JP2021526099A - ステアリングボールジョイントのシール性を向上させるシール部材を備えるステアリングアセンブリ - Google Patents

Abstract

車両のステアリングアセンブリは、一端がステアリングボールジョイントと、車輪（２１）のハブ部材（２２）と、ステアリングボールジョイントと該ハブ部材（２２）との間に位置するベローズシール（１０）と、を有するタイロッド（２０）を備える。このステアリングアセンブリは、ハブ部材（２２）と接触する遮蔽面（２）及びベローズシール（１０）と接触する摺動面（３）を有する少なくとも１つのシール部材（１）をさらに備えることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は、パワーステアリング装置、より詳しくは車両のステアリングアセンブリ、及び前記アセンブリを取り付けるための方法に関する。

車両用のステアリングシステムの目的は、ステアリングホイールに力を加えることにより、ドライバーに車両の軌道を制御させることである。

一般に、ステアリングシステムは、ステアリングホイール、ステアリングコラム、及び各々タイロッドに接続された２つの端部が設けられたラックを有する。

タイロッドの一端には、ピボットが挿入された回転ケーシングを有するステアリングボールジョイントが設けられている。このピボットは、回転ケーシング内に配置されることが意図された一般的な球形のピボットと、車輪のハブ部材のオリフィスへの挿入が意図されたボディ部とを有する。ナックルキャリア又はハブキャリアとも呼ばれるハブ部材は、ベアリングを支持する機械的な部品であり、間接的にハブとなる部品である。

したがって、タイロッドは、ハブ部材に対する回転ケーシングの相対的な移動により、車輪の向きを変更することを可能にしている。

さらに、回転ケーシングとピボットの頭部との間の塵埃や湿気の導入に関する隙間や、騒音といったステアリングボールジョイントの欠点を制限するために、回転ケーシングとハブ部材の接触面との間にベローズシールを配置することが知られている。ベローズシールは、一般に、弾性変形可能なエラストマー材料により形成されている。

いくつかの製造業者では、ハブ部材は、腐食による損傷を防止するために保護層で覆われた、鋳鉄などの腐食可能な材料により形成されている。

ベローズシールによるシールを可能にするための十分に滑らかな表面状態を得るため、この接触面は機械加工され、すなわち保護層が除去される。このため、車両の使用中に、ハブ部材の接触面の状態は、時間の経過に伴って腐食していく。このようなベローズシールの摩耗があると、ベローズシールはハブ部材と回転ケーシングとの間の十分なシールを確保できなくなり、ステアリングボールジョイントの寿命を縮めることになる。

本発明の目的は、ハブ部材とベローズシールとの間に配置されたシールを改良することにより、ステアリングボールジョイントの寿命を向上させることにある。

本発明は、一端が、ステアリングボールジョイントと、車輪のハブ部材と、該ステアリングボールジョイントと該ハブ部材との間に位置するベローズシールと、を有するタイロッドを備え、前記ステアリングアセンブリは、前記ハブ部材と接触する遮蔽面と、前記ベローズシールと接触する摺動面と、を有する少なくとも１つのシール部材をさらに備えることを特徴とする。

前記シール部材は、前記ベローズシールが前記ハブ部材に接触しないように、該ベローズシールと該ハブ部材との間に配置されている。

前記シール部材は前記ハブ部材に対して固定され、該ハブ部材と該シール部材との間にシールを形成するために、一方が他方に対して相対的に移動しないようになっている。より詳細には、前記シール部材は、前記遮蔽面により前記ハブ部材との固定シールを確実にし、すなわち、このシールはハブ部材上の遮蔽面のわずかな変形により達成される。

さらに、車両車輪の向きによって、前記ハブ部材に対して前記ステアリングボールジョイントと、及び前記ベローズシールが相対的に移動する。このため、前記ベローズシールは前記ハブ部材に対して相対的に移動できる。

前記ベローズシールは、前記シール部材に対して、より正確には前記摺動面に対して圧力をかけ、一方では該ベローズシールと該シール部材との間のシール性を確保し、他方では該シール部材の該摺動面を劣化させることなく摺動できるようにする。

前記シール部材は、前記ベローズシールが前記ハブ部材に直接接触することなく、該ベローズシールと該ハブ部材との間のシールを確保する。従って、前記ベローズシールは、前記ハブ部材により劣化させられることがない。

