JP2004520544A - シールブーツ、シールブーツを備えた伝達継手、およびシールブーツを固定する方法 - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
本発明は、請求項1のプレアンブル(preamble:前提部分)において定義されたタイプの、2本のシャフトを連結する伝達継手(transmission joint)のシールを保証するよう意図されたシールブーツに関する。
【0002】
このタイプのシールブーツは、たとえば、トライポッド型継手(tripod joint)のような関節装置(articulation:アーティキュレーション)または等速回転継手(homokinetic joint)によって連結される2本のシャフトに設けられているものがよく見受けられる。これらのブーツは、エラストマーから作製され、同心または螺旋のプリーツを有しており、関節装置または継手が浸されている潤滑剤を密封(confine)する。
【0003】
このタイプのブーツの固定は、ブーツのビードのそれぞれに固定要素を圧締め(clamp)することによる既知の方法で行われ、したがって、シャフトのそれぞれに対して、または各シャフトと部分的に一体となった部分に対してブーツをしっかり圧締めする。これらの固定要素は、閉じたリング、鍔(特にラグ(突起)を有する)、または任意の他の適当な要素とすることができる。ブーツの膜の主な劣化はさておき、装置の良好なシーリングに関して最も重大なゾーンは、ビードの内側と対応シャフトとの圧締め接触のレベルにある。
【0004】
固定要素が、据え込み圧着される閉じたリング(swage-crimped closed rings)である場合、難点がある。実際、ビードの支持面に固定リングを圧着する作業には、塑性変形によりリングを取付けた状態にさせるために、リングを嵌合し、ビード上に位置決めし、次にリングを据え込み加工することが必要とされる。この場合、固定リングの据え込みは、リングの内側面をビードの支持面と単純に接触させるようにこのリングを変形する第1の段階と、次に、支持面を圧縮することによってビード内にリングを貫入させるようにリングを変形する第2の段階とからなる。第2の段階とは対照的に、第1の変形段階は、いずれにしてもビードと対応シャフトとの間の圧締めに寄与するようにはなっていない。しかしながら、この第1の段階は、固定リングの第1のレベルの塑性変形を伴うため、第2の取付けの段階の間(特にこの取付けが自動化されている場合)または作業中のその後の応力の間にリングが劣化および/または破壊するという危険性を増大させる。
【0005】
本発明の目的は、優れたシーリングを保証するとともに、取付けが位置決めの誤りや固定要素の早期の劣化の危険性を減らすブーツを提案することによって上述した欠点を防ぐことにある。
【0006】
この目的は、請求項1の特徴部分の特徴を備える上記タイプのシールブーツを用いる本発明により達成される。
【0007】
このブーツは、単独的に、または技術的に可能な任意の組合せで与えられる、請求項2ないし4の特徴のうち1つまたは複数の特徴を含み得る。
【0008】
本発明はまた、請求項5に定義された伝達継手に関する。
【0009】
本発明による伝達継手の他の特徴は、請求項6ないし8に記載されている。
【0010】
本発明はまた、請求項9に定義された伝達継手を形成するためにシールブーツを固定する方法に関する。
【0011】
本発明による方法の他の特徴は、請求項10および請求項11に記載されている。
【0012】
本発明は、例としてのみ与えられた以下の説明を読み、図面を参照することで、よりよく理解されるであろう。
【0013】
図1および図2は、第1のシャフト4と第2のシャフト6を連結する、本発明に係る伝達継手1を示す。2本のシャフト4および6は、良好な潤滑、特にグリースによる潤滑を必要とする機械的伝達要素(詳細には図示せず)によって連結される。この継手レベルでのこの潤滑剤の密封は、ブーツ2によって保証され、このブーツ2は、その小さい端部が、継手の雄型要素5と一体となったシャフト4に固定されており、その大きい端部が、シャフト6と一体となった継手の雌型要素7の外周に固定されている。
【0014】
このブーツは、塑性材料からできた弾性膜から構成されているブーツ本体10を含み、シャフト4から遠くなるにつれて直径が増大している複数のプリーツを有する。ブーツの端部のそれぞれは、ビード11、12の形態をしている。
