KR102638716B1 - 미끄럼 방지 성능을 위한 공동 성형된 cvj 부트 스커트 - Google Patents

Abstract

샤프트 조립체 조인트를 위한 부트(boot)와 그 제조 방법에 제공된다. 상기 부트는 제1 단부와 제2 단부 사이에서 중심 축 둘레에 연장된 유연성 중공형 벽을 가진다. 상기 제1 단부는 정속 조인트의 하우징의 외측 표면과 꼭 맞게 맞물리도록 구성된 스커트 부분(skirt portion)을 가지며, 상기 제2 단부는 정속 조인트로부터 멀어지게 연장된 샤프트의 외측 표면과 꼭 맞게 맞물리도록 구성된 목 부분을 가진다. 상기 스커트 부분과 목 부분 중 적어도 하나는 제1 마찰계수를 가진 제1 재료로 형성된 내측 표면과 제2 마찰계수를 가진 제2 재료로 형성된 외측 표면을 가지며, 상기 제1 마찰계수는 제2 마찰계수보다 더 크다.

Description

미끄럼 방지 성능을 위한 공동 성형된 CVJ 부트 스커트{CO-MOLDED CVJ BOOT SKIRT FOR ANTI-SLIP PERFORMANCE}

본 개시는 일반적으로 자동차를 위한 샤프트 조립체에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는, 외부 오염물질을 차폐하고 샤프트 조립체의 조인트 내부에 윤활유를 유지하기 위한 부트(boot)를 가지는 샤프트 조립체에 관한 것이다.

자동차의 샤프트 조인트 부트 애플리케이션들, 예컨대 정속 조인트(CVJ: constant-velocity joint) 부트 애플리케이션들은 일반적으로 고무로 만들어졌으며, 굴곡 피로(flex fatigue)와 오염 저항성이 부족하다. 정속 조인트는 회전 샤프트가 변속기로부터 바퀴들로 동력의 전달을 허용하며, 부트들은 외부 오염물질로부터 중요 부품을 보호하고 내부에 윤활유를 유지한다. 부트의 임의의 파열이나 찢어짐은 CVJ 조인트의 조기 고장으로 이어질 수 있다. 따라서, 더욱 내구성 있는 재료들이 추구되었다.

CVJ 부트 애플리케이션들에서 사용하기 위해 고무는 그 후 열가소성 엘라스토머(TPE)로 대체되었고, 그래서 내구성은 두 배보다 더 높아졌으며, 이는 부분적으로는 향상된 유연성과 마모 저항성에 기인한다. 이와 같이, 부트 재료는 파손이 크게 감소하였으며, 더 작아졌고, 더욱 콤팩트하게 되었으며, 덜 비싼 부트들이 이용 가능하게 되었다.

부트를 형성하기 위해 사용된 등방성 TPE 재료 내에 윤활 첨가제들의 함유는 TPE 부트에 의해 제공된 향상된 유연성과 마모 저항성에 크게 기여한다. 윤활 첨가제들은, 유연성과 마모 저항성을 향상시키는 것에 추가하여, 조인트가 굽혀질 때 부트가 굴곡되는 동안, 비벼지며 접촉하게 되는 인접한 컨볼루트들(convolutes)의 재료로부터의 소음 발생을 감소시킨다. 부트들은 일반적으로 등방성 TPE 재료로부터 등방성 요소로서 모델링되며, 이에 의해 부트 전체에 걸쳐 균일한 물리적 성질들을 가진다. 부트 전체에 걸쳐 향상된 유연성과 마모 저항성은 유익한 것으로 입증되었다 할지라도, 몇몇의 잠재적인 단점들이 주목을 받고 있다.

CVJ 부트의 적어도 하나의 단부는 보통 금속 CVJ 하우징의 외측 표면 둘레에 고정된다. 하우징에 고정된 부트의 단부는 보통 스커트(skirt)로 지칭되며, 스커트는 보통 하우징의 외측 표면과 체결구(fastener) 사이에 끼워지며, 체결구는 예컨대 스커트를 하우징에 대하여 고정되는 관계로 압축시키기 위해 스커트 둘레에 죄일 수 있는 환형 호스 클램프이다. 불행하게도, TPE 내부의 윤활 첨가제는 스커트의 내측 표면을 미끄럽게 만들며, 이에 따라, 내측 표면은, 하우징의 외측 표면에 대하여 클램핑되어 있다고 할지라도, 하우징의 외측 표면에 대하여 슬라이딩할 수 있다. 이와 같이, 부트가 사용 시 굴곡에 의해 부과된 힘을 받을 때, 내측 표면은 원하지 않게 하우징과 클램핑된 관계에서 벗어날 수 있으며, 이에 의해 부츠에 의해 아래에 있는 CV 조인트에 제공된 보호 및 윤활 유지를 파괴한다.

본 개시의 목적은, 알려진 부트들에 관해 위에서 논의된 단점들 중 적어도 일부를 극복하는, 샤프트 조립체들의 조인트들을 차폐시키고 그 내부의 윤활유를 유지하기 위한 부트(boot)를 제공하는 것이다.

본 개시의 추가적인 목적은, 사용 시에 강건하고 내구성이 있으며, 제조 및 조립이 경제적인 부트를 제공하는 것이다.

본 개시의 추가적인 목적은, 조인트 부재의 하우징과 맞물려 고정되도록 구성된 스커트 부분을 가지되, 스커트 부분은 하우징에 고정된 상태를 유지하기 위해 하우징에 대한 미끄러짐에 대해 저항성이 있으며, 한편 길고 유용한 수명을 가진 부트를 제공하기 위해 유연하고 내구성이 있는 부트의 나머지 부분을 제공하는 부트를 제공하는 것이다.

목적들과 이점들에 따르면, 본 개시의 일 측면은 샤프트 조립체 조인트를 위한 부트(boot)를 제공하며, 상기 부트는 제1 단부와 제2 단부 사이에서 중심 축을 따라서 연장된 유연성 튜브형 벽을 포함한다.

