(57)【要約】  部品点数を増加させることなく、シール性の向上を図ったダストカバー及び密封構造を提供する。  シール部１２０は、軸部３１０の外周表面に対して摺動自在な複数の環状凸部を有する内周シール部と、ナックル４００の端面に対して摺動自在なダストシール部と、を備え、複数の環状凸部のうち最も一端側の第３凸部１２１ｃは、シール部１２０における一端側の端面から他端側に向かって凹む環状凹部１２３と、シール部１２０の内周面とによって、一端側に向かって突出するように形成されると共に、第３凸部１２１ｃの内周面は、鍔部３１１の外周面に摺動自在に密着するように構成されることを特徴とする。
2017154672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鍔部を有する軸部の一端に球形部を有するボールスタッドと、前記球形部の軸受を有し、前記ボールスタッドを回転かつ揺動自在に支持するソケットと、前記鍔部を介して前記球形部とは反対側で前記軸部と結合する結合部材と、を備えるボールジョイントに用いられるダストカバーにおいて、
変形可能な胴体部と、該胴体部の一端側に設けられ、前記ソケットに固定される被固定部と、該胴体部の他端側に設けられ、前記軸部と結合部材に対してそれぞれ摺動自在に備えられるシール部と、を一体に有する弾性体製のシール本体と、
前記シール部の内部に設けられる補強環と、
を備えるダストカバーであって、
前記シール部は、
前記軸部の外周表面に対して摺動自在な複数の環状凸部を有する内周シール部と、
前記結合部材の端面に対して摺動自在なダストシール部と、
を備え、
前記複数の環状凸部のうち最も前記一端側の一端側凸部は、前記シール部における前記一端側の端面から前記他端側に向かって凹む環状凹部と、前記シール部の内周面とによって、前記一端側に向かって突出するように形成されると共に、
前記一端側凸部の内周面は、前記鍔部の外周面に摺動自在に密着するように構成されることを特徴とするダストカバー。
【請求項２】
前記補強環における前記一端側の端面は、前記一端側凸部よりも前記他端側に位置していることを特徴とする請求項１に記載のダストカバー。
【請求項３】
前記一端側凸部の内周面は前記一端側に向かって拡径する傾斜面により構成され、かつ前記一端側凸部の外周面は前記一端側に向かって縮径する傾斜面により構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のダストカバー。
【請求項４】
鍔部を有する軸部の一端に球形部を有するボールスタッドと、前記球形部の軸受を有し、前記ボールスタッドを回転かつ揺動自在に支持するソケットと、前記鍔部を介して前記球形部とは反対側で前記軸部と結合する結合部材と、を有するボールジョイントと、
該ボールジョイントに用いられるダストカバーと、
を備える密封構造において、
前記ダストカバーは、
変形可能な胴体部と、該胴体部の一端側に設けられ、前記ソケットに固定される被固定部と、該胴体部の他端側に設けられ、前記軸部と結合部材に対してそれぞれ摺動自在に備えられるシール部と、を一体に有する弾性体製のシール本体と、
前記シール部の内部に設けられる補強環と、
を備え、
前記シール部は、
前記軸部の外周表面に対して摺動自在な複数の環状凸部を有する内周シール部と、
前記結合部材の端面に対して摺動自在なダストシール部と、
を備え、
前記複数の環状凸部のうち最も前記一端側の一端側凸部は、前記シール部における前記一端側の端面から前記他端側に向かって凹む環状凹部と、前記シール部の内周面とによって、前記一端側に向かって突出するように形成されると共に、
前記一端側凸部の内周面は、前記鍔部の外周面に摺動自在に密着するように構成されることを特徴とする密封構造。
【請求項５】
前記補強環における前記一端側の端面は、前記一端側凸部よりも前記他端側に位置していることを特徴とする請求項４に記載の密封構造。
【請求項６】
前記一端側凸部の内周面は前記一端側に向かって拡径する傾斜面により構成され、かつ前記一端側凸部の外周面は前記一端側に向かって縮径する傾斜面により構成されていることを特徴とする請求項４または５に記載の密封構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両などの各種装置に備えられるボールジョイントに用いられるダストカバー及び密封構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、車両などの各種装置に備えられるボールジョイントにおいては、ジョイント部への水やダストなどの侵入を防止し、かつジョイント部からのグリースの流出を防止するためにダストカバーが用いられている。図５を参照して、従来例に係るボールジョイントに用いられるダストカバーについて説明する。図５は従来例に係るボールジョイント及びボールジョイントに装着されるダストカバーの模式的断面図である。【０００３】
