(57)【要約】高温、高速、及び高角度用途で使用するためのシリコン化合物から構成されたシール構成要素が開示される。開示されたシリコン材料は、剛性及び安定性を高めるために繊維で強化することもできる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車ドライブラインの構成要素用の一体型の本体を有するシール構成要素であって、前記一体型本体が少なくとも１５０℃の動作温度に耐えることのできるシリコン材料から構成されることを特徴とするシール構成要素。
【請求項２】
前記シリコン材料が、非晶質シリカ、シリコン添加剤、離型剤、硬化剤からなることを特徴とする請求項１に記載のシール構成要素。
【請求項３】
少なくとも１つの顔料を更に含む請求項２に記載のシール構成要素。
【請求項４】
前記離型剤が、ポリメチルシロキサンであることを特徴とする請求項２に記載のシール構成要素。
【請求項５】
前記硬化剤が過酸化物であることを特徴とする請求項２に記載のシール構成要素。
【請求項６】
前記シリコン材料が、繊維によって強化されることを特徴とする請求項１に記載のシール構成要素。
【請求項７】
前記繊維が、フェノールベースのものであることを特徴とする請求項６に記載のシール構成要素。
【請求項８】
前記繊維が、１５μｍの平均直径を有することを特徴とする請求項６に記載のシール構成要素。
【請求項９】
前記繊維が、０．２ｍｍの平均長さを有することを特徴とする請求項６に記載のシール構成要素。
【請求項１０】
前記繊維が、約３０−５０％の伸長を有することを特徴とする請求項６に記載のシール構成要素。
【請求項１１】
前記シリコン材料が、約３−１０ｐｐｈｒの繊維含有量を有することを特徴とする請求項６に記載のシール構成要素。
【請求項１２】
前記シリコン材料が、約５ｐｐｈｒの繊維含有量を有することを特徴とする請求項１１に記載のシール構成要素。
【請求項１３】
前記シール構成要素が等速ジョイント用のブーツシ−ルであることを特徴とする請求項１に記載のシール構成要素。
【請求項１４】
少なくとも１５０℃の動作温度に耐えることのできるシリコン材料で構成された一体型本体を有する等速ジョイント用のブーツシ−ルであって、前記シリコン材料が、非晶質シリカ、１つ又はそれ以上のシリコン添加剤、ポリメチルシロキサン、過酸化物、少なくとも１つの顔料からなることを特徴とするブーツシ−ル。
【請求項１５】
前記シリコン材料がフェノール基の繊維によって強化されることを特徴とする請求項１４に記載のブーツシ−ル。
【請求項１６】
前記繊維が１５μｍの平均直径を有するとを特徴とする請求項１５に記載のブーツシ−ル。
【請求項１７】
前記繊維が、０．２ｍｍの平均長さを有することを特徴とする請求項１６に記載のブーツシ−ル。
【請求項１８】
前記繊維が、約３０−５０％の伸長を有することを特徴とする請求項１７に記載のブーツ。
【請求項１９】
前記シリコン材料が、約５ｐｐｈｒの繊維含有量を有することを特徴とする請求項１５に記載のブーツ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全体的にはシリコン材料から構成されるドライブラインシール構成要素に関し、より具体的には、高温、高速、高角度の応用に耐えることのできる、等速ジョイント用のシリコンから構成されたブーツ組立体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ドライブラインのシール構成要素が、潤滑材で充填されたジョイントのチャンバを覆うのに一般的に使用されている。シール構成要素は、潤滑材がジョイントチャンバから漏出するのを防ぐと同時に、埃や他の汚染物質がジョイントチャンバ内に入るのを防止する。
【０００３】
シール構成要素を利用する１つの応用は等速ジョイントである。等速ジョイントは、あるジョイント部材から他のジョイント部材に回転力を伝達して一定速度で回転させるようにすると同時に、これら２つのジョイント部材が所定の角度範囲内で互いから軸方向中心線を自由に偏位させるのに使用される。
【０００４】
