KR100330601B1 - 수지제cvj부트 - Google Patents

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KR100330601B1
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신지 노무라
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키파 가부시기가이샤
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Abstract

본 발명은 등속조인트와같이 작동각(교차각)을 가지고 회전하는 2측에 벨로우즈부 양단의 큰지름장착부와 작은지름장착부에 의해 장착되는 동시에 그리스유지 및 방진(防塵) 등에 사용되는 수지제의 부트에 관한 것으로서 특히 수지제CVJ부트의 벨로우즈부의 S자굴곡에 따른 단점을 해소하기 위한 구조에 관한 것이다.
이에따른 본 발명의 수지제CVJ부트는 4개 이상의 연속된 정상부 및 곡부로 이루어진 벨로우즈부와 이 벨로우즈부의 일단에 설치된 큰지름장착부와 벨로우즈부의 타단에 설치된 작은지름장착부를 구비하고,상기 벨로우즈부가 S자로 굴곡할 경우의 굴곡점으로부터 상기 큰지름장착부 부근의 정상부무리와 상기 굴곡점으로부터 상기 작은지름장착부 부근의 정상부무리의 사이에 위치하는 곡부에 이웃하는 양측면 중 하나인 작은지름장착부측정상부의 큰지름장착부측 경사면을 부트외측으로 향하여 볼록한 곡면으로 형성한 것을 그 구성적 특징으로 한다.
이러한 구성에 따라서 본 발명의 수지제CVJ부트는 벨로우즈부의 압축측에 있어서의 큰지름장착부 부근의 정상부 끼리의 접촉압력을 낮게하여 내구성을 향상시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

수지제CVJ 부트
본 발명은 등속조인트와 같이 작동각(교차각)을 가지고 회전하는 2측에 벨로우즈부 양단의 큰지름장착부와 작은지름장착부에 의해 장착되는 동시에 그리스유지 및 방진(防塵) 등에 사용되는 수지제의 부트(본 명세서에 있어서는 이와 같은 부트를 총칭하여 "수지제CVJ부트"라 함)에 관한 것이다. 더욱 상술하면 본 발명은 수지제CVJ부트의 벨로우즈부의 S자 굴곡에 따른 단점을 해소하기 위한 구조에 관한 것이다.
일반적으로, CVJ 부트(1)에는 제1도에 나타낸 바와 같이 등속조인트(2)의 외출부(6)에 장착된 큰지름장착부(4)와 회전축(8)에 장착된 작은지름장착부(5)가 벨로우즈부(3)의 양단에 배치되어 있다. 이 CVJ 부트(1)는 종래 주로 사용하는 고무제품인 경우에는 2-4개 정상부의 벨로우즈부를 가지고 있지만 최근 개발이 진행되는 수지제의 경우에는 고무만큼 유연성이 없으므로 정상부의 수를 고무제의 경우보다 많게 함으로써 변형이 용이하도록 구성되어 있다. 예를들면 종래의 수지제CVJ부트로서는 제1도에 나타낸 바와 같이 6개의 정상부를 갖는 대략 원추형상의 부트가 공지되어 있다.
그러나, 정상부의 개수를 많게 해야만 하는 수지제CVJ부트의 경우 벨로우즈부의 중간의 곡부와 이웃하는 경사면에 특히 마모현상이 현저하여 부트수명을 단축하는 문제가 있다.
이 문제를 해결하기 위해 본 발명자 등이 여러 가지 연구를 거듭한 결과 등속조인트에 큰 작동각을 부여할 경우의 압축측(2축의 교차각 θ가 좁은쪽)에 있어서의 부트의 변형은 전체의 정상부가 균일하게 축방향으로 압축되어 1개의 곡선을 형성하는 것으로 생각되지만 실제로는 S 자로 굴곡되는 것(본 명세서에서는 이 변형을 "S 자 굴곡"이라 칭함)을 알 수 있다. 이것은 제1도에 나타낸 바와 같이 등속조인트의 작동각의 중심 P와 부트의 큰 지름 장착부의 부착중심 O가 어긋나기 때문에 압축측의 정상부가 전체적으로 압축되지 않고 부분적으로 축방향으로 넓어지기 때문이라고 생각된다. 또, 신장측(2축의 교차각이 넓은쪽)에 있어서도 전체의 정상부가 축방향으로 신장(전개)되지 않고 부분적으로 압축된다. 그리고, 신장된 정상부의 이동은 압축될 정상부의 이동을 도와서 정상부끼리를 강하게 접촉시키며, 특히 정상부에 있어서 접촉압력을 강하게 하는 경향이 있다. 또 다른 현상 즉 압축측의 정상부가 압축되지 않고 신장되는 형상이 작은지름장착부 부근의 정상부에서 발생한다.