상기 제1 단부는 상기 샤프트 조립체 조인트의 하우징 둘레에 수용되도록 구성되고, 상기 제2 단부는 상기 샤프트 조립체 조인트로부터 연장된 샤프트 둘레에 수용되도록 구성된다. 상기 제1 단부는 상기 하우징의 외측 표면과 맞물려 고정되기 위해 상기 중심 축 쪽으로 향하는 환형 내측 표면으로부터 상기 중심 축으로부터 외면하는 환형 외측 표면까지 연장된 두께를 가진 스커트 부분(skirt portion)을 제공한다. 상기 스커트 부분을 상기 하우징의 외측 표면과 맞물려 고정된 상태로 유지시킬 수 있도록 하기 위해, 상기 스커트 부분의 두께는 상기 외측 표면에 비해 증가된 마찰계수를 가진 상기 내측 표면을 제공하기 위해 이방성(anisotropic)이 되도록 제공된다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 내측 표면은 제1 재료로 형성될 수 있고, 상기 외측 표면은 제2 재료로 형성될 수 있으며, 상기 내측 표면과 상기 외측 표면에서 원하는, 상이한 재료 특성들을 제공하기 위해 상기 제1 재료는 상기 제2 재료와 상이하다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 제1 재료는 상기 스커트 부분의 환형 내측 부분을 형성하도록 구성될 수 있고, 상기 제2 재료는 상기 스커트 부분의 환형 외측 부분을 형성하도록 구성될 수 있으며, 상기 환형 내측 부분과 환형 외측 부분은 서로 고정되는 관계로 접합된다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 환형 외측 부분은 클램프 밴드를 수용하도록 구성된 환형 채널을 가지도록 구성될 수 있다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 환형 내측 부분은 상기 환형 외측 부분의 두께의 대략 12.5 내지 75 퍼센트 사이의 두께를 가지도록 형성될 수 있다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 환형 내측 부분은 상기 내측 표면으로부터 반경 방향 안쪽으로 연장된 환형 리브(rib)를 가지도록 형성될 수 있으며, 상기 하우징의 외측 표면에 상기 스커트 부분의 유지를 강화하기 위해 상기 반경 방향 안쪽으로 연장된 환형 리브는 상기 하우징의 외측 표면 내의 환형 홈 내에 수용되도록 구성된다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 제2 재료가 상기 제1 재료에 의해 형성된 상기 환형 내측 부분을 제외한 상기 부트 전체를 형성하도록, 상기 유연성 튜브형 벽은 상기 제2 재료로 형성된다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 제1 재료는 제1 마찰계수를 가지도록 제공되고, 상기 제2 재료는 제2 마찰계수를 가지도록 제공되며, 상기 제1 마찰계수는 제2 마찰계수보다 더 크며, 이에 따라 상기 하우징의 외측 표면에 상기 스커트 부분의 고정을 강화시킨다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 제2 재료는 윤활 첨가제(lubricant additive)를 포함하는 등방성(isotropic) 열가소성 엘라스토머 재료로서 제공될 수 있으며, 이에 의해 상기 부트가 유연하고, 파열 저항성이 있으며, 강하고 내구성이 있도록 한다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 제1 재료는 윤활 첨가제를 포함하지 않도록 제공될 수 있으며, 이에 의해 윤활 첨가제를 가진 재료에 비해 제1 재료의 마찰계수가 증가하고, 이에 따라 스커트 부분을 하우징의 외측 표면에 대한 이동에 대항하여 고정된 상태를 유지시키는 능력을 강화한다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 제1 재료는 미끄럽지 않은 재료, 예컨대 윤활 첨가제가 없는 열가소성 엘라스토머 재료로서 제공될 수 있다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 정속 조인트를 위한 부트는 제1 단부와 제2 단부 사이에서 중심 축 둘레에 연장된 유연성 중공형 벽을 포함한다. 상기 제1 단부는 상기 정속 조인트의 하우징의 외측 표면과 꼭 맞게 맞물리도록 구성된 스커트 부분(skirt portion)을 가지고, 상기 제2 단부는 상기 정속 조인트로부터 연장된 샤프트의 외측 표면과 꼭 맞게 맞물리도록 구성된 목 부분(neck portion)을 가진다. 상기 스커트 부분과 상기 목 부분 중 적어도 하나는 제1 마찰계수를 가진 제1 재료로 형성된 내측 표면과 제2 마찰계수를 가진 제2 재료로 형성된 외측 표면을 가지며, 상기 내측 표면과 맞물리는 표면 사이의 미끄러짐을 억제하기 위해 상기 제1 마찰계수는 상기 제2 마찰계수보다 더 크다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 제1 재료는 상기 스커트 부분과 상기 목 부분 중 적어도 하나의 환형 내측 부분을 형성하도록 제공될 수 있고, 상기 제2 재료는 상기 스커트 부분과 상기 목 부분 중 적어도 하나의 환형 외측 부분을 형성하도록 제공될 수 있으며, 상기 환형 내측 부분은 상기 환형 외측 부분의 두께의 대략 12.5 내지 75 퍼센트 사이의 두께를 가진다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 제1 단부와 제2 단부 사이에서 중심 축 둘레에 연장된 유연성 중공형 벽을 가지는, 정속 조인트를 위한 부트(boot)가 제공된다. 상기 제2 단부는 상기 정속 조인트로부터 멀어지게 연장된 샤프트의 둘레에 꼭 맞게 수용되도록 구성된다. 