JP6241209B2 - ダストブーツ及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明はダストブーツ及びその製造方法に関する。

本発明に係るダストブーツは、ゴム状弾性体から成る筒状のダストブーツであって、軸方向の一端に形成された第１取付部と、軸方向の他端に形成された第２取付部と、両取付部の間に形成された膜部とを備える。両取付部のそれぞれには、補強環が一体的に設けられる。

このようなダストブーツは特許文献１から周知であり、例えば自動車においてボールジョイントをシールするために用いられている。このダストブーツは、埃や水分がボールジョイント内に侵入することを抑制し、ボールジョイントの交換頻度の低下や長寿命を保証する。ダストブーツはゴム状弾性体から成り、両取付部のそれぞれには、ボールジョイント等の機械要素に対して当該ダストブーツを固定するための補強環が一体的に設けられている。一方の取付部はシール部として形成され、補強環によって、ボールスタッドとナックルに当接するようにして取り付けられる。これに対して、他方の取付部は、補強環によってボールジョイントのソケットに固定される。このとき、ボールスタッド、ナックル、及びボールジョイントのボール部は、ボールジョイントのソケットに対して相対的に揺動可能且つ回転可能に取り付けられている。

なお、ダストブーツの膜部には、引張り、圧縮、又は曲げによる荷重が作用し得る。

従来のダストブーツは、射出成形などの成形方法によって製造される。この場合には、射出成形機からダストブーツを離型できるように、膜部は略円筒形状に形成される。ダストブーツがボールジョイントに取り付けられる際には、略円筒形状に形成された膜部が径方向外側に膨張させられる。これにより、膜部には高い軸方向の弾性力が生じる。この弾性力によって、ダストブーツのシール部の端面が、ナックルに対して過度に押圧されることになるため、主にシール部の磨耗が増大する。

なお、従来のダストブーツでは、補強環の内径が、膜部の最大内径よりも大きい。したがって、複数の襞を有する蛇腹状のダストブーツであったとしても、加硫金型又は射出成形金型から離形することが可能であり、また、ダストブーツ内の中子を、ダストブーツを損傷させずに取り出すことも可能である。ただし、補強環の内径が、膜部の最大内径よりも大きいために、取付部がボールジョイントに固定された際には、上述のように、膜部の膨張が比較的に大きくなってしまう。

独国特許出願公開第１０２００６０３９８６１号明細書

本発明の目的は、従来品よりも改良された機能特性がより長い使用期間に亘って発揮されるようなダストブーツ、及びそのようなダストブーツの製造方法を提供することにある。特に、ダストブーツの通常の使用の際に取付部に作用する軸方向の弾性力の大きさと、膜部の径方向の膨張とが、互いに独立となるようにする。

本発明によれば、上述の課題は、請求項１に記載のダストブーツ及び請求項４に記載の製造方法によって解決され得る。それぞれの従属項は、より有利な実施形態に係るものである。

上述の課題を解決するために、本発明に係るダストブーツは、
ゴム状弾性体から成る筒状のダストブーツにおいて、
軸方向の一端に形成された第１取付部と、
前記軸方向の他端に形成された第２取付部と、
前記第１取付部と前記第２取付部との間に形成された膜部と、
前記第１取付部を補強する、該第１取付部と一体的に設けられた第１補強環と、
前記第２取付部を補強する、該第２取付部と一体的に設けられた第２補強環と、を備え、
前記膜部が蛇腹状に形成されると共に、該膜部の最大内径が、前記第１補強環の内径及び前記第２補強環の内径の何れよりも大きいことを特徴とする。

ここで、本発明に係るダストブーツは、膜部の径方向の膨張が、従来技術に係るダストブーツの場合のように、ボールジョイント等への取り付けや、ダストブーツの軸方向の圧縮によって生じるのではなく、膜部が蛇腹状に形成されることによって生じる点で有利である。つまり、膜部の最大内径が、予め両補強環の内径の何れよりも大きく形成されているため、取付部をボールジョイント等に固定した際に、膜部の膨張が過度に大きくなることが抑制される。また、膜部が予め蛇腹状に形成されていることにより、使用時にダストブーツが軸方向に圧縮されても、軸方向の弾性力が過度に高くなることが抑制されるため、取付部の端面が、固定先の機械要素に対して過度に押圧されることが抑制される。このように、膜部の蛇腹形状は、製造段階で既に形成されているため、ダストブーツに作用する軸方向の弾性力とは独立している。

例えば従来の射出成形のような成形方法では、このようなダストブーツは製造し得ないであろう。つまり、従来の射出成形によってこのようなダストブーツを製造した場合には、膜部の著しい径方向の膨張によって、膜部の最大内径が第１補強環の内径及び第２補強環の内径の何れよりも大きくなるため、ダストブーツを射出成形金型から離型できなくなる。

膜部が既に製造時に蛇腹状に形成されているため、つまり、膜部の蛇腹形状がダストブーツの軸方向の圧縮によって生じているものではないため、特にダストブーツの動的負荷を受ける領域に対しては、わずかな機械的負荷しか作用しない。したがって、ダストブーツは長い耐久期間に亘って一貫して良好な機能特性を発揮し得る。

