(57)【要約】【課題】径方向に変形し難く、かつ、軸方向に伸び易い樹脂ブーツを提供する。【解決手段】樹脂ブーツの蛇腹部の少なくとも一部を、山部からなり頂部が平坦に形成されている平坦山部と、谷部からなり頂部が平坦に形成されている平坦谷部と、の少なくとも一方を持つ平坦蛇腹部とし、平坦蛇腹部の連絡壁部に平坦山部と平坦谷部との少なくとも一方に接続し軸方向と垂直な方向に延びる垂直壁部を設ける。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周方向に隆起する山部と内周方向に陥没する谷部とが交互に連続して形成され互いに隣接する該山部と該谷部とが連絡壁部で接続されてなる中空状の蛇腹部と、該蛇腹部の一端側に形成されている第１筒部と、該蛇腹部の他端側に形成されている第２筒部とを備える樹脂ブーツであって、
前記蛇腹部の少なくとも一部は、山部からなり頂部が平坦に形成されている平坦山部と、谷部からなり頂部が平坦に形成されている平坦谷部と、の少なくとも一方を持つ平坦蛇腹部を形成し、
該平坦蛇腹部の前記連絡壁部は、該平坦山部と該平坦谷部との少なくとも一方に接続し軸方向と垂直な方向に延びる垂直壁部をもつことを特徴とする樹脂ブーツ。
【請求項２】
前記平坦蛇腹部は、前記平坦山部と前記平坦谷部とをもつ請求項１に記載の樹脂ブーツ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、自動車等に使用されるステアリングラックブーツや等速ジョイント用ブーツに代表される樹脂ブーツに関する。
【背景技術】
【０００２】
樹脂ブーツとして、自動車の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うステアリングラックブーツ（以下、単にラックブーツと称する）が知られている。一般的なラックブーツを模式的に表す軸方向断面図を図１３に示し、一般的なラックブーツの形状を以下に説明する。
【０００３】
ラックブーツは、第２筒部１００と、第１筒部２００と、蛇腹部３００とからなる。第２筒部１００および第１筒部２００は、各々筒状に形成されている。蛇腹部３００は、山部３０１と谷部３０２とが交互に連続してなり、互いに隣接する山部３０１と谷部３０２とが連絡壁部３０６で連結されてなる中空形状（所謂蛇腹状）に形成されている。蛇腹部３００の一端側には第２筒部１００が形成され、他端側には第１筒部２００が形成されている。第２筒部１００はステアリングギアボックス４００に取り付けられる。第１筒部２００はタイロッド４０１に取り付けられる。そして、蛇腹部３００はステアリングギアボックス４００から延びるラックバー４０２、タイロッド４０１、ラックバー４０２とタイロッド４０１とを連結するボールジョイント４０３等から構成されるステアリング部材を覆う。連絡壁部３０６は軸方向断面が傾斜した形状に形成されている。
【０００４】
このような樹脂ブーツでは、山部３０１および谷部３０２は湾曲形状に形成されており、山部３０１の頂部３０３および谷部３０２の頂部３０４は面積が非常に小さくなっている。このため、樹脂ブーツが軸方向や径方向に大きく変形すると、山部３０１の頂部３０３や谷部３０２の頂部３０４が不可逆的に伸び変形するおそれがある。
【０００５】
この点に鑑み、特許文献１には、不可逆的な伸び変形を抑制する樹脂ブーツが紹介されている。特許文献１の樹脂ブーツは等速ジョイントブーツである。この等速ジョイントブーツは、蛇腹部のうち特定の部分を構成する山部の頂部が平坦に形成されている。山部の頂部を平坦形状にすることで、樹脂ブーツの膜長（樹脂ブーツを伸ばしたときの全長）が長くなる。このため、樹脂ブーツが大きく変形できるようになる。また、山部の頂部の面積が大きくなると、山部の頂部にかかる力が分散されて、山部の頂部が不可逆的に伸び変形し難くなる。