또, S자 굴곡시 굴곡점에서 작은지름장착부 부근의 정상부무리와 큰지름장착부 부근의 정상부무리 사이의 경계에 위치하는 곡부(본 명세서에서는 특히 이 곡부를 "굴곡점의 곡부"라 칭함)를 형성하는 경사면에는 가장 강한 압축력이 작용하는 것을 알았다. 이 S자 굴곡은 피할 수 없는 현상이며, 이것에 의해 굴곡점의 곡부를 형성하는 경사면 끼리가 접촉하는 것을 피할 수 없다. 또, 벨로우즈부는 큰지름장착부측에서 작은 지름장착부로 향함에 따라서 서서히 정상부지름 및 곡부지름을 작게 하여 전체적으로 원추형을 성립하도록 형성되어 있으므로 정상부와 이웃하는 작은지름장착부측으로 향한 경사면(이하 본 명세서에서는 "작은 지름장착부측 경사면"이라 칭함)쪽이 큰 지른 장착부로 향한 경사면(이하 본 명세서에서는 "큰지름장착부측 경사면"이라 칭함)보다 길어진다. 따라서 강한 압축력이 굴곡점의 곡부(30)를 형성하는 큰 지름장착부측 경사면(31)과 반대측 경사면(33) 사이에 작용하는 경우 굴곡점의 곡부(30)에 인접하는 큰지름장착부측 경사면(31)보다 길어진 작은지름장착부측 경사면(32)에 의해 정상부가 휘어지는 방향으로 가압되기 때문에 예각의 정상부(34)가 곡부(30)와 이웃하는 반대측 경사면(33)에 강하게 접촉(선접촉)한다(제5B도 참조). 이 때문에 S자 굴곡시에 굴곡점의 곡부(30)를 형성하는 큰지름장착부측 경사면(31)과 반대측경사면(33) 사이의 접촉시의 면압이 높아지게 되고, 다른 경사면 부분에 비해서 마모가 현저하여 부트수명을 단축하게 된다. 또, 벨로우즈부가 S 자고 굴곡할 때의 굴곡점은 조인트에 작동각을 부여할 경우 압축측에 있어서의 벨로우즈부의 신장부분과 압축부분 사이를 의미한다.
본 발명은 S자 굴곡에 의해 굴곡점의 곡부와 이웃하는 경사면 끼리가 접촉하는 것은 피할 수 없는 현상이므로 벨로우즈부의 압축측에 있어서의 큰 지름 장착부 부근의 정상부 끼리의 접촉압력을 절감하고, 내구성을 향상시킨 수지제CVJ부트를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수지제CVJ부트는 4개 이상의 연속된 정상부 및 곡부로 이루어진 벨로우즈부와 이 벨로우즈부의 일단에 설치된 큰지름장착부와 벨로우즈부의 타단에 설치된 작은 지름 장착부를 구비한 수지제CVJ부트에 있어서, 상기 벨로우즈부가 S 자로 굴곡할 경우의 굴곡점으로부터 상기 큰지름장착부 부근의 정상부무리와 상기 작은지름장착부 부근의 정상부무리의 사이에위치하는 곡부에 이웃하는 양측면 중 하나인 작은 지름장착부축 정상부의 큰지름장착부측 경사면을 부트 외측으로 향하여 볼록한 곡면으로 형성하였다.
이 경우 벨로우즈부가 S자 굴곡할 때의 굴곡점의 곡부를 형성하는 두 경사면중 하나인 작은 지름장착부측 정상부의 큰지름장착부측 경사면의 휘어짐에 대한 강성이 높아져 굴곡점의 곡부를 형성하는 경사면끼리의 접촉이 어려워진다. 또 접촉하여도 완만한 곡면을 갖는 경사면부분이 접촉하므로 접촉면적이 넓어 면압이 낮아진다.
청구항1의 수지제CVJ부트에 있어서, 정상부와 곡부 사이에 위치하는 곡면형상의 상기 큰지름장착부측 경사면의 전개길이는 같은 정상부를 형성하는 반대측의 작은지름장착부측 경사면의 정상부와 곡부간의 전개길이와 실질적으로 같으며, 여기서 전개길이는 경사면이 직선형으로 늘어날 때의 길이를 나타낸다. 이 경우 정상부와 곡부 사이에 위치하는 원호의 큰지름장착부측 경사면의 전개길이는 같은 정상부 반대측면을 형성하는 동시에 정상부와 곡부 사이에 위치하는 작은지름장착부측 경사면의 전개길이와 실질적으로 같으며, 정상부의 상부는 굴곡점의 곡부의 다른 측을 형성하는 경사면, 즉 정상부가 휘어질 때 큰지름장착부 부근의 정상부무리에 있어서의 작은지름장착부측 경사면과 접촉하지 않는다. 즉 경사면은 완만한 곡면을 가지고 넓은 영역에서 서로 접촉하므로 면압력이 낮아진다.
또 청구항1에 따른 수지제CVJ부트에 있어서 청구항 3의 특징은 큰지름장착부 부근의 정상부무리중 최소한 1개 이상의 큰지름장착부측 경사면은 부트외측으로 향하여 볼록한 곡면으로 형성된다는 점에 있다. 이 경우 굴곡점의 곡부와 이웃하는경사면 끼리만이 아니라 압축되어 경사면끼리가 붙기 쉬운 큰지름장착부의 부근의 정상부에 있어서도 큰지름장착부측 경사면이 볼록형상의 곡면으로 형성되어 정상부의 복귀에 대한 강성이 높아진다. 따라서 S자 굴곡 시에 큰지름장착부 부근의 정상부무리와 작은지름장착부 부근의 정상부무리 사이의 곡부와 이웃하는 경사면 사이뿐만 아니라 압축측의 큰지름장착부 부근의 정상부무리의 경사면 끼의 접촉압력도 약해지며, 국부적으로 강한 힘으로 접촉하는 부위가 어디에도 발생하지 않는다.
