(57)【要約】【課題】スタッドを揺動させた際のダストリップの口開きを防止し、そのシール性を維持すること。【解決手段】スタッド１１３の一端側を一方のジョイント対象物であるナックル２０１に連結し、スタッド１１３の別の一端側に設けた球頭部１１２を揺動及び回転自在に収容するソケット１２１をもう一方のジョイント対象物に連結するボールジョイント１０１のシール構造は、大径開口部１３４で球頭部１１２の収容領域を取り囲んだダストカバー１３１の小径開口部１３３に、ナックル２０１とスタッド１１３との間のシール面２０３に密接するシールリップ１４１とダストリップ１５１とを備える。ダストカバー１３１がシール面２０３に装着された状態で、ダストリップ１５１はシールリップ１４１との間に０．５〜１．２ｍｍの高低差を持ち、シール面２０３のうちの傾斜面２０６に０．５〜１．０ｍｍの幅で密接する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
端部に球頭部を設けたスタッドをナックルに連結し、前記球頭部を揺動及び回転自在に収容するソケットをもう一方のジョイント対象物に連結するボールジョイントに装着され、前記球頭部の収納空間を密封するダストカバーであって、
前記球頭部の収容領域を取り囲む大径開口部と、
前記球頭部に向かうにつれて縮径する前記ナックルと一体の傾斜面を有するシール面を取り囲む小径開口部と、
前記シール面のうち前記傾斜面以外の部分に弾性的に密接するように前記小径開口部に設けられたシールリップと、
前記シールリップよりも前記ナックルに近接する外周側に配置されて前記傾斜面に側面が弾性的に密接するように前記小径開口部に設けられ、前記ダストカバーが前記シール面に装着された状態での前記傾斜面に対する軸方向の密接幅を０．５〜１．０ｍｍとし、前記シールリップとの間の高低差を０．５〜１．２ｍｍとするダストリップと、
を備えることを特徴とするダストカバー。
【請求項２】
前記傾斜面は、断面凹面形状に湾曲している、
ことを特徴とする請求項１に記載のダストカバー。
【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用いられるダストカバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
ダストカバーを備えたボールジョイントとしては、例えば特許文献１に記載されたようなものが知られている。
【０００３】
図５は、特許文献１の図１に示されているボールジョイント１の縦断正面図である。このボールジョイント１は、ボールスタッド２に設けた球頭部３をソケット４に揺動及び回転自在に保持させ、この保持領域をダストカバー５で密閉するという基本構造を有している。
【０００４】
ダストカバー５は、小径開口部６と大径開口部７とを有する膜状部材であり、小径開口部６に設けたシールリップ８とダストリップ９とでスタッドを弾性的に覆い、大径開口部で球頭部の収容領域を固定的に取り囲んで密閉する。
【０００５】
特許文献１ではボールスタッド２、球頭部３、ソケット４をそれぞれ「ボールシャンク１」「ボール部１１」「ボール受け部２０」と呼んでおり、ダストカバー５を「ブーツシール４」、小径開口部６と大径開口部７とをそれぞれ「シール部４２」「固定部４１」と呼んでいる。シールリップ８は「シールリップ３４，４７」、ダストリップ９は「サイドリップ部４８」である。
【０００６】
図６は、ダストカバー５の一断面を拡大して示す縦断正面図である。ボールスタッド２にはナックル１０（文献１の「フランジ部１３」）が設けられており、シールリップ８はボールスタッド２の外周面とナックル１０の下面とに弾性的に密接し、シール作用を発揮する（文献１の段落［００２０］参照）。
【０００７】
ナックル１０の外周部分はテーパーを付された傾斜面１１（文献１の「テーパ面１６」）となっており、ダストリップ９は傾斜面１１に弾性的に密接している（文献１の段落［００２１］参照）。
【０００８】
したがってボールジョイント１は、ジョイント内部に収容された潤滑用グリースをシールリップ８によってシールし、その漏洩を防止する。またジョイント内部への水やダスト等の外部異物の浸入をダストリップ９によってシールする。
【０００９】
なお図７に示すように、ダストリップ９を密接させる傾斜面１１の形状としては、凹面形状に湾曲させたものもある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】国際公開第２００６／０９８１２４号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ナックルとダストリップとの間をシールする技術的手段としては、ナックルの下面にダストリップを押し当て、接触圧力を加えてシールする構造が一般的である。ナックルの外径が小さい場合には、従来、図６に示すテーパー状の傾斜面１１（文献１の「テーパ面１６」参照）や図７に示す凹面形状に湾曲させた傾斜面１１にダストリップを密接させてシールし、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ということが広く行われている。