상기 제1 단부는 스커트 부분을 가지며, 상기 스커트 부분은 중심 축으로부터 외면하는 환형 외측 부분과, 상기 정속 조인트의 하우징의 외측 표면과 꼭 맞게 맞물리기 위해 중심 축 쪽으로 향하는 환형 내측 부분을 가진다. 상기 스커트 부분의 환형 내측 표면은 제1 마찰계수를 가진 제1 재료로 형성되고, 상기 제2 단부는 제2 마찰계수를 가진 제2 재료로 형성되며, 상기 스커트 부분을 상기 하우징의 외측 표면과 맞물려 고정된 상태로 유지 가능하게 하기 위해 상기 제1 마찰계수는 상기 제2 마찰계수보다 더 크다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 제1 재료는 상기 스커트 부분의 환형 내측 부분을 제공하도록 형성될 수 있고, 상기 제2 재료는 상기 스커트 부분의 환형 외측 부분을 제공하도록 형성될 수 있으며, 상기 내측 부분과 외측 부분은 동심이고, 상기 환형 내측 부분과 상기 환형 외측 부분은 서로에 대하여 고정되도록 접합된다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 유연성 중공형 벽 전체는, 상기 스커트 부분의 환형 내측 부분을 제외하고, 상기 제2 재료로 형성되며, 이에 의해 상기 부트의 유연성과 내구성을 증가시키고, 제조의 경제성을 강화시킨다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 제2 재료는 상기 벽의 유연성, 내구성 및 파열 저항성을 강화시키기 위해 윤활 첨가제를 가지도록 제공될 수 있고, 상기 제1 재료는 마찰계수를 증가시키기 위해 윤활 첨가제 없이 제공될 수 있으며, 이에 의해 상기 하우징의 외측 표면에 대해 미끄럼 저항성을 가진 환형 내측 부분을 제공한다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 정속 조인트를 위한 부트를 제조하는 방법이 제공된다. 상기 방법은: 제1 단부와 제2 단부 사이에서 중심 축 둘레에 연장되는 제2 재료로 유연성 중공형 벽(flexible hollow wall)을 성형하는 단계로서, 상기 제1 단부는 상기 정속 조인트의 하우징의 외측 표면과 꼭 맞게 맞물리도록 구성된 스커트 부분의 적어도 부분을 형성하도록 성형되고, 상기 제2 단부는 상기 정속 조인트로부터 멀어지게 연장된 샤프트의 외측 표면과 꼭 맞게 맞물리도록 구성된 목 부분의 적어도 부분을 형성하도록 성형되는, 단계; 및 제1 재료로 형성된 내측 표면을 가지는 환형 내측 부분을 상기 스커트 부분과 상기 목 부분 중 적어도 하나의 내측 표면에 접합하는 단계로서, 상기 내측 표면은 중심 축 쪽으로 향하고 상기 하우징과 상기 샤프트 중 적어도 하나의 외측 표면과 꼭 맞게 맞물리도록 구성되는, 단계;를 포함하며, 상기 제1 재료는 제1 마찰계수를 가지도록 제공되고 상기 제2 재료는 제2 마찰계수를 가지도록 제공되며, 상기 제1 마찰계수는 제2 마찰계수보다 더 크다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 정속 조인트를 위한 부트를 제조하는 다른 방법이 제공된다. 상기 방법은: 제1 단부와 제2 단부 사이에서 중심 축 둘레에 연장되는 제2 재료로 유연성 중공형 벽(flexible hollow wall)을 성형하는 단계로서, 상기 제2 단부는 상기 정속 조인트로부터 멀어지게 연장된 샤프트 둘레에 꼭 맞게 수용되도록 성형되고, 상기 제1 단부는 중심 축으로부터 외면하는 외측 표면을 가진 환형 외측 부분을 가지는 스커트 부분을 지지하도록 성형되는, 단계를 포함한다. 또한, 제1 재료로 형성된 내측 표면을 가지는 환형 내측 부분을 상기 스커트 부분의 환형 외측 부분에 접합하는 단계로서, 상기 내측 표면은 중심 축 쪽으로 향하고 상기 정속 조인트의 하우징의 외측 표면과 꼭 맞게 맞물리도록 구성되는, 단계를 더 포함한다. 또한, 제1 마찰계수를 가진 제1 재료를 제공하고 제2 마찰계수를 가진 제2 재료를 제공하는 단계를 더 포함하며, 상기 환형 내측 부분의 내측 표면과 상기 하우징의 외측 표면 사이에서 상대적인 슬라이딩 이동을 억제하기 위해 상기 제1 마찰계수는 상기 제2 마찰계수보다 더 크다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 방법은, 상기 환형 내측 부분의 제1 재료를 상기 환형 외측 부분의 제2 재료에 직접 성형함으로써 상기 환형 내측 부분을 상기 환형 내측 부분에 접합하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 방법은, 상기 부트의 유연성, 파열 저항성 및 내구성을 증가시키기 위해, 윤활 첨가제를 포함하는 등방성(isotropic) 열가소성 엘라스토머 재료로서 상기 제2 재료를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 방법은, 상기 스커트 부분의 내측 표면과 상기 하우징의 외측 표면 사이의 정지 마찰을 증가시키기 위해, 윤활 첨가제를 포함하지 않는 등방성 열가소성 엘라스토머 재료로서 상기 제1 재료를 제공하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 이에 의해 상기 스커트 부분의 내측 표면과 상기 하우징의 외측 표면 사이의 상대적인 슬라이딩 이동에 대한 가능성을 최소화한다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 방법은, 상기 환형 내측 부분을 상기 내측 표면으로부터 반경 방향 안쪽으로 연장된 환형 리브(rib)를 가지도록 성형하는 단계를 더 포함할 수 있으며, 상기 환형 리브는 상기 하우징의 외측 표면 내의 환형 홈 내에 수용되도록 구성된다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 상기 방법은, 상기 환형 외측 부분을 클램프 밴드를 수용하도록 구성된 환형 채널을 가지도록 성형하는 단계를 더 포함할 수 있다.

