JP5162558B2 - 車両用ステアリング装置のシール構造 - Google Patents

Description

本発明は、エンジンルームと車室とを仕切る隔壁に設けられたシャフト挿通孔に挿通されたステアリングシャフトの周囲をグロメットで覆うようにした車両用ステアリング装置のシール構造に関するものである。

車両用ステアリング装置においては、雨水、塵埃、騒音などがエンジンルームから車室内に侵入することを防止するため、エンジンルームと車室とを仕切る隔壁（ダッシュボード）に設けられたシャフト挿通孔に挿通されたステアリングシャフトの周囲をグロメットで覆うようにしたシール構造が採用されている。

このような車両用ステアリング装置のシール構造においては、予めグロメットをステアリングシャフト側の部品、例えばステアリングギヤボックスに取り付けた上で、ステアリングシャフトを隔壁のシャフト挿通孔に挿通しながら組み付けて、グロメットのシール部を隔壁のシール面に密着させるように技術が知られている（特許文献１参照）。

このような構成のシール構造では、グロメット自体の弾性変形の復元力で、シール部を隔壁のシール面に密着させる押圧力を得る構成が簡便であり、ステアリングシャフトを組み付ける過程で、グロメットのシール部が隔壁に突き当ることでグロメットの可撓部が弾性変形するようにしたものがある。また、グロメットのシール部を、内外を反転させた形態に保持される構成として、そのシール部を反転させた状態で組み付けた後、反転状態にあるシール部を復元して隔壁のシール面に密着させるようにしたものもある。

特開２００５−２８０５６４号公報

しかるに、予めグロメットをステアリングシャフト側の部品に取り付けた上で、ステアリングシャフトを所定位置に組み付ける際に、車体や他の部品との干渉を避けるなどの都合で、ステアリングシャフト側の部品の組付方向が制限されて、グロメットのシール部が隔壁のシール面に対して斜め方向から当接するように組み付けざるを得ない場合がある。

このような場合、グロメットのシール部を反転させた状態で組み付ける構成では、特に問題とならないが、組み付ける最中にグロメットの可撓部を弾性変形させる構成では、組み付けの途中で、グロメットのシール部が隔壁のシール面に当接した後に、可撓部の撓み代の分だけ押し込むことになり、このとき、シール部が隔壁のシール面に引き摺られる状態となるため、シール部に捲れが発生し、シール部の一部のみがシール面に接触した状態となってシール不良を招くという問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消するべく案出されたものであり、その主な目的は、グロメットのシール部が車体側のシール面に対して斜め方向から当接するようにステアリング装置を車体に組み付ける場合に、グロメットのシール部の捲れを確実に防止することができるように構成された車両用ステアリング装置のシール構造を提供することにある。

前記課題を解決するためになされた第１の発明は、エンジンルーム（７）と車室（８）とを仕切る隔壁（９）に設けられたシャフト挿通孔（１０）に挿通されたステアリングシャフト（６）の周囲をグロメット（１１）で覆うようにした車両用ステアリング装置のシール構造であって、前記グロメットは、前記隔壁のシール面（２５）に当接するシール部（２６）の外周側に外向きに突出し、かつ組み付け完了状態で前記シール面に当接しない態様で設けられた外側ストッパ部（２９）を備え、組み付け時に前記シール部の内周側が前記シール面から離反する向きに前記シール部が捲れようとした時に前記外側ストッパ部が前記シール面に当接することで前記シール部の前記シール面に対する傾きを規制するようにした構成とする。

これによると、グロメットのシール部が隔壁のシール面に対して斜め方向から当接するようにステアリング装置を車体に組み付ける場合に、隔壁のシール面にグロメットのシール部が引き摺られてシール部が捲れようとすると、外側ストッパ部が隔壁のシール面に当接してシール部の傾きを規制するため、シール部の捲れを確実に防止することができる。

