JP5323799B2 - 車両のシール構造 - Google Patents

Description

本発明は、車体を構成するパネルに設けられた開口部を、弾性材料からなるシール部材で密閉するようにした車両のシール構造に関するものである。

車両においては、エンジンルームと車室とを仕切るパネル（ダッシュボード）に、ステアリングシャフトが挿通される開口部が設けられており、この開口部を介して雨水、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、パネルの開口部をシール部材（グロメット）で密閉するようにしたシール構造が採用されている。

このような車両のシール構造では、シール部材において、パネルの開口部の周囲に設けられたシール面に当接するシール部に、環状のシールリップを複数本設けて密閉性を確保するようにした技術が知られている（特許文献１参照）。

特開２０１０−１４３３６７号公報

さて、このような車両のシール構造においては、図６に示すように、組み付け状態でシール部材５１が撓むことで生じる弾性力で、シール部５２をパネル５３のシール面５４に密着させるための押圧力を得る構成が簡便である。

一方、シールリップ５５を多数設けてラビリンス構造とすると、密閉性を高めることができるものと考えられるが、シール部材５１やシール面５４の形状などが原因で、シール部材の弾性変形による押圧力をすべてのシールリップ５５に均等に作用させ、さらに押圧力を各シールリップ５５の全周に渡って均一に作用させることが難しいため、シールリップ５５を多数設けても、シールリップ５５の多くはシール面５４に部分的に接触するだけで、シールリップ５５を多数設けることによる効果を期待することができない場合がある。

このような場合、シールリップを１本のみとして、シール部材の弾性変形による押圧力が１本のシールリップに集中的に作用するように構成すると、シール性を確保することができる上に、製造コストを削減することができることから都合がよい。

ところが、洗車時に高圧洗浄水のスプラッシュがシール部材に当たったり、また雨天走行時の路面の水跳ねによるスプラッシュがシール部材に当たったりすると、そのスプラッシュの圧力でシールリップが捲れる場合があり、シールリップを１本のみとすると、水が車室側に侵入することを確実に防止することができないという問題が生じる。

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、スプラッシュによるシールリップの捲れを防止して、シールリップを１本のみとしても十分な密閉性を確保することができるように構成された車両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、車体を構成するパネル（９）に設けられた開口部（１０）を、弾性材料からなるシール部材（１１）で密閉するようにした車両のシール構造であって、前記シール部材は、前記開口部の周囲に設けられたシール面（２３）に当接する環状のシールリップ（３１）と、前記シール面に当接しない態様で前記シールリップの外周側を覆うように設けられたガードリップ（３２）とを備え、前記シールリップが１本のみ設けられた構成とする。

これによると、洗車や路面の水跳ねによる水などの異物がガードリップで遮られるため、異物がシールリップに直接衝突することで生じるシールリップの捲れを防止することができ、これによりシールリップを１本のみとしても十分な密閉性を確保することができる。

この場合、ガードリップがシール面に当接しないため、シール部材の弾性変形による押圧力をシールリップに集中的に作用させることができるため、シールリップとシール面との密着が不完全になることを避けることができる。また、シール部に多数のシールリップを設けたラビリンス構造では、シール部が肉厚で大きなものになるが、本発明では、シールリップとガードリップを１本ずつ設ければ良く、ラビリンス構造のものに比較して、シール部を薄肉で小さく構成することができるため、シール部材の小型化および軽量化を図るとともに製造コストを削減することができる。

また、第２の発明は、前記第１の発明において、前記ガードリップは、異物の衝突により弾性変形して前記シール面に当接可能な可撓性を有する構成とする。

これによると、洗車や路面の水跳ねによる水などの異物がシールリップに直接当たることを確実に防止することができる。この場合、ガードリップは、全体的に薄肉に形成することで、異物の衝突により弾性変形する柔軟な可撓性を得ることができる。なお、この他に、ガードリップに部分的な薄肉部を形成した構成でも、同様の機能を得ることが可能である。

また、第３の発明は、前記第１若しくは第２の発明において、前記ガードリップには、このガードリップと前記シールリップとの間に侵入した異物を排出する切り欠き（４１）が形成された構成とする。

これによると、洗車や路面の水跳ねによる水などの異物がガードリップとシールリップとの間に溜まることを避けることができる。

また、第４の発明は、前記第１乃至第３の発明において、前記パネルは、エンジンルームと車室とを仕切るものであり、前記開口部は、ステアリングシャフトが挿通されるものであり、前記シール部材は、ステアリングギアボックスと前記パネルとの間に配置される構成とする。

