JP2005147297A

JP2005147297A - ブーツ

Info

Publication number: JP2005147297A
Application number: JP2003387098A
Authority: JP
Inventors: Katsuhisa Ota; 勝久太田
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 2003-11-17
Filing date: 2003-11-17
Publication date: 2005-06-09
Also published as: US20050121860A1; DE102004054578A1; DE102004054578B4; US7296802B2

Abstract

【課題】金型加工工数が少なく、低コストで、かつ蛇行を抑制できるブーツを提供することを課題とする。
【解決手段】ブーツ１は、相手側大径部材９３と相手側小径部材９４との間に介装されたボールジョイント９６を覆う樹脂製のブーツ１であって、相手側大径部材９３に止着される大径止着部２と、大径止着部２に連なる第一蛇腹部４と、第一蛇腹部４に連なり第一蛇腹部４よりも少なくとも谷内周径が同一もしくは小径であり、かつ第一蛇腹部４よりも径方向剛性が低い第二蛇腹部５と、第二蛇腹部５に連なるテーパ蛇腹部６と、テーパ蛇腹部６に連なり相手側小径部材９４に止着される小径止着部３と、を備えてなることを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えばラックピニオン式ステアリングのステアリング装置などに取り付けられるブーツに関する。

ステアリングブーツは、ステアリングギアボックスとタイロッドとの間のボールジョイントを覆っている。すなわち、ステアリングブーツの一端は、ステアリングギアボックス端に止着されている。また、ステアリングブーツの他端は、タイロッドに止着されている。ステアリングブーツは、エンジンに近接して配置されている。このため、ステアリングブーツ付近の環境温度は、比較的高温である。したがって、ステアリングブーツ内部に密閉された空気は膨張する。

図４に、ステアリングブーツの軸方向側面図を示す。図に示すように、ステアリングブーツ１００内部の空気が膨張すると、ステアリングブーツ１００は膨張変形する。そして、ステアリングブーツ１００は、Ｓ字状にうねるように蛇行してしまう。ステアリングブーツ１００が蛇行すると、内蔵するボールジョイント（図略）やクランプにステアリングブーツ１００が摺接してしまう。このため、ステアリングブーツ１００に不具合が生じるおそれがある。また、ステアリングブーツ１００は、樹脂製である。このため、一旦蛇行変形すると、冷却しても元の形状には復元しにくい。

この点に鑑み、特許文献１には、蛇行を抑制するステアリングブーツが紹介されている。同文献記載のステアリングブーツによると、ステアリングギアボックス１０２端に止着された方から数えて三本の蛇腹の谷に、Ｕ字状の周溝が凹設されている。このため、これら周溝を持つ蛇腹の径方向剛性は、他の部分の蛇腹の径方向剛性と比較して、高くなっている。したがって、同文献記載のステアリングブーツは蛇行しにくい。
特開平１０−２３８６２９号公報

しかしながら、同文献記載のステアリングブーツによると、剛性を高くするため、蛇腹本来の機能とは直接関連のない周溝を形成する必要があった。このため、同文献記載のステアリングブーツは、金型加工工数が多く、コスト高だった。また、蛇腹谷部に周溝を設けることにより、蛇腹伸縮方向の剛性が低下してしまい、膨張変形の際、蛇行変形部位がステアリングギアボックス端に止着されているクランプに干渉しやすくなってしまう可能性があった。

本発明のブーツは、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、金型加工工数が少なく、低コストで、かつ蛇行を抑制できるブーツを提供することを目的とする。

（１）上記課題を解決するため、本発明のブーツは、相手側大径部材と相手側小径部材との間に介装されたボールジョイントを覆う樹脂製のブーツであって、前記相手側大径部材に止着される大径止着部と、該大径止着部に連なる第一蛇腹部と、該第一蛇腹部に連なり該第一蛇腹部よりも少なくとも谷内周径が同一もしくは小径であり、かつ該第一蛇腹部よりも径方向剛性が低い第二蛇腹部と、該第二蛇腹部に連なるテーパ蛇腹部と、該テーパ蛇腹部に連なり前記相手側小径部材に止着される小径止着部と、を備えてなることを特徴とする。

つまり、本発明のブーツは、第二蛇腹部と比較して、軸方向剛性を同程度に保持したまま径方向剛性を高めた第一蛇腹部を配置するものである。本発明のブーツによると、蛇腹部の内周径を変えるという比較的簡単な手段により、蛇行を抑制することができる。このため、金型加工工数が少なく、低コストである。また、本発明のブーツによると、軸方向剛性を保持したまま径方向剛性を高めることにより、第一蛇腹部が変形しにくいため、第一蛇腹部が大径止着部のクランプと摺接しにくい。

