WO2011158323A1

WO2011158323A1 - 自在継手用ブーツ

Info

Publication number: WO2011158323A1
Application number: PCT/JP2010/060067
Authority: WO
Inventors: 慎太郎原田; 英西岡; 篤人竹村; 寛之佐藤
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2010-06-15
Filing date: 2010-06-15
Publication date: 2011-12-22

Abstract

　ＴＰＥ製プロペラシャフト用ＣＶＪブーツにおいて、背反する関係にある耐回転膨張性と反発荷重および耐摩耗性とをバランス良く確保する。この目的を達成するため、軸方向両端の取付部の間に蛇腹形状の膜部を設けたＴＰＥ製プロペラシャフト用ＣＶＪブーツであって、前記膜部の肉厚ｔが、０．６ｍｍ≦ｔ≦１．８ｍｍ、前記蛇腹形状における山部の数ｎが、４≦ｎ≦６のブーツにおいて、前記膜部の最圧縮時の軸方向長さＬｍｉｎを、２８ｍｍ≦Ｌｍｉｎ≦４０ｍｍ、圧縮率ｓを、０％≦ｓ≦２０％とすることを特徴とする。

Description

自在継手用ブーツ

　本発明は、自在継手用ブーツに係り、更に詳しくは、自動車産業またはその他の一般産業などで用いられるプロペラシャフト用ＣＶＪブーツに関するものである。

　プロペラシャフト用ＣＶＪブーツは、金属環のアダプターとゴムブーツとをカシメ固定する構造としたものが現在主流であるが、この構造は製造コストが高いことから、コスト低減のためＴＰＥ単体ブーツの開発要求が近年高まっている（特許文献１参照）。

　一方、プロペラシャフトは高速で回転するため、プロペラシャフト用ＣＶＪブーツとしては、高速回転に対応する性能が要求される。高速回転下では膜部は遠心力を受け、外径側へ変形し、破損に至る場合がある。そのため、高速回転時の遠心力による膜部の膨張を抑制すべく、ブーツ膜部を小径に設計し、セット長を短くしてその性能を確保している。さらにブーツは軸スライドや軸揺動に追随する必要があり、ある程度膜長を確保する必要がある。膜長を確保し且つセット長を短くするために、ブーツ自然長を長く設定してセット長まで大きく圧縮する手法をとっている。尚、ブーツの自然長とは、ブーツ単体状態におけるブーツ軸方向全長のことを云い、セット長とは、ブーツ・ジョイントを実機（車両）に組み付けた状態における１Ｇ状態でのブーツ軸方向全長のことを云う。

　しかしながら、セット長を短く設定すると、高速回転時の膜部の膨張量は抑制できるものの、セット長が短いためにブーツ膜部同士が接触しやすい状態となり、その結果、膜部の耐摩耗性が著しく低下する。とくに軸がブーツを圧縮する方向にスライドした場合、耐摩耗性はさらに低下し、早期破損に至ることがある。

　また、軸のスライドに伴うブーツの反発荷重が大きい場合、ＣＶＪの機能（ＮＶＨ特性など）に悪影響がでることがあるため、ブーツの反発荷重は小さいことが要求される。しかしながら、セット長が短いと膜同士が接触しやすくなり、その分、軸のスライドに伴う反発荷重が大きくなる。さらに上述のようにブーツを自然長からセット長まで大きく圧縮する場合、その分の反発荷重が大きくなる問題がある。尚、上記ＮＶＨ特性とは、車の快適性を表す三大要素である「Ｎｏｉｓｅ（騒音）」、「Ｖｉｂｒａｔｉｏｎ（振動）」および「Ｈａｒｓｈｎｅｓｓ（乗り心地）」のことを云う。また、ブーツの反発荷重が大きいと、ブーツをジョイントに組み付ける際の作業性が低下するため、この点からしても反発荷重はできるだけ小さいことが望ましい。

　ブーツ反発荷重や膜部の耐摩耗性を向上させるためにはセット長を伸ばすことが効果的であるが、この場合、背反として、膜部の耐回転膨張性が著しく低下する。とくに軸がブーツを伸ばす方向に移動した場合、さらに耐回転膨張性は低下する。

　このように膜部の耐回転膨張性とブーツ反発荷重および耐摩耗性とは背反するため、これらの性能をバランス良く確保することが課題となっている。

特開平８－１３５６７５号公報

　本発明は以上の点に鑑みて、近年注目されているＴＰＥ製のプロペラシャフト用ＣＶＪブーツにおいて、背反する関係にある膜部の耐回転膨張性と反発荷重および耐摩耗性とをバランス良く確保することを目的とする。

