JP4012187B2 - ジョイントブーツ - Google Patents

Description

本発明は、主として自動車のトリポートタイプの等速ジョイントなどに用いられる蛇腹状のジョイントブーツに関するものである。

車両のドライブシャフト等に用いられる等速ジョイントの一つとして、トリポートタイプのジョイントが知られている。

トリポートタイプの等速ジョイントは、例として、図９，１０に示すように、入力側と出力側の一方のシャフト１に、ローラ２を持つ３本のトラニオン３を軸直角方向に突設して構成したトリポート４と、他方のシャフト５の端部に設けたアウターケース６とからなる。アウターケース６は、その内周にトリポート４に対応する軸方向の３本の摺動溝６ａを有する。等速ジョイントは、トリポート４のローラ２を摺動溝６ａに対して軸方向に摺動可能に嵌め合わせることにより、両シャフト１，５の角度付けを可能にしながら、回転トルクを伝達できるように構成されている。

このような等速ジョイントにおいては、ジョイント内部への塵埃や異物の侵入防止のため、あるいはまた封入されているグリースを保持するために、一般に、アウターケース６からトリポート４側のシャフト１の部分を覆うように適度に伸縮や曲げ変形が可能な蛇腹状をなすジョイントブーツ１００が装着されている。ジョイントブーツ１００は、軸方向の一端部がアウターケース６の外周に嵌着されてリング状バンド等の締付部材７により固定される大径側取付部１０１として形成され、他端部がトリポート４側のシャフト１の外周にリング状バンド等の締付部材８により固定される小径側取付部１０２として形成され、両者１０１，１０２が蛇腹部１０３により一体に連結されて構成されている。

図１０に示すように、アウターケース６は、内周の摺動溝６ａの配置に対応して、外周には周方向に３つの均等配置された凹状部６ｂを備え、従って、アウターケース６の外周形状は周方向に凹凸形状をなす非円形状に形成されている。そのため、アウターケース６に取り付けられるジョイントブーツ１００の大径側取付部１０１は、その内周形状がアウターケース６の外周形状に対応した非円形状をなしている。すなわち、大径側取付部１０１の内周は、アウターケース６の凹状部６ｂに対応して周方向の３箇所において内方に凸状に張り出し形成されている。

このような大径側取付部１０１の内方への張り出し部１０４を図１０に示すような中実な厚肉部とした場合、大径側取付部１０１の周方向において厚肉部と薄肉部が交互に形成されることから、アウターケース６との間で十分なシール性を確保しにくいという問題がある。かかる問題を解決するため、下記特許文献１には、大径側取付部における内方への張り出し部を、内方に湾曲状に張り出す内側壁部と、外周側における円弧状の外側壁部と、これら内側壁部と外側壁部を連結する支持壁であって、周方向に等間隔に配置されかつ互いに平行に延びる複数の支持壁とで構成した例が開示されている。また、下記特許文献２には、上記内側壁部と外側壁部とを、両者の周方向中央において単一の支持壁で連結した例が開示されている。また、下記特許文献３には、大径側取付部における内方への張り出し部の外周面に周方向に延びる溝（スロット）を設けた例が開示されている。
欧州特許出願公開第０９１５２６４号 特開２００３−３２９０５７公報 特開２００２−１２２２３７公報

上記特許文献１及び特許文献２に開示された技術では、大径側取付部における内方への張り出し部には、大径側取付部の端面から軸方向に延びる肉抜き穴が設けられ、これにより上記シール性を改善しようとしている。しかしながら、軸方向に延びる肉抜き穴では、大径側取付部の軸方向寸法が大きい場合に、それに伴って肉抜き穴も軸方向寸法を大きくする必要がある。このように肉抜き穴の軸方向寸法が大きくなると、これを成形するための中子が長くなり、そのため大径側取付部の成型時に中子が抜けにくく、従って成形性を損なうという問題がある。

一方、上記特許文献３に開示された技術では、リング状バンド等の締付部材が配される大径側取付部の外周面上に周方向に延びる複数の溝が並設されているが、このようなバンド等による締付領域は、安定した締め付けを行う上で、溝のない平坦な円柱面であることが望まれる。

本発明は、このような点に鑑みてなされたものであり、トリポートタイプの等速ジョイントのように非円形な外周形状のアウターケースに取り付けられるジョイントブーツにおいて、成形性を損なうことなく、締付部材による安定した締め付けを可能としてシール性に優れるジョイントブーツを提供することを目的とする。