本発明の一特徴点によれば、前記シール部材は、腐食の影響を受けない材料により形成されている。

従って、前記シール部材は、腐食現象による経年劣化がない。

腐食しない前記摺動面は、車両の寿命を通して、前記ベローズシールの最適な摺動を可能にする。

さらに、前記シール部材は、前記遮蔽面を介して、前記ハブ部材の腐食に対する保護を提供する。

本発明の一特徴点によれば、前記遮蔽面は、エラストマー材料により形成されている。

本発明の一特徴点によれば、前記遮蔽面は、前記摺動面と対向する面に固定されたエラストマー材料により形成されている。

前記シール部材の前記遮蔽面は弾性を有し、該遮蔽面が前記ハブ部材に密着できるようにする。

このようにして、前記遮蔽面と前記ハブ部材との間のシール性が向上する。

本発明の一特徴点によれば、前記遮蔽面は、形状の相補性によって前記ハブ部材と協働する。

このようにして、前記遮蔽面は、前記ハブ部材の腐食現象に対する保護部材を形成する。

本発明の一特徴点によれば、前記摺動面は、潤滑油の堆積による腐食の影響を受けない材料により形成されている。

材料は、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、又はプラスチックである。

このようにして、前記摺動面の表面状態の特性によって、つまり、特に粗さが小さいことによって、前記ベローズシールの摺動が促進され、該ベローズシールとのシール性を確保することができる。

本発明の一特徴点によれば、前記摺動面が実質的に平坦である。

本発明の一特徴点によれば、前記摺動面の外側端が、少なくとも１つの保持タブを有する。

このようにして、前記保持タブは、前記アセンブリを組み立てる際に、前記シール部材を前記ベローズシールに留めることができる。

本発明の一特徴点によれば、前記摺動面の前記外側端が、複数の前記保持タブを有する。

本発明の一特徴点によれば、前記シール部材が、ワッシャの概形を有する。

このようにして、前記シール部材は、前記ステアリングボールジョイントの本体の周りに配置することが意図されている。

本発明の一特徴点によれば、前記シール部材が、前記ステアリングボールジョイントの本体と接触する。

このようにして、前記シール部材は、前記ハブ部材と前記ベローズシールとの間に完全なシールを形成する。

本発明はまた、ハブ部材と接触するように意図された遮蔽面、ベローズシールと接触するように意図された摺動面、及び該摺動面の外側端を超えて延びる少なくとも１つの保持タブを有する車両ステアリングのシール部材に関する。

前記シール部材は、前記ステアリングボールジョイントのピボットのボディ部を収容することを意図する中央オリフィスからなる、ワッシャの概形を有している。前記遮蔽面と前記摺動面とは、実質的に平坦であり、腐食の影響を受けない材料（ステンレス鋼、アルミニウム、プラストック）により形成されている。

本発明の一特徴点によれば、前記遮蔽面は、前記中央オリフィスと同心円上の複数の隆起部を有し、該隆起部の弾性変形により、前記ハブ部材に対する前記シール部材の密着性を向上させることができる。

同心円上の前記隆起部がバッフルとして機能する。

本発明は、本発明に係る車両のステアリングアセンブリの取り付ける方法にも関する。この方法は、
前記ベローズシールの第１端を前記ステアリングボールジョイント上に取り付ける工程と、
前記シール部材を前記ベローズシールの第２端上に留める工程と、
前記シール部材と前記ハブ部材とが接触するように、前記ステアリングボールジョイントを該ハブ部材上に固定する工程と、を含む。

前記ステアリングボールジョイントは、一方の回転ケーシングにはピボットの頭部が挿入されている。前記ピボットの頭部は、実質的に円筒形のボディ部から延びている。

取り付ける工程において、前記ベローズシールの第１端がピボットのボディ部の周りに配置され、回転ケーシングと接触する。

留める工程において、前記シール部材が前記ベローズシールの第２端に固定される。この工程は、前記保持タブがあることにより容易に行われる。この工程は、取り付ける工程の前又は、取り付ける工程の後に行うことができる。

最後に、固定する工程において、前記ピボットのボディ部を前記ハブ部材に挿入する。前記ピボットのボディ部と前記ハブ部材とは、前記ピボットのボディ部にねじ込まれたナットによって固定される。このナットは、前記ハブ部材に接触している。

