JPH0529583Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は、相対変位する機械要素の結合部分を
覆つて塵埃、水等の侵入を防ぎ、自由に伸縮、屈
曲変形するフレキシブルブーツに関するものであ
る。

従来技術 斯かるフレキシブルブーツは例えば自動車のス
テアリング装置、動力伝達系等で用いられ、通
常、その主胴部分が複数の山谷部を有する蛇腹形
状体として形成されている。ここで、自動車のラ
ツク・ピニオン式ステアリング装置に適用したフ
レキシブルブーツの例について述べる（第６図参
照）。ラツク・ピニオン式ステアリング装置は、
ハンドルの回転運動をラツクにより直ちに直線運
動に変えて操向を行う形式のものである。第６図
はその要部構造を示しており、ピニオン軸１の先
端にはラツク（ラツク軸３参照）と噛み合うピニ
オンが付され、ラツクがピニオンの回転に応じて
ステアリング・ハウジング２の中を左右に直線的
に動く。ラツク軸３の両端にはタイロツド４が連
結されており、ラツク軸３の動きがタイロツド４
を介して左右両車輪のナツクルアームに伝達さ
れ、車輪の操向が行われる。

ゴム、樹脂等のエラストマーで形成されたフレ
キシブルブーツ８は、ラツク軸３とタイロツド４
の連結部であるボールジヨイント５部分、および
ラツク軸３の端部を覆つて締着バンド６，７によ
りタイロツド４、ステアリング・ハウジング２に
嵌着固定される。フレキシブルブーツ８は、山部
１０、谷部１１の複数の連なりから成る蛇腹形状
体として形成されたその主胴部９の一端が大径の
開口として、他端が小径の開口としてそれぞれ開
放されている。

フレキシブルブーツ８は装着状態で密封空間を
画成し、該空間内に空気が満たされた状態とな
る。

考案が解決しようとする課題 しかるに、フレキシブルブーツを形成するゴ
ム、樹脂等の材料は気体透過性を有しており、該
気体透過量はフレキシブルブーツ内外面間の圧力
差の増大および温度上昇に応じて増加する。その
ため、周囲温度の上昇等によりフレキシブルブー
ツ内の空気が膨張して内圧が高くなると、該密封
空間内の空気がフレキシブルブーツの壁を透過し
て外部へ逃げ、次に温度低下によつて密封空間内
の空気が収縮すると、密封空間内が負圧になり、
外部の空気がフレキシブルブーツの壁を透過して
密封空間内へ侵入するという現象が生じる。この
空気の出入り現象では、温度上昇時に排出される
気体透過速度に比して温度低下時に侵入する気体
透過速度が極めて小さいために、フレキシブルブ
ーツ内の空気量が初期低温時の量にまで復帰する
のに著しく長い時間を必要とする。従つて、温度
上昇と低下が反復して起ると、フレキシブルブー
ツ内の圧力が徐々に降下し、それに伴つてフレキ
シブルブーツの主胴部の壁が徐々に径方向内方へ
凹むことになる。このように凹んだ状態でフレキ
シブルブーツを使用していると、該フレキシブル
ブーツが内部の機械要素と頻繁に接触して早期に
摩耗し、或いは機械要素相互の間に噛み込まれて
破断してしまうおそれがある。また、凹みが進行
してフレキシブルブーツが異常変形し、局部的な
応力集中が起つて破断に到ることもある。

本考案は斯かる技術的背景の下に創案されたも
のであり、温度変化等によるフレキシブルブーツ
内密封空間の負圧現象が生じても主胴部の凹み変
形が生じ難い剛性の大きなフレキシブルブーツを
提供することをその目的とする。

課題を解決するための手段およびその作用 この目的は、ゴム、樹脂等のエラストマーから
なり、主胴部分が複数の山谷部を有する蛇腹形状
体として形成されたフレキシブルブーツにおい
て、一つ又は相隣接する少数の任意の山谷部につ
き、山頂部分と谷底部分のうち少なくとも一方の
壁厚を、周方向に沿う少なくとも一箇所で相対的
に短い周長範囲に亘つて残部よりも厚肉に形成
し、フレキシブルブーツの軸線方向で前記一つ又
は相隣接する少数の山谷部と隣り合う山谷部の同
様の厚肉部分と前者の厚肉部分との周方向位相を
ずらすことによつて達成される。