【0015】
ビード11、12の内側面は、関連要素の外周に対しシール性のあるように圧締めされるよう意図されている。図1では、ビード11はシャフト4上に、ビード12は雌型要素7上に、圧締め接触状態で取付けられている。
【0016】
さらに、図1および図2に示した例では、継手は、互いに120°の角度で離間したフォロワ8を備えた3つのトラニオンを雄型要素5が有するトライポッド型継手である。雌型要素7は、それぞれがフォロワ8を受け入れるよう意図された陥凹部9を有する。したがって、図2において示されるように、断面では、雌型要素7のシャフト6の軸に対する外周形状(external profile)は3つのローブ付き形状であり、これらの陥凹部9の外周形状からなる。継手のシールを保証するために、ビード12の内周形状(internal profile)は、継手の内側が先に述べた雌型要素7の外周形状に相補的であるようにして、継手の内側の方に向いた所定数の突起を有する。したがって、示した例では、ビード12は、3つのローブ付き形状の内周形状を有し、外周形状が円形部分を有する。
【0017】
図3は、本発明に係るブーツ2のビード12、固定要素22、および継手の内側で最も遠い雌型要素7の端部を示している。
【0018】
ビード12は、ブーツ本体10とビード12との間に遷移部を形成する半径方向アウターショルダ16を有する。ビード12は、ショルダ16からその端部にかけて、固定要素22を受け入れるよう意図された支持面20を有する。支持面20は略円筒形であり、ビード12と同軸にある。ビード12の長手方向断面の内周形状は、継手の内方に向けられた複数の略V字形の突起21を有する。これらの突起21は、ビード12が関連要素7に取り付けられ圧締めされたときに、シールラインを形成するよう意図されている。
【0019】
固定要素22は、鋼またはアルミニウムからできた閉じたリングの形態をしている。
【0020】
雌型要素7の外周面は、雌型要素7の端部近くに配置された環状溝23を有する。このキャビティ23の長手方向断面形状は、上述したシールラインを形成するためにビード12の内周形状の突起21と協働するよう意図されている。
【0021】
ブーツ2の取付けはまず初めに、シールすべき継手の要素4、7上にこのブーツを位置決めすることからなる。雌型要素7上のビード12の取付けの詳細のみを例示として以下に記載するが、シャフト4上のビード11の取付けは類似していることが理解される。
【0022】
固定要素22は、次に、わずかな半径方向遊隙がある状態でビード12に嵌合され、図3bに示されるように、位置決め止め部としてショルダ16を用いて、固定要素22が支持面20に面する位置にくるように長手方向に位置決めされる。
【0023】
最終的に、固定要素22は、半径方向に支持面20を圧縮するように据え込み(スエージ加工)され、したがって、ビード12から締付力を関連要素7にかける結果、半径方向に突出する端首部24をビード12の端部に出現させる。要素7上のビード12の取付け状態は、図3cに示される。閉じたリングが固定要素22として用いられる場合には、圧締め(clamping)は、リングの外周面にわたって均一の円周力(pheripheral force)をかけることからなる。既に実際にビード12と単純接触しているリングは、次に、収縮によって可塑的に変形され、圧縮(crimping)によってビード12に食い込んで、支持面20を押しつぶし、端首部(end neck)24を出現させる。
【0024】
本発明のよりよい理解を助けるために、図5は、図3bと同一の図を示すが、図5においてブーツ2は、従来技術に従っている。ブーツ2のビード12は、前と同じ要素を有しているが、ビード12の端部に位置した、外方に向って半径方向に延出する端首部28もフリーな状態において含む。図5に示したようにブーツの圧締め(clamping)前の取付けは、支持面20に面して位置される前に固定要素22がわずかな半径方向遊隙をもって首部28を乗り越えて、ビード上に適合される。
【0025】
