JP5807812B2 - ステアリングシャフトのシール構造 - Google Patents

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本発明は、車両のステアリングシャフトがフロアパネルに形成された貫通孔を貫通する部分をシール部材によってシールする構造に関するものである。
車両のステアリングシャフトはフロアパネルに形成された貫通孔を貫通して下方に延び、その端部がステアリングギヤボックスに連結されているが、フロアパネルの貫通孔から車室内への水や埃、騒音等の侵入を防ぐために、ステアリングシャフトが貫通するフロアパネルに形成された貫通孔の部分はゴム等の弾性体から成るシール部材によってシールされている。
ところで、従来のシール構造においては、シール部材の内径部に形成されたリップをステアリングシャフトの外周に当接させる構成が採用されていたため、フロアパネルの貫通孔から車室内への水や埃、騒音等の侵入を防ぐためにはシール部材のリップのステアリングシャフト外周への当接圧を高くする必要があった。
しかしながら、上述のようにシール部材のリップのステアリングシャフト外周への当接圧を高くすると、ステアリング操作によってステアリングシャフトが回転すると、該ステアリングシャフトとシール部材のリップとが擦れて異音が発生するという問題があった。
上記問題を解消するため、シール部材をフロアパネルの下面に当接させてフロアパネルとの間でシールし、シール部材のリップのステアリングシャフトへの当接圧を下げる構成が採用されることがある(例えば、特許文献1,2参照)。
ところが、上記構成をキャブオーバー型の車両等のようにステアリングシャフトが運転者の足元のフロアパネルを貫通する車両にあっては、シール部材に水が溜まる可能性がある。シール部材に水が溜まらないようにするためには、図7に示すように(特許文献3参照)、円筒状のシール部材102の上端内周にリップ103を形成して該リップ103をステアリングシャフト101の外周に当接させるとともに、シール部材102の上端部外周に嵌合支持部102Aを設け、嵌合支持部102Aの外周に形成されたシール溝102aをフロアパネル110の貫通孔110aに嵌め込む構成を採用すれば良い。
特許第2586833号公報 特開2011−068164号公報 実開平1−63574号公報
しかしながら、図7に示すようなシール構造を採用すると、シール部材102の嵌合支持部102Aに形成されたシール溝102aをフロアパネル110の貫通孔110aに嵌め込む作業が容易でなく、シール部材102の組付作業性が悪いという問題がある。
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、シール部材への水の溜りを防ぐとともに、シール部材の組付作業性を高めることができるステアリングシャフトのシール構造を提供することにある。
上記目的を達成するため、請求項1記載の発明は、ステアリングシャフトが貫通する車両のフロアパネルに形成された貫通孔を弾性体から成るシール部材によってシールする構造であって、
前記シール部材を上下方向において前記フロアパネルとステアリングギヤボックスに密着した状態で両者間に介装し、
該シール部材の上端部内周と外周にそれぞれ形成された内リップと外リップを前記ステアリングシャフトの外周と前記フロアパネルの下面にそれぞれ当接させ、内リップの先端を前記貫通孔を貫通して車室内に突出させるとともに、シール部材の径方向において前記内リップと外リップの間に排水溝を形成し、
シール部材の外周面の前記外リップの下方に、前記排水溝に連通する排水口を開口させたことを特徴とする。
請求項2記載の発明は、請求項1記載の発明において、前記シール部材の排水溝に、前記フロアパネルの下面に当接するリング状の当接部を突設し、該当接部の周方向において前記排水口と異なる位置に切欠きを形成したことを特徴とする。
請求項3記載の発明は、請求項1又は2記載の発明において、前記シール部材の排水溝の底面を径方向において前記内リップから前記外リップに向かって斜め下方に傾斜する斜面としたことを特徴とする。
請求項1記載の発明によれば、車両のフロアパネルに形成された貫通孔を通過してシール部材の上方に溜まろうとする水は、シール部材の排水溝を流れて排水口からシール部材外へと排出されるため、フロアパネルの貫通孔部分やシール部材の上に水が溜まることがない。そして、シール部材の内リップの先端をフロアパネルの貫通孔を貫通して車室内に突出させたため、フロアパネル上の水やシール部材の排水溝に溜まった水がステアリングシャフトとシール部材の内リップの間からシール部材の内部に浸入することがない。
