KR910010177B1

KR910010177B1 - 유연부트(Flexible boot)

Info

Publication number: KR910010177B1
Application number: KR1019890007431A
Authority: KR
Inventors: 에이따로 다까기; 노부유끼 이또; 마사또 우메다
Original assignee: 키퍼 가부시기가이샤; 오꾸노 하루오
Priority date: 1988-05-31
Filing date: 1989-05-31
Publication date: 1991-12-20
Also published as: EP0347061A1; US4967609A; CA1337130C; KR900018558A; EP0347061B1; DE68902103D1; DE68902103T2

Abstract

내용 없음.

Description

유연부트(Flexible boot)

제1도는 본 발명의 제1실시예의 유연부트를 자동차용의 등속조인트에 장착한 상태를 나타낸 단면도.

제2도는 본 발명의 제2실시예의 유연부트를 자동차용의 등속조인트에 장착한 상태를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 유연부트 4 : 벨로우즈부

4a,4b : 골짜기 10 : 내륜

12 : 조인트본체 5 : 외륜

6 : 제1축

본 발명은 고무재료로 구성된 유연부트, 특히 자동차의 등속조인트 혹은 스티어링 기구 등의 기계요소에 장착되어, 그 기계요소를 커버하고 기계요소를 외부의 먼지, 물, 기타물질 등으로부터 보호하거나 혹은 기계요소의 주위에 있는 윤활제 등의 외부로의 누설을 방지하기 위하여 사용되는 유연부트에 관한 것이다.

일반적으로 유연부트는 벨로우즈부를 가지며 사용시에는 기계요소의 작동에 따라 벨로우즈부가 신축, 만곡 등의 탄성변형을 반복하도록 되어 있으나, 이것을 대기에 노출된 상태에서 사용하고 있는 동안에 대기중의 산소, 오존 등의 작용을 받아 벨로우즈부(특히 벨로우즈부의 골짜기)의 외표면에 미소한 균열이 발생하고, 이것이 서서히 성장하여 벨로우즈부가 파열되어 지는 일이 있다. 종래의 이와 같은 벨로우즈부의 균열을 방지하기 위하여 산소, 오존 등에 의한 고무재료의 열화를 방지하기 위한 열화방지제를 유연부트를 구성하는 고무재료 중에 함유시키는 방법이 채용되고 있다.

상기한 바와 같이 유연부트의 고무재료 내에 열화방지제를 함유시키는 종래기술에는 그 고무재료가 유연부트의 내부공간 내에 충전되어 있는 윤활제 즉 그리스에 접촉함으로서, 열화방지제가 그리스 중으로 이행하여 고무재료 중에 포함되어 있는 열화방지제의 양이 서서히 감소되어 산소, 오존 등의 산화작용에 의한 고무재료의 균열이 생기기 쉬어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기 종래기술의 문제점을 해결하는 유연부트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

이를 위하여 본 발명은 벨로우즈부와, 상기 벨로우즈부의 양측 측단부에 있는 장착부를 구비하여, 기기요소에 장착된 유연부트에 있어서, 열화방지제를 함유한 보급요소가 상기 벨로우즈부의 적어도 하나의 골짜기에 끼워 장착되는 적어도 하나의 링을 포함하고, 고무나 고무재료로 구성된 상기 적어도 하나의 링은 그 표면의 열화를 방지할 수 있는 열화방지제를 함유하여 상기 보급요소 내에 함유된 열화방지제는 상기 재료의 표면에서 열화방지제를 석출하기에 충분한 양을 가지며, 상기 보급요소가 상기 벨로우즈부의 적어도 외면에 끼워 장착됨으로서, 상기 보급요소의 재료의 표면에 석출된 열화방지제가 상기 벨로우즈내의 재료 속으로 서서히 보급되는 구성으로 한 것을 특징으로 하는 유연부트가 제공된다.