또 청구항4 기재의 발명은 청구항3 기재의 수지제CV2부트에 있어서 상기 큰지름장착부 부근의 정상부무리에서 정상부와 곡부 사이에 뻗어 있는 동시에 부트외측으로 향하여 볼록한 곡면으로 된 큰지름장착부측 경사면의 전개길이는 같은 정상부를 형성하는 반대측의 작은지름장착부측 경사면의 정상부와 곡부사이의 전개길이와 실질적으로 같은 것을 특징으로 한다. 이 경우 S자 굴곡에 의해 강한 압축력이 작용하여도 굴곡점의 곡부를 작은지름장착부 부근의 정상부 뿐만 아니라 압축측의 큰지름장착부 부근의 정상부에 있어서도 휘어짐이 일어나지 않고, 경사면끼리가 완만한 곡면에 넓게 접촉하여 면압이 낮아진다.
또, 청구항5 기재의 발명은 청구항1 또는 2항중 어느 한 항에 기재된 수지제CVJ부트에 있어서, 상기 큰지름장착부 부근의 정상부무리의 정상부와 곡부사이의 간격(지름차이)은 상기 작은지름장착부 부근의 정상부무리의 정상부와 곡부 사이의 간격보다 크게 형성된 것을 특징으로 한다. 이 경우 작은지름장착부 부근의 정상부무리의 정상부와 곡부 사이의 간격이 작아지므로 작은지름장착부 부근의 정상부무리의 전개길이가 짧아지고, 그 만큼 굴곡점의 곡부와 이웃하는 경사면의 사이 및 큰지름장착부 부근의 정상부무리의 정상부끼리가 압축되는 것을 도와주지 않고 그 부분에 있어서의 접촉압력을 낮춘다.
또, 청구항6 기재의 발명은 청구항 1 또는 2항 중 어느 한 항에 기재된 수지제CVJ부트에 있어서, 상기 작은지름장착부의 정상부무리와 상기 큰지름장착부 부근의 정상부무리 사이의 경계에 위치하는 상기 곡부 두께를 다른 곡부의 두께 보다 크게 한 것을 특징으로 한다. 또, 청구항 7 기재의 발명은 제1항 또는 제2항에 기재된 수지CVJ부트에 있어서, 상기 작은지름장착부 부근의 정상부무리와 상기 큰지름장착부 부근의 정상부무리 사이의 상기 곡부의 개방각도를 다른 곡부의 개방각도 보다 크게 한 것을 특징으로 한다. 또, 청구항 8 기재의 발명은 청구항 제1항 또는 제2항 중 어느 한 항에 기재된 수지제CVJ부트에 있어서, 상기 작은지름장착부 부근의 정상부무리와 상기 큰지름장착부 부근의 정상부무리 사이의 경계에 위치하는 상기 곡부에 보강부재를 부설한 것을 특징으로 한다.
청구항6 내지 8항 기재의 발명의 경우, 작은지름장착부 부근의 정상부무리와 큰지름장착부 부근의 정상부무리 사이의 경계에 위치하는 곡부의 강성이 다른 곡부와 비교하여 크기 때문에 압축측에 있어서 작은지름장착부 부근의 정상부무리가 전개되어도 그 동작, 즉 축방향으로의 확대 강성이 큰 곡부로 규제된다. 따라서 등속조인트의 작동각이 크게 되어도 압축측에 있어서의 작은지름장착부 부근의 정상부무리의 전개가 억제되는 만큼 양 정상부무리 사이의 곡부와 이웃하는 경사면 사이 및 큰지름장착부 부근 끼리의 접촉압력이 낮아진다.
또, 청구항 9 기재의 발명은 청구항 1 또는 2항 중 어느 한 항에 기재된 수지제CVJ부트에 있어서, 상기 작은지름장착부 부근의 최소한 2개 이상의 곡부를 제외한 그 밖의 곡부에 U자 형의 홈을 형성한 것을 특징으로 한다. 이 경우 V자 형과 U자 형의 2단의 곡부를 갖는 큰지름장착부 부근의 정상부무리는 변형이 용이하므로 부트가 S자 굴곡을 일으켜도 큰지름장착부 부근의 정상부무리에 비해서 상대적으로 자유도(신장이 쉬운 정도)가 작은 압축측에 있어서의 작은지름장착부 부근의 정상부무리의 전개길이는 작아지고, 그 만큼 굴곡점의 곡부와 이웃하는 경사면 끼리의 강한 접촉이 방지되는 동시에 큰지름장착부 부근의 정상부무리의 정상부 끼리가 압축되는 것은 돕지 않고 그 부분만큼 접촉압력을 낮게 한다.
이하 본 발명의 구성을 도면에 나타낸 실시예에 따라서 상세히 설명한다.
제2도에 본 발명의 수지제CVJ부트의 일실시예를 나타낸다. 이 수지제CVJ부트("부트"라고도 한다)(1)는 고무제 부트의 경우보다도 정상부의 수를 많게 하여 변형이 용이하도록 설치되어 있다. 통상 CVJ 부트의 경우 최소한 4-6개의 정상부가 형성되며, 경우에 따라서는 6개 이상이 형성될 수도 있다. 본 실시예의 CVJ 부트(1)는 6개의 정상부 및 곡부를 갖는 벨로우즈부(3)와 이 벨로우즈부(3)의 일단에서 등속조인트(2)의 외륜부(6)에 결합된 큰지름장착부(4)와 벨로우즈부(3)의 타단에서 등속조인트(2)의 회전축(8)에 결합된 작은지름장착부(5)를 구비한다. 큰지름장착부(4) 및 작은지름장착부(5)는 각각 제1 고정구(7) 및 제2고정구(9)에 의해 등속조인트(2) 측에 체결되어 고정된다. 또 부트(1)를 구성하는 수지에는 일반적으로 열가소성 수지가 이용된다.
