JP2006258159A - Boot - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a boot attached to a steering device of a rack and pinion type steering, for example.
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。 The steering boot covers a ball joint between the steering gear box and the tie rod. That is, one end of the steering boot is fixed to the end of the steering gear box. The other end of the steering boot is fixed to the tie rod. The steering boot is disposed close to the engine. For this reason, the environmental temperature near the steering boot is relatively high. Therefore, the air sealed inside the steering boot expands.
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。
FIG. 4 shows an axial side view of the steering boot. As shown in the drawing, when the air inside the
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。
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に設ける周溝は、他の部分の蛇腹の径方向剛性と比較して径方向合成を高くするものであり、蛇行発生の応力が比較的小さな場合にしか効果を奏さない事が考えられる。 However, according to the steering boot described in the same document, the circumferential groove provided to increase the rigidity increases the radial composition as compared with the radial rigidity of the bellows of other parts, and the stress of meandering is reduced. It can be considered that the effect is effective only in a relatively small case.
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、より大きな応力が発生しても、蛇行を抑制できるブーツを提供することを目的とする。 The boot of the present invention has been completed in view of the above problems. Therefore, an object of the present invention is to provide a boot that can suppress meandering even when a greater stress occurs.
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、該第一蛇腹部と第二蛇腹部の間に介在して該第一蛇腹部と該第二蛇腹部の連続した蛇腹運動を分断する多角形状山部と、該多角形状山部を介して該第一蛇腹部に連なる第二蛇腹部と、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。このような構成とすることにより、多角形状山部の高い径方向剛性が第一蛇腹部と第二蛇腹部の連続した蛇腹運動を分断し、第一蛇腹部および第二蛇腹部の蛇行変形が規制される。 In order to solve the above problems, the boot of the present invention is a resin boot that covers a ball joint interposed between a counterpart large diameter member and a counterpart small diameter member, A large-diameter fastening portion to be fastened, a first bellows portion connected to the large-diameter fastening portion, and the first bellows portion and the second bellows portion interposed between the first bellows portion and the second bellows portion. A polygonal peak portion that divides the continuous bellows motion of the bellows portion, a second bellows portion that is continuous with the first bellows portion via the polygonal peak portion, a tapered bellows portion that is continuous with the second bellows portion, And a small-diameter fastening part that is connected to the tapered small-diameter member and is connected to the tapered bellows part. By adopting such a configuration, the high radial rigidity of the polygonal peak portion divides the continuous bellows movement of the first bellows portion and the second bellows portion, and the meandering deformation of the first bellows portion and the second bellows portion is caused. Be regulated.
好ましくは、前記多角形状山部の外周形状が、4角形以上8角形以下とする方がよい。8角形を超えると、多角形の一辺と中心軸との距離と、多角形の頂点と中心軸との距離の差が小さくなり多角形形状とすることによる形状剛性が得られにくくなり、円形状との差異がなくなっていく。また、3角形とすると前記の距離の差が大きくなりすぎて、斜辺の内部への干渉や頂点の外部への干渉というような、形状的に成立しにくくなる場合がでてくる。 Preferably, the outer peripheral shape of the polygonal crest is preferably not less than a quadrangle and not more than an octagon. When the octagon is exceeded, the difference between the distance between one side of the polygon and the central axis and the distance between the vertex of the polygon and the central axis becomes small, making it difficult to obtain shape rigidity due to the polygonal shape. And the difference will disappear. In addition, if it is a triangle, the difference in the distances becomes too large, and there are cases where it is difficult to establish a shape such as interference inside the hypotenuse or interference outside the apex.
好ましくは、前記多角形状山部の山谷連結面が、一定傾斜角度に形成されている方がよい。このような構成とすることにより、多角形状山部の外周面は軸方向長さが変化することになり、中心軸から離れるほど外周面の軸方向長さが短くなり形状剛性が得られる。また、一定傾斜面であるので、金型加工工数が少なくコスト低減に寄与できる。 Preferably, the mountain-valley connecting surface of the polygonal peak is preferably formed at a constant inclination angle. By adopting such a configuration, the axial length of the outer peripheral surface of the polygonal crest changes, and the axial length of the outer peripheral surface decreases as the distance from the central axis increases, and shape rigidity is obtained. Moreover, since it is a constant inclined surface, there are few metalworking steps and it can contribute to cost reduction.