（２）好ましくは、前記第一蛇腹部の谷内周径は、前記第二蛇腹部の谷内周径に対して、１．０以上１．３以下である構成とする方がよい。ここで、第一蛇腹部の谷内周径を、第二蛇腹部の谷内周径に対して、１．０以上としたのは、１．０未満だと第一蛇腹部と第二蛇腹部との剛性に較差が生じにくいからである。すなわち、第一蛇腹部と第二蛇腹部とが共に高剛性の場合、蛇腹本来の伸縮、湾曲といった機能が損なわれるからである。また、第一蛇腹部と第二蛇腹部とが共に低剛性の場合、上記蛇行が生じやすくなるからである。

一方、第一蛇腹部の谷内周径を、第二蛇腹部の谷内周径に対して、１．３以下としたのは、１．３を超えると径差が過度に大きくなり、第一蛇腹部が蛇腹本来の伸縮、湾曲といった機能を発揮しないおそれがあるからである。

（３）好ましくは、前記第二蛇腹部の内周側には、前記ボールジョイントの少なくとも揺動中心が収容されており、該第二蛇腹部の谷内周径は、該ボールジョイントの外周径に対して、同径あるいは若干大径である構成とする方がよい。

本構成によると、第一蛇腹部に対して優先的に変形する第二蛇腹部が、変形後まもなくボールジョイントに当接する。ボールジョイントに規制され、第二蛇腹部はそれ以上変形しなくなる。

このように、本構成によると、第一蛇腹部は自身の高剛性により、第二蛇腹部はボールジョイントと当接することにより、それぞれ変形を抑制することができる。したがって、第一蛇腹部の蛇行は勿論、第二蛇腹部の蛇行をも抑制することができる。

（４）好ましくは、上記（３）の構成において、前記第二蛇腹部の谷内周径は、前記ボールジョイントの外周径に対して、１．０以上１．２５以下である構成とする方がよい。ここで、第二蛇腹部の谷内周径を、ボールジョイントの外周径に対して、１．０以上としたのは、１．０未満だとブーツをボールジョイント外周側に装着しにくくなるからである。また、ボールジョイントの揺動が、第二蛇腹部との干渉により、過度に規制されてしまうからである。

一方、第二蛇腹部の谷内周径を、ボールジョイントの外周径に対して、１．２５以下としたのは、１．２５を超えると第二蛇腹部がボールジョイントに当接するまでの変形量が大きくなるからである。すなわち、蛇行を充分に抑制できなくなるからである。

（５）好ましくは、上記（３）の構成において、前記ボールジョイントの端部は、前記テーパ蛇腹部に収容されている構成とする方がよい。本構成によると、テーパ蛇腹部が変形後まもなくボールジョイントの端部に当接する。ボールジョイントに規制され、テーパ蛇腹部はそれ以上変形しなくなる。本構成によると、第一蛇腹部、第二蛇腹部に加えて、テーパ蛇腹部の蛇行をも抑制することができる。

本発明によると、金型加工工数が少なく、低コストで、かつ第二蛇腹部と比較して軸方向剛性を同程度に保持したまま径方向剛性を高めた第一蛇腹部を、大径止着部に連ねて配置したことにより、蛇行を抑制できるブーツを提供することができる。

以下、本発明のブーツの一実施形態となるステアリングブーツ（以下、「ブーツ」と略称する）について説明する。

まず、本実施形態のブーツの取り付け位置について説明する。図１に、本実施形態のブーツの取り付け図を示す。図に示すように、ハンドル９０はステアリングコラム９１に連結されている。ステアリングコラム９１は、ユニバーサルジョイント９２を介して、ステアリングギアボックス９３に内蔵されたピニオン（図略）に連結されている。このピニオンは、同じくステアリングギアボックス９３に内蔵されたラック（図略）と噛合している。ラック端とタイロッド９４とは、ボールジョイント（図略）を介して、連結されている。ボールジョイントはブーツ１により覆われている。

運転者がハンドル９０を回すと、回動力はステアリングコラム９１、ユニバーサルジョイント９２を介して、ピニオンに伝達される。ピニオンはラックと噛合している。このため、ピニオンの回転運動により、ラックは車幅方向に往復運動する。そして、ラックは、ステアリングギアボックス９３端に対し突出、没入する。ラックの往復運動は、タイロッド９４を介して前輪９５（図中、一点鎖線で示す）に伝達される。こうして、前輪９５の舵角が調整される。

ここで、ブーツ１の大径止着部２は、不動のステアリングギアボックス９３端に止着されている。一方、ブーツ１の小径止着部３は、往復動するタイロッド９４に止着されている。このため、ブーツ１は、車幅方向に伸縮する。また、前述したように、ラック端とタイロッド９４とは、ボールジョイントを介して、連結されている。このため、ブーツ１は、タイロッド９４の揺動に応じて湾曲する。なお、ステアリングギアボックス９３は、本発明の相手側大径部材に含まれる。また、タイロッド９４は、本発明の相手側小径部材に含まれる。

