(57)【要約】【課題】スタッドのシール性を確保すること。【解決手段】スタッド１１３の一端にナックル２０１を連結し、スタッド１１３の他端に設けた球頭部１１２を揺動及び回転自在にソケット１２１に収容するボールジョイント１０１に、球頭部１１２を収納するソケット１２１の収容領域（空間Ｓ）を取り囲む大径開口１３４と、球頭部１１２側でナックル２０１の根元部分に現れるスタッド１１３のシール面１１３ａを取り囲む小径開口１３３とを膜部１３２で連結したダストカバー１３１を装着する。スタッド１１３は、シール面１１３ａの端部から球頭部１１２に向けてスタッド１１３の径を縮小する方向に傾斜する縮径部１１３ｂを備え、ダストカバー１３１の小径開口１３３は、シール面１１３ａに弾性的に密接するシールリップ１４１と、縮径部１１３ｂに側面を弾性的に密接させる位置補正ビード１７１とを備える。【選択図】図１
2020020447.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタッドの一端にナックルを連結し、前記スタッドの他端に設けた球頭部を揺動及び回転自在にソケットに収容するボールジョイントと、
前記球頭部を収納する前記ソケットの収容領域を取り囲む大径開口と、前記球頭部側で前記ナックルの根元部分に現れる前記スタッドのシール面を取り囲む小径開口とを備え、これらの大径開口と小径開口とを膜部で連結したダストカバーと、
前記シール面の端部から前記球頭部に向けて前記スタッドの径を縮小する方向に傾斜する縮径部と、
前記シール面に弾性的に密接するように前記小径開口に設けられたシールリップと、
前記縮径部に側面が弾性的に密接するように前記小径開口に設けられた位置補正ビードと、
を備えることを特徴とするボールジョイントの密封構造。
【請求項２】
前記縮径部は、断面湾曲形状を有している、
ことを特徴とする請求項１に記載のボールジョイントの密封構造。
【請求項３】
前記シール面は、前記縮径部との境界部分を最大径とし、前記ナックルに向かうにつれて径を縮小する、
ことを特徴とする請求項１に記載のボールジョイントの密封構造。
【請求項４】
前記小径開口は、補強環を埋め込んでいる、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一に記載のボールジョイントの密封構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールジョイントに装着されるダストカバーの小径開口とスタッドとを密封するボールジョイントの密封構造に関する。
に関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールジョイントは、スタッドの一端にナックルを固定し、スタッドの他端に設けた球頭部をソケットに収納して保持するという基本構造を備えている。球頭部はソケット内で揺動及び回転自在であり、スタッドに同様の動作を提供する。したがってボールジョイントは、二つのジョイント対象物のうちの一方にナックルを連結し、もう一方のジョイント対象物にソケットを連結することで、二つのジョイント対象物を揺動及び回転自在に連結する。
【０００３】
ボールジョイントは、ソケットの内部にグリースを充填している。スタッドの球頭部を円滑に動作させるためである。このためソケット内部からのグリースの漏れ出しと、ソケット内部への異物の混入とを防止するために、ボールジョイントにはダストカバーが装着されている。ダストカバーは、小径開口と大径開口とを有する膜状部材であり、小径開口に設けたシールリップでスタッドを弾性的に覆い、大径開口で球頭部の収容領域を固定的に取り囲んで密閉する。
【０００４】
図３に示すように、ある種のボールジョイントには、スタッド１に縮径部２を設けた種類のものがある。縮径部２は、球頭部３側でナックル４の根元部分に現れるスタッド１のシール面５の端部から、球頭部３に向けて径を縮小する外形形状をスタッド１に与えている。
【０００５】
縮径部２を設ける理由は、ソケット６に収納された球頭部３が揺動した際、ソケット６とスタッド１との衝突を回避するためである。図３に示すボールジョイントは、スタッド１の軸ＡＸが角度αの範囲で揺動可能になっている。このときスタッド１は、ソケット６との間の干渉を縮径部２によって避けている。換言すると、もしも縮径部２が設けられておらず、例えばナックル４に嵌め込まれている形状（図３中、点線で示す）のまま球頭部３に連絡していると仮定すると、図３からもわかるように、スタッド１は、角度αまで揺動する手前の段階でソケット６に干渉してしまう。
