CN109469728B

CN109469728B - 防尘罩

Info

Publication number: CN109469728B
Application number: CN201811016455.7A
Authority: CN
Inventors: 广田卓麻
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2018-08-31
Publication date: 2021-05-11
Anticipated expiration: 2038-08-31
Also published as: US11149784B2; JP2019049300A; CN109469728A; JP7134610B2; US20190078612A1

Abstract

本发明提供防尘罩，用于球形接头，该球形接头将螺栓的一端侧与转向节连接，将设置于螺栓的另一端侧的球头部以自由摇动和旋转方式收纳的球座与接头对象物连接，该防尘罩在通过大直径开口部包围球头部的收纳区域的防尘罩的小直径开口部具有与转向节以及螺栓之间的密封面进行密接的密封唇以及防尘唇。为了在螺栓摇动时防止防尘唇的前端翘起，维持其密封性，防尘唇在防尘罩安装于密封面的状态下，将与倾斜面密接的轴向长度规定为0.5～1.0mm，与密封唇之间具有0.5～1.2mm的轴向长度。

Description

防尘罩

技术领域

本发明涉及用于球形接头的防尘罩。

背景技术

已知有国际公开第2006/098124号所记载的具备防尘罩的球形接头。

图5是国际公开第2006/098124号的图1所示的球形接头1的纵截面主视图。该球形接头1将设置于球头螺栓2的球头部3以自由摇动和旋转的方式保持在球座4中，将该保持区域通过防尘罩5密闭。

防尘罩5是具有小直径开口部6以及大直径开口部7的膜状部件。防尘罩5通过设置于小直径开口部6的密封唇8以及防尘唇9将螺栓弹性覆盖，通过大直径开口部7以固定的方式包围球头部3的收纳区域进行密闭。

国际公开第2006/098124号中将球头螺栓2、球头部3、球座4分别称为“球柄1”、“球部11”以及“球接收部20”，将防尘罩5称为“靴式密封件4”，将小直径开口部6以及大直径开口部7分别称为“密封部42”以及“固定部41”。密封唇8是“密封唇34、47”，防尘唇9是“侧唇部48”。

图6是放大表示防尘罩5的一个截面的纵截面主视图。在球头螺栓2上设置有转向节10(文献1的“凸缘部13”)。密封唇8与球头螺栓2的外周面以及转向节10的下面弹性密接，发挥密封作用(参照国际公开第2006/098124号的[0020]段)。

转向节10在其外周具有呈锥形的倾斜面11(国际公开第2006/098124号的“锥面16”)，防尘唇9与倾斜面11弹性密接(参照文献1的[0021]段)。

球形接头1通过密封唇8密封收纳在接头内部的润滑用油脂，防止其泄露。通过防尘唇9进行密封，防止水、灰尘等外部异物侵入接头内部。

如图7所示，作为与防尘唇9密接的倾斜面11的形状，可以是弯曲成凹面形状的多样化形状。

国际公开第2006/098124号所公开的球形接头需要改善以下问题。

作为密封转向节与防尘唇之间的技术手段，通常是在转向节的下面抵接防尘唇并施加接触压力进行密封的构造。在转向节的外径较小的情况下，当前广泛采用以下方式：使图6所示的锥形的倾斜面11(参照文献1的“锥面16”)或图7所示的弯曲成凹面形状的倾斜面11与防尘唇密接从而进行密封，防止水、灰尘等外部异物侵入接头内部。

如图8所示，在使弯曲成凹面形状的倾斜面11与防尘唇9密接的情况下，如果球头螺栓2在密接力增加的方向上摇动，则容易在防尘唇9的前端产生间隙。这会导致防尘唇9的前端部分相对于密封对象即倾斜面11翘起的现象。图8中，以符号O表示产生间隙的部分。

考虑防尘唇9的前端翘起的原因在于，由于球头螺栓2的摇动，防尘罩5的膜状部分与防尘唇9所成的角度从α1缩小为α2。由于该角度从α1减小至α2，防尘唇9被向图8中箭头线C方向按压，与倾斜面11的角部E之间的接触位置向前端侧偏移。前端侧的位置被向角部E按压，防尘唇9扩开，发生翘起。