벨로우즈부(3)는 S자로 굴곡할 경우 굴곡점을 중심으로 큰 지름장착부(4) 부근의 정상부무리(B)와 작은지름장착부(5) 부근의 정상부무리(A)로 되는 2개 무리의 정상부무리(A),(B)로 크게 분리되고, 또 양쪽의 정상부무리(A),(B) 사이의 곡부(10)를 사이에 두고 있는 변 중에서 정상부무리(A)측의 경사면, 즉 큰지름장착부측 경사면(11)이 부트의 외측으로 볼록한 곡면으로 형성되어 있다. 여기서 큰 지름장착부측경사면(11)과 그 반대측의 작은지름장착부측 경사면(12)의 정상부와 곡부 사이의 전개길이(직선인 경우의 경사면길이)는 대략 같은 것이 바람직하다. 예를 들면 제4A도에 나타낸 바와 같이 큰지름장착부측 경사면(11)의 길이(α)와 그 반대측의 작은지름장착부측 경사면(12)의 길이(β)는 대략 α≒β의 관계로 설정된다. 이 경우 제4b도에 나타낸 바와 같이 강한 압축력이 작용하여도 정상부(A3)가 휘어지지 않고 완만한 곡면으로 된 큰지름장착부측 경사면(11)과 곡부(10)를 사이에 두고 있는 직선형의 반대측 경사면(13)이 접촉하여 면압력이 작아진다. 또 큰지름장착부(4) 부근의 정상부무리(B)와 작은지름장착부(5) 부근의 정상부무리(A)중 굴곡점의 곡부(10)와 이웃한 큰지름장착부측 경사면(11)만 형상이 다르고 그 밖의 경사면은 대략 직선으로 형성되고 그 두께도 대략 같다.
이와 같이 구성된 수지제CVJ부트(1)에 의하면 등속조인트에 큰 작동각을 부여할 때 제3도에 나타낸 바와 같이 변형된다. 또 제3도에서 벨로우즈부(3)에 있어서의 회전축(8)의 상측부분은 신장측이 되고, 하측부분은 압축측이 된다. 이러한 관계는 이와 유사한 도면일 경우 동일하므로 그 설명을 생략한다.
이 부트의 S자 굴곡을 동반한 신장의 압축이 일어나는 이유는 등속조인트의 작동각의 중심 P와 부트큰지름 부착부의 중심 O가 어긋나 있는 것에 기인한다.
즉, 도 1과 같이 등속조인트의 작동각의 중심 P와 부트큰지름 부착부의 중심 O가 어긋나 있기 때문에 작동각에 도달했을 때(도 3과 같이 회전축(8)이 기울어졌을 때)에 등속조인트(2)의 회전축(8)의 작동각 보다도 부트(1)쪽이 더욱 급각도로 굴곡되게 된다. 한편 작은지름장착부(5)는 조인트의 회전축(8)에 고정되고 있기 때문에 상술한 각도차이만큼 부트굴곡 각도에 대해 올라가게 된다. 그 결과 작은지름장착부(5)측의 정상부(A1)(A2)(A3)는 역의 굴곡상태가 되고 압죽측(도 3의 회전축(8)보다도 하측에 도시되고 있는 부트 정상부분)에 있어서 작은지름장착부측 정상부(A1)(A2)(A3)는 신장하며, 신장측(도 3의 회전축(8)보다도 상측에 도시되고 있는 부트정상부분)에 있어 작은지름장착부(5)측의 정상부(A1)(A2)(A3)는 신장하며, 신장측(도 3회전축(8) 보다도 상측에 도시되고 있는 부트정상부분)에 있어 작은지름장착부(5)측의 정상부(A1)(12)(A3)는 수축되는 것입니다. 이에 따라 S자 굴곡이 일어납니다.
그러나 작은지름장착부측 정상부무리(A)와 큰지름장착부측 정상부무리(B)와의 경계에 있는 작은지름장착부측 정상부(A3)의 큰지름장착부측 경사면(11)이 큰지름장착부측 정상부(B4)를 향해 돌출하는 구면이 형성되어 강성이 높아지고 있기 때문에 S자 굴곡에 의해 큰지름장착부측 경사면(11)을 반대측 경사면(13)으로 밀어부치는 강한 압축력이 작용해도 큰지름장착부측 경사면(11)이 쉽게 변형되지 않으며 반대측경사면(13)의 접촉을 완전하게는 피할 수 없지만 마모될 정도의 강한 접촉은 피할 수 있다. 또한 작은지름장착부측 정상부무리(A)와 큰지름장착부측 정상부무리(B)의 경계인 큰지름장착부측 경사면(11)은 구면이 형성되어 강성이 높아져서 부트 전체가 하나의 굴곡율로는 작게 휘지않기 때문에 압축측의 부트곡부의 내주면이 등속조인트(2)의 회전축(8)에 접촉하는 경우가 없다.
