JP4552875B2 - ブーツ - Google Patents

Description

本発明は相手部材を覆って防塵や防水等を行うブーツに関し、詳しくは、相手部材の筒状又は軸状の被取付部にブーツ端部を締結するための締結構造を改良したブーツに関する。本発明のブーツは、例えば自動車のラック・ピニオン式ステアリングギヤに好適に用いることができる。

相手部材を覆って防塵や防水等を行うブーツにおいては、相手部材の円柱状外周面を有する被取付部が、ブーツ端部に設けられた円筒状の取付部に挿嵌された状態で、その取付部の外側がホースクリップで締め付けられてシール性が確保されている。

しかし、このような締結構造では、締結用のホースクリップが別部品として必要になるため、部品点数が多く、また、クリップの組み付けや固定等の面倒な組み付け作業も必要になる等の問題があった。

そこで、ブーツ端部の取付部にクランプ用割りリングを埋設した取付用クランプ付ブーツが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この取付用クランプ付ブーツでは、弾性材料よりなる筒状の取付部に、断面Ｃ状のクランプ用割りリングが埋設されている。このため、ブーツ端部の取付部に相手部材の被取付部を挿嵌した後、割りリングをかしめて割り部分の間隙分だけ縮径させることで、所定の締結力でブーツ端部を相手部材に締め付けることができる。

また、熱収縮性材料よりなるリングがブーツ端部の取付部に外嵌されたブーツも知られている（例えば、特許文献２参照）。

このブーツでは、ブーツ端部の取付部に相手部材の被取付部を挿嵌した後、取付部に外嵌されたリングを加熱して収縮させることで、所定の締結力でブーツ端部を相手部材に締め付けることができる。
実開平２−２５７７６号公報 実開平４−１０６５５９号公報

しかしながら、前記公報に開示された従来技術であっても、ブーツ端部の取付部に相手部材の被取付部を挿嵌した後に、かしめや加熱の作業が必要になり、コストアップにつながる。

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、かしめ等の作業を行わずに、容易に、所定の締結力で相手部材に取り付けることのできるブーツを提供することを解決すべき技術課題とするものである。

上記課題を解決する本発明のブーツは、相手部材の被取付部が挿嵌されるブーツ端部に弾性材料よりなる筒状の取付部を有し、該被取付部と該取付部とを締結する前の状態において、該被取付部に対して該取付部を締結するための無端の円筒状バックアップリングが該取付部に外嵌されたブーツであって、前記被取付部と前記取付部とを締結する前の状態において、該被取付部の外径をＡ、該取付部の内径をＢ、前記バックアップリングの内径をＣ、該取付部の肉厚をＤとしたとき、該取付部の内径（Ｂ）、該バックアップリングの内径（Ｃ）及び該取付部の肉厚（Ｄ）は、下記（１）式及び下記（２）式の関係を満たすように設定されており、前記被取付部と前記取付部とを締結した後の状態において、前記バックアップリングの内周面と前記被取付部の外周面との間で前記取付部が圧縮状態で挟圧されることを特徴とするものである。
Ｂ＜Ａ …（１）
圧縮率 ２＜［｛Ｄ−（Ｃ−Ａ）／２｝／Ｄ］×１００＜５０ …（２）

このブーツでは、相手部材の被取付部が挿嵌される筒状の取付部が弾性材料よりなるとともに、この取付部が所定の内径（Ｂ）及び肉厚（Ｄ）を有している。また、この取付部には、所定の内径（Ｃ）をもつバックアップリングが外嵌されている。

すなわち、本発明のブーツでは、弾性材料よりなる取付部の内径（Ｂ）が、該被取付部の外径（Ａ）よりも小さく設定されている。また、この取付部の肉厚（Ｄ）の値は、取付部に外嵌されたバックアップリングと該取付部に挿嵌される相手部材の被取付部との間の隙間（Ｃ／２−Ａ／２）よりも大きく設定されている。このため、このブーツの取付部に相手部材の被取付部を挿嵌すると、取付部の内周面が被取付部の外周面で押圧されて取付部の内径が弾性変形により拡径する。そして、バックアップリングの内周面と被取付部の外周面との間で取付部が圧縮状態で挟圧されることで、所定の締結力が発生する。