これによると、洗車や路面の水跳ねによる水などの異物が車室内に侵入することを防止することができる。
また、第５の発明は、前記第１乃至第４の発明において、前記シール部材は、筒状部（２１）と、前記筒状部の前記パネル側に設けられたＬ字形状の断面をなす段部（２６）と、前記段部の外周面から円錐台形状に延出されて、前記シールリップおよび前記ガードリップを備えたシール部（２４）と、前記シール部および前記段部を接続する薄肉部（２７）と、を有する構成とする。

このように本発明によれば、洗車や路面の水跳ねによる水などの異物がガードリップで遮られるため、異物がシールリップに直接衝突することで生じるシールリップの捲れを防止することができ、これによりシールリップを１本のみとしても十分な密閉性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。 本発明によるシール構造を示す断面図であり、シール部２４の組み付け前の初期状態を２点鎖線で示す。 シール部２４を詳しく示す断面図であり、シール部２４の組み付け前の初期状態を２点鎖線で示す。 スプラッシュによるガードリップ３２の変形状態を示す断面図である。 シール部材１１をシール部２４の開放面側から見た正面図である。 従来構成によるシール構造を示す断面図であり、シール部５２の組み付け前の初期状態を２点鎖線で示す。

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とを仕切るパネル（ダッシュボード）９に設けられた開口部１０に第３のステアリングシャフト６が挿通され、パネル９とステアリングギヤボックス３との間には、パネル９の開口部１０を密閉するシール部材（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。

図２に示すように、シール部材１１は、ゴム材料からなり、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、ステアリングギヤボックス３に対する取付部２２と、パネル９の開口部１０の周囲に形成されたシール面２３に当接するシール部２４と、を有している。このシール部材１１により、開口部１０を介して車室８側の空間と連通されたシール部材１１の内部空間とエンジンルーム７とが遮断されて、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。

取付部２２は、円筒状をなし、ステアリングギヤボックス３の筒状部２５の外周に嵌合してシール部材１１をステアリングギヤボックス３に対して固定する。取付部２２の内周面は、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。

筒状部２１のパネル９側には、Ｌ字形状の断面をなす段部２６が設けられている。段部２６は、パネル９のシール面２３に沿う、換言すると中心線がシール面２３に対して略直交するように形成され、この段部２６の外周面からシール部２４が円錐台形状に延出されている。なお、筒状部２１は、中心線に直交する平面で切断した断面が円形状をなすのに対して、段部２６は、中心線に直交する平面で切断した断面が楕円形状をなしており（図５参照）、シール部２４は正確には楕円錐台形状をなしている。

シール部２４と段部２６とは、薄肉部２７を介して接続されており、組み付け状態では、パネル９のシール面２３にシール部２４が規制されることで、薄肉部２７が撓むと同時にシール部２４が押し広げられるように変形し、これにより生じる弾性力で、シール部２４をパネル９のシール面２３に密着させる押圧力が得られる。

図３に示すように、シール部材１１のシール部２４は、パネル９のシール面２３に当接する環状のシールリップ３１と、シール面２３に当接しない態様でシールリップ３１の外周側を覆うように設けられたガードリップ３２とを備えている。

シールリップ３１は、シール面２３に対して略直交する向きに基部３３から突出し、先端が円弧状の断面をなしており、前記のように、組み付け状態で、薄肉部２７が撓むと同時にシール部２４が押し広げられるように変形することで生じる押圧力で、シールリップ３１がシール面２３に密着する。

ガードリップ３２は、シールリップ３１の突出方向に対して斜めに傾斜した態様でひさし状に基部３３から突出し、シールリップ３１の外周側を全周に渡って覆う。これにより、洗車や路面の水跳ねによるスプラッシュがガードリップ３１で遮られるため、スプラッシュの水滴がシールリップ３１に直接衝突することで生じるシールリップ３１の捲れを防止することができる。

また、ガードリップ３２はシール面２３に当接せず、ガードリップ３２とシール面２３との間に隙間が形成されており、弾性変形による押圧力がシールリップ３１に集中的に作用するため、シールリップ３１とシール面２３との密着が不完全になることを避けることができる。

