JP2006510515A - 伝動装置のための保護ベローズを備えたケーシングを製造する方法及びこの方法によって得られるケーシング - Google Patents

Abstract

【課題】 軸線方向及び／又は角度方向に相対的に移動可能な少なくとも２個のシャフトを含む、伝動継手の如き伝動装置のための、少なくとも一部は半径方向に延在し開放端の各々に伝動装置への固定のための固定部分（３Ａ、３Ｂ）を有する保護ベローズ（２、２A）を備えたケーシング（１）を製造するための改良された方法を提供する。
【解決手段】 各々が型空胴を規定する少なくとも１個の補完的な螺旋形状溝を有する、中空型（５）と少なくとも１個のコア（４）とを使用してケーシング（１）を成形し、ケーシング（１）とコア（４）との螺合を解除して成形されたケーシング（１）を取り出して単一片であるケーシングを得る。本発明は、伸長可能な或いは柔軟な結合要素を配列したベローズを備えたケーシングに適用することができる。

Description

本発明は、軸線方向及び／又は角度方向に相対的に移動可能な少なくとも２個のシャフトを含む、伝動継手の如き伝動装置のための、少なくとも一部は半径方向に延在し開放端の各々に伝動装置への固定のための固定部分を有する保護ベローズを備えたケーシングを製造するための方法、及びかかる方法によって得られる保護ベローズを備えたケーシングに関する。

駆動軸から被駆動軸へ動きを伝えるための、好ましくはカルダン継手を含む種々のシステムが現在使用されている。特に自動車産業においては、モーターから車輪の駆動のための均一動力学的継手を備えた装置の使用が増大している。このような継手装置において、機械組立品は保護ベローズ内に閉じ込められた多量のグリースによって永久的に潤滑されている。保護ベローズは、一方では種々の方向に弾性的に変形することができなければならず、他方では自動車の一生において生じる損傷のさまざまな原因にもかかわらずその特性を維持しなければならない。ベローズの損傷は特に道路舗装粒子の衝突によるものであることが長い間の研究によって認識された。道路舗装粒子の衝突は、使用されているエラストマ材料に割れ目を生じさせ、或いはベローズ要素間の摩擦を生じさせる。

従来技術においては、ベローズを備えたケーシングには2つの型がある。即ち、第一の型は所謂軸線方向と称される保護ベローズを備えたケーシングで、図２に図示する如く、本質的にベローズの小さな軸線方向変位を許容するものであり、第二の型は、半径方向ベローズ(図１)を備えたケーシングであり、伝動要素の半径方向、軸線方向或いは角度方向の変位を許容するものである。軸線方向ベローズの場合、膜の壁は、側壁はケーシングの長手方向軸線に実質上平行に延びる波形或いはホールによって形成されている（図２を参照されたい）。この型のケーシングはカウンタークリアランスが無いので形成し易いというメリットを有する。そのため、この型のベローズを備えたケーシングに対しては、種々の製造方法が実用されている。しかしながら、今日、その大きな変形可能性故に最も頻繁に使われているベローズを備えたケーシングは図１に図示されている形態ものである。この場合、少なくともケーシングのベローズの一部は半径方向に延在する。ベローズを備えたケーシングの２番目のファミリーでは、ケーシング本体は、ケーシングの軸線方向に配置された管状本体から構成され、この管状本体は折り畳みの側壁が長手方向軸線に対して半径方向に延在する波形壁によって規定されている。ベローズの折り畳みのかような配置は、ベローズの軸線方向と角度方向との双方の変位を許容するものであり、かようなベローズを備えたケーシングが非常に多くの伝動機構に適用できることを示すものである。