防尘唇的前端翘起会损坏防尘唇的密封性，增大水、灰尘等外部异物侵入接头内部的可能性。要求进行改善。

发明内容

本发明的课题在于维持螺栓摇动时防尘唇的密封性。

本发明是防尘罩，安装在球形接头，该球形接头将端部设置有球头部的螺栓与转向节连接，将所述球头部以自由摇动和旋转方式收纳的球座与另一个接头对象物连接，该防尘罩将所述球头部的收纳空间密封，其特征在于，具备：大直径开口部，包围所述球头部的收纳区域；小直径开口部，具有随着从所述转向节向所述球头部而缩径的倾斜面，包围从该倾斜面向所述球头部延伸的密封面；密封唇，设置在所述小直径开口部，以使得与所述密封面中的所述倾斜面以外的部分弹性密接；以及防尘唇，相比所述密封唇配置在接近所述转向节的外周侧，设置在所述小直径开口部，以使侧面与所述倾斜面弹性密接，在所述防尘罩安装在所述密封面的状态下，与所述倾斜面密接的轴向长度规定为0.5～1.0mm。

发明效果

根据本发明，能够防止防尘唇发生开口现象，在螺栓摇动时维持防尘唇的密封性。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式的球形接头的纵截面主视图。

图2是防尘罩的纵截面主视图。

图3是放大表示球形接头安装有防尘罩时的密封唇以及防尘唇的纵截面主视图。

图4是放大表示球头螺栓在对转向节的倾斜面的密接力增加的方向上摇动时的密封唇以及防尘唇的状态的纵截面主视图。

图5是表示球形接头的现有技术一个例子的纵截面主视图。

图6是放大表示图5所示的现有技术一个例子中安装在球形接头的防尘罩的一个截面的纵截面主视图。

图7是放大表示其他现有技术的一个例子中球形接头上安装有防尘罩时的防尘唇的纵截面主视图。

图8是放大表示图7所示的现有技术一个例子中球头螺栓在对转向节的倾斜面的密接力增加的方向上摇动时的密封唇以及防尘唇的状态的纵截面主视图。

符号说明

101球形接头

111球头螺栓

112球头部

113螺栓

114台阶部

115螺杆

116螺母

121球座

122壳体

123轴承

124底板

125开口部

126安装槽

131防尘罩

132膜部

133小直径开口部

134大直径开口部

135夹紧部

136突部

141密封唇

141a、141b、141c突条

151防尘唇

152密接面

201转向节

203密封面

204转向节主体

205凸缘

206倾斜面

207大直径部

208小直径部

AX轴

E角部

S空间

X密接宽度

Y高低差

具体实施方式

基于图1至图4以及图8说明一个实施方式。本实施方式表示将接头对象物即下臂(未图示)与转向节201连接的球形接头101的一个例子。

如图1所示，球形接头101具有下述基本构造：将设置于球头螺栓111的球头部112以自由摇动(箭头线A)和旋转(箭头线B)的方式保持在球座121中，通过防尘罩131将该保持区域密闭。

球形接头101使球头螺栓111的螺栓113的部分与转向节201连接。螺栓113从球头部112向其中心点以通过轴心的方式延伸，在中间部分具有台阶部114，在前端部具有螺杆115。球形接头101使螺栓113插入设置于转向节201的中央部分的未图示的安装孔中，在螺杆115上螺合螺母116进行紧固，从而与转向节201连接。

转向节201紧固在设置于螺栓113的台阶部114与螺母116之间，沿与球头螺栓111的轴AX正交的方向延伸。仅图1中转向节201的两端部分沿与球头螺栓111的轴AX正交的方向延伸，中间部分形成为覆盖螺栓113的形状。对于转向节201的中间部分，规定出与防尘罩131所具有的、后面所述的密封唇141以及防尘唇151密接的密封面203。后面详细说明密封面203。

对于球座121，在两端开口的筒状壳体122中收纳树脂制的轴承123，将底部通过底板124堵塞。壳体122开口的一端是开口部125，从该开口部125使球头螺栓111的螺栓113的一部分露出外部。轴承123无间隙地收纳在壳体122中，并被固定保持，以自由摇动和旋转的方式保持球头螺栓111的球头部112。在轴承123与球头部112的接触区域填充有润滑用油脂。

