JP2002349719A - ブーツ及びブーツ成形金型 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アニーリングを行なうことなく蛇腹部のピッ
チを小さくすることが可能なブーツを提供する。 【解決手段】 蛇腹部２のうちの谷部２ａと谷部２ａに
連続する山部２ｂ及び、山部２ｂと山部２ｂに連続する
谷部２ｃを、外径方向に向かって凸状となる曲面として
Ｒ形状で結んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種機械の回転
部、摺動部および揺動部等の可動機構部を、泥水、塵埃
等の異物である外部ダストの侵入防止に用いられるブー
ツ及びブーツ成形金型に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のブーツとしては、伸縮変
形自在な蛇腹部と、この蛇腹部の軸方向一端に形成され
た大径の環状の取付部と、軸方向他端に形成された小径
の環状の取付部とを有し、熱可塑性エラストマー等でブ
ロー成形により成形されたものがある。

【０００３】この種のブーツは、大径側の取付部が相対
的に移動可能な２部材のうちの一方の軸側の端部外周面
にクランプにより締め付け固定されると共に、小径側の
取付部が他方の軸の外周面にもう一つのクランプで締め
付け固定される。

【０００４】そしてこれによって、２部材間の相対移動
にともない蛇腹部が柔軟に変形しながら、２部材間の可
動機構部に外部から異物が侵入するのを防止すると共
に、該可動機構部に充填した潤滑用のグリース等が外部
へ漏洩するのを防止するものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来技術の場合には、下記のような問題が生じて
いた。

【０００６】近年、ブーツが備えられる機械側の小型
化、軽量化にともなってブーツに対しても小型化、軽量
化が要求されており、ブーツを小型化するために、蛇腹
部のピッチを小さくすることが考えられる。

【０００７】図５は、山部の肉厚を同一肉厚とした場合
において、ピッチａが小さい蛇腹部（図５（ａ）に示
す）として成形されたブーツと、ピッチｂが大きい蛇腹
部（図５（ｂ）に示す）として成形されたブーツと、を
比較した図である。図において、（ピッチａ）＜（ピッ
チｂ）であり、山部と谷部とは、図中２点鎖線Ｓで示す
ようにストレートの面の金型により成形されている。

【０００８】図５（ａ）に示すピッチａが小さい蛇腹部
として成形されたブーツにおいては、ピッチを小さくし
た場合においても耐久性を確保するために、図に示すよ
うに、山部の肉厚を従来のものと同一肉厚ｅとしている
が、この場合、ブロー成形によるために、ピッチの小さ
い蛇腹部（図５（ａ））の方が谷部の肉厚が大きくなっ
てしまう（ｃ＞ｄ）。

【０００９】ここで、ブロー成形について説明する。図
６は、ブロー成形で蛇腹部を成形した場合の蛇腹部の肉
厚について説明するための図である。

【００１０】ブロー成形で蛇腹部を成形する場合におい
て、その成形方法の特徴として、径が大きい部分の肉厚
が薄くなり、径の小さい部分の肉厚が厚くなるという現
象が生じる。

【００１１】これは、ブロー成形とは熱可塑性エラスト
マーを圧力流体により金型に密着させて成形するもので
あり、蛇腹部を成形する場合に、平面部を引き伸ばして
三角状として蛇腹部を形成させる成形となるので、三角
状の頂点となる山の高さの高い部分の肉厚は低い部分の
肉厚よりも薄くなってしまうためである。

【００１２】したがって、蛇腹形状をブロー成形により
成形した場合には、図６に示すように、山部Ｃが薄く、
谷部Ｄが厚くなる傾向が認められる。

【００１３】そして、上述したようなピッチの小さい蛇
腹部を伸縮させた場合には、図７に示すような密着状態
において、谷部Ｄの肉厚が厚くなることにより（密着状
態での）全長が大きくなってしまい、ストローク能力の
低下となってしまい、設計の自由度が低くなってしまう
問題が生じてしまう。

【００１４】そこで従来では、図８に示すように、Ｌ₀
の寸法で成形し、その後に、治具等に圧縮して固定しア
ニーリングを行うことにより、最終的に製品長Ｌを得る
方法が行われている。

