JP4128554B2 - ベローズ - Google Patents

Description

本発明はベローズに関する。より詳細には、本発明は、均一な材料から一体的に形成されているゴム弾性材料製のベローズであって、ベローズの長手方向に延伸する少なくとも１つのひだ部分を含み、このひだ部分が、少なくとも端面に、一方では部分的にのみ、実質上半分のひだとして形成されている終端ひだを有し、この終端ひだが、ひだ部分とは軸方向で反対側の面で、ベローズを固定するための終端部分と接続されているベローズに関する。

ベローズは公知である（例えば特許文献１参照）。特許文献１に開示されているベローズは、長手方向に沿って複数のひだが形成されているゴム弾性材料からなる回転対称体から実質上形成されている。ベローズは、例えば等速ジョイントの密封、例えば自動車におけるドライブシャフトのジョイントの密封に使用されている。

最近の開発では、終端ひだが接続フランジの前の最後のひだとして、限られた取付け空間のために半分だけ形成され、このとき、終端ひだの最も高い部分が接続フランジに直接移行、連続して接続されているので、この終端ひだは接続フランジから半径方向に張り出していない。この構成によって、最後のひだの柔軟性は制限され、かつ大きくジョイントが屈曲する場合に、ベローズはこの箇所で強い負荷を受ける。
欧州特許出願公開第0940595号明細書

本発明は、終端ひだ又は終端部分の範囲の早期の摩耗を回避すること、並びに大きくジョイントが屈曲する場合にも、ベローズが長い寿命を有するように、上記した形式のベローズを改良し、発展させることを課題とする。

上記課題は、本発明によれば、請求項１に記載する特徴によって解決される。すなわち上記課題は、均一な材料から一体的に形成されているゴム弾性材料製のベローズであって、ベローズの長手方向に延伸する少なくとも１つのひだ部分を含み、このひだ部分が、少なくとも端面に、場合によっては部分的にのみ、実質上半分のひだとして形成されている終端ひだを有し、この終端ひだが、ひだ部分とは軸方向で反対側の面で、ベローズを固定するための終端部分と接続されているものにおいて、終端ひだが、１つのひだ谷部及び２つのひだ頂部を有するとともに長手方向に延伸する蛇腹形状に形成されている少なくとも１つの負荷解放ひだを含み、負荷解放ひだが、終端ひだが軸方向に延伸する範囲内に、及び／又は接続部分に対応する終端ひだの端面の側面に配置されていることを特徴とするベローズによって解決される。有利な態様は従属形式の請求項に示す。

上記課題を解決するために、終端ひだは、１つのひだ谷部と２つのひだ頂部を有するとともに長手方向に延伸する蛇腹形状に形成されている少なくとも１つの負荷を解放する負荷解放ひだを含み、この負荷解放ひだは、終端ひだが軸方向に延伸する範囲内に、及び／又は接続部分に対応する終端ひだの端面の側面に配置されている。

負荷解放ひだがベローズの付加的な伸張を可能にするために、負荷解放ひだによって、保護すべきシャフトのジョイントが大きく偏向する場合に、ベローズの柔軟性が高められる。この構成によって、最後のひだ、終端ひだに影響を与える応力は減じられる。終端ひだ及び接続部分の範囲内の早期の摩耗を回避することができる。

有利な一態様において、断面において、負荷解放ひだのひだ谷部に丸みをつけて仕上げることができる。ひだ谷部の断面が丸みを帯びていることによって、大きく曲がる場合に、負荷解放ひだのひだ谷部に生じる応力のピーク値、大きな値の応力を逃がすことができる。大きく曲がる場合に生じる応力のピーク値は、従来の技術においては、材料の引き裂き、したがって早期の摩耗を生じさせるものであるが、この構成によって、材料の引き裂き、すなわち早期の摩耗を回避することができる。

別の有利な態様において、断面において、負荷解放ひだのひだ頂部に丸みをつけることができる。ひだ頂部の断面が丸みを帯びていることによって、大きく曲がる場合に、負荷解放ひだのひだ頂部に生じる応力のピーク値を逃がすことができ、応力を効果的に逃がすことができる。この応力のピーク値は、従来の技術において、ひだ谷部の場合と同様に材料の引き裂き、したがって早期の摩耗を生じさせる可能性がある。断面において、ひだ頂部に丸みをつけることによって、ひだ頂部における材料の集積、盛り上がりが回避されるため、負荷解放ひだが折れ曲がる危険性が低くなり、それによって負荷解放ひだが伸張する場合に負荷解放ひだの内側と外側での伸張のストロークの相違が減じられる。

