JP5491306B2

JP5491306B2 - シャフトシールの取付構造

Info

Publication number: JP5491306B2
Application number: JP2010156725A
Authority: JP
Inventors: 祐一古泉
Original assignee: Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd
Current assignee: Kinugawa Rubber Industrial Co Ltd
Priority date: 2010-07-09
Filing date: 2010-07-09
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2030-07-09
Also published as: JP2012017059A

Description

本発明は、自動車のステアリング装置において、車室内と車室外との間の車体パネルに設けられて、ステアリングシャフトが挿通されるステアリングカバーに対するシャフトシールの取付構造に関する。

従来におけるステアリングカバーに対するシャフトシールの取付構造としては、以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

このシャフトシールの取付構造は、ステアリングカバーの上端部に円筒状の嵌合部が設けられている一方、前記嵌合部に嵌入される円筒状のシャフトシールの外筒部下端にシールリップが設けられていると共に、フランジ状の上端下面に付加シールリップが設けられている。

前記ステアリングカバーの嵌合部内にシャフトシールを嵌合させることによって、前記シールリップがステアリングカバーの内周面に当接すると共に、付加シールリップがステアリングカバーの上端面に弾接して、シール性能を高めるようになっている。また、ステアリングカバーの上端部の外周に、ワイヤークランプをボルトにより締め付けて、ステアリングカバーにシャフトシールを強固に取り付けるようになっている。

また、第２実施形態としては、ステアリングカバーの上端部の全周に、前記ワイヤークランプに代えてストッパを設け、前記ストッパの弾性変形によってシャフトシールの上端部を挟持するようになっている。

特開２００６−３１５６０９号公報

しかしながら、前記従来のシャフトシールの取付構造にあっては、シャフトシールを、ステアリングカバーにワイヤークランプによってボルト締めすることにより取り付け固定するようになっていることから、取付作業が煩雑になる。

すなわち、ワイヤークランプの装着作業とボルトの締め付け作業が必要になるため、取付作業が煩雑になる。特に、前記ステアリングカバーを車両に組み付けた後に、前記シャフトシール嵌合させて前記ボルトの締め付け作業を行うため、周辺部品が邪魔になってこの点でも前記取り付け作業性が悪い。

また、前記第２実施形態の従来技術は、シャフトシールをステアリングカバーに嵌入させると、前記ストッパが外側へ拡開変形し、その後、縮径変形して原形状に復帰しようとするが、このとき、ストッパ先端が付加シールリップ付近に引っ掛かって復帰性が悪くなる。したがって、この場合も取付作業能率の低下を招いている。

本発明は、前記従来の技術的課題に鑑みて案出されたもので、ステアリングカバーに対するシャフトシールの取付作業性の向上と、強固な取付状態を得ることができるシャフトシールの取付構造を提供することを目的としている。

請求項１に記載の発明は、車体パネルに取り付けられたステアリングカバーと該ステアリングカバーの内部に挿通されるステアリングシャフトとの間をシールするシャフトシールの取付構造であって、前記ステアリングカバーの上端部に、前記シャフトシールが嵌合する円筒状の嵌合部を設けると共に、該嵌合部の上端部に、拡縮変形可能な保持部を円周方向の所定位置に複数設け、前記シャフトシールの下端面あるいは嵌合部の上端面でかつ前記保持部が設けられていない箇所に突起部を設けると共に、前記嵌合部の上端面と前記シャフトシールの下面との間に、巾長さが前記突起部の高さと等しいか、または低い隙間を形成したことを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、前記シャフトシールの上端部に、前記嵌合部の上面に着座するフランジ部を設ける一方、該フランジ部が嵌合部の上面に着座した際に、前記各保持部の下面が前記フランジ部の上面を押圧して該フランジ部を嵌合部の上端部と各保持部の下面との間に挟持したことを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、前記保持部の上部に、前記シャフトシールを嵌合部に嵌合させる際に、前記シャフトシールの摺動を案内するガイド面を形成し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、ステアリングカバーに対してシャフトシールを押し込んでいわばワンタッチで取り付けることができるので、かかる取り付け作業が容易になる。特に、隙間の存在によってシャフトシールを嵌合部と保持部との間に嵌合し易くなるため取り付け作業が一層容易になる。

