特許 7595517 等速自在継手用フレキシブルブーツおよび等速自在継手

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-28

(45)【発行日】2024-12-06

(54)【発明の名称】等速自在継手用フレキシブルブーツおよび等速自在継手

(51)【国際特許分類】

   F16D 3/84 20060101AFI20241129BHJP

   F16J 3/04 20060101ALI20241129BHJP

   F16J 15/52 20060101ALI20241129BHJP

   C08L 15/00 20060101ALI20241129BHJP

   C08L 23/16 20060101ALI20241129BHJP

【ＦＩ】

F16D3/84 J

F16J3/04 A

F16J15/52 C

C08L15/00

C08L23/16

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2021080172

(22)【出願日】2021-05-11

(65)【公開番号】P2022174401

(43)【公開日】2022-11-24

【審査請求日】2024-01-24

(73)【特許権者】

【識別番号】000102692

【氏名又は名称】ＮＴＮ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000104490

【氏名又は名称】キーパー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100087468

【弁理士】

【氏名又は名称】村瀬 一美

(72)【発明者】

【氏名】小原 美香

(72)【発明者】

【氏名】竹下 翔

(72)【発明者】

【氏名】村上 裕志

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 修一

(72)【発明者】

【氏名】小澤 莉奈

(72)【発明者】

【氏名】増島 浩二

【審査官】倉田 和博

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１０－０７８１４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０２－１２４９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３１４６１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－２０６６６３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１６Ｄ ３／８４

Ｆ１６Ｊ ３／０４

Ｆ１６Ｊ １５／５２

Ｃ０８Ｌ １５／００

Ｃ０８Ｌ ２３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

両端に相手部材への取付部を備えるとともに、前記両取付部の間に等速自在継手の作動に伴う変形を吸収する屈曲部が設けられ自動車の駆動軸やプロペラシャフトに用いられる等速自在継手用フレキシブルブーツであって、
前記フレキシブルブーツがアクリロニトリル量が１５～２１重量％のＨＮＢＲを５０～８０重量部、ＥＰＤＭを２０～５０重量部配合しているとともに、
ＴＲ試験における－４０℃の弾性回復率が１８％以上のゴム材料からなることを
特徴とする等速自在継手用フレキシブルブーツ。

【請求項2】

前記ゴム材料がＩＲＭ９０３油による浸漬試験で膨潤が１００％以下であることを特徴とする請求項１記載の等速自在継手用フレキシブルブーツ。

【請求項3】

前記ゴム材料がＴＲ試験における－４０℃の弾性回復率が２１％以上であることを特徴とする請求項１または２記載の等速自在継手用フレキシブルブーツ。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１つに記載の前記等速自在継手用フレキシブルブーツを装着したことを特徴とする等速自在継手。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、自動車や各種産業機械の動力伝達機構に組み込まれる等速自在継手および等速自在継手用フレキシブルブーツに関するものである。

【背景技術】

【0002】

自動車の駆動軸あるいは車軸の等速自在継手部や常に高速回転するプロペラシャフトに取り付けられるブーツは、耐グリース性(耐油性)が要求されるため、一般にはＣＲ（クロロプレンゴム）が使用されている。しかしながら、クロロプレンゴムは、耐動的オゾン性や空気加熱老化性が十分ではないため、経時的にブーツに亀裂を生じさせてグリースが散逸するという問題がみられる。特に、自動車のエンジンルームの温度上昇傾向は、この問題をなお一層深刻なものとしている。例えば自動車に搭載される等速自在継手（Constant Velocity Joint…ＣＶＪとも略される）は、使用場所、エンジンの高出力化、エンジンルームのコンパクト化等に伴い１３０℃以上の雰囲気温度に晒されることがある。

【0003】

そこで、より高い耐熱性要求に応えるためＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）材料を用いたフレキシブルブーツも使用されている（例えば、特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開平１０－１５９９８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、近年、自動車に搭載した等速自在継手は過酷な環境下で使用されることが多く、等速自在継手用フレキシブルブーツは高温下で使用されるだけでなく、例えば、－４０℃といった低温下で使用されることも想定される。低温下においてはゴムの弾性率が低下し、シャフトとの密着性、始動時の異常変形等の問題が発生するおそれがあり、耐熱性だけでなく耐寒性に優れた等速自在継手用フレキシブルブーツが要求される。しかし、一般的に耐寒性と耐油性は反比例の関係にあり、耐寒性を向上させると耐油性が悪化してしまう危険性がある。

【0006】

また、等速自在継手用フレキシブルブーツには、温度条件や耐油性の他にも、高速回転に伴う遠心力、高作動角による大変形、飛び石等の過酷な環境の中で使用されるため、それらに対応する優れた追随性や耐久性を維持する上で耐オゾン性も必要とされる。

【0007】

本発明は、等速自在継手用フレキシブルブーツに必要な耐熱性を備えるとともに、耐寒性、耐油性および耐オゾン性も十分満足できる等速自在継手用フレキシブルブーツおよびそのブーツを装着した等速自在継手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】

