JP3515758B2 - ベローズシール装置 - Google Patents

ベローズシール装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】本発明は、請求項１の上位概念部に記載の
形式の、ボールジョイントに設けられたベローズシール
装置に関する。
【０００２】ドイツ連邦共和国特許第３６１８５６５号
明細書には、ジョイントボールとボールピンとを備えた
ボールジョイント、特に走行機構支承装置のボールジョ
イントに設けられたベローズシール装置が記載されてい
る。このベローズシール装置には弾性的なシールベロー
ズが設けられており、このシールベローズは、ピン側の
開口とジョイント側の開口とを有していて、ボールジョ
イントのボールピンを取り囲んでいる。この場合、シー
ルベローズのピン側の開口には、外方に向けられた、全
周にわたって延びる弾性的なシールリップが設けられて
いる。
【０００３】ベローズシール装置は、ドイツ連邦共和国
特許出願広告第１２６６０７４号明細書からも公知であ
る。上記ドイツ連邦共和国特許出願広告明細書には、ジ
ョイントボールとボールピンとを備えたボールジョイン
トに設けられたベローズシール装置が開示されている。
このベローズシール装置の弾性的なシールベローズは、
ピン側の開口とジョイント側の開口とを有していて、ボ
ールジョイントのボールピンを軸方向で取り囲んでい
る。この場合、シールベローズのピン側の開口には、外
方に向けられた、周方向にわたって延びる弾性的なシー
ルリップが設けられている。さらに、ピン側の開口に
は、冠状の円筒リングが取り付けられている。この円筒
リングはグリース流出通路を有していて、ベローズ端部
を補強するようになっている。
【０００４】このようなベローズシール装置を、特に走
行機構支承装置の領域で使用する場合には、このような
構成が腐食し易く、過度に短い使用時間後にはベローズ
シール装置のシール作用が減弱してしまうことが分かっ
た。
【０００５】したがって、本発明の課題は、改善された
耐久性の良いシールを生ぜしめると共にシール装置の腐
食し易さが減じられているようなベローズシール装置を
提供することである。
【０００６】本発明の課題は、請求項１の特徴部に記載
の特徴によって解決される。
【０００７】本発明によれば、ジョイントボールとボー
ルピンとを備えたボールジョイント、特に走行機構支承
装置のボールジョイントに設けられたベローズシール装
置であって、弾性的なシールベローズが設けられてお
り、該シールベローズが、ピン側の開口とジョイント側
の開口とを有していて、ボールジョイントのボールピン
を軸方向で取り囲んでおり、シールベローズのピン側の
開口に、全周にわたって延びかつ外方に向けられた弾性
的なシールリップが設けられており、該シールリップが
シール面に接触するようになっている形式のベローズシ
ール装置を、ピン側の開口にＬ字形リングが設けられて
おり、該Ｌ字形リングの第１の脚部が、ほぼ軸方向に向
けられており（軸方向脚部）、第２の脚部が、半径方向
外側に向けられており（半径方向脚部）、半径方向脚部
が、シールベローズの内面に延びる溝内に係合している
か、もしくは該溝内に固定されており、軸方向脚部の内
面が、対向して位置する面に密に接触しているように改
良することが提案される。
【０００８】本発明によるこのような構成に基づき、ベ
ローズシール装置が前シール部と主シール部とを有する
ことが達成される。前シール部は、シールリップと、こ
れに向かい合って位置するシール面とから成っている。
この前シール部は、主として粗大な汚れおよびその他の
比較的粗い不純物を退ける。主シール部は、保護された
領域に位置していて、Ｌ字形リングと摺動面とによって
形成される。
【０００９】有利には、軸方向脚部の内面に密に対向し
て位置する摺動面が、ボールピンの一部分を成すように
ベローズシール装置を構成することができる。この場
合、摺動面のために、ボールピンの円筒状の部分が使用
されると有利である。
【００１０】別の有利な構成では、シールリップと、シ
ール面と、Ｌ字形リングと、ボールピンとが中空室を形
成している。この中空室は、シールの改善のために、グ
リース、シリコーンまたは別の媒体で充填されてもよ
い。
【００１１】ベローズシール装置のさらに別の特に有利
な構成では、Ｌ字形リングの半径方向内側でボールピン
に中間リングが被せ嵌められているので、中間リングの
外面が、Ｌ字形リングの軸方向脚部のための摺動面を形
