(57)【要約】  汚染物質に対する保護が向上し、かつ潤滑特性が改良されたダストブーツを提供する。ダストブーツは、一端にハウジング開口部、および反対側の端部に、上側ブーツ壁におけるスタッド開口部を有するダストブーツ本体を備える。ブーツは、スタッド開口部において上側ブーツ壁の内面上に位置するワイピングリップと、リムシールによって周方向に境界付けられた、上側ブーツ壁の外面上のグリース流路と、ワイピングリップからオフセットした、上側ブーツ壁からグリース流路に入るオフセット開口部孔と、前記オフセット開口部孔から離間した、前記リムシールの柔軟性のあるフラップ部分とをも備える。ダストブーツは、オフセット開口部孔がインサートから延在するように上側ブーツ壁に収容された、プラスチック、たとえばナイロンからなるインサートも備え得る。インサートは、グリース流路の一部分も形成し得る。オフセット開口部は、好ましくは柔軟性のあるフラップに対向して離間され、グリースがスタッドの外面の周りを流れるよう促す。ダストブーツは、ハウジングと密封係合状態に置かれることによって、ジョイントアセンブリに組込まれ得る。ハウジングは、スタッドを関節動作係合状態に保持する。
2009506277.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダストブーツであって、
一端にハウジング開口部、および反対側の端部に、上側ブーツ壁におけるスタッド開口部を有するダストブーツ本体と、
前記スタッド開口部において前記上側ブーツ壁の内面上に位置する複数のワイピングリップと、
リムシールによって周方向に境界付けられた、前記上側ブーツ壁に近接するグリース流路と、
前記ワイピングリップからオフセットした、前記上側ブーツ壁から前記グリース流路に入るオフセット開口部孔と、
前記オフセット開口部孔から離間した、前記リムシールの柔軟性のあるフラップ部分とを備える、ダストブーツ。
【請求項２】
前記上側ブーツ壁によって収容されたインサートをさらに備え、前記オフセット開口部孔は前記インサートから延在する、請求項１に記載のダストブーツ。
【請求項３】
前記インサートは、前記グリース流路の少なくとも一部分を含む、請求項２に記載のダストブーツ。
【請求項４】
前記インサートはプラスチックを含む、請求項２に記載のダストブーツ。
【請求項５】
前記プラスチックはナイロンを含む、請求項４に記載のダストブーツ。
【請求項６】
前記オフセット開口部孔および前記柔軟性のあるフラップの位置は、前記グリース流路に沿って互いにほぼ対向する、請求項１に記載のダストブーツ。
【請求項７】
前記ハウジング端部に近接する前記ダストブーツに収容された剛性リングをさらに備える、請求項１に記載のダストブーツ。
【請求項８】
グリース流路は、前記上側ブーツ壁の外面を有する上側部分と、前記ワイピングリップの最上部の１つの下に位置する溝を有する下側部分とを含む、請求項１に記載のダストブーツ。
【請求項９】
ジョイントアセンブリであって、
スタッド部分および軸受部分を有するスタッドと、
スタッド出口端部を有するハウジングとを備え、前記軸受部分は前記ハウジング内に移動可能に係合し、さらに、
ダストブーツ本体を備え、ダストブーツ本体は、前記スタッド出口端部において前記ハウジングに密封係合したハウジング開口部およびハウジング端部を有し、かつ上側ブーツ壁におけるスタッド端部上に、前記スタッド部分に密封係合したスタッド開口部を有し、さらに、
前記スタッド開口部において上側ブーツ壁の内面上に位置するワイピングリップと、
リムシールによって周方向に境界付けられた、前記上側ブーツ壁の外面上のグリース流路と、
前記ワイピングリップからオフセットした、前記上側ブーツ壁から前記グリース流路に入るオフセット開口部孔と、
前記オフセット開口部孔から離間した、前記リムシールの柔軟性のあるフラップ部分とを備える、ジョイントアセンブリ。
【請求項１０】
前記上側ブーツ壁によって収容されたインサートをさらに備え、前記オフセット開口部孔は前記インサートから延在する、請求項９に記載のジョイントアセンブリ。
【請求項１１】
前記インサートは、前記グリース流路の少なくとも一部分を含む、請求項１０に記載のジョイントアセンブリ。
【請求項１２】
