JP2004293791A

JP2004293791A - 蛇腹状ブーツ

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Publication number: JP2004293791A
Application number: JP2004092813A
Authority: JP
Inventors: Lothar Gasper; ガスパーロタール
Original assignee: GKN Driveline International GmbH
Current assignee: GKN Driveline International GmbH
Priority date: 2003-03-27
Filing date: 2004-03-26
Publication date: 2004-10-21
Also published as: US20040232630A1; DE10313696B4; DE10313696A1

Abstract

【課題】連接状態で回転する際に、特に湿った雨の状況下で騒音の発生を低減することができる蛇腹状ブーツを提供する。
【解決手段】蛇腹状ブーツは、弾性材からなり、長手軸を有し、自在継手の外側継手部と自在継手の内側継手部に接続された軸との間で潤滑剤を充填した環状室を封止するように機能する。この蛇腹状ブーツは、軸に固定される第１の鍔部２と、自在継手の外側部に固定される第２の鍔部３と、複数の環状の折り目を有し２つの鍔部を連結するブーツ部４とを備える。複数の環状折り目５の各々は、第１の鍔部２に対面する第１の環状側面と、第２の鍔部３に対面する第２の環状側面とを有し、複数の環状折り目５のうちの少なくとも１つにおける２つの環状側面のうちの少なくとも一方の面は、均一な環状面から突出する複数の隆起部を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自在継手の外側継手部と自在継手の内側継手部に接続された軸との間で潤滑剤を充填した環状継手室を封止するための弾性材からなる蛇腹状ブーツに関する。

蛇腹状ブーツの目的は、継手室を覆い、これにより潤滑剤が漏れ出たり、埃が入り込むのを防ぐことにある。このような蛇腹状ブーツは、自動車の駆動ラインの等速自在継手によく用いられている。

自在継手はその連節角が大きい場合、これにまた連節する蛇腹状ブーツの環状の折り目が著しく変形し、隣接する環状の折り目の外表面同士が互いに接触する。このような外表面が互いに接触し合う相対的な移動が生じると、特に、湿った雨などの状況下では騒音の発生につながり、不快なものと感じられ、しかも今日の自動車への乗り心地を求める要求に反することとなる。この騒音は、マイクロまたはナノ範囲の厚みの水膜が存在する場合に互いに接触する環状側面間に生じる付着力（付着スリップ効果）の結果、発生するものである。

従来、熱可塑性材料または弾性材料からなり含浸剤を含浸させる蛇腹状ブーツが知られている（例えば、特許文献１参照）。そして、蛇腹状ブーツに含浸剤を含浸させることにより、外表面に潤滑剤の貯蔵部が設けられることになり、ノイズレベル及び磨耗速度の何れも低く抑えられる。しかしながら、この方法では、短時間しか、不要な騒音の発生を防ぐことができない。というのも、しばらくすると含浸剤が洗い落とされたり消失したりするためである。

また、蛇腹状ブーツとして、容易く形成することができ環状の折り目間の摩擦作用を低減させるコーティングを備えたものも提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、この実施形態においても、コーティングがしばらくすると洗い落とされてしまい、騒音の発生や磨耗に対して長い間保護することができないという欠点がある。

また、等速継手を保護するための弾性の蛇腹状ブーツが開示されている（例えば、特許文献３参照）。このブーツは、球状の断片形状からなる硬質部材を備える。この部材の壁部の厚さは、軸との接続点から外側継手部に向かって薄くなる。かかる部材の外側面には、連続する溝または節部が設けられており、その目的は、クラック伝播がそれ以上広がらないようにするためのものである。しかし、球状断片形状の前記硬質部材の外側面が蛇腹状ブーツの他の部分と接触することは提案されていない。

さらに、軸とともに回転するスライドリングのキャリアとして機能するゴム製ブーツを有するスライドリング封止部材が知られている（例えば、特許文献４）。ゴム製ブーツは、軸上を滑るものであり、波形部材を備え、当該波形部材の複数の部分領域同士が互いに接触する。そして、かかる部分領域が互いに半永久的に付着しあうのを防ぐために、波形部材の内側には、部分領域の内側表面から内方に突出する複数の節部が設けられている。