【0008】

かかる目的を達成するため、請求項１記載の発明は、両端に相手部材への取付部を備えるとともに、両取付部の間に等速自在継手の作動に伴う変形を吸収する屈曲部が設けられ自動車の駆動軸やプロペラシャフトに用いられる等速自在継手用フレキシブルブーツであって、アクリロニトリル量が１５～２１重量％のＨＮＢＲを５０～８０重量部、ＥＰＤＭを２０～５０重量部配合しているとともに、ＴＲ試験における－４０℃の弾性回復率が１８％以上のゴム材料を使用するようにしている。

【0009】

ここで、ゴム材料はＩＲＭ９０３油での浸漬試験による膨潤が１００％以下であることが好ましい。

【0010】

さらに、ゴム材料は、ＴＲ試験における－４０℃の弾性回復率が２１％以上であることが好ましい。

【0011】

また、本発明は、請求項１から３のいずれか１つに記載の等速自在継手用フレキシブルブーツを装着した等速自在継手であることを特徴としている。

【発明の効果】

【0012】

本発明の等速自在継手用フレキシブルブーツによれば、アクリロニトリル量が１５～２１重量％のＨＮＢＲとＥＰＤＭを配合し、ＴＲ試験における－４０℃の弾性回復率が１８％以上のゴム材料により成形されているので、耐熱性を維持しながらも、耐寒性、耐油性および耐オゾン性をともに満足させることを実現している。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明を適用したクロスグルーブ型等速自在継手及び同継手用フレキシブルブーツの一実施形態を示す中央縦断面図である。

【図2】本発明を適用したトリポード型等速自在継手及び同継手用フレキシブルブーツの一実施形態を示す中央縦断面図である。

【図3】本発明を適用したダブルオフセット型等速自在継手及び同継手用フレキシブルブーツの一実施形態を示す中央縦断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の等速自在継手用フレキシブルブーツ及び等速自在継手を以下に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

【0015】

本発明の等速自在継手用フレキシブルブーツは、アクリロニトリル量が１５～２１重量％のＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）を５０～８０重量部、ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）を２０～５０重量部配合したものをベースゴム材料として、耐寒性試験(ＴＲ試験)における－４０℃の弾性回復率が１８％以上のゴム材料によって成形されることを特徴とする。

【0016】

ＨＮＢＲは、耐熱性に優れることは知られている（例えば、特許文献１）。また、ＨＮＢＲはアクリロニトリルの添加量の増大とともに耐油性は向上するが、耐寒性が低下するという相反関係があることが知られている。
本発明者等の実験によれば、アクリロニトリル量が２３～２６重量％のものではＴＲ試験での弾性回復率が１０％以下であり、耐寒性が悪くブーツ材料としては使用できない。一方、アクリロニトリル量が少ないものは、耐油性が低下する問題があり、ブーツ材料として用いるＨＮＢＲは耐寒性と耐油性のバランスが重要となる。

【0017】

このことから、本発明に使用するＨＮＢＲのアクリロニトリル量は、耐寒性および耐油性のバランスが優れている１５～２１重量％の範囲であることが好ましい。

【0018】

また、ＥＰＤＭの添加は、耐寒性と耐オゾン性の両立を可能とする。ＣＶＪブーツオゾン耐久試験では、ＥＰＤＭが配合されていないブーツでは破損が確認されたが、ＥＰＤＭの配合量が増加するにしたがって改善されることを知見した。ＥＰＤＭの配合量を増やすことで耐オゾン性は改善され、ＥＰＤＭを１０重量部以上配合するとブーツの破損は確認されなかった。さらに、ＥＰＤＭを２０重量部以上配合すると、ブーツの亀裂は確認されず、耐オゾン性はさらに向上した。その反面、ＥＰＤＭの添加割合が増大すると、耐油性の低下が見られた。即ち、ＥＰＤＭの過度の配合は耐油性を低下させる。

【0019】

また、ＥＰＤＭの配合量を抑えることで耐油性を向上させることができる。ＩＲＭ９０３油による浸漬試験の結果、ＥＰＤＭの配合量が５０重量部のゴム材料では膨潤は１００％以上となり、４０重量部以下のゴム材料の膨潤は１００％以下となることを知見した。ＩＲＭ９０３油での膨潤が１００％以内であれば、実際に等速自在継手用フレキシブルブーツ内に封入・使用されるグリースでの膨潤が３０％以内になることが経験上わかっており、実用上耐久性やシール性などに問題がないことが確認されている。このことから、ゴム材料はＩＲＭ９０３油による浸漬試験で膨潤が１００％以下であることが好ましい。