【特許文献１】実開平４−１２２８２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に紹介されている樹脂ブーツでは、山頂部の不可逆的な伸び変形が抑制される。しかし、樹脂ブーツの軸方向への可逆的な伸び変形し易さは向上していなかった。すなわち、樹脂ブーツを軸方向に可逆的に伸び変形させる際には大きな荷重を必要としていた。軸方向に可逆的に伸び変形し難い樹脂ブーツは、変形の際に部分的に応力が集中するため、耐久性に劣る。以下、軸方向への可逆的な伸び変形を、単に軸方向への伸びと略する。
【０００７】
樹脂ブーツをラックブーツとして用いる際には、ラックブーツが径方向に大きく変形すると、谷部がステアリング部材に近接した位置に動いてステアリング部材に接触する。谷部がステアリング部材に接触すると、ラックブーツにステアリング部材が噛み込む場合がある。また、谷部がステアリング部材に接触すると、谷部とステアリング部材とが摺接する場合がある。これらの場合には、ラックブーツが早く消耗する。ラックブーツが径方向に大きく変形すると、山部がラックブーツ近傍に配置されている他の部材と接触する場合もある。この場合にも、ラックブーツに他の部材が噛み込んだり、ラックブーツと他の部材とが摺接すると、ラックブーツが早く消耗する。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みて成されたものであり、径方向に変形し難く、かつ、軸方向に伸び易い樹脂ブーツを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する本発明の樹脂ブーツは、外周方向に隆起する山部と内周方向に陥没する谷部とが交互に連続して形成され互いに隣接する山部と谷部とが連絡壁部で接続されてなる中空状の蛇腹部と、蛇腹部の一端側に形成されている第１筒部と、蛇腹部の他端側に形成されている第２筒部とを備える樹脂ブーツであって、外周方向に隆起する山部と内周方向に陥没する谷部とが交互に連続して形成され互いに隣接する山部と谷部とが連絡壁部で接続されてなる中空状の蛇腹部と、蛇腹部の一端側に形成されている第１筒部と、蛇腹部の他端側に形成されている第２筒部とを備える樹脂ブーツであって、上記蛇腹部の少なくとも一部は、山部からなり頂部が平坦に形成されている平坦山部と、谷部からなり頂部が平坦に形成されている平坦谷部と、の少なくとも一方を持つ平坦蛇腹部を形成し、平坦蛇腹部の上記連絡壁部は、平坦山部または平坦谷部に接続し軸方向と垂直な方向に延びる垂直壁部をもつことを特徴とする。
【００１０】
本発明の樹脂ブーツにおいて、上記平坦蛇腹部は、上記平坦山部と上記平坦谷部とをもつことが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
連絡壁部の径方向への動きは、山部や谷部を介して隣り合う連絡壁部に伝達される。山部の頂部や谷部の頂部が湾曲して形成されている場合には、連絡壁部と山部、谷部が協働して変形する。このため、樹脂ブーツが径方向に変形し易い。本発明の樹脂ブーツには、山部の頂部が平坦に形成されている平坦山部と頂部が平坦に形成されている平坦谷部との少なくとも一方を持つ平坦蛇腹部が形成されている。山部の頂部や谷部の頂部が平坦に形成されているため、平坦蛇腹部においては、蛇腹運動が平坦山部や平坦谷部との境界部分で遮断される。換言すれば、隣り合う連絡壁部間での蛇腹運動は、頂部が平坦な山部や頂部が平坦な谷部によって遮断される。したがって、本発明の樹脂ブーツは径方向に変形し難いと考えられる。