제 6도에 제2 실시예를 나타낸다. 본 실시예는 굴곡점의 곡부(10)를 사이에 두고 있는 변 중 큰지름장착부측 경사면(11) 뿐만 아니라 큰지름장착부 부근의 정상부무리(B)중 최소한 하나 이상의 큰지름측경사면(14)도 부트 외측으로 향하여 볼록한 곡면으로 형성하였다. 이 경우 굴곡점의 곡부(10)를 사이에 두고 있는 큰지름장착부측 경사면(11)과 반대측 경사면(13) 뿐만 아니라 압축되어 경사면끼리 상호 접촉이 용이한 큰지름장착부 부근의 정상부무리(B)에 있어서도 큰지름측경사면(14),.....,(14)이 볼록한 곡면으로 형성되어 큰지름장착부 부근의 정상부(B4)(B5),(B6)의 휘어짐에 대한 강성이 높다. 따라서, S자 굴곡시에 굴곡점의 곡부(10)를 사이에 두고 있는 큰지름장착부측 경사면(11)과 반대측 경사면(13) 사이 뿐만 아니라 압축측의 큰지름장착부 부근의 정상부무리(B)의 큰지름측 경사면(14)과 대향경사면(15) 끼리의 접촉도 약해지고, 국부적으로 강한 힘으로 접촉하는 부위가 어디에도 발생하지 않는다. 또 본 실시예의 부트에 있어 정상부와 곡부 간에 볼록면을 갖는 큰지름측 경사면(14),.....,(14)과 각 큰지름장착부 부근의 정상부(B4),.....,(B6)에 이웃하는 반대측의 작은지름장착 부측의 대향경사면(15)의 전개길이(α'),(β')를 대략 같도록 하는 것이 바람직하다. 이 경우 S자 굴곡시 강한 압축력이 작용하여도 정상부로부터 곡부에 이르는 만곡된 큰지름측 경사면(14)의 전개길이와 반대측의 직선형의 작은지름 장착부측의 대향 경사면(15)의 전개길이가 대략 같아지므로(α'≒β'), 곡부(10)와 이웃하는 작은지름장착부 부근의 정상부무리(A)의 정상부 뿐만 아니라 압축측의 큰지름장착부 부근의 정상부무리(B)에 있어서도 휘어짐이 발생하지 않고 큰지름장착부측 경사면(11)과 반대측 경사면(13) 및 큰지름측 경사면(14)과 대향경사면(15) 끼리가 완만한 곡면에 넓게 접촉하여 더욱 면압력이 낮아진다.
또, 본 발명의 제3실시예를 제7도에 나타내고 있다. 본 실시예는 다시 2개의 정상부무리(A),(B)에 속하는 각 정상부에 있어서 그 정상부와 곡부 사이의 간격(C1),(C2)과 관련하여 작은지름장착부(5) 부근의 정상부무리(A)에 속하는 정상부(A1)-(A3)쪽이 큰지름장착부(4) 부근의 정상부무리(B)에 속하는 정상부(B4)-(B6)의 차이보다도 작게 설정되어 있다. 같은 정상부무리에 속하는 정상부들은 같은 높이이지만 반드시 같은 높이가 아니라도 관계없다. 또한 작은지름장착부(5) 부근의 정상부무리(A)의 정상부와 곡부 사이의 간격(C1)중에서 가장 큰 것이 큰지름장착부(4) 부근의 정상부무리(B)의 정상부와 곡부사이의 간격(C2) 중에서 가장 작은 것에 비해서 작게 형성되어 있다. 여기서 정상부와 곡부사이의 간격은 1개의 정상부무리를 구성하는 각 정상부(A1)-(A3), (B4)-(B6)로부터 곡부(또는 제7도의 실시예와 같이 U자형 홈을 병용하는 경우에는 U자형 홈의 내주면측의 바닥점)까지의 차 즉 정상부의 높이를 말한다. 물론 같은 정상부무리에 속하는 정상부들의 정상부와 곡부 사이의 간격은 전부동일하게 설정하는 것도 가능하다.
예를 들면, 벨로우즈부(3)의 정상부의 개수를 6으로 하는 경우 작은지름장착부(5)의 정상부무리(A)에는 제1정상부(A1), 제2정상부(A2), 제3정상부(A3)가 속하고, 큰지름장착부(4)의 정상부무리(B)에는 제4정상부(B4), 제5정상부(B5), 제6정상부(B6)가 속한다. 본예에서는 S자 굴곡이 있을 경우의 굴곡점으로부터 큰지름장착부 부근의 정상부무리(B)와 작은 지름장착부 부근의 정상부무리(A)의 경계의 부트의 정상부의 개수를 동일하게 2분하는 곡부(10)가 위치하는 경우 정상부와 곡부사이의 간격이 작은 쪽과 큰 쪽의 경계로 작용한다. 또한 정상부무리(A)의 각 정상부와 곡부는 정상부무리(B)의 정상부와 곡부 사이의 간격 내에 위치한다. 즉 정상부무리(A)의 정상부와 곡부는 정상부무리(B)의 외경위치(선 o로 표시된다)와 내경위치(선 i로 표시된다) 사이에 수용된다.