【００１２】
これに対して図８に示すように、凹面形状に湾曲させた傾斜面１１にダストリップ９を密接させた場合、密接力を深める方向にボールスタッド２が揺動すると、ダストリップ９の口開きが発生しやすくなる。図８中、口開きが生じている部分を符号Ｏで示す。
【００１３】
ダストリップ９に口開きが発生する原因は、ボールスタッド２の揺動によって、ダストカバー５の膜状部分とダストリップ９とのなす角度がα１からα２へと小さくなるからであると考えられる。つまりこの角度がα１からα２へと小さくなることによってダストリップ９は図８中の矢印Ｃ方向に押され、傾斜面１１の隅部Ｅとの間の接触位置を先端側にずらす。すると隅部Ｅに押されることによってダストリップ９は拡開し、口開きが発生するわけである。
【００１４】
こうして口開きが生ずるとダストリップのシール性が損なわれ、ジョイント内部へ水やダスト等の外部異物が浸入してしまう可能性があるので、改善が求められる。
【００１５】
本発明の課題は、スタッドを揺動させた際のダストリップのシール性を維持することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、端部に球頭部を設けたスタッドをナックルに連結し、前記球頭部を揺動及び回転自在に収容するソケットをもう一方のジョイント対象物に連結するボールジョイントに装着され、前記球頭部の収納空間を密封するダストカバーであって、前記球頭部の収容領域を取り囲む大径開口部と、前記球頭部に向かうにつれて縮径する前記ナックルと一体の傾斜面を有するシール面を取り囲む小径開口部と、前記シール面のうち前記傾斜面以外の部分に弾性的に密接するように前記小径開口部に設けられたシールリップと、前記シールリップよりも前記ナックルに近接する外周側に配置されて前記傾斜面に側面が弾性的に密接するように前記小径開口部に設けられ、前記ダストカバーが前記シール面に装着された状態での前記傾斜面に対する軸方向の密接幅を０．５〜１．０ｍｍとし、前記シールリップとの間の高低差を０．５〜１．２ｍｍとするダストリップと、を備えることによって上記課題を解決する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ダストリップの口開き現象の発生が防止され、スタッドを揺動させた際のダストリップのシール性を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の一形態を示すボールジョイントの縦断正面図。
【図２】ダストカバーの縦断正面図。
【図３】ボールジョイントにダストカバーが装着されたときのシールリップ及びダストリップを拡大して示す縦断正面図。
【図４】ナックルの傾斜面に対する密接力を深める方向にボールスタッドが揺動した際のシールリップ及びダストリップの状態を拡大して示す縦断正面図。
【図５】ボールジョイントの従来の一例を示す縦断正面図。
【図６】図５に示す従来の一例において、ボールジョイントに装着されたダストカバーの一断面を拡大して示す縦断正面図。
【図７】別の従来の一例において、ボールジョイントにダストカバーが装着されたときのダストリップを拡大して示す縦断正面図。
【図８】図７に示す従来一例において、ナックルの傾斜面に対する密接力を深める方向にボールスタッドが揺動した際のシールリップ及びダストリップの状態を拡大して示す縦断正面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の一形態を図１ないし図４、及び図８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。
【００２０】
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。
【００２１】
このようなボールジョイント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。つまりスタッド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。そこでボールジョイント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。
【００２２】
