JP2006258159A - ブーツ - Google Patents

Abstract

【課題】 大きな応力が発生しても、蛇行を抑制できるブーツを提供することを課題とする。
【解決手段】 ブーツは、相手側大径部材と相手側小径部材との間に介装されたボールジョイントを覆う樹脂製のブーツであって、前記相手側大径部材に止着される大径止着部と、該大径止着部に連なる第一蛇腹部と、該第一蛇腹部と第二蛇腹部の間に介在して該第一蛇腹部と該第二蛇腹部の連続した蛇腹運動を分断する多角形状山部と、該多角形状山部を介して該第一蛇腹部に連なる第二蛇腹部と、該第二蛇腹部に連なるテーパ蛇腹部と、該テーパ蛇腹部に連なり前記相手側小径部材に止着される小径止着部と、を備えてなることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、例えばラックピニオン式ステアリングのステアリング装置などに取り付けられるブーツに関する。

ステアリングブーツは、ステアリングギアボックスとタイロッドとの間のボールジョイントを覆っている。すなわち、ステアリングブーツの一端は、ステアリングギアボックス端に止着されている。また、ステアリングブーツの他端は、タイロッドに止着されている。ステアリングブーツは、エンジンに近接して配置されている。このため、ステアリングブーツ付近の環境温度は、比較的高温である。したがって、ステアリングブーツ内部に密閉された空気は膨張する。

図４に、ステアリングブーツの軸方向側面図を示す。図に示すように、ステアリングブーツ１００内部の空気が膨張すると、ステアリングブーツ１００は膨張変形する。そして、ステアリングブーツ１００は、Ｓ字状にうねるように蛇行してしまう。ステアリングブーツ１００が蛇行すると、内蔵するボールジョイント（図略）やクランプにステアリングブーツ１００が摺接してしまう。このため、ステアリングブーツ１００に不具合が生じるおそれがある。また、ステアリングブーツ１００は、樹脂製である。このため、一旦蛇行変形すると、冷却しても元の形状には復元しにくい。

この点に鑑み、特許文献１には、蛇行を抑制するステアリングブーツが紹介されている。同文献記載のステアリングブーツによると、ステアリングギアボックス１０２端に止着された方から数えて三本の蛇腹の谷に、Ｕ字状の周溝が凹設されている。このため、これら周溝を持つ蛇腹の径方向剛性は、他の部分の蛇腹の径方向剛性と比較して、高くなっている。したがって、同文献記載のステアリングブーツは蛇行しにくい。
特開平１０−２３８６２９号公報

しかしながら、同文献記載のステアリングブーツによると、剛性を高くするために設ける周溝は、他の部分の蛇腹の径方向剛性と比較して径方向合成を高くするものであり、蛇行発生の応力が比較的小さな場合にしか効果を奏さない事が考えられる。

本発明のブーツは、上記課題に鑑みて完成されたものである。したがって、本発明は、より大きな応力が発生しても、蛇行を抑制できるブーツを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明のブーツは、相手側大径部材と相手側小径部材との間に介装されたボールジョイントを覆う樹脂製のブーツであって、前記相手側大径部材に止着される大径止着部と、該大径止着部に連なる第一蛇腹部と、該第一蛇腹部と第二蛇腹部の間に介在して該第一蛇腹部と該第二蛇腹部の連続した蛇腹運動を分断する多角形状山部と、該多角形状山部を介して該第一蛇腹部に連なる第二蛇腹部と、該第二蛇腹部に連なるテーパ蛇腹部と、該テーパ蛇腹部に連なり前記相手側小径部材に止着される小径止着部と、を備えてなることを特徴とする。このような構成とすることにより、多角形状山部の高い径方向剛性が第一蛇腹部と第二蛇腹部の連続した蛇腹運動を分断し、第一蛇腹部および第二蛇腹部の蛇行変形が規制される。

好ましくは、前記多角形状山部の外周形状が、４角形以上８角形以下とする方がよい。８角形を超えると、多角形の一辺と中心軸との距離と、多角形の頂点と中心軸との距離の差が小さくなり多角形形状とすることによる形状剛性が得られにくくなり、円形状との差異がなくなっていく。また、３角形とすると前記の距離の差が大きくなりすぎて、斜辺の内部への干渉や頂点の外部への干渉というような、形状的に成立しにくくなる場合がでてくる。