又、フロアパネルの貫通孔に比べて小径に形成されたシール部材の小径の内リップの先端のみを車室内に突出させたため、該内リップの先端径よりも大径の貫通孔にシール部材の内リップを容易に貫通させることができ、シール部材の組付作業性が高められる。
請求項2記載の発明によれば、シール部材の排水溝に、フロアパネルの下面に当接するリング状の当接部を突設し、該当接部の周方向において排水口と異なる位置に切欠きを形成したため、車室内から車室外への排水性を確保しつつ、シール部材のリング状の当接部及び当接部に形成された切欠きによるラビリンス効果によって車室外から車室内への水や埃、騒音等の侵入を抑えることができる。
又、シール部材のフロアパネルへの押付力を該シール部材の当接部によって受けることができ、シール部材の外リップのフロアパネルへの押付力を調整することによって外リップの反転の防止等、該シール部材のシール性能を安定させることができるとともに、当接部のフロアパネルへの当接によってもシール部材のシール性能を高めることができる。
請求項3記載の発明によれば、シール部材の排水溝の底面を径方向において内リップから外リップに向かって斜め下方に傾斜する斜面としたため、水がシール部材の排水溝の傾斜に沿って排水口へとスムーズに流れ、これによってシール部材の排水性能が高められる。
本発明に係るステアリングシャフトのシール構造を示す側断面図である。 本発明に係るステアリングシャフトのシール構造に使用されるシール部材の側面図である。 本発明に係るステアリングシャフトのシール構造に使用されるシール部材の平面図である。 図3のA−A線断面図である。 図4のB部拡大詳細図である。 図4の矢視C方向の図である。 ステアリングシャフトのシール構造の従来例を示す側断面図である。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
図1は本発明に係るステアリングシャフトのシール構造を示す側断面図であり、同図に示すように、車両のフロアパネル10は略水平に配置され、このフロアパネル10には円孔状の貫通孔10aが形成されている。この貫通孔10aは乗員の足先付近に形成されており、この貫通孔10aにはステアリングシャフト1が車両の上下方向に貫通している。ここで、ステアリングシャフト1の下端部は、フロアパネル10の貫通孔10aを貫通して車室外へと延びており、その端部はステアリングギヤボックス11に連結されている。又、ステアリングシャフト1の車室内に臨む上端部には不図示のジョイントやステアリングコラムを介してステアリングホイールが結着されている。
而して、車室外の水や埃、騒音等がフロアパネル10の貫通孔10aを通って車室内に侵入するのを防ぐため、ステアリングシャフト1が貫通するフロアパネル10の貫通孔10aの部分はシール部材2によってシールされている。このシール部材2は、ステアリングギヤボックス11に取り付けられており、ステアリングギヤボックス11が車体に取り付けられることによって上下方向においてフロアパネル10とステアリングギヤボックス11との間に介装され、その上下面がフロアパネル10とステアリングギヤボックスにそれぞれ密着している。
次に、シール部材2の構成の詳細を図2〜図6に基づいて以下に説明する。
図2はシール部材の側面図、図3は同シール部材の平面図、図4は図3のA−A線断面図、図5は図4のB部拡大詳細図、図6は図4の矢視C方向の図であり、図2〜図4に示すようにシール部材2は、ゴム等の弾性体によって略円筒状に一体成形されている。
そして、シール部材2の上端部(フロアパネル10側となる端部)には、その内周にステアリングシャフト1に当接してステアリングシャフト1とシール部材2との間を閉じる内リップ3が一体に形成され、その外周にはフロアパネル10の貫通孔10aの周縁の裏側(車室外側)に当接してフロアパネル10とシール部材2との間を閉じる(貫通孔10aを閉じる)外リップ4が一体に形成されている。そして、当該シール部材2が図1に示すようにフロアパネル10とステアリングギヤボックス11の間に組み込まれた状態では、内リップ3は、その先端部がフロアパネル10の貫通孔10aを車室外側(下方)から貫通してフロアパネル10の床面よりも車室内へと突出しており、その内周面はステアリングシャフト1の外周面に当接して両者間をシールしている。
又、シール部材2の上端外周に形成された前記外リップ4は、当該シール部材2が図1に示すようにフロアパネル10とステアリングギヤボックス11の間に組み込まれた状態では、フロアパネル10の下面に押圧されることによって弾性変形し、フロアパネル10の下面に密着して両者間をシールしている。