本発明に係るジョイントブーツは、周方向に複数の凹状部を有する外周形状のアウターケースに締付部材を用いて外嵌固定される大径側取付部と、シャフトに取り付けられる小径側取付部と、両者を一体に連結する蛇腹部とを備えるジョイントブーツであって、前記大径側取付部は、外周形状が円形状をなす一方、内周形状が周方向の複数箇所において径方向内方に張り出しており、該張り出し部には前記大径側取付部の端面から軸方向に延びる１又は複数の肉抜き穴が設けられ、前記大径側取付部における前記締付部材による締付領域よりも蛇腹部側の領域において外周面が前記張り出し部にて半径方向内方に落ち込むことで当該張り出し部における前記蛇腹部側の領域が薄肉状に形成され、前記張り出し部の前記半径方向内方への落ち込み部が弦方向に延びる直線状の落ち込み部であり、その両端部において２つの張り出し部間に介在する円弧状の壁部に接続され、かつ、前記落ち込み部の両端部が前記張り出し部を越えて半径方向内方に突出したものである。

このように張り出し部にその端面から軸方向に延びる肉抜き穴を設けることにより、張り出し部を中実な厚肉部で形成する場合に比べて、成形後の収縮に起因するヒケの発生を防止することができ、成形性及びシール性を改善することができる。また、軸方向に延びる肉抜き穴であるため、締付部材により締め付けられる締付領域は平坦な円柱面状にすることができ、そのため安定した締め付けを可能とする。そして、このような軸方向に延びる肉抜き穴を設ける一方で、締付領域より蛇腹部側の領域では外周面を張り出し部において半径方向内方に陥没させることで薄肉状にしているため、締付領域よりも蛇腹部側の領域でも張り出し部での厚肉形状を解消することができる。そのため、大径側取付部の軸方向寸法が大きくなった場合でも、上記肉抜き穴の軸方向寸法を大きくする必要がなくなるので、成形性不良の問題も生じない。

また、湾曲面状に張り出す張り出し部に対して上記直線状の落ち込み部であると、その両端部が張り出し部を越えて内方に突出することになる。そのため、この突出部をアウターケースの先端面に当接させるようにすることで、アウターケースへの組付け時におけるブーツの軸方向での位置決めが可能となり、組付け作業性を向上することができる。

本発明のジョイントブーツでは、前記張り出し部において大径側取付部が、径方向内方に湾曲状に張り出す内側壁部と、大径側取付部の外周面の一部を構成する円弧状の外側壁部と、これら内側壁部と外側壁部を両者の周方向中央で連結する径方向に延びる中央支持壁と、該中央支持壁の両側において前記内側壁部と外側壁部を連結する左右のサイド支持壁とを備えてなり、これにより上記肉抜き穴が形成されており、更に前記サイド支持壁が外方ほど前記中央支持壁に近づくように傾斜していることが好ましい。

このようにサイド支持壁を外方ほど中央支持壁に近づくように傾斜して設けたことにより、肉抜き穴を成形するための中子の脱型性を確保することができる。また、内側壁部の外側面を支持するサイド支持壁を内側壁部に対して垂直に近い角度で結合することができ、内側壁部がアウターケースに及ぼす面圧を周方向で均一化することができる。

本発明のジョイントブーツにおいては、前記サイド支持壁が、内側壁部における中央支持壁との連結部と外側壁部への付け根部との中間位置において、内側壁部に結合されていることが好ましい。内側壁部における中央支持壁との連結部の両側において最も弱い部分は、該連結部と外側壁部への付け根部との中間点であるため、この位置において内側壁部がサイド支持壁により支持されるように補強すれば、内側壁部によるアウターケースへの面圧の均一化に一層有効である。

本発明によれば、トリポートタイプの等速ジョイントのように非円形な外周形状のアウターケースに取り付けられるジョイントブーツにおいて、成形性を損なうことなく、締付部材による安定した締め付けを行うことができ、高いシール性を得ることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。

図１は本発明の一実施形態に係るジョイントブーツ１０の斜視図であり、図２はその半断面半側面図、図３はその大径側の正面図、図４はその小径側の正面図である。このジョイントブーツ１０は、上記した図９，１０に示す自動車用のトリポートタイプの等速ジョイントに装着される熱可塑性エラストマー樹脂製ブーツであり、一端側の小径側取付部１２と、該小径側取付部１２と離間して同軸的に配置された他端側の大径側取付部１４と、これら小径側取付部１２と大径側取付部１４を一体に連結する中空状の蛇腹部１６とからなり、インジェクションブロー成形などの公知の成形方法により一体に形成されている。