独国特許出願公開第１９７５０３７６号明細書独国特許発明第４３０１０６２号明細書独国特許発明第３４３９９７２号明細書欧州特許第０６２０３９８号明細書

そこで、本発明は、連接状態で回転する際に、特に湿った雨の状況下で騒音の発生を低減することができる蛇腹状ブーツを提供することを目的とする。

本発明によれば、上記目的は、次の蛇腹状ブーツを提供することにより実現される。すなわち、本発明に係る蛇腹状ブーツは、弾性材からなり、自在継手の外側継手部と内側継手部に接続された軸との間で潤滑剤を充填した環状室を封止するように機能するものであり、軸に固定される第１の鍔部と、自在継手の外側部に固定される第２の鍔部と、複数の環状の折り目を有し２つの鍔部を連結するブーツ部とを備え、複数の環状折り目の各々は、第１の鍔部に対面する第１の環状側面と、第２の鍔部に対面する第２の環状側面とを有し、複数の環状折り目のうちの少なくとも１つにおける２つの環状側面のうちの少なくとも一方の面は、均一な環状面から突出する複数の隆起部を有する。

かかる蛇腹状ブーツは、連節した継手において騒音の発生を最小限とすることができるという点で、特に湿った雨の状況下で有効である。これは、２つの隣接する環状折り目の対向する環状側面が均一な環状面から突出する隆起部により互いに離れた位置に保持されることにより達成されるものである。均一な環状面とは、円錐形、凸状、又は凹状の環状回転面であることを意味し、その面から隆起部が局所的に突出する。環状側面は、自在継手が回転する際に隆起部において点接触のみが存在するため、平面で互いに擦り合うことがない。このように、環状側面間の水膜の結果として生じる付着力が低減し、不要な騒音の発生が防止される。さらに、環状側面がもはや互いに面接触しないため、ナノスケールの範囲を超える厚みのフィルム形態で環状側面上に存在する水分が、良好な潤滑性能を示すといった有効な効果がある。隆起部は、互いに対向する環状側面上を容易くスライドし、そのため、環状側面での磨耗速度が極小化され、耐用年数が延長する。

本発明の好適な実施形態によれば、隆起部は、節部の形態で設けられている。

節部は、好ましくは、球形部の形状をとり、且つ、環状側面の均一な環状面の上、約０．０５ｍｍ〜１．３ｍｍの高さを有する。基底領域では、節部は、好ましくは約３ｍｍの直径を有する。本発明の他の実施形態によれば、隆起部が断面図でレンズ形状をなしても良い。レンズ形状の隆起部は、径方向又は周方向の何れかに位置合わせすることができる。

本発明の更なる実施形態によれば、隆起部は、周方向に均等に配置することができる。特に、これらは、環状側面上の複数の同軸円上に配置することができる。好ましくは、２０個〜１２０個、特に６０個〜８０個の隆起部が各円上に設けられており、これら隆起部が、好ましくは互いに最大１０ｍｍの間隔で配置されると良い。１つの環状側面上の隆起部の数は、環状側面の表面サイズに依存する。環状側面が隆起部の数個の円を有する場合、第１の円上の隆起部は、隣接する同軸の第２の円上の隆起部に対して周方向に相殺するように配置されることが提案される。こうして、環状側面の面上に複数の隆起部を均等に配置することができる。

本発明の好適な実施形態によれば、環状側面の両方は、少なくとも１つの環状折り目に隆起部が設けられ、２つの対向する環状側面の隆起部が互いに径方向及び／又は周方向に相殺するように配置されることが提案されている。このようにして、継手が連節した際に２つの対向する環状側面の隆起部が確実に互いに接触しないようになり、節部全てが対向する環状面に接触し、節部の磨耗が回避される。本発明の好適な実施形態によれば、２つの対向する環状側面にある複数の隆起部が異なる径にて配置される。

第２の解決手段は、次の蛇腹状ブーツを提供することである。すなわち、蛇腹状ブーツは、弾性材からなり、自在継手の外側継手部と内側継手部に接続された軸との間で潤滑剤を充填した環状室を封止するように機能するものであって、軸に固定される第１の鍔部と、自在継手の外側部に固定される第２の鍔部と、複数の環状の折り目を有するブーツ部とを備え、複数の環状折り目の各々が、第１の鍔部に対面する第１の環状側面と、第２の鍔部に対面する第２の環状側面とを有し、複数の環状折り目のうちの少なくとも１つにおける２つの環状側面のうちの少なくとも一方の面が、均一な環状面から引っ込んだ複数の凹部を有するものである。

かかる蛇腹状ブーツは、特に湿った雨の状況下で、連節した継手において騒音の発生を最小限とすることができるという利点がある。これは、環状側面に対して引っ込んで形成された複数の凹部の結果、２つの隣接する環状折り目の対向する環状側面が自在継手の回転時に平面で互いに擦り合わないために実現されるものである。均一な環状面とは、円錐形、凸状、又は凹状の環状回転面であることを意味する。このようにして、環状側面間の水膜の結果として生じる付着力が低減し、不快な騒音が抑えられる。さらに、環状側面間の水の潤滑性能が向上し、環状側面での磨耗速度が極小化され、蛇腹状ブーツの耐用年数が延長する。

