JP2017106540A - ブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】ジョイントの組立て時にブーツの装着状況について、いちいち目視等の確認作業を要さず、かつ、密封性に優れたブーツを提供する。【解決手段】第一の部材１０と第二の部材２０との間に配設され、第一の部材と第二の部材との連結部位Ｂを密封するブーツ１であって、第一の部材と第二の部材のいずれか一方に固定される固定部１１と、第一の部材と第二の部材のいずれか他方に押圧されて接触する圧接部１２との間にわたって連続して一体に形成される弾性を有した筒状部１ｃを含み、圧接部は、外部からの異物侵入を防止する第一のシールリップ１２ｂと、内部からの油漏れを防止する第二のシールリップ１２ａを少なくとも備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、第一の部材と第二の部材との連結部位に装着されるブーツに関する。

例えば、従来から、自動車や農機等に用いられているボールジョイントなどのジョイント部分を密封するためのダストカバー（ブーツ）が知られており、例えば、特許文献１にあっては、ボールジョイントを構成するソケットとナックルアームの間を密封してダストの侵入とグリースの漏れを防止するために筒状のダストカバー（ブーツ）が装着されている。
特許文献１に開示のダストカバー（ブーツ）は、ナックルアームに固定されてソケットに揺動自在に接続されたボールスタッドの外周に、所定の締め代をもって装着される環状の基部と、基部の一端から裾広がりの筒状に一体に連続して設けられ、ソケットの上端面に圧接する第一のシール部と、前記基部の他端から裾広がりの筒状に一体に連続して設けられ、ナックルアームの下端面に圧接する第二のシール部とを有して構成されている。そして、当該ダストカバーを、ボールスタッドに外挿し、ボールスタッドをナックルアームに固定するだけで、ソケットとナックルアームとの間に軸方向に圧縮された状態で装着される。

実開平６−４３３３６号公報

このようなダストカバー（ブーツ）は、ボールジョイントの組立て時にソケットまたはナックルアームのいずれにも嵌合されていないため、単にダストカバー（ブーツ）だけでは装着が完全であるか確認する必要が生じる。また、このダストカバー（ブーツ）は、それぞれ裾広がりの筒状に形成された第一のシール部と第二のシール部からなる弾性材であることから、ソケットとナックルアームの間で軸方向に圧縮されて変形する自由度を十分に有しているとはいえず、ボールスタッドの揺動によりシール性（密封性）が十分でない虞がある。さらに、ダスト侵入防止及び潤滑剤漏洩防止を兼ねた１つの環状のシール部を有しているだけでは、圧縮されて変形する自由度を十分に有してないことに相俟ってダストカバー（ブーツ）としての密封性が十分でない虞がある。

本発明は、このような問題を解決するためになされており、その目的は、第一の部材と第二の部材とのジョイント時に、装着状況をその都度、目視等の確認作業を要さずとも確実に行なえ、かつ、追従性を高めて密封性に優れたブーツを提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、第一の部材と第二の部材との間に配設され、前記第一の部材と前記第二の部材との連結部位を密封するブーツであって、
前記ブーツは、
前記第一の部材と前記第二の部材のいずれか一方に固定される固定部と、
前記第一の部材と前記第二の部材のいずれか他方に押圧されて接触する圧接部と、
前記固定部と前記圧接部との間にわたって連続して一体に形成される弾性を有した筒状部を含み、
前記圧接部は、外部からの異物侵入を防止する第一のシールリップと、内部からの油漏れを防止する第二のシールリップを少なくとも備えている。
本発明において、前記固定部の外径は、前記圧接部の外径よりも小径に形成されており、前記筒状部は、前記圧接部寄りに形成されている円筒部と、前記円筒部から前記固定部に向けて小径となるテーパ筒部とを含む。
本発明において、前記固定部は、第一の部材と第二の部材のいずれか一方に形成された嵌合溝に嵌合される嵌合部と、前記嵌合部の上面外周縁に立設される矯正部とを含む。
本発明において、前記第二の部材は、第一の部材に対して揺動可能に連結されている。
本発明において、前記圧接部の近傍に前記円筒部を補強する補強部材を備えている。

