JP4216841B2 - ジョイントブーツ - Google Patents

Description

本発明は、主として自動車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。

自動車や産業機械などの駆動シャフトのジョイントには、封入されているグリースを保持するため、あるいは塵埃や異物等の進入を防ぐために、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が装着されている。ジョイントブーツは、両端部に口径差のある筒状のジャバラ構造を有しており、等速ジョイントのアウターケースに取り付けられる大径側取付部と、該大径側取付部と離間して同軸的に配置されて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からなり、熱可塑性エラストマー樹脂などの弾性材料で一体に成形されている。

上記アウターケースとしては、周方向に複数の凹部を有する非円形の外周形状を持つものがある。すなわち、等速ジョイントのトリポートに対応する３本の内周側の摺動溝に対応して、外周において周方向に３つの均等配置された凹部を備えるアウターケースがある。このような非円形状のアウターケースに取付可能にするため、アウターケースと大径側取付部との間に介在するブッシュを備えた、いわゆる２ピースタイプのジョイントブーツがある（例えば、下記特許文献１，２参照）。

上記ブッシュは、外周面が断面円形状をなすとともに、内周部にはアウターケースの凹部に対応させて径方向内方に向けて突出する複数の凸部が周方向に分散させて設けられている。このような凸部を有するブッシュでは、射出成形後の収縮に起因するヒケを防止してアウターケースとのシール性を高めるために、特許文献２に記載されているように、凸部に複数の肉抜き穴が設けられる。
特開２００５−２４０９６２号公報 特開２００５−２２１０７８号公報

上記のように周方向に複数の凸部を有するブッシュ、とりわけ該凸部に複数の肉抜き穴を有するブッシュでは、これを欠肉なく射出成形することは容易ではない。そこで、本発明は、かかるブッシュを欠肉なく成形することができる新規なジョイントブーツの構成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、周方向に複数の凹部を有する外周形状のアウターケース側に取り付けられる筒状の大径側取付部と、シャフトに取り付けられる筒状の小径側取付部と、両者を一体に連結する蛇腹部とからなるブーツ本体と、前記アウターケースと前記大径側取付部との間に介在し、前記大径側取付部内に嵌合する外周面が断面円形状をなすとともに、前記アウターケースに外嵌固定される内周部に前記凹部に嵌合する複数の凸部が周方向に分散して設けられたブッシュと、を備えてなり、前記ブッシュが、周方向で隣り合う前記凸部間に位置する円弧状壁部の端面において、軸方向に突設された舌状片を備え、前記舌状片は先端が半径方向内向きに傾斜していることを特徴とする。

本発明によれば、上記舌状片を設けたことにより、ブッシュの射出成形時に余分な成形材料や成形型内の空気をこの部分に逃がすことができ、ブッシュ本体の欠肉を防止することができる。特に、該舌状片を凸部間に位置する円弧状壁部に設けたことにより、凸部の成形性に優れる。また、該舌状片が円弧状壁部の端面から軸方向に突設されているので、大径側取付部やアウターケースとの嵌合の妨げにはならない。また、舌状片が先端ほど半径方向内向きに傾斜しているので、ブッシュをブーツ本体に挿入する際に、該舌状片がガイドとなって、組付け作業性を一層向上することができる。

本発明のジョイントブーツにおいて、前記舌状片が先細の台形板状をなしていると、ブッシュをブーツ本体の大径側取付部に挿入する際の組付け作業性に優れる。

本発明のジョイントブーツにおいて、前記ブッシュは、前記凸部のそれぞれの周方向中央から成形材料を注入することで成形された射出成形体であって、前記舌状片が各円弧状壁部の周方向中央に設けられていることが好ましい。これにより、凸部の成形性をより一層高めることができる。

本発明のジョイントブーツにおいて、前記凸部は、半径方向内方に湾曲状に張り出す内側壁部と、ブッシュ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半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、これにより該凸部に４つの肉抜き穴が周方向に並んで設けられてもよい。また、この場合、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。このような肉抜き穴構成を持つ凸部であっても、上記舌状片を設けたことで成形不良を解消して高いシール性を発揮させることができる。

