JP2014025488A

JP2014025488A - 密封装置

Info

Publication number: JP2014025488A
Application number: JP2012163784A
Authority: JP
Inventors: Kohei Kameo; 浩平亀尾
Original assignee: JTEKT Corp
Current assignee: JTEKT Corp
Priority date: 2012-07-24
Filing date: 2012-07-24
Publication date: 2014-02-06

Abstract

【課題】第１の突起部の舌片および密接部間を介して異物が侵入するのを阻止する。
【解決手段】ハウジング６１の開口部の外周に嵌め込まれるブーツ３０と、このブーツ３０の外周側から内径方向に緊迫力を与えるバンド４０とからなる密封装置５５において、バンド３０は、帯状の板材からなり、一端に幅が狭くブーツに密接する舌片４２を形成し、中間に舌片４２より幅が広くブーツに密接する密接部４１を形成し、他端に板材を輪状にしたときに密接部４１を外径側から密接する圧接部を形成し、密接部４１に舌片を挿通する切欠きを形成したものであり、ブーツ３０の内周に、舌片４２および密接部４１で圧縮される弾性で環状の第１の突起部３３ｂと、舌片で圧縮されず密接部で圧縮される弾性で環状の第２の突起部３３ａと、ブーツ３０の円周方向に間隔を空けて複数配置され第１の突起部３３ｂおよび第２の突起部３３ａを繋ぐ第１の連結部３３ｄとを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ハウジングの開口部をブーツとバンドにより密封した密封装置に関する。

自動車のラックアンドピニオン形舵取装置は、円筒状のラックハウジングにラック軸が挿通され、ラックハウジングの両端からラック軸が突出している。ラック軸の両端にボールジョイントが連結され、ラックハウジングの円筒状の開口部にブーツの一端を嵌め込み、ボールジョイントの軸部にブーツの他端を嵌め込み、ブーツに外径側から内径方向に緊迫力を与えるバンドを嵌め込み、ブーツとバンドによって、ラックハウジングの開口部を密封している。

ブーツとして特許文献１に示すようなものがあり、ブーツは、ボールジョイントの軸部に嵌め込まれる円筒状の小径固着部と、ラックハウジングに嵌め込まれる円筒状の大径固着部と、小径固着部および大径固着部を繋ぐ蛇腹形状の蛇腹部とからなっている。

バンドとして特許文献２に示すようなものがあり、バンドは、帯状の板材からなり、一端に幅が狭く前記ブーツに密接する舌片を形成し、中間に前記舌片より幅が広く前記ブーツに密接する密接部を形成し、他端に前記板材を輪状にしたときに前記舌片を外径側から密接する圧接部を形成したものがある。

特許第３１９１１６９号公報特開２００４−１１７５９号公報

ブーツの大径固着部の内周には、弾性で環状の突起部が形成されており、バンドの舌片および密接部で圧接することによって、ブーツおよびラックハウジング間のシール性を高めていた。

舌片を圧接部で圧接したときに、圧接部および密接部間に段部ができ、この段部で環状の突起部を圧接する力が弱まる。

ブーツはラック軸の動きに連れて伸縮し、ブーツ内の圧力変化が発生する。ブーツ内の圧力が低下したときに、環状の突起部の段部に対応する位置で外部から異物が侵入する可能性があった。本発明は上述した問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、環状の突起部の段部に対応する位置で外部からの異物の侵入を防ぐことができる密封装置を提供することである。