【００１２】
また、図１５に示す従来の樹脂ブーツのように、連絡壁部の軸方向断面が傾斜して形成されている場合、連絡壁部の立体形状はテーパ状の筒状をなす。このため連絡壁部の剛性は高く、軸方向に変形し難い。樹脂ブーツが軸方向に伸縮変形する際には、山部や谷部との境界部分を中心に連絡壁部が揺動する。図１５に示すような従来の樹脂ブーツを軸方向に伸縮変形させるためには、山部や谷部を中心に連絡壁部を揺動させる際に、連絡壁部の剛性分だけ大きな荷重が必要となる。本発明の樹脂ブーツでは、平坦蛇腹部の連絡壁部は、平坦山部と平坦谷部との少なくとも一方に接続し軸方向と垂直な方向に延びる垂直壁部をもつ。垂直壁部は軸方向と垂直な方向に延びるため、立体形状は平板のリング状をなす。このため、垂直壁部は剛性が低く、軸方向に変形し易い。したがって、本発明の樹脂ブーツを軸方向に伸縮させるのに必要な荷重は小さくて済む。よって、本発明の樹脂ブーツは軸方向に伸び易い。
【００１３】
平坦蛇腹部に平坦山部と平坦谷部との両方を設ける場合には、隣り合う連絡壁部同士の径方向の動きがより確実に遮断される。このため、樹脂ブーツの径方向の変形がより確実に抑制される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の樹脂ブーツを図面を基に説明する。
【実施例１】
【００１５】
実施例１の樹脂ブーツはラックブーツである。実施例１の樹脂ブーツは蛇腹部全体が平坦蛇腹部を形成している。また、実施例１の樹脂ブーツでは、平坦蛇腹部が平坦山部と平坦谷部との両方をもつ。実施例１の樹脂ブーツを模式的に表す軸方向断面図を図１に示し、図１の要部拡大図を図２に示す。実施例１の樹脂ブーツを軸方向に伸び変形させている様子を表す説明図を図３に示す。
【００１６】
実施例１の樹脂ブーツは、蛇腹部１と第２筒部２と第１筒部３とを備えている。蛇腹部１、第２筒部２、および、第１筒部３は、ブロー成形により一体に形成されている。第２筒部２はリング状をなし、ステアリングギアボックスに取り付けられる。第１筒部３は第２筒部２よりも小径のリング状をなし、タイロッドに取り付けられる。
【００１７】
蛇腹部１は、第２筒部２と第１筒部３とを連絡する中空形状に形成されている。蛇腹部１には、外周方向に隆起する山部４と内周方向に陥没する谷部５とが複数個ずつ形成されている。山部４と谷部５とは、山部４、谷部５、山部４、谷部５・・・というように交互に連続して配置されている。互いに隣接する山部４と谷部５とは連絡壁部６で接続されている。蛇腹部１のうち第１筒部３側の部分は、山部４の外周径と谷部５の内周径とが第１筒部３に向けて徐々に小さくなるテーパ形状に形成されている。以下、蛇腹部１のうち第１筒部３側の部分をテーパ蛇腹部１５と呼ぶ。
【００１８】
山部４の頂部４０および谷部５の頂部５０は、軸方向に平坦に形成されている。山部４および谷部５は、それぞれ周方向に連続している。このため、山部４の頂部４０および谷部５の頂部５０の立体形状は、内周径および外周径が軸方向に一定な円筒状を呈している。実施例１の樹脂ブーツでは、全ての山部４が平坦山部である。そして、全ての谷部５が平坦谷部である。
【００１９】
連絡壁部６は軸方向に対して垂直な方向に延びている。各連絡壁部６は、全体が垂直壁部になっている。連絡壁部６の立体形状は平板のリング状をなす。このため、連絡壁部６は剛性が低く軸方向に変形し易い。山部４の頂部４０および谷部５の頂部５０の立体形状は円筒形状をなす。したがって山部４の頂部４０および谷部５の頂部５０は剛性が高く軸方向に変形し難い。
【００２０】