図１は、本発明に係るアセンブリの実施形態を示す図である。 図２は、本発明に係るアセンブリの断面図である。 図３は、本発明に係るシール部材の側面図である。 図４は、シール部材の底面図である。 図５は、シール部材の上面図である。 図６は、シール部材が設けられたベローズシールの透視図である。 図７は、シール部材が設けられたベローズシールの切り欠き部分を示す透視図である。

本発明は、非限定的な例により提示され、添付の概略図面を参照して説明される本発明に係る実施形態に関する以下の説明により、よりよく理解される。

図３、図４及び図５は、本発明に係るシール部材１の異なる外観を示している。シール部材１は、ワッシャの概形を有し、中央に貫通オリフィスを持つ円盤状である。従って、シール部材１は、より小さい直径を有するエッジである、すなわち貫通オリフィスにより形成された内部エッジ７と、最も大きい直径を有する円盤のエッジである、すなわち外部エッジ５とを有する。シール部材１は、腐食の影響を受けない材料により形成され、シール部材１が広がる平面内には、遮蔽面２と摺動面３とを有している。

摺動面３は、内部エッジ７から外部エッジ５まで延び、実質的に平坦である。摺動面３は、腐食の影響を受けない材料、例えばステンレス鋼、アルミニウ又はプラスチックにより形成され、粗さが小さい。さらに、摺動面３の外部エッジ５には、腐食の影響を受けない材料、例えばステンレス鋼、アルミニウム又はプラスチックにより形成された複数の保持タブ４が設けられている。保持タブ４は、摺動面３が広がる平面に対して実質的に垂直に延びている。

遮蔽面２は、エラストマー材料により形成され、内部エッジ７から外部エッジ５まで延び、実質的に平坦である。遮蔽面２は、バッフルとして機能する、内部エッジ７と平行に延びる同心円上の複数の隆起部６を有している。

図６及び図７は、シール部材１が配置されたベローズシール１０を示している。

ベローズシール１０は、エラストマー材料により形成された中空の回転体である。ベローズシール１０の内部部分１５は、ベローズシール１０の回転軸に面した分部に相当し、ベローズシール１０の外部部分１４は、当該内部部分１５に対向する部分である。さらに、ベローズシール１０は、ワッシャの概形を有し、回転軸に垂直な平面内に延びる第１端１６と第２端１２とを有する。ベローズシールの第２端１２は、膨出部１１によって外縁に向けて延びている。最後に、第２端１２の近くのベローズシール１０の内部部分は、凹部１３を有している。

シール部材１は、より正確には摺動面３は、保持タブ４が膨出部１１の上に位置するように、前記第２端１２の上に設けられている。シール部材１の内部エッジ７と、ベローズシール１０の第２端１２の内部エッジ７′とは、実質的に同一の寸法を有している。

図１及び図２は、本発明に係るアセンブリを示す。より具体的には、図１は、ピボットが挿入された回転ケーシング２５を有するステアリングボールジョイントを備えた車両のタイロッド２０の一端を示している。ピボットは、回転ケーシング２５の内部に配置された、一般的な球形のヘッド部２６と、一般的な円錐形のボディ部２４とを有する。

さらに図１は、ハブ部材２２を有する車輪２１を示している。ピボットのボディ部２４は、ハブ部材２２のオリフィスに挿入されている。

回転ケーシング２５とピボットのヘッド部２６との間の塵埃や湿気の導入に関する隙間や、騒音といったステアリングボールジョイントの欠点を制限するために、ベローズシール１０は、第１端１６と回転ケーシング２５とが接触するようにピボットのボディ部２４の周りに設けられ、シール部材１は、ベローズシール１０の第２端とハブ部材２２との間に設けられている。ピボットのボディ部２４には、ナット２３がねじ込まれている。

ステアリングアセンブリの取り付ける方法は、ベローズシール１０の第１端１６をステアリングボールジョイント上に取り付ける工程を含む。この取り付ける工程の間、ベローズシール１０の第１端１６は、ベローズシール１０と回転ケーシング２５との間に第１シール接続を形成し、回転ケーシング２５と接触するようにしてピボットのボディ部２４の周りに配置されている。

ステアリングアセンブリの取り付ける方法はまた、ベローズシール１０の第２端１２上にシール部材１を留める工程を含む。この留める工程は、本発明を変更することなく、取り付ける工程の上流または下流において実施することができる。留める工程では、シール部材１をベローズシール１０の第２端１２に固定する。この留める工程は、保持タブ４と摺動面３との間に膨出部１１を導入するように構成されている。

