KR20090026344A

KR20090026344A - 유니버설 조인트 및 그 제조방법

Info

Publication number: KR20090026344A
Application number: KR1020097001310A
Authority: KR
Inventors: 미카 고하라; 요시히데 히메노; 마사키 에가미
Original assignee: 에누티에누 가부시키가이샤
Priority date: 2006-06-30
Filing date: 2007-06-29
Publication date: 2009-03-12
Also published as: EP2045479A4; CN101479494A; CN101479494B; US8118682B2; US20100234112A1; WO2008001880A1; EP2045479A1

Abstract

윤활제 유지력이 뛰어나고, 외력에 의한 변형을 받아도 윤활성분의 스며나오는 양을 필요 최소한으로 억제하는 것과 함께 개방 부위로부터의 윤활제의 비산을 방지할 수 있어, 수명이 길고 저비용이며, 생산성에도 뛰어난 유니버설 조인트 및 그 제조방법을 제공한다.

바깥쪽 부재(2) 및 안쪽 부재(3)에 설치된 트랙홈(4,5)과 토크전달부재(6)와의 걸어맞춤에 의해서 회전토크가 전달되어, 상기 토크전달부재(6)가 상기 트랙홈 (4,5)을 따라서 전동하는 것에 의해서 축방향 이동이 이루어져, 상기 토크전달부재 (6)의 주위에 다공성 고형 윤활제(10)가 봉입되어 이루어지는 유니버설 조인트이며, 상기 다공성 고형 윤활제(10)는, 윤활성분 및 수지성분을 필수성분으로 하고, 상기 수지성분을 발포ㆍ경화하여 다공질화한 고형물이며, 상기 고형물로부터의 상기 윤활성분의 비산을 방지하는 비산방지수단을 설치하여 이루어진다.

Description

유니버설 조인트 및 그 제조방법{UNIVERSAL JOINT AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 다공성 고형 윤활제를 봉입한 유니버설 조인트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차나 산업용 기계로 대표되는 대부분의 기계의 미끄럼운동 부나 회전부에 있어서 윤활제가 사용되고 있다. 윤활제는 크게 나누어 액체 윤활제와 고형 윤활제로 나뉘어지지만, 윤활유의 점성을 증가시켜 보형성을 갖게 한 그리스(grease)나, 액체 윤활제를 유지하여 그 비산이나 늘어짐을 방지할 수 있는 고형 윤활제도 알려져 있다.

최근에, 자동차의 고성능화, 컴팩트화 및 경량화를 위한 기술적 개량이 진행되어, 자동차 부품이나 산업기계의 구동 전달에 이용되는 등속 조인트 등의 유니버설 조인트에 대해서도 소형화, 고성능화 및 장기 수명화의 요구가 높아지고 있다.

그것에 의해, 유니버설 조인트에도 다른 기계와 같이 소형화나 경량화가 요구되어, 더 높은 부하가 가해지게 되었다. 그 경우에 그리스에 의한 윤활에서는 충분한 장기 수명화가 곤란하기 때문에, 고형 윤활제를 내장시키는 것에 의해 간단하고 쉬운 메인터넌스로 긴 수명의 유니버설 조인트로 하는 것이 바람직하다.

예를 들면, 윤활유나 그리스에, 초고분자량 폴리올레핀, 또는 우레탄수지 및 그 경화제를 혼합하여, 수지의 분자 사이에 액상의 윤활성분을 유지시켜 서서히 스며나오는 물성을 갖게 한 고형 윤활제가 알려져 있다(특허문헌 1∼특허문헌 3 참조).

또한, 폴리우레탄 원료인 폴리올과 디이소시아네이트를 윤활성분 중에서 반응시킨 자기 윤활성의 폴리우레탄 엘라스토머가 알려져 있다(특허문헌 4 참조).

이러한 고형 윤활제는, 베어링에 봉입하여 고체화시키면, 윤활유를 서서히 스며나오게 하는 것이다. 이것을 이용하면 윤활유의 보충을 위한 메인터넌스가 불필요하게 되어, 수분이 많은 사용환경이나 강한 관성력이 작용하는 환경 등에서도 베어링 수명의 장기화에 도움이 되는 경우가 많다.

그러나, 이러한 고형 윤활제를, 등속 조인트의 구동부와 같은 압축이나 굴곡 등의 외부 응력이 높은 빈도로 반복하여 가해지는 부위에 사용하면, 압축이나 굴곡에 추종하여 변형시키기 위해서 매우 큰 힘이 필요하게 되고, 또는 매우 큰 응력이 고형 윤활제에 가해져서, 그것을 유지하는 부분에도 기계적 강도가 필요하게 된다. 그러나, 고형 윤활제의 강도와 충전율은 통상, 상반되는 것이므로, 윤활제를 고충전율로 유지하는 것이 곤란하여, 장기 수명화를 방해할 가능성이 있다.

그 때문에, 압축이나 굴곡 등의 외부 응력이 높은 빈도로 반복하여 일어나는 부위에 있어서도 간편하게 사용 가능한 고형 윤활제가 요구되고 있다. 대표적인 예로서, 발포한 유연한 수지의 기공(氣孔)내에 윤활유를 유지시킨 함유(含油) 발포체를 베어링이나 등속 조인트의 내부에 충전하여 사용하는 고형 윤활제가 알려져 있 다(특허문헌 5 참조).

그러나, 특허문헌 1 내지 특허문헌 4에 의한 고형 윤활제는, 윤활유 유지력은 크지만, 유연한 변형성이 부족하다. 또한, 특허문헌 5에 의한 고형 윤활제는 외력에 따르는 유연한 변형성이 있어 압축이나 굴곡 변형에도 추종할 수 있다. 그러나, 윤활유 유지력이 작고, 베어링 등의 고속조건으로 사용한 경우에는, 윤활유가 급속히 빠져 나와 고갈할 가능성도 있다.

이러한 고형 윤활제는, 단시간에서의 윤활이나 밀폐공간에 있어서는 사용 가능하지만, 장시간의 윤활을 필요로 하는 부분이나 개방공간에서 사용하면, 상기 고형 윤활제의 개방측 부위로부터 윤활유가 비산하여, 윤활유의 공급이 부족하게 되는 경우가 있다. 또한, 윤활유 유지력이 약하면, 잉여의 윤활유는 기공으로부터 방출 및 흡수를 반복하여, 견디지 못하여 공간내를 유동하게 된다.

이러한 고형 윤활제로부터 잉여로 스며나온 윤활유는, 고무 등의 외장재에 접하면, 그 소재를 윤활유나 그 첨가제가 화학적으로 부식 또는 열화하는 것도 있다.

또한, 이러한 고형 윤활제를 제조하는 공정에서는, 윤활유나 그리스를 확실히 함침시키기 위해서 많은 제조공정이 필요하게 되어, 이것으로는 저비용화의 요구에 따르는 것도 곤란하다.

특허문헌 1 : 일본특허공개공보 평성6-41569호

특허문헌 2 : 일본특허공개공보 평성6-172770호

특허문헌 3 : 일본특허공개공보2000-319681호

특허문헌 4 : 일본특허공개공보 평성11-286601호

특허문헌 5 : 일본특허공개공보 평성9-42297호

[발명이 해결하고자 하는 과제]

본 발명은, 이러한 문제점에 대처하기 위해서 이루어진 것으로, 윤활제 유지력이 뛰어나고, 외력에 의한 변형을 받아도 윤활성분의 스며나오는 양을 필요 최소한으로 억제하는 것과 함께 개방부위로부터의 윤활제의 비산을 방지할 수 있어, 수명이 길고 저비용이며, 생산성도 뛰어난 유니버설 조인트 및 그 제조방법의 제공을 목적으로 한다.

[과제를 해결하기 위한 수단]

본 발명의 유니버설 조인트는, 바깥쪽 부재 및 안쪽 부재에 설치된 트랙홈과 토크전달부재와의 걸어맞춤에 의해서 회전토크가 전달되고, 상기 토크전달부재가 상기 트랙홈을 따라서 전동하는 것에 의해서 축방향 이동이 이루어지고, 상기 토크전달부재의 주위에 다공성 고형 윤활제가 봉입되어 이루어지는 유니버설 조인트로서, 상기 다공성 고형 윤활제는, 윤활성분 및 수지성분을 필수성분으로 하고, 상기 수지성분을 발포ㆍ경화하여 다공질화한 고형물이며, 상기 고형물로부터의 상기 윤활성분의 비산을 방지하는 비산방지수단을 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 유니버설 조인트는 등속 유니버설 조인트인 것을 특징으로 한다.

상기 비산방지수단은, 상기 바깥쪽 부재의 개구측에 설치한 칸막이인 것을 특징으로 한다.

상기 비산방지수단은, 상기 고형물의 바깥쪽 부재 개구측 끝단면에 형성된 피막인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피막은, 상기 고형물에 있어서 유니버설 조인트의 작동시에 상기 바깥쪽 부재 개구측에 노출하는 바깥쪽 부재 접촉부위에도 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 피막은, 상기 수지성분을 갖는 조성물을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 다공성 고형 윤활제는, 고무형상 탄성을 갖는 수지 또는 고무로 이루어지는 수지성분을 구비하여, 외력에 의한 변형에 의해 윤활성분의 삼출성(渗出性)을 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 수지성분이 폴리우레탄수지인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고형물의 연속기포율이 50% 이상인 것을 특징으로 한다.

본 발명의 유니버설 조인트의 제조방법은, 상기 유니버설 조인트의 제조방법으로서, 윤활성분 및 수지성분을 필수성분으로 하는 성분을 혼합하여 혼합물을 얻는 혼합공정과, 상기 혼합물의 발포ㆍ경화가 완료하기 전에, 상기 혼합물을 토크전달부재의 주위에 충전하는 충전공정과, 상기 충전한 상기 혼합물을 발포ㆍ경화시켜 고형물을 얻는 발포ㆍ경화공정과, 상기 고형물의 상기 바깥쪽 부재 개구측 끝단면에 피막을 형성하는 피막형성공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.

