JP2013181630A - ボールジョイント用ダストカバー - Google Patents

Abstract

【課題】長期にわたって高いシール性を維持することができる安価なボールジョイント用ダストカバーを提供する。
【解決手段】筒状のダストカバー２０の本体２６が、ボールスタッド１９の軸部２１に嵌合した第１開口２８を有する第１端部２９と、ソケット１７に嵌合した第２開口３０を有する第２端部３１と、胴部３２とを備える。第１端部２９の端面２９ａのリップ３３が、ナックル１５の他端面１５ｂに弾性的に接触する。第１端部２９の外周溝３４に保持された金属製の圧縮コイルばね２７が、リップ３３をナックル１５の他端面１５ｂに弾性的に付勢する。
【選択図】図２

Description

本発明はボールジョイント用ダストカバーに関する。

一般に、ボールジョイント用ダストカバーは、筒状をなし、上端部と下端部とを有している。上端部に設けられた小径開口部が、ボールスタッドの軸部の外周に嵌合している。また、下端部に設けられた大径開口部が、ボールスタッドの下端に設けられた球頭部を保持するソケットの外周に嵌合している。
ダストカバーの上端部の端面には、ボールスタッドの軸部を取り囲む環状のリップが設けられている。そのリップが、ナックルの下端面に弾性的に接触することにより、ダストカバーの上端部の端面とナックルの下端面との間のシール性を確保している。

特許文献１では、ダストカバー内に、周方向に並ぶ複数（例えば４個）のＵ字状の板ばねを組み込んでおり、これらの板ばねによって、筒状のダストカバーが伸長するように付勢している。これにより、ナックルの下端面に対するリップの追従性を高めている。
特許文献２では、ダストカバーの胴部の表面に、螺旋状の補強部を突出形成している。これにより、長期の使用によりダストカバーが反発力を失っても、胴部の潰れを抑制して、ダストカバーの上端部の端面とナックルの下端面との間のシール性を確保している。

実開平２−１８９１７号公報 実開平５−３６１１８号公報

特許文献１では、複数のＵ字状の板ばねをダストカバー内に組み込み、また、各板ばねを、第１端部および第２端部にそれぞれ埋設された芯金に固定する必要がある。このため、組み立て難く、製造コストが高くなる。
特許文献２では、長期の使用による熱老化によって、ダストカバー全体としての反発力が弱まり、ダストカバーの上端部でのシール性が低下するおそれがある。

そこで、本発明の目的は、長期にわたって高いシール性を維持することができる安価なボールジョイント用ダストカバーを提供することである。

前記目的を達成するため、請求項１の発明は、ボールスタッド（１９）の軸部（２１）がナックル（１５）に締付固定され、前記ボールスタッドの球頭部（２２）がソケット（１７）に保持されたボールジョイント（１３）に用いられるダストカバー（２０；２０Ａ；２０Ｂ）であって、ゴムを含む中空の本体（２６；２６Ａ；２６Ｂ）と、金属製の圧縮ばね（２７）と、を備え、前記本体は、前記軸部に嵌合した第１開口（２８）を有する第１端部（２９）と、前記ソケットに嵌合した第２開口（３０）を有する第２端部（３１）と、前記第１端部と前記第２端部とを接続する胴部（３２）と、を含み、前記第１端部は、前記ナックルの端面（１５ｂ）に対向する環状の端面（２９ａ）と、前記第１端部の端面から突出して前記第１開口を取り囲み、前記ナックルの端面に弾性的に接触する環状のリップ（３３）と、前記圧縮ばねを保持する外周溝（３４）と、を有し、前記圧縮ばねは、前記リップを前記ナックルの端面側へ付勢しているボールジョイント用ダストカバー（２０；２０Ａ；２０Ｂ）を提供する。

なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
また、請求項２のように、前記外周溝は、前記リップの背部に配置された第１内壁面（３４ａ）と、前記第１内壁面に対向する第２内壁面（３４ｂ）と、を含み、前記圧縮ばねは、前記第１内壁面と前記第２内壁面との間に圧縮された状態で介在し、前記第１内壁面を介して、前記リップを前記ナックルの端面側へ付勢していてもよい。