このように形成された蛇腹状の膜部は、引張荷重、圧縮荷重、又は曲げ荷重に良好に耐え得ることができるため、良好な耐久性が発揮され得る。

なお、膜部が既に製造時に蛇腹状に形成されていることによって、通常の使用の際に作用する軸方向の弾性力が比較的小さくなるために、当該耐久性は更に高められる。

補強環は高剛性材料から成っていてもよく、少なくともその一部が取付部におけるゴム状弾性体内に設けられてもよい。

なお、補強環は、その全体が取付部におけるゴム状弾性体内に設けられてもよい。

本発明におけるゴム状弾性体としては、エラストマ又は熱可塑性エラストマが例示され
る。

補強環は、例えば金属材料又は高分子材料から成ってもよい。補強環を取付部と一体的に設けることによって、補強環は、腐食、紛失、あるいは例えば落石などによる機械的損傷から保護され得る。また、補強環を取付部と一体的に設けることにより、別個の補強環を取付部の外側から取り付ける場合に生じ得る取付部の損傷が回避できるために有利である。

本発明に係るダストブーツは、通常は壊れやすい部品、特に、例えば継手のように、相対的に互いに可動の部分を含む部品内への埃や水分の侵入を抑制するために使用することができる。

本発明に係るダストブーツは、ステアリングタイロッド、ショックアブゾーバー、又はシャフトジョイントに使用することができる。また、本発明に係るダストブーツによって保護される上述のボールジョイントは、自動車に好適に適用可能である。

また、本発明に係るダストブーツの製造方法は、
前記第１補強環が一体的に設けられた前記第１取付部と、前記第２補強環が一体的に設けられた前記第２取付部と、略円筒形状に形成された前記膜部と、を有するダストブーツを成形し、該ダストブーツを成形型から離型する第１ステップと、
前記離型されたダストブーツを蛇腹状の空洞部を有する加熱されたブロー成形型に装填し、該ブロー成形型を密閉する第２ステップと、
前記装填されたダストブーツの内側を加圧して、前記膜部を前記ブロー成形型の前記空胴部の内壁面に密着させることによって、該膜部を蛇腹状に形成する第３ステップと、
前記ブロー成形型を開き、前記蛇腹状に形成された膜部を有する前記ダストブーツを前記ブロー成形型から離型する第４ステップと、を含む。

この製造方法は、予め形成された襞を備えるダストブーツを製造可能である点で有利である。このようなダストブーツは、従来の射出成形のみによっては製造不可能である。

第１ステップにおいて、ダストブーツは射出成形によって成形されてもよい。射出成形は、確実に実行可能な信頼性のある成形方法である。

第３ステップにおいて、ダストブーツの内側は、圧縮空気によって加圧されてもよい。加圧するための圧縮空気は容易かつ安価に入手可能であり、特に環境親和的である。

このようなダストブーツがボールジョイント等に適用されたダストブーツアセンブリによれば、より長期に亘って、より確実に、ボールジョイント等を外部の異物から保護することができる。このダストブーツには、通常の使用時においては、機械的負荷、特に軸方向の圧力による負荷は、わずかしか作用しない。これは、ダストブーツが製造の過程で蛇腹形状を備えるように形成されるためである。

本発明によれば、従来品よりも改良された機能特性がより長い使用期間に亘って発揮されるようなダストブーツ、及びそのようなダストブーツの製造方法が提供される。

本発明によるダストブーツ及びその製造方法の実施例を以下において詳細に説明する。

実施例に係るダストブーツの、製造時の形状を示す模式的断面図である。 実施例に係るダストブーツの補強環の形状を示す模式的斜視図である。 実施例に係るダストブーツと、機械要素とを含むダストブーツアセンブリの形状を示す模式的部分断面図である。

図１には、本発明に係るダストブーツの、製造時の形状が示されている。ゴム状弾性体からなる筒状のダストブーツは、軸方向の両端のそれぞれに第１取付部１及び第２取付部２を備える。第１取付部１及び第２取付部２には、第１補強環４及び第２補強環５がそれぞれ一体的に設けられる。両補強環４，５は、それぞれ略Ｌ字形に形成されており、例えば金属材料などの高剛性材料から成る。両補強環４，５は、その全体が、それぞれ両取付部１，２におけるゴム状弾性体内に設けられている。両補強環４，５は、後述する図３を参照して詳細に説明するように、両取付部１，２のそれぞれを、固定先の機械要素に強固に固定できるように設けられている。

ダストブーツは、襞が形成されることによって蛇腹状に形成された膜部３を備えている。例えば射出成形といった通常の成形方法だけでは、このようなダストブーツを製造することはできない。

蛇腹状に形成された膜部３によって、ダストブーツは、製造時の形状で、既に、通常の使用時に作用する負荷を良好且つ耐久的に受容することができる。ここで、第１取付部１と一体的に設けられ第１補強環４の内径を第１内径６とし、第２取付部２と一体的に設けられた第２補強環５の内径を第２内径７とし、膜部３の最大内径を第３内径８とすると、第３内径８は、第１内径６及び第２内径７の何れよりも大きく製造されている。