しかも、シャフトシールを嵌合部と保持部との間に嵌合させると、複数の突起部の反力によってシャフトシールが保持部側へ押圧されて、該保持部と嵌合部との間に強く挟持された状態になるので、強固な取り付け状態が得られる。

請求項２に記載の発明は、各保持部の下面全体と各突起部との互いに反対方向の押圧力で、シャフトシールのフランジ部の周方向全体を上下から押圧するため、さらに強固な取り付け状態が得られる。

請求項３に記載の発明によれば、ガイド面によってシャフトシールを嵌合部側へスムーズに案内することができるので、取り付け作業が一層容易になる。

本発明に係るシャフトシールの取付構造に供されるステアリングカバーの縦断面図である。同ステアリングカバーの側面図である。同ステアリングカバーの平面図である。同ステアリングカバーの斜視図である。同ステアリングカバーの底面図である。本実施形態に供されるシャフトシールの斜視図である。同シャフトシールの断面図である。ステアリングカバーに対するシャフトシールの取付手順を示し、Ａはシャフトシールを嵌合部へ嵌合する直前の状態を示す断面図、Ｂは嵌合部に嵌合する状態を示す断面図、Ｃは嵌合部に嵌合した状態を示す断面図である。ステアリングカバーに対するシャフトシールの嵌合状態を示す要部拡大断面図である。突起部の他例を示す嵌合部の要部断面図である。

以下、ステアリング装置に取り付けされる本発明に係るシャフトシールの取付構造の実施形態を図面に基づいて詳述する。

ステアリング装置は、図１に示すように、車室内の上端部に図外のステアリングホイールが取り付けられたステアリングシャフト１を備えている。このステアリングシャフト１は、車室外（エンジンルーム）の下端部に図外のステアリングギアが設けられていると共に、前記車室内と車室外（エンジンルーム）との間を仕切る車体パネル（ダッシュパネル）に取り付けられたステアリングカバー２にシャフトシール３を介して貫通保持されている。

前記ステアリングカバー２は、図１〜図５に示すように、円筒状に形成されたインナーカバー４と、該インナーカバー４の外周面に一体的に固定された円筒状のアウターカバー５と、から構成されており、この両カバー４，５は、横断面ほぼ楕円形状に形成されている。

前記インナーカバー４は、ポリプレピレンなどの硬質な合成樹脂材あるいは熱可塑性エラストマーによって一体に成形され、車室内側の上端部６が小径円筒状に形成されている共に、該上端部６から段差を介して拡径した下端部７の下部に異形円弧状のガイド片８が連続一体に延設されている。

前記インナーカバー４の上端部６は、薄肉な均一径の円筒状に形成され、軸方向の長さも比較的短く設定されている。一方、下端部７は、比較的肉厚に形成されて、上方へ傾斜状に立ち上がった上辺部の外端縁と、上辺部より軸方向へ延長形成された下辺部の外端縁には連続した円環フランジ状の突出部７ａが一体に設けられている。この突出部７ａの外側面には、エプトシーラ材などのからなる横断面矩形状の環状スポンジシール９が固定されており、このスポンジシール９は、ダッシュパネルに貫通形成された組み付け孔の孔縁に車室内から当接してシールするようになっている。

前記ガイド片８は、ステアリングシャフト１を前記ステアリングカバー２の内部に車室外（エンジンルーム）側から挿入する際に、該ステアリングシャフト１を車室内（運転席）方向へ案内するものである。