이러한 그리고 다른 목적들, 이점들 및 특징들은 도면들과 관련된 다음의 설명에 비추어 본 기술 분야에서 통상의 기술을 가진 자에게 쉽게 드러날 것이다.

본 발명으로 여겨지는 주제는 명세서의 끝에 있는 청구항들에서 구체적으로 언급되고 명백하게 청구된다. 본 발명의 전술한 그리고 다른 특징들, 및 이점들은 첨부된 도면들과 함께 다음의 상세한 설명으로부터 드러난다.
도 1은 본 발명의 일 측면에 따라 제조된 조인트 부트와 유연성 조인트를 가진 샤프트 시스템의 측면도이며;
도 2는 도 1의 조인트 부트의 측면도이며;
도 3은 개괄적으로 도 2의 화살표(3)의 방향에서 본 도 1의 조인트 부트의 단부 도면이며;
도 4는 개괄적으로 도 1의 4-4 단면을 따른 도 1의 유연성 조인트의 단면도이며;
도 5는 도 4의 둘러싸인 영역(5)의 확대도이며;
도 6은 개괄적으로 도 1의 6-6 단면을 따른 도 1의 유연성 조인트의 확대 단면도이며;
도 7은 본 개시의 일 측면에 따른 조인트 부트를 제조하는 방법을 보여주는 흐름도이다.

이제, 도면들을 참조하여, 본 발명은 구체적인 실시예들에 관하여 설명될 것이지만, 이에 제한되지는 않으며, 도 1은 중심 축(12)을 따라서 연장되고 중심 축(12) 둘레로 회전 가능한 샤프트 시스템(10)의 예시적인 측면도를 도시한다. 상기 샤프트 시스템(10)은 샤프트 조립체(14), 예로서 제한 없이 정속 조인트(16)와 같은 유연성 샤프트 조인트, 및 정속 조인트 부트 조립체(18)로 도시된 조인트 부트 조립체를 포함한다. 상기 부트 조립체(18)는, 정속 조인트에 관련하여 설명될 것이지만, 정속 조인트 이외의 유연성 샤프트 조인트들, 예컨대 유니버셜 조인트(UV 조인트) 또는 다른 것들을 위해 사용될 수 있을 것이다.

상기 샤프트 조립체(14)는 중심 축(12)에 대해 회전하도록 구성된다. 상기 샤프트 조립체(14)는 샤프트 조인트(16)에 의해 제2 샤프트에 작동 가능하게 연결된 제1 샤프트를 포함할 수 있다. 제1 샤프트 또는 제2 샤프트 중 하나는, 비-제한적인 예에서, 변속기 출력 샤프트와 같은 회전 동력원에 연결될 수 있으며, 다른 샤프트는 회전 가능한 부재, 예컨대 바퀴, 바퀴 허브, 또는 그 밖에 유사한 것에 연결될 수 있다.

상기 정속 조인트(16)는 샤프트 조립체(14)의 제1 샤프트와 제2 샤프트 사이의 교차부에 또는 교차부 주위에 배치된다. 상기 정속 조인트(16)는 제2 샤프트에 대한 제1 샤프트의 회전, 관절 운동, 각도 형성(angulation), 및/또는 플런징(plunging)을 가능하게 하도록 구성된다. 상기 정속 조인트(16)는 하우징(20)으로 지칭되는 외측 부재를 포함하며, 상기 외측 부재는 내측 부재(21)와 샤프트 조립체(14)의 제1 샤프트 또는 제2 샤프트 중 적어도 하나에 작동 가능하게 연결된다. 상기 하우징(20)과 내측 부재(21) 사이의 낮은 마찰 운동을 가능하게 하기 위해 이들 사이에 다수의 구름 요소들(rolling elements)(23)이 배치된다.

상기 정속 조인트 부트 조립체(18)는 상기 정속 조인트(16)의 하우징(20)의 적어도 부분의 둘레와 상기 (16)로부터 연장된 샤프트 조립체(14)의 부분의 둘레에 배치된다. 상기 정속 조인트 부트 조립체(18)는 상기 정속 조인트(16) 내부에 그리스와 같은 윤활유를 유지하고, 정속 조인트(16) 내부로 외부 오염물질, 예컨대 먼지, 돌, 물 등의 침투를 억제하도록 구성된다.

상기 정속 조인트 부트 조립체(18)는 정속 조인트 부트, 조인트 부트 등으로도 지칭되는 부트(22)를 포함하며, 이는 중심 축(12)을 따라서 제1 단부(26)로도 지칭되는 개방된 큰 단부(large end)와 제2 단부(28)로도 지칭되는 개방된 작은 단부 사이에 연장된 유연성 중공형 튜브형 벽(24)을 가진다. 상기 제1 단부(26)는 샤프트 조립체 조인트(16)의 하우징(20) 둘레에 수용되도록 구성되며, 상기 제2 단부(28)는 샤프트 조립체 조인트(16)로부터 연장된 샤프트(30) 둘레에 수용되도록 구성된다. 상기 제1 단부(26)는, 하우징(20)의 외측 표면(35)과 맞물려 고정되기 위해 중심 축(12) 쪽으로 향하는 환형 내측 표면(34)으로부터 중심 축(12)으로부터 외면하는 환형 외측 표면(36)까지 연장된 두께(T: 도 5)를 가진 스커트 부분(skirt portion)(32)을 가진다. 상기 스커트 부분(32)의 두께(T)는 이방성(anisotropic)이도록 제공되며, 이에 따라, 외측 표면(36)에 비해 증가된 마찰계수를 가진 내측 표면(34)을 제공하도록 두께(T)를 가로질러 상이한 재료 특성들을 가진다. 상기 내측 표면(34)의 증가된 마찰 계수는 조인트(16)의 유효 수명에 걸쳐 스커트 부분(32)을 조인트 하우징(20)의 외측 표면(35)과의 맞물림 고정 상태로 유지 가능하게 한다. 이와 같이, 조인트(16) 내부로의 오염물질의 침투에 대한 최적의 방호와 조인트(16) 내부의 윤활유의 유지가 제공되며, 이에 의해 조인트(16)의 유효 수명을 최적화한다.