本発明の好適な実施形態によれば、凹部は窪みの形態で設けられている。窪みは、好ましくは、球形部の形状をなしており、環状側面の均一な環状面に対して最大１ｍｍの深さを有すると良い。環状面の領域では、この窪みは、好ましくは約３ｍｍの直径を有すると良い。

本発明の更なる実施形態によれば、凹部が周方向に沿って均等に配置されている。特に、これらは、環状側面上の数個の同軸円上に配置することができる。好ましくは、２０個〜１２０個、特に６０個〜８０個の凹部が１つの円上に配置されていると良い。またここで、これら凹部は、好ましくは、互いに直接接するように配置されている状態である。１つの環状側面上の凹部の数は、環状側面の表面サイズに依存する。凹部の形成された数個の円を有する環状側面の場合、第１の円上の凹部を、隣接する同軸の第２の円上の凹部と周方向に相殺させることが提案される。このようにして、環状側面の表面に凹部を均等に配置することができる。

以下、本発明について添付図面に示した実施形態を参照しながらより詳細に説明する。

図１〜図３では、これら全てを併せて、以下に対応する説明について示しており、同様な参照番号を付してある。図１〜図３は、自在継手の外側継手部と自在継手の内側継手部に接続された軸との間で潤滑剤を充填した環状室を封止するために用いられる弾性材からなる蛇腹状ブーツを示している。なお、自在継手及び軸については、図示していない。

蛇腹状ブーツ１は、軸に固定される第１の鍔部２と、外側継手部上を滑る第２の鍔部３と、これら２つの鍔部を連結し異なる径の５つの環状の折り目５を有するブーツ部とを備える。第１の鍔部２は、径方向外側に、張力帯を受ける連続した環状溝６を備え、径方向内側に、軸の対応する環状溝に係合する連続した環状ビード８を備える。第２の鍔部もまた、径方向外側に、張力帯（詳細は図示せず）により係合しうる連続溝７を備え、径方向内側に、外側継手部の外側面にある対応する環状溝に密閉係合しうる２つの連続した環状ビード９を備える。環状ビード６及び８は、鍔部２及び３が関連部品に軸方向に固定されるのを確実なものとする。

環状折り目５は、その１つを図３中に詳細に示したが、第１の鍔部２に向かう第１の環状側面１１と、第２の鍔部１２に向かう第２の環状側面１２とを有する。そして、自在継手が連節した際に２つの対向する環状側面１１及び１２が面接触しないようにするために、環状折り目５は、環状側面の均一な環状面から突出する節部１３を備える。これら節部１３は、球形部の形状で、例えば、環状側面の均一な環状面から始まり約０．３ｍｍの高さと基底領域で約３ｍｍの直径とを有する。

第１の鍔部２から第２の鍔部３に向かって数えると、第１及び第２の環状折り目５_１及び５_２は、複数の節部１３を備え、これにより自在継手を連節させた際に互いに対面する環状面１１_２及び１２_１が接触し合わない。第３の環状側面５_３の両環状面１１_３及び１２_３は、複数の節部１３を備え、ここで第１の鍔部２に向かう環状面１１_３が節部１３を有する３つの同軸円形リングを有している。また、蛇腹状ブーツ１が連節した際に、第２の環状折り目５_２の環状面１２_２と第３の環状折り目５_３の環状面１１_３とは、互いに離間して保持され、その結果、相互に擦り合うことがなく、このため特に湿った雨の状況下でも不要な騒音を生じることがない。

第３及び第４の環状折り目５_３及び５_４間の環状面１１_４及び１２_３の組と、第４及び第５の環状折り目５_４及び５_５間の環状面１１_５及び１２_４の組とには、互いに離間した各表面を保持する節部１３を備える全体で３つの同軸円形リングが設けられている。かかる節部１３を有する異なる円形リングは、通常、異なる径を有しており、これにより磨耗や摩損につながる可能性のある、２つの対向する環状側面の節部同士の接触を防ぐ。また、第５の環状折り目５_５の第２の環状側面１２_５に対向する環状の接続折り目１４では、自在継手が連節する際に互いに離間した各均一な対向環状表面を保持する節部１３を備える２つの円形リングが設けられている。このようにして、平面摩擦もこの場合回避される。

