等速ジョイント用ブーツ

【課題】コンパクト化と軽量化が可能で、かつ、自材同士や他材との干渉による摩耗の心配がなく、応力集中による破損の恐れもない等速ジョイント用ブーツを提供することである。
【解決手段】大径筒部２と小径筒部３を一体に連結する膜状部４を、可撓性を有する低剛性材料と、これよりも剛性の高い高剛性材料との複層構造とすることにより、膜状部を蛇腹で形成することなく、等速ジョイント１１の外輪１２とシャフト１３間の相対傾動や相対直線移動を許容できるようにし、コンパクト化と軽量化が可能で、かつ、自材同士や他材との干渉による摩耗の心配がなく、応力集中による破損の恐れもないものとした。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、等速ジョイントの外輪とシャフト間のジョイント部を密封する等速ジョイント用ブーツに関する。
【背景技術】
【０００２】
固定型や摺動型の等速ジョイントは、外輪とシャフト間のジョイント部に封入されたグリースの漏れ防止や、ジョイント部への異物の侵入を防止するために、外輪端部とシャフト外周との間にジョイント部を密封するブーツが装着されている。この等速ジョイント用ブーツは、外輪端部に取り付けられる大径筒部と、シャフト外周に取り付けられる小径筒部と、これらの両筒部を一体に連結する膜状部とから成る。
【０００３】
従来、この等速ジョイント用ブーツは、外輪とシャフト間の相対傾動を許容できるように、また、摺動型のものでは外輪とシャフト間の相対直線移動も許容できるように、前記両筒部を一体に連結する膜状部が、山部と谷部が軸方向へ交互に連なる蛇腹で形成されている（例えば、特許文献１、２、３参照）。
【０００４】
このように膜状部を蛇腹で形成した等速ジョイント用ブーツは、等速ジョイントの外輪とシャフト間の相対傾動に伴って、蛇腹部の山部同士が干渉したり、谷部がシャフトと干渉したりして、蛇腹部がこれらの干渉で摩耗して破損することがある。このような自材同士や他材との干渉による摩耗を防止するために、蛇腹部全体を外側の山部側へ膨出させたものもある。なお、特許文献３に記載されたものでは、山部同士が干渉しても摩耗しないように、蛇腹部の外表面の粗さを滑らかにしており、特許文献２に記載されたものでは、谷部とシャフトの干渉を防止するために、シャフトと干渉しやすい大径筒部から２番目の谷部の深さを浅くしている。
【０００５】
【特許文献１】実開平７−３８７５８号公報
【特許文献２】特開２００１−６５５９４号公報
【特許文献３】特開２００１−９９３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、等速ジョイントのコンパクト化と軽量化の要望に伴って、等速ジョイント用ブーツにもコンパクト化と軽量化が求められている。しかしながら、上述した膜状部を蛇腹で形成した従来の等速ジョイント用ブーツは、蛇腹部が山部と谷部を有するので嵩張り、周辺部材とのクリアランスを確保した上でのコンパクト化が難しく、かつ、蛇腹部の表面積が大きく多くの材料を必要とするので、軽量化も難しい問題がある。また、蛇腹部は屈曲部となる山頂部や谷底部に応力集中が生じやすく、この応力集中によって屈曲部に亀裂が発生し、ブーツが破損する恐れもある。
【０００７】
また、上述したように、自材同士や他材との干渉による摩耗を防止するために、蛇腹部全体を外側の山部側へ膨出させた等速ジョイント用ブーツは、ブーツの表面積がさらに増加するとともに、ブーツの内容積の増加に伴ってグリース封入量が増加するので、軽量化とコンパクト化がより阻害される問題がある。さらに、グリース封入量が増加すると、等速ジョイント回転時の遠心力が大きくなって、回転時振れ回り量（回転膨張量）が大きくなったり、限界最大回転数が小さく制約されたりする問題もある。
【０００８】
そこで、本発明の課題は、コンパクト化と軽量化が可能で、かつ、自材同士や他材との干渉による摩耗の心配がなく、応力集中による破損の恐れもない等速ジョイント用ブーツを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するために、本発明は、等速ジョイントの外輪端部に取り付けられる大径筒部と、等速ジョイントのシャフト外周に取り付けられる小径筒部と、これらの両筒部を一体に連結する膜状部とから成る等速ジョイント用ブーツにおいて、少なくとも前記膜状部の一部または全部を、可撓性を有する低剛性材料と、これよりも剛性の高い高剛性材料との複層構造とした構成を採用した。
【００１０】