次に、本実施形態のブーツの構成について説明する。図２に、本実施形態のブーツの斜視図を示す。図３に、同ブーツの軸方向断面図を示す。これらの図に示すように、ブーツ１は、前述の大径止着部２および小径止着部３と、第一蛇腹部４と第二蛇腹部５とテーパ蛇腹部６とを備えている。ブーツ１は、樹脂製であって、ブロー成形により一体に作製される。

大径止着部２は、リング状を呈している。大径止着部２には、クランプ２０が環装されている。クランプ２０により、大径止着部２は、ステアリングギアボックス９３端の外周面に締め付け固定されている。

第一蛇腹部４は、大径止着部２に連なる円筒蛇腹状を呈している。第一蛇腹部４を構成する四つの蛇腹の山内周径は、ほぼ一致している。同様に、四つの蛇腹の谷内周径も、ほぼ一致している。第一蛇腹部４の内周側には、ラック９３０の一部が同軸状に収容されている。

第二蛇腹部５は、第一蛇腹部４に連なる円筒蛇腹状を呈している。第二蛇腹部５を構成する六つの蛇腹の山内周径は、ほぼ一致している。同様に、六つの蛇腹の谷内周径は、ほぼ一致している。第二蛇腹部５の内周側には、ラック９３０の端部およびラック９３０に止着された球受け部材９６１が、同軸状に収容されている。また、球受け部材９６１の凹部内周側には、ボール部材９６０が転動可能に収容されている。これら球受け部材９６１およびボール部材９６０により、ボールジョイント９６が構成されている。ボール部材９６０の球中心Ａは、第二蛇腹部５の内周側に収容されている。球中心Ａは、本発明の揺動中心に含まれる。

ここで、第一蛇腹部４の谷内周径ｄ２は、第二蛇腹部５の谷内周径ｄ１に対して、１．０９に設定されている。第一蛇腹部４の山内周径は、第二蛇腹部５の山内周径よりも、大きく設定されている。また、第二蛇腹部５の谷内周径ｄ１は、球受け部材９６１の外周径ｄ３に対して、１．１５に設定されている。

テーパ蛇腹部６は、第二蛇腹部５に連なり、後述する小径止着部３に向かって縮径するテーパ円筒蛇腹状を呈している。テーパ蛇腹部６の内周側には、球受け部材９６１の端部９６２が収容されている。また、ボール部材９６０に止着されたタイロッド９４の一部が同軸状に収容されている。

小径止着部３は、リング状を呈している。小径止着部３は、テーパ蛇腹部６の小径側の端部に連なっている。小径止着部３には、クランプ３０が環装されている。クランプ３０により、小径止着部３は、タイロッド９４の外周面に締め付け固定されている。

次に、本実施形態のブーツの動きについて説明する。ブーツ１付近の環境温度が上昇すると、ブーツ１内部に密閉された空気が膨張する。このため、ブーツ１には、拡径方向の応力が加わる。前述したように、第一蛇腹部４の谷内周径ｄ２は、第二蛇腹部５の谷内周径ｄ１に対して、１．０９に設定されている。このため、第一蛇腹部４の径方向剛性は、第二蛇腹部５の径方向剛性よりも、高い。したがって、第二蛇腹部５は、拡径方向の応力により優先的に変形する。ここで、前述したように、第二蛇腹部５の谷内周径ｄ１は、球受け部材９６１の外周径ｄ３に対して、１．１５に設定されている。すなわち、第二蛇腹部５は球受け部材９６に近接している。したがって、第二蛇腹部５は、変形開始後まもなく球受け部材９６１に当接する。このため、第二蛇腹部５の変形は規制される。拡径方向の応力は、当然、テーパ蛇腹部６にも加わる。この応力により、テーパ蛇腹部６も変形する。しかしながら、テーパ蛇腹部６の大径側の端部は、球受け部材９６１の端部９６２に近接している。したがって、テーパ蛇腹部６は、変形開始後まもなく球受け部材９６１の端部９６２に当接する。このため、テーパ蛇腹部５の変形は規制される。

次に、本実施形態のブーツの効果について説明する。本実施形態のブーツ１によると、第一蛇腹部４と第二蛇腹部５との間に径差を設定するという比較的簡単な手段により、第一蛇腹部４に対する第二蛇腹部５の径方向剛性を低く設定し、蛇行を抑制することができる。このため、金型加工工数が少なく、低コストである。また、本実施形態のブーツ１によると、第一蛇腹部４が変形しにくいため、第一蛇腹部４がクランプ２０と摺接しにくい。