前記インサートはプラスチックを含む、請求項１０に記載のジョイントアセンブリ。
【請求項１３】
前記プラスチックはナイロンを含む、請求項１２に記載のジョイントアセンブリ。
【請求項１４】
前記オフセット開口部孔および前記柔軟性のあるフラップの位置は、前記グリース流路に沿って互いにほぼ対向する、請求項９に記載のジョイントアセンブリ。
【請求項１５】
前記ハウジング端部に近接する前記ダストブーツに収容された剛性リングをさらに備える、請求項９に記載のジョイントアセンブリ。
【請求項１６】
グリース流路は、前記上側ブーツ壁の外面を有する上側部分と、前記ワイピングリップの最上部の１つの下に位置する溝を有する下側部分とを含む、請求項９に記載のジョイントアセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
この特許出願は、２００５年８月２５日出願の米国仮特許出願連続番号第６０／７１１，３６６号の優先権を主張し、その全体を引用によってここに援用する。
【０００２】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、特にボールソケット型ジョイントに適合するブーツ型シールに関するが、高圧潤滑によって、または過度な量の潤滑油の蓄積によって生じ得るような過度な圧力を自動的に抜きながら、または緩和しながら、相対的に関節動作可能、傾き可能または回転可能な部材を密封するためのいずれの装置にも有用である。
【背景技術】
【０００３】
２．関連技術
ほとんどすべての原始的なシャーシ装置、たとえばボールジョイントおよびタイロッドエンドは、密封されたユニットである。これらの「永久潤滑」部品は、密封されているためあまり手入れがいらないが、一般的に「グリース塗布可能」部品の寿命を保持しない。グリース塗布可能部品は定期的にグリースを塗布して、使用中に漏れた、または劣化したグリースを入れ替え、それによって古いグリース，ジョイントの部品の磨耗に関連するゴミ、または他の汚染物質（たとえば湿気、よごれなど）をジョイントから処理中に洗い流し得る。グリース塗布可能部品は摩擦を減少させ、永久潤滑部品に対する耐用寿命を増加させる。したがって、グリース塗布可能部品は多くの用途について好まれる。
【０００４】
グリース塗布可能部品のためのダストブーツを設計する際の課題は、関節動作する部材に汚染物質が入らないようにするバリアとしてダストブーツが機能しなければならない点である。ダストブーツは、修理技術者がその部品を新たなグリースで洗い流す際に、今あるグリースが流出できるようにもしなければならない。
【０００５】
これらの用途のための典型的な先行技術のダストブーツは、細いグリース通路および外側リムシール上の柔軟性のあるフラップを用いて、グリースを流出させることが可能でありつつ、部品を汚染に対して密封する。多くの場合、ボールジョイントスタッドを取囲む環状の動的なワイピングリップシールは、バイパスフラップによっても遮られる。このバイパスフラップは、特にスタッドの移動面に沿って開く関係にあるため、汚染物質の侵入に対する防御において想定される弱点である。最も外側のフラップに侵入してしまった汚染物質は、スタッドの表面がワイピングリップシールを通って摺動する際に、内側バイパスフラップを介して取り出すこともできる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって先行技術の設計による問題は、ブーツを、制御された方法でグリースが確実にダストブーツから流出できるようにするためには、密封能力が損なわれ得る点である。したがって、保守作業中にダストブーツからグリースを取除くことが可能でありつつ、汚染物質に対する密封能力が損なわれない、改良されたダストブーツの設計が必要である。さらに、グリースがダストブーツから流出する際にダストブーツのスタッド開口部を潤滑する必要があるが、先行技術の設計によっては達成されない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