すなわち、少なくとも膜状部の一部または全部を、可撓性を有する低剛性材料と、これよりも剛性の高い高剛性材料との複層構造とすることにより、膜状部を蛇腹で形成することなく、外輪とシャフト間の相対傾動や相対直線移動を許容できるようにし、コンパクト化と軽量化が可能で、かつ、自材同士や他材との干渉による摩耗の心配がなく、応力集中による破損の恐れもないものとした。高剛性材料の層は、ブーツの回転膨張量を抑制するとともに、異物の衝突等に対する耐衝撃強度を向上させる効果もある。
【００１１】
前記複層構造は、前記低剛性材料の層の内表面側および外表面側の少なくともいずれか、または低剛性材料の層間に、前記高剛性材料の層を設けたものとすることができる。
【００１２】
前記低剛性材料の層と前記高剛性材料の層とは、溶着または接着により接合するとよい。
【００１３】
前記低剛性材料を弾性限の高い弾性部材とすることにより、外輪とシャフト間の相対傾動や相対直線移動を十分に許容することができる。
【００１４】
前記高剛性材料をメッシュ状のものとすることによっても、外輪とシャフト間の相対傾動や相対直線移動を十分に許容することができる。
【００１５】
前記膜状部の縦断面形状を、谷部のないもの、または谷部を１つだけ有するものとすることにより、自材同士や他材との干渉による摩耗を確実に防止することができる。
【００１６】
前記膜状部の縦断面形状を直線状に延ばしたときの長さを、前記両筒部の互いに対向する端部同士を結ぶ直線の長さの１．８倍以下とすることにより、ブーツの表面積を小さくしてその重量を軽くするとともに、ブーツの内容積も小さくしてグリース封入量を少なくし、ブーツの軽量化と回転膨張量の抑制を確実にすることができる。
【００１７】
前記膜状部の縦断面形状を、前記両筒部の互いに対向する端部同士を直線的につなぐ円錐台形状とすることにより、ブーツの軽量化と回転膨張量の抑制をより確実にすることができる。
【００１８】
前記膜状部の内面および外面の少なくとも一方に、周方向に延びる環状リブ、軸方向に沿って延びる直線状リブおよび螺旋状に延びる螺旋状リブのうちの少なくとも１種類のリブを１本以上設けることにより、外輪とシャフト間の相対傾動や相対直線移動をスムーズに許容できるように、膜状部の剛性バランスを調整することができる。
【００１９】
前記膜状部の肉厚を軸方向に沿って変化させることによっても、膜状部の剛性バランスを調整することができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の等速ジョイント用ブーツは、少なくとも膜状部の一部または全部を、可撓性を有する低剛性材料と、これよりも剛性の高い高剛性材料との複層構造とすることにより、膜状部を蛇腹で形成することなく、外輪とシャフト間の相対傾動や相対直線移動を許容できるようにしたので、コンパクト化と軽量化が可能で、かつ、自材同士や他材との干渉による摩耗の心配がなく、応力集中による破損の恐れもない。また、高剛性材料の層は、ブーツの回転膨張量を抑制するとともに、異物の衝突等に対する耐衝撃強度を向上させる効果もある。
【００２１】
前記低剛性材料を弾性限の高い弾性部材とすることにより、外輪とシャフト間の相対傾動や相対直線移動を十分に許容することができる。
【００２２】
前記高剛性材料をメッシュ状のものとすることによっても、外輪とシャフト間の相対傾動や相対直線移動を十分に許容することができる。
【００２３】
前記膜状部の縦断面形状を、谷部のないもの、または谷部を１つだけ有するものとすることにより、自材同士や他材との干渉による摩耗を確実に防止することができる。
【００２４】
前記膜状部の縦断面形状を直線状に延ばしたときの長さを、両筒部の互いに対向する端部同士を結ぶ直線の長さの１．８倍以下とすることにより、ブーツの表面積を小さくしてその重量を軽くするとともに、ブーツの内容積も小さくしてグリース封入量を少なくし、ブーツの軽量化と回転膨張量の抑制を確実にすることができる。
【００２５】
前記膜状部の縦断面形状を、両筒部の互いに対向する端部同士を直線的につなぐ円錐台形状とすることにより、ブーツの軽量化と回転膨張量の抑制をより確実にすることができる。
【００２６】
前記膜状部の内面および外面の少なくとも一方に、周方向に延びる環状リブ、軸方向に沿って延びる直線状リブおよび螺旋状に延びる螺旋状リブのうちの少なくとも１種類のリブを１本以上設けることにより、外輪とシャフト間の相対傾動や相対直線移動をスムーズに許容できるように、膜状部の剛性バランスを調整することができる。
【００２７】