ベローズを備えたケーシングの最適な変形を許容するために、これらのケーシングは長い間に渡って、加硫ゴムから型成形或いは射出成形によって製造されてきた。しかしながら、ゴムの機械抵抗が低いために、製造者はゴムをより剛性のある材料で置き換えることを考えてきた。その結果、ゴムに適用可能な通常の技術は、フランス特許2.610.566に記載されている如き射出／ブロー成形技術に置き換えられてきた。フランス特許2.610.566に記載されているブロー射出成形技術に加えて、他のブロー成形技術も開発された。通常、フランス特許2.610.566に記載されているように、製造工程において、ペースト状の熱可塑性エラストマチューブから成る成形材料がブロー成形される。熱可塑性エラストマはベローズの外表面を規定する型の冷たい壁に対して押し付けられる。開放すると、型の二つの部分は得られたベローズを開放する。かようなブロー成形方法は複雑でコストが高い製造モードであり、品質の点から見ても未だ完全なものではない。ベローズに沿った材料の厚さの分布は多くの要因に依存する故に、適切な厚さ分布を得ることは困難である。結果として、一方においては、最小の厚さを補償するために余分な材料の使用が必要とされ、他方では、要素の統一されたモニタリングを行うことが必要である。

従って、今日では、充分なカウンタークリアランスを持ち、比較的高い剛性を有し、特に高温に耐えケーシングの機械的抵抗を増大せしめる材料から形成された半径方向ベローズを備えたケーシングの製造を可能にする方法が探求されている。

本発明の目的は、任意の剛性を有し、特に高温に耐え充分な機会的抵抗を有する材料から、任意形状の半径方向ベローズを備えたケーシングを射出成形することを許容にする製造方法を提供することである。

本発明の他の目的は、ケーシングの寿命を低減することなしに、半径方向、軸方向及び／又は角度方向の変位を許容するベローズを備えたケーシングを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、軸線方向及び／又は角度方向に相対的に移動可能な少なくとも２個のシャフトを含む、伝動継手の如き伝動装置のための、少なくとも一部は半径方向に延在し開放端の各々に伝動装置への固定のための固定部分（３Ａ、３Ｂ）を有する保護ベローズ（２、２A）を備えたケーシング（１）を製造するための方法にして、各々が型空胴を規定する少なくとも１個の補完的な螺旋形状溝を有する、中空型（５）と少なくとも１個のコア（４）とを使用して該ケーシング（１）を成形し、該ケーシング（１）と該コア（４）との螺合を解除して成形されたケーシング（１）を取り出して単一片であるケーシングを得ることを特徴とする方法を提供する。

中空型を開いた後にケーシングとコアとの螺合を解除してケーシングを取り出す離型工程を遂行する故に、ベローズの少なくとも一部は半径方向に延在しており、使用されている材料は高剛性であり、ベローズは任意の形状でよい、保護ベローズを備えたケーシングを製造することが可能になる。

本発明によれば、軸線方向及び／又は角度方向に相対的に移動可能な少なくとも２個のシャフトを含む、伝動継手の如き伝動装置のための、少なくとも一部は半径方向に延在し開放端の各々に伝動装置への固定のための部分を有する保護ベローズを備えた、上記方法によって得られるケーシングにおいて、内側軸線方向継手面から自由な単一片形態であり、該ベローズの少なくとも一部は螺旋配列であり、最大寸法の固定のための部分は最大ベローズの頂点によって規定される直径以上の通路部分を有する、ことを特徴とするケーシングも提供される。

本発明は、添付図面を参照して説明する、好適実施形態についての以下の説明からより一層明確に理解されるであろう。

上述したとおり、本発明の実質的な目的は、伸長可能な或いは可撓性を有する継手装置、特に伝動装置のための、保護ベローズ２を備えたケーシング１を製造する方法を提供することである。ベローズ２、２Aを備えたケーシング１の適用様式については詳細しないが、かかるケーシング１は両端が開放された管状本体で構成されており、軸線ＸＸ′の周りに配列された両端間の壁は、少なくともその長手方向の一部において波状であって、複数のベローズ２、２Aを規定しており、各折り畳みがベローズに対応している。この本体の両端は、通常、異なった寸法であり、伝動装置に固定するための部分３A、3Bを構成している。一般に、伝動装置に装着された状態において、ケーシングの固定部分はカラー、リング等の手段によって装置に固定されている。本体の折り畳み、特に折り畳みの頂点がベローズのリブを構成し、本体の長手方向軸線の周りを一方の固定部部３Aから他の固定部分３Bに延びる螺旋を構成している。ベローズを構成するこれらの折り畳みの少なくとも１個は、所謂半径方向ベローズ２を構成するような形状である。従って、ベローズの側壁は本体の長手方向軸線に実質上垂直な様式で延びている。