本発明によれば、射出成形時におけるブッシュ本体の欠肉を防止して成形性に優れるジョイントブーツを提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は実施形態に係るジョイントブーツ１０の断面図であり、図２はその分解図である。このジョイントブーツ１０は、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ものである。図１０に示すように、該等速ジョイントは、入力側のシャフト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たトリポート４と、出力側のシャフト５の端部に設けたアウターケース６とを備えてなる。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を有しており、この摺動溝６ａに対して上記トリポート４のローラ２を軸方向に摺動可能に嵌め合わせることにより、等速ジョイントは、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。アウターケース６の外周部には、摺動溝６ａの配置に対応して周方向に３つの均等配置された凹部６ｂが設けられ、これにより、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。

ジョイントブーツ１０は、アウターケース６側に取り付けられる大径側取付部１２と、シャフト１に取り付けられる小径側取付部１４と、両者を一体に連結する蛇腹部１６とからなるブーツ本体１８と、アウターケース６と大径側取付部１２との間に介在するブッシュ２０との組立て体である。

ブーツ本体１８は、例として、ＴＰＥＥ、ＴＰＯなどの熱可塑性エラストマー樹脂を用いてブロー成形により成形されるものである。ブッシュ２０は、ブーツ本体１８よりも軟らかい材料を用いて成形されるものであり、例として、ＴＰＯなどの熱可塑性エラストマー樹脂や、クロロプレンゴムなどのゴムを用いて射出成形により成形される。

ブーツ本体１８の大径側取付部１２は、内外周面ともに断面円形状をなす短筒状をなしており、その外周面にはリング状の締付部材７を受け入れるための固定用凹部２２が設けられている。また、この固定用凹部２２の内周面側にシール用突条４２が全周にわたって設けられている。小径側取付部１４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、外周面には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２４が設けられている。大径側取付部１２と小径側取付部１４とは、同軸的に、即ち共通の軸Ｏを持つように配置されている。蛇腹部１６は、大径側取付部１２から小径側取付部１４へと順次に小さくなるように形成されたテーパー状の蛇腹体であり、その中空部がグリース封入空間２５となっている。

ブッシュ２０は、図３，４に示すように、大径側取付部１２を外嵌させる外周面が断面円形状をなすとともに、アウターケース６に外嵌固定される内周部に上記凹部６ｂに嵌合する複数の凸部２６が周方向に分散して設けられている。凸部２６は、径方向内方側に向けて突出するものであり、周方向に１２０度ごとに均等に配置されており、隣り合う凸部２６間に円弧状壁部２８が介設されている。

凸部２６は、半径方向内方に湾曲状に張り出して上記凹部６ｂに嵌合する内側壁部３０と、ブッシュ２０の外周面の一部を構成する円弧状の外側壁部３２とを備えてなり、これら内側壁部３０と外側壁部３２との間の空洞部に、両壁部３０，３２を周方向中央で連結する中央支持壁３４と、その左右両側において両壁部３０，３２を連結する左右一対のサイド支持壁３６，３６とが設けられている。これにより、凸部２６には、軸方向に陥没する４つの肉抜き穴３８，４０，４０，３８が周方向に並んで設けられている。内側壁部３０と外側壁部３２との間の空洞部は、また、中央支持壁３４及びサイド支持壁３６と交差するようにブッシュ２０の軸方向中央部において周方向に延びる支持壁３７により支持されており、これにより、上記肉抜き穴３８，４０は軸方向に区画されている。

図５に示すように、中央支持壁３４は、内側壁部３０の内方への張り出しの最も大きい周方向中央から中心線Ｌに沿って半径方向に延びて形成されている。サイド支持壁３６は、上記軸Ｏから放射状に設けられた中央支持壁３４に対して平行ではなく、傾斜して設けられている。サイド支持壁３６は、内側壁部３０が周方向において均等な間隔で中央支持壁３４とサイド支持壁３６，３６とにより支持されるように、内側壁部３０における外側壁部への付け根部３０ａと中央支持壁との連結部３０ｂとの中間位置において内側壁部３０と連結されている。また、この連結部において内側壁部３０に対して略垂直（θ＝７０°〜１１０°）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３４に近づくよう傾斜して設けられている。ここで、θは、サイド支持壁３６の中心線Ｎと、該中心線Ｎに交差する内側壁部３０の内周面での接線Ｐとのなす角度である。

