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1. (WO2018105528) RESIN BOOT
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明 細 書

発明の名称 樹脂ブーツ

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005  

先行技術文献

特許文献

0006  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0007   0008  

課題を解決するための手段

0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022  

発明の効果

0023   0024   0025  

図面の簡単な説明

0026  

比較例

0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060   0061   0062   0063   0064   0065  

実施例

0066   0067   0068   0069   0070   0071   0072  

産業上の利用可能性

0073  

符号の説明

0074  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11   12   13  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10  

明 細 書

発明の名称 : 樹脂ブーツ

技術分野

[0001]
 本発明は、ステアリング装置や、等速ジョイント等の2部材の連結部分を覆う車両用の樹脂ブーツに関する。

背景技術

[0002]
 従来より、車両のステアリング装置として、ラックアンドピニオン式ステアリング装置がよく知られている。当該ラックアンドピニオン式ステアリング装置は、ステアリングホイールから延長されたステアリングシャフトの先端にステアリングラックと噛合するピニオンギアが連結されている。このステアリングラックの両端には、ボールジョイントを介してタイロッドが連結され、当該タイロッドの端部であるタイロッドエンドには、ボールジョイントを介してナックルアームの一端が接続されている。当該ナックルアームの他端には、タイヤホイールを回転自在に保持するナックルを介してタイヤホイールが連結されている。よって、ステアリングホイールが回転操作されると、ピニオンギアが回転して、ピニオンギアに噛合するステアリングラックが車幅方向に移動し、これに伴ってタイロッドが車幅方向に移動する。タイロッドエンドの車幅方向への移動により、ボールジョイント、ナックルアーム、ナックルを介してタイヤホイールが車輪を所定の方向に転舵する。
[0003]
 一般に、ステアリングラックの端部とタイロッドとの連結部分は、内部への土砂や泥水、塵埃等が入り込むことを防止して安定した動作を行うため、ステアリングラックやタイロッドの移動に追従可能とする伸縮自在の保護手段として、ステアリングブーツにて覆われている。
[0004]
 例えば、従来の連結部分の保護手段としては、特許文献1や特許文献2に開示された保護ベローズがある。特許文献1に開示された保護ベローズは、熱可塑性エラストマー材料からつくられ、かつ、保護ベローズ外周上には、クランプ手段によりクランプされるような固定用カラーを有する。固定用カラーは、固定用カラー外周面側に凹凸を形成することで、クランプ手段で確実に締め付けられることが開示されている。
[0005]
 特許文献2に開示されたブーツは、ブーツ内面に環状リップを構成する。この環状リップは、ブーツを固定リングで締め付けたときに、押圧で変形した環状リップが軸部材の外面に押し付けられることにより、シール性あるいは抜け止めを図ることが開示されている。

先行技術文献

特許文献

[0006]
特許文献1 : 特開平7-259996号公報
特許文献2 : 特許第4120817号

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0007]
 一般に、ラックアンドピニオン式ステアリング装置は、車輪の取付時に、左右車輪の姿勢を微調整するため、タイロッドの一部を回転させることでタイロッドの長さを調整するトーイン調整が行われる。ところが、特許文献1に代表されるようなブーツ(保護ベローズ)は、ブーツの内径がタイロッドの外径よりも小さく形成されている。このため、タイロッドにブーツを装着した時には、2つの部材が一定の締付力で嵌合するために、トーイン調整時において、ブーツがタイロッドと共に回転してしまう共回りが生じる。この共回りが生ずると、タイロッドに固定されたブーツの一端側のみが回転して、ブーツがねじれた状態で変形する。このようなブーツの変形は、ハウジング内においてブーツを噛み込んでしまう不具合や、ブーツの一部が、サスペンション等の周辺部材と接触して、異常摩耗する不具合を発生させるおそれがある。また、このようなブーツの変形は、蛇腹状の本体部分の正常な伸縮動作を阻害し、ブーツに局所的な応力が加わることで、破損等の原因ともなる。
[0008]
 そのため、市場からは、シール性を維持しつつ、車輪の取付時のトーイン調整においても、共回りを未然に防止することができる樹脂ブーツの開発が要望されてきた。