일반적으로 고무재료, 오일, 혹은 어떤 종류의 수지재료 등의 재료 중에 소정량 이상의 열화방지제가 포함되어 있는 경우에는 열화방지제가 서서히 고무재료의 외면에 석출되어지는 경향이 있다. 또 샌드 플레인(SAND PLAIN)등의 열가소성 탄성중합체 혹은 겔 형상 물질 등의 고무 탄성체 재료 중에 소정량 이상의 열화방지제가 함유되어 있는 경우도 동일하다. 본 발명의 유연부트는 이와 같은 재료에 충분한 량의 열화방지제를 함유시킨 열화방지제 보급요소가 벨로우즈부의 외면에 부착되어 있다. 따라서 열화방지제가 이 보급요소의 외면에 석출되어 그 보급요소와 접촉되고 있는 벨로우즈부의 고무재료 중에 서서히 보급되어 간다. 따라서 벨로우즈부의 고무재료 중에 함유되어 있는 열화방지제가 그 고무재료와 그리스와의 접촉에 의해 그리스 중으로 이행되어간 경우에도 벨로우즈부의 고무재료 중에 충분한 양의 열화방지제를 확보할 수가 있다.

본 발명의 다른 목적, 특징, 이점은 후술하는 첨부도면을 참조한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다.

제1도는 본 발명의 제1실시예의 유연부트를 자동차용 등속조인트에 장착한 상태를 나타낸 것이다.

상기 등속조인트는 공지의 구성으로서 제1축(6)의 상기 설치된 내륜(10)과, 제2축(9)의 일단에 설치된 외륜(5)과, 내륜(10)과 외륜(5) 사이에 설치된 회전 전달용 볼(8)을 가진 조인트본체(12)를 구비한 구성으로 되어 있다. 유연부트는 고무재료로 구성되어 있는 결속구(binder)(11a)를 사용하여 제1축(6)에 끼워지는 끼움부(3)와, 결속구(11b)를 사용하여 외륜(5)에 끼워지는 끼움부(2)와, 이들 끼움부(2,3)의 사이에 있는 벨로우즈부(4)를 구비한다. 또 벨로우즈부(4)의 내측에는 그리스가 봉입된 내측공간(13)이 형성된다. 그리고 유연부트(1)의 본체의 고무재료로서 CR, NBR, EPT 등의 여러 가지 고무재료를 사용할 수가 있다. 벨로우즈부(4)의 조인트본체(12)에 인접하는 2개 이상의 골짜기(4a 및 4b)에는 각각 링(7a,7b)이 골짜기(4a및 4b)의 외주에 밀착하도록 장착된다. 이들 링(7a,7b)은 고무재료 또는 고무상 탄성체 재료의 구성되어있으나. 그 재료 중에는 열화방지제가 배합되어 있다. 이 열화방지제는 열화방지제가 링(7a,7b)을 구성하는 고무재료 혹은 고무상 탄성체 재료의 외면에 충분히 석출되어 석출된 열화방지제를 벨로우즈부(4)의 고무재료 중에 충분히 보급시킬 수 있는 양으로 선택된다. 예를 들어 고무재료인 CR를 사용했을 경우, 100중량부의 고무재료에 대하여 5중량부 이상의 열화방지제를 배합하면 적합한 결과가 얻어진다. 링(7a,7b)의 고무재료로는 CR, NBR, EPT의 여러 가지를 사용할 수가 있고, 또 링의 고무상 탄성체 재료로서는 샌드 플레인 등의 열가소성 탄성중합체와 겔형상 물질 등을 사용할 수가 있으나, 재료의 표면에 열화방지제를 석출시키기 쉬운 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또 링의 고무재료 및 고무탄성체 재료는 벨로우즈부(4)의 골짜기에 대한 링의 밀착성을 양호하게 하기 위하여 유연부트(1)의 고무재료와 동일하거나 혹은 이것 보다 다소 작은 경도의 것으로 하는 것이 좋다. 이 관점에서 바람직하게는 40-60JISA의 경도를 가지는 재료를 링의 재료로 사용하면 좋다.

도시한 실시예에 있어서는 조인트본체(12)에 인접하는 2개의 골짜기(4a,4b)(이들 골짜기는 벨로우즈부(4)중에서 가장 균열이 발생하기 쉬운 부분이다.)에 링(7a,7b[B 끼워 장착하고 있으나, 이들 중 한 쪽에만 링을 끼우는 구성으로 하거나 이들 링(7a,7b)에 더하여 또는 이것들 대신에 동일한 링을 다른 골짜기에 끼우는 구성으로 하는 것도 물론 가능하다. 또 링(7a,7b)의 단면형상은 반드시 도시한 실시예와 같이 원형으로 할 필요는 없으며, 예를 들어 반원형으로 하는 것도 가능하다.

