JP2024030228A - ステアリングシャフトのグロメット - Google Patents

Abstract

【課題】ダッシュパネルへの当接時におけるカップシールの内方への巻き込みの発生を抑制しつつグロメットの成形作業能率の向上を図り得るグロメットを提供する。【解決手段】ダッシュパネル９とステアリングギヤボックス３との間にステアリングシャフト６を覆うグロメット１が介装されている。グロメットは、ステアリングギヤボックス３に外挿嵌合される取付基部２０と、筒状部２１と、ダッシュパネル９のシャフト挿通孔９ａの周辺に圧接するカップシール２２と、を備えている。カップシールは、外周部に有する開放端部２２ｂの端面にダッシュパネルに当接する円環状のシール部２２ｃを有し、カップシールの内周面のうち、シール部をダッシュパネルに当接させる際に、少なくとも当接初期の短径側端部２２ｄ側の内周面に円弧状の補強リブ２３を設けた。【選択図】図３

Description

本発明は、車両におけるステアリングシャフトのグロメットに関し、特にエンジンルームと車室とを隔離するダッシュパネルとステアリングギヤボックスとの間に介装されて、内部をステアリングシャフトが貫通する筒状のグロメットに関する。

この種のステアリングシャフトのグロメットとしては、その一例として特許文献１に記載されたものがある。なお、この種のグロメットは、ダッシュパネルに形成された穴を貫通するステアリングシャフトを覆う筒状のものでもあるため、ステアリングホールカバーあるいはステアリングシャフトカバー等とも称される。

図1は本発明に係るグロメットと従来のグロメットの正規組付状態での概略説明図、図１０は組立時におけるグロメットがダッシュパネルに当接する方向を示す説明図、図１１（ａ）は従来のグロメットの縦断面図、（ｂ）は図１１（ａ）のA部拡大図である。

従来のグロメット４０は、可撓変形可能なゴム材によって一体に形成されて、例えば、図１に示すように、エンジンルーム７と車室８とを隔離するダッシュパネル９とステアリングギヤボックス３との間に介装されており、図１１（ａ）に示すように、ステアリングギヤボックス３の端部に外挿嵌合される取付基部４１と、この取付基部４１と一体に形成されて、ステアリングシャフト６の周囲を覆う円筒状の筒状部４２と、該筒状部４２の端部に一体に設けられて、前記ダッシュパネル９のシャフト挿通孔９ａの孔縁部付近にエンジンルーム７側から当接してシールする大径円環状のカップシール４３と、を備えている。

前記カップシール４３は、図１１（ａ）に示すように、円盤状の最大直径部４３ａと、ダッシュパネル９に正対する円環状の開放端部４３ｂと、該開放端部４３ｂの端面外周側に一体に形成されてダッシュパネル９のシャフト挿通孔９ａの孔縁部付近に当接する円環状のシール部４３ｃと、を有している。また、カップシール４３は、シール部４３ｃの内周側にフランジ部４４が一体に設けられている。このフランジ部４４は、カップシール４３の開放端部４３の内周面の全周にわたって円盤状に形成されて、これによってカップシール４３全体の剛性を高めるようになっている。

すなわち、グロメット４０をダッシュパネル９に組付ける場合において、グロメット４０のカップシール４３を、前記ダッシュパネル９のシャフト挿通孔９ａの孔縁部付近の当接面９ｂに当接させる際には、図１０に示すように、当接面９ｂに対する垂直線（一点鎖線）に対して実線矢印で示す所定の角度θをもって当接させるようになっている。したがって、カップシール４３がダッシュパネル９の当接面９ｂに最初に当接する部位は径方向長さが短い短径側部位４３ｄとなるが、このとき、この短径側部位４３ｄが、撓み変形して外端縁から図中白抜き矢印で示す内方へ巻き込まれるおそれがある。そこで従来技術では、前記フランジ部４４を設けることによって、カップシール２２全体の剛性を高めて短径側端部４３ｄの内方への巻き込みを抑制するようになっている。

特許第５１６２５５８号公報(図６)

しかしながら、前記従来のグロメット４０は、円盤状のフランジ部４４によって組付け時の内方への巻き込みを抑制できるものの、このフランジ部４４が、グロメット４０の金型成形後における上下方向への脱型時にいわゆるアンダーカットになってしまうことから、カップシール２２を成形する金型を脱型(離型)することが困難になるおそれがある。そこで、成形後にエア脱型装置を用いて取付基部４１の内部からカップシール４３の内部へ高圧エアを吹き込んでカップシール４３全体を拡径変形させることによって脱型する方法が取られている。このため、グロメット４０の成形作業が煩雑になって、この成形作業の能率の低下と成形コストの上昇が余儀なくされている。