請求項１に記載の発明は、ハウジングの円筒形状の開口部の外周に嵌め込まれるブーツと、このブーツの外周側から内径方向に緊迫力を与えるバンドとからなり、前記ハウジングの開口部を前記ブーツおよび前記バンドによって密封するようにした密封装置において、前記バンドは、帯状の板材からなり、一端に幅が狭く前記ブーツに密接する舌片を形成し、中間に前記舌片より幅が広く前記ブーツに密接する密接部を形成し、他端に前記板材を輪状にしたときに前記密接部を外径側から密接する圧接部を形成し、前記密接部に前記舌片を挿通する切欠きを形成したものであり、前記ブーツの内周に、前記舌片および前記密接部で圧縮される弾性で環状の第１の突起部と、前記舌片で圧縮されず前記密接部で圧縮される弾性で環状の第２の突起部と、前記ブーツの円周方向に間隔を空けて複数配置され前記第１の突起部および前記第２の突起部を繋ぐ第１の連結部とを有し、前記第１の連結部は弾性で前記密接部で圧縮されることを特徴とするものである。
この構成によれば、第１の突起部の舌片および密接部間を介してブーツの内部および外部間を連通しようとしても、一対の第１の連結部および第２の突起部でシャットアウトされるため、外部から異物が侵入する可能性が少ない。

請求項２に記載の発明は、ハウジングの円筒形状の開口部の外周に嵌め込まれるブーツと、このブーツの外周側から内径方向に緊迫力を与えるバンドとからなり、前記ハウジングの開口部を前記ブーツおよび前記バンドによって密封するようにした密封装置において、前記バンドは、帯状の板材からなり、一端に幅が狭く前記ブーツに密接する舌片を幅方向中間に形成し、前記板材の長手方向中間に前記舌片より幅が広く前記ブーツに密接する密接部を形成し、他端に前記板材を輪状にしたときに前記密接部を外径側から密接する圧接部を形成し、前記密接部に前記舌片を挿通する切欠きを形成したものであり、前記ブーツの内周に、前記舌片および前記密接部で圧縮される弾性で環状の第１の突起部と、前記舌片を挟んで両側の一方に配置され前記密接部で圧縮される弾性で環状の第２の突起部と、前記舌片を挟んで両側の他方に配置され前記密接部で圧縮される弾性で環状の第３の突起部と、前記ブーツの円周方向に間隔を空けて複数配置され前記第１の突起部および前記第２の突起部を繋ぐ第１の連結部と、前記ブーツの円周方向に間隔を空けて複数配置され前記第１の突起部および前記第３の突起部を繋ぐ第２の連結部とを有し、前記第１の連結部および前記第２の連結部は弾性で前記密接部で圧縮されることを特徴とするものである。

この構成によれば、第１の突起部の舌片および密接部間を介してブーツの内部および外部間を連通しようとしても、一対の第１の連結部および第２の突起部でシャットアウトされ、さらに一対の第２の連結部および第３の突起部でシャットアウトされるため、外部から異物が侵入する可能性がより少ない。

本発明によれば、第１の突起部の舌片および密接部間を介してブーツの内部および外部間を連通しようとしても、一対の第１の連結部および第２の突起部でシャットアウトされるため、外部から異物が侵入する可能性が少ない。

本発明の実施形態における密封装置の全体断面図である。本発明の実施形態におけるラックハウジング取付け前の密封装置の全体断面図である。本発明の実施形態における図１のＡ−Ａ線断面図である。本発明の実施形態における図２のＢ−Ｂ線断面図である。本発明の実施形態におけるバンドの展開側面図である。本発明の実施形態におけるバンドの展開平面図である。本発明の実施形態における結束時のバンドの展開側面図である。本発明の実施形態における結束時のバンドの展開平面図である。

本発明の実施形態について、図１乃至図８を参酌しつつ説明する。図１は密封装置の全体断面図であり、図２はラックハウジング取付け前の密封装置の全体断面図であり、図３は図１のＡ−Ａ線断面図であり、図４は図２のＢ−Ｂ線断面図であり、図５はバンドの展開側面図であり、図６はバンドの展開平面図であり、図７は結束時のバンドの展開側面図であり、図８は結束時のバンドの展開平面図である。