【０００６】
したがって縮径部２は、スタッド１の可動領域を拡大する。
【０００７】
図３に示すような縮径部を持つボールジョイントは、例えば特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１０−２０３４５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
図４に例示するように、ダストカバー１１の小径開口１２に設けられているシールリップ１３は、ナックル４の下面とスタッド１のシール面５とに密接する。シールリップ１３は締め代を持ち、その分が潰れて対象物に密接する。本例では、スタッド１のシール面５には二つのリップ端１３ａ，１３ｂが、ナックル４の下面には一つのリップ端１３ｃがそれぞれ潰れた状態で密接している。これによってソケット６に充填されたグリース（図示せず）の漏れ出しが防止される。
【００１０】
小径開口１２の外周部分に位置するのは、ダストリップ１４である。ダストリップ１４はナックル４の下面に密接し、ソケット６内部への外部からの異物の混入を防止する。
【００１１】
図３に例示するような縮径部２を有するスタッド１は、縮径部２を有しないスタッドと比較すると、軸ＡＸ方向のシール面５の幅が自ずと狭くなる。図４中、この幅をスタッド幅Ｗ１として示す。
【００１２】
その一方シールリップ１３は、シール面５に密接する二つのリップ端１３ａ，１３ｂによってシール可能なシール幅Ｗ２を規定する。シール幅Ｗ２は、必然的にスタッド幅Ｗ１以下の寸法になる。仮に二つのリップ端１３ａ，１３ｂの幅がシール幅Ｗ２よりも大きいとしても、シール面５に対してシール作用を生ずるのは、あくまでもスタッド幅Ｗ１の範囲内でしかないからである。よって
Ｗ１≧Ｗ２
の関係が成立する。
【００１３】
Ｗ１≧Ｗ２という寸法関係は、スタッド幅Ｗ１が広く、このため十分なシール幅Ｗ２を確保できるのであれば問題ない。ところがスタッド幅Ｗ１が狭くなるにつれてシール幅Ｗ２が狭まると、シール面５に対するシールリップ１３の密接力が弱まり、スタッド１が揺動したときに、シール面５とシールリップ１３とが位置ずれしやすくなる。こうして両者が位置ずれすると、シールリップ１３に口開き現象、つまりシール面５とシールリップ１３との間に隙間が開く現象が生じやすくなる。口開き現象は、スタッド１の揺動方向と反対側の領域に生ずる。このような口開き現象は、シールリップ１３のシール性を損なうため、改善が求められる。
【００１４】
本発明の課題は、スタッドに設けられたシール面のスタッド幅が狭くても、スタッドに対するシール性を確保できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明のボールジョイントの密閉装置は、スタッドの一端にナックルを連結し、前記スタッドの他端に設けた球頭部を揺動及び回転自在にソケットに収容するボールジョイントと、前記球頭部を収納する前記ソケットの収容領域を取り囲む大径開口と、前記球頭部側で前記ナックルの根元部分に現れる前記スタッドのシール面を取り囲む小径開口とを備え、これらの大径開口と小径開口とを膜部で連結したダストカバーと、前記シール面の端部から前記球頭部に向けて前記スタッドの径を縮小する方向に傾斜する縮径部と、前記シール面に弾性的に密接するように前記小径開口に設けられたシールリップと、前記縮径部に側面が弾性的に密接するように前記小径開口に設けられた位置補正ビードとを備える。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、位置補正ビードがスタッドのシール面に対してシールリップを位置ずれしにくくするので、スタッドに設けられたシール面のスタッド幅が狭くても、スタッドに対するシール性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施の一形態を示すダストカバーが装着されたボールジョイントの垂直断面図。
【図２】スタッドのシール面及び縮径部に対するシールリップ及び位置補正ビードの密接状態を示す垂直断面図。
【図３】スタッドの一形態を示すボールジョイントの垂直断面図。
【図４】スタッドのシール面及び縮径部に対するシールリップ及び位置補正ビードの密接状態を示す垂直断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