前記膜状部の肉厚を軸方向に沿って変化させることによっても、膜状部の剛性バランスを調整することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。図１乃至図３は、第１の実施形態を示す。この等速ジョイント用ブーツ１は、図１（ａ）に示すように、等速ジョイント１１の外輪１２の端部に取り付けられる大径筒部２と、シャフト１３の外周に取り付けられる小径筒部３と、これらの両筒部２、３を一体に連結する膜状部４とから成る。なお、この等速ジョイント１１は固定型のものであり、シャフト１３に外嵌された内輪１４と外輪１２との間に複数のボール１５がケージ１６に保持され、図１（ｂ）に示すように、外輪１２とシャフト１３とが相対傾動できるようになっている。
【００２９】
前記大径筒部２と小径筒部３は、それぞれ、内周面に設けられた環状凸条２ａ、３ａを、外輪１２とシャフト１３の外周面に設けられた環状溝１２ａ、１３ａに嵌め込まれ、ブーツバンド１７ａ、１７ｂによって締め付け固定されている。また、膜状部４の縦断面形状は、両筒部２、３の互いに対向する端部同士を直線的につなぐ円錐台形状とされている。
【００３０】
前記膜状部４は、図２（ａ）に示すように、可撓性を有する低剛性材料４ａの内表面側と外表面側とに、これよりも剛性の高い高剛性材料４ｂを溶着で接合した複層構造とされており、低剛性材料４ａは、弾性限界ひずみが１６０％以上、好ましくは２５０％以上の弾性部材とされている。この弾性部材としては、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリスチレン系等の架橋タイプの熱可塑性エラストマーや、ウレタンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、天然ゴム等を用いることができる。
【００３１】
また、前記高剛性材料４ｂは、図３（ａ）に示すように、多数の丸孔を設けたメッシュ状のシートとされている。このシートの材料としては、ポリエステル系、ポリアミド系、ポリオレフィン系、ポリウレタン系、ポリスチレン系等の架橋タイプの熱可塑性エラストマーや、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等を用いることができる。また、これらの低剛性材料４ａと高剛性材料４ｂの組合せは、剛性の異なる異種の材料の組合せとしてもよいし、同種の材料で剛性の違うものの組合せとしてもよい。なお、これらの低剛性材料４ａと高剛性材料４ｂは、接着で接合してもよい。
【００３２】
図２（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、前記膜状部４の複層構造の変形例を示す。図２（ｂ）の変形例は、低剛性材料４ａの層の内表面側のみに高剛性材料４ｂを設けたもの、図２（ｃ）の変形例は、低剛性材料４ａの層の外表面側のみに高剛性材料４ｂを設けたもの、図２（ｄ）の変形例は、低剛性材料４ａの層間に高剛性材料４ｂの層を設けたものである。
【００３３】
図３（ｂ）、（ｃ）は、前記高剛性材料４ｂのメッシュの変形例を示す。図３（ｂ）の変形例は、シートに多数の長孔を設けたもの、図３（ｃ）の変形例は、シートに多数のスリットを設けたものである。なお、高剛性材料４ｂは、薄い金属製シートに、図３（ａ）、（ｂ）、（ｃ）に示したような孔やスリットを設けたものとすることもでき、エクスパンドメタルや金属線を編んだメッシュシート等とすることもできる。
【００３４】
図４（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第２グループの実施形態を示す。これらのブーツ１は、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、図４（ａ）は、膜状部４の肉厚を軸方向に沿って小径筒部３側から大径筒部２側へ厚くなるように変化させたもの、図４（ｂ）は、膜状部４の肉厚を逆に大径筒部２側から小径筒部３側へ厚くなるように変化させたものである。
【００３５】
図５（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ第３グループの実施形態を示す。これらのブーツ１も、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、図５（ａ）は、膜状部４の外面に周方向へ延びる１本の環状リブ５ａを設けたもの、図５（ｂ）は、膜状部４の内面に１本の環状リブ５ａを設けたもの、図５（ｃ）は、膜状部４の外面と内面の両方に１本ずつの環状リブ５ａを設けたものである。
【００３６】