成している。これにより、Ｌ字形リングおよび中間リン
グの材料の適当な選択により、Ｌ字形リングと中間リン
グとの間の特に有利な滑動特性とシール特性とを得るこ
とが可能である。さらに、中間リングにより、シール座
部における腐食が回避される。有利には、中間リングを
Ｕ字形に形成することができる。この場合、外側の脚部
もしくは外側の隆起部は半径方向外側に向けられてい
て、こうして、両隆起部の間に摺動面が形成される。両
隆起部内には、Ｌ字形リングが良好に位置規定されて配
置されている。
【００１２】組付けを簡単にするためには、中間リング
が、周方向で上下に分割されて形成されてもよい。これ
により、Ｕ字形リングは、互いに向かい合って位置する
同一構造の２つのＬ字形リングから構成される。
【００１３】ベローズシール装置のさらに別の特に有利
な構成では、Ｌ字形リングの軸方向脚部の外面とシール
ベローズとの間に所定の間隔ａが形成されるように、Ｌ
字形リングの半径方向脚部の長さと、この半径方向脚部
が係合する溝の深さとが互いに調和されている。この構
成により、シールベローズは付加的な運動自由度と弾性
とを得る。これにより、シールベローズの一層長い耐用
年数が生ぜしめられる。
【００１４】ベローズシール装置のさらに別の有利な構
成では、Ｌ字形リングの軸方向脚部と半径方向脚部との
間の角度が組付け時に可変となるようにＬ字形リングが
弾性的に形成されている。すなわち、Ｌ字形リングには
組付け時に、摺動面に対するＬ字形リングの座着を改善
する応力が付与される。したがって、摺動面からのＬ字
形リングの早期の離脱または滑脱が回避される。
【００１５】さらに、Ｌ字形リングおよび／または中間
リングをプラスチックから形成することができる。この
場合、グラファイトで強化されたポリテトラフルオロエ
チレン（ＰＴＦＥ）が特に有利であることが分かった。
【００１６】すなわち、特に有利な構成では、Ｌ字形の
シールリングがプラスチックから成っている。このシー
ルリングは、それと同時にピン側のシール座部のための
形状安定化作用をも有している。Ｌ字形リングのための
材料としては、グラファイト強化ＰＴＦＥを使用するこ
とができる。グラファイト強化ＰＴＦＥはシールシステ
ムにおいて有用であることが判明していて、より大きな
耐摩耗性と弾性率とを具備している点で純粋なＰＴＦＥ
を凌駕している。組付け時にＬ字形リングが拡開させら
れることにより、高められた面圧が得られ、このような
面圧は水の侵入を阻止する。簡単にされた組付けを得る
ためには、ボールジョイントのスタッドもしくはピンが
隆起部を有しており、この隆起部にＬ字形リングが支持
され得る。
【００１７】このような構造は、汚れおよび飛沫水の侵
入阻止と、漏水やその他の湿分に対するシールとを分離
する。最適な機能形式を得るためには、シールベローズ
のシールリップに向かい合って位置するシール面を被覆
し、これにより、シール面における摩耗を錆粒子によっ
て増大させないようにすることが有利である。別の可能
性としては、防食された中間ディスクをシール面として
使用することが考えられる。
【００１８】念のために付言しておくと、本発明の、上
で説明した特徴および以下に説明する特徴は、当然なが
らそれぞれ記載された組み合わせでのみ使用可能である
のではなく、本発明の範囲を逸脱することなしに、別の
組み合わせでも、あるいはまた単独でも使用可能であ
る。
【００１９】本発明のさらに別の特徴および利点は、請
求項２以下および以下に図面につき説明する複数の有利
な実施例から明らかとなる。
【００２０】以下に、本発明の実施例を図面につき詳し
く説明する。
【００２１】図１には、走行機構支承装置のボールジョ
イントのベローズシール装置の横断面の一部が示してあ
る。ボールジョイントはボールピン２もしくはボールス
タッドを有しており、このボールピン２は上方に向かっ
て延びてジョイントボールに移行している（図示せ
ず）。ボールピン２は環状の隆起部３と、この隆起部３
に下方に向かって続く円筒状の部分４とを有しており、
この円筒状の部分４は下方に向かって円錐状の部分５に
移行している。円錐状の部分５には、走行機構支承装置
のレバー用ホルダもしくはレバーアイ（Ｈｅｂｅｌａｕ
ｇｅ）１６が装着されている。レバーアイ１６はベロー
ズシール装置の領域にシール面７を有しており、このシ
ール面７にはシールベローズ１のシールリップ６が支持
されている。シールベローズ１の、ピン側の開口の端部
領域では、シールベローズ１が溝１１を有しており、こ