好ましくは、前記多角形状山部の配置位置は、前記第一蛇腹部から前記第二蛇腹部の軸方向長さの略中央の位置に配置されている方がよい。軸方向長さの中央位置に配置することにより、第一蛇腹部と第二蛇腹部の両方に変形を分担し、変形可能量を小さくする事で蛇行を抑制する。 Preferably, the arrangement position of the polygonal mountain portion is preferably arranged at a substantially central position of the axial length of the second bellows portion from the first bellows portion. By arranging at the center position in the axial length, the deformation is shared by both the first bellows part and the second bellows part, and the meandering is suppressed by reducing the deformable amount.
好ましくは、前記ボールジョイントの端部が、前記テーパ蛇腹部に収容されている方がよい。このような構成とすることにより、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。本構成により、第一蛇腹部、第二蛇腹部に加えてテーパ蛇腹部の蛇腹運動をも抑制することができ、ブーツ全体の蛇行抑制に更に寄与する。 Preferably, the end of the ball joint is accommodated in the tapered bellows. With such a configuration, the tapered bellows portion comes into contact with the end portion of the ball joint shortly after the deformation. It is restricted by the ball joint, and the taper bellows part is not deformed any more. With this configuration, the bellows movement of the tapered bellows part in addition to the first bellows part and the second bellows part can be suppressed, which further contributes to the suppression of meandering of the entire boot.
本発明によると、多角形状山部の形状効果と蛇腹運動の分断効果とにより、大きな応力に対してもブーツの蛇行を効果的に抑制することができる。
According to the present invention, the meandering of the boot can be effectively suppressed against a large stress due to the shape effect of the polygonal ridge and the division effect of the bellows movement.
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。 Hereinafter, a steering boot (hereinafter abbreviated as “boot”) as an embodiment of the boot of the present invention will be described.
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。
First, the installation position of the boot of this embodiment is demonstrated. FIG. 1 shows a mounting view of the boot of this embodiment. As shown in the figure, the
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。
When the driver turns the
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。
Here, the large-
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、第一蛇腹部4と第二蛇腹部5を軸方向で分割するように配置された多角周形状山部7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。
Next, the structure of the boot of this embodiment is demonstrated. In FIG. 2, the perspective view of the boot of this embodiment is shown. FIG. 3 shows an axial sectional view of the boot. As shown in these drawings, the boot 1 includes a large-
The large-
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。
The first bellows portion 4 has a cylindrical bellows shape continuous with the large-
第二蛇腹部5は、後述する多角形状山部7を隔てて第一蛇腹部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は、ほぼ一致している。蛇腹中立セット長時における第二蛇腹部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。
The 2nd bellows
ここで、本実施例の第一蛇腹部4の山谷内周径は、第二蛇腹部5の山谷内周径と同じ寸法に設定されているが、第一蛇腹部4の山谷内周径と第二蛇腹部5の山谷内周径は同一である必要はなく、各々異なった寸法で設定されていてもよい。
Here, the inner diameter of the valley of the first bellows portion 4 of the present embodiment is set to the same dimension as the inner diameter of the valley of the
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。
The tapered bellows
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。
The small
多角形状山部7は5角形の外周形状を有し、第一蛇腹部4と第二蛇腹部5を軸方向で分割するように配置されている。また、多角形状山部7の軸方向の位置は、第一蛇腹部4の大径止着部2側端から第二蛇腹部5の小径止着部3側端までの略中央の位置に設定されている。多角形状山部7が2つの蛇腹部の軸方向長さの中央にあることにより、連続した蛇腹長さを第一蛇腹部4と第二蛇腹部5に分割することができる。このようにすると、短い蛇腹長さでは連続した変形ができず効果的に蛇行を抑制できる。さらに、谷部円形状から多角形状山部につながる山谷連結面70は一定傾斜角度となっているため、多角形状山部7の外周面71は軸方向長さが変化しており、中心軸から離れるほど外周面71の軸方向長さが短くなっており高い形状剛性を有している。このため、蛇腹運動が抑制され蛇行の抑制に寄与するのである。また、一定傾斜面で形成されているため、金型加工工数が少なくコストも低減できる。