本発明によれば、第一の部材と第二の部材とのジョイント時に、装着状況をその都度、目視等の確認作業を要さずとも確実に行なえ、かつ、追従性を高めて密封性に優れたブーツを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るブーツを、第一の部材と第二の部材とのジョイント部に装着させた使用状態を示す概略側面図で、第二の部材が揺動した状態を仮想線で示す。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係る組み付け前のブーツを示す断面図で、（ｂ）は、（ａ）に示したブーツの嵌合部における矯正部（突起）の部分拡大図である。 （ａ）は、本発明の一実施形態に係るブーツにおける固定部の嵌合部を、第二の部材の嵌合溝に嵌合し、圧接部が第一の部材と接触していない状態を示す断面図で、（ｂ）は、第二の部材の嵌合溝に、ブーツにおける固定部の嵌合部を嵌合しようとしている状態図である。 本発明の一実施形態に係るブーツを装着させ、第一の部材と第二の部材とが揺動してない状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るブーツを装着させ、第一の部材と第二の部材とを片方向（図面では左方向側）に揺動した状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るブーツを装着させ、第一の部材と第二の部材とを片方向（図面では右方向側）に揺動した状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るブーツの外周に補強リングを装着している状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るブーツの内周に補強金具を装着している状態を示す断面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るブーツについて、添付図面を参照して説明する。
本実施形態では、図１に示す形態の第一の部材１０と第二の部材２０とで構成されているブーツ装着対象物Ａを想定し、前記第一の部材１０と第二の部材２０との間のジョイント部Ｂ（連結部位）に、本発明の実施形態であるブーツ１を装着した実施の一形態が示されている。ブーツ１は、装着時において、図１に示されるように、第一の部材１０と第二の部材２０との間に配設され、第一の部材１０と第二の部材２０とのジョイント部Ｂを密封している。

第一の部材１０は、例えば、円柱状のシャフトの先端に、空間領域１０ｂを内設した略円筒形状を為す端部を一体に設け、端部は、上端（図面上で上端の領域）を開放して開口部１０ａを設けるとともに下端（図面上で下端の領域）を閉じた有底中空状に形成されている。
また、本実施形態では、図１にて符号Ｌで示す範囲の水平方向（図面で横方向）の肉厚を、符号Ｍで示す水平方向の肉厚に比して厚肉に形成している。
このように厚肉にすることで、第二の部材２０の揺動する部分が強化されるため安定して揺動でき、また、後述するブーツ１の圧接部１２（シールリップ部に相当）を密着させる受け面１０ｄの領域を広く確保することができる。また、第一の部材１０の材質は本実施形態では金属製であるが、用途・仕様によっては樹脂製などでも本発明の範囲内である。

第二の部材２０は、例えば、円柱状のシャフト２３の先端に、前記第一部材１０の空間領域１０ｂ内で摺動する摺動部分（図示せず）と、この摺動部分の上方に備えられる円筒部３０と、当該円筒部３０とシャフト２３との間にて円筒部３０とシャフト２３よりも小径に形成された小径円筒部３２を備えてシャフト２３と一体に形成されている。
前記小径円筒部３２とシャフト２３の下面及び円筒部３０の上面との間で形成される環状の凹溝空間が、ブーツ１の固定部１１の嵌合部１ｆを嵌合する嵌合溝２４として形成されている（図１及び図３参照）。当該嵌合溝２４の水平方向の奥行き（溝深さ）及び鉛直方向の長さ（溝高さ）は、嵌合されるブーツ１の嵌合部１ｆの肉厚に適応して決められる。
また、第二の部材２０の材質は本実施形態では金属製であるが、用途・仕様によって決めることができ、例えば樹脂製などでも本発明の範囲内である。

なお、ブーツ装着対象物Ａは、本実施形態にて採用した第一の部材１０と第二の部材２０からなる形態に限定解釈されるものではなく、第一の部材１０と第二の部材２０が相対的に揺動可能であれば全て対象であり、本発明の範囲内で設計変更可能である。また、第一の部材１０と第二の部材２０は、いずれか一方が可動部材で他方が固定部材である形態であっても、双方が可動部材であってもよく任意に設計変更可能である。