本発明に係るブーツのビードは、フリー状態では、端首部ではなく端部の表面を支持面20の延在部に有しているため、固定要素22を支持面20と接触させるのに、取付けの時点で固定要素22の本来の変形は必要ではない。取付時の要素22は、この表面20の直径よりもほとんど大きくない内径を有する。また、ビードと対応シャフトとの間の同程度の圧締め(clamping)では、本発明によるブーツを含む継手1は、従来技術に属する同じタイプの継手に関して、固定要素22の変形の度合い、すなわちフリー状態と圧締め取付け後とでの固定要素22の内径の差を小さくさせる。結果として、ビードの圧締めの確実性と再現性とが改善される。
【0026】
図4aは、本発明の第2の実施形態を示す。この実施形態によるブーツ2のビード12は、図3aに示した第1の実施形態に属するビードと同じ要素、すなわち支持面20および半径方向アウターショルダ16を含む。しかしながら、支持面20はまた、円形溝26も有する。
【0027】
この第2の実施形態によるブーツ12の取付けは、図4bに示されている。この取付けは、第1の実施形態の取付けと同じである。
【0028】
有利には、図4bに示すように、溝26が固定要素22の内周面の長さに略等しい距離のところに配置される場合、溝26は、固定要素22の長手方向の位置決めに対し視覚的な基準目印として役立つ。溝26に関したこの位置決めにより、圧締め前のショルダ16と固定要素22との間にわずかな軸方向の遊隙が存在し得る。
【0029】
固定要素22の圧締めが図4cに示されており、図3cの場合と同じ表現で記載されている。固定要素22の圧締め(clamping)は、止め部をなす端首部24を出現させるとともに、押圧された支持面20の溝26を部分的にまたは全体的になくすようにさせる。
【0030】
したがって、本発明の2つの実施形態では、固定要素22が取付けられて圧締めされたときに、伝達継手1はシャフト、あるいはシャフトと部分的に一体となっている部分のそれぞれに対しシール接触状態で固定されているブーツを有しており、固定要素の各サイドには突起止め部がある。
【0031】
円形溝26の存在はまた、固定要素22によって押しつぶされた支持面20の下に配置された材料の体積圧縮の間、ビード内の固定応力のより均一な分布を可能にする。
【0032】
ビード12の外周面の断面形状は、円形断面に限定されず、その部分のすべてにわたって略一定の材料の厚さを圧締めされたビードが有するように、外側の方に向いた、特に雌型要素7の陥凹部に面した突起を有してもよい。その場合、リング22は、取付時では、対応する非円形断面を有する。したがって、締付け圧力(clamping pressure)は、ビードを構成している材料内でより均一になるようにして分布される。
【0033】
変形として、閉じたリングは、固定要素22としてラグ鍔部(lug collar)と代替することができる。この場合、圧締めは、ラグの基本レベルで締付け力(pinching force)をかけることからなり、このラグには、既に実際にビード12と単純に接触状態にある鍔部が従来的に設けられる。ラグの締付けにより、鍔部の内径が縮小し、ビード12に食い込む結果、端首部24が出現する。
【0034】
最後に、本発明は、本明細書に記載の実施形態におけるような3つの対称(ternary symmetry)を有するものに適用するだけでなく、任意の伝達継手にも適用する。
【図面の簡単な説明】
【0035】
【図1】太く印字された軸線によって境界を画された部分が長手方向部で表されている、本発明による伝達継手の側面図である。
【図2】線II−IIに沿った、図1に示した継手の断面図である。
【図3a】図1の円形ゾーンIIIに対応する長手方向部の単純化された図であり、本発明によるブーツの端部、取付け前の固定要素および雌型要素を示しす図である。
【図3b】図1の円形ゾーンIIIに対応する長手方向部の単純化された図であり、固定要素の圧締め前に互いに位置決めされたこれらの要素を示す図である。
【図3c】図1の円形ゾーンIIIに対応する長手方向部の単純化された図であり、継手の雌型要素に圧締めされたブーツの端部の最終状態を示す図である。
【図4a】図3aに類似しているが、本発明の第2の実施形態による継手に関した図である。
【図4b】図3bに類似しているが、本発明の第2の実施形態による継手に関した図である。
【図4c】図3cに類似しているが、本発明の第2の実施形態による継手に関した図である。
【図5】図3bに類似しているが、従来技術の継手形成部に関した図である。
Claims (11)
