(57)【要約】【課題】継手用ブーツに対し、輻射熱を遮るアルミニウム層を堅牢に接合する。【解決手段】スパッタリングによって、継手用ブーツ１０の外表面にアルミニウム層２６を設ける。このアルミニウム層２６の下部は、継手用ブーツ１０の外表面に入り込んでおり、これにより、継手用ブーツ１０に対する該アルミニウム層２６の接合強度が確保される。なお、継手用ブーツ１０にはワックスを含有するようにしてもよい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
等速ジョイントのアウタ部材が挿入される大径筒部と、軸部材が挿入される小径筒部と、前記大径筒部と前記小径筒部との間に介在して前記大径筒部から前記小径筒部に向かうに従って縮径する蛇腹部とを具備する継手用ブーツであって、
外表面にアルミニウム層が形成され、
前記アルミニウム層は、下部が前記外表面に入り込んだ状態で前記外表面に接合していることを特徴とする継手用ブーツ。
【請求項２】
等速ジョイントのアウタ部材が挿入される大径筒部と、軸部材が挿入される小径筒部と、前記大径筒部と前記小径筒部との間に介在して前記大径筒部から前記小径筒部に向かうに従って縮径する蛇腹部とを具備する継手用ブーツの製造方法であって、
前記継手用ブーツの外表面に対し、スパッタリングによってアルミニウム層を形成することを特徴とする継手用ブーツの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一端部に等速ジョイントのアウタ部材が挿入され、且つ他端部に軸部材が挿入される継手用ブーツ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車において、内燃機関、モータ等の各種のエンジンで発生した回転動力をタイヤに伝達するための駆動力伝達機構には、等速ジョイントが組み込まれる。すなわち、駆動力伝達機構はドライブシャフト等をはじめとする複数の伝達軸を有し、前記等速ジョイントは、伝達軸同士を変位自在に連結する。
【０００３】
等速ジョイントは、有底筒状部又は有底椀状部を有するアウタ部材と、前記伝達軸の先端に嵌合されたインナ部材とを有し、このインナ部材が別部材を介して前記アウタ部材の内周壁に摺動自在に係合されることで、前記伝達軸が前記アウタ部材に変位自在に連結される。そして、アウタ部材から伝達軸にかけて、潤滑用のグリース組成物を保持するとともに、外部から水や汚泥等の異物が入り込むことを防止するためのゴム製又は樹脂製の継手用ブーツが装着される。このことから諒解されるように、継手用ブーツは、シール機能を営む。
【０００４】
アウタ部材の外径は前記伝達軸の直径に比して大きく、このため、継手用ブーツは、アウタ部材の一端部を挿入する大径筒部と、伝達軸を挿入する小径筒部とを有し、これら大径筒部と小径筒部との間には、大径筒部から小径筒部に向かうに従って徐々に縮径する蛇腹部が介在する。大径筒部、小径筒部は、通常、金属製バンド等の締付部材を介してアウタ部材の外周壁又は伝達軸の側周壁にそれぞれ締め付けられる。
【０００５】
近年、地球環境保護、資源保護の観点から、内燃機関における燃料の燃焼効率を向上させるとともに、排ガスを低減化することが種々検討されている。これを達成するには、例えば、内燃機関を一層高温として運転することが想起される。しかしながら、内燃機関が高温となると、これに伴ってその周囲の機器・部品の温度が上昇する。このため、継手用ブーツが輻射熱に曝されることになる。
【０００６】
上記したように、継手用ブーツはゴム又は樹脂からなる。従って、長期間にわたって輻射熱に曝された場合、継手用ブーツが劣化してひびや割れ、変形等が発生する懸念がある。このような事態が生じると、前記のシール機能を維持することが困難となる。すなわち、グリース組成物が漏洩したり、異物が入り込んだりすることを防止することができなくなる。
【０００７】
そこで、特許文献１には、ワックスを含まないクロロプレンゴムからなる継手用ブーツの外表面に、アルミニウム粉末を含むウレタン膜を塗布することが提案されている。該特許文献１によれば、このようなウレタン膜が存在する場合、輻射熱による温度上昇幅が小さくなる、とのことである。
【０００８】
【特許文献１】特開昭６０−２２７０５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
一般に、塗布を行う場合、厚みが小さい塗膜を形成することは極めて困難である。このため、特許文献１記載の従来技術においては、継手用ブーツの外表面に設けるウレタン膜（塗膜）の厚みを大きくしなければならない。しかしながら、厚みが大きいウレタン膜は変形し難いので、例えば、操舵が行われたことに伴って蛇腹部が撓んだ場合等、継手用ブーツに変形が生じた際にウレタン膜が追従して変形することは困難である。継手用ブーツの変形が繰り返されると、この追従のし難さに起因し、ウレタン膜が継手用ブーツから剥離することがある。