実施の一形態を図１及び図２に基づいて説明する。本実施の形態は、ジョイント対象物であるロアアーム（図示せず）とナックル２０１とを連結するボールジョイント１０１の一例を示す。
【００１９】
図１に示すように、ボールジョイント１０１は、ボールスタッド１１１に設けた球頭部１１２をソケット１２１に揺動（矢印Ａ）及び回転（矢印Ｂ）自在に保持させ、この保持領域をダストカバー１３１で密閉するという基本構造を有している。
【００２０】
ボールジョイント１０１は、ボールスタッド１１１のスタッド１１３の部分をナックル２０１に連結させている。スタッド１１３は、球頭部１１２からその中心点に軸心を通すように延出しており、中間部分に段部１１４、先端部にボルト１１５を有している。ボールジョイント１０１は、ナックル２０１の中央部分に設けている図示しない取付孔にスタッド１１３を挿入させ、ボルト１１５にナット１１６を螺合させて締め付けることでナックル２０１に連結されている。
【００２１】
ナックル２０１は、スタッド１１３に設けられた段部１１４とナット１１６との間に締結され、ボールスタッド１１１の軸ＡＸと直交する方向に延出する。ボールスタッド１１１の軸ＡＸと直交する方向に延出するのは、図１中、ナックル２０１の両端部分だけであり、中間部分はスタッド１１３を覆うような形状になっている。
【００２２】
ボールスタッド１１１が有するスタッド１１３は、球頭部１１２側でナックル２０１の根元部分に現れる位置に、シール面１１３ａを有している。シール面１１３ａは、後述する小径開口１３３に設けたシールリップ１４１を密接させる面である。
【００２３】
スタッド１１３は、シール面１１３ａに連絡する位置に、縮径部１１３ｂを有している。縮径部１１３ｂは、シール面１１３ａの端部から球頭部１１２に向けて、スタッド１１３の径を縮小する方向に傾斜する面である。より詳しくは、縮径部１１３ｂは、断面湾曲形状をなして径を縮小している。
【００２４】
シール面１１３ａは、縮径部１１３ｂとの境界部分を最大径とし、ナックル２０１に向かうにつれて径を縮小する。
【００２５】
ソケット１２１は、両端が開口する筒状のハウジング１２２に樹脂製の軸受１２３を収納し、底部を底板１２４で塞いでいる。ハウジング１２２の開口する一端は開口部１２５であり、この開口部１２５からボールスタッド１１１のスタッド１１３の部分を外部に露出させている。軸受１２３は、ハウジング１２２に隙間なく収納されて固定的に保持され、ボールスタッド１１１の球頭部１１２を揺動及び回転自在に保持する。軸受１２３と球頭部１１２の接触領域には、潤滑用グリースが充填されている。
【００２６】
ハウジング１２２は、開口部１２５に近い側の外周面に取付溝１２６を形成している。この取付溝１２６は、ダストカバー１３１を取り付けるための溝である。
【００２７】
ダストカバー１３１は、ゴム状弾性部材によって形成された膜状部材である。ダストカバー１３１は、カップ形状をした膜部１３２の一端側に小径開口１３３を、他端側に大径開口１３４をそれぞれ設けている。ゴム状弾性部材であるが故に、ダストカバー１３１は柔軟性と弾性復元力とを備えている。
【００２８】
大径開口１３４は、ハウジング１２２の外周面に設けた取付溝１２６に嵌め込まれて取り付けられるクランプ部１３５を有している。クランプ部１３５は、取付溝１２６に嵌め込まれた状態でクランプワイヤ１３６を受け入れる。ダストカバー１３１の大径開口１３４は、取付溝１２６に嵌め込まれたクランプ部１３５をクランプワイヤ１３６で締め付けることによって、ソケット１２１のハウジング１２２に固定的に取り付けられる。
【００２９】
図２に示すように、小径開口１３３は、シールリップ１４１とダストリップ１５１と位置補正ビード１７１とを備えている。これらの各部１４１、１５１、１７１はいずれも一体成形によってダストカバー１３１に形成された円環状をなしている。シールリップ１４１は小径開口１３３の内周部分とナックル２０１側の開口端部分に、ダストリップ１５１は小径開口１３３の開口端部分に、位置補正ビード１７１は小径開口１３３の球頭部１１２側の開口端部分にそれぞれ配置されている。
【００３０】
シールリップ１４１は、スタッド１１３に固定されたナックル２０１のシール面１１３ａを弾性的に覆い、ダストカバー１３１の膜部１３２によって画される球頭部１１２を収容する収容領域である空間Ｓを密閉してシールする。シールリップ１４１は、三条のリップ端１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃを有している。