- シャフト(4)の外周、またはシャフト(6)と一体となった伝達継手の要素(7)の外周とのシール接触を保証するよう意図されたビード(11、12)を各端部に設けられたブーツ本体(10)を備えるタイプの、2本の前記シャフト(4、6)を連結する前記伝達継手のシールを保証するよう意図されたシールブーツであって、
前記各ビードは、前記ビード(12)と前記ブーツ本体(10)との間に遷移部を形成する半径方向アウターショルダ(16)と、該ショルダ(16)から延在し、前記シャフトまたは関連の前記要素に対して前記ビードをシール固定するように要素(22)を受け入れるよう意図された支持面(20)を含む、シールブーツにおいて、
前記支持面(20)は、前記ビード(11、12)の端部まで外径が増大することなく延在すること、および、前記ショルダ(16)は、前記固定要素(22)を取付ける際の長手方向の位置決めのための止め部をなすようになっていることを特徴とする、シールブーツ。 - 前記ビード(11、12)は、外形的に回転体であり、前記支持面(20)は、略円筒形であることを特徴とする、請求項1に記載のブーツ。
- 前記支持面(20)は、円形溝(26)を含む、請求項1または2に記載のブーツ。
- 前記円形溝(26)は、前記ショルダ(16)から、前記固定要素(22)の内周面の長さに略等しい距離のところに配置され、前記固定要素(22)を取付ける際の長手方向の位置決めのための視覚的な基準目印をなすよう意図されていることを特徴とする、請求項3に記載のブーツ。
- 2本のシャフト(4、5)と、
前記2本のシャフトを連結する関節式伝達要素と、
伝達継手のシールを保証するよう意図されたシールブーツ(2)と、
シャフト(4)上に、またはシャフト(6)と一体となった伝達継手の要素(7)上に前記ブーツの各端部を固定するための、該各端部に圧締めされる2つの固定要素(22)と
を備えるタイプの伝達継手であって、
前記シールブーツ(2)は、請求項1ないし4のいずれか一項に記載されているものであること、および、端首部(24)は前記各固定要素(22)の外周面の上に前記ブーツの前記ビード(11、12)から半径方向に突出することを特徴とする、伝達継手。 - 前記ブーツは、請求項3または4に記載されているものであること、および、前記各固定要素(22)は、前記ブーツ(2)の前記ビード(11、12)の関連の支持面(20)を圧縮する結果、該支持面(20)の前記円形溝(26)を少なくとも部分的になくさせることを特徴とする、請求項5に記載の伝達継手。
- 前記固定要素(22)は、関連の前記ビード(11、12)上に据え込み圧縮された閉じたリングであることを特徴とする、請求項5または6に記載の伝達継手。
- 前記固定要素(22)は、関連の前記ビード(11、12)に圧縮された、締め付けられたラグ鍔部であることを特徴とする、請求項5または6に記載の伝達継手。
- 2本のシャフト、伝達継手のシールを保証するよう意図されたシールブーツ(2)、およびシャフト(4)上に、またはシャフト(6)と一体となった前記伝達継手の要素(7)上に前記ブーツの各端部を固定するための2つの要素(22)を備えるタイプの伝達継手を形成するために、シールブーツを固定する方法であって、
前記2つの固定要素(22)は、
関連の前記端部に前記固定要素(22)を嵌合するステップと、
関連の前記端部に対して前記固定要素(22)の長手方向の位置決めをするステップと、
前記固定要素(22)を圧締めするステップと
からなる連続ステップによって前記端部のそれぞれに各自取付けられる、固定する方法において、
前記シールブーツ(2)は、請求項1ないし4のいずれか一項に記載されているものであること、および、取付時の前記固定要素(22)は、前記ビード(12)の前記支持面(20)の外径に略等しい内径を有することを特徴とする、方法。 - 前記固定要素(22)は、閉じたリングであること、および前記圧締めステップは、前記リングの外周に均一の力をかけることによって前記リングを据え込みすることからなることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
- 前記固定要素(22)は、ラグ鍔部であること、および、前記圧締めステップは、前記ラグの基部を締め付けることからなることを特徴とする、請求項9に記載の方法。
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