図６（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ第４グループの実施形態を示す。これらのブーツ１も、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、図６（ａ）は、膜状部４の外面に複数本の環状リブ５ａを設けたもの、図６（ｂ）は、膜状部４の内面に複数本の環状リブ５ａを設けたもの、図６（ｃ）は、膜状部４の外面と内面の両方に複数本の環状リブ５ａを設けたものである。
【００３７】
図７（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第５グループの実施形態を示す。これらのブーツ１も、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、図７（ａ）は、膜状部４の外面に軸方向に沿って延びる直線状リブ５ｂを放射状に設けたもの、図７（ｂ）は、膜状部４の内面に直線状リブ５ｂを放射状に設けたものである。
【００３８】
図８（ａ）、（ｂ）は、それぞれ第６グループの実施形態を示す。これらのブーツ１も、基本的な構成は第１の実施形態のものと同じであり、図８（ａ）は、膜状部４の外面に放射状に設けた直線状リブ５ｂを、周方向でその間の凹部と波状に連なるようにしたもの、図８（ｂ）は、膜状部４の内面に放射状に設けられた直線状リブ５ｂを、周方向でその間の凹部と波状に連なるようにしたものである。
【００３９】
図９（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ第７グループの実施形態を示す。これらのブーツ１は、いずれも膜状部４の縦断面形状に外方への膨らみ部６を設けたものであり、その縦断面形状を直線状に延ばしたときの長さは、両筒部２、３の互いに対向する端部同士を結ぶ直線の長さの１．８倍以下とされている。
【００４０】
図９（ａ）、（ｂ）は、いずれも膨らみ部６を大径筒部２に連なる部分に設けたものであり、図９（ａ）のものは、膨らみ部６の残りの部分が直線状に延びて小径筒部３に連なっているのに対し、図９（ｂ）のものは、膨らみ部６の残りの部分が内方へ湾曲して小径筒部３に連なっている。また、図９（ｃ）は、膜状部４の全体に膨らみ部６を設けたもの、図９（ｄ）は、膜状部４の大径筒部２に連なる部分を直線状とし、その残りの部分に膨らみ部６を設けたものである。
【００４１】
図１０（ａ）は、図９（ｃ）に示した実施形態の変形例を示す。この変形例は、膨らみ部６を全体に設けた膜状部４の縦断面形状を小刻みな波状にしたものである。また、図１０（ｂ）は、図９（ｄ）に示した実施形態の変形例を示す。この変形例は、膜状部４の大径筒部２に連なる直線状の部分を厚肉に形成したものであり、図１０（ｃ）に示すように、外輪１２とシャフト１３が相対傾動すると、膜状部４はこの厚肉に形成した部分の境界で屈曲するように変形する。
【００４２】
図１１は、第８の実施形態を示す。このブーツ１は、膜状部４の縦断面形状に１つの谷部７を設けたものであり、その縦断面形状を直線状に延ばしたときの長さは、第７グループの実施形態のものと同様に、両筒部２、３の互いに対向する端部同士を結ぶ直線の長さの１．８倍以下とされている。
【００４３】
図１２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、それぞれ第９グループの実施形態を示す。これらのブーツ１は、いずれも膜状部４の縦断面形状に内方への屈曲部８を設けたものであり、その縦断面形状を直線状に延ばしたときの長さは、両筒部２、３の互いに対向する端部同士を結ぶ直線の長さの１．８倍以下とされている。
【００４４】
図１２（ａ）は、単に屈曲部８を設けただけのもの、図１２（ｂ）は、屈曲部８から両側の筒部２、３側へ向かって、膜状部４の肉厚が厚くなるように変化させたもの、図１２（ｃ）は、屈曲部８の外面に環状リブ５ａを設けたもの、図１２（ｄ）は、屈曲部８と小径筒部３の間の外面に、螺旋状に延びる螺旋状リブ５ｃを設けたものである。
【００４５】
図１３は、第１０の実施形態を示す。このブーツ１は、基本的な形態は第１の実施形態のものと同じであるが、摺動型等速ジョイント用のものであり、シャフト１３が外輪１２の内側に入り込むように相対直線移動したときに、膜状部４が外輪１２の端面近くにコンパクトに納まるようになっている点が異なる。
【００４６】
上述した各実施形態では、等速ジョイント用ブーツの膜状部の全体を低剛性材料と高剛性材料の複層構造としたが、膜状部の一部のみを複層構造としてもよく、大径筒部や小径筒部も複層構造としてもよい。また、本発明に係る等速ジョイント用ブーツは、上述した各実施形態や変形例で示したものに限定されることはなく、例えば、これらの実施形態や変形例を組み合わせたものとすることもできる。
【００４７】