課題を解決するための手段

[0009]
 本件発明者等は、鋭意研究の結果、シール性を維持しつつ、装着対象物の外周面との間の摩擦抵抗を低減し、共回りを未然に防止することができる樹脂ブーツを提供するに至った。
[0010]
 すなわち、本発明に係る樹脂ブーツは、装着対象物の軸体を貫挿して保護するものであって、筒状本体と、当該本体の端部に連設され、当該本体に貫挿した当該軸体の外周面に密着する筒状のシール部とからなり、当該シール部内周面に、当該内周面の内径よりも内方に突出した円環状のシール突起と、円環状の凹部とを備えたことを特徴とする。
[0011]
 本発明に係る樹脂ブーツは、前記シール突起と対向する位置のシール部外周面に締付部材が当接する円環状の中間凸条を備えたことが好ましい。
[0012]
 本発明に係る樹脂ブーツは、前記シール部外周面に、前記中間凸条と外径が同等で、かつ、前記締付部材の縁が当接する一対の縁側凸条を備えたことが好ましい。
[0013]
 本発明に係る樹脂ブーツは、装着対象物の軸体を貫挿して保護するものであって、筒状本体と、当該本体の端部に連設され、当該本体に貫挿した当該軸体の外周面に密着する筒状のシール部とからなり、当該シール部外周面には締付部材が当接する複数の円環状の凸条を備え、当該複数の凸条は、当該締付部材の縁が当接する一対の縁側凸条と、当該一対の縁側凸条の間に当該締付部材と当接する少なくとも1つ以上の円環状の中間凸条を備えていることを特徴とする。
[0014]
 本発明に係る樹脂ブーツは、前記シール部内周面に、円環状のシール突起を前記中間凸条と対向する位置に備えていることがより好ましい。
[0015]
 本発明に係る樹脂ブーツは、前記シール部内周面に、円環状の凹部を備えていることがより好ましい。
[0016]
 本発明に係る樹脂ブーツは、前記シール部内周面に、前記シール突起を複数備え、前記凹部が当該シール突起の間に位置することが好ましい。
[0017]
 本発明に係る樹脂ブーツは、前記シール突起と前記凹部との間に平坦領域を有することが好ましい。
[0018]
 本発明に係る樹脂ブーツは、前記平坦領域の内径が、前記シール部内周面の内径と同等であることが好ましい。
[0019]
 本発明に係る樹脂ブーツは、前記シール突起の基端部が、R形状であることが好ましい。
[0020]
 本発明に係る樹脂ブーツは、前記シール部の外周面には、前記縁側凸条と、前記中間凸条と、前記締付部材を装着するバンド取付部とを備え、前記縁側凸条と前記中間凸条との樹脂ブーツ長手方向における合計長さは、前記バンド取付部の樹脂ブーツ長手方向における全長を100%としたときの35%~55%であることが好ましい。
[0021]
 本発明に係る樹脂ブーツは、前記シール部が、小径側シール部であることがより好ましい。
[0022]
 本発明に係る樹脂ブーツは、ラックアンドピニオン式ステアリング装置に使用されるラックブーツであることが好ましい。

発明の効果

[0023]
 本発明は、装着対象物の軸体を貫挿して保護する樹脂ブーツが、シール部内周面の内径よりも内方に突出した円環状のシール突起と、円環状の凹部とを備えることで、シール部によるシール性を維持しつつ、装着対象物の外周面との間の摩擦抵抗を低減し、共回りを未然に防止することが可能となる。
[0024]
 また、本発明は、装着対象物の軸体を貫挿して保護する樹脂ブーツが、筒状本体の端部に連設されたシール部外周面に、締付部材が当接する複数の凸条を備え、当該複数の凸条は、当該締付部材の縁が当接する一対の縁側凸条と、当該一対の縁側凸条の間に当該締付部材と当接する複数の中間凸条を備えることで、シール部によるシール性を維持しつつ、装着対象物の外周面との間の摩擦抵抗を低減して、共回りを未然に防止することが可能となる。
[0025]
 さらに、例えばトーイン調整のように装着対象物に強い回転力を加えた場合であっても、当該樹脂ブーツのシール部が共回りすることによって、樹脂ブーツ自体がねじれて変形する不具合を解消することができ、ねじれ変形に起因する破損等を防止することができる。