前記課題を解決するためになされた第２の発明は、エンジンルーム（７）と車室（８）とを仕切る隔壁（９）に設けられたシャフト挿通孔（１０）に挿通されたステアリングシャフト（６）の周囲をグロメット（６１）で覆うようにした車両用ステアリング装置のシール構造であって、前記グロメットは、前記隔壁のシール面（２５）に当接するシール部（２６）の内周側に内向きに突出した態様で設けられた内側ストッパ部（６２）を備え、組み付け時に前記シール部の内周側が前記シール面から離反する向きに前記シール部が捲れようとした時に前記内側ストッパ部が当該グロメットの内面に当接することで前記シール部の前記シール面に対する傾きを規制するようにした構成とする。

これによると、グロメットのシール部が隔壁のシール面に対して斜め方向から当接するようにステアリング装置を車体に組み付ける場合に、隔壁のシール面にグロメットのシール部が引き摺られてシール部が捲れようとすると、内側ストッパ部がグロメットの内面に当接してシール部の傾きを規制するため、シール部の捲れを確実に防止することができる。

前記課題を解決するためになされた第３の発明は、エンジンルーム（７）と車室（８）とを仕切る隔壁（９）に設けられたシャフト挿通孔（１０）に挿通されたステアリングシャフト（６）の周囲をグロメット（８１）で覆うようにした車両用ステアリング装置のシール構造であって、前記グロメットは、前記隔壁のシール面（２５）に当接するシール部（２６）の外周側に外向きに突出し、かつ組み付け完了状態で前記シール面に当接しない態様で設けられた外側ストッパ部（２９）と、前記シール部の内周側に内向きに突出した態様で設けられた内側ストッパ部（６２）とを備え、組み付け時に前記シール部の内周側が前記シール面から離反する向きに前記シール部が捲れようとした時に前記外側ストッパ部が前記シール面に当接すると共に前記内側ストッパ部が当該グロメットの内面に当接することで前記シール部の前記シール面に対する傾きを規制するようにした構成とする。

これによると、グロメットのシール部が隔壁のシール面に対して斜め方向から当接するようにステアリング装置を車体に組み付ける場合に、隔壁のシール面にグロメットのシール部が引き摺られてシール部が捲れようとすると、外側ストッパ部が隔壁のシール面に当接すると共に内側ストッパ部がグロメットの内面に当接してシール部の傾きを規制するため、シール部の捲れを確実に防止することができる。

前記課題を解決するためになされた第４の発明は、前記第１〜第３の発明において、前記ストッパ部は、前記シール部の全周に渡って設けられた構成とする。

これによると、シール部の捲れをより一層確実に防止することができる。

なお、ストッパ部がシール部の周方向の一部に設けられた構成とすることも可能である。この場合、ステアリング装置の組み付け方向に応じてストッパ部を設ければ良い。

このように本発明によれば、グロメットのシール部が隔壁のシール面に対して斜め方向から当接するようにステアリング装置を車体に組み付ける場合に、隔壁のシール面にグロメットのシール部が引き摺られてシール部が捲れようとすると、外側ストッパ部が隔壁のシール面に当接したり内側ストッパ部がグロメットの内面に当接してシール部の傾きを規制するため、シール部の捲れを確実に防止することができ、これによりシール不良を回避して、安定的なシール性能を確保することができる。

本発明が適用される車両用ステアリング装置を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係るシール構造を示す断面図である。 図２に示したグロメットの初期状態を示す断面図である。 図２に示したグロメットの組み付け状況を段階的に示す断面図である。 グロメットの組み付け時の状態を詳しく示す要部断面図であり、（Ａ）に図２に示したグロメットの場合を、（Ｂ）に別例の場合をそれぞれ示す。 本発明の第２の実施形態に係るシール構造を示す断面図である。 図６に示したグロメットの組み付け時の状態を詳しく示す要部断面図である。 本発明の第３の実施形態に係るシール構造を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、本発明が適用される車両用ステアリング装置１は、ステアリングホイール２と、ラック・ピニオン式のステアリングギヤボックス３と、第１〜第３のステアリングシャフト４〜６とを有しており、エンジンルーム７と車室８とを仕切る隔壁（ダッシュボード）９に設けられたシャフト挿通孔１０に第３のステアリングシャフト６が挿通され、隔壁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の周囲を覆うようにグロメット１１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１３・１４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１５に接続されている。ピニオン１５は、車幅方向に往復動可能に設けられたラック軸１６に歯合しており、このラック軸１６の両端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。