また、図１に示されたブーツ装着対象物Ａは、一例として、第一の部材１０に対して第二の部材２０を所定の角度θの傾きで揺動可能に構成されているものであり、仮想線で揺動状態を図示している。なお、本実施形態では、第一の部材１０の中心軸Ｘと第二の部材２０の中心軸Ｙとの所定の角度θを略７度の傾斜としている。

ブーツ１は、装着前は、図２に示されるように、第二の部材２０の揺動に従って自在に変形する可撓性を備えた所定の筒形状であって、第二の部材２０に固定される固定部１１と、第一の部材１０に押圧されて接触する圧接部１２と、固定部１１と圧接部１２との間にわたって連続して一体に形成される筒状部１ｃとで構成されている。
なお、本実施形態において、ブーツ１は、例えば、ゴム材、軟質合成樹脂材などの弾性を有する材料で成形されている。

筒状部１ｃは、中空の筒状を為し、圧接部１２寄りに形成されている円筒部１ｄと、円筒部１ｄから固定部１１に向けて小径となる略断面視テーパの傾斜を有するテーパ筒部１ｅとを含んで構成されている（図２参照）。上述の通りの構成であるため、固定部１１の外径は圧接部１２の外径よりも小径に形成されている。

固定部１１は、筒状部１ｃにおけるテーパ筒部１ｅの上端から水平方向で内側に向けて突設され、前記第二の部材２０の嵌合溝２４に嵌合される環状の嵌合部１ｆと、当該嵌合部１ｆの上面外周縁に立設される矯正部１ａ（突起）とを含んで形成されている。すなわち、嵌合部１ｆは、テーパ筒部１ｅの上端に略断面視矩形状で、テーパ筒部１ｅよりも肉厚に形成されている。
嵌合部１ｆの肉厚は、前記嵌合溝２４内に圧縮されて嵌合可能な肉厚が本発明の範囲内で設定される。このように肉厚とすることで、前記嵌合溝２４に対して嵌合部１ｆを強固に嵌合することができる（図３（ａ）参照）。

矯正部（突起）１ａは、嵌合部１ｆの上面外周縁にて、上方向に丸みを持った略断面視三角形状に隆起して一体に立設されている。なお矯正部（突起）１ａの位置が分り易いように、図２（ｂ）において、当該部分の拡大図を示している。
このような矯正部（突起）１ａを設けた理由は次のとおりである。
嵌合部１ｆが嵌合溝２４に圧入された後、第二の部材２０が揺動されると嵌合部１ｆの先端が嵌合溝２４の奥部下方向に丸め込まれるように変形する、いわゆる巻き込みという現象が生じてブーツ１が適切に嵌合されない虞がある。
本実施形態によれば、嵌合部１ｆが嵌合溝２４に嵌合されたとき、矯正部１ａ（突起）が嵌合溝２４と強く圧着されるため、揺動時に、嵌合部１ｆの先端が嵌合溝２４の奥部下方向に丸め込まれるように変形しようとしても、矯正部（突起）１ａが突っ張って、嵌合溝２４内で生じる巻き込み現象を防止し得る。これにより、嵌合部１ｆが嵌合溝２４に圧入された状態において強く嵌合されることになり、ブーツ１が安定して嵌合されることが可能となった。
さらに、ブーツ１の姿勢を安定して保つことができ、確実に圧接部１２と第一の部材１０の受け面１０ｄにより密着されることが可能となった。

圧接部１２は、筒状部１ｃにおける円筒部１ｄに一体形成され、外部からの異物侵入を防止する第一のシールリップ（ダストシール）１２ｂと、内部からの油漏れを防止する第二のシールリップ（オイルシール）１２ａを少なくとも備えている（図２参照）。

第一のシールリップ１２ｂは、円筒部１ｄの下端から外方に向けて徐々に大径となるように一体成形されている。すなわち、大気中等の外部環境に向けて傾斜した姿勢で突出し、その突出端が第一の部材１０の受け面１０ｄに対して接触状態（或いは、僅かな隙間を隔てた非接触状態）に位置決めされている。これにより、外部環境に存するダストや液状物などの異物の侵入防止が図られている。

