JP4546655B2

JP4546655B2 - Ｃｖｊブーツ

Info

Publication number: JP4546655B2
Application number: JP2001058036A
Authority: JP
Inventors: 大輔鈴木
Original assignee: キーパー株式会社
Priority date: 2001-03-02
Filing date: 2001-03-02
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2021-03-02
Also published as: JP2002257152A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、等速ジョイントのように作動角（交差角）をもって回転する２軸に蛇腹部両端の大径装着部と小径装着部によって装着されてグリース保持および防塵などのために使用されるブーツ（本明細書においてはこのようなブーツを総称してＣＶＪブーツという）に関する。更に、詳述すると、本発明はＣＶＪブーツの蛇腹部の屈曲に伴う不具合を緩和させる構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ＣＶＪブーツ１０１は、図５に示すように、等速ジョイント１０２の外輪部１０２ａに装着される大径の装着部１０３と、回転軸部１０２ｂに装着される小径の装着部１０４とを蛇腹部１０５の両端に備えてなる。このＣＶＪブーツ１０１は、従来主流であったゴム製の場合には２〜４山の蛇腹部を有しているが、近年普及している樹脂製の場合には、ゴムほど柔軟性がないので山の数をゴム製の場合よりも多くすることによって変形し易いように設けられている。例えば、従来の樹脂製ＣＶＪブーツ１０１としては、図５に示すような６山形状のほぼ円錐形状のものが公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ＣＶＪブーツ１０１は中空であり、蛇腹部１０５の変形は、大径装着部１０３寄りの部分では大径装着部１０３と平行に、小径装着部１０４寄りの部分では回転軸部１０２ｂと平行にそれぞれ変形しようとする。このため、ＣＶＪブーツ１０１は蛇腹部１０５の中央で大きく曲がろうとする傾向がある。また、等速ジョイント１０２の作動角の中心Ｐと大径装着部１０３の取り付け中心Ｏとのずれに起因して、いわゆるＳ字屈曲しようとする。つまり、蛇腹部１０５の圧縮側であっても小径装着部１０４寄りの部分は伸長し、これに伴って大径装着部１０３寄りの部分がより多く潰されることになる。また、蛇腹部１０５の伸長側であっても小径装着部１０４寄りの部分は潰れることになり、これに伴って大径装着部１０３寄りの部分がより多く伸長することになる。これらのため、湾曲時の蛇腹部１０５の伸縮バランスが悪化し、伸長側に大きく湾曲した形状の変形となる。
【０００４】
特にコンパクト化されたＣＶＪブーツ１０１では蛇腹部１０５の展開長を余裕をもって確保することが困難である。このため、湾曲時に蛇腹部１０５の伸縮バランスが悪化すると、蛇腹部１０５の谷部や山部に応力が集中することになり、繰り返し屈曲に対する耐疲労性が悪化することになる。また、湾曲時に蛇腹部１０５の中央部分が伸長側に大きく張り出すので、その分だけ圧縮側の谷部が回転軸部１０２ｂに近づくことになり、等速ジョイント１０２の作動角が大きくなった場合等には圧縮側の谷部が回転軸部１０２ｂに強く接触し易くなり、摩耗を促進させてしまう。これらのため、ブーツ寿命が短くなるという問題があった。