【0020】

つまり、ＥＰＤＭの配合量は、１０重量部以上５０重量部以下であれば耐オゾン性は改善され、より好ましくは２０重量部以上５０重量部以下で耐オゾン性を向上させ得ることを知見した。なかでも、ＥＰＤＭの配合量を３０～４０重量部にする場合、ゴム材料の膨潤は１００％以下であり、高速や高作動角、高温下などの厳しい条件に適用することができ、より好ましい。尚、ＥＰＤＭの配合量が５０重量部のゴム材料は、実験の結果、膨潤について１００％以下の要件を満たせるものではなかったが、ＣＶＪブーツ高温回転試験とＣＶＪブーツ低温回転試験に合格しており、等速自在継手の使用条件によっては実ブーツとして使用可能であることが判明した。

【0021】

アクリロニトリル量が１５～２１重量％のＨＮＢＲに耐寒性に優れたＥＰＤＭを配合するとともに、さらに適切な種類、量の添加剤を配合することで、等速自在継手用フレキシブルブーツとして必要な耐寒性を満足することができる。ＴＲ試験（低温弾性回復試験）における－４０℃での弾性回復率が１８％未満のゴム材料を使用した等速自在継手用フレキシブルブーツでは、実験結果から低温時にブーツ取付部に滑りが発生し、ブーツ取付部とシャフトが良好に密接せずブーツ始動時の異常変形やシール性に問題が生じる危険性があり、ブーツとしての使用には適さない。一方、ＴＲ試験（低温弾性回復試験）における－４０℃での弾性回復率が１８％以上のＥＰＤＭを２０重量部以上配合させたゴム材料を使用した等速自在継手用フレキシブルブーツでは、低温時にブーツ取付部に滑りが発生するようなことがなく、等速自在継手用フレキシブルブーツとして十分な耐寒性を有していることが判明した。

【0022】

ここで、可塑剤および架橋剤について記載する。可塑剤としては、一般的にゴム用可塑剤又は軟化剤として使用される、フタル酸エステル系、ポリエステル系、リン酸エステル系、アジピン酸エステル系、セバシン酸エステル系、クエン酸エステル系、安息香酸エステル系、エーテル・エステル系、アゼライン酸エステル系、ポリエーテル・チオエーテル系などのエステル系可塑剤、菜種油、ひまし油、亜麻仁油などの植物油脂系可塑剤、エポキシ系可塑剤、石油系芳香族プロセスオイル、ナフテン系ラバーオイル、パラフィン系ラバーオイルなどが挙げられる。

【0023】

架橋剤としては、一般的にゴム用として使用されている硫黄系架橋剤、熱硬化樹脂架橋剤、過酸化物系架橋剤などが挙げられる。本試験は過酸化物系架橋剤を用いた。

【0024】

過酸化物系架橋剤としては、ジクミルパーオキサイド、ジ－ｔ－ブチルパーオキサイド、ｔ－ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、２，５－ジメチル－２，５－ジ（ｔ－ブチルパーオキシ）ヘキシン－３，２，５－ジメチル－２，５－ジ（ベンゾイルパーオキシ）ヘキシン、α，α’－ビス（ｔ－ブチルパーオキシ－ｍ－イソプロピル）ベンゼンなどを用いることができる。

【0025】

本発明者等の試験結果から、アクリロニトリル量が１５～２１重量％のＨＮＢＲを５０～８０重量部、ＥＰＤＭを２０～５０重量部配合したものをベースゴム材料として、ＴＲ試験における－４０℃の弾性回復率が１８％以上のゴム材料によって等速自在継手用フレキシブルブーツが成形されることで、等速自在継手用フレキシブルブーツに必要な耐熱性を備えるとともに、耐寒性、耐油性および耐オゾン性も満足できることを知見するに至った。なかでも、アクリロニトリル量が１５～２１重量％のＨＮＢＲを６０～７０重量部、ＥＰＤＭを３０～４０重量部配合してＴＲ試験における－４０℃の弾性回復率が２１％以上のゴム材料によって成形するときには、さらに高い耐油性、耐寒性、耐オゾン性を得ることができる。

【0026】

以下に本発明の等速自在継手用フレキシブルブーツの特徴について記載する。

【0027】

［耐熱性について］
耐熱性を備えるアクリロニトリル量が１５～２１重量％のＨＮＢＲ（水素化ニトリルゴム）にＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）を配合したものをベースゴム材料とし、さらに適切な添加剤を適量配合したゴム材料を用いた等速自在継手用フレキシブルブーツは、ＣＶＪブーツ高温回転試験で破損は確認されず、等速自在継手用フレキシブルブーツとして十分な耐熱性を有している。

【0028】

［耐寒性について］
アクリロニトリル量が１５～２１重量％のＨＮＢＲにＥＰＤＭ、および適切な添加剤を適量配合したゴム材料のＴＲ試験における－４０℃での弾性回復率が１８％以上であれば、このゴム材料を用いた等速自在継手用フレキシブルブーツのＣＶＪブーツ低温回転試験では問題が発生せず十分な耐寒性を有している。他方、弾性回復率が１８％未満のゴム材料を用いた等速自在継手用フレキシブルブーツのＣＶＪブーツ低温回転試験では、ブーツ取付部に滑りが発生し、低温時にブーツ取付部とシャフトが良好に密接せずブーツ始動時の異常変形やシール性に問題が生じる危険性があるため、ブーツとしての使用には適さない。