第二のシールリップ１２ａは、円筒部１ｄの下端から内方に向けて徐々に小径となるように一体成形されている。第二のシールリップ１２ａのリップ先端が常時一定の緊迫力で第一の部材１０の受け面１０ｄに摺接した状態に維持される（図３、図４参照）。このように第二のシールリップ１２ａを環状にわたって設けることにより、第二の部材２０の揺動時に、圧接部１２から潤滑剤が逃げようとしても、リップ先端が壁となって、ブロックするように作用する。その結果、第一の部材１０と第二の部材２０の間の良好な潤滑が維持されることにより、低トルク（摩擦力の低減）で耐久性に優れたブーツ装着対象物Ａを実現することができる。

以下、本実施形態のブーツ１がブーツ装着対象物Ａに装着され、第二の部材２０の揺動に従って変移している状態を図３乃至図６を用いて説明する。図３（ａ），（ｂ）は、ブーツ１の装着（組立）の一工程であって、先ず、図３（ｂ）において、嵌合溝２４に嵌合部１ｆを装着する（図面では矢印Ｄ方向）状態を表している。図３（ａ）は、ブーツ１の一端側の嵌合部１ｆが嵌合溝２４に圧入されているだけで、第一の部材１０とは圧着していないフリー（非固定）の状態を示している。これは、ブーツ装着対象物Ａの組立工程の最初の段階は、第二の部材２０にブーツ１を装着させた状態だけのため、当該嵌合部１ｆの上面外周縁に矯正部１ａ（突起）自体は嵌合溝２４に接する程度に圧着される。
すなわち、ブーツ装着対象物Ａの組立て時には、先に第二の部材２０に固定部１１側を取り付けておき、つまり、嵌合部１ｆが第二の部材２０の嵌合溝２４に嵌合されて取り付けられ、圧接部１２側が第一の部材１０に対してフリー（自由）な状態で装着される。この装着方法によれば、第一の部材１０に第二の部材２０を連結するだけで、ブーツ１も併せて装着することができる。したがって、簡単に組立てを行うことができ、特に自動装着作業下での目視しづらい状況下でも組立てが容易に可能となる。

図４は、第一の部材１０の開口部１０ａに、ブーツ１を装着した第二の部材２０を挿入後、上方方向（図面では矢印のＳ方向）にスライド（移動）させて、第一の部材１０と圧接部１２を所定の位置で圧着させている状態を示している。この状態のとき、矯正部（突起）１ａ自体は圧着により潰され隙間なく密着される。ただ、単にブーツ１が鉛直方向に圧縮されている状態（正面断面視の形状が対象的）のため、第二の部材２０の圧縮に従って、中空の筒状部１ｃは圧縮されている。

図５は、図４に示された圧縮されたブーツ１が、例えば、図１のとおり、第一の部材１０の中心軸Ｘと第二の部材２０の中心軸Ｙとの所定の角度θを略７度の傾斜で、左側（図面では矢印Ｃ１方向）に揺動されている状態のブーツ装着対象物Ａの部分拡大図を示している。
この傾斜によって、ブーツ１が装着されて第二の部材２０が揺動すると筒状部１ｃの伸び側である右側（図面では矢印Ｃ１の反対方向）に引張り力が発生して、ブーツ１全体に変形（正面断面視の形状が非対象的）を生じている。この変形によって、いわゆる巻き込み現象が生じようと作用するが、矯正部（突起）１ａが設けられたことによって、嵌合部１ｆの先端が嵌合溝２４の奥部下方向に丸め込まれるような変形（いわゆる巻き込みという現象）が生じないように作用することができる。また、テーパ筒部１ｅが設けられたことによって、筒状部１ｃの変形が外方へ誘導されるため、圧接部１２が上方に反り返るような変形（いわゆる捲れという現象）が生じないように作用することができる。したがって、第二の部材２０が揺動したときにも十分に密封することができる。