図１において、ラックアンドピニオン形舵取装置６０は、図略のハンドルの回転操作をラック軸６３の軸方向移動に変換する機能を有している。ラック軸６３の両端には、ボールジョイント５の一端が連結され、ボールジョイント５の他端に、図略のナックルアームに連結されている。ボールジョイント５は、ラック軸６３の軸方向移動を図略のナックルアームに伝える機能を有している。ラックアンドピニオン形舵取装置６０のラックハウジング６１およびボールジョイント５のインナー側タイロッド２０間に、ラックハウジング６１の開口部を密封する密封装置５５が設けられている。

ラックアンドピニオン形舵取装置６０は略円筒状のラックハウジング６１を有し、ラックハウジング６１の一端内周に略円筒状のブッシュ６２が設けられている。このブッシュ６２にラック軸６３が軸方向移動可能に案内支持されている。ラックハウジング６１の開口部の外周に後述するブーツ３０の大径側固着部３３が嵌め込まれる環状溝６１ａが形成されている。

ボールジョイント５は、ラック軸６３に連結されたインナー用ボールジョイント１０と、インナー用ボールジョイント１０に連結されたインナー側タイロッド２０とを有する。

インナー用ボールジョイント１０は、ラック軸６３に連結されたインナー用ボールソケット１１と、このインナー用ボールソケット１１に揺動可能に軸支されるインナー用ボールスタッド２１と、インナー用ボールソケット１１およびインナー用ボールスタッド２１間に設けられた軸受シート１３とからなっている。インナー用ボールソケット１１には軸部が一体形成され、この軸部におねじ１２が形成されている。おねじ１２は、ラック軸６３の一端に形成されためねじ６４に螺合されている。インナー用ボールスタッド２１にはインナー側タイロッド２０が一体形成され、インナー側タイロッド２０には後述するブーツ３０の小径側固着部３２が嵌め込まれる軸部２０ａおよび環状溝２０ｂが形成されている。

密封装置５５は、両端がラックハウジング６１およびインナー側タイロッド２０に嵌め込まれるブーツ３０と、ブーツ３０の後述する小径側固着部３２を外周側から内径方向へ緊迫力を与えるバンド５０と、ブーツ３０の後述する大径側固着部３３を外周側から内径方向へ緊迫力を与えるバンド４０とからなっている。

ブーツ３０は、ゴム製で、一端に円筒状の小径側固着部３２、他端に円筒状の大径側固着部３３、中間に蛇腹形状の蛇腹部３１が一体形成されている。小径側固着部３２は、インナー側タイロッド２０の軸部２０ａおよび環状溝２０ｂに嵌め込まれ、大径側固着部３３は、ラックハウジング６１の環状溝６１ａに嵌め込まれている（図３）。ブーツ３０は、蛇腹部３１によってラック軸６３の軸方向に伸縮できるようになっている。

図２および図４に示すように大径側固着部３３の内周には、開口側から順に、環状の第３の突起部３３ｃ、環状の第１の突起部３３ｂ、環状の第２の突起部３３ａが軸方向に間隔を空けて一体形成されている。第２の突起部３３ａおよび第１の突起部３３ｂ間には、これらを大径側固着部３３の軸方向に繋ぐ第１の連結部３３ｄが、大径側固着部３３の円周方向に複数形成されている。第３の突起部３３ｃおよび第１の突起部３３ｂ間には、これらを大径側固着部３３の軸方向に繋ぐ第２の連結部３３ｅが、大径側固着部３３の円周方向に複数形成されている。第３の突起部３３ｃ、第１の突起部３３ｂ、第２の突起部３３ａ、第１の連結部３３ｄ、第２の連結部３３ｅは、大径側固着部３３の内周より内径側へ１ｍｍ以下、一体的に突出しており、ゴム製で、大径側固着部３３をラックハウジング６１に圧入したときに圧縮される程度の弾性力を有している。