ボールジョイントは、軸部の一端に球形部を有するボールスタッド３００と、ボールスタッド３００を回転かつ揺動自在に支持するソケット２００と、ボールスタッド３００の軸部に結合されるナックル４００とを備えている。そして、ダストカバー７００は、変形可能な膜状の胴体部７１０と、胴体部７１０の一端側に設けられ、ソケット２００に固定される被固定部７３０と、胴体部７１０の他端側に設けられるシール部７２０と、を一体に有する弾性体製のシール本体を備えている。そして、シール部７２０は、ボールスタッド３００における軸部に摺動自在に設けられる内周シール部７２１と、ナックル４００に対して摺動自在に設けられるダストシール部７２２とを備えている。【０００４】
また、シール部７２０には、補強環７５０が埋設されている。このように、シール部７２０に補強環７５０を埋設することで、内周シール部７２１及びダストシール部７２２によるシール性を向上させることが可能となる。【０００５】
ここで、例えば、図５に示すように、ボールスタッド３００が図中左方向に傾いた状態では、胴体部７１０のうち図中左側の部分は圧縮し、図中右側の部分は伸びた状態となる。これにより、図中右側の部分においては、内周シール部７２１に対しては、ボールスタッド３００における軸部から離れるように作用し、ダストシール部７２２に対しては、ナックル４００から離れるように作用する。上記のように、シール部７２０に補強環７５０が埋設されることによって、内周シール部７２１が軸部から離れてしまうことが抑制され、かつダストシール部７２２がナックル４００から離れてしまうことが抑制される。【０００６】
しかしながら、低温環境下においては、ゴム製の内周シール部７２１及びダストシール部７２２は弾性が著しく失われる。また、低温時の圧縮変形による永久歪みにより、内周シール部７２１とボールスタッド３００における軸部との間、及びダストシール部７２２とナックル４００との間に隙間が生じてしまうおそれがある。これにより、シール機能が低下してしまうおそれがある。【０００７】
この対策として、ボールスタッドにおける軸部にリテーナを装着することによって、ダストカバーを支持する技術も知られている（特許文献１，２参照）。しかしながら、この場合には、リテーナが必要となるため部品点数が増え、コストも増えてしまう。また、リテーナでダストカバーを支持することにより、ダストカバーにおけるシール部が必要以上に加圧されてしまい、摺動性が低下してしまうことも懸念される。なお、摺動性が低下すると、ボールスタッドが回転した際に、ダストカバーにおける膜状の胴体部に捻じれが生じるため、胴体部の耐久性が低下してしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１５−７４４４号公報
【特許文献２】実開平３−１２３１６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、部品点数を増加させることなく、シール性の向上を図ったダストカバー及び密封構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。【００１１】
すなわち、本発明のダストカバーは、
鍔部を有する軸部の一端に球形部を有するボールスタッドと、前記球形部の軸受を有し、前記ボールスタッドを回転かつ揺動自在に支持するソケットと、前記鍔部を介して前記球形部とは反対側で前記軸部と結合する結合部材と、を備えるボールジョイントに用いられるダストカバーにおいて、
変形可能な胴体部と、該胴体部の一端側に設けられ、前記ソケットに固定される被固定部と、該胴体部の他端側に設けられ、前記軸部と結合部材に対してそれぞれ摺動自在に備えられるシール部と、を一体に有する弾性体製のシール本体と、
前記シール部の内部に設けられる補強環と、
を備えるダストカバーであって、
前記シール部は、
前記軸部の外周表面に対して摺動自在な複数の環状凸部を有する内周シール部と、
前記結合部材の端面に対して摺動自在なダストシール部と、
を備え、
前記複数の環状凸部のうち最も前記一端側の一端側凸部は、前記シール部における前記一端側の端面から前記他端側に向かって凹む環状凹部と、前記シール部の内周面とによって、前記一端側に向かって突出するように形成されると共に、
前記一端側凸部の内周面は、前記鍔部の外周面に摺動自在に密着するように構成されることを特徴とする。【００１２】
また、本発明の密封構造によれば、
鍔部を有する軸部の一端に球形部を有するボールスタッドと、前記球形部の軸受を有し、前記ボールスタッドを回転かつ揺動自在に支持するソケットと、前記鍔部を介して前記球形部とは反対側で前記軸部と結合する結合部材と、を有するボールジョイントと、
該ボールジョイントに用いられるダストカバーと、
を備える密封構造において、
前記ダストカバーは、