また、図６に示したように、シール部５２に多数のシールリップ５５を設けたラビリンス構造のものでは、シールリップ５５が形成されたシール部５２が肉厚で大きなものになるが、図２および図３に示したように、本発明によるシール部材１１では、シールリップ３１とガードリップ３２を１本ずつ設ければ良く、図６に示したラビリンス構造のものに比較して、シール部２４を薄肉で小さく構成することができるため、シール部材１１の小型化および軽量化を図るとともに製造コストを削減することができる。

図４に示すように、ガードリップ３２は、洗車や路面の水跳ねによる水滴の衝突により弾性変形してシール面２３に当接するように形成されている。特にここでは、ガードリップ３２を全体的に薄肉に形成することで、ガードリップ３２が屈曲変形し易くなっており、ガードリップ３２にスプラッシュが当たると、そのスプラッシュの水滴に押されてガードリップ３２がパネル９側に変形してシール面２３に当接し、ガードリップ３２とシール面２３との隙間が塞がれる。これにより、洗車や路面の水跳ねによる水がシールリップ３１に直接当たることを確実に防止することができる。

なお、ガードリップ３２は、図示するように全体的に薄肉に形成することで、スプラッシュの水滴の衝突により弾性変形する柔軟な可撓性を得ることができるが、ガードリップに部分的な薄肉部を形成した構成でも、同様の機能を得ることが可能である。

このようにガードリップ３２は、シールリップ３１の外周側を覆い、またガードリップ３２にスプラッシュが当たるとシール面２３に当接するように変形するが、ガードリップ３２の内側に水が侵入することは皆無とはいえない。

そこで、図５に示すように、ガードリップ３２には、このガードリップ３２とシールリップ３１との間に侵入した水を排出する切り欠き４１が形成されている。これにより、水がガードリップ３２とシールリップ３１との間に溜まることを避けることができる。

なお、切り欠き４１は、エンジンルーム内の部品に遮られて、スプラッシュが直接かかりにくい位置に設けることが望ましく、これにより、切り欠き４１からガードリップ３２の内側に水が侵入することを避けることができる。また、重力による排出を促進するため、ガードリップ３２の最も下側に位置する部分に切り欠き４１を設けることが望ましい。

以上のように、ステアリングシャフト６が挿通される開口部１０を密閉するシール構造の例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。車体を構成するパネルには、ケーブルハーネスなどの種々の部品が挿通される開口部が設けられており、本発明は、このような開口部を密閉するシール構造にも広く適用することができる。

また、ステアリングシャフト６が挿通される開口部１０を密閉するシール構造では、洗車や路面の水跳ねにより生じるスプラッシュによる水の侵入が特に問題となることから、スプラッシュに対するガードリップ３２の機能について説明したが、このようなスプラッシュによる水の他に、小石や粉塵などの異物に対してもガードリップ３２は有効に機能する。

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 パネル
１０ 開口部
１１ シール部材
２３ シール面
２４ シール部
３１ シールリップ
３２ ガードリップ
４１ 切り欠き

Claims (5)

1. 車体を構成するパネルに設けられた開口部を、弾性材料からなるシール部材で密閉するようにした車両のシール構造であって、
   前記シール部材は、前記開口部の周囲に設けられたシール面に当接する環状のシールリップと、前記シール面に当接しない態様で前記シールリップの外周側を覆うように設けられたガードリップとを備え、前記シールリップが１本のみ設けられたことを特徴とする車両のシール構造。
2. 前記ガードリップは、異物の衝突により弾性変形して前記シール面に当接可能な可撓性を有することを特徴とする請求項１に記載の車両のシール構造。
3. 前記ガードリップには、このガードリップと前記シールリップとの間に侵入した異物を排出する切り欠きが形成されたことを特徴とする請求項１若しくは請求項２に記載の車両のシール構造。
4. 前記パネルは、エンジンルームと車室とを仕切るものであり、
   前記開口部は、ステアリングシャフトが挿通されるものであり、
   前記シール部材は、ステアリングギアボックスと前記パネルとの間に配置される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のシール構造。
5. 前記シール部材は、
   筒状部と、
   前記筒状部の前記パネル側に設けられたＬ字形状の断面をなす段部と、
   前記段部の外周面から円錐台形状に延出されて、前記シールリップおよび前記ガードリップを備えたシール部と、
   前記シール部および前記段部を接続する薄肉部と、を有することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の車両のシール構造。

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