小径側取付部１２は、トリポート４側のシャフト１に外嵌固定される短円筒状をなしており、外周面にリング状の締付部材８を受け入れるための周方向に延びる固定用凹部１８が設けられている。

大径側取付部１４は、アウターケース６に外嵌固定される短円筒状をなしており、小径側取付部１２と同軸的に、即ち共通の中心線Ｌを持つように配置されている。大径側取付部１４にも、外周面にはリング状の締付部材７を受け入れるための周方向に延びる固定用凹部２０が設けられている。

蛇腹部１６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を形成する。蛇腹部１６は、大径側取付部１４から小径側取付部１２へと順次に小さくなるようにテーパ状に形成されている。

図３に示すように、大径側取付部１４は、外周形状が円形状をなしている。一方、内周形状は、周方向に複数（この実施形態では３つ）の凹状部６ｂが均等配置されたアウターケース６の外周形状に対応して、周方向の複数箇所（この実施形態では３箇所）において内方に湾曲面状に張り出した非円形状をなしている。これにより、大径側取付部１４は、アウターケース６の円弧状の外周面に配される円弧状部２２と、アウターケース６の凹状部６ｂに嵌合される張り出し部２４とが周方向に交互に配されてなる。

そして、上記張り出し部２４は、内方に張り出す内側壁部２６と、円弧状をなす外周側の外側壁部２８とを備えてなり、これら内側壁部２６と外側壁部２８との間の空洞部に、両壁部２６，２８を周方向中央で連結する中央支持壁３０と、その左右両側において両壁部２６，２８を連結する左右一対のサイド支持壁３２，３２とが設けられている。

外側壁部２８は、周方向に略一定の肉厚を持つ円弧状の壁部であって、上記円弧状部２２と略同じ肉厚を持ち、該円弧状部２２と一体になって単一の円筒体をなすように構成されている。内側壁部２６は、この円筒体の内周面から半径方向内側に向かって湾曲面状に突出形成されており、外側壁部２８と略同じ肉厚であって周方向に略一定の肉厚に形成されている。

図６に示すように、中央支持壁３０は、内側壁部２６を外側壁部２８に対して支持する半径方向に延びる壁部であり、内側壁部２６と略同じ肉厚に形成されている。中央支持壁部３０は、内側壁部２６の内方への突出高さの最も大きい周方向中央に設けられている。

サイド支持壁３２は、内側壁部２６を外側壁部２８に対して支持する壁部であり、内側壁部２６と略同じ肉厚に形成されている。サイド支持壁３２は、大径側取付部１４の中心Ｏから放射状に設けられた中央支持壁３０に対して平行ではなく、外方ほど中央支持壁３０に近づくよう傾斜して形成されている。そして、これにより、左右のサイド支持壁３２，３２と中央支持壁３０との計３つの支持壁は、中央支持壁３０の外側壁部２８への結合部３０ａ、即ち外側壁部２８の周方向中央を中心として、そこから内側壁部２６に向かって放射状に延びている。

より詳細には、サイド支持壁３２は、内側壁部２６が周方向において均等な間隔で中央支持壁３０とサイド支持壁３２，３２とにより支持されるように、内側壁部２６における外側壁部への付け根部２６ａと中央支持壁との連結部２６ｂとの中間位置において内側壁部２６を支持しており、即ち該中間位置において内側壁部２６と連結されている。また、この連結部において内側壁部２６に対して略垂直に交差するように、当該連結部から外方に行くほど中央寄りに、即ち中央支持壁３０に近づくよう傾斜して設けられている。ここで、サイド支持壁３２の内側壁部２６に対する結合角度θは略垂直であることが好ましく、詳細には該結合角度θが７０°〜１１０°（即ち９０°±２０°）の範囲内であることが好ましく、より好ましくは８０°〜１００°の範囲内である。この結合角度θは、サイド支持壁３２の中心線Ｎと、該中心線Ｎに交差する内側壁部２６の内周面での接線Ｐとのなす角度である。

このように構成したことにより、張り出し部２４には、周方向に並ぶ複数（この例では４個）の空洞部である肉抜き穴３４，３６，３６，３４が設けられている。これらの肉抜き穴３４，３６，３６，３４は、張り出し部２４の周方向中心線Ｍに関して左右対称に設けられており、図５に示すように大径側取付部１４の端面（蛇腹部１６と反対側の端面）からブーツ１０の軸方向に陥没して形成されている。そして、中央支持壁３０により仕切られた内側の一対の肉抜き穴３６，３６は、径方向外方に向いた頂角を持つ断面三角形状をなしており、その外側の一対の肉抜き穴３４，３４は、径方向内方に向いた頂角を持つ断面三角形状をなしている。