図面の簡単な説明

[0026]
[図1] 本発明の樹脂ブーツを備えた実施形態としてのラックアンドピニオン式ステアリング装置の概略構成図。
[図2] 本実施形態に係るラックブーツの装着状態を示す部分拡大図。
[図3] 図2のラックブーツの全体図。
[図4] タイロッドにラックブーツを装着する状態を示す断面図。
[図5] 小径側シール部の拡大断面図。
[図6] 小径側シール部の外周面に凸条を備えたラックブーツの全体図。
[図7] 図6のラックブーツの小径側シール部の拡大図。
[図8] タイロッドにラックブーツを装着する状態を示す断面図。
[図9] 中間凸条を3つ備えた他の実施形態の小径側シール部の拡大断面図。
[図10] 他の実施形態の小径側シール部の拡大断面図。
[0027]
 以下、本発明に係る樹脂ブーツの一実施形態として、車両に設けられたラックアンドピニオン式ステアリング装置に用いられるラックブーツに適用した場合を説明する。
[0028]
 図1は、本実施形態に係るラックブーツを備えたラックアンドピニオン式ステアリング装置の概略構成図である。本実施形態に係るラックアンドピニオン式ステアリング装置1は、操舵用のステアリングホイール2と、転舵輪(車輪)3を操舵する操舵機構としてのラックアンドピニオン機構4とを備えている。ラックアンドピニオン機構4は、ステアリングシャフト5と、中間軸6を介してステアリングホイール2に連結される。
[0029]
 ラックアンドピニオン機構4は、車両の車幅方向に延在して配置された筒状のラックハウジング10と、ラックハウジング10内に収容された図示しないピニオンギアとステアリングラックとを備えている。ピニオンギアは、ラックアンドピニオン機構4に連結される中間軸6の先端に連結されている。よって、ピニオンギアは、ステアリングホイール2の回転操作に伴って回転する。ステアリングラックは、車両の車幅方向に延在して配置され、上述したピニオンギアと互いに噛合されるラック歯が形成されている。よって、ピニオンギアが回転すると、ピニオンギアとラック歯の噛合により、ステアリングラックが車両の車幅方向に移動する。ステアリングラックの両端部は、ラックハウジング10の両端から突出しており、当該各端部には、図示しないボールジョイントを介してタイロッド14が傾動可能に連結されている。そして、このタイロッド14の他端には、ボールジョイント15を介してナックルアーム16が連結され、ナックルアーム16には、転舵輪3が連結されている。
[0030]
 このような構成により、ステアリングホイール2を回転させると、ステアリングシャフト5及び中間軸6を介してピニオンギアが回転し、ピニオンギアとステアリングラックとの噛合によって、ステアリングラックが車幅方向に移動する。これにより、ステアリングラックの両端に連結されたタイロッド14が、ステアリングラックに対して揺動してボールジョイント15、ナックルアーム16を介して操舵輪3を所定の方向に旋回させる。
[0031]
 このとき、ステアリングラックの両端部とタイロッド14との連結部分には、ラックブーツ20が装着され、土砂、泥水、塵埃等の侵入や、内部の潤滑油の流出を防止している。
[0032]
 以下、図2のラックブーツ20の装着状態を示す部分拡大図を参照して、本実施形態に係るラックブーツ20について説明する。
[0033]
 本実施形態に係るラックブーツ20は装着対象物の軸体としてのタイロッド14を貫挿して保護する樹脂ブーツであって、弾性体により構成された蛇腹状の筒状本体21を備えている。この筒状本体21は、X(図2に示す)方向に伸縮自在とされている。ラックブーツ20の筒状本体21の一端には、ステアリングラックの端部が突出したラックハウジング10が貫挿され、他端には、ステアリングラックに連結されたタイロッド14が貫挿されている。ラックハウジング10を貫挿した筒状本体21の一端には、筒状の大径側シール部22が連設され、タイロッド14を貫挿した筒状本体21の他端には、同じく筒状の小径側シール部23(シール部)が連設されている。ラックブーツ20を構成する筒状本体21、大径側シール部22及び小径側シール部23は、例えば、熱可塑性エラストマー材料によりブロー成形によって形成されることが好ましい。
[0034]
 そして、ラックブーツ20の大径側シール部22の外周には、締付部材としてのブーツバンド24が取り付けられ、このブーツバンド24により大径側シール部22はラックハウジング10に締結される。一方、ラックブーツ20の小径側シール部23の外周には、締付部材としてのブーツバンド25が取り付けられ、このブーツバンド25により小径側シール部23はタイロッド14に締結される。なお、後述する図4、図8~図10では、ブーツバンド25は破線で示され、同時に、ブーツバンド25の取付位置を示している。
[0035]
 このように、ラックブーツ20の大径側シール部22がラックハウジング10にブーツバンド24により締結され、小径側シール部23がブーツバンド25によりタイロッド14に締結された状態で、ステアリングラック(図示せず)が車幅方向へ移動すると、ラックブーツ20の筒状本体21は、ステアリングラックの移動に追従して軸方向に伸縮する。また、段差によって車輪3がバウンドする挙動に応じてタイロッド14が上下動した場合にも、ラックブーツ20の筒状本体21は、タイロッド14の上下動に追従して伸縮する。
[0036]
 次に、本発明に係る樹脂ブーツの小径側シール部について、内周面と外周面とに分けて詳述する。はじめに、小径側シール部の内周面について図3~図5に示すラックブーツ20Aを参照して説明する。図3はラックブーツ20Aの全体図、図4はタイロッド14にラックブーツ20Aを装着する状態を示す断面図、図5は図4の小径側シール部23の拡大断面図をそれぞれ示している。
[0037]