の溝１１内には、Ｌ字形リング８の半径方向脚部１０が
突入して係合するか、もしくは溝１１内にＬ字形リング
８の半径方向脚部１０が固定されている。たいてい、半
径方向脚部１０はシールベローズ１内に加硫固定されて
いる。Ｌ字形リング８は軸方向脚部９を有しており、こ
の軸方向脚部９は、ボールピン２の円筒状の部分４に被
せ嵌められていて、ボールピン２の隆起部３によって位
置固定されている。
【００２２】シールベローズ１のシールリップ６は、組
付けられていない弛緩されている状態では、ハッチング
されていない白抜きの領域によって図示したように、斜
め下方に向かって延びるように形成されており、それに
対して、組付けられた状態では、プレロードもしくは予
荷重をかけられてシール面７に載置している。シールリ
ップ６の背後には、シールリップ６と、シール面７と、
Ｌ字形リング８と、ボールピン２とによって仕切られる
中空室１５が形成されている。
【００２３】Ｌ字形リング８の軸方向脚部９も同様に、
組付け前には内方に向けられていて（白抜き領域）、組
付け時にプレロードもしくは予荷重をかけられる。
【００２４】Ｌ字形リング８の摺動面（Ｌａｕｆｆｌａ
ｅｃｈｅ）の領域におけるボールピン２の表面も、レバ
ーアイ１６のシール面７も、有利には防食されているの
で、シール面における錆粒子を回避することができる。
【００２５】図２には、本発明によるベローズシール装
置の改良された別の実施例が示してある。この実施例は
図１の実施例にほぼ相当しているが、ただしＬ字形リン
グ８とボールピン２との間に付加的に中間リング１２が
取り付けられている。中間リング１２はその内面で、ボ
ールピン２の円筒状の部分４と円錐状の部分５とに不動
に接触していて、端部側にそれぞれ１つの隆起部１３．
１，１３．２を有している。これらの隆起部１３．１，
１３．２は、Ｌ字形リング８の軸方向脚部９のための摺
動面１４を形成している。中間リング１２およびＬ字形
リング８の材料を適当に選択することにより、摺動面１
４におけるシール特性と摩耗特性とを最適化することが
できる。
【００２６】図３には図２の変化形が示してあり、この
変化形においては、中間リング１２が２つの部分、つま
り部分１２．１と部分１２．２とから構成されていて、
こうして、簡単にされた組付けと、リングを製造するた
めのより単純な工具とを可能にする。さらに、製造時に
は一体のプラスチックリングを使用した場合の摺動面１
４における型分割が回避される。
【００２７】上で説明したベローズシール装置の構成に
より全体的に見て、シール性能が改善され、ベローズシ
ール装置の摩耗が減じられることが達成される。これに
より、本発明によるベローズシール装置の耐用年数は、
公知先行技術に記載のベローズシール装置に比べて高め
られる。 ［図面の簡単な説明］
【図１】Ｌ字形リングを備えた、本発明によるベローズ
シール装置を示す図である。
【図２】Ｌ字形リングと中間リングとを備えた、本発明
によるベローズシール装置を示す図である。
【図３】２つの部分から成る中間リングを備えた、本発
明によるベローズシール装置を示す図である。
【符号の説明】
１ シールベローズ、 ２ ボールピン、 ３ 隆起
部、 ４ 円筒状の部分、 ５ 円錐状の部分、 ６
シールリップ、 ７ シール面、 ８ Ｌ字形リング、
９ 軸方向脚部、 １０ 半径方向脚部、 １１
溝、 １２ 中間リング、 １２．１，１２．２ 部
分、 １３．１，１３．２ 隆起部、 １４摺動面、
１５ 中空室、 １６ レバーアイ、 ａ 間隔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−74625（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−93614（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−25021（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭64−46525（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4650362（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16C 11/06 F16J 15/52

Claims (13)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ジョイントボールとボールピン（２）と