【００１５】しかし、この方法では、設備や治具等が必
要となり、製造工程も一工程増えてしまい、コストもか
かってしまう。

【００１６】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、アニ
ーリングを行なうことなく蛇腹部のピッチを小さくする
ことが可能なブーツを提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、山部と谷部とが連続してなる伸縮
・揺動可能な筒状の蛇腹部を備え、該蛇腹部の両端側
が、相対的に移動可能な２部材にそれぞれ取り付けられ
て、該２部材間の異物の侵入を防止するブーツにおい
て、前記蛇腹部のうちの第１の谷部と該第１の谷部に連
続する山部及び、該山部と該山部に連続する第２の谷部
は、外径方向に向かって凸状となる曲面で結ばれている
ことを特徴とする。

【００１８】このように構成することにより、ブーツが
成形される際に、従来、蛇腹部の谷部に溜まってしまっ
ていた材料を山部側に分散させることができるので、ピ
ッチが小さい蛇腹部として成形する場合においても、従
来のように谷部のみ肉厚となることはなくなり、ブーツ
を小型化することができる。

【００１９】さらに、アニーリングを行うことなくピッ
チの小さい蛇腹部を得ることができるので、アニーリン
グのための設備、治具等は必要なくなり、製造設備及び
製造工程を簡略化することができる。

【００２０】前記第１の谷部と前記山部とを結ぶ線と、
該山部と前記第２の谷部とを結ぶ線とがなす角度は、４
０〜５０°であることも好適である。

【００２１】このように構成することにより、ピッチの
小さい蛇腹部を得ることができ、ブーツを小型化するこ
とが可能となる。したがって、ブーツを梱包するのに必
要であった容積をも小さくすることが可能となり、ま
た、ブーツの軽量化・材料の省資源化を図ることも可能
となる。

【００２２】山部と谷部とが連続してなる筒状の蛇腹部
を備えたブーツを成形する成形金型であって、該蛇腹部
を成形する筒状の蛇腹部形成面を備えたブーツ成形金型
において、前記蛇腹部形成面のうちの第１の山部と該第
１の山部に連続する谷部及び、該谷部と該谷部に連続す
る第２の山部は、外径方向に向かって凹状となる曲面で
形成されていることを特徴とする。

【００２３】このように構成することにより、ブーツを
成形する際に、従来、蛇腹部形成面の山部に溜まってし
まっていた材料を谷部側に分散させることができるの
で、蛇腹部形成面の蛇腹部のピッチが小さく形成された
金型で成形を行う場合においても、従来のようにブーツ
成形品において蛇腹部の谷部のみ肉厚となることはなく
なり、ブーツを小型化することができる。

【００２４】さらに、アニーリングを行うことなくピッ
チの小さい蛇腹部を得ることができるので、アニーリン
グのための設備、治具等は必要なくなり、製造設備及び
製造工程を簡略化することができる。

【００２５】前記蛇腹部形成面は、前記第１の山部と前
記谷部を結ぶ線と、該谷部と前記第２の山部とを結ぶ線
とのなす角度が４０〜５０°に形成されていることも好
適である。

【００２６】このように構成することにより、ピッチの
小さい蛇腹部を得ることができ、ブーツを小型化するこ
とが可能となる。したがって、ブーツを梱包するのに必
要であった容積をも小さくすることが可能となり、ブー
ツの軽量化・材料の省資源化を図ることも可能となる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される
装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきもので
あり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣
旨のものではない。

【００２８】図１（ａ）は本発明の実施の形態に係るブ
ーツを示す概略図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）にお
いてＡ部を示す概略断面図である。

【００２９】本実施の形態に係るブーツ１は、伸縮変形
自在な筒状の蛇腹部２と、この蛇腹部２の軸方向一端に
形成された大径の環状の取付部３と、軸方向他端に形成
された小径の環状の取付部４とを有し、熱可塑性材料と
して熱可塑性エラストマー等でブロー成形により成形さ
れたものである。なお、熱可塑性エラストマーとして
は、ポリエステル系エラストマー、ポリウレタン系エラ
ストマー、ポリオレフィン系エラストマーおよびポリア
ミド系エラストマー等が使用されるが、ポリオレフィン
系エラストマーが好適である。これらは、弾性プラスチ
ックの性質を有するものである。

【００３０】ブーツ１は、大径側の取付部３が相対的に
移動可能な２部材のうちの一方の軸側の端部外周面に固
定部材であるクランプにより締め付け固定されると共
に、小径側の取付部４が他方の軸の外周面にもう一つの
クランプで締め付け固定される。なお、製品の仕様によ
りクランプを用いず、ブーツ自体の緊迫力を利用しても
よい。