また、請求項３のように、前記第１端部に埋設された芯金（３５Ａ；３５Ｂ）を備え、前記芯金の一部は、前記外周溝の第２内壁面に近接または露出した状態で、前記圧縮ばねの一端（２７１）を受けていてもよい。
また、請求項４のように、前記圧縮ばねは、前記第１端部を取り囲む圧縮コイルばね（２７）を含んでいてもよい。

請求項１の発明によれば、長期の使用による劣化で、リップや胴部の弾性反発力が低下しても、第１端部の外周溝に保持された金属製の圧縮ばねが、リップをナックルの端面側に付勢しているので、長期にわたって高いシール性を確保することができる。また、金属製の圧縮ばねを、外から第１端部の外周溝に嵌め込めばよいので、組立が容易であり、製造コストを安くすることができる。

請求項２の発明によれば、外周溝が、リップの背部に配置された第１内壁面を有しており、その第１内壁面を介して、圧縮ばねが、リップをナックルの端面側に付勢する。したがって、付勢力を効率良くリップに付加して、シール性を向上することができる。
請求項３の発明によれば、第１端部に埋設された芯金の一部が、外周溝の第２内壁面に近接または露出した状態で圧縮ばねの一端を受けているので、圧縮ばねによるリップへの付勢力を長期に維持して、長期にわたって高いシール性を確保することができる。

請求項４によれば、圧縮ばねとして、第１端部を取り囲む圧縮コイルばねを用いるので、その圧縮コイルばねを、外から第１端部の外周溝に容易に装着することができる。

本発明の一実施形態のボールジョイント用ダストカバーがアウターボールジョイントに適用されたステアリング装置の模式図である。 アウターボールジョイントとその周辺の構造の概略断面図である。 本発明の別の実施形態のダストカバーが適用されたアウターボールジョイント周辺の構造の概略断面図である。 本発明のさらに別の実施形態のダストカバーが適用されたアウターボールジョイント周辺の構造の概略断面図である。

以下には、図面を参照して、本発明の実施形態を具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るボールジョイント用ダストカバーが適用されたステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。ステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２と、転舵輪( 図示せず) を転舵するラックアンドピニオン機構により構成された転舵機構３とを備えている。

操舵部材２は、ステアリングシャフト４および中間軸５を介して、転舵機構３に連結されている。操舵部材２の回転は、ステアリングシャフト４および中間軸５を介して転舵機構３に伝達される。
転舵機構３は、ピニオン軸６およびラック軸７を備えている。ピニオン軸６は、中間軸５に連結された軸部８と、この軸部８の先端に設けられたピニオン９とを含む。操舵部材２の回転は、ステアリングシャフト４および中間軸５を介してピニオン軸６に伝達される。

ラック軸７は、車両の左右方向に沿って延びている。ラック軸７には、ラック１０が形成されている。ピニオン９およびラック１０は、互いに噛み合わされている。ピニオン軸６の回転は、ラック１０およびピニオン９により、ラック軸７の軸方向移動に変換される。
ラック軸７は筒状のハウジング１１に挿通されている。ラック軸７の両端部は、それぞれハウジング１１から突出している。ラック軸７の各端部には、インナーボールジョイント１２を介して、タイロッド１４の一端が連結されている。また、各タイロッド１４の他端（いわゆるタイロッドエンド）には、アウターボールジョイント１３が設けられている。図示はしないが、転舵輪は、ナックル１５（ナックルアーム）を介してアウターボールジョイント１３に連結されている。また、アウターボールジョイント１３の上部とナックル１５との間を覆う本実施形態のダストカバー２０が設けられている。