【0029】

［耐油性について］
アクリロニトリル量が１５～２１重量％のＨＮＢＲに０～４０重量部のＥＰＤＭ、および適切な添加剤を適量配合したゴム材料は、ＩＲＭ９０３油での浸漬試験よる膨潤が１００％以下であり高い耐油性を有している。膨潤が１００％以下のゴム材料を用いた等速自在継手用フレキシブルブーツはグリースによる膨潤や硬さの低下量が少なく継手に高作動角が付いた時や高速回転時に変形や接触による異常摩耗が少なく十分な耐久性を有している。一方、ＥＰＤＭを５０重量部配合させたものは膨潤が１００％を超えてしまい、このようなゴム材料を用いた等速自在継手用フレキシブルブーツは、継手に高作動角が付いた際にブーツの他部位と接触して異常摩耗を生じてしまったり、高速回転時に異常変形して破損する等の危険性がある。しかし、高作動角が付かないあるいは低速回転用の等速自在継手であれば使用可能である。

【0030】

［耐オゾン性について］
等速自在継手用フレキシブルブーツを用いてのオゾン耐久試験ではＨＮＢＲ単体ではブーツの破損が確認された。ＥＰＤＭの配合量を増やすことで耐オゾン性は改善され、ＥＰＤＭを１０重量部以上配合するとブーツの破損は確認されなかった。ＥＰＤＭを２０重量部以上配合するとブーツの亀裂は確認されず、耐オゾン性はさらに向上した。

【0031】

上述の実施形態にかかるゴム材料は、耐熱性、耐寒性、耐油性および耐オゾン性をともに満足させ得るものであることから、等速自在継手用フレキシブルブーツに適している。

【0032】

ここで、等速自在継手は、特定の継手構造に限られず、任意の形態を採りうる。例えば、図１に例示するクロスグルーブ型、図２に例示するトリポード型、図３に例示するダブルオフセット型などの外側継手部材の軸線方向にスライドする機構を備えた摺動式等速自在継手に限られず、ゼッパ型、バーフィールド型などのボールを用いたタイプの固定式等速自在継手としても使用できる。なお、トリポード型等速自在継手は、ダブルローラタイプ、シングルローラタイプのいずれでも良い。

【0033】

また、等速自在継手に装着される等速自在継手用フレキシブルブーツの形態は特定の形態に限られるものではなく、両端に相手部材への取付部を備えるとともに、両取付部の間に等速自在継手の作動に伴う変形を吸収する屈曲部が設けられていれば良く、例えばＵ字状に湾曲した屈曲部を有するブーツであっても、複数の山谷を有する蛇腹状の屈曲部を有するブーツであっても、１箇所の山谷を有する屈曲部を有するブーツであっても良い。

【0034】

具体的には、図１に示すように、クロスグルーブ型等速自在継手１は、外周面に複数のトラック溝７が形成された内側継手部材３と、内側継手部材３の外周に位置し、その内周面に内側継手部材３のトラック溝７と同数のトラック溝６が形成されている外側継手部材２とを備える。内側継手部材３のトラック溝７と外側継手部材２のトラック溝６は、軸線に対して反対方向に傾斜した角度をなし、対をなすトラック溝７とトラック溝６との交叉部にボール４が組み込まれている。内側継手部材３と外側継手部材２の間にケージ５が配置され、ボール４は、ケージ５のポケット内に保持されている。

【0035】

ここで、ブーツ９は、外側継手部材２に装着した環状部材１０を介して、外側継手部材２と内側継手部材３に連結されたシャフト８との間にかけて装着され、等速自在継手を密封するように覆うものである。この密封空間に、グリースなどの潤滑剤（図示省略）が封入されている。このブーツ９は、外側継手部材２に装着された環状部材１０の端部に固定される外筒端部（大径取付部）９ａと、内側継手部材３に連結されたシャフト８に固定される内筒端部（小径取付部）９ｂと、それらの間に備えられ、Ｕ字状に湾曲した屈曲部９ｃを有するベロー部とを備えている。Ｕ字状に大きく湾曲した屈曲部９ｃを設けることにより、クロスグルーブ型等速自在継手１が高速回転した際のブーツ屈曲部の振れ回りを抑制すると共に、ブーツの耐久性を向上させている。