본 발명자들은 제1실시예의 유연부트의 효과를 확인하기 위한 시험을 행하였다. 이 시험은 제1실시예의 유연부트의 샘플(A)과, 종래의 제품의 샘플(B,C)을 준비하여 행하였다. 샘플(A)은 제1도와 동일한 형상을 가지는 유연부트이고, 유연부트(1)의 고무재료 및 링(7a,7b)의 재료로 동일 경도(60JISA)의 열화방지제를 함유한 CR를 사용하고, 링(7a,7b)의 열화방지제의 함유랑은 100중량부의 고무재료에 대하여 20중량부로 하였다. 여기서 사용한 열화방지제는 노크랙 630(오오우찌 신고오 가가꾸 고교(주)의 등록상표이고, Mixed diary1-P-Phenylenediamine으로 이루어짐)이다. 또 샘플(B)은 링(7a,7b)의 재료가 열화방지제를 전혀 함유하지 않는 점에 있어서만 샘플(A)과 상이한 유연부트이다.

상기 시험은 샘플(A,B,C)을 도시되어 있는 것과 동일한 등속조인트에 장착하고, 이들을 오존탱크 내에 수용한 상태에서 등속조인트를 연속 회전시켜 샘플을 균열, 파열이 발생할 때까지의 시간을 측정함으로서 행하였다. 그 시험조건은 오존탱크내의 온도 40℃, 오존탱크의 오존농도 50pphm, 등속조인트의 회전수 600rpm, 등속조인트의 작동각(즉, 축6과 9가 이루는 각도) 25도였다. 그 시험결과를 표 1에 나타낸다.

[표 1]

상기 표의 시험결과는 열화방지제를 함유하지 않는 링을 사용한 종래 제품의 샘플(B)이 링을 사용하지 않는 종래 제품의 샘플(C) 보다도 균일 및 파열이 발생되기 어렵다는 것을 나타낸다. 그 이유는 벨로우즈부의 골짜기에 끼워져 있는 링이 그 골짜기를 오존으로부터 차단하는데 있다고 생각된다. 또 열화방지제를 함유하는 링을 사용한 제1실시예의 샘플(A)은 상기 샘플(B) 보다도 더욱 균열 및 파열이 발생되기 어렵고, 따라서 제1실시예의 구성은 유연부트의 수명연장을 위하여 극히 유효하다는 것을 나타내고 있다.

제2도는 본 발명의 제1실시예의 유연부트를 등속조인트에 장착한 상태를 나타낸 것이다. 제2도는 도시되어 있는 등속조인트는 제1도의 등속조인트와 동일한 것이므로 그 설명은 생락한다. 또한 제1도와 제2도에 있어서 동일한 부분, 부재는 동일참조 번호로 표시하였다.

제2실시예의 유연부트는 제1실시예의 경우와 동일하게 고무재료로 구성되어 있어, 결속부(11a)를 사용하여 제1축(6)에 끼워지는 끼움부(3)와, 결속부(11b)를 사용하여 외륜(5)에 끼워지는 끼움부(2)와, 이들끼움부(2,3)들 사이에 있는 벨로우즈부(4)를 가진다. 또 벨로우즈부(4)의 내측에는 그리스가 봉입되는 내측공간(13)이 형성되어 있다. 유연부트의 본체(1a)의 고무재료로서는 CR, NBR, EPT 등의 여러 가지 고무재료를 사용할 수가 있다.