작은지름장착부의 정상부무리(A)와 큰지름장착부의 정상부무리(B)의 배치관계는 특히 제7도에 표시된 것에 한정되지 않으며, 예를 들면(도시하지는 않았지만) 큰지름장착부(4) 부근의 정상부무리(B)와 작은지름장착부(5) 부근의 정상부무리(A)의 전체의 곡부의 내주면이 1개의 완만한 곡선형(포탄형)의 내접선과 접하도록 곡부의 위치를 정렬하여 양쪽의 정상부무리(A),(B)를 형성하는 것이 바람직하다. 또, 작은지름장착부의 정상부무리(A)를 큰 지름 장착부의 정상부 무리(B) 보다도 작은 지름으로 형성하여 이중레벨로 형성하고, 양쪽의 정상부무리(A),(B) 사이에 그 정상부의 높이를 큰 차이가 나도록 형성하는 것이 바람직하다.
이와 같이 구성된 수지제CVJ부트(1)에 의하면 제2도에 나타낸 실시예의 부트의 동작 외에도 다음과 같은 동작이 목격된다.
즉, CVJ 부트(1)가 제3도에 나타낸 바와 같이 S자 굴곡을 일으킬 경우 압축측에 있어서는 큰지름장착부(4) 부근의 정상부무리(B)는 축방향으로 압축되는 동시에 작은지름장착부(5) 부근의 정상부무리(A)는 역으로 전개된다. 이때 작은지름장착부(5) 부근의 정상부무리(A)에 속하는 정상부(A1)-(A3)의 정상부와 곡부 사이의 간격(지름차이)(C1)은 작게 형성되기 때문에 부트축 방향의 전개 길이(정상부나 곡부가 확장되어 축방향으로 신장되는 길이)가 작고, 큰지름장착부(4) 부근의 정상부무리(B)에 속하는 정상부(B3)-(B6)가 압축되지 않는다. 한편, 신장측에도 큰지름장착부(4) 부근의 정상부무리(B)에 속하는 정상부(B4)-(B6)가 확대되는 동시에 작은지름장착부(5) 부근의 정상부무리(A)에 속하는 정상부(A1)-(A3)가 역으로 압축된다. 그러나, 작은지름장착부(5) 부근의 정상부무리(A)는 정상부와 곡부 사이의 간격이 작을 경우 압축량이 작아지므로 큰지름장착부(4) 부근의 정상부무리(B)가 신장하는 것을 돕지 않는다. 이 때문에 부트(1)는 전체적으로 S자형으로 변형함에도 불구하고 굴곡점의 곡부를 사이에 두는 큰지름장착부측 경사면(11)과 반대측경사면(13) 끼리가 강하게 접촉하는 것을 방지하는 동시에 큰지름장착부(4) 부근의 정상부(B4)-(E6)가 상호 강하게 접촉하지 않는다. 또 전체 부트는 1개의 곡률반경으로 좁은 예각으로 구부러지지 않기 때문에 그 내주면이 등속조인트(2)의 회전축(8)에 접촉하지 않는다.
제8도에 본 발명의 수지제CVJ부트의 또다른 제4실시예를 나타낸다. 본 발명에 있어서는 벨로우즈부(3)의 큰지름장착부(4) 부근의 정상부무리(B)의 곡부에 U자형의 홈(17)이 형성되고, U자형의 흠(17)과 그 위쪽의 V자형으로 확대되는 부분으로 2단계의 곡부가 구성되어 있다. U자형홈(17)을 갖는 2단곡부(16)는 그 밖의 다른 V자형(18)을 갖는 곡부와는 달리 상승부를 가지기 때문에 축방향으로 정상부가 확대하여 전개되는 것이 용이하다. 이 때문에 큰지름장착부(4) 부근의정상부무리(B)는 작은지름장착부(5) 부근의 정상부무리(A)에 비해서 변형이 용이하지만 작은지름장착부(5) 부근의 정상부무리(A)는 변형이 어렵다. 큰지름장착부(4) 부근의 정상부무리(B)와 작은지름장착부(5) 부근의 정상부무리(A)는 곡부의 형상이 다를 뿐 정상부와 곡부 사이의 간격이 차이가 없이 대략 같게 형성되어 있다. 또 작은지름장착부 부근의 정상부무리(A)는 적어도 2개 이상의 V자형 홈(18)을 갖는 것이 큰지름장착부 부근의 정상부무리(B)의 큰지름측 경사면(14)과 대향경사면(15)끼리의 접촉압력을 경감하기에 바람직하다. 그러나 더욱 바람직한 것은 작은지름장착부 부근의 정상부무리(A)와 큰지름장착부 부근의 정상부무리(B)가 대략 같은 정상부 개수 및 곡부 개수로 형성되는 것이다.
이상과 같이 구성된 수지제CVJ부트(1)에 의하면 부트(1)가 등속조인트에 작동각 때문에 S자로 굴곡할 경우 제1도에 나타낸 작동 외에도 다음과 같은 작용이 있다.
즉, 압축측에 있어서, 큰지름장착부(4) 부근의 정상부(B4)-(B6)에 비해서 변형이 거의 없는 작은지름장착부(5) 부근의 정상부(A1)-(A3)는 축방향의 전개길이(정상부 및 곡부가 확대하여 축방향으로 신장하는 길이)가 작고, 큰 지름장착부(4) 부근의 정상부(B4)-(B6)가 압축되는 것을 돕지 않는다. 또, 신장 측에도 큰지름장착부(4) 부근의 정상부(B4)-(B6)가 확대되는 동시에 작은지름장착부(5) 부근의 정상부(A1)-(A3)가 역으로 압축되지만 큰지름장착부(4) 부근의 변형이 용이하여 정상부(B4)-(B6)의 확대가 이루어지므로 최소한 부트(1) 전체가 1개의 작은 곡률반경으로 휘어지는 것을 방지한다. 이 때문에 부트(1)는 전체적으로 S자형으로 변형함에도 불구하고 굴곡점의 곡부(10)를 사이에 두고 있는 큰지름장착부측 경사면(11)과 반대측 경사면(13)이 서로 강하게 접촉하는 것을 방지하는 동시에 큰지름장착부(4) 부근의 정상부(B4)-(B6)가 상호 강하게 접촉하지 않는다. 또 전체가 1개의 곡률반경으로 작게 구부러지지 않기 때문에 내주면이 등속조인트(2)의 회전축(8)과 접촉하지 않는다.