【００３１】そしてこれによって、２部材間の相対移動
にともない蛇腹部２が柔軟に変形しながら、２部材間の
可動機構部に外部から異物が侵入するのを防止すると共
に、該可動機構部に充填した潤滑用のグリース等が外部
へ漏洩するのを防止するものである。

【００３２】２部材間の可動機構部としては、自動車、
家電製品、建・農機等の様々な機械の回転部、摺動部お
よび揺動部等の可動機構部に用いることができ、たとえ
ば、自動車の操舵装置であるステアリング装置のラック
＆ピニオン式ステアリングギヤに用いられるとよい。

【００３３】次に、本実施の形態の特徴的な構成を説明
する。

【００３４】本実施の形態では、図１（ｂ）に示すよう
に、筒状の蛇腹部２において連続して連なる第１の谷部
２ａと山部２ｂ、及び、山部２ｂと第２の谷部２ｃを、
外径方向に向かって凸状となる曲面としてＲ形状で結ん
でいる。

【００３５】Ｒ形状とすることにより、ブロー成形によ
る成形の際に谷部に溜まる材料を山部側に分散させるこ
とができるので、ピッチが小さい蛇腹部を成形する場合
においても、従来のように谷部のみ肉厚となることはな
くなる。このＲ形状としては、ブーツの伸縮時における
密着状態に影響しない範囲であって、蛇腹部を成形する
金型の耐久性・加工性を考慮したＲ形状とするのが好適
であり、本実施の形態においては、蛇腹部２の山頂（山
部２ｂ）の外径をφ６０とし、Ｒ２０に設定している。

【００３６】さらに、１つの山部を形成する斜面がなす
テーパ部の角度、すなわち、蛇腹部２において連続して
連なる谷部２ａ〜山部２ｂ〜谷部２ｃ間の角度θを４０
〜５０°としている。

【００３７】本実施の形態に係るブーツ１は、このよう
に構成されるため、ピッチの小さい蛇腹部２を得ること
が可能となり、小型化を図ることが可能となる。さら
に、従来のように谷部の肉厚が厚くなることはなくなる
ので、密着状態での全長が大きくなるようなことはな
い。したがって、ストローク能力の低下を抑制すること
ができ、設計の自由度を高めることが可能となる。

【００３８】ここで、従来のピッチが小さいブーツと本
発明を適用したブーツとの１山当たりの蛇腹の密着長を
比較してみる。従来のピッチが小さいブーツの１山当た
りの蛇腹の密着長は３．６ｍｍであり、本発明を適用し
たブーツの１山当たりの蛇腹の密着長は、３．２ｍｍで
あった。たとえば、１５山を持つブーツの場合には、そ
の差は、０．４ｍｍ×１５山＝６ｍｍとなるので、ブー
ツの伸縮時において、圧縮側で６ｍｍのストロークｕｐ
となり、ストローク性能の向上を図ることができ、ブー
ツの適用範囲を拡げることができる。

【００３９】次に、ブーツ１をブロー成形により製造す
る方法について説明する。

【００４０】図２（ａ）は蛇腹部２を成形する蛇腹部成
形面１２を備えたブーツ成形金型１０を示す概略断面図
であり、同図（ｂ）は同図（ａ）においてＢ部を示す概
略断面図である。図３はブロー成形による製造方法を説
明するための図であり、同図（ａ）に金型内にパリソン
１１を形成した状態を示し、同図（ｂ）にパリソン１１
内に圧力流体を導入して熱可塑性エラストマーを金型に
密着させた状態を示す。

【００４１】このブロー成形による製造方法では、図３
（ａ）に示すように、内側に蛇腹の型を形成したブーツ
成形金型１０，１０の内部に、加熱溶融された熱可塑性
エラストマーが注入されてパリソン１１が形成される。

【００４２】その後、図３（ｂ）に示すように、パリソ
ン１１内に圧力流体が導入されて、溶融した熱可塑性エ
ラストマーが膨張してブーツ成形金型１０，１０の蛇腹
部形成面１２に密接して成形される。そして、成形品の
冷却後、後加工されて、ブーツ１として完成する。