したがって、本発明のブーツでは、バックアップリングが外嵌されたブーツ端部の取付部に相手部材の被取付部を挿嵌するという、簡単な作業により、所定の締結力で、ブーツ端部を相手部材に取り付けることができる。

ここに、前記取付部の内径（Ｂ）が大きすぎて、前記被取付部の外径（Ａ）以上になると、ブーツ端部の取付部に相手部材の被取付部材を挿嵌したときに、取付部の内周面が被取付部の外周面で押圧されないので、取付部の内径が拡径することで該取付部が被取付部とバックアップリングとの間で圧縮状態で挟圧されることがなくなり、所定の締結力が発生しない。

また、前記バックアップリングの内径が大きすぎたり、あるいは前記肉厚部の肉厚（Ｄ）が薄すぎたりして、取付部の肉厚（Ｄ）の値が、取付部に外嵌されたバックアップリングと該取付部に挿嵌される相手部材の被取付部との間の隙間（Ｃ／２−Ａ／２）以下の大きさになると、バックアップリングの内周面と被取付部の外周面との間で取付部が圧縮状態で挟圧されることがなくなり、所定の締結力が発生しない。

そして、本発明のブーツでは、取付部の圧縮率：｛Ｄ−（Ｃ−Ａ）／２｝／Ｄ］×１００が２％より大きく、かつ、５０％未満とされている。このため、所定のシール性を発揮する。

本発明のブーツは、好適な態様において、前記相手部材が、前記被取付部よりも先端側に該被取付部よりも小径の小径先端部を有し、前記小径先端部の外径をＥとしたとき、前記取付部の内径（Ｂ）は、下記（３）式を満たすように設定されている。
Ｅ≦Ｂ …（３）

このブーツでは、取付部の内径（Ｂ）が、被取付部よりも先端側にある相手部材の小径先端部の外径（Ｅ）と同等以上の大きさに設定されている。このため、取付部に相手部材の被取付部を挿嵌する際に、小径先端部が取付部の内周面に摺接したりすることにより、挿入の作業性が低下することを抑えることができる。

ここに、前記相手部材が前記小径先端部を有する場合は、前記取付部の内径（Ｂ）が、小径先端部の外径（Ｅ）よりも大きいことがより好ましい。こうすれば、取付部に相手部材の被取付部を挿嵌する際に、小径先端部が取付部の内周面に摺接することがなくなるので、挿入の作業性をより向上させることができる。

なお、前記取付部の内径（Ｂ）が小さすぎて、前記相手部材の小径先端部の外径（Ｅ）よりも小さくなると、取付部に相手部材の被取付部を挿嵌する際の作業性が低下したり、あるいは挿入不可能になったりする。

また、前記相手部材が外径（Ｅ）の前記小径先端部を有する場合は、前記バックアップリングの内径（Ｃ）及び前記取付部の肉厚（Ｄ）が、２Ｄ＜Ｃ−Ｅとなるように設定されていることが好ましい。

すなわち、本発明のブーツは、好適な態様において、前記バックアップリングの内径（Ｃ）及び前記取付部の肉厚（Ｄ）が、下記（４）式を満たすように設定されている。
２Ｄ＜Ｃ−Ｅ …（４）

このブーツでは、取付部に相手部材の被取付部を挿嵌する際に、バックアップリング及び小径先端部の双方に取付部が同時に摺接したり、両者間で取付部が挟圧されたりすることがないので、挿入の作業性を向上させることができる。

ここに、前記取付部の肉厚（Ｄ）が大きすぎたり、あるいは前記バックアップリングの内径（Ｃ）が小さすぎたりして、取付部の肉厚（Ｄ）の値が、取付部に外嵌されたバックアップリングと相手部材の小径先端部との間の隙間（Ｃ／２−Ｅ／２）以上の大きさになると、取付部に相手部材の被取付部を挿嵌する際の作業性が低下したり、あるいは挿入不可能になったりする。