本考案の原理を第１図、第２図により説明す
る。第１図は第６図に示す如きフレキシブルブー
ツの任意の山部につき、その山頂部分２０に沿つ
て輪切り状に截断した断面図であり、直交する座
標軸ｘ，ｙで示される座標に即して言えば、ｘ軸
と交差する位置にある対向壁２０ａ，２０ａの壁
厚が小さく、ｙ軸と交差する位置にある対向壁２
０ｂ，２０ｂの壁厚が大きくなつている。第２図
は前記第１図の山部に隣接する山部につき、その
山頂部分２１に沿つて輪切り状に截断した断面図
であり、ｘ軸と交差する位置にある対向壁２１
ａ，２１ａの壁厚が大きく、ｙ軸と交差する位置
にある対向壁２１ｂ，２１ｂの壁厚が小さくなつ
ている。

このように、山頂部分の壁厚が周方向で変化し
ている場合、機械要素に装着されたフレキシブル
ブーツの密封空間Ａ内が温度変化によつて減圧状
態になると、例えば第１図における山頂部分２０
が、周方向での剛性の違いにより矢印Ｂ，Ｃで指
示されるようにｙ軸方向を長径とする楕円形状に
変形しようとする。ところが、隣接する山部の山
頂部分２１はその周方向における壁厚の大小関係
が山頂部分２０と相違し、厚肉の壁２１ａ，２１
ａの周方向における位相が厚肉の壁２０ｂ，２０
ｂに対して中心角（θ）＝90度だけずれているた
め、密封空間Ａ内が減圧状態になることによつて
矢印Ｄ，Ｅで指示されるようにｘ軸方向を長径と
する楕円形状に変形しようとする。したがつて、
山頂部分２０の薄肉壁２０ａ，２０ａを内側へ凹
ませようとする矢印Ｂで指示される力に対して、
山頂部分２１の厚肉壁２１ａ，２１ａを外側へ膨
らませようとする矢印Ｅで指示される力が対抗
し、同様に矢印Ｄで指示される力に対して矢印Ｃ
で指示される力が対抗する。この事は、山頂部分
２０の薄肉壁２０ａの低い剛性を隣接する山頂部
分２１の厚肉壁２１ａの高い剛性で補い得ること
を意味している。かくて、全ての相隣接する山部
につき、山頂部分の厚肉壁の周方向における位相
を相互にずらすことにより、密封空間Ａ内が減圧
状態になつたときのフレキシブルブーツの主胴部
壁が内側へ凹む現象を効果的に防ぐことができ
る。ここで留意すべきは、山頂部分の壁厚を全周
に亘つて大きくした場合に比べて前記本考案の構
成を採用した場合の方が減圧時の変形抵抗を大き
くでき、また材料節減効果が得られることであ
る。以上のような作用効果は、隣り合う山頂部分
の厚肉壁の位相差を中心角90度未満にしても得る
ことができ、厚肉壁（厚肉部分）の数を一対（二
つ）に限らず一つ又は三つ以上にしてもよい。た
だし、その数を余り増やすと、山頂部分の壁厚を
全周に亘つて大きくした場合と差がなくなる。

本考案の構成としては幾つかの異なる形態が考
えられ、その数例を以下に示す。

第１図、第２図に示すように隣り合う山頂部
分の各大きな壁厚箇所の周方向位相をずらす。

前項の構成に加えて、谷底部分についても
周方向に沿う局所範囲（相対的に短い周長範
囲）の壁厚を大きくなし、隣り合う谷底部分の
各大きな壁厚箇所の周方向位相をずらす。