【００４３】ここで、本発明の特徴的な構成として、ブ
ーツ成形金型１０の蛇腹部形成面１２は、図２（ｂ）に
示すように、筒状の蛇腹部形成面１２において連続して
連なる第１の山部１０ａと谷部１０ｂ、及び、谷部１０
ｂと第２の山部１０ｃを、外径方向に向かって凹状とな
る曲面としてＲ形状で形成されている。

【００４４】Ｒ形状とすることにより、ブロー成形によ
りブーツ１を製造する際に蛇腹部形成面１２の山部に溜
まってしまう材料を谷部側に分散させることができるの
で、蛇腹部形成面の蛇腹部のピッチが小さく形成された
金型で成形を行なう場合においても、従来のようにブー
ツ成形品において蛇腹部の谷部のみ肉厚となることはな
くなる。このＲ形状としては、成形されたブーツの伸縮
時における密着状態に影響しない範囲であって、ブーツ
成形金型１０の耐久性・加工性を考慮したＲ形状とする
のが好適であり、本実施の形態においては、蛇腹部形成
面１２の谷部１０ｂの内径をφ６０とし、Ｒ２０に設定
している。

【００４５】さらに、１つの谷部を形成する斜面がなす
テーパ部の角度、すなわち、蛇腹部形成面１２において
連続して連なる山部１０ａ〜谷部１０ｂ〜山部１０ｃ間
の角度θ’を４０〜５０°としている。

【００４６】なお、ブーツ成形金型１０は、取付部３，
４を成形する金型と、蛇腹部形成面１２を有する金型と
を一体的に備えていてもよいし、分割可能に備えていて
もよい。

【００４７】このように構成することにより、ピッチの
小さい蛇腹部を備えたブーツを得ることが可能となる。

【００４８】このように構成されるブーツ成形金型を用
いて成形されたブーツにあっては、ピッチの小さい蛇腹
部を得ることができるので、ブーツの小型化が可能とな
る。さらに、従来のように谷部の肉厚が厚くなることは
なくなるので、密着状態での全長が大きくなるようなこ
とはない。したがって、ストローク能力の低下を抑制す
ることができ、設計の自由度を高めることが可能とな
る。

【００４９】さらに、従来のようにアニーリングを行う
ことなくピッチの小さい蛇腹部を得ることができるの
で、アニーリングのための設備、治具等は必要なくな
り、製造設備及び製造工程を簡略化することができる。

【００５０】図４は、ブーツが伸縮する場合において、
蛇腹部のストロークを説明するための図である。図４に
おいて、要求される蛇腹部のストロークに対して、本実
施の形態に係るブーツ１における蛇腹部の自然長をＸで
表し、従来の蛇腹部の自然長をＹで表している。

【００５１】図に示すように、要求される蛇腹部のスト
ロークの中立位置と蛇腹部の自然長Ｘとが一致するのが
好ましい。

【００５２】しかしながら、従来では、耐久性を確保す
るためにピッチが大きい蛇腹を用いており、また、製造
設備及び製造工程を簡略化するためにもアニーリングを
行わないで、ピッチが大きい蛇腹を用いていた。

【００５３】すなわち、従来では、要求されるストロー
クの中立位置に対して蛇腹部の自然長Ｙは長めに設定さ
れ、つまり、ブーツとしては自然長を基準とすると、圧
縮側での使用が多い設定であった。

【００５４】したがって、本実施の形態を適用したブー
ツを用いることにより、要求されるストロークの中立位
置に蛇腹部の自然長Ｘを一致させることができるように
なるので、従来のブーツを梱包するのに必要であった容
積をも小さくすることが可能となる。なお、梱包におい
ては、成形後の自然長の状態で梱包するものである。

【００５５】表１に梱包容積と全長について、従来形状
と比較した結果を示す。但し、梱包容積は、１０列×２
行×３段とした場合の６０ヶ当りの梱包容積について表
している。

【００５６】

【表１】

【００５７】表１に示すように、梱包容積を小さくする
ことができるので、ブーツの梱包状態での管理スペース
の削減・搬送効率の向上、梱包材の省資源化を図ること
が可能となる。

【００５８】また、上述した従来のブーツの重量を実際
に測ったところ約５０ｇであり、本発明を適用したブー
ツ１の重量は約４６ｇであった。すなわち、本発明を適
用したブーツを採用することにより、約８％の重量低減
が可能となり、ブーツが備えられる機械側の要求に従
い、小型化、軽量化を実現させることが可能となり、材
料の省資源化を図ることが可能となる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ブーツが成形される際に、従来、蛇腹部の谷部に溜まっ
てしまっていた材料を山部側に分散させることができる
ので、ピッチが小さい蛇腹部として成形する場合におい
ても、従来のように谷部のみ肉厚となることはなくな
り、ブーツを小型化することができる。