상기 유연부트의 본체(1a)의 외주면에는 그 전면에 박막형상의 탄성체(7)가 부착된다. 이 탄성체(7)는 고무재료로 구성되어 있으나, 그 고무재료 속에는 열화방지제가 배합되어 있다. 그 고무재료중의 열화방지제의 량은 열화방지제가 탄성체(7)를 구성하는 고무재료의 외면에 충분히 석출되고 석출된 열화방지제를 벨로우즈부(4)의 고무재료 중에 보충시킬 수가 있는 것으로 선택된다. 예를 들어 CR의 경우, 100중량부의 고무재료에 대하여 5중량부 이상의 열화방지제를 혼합시키면 적합한 결과가 얻어진다. 탄성체(7)의 고무재료로는, CR, NBR, EPT 등의 여러 가지 것을 사용할 수가 있으나, 고무재료의 표면에 열화방지제를 석출시키기 쉬운 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또 탄성체(7)의 고무재료는 벨로우즈부(4)의 신축, 만곡에 대한 추종성을 양호하게 하기 위하여 벨로우즈부의 고무재료와 동일하거나 또는 이것보다 다소 낮은 경도의 것으로 하는 것이 좋다. 이 관점에서 바람직하게는 40-60JISA의 경도를 가진 고무재료를 탄성체(7)의 고무재료로 사용하면 좋다. 제2실시예에 있어서는 벨로우즈부(4)의 외주면 전체에 박막형상의 탄성체(7)를 부착하고 있으나, 벨로우즈부의 골짜기(이것은 유연부트 중에서 균열이 발생하기 쉬운 부분이다)에만 탄성체(7)를 부착하는 구성으로 하는 것도 물론 가능하다. 이 경우에는 적어도 조인트본체(12)에 인접하는 골짜기(4a,4b)(골짜기 중에서도 특히 균열이 발생하기 쉬운 부분이다)에 탄성체(7)를 부착하는 것이 좋다. 탄성체(7)는 상기 고무재료를 용제에 용해시키고 또 열화방지제를 배합하여 고무풀을 만든 후에 그 고무풀을 예를 들어 부러시로 칠하거나 스프레이, 딥핑 등의 방법으로 유연부트의 본체(13)의 외주면에 부착시키면 좋다. 상기 용제로는 고무재료를 용해할 수 있는 것이면 무엇을 사용해도 좋으나 본체(1a)의 고무재료에 악영향을 주지 않는 것을 사용함이 바람직하다.

제2실시예에 있어서는 탄성체(7)가 고무재료로 구성되어 있으나, 수지재료에 열화방지제를 배합한 탄성체를 유연부트 본체(1a)의 외주면에 부착시켜도 좋다.

상기 수지재료로서는 그 수지재료의 외면에 열화방지제를 석출시키기 쉬운 것을 사용하는 것이 좋고, 예를 들어 샌트 플레인 등의 열가소성 탄성중합체를 사용하면 좋다. 열화방지제의 량은 100중량부의 수지재료에 대하여 3중량부 이상의 열화방지제를 배합하는 것이 바람직하다. 또 상기 탄성체 대신 오일에 열화방지제를 배합한 것을 유연부트의 본체(1a)의 외주면에 브러시로 칠하거나, 스프레이, 딥핑 등의 방법으로 부착시켜 건조시켜도 좋다. 상기 오일로서는 건조상태에 있을 때에 오일의 표면에 열화방지제를 석출시키기 쉽고, 또 박막으로 하여 공기 중에 방치했을 때에 비교적 단시간에 건조, 고화되는 것을 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 아마인유, 들깨유(Pegilla oil), 유동유(tung oil)등의 건성오일을 사용하면 좋다. 이들 오일중에 배합하는 열화방지제의 량을 5중량% 이상으로 하는 것이 바람직하다.