汚染物質に対する保護が向上し、かつ潤滑特性が改良されたダストブーツは、ダストブーツ本体を備え、一端にハウジング開口部を有し、反対側の端部に、上側ブーツ壁におけるスタッド開口部を有する。ブーツは、スタッド開口部において上側ブーツ壁の内面上に位置するワイピングリップと、リムシールによって周方向に境界付けられた、上側ブーツ壁の外面上のグリース流路と、ワイピングリップからオフセットした、上側ブーツ壁からグリース流路に入るオフセット開口部孔と、前記オフセット開口部孔から離間した、前記リムシールの柔軟性のあるフラップ部分とをも備える。
【０００８】
別の局面において、ダストブーツは、オフセット開口部孔がインサートから延在するように上側ブーツ壁に収容された、ナイロンなどのプラスチックからなるインサートも備え得る。
【０００９】
さらに別の局面において、インサートは、グリース流路の一部分を形成するように上側ブーツ壁にも収容され得る。
【００１０】
さらに別の局面においては、オフセット開口部は、好ましくは柔軟性のあるフラップに対向して離間し、グリースがスタッドの外面の周りを流れるよう促す。
【００１１】
さらに別の局面において、ダストブーツは、ハウジングと密封係合状態に置かれることによって、ジョイントアセンブリに組込まれ得る。ハウジングは、関節接合、傾き、または回転（たとえば移動可能）係合状態にスタッドを保持する。
【００１２】
主題のダストブーツデザインの利点は、特有の周方向のグリース流路と組合せてオフセット孔を使用することによって、グリース塗布能力および潤滑性を改良する点である。改良された設計により、スタッド開口部から離間したオフセット孔からグリースが排出される。グリースはその後、グリース流路から、ダストブーツの小さいすなわちスタッド出口端部を回って、フラップに向けて導かれ、グリースはそこにとどまる。
【００１３】
スタッドの移動面に沿ってではなく、オフセット孔からグリースを排出することにより、部品のソケットに汚染物質が入る可能性が著しく低下する。汚染物質がフラップを越えても、グリース流路からオフセット孔に進むおそれはない。したがって、汚染物質の危険性が低下するという利点がある。
【００１４】
スタッド開口部の周りのグリース流路は、利点として、潤滑中に２つの目的を果たす。当該部分を潤滑する際、グリースはダストブーツの頂点の周りを流れる。これにより、ダストブーツとコントロールアーム（またはスピンドルもしくは他のサスペンション部材）との界面が潤滑される。第２に、潤滑中、グリースはダストブーツのスタッド出口端部の周りも流れる。これにより、スタッドとダストブーツとの間の金属‐ゴム界面が潤滑される。シールを通り抜けた汚染物質がグリース通路すなわちグリース流路内に堆積しているとしても、次の潤滑中に洗い流される。
【００１５】
本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面と合わせて考慮すると、より容易に理解されることになるであろう。いくつかの図面にわたって、同じ参照符号は同じまたは対応する部分を示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
好ましい実施形態の詳細な説明
図１から図８Ｃを参照し、本発明に係るダストブーツを概して１０として図１および図２に示す。ダストブーツ１０は高い弾性を有する装置であり、典型的にドーム形状または
渦巻状に成形される。ダストブーツは、ドーム状ではなく、段差付もしくはキャップ付のシリンダ、アコーディオン状の折り目、または他の周知の形状という多くの変形例を含む他の形状の構造を有し得る。ダストブーツ１０は一般的に、エラストマ、たとえば天然もしくは合成ゴム等、またはさまざまなプラスチックからなる。さしたる抵抗なしに変形に対応するが、変形後に当初の成形形状を取り戻す傾向がある、固有の弾力性を有する材料が選択される。
【００１７】