[발명의 효과]

본 발명의 유니버설 조인트는 다공성 고형 윤활제를 사용하고 있다. 이 다공성 고형 윤활제는 윤활성분 및 수지성분을 필수성분으로 하고, 상기 수지성분을 발포ㆍ경화하여 다공질화한 고형물이며, 상기 윤활성분이 발포ㆍ경화한 고형성분 내에 흡장되는 것과 함께, 상기 윤활성분의 비산방지수단으로서 고형물의 바깥쪽 부재 개구측 끝단면에 형성되는 피막이나, 바깥쪽 부재의 개구측에 설치한 칸막이 등을 갖는다. 이 때문에, 본 발명의 유니버설 조인트는, 회전운동에 수반하는 원심력이나 유니버설 조인트가 각도를 취했을 때에 발생하는 압축, 굴곡, 팽창 등의 외적인 응력이나 모세관 현상에 의해서 다공성 고형 윤활제로부터 토크전달부재 주위에 윤활유가 서서히 방출되는 것과 함께, 바깥쪽 부재 개구단측으로의 누설을 방지할 수 있으므로, 윤활제 유지력이 뛰어나, 유니버설 조인트의 소형화, 고성능화 및 장기 수명화가 도모된다.

한편, 본 발명에 있어서 '흡장'이란, 액체ㆍ반고체 상태의 윤활성분이 다른 배합성분과 반응하는 일 없이, 고체의 수지중에 화합물이 되지 않고 포함되는 것을 말한다.

고형물에 있어서 윤활유의 비산 및 누설이 많은, 유니버설 조인트의 작동시에 바깥쪽 부재 개구측에 노출하는 바깥쪽 부재 접촉부위에도 피막을 형성함으로써, 윤활성분의 바깥쪽 부재 개구끝단측으로의 비산ㆍ누설을 효과적으로 방지할 수 있다.

상기 피막은, 다공성 고형 윤활제의 수지성분을 갖는 조성물을 이용하여 형성되므로, 상기 다공성 고형 윤활제와의 밀착성이 우수하다. 또한, 다공성 고형 윤활제 및 피막의 수지성분으로서 고무형상 탄성을 갖는 수지 또는 고무를 채용함으로써, 압축ㆍ굴곡 등에 의한 파손을 방지할 수 있다.

본 발명의 유니버설 조인트의 제조방법은, 상기 혼합공정과, 충전공정과 발포ㆍ경화공정과, 피막형성공정을 구비하므로, 조립 후에 윤활제를 봉입할 필요가 없다. 그 결과, 생산효율이 향상하여, 염가로 제조할 수 있다.

또한, 비산방지수단을 설치함으로써, 유니버설 조인트의 부츠내에 윤활성분이 존재하기 어렵기 때문에, 회전 팽창에 의한 부츠의 파손이나, 저온 상태에서의 기동시에 있어서의 부츠의 파손이나 부츠 밴드부의 엇갈림을 막을 수 있어, 내구성을 향상시킬 수 있다. 또한, 부츠에 손상이 생겼을 경우, 유니버설 조인트 외부로부터 침입하는 티끌ㆍ수분 등에 대해 피막이나 칸막이가 차단하는 역할도 완수하므로, 미끄럼운동부에의 티끌ㆍ수분 등의 침입을 방지할 수 있다.

[발명을 실시하기 위한 최선의 형태]

본 발명의 유니버설 조인트는, 봉입한 다공성 고형 윤활제의 수지내에 윤활성분을 흡장시키므로, 수지의 유연성에 의해, 예를 들면 압축, 팽창, 굴곡, 비틀림 등의 외력에 의한 변형에 의해 윤활제를 스며 나오게 하여 수지의 분자 사이로부터 외부로 서서히 방출할 수 있다. 이 때, 스며나오는 윤활성분량은, 외력의 크기에 따라 탄성변형 하는 정도를 수지의 선택 등에 의해서 바꾸는 것에 의해, 필요 최소한으로 할 수 있다.

또한, 본 발명에 이용하는 다공성 고형 윤활제에 있어서 수지성분은, 발포에 의해 표면적이 커지고 있어, 스며 나온 잉여의 윤활성분을 다시 발포체의 기포내에 일시적으로 유지할 수도 있어 스며 나오는 윤활성분량은 안정되어 있다. 또한, 수지내에 윤활성분을 흡장시키는 것과 함께 기포내에 함침시키는 것에 의해서 비발포의 상태보다 윤활성분의 유지량도 많아진다. 또한, 고형물의 바깥쪽 부재 개구측 끝단면에 형성된 피막이나, 바깥쪽 부재의 개구측에 설치한 칸막이 등의 윤활성분 비산방지수단을 가지므로, 바깥쪽 부재 개구측에의 윤활성분의 비산ㆍ누설을 방지할 수 있다.

게다가, 본 발명에 이용하는 다공성 고형 윤활제는, 비발포체와 비교하여 굴곡시에 필요한 에너지가 매우 작고, 윤활성분을 고밀도로 유지하면서 유연한 변형이 가능하다. 또한, 발포부분 즉 다공질인 부분을 많이 가지기 때문에, 경량화의 점에서도 유리하다.

또한, 본 발명에 이용하는 다공성 고형 윤활제는 윤활성분과, 수지성분을 필수성분으로서 포함한 혼합물을 발포ㆍ경화시킬 뿐이므로, 특별한 설비도 불필요하고, 임의의 장소에서 충전하여 성형하는 것이 가능하다.

또한, 상기 혼합물의 배합 성분의 배합량을 컨트롤하는 것에 의해 다공성 고형 윤활제의 밀도를 변화시킬 수 있다.

본 발명의 비산방지수단으로서, 다공성 고형 윤활제의 바깥쪽 부재 개구측 끝단면에 형성하는 피막으로서는, 수지 조성물을 이용하여 도포 형성되는 수지 도막인 것이 바람직하다.

이 피막을 형성하는 수지 조성물로서는, 다공성 고형 윤활제와의 밀착성을 고려하여, 후술하는 다공성 고형 윤활제를 구성하는 수지성분과 화학적 친화성이 우수한 수지성분을 이용하는 것이 바람직하고, 다공성 고형 윤활제를 구성하는 수지성분과 같은 수지성분을 갖는 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 다공성 고형 윤활제를 구성하는 수지성분으로서는, 발포ㆍ경화 후에 고무형상 탄성을 갖는 수지 또는 고무로 이루어지고, 외력에 의한 변형에 의해 윤활성분의 삼출성을 갖는 것이 바람직하다.

발포ㆍ경화는, 수지 생성시에 발포ㆍ경화시키는 형식이더라도, 수지성분에 발포제를 배합하여 성형시에 발포ㆍ경화시키는 형식이더라도 좋다. 여기서 경화는 가교반응 및/또는 액상물이 고체화하는 현상을 의미한다. 또한, 고무형상 탄성이란, 고무탄성을 의미하는 것과 함께, 외력에 의해 가해진 변형이 외력을 잃는 것에 의해 원래의 형상으로 복귀하는 것을 의미한다.

상기 수지성분으로서는, 수지(플라스틱) 또는 고무 등 중, 엘라스토머 또는 플라스토머 중의 어느 한쪽 또는 양쪽 모두를, 알로이 또는 공중합 성분으로서 채용할 수 있다. 또한, 프레폴리머도 채용할 수 있다.

고무의 경우는, 천연고무, 이소프렌고무, 부타디엔고무, 스틸렌부타디엔고무, 클로로프렌고무, 부틸고무, 니트릴고무, 에틸렌프로필렌고무, 실리콘고무, 우레탄엘라스토머, 불소고무, 클로로술폰고무 등의 각종 고무를 채용할 수 있다.

또한, 플라스틱의 경우는, 폴리우레탄수지, 폴리에틸렌수지, 폴리프로필렌수지, 폴리스틸렌수지, 폴리염화비닐수지, 폴리아세탈수지, 폴리아미드4,6수지(PA4, 6), 폴리아미드6,6수지(PA6,6), 폴리아미드6T수지(PA6T), 폴리아미드9T수지(PA9T) 등의 범용 플라스틱이나 고성능 플라스틱을 채용할 수 있다.

상기 플라스틱 등에 한정되는 일 없이, 연질 우레탄폼, 경질 우레탄폼, 반경질 우레탄폼 등의 우레탄폼이나 폴리우레탄 엘라스토머 등을 이용할 수도 있다.

상기 수지 중에서, 용이하게 발포ㆍ경화하여 다공질화하는 폴리우레탄수지가 바람직하다.

본 발명에 사용할 수 있는 폴리우레탄수지는, 이소시아네이트와 폴리올과의 반응에 의한 발포ㆍ경화물이지만, 분자내에 이소시아네이트기(-NCO)를 갖는 우레탄 프레폴리머의 발포ㆍ경화물인 것이 바람직하다. 이 이소시아네이트기는 다른 치환기에 의해서 블록되어 있어도 좋다. 분자내에 포함되는 이소시아네이트기는, 분자쇄 말단이더라도, 혹은 분자쇄 내로부터 분기한 측쇄 말단에 포함되어 있어도 좋다. 또한, 우레탄 프레폴리머는 분자쇄 내에 우레탄 결합을 가지고 있어도 좋다. 또한, 우레탄 프레폴리머의 경화제는 폴리올이더라도 좋고, 폴리아민이라도 좋다.

우레탄 프레폴리머는, 활성 수소기를 갖는 화합물과 폴리이소시아네이트와의 반응에 의해서 얻을 수 있다.

활성 수소기를 갖는 화합물로서는 저분자 폴리올, 폴리에테르계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올, 피마자유계 폴리올 등을 들 수 있다. 이것들은 단독으로, 또는 2종류 이상의 혼합물로서 사용할 수 있다. 저분자 폴리올로서는, 2가의 것 예를 들면, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 1,4-부탄디올, 1,6-헥산디올, 네오펜틸글리콜, 수소첨가 비스페놀A 등, 3가 이상의 것(3∼8가의 것) 예를 들면, 글리세린, 트리메틸올 프로판, 헥산트리올, 펜타에리스리톨, 소르비톨, 수크로즈 등을 들 수 있다.

