(57)【要約】【課題】弾性材からなる部材、特に、継手用ブーツの実使用時における変形量を試験片で評価する。【解決手段】弾性材からなり孔１２が形成された試験片１０は、内周円の中心が外周円の中心からオフセットされた位置に設定され、直径方向の肉厚が漸次的に変化する円環形状部１４を備える。該円環形状部１４の孔１２に治具３０を挿入した後、該円環形状部１４の外周壁を締付バンド３２で緊締する。さらに、試験片１０に対して加熱処理を施し、放冷した後、該試験片１０を、直径方向に対して直交する厚み方向に沿って切断し、切断片を得る。この切断片の切断面に基づいて、変形量を求める。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
変形量を求めるための変形量評価用試験片であって、
弾性材からなり、且つ内周円の中心が外周円の中心からオフセットされた位置に設定され、直径方向の肉厚が漸次的に変化する円環形状部を備え、
前記円環形状部に、貫通孔又は有底穴が円周方向に沿って複数個形成され、
前記複数個の貫通孔又は前記有底穴の開口面積が、直径方向の肉厚が大きな部位から小さな部位に向かうにつれて小さく設定されることを特徴とする変形量評価用試験片。
【請求項２】
請求項１記載の試験片において、前記円環形状部に形成された孔の内周壁に、直径方向内方に沿って突出する突出部が設けられていることを特徴とする変形量評価用試験片。
【請求項３】
請求項２記載の試験片において、前記突出部は、前記円環形状部の直径方向に対して直交する厚み方向に沿って複数列形成され、且つ前記複数列の突出部同士の形状が相違することを特徴とする変形量評価用試験片。
【請求項４】
弾性材からなる変形量評価用試験片を用いて変形量を評価する変形量評価試験方法であって、
前記変形量評価用試験片は、内周円の中心が外周円の中心からオフセットされた位置に設定され、直径方向の肉厚が漸次的に変化する円環形状部を備え、
前記円環形状部に、貫通孔又は有底穴が円周方向に沿って複数個形成され、
前記複数個の貫通孔又は前記有底穴の開口面積が、直径方向の肉厚が大きな部位から小さな部位に向かうにつれて小さく設定されるものであり、
前記試験片の前記円環形状部の孔に治具を挿入する工程と、
前記円環形状部の外周壁を緊締部材で緊締する工程と、
前記孔に治具が挿入されるとともに前記外周壁に緊締部材が緊締された前記試験片に対し、加熱処理を施す工程と、
加熱処理が終了した前記試験片を、直径方向に対して直交する厚み方向に沿って切断し、切断片を得る工程と、
前記切断片の切断面から変形量を求める工程と、
を有することを特徴とする変形量評価試験方法。
【請求項５】
請求項４記載の試験方法において、前記円環形状部の前記孔の内周壁に、直径方向内方に沿って突出する突出部を設けることを特徴とする変形量評価試験方法。
【請求項６】
請求項５記載の試験方法において、前記突出部を、前記円環形状部の直径方向に対して直交する厚み方向に沿って複数列形成し、且つ前記複数列の突出部同士では形状を相違させることを特徴とする変形量評価試験方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、弾性材の変形量を評価するための変形量評価用試験片と、それを用いた変形量評価試験方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
図５に示すように、等速ジョイント１は、一端が開口した中空状のアウタ部材２と、ドライブシャフト３の先端に外嵌された状態で前記アウタ部材２に挿入されるインナ部材（図示せず）とを有し、アウタ部材２からドライブシャフト３にかけて、ゴム製又は樹脂製の継手用ブーツ４が装着される。この種の等速ジョイント１は、例えば、自動車の内燃機関又はモータの回転駆動力をタイヤに伝達する手段として広汎に採用されている。なお、前記継手用ブーツ４は、該継手用ブーツ４に予め封入されたグリース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シール部材として機能する。
【０００３】