特に半径方向に延在する保護ベローズを備えたケーシングの製造を可能にするために、図４に示すように、一方において中空型５、例えば２個の半シェル或いは合体せしめられて閉空洞を規定する多数の要素から形成された中空型５と、少なくとも１個のコア４が使用される。半シェル或いは中空型５を構成する部材と１個の又は複数個のハブとの各々は、型空間を規定する補完的な螺旋形状溝を有する。ケーシング１の離型は、中空型５を開放した後、ケーシング１とコア４とを相対的に回動して螺合を解除することで達成される。かくして得られる単一片ケーシングは内側軸線方向接合面から自由である。この螺合解除は全体に渡って自動様式で遂行することができる。コア４からケーシング１を離脱することを許容する動きは、ケーシング１からコア４を離脱するためにコア４に加えることができ、或いはコア４からケーシング１を離脱するためにケーシング１に加えることができる。好ましくは、コア４を回動する間ケーシング１を不動状態にせしめる。この場合、移動せしめられない部分は、例えば吸着装置、クランプ等によって所定位置に維持することができる。要するに、ケーシング及び／又はハブは機械的な結合を吸収するか或いは回転阻止を許容する少なくとも１個の領域を構成している。この領域はケーシングの外部表面に配置された直径方向両側の耳片によって規定することができる。空気圧力を、好ましくはコアとケーシングとの間に適用することによって、ケーシングを自動的に離脱することもできる。この空気圧力は成形コアを通る少なくとも１個の通路によって送給することができる。

一般的に、ケーシング１は、好ましくはショアＤ硬度で少なくとも６０である硬度を有する熱可塑性エラストマから射出成形される。

螺合解除による離型を許容するために、コア４の最大横断面が、ベローズ２、２Aを備えたケーシング１の最大寸法である固定部分３Aの通路部分以下の直径を有するようにせしめる。所要ケーシング形状に応じて、コア４と型５の本体が切頭円錐形状にせしめられる。また、異なったピッチの螺旋形状溝、反対でもよいが好ましくはケーシング１の最大寸法である固定部分３Ａに隣接して延びるコア部分の方向に増大するピッチの螺旋形状溝を有する少なくとも２個のコア４を使用してケーシング１を成形することも可能である。離型を促進するために、第一のコアの最大断面積を第二のコアの最小部分より小さくする。このようにして、図５に示す如くピッチは一方のコア４から他方のコア４まで反対方向に向けられているケーシングを得ることができる。また、最小断面積の固定部分３Ｂから最大断面積の固定部分３Ａに向かって幅が増大するベローズの螺旋通路を規定するコアを選定することも可能である。この幅は、螺旋形状溝の1回転あたり15％広げることができる。一般的には、螺旋形状溝の1回転あたり１から３％広がる。

勿論、コア４と型５に配設される螺旋形状溝の形状に依存して、ケーシング１のベローズ２のための多数の形状が得られる。図６に１個の実施形態を図示している。射出成形によるかようなケーシングの製造は、ベローズ２の壁の厚さを所望とおりに変化せしめることを許容する。従って、各ベローズは、２個のベローズ間のくぼみの領域における２個のベローズの結合領域に、補強された部分を有し、或いは逆に肉厚が薄い部分も有することができる。また、一方の表面が凹面であり他方の表面が凸面である側面を有するベローズを配設することも可能である。これは結果として螺旋間隙を大きくする。

上述した製造方法から製造されるベーロズ２、２Ａを備えたケーシング１は多数の形状が可能である。しかしながら、各ケーシング１は内側軸線方向接合面から自由である単一片の本体を有する。このケーシングは軸XX’の回りに配置された管状本体から構成され、その両端は開放されている。各開放端は伝動装置へケーシング１を固定するための部分３Ａ、３Ｂを構成する。ケーシングの管状本体は、少なくともその長手方向の一部において、波形又は折り畳まれた壁によって規定されている。各折り畳みはベローズに対応している。従って、上記部分３Ａ、３Ｂ間のベローズの折り畳み又はリブは固定又は可変ピッチの螺旋形状であり、ピッチはケーシング１の固定のための最大寸法の部分３Ａに向かって増加しているのが好ましい。図３に示す例においては、螺旋は角度αを有し、この角度αは本体の長手方向軸線XX’に垂直な軸を有する半径方向に延在するベローズを構成する折り畳みの軸線によって形成される角度に実質上対応している。これらの折り畳みは、折り畳みの側壁がケーシング本体の長手方向軸線又はケーシングに対して実質上半径方向に延びるように配向されている。特に図３に図示する如く、２個の組み合わせも可能である。螺旋配置を有する半径方向ベローズ或いは軸線方向ベローズ２Aの数とは独立に、ケーシング１の最大固定部分に対する２A部分が最大ベローズの頂点によって規定される直径より大きい或いはこれと同一の通路部分を有することは基本的なことである。従って、図３に図示する例では、参照寸法Bは最大ベローズの半径に相当するが、一方、参照寸法Aは最大寸法の固定のための部分３Aの半分に相当する。Aは、従ってBよりの必然的に大きい。