폴리에테르계 폴리올로서는, 상기 저분자 폴리올의 알킬렌옥사이드(탄소수 2∼4의 알킬렌옥사이드, 예를 들면 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드, 부틸렌옥사이드)부가물 및 알킬렌옥사이드의 개환 중합물을 들 수 있고, 구체적으로는 폴리 에틸렌글리콜, 폴리프로필렌 글리콜, 폴리테트라메틸렌 에테르글리콜이 포함된다.

폴리에스테르계 폴리올로서는, 폴리에스테르 폴리올, 폴리카프로락톤 폴리올 및 폴리에테르 에스테르 폴리올 등을 들 수 있다. 폴리에스테르 폴리올은 카르본산 (지방족포화 또는 불포화카르본산, 예를 들면, 아디핀산, 아젤라인산, 도데칸산, 말레인산, 프말산, 이타콘산, 이량화 리놀산 및 또는 방향족 카르본산, 예를 들면, 프탈산, 이소프탈산)과 폴리올(상기 저분자 폴리올 및/또는 폴리에테르 폴리올)과의 중축합반응에 의해 얻을 수 있다.

폴리 카프로락톤 폴리올은, 글리콜류나 트리올류의 중합 개시제에 ε-카프로락톤, α-메틸-ε-카프로락톤, ε-메틸-ε-카프로락톤 등을 유기금속 화합물, 금속 킬레이트 화합물, 지방산 금속 아실화물 등의 촉매의 존재하에서, 부가 중합에 의해 얻을 수 있다. 폴리에테르 에스테르 폴리올에는, 말단에 카르복실기 및/또는 OH기를 갖는 폴리에스테르에 알킬렌옥사이드 예를 들면, 에틸렌옥사이드, 프로필렌옥사이드 등을 부가 반응시켜 얻을 수 있다. 피마자유계 폴리올로서는, 피마자유, 및, 피마자유 또는 피마자유 지방산과 상기 저분자 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 폴리에스테르 폴리올과의 에스테르 교환 혹은, 에스테르화 폴리올을 들 수 있다.

폴리이소시아네이트로서는, 방향족 디이소시아네이트, 지방족 또는 지환식 및 폴리이소시아네이트 화합물이 있다.

방향족 디이소시아네이트는, 예를 들면, 디페닐메탄디이소시아네이트, 2,4-트릴렌디이소시아네이트, 2,6-트릴렌디이소시아네이트 및 그 혼합물, 1,5-나프틸렌디이소시아네이트, 1,3-페닐렌디이소시아네이트, 1,4-페닐렌디이소시아네이트를 들 수 있다.

지방족 또는 지환식 디이소시아네이트는, 예를 들면, 1,6-헥사메틸렌디이소시아네이트, 1,12-도데칸디이소시아네이트, 1,3-시클로부탄디이소시아네이트, 1,3-시클로헥산디이소시아네이트, 1,4-시클로헥산디이소시아네이트, 이소프로판디이소시아네이트, 2,4-헥사히드로톨루이렌디이소시아네이트, 2,6-헥사히드로톨루이렌디이소시아네이트, 1,3-헥사히드로페닐디이소시아네이트, 1,4-헥사히드로페닐디이소시아네이트, 2,4'-퍼히드로디페닐메탄디이소시아네이트, 4,4'-퍼히드로디페닐메탄디이소시아네이트를 들 수 있다.

폴리이소시아네이트 화합물로서는, 4,4',4"-트리페닐메탄트리이소시아네이트, 4,6,4'-디페닐트리이소시아네이트, 2,4,4'-디페닐에테르트리이소시아네이트, 폴리메틸렌 폴리페닐 폴리이소시아네이트를 들 수 있다.

또한, 이들 이소시아네이트의 일부를 뷰렛, 알로파네이트, 카르보디이미드, 옥사졸리돈, 아미드, 이미드 등으로 변성한 것을 들 수 있다.

본 발명에 적합한 우레탄 프레폴리머로서는, 주형용 우레탄 프레폴리머로서 알려져 있는, 폴리락톤 에스테르 폴리올, 폴리에테르 폴리올에 폴리이소시아네이트를 부가 중합시켜 얻을 수 있는 프레폴리머 등을 들 수 있다.

상기 폴리락톤 에스테르 폴리올은 카프로락톤을 개환 반응시켜 얻을 수 있는 폴리락톤 에스테르 폴리올에 단쇄 폴리올의 존재하에, 폴리이소시아네이트를 부가 중합시킨 우레탄 프레폴리머가 바람직하다.

상기 폴리에테르 폴리올로서는, 알킬렌옥사이드의 부가물 또는 개환 중합물을 들 수 있고, 이것들과 폴리이소시아네이트를 부가 중합시킨 우레탄 프레폴리머가 바람직하다.

본 발명에 적합하게 사용할 수 있는 우레탄 프레폴리머의 시판품을 예시하면, 다이셀 가가쿠사제의 상품명 프락셀 EP1130, 니혼폴리우레탄사제의 상품명 콜로네이트 4090 등을 들 수 있다. 프락셀 EP1130은 실온 이상의 융점을 갖는 백색 고체의 우레탄 프레폴리머이다.

상기 우레탄 프레폴리머등을 경화시키는 경화제로서는, 3,3'-디클로로-4,4'-디아미노디페닐메탄(이하, MOCA라고 기술한다)이나 4,4'-디아미노-3,3'-디에틸-5,5'-디메틸디페닐메탄, 트리메틸렌-비스(4-아미노벤조아트), 비스(메틸티오)-2,4-톨루엔디아민, 비스(메틸티오)-2,6-톨루엔디아민, 메틸티오톨루엔디아민, 3,5-디에틸톨루엔-2,4-디아민, 3,5-디에틸톨루엔-2,6-디아민으로 대표되는 방향족 폴리아민, 상기 폴리이소시아네이트, 1,4-부탄글리콜이나 트리메틸올 프로판으로 대표되는 저분자 폴리올, 폴리에테르 폴리올, 피마자유계 폴리올, 폴리에스테르계 폴리올, 수산기 말단 액상 폴리부타디엔, 수산기 말단 액상 폴리이소프렌, 수산기 말단 폴리올레핀계 폴리올이나 이들 화합물의 말단 수산기를 이소시아네이트기나 에폭시기 등으로 변성한 화합물로 대표되는 2개 이상의 수산기를 갖는 액상 고무 등을 단독으로 또는 병용하여 이용할 수 있다. 이들 중에서 비용 및 물성의 점에서 우위이기 때문에, 방향족 폴리아민이 폴리락톤 에스테르 폴리올과 폴리이소시아네이트를 부가 중합시킨 우레탄 프레폴리머를 경화시키는데 바람직하다.

또한, 상기 수지성분에 한정되는 일 없이, 우레탄계 접착제, 시아노아크릴레이트계 접착제, 에폭시계 접착제, 폴리초산 비닐계 접착제, 폴리이미드계 접착제 등 각종 접착제를 발포 및 경화시켜 사용할 수도 있다.

본 발명에 있어서 수지성분중에는 필요에 따라서 각종 첨가제를 이용할 수 있다. 첨가제로서는 힌다드 페놀계로 대표되는 산화방지제, 보강제(카본블랙, 화이트카본, 콜로이달실리카 등), 무기충전제(탄산칼슘, 황산바륨, 탈크, 진흙, 규석가루 등), 노화방지제, 난연제, 금속 불활성제, 대전방지제, 방미제(防黴劑)나 필러 및 착색제 등을 들 수 있다.

본 발명에 이용하는 다공성 고형 윤활제는, 윤활성분 및 수지성분을 필수성분으로 하여, 압축, 굴곡, 원심력 및 온도상승에 수반하는 기포의 팽창 등의 외력에 의해서, 윤활성분을 외부에 공급하는 것이 가능한 것이다.

윤활성분을 수지 내부에 흡장하기 위해서는, 윤활제의 존재하에서 발포 반응과 경화반응을 동시에 행하게 하는 반응형 함침법을 채용하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 윤활제를 수지 내부에 고충전하는 것이 가능해져, 그 후에는 윤활제를 함침하여 보충하는 후함침 공정을 생략할 수 있다.

이에 대해서 발포 고형체를 미리 성형해 두어, 이것에 윤활제를 함침시키는 후함침법만으로는, 수지 내부에 충분한 양의 액체 윤활제가 스며들어가지 않기 때문에, 윤활제 유지력이 충분히 없고, 단시간에 윤활제가 방출되어 장기적으로 사용하면 윤활제가 공급 부족이 되는 경우가 있다. 이 때문에, 후함침 공정은, 반응형 함침법의 보조수단으로서 채용하는 것이 바람직하다.

본 발명에 사용할 수 있는 윤활성분은, 발포체를 형성하는 수지성분을 용해하지 않는 것이면 종류를 선택하지 않고 사용할 수 있다. 윤활성분으로서는, 예를 들면 윤활유, 그리스, 왁스 등을 단독 혹은 혼합하여 사용할 수 있다.

윤활유로서는, 파라핀계나 나프텐계의 광물유, 에스테르계 합성유, 에테르계 합성유, 탄화수소계 합성유, GTL기유, 불소유, 실리콘유 등을 들 수 있고,이들은 단독으로도 혼합유라고 해도 사용할 수 있다.

수지재료와 윤활유가 극성 등의 화학적인 상대적인 성질에 의해서 용해, 분산하지 않는 경우에는, 점도가 가까운 윤활유를 사용함으로써, 물리적으로 혼합하기 쉬워져, 윤활유의 편석(偏析)을 막는 것이 가능해진다.

그리스는, 기유에 증주제를 가한 것으로, 기유로서는 상술의 윤활유를 들 수 있다. 증주제로서는, 리튬비누, 리튬 콤플렉스비누, 칼슘비누, 칼슘 콤플렉스비누, 알루미늄비누, 알루미늄 콤플렉스비누 등의 비누류, 디우레아 화합물, 폴리우레아 화합물 등의 우레아계 화합물을 들 수 있지만, 특별히 한정되는 것은 아니다.