前項の構成において、対をなす山頂部分と
谷底部分の各厚肉壁位置の周方向位相差を中心
角（θ）＝0°とする。

前項の構成において、対をなす山頂部分と
谷底部分の各厚肉壁位置の周方向の位相を互い
にずらす。

前項の構成から前記の構成を省く。即
ち、前項の構成を採用せず、谷底部分につい
て周方向に沿う局所範囲（相対的に短い周長範
囲）の壁厚を大きくなし、隣り合う谷底部分の
各大きな壁厚箇所の周方向位相をずらす。

隣り合う複数（好ましくは二つ）の山頂部分
の各大きな壁厚箇所の周方向位相を一致させ、
これに隣接する他の複数の山頂部分の同様な大
きな壁厚箇所に対しては、相互に周方向位相を
ずらす。

隣り合う複数（好ましくは二つ）の谷底部分
の各大きな壁厚箇所の周方向位相を一致させ、
これに隣接する他の複数の谷底部分の同様な大
きな壁厚箇所に対しては、相互に周方向位相を
ずらす。

前項の構成に加えて、谷底部分についても
周方向に沿う局所範囲の壁厚を大きくなし、各
複数の山頂部分と、該山頂部分と対をなす谷底
部分との各大きな壁厚箇所の周方向位相差を零
とする。

前項の構成に加えて、谷底部分についても
周方向に沿う局所範囲の壁厚を大きくなし、各
複数の山頂部分と、該山頂部分と対をなす谷底
部分との各大きな壁厚箇所の周方向位相を互い
にずらす。

実施例 以下、第３図ないし第５図に示した一実施例に
ついて説明する。

第３図は、フレキシブルブーツ３０をその軸線
Ｌに沿う方向から見た端面図であり、第４図は第
３図における−線断面図である。フレキシブ
ルブーツ３０の主胴部３１は多数の山部３２と谷
部３４が連なつた円筒状蛇腹形状体として形成さ
れている。図中、特定の山部３２Ａ，３２Ｂにつ
いて注目すると、その山頂部分３３の壁厚がｙ軸
と交差する短い周長範囲において厚肉壁３３ｂ，
３３ｂとして形成され、ｘ軸と交差する部分を含
めた残部壁厚が通常採用される肉厚寸法の相対的
薄肉壁３３ａとして形成されている。また、山部
３２Ａ，３２Ｂと対をなす谷部３４Ａ，３４Ｂの
谷底部分３５の壁厚は、山頂部分３３の厚肉壁３
３ｂと周方向同位相で大きくなされている（厚肉
壁３５ｂ，３５ｂ）。

山部３２Ａ，３２Ｂ、谷部３４Ａ，３４Ｂに隣
接する山部３２Ｃ，３２Ｄ、谷部３４Ｃ，３４Ｄ
にあつては、その山頂部分および谷底部分の壁厚
はいずれもｘ軸と交差する短い周長範囲において
厚肉壁として形成されている。

そして、山部３２Ｃ，３２Ｄ、谷部３４Ｃ，３
４Ｄに隣接する山部３２Ｅ，３２Ｆ、谷部３４
Ｅ，３４Ｆにあつては、その山頂部分および谷底
部分の壁厚がいずれもｙ軸と交差する短い周長範
囲で厚肉壁として形成され、以下順次隣接する他
の山部、谷部についても同様な周方向位相差関係
をもつて厚肉壁が形成されている。

ここで、山頂部分３３の相対的薄肉壁箇所で測
定したフレキシブルブーツ３０の外径をD₁、谷
底部分３５の相対的薄肉壁箇所で測定したフレキ
シブルブーツ３０の内径をD₂、山頂部分３３の
厚肉壁の壁厚をt₁、薄肉壁の壁厚をt₂、全ての山
頂部分３３相互間で等しいピツチをＰとすると
き、例えば下記寸法を採用するのが好ましい。