このときナックル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。もっともボールスタッド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。ナックル２０１の中間部分は、ダストカバー１３１が有する後述するシールリップ１４１とダストリップ１５１とを密接させるシール面２０３となっている。シール面２０３の詳細については後述する。
【００２３】
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となり、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。
【００２４】
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。
【００２５】
図２に示すように、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り、カップ形状をした膜部１３２の一端側に小径開口部１３３、他端側に大径開口部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。
【００２６】
大径開口部１３４は、ハウジング１２２の外周面に設けた取付溝１２６に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に嵌合する突部１３６を大径開口部１３４の内周面に備えている。そこでダストカバー１３１の大径開口部１３４は、取付溝１２６に突部１３６を嵌合させることによって、ソケット１２１のハウジング１２２に固定的に取り付けられる。
【００２７】
小径開口部１３３は、シールリップ１４１とダストリップ１５１とを備えている。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のもので、シールリップ１４１は小径開口部１３３の内周部分と開口端部分、ダストリップ１５１は小径開口部１３３の開口端部分にそれぞれ配置されている。
【００２８】
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２０３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を収容する空間Ｓを密閉してシールする。このようなシールリップ１４１は、三条の突条１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃからなる。
【００２９】
シールリップ１４１の二条の突条１４１ａ，１４１ｂは、小径開口部１３３の内周面に環状に突出形成されている。したがってその突出方向は、小径開口部１３３の内周に向けた方向である。
【００３０】
シールリップ１４１の残りの一条の突条１４１ｃは、小径開口部１３３の開口端に突出形成されている。したがってその突出方向は、小径開口部１３３の軸方向に沿った方向である。
【００３１】
ダストリップ１５１は、シールリップ１４１よりも外周側に配置されており、ナックル２０１のシール面２０３に弾性的に押し当てられ、このシール面２０３を密封してシールする。
【００３２】
ダストリップ１５１は、小径開口部１３３の開口端に突出形成されている。したがってその突出方向は、小径開口部１３３の軸方向に沿った方向である。
【００３３】
図３に示すように、ナックル２０１のシール面２０３は、ボールスタッド１１１の軸ＡＸ（図１参照）に対して直角方向に延出する両端部分の間に形成されている。図３中、ナックル２０１の上端部分はナックルの本体をなすナックル本体２０４であり、下端部分はダストカバー１３１の小径開口部１３３（図２参照）の脱落を防止するためのフランジ２０５となっている。シール面２０３は、フランジ２０５からスタッド１１３（図１参照）の軸方向に沿って立ち上がり、上方部分において外周方向に拡開し、ナックル本体２０４に連なる傾斜面２０６を形成している。
【００３４】
より詳細には、ナックル２０１はシール面２０３のうち傾斜面２０６を形成する部分を大径部２０７としており、シール面２０３のうち傾斜面２０６以外の部分を形成する部分を小径部２０８としている。小径部２０８は大径部２０７よりも小径であり、徐々に湾曲形状に拡開して大径部２０７に連絡している。もっとも小径部２０８の一番大径となった部分も、大径部２０７よりは小径である。
【００３５】
大径部２０７の外周面に形成される傾斜面２０６は、前述したとおり、図３中、上方部分において外周方向に拡開している。換言すると、傾斜面２０６は球頭部１１２に向かうにつれて縮径している。このとき傾斜面２０６は、断面凹面形状に湾曲している。
【００３６】
ボールジョイント１０１においてダストカバー１３１が装着されたとき、小径開口部１３３に設けられたシールリップ１４１及びダストリップ１５１は、ナックル２０１のシール面２０３に密接する。