디우레아 화합물은, 예를 들면 디이소시아네이트와 모노아민과의 반응으로 얻을 수 있다. 디이소시아네이트로서는, 페닐렌디이소시아네이트, 디페닐디이소시아네이트, 페닐디이소시아네이트, 디페닐메탄디이소시아네이트, 옥타데칸디이소시아네이트, 데칸디이소시아네이트, 헥산디이소시아네이트 등을 들 수 있고, 모노아민으로서는, 옥틸아민, 도데실아민, 헥사데실아민, 옥타데실아민, 올레일아민, 아닐린, p-톨루이진, 시클로헥실아민 등을 들 수 있다.

폴리우레아 화합물은, 예를 들면, 디이소시아네이트와 모노아민, 디아민과의 반응으로 얻을 수 있다. 디이소시아네이트, 모노아민으로서는, 디우레아 화합물의 생성에 이용되는 것과 같은 것을 들 수 있고, 디아민으로서는, 에틸렌디아민, 프로판디아민, 부탄디아민, 헥산디아민, 옥탄디아민, 페닐렌디아민, 트릴렌디아민, 크실렌디아민 등을 들 수 있다.

상기 그리스에 있어서의 기유의 배합비율은, 그리스 성분 전체에 대해서, 기유가 1∼98중량%, 바람직하게는 5∼95중량%이다. 기유가 1중량% 미만이면, 윤활유를 필요 개소에 충분히 공급하는 것이 곤란하게 된다. 또한 98중량% 보다 많을 때에는, 저온에서도 굳어지지 않고 액상인 채로 된다.

본 발명에 사용하는 왁스로서는, 탄화수소계 합성 왁스, 폴리에틸렌 왁스, 지방산에스테르계 왁스, 지방산아미드계 왁스, 케톤ㆍ아민류, 수소 경화유 등을 들 수 있다. 이들 왁스에 기름을 혼합해도 좋고 사용하는 기름 성분으로서는 상술의 윤활유와 같은 것을 이용할 수 있다.

이상 서술한 윤활성분에는, 또한 이황화몰리브덴, 그래파이트 등의 고체 윤활제, 유기몰리브덴 등의 마찰 조정제, 아민, 지방산, 유지류 등의 유성제, 아민계, 페놀계 화합물 등의 산화방지제, 석유술포네이트, 디노닐나프탈렌술포네이트, 소르비탄에스테르 등의 녹방지제, 유황계, 유황-인계 화합물 등의 극압제, 유기아연, 인계 등의 마모방지제, 벤조트리아졸, 아질산소다 등의 금속 불활성제, 폴리메타크릴레이트, 폴리스틸렌 등의 점도 지수 향상제 등의 각종 첨가제를 포함하고 있어도 좋다.

본 발명의 유니버설 조인트를 등속 조인트에 이용한 예로서는, 볼 픽스 조인트(이하, BJ라고 기술한다) 외, 언더커트프리 조인트(이하, UJ라고 기술한다) 등을 들 수 있다. 이러한 BJ나 UJ의 볼수는 6개 또는 8개의 경우가 있다.

BJ나 UJ에 다공성 고형 윤활제를 봉입한 경우, 윤활제가 필요한 부위에만 충전되기 때문에, 저비용화ㆍ경량화에 기여할 수 있음과 함께, 사용되는 작동각이 크기 때문에 압축ㆍ굴곡을 받기 쉽고, 미끄럼운동부에 윤활제가 공급되기 쉽다.

또한, 미끄럼운동식 등속 조인트에 이용한 예로서는, 더블오프세트 조인트, 트리포트 조인트, 크로스그룹 조인트 등을 들 수 있다.

또한, 부등속 조인트로서는, 크로스 조인트 등을 들 수 있다.

본 발명의 유니버설 조인트의 하나의 실시예를 도 1에 기초하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 하나의 실시예인 BJ의 일부 절결 단면도를 나타낸다.

도 1에 나타내는 바와 같이, BJ1은 바깥쪽 부재(바깥바퀴라고도 한다)(2)의 내면 및 구형 안쪽 부재(안바퀴라고도 한다)(3)의 외면에 축방향의 6개의 트랙홈 (4,5)을 등각도로 형성하여, 그 트랙홈(4,5) 사이에 조립해 넣은, 볼(6)을 케이지 (7)로 지지하고, 이 케이지(7)의 바깥둘레를 구면(7a)으로 하고, 또한 안둘레를 안쪽 부재(3)의 바깥둘레에 적합한 구면(7b)으로 하고 있다.

또한, 바깥쪽 부재(2)의 바깥둘레와 샤프트(8)의 바깥둘레를 부츠(9)로 가리고, 바깥쪽 부재(2)와 구형 안쪽 부재(3)와, 트랙홈(4,5)과, 볼(6)과, 케이지(7)와 샤프트(8)로 둘러싸인 공간에 다공성 고형 윤활제(10)가 봉입되며, 다공성 고형 윤활제(10)는 바깥쪽 부재 개구측 끝단면에 피막(10a)이 형성되어 있다.

또한, 본 발명의 유니버설 조인트의 다른 실시예를 도 2에 기초하여 설명한다. 도 2는 본 발명의 다른 실시예인 BJ의 일부 절결 단면도를 나타낸다.

도 2에 나타내는 바와 같이, BJ11은 바깥쪽 부재(12)의 내면 및 구형 안쪽 부재(13)의 외면에 축방향의 6개의 트랙홈(14,15)을 등각도로 형성하고, 그 트랙홈 (14,15) 사이에 조립해 넣은, 볼(16)을 케이지(17)로 지지하여, 이 케이지(17)의 바깥둘레를 구면(17a)으로 하고, 또한 안둘레를 안쪽 부재(13)의 바깥둘레에 적합한 구면(17b)으로 하고 있다.

또한, 바깥쪽 부재(12)의 바깥둘레와 샤프트(18)의 바깥둘레를 부츠(19)로 가리고, 바깥쪽 부재(12)와, 구형 안쪽 부재(13)와, 트랙홈(14,15)과, 볼(16)과, 케이지(17)와, 샤프트(18)로 둘러싸인 공간에 다공성 고형 윤활제(20)가 봉입되며, 다공성 고형 윤활제(20)는 바깥쪽 부재(12)의 개구끝단면에 피막(20a)이 형성되고 있다. 피막(20a)은, BJ11의 작동시에 바깥쪽 부재 개구측에 노출하여, 작동에 수반하는 응력에 의해 윤활유가 비산 및 누설하기 쉬운, 바깥쪽 부재 개구 끝단(12a)과 접촉하는 바깥쪽 부재 접촉부위에도 형성되어 있다.

본 발명의 유니버설 조인트의 제조방법은, 상기 유니버설 조인트의 제조방법으로서, 윤활성분 및 수지성분을 필수성분으로 하는 성분을 혼합하여 혼합물을 얻는 혼합공정과, 상기 혼합물의 발포ㆍ경화가 완료하기 전에, 혼합물을 토크전달부재의 주위에 충전하는 충전공정과, 상기 충전한 혼합물을 발포ㆍ경화시켜 고형물을 얻는 발포ㆍ경화공정과, 상기 고형물의 바깥쪽 부재 개구측 끝단면에 피막을 형성하는 피막형성공정을 구비한다.

본 발명의 유니버설 조인트는, 상기 각종 유니버설 조인트의 토크전달부재 주위만 조립한 서브 어시(sub assy)의 소정공간에 윤활성분 및 수지성분을 필수성분으로 하는 혼합물을 충전하여, 발포ㆍ경화시킨 고형물의 바깥쪽 부재 개구측 끝단면에 피막을 형성한 후, 부츠 등의 부재를 조립 부착함으로써 얻을 수 있다. 혼합물을 유니버설 조인트 서브 어시에 충전하여 발포ㆍ경화시킨 고형물의 바깥쪽 부재 개구측 끝단면에 피막을 형성하는 것 뿐이므로, 형상이 복잡한 유니버설 조인트내의 임의의 부위에도 용이하게 충전하는 것이 가능하고, 얻을 수 있는 유니버설 조인트에는 이미 윤활제가 함침되어 있다. 이 때문에 발포 성형체를 얻기 위한 성형금형이나 윤활제의 후함침공정 등도 불필요하다.

상기 혼합공정은, 윤활성분 및 수지성분을 필수성분으로 하는 혼합물을 혼합하는 공정이다. 윤활성분 및 수지성분을 필수성분으로 하는 혼합물을 혼합하는 방법은, 특별히 한정되는 일 없이, 예를 들면 헨셀믹서, 리본믹서, 쥬서믹서, 믹싱헤드 등, 일반적으로 이용되는 교반기를 사용하여 혼합할 수 있다.

상기 혼합물은, 시판의 실리콘계 정포제 등의 계면활성제를 사용하여, 각 원료분자를 균일하게 분산시켜 두는 것이 바람직하다. 또한, 이 정포제의 종류에 의해서 표면장력을 제어하여, 발생하는 기포의 종류를 연속기포 또는 독립기포로 제어하는 것이 가능하게 된다. 이러한 계면활성제로서는 음이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제, 양이온계 계면활성제, 양성 계면활성제, 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 등을 들 수 있다.

혼합물에 있어서 윤활성분의 배합비율은, 혼합물 전체에 대해서, 윤활성분이 1중량%∼90중량%, 바람직하게는 5중량%∼80중량%이다. 윤활성분이 1중량% 미만이면, 윤활성분을 필요 개소에 충분히 공급하는 것이 곤란하게 된다. 또한 90중량%보다 많을 때에는, 굳어지지 않고 액상인 채로 되어, 고형 윤활제에 특유의 기능을 완수하지 않는 경우가 있다.

또한, 수지성분의 배합비율은, 혼합물 전체에 대해서, 8∼98중량%, 바람직하게는 20∼80중량%이다. 8중량%보다 적을 때는 고체화하지 않고, 98중량% 보다 많을 때에는 윤활성분의 공급량이 적어, 다공성 고형 윤활제로서의 기능을 발휘할 수 없다.

한편, 경화제의 배합비율은, 수지의 배합량과 후술하는 발포배율에 의해 정해진다.