等速ジョイントが車両の動力伝達系内で使用される場合には、等速ジョイントのジョイント部分は、通常はブーツで覆われる。ブーツは可撓性があり、一般にベローズのような変形可能な形状を有する。典型的なブーツは、等速ジョイントのアウターレースに固定される第１の比較的大きな端部と、等速ジョイントのインナーレースから延びるシャフトに固定される第２の比較的小さな端部とを含む。言い換えると、ブーツの一方の開放端は、１つのジョイント部材の外周上に位置付けられ、他方の開放端は、他のジョイント部材の外周上に位置付けられる。
【０００５】
このタイプのブーツにおいては、隣接する折り返し部は、等速ジョイントが大きなジョイント角度で高速で回転するときに互いに局部的に接触する。その結果、ブーツに摩耗が生じ、ブーツのシール効果が低下し、ブーツの有効寿命が短くなる。摩耗問題を克服するための１つの既知の解決策は、ブーツの外表面を滑らかにするためにブーツ内にワックスを含ませることである。しかしながら、特に高温用途では依然として望ましくない摩耗が生じる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明者に公知の高温用途において望ましくない摩耗問題に対する別の解決策は、引用により全体が本明細書に組み込まれる同時係属中の米国特許出願第１０／９１２，４００号に記載されているような、水素化ニトリルブタジエンゴム（ＨＮＢＲ）材料を使用することである。ＨＮＢＲ材料は、最高１５０℃のピーク温度又は１３０℃の連続温度の用途においては有用である。従って、より高い温度（すなわち１５０℃のピーク温度よりも高温）だけでなく高速と高角度の用途に耐えることのできるブーツに対する必要性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、自動車ドライブライン組立体用の高温、高速、高角度の用途で使用するための一体型本体を有するシール構成要素を対象とする。本発明の１つの態様によれば、シール組立体は、等速ジョイント用のブーツシ−ルである。公知のブーツの望ましくない摩耗に対処するために、本発明のブーツは、好ましくは、シリコンから構成される。シリコンから構成されたブーツは、１８０℃のピーク温度と１５０℃の定常動作温度に耐えることができる。ブーツにより大きな剛性が必要とされる用途では、シリコン材料に任意選択的な強化用繊維を付加することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
添付図面は、本発明の様々な実施形態を示し、本明細書の一部分を構成している。図示の実施形態は、本発明の装置の例証に過ぎず、本発明の範囲を限定するものではない。
【０００９】
図１から４を参照すると、全体的に参照符号１０で示し、本発明による等速ジョイントで使用するための可撓性ブーツ組立体の一実施形態が示されている。ブーツ組立体１０は、第１のシール端部１２と第２のシール端部１４とを含む。第１のシール端部１２は、第２のシール端部１４の外径Ｄよりも小さな第１の外径ｄを有する。第１及び第２のシール端部１２、１４は共に、共通の軸線Ａ−Ａの周りに位置付けられている。
【００１０】
第１の端部１２の外表面１６は、その周りに形成された環状溝１８を含む。環状リッジ２０が、環状溝１８に隣接し、第１のシール端部１２の遠位端２２の周りで延びている。環状リッジ２０は、第１のフランジ面２４を定める。一実施形態においては、第１のフランジ面２４は、環状溝１８に対しほぼ垂直であるようにほぼ平坦である。別の実施形態においては、第１のフランジ面２４は、環状溝１８に向って角度をなすように内方に傾斜させることができる。
【００１１】
第２のフランジ２６が、第１のフランジ面２４の反対側に位置付けられる。一実施形態においては、第２のフランジ２６は、環状溝１８に対してほぼ垂直であるようにほぼ平坦である。別の実施形態においては、第２のフランジ２６は、外表面１６から環状溝１８に向って内方に傾斜させることができる。
【００１２】
第１の端部１２は内側接触面２８をも含む。内側接触面２８は、図４に示すようにほぼ平坦とすることができる。或いは、内側接触面２８は複数のリッジを含むこともできる。作動時には、第１の端部１２の内側接触面２８は、シャフト（図示せず）の外表面と摩擦係合する。第１の端部１２をシャフトに固定するために、金属バンドクランプ（図示せず）又は他の保持機構を溝１８内の第１の端部１２の周りに設けることができる。