図２に第１取付部１に適用される第１補強環４示す。第１補強環４は環状に形成されており、本実施例においては金属材料から成る。第１補強環４の内周によって、第１取付部１は、固定先の機械要素の表面上に密着して保持される。なお、第２取付部２に適用される第２補強環５も同様の形状を有する。

図３には、本実施例に係るダストブーツが機械要素に固定されたダストブーツアセンブリの実施例が示されている。図３には断面が図示されており、第２取付部２が機械要素９の外周面に固定されている。第２取付部２は機械要素９に対して密着している。

膜部３は蛇腹状に形成されており、最大内径である第３内径８を備える。この第３内径８は、第１補強環４の第１内径６よりも大きく、且つ、第２補強環５の第２内径７よりも大きく製造されている。

取付部２は機械要素９の外周面を静的にシールする。第２補強環５の全体が第２取付部２内に一体的に設けられることにより、第２取付部２は機械要素９に対して強固に固定され得る。

従来技術に係るダストブーツと比較すると、膜部３を蛇腹状に圧縮するための軸方向の弾性力が不要である。つまり、本実施例に係るダストブーツは、予め蛇腹形状を備えるように製造されている。

本発明に係るダストブーツの製造方法においては、基本的に、まず円筒形状の膜部３を有するダストブーツが成形され、続いてダストブーツが膨張させられることによって、ダストブーツが図１に示される形状を備えるように製造される。

このようにして製造されたダストブーツは、両取付部１，２を備え、両取付部１，２に
はそれぞれ第１補強環４及び第２補強環５が一体的に設けられる。

このようなダストブーツの製造においては、初期の成形は、例えば射出成形によって行われる。つまり、第１ステップでは、ダストブーツには略円筒形状の膜部３が形成され、その後、ダストブーツが離型される。

第２ステップでは、略円筒形状の膜部３が形成されたダストブーツが蛇腹状の空洞部を有する加熱されたブロー成形型に装填され、その後、ブロー成形型は密閉される。第３ステップでは、それまで略円筒形状に形成されていたダストブーツの内部が加圧される。これによって、円筒形状であった膜部３が、ブロー成形型の蛇腹状の空洞部の内壁面に密着する。このステップが終了すると、ダストブーツは使用可能時の形状を有する。第４ステップにおいてブロー成形型が開かれ、蛇腹状に形成された膜部３を有するダストブーツが離型される。

なお、このようにして製造された、使用可能時の形状を有するダストブーツが、図１に示されている。

１：第１取付部、２：第２取付部、３：膜部、４：第１補強環、５：第２補強環、６：第１内径、７：第２内径、８：第３内径、９：機械要素

Claims (6)

1. ゴム状弾性体から成る筒状のダストブーツにおいて、
   軸方向の一端に形成された第１取付部と、
   前記軸方向の他端に形成された第２取付部と、
   前記第１取付部と前記第２取付部との間に形成された膜部と、
   前記第１取付部を補強する、該第１取付部と一体的に設けられた第１補強環と、
   前記第２取付部を補強する、該第２取付部と一体的に設けられた第２補強環と、を備え、
   前記膜部が蛇腹状に形成されると共に、該膜部の最大内径が、前記第１補強環の内径及び前記第２補強環の内径の何れよりも大きいことを特徴とするダストブーツ。
2. 前記第１補強環が高剛性材料から成ると共に、少なくともその一部が前記第１取付部における前記ゴム状弾性体内に設けられることを特徴とする、請求項１に記載のダストブーツ。
3. 前記第２補強環が高剛性材料から成ると共に、少なくともその一部が前記第２取付部における前記ゴム状弾性体内に設けられることを特徴とする、請求項１又は２に記載のダストブーツ。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載のダストブーツの製造方法であって、
   前記第１補強環が一体的に設けられた前記第１取付部と、前記第２補強環が一体的に設けられた前記第２取付部と、略円筒形状に形成された前記膜部と、を有するダストブーツを成形し、該ダストブーツを成形型から離型する第１ステップと、
   前記離型されたダストブーツを蛇腹状の空洞部を有する加熱されたブロー成形型に装填し、該ブロー成形型を密閉する第２ステップと、
   前記装填されたダストブーツの内側を加圧して、前記膜部を前記ブロー成形型の前記空胴部の内壁面に密着させることによって、該膜部を蛇腹状に形成する第３ステップと、
   前記ブロー成形型を開き、前記蛇腹状に形成された膜部を有する前記ダストブーツを前記ブロー成形型から離型する第４ステップと、
   を含むダストブーツの製造方法。
5. 前記第１ステップにおいて、前記ダストブーツが射出成形によって成形されることを特徴とする、請求項４に記載のダストブーツの製造方法。
6. 前記第３ステップにおいて、前記ダストブーツの内側は、圧縮空気によって加圧されることを特徴とする、請求項４又は５に記載のダスト―ブーツの製造方法。

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