本発明のブーツは、好適な態様において、前記取付部の外径をＦ（Ｆ＝Ｂ＋２Ｄ）としたとき、前記バックアップリングの内径（Ｃ）及び該取付部の外径（Ｆ）は、下記（５）式を満たすように設定されている。
Ｆ＜Ｃ …（５）
このブーツでは、取付部とバックアップリングとの間に若干の隙間が形成されている。このため、ブーツの取付部に相手部材の被取付部を挿嵌する際、その挿嵌の初期段階で取付部が拡径し易くなるので、作業性が良好となる。
本発明のブーツは、好適な態様において、前記取付部の内周面にシール突起を有している。

このブーツでは、取付部の内周面に設けられたシール突起が相手部材の被取付部に強く圧接されるので、シール性をより向上させることができる。

本発明のブーツは、好適な態様において、前記ブーツ端部から前記バックアップリングが抜けることを規制する抜け止め係止部を有している。

このブーツでは、抜け止め係止部によりバックアップリングがブーツ端部から抜けることを規制することができるので、ブーツの運搬中や相手部材への取付作業中等に、バックアップリングがブーツ端部から抜け落ちることがない。このため、取付作業性をより向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。

（実施形態１）
図１〜図３に示される本実施形態は、自動車のラック・ピニオン式ステアリングギヤに用いられるラックブーツに本発明を適用したものである。

このラックブーツ１は、弾性材料としての熱可塑性エラストマーから射出成形により、蛇腹形状をなす筒状に形成され、一端側（図１〜図３の右側）の小径筒部（ブーツ端部）２と、この小径筒部２と離間して同軸的に配置された他端側（図１〜図３の左側）の大径筒部（図示せず）と、小径筒部２と大径筒部とを一体に連結する蛇腹部３とから構成されている。

なお、熱可塑性エラストマーとしてはＴＰＥやＴＰＯ等を採用可能だが、本実施形態では、ＴＰＯを採用した。また、熱可塑性エラストマーの代わりに所定のゴム材料を採用してもよい。

このラックブーツ１は、ラック・ピニオン式ステアリングギヤ４に取り付けた後の状態が部分的に図３に示されるように、小径筒部２側がラック・ピニオン式ステアリングギヤ４のラックエンド軸（相手部材）５に保持され、大径筒部側がギアハウジング（図示せず）に保持される。

ラックエンド軸５は、円柱状外周面をもつ被取付部６と、この被取付部６よりも先端側に被取付部６と同軸的に配置され、被取付部６よりも小径の小径先端部７と、被取付部６と小径先端部７との境界に設けられたテーパ外周面８とを有している。また、被取付部６の先端側の外周面には環状の嵌合溝９が凹設されている。

なお、以下の説明において、一端側とは、ラックブーツ１の小径筒部２側である図１〜図３の右側を意味し、他端側とは、ラックブーツ１の大径筒部側である図１〜図３の左側を意味する。

ラックブーツ１の小径筒部２は、一端側の先端内周面に設けられた、前記嵌合溝９に嵌合する環状の嵌合突部１０と、一定肉厚をもつ筒状の取付部１１と、取付部１１の一端側に周方向に等間隔等で部分的に配設された複数個の抜け止め係止部１２と、取付部１１の他端側に周方向に連続的に配設された環状の係止部１３とを有している。この抜け止め係止部１２及び係止部１３の間隔は、後述するバックアップリング１４の軸方向長さと略同等とされており、抜け止め係止部１２及び係止部１３とバックアップリング１４の両端とが当接することで、小径筒部２からバックアップリング１４が抜け落ちることが規制されている。