本発明は、このような従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、ダッシュパネルへの組付け時におけるカップシールの内方への巻き込みの発生を抑制しつつグロメットの成形作業能率の向上を図り得るグロメットを提供することを目的としている。

本願の請求項１に係る発明は、エンジンルームと車室とを隔離するダッシュパネルとステアリングギヤボックスとの間に介装されて、内部に前記ステアリングギヤボックスに連係するステアリングシャフトが貫通する筒状のグロメットであって、
前記ステアリングギヤボックスの端部に外挿嵌合される取付基部と、
該取付基部と一体に形成され、ステアリングシャフトの周囲を覆う円筒状の筒状部と、
該筒状部の前記取付基部と反対側の端部に一体に設けられて、前記ダッシュパネルに当接するカップシールと、を備え、
前記カップシールは、外周側に前記ダッシュパネルに弾接する円環状のシール部を有し、
前記カップシールの内周面のうち、前記シール部を前記ダッシュパネルに当接させる際に、少なくとも当接初期の当接部位側の内周面に補強リブを設けたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、グロメットをダッシュパネルへの組付け時におけるカップシールの内方への巻き込みの発生を抑制しつつグロメットの成形作業能率の向上とコストの低減化を図ることができる。

本発明に係るグロメットと従来のグロメットの正規組付状態での概略説明図である。 本発明に係るグロメットの第1実施形態を示す縦断面図である。 本実施形態のグロメットの底面図である。 本発明に係るグロメットの第２実施形態を示す縦断面図である。 本実施形態のグロメットの底面図である。 本発明に係るグロメットの第３実施形態を示す縦断面図である。 本実施形態のグロメットの底面図である。 本発明に係るグロメットの第４実施形態を示す縦断面図である。 本実施形態のグロメットの底面図である。 組立時におけるグロメットがダッシュパネルに当接する方向を示す説明図である。 （ａ）は従来のグロメットの縦断面図、（ｂ）は（ａ）のＡ部拡大図である。

図１は前述したように本発明に係るグロメットの正規組付状態での概略説明図、図２は本発明に係るグロメットの第1実施形態を示す縦断面図、図３は本実施形態のグロメットの底面図である。

図１に示すように、本実施形態のグロメット１が適用される車両用ステアリング装置は、ステアリングホイール２と、操舵機構の一つである例えばラック・ピニオン式のステアリングギヤボックス３と、ステアリングホイール２とステアリングギヤボックス３を連係する第1～第３のステアリングシャフト４、５、６と、を有している。また、エンジンルーム７と車室８とを仕切るダッシュパネル９に設けられたシャフト挿通孔９ａに第３のステアリングシャフト６が挿通されている。また、ダッシュパネル９とステアリングギヤボックス３との間には、第３のステアリングシャフト６の周囲をエンジンルーム７から覆う前記グロメット１が設けられている。

第1～第３のステアリングシャフト４～６は、ユニバーサルジョイント１０，１１を介して相互に連結されている。第３のステアリングシャフト６の前端は、ステアリングギヤボックス３内のピニオン１２に接続されている。ピニオン１２は、車幅方向に往復動可能に設けられたラック軸１３に噛み合っており、このラック軸１３の両端部がタイロッドを介して左右の前輪のナックルアームに連結されて、ステアリングホイール２の回転操作に応じて左右の前輪が転舵されるようになっている。

なお、ステアリングギヤボックス３の側部には、運転者のステアリングホイール２の回転操舵をアシストする図外の電動モータが設けられている。また、前述した操舵機構としては、ラック・ピニオン式のものに限定されるものではなく、ボール・ナット式などにも適用することが可能である。

グロメット１は、前述のように第３のステアリングシャフト６が挿通されて当該ステアリングシャフト６を覆うことができるように例えばゴム系の可撓性材料にてほぼ段付き円筒状に形成されている。

具体的に説明すれば、このグロメット１は、複数の成形金型を用いた金型成形によって一体に成形され、図１～図３に示すように、ステアリングギヤボックス３の端部に外挿嵌合する取付基部２０と、該取付基部２０の軸方向の一端部に一体に設けられ、第３のステアリングシャフト６の周囲を覆う円筒状の筒状部２１と、該筒状部２１の前記取付基部２０と反対側の端部に一体に設けられて、前記ダッシュパネル９のシャフト挿入孔９ａの孔縁部の周囲の当接部９ｂに当接する円環状のカップシール２２と、を有している。