 本発明に係る樹脂ブーツは、小径側シール部の内周面に、シール部内周面の内径よりも内方に突出した円環状のシール突起と、円環状の凹部とを備えたことを特徴とする。
[0038]
 具体的には、本実施形態に係るラックブーツ20Aは、図4及び図5に示すように、小径側シール部23の内周面23Bに、円環状のシール突起41、42と、円環状の凹部46~48が形成されている。
[0039]
 また、このシール突起41、42は、小径側シール部内周面23Bよりも内方に、すなわち、タイロッド14の軸心に向かって突出して形成されている。このシール突起41、42は、突起の先端側ほど細くなるような略三角形に形成されている。なお、突起の形状は、円弧状、又は、台形としても良い。特に、突起の断面積は0.03mm ~0.3mm とすることが好ましい。このようにすることで、ブーツバンド25で締め付けた際に、シール突起41、42がほぼ完全に潰れることによりシール性を確保できる。さらにトーイン調整時のようなタイロッド14に強い回転力が加わった場合に、シール突起41、42が部分的に潰れ、小径側シール部内周面23Bとタイロッド14との摩擦抵抗を低減し共回りを防止することができる。
[0040]
 さらに、シール突起41、42を含めた小径側シール部内周径を、タイロッド14の外径より小さく設定することで、シール突起41、42を潰れやすくできるため、優れたシール性を実現することができる。
[0041]
 さらに、このようなシール突起41、42がシール部内周面23Bに存在することにより、トーイン調整のような仮組み付け状態(=ブーツバンド25でラックブーツ20Aを完全に締結していない状態)においては、タイロッド14とラックブーツ20Aの摩擦抵抗を低減でき、組み付け作業性を容易に行うことができる。
[0042]
 また、上述した凹部46~48は、小径側シール部内周面23Bの円周方向に、所定曲率(例えば、曲率半径0.8mm~3.0mm)でへこむように形成されている。ここで、凹部46~48の内径Uは、図5に示すように、略同一となるように形成されており、少なくとも内周面23Bの内径Sよりも大きい。さらに、凹部46~48が形成されている部分の小径側シール部23の肉厚は、シール突起41、42及び凹部46~48が形成されていない部分の小径側シール部23の肉厚の70%~92%であることが好ましい。70%より小さいと金型からの引抜性が悪くなり、92%より大きいとブーツバンド25締結時の圧力でシール突起41、42が潰れた際に、シール突起周囲のブーツ材料隆起を凹部46~48で十分に吸収することができず、タイロッド14と小径側シール部内周面23Bとの間に隙間が発生してしまい十分なシール性を確保できなくなるためである。
[0043]
 なお、凹部46~48は、小径側シール部内周面23BのX方向(図3)において上述したシール突起41、42と交互に配置されていることが好ましい。本実施形態において、凹部46~48は、上述した複数のシール突起41、42の間、若しくは、各シール突起41、42の両側で、かつ円周方向に同心円状に形成されている。
[0044]
 また、X方向におけるシール突起41、42と各凹部46~48との間には、内径がシール突起41、42の内径Tよりも大きく、凹部46~48の内径Uよりも小さい、すなわち、シール突起又は凹部が形成されていない小径側シール部23の内径Sとほぼ同等の内径である平坦領域49~52が存在することがより好ましい。平坦領域49~52が小径側シール部内周面23Bに存在することで、トーイン調整のような仮組み付け状態において、シール突起41、42が完全に潰れることを防止できるため、タイロッド14とラックブーツ20Aの摩擦抵抗を低減でき、組立時の自由度を確保しつつ、トーイン調整時の共回りを効果的に防止することができる。
[0045]
 さらに、タイロッド14の外周面14Aには、図4に示すように、ラックブーツ20Aの位置決め突起40を嵌め込む凹部14Bが形成されている。位置決め突起40の内径Vは、シール突起41、42の内径T、及び、タイロッド14の外径Wよりも小さいことが好ましい。このような構成とすることにより、ブーツバンド25で小径側シール部23を締結した際、あるいはトーイン調整のような仮組み付け状態にした際にも、位置決め突起40が凹部14Bに一定圧力で位置ずれなく嵌るために、ブーツ長手方向(X方向。図3)の位置ずれが発生しない。このため、ブーツバンド25の締付力が分散することなくシール突起41、42に伝達されるため、良好なシール性あるいは摩擦抵抗の低減を図ることができる。
[0046]
 さらに、上述した小径側シール部23のシール突起41、42の基端部41r、42rや、位置決め突起40の基端部40rは、図5に示すように、所定曲率(例えば、曲率半径0.1mm~0.5mm)を有するR形状であることが好ましい。ここで、基端部とは、突起の根本部分を意味する。シール突起41、42や位置決め突起40の基端部がR形状を有することで、ブーツバンド25による締付力がシール突起41、42や位置決め突起40に加わったとしても、これら基端部に亀裂が入りにくくなり、各突起の破損等する不具合を未然に防止することができる。また、ラックブーツ20A内周側の隅部すべてが、R形状を有することで、ラックブーツ20Aのブロー成形時における金型からの引抜性が良好となる。
[0047]
 なお、本実施形態では、図4、図5に示すように、小径側シール部23にシール突起41、42が2つ設けられているが、シール突起の数はこれに限定されるものではなく、1つ以上あればよい。
[0048]
 次に、小径側シール部の外周面について図6~図8に示すラックブーツ20Bを参照して説明する。図6は小径側シール部外周面23Aに凸条を備えたラックブーツ20Bの全体図、図7はラックブーツ20Bの小径側シール部23の拡大図、図8はタイロッド14にラックブーツ20Bを装着する状態を示す断面図である。