節部を有する円形リングの数は、互いに接触しうる環状側面のサイズに応じて、各円形リングの節部が互いに２ｍｍ〜５ｍｍの間隔で配置されるように設計される。これは、例えば、各円形リングあたり、約２０〜１２０個の節部、特に、約６０〜８０個の節部に対応する。

図４及び図５は、隆起部を有する他の実施形態を示している。隆起部は、球形部の形状の節部の代わりに、半レンズ形状を有することもできる。前記レンズ形状の隆起部は、図４に示すように周方向に延びているか、或いは図５に示すように径方向に延びていても良い。レンズ形状の隆起部は、また同軸円上に配置されていても良い。なお、ここでは、この程度まで上記説明内容に言及するものとする。

以下、図６〜図８は、併せて本発明の蛇腹状ブーツの第２の実施形態を示すものである。

設計に関する限り、本実施形態は、図１〜図３に係る蛇腹状ブーツの本文で言及した説明に実質的に対応する。同一部材は、同一の参照番号を付している。隆起部を有する実施形態に対して、図６〜図８に係る蛇腹状ブーツは、均一な環状表面から引っ込んだ複数の凹部を有する。これら凹部は、互いに直接接しつつ長手軸Ａ周りに同軸に延びる円上に配置される窪み１５の形態で設けられている。環状側面の環状面サイズに応じて、窪み１５を有する１〜３個の円が形成されている。ここで、第１の円上の窪み１５は、それに対して同軸に延設された第２の円上の窪み１５に対して周方向に相殺される。また、このような環状側面に対して引っ込んだ窪み１５により、環状側面１１及び１２が平面で互いに擦り合うことがないことが確実となる。なぜなら、窪み１５間に形成された隆起部１６での接触は、不規則な性質によるからである。よって、騒音の発生、特に湿った雨の状況下での騒音の発生は、自在継手を連節状態とした際に最小限とすることができる。

以下に本発明の実施の形態を要約して列挙する。

＜１＞弾性材からなり、長手軸（Ａ）を有し、自在継手の外側継手部と内側継手部に接続された軸との間で潤滑剤を充填した環状室を封止するように機能する蛇腹状ブーツであって、前記軸に固定される第１の鍔部（２）と、自在継手の外側部に固定される第２の鍔部（３）と、複数の環状の折り目（５）を有し前記２つの鍔部を連結するブーツ部（４）とを備え、前記複数の環状折り目（５）の各々は、前記第１の鍔部（２）に対面する第１の環状側面（１１）と、前記第２の鍔部（３）に対面する第２の環状側面（１２）とを有し、前記複数の環状折り目（５）のうちの少なくとも１つにおける前記２つの環状側面（１１，１２）のうちの少なくとも一方の面は、均一な環状面から突出する複数の隆起部を有する蛇腹状ブーツ。

＜２＞前記隆起部は、節部（１３）の形態で設けられている蛇腹状ブーツ。

＜３＞前記節部（１３）は、球形部の形状をとることである蛇腹状ブーツ。

＜４＞前記節部（１３）は、前記均一な環状面の上、約０．０５ｍｍ〜１．３ｍｍの高さを有する蛇腹状ブーツ。

＜５＞前記節部（１３）は、基底領域で約３ｍｍの直径を有する蛇腹状ブーツ。

＜６＞前記隆起部は、断面図で半レンズ形状である蛇腹状ブーツ。

＜７＞前記複数の隆起部は、少なくとも１つの前記環状側面（１１，１２）にて、長手軸（Ａ）に対して同軸に延びる少なくとも１つの円上に均等に配置される蛇腹状ブーツ。

＜８＞２０個〜１２０個、特に６０個〜８０個の隆起部が１つの円上に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の蛇腹状ブーツ。

＜９＞１つの円上の前記複数の隆起部は、互いに最大１０ｍｍの間隔で配置される蛇腹状ブーツ。

＜１０＞前記環状側面（１１，１２）の両方は、少なくとも１つの環状折り目（５）に隆起部が設けられており、２つの対向する環状側面（１１，１２）の前記隆起部（１３）は、互いに径方向及び／又は周方向に相殺するように配置されている蛇腹状ブーツ。