使用するコア４と中空型５の形状に応じて、ベローズ２、２Aは円筒型ケーシングの製造のために同一直径にすることができる。しかしながら、本発明の好適配列においては、ベローズは最小の直径を有する３Bから最大の直径を有する部分３Aに向かって漸次増大する直径を有し、切頭円錐形状に内接する。半径方向のベローズ２は単一又は複数の螺旋通路から構成することができる。図６は、各ベローズ２が異なった形状の2つの連続した折り畳みから構成されている例を示している。離型工程におけるベローズ２を備えたケーシング１の取り出し時間を減少させるためには、大きな螺旋ピッチを有することが望ましいことに着目すべきである。しかしながら、ピッチが大きくなればなるほど、同一長さのベローズにおける螺旋数は少なくなる。ベローズの柔軟性は螺旋数の増加に付随して増加する。従って、大きなピッチで柔軟性を維持するためには、ベローズに少なくとも１個の付加的な螺旋形状溝を配置するのが好ましい。従って、各螺旋形状溝はそれ自身の螺旋形状を有することができる。

幾つかの螺旋形状溝を有するベローズの場合、これらの螺旋形状溝は異なった大きさの螺旋によって構成することができる。従って、くぼみのレベルと螺旋の頂点において変化を持たせることが可能である。上述した製造方法によれば、ベローズを備えたケーシングは、ベローズのレベルで、螺旋製造のための輪郭のレベルで、螺旋の寸法即ち螺旋のピッチで、或いはピッチの方向で、螺旋が異なったベローズを構成することができる。勿論、これらの因子は組み合わせることができる。結果として、ケーシングの実施形態として非常に多くの可能性がある。

１個の領域と他の領域においてピッチが逆である２個の螺旋領域を有する、ベローズを備えた特殊なケーシングの場合には、コアは２個の要素から構成される。逆ピッチの螺旋領域に相当するコアの第二の要素は、ケーシングを離型する際に、第一の要素とは反対方向へ回動される。ベローズを備えたケーシングに逆ピッチの螺旋領域を配設する利点は、１個の領域の回動効果を反対方向に回動される傾向がある他の領域によって補償することができることである。螺旋形状は、それらが延ばされたり圧縮されたりする時、ケーシングのベローズを回動する傾向がある。ケーシングのベローズを回動する効果は、螺旋の厚さの適当な分布によって最小化することができる。

ベローズを備えたケーシング１は従来の様式で伝動機構に配置することができる。ベローズを備えたケーシング１の最大寸法の部分３Aの固定は、通常、完全なシーリングを保証する。通常、ベローズを備えたケーシング内に含まれるグリースは遠心力の作用によって最大寸法を有する固定部分３Aに向けて供給される。最小の寸法を有する固定部分３Bはグリースでシールされるように配設されるが、空気を通過させ、またケーシングのベローズの回動を補償するために若干の回転を許容することができる。ベローズは、この目的のために、螺旋リップを含む。ケーシング１の各固定部分３A,３Bは、少なくとも２種の射出材料から構成することもできる。この場合、よりよいシーリングを得るために最大寸法の固定部分内部に熱可塑性エラストマを射出することができる。射出材料のひとつは少なくともケーシングの一部が反射被覆で覆われるように、熱放射を反射する材料にせしめることができる。