[0049]
 本発明に係る樹脂ブーツは、小径側シール部の外周面に締付部材(ブーツバンド)が当接する複数の凸条を備え、これら複数の凸条は、締付部材の縁が当接する一対の縁側凸条と、一対の縁側凸条の間に、締付部材と当接する中間凸条を備えていることを特徴とする。
[0050]
 具体的には、本実施形態に係るラックブーツ20Bは、図7及び図8に示すように、タイロッド14に密着する小径側シール部23の外周面23Aに、ブーツバンド25が当接する複数の凸条31~34と、これら凸条31~34よりも少なくとも外径が大きく、ブーツバンド25の位置決めを行う位置決め突起38、39が形成されている。この位置決め突起38、39の間に、複数の凸条31~凸条34を有する。さらに、一対の位置決め突起38、39間には、ブーツバンド25を装着するバンド取付部26が形成されている。
[0051]
 本実施形態において、複数の凸条31~凸条34のうち、凸条31及び凸条32は、ブーツバンド25の縁、すなわち、ブーツバンド25の端部25A、25Bが当接する一対の縁側凸条であり、凸条33及び凸条34は、これら縁側凸条31、32の間に形成され、ブーツバンド25に当接する複数の中間凸条である。
[0052]
 一対の縁側凸条31、32及び中間凸条33、34は、小径側シール部外周面23Aの周方向に沿って延びた円環状を呈しており、しかも、これらの外径は、略同一となるように形成されている。そして、各縁側凸条31、32と各中間凸条33、34は、X方向(ブーツ長手方向。図3)に所定の間隔をおいて形成されている。また、縁側凸条31、32と各々の中間凸条33、34との間の凹部底面(図示せず)の外径は、縁側凸条31、32、中間凸条33、34の外径よりも小さく、小径側シール部外周面23Aの周方向にわたって溝状に形成されている。よって、ブーツバンド25が小径側シール部23に取り付けられた際には、ブーツバンド25の端部25A、25Bの内周面25Cは、縁側凸条31、32に当接し、内周面25Cのその他の部分は、中間凸条33、34の外周面に当接する。
[0053]
 本実施形態では、図7、図8に示すように、小径側シール部23に中間凸条が、2つ設けられているが、当該中間凸条の数はこれに限定されるものではなく、1つ以上であれば良い。例えば図9に示すように、縁側凸条31、32の間に3つの中間凸条35、36、37を設けても良い。
[0054]
 以下、図8を用いて、縁側凸条及び中間凸条のX方向の合計長さと、シール性及び共回りとの関係を説明する。小径側シール部23の縁側凸条31、32と中間凸条33、34(中間凸条35~37)のラックブーツ20BのX方向(ブーツ長手方向。図3)の合計長さZ(31z+32z+33z+34z)は、バンド取付部26のX方向(ブーツ長手方向。図3)における全長Yを100%としたときに、35%~55%であることが好ましい。合計長さZが35%よりも小さいと、これら縁側凸条及び中間凸条の外周面とブーツバンド25の内周面25Cとの接触面積を十分に確保することができないため、ブーツバンド25の締付力を、シール突起41、42に伝えることができない。そのため、シール突起41、42が十分潰れず小径側シール部内周面23Bとタイロッド14の外周面14Aとの間のシール性を確保することが困難となるからである。また、合計長さZが55%よりも大きいと、ブーツバンド25の内周面25Cと小径側シール部外周面23Aとの間の接触面積が大きくなって、トーイン調整のような仮組み付け状態において、シール突起41、42を過度に押し潰してしまい、小径側シール部23とタイロッド14の外周面14Aとの間の摩擦抵抗を低減することができなくなる。そのため、タイロッド14に強い回転力が加えられた場合に、小径側シール部23とタイロッド14の外周面14Aとの間の大きな摩擦抵抗によって、トーイン調整時に共回りが生じ、小径側シール部23が設けられる側のラックブーツ20Bがねじれて変形し易くなる。
[0055]
 よって、合計長さZを上述した所定の範囲に設定することにより、小径側シール部23によるタイロッド14の外周面14Aとの間での良好なシール性が確保できる。このように、樹脂ブーツの材料変更等をせずに現状の樹脂ブーツ材料を使用して、小径側シール部23とタイロッド14との摩擦抵抗を低減することが可能となる。なお、図8に示す実施形態では、縁側凸条と中間凸条のX方向における合計長さZは52.8%であり、図9に示す実施形態では45.5%である。
[0056]
 また、上述した小径側シール部23の縁側凸条31、32の基端部31r、32rや、中間凸条33、34(中間凸条35~37)の基端部33r、34r(35r~37r)、さらには、位置決め突起38、39の基端部38r、39rは、所定曲率(例えば、最大曲率半径0.5mm)を有するR形状であることが好ましい。ここで、基端部とは、突起の根本部分を意味する。縁側凸条31、32や中間凸条33、34の基端部断面の形状をR形状とすることにより、ブーツバンド25による締付力が縁側凸条31、32や中間凸条33、34に加わったとしても、これら基端部に亀裂が入りにくくなり、各凸条の破損等の不具合を未然に防止することができる。また、ラックブーツ20Bの内周側の隅部すべてをR形状とすることで、ラックブーツ20Bのブロー成形時における型からの引抜性が良好となる。
[0057]
 なお、ラックブーツ20Bは、既述したラックブーツ20Aと同様に、小径側シール部内周面23Bに複数の円環状のシール突起41、42が形成されている。シール突起41、42は、小径側シール部外周面23Aに形成された中間凸条33、34と対向する位置に形成されている。また、ラックブーツ20Bは、さらに、ラックブーツ20Aと同様に、小径側シール部内周面23Bに、円環状の凹部や平坦領域が形成されていてもよい。なお、当該凹部及び平坦領域については、ラックブーツ20Aの説明で述べているため、ここでの説明は省略する。