【0036】

また、ブーツ９の外筒端部９ａは、環状部材１０に固定されることによりシールされている。固定方法としては、図１に示すように、環状部材１０に凹部１０ａを設け、この凹部１０ａにブーツ９の外筒端部９ａの先端を嵌合して環状部材１０の凹部１０ａを加締める方法などが挙げられる。なお、この外筒端部９ａと環状部材１０との固定方法は一例であってこれに限られるものではない。例えば、環状部材１０に外筒端部９ａを締結バンド１１等によって固定してもよいし、環状部材１０をブーツ９と予め一体に成形して外側継手部材２に装着してもよい。図中の符号１２は、ブーツ内部に充填されるグリースが漏れ出さない程度の空気抜き用の溝である。なお、環状部材１０は、鉄製の金属環が一般的に使用されるが、アルミなどの他の金属製や、樹脂製であってもよい。

【0037】

さらに、ブーツ９の内筒端部９ｂは、シャフト８に固定されることによりシールされている。このシャフト８の内筒端部９ｂを固定する部位の外周面にはブーツ溝８ａが形成され、このブーツ溝８ａに内筒端部９ｂが嵌合して締結バンド等で固定される。また、ブーツ溝８ａの両側にそれぞれ環状突出部８ｂを設けることにより、ブーツ溝８ａに入っている内筒端部９ｂのシャフト８への固定をさらに強固なものとできる。

【0038】

図２にトリポード型等速自在継手の一実施形態を示す。このトリポード型等速自在継手１３は、外側継手部材１４の内面に軸方向の三本の直線状トラック溝１５を形成している。外側継手部材１４の内側に組み込んだ、トリポード部材（内側継手部材）１６には、三本の脚軸１７が設けられている。各脚軸１７の外側に球面ローラ１８を挿入し、その球面ローラ１８と脚軸１７との間にニードル１９を組み込んで球面ローラ１８を回転可能に、かつ軸方向にスライド可能に支持し、その球面ローラ１８を上記トラック溝１５に転動自在に挿入してある。外側継手部材１４から、トリポード部材１６に連結されたシャフト２０にかけて、上記ゴム組成物の成形体であるブーツ２１が装着されている。

【0039】

ここで、ブーツ２１は、外側継手部材１４に嵌合されて固定される外筒端部（大径取付部）２１ａと、内側継手部材１６に連結されたシャフト２０に嵌合されて固定される内筒端部（小径取付部）２１ｂと、これら外筒端部２１ａと内筒端部２１ｂとの間を繋ぐ複数の山谷を有する蛇腹状の屈曲部（以下、「蛇腹部」ともいう）２１ｃとを備え、等速自在継手を密封するように覆うものである。この密封空間に、グリースなどの潤滑剤（図示省略）が封入されている。ブーツ２１は、外筒端部２１ａを外側継手部材１４に嵌合して締結バンド２２ａ等で固定する一方、内筒端部２１ｂをシャフト２０に締結バンド２２ｂ等で固定する。シャフト２０の内筒端部２１ｂを固定する部位の外周面にはブーツ溝２０ａが形成され、該ブーツ溝２０ａに内筒端部２１ｂが嵌入される。なお、ブーツ溝２０ａの両側にそれぞれ環状突出部２０ｂを設けることにより、ブーツ溝２０ａに入っている内筒端部２１ｂのシャフト２０への固定をさらに強固なものとできる。

【0040】

さらに、図３にダブルオフセット型等速自在継手の一実施形態を示す。このダブルオフセット型等速自在継手２３は、外側継手部材２４の内面および内輪（内側継手部材）２５の外面に軸方向の複数の直線状トラック溝２６、２７を形成している。トラック溝２６、２７間に組み込んだボール２８をケージ２９で支持し、このケージ２９の外周を球面２９ａとし、かつ内周を内輪２５の外周に適合する球面２９ｂとしている。各球面２９ａ、２９ｂの中心（イ）、（ロ）を外側継手部材２４の軸心上において軸方向に位置をずらしてある。外側継手部材２４から、内輪２５に連結されたシャフト３０にかけて、上記ゴム組成物の成形体であるブーツ３１が装着されている。尚、ブーツ３１の構造およびその取付構造は、図２におけるブーツ２１と同様である。また、ブーツ３１で密封された空間に、グリースなどの潤滑剤（図示省略）が封入されている。

【0041】

図２および図３において、それぞれのブーツ２１、３１の蛇腹形状は、蛇腹部の谷部外周面の曲率を山部外周面の曲率よりも小さくしている。すなわち、蛇腹谷部の湾曲の半径を山部の湾曲の半径よりも大きくすることで作動角を取った際のブーツ谷部の圧縮側位相の変形を抑制して谷部の耐久性を向上させている。谷部外周面の曲率を山部外周面の曲率と同等以上とすると、谷部が大きく潰されてしまい亀裂の起点を生じやすくなる。

【0042】

また、蛇腹部の小径取付部側の端部に、小径取付部と滑らかに連続し、かつ、外面がブーツの外部に曲率中心を有する円弧状に形成された接続部を設け、この接続部の外面の曲率半径が、蛇腹部の山部の外面の曲率半径よりも大きく設定され、かつ、上記接続部の任意の点における肉厚を該接続部の大径取付部側の端部における肉厚以上とする構造も採用できる。