前記アウターカバー５は、硬質ゴム材または熱可塑性エラストマーによって前記インナーカバー４の外周面にほぼ沿った形状の円筒状に形成され、前記インナーカバー４の上端部６の外周面に密着状態に固定された小径円筒状の上端筒部１０と、該上端筒部１０から段差部１１を介して下方へ延設されて前記インナーカバー４の下端部７全体を覆う下端筒部１２と、から構成されている。

前記上端筒部１０は、軸方向のほぼ中央位置から下方に亘って拡径段差部１０ａが形成され、該拡径段差部１０ａに前記インナーカバー４の上端部６が下方から嵌合固定されて、内周面が同一平面の円筒面に形成されており、この上端筒部１０とインナーカバー４の上端部６が共同して嵌合部１２を構成している。また、前記上端筒部１０の上端外周に円環突部１０ｂが一体に形成され、この円環突部１０ｂの上端面が嵌合部１２の平坦な着座面１２ａとして形成されている。

前記上端筒部１０は、円環突部１０ｂの外周面に上方へ３つの保持部１３が一体に形成されている。この各保持部１３は、図１及び図３にも示すように、円環突部１０ｂの円周方向のほぼ等間隔位置、つまり円周方向の１２０°位置に互いに一定長さの切欠間隙Ｓをもって離間して設けられ、円環突部１０ｂの外周から立ち上がった３つの基部１３ａと、該基部１３ａの先端に一体に設けられて内方へ突出した３つの保持爪１３ｂとから構成されている。この各保持部１３は、各基部１３ａの固定部付近を支点として前記各保持爪１３ｂが径方向へ、つまり拡縮方向へ弾性変形可能に形成されている。

前記基部１３ａは、円環突部１０ｂの外周に沿ってほぼ円弧状に形成されて、周方向の長さが異なっている一方、前記保持爪１３ｂは、前記基部１３ａの周方向の一端側に短尺な円弧状に形成されている。具体的に説明すると、前記隣接する２つの基部１３ａ、１３ａは周方向の長さＬが全周の約１／５に短く設定されているのに対して、これらの間にある１つの基部１３ａ’は円周方向の長さＬ１が前記２つの基部１３ａ、１３ａの約２倍であって、全周の約１／３程度に長く設定されている。

前記保持爪１３ｂは、前記２つの基部１３ａ、１３ａに設けられた２つの保持爪１３ｂ、１３ｂの円周方向の長さＬ２がほぼ同一に設定されていると共に、前記２つの基部１３ａ、１３ａに対して互いに離間した位置、つまり円周方向に端部に形成されている。これに対して、長い基部１３ａ’に設けられた保持爪１３ｂ’はその周方向の長さＬ３が前記他の２つの長さＬ２よりも長く形成されていると共に、基部１３ａ’の円周方向のほぼ中央位置に設けられている。

また、前記各保持爪１３ｂの下面と前記着座面１２ａとの間には、図８に示すように、後述するフランジ部２３ａと上下のゴム材２２ａ、２２ｂの厚さ巾Ｗよりも大きな３つの隙間１４が形成されていると共に、前記フランジ部２３ａが隙間１４に嵌合した際には、図９に示すように、フランジ部２３ａの下面（ゴム材の下面）と前記着座面１２ａとの間に微小隙間１４ａが形成されるようになっている。また、前記各隙間１４の巾は、基部１３ａの軸方向の長さによって決定されている。

前記着座面１２ａのうち、前記３つの保持部１３が設けられていない箇所に、３つの突起部１５が一体に設けられている。この各突起部１５は、円周方向の約１２０°位置に形成され、前記基部１３ａ、１３ａが短い２つの保持部１３、１３の円周方向のほぼ中央位置と、これを中心として左右方向の約１２０°位置に設けられている。この各突起部１５は、図３，図４に示すように、小径な円柱状に形成されて、円形状の上端面が前記シャフトシール３の後述するフランジ部２３ａの下面に弾接するようになっている。また、この突起部１５の高さは、前記隙間１４の上下方向の巾よりも高いかまたは等しく設定されている。前記隙間１４からみれば、該隙間１４の上下方向の巾が、前記突起部１５の高さと等しいか、あるいは低く設定されており、この実施形態では低く設定されている。