図２に示すように、肉抜き穴３４，３６，３６，３４は、張り出し部２４における締付部材７による締付領域３８に設けられている。ここで、締付領域３８は、締付部材７が外嵌される固定用凹部２０を外周に持つ領域である。そして、この締付領域３８よりも蛇腹部１６側の領域４０において、大径側取付部１４の外周面は、張り出し部２４に相当する周方向部分が半径方向内方に落ち込んでおり、これにより張り出し部２４における上記蛇腹部側の領域４０が薄肉状に形成されている。すなわち、張り出し部２４は、上記締付領域３８ではブーツ端面から軸方向に延びる肉抜き穴３４，３６を備え、それよりも蛇腹部側の領域４０では半径方向内方への落ち込み部４２による側方からの肉盗み部を備える。

この実施形態では、落ち込み部４２は、図１，２に示すように、張り出し部２４における蛇腹部１６に隣接する肩部が半径方向内方に陥没することで形成されている。また、図１，３，４に示すように、落ち込み部４２は、上記肩部を張り出し部２４に相当する周方向の３箇所で断面弓形に切除した形態をなしており、従って、落ち込み部４２は、大径側取付部１４の弦方向に延びる直線状の落ち込み部であって、その両端部において２つの隣接する張り出し部２４，２４間に介在する円弧状の壁部４４に接続されている。図３に示すように、この直線状の落ち込み部４２は、張り出し部２４の周方向中心線Ｍに関して左右対称に形成されており、この中心線Ｍにおいて落ち込み部４２と張り出し部２４の内面高さが一致している。

なお、落ち込み部４２での肉厚は、上記円弧状の壁部４４と略同じ肉厚に設定されており、更に、これらの肉厚は上記した内側壁部２６と略同じ肉厚に設定されている。これにより、大径側取付部１４は、肉抜き穴の底壁を構成する縦壁部４６も含めて張り出し部２４における各部の肉厚が全て薄肉状とされている。

以上よりなる本実施形態の樹脂製ジョイントブーツ１０であると、大径側取付部１４の張り出し部２４に肉抜き穴３４，３６を設けたので、張り出し部を中実な厚肉部で形成する場合に比べて、成形後の収縮に起因するヒケの発生を防止することができる。

また、これら肉抜き穴３４，３６が軸方向に延びる肉抜き穴であるため、締付領域３８における固定用凹部２０内を平坦な円柱面状にすることができ、そのため安定した締め付けが可能となる。

また、締付領域３８よりも蛇腹部側の領域４０では、側方からの落ち込み部４２により薄肉状としているため、肉抜き穴３４，３６の軸方向寸法を小さく抑えながら、張り出し部２４の軸方向全体でのヒケの発生を防止することができる。

また、上記のように直線状の落ち込み部４２であるため、図３に示すように、湾曲面状の張り出し部２４に対して、落ち込み部４２の両端部が内方に突出した形態となる。そのため、この突出部４２ａをアウターケース６の先端面６ｃに当接させるようにして組付ければ、大径側取付部１４の軸方向での位置決めが可能となるため、組付け作業性を向上することができる。また、落ち込み部４２が直線状であるため、成形後の脱型性にも優れる。

更に、締付領域３８における肉抜き形状として、上記のようにサイド支持壁３２を中央支持壁３０に対して傾斜させたことにより、次の作用効果が奏される。すなわち、サイド支持壁３２が中央支持壁３０に対して平行に配されている場合、サイド支持壁３２の外側の肉抜き穴３４の断面積が小さくなって、該肉抜き穴３４を成形するための中子を脱型しにくくなるが、上記のように中央支持壁３０側に傾斜させることにより、外側の肉抜き穴３４の断面積を、内側の肉抜き穴３６の断面積と同程度にすることができ、そのため、これら肉抜き穴を成形するための中子の脱型性を確保して、成形性を向上することができる。

また、上記傾斜により、内側壁部２６の外側面を支持するサイド支持壁３２を内側壁部２６に対して垂直に近い角度で結合することができる。そのため、大径側取付部１４を締付部材７を用いて締め付け固定する際に、内側壁部２６がアウターケース６に及ぼす面圧を周方向で均一化することができ、張り出し部２４におけるシール性を向上することができる。

図７は、他の実施形態に係るジョイントブーツの大径側取付部１４ａ側から見た正面図であり、図８はその要部拡大断面図である。この実施形態は、大径側取付部１４ａの張り出し部２４における左右のサイド支持壁３２，３２の傾斜角度が上記した実施形態とは異なる。