【0043】

また、小径取付部において、その外径面にブーツバンド装着用の嵌合溝が形成されたシャフト装着部と、このシャフト装着部から肉厚部を介して蛇腹部に連結されてシャフト装着部および蛇腹部に対する座屈状変位を許容する肉薄部とを備えた構造も採用できる。

【0044】

さらには、ブーツバンドを、折り返し部を有しない円環状体とするとともに、ブーツバンドの軸方向外周縁部を外径側へ折り曲げた形状あるいは湾曲した形状とし、ブーツバンドの縮径状態において、軸方向外周縁部と、これに対応するブーツの嵌合溝の底部端部との間に隙間を形成し、干渉を回避した構造も採用できる。

【0045】

上述の所定のゴム組成物の成形体であり、かつ構造のブーツを装着した自動車用推進軸（プロペラシャフト）に使用される等速自在継手は、優れた耐熱性、耐寒性、耐油性および耐オゾン性を有する。

【0046】

なお、上述の形態は本発明の好適な形態の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。

【実施例】

【0047】

ＨＮＢＲとＥＰＤＭの配合比および添加剤の種類および量を変えた各種ゴム材料（実施例１～４及び比較例１～４）を作成し、ＴＲ試験、ＣＶＪブーツ低温回転試験、ＣＶＪブーツ高温回転試験、ＣＶＪブーツオゾン耐久試験及びＩＲＭ９０３油の浸漬試験を実施した。尚、本試験においては、ベースゴム材料となるＨＮＢＲについては、等速自在継手用フレキシブルブーツに必要な耐熱性と耐寒性を両立させるアクリロニトリル量が１５～２１重量％含有するものを用いた。

【0048】

ここで、実施例１～４、及び比較例１～２は、ＨＮＢＲを５０～１００重量部、ＥＰＤＭを０～５０重量部配合しているとともに、エステル系可塑剤を３０重量部、過酸化物系架橋剤を１０重量部、カーボンブラックを７０重量部配合した。

【0049】

比較例３はＨＮＢＲを７０重量部、ＥＰＤＭを３０重量部配合しているとともに、エステル系可塑剤を３０重量部、過酸化物系架橋剤を３重量部、カーボンブラックを７０重量部配合した。

【0050】

比較例４はＨＮＢＲを７０重量部、ＥＰＤＭを３０重量部配合しているとともに、植物油脂系可塑剤を３０重量部、過酸化物系架橋剤を１０重量部、カーボンブラックを７０重量部配合した。

【0051】

本試験に使用した薬品は以下に示す通りである。

【0052】

【表1】

尚、本試験では、実施例の可塑剤Ａとしてはエステル系可塑剤、比較例４の可塑剤Ｂとしては植物油脂系可塑剤を用いた。また、架橋剤としては、過酸化物系架橋剤を用いた。

【0053】

［ブーツ形状］
本試験では図１に示す等速自在継手用フレキシブルブーツを使用した。

【0054】

各実施例と比較例の組成並びに各種試験結果を表２にして以下に示す。

【0055】

【表2】

【0056】

［ＴＲ試験］
アクリロニトリル量が１５～２１重量％のＨＮＢＲに対して、ＥＰＤＭを配合させたゴム材料のＴＲ試験および等速自在継手用フレキシブルブーツの低温回転試験を実施した。

【0057】

ＴＲ試験はＩＳＯ２９２１を参考として取得したデーターを用い、－４０℃における復元率を確認した。

【0058】

実施例１～４および比較例１～２は添加剤の種類および量を固定しＨＮＢＲとＥＰＤＭの配合比を変更したもので、弾性回復率はＥＰＤＭの配合量が２０重量部以上の実施例１～４で１８％以上であった。一方、ＥＰＤＭの配合量が１０重量部以下の比較例１～２は１８％未満であった。

【0059】

比較例３はＨＮＢＲとＥＰＤＭの配合比を実施例３と同一にし、架橋剤の配合量を変更したもので弾性回復率は１８％未満であった。

【0060】

比較例４はＨＮＢＲとＥＰＤＭの配合比を実施例３と同一にし、可塑剤の種類を変更したもので弾性回復率は１８％未満であった。

【0061】

試験の結果から添加剤の種類および量を適切に配合することおよびＥＰＤＭの配合量が２０重量部以上で十分な弾性回復率を有していることが判明した。ＥＰＤＭを３０重量部以上配合させたゴム材料は弾性回復率が２１％以上となりさらに好ましい。

【0062】

［ＣＶＪブーツ低温回転試験］
ＣＶＪブーツ低温回転試験は作動角５ｄｅｇ、雰囲気温度－４０℃、回転数５００ｒｐｍ、耐久サイクル１０ｃｙｃの条件で、ブーツ取付部の滑りについて確認した。