好ましくは、前記多角形状山部の山谷連結面が、一定傾斜角度に形成されている方がよい。このような構成とすることにより、多角形状山部の外周面は軸方向長さが変化することになり、中心軸から離れるほど外周面の軸方向長さが短くなり形状剛性が得られる。また、一定傾斜面であるので、金型加工工数が少なくコスト低減に寄与できる。

好ましくは、前記多角形状山部の配置位置は、前記第一蛇腹部から前記第二蛇腹部の軸方向長さの略中央の位置に配置されている方がよい。軸方向長さの中央位置に配置することにより、第一蛇腹部と第二蛇腹部の両方に変形を分担し、変形可能量を小さくする事で蛇行を抑制する。

好ましくは、前記ボールジョイントの端部が、前記テーパ蛇腹部に収容されている方がよい。このような構成とすることにより、テーパ蛇腹部が変形後まもなくボールジョイントの端部に当接する。ボールジョイントに規制され、テーパ蛇腹部はそれ以上変形しなくなる。本構成により、第一蛇腹部、第二蛇腹部に加えてテーパ蛇腹部の蛇腹運動をも抑制することができ、ブーツ全体の蛇行抑制に更に寄与する。

本発明によると、多角形状山部の形状効果と蛇腹運動の分断効果とにより、大きな応力に対してもブーツの蛇行を効果的に抑制することができる。

以下、本発明のブーツの一実施形態となるステアリングブーツ（以下、「ブーツ」と略称する）について説明する。

まず、本実施形態のブーツの取り付け位置について説明する。図１に、本実施形態のブーツの取り付け図を示す。図に示すように、ハンドル９０はステアリングコラム９１に連結されている。ステアリングコラム９１は、ユニバーサルジョイント９２を介して、ステアリングギアボックス９３に内蔵されたピニオン（図略）に連結されている。このピニオンは、同じくステアリングギアボックス９３に内蔵されたラック（図略）と噛合している。ラック端とタイロッド９４とは、ボールジョイント（図略）を介して、連結されている。ボールジョイントはブーツ１により覆われている。

運転者がハンドル９０を回すと、回動力はステアリングコラム９１、ユニバーサルジョイント９２を介して、ピニオンに伝達される。ピニオンはラックと噛合している。このため、ピニオンの回転運動により、ラックは車幅方向に往復運動する。そして、ラックは、ステアリングギアボックス９３端に対し突出、没入する。ラックの往復運動は、タイロッド９４を介して前輪９５（図中、一点鎖線で示す）に伝達される。こうして、前輪９５の舵角が調整される。

ここで、ブーツ１の大径止着部２は、不動のステアリングギアボックス９３端に止着されている。一方、ブーツ１の小径止着部３は、往復動するタイロッド９４に止着されている。このため、ブーツ１は、車幅方向に伸縮する。また、前述したように、ラック端とタイロッド９４とは、ボールジョイントを介して、連結されている。このため、ブーツ１は、タイロッド９４の揺動に応じて湾曲する。なお、ステアリングギアボックス９３は、本発明の相手側大径部材に含まれる。また、タイロッド９４は、本発明の相手側小径部材に含まれる。

次に、本実施形態のブーツの構成について説明する。図２に、本実施形態のブーツの斜視図を示す。図３に、同ブーツの軸方向断面図を示す。これらの図に示すように、ブーツ１は、前述の大径止着部２および小径止着部３と、第一蛇腹部４と第二蛇腹部５とテーパ蛇腹部６と、第一蛇腹部４と第二蛇腹部５を軸方向で分割するように配置された多角周形状山部７とを備えている。ブーツ１は、樹脂製であって、ブロー成形により一体に作製される。
大径止着部２は、リング状を呈している。大径止着部２には、クランプ２０が環装されている。クランプ２０により、大径止着部２は、ステアリングギアボックス９３端の外周面に締め付け固定されている。

第一蛇腹部４は、大径止着部２に連なる円筒蛇腹状を呈している。第一蛇腹部４を構成する四つの蛇腹の山内周径は、ほぼ一致している。同様に、四つの蛇腹の谷内周径も、ほぼ一致している。第一蛇腹部４の内周側には、ラック９３０の一部が同軸状に収容されている。