【００１０】
さらに、この従来技術では、継手用ブーツの材質として、ウレタン膜に対する相性が良好なものを選定する必要がある。相性がよくないものでは、塗膜であるウレタン膜が容易に剥離するからである。しかしながら、このために継手用ブーツの材質に制限を受けるという不具合が引き起こされる。
【００１１】
一方、継手用ブーツにワックスを含有させると、ワックスがウレタン膜の形成を阻害するという不都合が惹起される。
【００１２】
本発明は上記した問題を解決するためになされたもので、輻射熱を遮る層が堅牢に接合し、しかも、ワックスを含有することも可能で、さらに、任意の材質を選定することが可能な継手用ブーツ及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記の目的を達成するために、本発明は、等速ジョイントのアウタ部材が挿入される大径筒部と、軸部材が挿入される小径筒部と、前記大径筒部と前記小径筒部との間に介在して前記大径筒部から前記小径筒部に向かうに従って縮径する蛇腹部とを具備する継手用ブーツであって、
外表面にアルミニウム層が形成され、
前記アルミニウム層は、下部が前記外表面に入り込んだ状態で前記外表面に接合していることを特徴とする。
【００１４】
このアルミニウム層は、内燃機関及びその周囲の機器・部材からの輻射熱を効率よく遮る。このため、その内部側、すなわち、継手用ブーツに熱が伝達されることが抑制され、その結果、該継手用ブーツが過度に温度上昇を起こすことが抑制される。これにより、該継手用ブーツが劣化してひびや割れ、変形等が発生することを回避することができる。
【００１５】
さらに、このアルミニウム層は、下部が継手用ブーツの外表面に入り込むことで堅牢に接合している。従って、継手用ブーツが長期間にわたって輻射熱に曝された場合であっても、アルミニウム層が剥離することが回避される。しかも、前記接合によってアルミニウム層と外表面との間に間隙が存在しなくなるので、アルミニウム層と継手用ブーツとの界面に熱が蓄積されて疲労破壊が生じる懸念を払拭することもできる。
【００１６】
以上のような理由から、継手用ブーツに長期間にわたるシール機能を発現させることが可能となる。
【００１７】
また、本発明は、等速ジョイントのアウタ部材が挿入される大径筒部と、軸部材が挿入される小径筒部と、前記大径筒部と前記小径筒部との間に介在して前記大径筒部から前記小径筒部に向かうに従って縮径する蛇腹部とを具備する継手用ブーツの製造方法であって、
前記継手用ブーツの外表面に対し、スパッタリングによってアルミニウム層を形成することを特徴とする。
【００１８】
ゴム又は樹脂からなる継手用ブーツに対してスパッタリングを行った場合、先ず、アルミニウムイオンが継手用ブーツの内部に進入する。さらにスパッタリングが続行されることにより、アルミニウムが逐次的に堆積される。これにより、下部が継手用ブーツの外表面に入り込み、堅牢に接合したアルミニウム層が形成される。この現象は、継手用ブーツがワックスを含有するか否かに関わらず進行する。
【００１９】
すなわち、スパッタリングによれば、継手用ブーツが如何なる材質のものであるかに関わらず、且つ該継手用ブーツがワックスを含有するか否かに関わらず、優れた接合強度を示すアルミニウム層を形成することができる。換言すれば、継手用ブーツの材質に制限を受けることなく、任意のものを選定することが可能である。なお、継手用ブーツにワックスを含有させた場合、操舵に伴う異音の発生が抑制され、同時に、継手用ブーツの耐摩耗性が確保されるという利点がある。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、継手用ブーツにアルミニウム層を設けることで内燃機関及びその周囲の機器・部材からの輻射熱を遮るようにしているので、該継手用ブーツが温度上昇を起こすことが抑制される。これにより、該継手用ブーツが劣化してひびや割れ、変形等が発生することを回避することができる。
【００２１】
また、このアルミニウム層は、下部が継手用ブーツの外表面に入り込むことで堅牢に接合しているので、外表面から剥離し難くなるとともに、アルミニウム層と継手用ブーツとの界面に熱が蓄積されて疲労破壊が生じる懸念が払拭される。
【００２２】
以上のように、継手用ブーツが長期間にわたって優れたシール機能を維持するようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明に係る継手用ブーツ及びその製造方法につき好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００２４】