取付基部２０は、円筒状に形成されて、内部に第３のステアリングシャフト６が挿入される挿入孔２０ａが貫通形成されていると共に、該挿入孔２０ａの内周面にはステアリングギヤボックス３の端部嵌着する複数段の微細なシールビード部２０ｂが形成されている。

筒状部２１は、取付基部２０と同軸上の本体２１ａと、該本体２１ａの外周部に一体に設けられた壁部２１ｂと、を有している。本体２１ａは、内部に前記取付基部２０の挿入孔２０ａと連続するシャフト孔２１ｃが貫通形成されている。壁部２１ｂは、軸方向の一端部が前記取付基部２０の外周面に結合され、他端部がカップシール２２の外面に結合されている。

カップシール２２は、図２及び図３に示すように、それ自体がほぼ漏斗状に形成され、高さ方向の中間部に位置する円盤状の最大直径部２２ａが相対的に薄肉でかつ可撓性に富んだ変形容易になっていると共に、ダッシュパネル９と正対する開放端部２２ｂがほぼ楕円形状に形成されている。また、開放端部２２ｂの端面の外周側には、ダッシュパネル９の当接面９ｂに弾接する円環状のシール部２２ｃが設けられている。

このような基本構成をもつグロメット１は、図1に示すように、ステアリングギヤボックス３に対する正規組付け状態においては、ステアリングギヤボックス３から突出する第３のステアリングシャフト６がダッシュパネル９に有するシャフト挿通孔９ａから車室８内に臨んでいることから、グロメット１は第３のステアリングシャフト６のうちエンジンルーム７側であってかつダッシュパネル９に接近する部分を覆っている。

この状態で、グロメット１の取付基部２０がステアリングギヤボックス３の端部に外挿されて嵌合することにより、ステアリングギヤボックス３に保持されていると共に、ステアリングギヤボックス３とダッシュパネル９との間で、主としてカップシール２２が軸心方向(ダッシュパネル９に対して面直角となる方向)に撓み変形または圧縮変形して、カップシール２２のシール部２２ｃがダッシュパネル９のシャフト挿通孔９ａの周囲の当接面９ｂに弾接するようになっている。これによって、ダッシュパネル９のシャフト挿通孔９ａとステアリングギヤボックス３との間がシールされて気密性や水密性さらには遮音性が確保される。

また、グロメット１は、取付基部２０と筒状部２１とがともに同心状のものとして形成されているのに対して、図２のカップシール２２の中心線（軸心）Ｐ２は筒状部２１の中心線（軸心）Ｐ１に対して所定角度θ１をなして交差するように設定されている。このため、カップシール２２は、取付基部２０と筒状部２１に対して傾斜した形で一体に形成されている。

そして、カップシール２２は、図２及び図３に示すように、開放端部２２ｂの内周面のうちダッシュパネル９への組付け時に、該ダッシュパネル９のシャフト挿通孔９ａの周囲の当接面９ｂに最初に当接する短径側部位２２ｄの内周面に補強リブ２３が一体に設けられている。

この補強リブ２３は、前記シール部２２ｃの内側で、かつ、開放端部２２ｂの短径側部位２２ｄの中心線Ｐから内周面の周方向に沿って左右方向へ所定長さＬだけ延びた円弧状に形成されている。つまり、補強リブ２３は、開放端部２２ｂの内周面全体に形成されているのではなく、ダッシュパネル９への組付け時に、該ダッシュパネル９に最初に当接する短径側端部２２ｄ側に部分的に設けられている。言い換えると、グロメット１は、前述したように、カップシール２２の中心線（軸心）Ｐ２が筒状部２１の中心線（軸心）Ｐ１に対して所定角度θ１をなして交差するように設定されていることから、ダッシュパネル９への組付け時には、図１０に示したように、最初に短径側部位２２ｄがダッシュパネル９に当接するようになっている。したがって、カップシール２２の短径側部位２２ｄ側の剛性を確保するために、補強リブ２３を短径側部位２２ｄ側の内周面に部分的に設けている。

補強リブ２３は、横断面形状がほぼ矩形状に形成されて、外周部２３ａが開放端部２２ｂの内面に一体に結合されていると共に、筒状部２１側の端部２３ｂが最大直径部２２ａの底面に一体に結合されて、内部が中実状に形成されている。