実施例１の樹脂ブーツを径方向に変形させると、連絡壁部６の軸方向への伸縮変形を伴って、山部４の頂部４０および谷部５の頂部５０は径方向に傾こうとする。しかし、山部４の頂部４０および谷部５の頂部５０の剛性が高いために、連絡壁部６の変形が山部４や谷部５で遮断される。よって、実施例１の樹脂ブーツは径方向に変形し難い。
【００２１】
また、連絡壁部６が軸方向に変形し易いことから、実施例１の樹脂ブーツを軸方向に伸縮変形させると、図３に示すように、連絡壁部６が山部４や谷部５との境界部分を中心に容易に揺動する。よって、実施例１の樹脂ブーツは軸方向に伸び易い。
【００２２】
また、実施例１の樹脂ブーツでは、蛇腹部１全体が平坦蛇腹部を形成しているため、蛇腹部１全体が径方向に変形し難い。
【００２３】
なお、垂直壁部（本実施例における連絡壁部６全体）は軸方向に対して略垂直な方向に伸びていれば良い。すなわち、連絡壁部６が軸方向に対して完全に垂直ではなくほぼ垂直に延びていれば、連絡壁部６の剛性は小さくなり、軸方向に変形し易くなる。したがって、樹脂ブーツは軸方向に伸縮し易くなる。垂直壁部の延びる方向が軸方向と垂直な方向に近くなるほど、樹脂ブーツは軸方向に伸び易くなる。
【実施例２】
【００２４】
実施例２の樹脂ブーツは、テーパ蛇腹部の形状が実施例１と異なっている。詳しくは、テーパ蛇腹部は、山部の頂部および谷部の頂部が第１筒部に向けて傾斜する平坦形状になっている。実施例２の樹脂ブーツを模式的に表す軸方向断面図を図４に示す。
【００２５】
実施例２の樹脂ブーツにおいて、テーパ蛇腹部１５の山部４は、頂部４０が第１筒部３に向けて傾斜する平坦形状になっている。また、テーパ蛇腹部１５の谷部５もまた、頂部５０が第１蛇腹部１に向けて傾斜する平坦形状になっている。したがって、実施例２の樹脂ブーツにおいて、テーパ蛇腹部１５の山部４頂部４０および谷部５頂部５０の立体形状は、第１筒部３に向けて縮径するリング状を呈している。実施例２の樹脂ブーツにおいても、全ての山部４が平坦山部である。そして、全ての谷部５が平坦谷部である。各連絡壁部６は、全体が垂直壁部になっている。
【００２６】
実施例２の樹脂ブーツでは、連絡壁部６が軸方向に対して垂直な方向に延びている。よって、連絡壁部６の剛性は小さく、連絡壁部６は軸方向に変形し易い。よって、実施例２の樹脂ブーツは実施例１の樹脂ブーツと同様に、軸方向に伸び易い。
【００２７】
なお、テーパ蛇腹部１５は、山部４の頂部４０および谷部５の頂部５０が平坦に形成されているため、実施例２の樹脂ブーツにおいても、蛇腹部１全体が平坦蛇腹部を形成する。よって、実施例２の樹脂ブーツでも、蛇腹部１全体が径方向に変形し難い。
【実施例３】
【００２８】
実施例３の樹脂ブーツは、蛇腹部の一部が平坦蛇腹部を形成している例である。詳しくは、蛇腹部のうち第１筒部側の部分と第２筒部側の部分とが平坦蛇腹部を形成している。蛇腹部のうち軸方向の略中央部分は、山部の頂部および谷部の頂部が湾曲形状に形成されている。実施例３の樹脂ブーツを模式的に表す軸方向断面図を図５に示す。
【００２９】
平坦蛇腹部は、山部４の頂部４０および谷部５の頂部５０が平坦に形成されている。すなわち、平坦蛇腹部は平坦山部と平坦谷部との両方をもつ。そして、平坦蛇腹部の連絡壁部６は、全体が垂直壁部になっている。
【００３０】
実施例３の樹脂ブーツでは、蛇腹部１の軸方向の中央部分は、山部４の頂部４０および谷部５の頂部５０が湾曲形状に形成されている。したがって、この部分は、平坦蛇腹部に比べて、軸方向に伸縮し難くなるとともに、径方向に変形し易くなっている。しかし、平坦蛇腹部をもつことで、蛇腹部１全体では軸方向に伸び易く、径方向に変形し難くなっている。
【実施例４】
【００３１】