＜１１＞前記２つの対向する環状側面（１１，１２）の前記複数の隆起部は、２つの隣接する環状折り目（５）にて異なる径の円上に位置する蛇腹状ブーツ。

＜１２＞第１の円上の前記隆起部は、該第１の円に対して同軸に延びる第２の円上の前記隆起部と周方向に相殺するように配置される蛇腹状ブーツ。

＜１３＞前記隣接する２つの円は、互いに最大１０ｍｍの径方向の間隔で配置される蛇腹状ブーツ。

＜１４＞弾性材からなり、長手軸（Ａ）を有し、自在継手の外側継手部と内側継手部に接続された軸との間で潤滑剤を充填した環状室を封止するように機能する蛇腹状ブーツであって、前記軸に固定される第１の鍔部（２）と、自在継手の外側部に固定される第２の鍔部（３）と、複数の環状の折り目（５）を有し前記２つの鍔部を連結するブーツ部（４）とを備え、前記複数の環状折り目（５）の各々は、前記第１の鍔部（２）に対面する第１の環状側面（１１）と、前記第２の鍔部（３）に対面する第２の環状側面（１２）とを有し、前記複数の環状折り目（５）のうちの少なくとも１つにおける前記２つの環状側面（１１，１２）のうちの少なくとも一方の面は、均一な環状面から引っ込んだ複数の凹部を有する蛇腹状ブーツ。

＜１５＞前記凹部は、窪み（１５）の形態で設けられている蛇腹状ブーツ。

＜１６＞前記窪み（１５）は、窪んだ球形部分の形状をとることである蛇腹状ブーツ。

＜１７＞前記凹部は、前記少なくとも１つの環状側面（１１，１２）にて、長手軸（Ａ）に対して同軸に延びる少なくとも１つの円上に均等に配置される蛇腹状ブーツ。

＜１８＞１つの円上に６０個〜８０個の凹部が配置されている蛇腹状ブーツ。

＜１９＞前記複数の凹部は、互いに直接接するように配置されている蛇腹状ブーツ。

＜２０＞１つの円上の前記凹部は、前記第１の円に対して同軸に延びる第２の円上の前記凹部と周方向に相殺するように配置される蛇腹状ブーツ。

本発明の蛇腹状ブーツを示す斜視図である。ａ）は、図１に係る蛇腹状ブーツを示す平面図であり、ｂ）は、その蛇腹状ブーツの長手方向断面図である。図２ｂ）の範囲Ｘの詳細を示す拡大図である。本発明の他の実施形態に係る隆起部を有する環状側面の一部を軸方向から見た図である。本発明の更なる他の実施形態に係る隆起部を有する環状側面の一部を軸方向から見た図である。本発明の蛇腹状ブーツの第２の実施形態を示す斜視図である。ａ）は、図４に係る蛇腹状ブーツを示す平面図であり、ｂ）は、その蛇腹状ブーツの長手方向断面図である。図７ｂ）の範囲Ｙの詳細を示す拡大図である。

符号の説明

１蛇腹状ブーツ
２第１の鍔部
３第２の鍔部
４ブーツ部
５環状折り目
６環状溝
７環状溝
８環状ビード
９環状ビード
１１第１の環状側面
１２第２の環状側面
１３隆起部／節部
１４環状の接続折り目
１５凹部／窪み
１６隆起部

Claims

弾性材からなり、長手軸（Ａ）を有し、自在継手の外側継手部と内側継手部に接続された軸との間で潤滑剤を充填した環状室を封止するように機能する蛇腹状ブーツであって、前記軸に固定される第１の鍔部（２）と、自在継手の外側部に固定される第２の鍔部（３）と、複数の環状の折り目（５）を有し前記２つの鍔部を連結するブーツ部（４）とを備え、前記複数の環状折り目（５）の各々は、前記第１の鍔部（２）に対面する第１の環状側面（１１）と、前記第２の鍔部（３）に対面する第２の環状側面（１２）とを有し、前記複数の環状折り目（５）のうちの少なくとも１つにおける前記２つの環状側面（１１，１２）のうちの少なくとも一方の面は、均一な環状面から突出する複数の隆起部を有することを特徴とする蛇腹状ブーツ。
弾性材からなり、長手軸（Ａ）を有し、自在継手の外側継手部と内側継手部に接続された軸との間で潤滑剤を充填した環状室を封止するように機能する蛇腹状ブーツであって、前記軸に固定される第１の鍔部（２）と、自在継手の外側部に固定される第２の鍔部（３）と、複数の環状の折り目（５）を有し前記２つの鍔部を連結するブーツ部（４）とを備え、前記複数の環状折り目（５）の各々は、前記第１の鍔部（２）に対面する第１の環状側面（１１）と、前記第２の鍔部（３）に対面する第２の環状側面（１２）とを有し、前記複数の環状折り目（５）のうちの少なくとも１つにおける前記２つの環状側面（１１，１２）のうちの少なくとも一方の面は、均一な環状面から引っ込んだ複数の凹部を有することを特徴とする蛇腹状ブーツ。