상기 충전공정은, 혼합물이 발포ㆍ경화하기 전에 이 혼합물을 유니버설 조인트 서브 어시의 임의의 부위에 충전하는 공정이다. 발포ㆍ경화하기 전의 혼합물은 유동성이 있으므로 형상이 복잡한 유니버설 조인트 내의 임의의 부위에도 용이하게 충전하는 것이 가능하다. 한편, 혼합물을 충전할 때는, 필요에 따라서 유니버설 조인트 서브 어시 내의 소정공간의 측면에 치구로 뚜껑을 하는 것에 의해, 소정의 형상으로 성형할 수 있다. 이 경우 뚜껑으로서 후술하는 칸막이를 이용하여 발포ㆍ경화 후, 떼어내지 않고 그대로 칸막이로서 사용할 수도 있다.

상기 발포ㆍ경화공정은, 충전된 윤활성분 및 수지성분을 필수성분으로 하는 혼합물을 유니버설 조인트 서브 어시 내에서, 발포ㆍ경화시키는 공정이다.

수지성분을 발포시키는 수단으로서는 주지의 발포수단을 채용하면 좋고, 예를 들면, 물, 아세톤, 헥산 등의 비교적 비점이 낮은 유기용매를 가열하여, 기화시키는 물리적 수법이나, 질소 등의 불활성 가스나 공기를 외부로부터 불어넣는 기계적 발포방법, 아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 아조디카르본아미드(ADCA) 등과 같이 가열 처리나 광조사에 의해서 화학 분해시켜, 질소가스 등을 발생시키는 분해형 발포제를 사용하는 등의 방법을 들 수 있다. 또한, 원료로서 반응성이 높은 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 사용하는 경우에는, 이소시아네이트 화합물과 물분자와의 화학반응에 의해서 생기는 이산화탄소에 의한 화학적 발포를 이용해도 좋다. 이 방법은 연속기포가 생성하기 쉽기 때문에 바람직하다.

또한, 이러한 반응을 수반하는 발포를 이용하는 경우에는 필요에 따라서 촉매를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들면, 3급 아민계 촉매나 유기금속촉매 등이 이용된다. 3급 아민계 촉매로서는 모노아민류, 디아민류, 트리아민류, 환상 아민류, 알코올 아민류, 에테르 아민류, 이미다졸 유도체, 산블록 아민촉매 등을 들 수 있다. 또한, 유기금속촉매로서는 스타나옥타에이트, 디부틸틴디아세테이트, 디부틸틴디라우레이트, 디부틸틴메르캅티드, 디부틸틴티오카르복시레이트, 디부틸틴말레이트, 디옥틸틴디메르캅티드, 디옥틸틴티오카르복시레이트, 옥텐산염 등을 들 수 있다. 또한, 반응의 밸런스를 정돈하는 등의 목적으로 이들 복수 종류를 혼합하여 이용해도 좋다.

발포ㆍ경화공정에 있어서 발포에 의해 다공질화 될 때에 생성시키는 기포는 기포가 연통하고 있는 연속기포인 것이 바람직하고, 외부 응력에 의해서, 윤활성분을 수지의 표면으로부터 연속기포를 통하여 외부에 직접 공급하기 위해서이다. 기포 사이가 연통하고 있지 않는 독립기포의 경우는 고형 성분중의 윤활유의 전체량이 일시적으로 독립기포 중에 격리되어 기포 사이에서의 이동이 곤란해져, 필요할 때에 토크전달부재의 주위에 충분히 공급되지 않는 경우가 있다.

본 발명에 이용하는 다공성 고형 윤활제의 연속기포율은 50% 이상이 바람직하고, 보다 바람직하게는 70% 이상이다. 연속기포율이 50% 미만의 경우는, 발포ㆍ경화하여 다공질화한 수지내의 윤활유가 일시적으로 독립기포 중에 포획되어 있는 비율이 많아져, 필요한 때에 외부에 공급되지 않는 경우가 있다.

본 발명에 이용하는 다공성 고형 윤활제의 연속기포율은 이하의 순서로 산출할 수 있다.

(1) 발포ㆍ경화한 다공성 고형 윤활제를 적당한 크기로 커트하여, 시료 A를 얻는다. 시료 A의 중량을 측정한다.

(2) 시료 A를 3시간 속슬렛(Soxhlet) 세정(용제: 석유 벤진)한다. 그 후 80℃에서 2시간 항온조에 방치하고, 유기용제를 완전하게 건조시켜, 시료 B를 얻는다. 시료 B의 중량을 측정한다.

(3) 연속기포율을 이하의 순서로 산출한다.

연속기포율 = [1-(시료 B의 수지 중량-시료 A의 수지 중량)/시료 A의 윤활성분 중량]×100

한편, 시료 A, B의 수지 중량, 윤활성분 중량은, 시료 A, B의 중량에 조성의 배합비율을 곱해 산출한다.

연속하지 않은 독립기포 중에 포획된 윤활성분은 3시간 속슬렛 세정에서는 외부로 방출되지 않기 때문에 시료 B의 중량을 감소시키는 일이 없기 때문에, 상기의 조작으로 시료 B의 중량 감소분은 연속기포로부터의 윤활성분의 방출에 의한 것으로서 연속기포율을 산출할 수 있다.

본 발명에 이용하는 다공성 고형 윤활제의 발포 배율은 1.1∼100배 인 것이 바람직하다. 더 바람직하게는 1.1∼10배이다. 왜냐하면 발포 배율 1.1배 미만의 경우는 기포 부피가 작아, 외부 응력이 가해졌을 때에 변형을 허용할 수 없고, 또는 고형물이 너무 딱딱하기 때문에, 외부 응력에 추종한 변형을 할 수 없는 등의 불편이 있다. 또한, 100배를 넘는 경우는 외부 응력에 견디는 강도를 얻는 것이 곤란해져, 파손이나 파괴에 이르는 경우가 있다.

상기 피막형성공정은, 발포ㆍ경화한 고형물의 바깥쪽 부재 개구측 끝단면에 윤활성분의 비산방지수단으로서 수지 피막 등의 피막을 형성하는 공정이다. 수지 피막은, 수지와 유기용제를 포함한 수지 조성물을, 발포ㆍ경화한 고형물에 도포하고, 건조 고체화시켜 형성하는 방법이나, 열경화성 엘라스토머나 수지를 발포ㆍ경화한 고형물에 직접 도포하고, 가열 혹은 자외선 등으로 경화시키는 방법 등이 있다.

수지 조성물을 구성하는 수지로서는, 상술한 바와 같이 다공성 고형 윤활제를 구성하는 수지성분과의 화학적 친화성으로부터, 다공성 고형 윤활제에 이용한 수지성분과 같은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 유기용제는 선택한 수지성분을 용해 또는 분산할 수 있는 것이면 임의의 용제를 사용할 수 있다.

수지 조성물을 고형물에 도포하는 방법으로서는, 솔이나 주걱을 이용하는 방법, 스프레이에 의한 방법 등 도포하는 고형물의 형상에 맞추어 선택할 수 있다. 도포 후의 건조 고체화 조건에 대해서는, 사용한 수지 조성물로부터 유기용제가 완전하게 증발하여, 수지 피막을 형성할 수 있는 온도, 시간을 선택하면 좋다.

열경화성 엘라스토머나 수지를 고형물에 도포하는 방법으로서는, 솔이나 주걱을 이용하는 방법 등 도포하는 고형물의 형상에 맞추어 선택할 수 있다. 도포 후의 경화조건으로서는, 사용한 엘라스토머나 수지가 완전하게 경화하여 수지 피막을 형성할 수 있는 온도 조건, 자외선 조사 조건, 시간 등을 선택하면 좋다.

또한, 유니버설 조인트의 바깥쪽 부재 개구측에 피막으로서 수지 또는 고무시트를 설치한 후, 이음새 내에 혼합물을 충전하여 발포 경화시켜, 윤활제에 밀착한 피막으로서 형성할 수도 있다. 또한, 유니버설 조인트 내에 혼합물을 충전하여 발포 경화시킨 후에, 피막으로서 수지 또는 고무시트를 설치해도 좋다.

수지 피막을 형성한 후, 유니버설 조인트 서브 어시에 부츠 등의 소정의 부재를 조립 부착하여 본 발명의 유니버설 조인트를 얻을 수 있다.

상기 제조방법에 있어서, 혼합물을 유니버설 조인트 서브 어시에 충전하는 이외의 방법으로서, 성형용 금형 내에 충전 후, 발포ㆍ경화시켜 성형한 다공성 고형 윤활제를 유니버설 조인트에 조립해 넣는 방법이 있다. 조립해 넣은 후, 상술의 방법으로 피막을 형성할 수 있다. 또한, 성형용 금형 내의 바깥쪽 부재 개구측에 수지로서 수지시트를 인서트 한 후, 혼합물을 금형에 충전하여 일체 성형하여, 수지피막 부착의 다공성 고형 윤활제를 얻을 수도 있다.

또한, 성형용 금형을 이용하지 않고 상압으로 혼합물을 발포ㆍ경화시키는 방법도 있지만, 이 경우는 발포ㆍ경화물을 재단이나 연삭 등으로 목적의 형상으로 후가공하여, 유니버설 조인트에 조립해 넣을 필요가 있다. 한편 상압으로 얻어진 발포ㆍ경화물에는 윤활제의 함유량이 부족한 경우가 있으므로, 이 경우는 수지 피막을 형성하기 전에 후함침하여 소정량의 윤활제를 확보해 둘 필요가 있다.

이들의 방법은 성형용 금형을 필요로 하거나, 연삭이나 후함침, 조립해 넣기 등의 후가공이 필요하다. 또한, 경화한 발포체에 윤활제를 후함침하여 추가해도, 윤활제 유지성이 낮은 것이나, 유니버설 조인트에 조립해 넣기 위한 핸들링, 가끔 발포체로부터 윤활제가 누출되기 쉬운 등의 불편이 생기기 쉽다.

이상으로부터 본 발명에 있어서는, 품질면, 작업면, 비용면에서 혼합물을 유니버설 조인트 서브 어시에 충전하여 발포ㆍ경화시키는 방법을 채용하는 것이 바람직하다.