상기 튜브형 벽(24)은 제1 단부(26)와 제2 단부(28) 사이에 연장된 변하는 단면 직경 또는 변하는 단면 형태를 가질 수 있다. 상기 벽(24)은 스무스하고, 물결 모양의 주름진 윤곽을 가진 것으로 도시되지만, 이와 다르게, 예컨대 부트(22)가 유연할 수 있도록 하는 원뿔형 또는 실린더형 등으로 구성될 수 있다.

상기 스커트 부분(32)은, 예컨대 기계적 체결구(fastener)에 의해, 하우징(20)의 외측 표면(35)에 대해 밀봉되는 관계로 고정되도록 구성되며, 상기 기계적 체결구는, 예로서 제한 없이, 조절 가능한 클램프(38)로 도시되어 있고, 이는 또한 호스 클램프 뜨는 클램프 밴드로도 지칭된다. 상기 스커트 부분(38)에 클램프 밴드(38)를 배치하고 유지 가능하게 하기 위해, 스커트 부분(32)의 외측 표면(36)은 밴드 클램프(38)를 수용하도록 구성된 환형 채널(40)을 가지도록 형성된다. 상기 환형 채널(40) 내에 고정된 밴드 클램프(38)에 의해, 상기 스커트 부분(32)의 환형 립(annular lip)(42)과 반대쪽의 융기된 환형 어깨부(44)는 둘 다 외측 표면(36)으로부터 반경 방향 바깥쪽으로 연장되며, 밴드 클램프(38)를 스커트 부분(32)의 외측 표면(36)을 따르는 축방향 이동에 대항하여 유지시킨다.

상기 스커트 부분(32)의 이방성 특성은 내측 표면(34)을 형성하는 제1 재료와 외측 표면(36)을 형성하는 제2 재료에 의해 수립되며, 상기 제1 재료는 제2 재료와 상이하다. 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 제1 재료는 스커트 부분(32)의 환형 내측 부분(46)을 형성하고 상기 제2 재료는 스커트 부분(32)의 환형 외측 부분(48)을 형성한다. 상기 환형 내측 부분(46)과 환형 외측 부분(48)은 서로 반경 방향으로 정렬된 관계로 동심으로 배치되며, 내측 부분(46)이 외측 부분(48)의 내측 표면(49)에 접합됨으로써 서로에 대해 직접 접합되는 것으로 도시된다. 상기 환형 내측 부분(46)은 제1 두께(t1)을 가지도록 형성될 수 있고, 상기 환형 외측 부분(48)은 제2 두께(t2)를 가지도록 형성될 수 있으며, 제1 및 제2 두께들의 결합된 두께(t1 + t2)는 스커트 부분(32)의 전체 두께(T)를 형성한다. 상기 환형 내측 부분(46)의 제1 두께(t1)는 환형 외측 부분(48)의 두께(t2)의 대략 12.5 내지 75퍼센트 사이의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 하나의 비-제한적인 실시예에서, 제1 두께(t1)는 대략 1.0mm의 두께를 가지도록 형성되었으며, 제2 두께(t2)는 대략 1.3mm의 두께를 가지도록 형성되었다. 상기 두께(t1)는 대략 0.5mm 내지 3.0mm 사이로 제공될 수 있으며, 상기 두께(t2)는 대략 1.3mm 내지 4.0mm 사이로 제공될 수 있다.

상기 환형 내측 부분(46)을 형성하는 미끄럽지 않은 제1 재료는 제1 마찰계수를 가지고, 상기 환형 외측 부분(48)을 형성하는 미끄러운 제2 재료는 제2 마찰계수를 가지며, 제1 마찰계수는 제2 마찰계수보다 더 크다. 상기 환형 내측 부분(46)의 마찰계수의 상대적인 증가는 스커트 부분(32)과 하우징(20)의 외측 표면(35) 사이의 미끄러짐(slip)을 억제 가능하게 한다.

상기 환형 외측 부분(48)을 형성하는 제2 재료는 윤활 첨가제(lubricant additive)를 포함하는 재료로서 제공될 수 있으며, 이에 의해 미끄럽게 되기에 적합하고, 환형 내측 부분(46)을 제외한 부트(22)의 나머지 부분과 함께 동일한 재료의 일체형 부재로서 형성될 수 있다. 따라서, 부트(22)의 유연성, 파열 저항성, 내구성 및 강도를 향상시키기 위해, 상기 벽(24)과 환형 외측 부분(48)은 등방성 재료, 예컨대 윤활 첨가제를 가진 열가소성 엘라스토머 재료(TPE)로 형성될 수 있다.

상기 환형 내측 부분(46)을 형성하는 제1 재료는 윤활 첨가제를 포함하지 않고 제공되며, 이에 의해 미끄럽지 않으며, 이에 따라 환형 외측 부분(48)에 비해 증가된 마찰계수를 가진다. 비-제한적인 예에서, 상기 제1 재료는 윤활유가 없는, 등방성 열가소성 엘라스토머 재료(TPE)이다.

상기 스커트 부분(32)과 하우징(20)의 외측 표면(35) 사이의 미끄러짐을 억제하기 위한 뒷받침으로서, 도 5에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 환형 내측 부분(46)은 내측 표면(34)으로부터 반경 방향 안쪽으로 연장된 환형 리브(annular rib)(50)를 가지도록 형성될 수 있으며, 상기 환형 리브(50)는 하우징(20)의 외측 표면(35) 내에 형성된 환형 홈(52) 내에 수용되도록 구성된다.