図７，８に示すように、ブッシュ２０の外周部には、ブーツ本体１８のシール用突条４２が嵌合する浅い角形の環状溝４４が全周にわたって設けられ、また、大径側取付部１２の端面１２Ａを軸方向で受止め可能な拡径部４６が形成されている。拡径部４６は、ブッシュ２０と大径側取付部１２とを嵌合させるに伴って、大径側取付部１２が拡径部４６を押し倒すことがないように、軸方向における長さＸが隣接する円弧状壁部２８の肉厚Ｔよりも大きく設定され、軸方向における剛性を高めてある。また、ブッシュ２０の外周部には、蛇腹部１６側の端部に先端ほど小径のテーパー状部４８が形成されている。

ブッシュ２０には、アウターケース６よりも小径の密着内周部５０が内周面の全周にわたって設けられ、これにより、ブッシュ２０がアウターケース６に密着外嵌可能に構成されている。密着内周部５０には、２本のシール用突条５１，５１が全周にわたって設けられている。また、蛇腹部１６とは反対側のブッシュ２０の一端部に、アウターケース６よりも大径のストレート穴状で、ブッシュ２０をアウターケース６に外嵌する際にアウターケース６を案内する拡径内周部５２が内周面の全周にわたって設けられている。更に、ブッシュ２０の内周面には、アウターケース６の外周面に設けられた周方向に延びる溝５４に嵌合する位置決め用の突起５６が設けられ、この突起５６は上記凸部２６間の円弧状壁部２８のみにおいて周方向に延びて形成されている（図３参照）。また、突起５６は、図８に示すように、ブッシュ２０の軸方向において、大径側取付部１２による外嵌領域Ｑ、即ちブッシュ２０と大径側取付部１２とが嵌合している領域から外れた位置にあり、拡径部４６の内周側において密着内周部５０と拡径内周部５２との間に設けられている。

図４，６に示すように、ブッシュ２０には、各円弧状壁部２８の端面に舌状片５８が軸方向に一体に突設されている。舌状片５８は、上記テーパー状部４８が設けられたブッシュ２０の蛇腹部側端面２０Ｂにおいて、各円弧状壁部２８の周方向中央にそれぞれ設けられており、ブッシュ２０の半径方向に厚みを持ちかつ周方向に幅を持つわずかに湾曲した板状に形成されている。詳細には、舌状片５８は、図６に示す平面視において先細の台形状をなし、図７，８に示すようにテーパー状部４８の先端と同じ一定肉厚を持つ板状をなして先端ほど径方向内方に傾斜して突出している。

以上の構成を持つブッシュ２０は、図９に示す成形型６０を用いて射出成形することができる。この成形型６０は、ブッシュ２０の反蛇腹部側端面２０Ａを成形する第１型６１と、外周面を成形する第２型６２と、内周面を成形する第３型６３とからなる。そして、蛇腹部側端面２０Ｂにおける各凸部２６の周方向中央から成形材料を注入するように注入口６４が設けられている。注入口６４の位置は、図４に示すように、凸部２６の外側壁部３２における中央支持壁３４との連結部３２ａに設定されている。また、上記舌状片５８がこれら３つの注入口６４から注入された成形材料のウェルド部分となるように各円弧状壁部２８の周方向中央に舌状片５８を成形するためのキャビティ６５が設けられている。また、該キャビティ６５は、成形材料の液流れを良くするため、注入口６４と同じ側の端面２０Ｂに設けられている。

このような構成を持つ成形型６０であると、射出成形時、余分な成形材料や成形型６０内の空気をこのキャビティ６５内に逃がすことができ、ブッシュ本体の欠肉を防止することができる。特に、注入口６４を各凸部２６に設け、上記キャビティ６５をその間の円弧状壁部２８に設け、更に両者を同じ端面２０Ｂ側に設けたので、成形材料の流れが良くなり、上記肉抜き穴３８，４０構成を持つ凸部２６の成形性に優れる。また、舌状片５８が周方向に所定幅を持つ板状をなしているので、その両側の注入口６４から注入された成形材料の合流部を確実に舌状片５８内、即ち上記キャビティ６５内に設定することができる。なお、舌状片５８自体には欠肉があってもよい。舌状片５８は、図７において鎖線５８Ａで示すように、射出成形時には軸方向に平行に突出成形されるが、射出成形後の収縮により内方に傾斜した形状となる。