The
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、伸長・拡径方向の応力が加わる。この時、第一蛇腹部4と第二蛇腹部5はそれぞれ径方向に変形を始めるのであるが、多角形状山部7が第一蛇腹部4と第二蛇腹部5の間に介在し、多角形形状の高い径方向剛性のため蛇腹運動の連続性を分断するように働く。すなわち、第一蛇腹部4と第二蛇腹部5は蛇腹運動を開始後まもなく停止してしまうことになる。多角形状山部7を中央位置に配置しているので、第一蛇腹部4と第二蛇腹部5の相対的な変形量を同じにする事ができ、全体の変形量を最小化できるのである。したがって、第一蛇腹部4および第二蛇腹部5の蛇行変形が規制される。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。
Next, the movement of the boot of this embodiment will be described. When the environmental temperature in the vicinity of the boot 1 rises, the air sealed inside the boot 1 expands. For this reason, stress in the direction of expansion / expansion is applied to the boot 1. At this time, the first bellows portion 4 and the
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との間に多角形状部7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と第二蛇腹部5の蛇腹運動の連続性を分断し、ブーツの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。
Next, the effect of the boot of this embodiment is demonstrated. According to the boot 1 of the present embodiment, the first bellows portion 4 and the
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および第二蛇腹部5は多角形状山部7による蛇腹運動の分断と形状効果により、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。
Further, according to the boot 1 of the present embodiment, the tapered bellows
The embodiment of the boot 1 of the present invention has been described above. However, the embodiment is not particularly limited to the above embodiment. Various modifications and improvements that can be made by those skilled in the art are also possible.
例えば、上記実施形態においては、多角形状山部7の位置は第一蛇腹部4と第二蛇腹部5の軸方向長さの略中央位置に設定した。しかしながら、多角形状山部7の位置は、上記設定位置に特に限定されず、大径止着部2または小径止着部3側に偏った位置としてもよい。また、第二蛇腹部5の谷内径とボールジョイント96の外径との隙間が小さい場合には、第二蛇腹5が蛇腹変形開始後まもなくボールジョイント96に当接して変形を規制することになる。この場合には、多角形状山部7は第一蛇腹部4から第二蛇腹部5の谷部とボールジョイント96の当接軸方向位置までの長さの中央位置に配置してもよい。また、上記実施形態においては、谷部円形状から多角形状山部につながる山谷連結面70は一定傾斜角度となっている。しかしながら、山谷連結面70の傾斜角度は一定に限定されず、多角形状山部7の外周面71の軸方向長さが一定で山谷連結面70の傾斜角度が変化する形状としてもよい。また、上記実施形態においては、多角周形状山部7は5角形となっている。しかしながら、多角形状山部7は特に限定されることはなく、4角形から8角形の範囲が好ましい。
For example, in the above-described embodiment, the position of the
1 ブーツ
2 大径止着部
3 小径止着部
4 第一蛇腹部
5 第二蛇腹部
6 テーパ蛇腹部
7 多角形状山部
20 クランプ
30 クランプ
70 山谷連結面
71 外周面
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
94 タイロッド
95 前輪
96 ボールジョイント
930 ラック
960 ボール部材
961 球受け部材
962 端部
A 球中心
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (5)
The boot according to claim 1, wherein an end portion of the ball joint is accommodated in the tapered bellows portion.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2005074550A JP2006258159A (en) | 2005-03-16 | 2005-03-16 | Boot |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20210123481A1 (en) * | 2017-03-16 | 2021-04-29 | Ntn Corporation | Boot for constant velocity universal joint |
DE102022130386A1 (en) | 2022-11-17 | 2024-05-23 | Gkn Driveline International Gmbh | Bellows, joint assembly and motor vehicle |
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2005
- 2005-03-16 JP JP2005074550A patent/JP2006258159A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US20210123481A1 (en) * | 2017-03-16 | 2021-04-29 | Ntn Corporation | Boot for constant velocity universal joint |
US11761492B2 (en) * | 2017-03-16 | 2023-09-19 | Ntn Corporation | Boot for constant velocity universal joint |
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