壳体122在距离开口部125较近一侧的外周面形成有安装槽126。该安装槽126是用于安装防尘罩131的槽。

如图2所示，防尘罩131是由橡胶状弹性部件形成的膜状部件。防尘罩131分别在形成为杯状的膜部132的一端侧设置小直径开口部133，在另一端侧设置大直径开口部134。由于是橡胶状弹性部件，因此，防尘罩131具备柔软性以及弹性恢复力。

大直径开口部134具有安装在设置于壳体122的外周面的安装槽126中的夹紧部135。夹紧部135在大直径开口部134的内周面具备与安装槽126嵌合的突部136。防尘罩131的大直径开口部134在安装槽126中嵌合突部136，从而固定安装在球座121的壳体122上。

小直径开口部133具备密封唇141以及防尘唇151。这些密封唇141以及防尘唇151均一体成形地呈形成于防尘罩131的圆环状。密封唇141配置在小直径开口部133的内周部分以及开口端部分，防尘唇151配置在小直径开口部133的开口端部分。

密封唇141弹性覆盖固定于螺栓113的转向节201的密封面203，将防尘罩131的膜部132所划分的收纳球头部112的空间S密闭并密封。密封唇141由三个突条141a、141b以及141c构成。

密封唇141的两个突条141a、141b在小直径开口部133的内周面突出形成为环状。这些突条141a、141b的突出方向是朝向小直径开口部133的内周的方向。

密封唇141的剩余一个突条141c在小直径开口部133的开口端突出形成。突条141c的突出方向是朝向小直径开口部133的轴向的方向。

防尘唇151相比密封唇141配置在外周侧。防尘唇151与转向节201的密封面203弹性抵压，将密封面203密闭并密封。

防尘唇151在小直径开口部133的开口端突出形成。防尘唇151的突出方向是沿小直径开口部133的轴向的方向。

如图3所示，转向节201的密封面203形成在相对于球头螺栓111的轴AX(参照图1)沿直角方向延伸的两端部分之间。转向节201的上端部分是构成转向节的主体的转向节主体204。转向节201的下端部分是用于防止防尘罩131的小直径开口部133(参照图2)脱落的凸缘205。密封面203从凸缘205沿螺栓113(参照图1)的轴向上升，在上方部分向外周方向扩开，形成与转向节主体204连着的倾斜面206。

更详细地讲，转向节201在密封面203中的形成倾斜面206的部分具有大直径部207，在密封面203中的形成倾斜面206以外的部分具有小直径部208。小直径部208相对于大直径部207为小直径，逐渐扩开成弯曲形状，与大直径部207相连。或者说，小直径部208具有与倾斜面206相连并弯曲成截面凹面形状的部分以及从该弯曲的部分向球头部112直线延伸的部分。直线延伸的部分与轴AX平行。小直径部208的最大直径的部分相对于大直径部207也为小直径。

形成在大直径部207的外周面的倾斜面206如上所述，在图3中，在上方部分向外周方向扩开。或者说，倾斜面206随着朝向球头部112进行缩径。倾斜面206弯曲成截面凹面形状。

在球形接头101上安装有防尘罩131时，设置于小直径开口部133的密封唇141以及防尘唇151与转向节201的密封面203密接。

密封唇141在小直径部208的位置与密封面203密接，形成被挤压变形的状态。密封唇141的上述两个突条141a、141b与密封面203的区域中的平行于球头螺栓111的轴AX的区域、即从弯曲的部分向球头部112直线延伸的部分密接。密封唇141的上述剩余一个突条141c与密封面203的区域中的弯曲成弯曲形状的区域、即与倾斜面206相连并弯曲成截面凹面形状的部分密接。

此时，两个突条141a、141b被来自正交于轴AX的方向的反作用力挤压变形，另一个突条141c被来自相对于轴AX呈锐角倾斜的方向的反作用力挤压变形。更准确地讲，对于两个中的一个突条141b，其上缘部分挂在密封面203开始倾斜的区域，因此，该部分受到来自相对于轴AX呈锐角倾斜的方向的反作用力而发生挤压变形。由此，密封唇141发挥将密封面203密封的密封功能。

防尘唇151与大直径部207的位置，即密封面203中的倾斜面206密接。防尘唇151以沿与其延伸方向正交的方向摇动的方式自由弹性变形，将弹性变形的两面中的与倾斜面206相对的一面作为密接面152。此时，防尘唇151使密接面152与倾斜面206抵压而发生弹性变形，通过此时的恢复力密封倾斜面206。由此，防尘唇151可发挥将密封面203中的倾斜面206密封的密封功能。