図５および図６に示すようにバンド４０は、金属製で帯状の板材からなり、一端に幅が狭い舌片４２、中間に舌片より幅が広い密接部４１、他端に密接部４１に対し板材の板厚分だけ段違いに平行な圧接部４３が形成されている。密接部４１および圧接部４３間に段部４３ａが形成されている。舌片４２は密接部４１の幅方向中間に形成され、圧接部４３は密接部４１と同一程度の幅を有する。バンド４０を輪状にしたときに舌片４２および密接部４１が大径側固着部３３を圧接し、圧接部４３が密接部４１の一部を圧接するようになっている。

密接部４１の舌片４２側には、舌片４２側から順に第１の引っ掛け部４５ａ、第２の引っ掛け部４５ｂ、第３の引っ掛け部４５ｃが形成されている。第１の引っ掛け部４５ａは、バンド４０の平面から見てコの字形状に切欠き、バンド４０の側面から見てＬ字形状に折り曲げたものである。第２の引っ掛け部４５ｂは、バンド４０の平面から見てコの字形状に切欠き、バンド４０の側面から見てＬ字形状に折り曲げたものである。第３の引っ掛け部４５ｃは、バンド４０の平面から見てコの字形状に切欠き、バンド４０の側面から見て略Ｚ字形状に折り曲げたものである。第１の引っ掛け部４５ａ、第２の引っ掛け部４５ｂ、第３の引っ掛け部４５ｃは、いずれも密接部４１の平面から突出している。

圧接部４３には、舌片４２側から順に四角形状の第１の留め穴４８ａ、四角形状の第２の留め穴４８ｂ、四角形状の第３の留め穴４８ｃが形成されている。第１の留め穴４８ａに第１の引っ掛け部４５ａが引っ掛かり、第２の留め穴４８ｂに第２の引っ掛け部４５ｂが引っ掛かり、第３の留め穴４８ｃに第３の引っ掛け部４５ｃが引っ掛かるようになっている（図７、図８）。

圧接部４３には、第１の留め穴４８ａに対して舌片４２側で、バンド４０の側面から見てコの字形状に折り曲げた屈曲部４４が形成されている。屈曲部４４は、バンド４０を輪状にし、これを図７および図８に示すようにバンド４０の全長長さが短くなる方向にかしめることによって、第１の留め穴４８ａに第１の引っ掛け部４５ａを引っ掛け、第２の留め穴４８ｂに第２の引っ掛け部４５ｂを引っ掛け、第３の留め穴４８ｃに第３の引っ掛け部４５ｃを引っ掛ける機能を有する。

密接部４１の圧接部４３側には、バンド４０を輪状にしたときに、舌片４２の挿通を許容する切欠き４７が形成されている。切欠き４７は、密接部４１をバンド４０の平面から見てコの字形状に切欠き、切欠きによってできた折り曲げ片４９をバンド４０の側面から弓状に折り曲げることによって、バンド４０の平面から見て四角形状の空間を形成したものである。折り曲げ片４９は、一端が圧接部４３に繋がっており、バンド４０を輪状にした後、ブーツ３０側へかしめることによってブーツ３０および舌片４２に密接するようになっている。折り曲げ片４９の密接箇所が舌片４２からブーツ３０へ変わる途中に、どちらにも密接しない段部４９ａが形成されている。

続いて上述した構成にもとづいて、密封装置５５の組付けについて説明する。

インナー側タイロッド２０の軸部２０ａおよび環状溝２０ｂに、ブーツ３０の小径側固着部３２をインナー用ボールソケット１１と反対側から嵌め込む（図２）。蛇腹部３１を圧縮し、大径側固着部３３がインナー用ボールソケット１１よりインナー側タイロッド２０側へ位置する状態で、インナー用ボールソケット１１のおねじ１２をラック軸６３のめねじ６４に螺合させる。大径側固着部３３をラックハウジング６１の環状溝６１ａに嵌め込む（図１）。大径側固着部３３の内周径は環状溝２０の外周径よりも若干小さいので、大径側固着部３３は環状溝６１ａに圧入された状態となり、大径側固着部３３が内径側へ縮径しようとする緊迫力が第３の突起部３３ｃ、第１の突起部３３ｂ、第２の突起部３３ａ、第１の連結部３３ｄ、第２の連結部３３ｅに与えられ、これらが大径側固着部３３および環状溝６１ａ間で潰された状態となる。

