JP2018185020A - 往復運動用ブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】新たに別部品・ブーツバンドを増やす事なく組み付け性と密封性向上を両立させた密封構造の提供。
【解決手段】蛇腹部２の両端の筒状固定部３，４を固定相手部材５に嵌合密封する往復運動用ブーツにおいて、筒状固定部の少なくとも一方の内周面には、径方向内側へ突出する突起８または軸方向溝１０と周方向溝１１との組み合わせから成る係合溝９のいずれか一方が形成されると共に、固定相手部材のシャフト６またはラックハウジング７のいずれか一方には、突起８または係合溝９のいずれか他方が形成され、筒状固定部が固定相手部材に嵌合されるときには突起８が係合溝９の軸方向溝１０から導入されて周方向溝１１内へ方向転換させられることで突起８と周方向溝１１とが軸方向において係合されることによって、少なくとも一方の筒状固定部３，４と固定相手部材・シャフト６またはラックハウジング７とが軸方向に係合されるようにしている。
【選択図】図１

Description

本発明は、蛇腹部の両端に筒状固定部を備え、この筒状固定部を固定相手部材に嵌合させて固定することによって密封する往復運動用ブーツに関する。さらに詳述すると、本発明は、例えばステアリング用ブーツのような往復運動用ブーツに関するものである。

この種の往復運動用ブーツは、ベロー部（蛇腹部）の両端に相手側部品に対して固定するための筒状固定部を有し、ステアリングや等速ジョイント等の機器内部に異物が侵入しないように、シャフトの外周面に一方の筒状固定部（小径固定部と呼ばれる）を固定し、ラックハウジング等の外周面へ他方の筒状固定部（大径固定部と呼ばれる）を固定し、各固定部の外周面からブーツバンドを締め付けて密封性を確保するように用いられている。

ここで、ブーツバンドは、往復運動用ブーツとは別部品とされ、往復運動用ブーツをシャフト及びラックハウジング等に装着してから両端の筒状固定部の外周面に巻き付けるようにして組み付け作業が行なわれるため、組付工数を増やす要因となっている。しかも、往復運動用ブーツとブーツバンドとが別部品のため、部品点数を増やす問題を伴う。

そこで、フレキシブルブーツの蛇腹の両端の弾性筒状部（以下、筒状固定部と呼ぶ）にクランプ用割りリングを埋設しておき、筒状固定部に埋設したクランプ用割りリングを拡げながらシャフトやラックハウジングなどの固定相手部材に筒状固定部を嵌め込み、その後クランプ用割りリングをかしめて縮径させることで筒状固定部を固定相手部材に固定するフレキシブルブーツが提案されている（特許文献１）。

実開平０２−２５７７６号公報

しかしながら、クランプ用割りリングを含む筒状固定部の締め代を大きくすると、シャフトなどの固定相手部材への往復運動用ブーツの装着が困難となり、その反面締め代を小さくすれば装着は容易となってもシール性が不十分となるなど、組み付け性と密封性とを両立させることが難しい問題を有する。

本発明は、固定相手部材への組み付け性を確保しつつ、新たに別部品・ブーツバンドを装着することなく密封を可能とする往復運動用ブーツを提供することを目的とする。即ち、本発明は、組み付け性と密封性とを両立させる往復運動用ブーツを提供することを目的とする。

かかる目的を達成するために請求項１記載の発明は、蛇腹部の両端に固定相手部材に嵌合される筒状固定部を備え、筒状固定部を固定相手部材に嵌合させることによって密封する往復運動用ブーツにおいて、少なくとも一方の筒状固定部の内周面には、径方向内側へ突出する突起または周方向溝と軸方向溝との組み合わせから成る係合溝のいずれか一方が形成されると共に、突起または係合溝を形成している筒状固定部と嵌合する固定相手部材の外周面には、突起または係合溝のいずれか他方が形成され、筒状固定部が固定相手部材に嵌合されるときには突起が係合溝の軸方向溝から導入されて周方向溝内へ方向転換させられることで筒状固定部と固定相手部材とが少なくとも軸方向に係合されるようにしている。

ここで、係合溝はL字形の溝であることが好ましい。

また、係合溝の周方向溝部の終端は、周方向溝部の溝幅よりも大径の半球面状の凹部で構成され、突起が嵌まり込むようにすることが好ましい。

さらに、突起と係合溝との組み合わせは周方向に複数組設けられていることが好ましい。

請求項１記載の往復運動用ブーツによれば、筒状固定部を固定相手部材に嵌合させて装着する場合、突起が係合溝の軸方向溝に導入されて周方向溝内へ方向転換させられることで突起と係合溝の周方向溝とが軸方向へ係合されるので、筒状固定部と固定相手部材とがブーツバンドが無くとも軸方向に係合されてブーツの脱落が防がれる。依って、筒状固定部と固定相手部材との間には密封に必要な最低限の締め代を確保すれば良く、組み込み作業が容易となる。つまり、本発明の往復運動用ブーツによれば、組み付け性と密封性とを両立させることができる。