【0063】

実施例４の弾性回復率が１８％のゴム材料を用いた等速自在継手用フレキシブルブーツで低温回転試験を実施したところ、一部にブーツ取付部の滑りが僅かに発生するものがあるものの十分な耐寒性を有することを確認した。

【0064】

実施例１～３の弾性回復率が２１％以上のゴム材料を用いた等速自在継手用フレキシブルブーツで低温回転試験を実施したところ、ブーツ取付部の滑りは発生せずより高い耐寒性を有することを確認した。

【0065】

一方、比較例１～４の弾性回復率が１８％未満のゴム材料を用いた等速自在継手用フレキシブルブーツで低温回転試験を実施したところ、ブーツ取付部に滑りが発生した。ＥＰＤＭの配合量が２０重量部以上のものは弾性回復率が１８％以上で、低温回転試験でも問題ない（ブーツ取付部の滑りがない）ことから十分な耐寒性を有すると判断できた。ＥＰＤＭの配合量が３０重量部以上のものは弾性回復率が２１％以上でブーツ取付部に滑りが発生しないことからさらに好ましいといえる。

【0066】

［ＣＶＪブーツ高温回転試験］
ＣＶＪブーツ高温回転試験は、作動角５ｄｅｇ、雰囲気温度１３０℃、回転数２７００ｒｐｍ、運転時間５５０ｈの条件で、ブーツの高温耐久性について確認した。
実施例１～４および比較例１でブーツの破損は確認されず、高温下で耐久性を有することが確認された。尚、比較例２～４については試験を省略した。

【0067】

［ＣＶＪブーツオゾン耐久試験］
ＣＶＪブーツオゾン耐久試験は、オゾン濃度２００ｐｐｈｍ、作動角５ｄｅｇ、雰囲気温度４０℃、回転数１２００ｒｐｍ、運転時間２００ｈの条件で、ブーツのオゾン耐久性について確認した。

【0068】

実施例１～４では、２００ｈ運転後に亀裂が確認されず、オゾン耐久性は良好であった。比較例１は、ブーツの破損の破損はなく運転可能な状態であったが、亀裂が確認された。比較例２は、ブーツが破損し運転不可能であった。尚、比較例３～４については試験を省略した。
このことから、ＨＮＢＲに対しＥＰＤＭを配合することで耐オゾン性が向上し、ＥＰＤＭを２０重量部以上配合したゴム材料を用いた等速自在継手用フレキシブルブーツは亀裂が確認されず、高い耐オゾン性を有することが確認された。

【0069】

［ＩＲＭ９０３油での浸漬試験］
［ブーツを装着した等速自在継手内に封入するグリースについて］
ブーツを装着した等速自在継手内にはグリースが封入される。グリースの成分としては増ちょう剤と基油からなるベースグリースから構成される。また、このベースグリースに各種添加剤を配合してもよい。

【0070】

グリースの増ちょう剤としては、リチウム石けん、リチウムコンプレックス石けん、カルシウム石けん、カルシウムコンプレックス石けん、アルミニウム石けん、アルミニウムコンプレックス石けん等の石けん類、ジウレア化合物、ポリウレア化合物等のウレア系化合物が挙げられるが、特に限定されるものではない。

【0071】

ウレア系増ちょう剤としては、例えば、ジウレア化合物、ポリウレア化合物が挙げられるが、特に限定されるものではない。

【0072】

ジウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミンの反応で得られる。ジイソシアネートとしては、フェニレンジイソシアネート、ジフェニルジイソシアネート、フェニルジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、オクタデカンジイソシアネート、デカンジイソシアネート、ヘキサンジイソシアネート等が挙げられ、モノアミンとしては、オクチルアミン、ドデシルアミン、ヘキサデシルアミン、オクタデシルアミン、オレイルアミン、アニリン、ｐ－トルイジン、シクロヘキシルアミン等が挙げられる。

【0073】

ポリウレア化合物は、例えば、ジイソシアネートとモノアミン、ジアミンとの反応で得られる。ジイソシアネート、モノアミンとしては、ジウレア化合物の生成に用いられるものと同様のものが挙げられ、ジアミンとしては、エチレンジアミン、プロパンジアミン、ブタンジアミン、ヘキサンジアミン、オクタンジアミン、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン等が挙げられる。

【0074】

グリースの基油としては、パラフィン系やナフテン系の鉱物油、エステル系合成油、エーテル系合成油、炭化水素系合成油、ＧＴＬ 基油、フッ素油、シリコーン油等の普通に使用されている潤滑油またはそれらの混合油が挙げられるが、これらに限定されるものではない。一般的には、コストを考慮して鉱物油が使われることが多いが、使用される温度域を考慮して合成油及びその混合油が使われることもある。