このようにして成形されたブッシュ２０は、別に成形されたブーツ本体１８の大径側取付部１２内に嵌合装着される。その際、ブッシュ２０は蛇腹部側端面２０Ｂから大径側取付部１２内に挿入されるが、該蛇腹部側端面２０Ｂには上記舌状片５８及びテーパー状部４８が設けられているため、挿入作業性に優れる。特に、舌状片５８がやや内向きに傾斜していることにより、上記先細の台形状であることと相俟って、ブッシュ２０を大径側取付部１２に挿入しやすく、組付け作業性に優れる。しかも、組付け後、舌状片５８は、ジョイントブーツ１０の内側に配されるため、外観を損なうこともない。

ブッシュ２０が装着されたジョイントブーツ１０は、大径側取付部１２側をアウターケース６に外嵌するとともに小径側取付部１４をシャフト１に外嵌し、各固定用凹部２２，２４に締付部材７，８をそれぞれ締付けて固定することで、図１０のように等速ジョイントに取り付けられる。その際、ブッシュ２０の拡径内周部５２がアウターケース６を案内するので外嵌させやすい。また、ブッシュ２０内周部の突起５６が拡径内周部５２とともに大径側取付部１２の外嵌領域Ｑ外にあるため、アウターケース６の先端部６ｃを拡径内周部５２から突起５６を経て密着内周部５０へとスムーズに導き入れることができる。

組付けられたジョイントブーツ１０においては、凸部２６を上記の肉抜き構成としたので、半径方向内方への張り出しの最も大きい内側壁部３０の中央部を中央支持壁３４で支持しながら、その両側でも締付け力が極力均一化されるようにサイド支持壁３６を配設することができる。特に、サイド支持壁３６を外方ほど中央支持壁３４に近づくように傾斜させたことにより、外側の肉抜き穴３８の断面積を大きくすることができ、そのため、射出圧による中子の変形を抑制するとともに、中子の脱型性を確保することができる。更に、サイド支持壁３６を内側壁部３０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３０がアウターケース６に及ぼす面圧を周方向でより均一化することができる。よって、成形性を確保しつつ、締付け力のバラツキを低減してシール面圧を周方向で極力均一化することができる。

本発明のジョイントブーツは、自動車や産業機械等の駆動シャフトのジョイントに装着して利用することができ、特に自動車のトリポートタイプの等速ジョイントに好適に利用することができる。

本発明の実施形態に係るジョイントブーツの縦断面図 同ジョイントブーツの分解断面図 図２のIII方向視側面図 図２のIV方向視側面図 ブッシュの凸部の断面図 ブッシュの要部拡大平面図 大径側取付部のアウターケースへの組付け構成を示す分解断面図 大径側取付部のアウターケースへの取付け状態を示す断面図 ブッシュを製造するための成形型の断面図 ジョイントブーツを等速ジョイントに組付けた状態を示す断面図

符号の説明

１…シャフト、６…アウターケース、６ｂ…凹部、１０…ジョイントブーツ、１２…大径側取付部、１４…小径側取付部、１６…蛇腹部、１８…ブーツ本体、２０…ブッシュ、２０Ｂ…蛇腹部側端面、２６…凸部、２８…円弧状壁部、３０…内側壁部、３２…外側壁部、３４…中央支持壁、３６…サイド支持壁、３８，４０…肉抜き穴、５８…舌状片

Claims (3)

1. 周方向に複数の凹部を有する外周形状のアウターケース側に取り付けられる筒状の大径側取付部と、シャフトに取り付けられる筒状の小径側取付部と、両者を一体に連結する蛇腹部とからなるブーツ本体と、
   前記アウターケースと前記大径側取付部との間に介在し、前記大径側取付部内に嵌合する外周面が断面円形状をなすとともに、前記アウターケースに外嵌固定される内周部に前記凹部に嵌合する複数の凸部が周方向に分散して設けられたブッシュと、を備えてなり、
   前記ブッシュが、周方向で隣り合う前記凸部間に位置する円弧状壁部の端面において、軸方向に突設された舌状片を備え、前記舌状片は先端が半径方向内向きに傾斜していることを特徴とするジョイントブーツ。
2. 前記舌状片が先細の台形板状をなしている請求項１記載のジョイントブーツ。
3. 前記ブッシュは、前記凸部のそれぞれの周方向中央から成形材料を注入することで成形された射出成形体であって、前記舌状片が各円弧状壁部の周方向中央に設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載のジョイントブーツ。

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