近年、自動車を軽量化するべく、該自動車を構成する各部材を軽量化することが希求されている。この観点から、アウタ部材２の外壁の一部に、いわゆる肉盗み５を形成することがある。この場合、継手用ブーツ４の内周壁には、図６に示すように、直径方向内方に沿って突出するようにして、前記肉盗み５に適合する厚肉部６が設けられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この種の継手用ブーツ４は、一般的には、クロロプレンゴム（ＣＲ）、塩素化ポリエチレンゴム（ＣＭ）等からなるが、耐久性を向上させるべく、特許文献２に記載されるように、これらよりも基本物性が優れる熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等に材質を変更することが試みられている。
【０００５】
このように材質を変更した場合、継手用ブーツ４としての様々な諸特性を評価する必要がある。例えば、特許文献３には、継手用ブーツを装着した状態の等速ジョイントを加熱することで、実使用時の発熱状態をシミュレーションする試験方法及び装置が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４５１２４７６号公報
【特許文献２】特開平９−１７７９７１号公報
【特許文献３】特開平５−１５９８６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献３に示唆されるように、等速ジョイントは、実使用時（自動車の走行時）には比較的高温となった環境下に曝される。特に、内燃機関やモータに近接する側の等速ジョイントでは顕著である。この際、継手用ブーツは熱膨張を起こすが、自動車の運転が停止されると、周囲の温度が低下することに伴って収縮し、元の形状に戻ろうとする。
【０００８】
しかしながら、例えば、運転が長時間にわたって継続される等して高温環境下に長時間曝された後には、熱ヘタリと呼称される永久歪や、弾性域であってもいわゆるクリープが発生し、このために継手用ブーツが元の形状には戻らない懸念がある。そこで、継手用ブーツを作製して熱を付与し、永久歪やクリープ等の変形量を評価することが想起されるが、この評価のために継手用ブーツを作製することは煩雑である上、コストが高騰してしまう。
【０００９】
特に、上記のように直径方向の肉厚が相違する部位を有する継手用ブーツの場合、各部位の変形量を同時に評価することは容易ではない。
【００１０】
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、弾性材の変形量を容易に評価し得る変形量評価用試験片と、それを用いた変形量評価試験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】
【００１１】
前記の目的を達成するために、本発明は、変形量を求めるための変形量評価用試験片であって、
弾性材からなり、且つ内周円の中心が外周円の中心からオフセットされた位置に設定され、直径方向の肉厚が漸次的に変化する円環形状部を備え、
前記円環形状部に、貫通孔又は有底穴が円周方向に沿って複数個形成され、
前記複数個の貫通孔又は前記有底穴の開口面積が、直径方向の肉厚が大きな部位から小さな部位に向かうにつれて小さく設定されることを特徴とする。
【００１２】
このように、部位によって直径方向の肉厚が相違する構成とすることにより、部位によって直径方向の肉厚が相違する弾性材、例えば、継手用ブーツの変形量を評価することが容易となる。すなわち、評価用の継手用ブーツを作製する必要がなく、このために煩雑な成形作業が不要となる。しかも、コストを低廉化することができる。
【００１３】
また、直径方向の肉厚が大きな部位には、開口面積が大きな貫通孔又は有底穴を設けるようにしているので、変形量評価用試験片を作製する際にヒケが発生することを回避することができる。
【００１４】
ここで、継手用ブーツには、アウタ部材が挿入される側の端部の内周壁に、突出部を設けることがある。この突出部も含めて評価したいような場合、試験片の円環形状部に形成された孔の内周壁に、直径方向内方に沿って突出する突出部を設けるようにすればよい。
【００１５】