D₁＝60Φmm， D₂＝45Φmm t₁＝2.0mm， t₂＝1.5mm Ｐ＝８mm フレキシブルブーツ３０は以上のように形成さ
れており、第６図に示す態様で該フレキシブルブ
ーツ３０を機械要素に装着して使用する間、密封
空間であるフレキシブルブーツ３０の内部空間が
温度変化によつて減圧状態になつたとき、相互に
隣接する山部３２Ａ，３２Ｂ、谷部３４Ａ，３４
Ｂと山部３２Ｃ，３２Ｄ、谷部３４Ｃ，３４Ｄ間
で厚肉壁の周方向位相が中心角（θ）＝90度だけ
ずれているため、一方の山部および谷部を変形さ
せようとする力と他方の山部および谷部を変形さ
せようとする力とが互いに相殺し、いずれの箇所
も凹み変形が生じ難い。この特性は全ての隣接す
る山部、谷部間で同様であり、フレキシブルブー
ツ３０の耐負圧特性は、全ての山頂部分および谷
底部分の壁厚を前記厚肉壁の壁厚と同等に大きく
した場合のそれよりも優れている。この事は又、
材料節減を計りつつフレキシブルブーツ３０の剛
性（耐負圧特性）を向上させ得ることを意味して
いる。

考案の効果 以上の説明から明らかなように、主胴部分が複
数の山谷部を有する蛇腹形状体として形成された
本考案のフレキシブルブーツでは、一つ又は相隣
接する少数の任意の山谷部につき、山頂部分と谷
底部分のうち少なくとも一方の壁厚を、周方向に
沿う少なくとも一箇所で相対的に短い周長範囲に
亘つて残部よりも厚肉に形成するとともに、フレ
キシブルブーツの軸線方向で前記一つ又は相隣接
する少数の山谷部と隣合う山谷部の同様の厚肉部
分と前者の厚肉部分との周方向位相をずらしたた
め、該フレキシブルブーツを機械要素に装着して
使用する間、密封空間であるフレキシブルブーツ
の内部空間が減圧状態になつたとき、互いに周方
向位相の異なる厚肉壁を有する隣接山頂部分また
は谷底部分相互の減圧時変形特性（変形方向）が
異なり、該特性差によつて主胴部壁の凹み変形が
効果的に抑制され、優れた耐負圧特性を期待する
ことができる。また、本考案のフレキシブルブー
ツでは、山頂部分あるいは谷底部分の全周に亘る
壁厚を大きくしている訳ではないため、相対的意
味での材料節減効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案例に係るフレキシブルブーツの
任意の山部につき、その山頂部分に沿つて輪切り
状態に截断した断面図、第２図は前記フレキシブ
ルブーツにおいて第１図の山部（山頂部分）に隣
接する山部につき、その山頂部分に沿つて輪切り
状に截断した断面図、第３図は一実施例に係るフ
レキシブルブーツをその軸線Ｌに沿う方向から見
た端面図、第４図は第３図における−線断面
図、第５図は第３図における−線断面図（要
部拡大図）、第６図は自動車のラツク・ピニオン
式ステアリング装置の要部および該装置に適用さ
れた公知に係るフレキシブルブーツの全体形状を
示す断面図である。 ２０……山頂部分、２０ａ……薄肉壁、２０ｂ
……厚肉壁、２１……山頂部分、２１ａ……厚肉
壁、２１ｂ……薄肉壁、３０……フレキシブルブ
ーツ、３１……主胴部、３２……山部、３３……
山頂部分、３３ａ……薄肉壁、３３ｂ……厚肉
壁、３４……谷部、３５……谷底部分、３５ｂ…
…厚肉壁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ゴム、樹脂等のエラストマーからなり、主胴部
   分が複数の山谷部をを有する蛇腹形状体として形
   成されたフレキシブルブーツにおいて、 一つ又は相隣接する少数の任意の山谷部につ
   き、山頂部分と谷底部分のうち少なくとも一方の
   壁厚が、周方向に沿う少なくとも一箇所で相対的
   に短い周長範囲に亘つて残部よりも厚肉に形成さ
   れ、フレキシブルブーツの軸線方向で前記一つ又
   は相隣接する少数の山谷部と隣り合う山谷部の同
   様の厚肉部分と前者の厚肉部分との周方向位相が
   異なつていることを特徴とするフレキシブルブー
   ツ。