ダストブーツ１０の本体は、この例ではドーム形状を有し、ハウジング端部１３上に大きな開口部１２すなわちハウジング開口部１２を有し、ハウジング端部１３は、ジョイントハウジング１４のスタッド出口端部１９に対してきつく嵌合するように設けられたリップ１１または他の特徴を有する。ダストブーツ１０の大きな開口部１２およびリップ１１は、図４および図６に最もよく示される剛性リング２４によって補強することができる。剛性リングは、金属、たとえば亜鉛もしくはカドミウムめっきスチール、またはさまざまな剛性プラスチックを含むいずれかの剛性材料で作成することができる。スタッド１６、たとえば、ハウジング内の対応するソケットを係合させるための軸受部分と、スタッドの取付けのために設けられた軸部分とを有するスタッドは、コントロールアーム１８、スピンドルまたは他の特徴に接続するために、ハウジング１４から延在する。ナット２０は、図３に示すようにスタッド１６の端部上に螺嵌し、コントロールアーム１８（または他のサスペンション部品）をスタッド１６の先細りになった継ぎ手上にしっかりと固定する。ダストブーツ１０、ハウジング１４、および関節接合されたスタッド１６は、ジョイントアセンブリ８を構成する。
【００１８】
ダストブーツ本体１０の反対側の端部は、直径がより小さい開口部２２すなわちスタッド開口部２２と、隣接する上側ブーツ壁２３とを有し、その中にインサート２６、好ましくは剛性インサートが配置される。好ましくは、インサートはプラスチック、たとえば複数種類のナイロンのうちの１つからなる。インサート２６は、図７Ａから図７Ｃに詳細に示すが、ダストブーツ１０の本体内に成形された保持溝２８に嵌合し、ダストブーツ１０の小さい端部に剛性を付加するように機能する。別個のインサート２６の使用自体が随意であり得るように、他の強化または補強技術も可能である。たとえば、ダストブーツ本体１０およびインサート２６は、異なる材料および／または処理技術を用いて同じ型に同時に成形し得る。
【００１９】
ダストブーツ１０はチャプレット孔３０を有して形成され、そのうちの１つがインサート２６の裏側のオフセット入口開口部３２の１つに位置合わせされる。ハウジング１４のベース端部１５上に位置するグリース器具（図示せず）によってジョイントアセンブリ８（図２）に典型的にグリースを塗布する際、ジョイントハウジング８を充填するのに必要な量を超えた潤滑油はジョイント自体から出てダストブーツ１０の内部に進行し、スタッド１６の密閉された部分を取囲む。ダストブーツ１０にグリースが継続して導入されることに起因する圧力によって、チャプレットピン孔３０にグリースが強制的に流入し、インサート２６のオフセット入口開口部３２内に送られ、そこからインサート２６の頂点または外面に形成された環状のグリース流路３３に入り、そこを流れて、スタッド１６の先細りになった軸またはスタッド部分の外面１７を潤滑する。
【００２０】
ワイピングリップ３４は、スタッド１６の外面１７とダストブーツ１０の柔軟性のある本体との間に動的なシールを形成する。図３に示すように、コントロールアーム１８がスタッド１６上の所定の位置に固定されると、コントロールアーム１８の隣接面がダストブーツ１０の環状リム３６に当接し、その間にシールを生じさせる。チャプレットピン孔３０と、インサート２６の入口開口部３２とを通ってグリース流路３３に強制的に流入した余分なグリースは、コントロールアーム１８の下で捕捉され、スタッド１６の外面についていずれかの半円方向に、インサート２６の正反対の端部に向かってグリース流路３３を
流れるなどの方法で移動する。同時に、スタッド１６の先細りになった外面１７、ダストブーツウイングリップ溝、およびコントロールアーム１８の底面が潤滑される。
【００２１】
上側リム３６に存在する柔軟性のあるフラップ３８は、十分な圧力差（すなわち、より低圧下にて）降伏し、アセンブリからあふれた潤滑油を、上側リム３６に沿った他の点、またはハウジング開口部１２の付属物の他の点に優先的に外に出すことができるように設計される。したがって、図３に示すように、流れを促進するのに十分な圧力下において、余分なグリースは、矢印１，２および３に従って、ダストブーツ１０の内側の境界からチャプレットピン孔３０を通り、グリース流路３３を回って流れる。グリース流路３３は、上側部分において、上側ブーツ壁の外面とコントロールアームとの間のスペース、および下側部分において、最上部のワイパーリップ３４の下に溝を有する。グリース流路３３を通る際、余分なグリースは、スタッド１６の外面１７の部分に接触して潤滑し、最後に柔軟性のあるフラップ３８を介して流出する。
【００２２】