そして、前記各保持部１３の各保持爪１３ｂは、図１に示すように、上面の内周側にガイド部であるガイド面１６がそれぞれ形成されている。このガイド面１６は、軸中心方向へ所定角度で下り傾斜状に形成されて、前記シャフトシール３のフランジ部２３ａを嵌合部１２方向へ押し込んだときの該フランジ部２３ａの摺動案内用として機能するようになっている。

また、前記下端筒部１２は、下端縁の外周に円環フランジ状の突部１２ａが一体に形成され、該突部１２ａが前記インナーカバー４の突出部７ａに重合状態に配置されていると共に、該両者７ａ、１２ａの外周にブラケット金具１７が外方から被嵌するように固定されている。このブラケット金具１７は、図１、図２、図４〜図６に示すように、前記突部１２ａの上面全体を被嵌状態に配置された楕円形状の基端部１８と、該基端部１８の一側部と他側部に一体に設けられたほぼ三角形状の３つのブラケット部１９ａ、１９ｂ、１９ｃと、から構成されている。前記基端部１７は、横断面ほぼＬ字形状に折曲形成されて、前記突部１２ａの上面と前記両者７ａ、１２ａの突き合わせ部を覆うように配置されている。一方、前記各ブラケット部１９ａ〜１９ｃは、ダッシュパネルにボルトによって固定されるもので、各先端部には前記ボルトが挿通する挿通孔１９ｄ〜１９ｆが貫通形成されている。

前記シャフトシール３は、図１、図６〜図８に示すように、ゴム材によって軸方向に所定長さを有する円筒状に形成され、内周側の上下に形成された第１，第２シールリップ２０ａ、２０ｂがステアリングシャフト１の外周面に当接する円環状のシール本体２０と、該シール本体２０の外周に一体に連結されて、シール本体２０の径方向の移動を許容する薄肉蛇腹状の変形部２１と、該変形部２１の外周に一体に連結されて、前記嵌合部１２内に嵌入固定される円筒状の外筒部２２と、該外筒部２２の外周面に加硫接着によって一体的に固定され、上端部の前記フランジ部２３ａが外方水平方向へ折曲形成された軸方向に長い円筒状の第１支持金具２３と、から主として構成されている。

前記外筒部２２の下端部には、前記嵌合部１２の内周面、つまりインナーカバー４の内周面に弾接してシール機能を発揮する第３シールリップ２４が一体に設けられている。

前記第１支持金具２３は、前記フランジ部２３ａの上面全体と下面の一部にゴム材２２ａ、２２ｂが被覆状態に加硫接着されていると共に、シャフトシール３を前記嵌合部１２の内部に押し込み嵌合した際に、前記フランジ部２３ａの下面とゴム材２２ｂが前記着座面１２ａに軸方向から当接するようになっている。

前記フランジ部２３ａは、その外径が前記各保持爪１３ｂの各ガイド面１６の上端外径よりも僅かに小さく設定されている。

前記外筒部２２の内周面には、車室外から車室内への騒音の伝播を遮断する遮音カバー２５が設けられている。この遮音カバー２５は、内周上端にステアリングシャフト１の外周面に弾接する第４シールリップ２６ａを一体に有するカバー本体２６と、該カバー本体２６の外周に薄肉な蛇腹部２７を介して一体に加硫接着された円環状の第２支持金具２８と、から構成されている。

前記第２支持金具２８は、横断面ほぼＬ字形状に折曲形成されて外周面が前記シャフトシール３の外筒部２２の内周面に圧入されて、遮音カバー２５全体がシャフトシール３の内周に固定されるようになっている。

以下、前記ステアリングカバー２やシャフトシール３などの組立手順を図８に基づいて説明する。

まず、図８Ａに示すように、前記ステアリングカバー２のインナーカバー４やアウターカバー５、スポンジシール９、ブラケット金具１７などの各構成部品を予め組み付けて、ステアリングカバー２のユニット体を構成しておく。