なお、抜け止め係止部１２は、周方向に連続的に環状に形成されていてもよく、係止部１３は、周方向に等間隔等で部分的に複数個配設されていてもよい。

そして、本実施形態のラックブーツ１は、ラック・ピニオン式ステアリングギヤ４に取り付ける前の状態が部分的に図２に示されるように、取付部１１にはバックアップリング１４が外嵌されている。ラックブーツ１の取付部１１に対するバックアップリング１４の取り付けは、ラックブーツ１の抜け止め係止部１２を弾性変形させながら、ラックブーツ１１の一端側からバックアップリング１４を嵌め込むことにより行うことができる。

バックアップリング１４の材質は特に限定されず、所定の剛性を有する金属又は樹脂等を採用することができる。本実施形態では、硬質樹脂としてのＧＦ（ガラス繊維）入りのポリプロピレンを採用した。

このバックアップリング１４は、所定の内径を有する無端の円筒状（円環状）に形成されている。

ここに、この実施形態では、図１に示されるように、ラックエンド軸５の前記被取付部６の外径をＡ、ラックブーツ１の前記取付部１１の内径をＢ、前記バックアップリング１４の内径をＣ、前記取付部１１の肉厚をＤ、ラックエンド軸５の前記小径先端部７の外径をＥとしたとき、取付部１１の内径（Ｂ）、バックアップリング１４の内径（Ｃ）、取付部１１の肉厚（Ｄ）及び取付部１１の圧縮率は、Ａ＝φ１６、Ｂ＝φ１４．３、Ｃ＝φ１８．８、Ｄ＝２．０、圧縮率＝３０％であり、下記（１）、（２）、（３’）及び（４）式の関係を何れも満たすように設定されている。
Ｂ＜Ａ …（１）
圧縮率 ２＜［｛Ｄ−（Ｃ−Ａ）／２｝／Ｄ］×１００＜５０ …（２）
Ｅ＜Ｂ …（３’）
２Ｄ＜Ｃ−Ｅ …（４）

また、この実施形態では、ラックブーツ１の前記取付部１１の外径をＦ（Ｆ＝Ｂ＋２Ｄ）としたとき、Ｆ＝１４．３＋２×２．０＝１８．３となり、バックアップリング１４の内径（Ｃ）は、下記（５）式の関係を満たすように設定されている。
Ｆ＜Ｃ …（５）

さらに、ラックブーツ１の取付部１１にラックエンド軸５の被取付部６を挿嵌する際、及び挿嵌した後の取付状態において、バックアップリング１４と被取付部６との間で圧縮されて弾性変形した取付部１１の弾性力により、バックアップリング１４が弾性変形しない程度の所定の剛性をバックアップリング１４は有している。

また、ラックブーツ１の取付部１１は、取付部１１にラックエンド軸５の被取付部６を挿嵌する際に、この挿嵌を容易になし得る程度に弾性変形し、かつ、挿嵌した後の取付状態において、被取付部６とバックアップリング１４との間で圧縮状態で挟圧されることで所定の締結力を発揮しうる程度の弾性力及び肉厚を有している。

上記構成を有する本実施形態のラックブーツ１では、ラックエンド軸５の被取付部６が挿嵌される筒状の取付部１１が弾性材料よりなるとともに、この取付部１１が所定の内径（Ｂ）及び肉厚（Ｄ）を有している。また、この取付部１１には、所定の内径（Ｃ）をもつバックアップリング１４が外嵌されている。

すなわち、本実施形態のラックブーツ１では、弾性材料よりなる取付部１１の内径（Ｂ）が、ラックエンド軸５の被取付部６の外径（Ａ）よりも小さく設定されている。また、この取付部１１の肉厚（Ｄ）の値は、取付部１１に外嵌されたバックアップリング１４と該取付部１１に挿嵌されるラックエンド軸５の被取付部６との間の隙間（Ｃ／２−Ａ／２）よりも大きく設定されている。このため、図２に示されるように、ラックブーツ１の他端側（ラックブーツ１の内側）からラックエンド軸５の被取付部６を挿嵌すると、取付部１１の内周面が被取付部６の外周面で押圧されて取付部６の内径が弾性変形により拡径する。そして、バックアップリング１４の内周面と被取付部６の外周面との間で取付部１１が圧縮状態で挟圧されることで、所定の締結力が発生する。