상기 제2 단부(28)는, 샤프트(30)의 외측 표면(58)과 맞물림 고정되기 위해 중심 축(12) 쪽으로 향하는 환형 내측 표면(56)으로부터 중심 축(12)으로부터 외면하는 환형 외측 표면(60)까지 연장된 두께(T1: 도 6)를 가진 목 부분(neck portion)(54)을 가지도록 제공된다. 상기 목 부분(54)의 두께(T1)는, 스커트 부분(32)에 대해 설명된 바와 같이, 외측 표면(60)에 비해 증가된 마찰계수를 가진 내측 표면(56)을 제공하기 위해, 이방성(anisotropic)이도록 제공될 수 있다. 상기 내측 표면(56)의 증가된 마찰 계수는 조인트(16)의 유효 수명에 걸쳐 목 부분(54)을 샤프트(30)의 외측 표면(58)과의 맞물림 고정 상태로 유지 가능하게 한다. 이와 같이, 샤프트(30)에 대한 축방향 이동에 대항하여 고정된 관계로 목 부분(54)의 유지 보장이 제공되며, 이에 의해 추가적으로 스커트 부분(32)을 하우징(20)의 외측 표면(35)에 축방향으로 고정된 관계로 유지시키는 것을 가능하게 하고, 이에 의해 조인트(16)의 유효 수명을 최적화한다.

상기 목 부분(54)의 이방성 특성은 내측 표면(56)을 형성하는 제1 재료와 외측 표면(60)을 형성하는 제2 재료에 의해 수립되며, 스커트 부분(32)에 대해 위에서 논의된 바와 같이, 상기 제1 재료는 제2 재료와 상이하다. 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이, 상기 제1 재료는 환형 내측 부분(62)을 형성하고 상기 제2 재료는 환형 외측 부분(64)을 형성한다. 상기 환형 내측 부분(62)과 환형 외측 부분(64)은 서로 반경 방향으로 정렬된 관계로 동심으로 배치되며, 내측 부분(62)이 외측 부분(64)의 내측 표면(65)에 접합됨으로써 서로에 대해 직접 접합되는 것으로 도시된다. 상기 환형 내측 부분(62)은 제1 두께(t1')을 가지도록 형성될 수 있고, 상기 환형 외측 부분(64)은 제2 두께(t2')를 가지도록 형성될 수 있으며, 제1 및 제2 두께들의 결합된 두께(t1' + t2')는 목 부분(54)의 전체 두께(T1)를 형성한다. 상기 환형 내측 부분의 제1 두께(t1')는 환형 외측 부분의 두께(t2')의 대략 12.5 내지 75퍼센트 사이의 두께를 가지도록 형성될 수 있다. 하나의 비-제한적인 실시예에서, 제1 두께(t1')는 대략 1.0mm의 두께를 가지도록 형성되었으며, 제2 두께(t2')는 대략 2.5mm의 두께를 가지도록 형성되었다. 상기 두께(t1')는 대략 0.5mm 내지 3.0mm 사이로 제공될 수 있으며, 상기 두께(t2')는 대략 1.0mm 내지 2.5mm 사이로 제공될 수 있다.

상기 환형 내측 부분(62)을 형성하는 제1 재료는 제1 마찰계수를 가지고, 상기 환형 외측 부분(64)을 형성하는 제2 재료는 제2 마찰계수를 가지며, 제1 마찰계수는 제2 마찰계수보다 더 크다. 상기 환형 내측 부분(62)을 형성하는 제1 재료와 제2 마찰 계수를 가진 상기 환형 외측 부분을 형성하는 제2 재료는 스커트 부분(32)을 위한 환형 내측 부분(46)과 환형 외측 부분(48)에 대해 논의된 바와 같이 제공되고 형성되며, 이에 따라 추가적인 논의는 필요하지 않은 것으로 믿어진다.

상기 목 부분(54)은, 예컨대 기계적 체결구(fastener)에 의해, 샤프트(30)의 외측 표면(58)에 대해 밀봉되는 관계로 고정되도록 구성되며, 상기 기계적 체결구는, 스커트 부분(38)과 밴드 클램프(38)에 대해 위에서 논의된 바와 같이, 조절 가능한 클램프(66)로 도시된다. 이와 같이, 상기 목 부분(54)의 외측 표면(60)은 클램프(66)를 수용하도록 구성된 환형 채널(68)을 가지도록 형성된다. 상기 환형 채널(68) 내에 고정된 클램프(66)에 의해, 상기 목 부분(54)의 환형 립(annular lip)(70)과 반대쪽의 융기된 환형 어깨부(72)는 둘 다 외측 표면(60)으로부터 반경 방향 바깥쪽으로 연장되며, 클램프(66)를 목 부분(54)의 외측 표면(60)을 따르는 축방향 이동에 대항하여 유지시킨다.

본 개시의 추가적인 측면에 따르면, 샤프트 조인트, 예컨대 정속 조인트(16)에 보호를 제공하기 위한 부트(22)를 제조하는 방법(1000)이 제공된다. 상기 방법(1000)은 제1 단부(26)와 제2 단부(28) 사이에서 중심 축(12) 둘레에 연장되는 제2 재료로 유연성 중공형 벽(flexible hollow wall)(24)을 성형하는 단계(1100)를 포함하며, 상기 제1 단부(26)는 상기 정속 조인트(16)의 하우징(20)의 외측 표면(35)과 꼭 맞게 맞물리도록 구성된 스커트 부분(32)의 적어도 부분을 형성하도록 성형되고, 상기 제2 단부(28)는 상기 정속 조인트(16)로부터 멀어지게 연장된 샤프트(30)의 외측 표면(58)과 꼭 맞게 맞물리도록 구성된 목 부분(54)의 적어도 부분을 형성하도록 성형된다. 또한, 제1 재료로 형성된 내측 표면(34, 56)을 가진 환형 내측 부분(46, 62)을 상기 스커트 부분(32)과 목 부분(54) 중 적어도 하나의 내측 표면(49, 65)에 접합하는 단계(1200)를 더 포함하며, 상기 내측 표면(34, 56)은 중심 축(12) 쪽으로 향하고 상기 하우징(20)과 샤프트(30) 중 적어도 하나의 외측 표면(35, 58)과 꼭 맞게 맞물리도록 구성되며, 상기 제1 재료는 제1 마찰계수를 가지도록 제공되고 상기 제2 재료는 제2 마찰계수를 가지도록 제공되며, 상기 제1 마찰계수는 제2 마찰계수보다 더 크다.