본 발명의 유니버설 조인트의 다른 실시예로서 비산방지수단으로서 칸막이를 설치하는 경우의 예를 도 3에 기초하여 설명한다. 도 3은 본 발명의 다른 실시예인 BJ의 일부 절결 단면도를 나타낸다. 도 4는 도 3의 부츠를 벗겨, A측으로부터 본 칸막이를 나타내는 도면이다.

도 3에 나타내는 바와 같이, BJ21은 바깥쪽 부재(22)의 내면 및 구형 안쪽 부재(23)의 외면에 축방향의 6개의 트랙홈(24,25)을 등각도로 형성하여, 그 트랙홈(24,25) 사이에 조립해 넣은, 볼(26)을 케이지(27)로 지지하여, 이 케이지(27)의 바깥둘레를 구면(27a)으로 하고, 또한 안둘레를 안쪽 부재(23)의 바깥둘레에 적합하는 구면(27b)으로 하고 있다.

또한, 바깥쪽 부재(22)의 바깥둘레와 샤프트(28)의 바깥둘레를 부츠(29)로 가리고, 바깥쪽 부재(22)와, 구형 안쪽 부재(23)와, 트랙홈(24,25)과, 볼(26)과, 케이지(27)와, 샤프트(28)에 둘러싸인 공간에 다공성 고형 윤활제(30)가 봉입되며, 샤프트(28)를 관통하는 칸막이(31)가 바깥쪽 부재(22)의 개구측에 설치되어 있다.

칸막이(31)의 재질로서는, 관통하고 있는 샤프트(28)가 작동각을 취하여 변위해도 샤프트의 동작에 부드럽게 대응할 수 있는 유연성이나 고무형상 탄성을 갖는 재료가 바람직하고, 윤활제에 대한 내유성을 구비한 재료이면 특별히 제한없이 사용할 수 있다. 예를 들면, 상술한 다공성 고형 윤활제를 구성하는 엘라스토머나 고무를 들 수 있다. 이들은 단독으로도 사용할 수 있고, 혼합하여 사용할 수도 있다.

열가소성 엘라스토머나 고무는, 구조체로서의 강도를 유지하면서 유연성을 부여할 수 있으므로, 압축이나 굴곡 등의 외부 응력이 높은 빈도로 반복하여 가해지는 부위에 사용하면, 압축이나 굴곡에 추종하여 변형하기 쉬워진다.

또한, 칸막이(31)는 샤프트(28)의 작동 각도에 부드럽게 대응할 수 있는 유연성이 있는 재료로 제조되지만, 재료 물성만으로 샤프트(28)의 작동 각도에 부드럽게 대응할 수 없는 경우에는, 도 4에 나타내는 바와 같이 샤프트(28)측에 절개부분(32)을 설치함으로써, 샤프트(28)의 작동 각도에 대응하는 유연성을 증강할 수 있다.

본 발명의 유니버설 조인트에 있어서, 비산방지수단의 칸막이를 부착하는 방법은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 유니버설 조인트 내에 충전한 혼합물의 발포ㆍ경화가 종료하여 다공성 고형 윤활제를 얻은 후, 바깥쪽 부재의 개구측에 칸막이를 부착할 수 있는 것 외에, 유니버설 조인트 내에 혼합물을 충전한 후, 바깥쪽 부재의 개구측을 막는 뚜껑으로서 칸막이를 부착하고 혼합물의 발포ㆍ경화 후에도, 떼어내지 않고 그대로 칸막이로서 사용할 수도 있다.

한편, 본 발명의 유니버설 조인트의 비산방지수단으로서는, 상기 피막과 칸막이를 병용해도 좋다.

본 발명의 유니버설 조인트에 있어서, 다공성 고형 윤활제로부터 윤활제가 서서히 방출되는 것과 함께 피막이나 칸막이로 비산ㆍ누설이 방지되기 때문에, 종래의 유니버설 조인트에서는 부츠 파손 등으로 그리스가 유출되어, 그 결과 윤활 불량에 이르는 경우에도, 본 발명에서는 수명에 직접적인 요인은 되지 않고, 또한, 외부로부터의 티끌이나 수분 등의 침입에 대해서는 시일의 역할도 완수한다.

본 발명의 유니버설 조인트에 있어서, 다공성 고형 윤활중에 함침된 상태로 포함되는 윤활성분은, 외력에 의한 발포체의 변형에 의해서도 급격하게 스며나오는 일이 없고, 윤활성분을 효율적으로 미끄럼운동면에 스며나오게 하여 이용할 수 있다. 그 결과, 윤활성분량은 필요 최소한으로도 좋고, 게다가 긴 수명이고 고무제 부츠의 열화도 적은 유니버설 조인트를 얻을 수 있다. 이 때문에 각종 유니버설 조인트에, 바람직하게는 자동차용 유니버설 조인트에, 특히 바람직하게는 자동차용 등속 조인트에 이용할 수 있다.

상기 다공성 고형 윤활제의 충전공정에 있어서, 혼합물의 유동성이 너무 낮거나 너무 높거나 하면, 필요한 마찰접촉부분에 충전되지 않거나, 또한 유동성에 관계없이 충전량이 과잉이 되거나 하고, 또한 안쪽 부재의 샤프트구멍 등의 윤활에 필요가 없는 개소에 충전되거나 하는 경우도 있다. 이 때문에, 샤프트 등의 부품을 다공성 고형 윤활제의 충전 후에 부착할 때에는, 과잉으로 충전된 다공성 고형 윤활제가 방해가 되어 부품을 조립부착하기 어렵게 하는 경우가 있다.

특히, 다공성 고형 윤활제를 안쪽 부재와 바깥쪽 부재의 내부 공극에 충전할 때, 주로 트랙부 등의 전동체의 주위나 그 궤도면에 충전하는 것이 필요하고, 반대로 유니버설 조인트의 안쪽 부재의 샤프트구멍에 다공성 고형 윤활제를 충전할 필요는 없지만, 그러한 요소에 다공성 고형 윤활제를 적당량 만큼 충전하기 위해서는, 충전시의 다공성 고형 윤활제(혼합물)에 걸리는 압력이나 압출량의 조정을 행할 필요가 있어, 이들을 확실히 실시하는 작업은 번잡하고 용이하지 않다.

이하에, 유니버설 조인트에 다공성 고형 윤활제를 충전할 때에, 윤활제의 불필요한 개소에는 다공성 고형 윤활제를 침입시키지 않고, 후의 부품의 조립 작업성이 좋고, 게다가 적절한 윤활성을 얻을 수 있도록 등속 유니버설 조인트 등의 유니버설 조인트를 제조하는 공정의 일례를 나타낸다.

본 발명의 유니버설 조인트의 제조방법의 일례를, 도면에 기초하여 구체적으로 설명한다. 도 5는 이 제조방법의 일례를 나타내기 위한 등속 조인트의 단면도이다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태의 등속 조인트는, 안쪽 부재(3)의 바깥둘레면 및 바깥쪽 부재(2)의 안둘레면에 축방향으로 연장하는 복수의 트랙홈 (4,5)을 대향 배치하여 설치하고, 이들 1쌍의 트랙홈(4,5)에 자유롭게 회전가능하게 안내되도록 볼(6)을 케이지(7)로 유지하고 있고, 이것에 의해서 안쪽 부재(3)의 샤프트(8)(도 1 참조)와 바깥쪽 부재(2)의 샤프트(33)와의 교차 각도의 변동을 볼 (6)의 트랙홈(4,5)의 축방향의 이동으로 허용하면서, 안쪽 부재(3)와 바깥쪽 부재 (2)의 회전토크를 각 트랙홈(4,5)으로부터 볼(6)을 사이에 두고 전달할 수 있는 볼 픽스 조인트(BJ)이다.

이러한 구조의 등속 조인트의 샤프트(8)(도 1 참조) 및 부츠(9)의 부착전의 서브 어시상태에 있어서, 샤프트구멍(8a)의 앞의 속부분(마개의 최선단)으로부터 바깥쪽 부재(2)와 안쪽 부재(3)와의 공극부분에 다공성 고형 윤활제(10)의 재료인 혼합물을 충전한다.

그 때의 충전에는, 도면 외의 실린더와 피스톤을 구비한 주지의 정량 혼합 토출기(혼합 디스펜서라고도 별칭된다.) 등을 이용하는 것이, 충전량의 조정이 간단하고 작업성이 좋아져 바람직하다. 또한, 충전 직후에는, 합성수지 또는 고무재 등으로 이루어지는 마개(34)를 안쪽 부재의 샤프트(8)에 삽입되는 부분에 삽입하여, 액밀상태의 밀전(密栓)으로 하는 것이 바람직하다.

마개(34)는, 샤프트(8)(도 1 참조)와 동지름, 바람직하게는 같은 형상의 선단부인 막대형상으로 설치하여, 도 1에 나타낸 바와 같이 안쪽 부재의 샤프트(8)에 삽입되는 부분을 대신하여 액밀하게 봉하는 것이다.

마개(34)는, 특별히 재질을 한정하지 않아도 좋지만, 바람직하게는 이형성이 좋은 소재를 채용하면, 다공성 고형 윤활제 등이 부착되기 어려워져서 작업성을 높인다. 이형성의 소재로서는, 폴리에틸렌(PE), 폴리옥시메틸렌(POM)이나 4불화에틸렌수지(PTFE), 그 외의 불소수지 또는 실리콘수지 등을 들 수 있다.

마개(34)는, 기재를 수지 또는 금속으로 형성하고, 그 표면을 상기한 불소계 또는 실리콘계의 수지 또는 고무, 또는 휘발성 용제에 용해 또는 분산시킨 불소계 또는 실리콘계 등의 액상 또는 스프레이 분무형상 이형제를 도포 및 건조시켜 이형성 피막을 형성한 것이더라도 좋고, 그 외, 도금 등 주지의 방법이나 형태의 이형성 피막을 형성해도 좋다.

이형성 피막의 구체적인 예로서는, 크롬 도금, 니켈 도금, 은 도금 등의 각종 도금 또는 이황화몰리브덴, 그래파이트 등의 고형 윤활제에 의한 피막을 들 수 있다.