第二蛇腹部５は、後述する多角形状山部７を隔てて第一蛇腹部４に連なる円筒蛇腹状を呈している。第二蛇腹部５を構成する四つの蛇腹の山内周径は、ほぼ一致している。同様に、四つの蛇腹の谷内周径は、ほぼ一致している。蛇腹中立セット長時における第二蛇腹部５の内周側には、ラック９３０の端部およびラック９３０に止着された球受け部材９６１が、同軸状に収容されている。また、球受け部材９６１の凹部内周側には、ボール部材９６０が転動可能に収容されている。これら球受け部材９６１およびボール部材９６０により、ボールジョイント９６が構成されている。ボール部材９６０の球中心Ａは、第二蛇腹部５の内周側に収容されている。球中心Ａは、本発明の揺動中心に含まれる。

ここで、本実施例の第一蛇腹部４の山谷内周径は、第二蛇腹部５の山谷内周径と同じ寸法に設定されているが、第一蛇腹部４の山谷内周径と第二蛇腹部５の山谷内周径は同一である必要はなく、各々異なった寸法で設定されていてもよい。

テーパ蛇腹部６は、第二蛇腹部５に連なり、後述する小径止着部３に向かって縮径するテーパ円筒蛇腹状を呈している。テーパ蛇腹部６の内周側には、球受け部材９６１の端部９６２が収容されている。また、ボール部材９６０に止着されたタイロッド９４の一部が同軸状に収容されている。

小径止着部３は、リング状を呈している。小径止着部３は、テーパ蛇腹部６の小径側の端部に連なっている。小径止着部３には、クランプ３０が環装されている。クランプ３０により、小径止着部３は、タイロッド９４の外周面に締め付け固定されている。

多角形状山部７は５角形の外周形状を有し、第一蛇腹部４と第二蛇腹部５を軸方向で分割するように配置されている。また、多角形状山部７の軸方向の位置は、第一蛇腹部４の大径止着部２側端から第二蛇腹部５の小径止着部３側端までの略中央の位置に設定されている。多角形状山部７が２つの蛇腹部の軸方向長さの中央にあることにより、連続した蛇腹長さを第一蛇腹部４と第二蛇腹部５に分割することができる。このようにすると、短い蛇腹長さでは連続した変形ができず効果的に蛇行を抑制できる。さらに、谷部円形状から多角形状山部につながる山谷連結面７０は一定傾斜角度となっているため、多角形状山部７の外周面７１は軸方向長さが変化しており、中心軸から離れるほど外周面７１の軸方向長さが短くなっており高い形状剛性を有している。このため、蛇腹運動が抑制され蛇行の抑制に寄与するのである。また、一定傾斜面で形成されているため、金型加工工数が少なくコストも低減できる。

次に、本実施形態のブーツの動きについて説明する。ブーツ１付近の環境温度が上昇すると、ブーツ１内部に密閉された空気が膨張する。このため、ブーツ１には、伸長・拡径方向の応力が加わる。この時、第一蛇腹部４と第二蛇腹部５はそれぞれ径方向に変形を始めるのであるが、多角形状山部７が第一蛇腹部４と第二蛇腹部５の間に介在し、多角形形状の高い径方向剛性のため蛇腹運動の連続性を分断するように働く。すなわち、第一蛇腹部４と第二蛇腹部５は蛇腹運動を開始後まもなく停止してしまうことになる。多角形状山部７を中央位置に配置しているので、第一蛇腹部４と第二蛇腹部５の相対的な変形量を同じにする事ができ、全体の変形量を最小化できるのである。したがって、第一蛇腹部４および第二蛇腹部５の蛇行変形が規制される。拡径方向の応力は、当然、テーパ蛇腹部６にも加わる。この応力により、テーパ蛇腹部６も変形する。しかしながら、テーパ蛇腹部６の大径側の端部は、球受け部材９６１の端部９６２に近接している。したがって、テーパ蛇腹部６は、変形開始後まもなく球受け部材９６１の端部９６２に当接する。このため、テーパ蛇腹部５の変形は規制される。