【００３１】
シールリップ１４１の二条のリップ端１４１ａ，１４１ｂは、小径開口１３３の内周面に環状に突出形成されている。これらのリップ端１４１ａ，１４１ｂの突出方向は、小径開口１３３の内周に向けた方向である。したがってリップ端１４１ａ，１４１ｂは、図２に示す締め代で、スタッド１１３のシール面１１３ａに弾性的に密接している。
【００３２】
シールリップ１４１の残りの一条のリップ端１４１ｃは、小径開口１３３の開口端に環状に突出形成されている。ナックル２０１側の開口端である。リップ端１４１ｃの突出方向は、小径開口１３３の軸方向、つまりボールスタッド１１１の軸ＡＸに沿った方向である。したがってリップ端１４１ｃは、図２に示す締め代で、ナックル２０１の下面に弾性的に密接している。
【００３３】
ダストリップ１５１は、小径開口１３３の開口端に環状に突出形成されている。ナックル２０１側の開口端である。前述したとおり、ナックル２０１側に位置する小径開口１３３の開口端には、シールリップ１４１の一条のリップ端１４１ｃも設けられている。このリップ端１４１ｃよりも、ダストリップ１５１は外周側に配置されている。
【００３４】
ダストリップ１５１のリップ端１５１ａは、ダストカバー１３１の軸方向、つまりボールスタッド１１１の軸ＡＸに沿った方向に対して、外周側に向かう方向に突出している。したがってダストリップ１５１のリップ端１５１ａは、その側面１５１Ｓをナックル２０１の下面に弾性的に密接させる。このときの締め代は、図２に示すとおりである。
【００３５】
位置補正ビード１７１は、小径開口１３３の内周面に環状に突出形成されている。前述したとおり、小径開口１３３の内周面には、シールリップ１４１の二条のリップ端１４１ａ，１４１ｂも設けられている。これらのリップ端１４１ａ，１４１ｂよりも、位置補正ビード１７１は球頭部１１２側に配置されている。
【００３６】
位置補正ビード１７１は、スタッド１１３に対して小径開口１３３が正しく位置決めされてときに、スタッド１１３の縮径部１１３ｂに、シールリップ１４１の二条のリップ端１４１ａ，１４１ｂ側の側面１７１Ｓを弾性的に密接させる位置に配置されている。このときの締め代は、図２に示すとおりである。
【００３７】
ダストカバー１３１の小径開口１３３には、補強環１９１が埋め込まれている。補強環１９１は環状の金属部材であり、断面Ｌ字形形状を有している。Ｌ字形の一片は、ダストカバー１３１の軸方向、つまりボールスタッド１１１の軸ＡＸに沿った方向に延びる垂直片１９２である。Ｌ字形の別の一片は、ダストカバー１３１の軸と直交する方向に延びる水平片１９３である。垂直片１９２は、シールリップ１４１の二条のリップ端１４１ａ，１４１ｂと、位置補正ビード１７１との外周側に位置づけられ、水平片１９３と共に小径開口１３３の剛性を強化する。
【００３８】
このような構成において、シールリップ１４１は、二条のリップ端１４１ａ，１４１ｂによってスタッド１１３のシール面１１３ａをシールし、一条のリップ端１４１ｃによってナックル２０１の下面をシールする。これによってシールリップ１４１は、ダストカバー１３１の膜部１３２によって画された空間Ｓ、つまりジョイント内部に収容された潤滑用グリースの漏れ出しを防止する。ダストリップ１５１は、ナックル２０１の下面をシールし、ジョイント内部への水やダスト等の外部異物の浸入を防止する。
【００３９】
ボールジョイント１０１が使用される環境では、ジョイント対象物である図示しないロアアームとナックル２０１との間に角度変化が生ずる。これに応じてボールスタッド１１１が揺動し、あるいは回転することができるように、ソケット１２１内で球頭部１１２が揺動（図１中の矢印Ａ）し、あるいは回転（矢印Ｂ）する。二つのジョイント対象物の間の角度変化は、このような球頭部１１２の運動によって吸収される。
【００４０】
ボールスタッド１１１が揺動したとき、ダストカバー１３１は変形する。ダストカバー１３１はゴム状弾性部材であるが故に柔軟性と弾性復元力とを備え、ボールスタッド１１１が揺動することによって生ずる伸び側（図１中の右側）において膜部１３２を伸ばし、縮み側（図１中の左側）において膜部１３２を撓ませながら縮める。ダストカバー１３１は、ボールスタッド１１１の揺動に伴う変形を吸収する。
【００４１】