다공성 고형 윤활제(10)의 재료인 혼합물은, 마개(34)를 부착한 상태에서 발포시키고 경화시키므로, 유체의 압력이 높아져서 케이지 구멍이나 트랙홈이 있는 부분에는 잘 흘러들어, 안쪽 부재(3)와 바깥쪽 부재(2)의 사이의 공간이 충전된다. 이와 같이, 등속 조인트의 구동부 부근에 효율적으로 다공성 고형 윤활제를 충전할 수 있다.

마개(34)를 부착하지 않은 상태에서 다공성 고형 윤활제(10)의 재료를 발포시키면, 케이지 구멍이나 트랙홈이 있는 부분에 유입하는 양이 부족하거나, 샤프트구멍(8a)에 유입되거나 하여, 그 때문에, 그 후의 공정에서 샤프트(8)를 조립부착할 수 없게 되는 경우가 있다.

마개(34)는, 다공성 고형 윤활제의 발포 및 경화가 완료한 적당한 단계에서 제거하여, 이것을 대신하여 샤프트(8)를 삽입하여 조립 부착한다.

이 때, 다공성 고형 윤활제로부터의 윤활성분의 비산방지수단으로서 상술한 바깥쪽 부재의 개구측에 칸막이를 설치하거나, 고형물의 바깥쪽 부재 개구측 끝단면에 피막을 형성하는 것이 바람직하다.

다음에, 안쪽 부재(3), 볼(6), 케이지(7)의 전체를 가리고, 바깥쪽 부재(2)의 바깥둘레와 안쪽 부재(3)가 유지하는 샤프트(8)의 바깥둘레에 걸치도록, 고무제의 사복형(蛇腹型)의 부츠(9)를 장착하여, 부츠(9)를 띠형상 체결구(소위 부츠 밴드)등으로 체결하여 밀폐한다.

도 6에 나타내는 본 발명의 유니버설 조인트의 제조방법의 다른 예를 나타내기 위한 등속 조인트는, 상술한 도 5에 나타내는 실시형태에서 사용한 마개(34)를 대신하여, 바깥쪽 부재 개구측 끝단면을 피복할 수 있는 지름의 플랜지(35a)를 갖는 마개(35)를 이용하여 제조한 것이다.

상기 마개의 형태로서는, 안쪽 부재(3)의 샤프트 구멍부(8a)를 밀전하는 샤프트(8) 또는 샤프트 형상의 것이면 어떠한 것이라도 좋다. 예를 들면, 도 6에 나타내는, 바깥쪽부재 개구측 끝단면을 가리는 플랜지(35a)를 갖는 것이 바람직하다. 그러한 플랜지(35a)로 바깥쪽 부재 개구측 끝단면이 가려지면, 샤프트구멍(8a) 뿐만이 아니라 안쪽 부재(3)와 바깥쪽 부재(2)의 틈새가 바깥쪽 부재 개구측 끝단면에 통하고 있어도 다공성 고형 윤활제를 유출하지 않는다. 이와 같이, 바깥쪽 부재 개구측 끝단면이 가려진 상태로 함으로써, 안쪽 부재ㆍ바깥쪽 부재의 빈틈, 트랙부 등의 소요 윤활부분에 구석구석까지 효율적으로 충전할 수 있다.

상기한 플랜지(35a)는, 바깥쪽 부재 개구측 끝단면을 가릴 때에 두께 방향으로 공기배출용의 환기로를 형성해도 좋고, 구체적으로는 플랜지의 가장자리에 잘라내어, 플랜지의 두께방향으로 관통구멍, 플랜지의 지름 또는 가장자리 형상의 조정에 의해서 바깥쪽 부재(2)와의 사이에 틈새가 형성되도록 소정 형태의 마개를 채용할 수 있다. 다공성 고형 윤활제의 충전시에 안쪽 부재와 바깥쪽 부재의 빈틈을 완전하게 밀폐해 버리면, 발포에 의해 팽창한 다공성 고형 윤활제가, 안쪽 부재ㆍ바깥쪽 부재의 빈틈으로부터 밀어내는 공기가 외부로의 배출될 길이 없어져, 그것에 의해 공기류가 형성되면, 그 부분에 다공성 고형 윤활제를 충전할 수 없게 되기 때문이다. 공기배출용의 환기로를 형성함으로써, 플랜지의 안쪽에 공기나 발포에 필요로 한 기체를 모으는 일 없이, 발포한 다공성 고형 윤활제를 구석구석까지 충전하여 소요 부분의 윤활을 충분히 행할 수 있다.

이하, 상술의 도 5에 나타내는 실시형태와 같이 조작하여 다공성 고형 윤활제가 봉입된 등속 조인트를 얻을 수 있다.

도 5 및 도 6에 나타내는 유니버설 조인트의 제조방법에서는, 유니버설 조인트의 안쪽 부재(3)의 샤프트구멍(8a)으로부터 바깥쪽 부재(2)와 안쪽 부재(3)의 사이에 다공성 고형 윤활제의 재료인 혼합물을 충전한 후, 샤프트구멍(8a)을 샤프트 (8) 또는 샤프트 형상의 마개(34 또는 35)로 밀봉하여 발포시키기 때문에, 발포시의 부피 팽창에 수반하여 구석구석에 충전되는 다공성 고형 윤활제가, 균일하게 가압된 유체가 되어 윤활의 필요한 부분에 충분한 양이 충전된다. 즉, 윤활제의 불필요한 개소에는 다공성 고형 윤활제를 침입시키지 않고, 주로 전동체의 궤도면(트랙부)이나 그 주위에 다공성 고형 윤활제의 적당량을 충전할 수 있다.

한편, 윤활이 불필요한 샤프트구멍 등에는 상술의 마개에 의해서 다공성 고형 윤활제가 침입하지 않기 때문에, 다공성 고형 윤활제가 고형화된 후에 마개를 제거하면, 샤프트구멍의 내부에 과잉인 다공성 고형 윤활제는 침입ㆍ부착하고 있지 않는 상태이며, 안쪽 부재의 샤프트를 샤프트구멍에 정합시키는 것을 원활히 할 수 있어 작업성 좋게 이음새 부품을 조립할 수 있다.

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 관한 등속 조인트의 일부 절결 단면도이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 관한 등속 조인트의 일부 절결 단면도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 관한 등속 조인트의 일부 절결 단면도이다.

도 4는 도 3의 부츠를 벗겨내고, A측으로부터 본 칸막이를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 유니버설 조인트의 제조방법의 일례를 나타내기 위한 등속 조인트의 단면도이다.

도 6은 본 발명의 유니버설 조인트의 제조방법의 다른 예를 나타내기 위한 등속 조인트의 단면도이다.

[도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명]

1,11,21 : 등속 조인트 2,12,22 : 바깥쪽 부재

3,13,23 : 안쪽 부재 4,5,14,15,24,25 : 트랙홈

6,16,26 : 볼(토크전달부재) 7,17,27 : 케이지

7a,17a,27a : 구면 7b,17b,27b : 구면

8,18,28 : 샤프트 8a : 샤프트구멍

9,19,29 : 부츠 10,20,30 : 다공성 고형 윤활제

10a : 피막 20a : 피막

31 : 칸막이 32 : 절개부분

33 : 바깥쪽 부재의 샤프트 34 : 마개

35 : 플랜지부착 마개 35a : 플랜지

실시예 1∼실시예 2

표 1에 나타내는 배합비율로, 수지성분으로서 우레탄 프레폴리머, 정포제, 윤활유, 그리스를 80℃에서 잘 혼합하여, 다음에, 120℃에서 용해한 경화제를 더하여 재빠르게 혼합하였다. 마지막으로 발포제 및 아민 촉매를 투입하여 교반한 후, 고정식 8개 볼 조인트 서브 어시(NTN가부시키가이샤제, EBJ82 바깥지름 사이즈 72.6㎜)에 17.0g 충전하였다. 수 초 후에 발포 반응이 시작되어, 100℃에서 30분간 방치하여 발포ㆍ경화시켰다. 그 후, 표 1의 비산 방지막 성분에 나타내는 비율로, 우레탄 프레폴리머를 80℃에서 잘 혼합하고, 다음에, 120℃에서 용해한 경화제를 더하여 재빠르게 혼합하여, 이 혼합물이 경화하기 전에, 다공성 고형 윤활제의 등속 조인트의 개구측 끝단면에 적량 도포하여, 비산 방지막을 형성하였다. 다음에, 부츠, 샤프트 등 다른 부재를 조립부착하여 다공성 고형 윤활제를 봉입한 시험용 등속 조인트를 얻었다.

얻어진 시험용 등속 조인트를 이용하여 이하에 나타내는 윤활제 방출 시험을 행하여, 시험 전후에서, 조인트 내의 다공성 고형 윤활제로부터 부츠측으로 이동해 버린 윤활제 성분을 측정하여, 윤활제 손실량으로서 평가하였다. 결과는 표 1에 병기하였다. 또한 상술의 연속기포율의 산출법에 기초하여 다공성 고형 윤활제의 연속기포율을 측정하였다. 결과는 표 1에 병기하였다.

<윤활제 방출시험>

시험용 등속 조인트를 토크 부하 186Nㆍm, 회전수 1000rpm, 각도 6deg에서 운전시간 10시간의 조건으로 운전하여, 윤활제 방출시험을 행하였다. 시험 전후에서, 조인트 내의 다공성 고형 윤활제로부터 부츠측으로 이동해 버린 윤활제 성분을 측정하여, 윤활제 손실량으로 하였다.