ひだ谷部と、このひだ谷部に軸方向両側で隣接するひだ頂部との間の、負荷解放ひだの半径方向の深さは、１mmから４mmの範囲にあることが好ましい。このような寸法は、通常約１mmであるベローズの典型的な壁部の厚みに適合されている。負荷解放ひだの深さが１mmから４mmの範囲にあることによって、利用できる取付け空間が有効に利用され、かつ十分に伸張するための遊びがもたらされる。

有利な態様において、丸みをつけられたひだ谷部及び／又はひだ頂部の丸みのついた部分の断面における半径は0.2mmから２mmの範囲にある。丸みのついた部分の半径がこのような寸法である場合に、シャフトのジョイントが大きくジョイント屈曲する場合の応力のピーク値を、同時に十分有効な伸張のストロークによって逃がすことができる。

本発明は、均一な材料から一体的に形成されているゴム弾性材料製のベローズであって、ベローズの長手方向に延伸する少なくとも１つのひだ部分を含み、このひだ部分が、少なくとも端面に、一方では部分的にのみ、実質上半分のひだとして形成されている終端ひだを有し、この終端ひだが、ひだ部分とは軸方向で反対側の面で、ベローズを固定するための終端部分と接続されているものにおいて、終端ひだ（３）が、１つのひだ谷部（６）及び２つのひだ頂部（７）を有するとともに長手方向に延伸する蛇腹形状に形成されている少なくとも１つの負荷解放ひだ（５）を含み、負荷解放ひだが、終端ひだ（３）が軸方向に延伸する範囲内に、及び／又は接続部分（４）に対応する終端ひだ（３）の端面の側面に配置されていることを特徴とするベローズに関する。このような構成であることによって、終端ひだ又は終端部分の範囲の早期の摩耗を回避することができ、大きくジョイントが屈曲する場合にも、ベローズは長い寿命を有する。

さらに本発明によるベローズのいくつかの実施例を図１から図５を参照して詳説する。これらの図は、それぞれ概略的にベローズを示している。

図１から図５はそれぞれ、ベローズを示すが、負荷解放ひだの形状及び配列が異なっている。

図１は、自動車の等速ジョイントを保護するための概略円錐形状に形成されているベローズ１を示し、このベローズ１は、４つのひだ２からなるひだ部分及び、ベローズ１の端面８に実質上半分のひだとして形成されている１つの終端ひだ３を含む。ひだ２及び終端ひだ３により、軸方向でのベローズ１の長さの変化及び、カルダン式の案内動作、撓み運動が可能になる。終端ひだ３は、軸方向で、ひだ２又はひだ部分に対して反対側の面においてベローズ１を固定するための終端部分４を介して（図示されていない）機械要素と接続されている。もう一方の端面９には、同様に機械要素へベローズ１を固定するための第２の接続部分10が設けられ、この接続部分10はひだ２又はひだ部分と接続されている。ベローズ１は、ゴム弾性材料から吹込成形法により製造され、均一な材料から一体的に形成されている。ベローズ１の壁部の厚みは、この実施例の場合には１mmから２mmの範囲にある。

終端ひだ３のなかに、蛇腹形状に形成されている負荷解放ひだ５が統合されている。負荷解放ひだ５が、終端ひだ３が軸方向に延伸する範囲内に設けられている。この実施例において、ひだ頂部７からひだ谷部６までの負荷解放ひだの半径方向の深さは４mmである。ひだ谷部と、このひだ谷部に軸方向両側で隣接するひだ頂部との間の、負荷解放ひだの半径方向の深さは４mmである。あるいは、負荷解放ひだの外側表面において、ひだ頂部とひだ谷部の間の間隔は、半径方向に４mmである。負荷解放ひだ５のひだ頂部７は、大きく曲がる場合に発生する応力のピーク値を逃がすために、断面において、丸みをつけられて仕上げられている。負荷解放ひだ５によって、ベローズ１がより大きく曲がる場合にも、終端ひだ３がより大きな伸張のストロークをもって作動することが可能になる。

図１ａはベローズの側面図である。図１ｂは、図１ａに示すベローズを断面図により示す。

図２に示す実施例の場合、負荷解放ひだ５は、終端ひだ３と終端部分４の間に配置されている。負荷解放ひだ５が、接続部分４に対応する終端ひだ３の端面の側面に配置されている。この実施例においては、負荷解放ひだの半径方向の深さが、そこに画定されている取付け空間に基づいて浅いので、負荷解放ひだ５の深さがわずかであっても、可能な限り大きな伸張のストロークを達成するために、負荷解放ひだ５が２つ形成されている。この実施例では、２つの負荷解放ひだが、実質的に２つのひだ谷部と３つのひだ頂部を有するように形成されている。負荷解放ひだ５のひだ頂部７は、半径方向で終端ひだ３より高く形成されていない。図２に示す実施例では、終端ひだ３の半径は、負荷解放ひだ５のひだ頂部７の半径よりも大きい。