本発明にかかる往復動用ブーツの一実施形態を示す図で、ブーツの筒状固定部に突起を、固定相手部材たるシャフト並びにラックハウジングにL字溝を形成した例を示す図で、（Ａ）にシャフトとラックハウジングとの平面図、（Ｂ）にブーツの中央縦断面図を示す。 図１の実施形態にかかるシャフトの外周面に設けられる係合溝とブーツの小径固定部の内周面に設けられる突起のイメージ図である。 本発明にかかる往復動用ブーツの他の実施形態を示す図で、ブーツの筒状固定部の内周面にＬ字溝を、シャフト並びにラックハウジングに突起を形成した例を示す図で、（Ａ）にシャフトとラックハウジングとの平面図、（Ｂ）にブーツの中央縦断面図を示す。 ブーツの内周面に設けられた係合溝の一実施形態であるＬ字溝の拡大図であり、（Ａ）L字溝の終端に半球形状の窪み（凹部）を設けた例を示し、（Ｂ）はＬ字溝の終端の他の形状の例を示す。

以下、本発明の構成を図面に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。

図１に、本発明の往復運動用ブーツの実施形態の一例を示す。この実施形態の往復運動用ブーツ１は、例えば自動車のステアリングブーツとして構成したものであり、蛇腹部２とこの蛇腹部２の両端を固定相手部材であるラックハウジング７に取り付けるための大径側の筒状固定部（以下、大径固定部４と呼ぶ）と、固定相手部材であるシャフト６に取り付けるための小径側の筒状固定部（以下、小径固定部３と呼ぶ）とを備え、各筒状固定部３，４を固定相手部材に固定することによって密封するものである。尚、本実施形態では一例としてステアリングブーツについて説明しているが、その他の軸方向の変位を伴う２部材間の密封用途に用いるブーツに適用することが好ましいことは言うまでもない。また、本明細書においては、特に大径固定部と小径固定部とを区別せずに筒状固定部全般を意味する場合には、単に筒状固定部３，４と呼ぶ。

ステアリング用ブーツ１は、弾性体例えばクロロプレンゴム（ＣＲ）、シリコーンゴム（ＶＭＱ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＤＭ）、熱可塑性ポリエステル系エラストマー（ＴＰＥＥ）、熱可塑性ポリオレフィン系エラストマーなどの合成樹脂によって形成されている。そして、本実施形態の場合、小径固定部３と大径固定部４の各内周面には径方向内側へ突出する突起８が備えられると共に、小径固定部３及び大径固定部４が嵌合される固定相手部材即ちラックハウジング７またはシャフト６の外周面には係合溝９が形成され、ブーツ装着状態において筒状固定部３，４の突起８と固定相手部材５側の係合溝９とが係合するように設けられている。

ステアリング用ブーツ１は、固定相手部材に組み付ける場合、図１に示すように、シャフト６側からラックハウジング７側に向かってブーツを挿入する構成となっている。このため、係合溝９は、軸方向溝１０がブーツの挿入方向に向かって手前側即ち先に突起８と接する側に配置されると共に周方向溝１１が奥側即ち後に突起８と接する側に配置されることによって、ブーツ装着時に突起８がまず軸方向溝１０に侵入して軸方向溝１０に沿って移動するように形成されている。そして、軸方向溝１０の終端あるいはそれに至る途中において周方向に延びる周方向溝１１が連通するように設けられている。例えば、本実施形態の場合、係合溝９は、Ｌ形に軸方向溝１０と周方向溝１１とが配置されて、筒状固定部３，４が固定相手部材６，７に嵌合されるときには突起８が係合溝９の軸方向溝１０から導入されて周方向溝１１内へ方向転換させられるように設けられている。

尚、係合溝９は周方向溝１１が軸方向溝１０の入り口よりも軸方向奥側に配置されていれば良く、換言すれば軸方向溝１０がブーツの挿入方向に向かって手前側に配置され、周方向溝１１が奥側に配置されていれば良く、必ずしも軸方向溝１０の終端から周方向に延びることはない。例えば、図示していないが、ト形やＴの字を横に倒したような形でも良いし、場合によってはＴ形のように周方向溝１１を時計回り、反時計回りの双方へ延びるように設けても良いし、さらには１周させるように設けても良い。即ち、係合溝９は、互いに連通する軸方向溝１０と周方向溝１１とを有していれば良い。