この設計により、スタッド１６の外面１７から離れており接触していないオフセット孔（３０、３２）からグリースが排出され、ハウジング１４と、スタッド１６の端部上の磨耗または軸受部分（図示せず）との間のソケットに外部の汚染物質が入る可能性が著しく低下する。汚染物質がフラップ３８を越えて浸入しても、上側部分および下側部分のどちらも含めてグリース流路３３を進行し続け、オフセット入口開口部３２内に入る可能性は低い。なぜなら、スタッド１６の摺動面はオフセット孔３２内をこすらないためである。したがって、汚染の危険性が低下する。また、先行技術の設計のように、スタッド１６の外面１７を潤滑可能にするためにワイパーリップ３４に柔軟性のあるフラップを組込む必要がない。これは、上述したように潤滑通路３３が設けられているためであり、したがってワイピングリップの他の部分と比べて意図的に抵抗力が小さい（すなわち密封力が小さい）ワイピングリップ３４の柔軟性のあるフラップ部分から外部の汚染物質が導入される可能性が大幅に低下または排除される。
【００２３】
潤滑中、グリースは、リム３６によって境界付けられたダストブーツの外側スタッド出口端部全体の周りを流れ、コントロールアーム１８は、こうしてダストブーツ１０の頂部をグリースで充填する。これにより、スタッド１６とダストブーツ１０との金属‐ゴム界面が潤滑される。シールを通り抜けた汚染物質がグリース通路またはグリース流路３３に存在するとしても、ジョイントの次の潤滑中に洗い流される。
【００２４】
ダストブーツ１０内部から漏出するグリースが通るチャプレットピン孔３０の数、寸法、配向および位置、対応する入口開口部３２の数、グリース流路３３の数、ならびにグリース流路３３の形状または輪郭は、ダストブーツ１０のスケールおよび他の要因、たとえば利用環境に適するように変動し得る。しかし、オフセット入口開口部３２を柔軟性のあるフラップ３８から離間させて、グリース流路３３の走行範囲に隣接する、またはその上の、スタッド１６の外面１７の外周全体の周りをグリースが流れるように促すことが好ましく、柔軟性のあるフラップ３８に概ね対向して配置することがより一層好ましい。
【００２５】
さらに、インサート２６は、本発明の精神から逸脱することなくさまざまな形態を取ることができる。たとえば、図８Ａから図８Ｃは代替的なインサートの構造の３つの図であり、これらの教示に等しく適合可能である。
【００２６】
明らかに、上記の教示に鑑みて、本発明について多くの修正および変形が可能である。したがって、明記したものとは違う方法で本発明を実施し得ることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係るダストブーツの斜視図である。
【図２】ジョイントアセンブリにおける動作のために組立てられたダストブーツの斜視図である。
【図３】動作可能な位置においてスタッドに固定されたコントロールアームとともに、スタッド上に設置された本発明に係るダストブーツを示す断面図である。
【図４】本発明に係るダストブーツの分解斜視図である。
【図５】本ダストブーツの上面図である。
【図６】図５の線６−６に沿った断面図である。
【図７Ａ】本発明に係るナイロンインサートの正面図である。
【図７Ｂ】本発明に係るナイロンインサートの断面図である。
【図７Ｃ】本発明に係るナイロンインサートの背面図である。
【図８Ａ】ナイロンインサートのための代替的な設計の正面図である。
【図８Ｂ】ナイロンインサートのための代替的な設計の断面図である。
【図８Ｃ】ナイロンインサートのための代替的な設計の背面図である。
【図１】
2009506277.tif 000003
【図２】
2009506277.tif 000004
【図３】
2009506277.tif 000005
【図４】
2009506277.tif 000006
【図５】
2009506277.tif 000007
【図６】
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【図７Ａ】
2009506277.tif 000009
【図７Ｂ】
2009506277.tif 000010
【図７Ｃ】
2009506277.tif 000011
【図８Ａ】
2009506277.tif 000012
【図８Ｂ】
2009506277.tif 000013
【図８Ｃ】
2009506277.tif 000014
【国際調査報告】
2009506277.tif 000015