    を備えたボールジョイント、特に走行機構支承装置のボ
    ールジョイントに設けられたベローズシール装置であっ
    て、弾性的なシールベローズ（１）が設けられており、
    該シールベローズ（１）が、ピン側の開口とジョイント
    側の開口とを有していて、ボールジョイントのボールピ
    ン（２）を取り囲んでおり、シールベローズ（１）のピ
    ン側の開口に、全周にわたって延びかつ外方に向けられ
    た弾性的なシールリップ（６）が設けられており、該シ
    ールリップ（６）がシール面（７）に接触しており、さ
    らに、ピン側の開口にＬ字形リング（８）が設けられて
    おり、該Ｌ字形リング（８）の第１の脚部（９）が、ほ
    ぼ軸方向に向けられており（軸方向脚部）、第２の脚部
    （１０）が、半径方向外側に向けられている（半径方向
    脚部）形式のものにおいて、半径方向脚部（１０）が、
    シールベローズ（１）の内面に延びる溝（１１）内に係
    合しており、軸方向脚部（９）の内面が、対向して位置
    する摺動面に密に接触していることを特徴とするベロー
    ズシール装置。
  2. 【請求項２】 軸方向脚部（９）の内面に密に対向して
    位置する摺動面（１４）が、ボールピン（２）の一部
    分、有利にはボールピン（２）の円筒状の部分（４）で
    ある、請求項１記載のベローズシール装置。
  3. 【請求項３】 シールリップ（６）と、シール面（７）
    と、Ｌ字形リング（８）と、ボールピン（２）との間に
    中空室（１５）が形成されている、請求項１または２記
    載のベローズシール装置。
  4. 【請求項４】 Ｌ字形リング（８）の半径方向内側でボ
    ールピン（２）に中間リング（１２）が被せ嵌められて
    プレス嵌めされており、該中間リング（１２）の外面
    が、Ｌ字形リング（８）の軸方向脚部（９）のための摺
    動面（１４）を形成している、請求項１から３までのい
    ずれか１項記載のベローズシール装置。
  5. 【請求項５】 中間リング（１２）がＵ字形リングであ
    り、該Ｕ字形リングの外側の脚部もしくは隆起部（１
    ３．１，１３．２）が、半径方向外側に向けられてい
    る、請求項４記載のベローズシール装置。
  6. 【請求項６】 中間リング（１２）が、周方向で分割さ
    れて形成されている、請求項４または５記載のベローズ
    シール装置。
  7. 【請求項７】 Ｌ字形リング（８）の軸方向脚部（９）
    の外面とシールベローズ（１）との間に所定の間隔
    （ａ）が存在するように、Ｌ字形リング（８）の半径方
    向脚部（１０）の長さと、溝（１１）の深さとが互いに
    調和されている、請求項１から６までのいずれか１項記
    載のベローズシール装置。
  8. 【請求項８】 軸方向脚部（９）と半径方向脚部（１
    ０）との間の角度が組付け時に可変となるように、Ｌ字
    形リング（８）が弾性的に形成されている、請求項１か
    ら７までのいずれか１項記載のベローズシール装置。
  9. 【請求項９】 Ｌ字形リング（８）の被せ嵌めを制限す
    るための隆起部（３）がピン側に設けられている、請求
    項１から８までのいずれか１項記載のベローズシール装
    置。
  10. 【請求項１０】 Ｌ字形リング（８）および／または中
    間リング（１２）がプラスチックから成っている、請求
    項１から９までのいずれか１項記載のベローズシール装
    置。
  11. 【請求項１１】 Ｌ字形リング（８）および／または中
    間リング（１２）が金属から成っている、請求項１から
    ９までのいずれか１項記載のベローズシール装置。
  12. 【請求項１２】 Ｌ字形リング（８）および／または中
    間リング（１２）の金属が被覆されている、請求項１１
    記載のベローズシール装置。
  13. 【請求項１３】 シールベローズ（１）のシールリップ
    （６）の領域におけるシール面（７）が溝（１１）を有
    しており、該溝（１１）内にシールリップ（６）が係合
    している、請求項１から１２までのいずれか１項記載の
    ベローズシール装置。
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