ボールスタッド１１１が揺動した際、縮み側（図１中の左側に相当）のシールリップ１４１及びダストリップ１５１は、ナックル２０１の下面に対する密接力を深める。このときシールリップ１４１においては、そもそもリップ端１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃが押し潰された状態でスタッド１１３のシール面１１３ａ及びナックル２０１の下面に密接していることもあり、密接力が高まることによる問題は生じない。リップ端１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃをさらに押し潰す方向に力が加えられるだけだからである。
【００４２】
ところが伸び側（図１中の右側）においては、シール面１１３ａの幅、つまりスタッド幅Ｗ１（図２参照）が狭くなればなるほどシール面１１３ａに対するシールリップ１４１の密接力が弱まり、シール面１１３ａとシールリップ１４１とが位置ずれしやすくなることは、「発明が解決しようとする課題」の項目で述べたとおりである。このような課題に対して、本実施の形態は、位置補正ビード１７１によってその解決を図っている。以下、説明する。
【００４３】
図２に示すように、ダストカバー１３１の小径開口１３３は、スタッド幅Ｗ１の寸法を超えた寸法のシール幅Ｗ２を有しており、
Ｗ１＜Ｗ２
の関係を成立させている。シールリップ１４１の二条のリップ端１４１ａ，１４１ｂに加えて、位置補正ビード１７１もシール作用を奏するからである。
【００４４】
スタッド１１３のシール面１１３ａに対しては、確かに二条のリップ端１４１ａ，１４１ｂのみが密接し、シール作用を生ずる。これに対して位置補正ビード１７１は、その側面１７１Ｓを縮径部１１３ｂに密接させていることから、スタッド１１３に対するシール作用を生じさせる。このため小径開口１３３は、シール面１１３ａの幅が狭まってスタッド幅Ｗ１の寸法が小さくなったとしても、より広いシール幅Ｗ２をもってスタッド１１３をシールすることを可能にする。
【００４５】
その結果シール面１１３ａの幅、つまりスタッド幅Ｗ１（図２参照）が狭くなったとしても、シール面１１３ａに対するシールリップ１４１の密接力が位置補正ビード１７１によって補完され、シール面１１３ａに対する小径開口１３３の位置ずれを防止することができる。したがってシール面１１３ａのスタッド幅Ｗ１が狭いスタッド１１３に対しても、良好なシール性を確保することができる。
【００４６】
本実施の形態の縮径部１１３ｂは、断面湾曲形状を有している。このため位置補正ビード１７１の密着性を高めることができる。
【００４７】
本実施の形態のシール面１１３ａは、縮径部１１３ｂとの境界部分を最大径とし、ナックル２０１に向かうにつれて径を縮小する。このためシールリップ１４１の二条のリップ端１４１ａ，１４１ｂと位置補正ビード１７１とのなす角度がより鋭角になり、スタッド１１３に対する密着性を高めることができる。
【００４８】
本実施の形態の小径開口１３３は、補強環１９１を埋め込んでいる。これによってシールリップ１４１の二条のリップ端１４１ａ，１４１ｂと位置補正ビード１７１とによるスタッド１１３に対する密着性を、より一層高めることができる。
【００４９】
実施に際しては、各種の変形や変更が可能である。
【符号の説明】
【００５０】
１０１    ボールジョイント
１１１    ボールスタッド
１１２    球頭部
１１３    スタッド
１１３ａ  シール面
１１３ｂ  縮径部
１１４    段部
１１５    ボルト
１１６    ナット
１２１    ソケット
１２２    ハウジング
１２３    軸受
１２４    底板
１２５    開口部
１２６    取付溝
１３１    ダストカバー
１３２    膜部
１３３    小径開口
１３４    大径開口
１３５    クランプ部
１３６    クランプワイヤ
１４１    シールリップ
１４１ａ  リップ端
１４１ｂ  リップ端
１４１ｃ  リップ端
１５１    ダストリップ
１５１ａ  リップ端
１５１Ｓ  側面
１７１    位置補正ビード
１７１Ｓ  側面
２０１    ナックル
Ｓ    空間（収容領域）
【図１】
2020020447.tif 000003
【図２】
2020020447.tif 000004
【図３】
2020020447.tif 000005
【図４】
2020020447.tif 000006