図１は、本実施の形態に係る継手用ブーツ１０が組み込まれた継手構造１２の要部概略斜視図である。この継手構造１２は、エンジンからの駆動力をタイヤに伝達する駆動力伝達機構を構成する。該継手構造１２において、継手用ブーツ１０は、トリポート型等速ジョイント１４のアウタ部材１６の開口端部から伝達軸１８の端部にわたって装着されている。
【００２５】
この継手用ブーツ１０は、その一端部に開口径がアウタ部材１６の開口端部の外径に対応する大径筒部２０を有し、且つ他端部に伝達軸１８が挿入される小径筒部２２を有する。また、継手用ブーツ１０において、大径筒部２０と小径筒部２２との間には、山部と谷部が交互に連続するとともに、大径筒部２０から小径筒部２２に向かうに従って縮径する蛇腹部２４が介在する。そして、継手用ブーツ１０は、大径筒部２０から蛇腹部２４を介して小径筒部２２に至るまで、中空体として構成されている。
【００２６】
この場合、継手用ブーツ１０は、ワックスを含有する樹脂からなる。なお、樹脂の好適な例としては、熱可塑性ポリエチレン（ＴＰＥ）が挙げられる。
【００２７】
ここで、継手用ブーツ１０の外表面近傍を拡大した図２に示すように、該継手用ブーツ１０の外表面には、大径筒部２０から小径筒部２２に至る全体にわたってアルミニウム層２６が形成されている。後述するように、このアルミニウム層２６は、スパッタリングによって形成されている。
【００２８】
図２においては、便宜上、継手用ブーツ１０の外表面とアルミニウム層２６との間に境界線を付しているが、実際には、アルミニウム層２６の下部は、継手用ブーツ１０の外表面に食い込んでいる。換言すれば、このアルミニウム層２６は、下部が外表面に噛み込んだ状態で接合している。
【００２９】
アルミニウム層２６の厚みＴは、特に限定されるものではないが、０．８〜１．５μｍ程度ないしは３〜５μｍ程度であっても十分である。いずれの場合においても、アルミニウム層２６で被覆されていない継手用ブーツに比して、破断に至るまでの延伸量及び延伸度が向上するとともに、延伸度が２０％を超えた場合、同一の延伸度まで延伸させるために要する応力が１．５〜２ＭＰａ程度大きくなることが認められる。なお、この場合、厚みＴは、アルミニウム層２６において、継手用ブーツ１０の外表面から露呈した部位の深さ方向寸法をいう。
【００３０】
図１に示すように、大径筒部２０及び小径筒部２２には、金属製バンド３０、３２が装着される。これら金属製バンド３０、３２の外周面の一部は、図示しない加締め治具によって左右方向から挟み込むように加締められ、これにより加締部３４、３６が突出形成されるとともに、大径筒部２０、小径筒部２２の各々がアウタ部材１６の開口端部、伝達軸１８の側周壁にそれぞれ緊締される。
【００３１】
なお、継手用ブーツ１０内には、アウタ部材１６及び伝達軸１８が大径筒部２０及び小径筒部２２にそれぞれ挿入されるよりも前に、グリース組成物が充填されている。
【００３２】
本実施の形態に係る継手用ブーツ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその作用効果について説明する。
【００３３】
継手構造１２が搭載された自動車が運転されるに際しては、例えば、内燃機関が付勢される。この付勢に伴って内燃機関及びその周囲の機器・部材が高温となり、その結果、継手構造１２、ひいては継手用ブーツ１０が輻射熱に曝される。
【００３４】
ここで、外表面にアルミニウム層２６が形成された継手用ブーツ１０と、アルミニウム層２６が形成されていない従来技術に係る継手用ブーツとを恒温槽に収容し、該恒温槽内の雰囲気温度を変化させた際の各々の内表面の温度変化を図３に示す。この図３から、アルミニウム層２６によって被覆された継手用ブーツ１０では、一般的な継手用ブーツに比して温度が上昇し難いことが分かる。
【００３５】
このことから諒解されるように、本実施の形態に係る継手用ブーツ１０においては、その外表面に形成されたアルミニウム層２６が輻射熱を遮る。このため、継手用ブーツ１０の過度の温度上昇が抑制され、その結果、該継手用ブーツ１０が劣化してひびや割れ、変形等が発生することが回避される。
【００３６】
しかも、この場合、アルミニウム層２６は、その下部が継手用ブーツ１０の外表面に入り込むことにより、外表面に堅牢に接合している。また、アルミニウム層２６と外表面との間に間隙も存在しない。このため、継手用ブーツ１０が長期間にわたって輻射熱に曝された場合であっても、アルミニウム層２６が剥離する懸念がない。同時に、アルミニウム層２６と継手用ブーツ１０との界面に熱が蓄積されて疲労破壊が生じる懸念も払拭される。
【００３７】