したがって、本実施形態のラックブーツ１では、バックアップリング１４が外嵌された小径筒部２の取付部１１にラックエンド軸５の被取付部６を挿嵌するという、簡単な作業により、所定の締結力で、小径筒部２をラックエンド軸５に取り付けることができる。

そして、本実施形態のラックブーツ１では、取付部１１の圧縮率が３０％とされているため、所定のシール性を発揮する。

また、本実施形態のラックブーツ１では、取付部１１の内径（Ｂ）が、被取付部６よりも先端側にあるラックエンド軸５の小径先端部７の外径（Ｅ）よりも大きく設定されている。このため、ラックブーツ１の取付部１１にラックエンド軸５の被取付部６を挿嵌する際に、小径先端部７が取付部１１に干渉することはない。なお、本実施形態では、図１に示されるように、ラックブーツ１の前記嵌合突部１０の内径をＧとしたとき、この嵌合突部１０の内径（Ｇ）は、小径先端部７の外径（Ｅ）よりも大きく設定されている（Ｅ＜Ｇ（＜Ｂ））。このため、ラックブーツ１の取付部１１にラックエンド軸５の被取付部６を挿嵌する際に、小径先端部７が嵌合突部１０に干渉することもない。

さらに、本実施形態のラックブーツ１では、取付部１１の肉厚（Ｄ）が、取付部１１に外嵌されたバックアップリング１４と該取付部１１に挿嵌されるラックエンド軸５の小径先端部７との間の隙間（Ｃ／２−Ｅ／２）よりも小さく設定されている（２Ｄ＜Ｃ−Ｅ）。このため、ラックブーツ１の取付部１１にラックエンド軸５の被取付部６を挿嵌する際に、バックアップリング１４及び小径先端部７の双方に取付部１１が同時に摺接したり、両者間で取付部１１が挟圧されたりすることがない。

そして、本実施形態では、ラックエンド軸５が、被取付部６と小径先端部７との境界部にテーパ状外周面８を有している。このため、ラックブーツ１の取付部１１にラックエンド軸５の被取付部６を挿嵌する際に、小径筒部２の他端側内周端面１１ａ（図２参照）がテーパ状外周面８に案内されることで、取付部１１が円滑に拡径し易くなる。

加えて、本実施形態のラックブーツ１は、取付部１１に外嵌されたバックアップリング１４の両端が抜け止め係止部１２及び係止部１３に係止されているので、小径筒部２からバックアップリング１４が抜け落ちることが確実に規制されている。このため、ラックブーツ１の運搬中やラックエンド軸５への取付作業中等に、バックアップリング１４が小径筒部２から抜け落ちることがない。

また、本実施形態のラックブーツ１では、バックアップリング１４の内径（Ｃ）がラックブーツ１の前記取付部１１の外径（Ｆ）よりも大きく（Ｆ＜Ｃ）、取付部１１にバックアップリング１４が外嵌された状態で、取付部１１とバックアップリング１４との間に若干の隙間が形成されている。このため、ラックブーツ１の取付部１１にラックエンド軸５の被取付部６を挿嵌する際、その挿嵌の初期段階で取付部１１が拡径し易くなるので、作業性が良好となる。

したがって、本実施形態のラックブーツ１によれば、取付部１１にラックエンド軸５の被取付部６を挿嵌する際の作業性が極めて向上する。

（実施形態２）
図４に示される本実施形態は、前記実施形態１のラックブーツ１において、前記取付部１１の内周面にシール突起としての環状のシール突条１５、１５を設けたものである。

なお、本実施形態のラックブーツ１では、取付部１１の内径（Ｂ）及び肉厚（Ｄ）が、シール突条１５の部分で設定される。

また、シール突起として設けられるシール突条１５の数は特に限定されず、１個でも複数個でもよい。さらに、シール突起は、環状であればよく、その断面形状は半円形状やくさび形状等、種々の形状を採用することが可能である。