図６は、図５の揺動の方向とは反対方向で、第一の部材１０の中心軸Ｘと第二の部材２０の中心軸Ｙとの所定の角度θを略７度の傾斜で、右側（図面では矢印Ｃ２方向）に揺動されている状態のブーツ装着対象物Ａの部分拡大図を示している。
この傾斜によって、ブーツ１が装着されて第二の部材２０が揺動すると筒状部１ｃの伸び側である左側（図面では矢印Ｃ２の反対方向）に引張り力が発生して、ブーツ１全体に変形（正面断面視の形状が非対象的）を生じようと作用するが、矯正部１ａ（突起）が設けられたことによって、嵌合部１ｆの先端が嵌合溝２４の奥部下方向に丸め込まれるような変形（いわゆる巻き込みという現象）が生じないように作用することができる。また、テーパ筒部１ｅが設けられたことによって、筒状部１ｃの変形が外方へ誘導されるため、圧接部１２が上方に反り返るような変形（いわゆる捲れという現象）が生じないように作用することができる。したがって、第二の部材２０が揺動したときにも十分に密封することができる。

図７及び図８は本発明のブーツの他の実施形態を示し、圧接部１２の近傍に円筒部１ｄを補強する補強部材４０として、補強金具４０ａまたは補強金具４０ｂのいずれかを備えている（図７、図８参照）。
図７に示す補強金具４０ａは断面視円形状の環状の金具で、円筒部１ｄの外周に巻回されている。補強金具４０ａにより、円筒部１ｄを真円形状に保ち、受け面１０ｄとの密着面が楕円形状に変形することを防ぐためである。すなわち、円筒部１ｄが圧接されたとしても、ブーツ１の円筒部１ｄが本来の真円形状に保たれることで、オイルシールリップ１２ａとダストシール１２ｂが全周にわたって確実に第一の部材１０の受け面１０ｄに圧着されて、良好なシール性が保持することができる。なお、本実施形態では、補強金具４０は、２本巻回しているが、補強金具の形状や太さはブーツ１に対応して決められる。

図８に示す補強金具４０ｂは、断面矩形状の環状の補強金具４０ｂで、円筒部１ｄの内面にインサート成形されている。作用効果は図７に示した実施形態と同様である。なお、本実施形態では、一つの補強金具４０ｂを埋設しているが、金具の大きさや形状等はブーツ１に対応して決められる。

１ ブーツ
１ａ 矯正部
１ｃ 筒状部
１ｄ 円筒部
１ｅ テーパ筒部
１ｆ 嵌合部
１０ 第一の部材
１１ 固定部
１２ 圧接部
１２ａ 第二のシールリップ
１２ｂ 第一のシールリップ
２０ 第二の部材
３０ 円筒部
４０（４０ａ、４０ｂ） 補強部材（補強金具）
Ａ ブーツ装着対象部物
Ｂ 連結部位（ジョイント部）

Claims (5)

1. 第一の部材と第二の部材との間に配設され、前記第一の部材と前記第二の部材との連結部位を密封するブーツであって、
   前記ブーツは、
   前記第一の部材と前記第二の部材のいずれか一方に固定される固定部と、
   前記第一の部材と前記第二の部材のいずれか他方に押圧されて接触する圧接部と、
   前記固定部と前記圧接部との間にわたって連続して一体に形成される弾性を有した筒状部を含み、
   前記圧接部は、外部からの異物侵入を防止する第一のシールリップと、内部からの油漏れを防止する第二のシールリップを少なくとも備えていることを特徴とするブーツ。
2. 前記固定部の外径は、前記圧接部の外径よりも小径に形成されており、
   前記筒状部は、前記圧接部寄りに形成されている円筒部と、
   前記円筒部から前記固定部に向けて小径となるテーパ筒部とを含むことを特徴とする請求項１に記載のブーツ。
3. 前記固定部は、第一の部材と第二の部材のいずれか一方に形成された嵌合溝に嵌合される嵌合部と、
   前記嵌合部の上面外周縁に立設される矯正部とを含むことを特徴とする請求項１または２に記載のブーツ。
4. 前記第二の部材は、第一の部材に対して揺動可能に連結されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のブーツ。
5. 前記圧接部の近傍に前記円筒部を補強する補強部材を備えていることを特徴とする請求項２から４のいずれかに記載のブーツ。
   

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