従来技術に従って構成されたベローズを備えたケーシングの部分断面図。 従来技術に従って構成されたベローズを備えたケーシングの部分断面図。 本発明に従って構成されたベローズを備えてケーシングの一実施形態を示す部分断面図。 図３のベローズを備えたケーシングを成形するために要求される工具の半部断面図。 本発明の変形実施形態である、逆ピッチの螺旋を有する２個の領域を含むベローズを備えたケーシングの部分断面図。 各々が複数個の螺旋通路を含むベロースを備えたケーシングの部分断面図。

符号の説明

１：ケーシング
２：ベローズ
２Ａ：ベローズ
３Ａ：固定部分
３Ｂ：固定部分
４：コア
５：型

Claims (12)

1. 軸線方向及び／又は角度方向に相対的に移動可能な少なくとも２個のシャフトを含む、伝動継手の如き伝動装置のための、少なくとも一部は半径方向に延在し開放端の各々に伝動装置への固定のための固定部分（３Ａ、３Ｂ）を有する保護ベローズ（２、２A）を備えたケーシング（１）を製造するための方法にして、
   各々が型空胴を規定する少なくとも１個の補完的な螺旋形状溝を有する、中空型（５）と少なくとも１個のコア（４）とを使用して該ケーシング（１）を成形し、該ケーシング（１）と該コア（４）との螺合を解除して成形されたケーシング（１）を取り出して単一片であるケーシングを得ることを特徴とする方法。
2. 該ケーシング（１）は熱可塑性樹脂又は熱可塑性エラストマから射出成形されている、請求項１記載の保護ベローズ（２、２Ａ）を備えたケーシング（１）を製造するための方法。
3. 該コア（４）の最大断面積はベローズ（２，２A）を備えたケーシング（１）の最大の寸法の固定部分（３A）の通路部分以下の直径を有する、請求項１又は２記載の保護ベローズ（２、２Ａ）を備えたケーシング（１）を製造するための方法。
4. 該コア（４）と該型（５）の本体とは切頭円錐形状である、請求項１から３までのいずれかに記載の保護ベローズ（２、２Ａ）を備えたケーシング（１）を製造するための方法。
5. 該ケーシング（１）は少なくとも２個のコア（４）を使用して成形され、該コア（４）の各々は、好ましくは該ケーシング（１）の最大の寸法である該固定部分（３Ａ）に隣接して延びる部分の方向に向かって増大する、異なったピッチの螺旋形状を有する、請求項１から４までのいずれかに記載の保護ベローズ（２，２A）を備えたケーシング（１）を製造する方法。
6. 軸線方向及び／又は角度方向に相対的に移動可能な少なくとも２個のシャフトを含む、伝動継手の如き伝動装置のための、少なくとも一部は半径方向に延在し開放端の各々に伝動装置への固定のための部分（３Ａ、３Ｂ）を有する保護ベローズ（２、２A）を備えた、特に請求項から５までのいずれかに記載の方法によって得られるケーシング（１）において、
   内側軸線方向継手面から自由な単一片形態であり、該ベローズ（２）の少なくとも一部は螺旋配列であり、最大寸法の固定のための部分（３Ａ）は最大ベローズの頂点によって規定される直径以上の通路部分を有する、ことを特徴とするケーシング（１）。
7. 半径方向に延在するベローズ（２）は単一又は複数の螺旋通路によって構成されている、請求項６に記載のケーシング（１）。
8. 該ベローズ（２、２A）は円筒ケーシングの製造と同一の直径である、請求項６又は７記載のケーシング（１）。
9. 該ベローズ（２）は切頭円錐に内接して累進する直径を有する、請求項６又は７記載のケーシン（１）。
10. 該ケーシングの管状本体は、少なくともその長さの一部において、波状の又は折り畳まれた壁によって規定されており、各折り畳みがベローズに対応しており、折り畳みは一定又は可変ピッチ、好ましくはケーシングの最大寸法の該固定部分（３）に向かって増大する可変ピッチの螺旋を描いている、請求項６から９までのいずれかに記載のケーシング（１）。
11. 該ケーシング（１）は軸方向に延在するベローズ（２A）と半径方向に延在するベローズ（２）とから構成されている、請求項６，７又は９記載のケーシング（１）。
12. 該ケーシング（1）の各固定部分（３A、３B）は少なくとも２種の射出材料から構成されている、請求項６から１１のいずれかに記載のケーシング（１）。

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