また、本実施形態では、係合溝９の周方向溝１１の終端には、図４（Ａ）に示すように突起８を嵌め込む凹部１２が形成されている。凹部１２は、本実施形態の場合、周方向溝部１１の終端が周方向溝部１０の溝幅よりも大径のコラム状若しくは半球面状の凹部１２で構成され、突起８が嵌まり込むように設けられている。この場合、凹部１２に嵌まり込んだ突起８が、周方向溝１１の縁と凹部１２の縁とが交わる角部分１３に当たり、抜け止め効果が得られる。このため、車両走行時の振動によって突起８が周方向溝１１内を周方向に移動することを防止できる。

また、周方向溝１１の終端面は、必ずしも図４（Ａ）に示すような円形の凹部１２でなくとも良い。場合によっては、例えば、図４の（Ｂ）に示すような円弧状の終端面１４であったり、あるいは図示していないが単なる直線的な終端面であっても良い。

ステアリング用ブーツにおいて筒状固定部と固定相手部材との間の密封性を損ねないことは重要である。同時に、筒状固定部と固定相手部材との間には密封に必要な最低限の締め代を確保することも重要である。そこで、本実施形態における係合溝９は、底部を有する溝、例えば矩形や台形あるいは半円形などの有底溝として設けられることが好ましい。径方向に貫通した切り欠きでは筒状固定部の剛性が不足したり、負荷がかかったときに突起が逸脱するような変形を起こしてしまうことが考えられるので、有底の溝として固定部の形状が変形しないようにしている。勿論、密封性が確保され尚且つ突起８が逸脱するような変形を起こしてしまうことがなければ、底の無い溝即ち切り欠きのようなものでも良い。

他方、突起８は係合溝９の軸方向溝１０の中を通過し周方向溝部１１へ方向転換したときに少なくとも周方向溝部１１の縁（側壁）と軸方向には係合し得るものであれば良い。例えば、軸方向に均一断面あるいは抜きを考慮したテーパーを有するコラム状突起や半球状突起などの、係合溝９特に周方向溝１１の溝形状に対応した適宜形状の採用が好ましい。ここで、突起８の形状と係合溝９特に周方向溝１１の形状とは、嵌合できるのであれば特定の組み合わせに限定されるものではないが、例えば矩形状や台形状の溝形状の場合にはコラム状突起の組み合わせが、半円形などの溝形状の場合には半球面状突起の組み合わせが好ましい。半球状の突起の場合には、溝内での滑りが良く、組み込みがより容易になる。また、コラム状突起の場合には周方向溝１１に対する引っかかりが良好で、周方向溝１１から逸脱し難い利点がある。

また、突起８と係合溝９との関係は、図１に示す関係即ちブーツ側に係合溝９、固定相手部材５側に突起８という関係に限られず、図３に示すように、ブーツの両端の筒状固定部３，４の内周面に突起８を内向きに突出させると共に相手側部材即ちシャフト６とラックハウジング７の外周面に係合溝９を形成するようにしても良い。この場合においても、図１に示す実施形態と同様のブーツ脱落効果を奏する。したがって、ブーツの各筒状固定部３，４と固定相手部材５との間には、密封に必要な最低限の締め代を確保すれば良いので、組み込み作業が容易となる。

以上のように構成された本実施形態の往復運動用ブーツ１によれば、次のようにして固定相手部材に組み付けられる。

まず、図１に示すように、シャフト６側からラックハウジング７側に向かってブーツ１が挿入される。このとき、小径固定部３及び大径固定部４の各内周面の突起８をシャフト６及びラックハウジング７の外周面の係合溝・Ｌ形溝９の軸方向溝１０にまず侵入させて同溝内をスライドさせながら小径固定部３及び大径固定部４がシャフト６及びラックハウジング７に嵌合させられる。そして、突起８が周方向溝１１への転換位置、即ち本実施形態の場合には軸方向溝１０の終端に達したときに、小径固定部３及び大径固定部４に回転を付与して突起８を係合溝９の周方向溝１１内へ方向転換させ、周方向溝１１の終端の凹部１２までスライドさせる。