【0075】

また、潤滑成分には、さらに二硫化モリブデン、グラファイト等の固体潤滑剤、有機モリブデン等の摩擦調整剤、アミン、脂肪酸、油脂類等の油性剤、アミン系、フェノール系などの酸化防止剤、石油スルフォネート、ジノニルナフタレンスルフォネート、ソルビタンエステルなどの錆止め剤、イオウ系、イオウ－リン系などの極圧剤、有機亜鉛、リン系などの摩耗防止剤、ベンゾトリアゾール、亜硝酸ソーダなどの金属不活性剤、ポリメタクリレート、ポリスチレンなどの粘度指数向上剤などの各種添加剤を含んでいても良い。

【0076】

［浸漬試験について］
実際の等速自在継手用ブーツとしては、様々なグリースとの組み合わせで使用される。等速自在継手用フレキシブルブーツおよびそのブーツを装着した等速自在継手は封入されるグリースの基油の影響を最も受けるため、実際に使用されるグリースの基油と成分が近い標準油での試験が必要となる。

【0077】

そこで、浸漬試験用の標準油として、パラフィン系とナフテン系の鉱物油をおおよそ同程度含有しているＩＲＭ９０３油（ゴム部品のJIS K6258 ASTM D471規格検査に使用される体液性試験標準油）を選択し、ＩＲＭ９０３油を対象とした耐油性を確認することにより、常にグリースと接して使用される等速自在継手用ブーツ材料として使用可能かの指標に用いた。

【0078】

ゴムの膨潤はアニリン点に大きく影響される。本浸漬試験に用いるＩＲＭ９０３油はアニリン点が７０℃と低いため、ゴムを膨潤させる傾向が強い標準グリースとして試験用に用いられている。

【0079】

尚、等速自在継手用フレキシブルブーツにおいて、ゴム材料が膨張すること自体がブーツとしての性能を阻害するわけでなく、体積が膨張することによって各種物性の低下が生じることが問題となる。ＩＲＭ９０３油での膨潤が１００％以内であれば、実際に等速自在継手用フレキシブルブーツ内に封入・使用されるグリースでの膨潤が３０％以内になることが経験上わかっており、実用上耐久性やシール性などに問題がないことが確認されている。そこで、膨潤が１００％以下であるか否かを判定の基準とした。

【0080】

膨潤の測定はＩＳＯ１８１７を参考として取得したデーターを用い、設定温度１００℃のＩＲＭ９０３油中に７２時間浸漬後のゴム材料の物性変化率を確認した。

【0081】

試験の結果、ＥＰＤＭの配合量が４０重量部以下の実施例２～４および比較例１～２のゴム材料の膨潤は１００％以下であった。このゴム材料を用いた等速自在継手用フレキシブルブーツは、周囲との接触や異常摩耗を抑えることができる。依って、高速や高作動角、高温下などの厳しい条件に適用することができ、等速自在継手用フレキシブルブーツのゴム材料としてはより好ましいものといえる。一方、ＥＰＤＭの配合量が５０重量部の実施例１のゴム材料の膨潤は１００％以上となった。このことから、ＥＰＤＭの配合量を抑えることで耐油性を向上させることが確認された。尚、比較例３～４については試験を省略した。

【0082】

ここで、ＥＰＤＭの配合量が５０重量部の実施例１のゴム材料は、膨潤については１００％以上であるが、ＣＶＪブーツ高温回転試験とＣＶＪブーツ低温回転試験に合格しており、実ブーツとして使用可能であるといえる。また、耐オゾン性を向上させるため、ＥＰＤＭを配合したが、一定以上配合すると耐油性が悪化した（実施例１参照）。ＥＰＤＭを一定以上配合することで耐油性が悪化し、耐寒性と耐油性が反比例の関係であることを確認した。

【0083】

以上の各種試験結果より、エステル系可塑剤３０重量部、過酸化物系架橋剤１０重量部、カーボンブラック７０重量部、アクリロニトリル量が１５～２１重量％のＨＮＢＲを５０～８０重量部、ＥＰＤＭを２０～５０重量部配合し、かつＴＲ試験における－４０℃の弾性回復率が１８％以上のゴム材料を用いた等速自在継手用フレキシブルブーツおよびそのブーツを装着した等速自在継手は耐熱性を備えるとともに耐寒性および耐オゾン性の機能も満足することが確認された。

【0084】

さらに、ＩＲＭ９０３油での浸漬試験で膨潤が１００％以下のゴム材料を用いた等速自在継手用フレキシブルブーツおよびそのブーツを装着した等速自在継手は上記機能に加え高い耐油性の機能も満足することが確認された。

【0085】

したがって、本発明にかかるゴム材料を用いた等速自在継手用フレキシブルブーツおよびそのブーツを装着した等速自在継手は、自動車用ドライブシャフトや自動車用プロペラシャフトに用いる等速自在継手あるいは各種機械の自在継手として好適に利用できる。特に、ドライブシャフトの中でも高温となり易いインボード側ブーツや、プロペラシャフト用ブーツとして好適に利用できる。

【符号の説明】

【0086】

１，１３，２３ 等速自在継手
９，２１，３１ フレキシブルブーツ

【図1】

【図2】

【図3】