[0058]
 さらに、図8、図9に示すシール突起41~45のX方向(ブーツ長手方向。図3)における長さ41z~45zは、対向位置に形成される中間凸条33~37のX方向(ブーツ長手方向。図3)における長さ33z~37zと同等、若しくはそれよりも短く形成されていることが好ましい。これにより、中間凸条33~37がブーツバンド25により押圧された際に、ブーツバンド25による締付力を効率的にシール突起41~45に伝達して、シール突起41~45を押圧変形させることで、タイロッド14との間のシール性を良好とすることができる。
[0059]
 なお、図8に示す実施形態では、シール突起41、42に対向する位置に2つの中間凸条33、34が形成され、図9に示す実施形態では、シール突起43~45に対向する位置に3つの中間凸条35~37が形成されている。このように、中間凸条とシール突起とはそれぞれ同数設けられているが、本発明はこれに限定されるものではない。ただし、このように中間凸条とシール突起とが同数形成されることで、より一層シール性を高め、同時に摩擦抵抗を低減して、共回りを防止することができる。
[0060]
 ところで、既述の図4及び図5に示すラックブーツ20Aにも、図7~図9に示すラックブーツ20Bと同様に、小径側シール部外周面23Aに上述した複数の凸条31~34と、これら凸条よりも少なくとも外径が大きくブーツバンド25が位置決めされる位置決め突起38、39を備えていても良い。なお、当該各凸条及び位置決め突起については、ラックブーツ20Bの説明で述べているため、ここでの説明は省略する。
[0061]
 以下に、その他の実施例として、ラックブーツ20Aの特徴とラックブーツ20Bの特徴の両者を兼ね備えたラックブーツ20Cについて、図10を用いて説明する。このラックブーツ20Cは、図8に示すラックブーツ20Bに、既述のラックブーツ20Aの円環状の凹部46~48及び平坦領域49~52を備えたものである。さらに、このラックブーツ20Cは、既述のラックブーツ20Bの凸条31~34を備えたものである。以下、この実施形態については、ラックブーツ20A及びラックブーツ20Bにない特徴的な部分のみを説明する。
[0062]
 本実施形態では、X方向(ブーツ長手方向。図3)におけるシール突起41、42と凹部46~48との間に、平坦領域49~52が図5と同様に形成されている。この平坦領域49~52の内径は、図5に示すような小径側シール部内周面23Bの内径Sと同等である。この平坦領域49~52が存在することにより、トーイン調整のような仮組み付け状態において、シール突起41、42が完全に潰れることを防止でき、トーイン調整時の摩擦抵抗を小さくできるため、共回りを防止することができる。
[0063]
 さらに、ブーツバンド25で小径側シール部23が締め付けられたときに、押し潰されたシール突起41、42の影響で、平坦領域49~52の平坦性が多少崩れたとしても、平坦領域49~52の外側に凹部46~48が存在することで、崩れた平坦性を吸収して新たな平坦領域を形成することができるため、タイロッド14の外周面14Aとの間の良好なシール性を実現することができる。このように、本実施形態に係るラックブーツ20Cは、小径側シール部23におけるシール性を維持しつつ、タイロッド14の外周面14Aとの間の摩擦抵抗を低減し、共回りを未然に防止することが可能となる。よって、ラックハウジング10内においてラックブーツ20Cを噛み込んでしまう不具合や、サスペンション等の周辺部材と接触して、異常摩耗の発生を未然に防止することができる。
[0064]
 加えて、本実施形態では、小径側シール部23は、ブーツバンド25の両端部25A、25Bと当接する縁側凸条31、32が形成されており、内周面23Bに形成されたシール突起41、42と対向する位置に、ブーツバンド25と当接する複数の中間凸条33、34を備えている。このとき、ブーツバンド25は、小径側シール部23の縁側凸条31、32と中間凸条33、34の外周面の両方に当接した状態で保持される。よって、ブーツバンド25の内周面25C全域が小径側シール部23の外周面全域と当接して取り付けられる場合に比べ、タイロッド14の外周面14Aとの摩擦抵抗を低減することができる。したがって、トーイン調整時のようにタイロッド14に強い回転力を加えた場合であっても、ラックブーツ20Cの小径側シール部23がタイロッド14の回転に伴って回転する共回りを未然に防止することができ、ラックブーツ20C自体がねじれて変形する不具合を防止することができると同時に、ラックブーツ20Cのねじれ変形に起因する破損等を防止することができる。
[0065]
 このように、本実施形態では、タイロッド14の外周面14Aと小径側シール部23との摩擦抵抗を低減すると同時に、縁側凸条31、32を設けることで、小径側シール部23の肉薄化に伴い生ずる疲労によるブーツの破損を防止することができる。さらに、縁側凸条31により、位置決め突起40の位置ずれを防止することができる。
実施例
[0066]
 本発明を適用した実施例を具体的に示す。この実施例では、ラックブーツを熱可塑性エラストマーであるポリオレフィン系のエラストマーを用いて作製した。実施例では、小径側シール部23の肉厚を1.9mmとし、小径側シール部23の外周面23A(図7)にブーツバンド25の両端25A、25Bが当接する縁側凸条31、32と、2つの中間凸条33、34を形成し、中間凸条33、34と対向する位置の内周面23Bにシール突起41、42を形成した(図8)。図8には、小径側シール部23の肉厚をtとして示す。本実施例における縁側凸条31、32と中間凸条33、34のX方向(ブーツ長手方向。図3)における合計長さZは、バンド取付部26の全長Yを100%としたときの52.8%とした。