상기 방법(1000)은 상기 스커트 부분(32)과 목 부분(54)의 내측 표면(49, 65) 중 적어도 하나에 상기 환형 내측 부분(46, 62)을 성형하는 단계(1300)를 더 포함할 수 있다.

상기 방법(1000)은 상기 유연성 중공형 벽(24)을 형성하기 위해 블로우 성형(blow molding) 공정을 사용하고 상기 환형 내측 부분(46, 62)을 형성하기 위해 사출 성형 공정을 사용하는 단계(1400)를 더 포함할 수 있으며, 상기 환형 내측 부분(46, 62)은 이미 블로우 성형된 벽(24) 상에 사출된다.

본 발명은 오직 제한된 수의 실시예들과 관련하여 상세하게 설명되었지만, 본 발명은 이러한 개시된 실시예들에 제한되지 않는다는 것이 쉽게 이해될 것이다. 오히려, 본 발명은 지금까지 설명되지 않았지만 본 발명의 사상과 범위에 맞는 임의의 수의 변형, 개조, 대체 또는 동등한 구성들을 통합하도록 수정될 수 있다. 추가적으로, 본 발명의 다양한 실시예들이 설명되었지만, 본 발명의 측면들은 설명된 실시예들 중 오직 일부를 포함할 수 있다는 것을 이해되어야 한다. 특정 실시예의 개개의 요소들 또는 특징들은 일반적으로 특정 실시예에 제한되지 않지만, 적용 가능한 경우에는, 구체적으로 도시되거나 설명되지 않았다 할지라도, 교체될 수 있으며 선택된 실시예에 사용될 수 있다. 따라서, 본 발명은 전술한 설명에 의해 제한되는 것으로 보이지 않는다.

Claims (20)