最初に、前記ステアリングカバー２を、ダッシュパネルに形成されている組み付け孔に前記ガイド片８を介して車室内側から車室外方向へ挿通しながらブラケット金具１７を位置決めしつつ前記スポンジシール９を取り付け孔の孔縁部に弾接させる。

続いて、前記ブラケット金具１７を、ブラケット部１９ａ〜１９ｃのボルト挿通孔１９ｄ〜１９ｆを挿通した３つのボルトをダッシュパネルの車室外側に設けられた３つのナットに螺着締結してステアリングカバー２全体をダッシュパネルに固定する。この組み付け作業中には、前記ガイド片８の案内作用によってダッシュパネルの組み付け孔への挿通作業が容易になると共に、スポンジシール９によって組み付け孔の孔縁部にシール機能が発揮される。

その後、前記ステアリングシャフト１を、車室内からステアリングカバー２の内部を挿通配置させると共に、下端部にステアリングギアなどを取り付け固定する。

続いて、図８Ａに示すように、前記シャフトシール３を、遮音カバー２５と一緒に前記ステアリングシャフト１の上端部側から装着して下方へスライド移動させ、そのままステアリングカバー２の嵌合部１２内に第１支持金具２３を介して先端部を嵌挿させると共に、フランジ部２３ａの外周下端縁を各保持爪１３ｂの各ガイド面１６に当接させる。

続いて、図８Ｂに示すように、前記フランジ部２３ａの外周下端縁を各ガイド面１６に当接させつつシャフトシール３を嵌合部１２方向へ各保持爪１３ｂの弾性力に抗して押し込むと、該各保持部１３が自身の弾性力によって拡径方向へ変形しながら各フランジ部２３ａをガイド面１６で摺接させつつ嵌合部１２の着座面１２ａ側に移動させる。これによって、図８Ｃに示すように、フランジ部２３ａとゴム材２２ａ、２２ｂが、着座面１２ａと各保持爪１３ｂとの間の隙間１４に嵌合すると同時に、各保持部１３が縮径変形して原状位置に復帰する。

したがって、前記フランジ部２３ａは、上面のゴム部２２ｂの３箇所が前記各保持爪１３ｂの下面によって押圧されると同時に、下面のゴム部２２ｂの３箇所が前記着座面１２ａの各突起部１５によって押圧されて、各保持爪１３ｂと着座面１２ａとの間に挟持状態で強固に保持される。

これによって、ステアリングカバー２に対するシャフトシール３の取付作業が完了する。

以上のように、本実施形態では、シャフトシール３を、ステアリングシャフト１に沿ってスライド移動させながらステアリングカバー２の嵌合部１２へ押し込んでいわばワンタッチで取り付けることができるので、かかる取り付け作業が容易になる。

特に、図８Ｃ、図９に示すように、嵌合後における前記保持爪１３ｂと着座面１２ａとの間の各隙間１４、つまり微小隙間１４ａの存在によってシャフトシール３を嵌合部１２と保持部１３との間に嵌合し易くなるため、取り付け作業が一層容易になる。また、前記保持部１３の各基部１３ａ、１３ａ、１３ａ’と各保持爪１３ｂ、１３ｂ、１３ｂ’との周方向の長さを変えることによって、前記シャフトシール３のフランジ部２３ａを各保持爪１３ｂ、１３ｂ、１３ｂ’の弾性力に抗して押し込んだ際の反力を部分的に小さくすることができるので、フランジ部２３ａを押し込み易くなり、これによってもシャフトシール３の取付作業が容易になる。