【０００５】
本発明は、湾曲時の蛇腹部の伸縮バランスを良好なものにしてブーツ寿命を長くすることができるＣＶＪブーツを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために請求項１記載の発明は、６山以上の連続した山谷からなる蛇腹部と、この蛇腹部の一端に設けられた大径装着部と、蛇腹部の他端に設けられた小径装着部とを備えたＣＶＪブーツにおいて、蛇腹部は大径装着部寄り部分と小径装着部寄り部分とこれらの間の中央部分よりなり、これらの部分の剛性の大小関係を、中央部分＞大径装着部寄り部分＞小径装着部寄り部分としたものである。
【０００７】
蛇腹部の中央部分は小径装着部寄り部分よりも剛性が大であり、蛇腹部が湾曲した場合にその圧縮側では小径装着部寄り部分の伸長が抑制される。また、大径装着部寄り部分は小径装着部寄り部分よりも剛性が大であり、蛇腹部が湾曲した場合にその圧縮側で大径装着部寄り部分が小径装着部寄り部分の伸長によって必要以上に潰されることもない。これらのため、湾曲時の蛇腹部の伸縮バランスが改善される。さらに、中央部分の剛性が最も大であり、湾曲時の中央部分の伸長側への大きな張り出しも抑えられる。
【０００８】
また、請求項２記載のＣＶＪブーツは、蛇腹部の谷部および山部の少なくともどちらか一方の肉厚の大小関係を、中央部分＞大径装着部寄り部分＞小径装着部寄り部分としたものである。肉厚を大にすることで剛性が大きくなり、肉厚を小にすることで剛性が小さくなる。したがって、蛇腹部の剛性の大小関係が、中央部分＞大径装着部寄り部分＞小径装着部寄り部分になる。
【０００９】
さらに、請求項３記載のＣＶＪブーツは、蛇腹部の谷部および山部の少なくともどちらか一方の肉厚の大小関係を、中央部分≧大径装着部寄り部分＞小径装着部寄り部分とし、且つ中央部分の谷部の曲率半径を他の谷部の曲率半径に比べて大きくしたものである。肉厚を大にすることで剛性が大きくなり、肉厚を小にすることで剛性が小さくなる。また、谷部の曲率半径が大きければ剛性が大きくなり、谷部の曲率半径が小さければ剛性が小さくなる。したがって、蛇腹部の剛性の大小関係が、中央部分＞大径装着部寄り部分＞小径装着部寄り部分になる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成を図面に示す最良の形態に基づいて詳細に説明する。
【００１１】
図１および図２に、本発明を適用したＣＶＪブーツの実施形態の一例を示す。
このＣＶＪブーツ１は、６山以上の連続した山谷からなる蛇腹部２と、この蛇腹部２の一端に設けられた大径装着部３と、蛇腹部２の他端に設けられた小径装着部４とを備えたもので、蛇腹部２は大径装着部寄り部分Ａと小径装着部寄り部分Ｂとこれらの間の中央部分Ｃよりなり、これらの部分Ａ〜Ｃの剛性の大小関係は、中央部分Ｃ＞大径装着部寄り部分Ａ＞小径装着部寄り部分Ｂである。
【００１２】
本実施形態のＣＶＪブーツ１は、例えば６山の連続した山谷からなる蛇腹部２を有している。そして、小径装着部４から数えて１番目と２番目の谷部２ａが小径装着部寄り部分Ｂの谷部、３番目と４番目の谷部２ａが中央部分Ｃの谷部、５番目と６番目の谷部が大径装着部寄り部分Ａの谷部となっている。また同様に、小径装着部４から数えて１番目と２番目の山部２ｂが小径装着部寄り部分Ｂの山部、３番目と４番目の山部２ｂが中央部分Ｃの山部、５番目と６番目の山部２ｂが大径装着部寄り部分Ａの山部となっている。
【００１３】