실시예 3

표 1에 나타내는 배합비율로, 수지로서 우레탄 프레폴리머, 정포제, 윤활유, 그리스를 80℃에서 잘 혼합하여, 다음에, 120℃에서 용해한 경화제를 더하여 재빠르게 혼합하였다. 마지막으로 발포제 및 아민 촉매를 투입하여 교반한 후, 고정식 8개 볼 조인트 서브 어시(NTN가부시키가이샤제, EBJ82 바깥지름 사이즈 72.6㎜)에 17.0g 충전하여, 바깥쪽 부재의 개구측에 칸막이(재질: 열가소성 폴리에스테르 엘라스토머, 바깥지름 사이즈 72.6㎜, 두께 1㎜)로 뚜껑을 하였다. 몇 초 후에 발포 반응이 시작되어, 100℃에서 30분간 방치하여 발포ㆍ경화시켰다. 다음에, 부츠, 샤프트 등 다른 부재를 조립 부착하여 다공성 고형 윤활제를 봉입한 시험용 등속 조인트를 얻었다. 실시예 1과 같은 항목을 측정하였다. 결과는 표 1에 병기하였다.

비교예 1∼비교예 2

비산 방지막을 형성하지 않았던 것 이외는 실시예 1과 같이 처리하여 시험용 등속 조인트를 얻어, 윤활제 손실량을 평가하였다. 결과는 표 1에 병기 하였다.

		실시예			비교예
		1	2	3	1	2
다공성고형윤활제 배합(중량%)
우레탄프레폴리머	프락셀 EP1130(다이셀가가쿠사제)	48	-	48	48	-
우레탄프레폴리머	유로네이트4090 (니혼폴리우레탄사제)	-	48	-	-	48
경화제	MOCA(이하라케미컬사제)	2.5	3.3	2.5	2.5	3.3
발포제	물(이온교환수)	0.35	0.36	0.35	0.35	0.36
정포제	SRX298(도오레다우사제)	0.25	0.24	0.25	0.25	0.24
아민촉매	TOYOCAT DM70(도오레사제)	0.3	0.24	0.3	0.3	0.24
윤활유	터빈100(신니혼세키유사제)	36.6	29.86	36.6	36.6	29.86
그리스	파일로녹유니버설 N6C (신니혼세키유사제)	12	18	12	12	18
배합합계		100	100	100	100	100
비산방지수단		피막	피막	칸막이	-	-
비산방지수단의 성분배합(중량부)
우레탄프레폴리머	프락셀 EP1130(다이셀가가쿠사제)	2	-	-	-	-
우레탄프레폴리머	유로네이트4090 (니혼폴리우레탄사제)	-	2	-	-	-
경화제	에타큐어300(알루베말사제)	0.19	0.12	-	-	-
연속기포율(%)		75	68	75	75	68
윤활제 손실량(%)		8	8	8	20	17

표 1에 나타낸 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 비산방지수단을 설치한 고형 윤활제가 들어간 등속 조인트인 각 실시예는, 윤활성분이 부츠측으로 이동해 버리는 윤활제 손실량이 적다. 이 때문에, 조인트 내부에 머물러, 윤활에 기여하는, 윤활 성분량이 많아져, 등속 조인트의 수명이나 성능을 장기간에 걸쳐 유지할 수 있다.

실시예 4

도 5에 나타내는 실시 형태의 제조방법에 의해, 안쪽 부재(3), 바깥쪽 부재 (2), 케이지(7), 볼(6)을 조립한 볼 조인트(NTN가부시키가이샤제, EBJ82 바깥지름 사이즈 72.6㎜)의 서브 어시(중간 제품)를 안쪽 부재(3)의 샤프트구멍(8a)을 수직 상향의 자세로 유지하고, 샤프트구멍(8a)으로부터 표 2에 나타내는 조성의 다공성 고형 윤활제의 재료(혼합물) 18g를 주입하여, 그 다음에 PTFE제의 마개(34)를 샤프트구멍(8a)에 삽입하여 액밀하게 밀전하여, 일정시간 실온에서 방치하는 것에 의해 상기 재료를 발포시키고 경화시켰다.

실시예 5

도 6에 나타내는 제 2 실시형태의 제조방법에 의해, 실시예 4의 마개(34)를 대신하여 플랜지부착 마개(35)를 사용한 것 이외는 완전히 같게 하여, 샤프트구멍(8a)으로부터 표 2에 나타내는 조성의 다공성 고형 윤활제의 재료(혼합물) 18g를 주입하여, 그 다음에 PTFE제의 플랜지부착 마개(35)를 샤프트구멍(8a)에 삽입하여, 그 위에 추를 실어 액밀하게 밀전하고, 실온에서 일정시간 방치하는 것에 의해 상기 재료를 발포시키고 경화시켰다.

비교예 3

실시예 4에 있어서, 마개(34)를 사용하지 않았던 것 및 다공성 고형 윤활제의 재료를 17g 주입한 것 이외는, 실시예 4와 완전히 같게 하여 상기 재료를 발포, 경화시켰다.

이상의 실시예 4, 5 및 비교예 3에 있어서, 충전, 발포, 경화한 다공성 고형 윤활제의 충전율(용적%)을 조사하였다.

충전율(용적%)의 계측방법으로서는, 충전, 발포, 경화시킨 후에 꺼낸 다공성 고형 윤활제를, 샤프트부(중앙 구멍부)와 샤프트부 이외에 분단하여, 후자(다공성 고형 윤활제의 샘플)의 발포체 부피를 구하였다. 즉, 메스 실린더에 일정량의 액체 (예를 들면 물 또는 유기용제)를 재어, 다공성 고형 윤활제의 샘플을, 침지하여, 침지 전후의 액체의 부피 변화로부터 발포체 부피 V₁를 구하였다. 또한, 수평으로 둔 CVJ 서브 어시의 샤프트구멍에 원통형상의 마개를 하여, 액체를 흘려 넣어, 흘러넘치기 직전까지 흘려 넣은, 액체의 부피를 샤프트부 이외의 공간 용적 V₂로 하였다. 발포체 부피 V₁를 샤프트부 이외의 발포체 부피 V₂로 나눈 값을 충전율(용적%)로서 평가하여, 표 2중에 나타내었다.

		실시예		비교예
		4	5	3
다공성고형윤활제 배합(중량%)
액상 고무	수산기말단액상 폴리부타디엔 poly bd R45HT(슛코교산사제)	28	28	28
이소시아네이트	유로네이트 T-80(니혼폴리우레탄사제)	10	10	10
발포제	물(이온교환수)	0.5	0.5	0.5
정포제	SRX298(도오레다우사제)	0.5	0.5	0.5
촉매	트리에틸렌디아민(와코순야쿠사제)	1	1	1
윤활유	터빈유(신니혼세키유사제)	60	60	60
배합합계		100	100	100
밀전의 종류		마개	플랜지부착 마개	-
충전률(용량%)		96	100	70

표 2의 결과로부터도 분명한 바와 같이, 아무것도 마개를 사용하지 않고 다공성 고형 윤활제를 충전하는 방법으로 한 비교예 3은, 충전율이 70%이었지만, 마개를 사용한 실시예 4, 5의 충전율은 96∼100%라고 하는 좋은 결과를 얻을 수 있었다.

실시예 4∼실시예 5에서 얻어진 등속 조인트에 있어서, 다공성 고형 윤활제의 등속 조인트 개구측 끝단면에 실시예 1 등의 피막을 형성함으로써, 다공성 고형 윤활제를 높은 충전율로 충전할 수 있는 것과 함께, 윤활성분의 부츠측으로의 비산을 방지할 수 있다.

본 발명의 유니버설 조인트는, 윤활성분의 불필요한 부위에의 누출을 방지할 수 있어 윤활성분량은 필요 최소한으로 할 수 있고, 게다가 장기간 윤활성을 유지할 수 있으므로, 연선기, 전동기기, 인쇄기, 자동차 부품, 전장보기, 건설기계 등의 각종 산업용 기계용의 유니버설 조인트로서 특히 자동차용 등속 조인트로서 적합하게 이용할 수 있다.

Claims

바깥쪽 부재 및 안쪽 부재에 설치된 트랙홈과 토크전달부재와의 걸어맞춤에 의해서 회전토크가 전달되고, 상기 토크전달부재가 상기 트랙홈을 따라서 전동하는 것에 의해서 축방향 이동이 이루어지며, 상기 토크전달부재의 주위에 다공성 고형 윤활제가 봉입되어 이루어지는 유니버설 조인트로서,

상기 다공성 고형 윤활제는, 윤활성분 및 수지성분을 필수성분으로 하고, 상기 수지성분을 발포ㆍ경화하여 다공질화한 고형물이며, 상기 고형물로부터의 상기 윤활성분의 비산을 방지하는 비산방지수단을 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
제 1 항에 있어서, 상기 비산방지수단은, 상기 바깥쪽 부재의 개구측에 설치한 칸막이인 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
제 1 항에 있어서, 상기 비산방지수단은, 상기 고형물의 바깥쪽 부재 개구측 끝단면에 형성된 피막인 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
제 3 항에 있어서, 상기 피막은, 상기 고형물에 있어서 유니버설 조인트의 작동시에 상기 바깥쪽 부재 개구측에 노출하는 바깥쪽 부재 접촉부위에도 형성하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
제 3 항에 있어서, 상기 피막은, 상기 수지성분을 갖는 조성물을 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
제 1 항에 있어서, 상기 다공성 고형 윤활제는, 고무형상 탄성을 갖는 수지 또는 고무로 이루어지는 수지성분을 구비하여, 외력에 의한 변형에 의해 윤활성분의 삼출성을 갖는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
제 1 항에 있어서, 상기 수지성분이 폴리우레탄수지인 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
제 1 항에 있어서, 상기 고형물의 연속기포율이 50% 이상인 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
제 1 항에 있어서, 상기 유니버설 조인트는, 등속 유니버설 조인트인 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트.
제 3 항에 있어서의 유니버설 조인트의 제조방법으로서, 윤활성분 및 수지성분을 필수성분으로 하는 성분을 혼합하여 혼합물을 얻는 혼합공정과, 상기 혼합물의 발포ㆍ경화가 완료하기 전에, 상기 혼합물을 토크전달부재의 주위에 충전하는 충전공정과, 상기 충전한 상기 혼합물을 발포ㆍ경화시켜 고형물을 얻는 발포ㆍ경화공정과, 상기 고형물의 상기 바깥쪽 부재 개구측 끝단면에 피막을 형성하는 피막형성공정을 구비하는 것을 특징으로 하는 유니버설 조인트의 제조방법.