変形可能な胴体部と、該胴体部の一端側に設けられ、前記ソケットに固定される被固定部と、該胴体部の他端側に設けられ、前記軸部と結合部材に対してそれぞれ摺動自在に備えられるシール部と、を一体に有する弾性体製のシール本体と、
前記シール部の内部に設けられる補強環と、
を備え、
前記シール部は、
前記軸部の外周表面に対して摺動自在な複数の環状凸部を有する内周シール部と、
前記結合部材の端面に対して摺動自在なダストシール部と、
を備え、
前記複数の環状凸部のうち最も前記一端側の一端側凸部は、前記シール部における前記一端側の端面から前記他端側に向かって凹む環状凹部と、前記シール部の内周面とによって、前記一端側に向かって突出するように形成されると共に、
前記一端側凸部の内周面は、前記鍔部の外周面に摺動自在に密着するように構成されることを特徴とする。【００１３】
これらの発明によれば、一端側に向かって突出するように形成された一端側凸部の内周面が、ボールスタッドの軸部に設けられた鍔部の外周面に摺動自在に密着するように構成されている。これにより、ソケットに対するボールスタッドの姿勢に拘わらず、ボールスタッド及び結合部材に対するシール部の姿勢を安定的に維持させることができる。これにより、ソケットに対するボールスタッドの姿勢に拘わらず、シール部によるシール性が安定的に発揮される。また、一端側凸部は、シール部における一端側の端面から他端側に向かって凹む環状凹部と、シール部の内周面とによって形成されている。従って、鍔部によって一端側凸部が押し込まれても、一端側凸部は環状凹部側に撓むことができる。これにより、一端側凸部に必要以上に大きな圧縮力が加わってしまうことを抑制することができる。【００１４】
前記補強環における前記一端側の端面は、前記一端側凸部よりも前記他端側に位置しているとよい。【００１５】
これにより、一端側凸部に圧縮力が働いた際に、一端側凸部が異常に変形してしまうことをより一層抑制することができる。【００１６】
前記一端側凸部の内周面は前記一端側に向かって拡径する傾斜面により構成され、かつ前記一端側凸部の外周面は前記一端側に向かって縮径する傾斜面により構成されているとよい。【００１７】
これにより、一端側凸部に対して、鍔部から径方向外側かつ他端側に向かって適度な力を作用させることができる。従って、ダストシール部による結合部材に対する密着力を適度に維持させることができる。【００１８】
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明によれば、部品点数を増加させることなく、シール性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】図１は本発明の実施例に係るボールジョイント及びボールジョイントに装着されるダストカバーの模式的断面図である。
【図２】図２は本発明の実施例に係るダストカバーの模式的断面図である。
【図３】図３は本発明の実施例に係るダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。
【図４】図４は本発明の実施例に係るダストカバーがボールジョイントに装着された状態において、ダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。
【図５】図５は従来例に係るボールジョイント及びボールジョイントに装着されるダストカバーの模式的断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２２】
（実施例）
図１〜図４を参照して、本発明の実施例に係るダストカバー及び密封構造について説明する。図１は本発明の実施例に係るボールジョイント及びボールジョイントに装着されるダストカバーの模式的断面図である。なお、図１においては、ボールジョイントに備えられるボールスタッドの軸部の中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。図２は本発明の実施例に係るダストカバーの模式的断面図である。なお、図２においては、ダストカバーが変形していない状態で、環状のダストカバーの中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。図３は、図２の一部拡大図であり、本発明の実施例に係るダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。図４は、図１の一部拡大図であり、本発明の実施例に係るダストカバーがボールジョイントに装着された状態において、ダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。
【００２３】
＜ボールジョイント＞
特に、図１を参照して、本実施例に係るダストカバーを適用可能なボールジョイントの一例を説明する。ボールジョイントは、ボールスタッド３００と、ボールスタッド３００を回転かつ揺動自在に支持するソケット２００と、ボールスタッド３００の軸部３１０と結合する結合部材としてのナックル４００とを備えている。