蛇腹部２の谷部２ａおよび山部２ｂの少なくともどちらか一方の肉厚の大小関係は、中央部分Ｃ＞大径装着部寄り部分Ａ＞小径装着部寄り部分Ｂとなっている。即ち、中央部分Ｃの谷部２ａの肉厚Ｔｃ１＞大径装着部寄り部分Ａの谷部２ａの肉厚Ｔａ１＞小径装着部寄り部分Ｂの谷部２ａの肉厚Ｔｂ１とし、中央部分Ｃの山部２ｂの肉厚Ｔｃ２＞大径装着部寄り部分Ａの山部２ｂの肉厚Ｔａ２＞小径装着部寄り部分Ｂの山部２ｂの肉厚Ｔｂ２とすることで、中央部分Ｃの剛性が最も大きく、小径装着部寄り部分Ｂの剛性が最も小さくしている。なお、図１の実施形態では、谷部２ａと山部２ｂの両方の肉厚を変化させて各部分Ａ〜Ｃの剛性を変化させているが、谷部２ａのみ、又は山部２ｂのみの肉厚を変化させることで各部分Ａ〜Ｃの剛性を変化させるようにしても良い。
【００１４】
ＣＶＪブーツ１の大径装着部３は等速ジョイント５の外輪部５ａに嵌合されている。また、小径装着部４は等速ジョイント５の回転軸部５ｂに嵌合されている。大径装着部３および小径装着部４は、それぞれ固定具６，７により等速ジョイント５側に締め付けられて固定されている。なお、ＣＶＪブーツ１を構成する樹脂には、一般に熱可塑性樹脂が用いられている。
【００１５】
このＣＶＪブーツ１は、例えばブロー成形によって製造される。したがって、パリソンの肉厚を部分的に変えておくことで、蛇腹部２の谷部２ａおよび山部２ｂの肉厚を各部分Ａ〜Ｃ毎に変化させることができる。つまり、成形後に肉厚を大にする部位に対応するパリソンの部位を厚くしておき、成形後に肉厚を小にする部位に対応するパリソンの部位を薄くしておくことで、蛇腹部２をブロー成形した場合に谷部２ａや山部２ｂの肉厚を各部分Ａ〜Ｃ毎に変化させることができる。
【００１６】
以上のように構成されたＣＶＪブーツ１によると、等速ジョイント５に大きな作動角がつけられたときには次のように変形する。なお、図２中、蛇腹部２における回転軸部５ｂの上側部分は伸長側であり、下側部分は圧縮側となる。また、比較のために、各部分Ａ〜Ｃの剛性が等しい蛇腹部２’の変形の様子を二点鎖線で示す。
【００１７】
例えば、ＣＶＪブーツ１が図２に示すように等速ジョイント５の作動角のために曲がった場合、等速ジョイント５の作動角の中心と大径装着部３の取り付け中心とがずれていることから、Ｓ字屈曲を起こす。しかしながら、蛇腹部２の中央部分Ｃは小径装着部寄り部分Ｂよりも剛性が大であり、圧縮側の小径装着部寄り部分Ｂの伸長が抑制される。また、大径装着部寄り部分Ａは小径装着部寄り部分Ｂよりも剛性が大であり、圧縮側の大径装着部寄り部分Ａが小径装着部寄り部分Ｂの伸長によって無理に潰されることもない。したがって、Ｓ字屈曲が発生してもＳ字屈曲のカーブを緩やかにすることができる。即ち、Ｓ字屈曲を抑制して湾曲時の蛇腹部２の伸縮バランスが改善され、谷部２ａや山部２ｂへの応力の集中を抑制することができる。このため、繰り返し屈曲に対する耐疲労性を向上させることができる。
【００１８】
また、蛇腹部２の剛性をその中央部分Ｃで最も大きくしているので、中央部分Ｃが外側に大きく張り出すように湾曲するのを抑えることができる。即ち、上述の通りＳ字屈曲を抑制できることと相俟って、湾曲時に中央部分Ｃが伸長側に大きく張り出してしまうのを抑えることができる。このため、等速ジョイント５の作動角が大きくなった場合にも、蛇腹部２の圧縮側の谷部２ａが回転軸部５ｂに強く接触するのを防止することができ、蛇腹部２の摩耗防止を図ることができる。即ち、耐疲労性を向上させると共に蛇腹部２の摩耗を防止して、ブーツ寿命を長くすることができる。
【００１９】
なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。例えば、上述の説明では、蛇腹部２の各部分Ａ〜Ｃの剛性の大小関係を上述のものとするために、蛇腹部２の谷部２ａおよび山部２ｂの少なくともどちらか一方の肉厚の大小関係を中央部分Ｃ＞大径装着部寄り部分Ａ＞小径装着部寄り部分Ｂとしていたが、これに限るものではない。例えば、蛇腹部２の谷部２ａおよび山部２ｂの少なくともどちらか一方の肉厚の大小関係を、中央部分Ｃ≧大径装着部寄り部分Ａ＞小径装着部寄り部分Ｂとし、且つ中央部分Ｃの谷部２ａの曲率半径を他の谷部２ａの曲率半径に比べて大きくしても良い。例えば、図３に示すように、蛇腹部２の山部２ｂの肉厚の大小関係を、Ｔｃ２≧Ｔａ２＞Ｔｂ２とし、中央部分Ｃの谷部２ａの曲率半径を大径装着部寄り部分Ａ及び小径装着部寄り部分Ｂの谷部２ａの曲率半径に比べて大きく、即ち、中央部分Ｃの谷部２ａの開き角θｃを大径装着部寄り部分Ａ及び小径装着部寄り部分Ｂの谷部２ａの開き角θａ，θｂに比べて大きくするようにしても良い。この場合にも、各部分Ａ〜Ｃの剛性の大小関係を中央部分Ｃ＞大径装着部寄り部分Ａ＞小径装着部寄り部分Ｂとすることができる。
【００２０】
また、谷部２ａや山部２ｂの肉厚を変化させたり、谷部２ａの曲率半径を変化させることで、蛇腹部２の剛性を部分毎に変化させることに代えて、例えば図４に示すように、剛性を大きくしたい部分の谷部２ａにゴムリング等の補強部材８を設けたり、その補強部材８の締付力の強さを変化させることで、蛇腹部２の剛性を各部分Ａ〜Ｃ毎に変化させるようにしても良い。
【００２１】
さらに、上述の説明では谷部２ａ及び山部２ｂの個数が６個の蛇腹部２を例にしていたが、谷部２ａ及び山部２ｂの個数は６個に限るものではなく、７個以上であっても良いことは勿論である。
【００２２】
【実施例】
蛇腹部２の山部２ｂと谷部２ａの肉厚、谷部２ａの曲率半径を、表１又は表２に示す寸法にしたＣＶＪブーツ１を製作した。表１のＣＶＪブーツ１では、谷部２ａの肉厚が大径装着部寄り部分Ａと小径装着部寄り部分Ｂとで等しくなっているが、山部２ｂの肉厚を相違させることで、各部分Ａ〜Ｃの剛性の大小関係を中央部分Ｃ＞大径装着部寄り部分Ａ＞小径装着部寄り部分Ｂとしている。また、表２のＣＶＪブーツ１では、山部２ｂおよび谷部２ａの肉厚がともに大径装着部寄り部分Ａと中央部分Ｃとで等しくなっているが、中央部分Ｃの曲率半径を大径装着部寄り部分Ａ及び小径装着部寄り部分Ｂの曲率半径よりも大きくすることで、各部分Ａ〜Ｃの剛性の大小関係を中央部分Ｃ＞大径装着部寄り部分Ａ＞小径装着部寄り部分Ｂとしている。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【表２】

【００２５】
なお、山部２ｂと谷部２ａの肉厚について寸法の許容誤差を考慮すると、各部分Ａ〜Ｃの肉厚の大小関係が逆転又は等しくなることも考えられるが、ここでの許容誤差は大小関係の逆転までも含めたものではない。つまり、各部分Ａ〜Ｃの肉厚の大小関係が上述の関係を維持した状態で許容される誤差を設定したものである。
【００２６】
表１のＣＶＪブーツ１について、各部分Ａ〜Ｃの剛性の大小関係を確認するために実験を行った。実験は、ＣＶＪブーツ１に荷重をかけて軸方向に２０ｍｍだけ潰し、そのときの谷部２ａの開き角を測定する方法で行った。各部分Ａ〜Ｃを代表する谷部２ａとして、小径装着部４側から数えて２番目の谷部２ａ（小径装着部寄り部分Ｂ）、４番目の谷部２ａ（中央部分Ｃ）、６番目の谷部２ａ（大径装着部寄り部分Ａ）を選択した。比較のために、蛇腹部２の全ての谷部２ａの肉厚が等しく且つ全ての山部２ｂの肉厚が等しいＣＶＪブーツを製作して同じ実験を行った。なお、ＣＶＪブーツ１に荷重をかける前のフリーの状態でそれぞれの谷部２ａの開き角を測定したところ、６０度であった。実験の結果を表３に示す。