또, 벨로우즈부(3)의 작은지름장착부 부근의 정상부무리(A)와 큰지름장착부 부근의 정상부무리(B)의 경계에 위치하는 곡부(S자형으로 굴곡할 경우의 굴곡점의 곡부)의 강성을 크게 함으로써 압축측의 큰지름장착부 부근의 정상부의 압축을 경감 또는 완화하는 것이 바람직하다. 예를 들면 제9도에 본 발명의 수지제CVJ부트의 제5실시예를 나타낸다. 이 수지제CVJ부트(1)는 벨로우즈부(3)의 큰지름장착부(4) 부근의 정상부무리(B)와 작은지름장착부(5) 부근의 정상부무리(A) 사이에 위치하는 곡부(10)의 큰지름장착부측 경사면(11)을 볼록한 곡면으로 형성하는 동시에 같은 곡부(10)의 각도(θ1)를 다른 V자형 홈(18),....,(18)의 각도(θ2) 보다도 크게 형성한다. 이 경우 큰지름장착부측 경사면(11)과 굴곡점의 곡부(10)의 강성이 다른 경사면 및 곡부의 강성 보다도 크게된다.
이상과 같이 구성된 수지제CVJ부트에 있어서도 벨로우즈부(3)의 정상부와 곡부가 S자형으로 굴곡할 경우의 굴곡점으로 2분하는 곡부(10)의 각도(61)가 크고 그 강성이 또한 크므로 압축측에 있어서의 작은지름장착부(5) 부근의 정상부무리(A) 부근의 정상부(A1)-(A3)의 전개가 곡부(10) 에 의해 규제된다. 따라서, 작은지름장착부 부근의 정상부무리(A) 전체의 전개길이가 작고, 큰지름장착부(4) 부근의 정상부무리(B)에 속하는 정상부(B3)-(B6)가 압축되는 것을 돕지 않는다. 한편 신장측에도 다른 곡부 보다도 각도(θ1)가 크고 강성이 높은 (변형이 어려운)곡부(10)는 작은지름장착부(5) 부근의 정상부무리(A)의 압축과 큰지름장착부(4) 부근의 정상부무리(B)의 전개가 상호 간섭하는 것을 규제하기 때문에 부트(1) 전체가 1개의 작은 곡률반경으로 휘어지는 것을 방지한다. 이 때문에 부트(1)가 전체적으로 S자 형으로 변형함에도 불구하고 굴곡점의 곡부(10)를 사이에 두고 있는 큰지름장착부측 경사면(11)과 반대측 경사면(13) 끼리는 서로 강하게 접촉하지 않는다. 또 전체가 1개의 곡률반경으로 작게 구부러지지 않으므로 내주면이 등속조인트(2)의 회전축(8)에 접촉하지 않는다.
또, 벨로우즈부(3)의 작은 지름장착부 부근의 정상부무리(A)와 큰지름장착부 부근의 정상부무리(B)의 경계에 위치하는 곡부(10)의 강성을 크게 하는 수단으로서는 제9도에 나타낸 방법에 한하지 않으며, 예를 들면 제11도에 나타낸 바와 같이 작은지름장착부 부근의 정상부무리(A)와 큰지름장착부 부근의 정상부무리(B)의 경계에 위치하는 곡부(10)의 두께(19)를 다른 V자형 홈(18)의 두께 보다 크게 형성할 수도 있고, 또 제10도에 나타낸 바와 같이 작은지름장착부 부근의 정상부무리(A)와 큰지름장착부 부근의 정상부무리(B) 사이의 경계에 위치하는 곡부(10)에 고무링 등의 보강부재(20)를 설치할 수도 있다. 어느 경우에도 작은지름장착부 부근의 정상부무리(A)와 큰지름장착부 부근의 정상부무리(B) 사이의 경계에 위치하는 곡부(10)의 강성이 다른 V자형홈(18)(또는 U자형 홈(17))의 강성보다 더 크게 변형이 일어나기 어렵게 되어(즉 전개가 어렵게 되어) 제2도의 실시예와 같은 작용 및 그 이상의 효과를 얻을 수 있다.
또, 상술한 실시예를 바람직한 일예로서 제시하였지만 본 발명은 이에 한정되지 않으며 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변형이 가능하다. 예를 들면 제6도-제11도에 나타낸 각 실시예를 적절하게 조합화는 것도 바람직한 예가될 수 있다.
제1도는 종래의 수지제CVJ부트 및 등속조인트를 나타내는 종단면도.
제2도는 본 발명의 수지제CVJ부트의 제1실시예를 나타내는 종단면도로서 등속조인트와 함께 중심선으로부터 절반부분을 나타냄.
제3도는 등속조인트가 작동각을 가질 경우 제2도의 부트의 변형상태를 나타내는 설명도.