【００３７】
シールリップ１４１は、小径部２０８の位置でシール面２０３に密接し、押し潰された状態になっている。このときシールリップ１４１は、シール面２０３の領域のうち、上記二条の突条１４１ａ，１４１ｂをボールスタッド１１１の軸ＡＸと平行な領域に密接させ、上記残りの一条の突条１４１ｃを湾曲形状に屈曲した領域に密接させている。したがって二条の突条１４１ａ，１４１ｂは軸ＡＸと直交する方向からの反力によって押し潰され、残りの一条の突条１４１ｃは軸ＡＸに対して鋭角に傾斜した方向からの反力によって押し潰されている。より正確にいうと、二条のうちの一方の突条１４１ｂについては、その上縁部分がシール面２０３の傾斜し始めの領域にかかっているため、この部分については軸ＡＸに対して鋭角に傾斜した方向からの反力をも受けて押し潰されている。これによってシールリップ１４１は、シール面２０３をシールするシール機能を発揮する。
【００３８】
ダストリップ１５１は、大径部２０７の位置、つまりシール面２０３のうちの傾斜面２０６に密接している。このときダストリップ１５１は、その延出方向と直交する方向に揺動するように弾性変形自在であり、弾性変形する両面のうち傾斜面２０６に対面する一面を密接面１５２としている。そこでダストリップ１５１は、密接面１５２を傾斜面２０６に押し当てることによって弾性変形し、このときの復元力によって傾斜面２０６をシールしている。これによってダストリップ１５１は、シール面２０３のうちの傾斜面２０６をシールするシール機能を発揮する。
【００３９】
ここでダストリップ１５１は、ダストカバー１３１の小径開口部１３３がシール面２０３に装着された状態において、傾斜面２０６に対する軸ＡＸ方向の密接幅Ｘの寸法を０．５〜１．０ｍｍとしている。またナックル２０１に対してシールリップ１４１の突条１４１ｃよりも軸ＡＸ方向に近接する距離、つまりシールリップ１４１とダストリップ１５１との間の高低差Ｙの寸法を０．５〜１．２ｍｍとしている。
【００４０】
このような構成において、シールリップ１４１は、ナックル２０１を介してスタッド１１３をシールし、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のシール面２０３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。
【００４１】
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。これによって二つのジョイント対象物の間の角度変化が吸収される。
【００４２】
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。つまりダストカバー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。こうしてダストカバー１３１は、ボールスタッド１１１の揺動に伴う変形を吸収する。
【００４３】
図４は、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）におけるシールリップ１４１及びダストリップ１５１の状態を拡大して示す縦断正面図である。縮み側においてシールリップ１４１及びダストリップ１５１は、ナックル２０１に設けられているシール面２０３に対する密接力を深める。
【００４４】
このときシールリップ１４１においては、そもそも突条１４１ａ，１４１ｂ，１４１ｃが押し潰された状態でシール面２０３に密接しているために、密接力が高まることによる問題は生じない。突条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。
【００４５】
ところがダストリップ１５１の方は、揺動方向の一面側に設けられている密接面１５２に対する密接力が増大する。つまり密接面１５２に対して押圧力が生ずるため、ダストリップ１５１は倒れる方向に変位する。このときダストリップ１５１の長さが長すぎると、図８に示すように口開き現象が発生する。これに対して本実施の形態によれば、ダストリップ１５１の傾斜面２０６に対する軸ＡＸ方向の密接幅Ｘの寸法を０．５〜１．０ｍｍとし、シールリップ１４１とダストリップ１５１との間の高低差Ｙの寸法を０．５〜１．２ｍｍとしていることから、口開き現象を防止することができる。その理由は、次のとおりである。
【００４６】
（１）密接幅Ｘの上限値である１．０ｍｍの意義