操舵操作（回転操作）では、前述したように、操舵部材２の回転がステアリングシャフト４および中間軸５によってピニオン軸６に伝達され、ピニオン９の回転がラック１０を通じてラック軸７の軸方向移動に変換される。そのときのラック軸７の軸方向移動は、インナーボールジョイント１２を介してタイロッド１４に伝えられ、さらに、タイロッド１４の動きがアウターボールジョイント１３を介してナックル１５へと伝えられる。その結果、転舵輪（図示せず）が転舵される。

図２に示すように、アウターボールジョイト１３は、タイロッド１４の一部を構成するハウジング１６と、ハウジング１６の一端に設けられたソケット１７と、ソケット１７に樹脂製の軸受部材１８を介して傾動可能に且つ回転可能に支持されボールスタッド１９と、ソケット１７とナックル１５との間を少なくとも覆う本実施形態のダストカバー２０とを備えている。

ボールスタッド１９は、一端２１ａと他端２１ｂと中間のテーパ部２１ｃとを有する軸部２１と、軸部２１の他端２１ｂに一体に形成された球頭部２２とを備えている。
軸部２１の中間のテーパ部２１ｃは、一端２１ａに向かうにしたがって、径が小さくなっている。軸部２１のテーパ部２１ｃが、ナックル１５（ナックルアーム）のテーパ孔２３に挿通され嵌合されている。軸部２１の一端２１ａに設けられたねじ部２４に、ナット２５が嵌合され、ナット２５は、ナックル１５の一端面１５ａに係合している。ナット２５の締付によって、ナット２５がナックル１５の一端面１５ａを押圧することにより、ナックル１５のテーパ孔２３に、軸部２１のテーパ部２１ｃに押し付けられている。その結果、ナックル１５にボールスタッド１９が、締付固定されている。

ダストカバー２０は、例えばクロロプレンゴム等のゴムにより形成された中空の本体２６と、本体２６に保持された金属製の圧縮ばねとしての圧縮コイルばね２７とを備えている。
ダストカバー２０の本体２６は、軸部２１に嵌合した第１開口２８を有する第１端部２９と、ソケット１７に嵌合した第２開口３０を有する第２端部３１と、第１端部２９と第２端部３１とを接続する筒状の胴部３２とを備えている。

第１端部２９は、ナックル１５の他端面１５ｂに対向する環状の端面２９ａと、第１端部２９の端面２９ａから突出して第１開口２８を取り囲み、ナックル１５の他端面１５ｂに弾性的に接触する環状のリップ３３と、圧縮コイルばね２７を保持した外周溝３４とを備えている。圧縮コイルばね２７は第１端部２９の周囲を取り囲んでいる。
第１端部２９の外周溝３４は、リップ３３の背部に配置された第１内壁面３４ａと、第１内壁面３４ａに対向する第２内壁面３４ｂとを有している。圧縮コイルばね２７は、第１内壁面３４ａと第２内壁面３４ｂとの間に圧縮された状態で介在し、第１内壁面３４ａを介して、リップ３３をナックル１５の他端面１５ｂ側へ弾性的に付勢している。

本実施形態によれば、長期の使用による劣化で、リップ３３や胴部３２の弾性反発力が低下しても、第１端部２９の外周溝３４に保持された金属製の圧縮ばね（圧縮コイルばね２７）が、リップ３３をナックル１５の他端面１５ｂ側に付勢しているので、長期にわたって高いシール性を確保することができる。また、金属製の圧縮ばね（圧縮コイルばね２７）を、第１端部２９の外周溝３４に嵌め込めばよいので、組立が容易であり、製造コストを安くすることができる。

また、外周溝３４が、リップ３３の背部に配置された第１内壁面３４ａを有しており、圧縮ばね（圧縮コイルばね２７）は、第１内壁面３４ａを介して、リップ３３をナックル１５の他端面１５ｂ側に付勢する。したがって、付勢力を効率良くリップ３３に付加して、シール性を向上することができる。
また、圧縮ばねとして、第１端部２９を取り囲む圧縮コイルばね２７を用いるので、その圧縮コイルばね２７を、第１端部２９の外周溝３４に容易に装着することができ、この点からも組立性がよい。