【００２４】
ボールスタッド３００は、鍔部３１１を有する軸部３１０の一端に球形部３２０を有している。ソケット２００は、環状のケース２１０と、ケース２１０の底側に固定される底板２２０と、球形部３２０の軸受２３０とを備えている。軸受２３０は、球形部３２０の曲率半径と同径の球形状の面で構成された軸受面２３１を有している。ナックル４００は、鍔部３１１を介して球形部３２０とは反対側で軸部３１０と結合している。ナックル４００は、ナット５００によって、軸部３１０と結合されている。
【００２５】
そして、ジョイント部への水やダストなどの侵入を防止し、かつジョイント部からのグリースの流出を防止するためにダストカバー１００が用いられている。
【００２６】
＜ダストカバー＞
ダストカバー１００の全体構成について、特に図２を参照して説明する。ダストカバー１００は、ゴム（例えば、クロロプレンゴム）などの弾性体製のシール本体と、ＰＴＦＥ，ナイロン，ポリアミド等の樹脂製の補強環１５０とから構成される。本実施例においては、樹脂製の補強環１５０を成形後、この補強環１５０に接着剤を塗布した上で、金型内にセットして、ゴム材料を金型内に射出し、シール本体を加硫成形することにより、ダストカバー１００を得ることができる。なお、補強環１５０の材料として、金属を用いても良い。
【００２７】
シール本体は、変形可能な環状かつ膜状の胴体部１１０と、胴体部１１０の一端側に設けられ、ソケット２００に固定される被固定部１３０と、胴体部１１０の他端側に設けられるシール部１２０とを一体に有している。以下、胴体部１１０に対して、被固定部１３０が設けられている側（図２，３及び４において下側）を「一端側」と称し、シール部１２０が設けられている側（図２，３及び４において上側）を「他端側」と称する。
【００２８】
被固定部１３０には環状凹部１３１が設けられている。この環状凹部１３１にクランプ６００が嵌め込められることにより、被固定部１３０がソケット２００のケース２１０に固定される。また、補強環１５０は、シール部１２０の内部に設けられている。以上のように構成されるダストカバー１００においては、ソケット２００に対してボールスタッド３００が揺動すると、胴体部１１０が変形する（図１参照）。また、ソケット２００に対してボールスタッド３００が回転すると、シール部１２０はボールスタッド３００の軸部３１０とナックル４００に対してそれぞれ摺動する。以上のように構成された密封構造により、ソケット２００に対してボールスタッド３００が揺動しても回転しても、ダストカバー１００によってシール機能が発揮される。
【００２９】
＜シール部及び補強環＞
本実施例に係るシール部１２０及び補強環１５０について、特に図３及び図４を参照して、より詳しく説明する。
【００３０】
シール部１２０は、ボールスタッド３００の軸部３１０の外周表面に対して摺動自在な複数の環状凸部を有する内周シール部と、ナックル４００の端面に対して摺動自在なダストシール部とを備えている。説明の便宜上、複数の環状凸部について、他端側から一端側に向かって、順に、第１凸部１２１ａ，第２凸部１２１ｂ，第３凸部１２１ｃと称する。ここで、複数の環状凸部のうち最も一端側の一端側凸部は第３凸部１２１ｃに相当する。
【００３１】
第１凸部１２１ａと第２凸部１２１ｂは、いずれも径方向内側に突出する環状凸部により構成されている。そして、これら第１凸部１２１ａと第２凸部１２１ｂは、軸部３１０の本体部分（鍔部３１１を除く部分）の外周表面に対して摺動自在に密着するように構成されている（図４参照）。また、第１凸部１２１ａの径方向内側の最先端部の内径は、第２凸部１２１ｂの径方向内側の最先端部の内径よりも大きくなるように設計されている。
【００３２】
そして、第３凸部１２１ｃは、シール部１２０における一端側の端面から他端側に向かって凹む環状凹部１２３と、シール部１２０の内周面とによって、一端側に向かって突出するように形成されている。この第３凸部１２１ｃの内周面１２１ｃ１は、鍔部３１１の外周面に摺動自在に密着するように構成されている（図４参照）。また、第３凸部１２１ｃの内周面１２１ｃ１は一端側に向かって拡径する傾斜面により構成され、かつ第３凸部１２１ｃの外周面１２１ｃ２は一端側に向かって縮径する傾斜面により構成されている。なお、本実施例においては、これらの内周面１２１ｃ１及び外周面１２１ｃ２は、いずれも大部分がテーパ面で構成されている。
【００３３】
本実施例に係るダストシール部は、径方向外側に設けられるダストリップ１２２ａと、径方向内側に設けられる環状凸部１２２ｂとを備えている。ダストリップ１２２ａは、径方向外側かつナックル４００の表面側に向かって伸びるように構成されている。
【００３４】