본 발명자들은 다음과 같은 시험을 행하였다. 이 시험은 본 발명품의 샘플(D,E)과, 종래의 제품의 샘플(F,G,H)을 준비하여 행했다. 샘플(D)은 제2도의 실시예와 동일한 형상을 갖는 유연부트이다. 이 샘플(D)의 유연부트(1)의 본체(1a)의 고무재료 및 탄성체(7)의 고무재료로서는 동일경도(60JISA)의 열화방지제를 함유한 CR를 사용했다. 탄성체(7)의 고무재료 중에는, 100중량부의 고무재료에 대하여 20중량부의 열화방지제를 포함시키고, 이것을 용제에 용해시켜 고무풀이 되게 한 것을 유연부트의 본체의 외주면 전체에 균일하게 도포하고, 150℃에서 30분간의 가황 베이킹을 행했다. 여기서 사용한 열화방지제는 노크랙 630(다이나이 신고오가가꾸(주)의 등록상표이고 Mixed diary-P-Phenyl enediamine으로 됨)이다. 또 샘플(E)은 탄성체(7)를 설치하지 않고 오일에 20중량%의 열화방지제를 배합한 것을 유연부트의 본체에 부착시킨 점만이 샘플(D)과 다른 유연부트이다. 샘플(E)에서 사용한 오일은 아마인 오일이고 열화방지제는 샘플(D)에서 사용한 것과 동일하다. 또 샘플(F)은 탄성체(7)가 열화방지제를 전혀 포함하지 않은 점에 있어서 샘플(D)과 다른 유연부트이고. 샘플(G)은 열화방지제를 배합하지 않는 오일을 유연부트의 본체에 부착시킨 점에 있어서 샘플(E)과 다른 유연부트이며, 샘플(H)은 탄성체(7)도 오일도 부착되지 않은(따라서, 상기한 유연부트의 본체만으로 됨) 유연부트이다.

상기 시험은 샘플(D,E,F,G,H)을 도시한 것과 동일한 등속조인트에 장착하고, 이들을 오존탱크 내에 수용한 상태에서 등속조인트를 연속 회전시켜 샘플에 균열, 파단이 생길 때까지의 시간을 측정함으로서 행하였다. 그 시험조건은 오존탱크내의 온도 40℃, 오존탱크내의 오존농도 50pphm, 등속조인트의 회전수 600rpm, 증속조인트의 작동각(즉 축6과 9와의 이루는 각도) 25도 이었다. 그 시험결과를 표 2에 나타낸다.

[표 2]

상기 표의 시험결과는 열화방지제를 포함하지 않은 탄성체와 오일을 각각 유연부트의 본체에 부착시킨 종래 제품의 샘플(F 및 G)이 탄성체와 오일을 사용하지 않은 종래 제품의 샘플(H) 보다도 균열 및 파열이 발생되기 어렵다는 것을 나타내고 있다. 그 이유는 탄성체 및 오일이 유연부트 본체의 고무재료를 오존으로부터 차단하는데 있다고 생각된다. 그리고 샘플(F와 G)을 비교하면 알 수 있는 바와 같이, 이 차단효과면에서 샘플(F)이 샘플(G) 보다 우수하다.

또, 열화방지제를 포함하는 탄성체(7) 및 열화방지제를 포함하는 오일을 사용한 본 발명품의 샘플(D),(E)은 상기 샘플(F), (G) 보다 더 균열 및 파열의 발생이 생기기 어렵고, 따라서 본 발명은 유연부트의 수명 연장을 위하여 극히 유효하다는 것을 나타내고 있다.

이상의 설명으로부터 명백한 바와 같이 본 발명의 유연부트에는 산소 및 오존 등의 산화작용에 의한 균열, 파열의 발생이 어렵고 수명이 길어진다는 유효한 효과를 갖는다.

Claims

벨로우즈부와, 상기 벨로우즈부의 양측 측단부에 있는 장착부를 구비하여 기기요소에 장착된 유연부트에 있어서, 열화방지제를 함유한 보급요소가 상기 벨로우즈부의 적어도 하나의 골짜기에 끼워 장착되는 적어도 하나의 링을 포함하고, 고무나 고무재료로 구성된 상기 적어도 하나의 링은 그 표면의 열화를 방지할 수 있는 열화방지제를 함유하며, 상기 보급요소 내에 함유된 열화방지제는 상기 재료의 표면에서 열화방지제를 석출하기에 충분한 양을 가지며, 상기 보급요소가 상기 벨로우즈부의 적어도 외면에 끼워 장착됨으로서, 상기 보급요소의 재료의 표면에 석출된 열화방지제가 상기 벨로우즈 내의 재료 속으로 서서히 보급되도록 이루어진 유연부트.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 링이 40∼60JISA의 경도를 갖는 것을 특징으로 하는 유연부트.
제1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 링이 등속조인트에 인접하여 장착되는 벨로우즈부의 측단부에 있는 두 골짜기의 각각에 끼워 장착되는 것을 특징으로 하는 유연부트.