その上、本実施の形態においては、継手用ブーツ１０にワックスが含有されている。ステアリングの操舵等によって継手用ブーツ１０が撓むと、アルミニウム層２６に微細なクラックが発生し、このクラックからワックスが滲出する。これにより異音が発生することが抑制されるとともに、継手用ブーツ１０の耐摩耗性が確保されるという利点が得られる。
【００３８】
以上のような理由により、継手用ブーツ１０のシール機能が長期間にわたって維持される。なお、アルミニウム層２６による被覆率は、継手用ブーツ１０の外表面の全面積を１００％とした場合、９０〜９５％であっても十分である。
【００３９】
アルミニウム層２６で被覆された継手用ブーツ１０は、以下のようにして製造することができる。
【００４０】
先ず、ワックスを含有する溶融樹脂から、射出成形等によって継手用ブーツ１０を作製する。次に、スパッタリングを行うことで、この継手用ブーツ１０の外表面にアルミニウム層２６を設ける。
【００４１】
ここで、スパッタリング装置としては、例えば、基板とアルミニウムターゲットとが起立状態で処理容器の側周壁近傍に配設された、いわゆるサイドスパッタ型スパッタリング装置を採用すればよい。そして、前記基板上に継手用ブーツ１０をセットした後、前記処理容器内を１０-5Ｔｏｒｒ程度の低圧にする。さらに、前記処理容器内にＡｒガスを供給しながら前記基板と前記アルミニウムターゲットの間に電圧を印加し、Ａｒガスを源とするＡｒイオンを前記アルミニウムターゲットに衝突させ、これにより、該アルミニウムターゲットからアルミニウムイオンを放出させる。
【００４２】
アルミニウムイオンは、前記電圧印加によって電界が形成されているために、前記基板側に向かって進行する。最終的に、該基板上にセットされた継手用ブーツ１０の外表面に到達し、一部は継手用ブーツ１０の内部に進入する。換言すれば、継手用ブーツ１０の内部に埋没する。継手用ブーツ１０が金属に比して軟質な樹脂からなるからである。この現象が繰り返されてアルミニウムが堆積され、その結果、下部が継手用ブーツ１０の外表面に入り込んだアルミニウム層２６が形成されるに至る。
【００４３】
スパッタリングで得られたアルミニウム層２６は、蒸着によって得られたアルミニウム層に比して堅牢に接合する。しかも、本実施の形態では、上記したように、アルミニウム層２６の下部が継手用ブーツ１０の外表面に入り込んでいる。このため、継手用ブーツ１０に対するアルミニウム層２６の接合強度が著しく大きくなる。結局、剥離し難いアルミニウム層２６を設けることができる。
【００４４】
しかも、スパッタリングを行う本実施の形態では、アルミニウム層２６との相性を考慮して継手用ブーツ１０の材質を選定する必要がない。スパッタリングによれば、継手用ブーツ１０の材質に関わらずアルミニウム層２６を設けることが可能であるからである。すなわち、本実施の形態においては、継手用ブーツ１０の材質に制限を受けることもない。特に、継手用ブーツ１０が樹脂からなる本実施の形態では、アルミニウム層２６を形成することが容易であるとともに、スパッタリングを行う際に継手用ブーツ１０からワックスが滲出することがほとんどないという利点がある。
【００４５】
なお、上記した実施の形態では、継手用ブーツ１０の材質としてＴＰＥ等の樹脂を選定するようにしているが、クロロプレンゴムをはじめとするゴムであってもよい。いずれの場合においても、継手用ブーツ１０にワックスを含有させることは必須ではない。すなわち、継手用ブーツ１０を、ワックスを含有しない樹脂又はゴムから形成するようにしてもよい。
【００４６】
さらに、継手用ブーツ１０の大径筒部２０に挿入されるアウタ部材は、バーフィールド型等速ジョイントのアウタ部材であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本実施の形態に係る継手用ブーツが組み込まれた継手構造の要部概略斜視図である。
【図２】図１の継手用ブーツの外表面近傍を拡大して示す縦断面要部拡大図である。
【図３】アルミニウム層で被覆された本実施の形態に係る継手用ブーツと、アルミニウム層が存在しない従来技術に係る継手用ブーツとを加温した際の内表面の温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００４８】
１０…継手用ブーツ                      １２…継手構造
１４…トリポート型等速ジョイント        １６…アウタ部材
１８…伝達軸                            ２０…大径筒部
２２…小径筒部                          ２４…蛇腹部
２６…アルミニウム層
【図１】
2008291884.tif 000003
【図２】
2008291884.tif 000004
【図３】
2008291884.tif 000005