【００１３】
第２の端部１４は、ほぼ均一な厚さを有し、主本体部分３２と壁部分３４により第１の端部１２に連結される。一実施形態においては、壁部分３４は湾曲している。別の実施形態（図示せず）においては、壁部分３４は実質的に平坦とすることができる。第２の端部１４は、外表面３６と内表面３８とを含み、遠位端４０において互いに連結される。一実施形態においては、遠位端４０は湾曲しているが、平坦面を含むように構成してもよい点は理解されるであろう。
【００１４】
１つの好ましい実施形態においては、第２の端部１４の外表面３６と内表面３８は、ジョイントのアウターレース（図示せず）を係合するための大きな係合面積を与えるようにほぼ平坦であるが、表面３６と内表面３８は、任意選択的に、ランド部によって分離された１つ又はそれ以上の環状溝を含むことができる点は理解されるであろう。
【００１５】
本発明の別の態様によれば、ブーツ１０は、好ましくは、１８０℃のピーク温度及び／又は１５０℃の連続温度を有する高温用途に特に好適なシリコン材料で作られた単体構造である。本発明の化合物は、以下の成分：Ｒｈｏｄｉａ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｉｅｓ，Ｌｔｄ．から入手可能なものなどの非晶質シリカ、；Ｒｈｏｄｉａ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｓｐｅｃｉａｌｉｔｉｅｓ，Ｌｔｄ．によって販売されているＲｈｏｄｏｒｓｉｌのような吸水性を低減するシリコン添加剤；ポリメチルシロキサンのような離型剤；硬化剤として作用する過酸化物を含む。本発明の化合物は、少なくとも１つの顔料を含むことも望ましい。
【００１６】
幾つかの用途においては、高剛性と高強度が必要とされる。このような要求に対処するために、本発明の別の態様によれば、上記のシリコン材料は繊維強化することができる。より具体的には、シリコン材料は、約３−１０ｐｐｈｒ、好ましくは５ｐｐｈｒの繊維含有量を含む。適当な繊維としては、Ａｍｅｒｉｃａｎ  Ｋｙｎｏｌ，Ｉｎｃ．により販売されているＮｏｖｏｌｏｉｄ繊維のようなフェノールベースの繊維がある。好ましい繊維は、直径約１５μｍであり、０．２ｍｍの平均長さと約３０−５０％の伸長を有する。
【００１７】
繊維は、幾つかの異なる方法でシリコン材料に加えることができる。結果として得られるブーツ内で繊維が十分に分散されることを確保するための１つの方法は、シリコン材料の第１の層をブーツ１０の形状に射出成形する段階を含む。次いで、第１の層を硬化させる。次に、第１の層上に繊維を置く。或いは、第１の層上に置く前に繊維に接着剤を塗布する。次いで、第２の層すなわち上面層を最終形状のブーツ１０に圧縮成形する。次に第２の層を硬化させる。
【００１８】
別の実施形態においては、材料がモールドを通って流れる時に織地を所定位置に固定するためロケーターピンをモールドに設けてもよい。次に材料をブーツの形状に射出成形して、硬化させる。
【００１９】
上記の説明は例証を目的とするものであり、限定ではない点は理解すべきである。上記明細書を読めば当業者であれば多くの実施形態が明らかになるであろう。しかしながら、本発明の範囲は、上記明細書を参照することなく、請求項が与える均等物の全範囲を備えた添付の請求項を参照して決定すべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明による等速ジョイント用の可撓性ブーツ組立体の一実施形態の斜視図である。
【図２】図１の可撓性ブーツ組立体の平面図である。
【図３】図２の線３−３に沿って見た図１及び２の可撓性ブーツ組立体の断面図である。
【図４】図３から取った可撓性ブーツ組立体の一端部の拡大図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０  シール構成要素、ブーツシ−ル
１２  第１のシール端部
１４  第２のシール端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2008523218.tif 000008
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