【００６０】さらに、アニーリングを行うことなくピッ
チの小さい蛇腹部を得ることができるので、アニーリン
グのための設備、治具等は必要なくなり、製造設備及び
製造工程を簡略化することができる。

【００６１】さらに、ブーツを梱包するのに必要であっ
た容積をも小さくすることが可能となり、また、ブーツ
の軽量化・材料の省資源化を図ることも可能となる。

【００６２】また、従来のように谷部の肉厚が厚くなる
ことはなくなり、密着状態での全長が大きくなるような
ことはないので、ストローク能力の低下を抑制すること
ができ、設計の自由度を高めることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は本発明の実施の形態に係るブーツ
を示す概略図であり、同図（ｂ）は同図（ａ）において
Ａ部を示す概略断面図である。

【図２】図２（ａ）は蛇腹部２を成形する蛇腹部成形面
を備えたブーツ成形金型を示す概略断面図であり、同図
（ｂ）は同図（ａ）においてＢ部を示す概略断面図であ
る。

【図３】図３はブロー成形による製造方法を説明するた
めの図であり、同図（ａ）は金型内にパリソンを形成し
た状態を示す図、同図（ｂ）はパリソン内に圧力流体を
導入して熱可塑性エラストマーを金型に密着させた状態
を示す図である。

【図４】図４は、蛇腹部のストロークを説明するための
図である。

【図５】図５（ａ）はピッチが小さい蛇腹部として成形
されたブーツの要部を示す図、同図（ｂ）は山部の肉厚
を同図（ａ）のブーツと同一肉厚とした場合においてピ
ッチが大きい蛇腹部として成形されたブーツの要部を示
す図である。

【図６】図６は、ブロー成形で蛇腹部を成形した場合の
蛇腹部の肉厚について説明するための図である。

【図７】蛇腹部を密着させた状態を示す図である。

【図８】アニーリング前後のブーツの寸法の変化を説明
するための図である。

【符号の説明】

１ ブーツ ２ 蛇腹部 ２ａ，２ｃ 谷部 ２ｂ 山部 ３，４ 取付部 １０ ブーツ成形金型 １０ａ，１０ｃ 山部 １０ｂ 谷部 １１ パリソン １２ 蛇腹部形成面

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ｂ２９Ｌ 31:26 Ｂ２９Ｌ 31:26 Ｆターム(参考） 3J043 AA03 DA06 DA10 FA03 FA07 FB01 FB10 3J045 AA14 BA02 BA03 CB04 DA01 EA03 EA04 4F202 AA45 AG10 AH13 AR07 CA15 CB01 CK11

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】山部と谷部とが連続してなる伸縮・揺動可
   能な筒状の蛇腹部を備え、該蛇腹部の両端側が、相対的
   に移動可能な２部材にそれぞれ取り付けられて、該２部
   材間の異物の侵入を防止するブーツにおいて、 前記蛇腹部のうちの第１の谷部と該第１の谷部に連続す
   る山部及び、該山部と該山部に連続する第２の谷部は、
   外径方向に向かって凸状となる曲面で結ばれていること
   を特徴とするブーツ。
2. 【請求項２】前記第１の谷部と前記山部とを結ぶ線と、
   該山部と前記第２の谷部とを結ぶ線とがなす角度は、４
   ０〜５０°であることを特徴とする請求項１に記載のブ
   ーツ。
3. 【請求項３】山部と谷部とが連続してなる筒状の蛇腹部
   を備えたブーツを成形する成形金型であって、該蛇腹部
   を成形する筒状の蛇腹部形成面を備えたブーツ成形金型
   において、 前記蛇腹部形成面のうちの第１の山部と該第１の山部に
   連続する谷部及び、該谷部と該谷部に連続する第２の山
   部は、外径方向に向かって凹状となる曲面で形成されて
   いることを特徴とするブーツ成形金型。
4. 【請求項４】前記蛇腹部形成面は、前記第１の山部と前
   記谷部を結ぶ線と、該谷部と前記第２の山部とを結ぶ線
   とのなす角度が４０〜５０°に形成されていることを特
   徴とする請求項３に記載のブーツ成形金型。