なお、変形量が小さくなる適切な突出部の形状を求めるには、突出部を、円環形状部の直径方向に対して直交する厚み方向に沿って複数列形成するとともに、複数列の突出部同士の形状を相違させればよい。これにより、形状が相違する突出部の変形量を、同一の試験片を用いて同時に評価することが可能となる。
【００１６】
また、本発明は、弾性材からなる変形量評価用試験片を用いて変形量を評価する変形量評価試験方法であって、
前記変形量評価用試験片は、内周円の中心が外周円の中心からオフセットされた位置に設定され、直径方向の肉厚が漸次的に変化する円環形状部を備え、
前記円環形状部に、貫通孔又は有底穴が円周方向に沿って複数個形成され、
前記複数個の貫通孔又は前記有底穴の開口面積が、直径方向の肉厚が大きな部位から小さな部位に向かうにつれて小さく設定されるものであり、
前記試験片の前記円環形状部の孔に治具を挿入する工程と、
前記円環形状部の外周壁を緊締部材で緊締する工程と、
前記孔に治具が挿入されるとともに前記外周壁に緊締部材が緊締された前記試験片に対し、加熱処理を施す工程と、
加熱処理が終了した前記試験片を、直径方向に対して直交する厚み方向に沿って切断し、切断片を得る工程と、
前記切断片の切断面から変形量を求める工程と、
を有することを特徴とする。
【００１７】
すなわち、上記した試験片を用いるとともに上記の過程を経ることで、弾性材からなる部材の変形量を、直径方向の肉厚が相違する部位ごとに容易に評価することができる。
【００１８】
この場合、円環形状部の前記孔の内周壁に、直径方向内方に沿って突出する突出部を設けることにより、継手用ブーツのアウタ部材が挿入される側の端部の内周壁に設けられる突出部として評価することができるようになる。
【００１９】
さらに、前記突出部を、円環形状部の直径方向に対して直交する厚み方向に沿って複数列形成し、且つ前記複数列の突出部同士で形状を相違させることにより、突出部を適切な形状に設定することが容易となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、変形量評価用試験片の直径方向の肉厚を部位によって相違させるようにしているので、部位によって直径方向の肉厚が相違する弾性材、例えば、継手用ブーツの変形量を評価することが容易となる。
【００２１】
このため、評価用の継手用ブーツを作製する必要がない。従って、継手用ブーツを得るための煩雑な成形作業が不要となり、しかも、コストを低廉化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施の形態に係る変形量評価用試験片の全体概略正面図である。
【図２】図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。
【図３】図１の試験片から得られた切断片の概略側面図である。
【図４】加熱処理を施すために図１の試験片の孔に治具を圧入するとともに、試験片の外周壁に締付バンド（緊締部材）を取り付ける工程を説明する側面図である。
【図５】ドライブシャフトに取り付けられた等速ジョイントと、これらを被覆する継手用ブーツとを示す駆動力伝達機構の要部概略斜視図である。
【図６】前記継手用ブーツの全体概略斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明に係る変形量評価試験方法につき、それに用いる変形量評価用試験片との関係で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変形量評価用試験片（以下、単に「試験片」とも表記する）１０の全体概略正面図であり、図２は、図１中のＩＩ−ＩＩ線矢視断面図である。この試験片１０は、孔１２が形成された円環形状部１４と、該円環形状部１４の内周壁に設けられた第１突出部１６及び第２突出部１８（図２参照）とを有する。
【００２５】
円環形状部１４において、内周円の中心Ｏ１と外周円の中心Ｏ２は一致していない。すなわち、内周円の中心Ｏ１は、外周円の中心Ｏ２に対してオフセットされた位置に設定される。
【００２６】
このため、円環形状部１４には、内周壁と外周壁との距離が大きい部位と小さい部位とが形成される。内周壁と外周壁との距離が大きい部位では、直径方向（図１中の矢印Ｘ方向）の肉厚が大きい。これとは逆に、内周壁と外周壁との距離が小さい部位では、直径方向の肉厚が小さい。すなわち、円環形状部１４には、厚肉部２０と薄肉部２２が存在する。そして、厚肉部２０から薄肉部２２にかけては、直径方向の肉厚が漸次的に低減する。