比較例

[0067]
 次に、比較例としてのラックブーツについて述べる。比較例としてのラックブーツは、実施例と同様、ラックブーツを熱可塑性エラストマーであるポリオレフィン系のエラストマーを用いて作製した。比較例では、実施例と同様、小径側シール部23の肉厚(図8のt参照。)を1.9mmとし、小径側シール部23の外周面23A(図7)に、図8に示すような縁側凸条、中間凸条を形成せずに、小径側シール部内周面23Bにシール突起41、42のみを形成した。
[0068]
 小径側シール部の外周面に縁側凸条及び中間凸条を形成することにより得られる効果を確認するため、上述した実施例及び比較例のラックブーツについて、ねじり試験を行った。ねじり試験の条件は、φ18mmのタイロッドにラックブーツの小径側シール部を装着し、ブーツバンドによりラックブーツをタイロッドに締め付けた。この状態で、ねじり試験機を用いて滑りトルクを測定した。
[0069]
 ねじり試験の結果を以下の表1に示す。
[表1]


[0070]
 表1に示すように、実施例の滑り開始角度は、7.04°であり、そのときのトルクは1.65N・mであった。また、実施例の60°回転時におけるトルクは.0.76N・mであった。これに対して、比較例の滑り開始角度は、9.21°であり、そのときのトルクは2.01N・mであり、60°回転時におけるトルクは、1.08N・mであった。
[0071]
 この実験結果から、ブーツバンドが小径側シール部の外周面全域に当接した比較例と比べ、ブーツバンドがブーツ外周面に形成された縁側凸条及び中間凸条のみと当接した実施例では、滑り開始角度が小さく、そのときのトルクを小さくすることができた。これにより、確実に、タイロッドが回転されたときの小径側シール部内周面とタイロッドの外周面との摩擦抵抗を低減することができ、例えば、トーイン調整のようにタイロッドに強い回転力を加えた場合であっても、小径側シール部の共回りを未然に防止することができることが確認できた。また、60°回転時のトルクも実施例の方が、比較例に比べて小さいことから、摩擦抵抗も低減できていることが分かった。
[0072]
 なお、上述した実施形態では、小径側シール部23に本発明を適用した場合について説明しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、大径側シール部22に本発明を適用しても良い。さらに、上述した実施形態では、ラックアンドピニオン式ステアリング装置に用いられるラックブーツを例に挙げて説明しているが、本発明のブーツはこれに限定されるものではなく、例えば、等速ジョイントに用いられるブーツにおいても同様に適用することができる。