また、このステアリング装置１では、ドライバがステアリングホイール２に加える手動操舵力を軽減するための補助操舵力を発生する電動モータ１８がステアリングギヤボックス３に併設されている。この電動モータ１８の駆動力は、ステアリングギヤボックス３内にピニオン１５と共に収容されたウォームギヤ機構１９を介してステアリングシャフト６に入力される。

＜第１の実施形態＞
図２に示すように、本発明の第１の実施形態に係るグロメット１１は、ゴム材料からなり、ステアリングギヤボックス３のハウジングに形成された円筒状の筒状部２１の中心孔２２が開口する端面２３に当接する第１のシール部２４と、隔壁９のシャフト挿通孔１０の周囲に形成されたシール面２５に当接する第２のシール部２６とを有している。

第１のシール部２４は、ステアリングギヤボックス３の筒状部２１の中心孔２２を取り囲む態様で円環状に形成されており、第２のシール部２６は、ダッシュボード９のシャフト挿通孔１０を取り囲む態様で軸線方向に延びた円筒状に形成されており、シャフト挿通孔１０を介して車室８側の空間と連通されたグロメット１１の内部空間とエンジンルーム７とがグロメット１１により遮断されて、エンジンルーム７側から車室８側に雨水、塵埃、騒音などが侵入することが防止される。シール部２４・２６の当接面は、密閉性を高めるために鋸刃状の断面形状（ラビリンス形状）をなしている。

第１のシール部２４の外周側には、ステアリングギヤボックス３の筒状部２１の外周に嵌合してグロメット１１をステアリングギヤボックス３に対して固定する円筒状の取付部２７が形成されている。第１のシール部２４と第２のシール部２６とは、比較的薄肉に形成された可撓部２８を介して接続されている。

図３に示すように、可撓部２８は、初期状態で、第１のシール部２４から第２のシール部２６に向かって次第に拡径した円錐台形状をなすように形成されている。また、グロメット１１は、初期状態では、第１のシール部２４の当接面２４ａと第２のシール部２６の当接面２６ａとの間隔が、ステアリングギヤボックス３の筒状部２１の端面２３と隔壁９のシール面２５との間隔より大きくなるように形成されている。

図２に示したように、組み付け状態では、第１のシール部２４がステアリングギヤボックス３の端面２３に規制されると共に、第２のシール部２６が隔壁９のシール面２５に規制されることで、可撓部２８がＵ字形状に屈曲変形する。この可撓部２８の弾性変形の復元力により、第１のシール部２４と第２のシール部２６とが互いに相反する向きに付勢され、第１のシール部２４がステアリングギヤボックス３の端面２３に圧接すると共に、第２のシール部２６が隔壁９のシール面２５に圧接する。

さらにグロメット１１は、第２のシール部２６の外周側に外向きに突出した態様で設けられた外側ストッパ部２９を備えている。この外側ストッパ部２９は、シール部２６の全周に渡って設けられている。

図４（Ａ）に示すように、ステアリングシャフト６及びステアリングギヤボックス３は、グロメット１１がステアリングギヤボックス３に取り付けられた状態で、ステアリングシャフト６がシャフト挿通孔１０に挿通されるように組み付けられる。特にここでは、ステアリングシャフト６及びステアリングギヤボックス３が、斜め方向、すなわち隔壁９のシール面２５に直交する向きに対して傾斜した方向に組み付けられる。