防尘唇151在防尘罩131的小直径开口部133安装于密封面203的状态下，将相对于倾斜面206的轴AX方向的长度(下面称为“密接宽度X”)的尺寸规定为0.5～1.0mm。另外，防尘唇151在防尘罩131的小直径开口部133安装于密封面203的状态下，将相比密封唇141的突条141c沿轴AX方向更靠近转向节201的距离，即密封唇141与防尘唇151之间的轴AX方向的长度(下面，称为“高低差Y”)的尺寸规定为0.5～1.2mm。

如图2以及图3所示，密封唇141的根部部分与防尘唇151的根部部分之间分离。作为一个例子，分离距离是1.6mm以上。

对于作用，密封唇141经由转向节201将螺栓113密封，可防止收纳到防尘罩131的膜部132所划分的空间S即接头内部的润滑用油脂漏出。防尘唇151将转向节201的密封面203密封，防止水、灰尘等外部异物侵入接头内部。

球形接头101所使用的环境中，接头对象物即未图示的下臂与转向节201之间角度会发生变化。为了能够与其对应地使球头螺栓111摇动或者旋转，在球座121内球头部112摇动(图1中的箭头线A)或者旋转(箭头线B)。通过球头部112的这种运动可吸收两个接头对象物之间的角度变化。

当球头螺栓111摇动时，防尘罩131变形。防尘罩131是橡胶状弹性部件，因此具有柔软性以及弹性恢复力，由于球头螺栓111摇动发生在延伸的一侧(图1中的右侧)使膜部132延伸，在收缩的一侧(图1中的左侧)使膜部132弯曲收缩。防尘罩131吸收球头螺栓111的摇动引起的变形。

图4是放大表示球头螺栓111摇动时收缩侧(相当于图1中的左侧)的密封唇141以及防尘唇151的状态的纵截面主视图。在收缩侧，密封唇141以及防尘唇151对设置于转向节201的密封面203的密接力增加。

此时在密封唇141中，突条141a、141b、141c原本就是在挤压变形的状态下与密封面203密接，密接力变高而不会发生问题。只是对突条141a、141b、141c在挤压变形方向上进一步施加力。

图4所示状态的防尘唇151增大对设置于摇动方向的一面侧的密接面152的密接力。此时，防尘唇151在密接面152受到按压力，向倾倒方向发生位移。如果防尘唇151的长度过长，则如图8所示，会在防尘唇151的前端出现翘起现象。本实施方式的防尘唇151将相对于倾斜面206的轴AX方向的密接宽度X的尺寸规定为0.5～1.0mm，将密封唇141与防尘唇151之间的高低差Y的尺寸规定为0.5～1.2mm，因此，能够防止防尘唇151的前端翘起的现象。其理由如下所述。

(1)密接宽度X的上限值为1.0mm的意义

基于图8，如上所述，考虑防尘唇151的前端发生翘起的原因在于，随着螺栓113的摇动，防尘罩131的膜部132与防尘唇151所成的角度从α1缩小为α2。如图4所示，随着上述角度从α1缩小为α2，防尘唇151被向箭头线C方向按压，与倾斜面206的角部E的接触位置向前端侧偏移，因此，防尘唇151被向扩开方向按压，导致前端翘起。在本实施方式的这种倾斜面206弯曲成凹面形状的情况下显著出现这种防尘唇151的前端翘起的现象。

但是，如图8所示，从角部E的位置开始，并不是突然出现防尘唇151的前端翘起，而是从角部E的位置开始，在朝向防尘唇151(图8中的符号“9”)的前端部的中途出现该现象。在从角部E的位置朝向前端部的中途区域，防尘唇151弹性变形从而与倾斜面206密接。防尘唇151通过弹性变形与倾斜面206密接的区域为1.0mm左右。

由此，通过将相对于倾斜面206的轴AX方向的密接宽度X的尺寸的上限值规定为1.0mm，能够防止防尘唇151的前端发生翘起。

(2)密接宽度X的下限值为0.5mm的意义

但是，如果密接宽度X较短，则会产生缩短到什么程度较为合适的疑问。对于该点，如果过短，则防尘唇151被向图4中的箭头线C的方向按压时，防尘唇151会从倾斜面206脱落，而无法发挥防尘唇151原本的密封功能。不会发生这种问题的密接宽度X的尺寸为0.5mm。