実施例４の樹脂ブーツは、平坦蛇腹部が平坦山部のみをもつ例である。詳しくは、実施例４の樹脂ブーツでは、蛇腹部の全体が平坦蛇腹部を形成している。全ての山部が平坦山部になっている。谷部の頂部は湾曲形状に形成され、連絡壁部６のうち山部（平坦山部）に接続する部分のみが垂直壁部になっている。実施例４の樹脂ブーツは、谷部および連絡壁部の形状以外は実施例１と同じである。実施例４の樹脂ブーツを模式的に表す軸方向断面図を図６に示し、図６の要部拡大図を図７に示す。
【００３２】
実施例４の樹脂ブーツでは、谷部５の頂部５０が湾曲形状に形成されている。そして、連絡壁部６のうち谷部５に接続する部分は、軸方向断面が傾斜して形成されている。山部４の頂部４０が平坦に形成されているため、山部４の頂部４０の立体形状は円筒形状をなす。このため、連絡壁部６の径方向の変形は山部４で遮断される。よって、樹脂ブーツのうち山部４付近の部分は径方向に変形し難い。そして、連絡壁部６のうち山部４に接続する垂直壁部６０は軸方向に対して垂直な方向に延びている。このため、連絡壁部６は剛性が低い。したがって、樹脂ブーツのうち山部４付近の部分は軸方向に伸縮し易い。よって、実施例４の樹脂ブーツは、軸方向に伸縮し易く、径方向に変形し難くなっている。
【００３３】
（比較例１）
比較例１の樹脂ブーツは、谷部および連絡壁部の形状以外は実施例１と同じである。詳しくは、谷部の頂部は湾曲形状に形成され、連絡壁部は傾斜している。比較例１の樹脂ブーツを模式的に表す軸方向断面図を図８に示し、図８の要部拡大図を図９に示す。比較例１の樹脂ブーツを軸方向に伸び変形させている様子を表す説明図を図１０に示す。
【００３４】
比較例１の樹脂ブーツでは、連絡壁部６は軸方向断面が傾斜して形成されている。このため、比較例１の樹脂ブーツの連絡壁部６は剛性が高く軸方向に変形し難い。よって、図１０に示すように、連絡壁部６は谷部５との境界部分を中心に揺動し難く、軸方向に伸び難い。また、谷部５の頂部５０が湾曲形状に形成されているため、連絡壁部６の径方向の動きは谷部５を挟んで隣り合う連絡壁部６に直接伝達される。したがって比較例１の樹脂ブーツのうち谷部５付近の部分は径方向に変形し易い。よって、比較例１の樹脂ブーツは実施例１の樹脂ブーツに比べて軸方向に伸び難く、実施例１の樹脂ブーツに比べて径方向に変形し易い。
【００３５】
なお、比較例１の樹脂ブーツは、山部４の頂部４０が平坦に形成されている。したがって、山部４付近の部分は径方向に変形し難い。
【００３６】
（比較例２）
比較例２の樹脂ブーツは、山部、谷部および連絡壁部の形状以外は実施例１と同じである。詳しくは、山部の頂部および谷部の頂部が湾曲形状に形成され、連絡壁部は傾斜している。比較例２の樹脂ブーツは、図１５に示す従来の樹脂ブーツと同じものである。比較例２の樹脂ブーツの軸方向の断面を模式的に表す要部拡大図を図１１に示す。比較例２の樹脂ブーツを軸方向に伸び変形させている様子を表す説明図を図１２に示す。
【００３７】
比較例２の樹脂ブーツでは、連絡壁部６は軸方向断面が傾斜して形成されている。このため、比較例２の樹脂ブーツの連絡壁部６は面変形し難い。よって、図１２に示すように、連絡壁部６が谷部５との境界部分を中心に揺動し難く、軸方向に伸び難い。
【００３８】
また、山部４の頂部４０および谷部５の頂部５０が湾曲形状に形成されているため、連絡壁部６の径方向の動きは山部４または谷部５を挟んで隣り合う連絡壁部６に直接伝達される。したがって、比較例２の樹脂ブーツは径方向に変形し易い。よって、比較例２の樹脂ブーツは実施例１の樹脂ブーツに比べて軸方向に伸び難く径方向に変形し易い。
【００３９】
（変形試験）