このラックブーツ１では、取付部１１の内周面に設けられたシール突条１５、１５がラックエンド軸５の被取付部６に強く圧接されるので、シール性をより向上させることができる。

その他の構成及び作用効果は、前記実施形態１と同様であるため、その説明を省略する。

なお、前述の実施形態では、ラックエンド軸５の小径先端部７の外径（Ｅ）よりもラックブーツ１の取付部１１の内径（Ｂ）を大きく設定したが、ラックブーツ１の取付部１１にラックエンド軸５の被取付部６を挿嵌することができる限りにおいて、Ｅ＝Ｂ（ただし、Ｂ＜Ａ）としてもよい。

本発明の実施形態１に係り、ラックブーツのにバックアップリングを外嵌する前の状態と、このラックブーツが取り付けられるラック・ピニオン式ステアリングギヤの構成要素たるラックエンド軸とを部分的に示す要部断面図である。 前記実施形態１のラックブーツを前記ラックエンド軸に取り付ける様子を部分的に示す要部断面図である。 前記実施形態１のラックブーツを前記ラックエンド軸に取り付けた後の取付状態を部分的に示す要部断面図である。 本発明の実施形態２に係るラックブーツの要部を部分的に示す要部断面図である。

符号の説明

１…ラックブーツ ２…小径筒部（ブーツ端部）
５…ラックエンド軸（相手部材） ６…被取付部
７…小径先端部 ８…テーパ状外周面
１１…取付部 １２…抜け止め係止部
１４…バックアップリング １５…シール突条（シール突起）

Claims (6)

1. 相手部材の被取付部が挿嵌されるブーツ端部に弾性材料よりなる筒状の取付部を有し、該被取付部と該取付部とを締結する前の状態において、該被取付部に対して該取付部を締結するための無端の円筒状バックアップリングが該取付部に外嵌されたブーツであって、
   前記被取付部と前記取付部とを締結する前の状態において、該被取付部の外径をＡ、該取付部の内径をＢ、前記バックアップリングの内径をＣ、該取付部の肉厚をＤとしたとき、該取付部の内径（Ｂ）、該バックアップリングの内径（Ｃ）及び該取付部の肉厚（Ｄ）は、下記（１）式及び下記（２）式の関係を満たすように設定されており、
   前記被取付部と前記取付部とを締結した後の状態において、前記バックアップリングの内周面と前記被取付部の外周面との間で前記取付部が圧縮状態で挟圧されることを特徴とするブーツ。
   Ｂ＜Ａ …（１）
   圧縮率 ２＜［｛Ｄ−（Ｃ−Ａ）／２｝／Ｄ］×１００＜５０ …（２）
2. 前記相手部材が、前記被取付部よりも先端側に該被取付部よりも小径の小径先端部を有し、
   前記小径先端部の外径をＥとしたとき、前記取付部の内径（Ｂ）は、下記（３）式を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１記載のブーツ。
   Ｅ≦Ｂ …（３）
3. 前記バックアップリングの内径（Ｃ）及び前記取付部の肉厚（Ｄ）は、下記（４）式を満たすように設定されていることを特徴とする請求項２記載のブーツ。
   ２Ｄ＜Ｃ−Ｅ …（４）
4. 前記取付部の外径をＦ（Ｆ＝Ｂ＋２Ｄ）としたとき、前記バックアップリングの内径（Ｃ）及び該取付部の外径（Ｆ）は、下記（５）式を満たすように設定されていることを特徴とする請求項１、２又は３記載のブーツ。
   Ｆ＜Ｃ …（５）
5. 前記取付部の内周面にシール突起を有していることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載のブーツ。
6. 前記ブーツ端部から前記バックアップリングが抜けることを規制する抜け止め係止部を有していることを特徴とする請求項１、２、３、４又は５記載のブーツ。

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