すなわち、この実施形態では、サイド支持壁３２の内側壁部２６に対する結合角度θが、上記実施形態よりも９０°に近い角度となるように設定されている。そして、これにより、本実施形態では張り出し部２４に設けられた４つの肉抜き穴３４，３６，３６，３４のうち、中央支持壁３０により仕切られた内側の一対の肉抜き穴３６，３６の断面形状が上記実施形態とは異なる。すなわち、この実施形態において、該内側の一対の肉抜き穴３６，３６は、大径側取付部１４ａの外周面側が窄まった断面台形状をなしている。なお、その外側の一対の肉抜き穴３４，３４は、上記実施形態と同様の断面三角形状をなしている。その他の構成は上記実施形態と同様であり、本実施形態でも上記実施形態と同様の作用効果が奏される。特に、本実施形態では、サイド支持壁３２の内側壁部２６に対する結合角度θが、上記実施形態よりも更に９０°に近い角度に設定されているので、大径側取付部１４の締め付け固定時に、内側壁部２６での面圧を一層均一化することができ、張り出し部２４におけるシール性を高めることができる。

本発明のジョイントブーツは、成形性を損なうことなく高いシール性を確保することができるので、主として自動車のトリポートタイプの等速ジョイントなどに用いられるジョイントブーツとして好適に利用することができる。

本発明の一実施形態に係る樹脂製ジョイントブーツの斜視図である。 同ジョイントブーツの半断面半側面図である。 同ジョイントブーツを大径側取付部側から見た正面図である。 同ジョイントブーツを小径側取付部側から見た正面図である。 同ジョイントブーツの要部拡大断面図である。 図２のVI−VI線断面図である。 他の実施形態に係る樹脂製ジョイントブーツを大径側取付部側から見た正面図である。 図７のジョイントブーツの要部拡大断面図である。 従来の樹脂製ジョイントブーツを取り付けたトリポートタイプの等速ジョイントを示す断面図である。 同等速ジョイントの側面図である。

符号の説明

１０…樹脂製ジョイントブーツ、１２…小径側取付部、１４，１４ａ…大径側取付部、１６…蛇腹部、２４…張り出し部、２６…内側壁部、２６ａ…内側壁部の外側壁部への付け根部、２６ｂ…内側壁部の中央支持壁との連結部、２８…外側壁部、３０…中央支持壁、３２…サイド支持壁、３４，３６…肉抜き穴、３８…締付領域、４０…蛇腹部側の領域、４２…落ち込み部、４４…円弧状の壁部

Claims (4)

1. 周方向に複数の凹状部を有する外周形状のアウターケースに締付部材を用いて外嵌固定される大径側取付部と、シャフトに取り付けられる小径側取付部と、両者を一体に連結する蛇腹部とを備えるジョイントブーツであって、
   前記大径側取付部は、外周形状が円形状をなす一方、内周形状が周方向の複数箇所において径方向内方に張り出しており、該張り出し部には前記大径側取付部の端面から軸方向に延びる１又は複数の肉抜き穴が設けられ、前記大径側取付部における前記締付部材による締付領域よりも蛇腹部側の領域において外周面が前記張り出し部にて半径方向内方に落ち込むことで当該張り出し部における前記蛇腹部側の領域が薄肉状に形成され、
   前記張り出し部の前記半径方向内方への落ち込み部が弦方向に延びる直線状の落ち込み部であり、その両端部において２つの張り出し部間に介在する円弧状の壁部に接続され、かつ、前記落ち込み部の両端部が前記張り出し部を越えて半径方向内方に突出した
   ことを特徴とするジョイントブーツ。
2. 前記張り出し部において大径側取付部は、径方向内方に湾曲状に張り出す内側壁部と、大径側取付部の外周面の一部を構成する円弧状の外側壁部と、これら内側壁部と外側壁部を両者の周方向中央で連結する径方向に延びる中央支持壁と、該中央支持壁の両側において前記内側壁部と外側壁部を連結する左右のサイド支持壁とを備えてなり、該サイド支持壁が外方ほど前記中央支持壁に近づくように傾斜していることを特徴とする請求項１記載のジョイントブーツ。
3. 前記サイド支持壁が、前記内側壁部における前記中央支持壁との連結部と前記外側壁部への付け根部との中間位置において、前記内側壁部に結合されていることを特徴とする請求項２記載のジョイントブーツ。
4. 前記サイド支持壁の前記内側壁部に対する結合角度が垂直に設定されたことを特徴とする請求項３記載のジョイントブーツ。

Images