図８に基づいて前述したとおり、ダストリップ１５１に口開きが発生する原因は、スタッド１１３の揺動に応じて、ダストカバー１３１の膜部１３２とダストリップ１５１とのなす角度がα１からα２へと小さくなるためであると考えられる。図４に示すように、これによってダストリップ１５１は矢印Ｃ方向に押され、傾斜面２０６の隅部Ｅとの接触位置を先端側にずらすため、ダストリップ９は拡開方向に押されて口開きが発生するわけである。このような口開き現象は、本実施の形態のように傾斜面２０６が凹面形状に湾曲している場合に顕著に発生する。
【００４７】
ところが図８に示すように、ダストリップ１５１の口開きは隅部Ｅの位置からいきなり生ずるわけではなく、隅部Ｅの位置からダストリップ１５１（図８中の符号「９」）の先端部に向かう途中で発生する。隅部Ｅの位置から先端部に向かう途中までの領域では、ダストリップ１５１は弾性変形して傾斜面２０６に密接している。こうしてダストリップ１５１が弾性変形によって傾斜面２０６に密接する領域は、１．０ｍｍ程度である。
【００４８】
そこで本実施の形態では、傾斜面２０６に対する軸ＡＸ方向の密接幅Ｘの寸法の上限化値を１．０ｍｍとすることで、ダストリップ１５１に生ずる口開きを防止している。
【００４９】
（２）密接幅Ｘの下限値である０．５ｍｍの意義
では密接幅Ｘは短ければ短いほどよいのか、との疑問が生ずる。この点、あまり短すぎるとダストリップ１５１が図４中の矢印Ｃの方向に押されたとき、傾斜面２０６からダストリップ１５１が脱落してしまうことがあるし、そもそもダストリップ１５１が本来的なシール機能を果たさなくなってしまう。このような不都合を生じさせない密接幅Ｘの寸法が０．５ｍｍなのである。
【００５０】
（３）高低差Ｙの上限値である１．２ｍｍの意義
スタッド１１３が揺動した際、隅部Ｅの位置から先端部に向かう途中までの領域ではダストリップ１５１は傾斜面２０６に密接しており、こうして密接状態を維持する領域は１．０ｍｍ程度であることは前述したとおりである。ところが傾斜面２０６にダストリップ１５１が密接する長さは、シールリップ１４１とダストリップ１５１との間の高低差Ｙに依存する。高低差Ｙが大きくなりすぎると、ダストリップ１５１が傾斜面２０６に対して密接する長さが短くなるのである。傾斜面２０６に対するダストリップ１５１の十分な密接状態を維持するには、高低差Ｙを１．２ｍｍ程度に抑えることが望ましい。これが高低差Ｙの上限値を１．２ｍｍとした理由である。
【００５１】
（４）高低差Ｙの上限値である０．５ｍｍの意義
この寸法は、密接幅Ｘの下限値０．５ｍｍに合わせた数値である。密接幅Ｘが０．５ｍｍ、高低差Ｙが０．５ｍｍであるとき、シールリップ１４１は大径部２０７に接触する。
【００５２】
以上説明したとおり、本実施の形態によれば、ボールスタッド１１１を揺動させた場合であっても、その縮み側で発生しようとする口開き現象を防止することができ、ダストリップ１５１のシール性を維持することができる。これによってジョイント内部への水やダスト等の外部異物の浸入を確実に防止することが可能となる。
【００５３】
実施に際しては、各種の変形や変更が可能である。
【００５４】
例えばシール面２０３のうちダストリップ１５１が押し当てられてシールされる傾斜面２０６は、本実施の形態のような凹面形状に湾曲した形状に限らず、平坦面形状のテーパー面であってもよい。
【００５５】
また本実施の形態においてシールリップ１４１は、スタッド１１３に装着されたナックル２０１のシール面２０３に密接することによってスタッド１１３をシールする構造を例示したが、実施に際しては、スタッド１１３に直接密接する構造であってもよい。
【００５６】
その他、あらゆる変形や変更が許容される。
【符号の説明】
【００５７】
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
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  小径開口部
１３４  大径開口部
１３５  クランプ部
１３６  突部
１４１  シールリップ
１５１  ダストリップ
１５２  密接面
２０１  ナックル
２０３  シール面
２０４  ナックル本体
２０５  フランジ
２０６  傾斜面
２０７  大径部
２０８  小径部
ＡＸ  軸
Ｅ  隅部
Ｓ  空間
Ｘ  密接幅
Ｙ  高低差
【図１】
2019049300.tif 000003
【図２】
2019049300.tif 000004
【図３】
2019049300.tif 000005
【図４】
2019049300.tif 000006
【図５】
2019049300.tif 000007
【図６】
2019049300.tif 000008
【図７】
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【図８】
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