バンド５０を輪状にし、バンド５０自体に内径側へ縮小しようとする緊迫力を発生させる。バンド５０により小径側固着部３２が軸部２０ａおよび環状溝２０ｂに密着しようとする力が高まり、シール性が向上する。

バンド４０を輪状にして舌片４２を圧接部４３および大径側固着部３３間に挿入し、さらに舌片４２を切欠き４７に挿入するとともに密接部４１の一部を圧接部４３および大径側固着部３３間に挿入する。かしめ工具を使用して屈曲部４４をバンド４０の全長長さが短くなる方向にかしめ、第１の留め穴４８ａに第１の引っ掛け部４５ａが引っ掛かり、第２の留め穴４８ｂに第２の引っ掛け部４５ｂが引っ掛かり、第３の留め穴４８ｃに第３の引っ掛け部４５ｃが引っ掛かる（図３）。折り曲げ片４９をかしめ、折り曲げ片４９をブーツ３０および舌片４２に密接させる。第１の留め穴４８ａに第１の引っ掛け部４５ａが引っ掛かり、第２の留め穴４８ｂに第２の引っ掛け部４５ｂが引っ掛かり、第３の留め穴４８ｃに第３の引っ掛け部４５ｃが引っ掛かることにより、バンド４０自体に内径側へ縮小しようとする緊迫力が発生する。バンド４０により大径側固着部３３が環状溝６１ａにより密着しようとする力が高まり、シール性がより向上する。このとき、第３の突起部３３ｃ、第１の突起部３３ｂ、第２の突起部３３ａ、第１の連結部３３ｄ、第２の連結部３３ｅがより潰された状態となる。

バンド４０の幅方向において、舌片４２が第１の突起部３３ｂに対応し、舌片４２の両側の蛇腹部３１側にある密接部４１が第２の突起部３３ａに対応し、舌片４２の両側の蛇腹部３１と反対側にある密接部４１が第１の突起部３３ｃに対応する。舌片４２および折り曲げ片４９によって第１の突起部３３ｂがより潰され、密接部４１によって第３の突起部３３ｃ、第１の突起部３３ｂ、第２の突起部３３ａ、第１の連結部３３ｄ、第２の連結部３３ｅがより潰された状態となる。

第１の突起部３３ｂの円周方向において、段部４９ａに対応する位置で第１の突起部３３ｂが潰される量が緩和される。第２の突起部３３ａおよび第３の突起部３３ｃの円周方向において、段部４３ａに対応する位置で第２の突起部３３ａおよび第３の突起部３３ｃが潰される量が緩和される。

ラック軸６３が軸方向へ移動すると、ブーツ３０が伸縮し、ブーツ３０内の圧力が変化する。ブーツ３０内が負圧になると、第３の突起部３３ｃの段部４３ａに対応する位置からブーツ３０の外部の異物が侵入しようとするが、一対の第２の連結部３３ｅおよび第１の突起部３３ｂで遮断され、第１の突起部３３ｂの段部４９ａに対応する位置まで届かない。第１の突起部３３ｂの段部４９ａに対応する位置を仮に突破したとしても、一対の第１の連結部３３ｄおよび第２の突起部３３ａで遮断され、第２の突起部３３ａの段部４３ａに対応する位置まで届かない。

上述した効果を得るには、第１の連結部３３ｄおよび第２の連結部３３ｅは、大径側固着部３３の円周方向において、段部４３ａおよび段部４９ａ間に配置されるのが望ましい。
段部４３ａおよび段部４９ａが大径側固着部３３の円周方向のどの位置に来ても、段部４３ａおよび段部４９ａ間に第１の連結部３３ｄおよび第２の連結部３３ｅが必ず配置されるようにするには、第１の連結部３３ｄおよび第２の連結部３３ｅ間の大径側固着部３３の円周方向の間隔を、段部４３ａおよび段部４９ａ間の大径側固着部３３の円周方向の間隔より狭くする必要がある。