1. 샤프트 조립체 조인트를 위한 부트(boot)로서, 상기 부트는:
   제1 단부, 제2 단부, 및 상기 제1 단부와 제2 단부 사이에서 중심 축을 따라서 연장된 유연성 튜브형 벽을 포함하며,
   상기 부트의 제1 단부는 상기 샤프트 조립체 조인트의 하우징 둘레에 수용되도록 구성되고, 상기 부트의 제2 단부는 상기 샤프트 조립체 조인트로부터 연장된 샤프트 둘레에 수용되도록 구성되며,
   상기 부트의 제1 단부는, 상기 하우징의 외측 표면과 맞물려 고정되기 위해 상기 중심 축 쪽으로 향하는 환형 내측 표면으로부터 상기 중심 축으로부터 멀어지는 환형 외측 표면까지 연장된 두께를 가진 스커트 부분(skirt portion)을 가지며, 상기 스커트 부분의 두께는 제1 재료의 환형 내측 부분과 제2 재료의 환형 외측 부분의 결합된 두께에 의해 정의되고, 상기 환형 내측 부분은 상기 스커트 부분을 상기 하우징의 외측 표면과 맞물려 고정된 상태로 유지하기 용이하도록 하기 위해 상기 외측 표면에 비해 증가된 마찰계수를 가진 상기 내측 표면을 제공하며, 상기 환형 내측 부분은 상기 환형 외측 부분의 반경 방향 안쪽으로 향하는 표면 전체에 걸쳐 접합된 반경 방향 바깥쪽으로 향하는 외측 표면을 구비하고,
   상기 부트의 제1 단부는, 상기 부트의 제2 단부 방향으로 수용되는 상기 샤프트 조립체 조인트의 하우징의 단부 부근에 상기 중심축을 향하는 내측으로 절곡되어 상기 샤프트 조립체 조인트를 수용하는 절곡부를 포함하고,
   상기 환형 내측 부분은, 상기 부트의 제2 단부 방향으로 향하는 제1 단과 그 반대 방향으로 향하는 제2 단을 포함하고,
   상기 환형 내측 부분은, 상기 스커트 부분으로부터 상기 부트의 제2 단부 방향으로 연장되어 상기 환형 내측 부분의 제1 단이 상기 절곡부의 내측 코너 부분에 접촉되도록 형성된, 부트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 재료는 상기 제2 재료와 상이한, 부트.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 환형 외측 부분은 클램프 밴드를 수용하도록 구성된 환형 채널을 가지는, 부트.
5. 제1항에 있어서,
   상기 환형 내측 부분은 상기 내측 표면으로부터 반경 방향 안쪽으로 연장된 환형 리브(rib)를 가지며, 상기 환형 리브는 상기 하우징의 외측 표면 내의 환형 홈 내에 수용되도록 구성되는, 부트.
6. 제2항에 있어서,
   상기 유연성 튜브형 벽은 상기 제2 재료로 형성되는, 부트.
7. 제2항에 있어서,
   상기 제1 재료는 제1 마찰계수를 가지고, 상기 제2 재료는 제2 마찰계수를 가지며, 상기 제1 마찰계수는 제2 마찰계수보다 더 큰, 부트.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제2 재료는 윤활 첨가제(lubricant additive)를 포함하는 등방성(isotropic) 열가소성 엘라스토머 재료이고, 상기 제1 재료는 윤활 첨가제를 포함하지 않는 것인, 부트.
9. 삭제
10. 삭제
11. 제1항에 있어서,
    상기 제2 단부는, 상기 샤프트의 외측 표면과 맞물려 고정되기 위해 상기 중심 축 쪽으로 향하는 환형 내측 표면으로부터 상기 중심 축으로부터 외면하는 환형 외측 표면까지 연장된 두께를 가진 목 부분(neck portion)을 제공하며, 상기 목 부분의 내측 표면은 제1 재료로 형성되고, 상기 목 부분의 외측 표면은 제2 재료로 형성되며, 상기 제1 재료는 상기 제2 재료와 상이한, 부트.
12. 제11항에 있어서,
    상기 목 부분의 제1 재료는 상기 목 부분의 환형 내측 부분을 형성하고, 상기 목 부분의 제2 재료는 상기 목 부분의 환형 외측 부분을 형성하며, 상기 목 부분의 환형 내측 부분은 제1 마찰계수를 가지고, 상기 목 부분의 환형 외측 부분은 제2 마찰계수를 가지며, 상기 제1 마찰계수는 상기 제2 마찰계수보다 더 큰, 부트.
13. 정속 조인트를 위한 부트(boot)로서, 상기 부트는:
    제1 단부, 제2 단부 및 상기 제1 단부와 제2 단부 사이에서 중심 축 둘레에 연장된 유연성 중공형 벽을 포함하며,
    상기 부트의 제1 단부는 상기 정속 조인트의 하우징의 외측 표면과 꼭 맞게 맞물리도록 구성된 스커트 부분(skirt portion)을 가지고,
    상기 부트의 제2 단부는 상기 정속 조인트로부터 멀어지게 연장된 샤프트의 외측 표면과 꼭 맞게 맞물리도록 구성된 목 부분(neck portion)을 가지며,
    상기 스커트 부분과 상기 목 부분 중 적어도 하나는 제1 마찰계수를 가진 내측 재료로 형성된 내측 표면과 제2 마찰계수를 가진 외측 재료로 형성된 외측 표면을 가지며, 상기 제1 마찰계수는 상기 제2 마찰계수보다 더 크고,
    상기 내측 재료는 상기 스커트 부분과 목 부분 중 적어도 하나의 환형 내측 부분을 형성하고, 상기 외측 재료는 상기 스커트 부분과 목 부분 중 적어도 하나의 환형 외측 부분을 형성하고, 상기 환형 내측 부분은 상기 환형 외측 부분의 반경 방향 안쪽으로 향하는 표면 전체에 걸쳐 접합된 반경 방향 바깥쪽으로 향하는 외측 표면을 구비하고,
    상기 부트의 제1 단부는 상기 부트의 제2 단부 방향으로 수용되는 상기 정속 조인트의 하우징의 단부 부근에 상기 중심축을 향하는 내측으로 절곡되어 상기 정속 조인트를 수용하는 절곡부를 포함하고,
    상기 환형 내측 부분은 상기 부트의 제2 단부 방향으로 향하는 제1 단과 그 반대 방향으로 향하는 제2 단을 포함하고,
    상기 환형 내측 부분은 상기 스커트 부분으로부터 상기 부트의 제2 단부 방향으로 연장되어 상기 환형 내측 부분의 제1 단이 상기 절곡부의 내측 코너 부분에 접촉되도록 형성된, 부트.
14. 삭제
15. 제13항에 있어서,
    상기 내측 재료는 상기 스커트 부분과 상기 목 부분의 환형 내측 부분을 형성하고, 상기 외측 재료는 상기 스커트 부분과 상기 목 부분의 환형 외측 부분을 형성하는, 부트.
16. 정속 조인트를 위한 부트를 제조하는 방법으로서, 상기 부트를 제조하는 방법은:
    상기 부트의 제1 단부와 제2 단부 사이에서 중심 축 둘레에 연장되는 제2 재료로 유연성 중공형 벽(flexible hollow wall)을 성형하는 단계로서, 상기 부트의 제1 단부는 상기 정속 조인트의 하우징의 외측 표면과 꼭 맞게 맞물리도록 구성된 스커트 부분의 적어도 부분을 형성하도록 성형되고, 상기 부트의 제2 단부는 상기 정속 조인트로부터 멀어지게 연장된 샤프트의 외측 표면과 꼭 맞게 맞물리도록 구성된 목 부분의 적어도 부분을 형성하도록 성형되고, 상기 부트의 제1 단부는 상기 부트의 제2 단부 방향으로 수용되는 상기 정속 조인트의 하우징의 단부 부근에 상기 중심축을 향하는 내측으로 절곡되어 상기 정속 조인트를 수용하는 절곡부를 포함하는, 단계; 및
    제1 재료로 형성된 내측 표면을 가지는 환형 내측 부분의 외측 표면을 상기 스커트 부분과 상기 목 부분 중 적어도 하나의 내측 표면 전체에 걸쳐 접합하는 단계로서, 상기 환형 내측 부분의 내측 표면은 상기 중심 축 쪽으로 향하고 상기 하우징과 상기 샤프트 중 적어도 하나의 외측 표면과 꼭 맞게 맞물리도록 구성되고,상기 환형 내측 부분은 상기 부트의 제2 단부 방향으로 향하는 제1 단과 그 반대 방향으로 향하는 제2 단을 포함하고, 상기 환형 내측 부분은 상기 스커트 부분으로부터 상기 부트의 제2 단부 방향으로 연장되어 상기 환형 내측 부분의 제1 단이 상기 절곡부의 내측 코너 부분에 접촉되도록 형성되는, 단계;를 포함하며,
    상기 제1 재료는 제1 마찰계수를 가지도록 제공되고 상기 제2 재료는 제2 마찰계수를 가지도록 제공되며, 상기 제1 마찰계수는 제2 마찰계수보다 더 크고,
    상기 목 부분과 상기 스커트 부분의 내측 표면 중 적어도 하나로 상기 환형 내측 부분을 성형하는 단계와, 상기 제1 재료를 윤활 첨가제를 포함하지 않는 등방성 열가소성 엘라스토머 재료로 성형하는 단계를 더 포함하는, 부트를 제조하는 방법.
17. 삭제
18. 삭제
19. 제16항에 있어서,
    상기 하우징의 외측 표면 내에 형성된 환형 홈 내에 수용되도록 구성된 환형 리브(rib)를 가지도록 상기 환형 내측 부분을 성형하는 단계를 더 포함하는, 부트를 제조하는 방법.
20. 제16항에 있어서,
    상기 유연성 중공형 벽을 블로우 성형(blow molding)하고 상기 환형 내측 부분을 사출 성형하는 단계를 더 포함하는, 부트를 제조하는 방법.

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