この場合、図４（Ｂ）に示すように、グロメット１１のシール部２６が隔壁９のシール面２５に対して斜め方向から当接し、さらに図４（Ｃ）に示すように、ステアリングシャフト６及びステアリングギヤボックス３を所定の組み付け位置まで押し込むと、グロメット１１の可撓部２８が撓んでシール部２６が隔壁９のシール面２５に圧接する。

このとき、図５（Ａ）に示すように、グロメット１１のシール部２６には、グロメット１１の軸線に対して傾斜した向きに押圧力Ｆが作用し、隔壁９のシール面２５に沿ってグロメット１１のシール部２６が摺動しようとするが、両者間の摩擦抵抗でグロメット１１のシール部２６が隔壁９のシール面２５に引き摺られる状態となる。このため、図中に想像線で示すように、シール部２６が内向きに捲れる、すなわちシール部２６の内周側がシール面２５から離反する向きにシール部２６が捲れようとするが、外側ストッパ部２９が隔壁９のシール面２５に当接してシール部２６の傾きが規制されるため、シール部２６の捲れを確実に防止することができ、これによりシール部２６が隔壁９のシール面２５に全面的に当接した状態となり、安定的なシール性能を確保することができる。

特に、グロメット１１では、シール部２６が可撓部２８を介して保持された状態であるため、シール部２６が動き易く、しかも、シール性を高めるためにシール部２６の当接面が鋸刃状の断面形状に形成されていることから、シール部２６と隔壁９のシール面２５との間の摺動抵抗が大きいため、図５（Ｂ）に示すように、外側ストッパ部２９を有しないグロメット５１では、シール部２６が大きく捲れてシール不良を招く。

また、隔壁９のシール面２５に直交する方向に対する組み付け方向の傾斜角が大きくなると、図４（Ｂ）に示す当接開始状態から図４（Ｃ）に示す組み付け完了状態に至るまでの間でのシール部２６の移動距離（引き摺り量）も増大することから、シール部２６の捲れがより顕著になるが、図５（Ａ）に示したように、外側ストッパ部２９を有するグロメット１１では、シール部２６の捲れを防止することができるため、シール面２５に直交する方向に対する組み付け方向の傾斜角を小さくしなくて済み、シール部２６の捲れに煩わされることなく、適宜な組み付け角度で組み付けることができる。

＜第２の実施形態＞
図６に示すように、本発明の第２の実施形態に係るグロメット６１は、隔壁９のシール面２５に当接するシール部２６の内周側に内向きに突出した態様で設けられた内側ストッパ部６２を備えている。この内側ストッパ部６２は、シール部２６の全周に渡って設けられている。その他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

この構成では、図４の例と同様に、グロメット６１のシール部２６が隔壁９のシール面２５に対して斜め方向から当接するように、ステアリングシャフト６及びステアリングギヤボックス３を組み付けると、図７に示すように、グロメット６１のシール部２６に、グロメット６１の軸線に対して傾斜した向きに押圧力Ｆが作用する。このため、シール部２６がシール面２５に引き摺られる状態となり、図中に想像線で示すように、シール部２６が内向きに捲れる、すなわちシール部２６の内周側がシール面２５から離反する向きにシール部２６が捲れようとするが、内側ストッパ部６２がグロメット６１の内面、具体的にはＵ字形状に屈曲した可撓部２８の内面に当接することで、シール部２６の傾きが規制されるため、シール部２６の捲れを確実に防止することができる。

＜第３の実施形態＞
図８に示すように、本発明の第３の実施形態に係るグロメット８１は、第１の実施形態と同様の外側ストッパ部２９と、第２の実施形態と同様の内側ストッパ部６２とを備えている。その他の構成は、第１の実施形態と同様であるため、同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