上述した各実施形態では、第１０の実施形態のものを除いて、固定型等速ジョイント用のブーツとしたが、本発明に係る等速ジョイント用ブーツは、摺動型等速ジョイント用のブーツにも採用することができる。また、等速ジョイントの外輪端部は、各実施形態のもののように必ずしも円筒形状である必要はなく、外輪端部が非円筒形状である場合は、ブーツの大径筒部の内面をこの非円筒形状に沿う形状とすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】ａは第１の実施形態の等速ジョイント用ブーツを装着した等速ジョイントを示す縦断面図、ｂはａの外輪とシャフトが相対傾動した状態を示す一部省略縦断面図
【図２】ａは図１のブーツの膜状部を拡大して示す断面図、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれａの変形例を示す断面図
【図３】ａは図２の高剛性材料を示す展開平面図、ｂ、ｃは、それぞれａの変形例を示す展開平面図
【図４】ａ、ｂは、それぞれ第２グループの実施形態の等速ジョイント用ブーツを示す縦断面図
【図５】ａ、ｂ、ｃは、それぞれ第３グループの実施形態の等速ジョイント用ブーツを示す縦断面図
【図６】ａ、ｂ、ｃは、それぞれ第４グループの実施形態の等速ジョイント用ブーツを示す縦断面図
【図７】ａ、ｂは、それぞれ第５グループの実施形態の等速ジョイント用ブーツを示す側面図
【図８】ａ、ｂは、それぞれ第６グループの実施形態の等速ジョイント用ブーツを示す側面図
【図９】ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれ第７グループの実施形態の等速ジョイント用ブーツを示す縦断面図
【図１０】ａは図９（ｃ）の変形例を示す縦断面図、ｂは図９（ｄ）の変形例を示す縦断面図、ｃはｂの外輪とシャフトが相対傾動した状態を示す縦断面図
【図１１】第８の実施形態の等速ジョイント用ブーツを示す縦断面図
【図１２】ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれ第９グループの実施形態の等速ジョイント用ブーツを示す縦断面図
【図１３】第１０の実施形態の等速ジョイント用ブーツを示す縦断面図
【符号の説明】
【００４９】
１ブーツ
２、３筒部
２ａ、３ａ環状凸条
４膜状部
４ａ低剛性材料
４ｂ高剛性材料
５ａ、５ｂ、５ｃリブ
６膨らみ部
７谷部
８屈曲部
１１等速ジョイント
１２外輪
１３シャフト
１２ａ、１３ａ環状溝
１４内輪
１５ボール
１６ケージ
１７ａ、１７ｂブーツバンド

【特許請求の範囲】
【請求項１】
等速ジョイントの外輪端部に取り付けられる大径筒部と、等速ジョイントのシャフト外周に取り付けられる小径筒部と、これらの両筒部を一体に連結する膜状部とから成る等速ジョイント用ブーツにおいて、少なくとも前記膜状部の一部または全部を、可撓性を有する低剛性材料と、これよりも剛性の高い高剛性材料との複層構造としたことを特徴とする等速ジョイント用ブーツ。
【請求項２】
前記複層構造を、前記低剛性材料の層の内表面側および外表面側の少なくともいずれか、または低剛性材料の層間に、前記高剛性材料の層を設けたものとした請求項１に記載の等速ジョイント用ブーツ。
【請求項３】
前記低剛性材料の層と前記高剛性材料の層とを、溶着または接着により接合した請求項１または２に記載の等速ジョイント用ブーツ。
【請求項４】
前記低剛性材料を弾性限の高い弾性部材とした請求項１乃至３のいずれかに記載の等速ジョイント用ブーツ。
【請求項５】
前記高剛性材料をメッシュ状のものとした請求項１乃至４のいずれかに記載の等速ジョイント用ブーツ。
【請求項６】
前記膜状部の縦断面形状を、谷部のないもの、または谷部を１つだけ有するものとした請求項１乃至５のいずれかに記載の等速ジョイント用ブーツ。
【請求項７】
前記膜状部の縦断面形状を直線状に延ばしたときの長さを、前記両筒部の互いに対向する端部同士を結ぶ直線の長さの１．８倍以下とした請求項６に記載の等速ジョイント用ブーツ。
【請求項８】
前記膜状部の縦断面形状を、前記両筒部の互いに対向する端部同士を直線的につなぐ円錐台形状とした請求項７に記載の等速ジョイント用ブーツ。
【請求項９】
前記膜状部の内面および外面の少なくとも一方に、周方向に延びる環状リブ、軸方向に沿って延びる直線状リブおよび螺旋状に延びる螺旋状リブのうちの少なくとも１種類のリブを１本以上設けた請求項１乃至８のいずれかに記載の等速ジョイント用ブーツ。
【請求項１０】
前記膜状部の肉厚を軸方向に沿って変化させた請求項１乃至９のいずれかに記載の等速ジョイント用ブーツ。

【図１】