(3)高低差Y的上限值为1.2mm的意义

如上所述，螺栓113摇动时，在从角部E的位置朝向前端部的中途区域，防尘唇151与倾斜面206密接，维持密接状态的区域为1.0mm左右。此时，防尘唇151密接倾斜面206的长度取决于密封唇141与防尘唇151之间的高低差Y。如果高低差Y过大，则防尘唇151相对于倾斜面206密接的长度变短。为了维持防尘唇151相对于倾斜面206的充分密接状态，优选将高低差Y控制在1.2mm左右。这就是将高低差Y的上限值设置为1.2mm的理由。

(4)高低差Y的下限值为0.5mm的意义

该尺寸是对应密接宽度X的下限值0.5mm的数值。密接宽度X为0.5mm、高低差Y为0.5mm时，密封唇141与大直径部207接触。

如上述说明一样，根据本实施方式，即使在球头螺栓111摇动的情况下，也能够防止其收缩侧会出现的防尘唇151的前端翘起现象，能够维持防尘唇151的密封性。由此，能够可靠防止水、灰尘等外部异物侵入接头内部。

实施时可进行各种变形、变更。

例如，密封面203中的抵压防尘唇151进行密封的倾斜面206不限于本实施方式的这种弯曲成凹面形状的形状，也可以是平坦面形状的锥面。

本实施方式中，示例了密封唇141与安装于螺栓113的转向节201的密封面203密接从而密封螺栓113的构造。实施时也可以是使密封唇141直接与螺栓113密接的构造。

另外，允许所有的变形、变更。

Claims

1.一种防尘罩，安装于球形接头，所述球形接头将端部设置有球头部的螺栓与转向节连接，将所述球头部以自由摇动和旋转的方式收纳的球座与另一个接头对象物连接，所述防尘罩将所述球头部的收纳空间密封，其特征在于，

所述转向节具有从所述转向节向所述球头部延伸的密封面，所述密封面具有随着从所述转向节向所述球头部而缩径的倾斜面，所述转向节在所述密封面中的形成所述倾斜面的部分具有大直径部，在所述密封面中的形成所述倾斜面以外的部分具有小直径部，所述小直径部的直径比所述大直径部的直径小，

所述防尘罩具备：

大直径开口部，包围所述球头部的收纳区域；

小直径开口部，包围所述密封面；

密封唇，设置在所述小直径开口部，以使得与所述密封面中的位于所述小直径部的所述倾斜面以外的部分弹性密接；以及

防尘唇，相比所述密封唇配置在接近所述转向节的外周侧，设置在所述小直径开口部，以使得侧面与位于所述大直径部的所述倾斜面弹性密接，在所述防尘罩安装于所述密封面的状态下，将与所述倾斜面密接的轴向长度规定为0.5～1.0mm。

2.根据权利要求1所述的防尘罩，其特征在于，

所述防尘唇在所述防尘罩安装于所述密封面的状态下，将所述防尘唇与所述密封唇之间的轴向长度规定为0.5～1.2mm。

3.根据权利要求1或2所述的防尘罩，其特征在于，

所述防尘唇具有与弯曲成截面凹面形状的所述倾斜面密接的形状。

4.根据权利要求1或2所述的防尘罩，其特征在于，

所述密封唇具有与所述密封面中的与所述倾斜面相连并弯曲成截面凹面形状的部分密接的突条以及与所述密封面中的从所述弯曲成截面凹面形状的部分向所述球头部直线延伸的部分密接的突条。

5.根据权利要求4所述的防尘罩，其特征在于，

与所述密封面的所述弯曲成截面凹面形状的部分密接的所述密封唇的突条的根部部分与所述防尘唇的根部部分分离。

6.根据权利要求5所述的防尘罩，其特征在于，

与所述密封面的所述弯曲成截面凹面形状的部分密接的所述密封唇的突条的根部部分与所述防尘唇的根部部分之间彼此分离的分离距离为1.6mm以上。

7.根据权利要求1或2所述的防尘罩，其特征在于，

所述密封唇以及所述防尘唇具有与一体成形于所述转向节的所述密封面密接的形状。