제4A도는 제2도의 수지제CVJ부트의 작은 지름장착부 부근의 정상부무리와 큰지름장착부 부근의 정상부무리와의 사이의 곡부를 중심으로 부트형상을 확대하여 나타내는 종단면도.
제4B도는 제4A도의 곡부의 변형상태를 나타내는 종단면도.
제5A도는 종래의 수지제CVJ부트의 작은 지름 장착부 부근의 정상부무리와 큰지름장착부 부근의 정상부무리 사이의 경계에 위치하는 곡부를 중심으로 부트현상을 확대하여 나타낸 종단면도.
제5B도는 제5A도의 곡부의 변형상태를 나타내는 종단면도.
제6도는 본 발명의 수지제CVJ부트의 제2실시예를 나타내는 종단면도로서 등속조인트와 함께 중심선으로부터 절반만 나타냄.
제7도는 본 발명의 수지제CVJ부트의 제3실시예를 나타내는 종단면도.
제8도는 본 발명의 수지제CVJ부트의 제4실시예를 나타내는 종단면도로서 등속조인트와 함께 중심선으로부터 절반만 나타냄.
제9도는 본 발명의 수지제CVJ부트의 제5실시예를 나타내는 종단면도로서 등속조인트와 함께 중심선으로부터 절반만 나타냄.
제10도는 본 발명의 수지제CVJ부트의 제6실시예를 나타내는 종단면도로서 등속조인트와 함께 중심선으로부터 절반만 나타냄.
제11도는 본 발명의 수지제CVJ부트의 제7실시예를 나타내는 종단면도로서 등속조인트와 함께 중심선으로부터 절반만 나타냄.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 부트 2 : 등속조인트
3 : 벨로우즈부 4 : 큰지름장착부
5 : 작은지름장착부 10 : 곡부(굴곡점의 곡부)
11 : 큰지름장착부측 경사면 12 : 작은지름장착부측 경사면
13 : 반대측 경사면 14 : 경사면 15 : 대향경사면
17 : U자형 홈 20 : O 링
A : 작은지름장착부 부근의 정상부무리
B : 큰지름장착부 부근의 정상부무리
A1-A3 : 작은지름장착부 부근의 정상부
B4-B6 : 큰지름장착부 부근의 정상부

Claims (9)

  1. 4개 이상의 연속된 정상부 및 곡부로 이루어진 벨로우즈부와 이 벨로우즈부의 일단에 설치된 큰지름장착부와 벨로우즈부의 타단에 설치된 작은지름장착부를 구비한 수지제CVJ부트에 있어서, 상기 벨로우즈부가 S자로 굴곡할 경우의 굴곡점으로부터 상기 큰지름장착부 부근까지의 정상부무리와 상기 작은지름장착부 부근까지의 정상부무리의 사이에 위치하는 곡부를 중심으로 서로 이웃하는 양 측면 중 한 측면인 작은지름장착부측 정상부의 큰지름장착부측 경사면을 부트 외측으로 향하여 볼록한 곡면으로 형성한 것을 특징으로 하는 수지제CVJ부트.
  2. 제1항에 있어서, 정상부와 곡부 사이에 위치하는 곡면형상의 상기 큰지름장착부측 경사면의 전개길이는 같은 정상부의 부트 측면을 형성하는 반대측의 작은지름장착부측 경사면의 정상부와 곡부 간의 전개길이와 실질적으로 같은 것을 특징으로 하는 수지제CVJ부트.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 큰지름장착부 부근의 정상부무리중 최소한 1개 이상의 큰지름장착부측 경사면은 부트 외측으로 향하여 볼록한 곡면으로 형성된 것을 특징으로 하는 수지제CVJ부트.
  4. 제3항에 있어서, 상기 큰지름장착부 부근의 정상부무리에서 정상부와 곡부사이에 뻗어있는 동시에 부트외측으로 향하여 볼록한 곡면으로 된 큰지름장착부측 경사면의 전개길이는 같은 정상부의 반대측면을 형성하는 작은지름장착부측 경사면의 정상부와 곡부 사이의 전개길이와 실질적으로 같은 것을 특징으로 하는 수지제CVJ부트.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 큰지름장착부 부근의 정상부무리의 정상부와 곡부 사이의 간격은 상기 작은지름장착부 부근의 정상부무리의 정상부와 곡부 사이의 간격보다 크게 형성된 것을 특징으로 하는 수지제CVJ부트.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 작은지름장착부 부근의 정상부무리와 상기 큰지름장착부 부근의 정상부무리 사이의 경계에 위치하는 곡부 두께를 그 밖의 다른 곡부의 두께보다 크게 한 것을 특징으로 하는 수지제CVJ부트.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 작은지름장착부 부근의 정상부무리와 상기 큰지름장착부 부근의 정상부무리 사이의 경계에 위치하는 곡부의 개방각도를 다른 곡부의 개방각도 보다 크게 한 것을 특징으로 하는 수지제CVJ부트.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 작은지름장착부 부근의 정상부무리와 상기 큰지름장착부 부근의 정상부무리 사이의 경계에 위치하는 곡부에 보강부재를 부설한 것을 특징으로 하는 수지제CVJ부트.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 작은지름장착부 부근의 최소한 2개 이상의 곡부를 제외한 그 밖의 곡부에 U자 형의 홈을 형성한 것을 특징으로 하는 수지제CVJ부트.
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