補強環１５０は、筒状部１５１と、筒状部１５１の他端側に設けられる内向きフランジ部１５２とを備えている。補強環１５０における内向きフランジ部１５２の先端は、軸線方向において、シール部１２０における第１凸部１２１ａの径方向内側の最先端部と第２凸部１２１ｂの径方向内側の最先端部との間に位置するように設けられている。また、補強環１５０における一端側の端面１５１ａは、第３凸部１２１ｃよりも他端側に位置している。なお、図３中のＦは、補強環１５０における一端側の端面１５１ａの位置を示している。また、図中、Ｈは第３凸部１２１ｃの高さを示している。本実施例に係る第３凸部１２１ｃの高さＨは、１ｍｍ以上となるように設定されている。そして、シール部１２０における一端側の端面から補強環１５０の一端側の端面１５１ａまでの距離は第３凸部１２１ｃの高さＨ以上となるように設定されている。更に、第３凸部１２１ｃにおける圧縮許容量（鍔部３１１の外周面により圧縮される領域ｈ（図３参照）に相当）は、第３凸部１２１ｃの高さＨ以下となるように設定されている。これにより、第３凸部１２１ｃに対して過大な圧縮力が作用してしまうことを抑制することができ、第３凸部１２１ｃが異常に変形してしまうことを抑制することができる。
【００３５】
＜本実施例に係るダストカバー及び密封構造の優れた点＞
本実施例に係るダストカバー１００及び密封構造によれば、ダストカバー１００のシール部１２０における内周シール部には、一端側に向かって突出するように形成された第３凸部１２１ｃが備えられている。そして、この第３凸部１２１ｃの内周面１２１ｃ１が、ボールスタッド３００の軸部３１０に設けられた鍔部３１１の外周面に摺動自在に密着するように構成されている。これにより、シール部１２０における一端側かつ内周面側が鍔部３１１により支えられた状態となる。従って、ソケット２００に対するボールスタッド３００の姿勢に拘わらず、ボールスタッド３００及びナックル４００に対するシール部１２０の姿勢を安定的に維持させることができる。これにより、ソケット２００に対するボールスタッド３００の姿勢に拘わらず、シール部１２０によるシール性が安定的に発揮される。
【００３６】
また、第３凸部１２１ｃは、シール部１２０における一端側の端面から他端側に向かって凹む環状凹部１２３と、シール部１２０の内周面とによって形成されている。従って、鍔部３１１によって第３凸部１２１ｃが押し込まれても、第３凸部１２１ｃは環状凹部１２３側に撓むことができる。これにより、第３凸部１２１ｃに必要以上に大きな圧縮力が加わってしまうことを抑制することができる。従って、第３凸部１２１ｃが異常に変形してしまったり、第３凸部１２１ｃが圧縮されることに起因して、ダストシール部側に大きな力が加わってしまったりすることを抑制することができる。
【００３７】
また、本実施例においては、補強環１５０における一端側の端面１５１ａは、第３凸部１２１ｃよりも他端側に位置している。これにより、第３凸部１２１ｃに圧縮力が働いた際に、第３凸部１２１ｃが異常に変形してしまうことをより一層抑制することができる。
【００３８】
更に、本実施例においては、第３凸部１２１ｃの内周面１２１ｃ１は一端側に向かって拡径する傾斜面により構成され、かつ第３凸部１２１ｃの外周面１２１ｃ２は一端側に向かって縮径する傾斜面により構成されている。これにより、第３凸部１２１ｃに対して、鍔部３１１から径方向外側かつ他端側に向かって適度な力を作用させることができる。従って、ダストシール部（特に、ダストリップ１２２ａ）によるナックル４００に対する密着力を適度に維持させることができる。また、ナックル４００からダストシール部に大きな力が加わってしまった場合においても、第３凸部１２１ｃは鍔部３１１を乗り越えるように移動可能なため、第３凸部１２１が潰れてしまうことを抑制することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１００  ダストカバー
１１０  胴体部
１２０  シール部
１２１ａ  第１凸部
１２１ｂ  第２凸部
１２１ｃ  第３凸部
１２１ｃ１  内周面
１２１ｃ２  外周面
１２２ａ  ダストリップ
１２２ｂ  環状凸部
１２３  環状凹部
１３０  被固定部
１３１  環状凹部
１５０  補強環
１５１  筒状部
１５１ａ  端面
１５２  内向きフランジ部
２００  ソケット
２１０  ケース
２２０  底板
２３０  軸受
２３１  軸受面
３００  ボールスタッド
３１０  軸部
３１１  鍔部
３２０  球形部
４００  ナックル
５００  ナット
６００  クランプ
【図１】
2017154672.tif 000003
【図２】
2017154672.tif 000004
【図３】
2017154672.tif 000005
【図４】
2017154672.tif 000006
【図５】
2017154672.tif 000007
【国際調査報告】
2017154672.tif 000008
2017154672.tif 000009
2017154672.tif 000010
2017154672.tif 000011