産業上の利用可能性

[0073]
 本発明にかかるブーツは、軸部とブーツとのシール性を維持しつつ、シール部と装着対象物との摩擦抵抗を低減することによって、車輪取付時に生じる共回りを防止することができるラックブーツや、等速ジョイントブーツ等に有用である。

符号の説明

[0074]
  1  ラックアンドピニオン式ステアリング装置
  2  ステアリングホイール
  3  転舵輪(車輪)
  4  ラックアンドピニオン機構
  5  ステアリングシャフト
  6  中間軸
 10  ラックハウジング
 14  タイロッド(軸体)
 14A 外周面
 14B 凹部
 15  ボールジョイント
 16  ナックルアーム
 20、20A、20B、20C  ラックブーツ(樹脂ブーツ)
 21  筒状本体
 22  大径側シール部
 23  小径側シール部(シール部)
 23A 外周面
 23B 内周面
 24、25 ブーツバンド(締付部材)
 25A、25B 端部
 25C 内周面
 26  バンド取付部
 31、32 縁側凸条
 31r~45r、 基端部
 33、34、35、36、37 中間凸条
 38、39、40 位置決め突起
 41、42、43、44、45 シール突起
 40r、41r、42r 基端部
 46~48 凹部
 49~52 平坦領域

請求の範囲

[請求項1]
 装着対象物の軸体を貫挿して保護する樹脂ブーツであって、
 筒状本体と、
 当該本体の端部に連設され、当該本体に貫挿した当該軸体の外周面に密着する筒状のシール部とからなり、
 当該シール部内周面に、当該内周面の内径よりも内方に突出した円環状のシール突起と、円環状の凹部とを備えたことを特徴とする樹脂ブーツ。
[請求項2]
 前記シール部は、前記シール突起と対向する位置の前記シール部外周面に、締付部材が当接する円環状の中間凸条を備えた請求項1に記載の樹脂ブーツ。
[請求項3]
 前記シール部外周面に、前記中間凸条と外径が同等で、かつ、前記締付部材の縁が当接する一対の縁側凸条を備えた請求項2に記載の樹脂ブーツ。
[請求項4]
 装着対象物の軸体を貫挿して保護する樹脂ブーツであって、
 筒状本体と、
 当該本体の端部に連設され、当該本体に貫挿した当該軸体の外周面に密着する筒状のシール部とからなり、
 当該シール部外周面には締付部材が当接する複数の円環状の凸条を備え、
 当該複数の凸条は、当該締付部材の縁が当接する一対の縁側凸条と、当該一対の縁側凸条の間に当該締付部材と当接する少なくとも1つ以上の円環状の中間凸条を備えていることを特徴とする樹脂ブーツ。
[請求項5]
 前記シール部内周面には、前記中間凸条と対向する位置に、円環状のシール突起を備えた請求項4に記載の樹脂ブーツ。
[請求項6]
 前記シール部内周面には、円環状の凹部を備えた請求項5に記載の樹脂ブーツ。
[請求項7]
 前記シール部内周面には、前記シール突起を複数備え、前記凹部が当該シール突起の間に位置する請求項1~請求項3、請求項6のいずれか一項に記載の樹脂ブーツ。
[請求項8]
 前記シール突起と前記凹部との間に平坦領域を有する請求項7に記載の樹脂ブーツ。
[請求項9]
 前記平坦領域の内径は、前記シール部内周面の内径と同等である請求項8に記載の樹脂ブーツ。
[請求項10]
 前記シール突起は、その基端部がR形状である請求項1に記載の樹脂ブーツ。
[請求項11]
 前記シール部外周面には、前記縁側凸条と、前記中間凸条と、前記締付部材を装着するバンド取付部とを備え、
 前記縁側凸条と前記中間凸条との樹脂ブーツ長手方向における合計長さは、前記バンド取付部の樹脂ブーツ長手方向における全長を100%としたときの35%~55%である請求項3、又は、請求項4に記載の樹脂ブーツ。
[請求項12]
 前記シール部は、小径側シール部である請求項1~請求項11のいずれか一項に記載の樹脂ブーツ。
[請求項13]
 前記樹脂ブーツは、ラックアンドピニオン式ステアリング装置に使用されるラックブーツである請求項1~請求項12のいずれか一項に記載の樹脂ブーツ。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]