また、本実施形態のブーツ１によると、第一蛇腹部４の谷内周径ｄ２は、第二蛇腹部５の谷内周径ｄ１に対して、１．０９に設定されている。このため、第一蛇腹部４と第二蛇腹部５との間に、適切な径方向剛性差を設けることができる。また、第一蛇腹部４と第二蛇腹部５との伸縮方向剛性を同等となるように設定することにより、第二蛇腹部５は勿論、第一蛇腹部４にも蛇腹本来の伸縮、湾曲といった機能を付与することができる。

また、本実施形態のブーツ１によると、第二蛇腹部５の内周側に、ボール部材９６０の球中心Ａが配置されている。加えて、第二蛇腹部５の谷内周径ｄ１は、球受け部材９６１の外周径ｄ３に対して、１．１５に設定されている。このため、ブーツ１のボールジョイント９６に対する装着が容易である。また、ボールジョイント９６やタイロッド９４の揺動が、第二蛇腹部５との干渉により、過度に規制されるおそれがない。また、第二蛇腹部５が球受け部材９６１に当接するまでの変形量が小さいため、第二蛇腹部５の蛇行を充分に抑制することができる。

また、本実施形態のブーツ１によると、テーパ蛇腹部６が変形後まもなく球受け部材９６１の端部９６２に当接する。このため、テーパ蛇腹部６の変形を規制することができる。このように、本実施形態のブーツ１によると、第一蛇腹部４は自身の高剛性により、第二蛇腹部５およびテーパ蛇腹部６はボールジョイント９６と当接することにより、それぞれ変形を抑制することができる。したがって、蛇行抑制効果が高い。

以上、本発明のブーツ１の実施の形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

例えば、上記実施形態においては、第一蛇腹部４の谷内周径ｄ２を、第二蛇腹部５の谷内周径ｄ１に対して、１．０９に設定した。並びに、第二蛇腹部５の谷内周径ｄ１を、球受け部材９６１の外周径ｄ３に対して、１．１５に設定した。しかしながら、これらの比は、上記設定値に特に限定されない。また、上記実施形態においては、第二蛇腹部５の山内周径および谷内周径を、それぞれ第一蛇腹部４の山内周径および谷内周径よりも、小さく設定した。しかしながら、山内周径および谷内周径のうちいずれか一方だけを、小さく設定してもよい。また、谷内周径を小さく、山内周径を大きく設定してもよい。

本発明の一実施形態となるブーツの取り付け図である。同ブーツの斜視図である。同ブーツの軸方向断面図である。従来のステアリングブーツの軸方向側面図である。

符号の説明

１：ブーツ、２：大径止着部、２０：クランプ、３：小径止着部、３０：クランプ、４：第一蛇腹部、５：第二蛇腹部、６：テーパ蛇腹部、９０：ハンドル、９１：ステアリングコラム、９２：ユニバーサルジョイント、９３：ステアリングギアボックス（相手側大径部材）、９３０：ラック、９４：タイロッド（相手側小径部材）、９５：前輪、９６：ボールジョイント、９６０：ボール部材、９６１：球受け部材、９６２：端部、Ａ：球中心（揺動中心）、ｄ１：第二蛇腹部の谷内周径、ｄ２：第一蛇腹部の谷内周径、ｄ３：球受け部材の外周径。

Claims

相手側大径部材と相手側小径部材との間に介装されたボールジョイントを覆う樹脂製のブーツであって、
前記相手側大径部材に止着される大径止着部と、該大径止着部に連なる第一蛇腹部と、該第一蛇腹部に連なり該第一蛇腹部よりも少なくとも谷内周径が同一もしくは小径であり、かつ該第一蛇腹部よりも径方向剛性が低い第二蛇腹部と、該第二蛇腹部に連なるテーパ蛇腹部と、該テーパ蛇腹部に連なり前記相手側小径部材に止着される小径止着部と、を備えてなることを特徴とするブーツ。
前記第一蛇腹部の谷内周径は、前記第二蛇腹部の谷内周径に対して、１．０以上１．３以下である請求項１に記載のブーツ。
前記第二蛇腹部の内周側には、前記ボールジョイントの少なくとも揺動中心が収容されており、
該第二蛇腹部の谷内周径は、該ボールジョイントの外周径に対して、同径あるいは若干大径である請求項１に記載のブーツ。
前記第二蛇腹部の谷内周径は、前記ボールジョイントの外周径に対して、１．０以上１．２５以下である請求項３に記載のブーツ。
前記ボールジョイントの端部は、前記テーパ蛇腹部に収容されている請求項３に記載のブーツ。