【００２７】
ここで、上記から諒解されるように、厚肉部２０と薄肉部２２は、直径方向の肉厚が相違するのであり、直径方向に直交する厚み方向（図２中の矢印Ｙ方向）の肉厚が相違するのではない。なお、円環形状部１４の矢印Ｙ方向の厚みは、図２から諒解されるように、部位に関わらず略同等である。
【００２８】
この場合、円環形状部１４には、その円周方向に沿って、複数個の貫通孔２４が形成される。この貫通孔２４は、試験片１０を作製するときにヒケが形成されることを防止するためのヒケ防止孔である。貫通孔２４は、直径方向の肉厚が比較的大きな部位（略半円部）にのみ形成され、薄肉部２２等には形成されていない。
【００２９】
貫通孔２４の直径は、厚肉部２０で最大であり、薄肉部２２に向かうにつれて小さくなる。すなわち、貫通孔２４の直径、ひいては開口面積は、直径方向の肉厚が小さくなるに従って小さくなるように設定される。
【００３０】
円環形状部１４の内周壁に、直径方向内方に指向して突出形成された第１突出部１６及び第２突出部１８は、図２に示すように、円環形状部１４の厚み方向に沿って並列するように設けられる。この中、第１突出部１６は略半球形状体であり、第２突出部１８は、円環形状部１４の内周壁から離間するにつれてテーパー状に縮径する略円錐台形状体である。すなわち、本実施の形態においては、円環形状部１４の厚み方向に沿って、形状が互いに相違する第１突出部１６及び第２突出部１８が並列されている。
【００３１】
以上のように構成される試験片１０は、樹脂又はゴム等の弾性材からなる。樹脂の場合、その具体例としては、ポリエステル系エラストマー（ＴＰＣ）、ポリオレフィン系エラストマー（ＴＰＯ）、ポリウレタン系エラストマー（ＴＰＵ）、ポリスチレン系エラストマー（ＴＰＳ）、ポリ塩化ビニル系エラストマー（ＴＰＶＣ）、ポリアミド系エラストマー（ＴＰＡＥ）等が挙げられる。
【００３２】
次に、上記の試験片１０を用いて変形量を評価する評価方法につき説明する。
【００３３】
先ず、例えば、射出成形によって、同一材質（樹脂又はゴム）からなり且つ同一形状・寸法である試験片１０を複数個作製する。この際に貫通孔２４を形成することによって、円環形状部１４にヒケが発生することが防止される。
【００３４】
次いで、円環形状部１４の一部を、円周方向に沿う厚みＤが１ｍｍ程度となるように切断する。切断する箇所としては、図１にハッチングを付して示すように、例えば、厚肉部２０、薄肉部２２、その中間部の３箇所を選定すればよい。
【００３５】
図３は、このようにして得た切断片２６の一例である。この切断片２６において、第１突出部１６又は第２突出部１８の頂部から円環形状部１４の外周壁までの距離Ｌ０が、試験片１０の直径方向に沿う肉厚に相当する。距離Ｌ０は、例えば、測定投影機を用いて測定することができる。
【００３６】
これとは別に、切断しなかった別の試験片１０の孔１２に、図４に示すように治具３０を圧入する。この圧入により、治具３０の側周壁が第１突出部１６及び第２突出部１８を若干圧潰する。
【００３７】
次いで、公知の締付バンド３２（緊締部材）に、治具３０が圧入された円環形状部１４を挿入する。その後、ネジを螺回することによって締付バンド３２を縮径し、該締付バンド３２で試験片１０を緊締する。このため、第１突出部１６及び第２突出部１８は、治具３０に圧接した状態となる。
【００３８】
この状態で、第１突出部１６及び第２突出部１８が治具３０を押圧する面圧を、厚肉部２０から薄肉部２２にかけて４５°毎に測定する。面圧は、第１突出部１６又は第２突出部１８のいずれか一方についてを測定するようにしてもよい。なお、この際には、公知の面圧測定器を用いればよい。また、第１突出部１６又は第２突出部１８の頂部から円環形状部１４の外周壁までの距離Ｌ１を測定する。
【００３９】
次いで、治具３０が圧入され且つ締付バンド３２で緊締された試験片１０に対し、継手用ブーツ４内に封入されるべきグリースを塗布した後、１２０℃〜１５０℃程度で加熱処理を施す。このような比較的低温域で加熱処理を行うためには、例えば、恒温槽を用いればよい。また、保持時間は、例えば、１５日間〜２０日間の範囲内とすればよい。