このような補強リブ２３の配置および構造によって、前述のように、短径側部位２２ｄ側の中心線Ｐの部位及びこの周囲の部位の剛性が確保されるようになっている。

［本実施形態におけるグロメットの作用効果］
以上のように、本実施形態におけるグロメット１は、カップシール２２の開放端部２２ｂのうち短径側端部２２ｄ側が補強リブ２３によって剛性が高くなっていることから、各構成部品の組付け時に、グロメット１のカップシール２２をダッシュパネル９の当接面に当接させる際に、最初にダッシュパネル９に当接するカップシール２のシール部２２ｃを含む短径側端部２２ｄ側の内方への巻き込みの発生を抑制できる。

しかも、前記従来の技術のように、剛性を確保するためにカップシール２２の開放端部２２ｂの内周部、つまり、シール部２２ｃの内周側に円周方向へ連続した環状のフランジ部を形成する必要がなくなるため、グロメットの金型成形時におけるいわゆるアンダーカットがなくなる。したがって、脱型時にアンダーカットを金型から外すためのエア脱型装置などを用いる必要がなくなり、グロメット成形品の離型作業が容易になる。この結果、金型成形の成形作業が容易になって該成形作業能率の向上が図れる。
［第２実施形態］
図４及び図５は本発明の第２実施形態を示し、グロメット１の基本構成は、第１実施形態と同じであって、補強リブの形態を変更したものである。

すなわち、補強リブは、短径側部位２２ｄの内周面に沿って分割状態で３つ設けたものであって、第1補強リブ２４は、短径側部位２２ｄの中心線Ｐの位置に設けられ、他の第２、第３補強リブ２５、２６は、第１補強リブ２４の両側に一定の間隙C１、C２をもって設けられている。

中央の補強リブ２４は、周方向の長さＬ１が両側の補強リブ２５，２６の周方向の長さＬ２、Ｌ２よりもわずかに長く設定されていると共に、それぞれの外周部２４ａ～２６ａが開放端部２２ｂの内面に一体に結合されていると共に、筒状部２１側の端部２４ｂ～２６ｂが最大直径部２２ａの底面に一体に結合されて、内部が中実状に形成されている。したがって、短径側部位２２ｄ側は、第１～第３補強リブ２４～２６によって剛性が十分に確保されている。

よって、この第２実施形態のグロメット１によれば、第１実施形態と同じく、グロメット１のカップシール２２をダッシュパネル９の当接面に当接させる際における該カップシール２の短径側端部２２ｄ側の内方への巻き込みの発生を抑制できると共に、アンダーカット部がなくなることからグロメット成形品の脱型作業が容易になる。

また、各補強リブ２４～２６の間に間隙C１、C２を設けたことによって、短径側部位２２ｄがわずかならも撓み変形し易くなることから、グロメット１をダッシュパネル９に対する組み付け性（当接性）が良好になる。これによって、グロメット１の組付け作業が容易になる。
［第３実施形態］
図６及び図７は本発明の第３実施形態を示し、第２実施形態を前提構成として、カップシール２２の短径側端部２２ｄと径方向で反対側の対称位置に長径側端部２２ｅ側にも３つの補強リブ２７、２８、２９を形成したものである。

この各補強リブ２７～２９は、それぞれの周方向の長さＬ１、Ｌ２や横断面形状などは第２実施形態の各補強リブ２４～２６と同じ構成になっていると共に、各補強リブ２７～２９の間に間隙C３，C４が形成されている。なお、短径側端部２２ｄ側の中心線Ｐから離れた２つの補強リブ２５，２６と隣接する長径側端部２２ｅ側の２つの補強リブ２８，２９との間には、他の間隙C１～C４よりも周方向に長い間隙C５、C６が形成されている。

したがって、この第３実施形態によれば、６つの補強リブ２４～２６、２７～２９によって短径側端部２２ｄ側と長径側端部２２ｅ側の剛性が高くなることから、カップシール２２（開放端部２２ｂ）全体の剛性が高くなる。

このため、第２実施形態と同じく、カップシール２の短径側端部２２ｄの内方への巻き込みの発生を抑制できると共に、グロメット成形品の離型作業が容易になることは勿論のこと、カップシール２２の長径側端部２２ｅ側の剛性も高くなっていることから、グロメット１のカップシール２２全体のダッシュパネル９に対する当接力が大きくなってシール部２２ｂをダッシュパネル９の当接面９ｂに対して強く圧接させることができるので、シャフト挿通孔９ａの周辺に対するシール性がさらに向上する。