図３から図５はそれぞれ、ただ１つの負荷解放ひだ５が形成されているベローズ１を示す。ひだ頂部７からひだ谷部６までの負荷解放ひだ５の深さは、ベローズ１が大きく曲がる場合に十分な伸張を可能とするのに十分な大きさである。

図３には、負荷解放ひだ５が終端ひだ３と終端部分４の間に配置されているベローズ１を示す。負荷解放ひだ５が、接続部分４に対応する終端ひだ３の端面の側面に配置されている。ひだ谷部６とひだ頂部７との間の負荷解放ひだ５の深さは、この実施例の場合には図２に示す負荷解放ひだ５の深さよりも深く形成されている。ひだ頂部７は、その断面が丸みをもって仕上げられておらず、角を有するように仕上げられ、この構成によってベローズ１に対する工具の製造を簡略化することができる。

図４に示す実施例の負荷解放ひだ５は、終端ひだ３と終端部分４の間に配置されている。この場合、負荷解放ひだ５は、接続部分４に対応する終端ひだ３の端面の側面に配置されている。負荷解放ひだ５の深さは、この実施例の場合には図２に示す負荷解放ひだ５の深さよりも深い。ひだ頂部７は、その断面が丸みをつけられて仕上げられており、この構成によって大きく伸張する場合に生じる応力のピーク値を逃がすことが可能となる。

図５は、終端ひだ３と終端部分４の間に配置されている負荷解放ひだ５を備えているベローズ１を示す。負荷解放ひだ５の深さは、この実施例の場合には図２に示す負荷解放ひだ５の深さよりも深い。ひだ頂部７は、その断面が略半円形状に仕上げられており、この構成によって大きく伸張する場合に生じる応力のピーク値を逃がすことができ、大きく伸張した場合に、負荷解放ひだ５が折れ曲がる危険性が減じられ、したがってベローズの寿命を延ばすことができる。

終端ひだ内に配置されている負荷解放ひだを備えているベローズの側面図である。 図１ａに示すベローズの断面図である。 終端ひだと接続部分の間に配置されている複数の負荷解放ひだを備えているベローズの断面図である。 終端ひだと接続部分の間に配置されている負荷解放ひだを１つ備えているベローズの断面図である。 終端ひだと接続部分の間に配置され、ひだ頂部が丸みをつけられて仕上げられている負荷解放ひだを１つ備えているベローズの断面図である。 終端ひだと接続部分の間に配置され、ひだ頂部が略半円形状に仕上げられている負荷解放ひだを１つ備えているベローズの断面図である。

符号の説明

１ ベローズ
２ ひだ
３ 終端ひだ
４ 終端部分
５ 負荷解放ひだ
６ ひだ谷部
７ ひだ頂部
８ 端面
９ 端面
１０ 第２の接続部分

Claims (5)

1. 均一な材料から一体的に形成されているゴム弾性材料製のベローズであって、当該ベローズの長手方向に延伸するとともに少なくとも一方の端面に終端ひだを有する少なくとも１つのひだ部分を含み、当該終端ひだが実質上半分のひだとして形成され、この終端ひだが、前記ひだ部分とは軸方向で反対側の面で、当該ベローズを固定するための終端部分と接続されているものにおいて、
   前記終端ひだ（３）が長手方向に延伸する蛇腹形状に形成されている少なくとも１つの負荷解放ひだ（５）を含み、この負荷解放ひだ（５）が、１つのひだ谷部（６）及び２つのひだ頂部（７）を有し、
   前記終端ひだ（３）が、１つのひだ谷部（６）及び２つのひだ頂部（７）を有するとともに長手方向に延伸する蛇腹形状に形成されている少なくとも１つの負荷解放ひだ（５）を含み、
   前記負荷解放ひだが、前記終端ひだ（３）が軸方向に延伸する範囲内に、又は接続部分（４）に対応する前記終端ひだ（３）の端面の側面に配置されていることを特徴とするベローズ。
2. 前記負荷解放ひだ（５）のひだ谷部（６）が丸みをつけられて仕上げられている請求項１記載のベローズ。
3. 前記負荷解放ひだ（５）のひだ頂部（７）が丸みをつけられて仕上げられている請求項１又は２記載のベローズ。
4. 前記丸みを付けられて仕上げられているひだ谷部（６）及びひだ頂部（７）の少なくとも一方の丸みのついた部分の半径が、0.2mmから２mmの範囲にある請求項２又は３記載のベローズ。
5. 前記ひだ谷部（６）と、このひだ谷部（６）に軸方向両側で隣接するひだ頂部（７）の間の、前記負荷解放ひだ（５）の半径方向の深さが、１mmから４mmの範囲にある請求項１から４のいずれか一項に記載のベローズ。

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