【００４０】
加熱処理が終了した後は締付バンド３２を取り外し、次いで、加熱処理前に面圧を測定した箇所で面圧を再測定する。
【００４１】
次いで、この試験片１０を室温となるまで放冷した後、上記のようにして切断した箇所（図３参照）と同一箇所を切断して切断片を得る。この切断片の第１突出部１６、第２突出部１８の頂部から円環形状部１４の外周壁までの距離Ｌ２を、上記と同様に、例えば、測定投影機を用いて測定する。
【００４２】
この場合、変形量は、例えば、圧縮永久歪である。この圧縮永久歪と、上記のＬ０、Ｌ１及びＬ２との間には、以下の関係式（１）が成立する。
ＣＳ（％）＝｛（Ｌ０−Ｌ２）／（Ｌ０−Ｌ１）｝×１００  …（１）
【００４３】
ここで、ＣＳは圧縮永久歪を表す。
【００４４】
厚肉部２０の圧縮永久歪は、図６に示す継手用ブーツ４の厚肉部６の圧縮永久歪に相当し、薄肉部２２の圧縮永久歪は、それ以外の部位の圧縮永久歪に相当する。すなわち、上記した形状の試験片１０を用いることにより、直径方向の肉厚が相違する部位を有する継手用ブーツ４（図６参照）の各部位における圧縮永久歪を、一度の加熱処理で同時に評価することができる。
【００４５】
加えて、第１突出部１６と第２突出部１８の形状を相違させているので（図２参照）、第１突出部１６と第２突出部１８のいずれが圧縮永久歪が小さいかを求めることにより、第１突出部１６と第２突出部１８のいずれが適切な形状であるかを評価することも可能である。すなわち、圧縮永久歪が小さい突出部の形状を、継手用ブーツ４のアウタ部材２を覆う側の端部の内周壁に設ける突出部の形状として採用すればよい。
【００４６】
しかも、本実施の形態によれば、円環形状部１４を有する試験片１０を作製すればよく、継手用ブーツ４を作製する必要がない。従って、煩雑な成形作業が不要となるとともに、コストを低廉化することもできる。
【００４７】
以上のようにして、所定の材質からなる試験片１０につき圧縮永久歪を評価する一方で、材質が相違する試験片１０を別途作製し、上記と同様にして評価試験を行う。これにより、様々な樹脂又はゴム、ひいては継手用ブーツ４の実使用時の圧縮永久歪を評価することができる。
【００４８】
なお、上記した実施の形態では、円環形状部１４の内周壁に第１突出部１６及び第２突出部１８を設けるようにしているが、いずれか１列のみであってもよいし、３列以上の突出部を設けるようにしてもよい。さらに、突出部を設けず、治具３０の側周壁に円筒形状部の内周壁を直接当接させるようにしてもよい。
【００４９】
また、試験片１０による評価は、継手用ブーツ４にのみ適用されるものではなく、樹脂製又はゴム製の部材に広汎に適用可能である。
【００５０】
そして、貫通孔２４に代替し、有底穴を形成するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
１…等速ジョイント                      ２…アウタ部材
３…ドライブシャフト                    ４…継手用ブーツ
５…肉盗み                              ６…厚肉部
１０…変形量評価用試験片                １２…孔
１４…円環形状部                        １６、１８…突出部
２０…厚肉部                            ２２…薄肉部
２４…貫通孔                            ２６…切断片
３０…治具                              ３２…締付バンド
【図１】
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【図２】
2013253899.tif 000004
【図３】
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【図４】
2013253899.tif 000006
【図５】
2013253899.tif 000007
【図６】
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