この構成では、図４の例と同様に、グロメット８１のシール部２６が隔壁９のシール面２５に対して斜め方向から当接するように、ステアリングシャフト６及びステアリングギヤボックス３を組み付ける場合、隔壁９のシール面２５にグロメット８１のシール部２６が引き摺られてシール部２６が捲れようとすると、外側ストッパ部２９が隔壁９のシール面２５に当接すると共に内側ストッパ部６２がグロメット８１の内面、具体的にはＵ字形状に屈曲した可撓部２８の内面に当接してシール部２６の傾きを規制するため、シール部２６の捲れを確実に防止することができる。

なお、第２の実施形態において、図７に図示する向きと逆向きにシール部２６が傾いた場合に、内側ストッパ部６２が隔壁９のシール面２５に当接し得るように構成すると、シール部２６の逆向きの傾きを規制することができ、これにより、シール部２６の外向きの捲れ、すなわちシール部２６の外周側がシール面２５から離反する向きの捲れを防止することができる。これは、第３の実施形態においても同様である。

また、前記の各例では、外側ストッパ部２９や内側ストッパ部６２が、シール部２６の全周に渡って設けられているものとしたが、シール部２６の周方向の一部に設けられた構成とすることも可能である。この場合、ステアリングシャフト６及びステアリングギヤボックス３の組み付け方向を勘案して外側ストッパ部２９や内側ストッパ部６２を設ければ良い。

１ ステアリング装置
２ ステアリングホイール
３ ステアリングギヤボックス
４〜６ ステアリングシャフト
７ エンジンルーム
８ 車室
９ 隔壁
１０ シャフト挿通孔
１１・６１・８１ グロメット
２１ 筒状部
２３ 端面
２４ シール部、２４ａ 当接面
２５ シール面
２６ シール部、２６ａ 当接面
２７ 取付部
２８ 可撓部
２９ 外側ストッパ部
６２ 内側ストッパ部

Claims (4)

1. エンジンルームと車室とを仕切る隔壁に設けられたシャフト挿通孔に挿通されたステアリングシャフトの周囲をグロメットで覆うようにした車両用ステアリング装置のシール構造であって、
   前記グロメットは、前記隔壁のシール面に当接するシール部の外周側に外向きに突出し、かつ組み付け完了状態で前記シール面に当接しない態様で設けられた外側ストッパ部を備え、組み付け時に前記シール部の内周側が前記シール面から離反する向きに前記シール部が捲れようとした時に前記外側ストッパ部が前記シール面に当接することで前記シール部の前記シール面に対する傾きを規制するようにしたことを特徴とする車両用ステアリング装置のシール構造。
2. エンジンルームと車室とを仕切る隔壁に設けられたシャフト挿通孔に挿通されたステアリングシャフトの周囲をグロメットで覆うようにした車両用ステアリング装置のシール構造であって、
   前記グロメットは、前記隔壁のシール面に当接するシール部の内周側に内向きに突出した態様で設けられた内側ストッパ部を備え、組み付け時に前記シール部の内周側が前記シール面から離反する向きに前記シール部が捲れようとした時に前記内側ストッパ部が当該グロメットの内面に当接することで前記シール部の前記シール面に対する傾きを規制するようにしたことを特徴とする車両用ステアリング装置のシール構造。
3. エンジンルームと車室とを仕切る隔壁に設けられたシャフト挿通孔に挿通されたステアリングシャフトの周囲をグロメットで覆うようにした車両用ステアリング装置のシール構造であって、
   前記グロメットは、前記隔壁のシール面に当接するシール部の外周側に外向きに突出し、かつ組み付け完了状態で前記シール面に当接しない態様で設けられた外側ストッパ部と、前記シール部の内周側に内向きに突出した態様で設けられた内側ストッパ部とを備え、組み付け時に前記シール部の内周側が前記シール面から離反する向きに前記シール部が捲れようとした時に前記外側ストッパ部が前記シール面に当接すると共に前記内側ストッパ部が当該グロメットの内面に当接することで前記シール部の前記シール面に対する傾きを規制するようにしたことを特徴とする車両用ステアリング装置のシール構造。
4. 前記ストッパ部は、前記シール部の全周に渡って設けられたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の車両用ステアリング装置のシール構造。

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