次いで、図３は、本発明の別実施形態のボールジョイント用ダストカバーが適用されたアウターボールジョイント周辺の構造を示している。本実施形態が、図２の実施形態と異なるのは、下記である。すなわち、本実施形態では、ダストカバー２０Ａが、本体２６Ａの第１端部２９に埋設された芯金３５Ａを備えている。その芯金３５Ａの一部が、外周溝３４の第２内壁面３４ｂに近接して配置され、圧縮コイルばね２７の一端２７１を受けている。

図３に示す本実施形態の構成要素において、図２の実施形態の構成要素と同じ構成要素には、図２の実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。
本実施形態によれば、図２の実施形態と同じ作用効果を奏することができる。しかも、第１端部２９に埋設された芯金３５Ａの一部が、外周溝３４の第２内壁面３４ｂに近接した状態で圧縮コイルばね２７の一端２７１を受けているので、圧縮コイルばね２７によるリップ３３への付勢力を長期に維持して、長期にわたって高いシール性を確保することができる。

なお、本発明と前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、図３の実施形態の変更形態として、図４に示すダストカバー２０Ｂのように、本体２６Ｂに埋設された芯金３５Ｂの一部が、外周溝３４の第２内壁面３４ｂから露出した状態で、圧縮コイルばね２７の一端２７１を直接、受けていてもよい。
また、前記実施形態では、圧縮ばねとして、圧縮コイルばね２７に代えて、１ないし積層された複数の皿ばねを用いてもよい。その他、本発明の請求項記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。

１３…アウターボールジョイント、１４…タイロッド、１５…ナックル、１７…ソケット、１８…軸受部材、１９…ボールスタッド、２０；２０Ａ；２０Ｂ…ダストカバー、２１…軸部、２１ａ…一端、２１ｂ…他端、２１ｃ…テーパ部、２２…球頭部、２３…テーパ孔、２４…ねじ部、２５…ナット、２６；２６Ａ；２６Ｂ…本体、２７…圧縮コイルばね（圧縮ばね）、２７１…一端、２８…第１開口、２９…第１端部、３０…第２開口、３１…第２端部、３２…胴部、３３…リップ、３４…外周溝、３４ａ…第１内壁面、３４ｂ…第２内壁面、３５Ａ；３５Ｂ…芯金

Claims (4)

1. ボールスタッドの軸部がナックルに締付固定され、前記ボールスタッドの球頭部がソケットに保持されたボールジョイントに用いられるダストカバーであって、
   ゴムを含む中空の本体と、金属製の圧縮ばねと、を備え、
   前記本体は、前記軸部に嵌合した第１開口を有する第１端部と、前記ソケットに嵌合した第２開口を有する第２端部と、前記第１端部と前記第２端部とを接続する胴部と、を含み、
   前記第１端部は、前記ナックルの端面に対向する環状の端面と、前記第１端部の端面から突出して前記第１開口を取り囲み、前記ナックルの端面に弾性的に接触する環状のリップと、前記圧縮ばねを保持する外周溝と、を有し、
   前記圧縮ばねは、前記リップを前記ナックルの端面側へ付勢しているボールジョイント用ダストカバー。
2. 請求項１において、前記外周溝は、前記リップの背部に配置された第１内壁面と、前記第１内壁面に対向する第２内壁面と、を含み、
   前記圧縮ばねは、前記第１内壁面と前記第２内壁面との間に圧縮された状態で介在し、前記第１内壁面を介して、前記リップを前記ナックルの端面側へ付勢しているボールジョイト用ダストカバー。
3. 請求項２において、前記第１端部に埋設された芯金を備え、
   前記芯金の一部は、前記外周溝の第２内壁面に近接または露出した状態で、前記圧縮ばねの一端を受けているボールジョイント用ダストカバー。
4. 請求項２または３において、前記圧縮ばねは、前記第１端部を取り囲む圧縮コイルばねを含むボールジョイント用ダストカバー。

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