これによって、突起８と周方向溝１１の縁とが軸方向に係合させられるので、小径固定部３及び大径固定部４がシャフト６及びラックハウジング７に対して軸方向に係合され固定され、ブーツバンドが無くとも小径固定部３及び大径固定部４（ブーツ）の脱落が防がれることから、ブーツバンドが無くても締め代の確保がし易くなる。しかも、突起８が軸方向溝１０に沿って軸方向奥側に導入され、且つ周方向溝１１へ方向転換されることによって、周方向溝１１に嵌合されるので、突起８が周方向溝１１へ移動する際に小径固定部３及び大径固定部４を拡径させることがない。このため、小径固定部３及び大径固定部４を拡径させる必要がない分、締め代を高く設定することができる。依って、筒状固定部３，４と固定相手部材６，７との間には密封に必要な最低限の締め代を確保すれば良く、組み込み作業が容易となる。

つまり、本発明の往復運動用ブーツによれば、組み付け性と密封性とを両立させることができる。また、本実施形態の場合、終端の凹部１２は、周方向溝１１の溝幅よりも大径の円形となっているので、突起８は窪みに落ち込むように嵌まり込み、外力が付与されない限り抜け出せないように止められる。

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。例えば、上述の各実施形態では固定相手部材たるシャフト及びラックハウジングにそれぞれ突起あるいは係合溝を設けると共にブーツの両端の大径固定部と小径固定部のそれぞれに対応する係合溝あるいは突起をそれぞれ形成している例を挙げているが、これに特に限られるものではなく、場合によっては小径固定部３側あるいは大径固定部４側のいずれか一方にのみ少なくとも１組の突起８と係合溝９とが配備されるようにしても良い。この場合においても、少なくとも一方の筒状固定部３あるいは４のブーツバンドが省略できるので、その分の組み立て工数の軽減並びに部品削減が可能となる。

また、突起８と係合溝９との嵌合は、少なくとも1組み形成していれば良いが、場合によっては周方向に複数組設けるようにしても良い。例えば、突起８と係合溝９との組を、周方向に１８０°間隔に２組あるいは１２０°間隔に３組と設けるようにしても良い。この場合、突起８と係合溝９との係合箇所が周方向に複数点配置されることで、係合が対称的で釣り合いがとれると共に掛かる力も分散されてバランスされるので、筒状固定部の局部的な歪みや変形を防いで密封性が高められる。突起８と係合溝９との嵌合構造は多いほど、ステアリングシャフトの往復運動時にかかる荷重に対して、ブーツの抜け出し防止を図ることができる。ここで、複数組みの突起８と係合溝９との嵌合構成は、互いに独立させて設けられても良いが、周方向溝１１は、機能上、特に終端面を必要とせず、場合によっては無端の環状溝で構成されても良いことから、１本の環状の周方向溝１１に対して１本ないし複数本の軸方向溝１０を交わるように設けることで構成しても良い。

１ 往復運動用ブーツ
２ 蛇腹部
３ 小径固定部（一方の筒状固定部）
４ 大径固定部（他方の筒状固定部）
５ 固定相手部材（ステアリング装置）
６ シャフト
７ ラックハウジング
８ 突起
９ 係合溝（Ｌ形溝）
１０ 軸方向溝
１１ 周方向溝
１２ 周方向溝の終端の凹部
１３ 周方向溝の縁と凹部の縁とが交わる角部分
１４ 周方向溝の終端縁

Claims (4)

1. 蛇腹部の両端に固定相手部材に嵌合される筒状固定部を備え、前記筒状固定部を前記固定相手部材に嵌合させることによって密封する往復運動用ブーツにおいて、
   少なくとも一方の前記筒状固定部の内周面には、径方向内側へ突出する突起または軸方向溝と周方向溝との組み合わせから成る係合溝のいずれか一方が形成されると共に、
   前記突起または前記係合溝を形成している前記筒状固定部と嵌合する固定相手部材の外周面には、前記突起または前記係合溝のいずれか他方が形成され、
   前記筒状固定部が前記固定相手部材に嵌合されるときには前記突起が前記係合溝の前記軸方向溝から導入されて前記周方向溝内へ方向転換させられることで前記筒状固定部と前記固定相手部材とが少なくとも軸方向に係合される
   ことを特徴とする往復運動用ブーツ。
2. 前記係合溝はL字形の溝であることを特徴とする請求項１記載の往復運動用ブーツ。
3. 前記係合溝の前記周方向溝部の終端が前記周方向溝部の溝幅よりも大径の円形又は半球面状の凹部で構成され、前記突起が嵌まり込むことを特徴とする請求項１または２に記載の往復運動用ブーツ。
4. 前記突起と前記係合溝との組み合わせが周方向に複数組設けられていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１つに記載の往復運動用ブーツ。