜面１２１ａと第２傾斜面１２１ｂとで形成されているので、ジョイント角が増大したときには、第１谷部３１と第１山部３２とを連接する第１腹部４１がテーパ部１２１にほぼ密着するように折り重ねられる。このため、圧接面積は増大し肩部１１２を押圧する面圧は小さくなる。また、テーパ部１２１よりも第１腹部４１の方が長く形成されているために、第１山部３２が肩部１１２より外周側に押し出されるので、肩部１１２は矢印Ｇ方向に押圧される。従って、本実施形態の等速ジョイント用ブーツ１００によれば、クランプ浮き上げ力は小さくなり、大径筒部１１と相手部材３との間の良好なシール性を確保することができる。
【実施例】
【００２４】
以下、試験例により本発明をさらに説明する。
【００２５】
角度θ１を４５°一定とし、角度θ２をＡ：９０°（図４の従来例）、Ｂ：８２°、Ｃ：７７°及びＤ：７１°として等速ジョイント用ブーツＡ〜Ｄを作製した。それぞれをジョイントアウターレース３に組み付け、作動角度によるクランプ浮き上げ力の変化をＦＥＡにて解析した。結果を表１と図６に示す。図６において、横軸はジョイント角（°）、縦軸はクランプ浮き上げ力の相対値（Ａ：９０°の最大ジョイント角におけるクランプ浮き上げ力を１．０とする。）である。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
図６からＣ：７７°では、最大ジョイント角におけるクランプ浮き上げ力がＡ：９０°の場合の４％程度まで低下していることが分かる。特にＣ：７７°では、ジョイント角が０〜１２°の間でクランプ浮き上げ力がマイナスとなっており、この間のジョイント角においては蛇腹の押圧力はクランプの締め付け側に作用していることを示している。
【００２８】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で変更してもよい。例えば、前記の実施の形態では角度θ１を４５°としたが、角度θ１は角度θ２を７０°〜８５°としてθ２／θ１＝１．５〜１．８の範囲で変更してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本実施形態の等速ジョイント用ブーツの軸方向断面図である。
【図２】本実施形態の等速ジョイント用ブーツの大径筒部の要部拡大断面図である。
【図３】本実施形態の等速用ジョイントブーツを組み付け、シャフトを最大ジョイント角に傾斜させた場合の蛇腹部の変形の様子を示す要部断面図である。
【図４】従来の等速ジョイント用ブーツの大径筒部の要部拡大断面図である。
【図５】従来の等速用ジョイントブーツを組み付け、シャフトを最大ジョイント角に傾斜させた場合の蛇腹部の変形の様子を示す要部断面図である。
【図６】第２傾斜面の角度θ２を変えた場合のジョイント角とクランプ浮き上げ力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３０】
１：ブーツ本体  ２：グロメット  ３：ジョイントアウターレース（相手部材）  ３ｂ：アウターレース端面  ５：クランプ  １０：小径筒部  １１：大径筒部  １１２：肩部  １１２ａ：肩部外周面  １２：蛇腹部  １２１：テーパ部  １２１ａ：第１傾斜面  １２１ｂ：第２傾斜面  ２２：シール突条  ２３：位置決め突起  ２６：係合部  ３１：第１谷部
【図１】
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【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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