　上記目的を達成するため、本発明のブーツは、軸方向両端の取付部の間に蛇腹形状の膜部を設けたＴＰＥ製プロペラシャフト用ＣＶＪブーツであって、
前記膜部の肉厚ｔが、０．６ｍｍ≦ｔ≦１．８ｍｍ、
前記蛇腹形状における山部の数ｎが、４≦ｎ≦６
のブーツにおいて、
前記膜部の最圧縮時の軸方向長さＬｍｉｎを、２８ｍｍ≦Ｌｍｉｎ≦４０ｍｍ、
圧縮率ｓを、０％≦ｓ≦２０％
とすることを特徴とする。

　本発明は、以下の論拠から成り立つものである。

　すなわち、図１に示すように、ＴＰＥ製のプロペラシャフト用ＣＶＪブーツ１における膜部（ベロー部）４の範囲をＬと定める。ブーツ自然長時における膜部４の軸方向長さをＬｆ、ブーツセット時における膜部４の軸方向長さをＬｓ、ブーツ最圧縮時における膜部４の軸方向長さをＬｍｉｎとする。

　図２は、スライド範囲４５ｍｍ、最高回転数７０００ｒｐｍ、最高温度１００度、ブーツ膜部４の肉厚０．６～１．８ｍｍ、ブーツ膜部４の蛇腹形状における山部５の数４～６山の仕様を前提に設計したブーツ１について、多数のサンプルを用意して比較実験を行ない、その結果を「Ｌｍｉｎ」（縦軸）および「圧縮率ｓ」（横軸）でまとめたものである。尚、圧縮率ｓは下記（１）で算出される。
　　ｓ＝（Ｌｆ－Ｌｓ）／Ｌｆ・・・・（１）式

　上記比較試験の結果から判明したところによると、Ｌｍｉｎが２８ｍｍを下回ると、膜部４の接触圧力を下げることができず、膜部４の耐摩耗性を確保することができない。またＬｍｉｎが４０ｍｍを上回ると、膜部４の耐回転膨張性を確保することができない。したがってＬｍｉｎはこれを、
　　２８ｍｍ≦Ｌｍｉｎ≦４０ｍｍ
の範囲内に設定するのが好適であり、これによれば、膜部４の接触圧力を下げて膜部４の耐摩耗性を確保することができ、また膜部４の耐回転膨張性を確保することができる。尚、プロペラシャフトの大小にかかわらず、プロペラシャフトのスライド量はほぼ同程度であるため、具体的な数値範囲の限定をすることに問題はない。

　また、Ｌｍｉｎの値が上記範囲を満足する場合でも、圧縮率ｓが２０％を上回ると、反発荷重を小さくすることができず、且つ耐摩耗性を確保することができない。したがって圧縮率ｓはこれを
　　０％≦ｓ≦２０％、
の範囲内に設定するのが好適であり、これによれば、反発荷重を小さくすることができ、且つ耐摩耗性を確保することができる。

　以上のように本発明によれば、ブーツ膜部の肉厚０．６～１．８ｍｍ、ブーツ膜部の蛇腹形状における山数４～６山のＴＰＥ製プロペラシャフト用ＣＶＪブーツにおいて、ブーツ膜部の最圧縮時の軸方向長さを２８～４０ｍｍ、圧縮率を０～２０％とすることにより、背反する関係にある膜部の耐回転膨張性と反発荷重および耐摩耗性とをバランス良く確保することができる。

本発明の実施例に係るブーツの断面図比較試験の結果を示すグラフ図

　つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

　図１に示すように、ＴＰＥ製のプロペラシャフト用ＣＶＪブーツ１は、ＴＰＥ単体ブーツとして成形され、その軸方向一端に大径側取付部２が設けられるとともに軸方向他端に小径側取付部３が設けられ、両取付部２，３の間に、全体としてほぼ円錐状を呈する膜部（ベロー部）４が一体成形されている。膜部４の肉厚ｔは０．６～１．８ｍｍとされ、膜部４は山谷が交互に連なる蛇腹形状を有し、この蛇腹形状における山部５の数ｎが４～６山とされている。そして、上記したところにより、最圧縮時における膜部４の軸方向長さＬｍｉｎが、
２８ｍｍ≦Ｌｍｉｎ≦４０ｍｍ
に設定されるとともに、圧縮率ｓが、
０％≦ｓ≦２０％
に設定され、これにより背反する関係にある耐回転膨張性と反発荷重および耐摩耗性とがバランス良く確保されている。

　１　ブーツ
　２　大径側取付部
　３　小径側取付部
　４　膜部
　５　山部

Claims

軸方向両端の取付部の間に蛇腹形状の膜部を設けたＴＰＥ製プロペラシャフト用ＣＶＪブーツであって、
前記膜部の肉厚ｔが、０．６ｍｍ≦ｔ≦１．８ｍｍ、
前記蛇腹形状における山部の数ｎが、４≦ｎ≦６
のブーツにおいて、
前記膜部の最圧縮時の軸方向長さＬｍｉｎを、２８ｍｍ≦Ｌｍｉｎ≦４０ｍｍ、
圧縮率ｓを、０％≦ｓ≦２０％
とすることを特徴とする自在継手用ブーツ。