また、各補強リブ２４～２９の間には間隙C１～C６が形成されていることから、カップシール２２は各間隙C１～C６を介して撓み変形し易くなる。このため、グロメット１（カップシール２２）は、ダッシュパネル９の当接面に対して柔軟に対応することができるので、ダッシュパネル９に対する組付け性が良好になる。特に、間隙C５、C６の長さを大きく取っていることから、カップシール２２の中央部位での折り曲げが容易になるので、前記組付け性がさらに向上する。
［第４実施形態］
図８及び図９は本発明の第４実施形態を示し、カップシール２２の開放端部２２ｂの内周面全体に複数の補強リブ３０ａ、３０ｂが複数の間隙Cｎをもって形成されている。各補強リブ３０ａ、３０ｂは、横断面形状や中実であることなどは第１～第３実施形態のものと同じ構成であるが、異なるところは、その周方向の長さがそれぞれ異なっており、一部の補強リブ３０ａは周方向の長さＬ３が長く、他の補強リブ３０ｂは周方向の長さＬ４が短く設定されて、これらが互いに入り混じった状態で周方向に間欠的にかつ連続して配置されている。

したがって、この第４実施形態も前述した第1～第３実施形態と同じ作用効果が奏せられると共に、特に、各補強リブ３０ａ、３０ｂがカップシール２２の内周面全体に間隙Cｎを介して間欠的に配置されていることから、カップシール２２全体の剛性を高めることができると共に、撓み変形性も確保できる。

これによって、ダッシュパネル９への組付け性が向上すると共に、カップシール２２が周方向全体でダッシュパネル９に対してほぼ均一圧で当接することからシャフト挿通孔９ａ周辺のシール部２２ｂによるシール性能も向上する。この結果、ステアリングギヤボックス３側からグロメット１に向かうような水撃作用による水圧が作用してもシール部２２ｂによって内部への浸水を未然に防止することができる。

なお、ステアリングギヤボックス３とグロメット１の取付基部２０との間では、シールビード部２０ｂのシール機能によって一次的に水密性が付与されていることは言うまでもない。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、各補強リブの横断面形状を三角形などにさらに変更することも可能であり、カップシールの剛性を確保し、かつ、金型成形時にアンダーカットとならない形状であればいずれの形状であっても良い。

１…グロメット
２…ステアリングホイール
３…ステアリングギヤボックス
４…第１のステアリングシャフト
５…第２のステアリングシャフト
６…第３のステアリングシャフト
７…エンジンルーム
８…車室
９…ダッシュパネル
９ａ…シャフト挿通孔
９ｂ…当接面
２０…取付基部
２１…筒状部
２２…カップシール
２２ａ…最大直径部
２２ｂ…開放端部
２２ｃ…シール部
２２ｄ…短径側端部（初期の当接部位）
２２ｅ…長径側端部
２３…補強リブ
２４～２６…補強リブ
２７～２９…補強リブ
C…間隙

Claims (5)

1. エンジンルームと車室とを隔離するダッシュパネルとステアリングギヤボックスとの間に介装されて、内部に前記ステアリングギヤボックスに連係するステアリングシャフトが貫通する筒状のグロメットであって、
   前記ステアリングギヤボックスの端部に外挿嵌合される取付基部と、
   該取付基部と一体に形成され、ステアリングシャフトの周囲を覆う円筒状の筒状部と、
   該筒状部の前記取付基部と反対側の端部に一体に設けられて、外周側に前記ダッシュパネルの前記エンジンルーム側の一側面に当接する円環状のシール部を有するカップシールと、
   を備え、
   前記カップシールの内周面のうち、前記シール部を前記ダッシュパネルの一側面に弾接させる際に、少なくとも当接初期の当接部位側の内周面に補強リブを設けたことを特徴とするステアリングシャフトのグロメット。
2. 請求項１に記載のステアリングシャフトのグロメットであって、
   前記補強リブは、前記カップシールの前記当接部位側の内周面に沿って円弧状に形成されていることを特徴とするステアリングシャフトのグロメット。
3. 請求項１に記載のステアリングシャフトのグロメットであって、
   前記補強リブは、前記カップシールの前記当接部位側の他に、該当接部位側以外のカップシール内周面に、周方向へ所定の間隙をもって複数設けられていることを特徴とするステアリングシャフトのグロメット。
4. 請求項１に記載のステアリングシャフトのグロメットであって、
   前記補強リブは、前記カップシールの内周面全体に、周方向へ所定の間隙をもって複数設けられていることを特徴とするステアリングシャフトのグロメット。
5. 請求項４に記載のステアリングシャフトのグロメットであって、
   前記複数の補強リブは、それぞれの周方向の長さが異なっていることを特徴とするステアリングシャフトのグロメット。
   

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