本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し得ることは勿論である。

上述した実施形態は、大径側固着部３３の内周に第３の突起部３３ｃ、第１の突起部３３ｂ、第２の突起部３３ａ、第１の連結部３３ｄ、第２の連結部３３ｅを設けた。他の実施形態として、第３の突起部３３ｃおよび第２の連結部３３ｅを省き、大径側固着部３３の内周に第１の突起部３３ｂ、第２の突起部３３ａ、第１の連結部３３ｄを設けても良い。この場合、上述した実施形態と比較してシール性が低下するが、構造がより簡単となる。

上述した実施形態は、密封装置５５をラックアンドピニオン形舵取装置６０のラックハウジング６１の開口部の密封に適用した。他の実施形態として、密封装置５５を等速ジョイントのアウターハウジングの開口部の密封に適用しても良い。

３０：ブーツ、３３ａ：第２の突起部、３３ｂ：第１の突起部、３３ｃ：第３の突起部、３３ｄ：第１の連結部、３３ｅ：第２の連結部、４０：バンド、４１：密接部、４２：舌片、４３：圧接部、４７：切欠き、５５：密封装置、６１：ラックハウジング（ハウジング）

Claims

ハウジングの円筒形状の開口部の外周に嵌め込まれるブーツと、このブーツの外周側から内径方向に緊迫力を与えるバンドとからなり、前記ハウジングの開口部を前記ブーツおよび前記バンドによって密封するようにした密封装置において、
前記バンドは、帯状の板材からなり、一端に幅が狭く前記ブーツに密接する舌片を形成し、中間に前記舌片より幅が広く前記ブーツに密接する密接部を形成し、他端に前記板材を輪状にしたときに前記密接部を外径側から密接する圧接部を形成し、前記密接部に前記舌片を挿通する切欠きを形成したものであり、
前記ブーツの内周に、前記舌片および前記密接部で圧縮される弾性で環状の第１の突起部と、前記舌片で圧縮されず前記密接部で圧縮される弾性で環状の第２の突起部と、前記ブーツの円周方向に間隔を空けて複数配置され前記第１の突起部および前記第２の突起部を繋ぐ第１の連結部とを有し、前記第１の連結部は弾性で前記密接部で圧縮されることを特徴とする密封装置。
ハウジングの円筒形状の開口部の外周に嵌め込まれるブーツと、このブーツの外周側から内径方向に緊迫力を与えるバンドとからなり、前記ハウジングの開口部を前記ブーツおよび前記バンドによって密封するようにした密封装置において、
前記バンドは、帯状の板材からなり、一端に幅が狭く前記ブーツに密接する舌片を幅方向中間に形成し、前記板材の長手方向中間に前記舌片より幅が広く前記ブーツに密接する密接部を形成し、他端に前記板材を輪状にしたときに前記密接部を外径側から密接する圧接部を形成し、前記密接部に前記舌片を挿通する切欠きを形成したものであり、
前記ブーツの内周に、前記舌片および前記密接部で圧縮される弾性で環状の第１の突起部と、前記舌片を挟んで両側の一方に配置され前記密接部で圧縮される弾性で環状の第２の突起部と、前記舌片を挟んで両側の他方に配置され前記密接部で圧縮される弾性で環状の第３の突起部と、前記ブーツの円周方向に間隔を空けて複数配置され前記第１の突起部および前記第２の突起部を繋ぐ第１の連結部と、前記ブーツの円周方向に間隔を空けて複数配置され前記第１の突起部および前記第３の突起部を繋ぐ第２の連結部とを有し、前記第１の連結部および前記第２の連結部は弾性で前記密接部で圧縮されることを特徴とする密封装置。