さらに、傾斜状の各ガイド面１６によってシャフトシール３（フランジ部２３ａ）を嵌合部１２側へスムーズに案内することができるので、取り付け作業が一層容易になる。

しかも、前述のように、シャフトシール３のフランジ部２３ａを、嵌合部１２と保持部１３との間に嵌合させると、前記３つの突起部１５の反力によってフランジ部２３ａが各保持爪１３ｂの下面側へ押圧されて、該保持爪１３ｂと着座面１２ａとの間に強く挟持された状態になるので、強固な取り付け状態が得られる。

また、前記フランジ部２３ａが、一旦、各保持爪１３ｂと各突起部１５を介して着座面１２ａとの間に挟持されると、前記保持部１３の特異な配置構造、つまり各保持爪１３ｂ、１３ｂ、１３ｂ’の周方向の長さの異なる構造によってフランジ部２３ａを保持するため、かかる保持強度が高くなる。

とりわけ、前記各突起部１５を、各保持部１３が設けられていない箇所に設けたことによって、各突起部１５と各保持爪１３ｂによってフランジ部２３ａのほぼ全周に亘って交互に反対方向から点押圧と面押圧が作用するため、フランジ部２３ａ、つまりシャフトシール３に対する強固な取付状態が得られる。

本発明は、前記実施形態の構成に限定されるものではなく、例えば、前記各突起部１５を、図１０に示すように、径方向へ２つ並設すると共に、縦断面ほぼ円錐状に形成することも可能である。このようにすれば、各突起部１５による反力が大きくなって、フランジ部２３ａを各保持爪１３ｂとの間でさらに強固に挟持することが可能になる。また、各突起部１５を径方向へ細長く形成することも可能である。

また、前記各突起部１５を、シャフトシール３のフランジ部２３ａの下面あるいはゴム材２２ｂに一体に設けることも可能である。

さらに、前記着座面１２ａと各保持爪１３ｂの底面との間の各隙間１４は、その巾を前記各突起部１５の突出量に応じて任意に変更することが可能であるが、いずれにせよ、微小隙間１４ａを介してフランジ部２３ａの良好な嵌合性が得られるような大きさに設定される。

前記保持部１３は、２つ、あるいは３つ以上設けることも可能であり、前記各突起部１５もそれに応じて２つ、あるいは３つ以上設けることも可能である。

１…ステアリングシャフト
２…ステアリングカバー
３…シャフトシール
４…インナーカバー
５…アウターカバー
１２…嵌合部
１２ａ…着座面
１３…保持部
１３ａ…基部
１３ｂ…保持爪
１４…隙間
１４ａ…微小隙間
１５…突起部
１６…ガイド面
２２…外筒部
２２ａ・２２ｂ…上下ゴム材
２０…シール本体
２３…第１支持金具
２３ａ…フランジ部

Claims

車体パネルに取り付けられたステアリングカバーと該ステアリングカバーの内部に挿通されるステアリングシャフトとの間をシールするシャフトシールの取付構造であって、
前記ステアリングカバーの上端部に、前記シャフトシールが嵌合する円筒状の嵌合部を設けると共に、該嵌合部の上端部に、拡縮変形可能な保持部を円周方向の所定位置に複数設け、
前記シャフトシールの下端面あるいは嵌合部の上端面のいずれか一方でかつ前記保持部が設けられていない箇所に突起部を設けると共に、前記嵌合部の上端面と前記シャフトシールの下面との間に、巾長さが前記突起部の高さと等しいか、また低い隙間を形成したことを特徴とするステアリングカバーのシャフトシール取付構造。
前記シャフトシールの上端部に、前記嵌合部の上面に着座するフランジ部を設ける一方、該フランジ部が嵌合部の上面に着座した際に、前記各保持部の下面が前記フランジ部の上面を押圧して該フランジ部を嵌合部の上端部と各保持部の下面との間に挟持したことを特徴とする請求項１に記載のステアリングカバーのシャフトシール取付構造。
前記保持部の上部に、前記シャフトシールを嵌合部に嵌合させる際に、前記シャフトシールの摺動を案内するガイド面を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のステアリングカバーのシャフトシール取付構造。