実施例１および比較例１〜２の樹脂ブーツについて、３山４谷（谷部−連結壁部−山部−連結壁部−谷部−連結壁部−山部−連結壁部−谷部−連結壁部−山部−連結壁部−谷部）を１単位として、径方向の変形性および軸方向の伸び性をＦＥＭ解析により算出した。
【００４０】
各樹脂ブーツに径方向の荷重を負荷した際に、１単位の各樹脂ブーツが径方向に変形する量を調べ、径方向の変形性とした。各樹脂ブーツの径方向の変形性を表すグラフを図１３に示す。図１３中縦軸は各樹脂ブーツに負荷した径方向の荷重（Ｎ）を示す。図１３中横軸は、各樹脂ブーツが径方向に変形した量（ｍｍ）である。図１３中横軸のうち、正の数は樹脂ブーツが外周方向に伸びた量を示し、負の数は樹脂ブーツが内周方向に圧縮された量を示す。
【００４１】
また、各樹脂ブーツに軸方向の荷重を負荷した際に、１単位の各樹脂ブーツが軸方向に伸びる量を調べ、軸方向の伸び性とした。各樹脂ブーツの軸方向の伸び性を表すグラフを図１４に示す。図１４中縦軸は各樹脂ブーツに負荷した軸方向の荷重（Ｎ）を示す。図１４中横軸は、各樹脂ブーツの長さ（ｍｍ）である。軸方向の荷重を負荷しない各樹脂ブーツの長さは３０．０（ｍｍ）であり、図１４中横軸の数値が３０．０を超えると樹脂ブーツが軸方向に伸びていることを示し、３０．０に満たないと樹脂ブーツが軸方向に圧縮されていることを示す。
【００４２】
図１３に示すように、実施例１の樹脂ブーツおよび比較例１の樹脂ブーツは、比較例２の樹脂ブーツに比べて、径方向に変形させるのに大きい荷重を要する。よって、実施例１の樹脂ブーツおよび比較例１の樹脂ブーツは径方向に変形し難い。
【００４３】
図１４に示すように、実施例１の樹脂ブーツは比較例１の樹脂ブーツおよび比較例２の樹脂ブーツに比べて小さい荷重で軸方向に伸びる。よって、実施例１の樹脂ブーツは軸方向に伸び易い。
【００４４】
以上の結果から、本発明の樹脂ブーツは、径方向に変形し難く、軸方向に伸び易いことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】実施例１の樹脂ブーツを模式的に表す軸方向断面図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】実施例１の樹脂ブーツを軸方向に伸び変形させている様子を表す説明図である。
【図４】実施例２の樹脂ブーツを模式的に表す軸方向断面図である。
【図５】実施例３の樹脂ブーツを模式的に表す軸方向断面図である。
【図６】実施例４の樹脂ブーツを模式的に表す軸方向断面図である。
【図７】図６の要部拡大図である。
【図８】比較例１の樹脂ブーツを模式的に表す軸方向断面図である。
【図９】図８の要部拡大図である。
【図１０】比較例１の樹脂ブーツを軸方向に伸び変形させている様子を表す説明図である。
【図１１】比較例２の樹脂ブーツの軸方向の断面を模式的に表す要部拡大図である。
【図１２】比較例２の樹脂ブーツを軸方向に伸び変形させている様子を表す説明図である。
【図１３】実施例１、比較例１、比較例２の樹脂ブーツの径方向の変形性を表すグラフである。
【図１４】実施例１、比較例１、比較例２の樹脂ブーツの軸方向の伸び性を表すグラフである。
【図１５】一般的なラックブーツを模式的に表す軸方向断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１：蛇腹部  ２：第２筒部  ３：第１筒部  ４：山部  ５：谷部  ４０：山部の頂部  ５０：谷部の頂部  ６：連絡壁部  ６０：垂直壁部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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