次に、本実施形態のブーツの効果について説明する。本実施形態のブーツ１によると、第一蛇腹部４と第二蛇腹部５との間に多角形状部７を設定するという比較的簡単な手段により、第一蛇腹部４と第二蛇腹部５の蛇腹運動の連続性を分断し、ブーツの蛇行を抑制することができる。このため、金型加工工数が少なく、低コストである。

また、本実施形態のブーツ１によると、テーパ蛇腹部６が変形後まもなく球受け部材９６１の端部９６２に当接する。このため、テーパ蛇腹部６の変形を規制することができる。このように、本実施形態のブーツ１によると、第一蛇腹部４および第二蛇腹部５は多角形状山部７による蛇腹運動の分断と形状効果により、テーパ蛇腹部６はボールジョイント９６と当接することにより、それぞれ変形を抑制することができる。したがって、蛇行抑制効果が高い。
以上、本発明のブーツ１の実施形態について説明した。しかしながら、実施の形態は上記形態に特に限定されるものではない。当業者が行いうる種々の変形的形態、改良的形態で実施することも可能である。

例えば、上記実施形態においては、多角形状山部７の位置は第一蛇腹部４と第二蛇腹部５の軸方向長さの略中央位置に設定した。しかしながら、多角形状山部７の位置は、上記設定位置に特に限定されず、大径止着部２または小径止着部３側に偏った位置としてもよい。また、第二蛇腹部５の谷内径とボールジョイント９６の外径との隙間が小さい場合には、第二蛇腹５が蛇腹変形開始後まもなくボールジョイント９６に当接して変形を規制することになる。この場合には、多角形状山部７は第一蛇腹部４から第二蛇腹部５の谷部とボールジョイント９６の当接軸方向位置までの長さの中央位置に配置してもよい。また、上記実施形態においては、谷部円形状から多角形状山部につながる山谷連結面７０は一定傾斜角度となっている。しかしながら、山谷連結面７０の傾斜角度は一定に限定されず、多角形状山部７の外周面７１の軸方向長さが一定で山谷連結面７０の傾斜角度が変化する形状としてもよい。また、上記実施形態においては、多角周形状山部７は５角形となっている。しかしながら、多角形状山部７は特に限定されることはなく、４角形から８角形の範囲が好ましい。

本発明の一実施形態となるブーツの取り付け図である。 同ブーツの斜視図である。 同ブーツの軸方向断面図である。 従来のステアリングブーツの軸方向側面図である。

符号の説明

１ ブーツ
２ 大径止着部
３ 小径止着部
４ 第一蛇腹部
５ 第二蛇腹部
６ テーパ蛇腹部
７ 多角形状山部
２０ クランプ
３０ クランプ
７０ 山谷連結面
７１ 外周面
９０ ハンドル
９１ ステアリングコラム
９２ ユニバーサルジョイント
９３ ステアリングギアボックス
９４ タイロッド
９５ 前輪
９６ ボールジョイント
９３０ ラック
９６０ ボール部材
９６１ 球受け部材
９６２ 端部
Ａ 球中心

Claims (5)

1. 相手側大径部材と相手側小径部材との間に介装されたボールジョイントを覆う樹脂製のブーツであって、前記相手側大径部材に止着される大径止着部と、前記相手側小径部材に止着される小径止着部と、該大径止着部に連なる第一蛇腹部と、該小径止着部に連なるテーパ蛇腹部と、該テーパ蛇腹部に連なる第二蛇腹部と、該第一蛇腹部と該第二蛇腹部の間に介在して該第一蛇腹部と該第二蛇腹部の連続した蛇腹運動を分断する多角形状山部と、を備えてなることを特徴とするブーツ。
2. 前記多角形状山部の外周形状は、４角形以上８角形以下である請求項１に記載のブーツ。
3. 前記多角形状山部の山谷連結面は、一定傾斜角度に形成されている請求項１に記載のブーツ。
4. 前記多角形状山部は、前記第一蛇腹部から前記第二蛇腹部の軸方向長さの略中央の位置に配置されている請求項１から３に記載のブーツ。
5. 前記ボールジョイントの端部は、前記テーパ蛇腹部に収容されている請求項１に記載のブーツ。
   

Images