【００２７】
【表３】

【００２８】
大きく潰れるほど谷部２ａの開き角が小さくなるので、小径装着部寄り部分Ｂ、大径装着部寄り部分Ａ、中央部分Ｃの順番に大きく潰れていることが判る。そして、剛性が大きければ潰れにくいので、蛇腹部２の剛性は中央部分Ｃ＞大径装着部寄り部分Ａ＞小径装着部寄り部分Ｂであることが判った。また、この結果から、表２のＣＶＪブーツ１についても蛇腹部２の剛性が中央部分Ｃ＞大径装着部寄り部分Ａ＞小径装着部寄り部分Ｂであることが容易に推測される。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように請求項１記載のＣＶＪブーツでは、蛇腹部が大径装着部寄り部分と小径装着部寄り部分とこれらの間の中央部分よりなり、これらの部分の剛性の大小関係を、中央部分＞大径装着部寄り部分＞小径装着部寄り部分としているので、湾曲時のＳ字屈曲を抑制して蛇腹部をバランス良く伸縮させることができる。このため、繰り返し屈曲に対する耐疲労性を向上させることができる。
また、湾曲時における蛇腹部の中央部分の伸長側への大きな張り出しが抑えられるので、蛇腹部が等速ジョイントの回転軸部に接触し難くなり、蛇腹部の摩耗を抑えてブーツ寿命を長くすることができる。
【００３０】
また、請求項２記載のＣＶＪブーツでは、蛇腹部の谷部および山部の少なくともどちらか一方の肉厚の大小関係を、中央部分＞大径装着部寄り部分＞小径装着部寄り部分としているので、蛇腹部の剛性の大小関係を中央部分＞大径装着部寄り部分＞小径装着部寄り部分にすることができる。
【００３１】
さらに、請求項３記載のＣＶＪブーツでは、蛇腹部の谷部および山部の少なくともどちらか一方の肉厚の大小関係を、中央部分≧大径装着部寄り部分＞小径装着部寄り部分とし、且つ中央部分の谷部の曲率半径を他の谷部の曲率半径に比べて大きくしているので、蛇腹部の剛性の大小関係を中央部分＞大径装着部寄り部分＞小径装着部寄り部分にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したＣＶＪブーツの実施形態の一例を示す断面図である。
【図２】同ＣＶＪブーツの湾曲時の様子を示す断面図である。
【図３】本発明を適用したＣＶＪブーツの他の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明を適用したＣＶＪブーツの更に他の実施形態を示す断面図である。
【図５】従来のＣＶＪブーツの断面図である。
【符号の説明】
１ＣＶＪブーツ
２蛇腹部
２ａ谷部
２ｂ山部
３大径装着部
４小径装着部
Ａ大径装着部寄り部分
Ｂ小径装着部寄り部分
Ｃ中央部分

Claims

６山以上の連続した山谷からなる蛇腹部と、この蛇腹部の一端に設けられた大径装着部と、前記蛇腹部の他端に設けられた小径装着部とを備えたＣＶＪブーツにおいて、前記蛇腹部は大径装着部寄り部分と小径装着部寄り部分とこれらの間の中央部分よりなり、これらの部分の剛性の大小関係は、中央部分＞大径装着部寄り部分＞小径装着部寄り部分であることを特徴とするＣＶＪブーツ。
前記蛇腹部の谷部および山部の少なくともどちらか一方の肉厚の大小関係が、中央部分＞大径装着部寄り部分＞小径装着部寄り部分であることを特徴とする請求項１記載のＣＶＪブーツ。
前記蛇腹部の谷部および山部の少なくともどちらか一方の肉厚の大小関係が、中央部分≧大径装着部寄り部分＞小径装着部寄り部分であり、且つ前記中央部分の谷部の曲率半径が他の谷部の曲率半径に比べて大きいことを特徴とする請求項１記載のＣＶＪブーツ。