次に、ステアリングアセンブリの取り付ける方法は、シール部材１とハブ部材２２とが接触するように、ステアリングボールジョイントをハブ部材２２上に固定する工程を含む。固定する工程では、ピボットのボディ部２４がハブ部材２２のオリフィスに挿入される。ピボットのボディ部２４及びハブ部材２２は、ナット２３によって保持される。ナット２３は、弾性変形する隆起部６によりシール部材１とハブ部材２２とが密着するように、ハブ部材２２に対して締め付けられる。

さらに、ベローズシール１０は、ベローズシールの第２端１２が弾性変形し、ベローズシール１０とシール部材１との間に第３シール接続を形成するように、シール部材１に対して、より正確には摺動面３に対して圧力をかける。摺動面３に潤滑油を添加することにより、第３シール接続が維持されるように、シール部材１と第２端１２との相対的な回転運動の間の摩擦を低下させることが可能である。

このため、シール部材１及びベローズシール１０には、腐食現象による経年劣化がない。

さらに、シール部材１の内部エッジ７とベローズシール１０の第２端１２の内部エッジ７′とが、第４シール接続を形成するように、ピボットのボディ部２４に接触している。この第４シール接続は、ベローズシール１０の凹部１３内に潤滑油が存在することにより改良される。

このように、本発明によれば、ハブ部材２２の経年劣化が回転ケーシング２５及びベローズシール１０のシール性を劣化させないように、ハブ部材２２から回転ケーシング２５及びベローズシール１０を隔離することが可能となる。

もちろん、本発明は、添付の図に記載され表現された実施形態に限定されるものではない。特に、様々な要素の構成の観点や、技術的同等物の代用により、本発明の保護範囲から逸脱することなく、変更することが可能である。

Claims (10)

1. 車両のステアリングアセンブリであって、
   一端が、ステアリングボールジョイントと、車輪（２１）のハブ部材（２２）と、該ステアリングボールジョイントと該ハブ部材（２２）との間に位置するベローズシール（１０）と、を有するトーロッド（２０）を備え、
   前記ステアリングアセンブリは、前記ハブ部材（２２）と接触する遮蔽面（２）と、前記ベローズシール（１０）と接触する摺動面（３）と、を有する少なくとも１つのシール部材（１）をさらに備える、ことを特徴とする車両のステアリングアセンブリ。
2. 前記シール部材（１）は、腐食の影響を受けない材料を有する
   請求項１に記載された車両のステアリングアセンブリ。
3. 前記遮蔽面（２）は、エラストマー材料を有する
   請求項１または２に記載された車両のステアリングアセンブリ。
4. 前記遮蔽面（２）は、形状の相補性によって前記ハブ部材（２２）と協働する
   請求項１から３のいずれか１項に記載された車両のステアリングアセンブリ。
5. 前記摺動面（３）は、潤滑油の堆積による腐食の影響を受けない材料を有する
   請求項１から４のいずれか１項に記載された車両のステアリングアセンブリ。
6. 前記摺動面（３）は、実質的に平坦である
   請求項１から５のいずれか１項に記載された車両のステアリングアセンブリ。
7. 前記摺動面（３）の外側端（５）は、少なくとも１つの保持タブ（４）を有する
   請求項１から６のいずれか１項に記載された車両のステアリングアセンブリ。
8. 前記シール部材（１）は、ワッシャの概形を有する
   請求項１から７のいずれか１項に記載された車両のステアリングアセンブリ。
9. 車両ステアリングのシール部材であって、
   ハブ部材（２２）と接触するよう意図された遮蔽面（２）と、ベローズシール（１０）と接触するよう意図された摺動面（３）と、前記摺動面（３）の外側端（５）を超えて延びる少なくとも１つの保持タブ（４）と、を備える車両ステアリングのシール部材。
10. 請求項１から８のいずれか１項に記載されたステアリングアセンブリを取り付ける方法であって、
    前記ベローズシール（１０）の第１端（１６）を前記ステアリングボールジョイント上に取り付ける工程と、
    前記シール部材（１）を前記ベローズシール（１０）の第２端（１２）上で留める工程と、
    前記シール部材（１）が前記ハブ部材（２２）に接触するよう、前記ステアリングボールジョイントを前記ハブ部材（２２）上に固定する工程と、を含む方法。

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