そして、シール部材2の上面の径方向において前記内リップ3と前記外リップ4との間には、内リップ3を取り囲むようにステアリングギヤボックス11側に窪んだ排水溝5が形成されており、この排水溝5には、フロアパネル10の下面に当接するリング状の2つの当接部6,7が内リップ3を取り囲むように同心状に突設されている。ここで、各当接部6,7の上面(フロアパネル10への当接面)には、図4に示すように複数条の突起6a,7aがそれぞれ同心状に形成されている。
又、図2〜図4に示すように、シール部材2の外周面の外リップ4の下方には、排水溝5に連通する矩形の排水口8が周方向4箇所に等角度ピッチ(90°ピッチ)で開口している。ここで、各排水口8の外側には、図5及び図6に示すように撓曲可能な逆止弁8aが形成されており、逆止弁8aの両側には小さな排水口8bが常時開口している。つまり、各排水口8の周縁の上部外側には、排水口8bの開口幅よりも幅寸法が小さく下方に延びて排水口8の周縁の下部外側に当接する逆止弁8aがシール部材2に一体に形成されている。尚、逆止弁8aは、排水口8の上端縁を起点として撓曲して排水口8を開閉するものであって、排水溝5に溜まった水や車室内外の気圧の差(車室内の気圧が車室外よりも高い場合)によって開き、排水溝5からシール部材2外への水の排出は許容するが、その逆に車室外の水や車室外の気圧が車室内よりも高い場合によっては開かずに、車室外からシール部材2内への水の浸入を阻止する機能を果たす。
ところで、図4に示すように、シール部材2の排水溝5の底面は、径方向において内リップ3(詳細には、内リップ3の基端部)から外リップ4(詳細には、外リップ4の基端部)に向かって斜め下方に傾斜する斜面とされている。又、図3に示すように、シール部材2の前記当接部6,7の互いに直交する各2箇所には、切欠き6b,7bがそれぞれ形成されており、これらの切欠き6b,7bは周方向において4つの前記排出口8とは異なる位置に形成されており、これらの切欠き6b,7bと排水口8は周方向において互い違いに形成されている。つまり、シール部材2の上面に形成された外側当接部7は、周方向で2つの排出口8の間の位置となる箇所であって、排水溝5の底面に達して外側当接部7の内側と外側を連通する切欠き7bが180°ピッチに2箇所に形成されている。そして、外側当接部7の内側となるシール部材2の上面に形成された内側当接部6は、排水溝5の底面に達して外側当接部6の内側と外側を連通する切欠き6bが切欠き7bに対して角度90°ずれた方向に2箇所に形成されている。
他方、シール部材2の下端部には、当該シール部材2が図1に示すようにフロアパネル10とステアリングギヤボックス11の間に組み込まれた状態においてステアリングギヤボックス11形成された溝に嵌まり込み溝の底面に当接する当接部9が下方に向かって一体に突設されており、この当接部9には複数条の突起9aが同心状に形成されている。尚、シール部材2は、当接部9がステアリングギヤボックス11に形成された溝に嵌まり込むことで、ステアリングギヤボックス11に一体的に取り付けられている。そして、この取り付けによって、ステアリングギヤボックス11側のシール部材2の端部(下端部)をシールしている。
而して、以上のように構成されたシール部材2は、図1に示すようにフロアパネル10とステアリングギヤボックス11の間に組み込まれ、このシール部材2の中心部をステアリングシャフト1が貫通するが、前述のようにシール部材2の内リップ3は、その先端部内周がステアリングシャフト1の車室内に位置する外周面に当接し、外リップ4と当接部6,7は、フロアパネル10の下面(車室外の面)に押圧されて弾性変形することによってフロアパネル10の下面に密着している。又、シール部材2の下端部に突設された当接部9は、ステアリングギヤボックス11に押圧されて弾性変形し、ステアリングギヤボックス11の上面に密着している。
以上のシール部材2によるステアリングシャフト1のシール構造においては、シール部材2の内リップ3の周囲でフロアパネル10の貫通孔10aを通過してシール部材2の上方に流れ込んで溜まった水は、シール部材2の排水溝5を図3に矢印にて示す経路を経て流れる。即ち、フロアパネル10の貫通孔10aとシール部材2の内リップ3の間の隙間からシール部材2の排水溝5へと流れ込む水は、図3に矢印にて示すように、内側の当接部6の相対向する2箇所に形成された切欠き6bを通って2つの当接部6,7の間の排水溝5aへと流れ込んだ後、それぞれ2方向に分かれて排水溝5aを矢印方向に流れ、外側の当接部7の相対向する2箇所に形成された切欠き7bを通って当接部7の外側の排水溝5bをそれぞれ2方向に分かれて流れ、最後に4つの排出口8からシール部材2外へと排出される。
以上のように、本実施の形態に係るシール構造においては、シール部材2の内リップ3によってシールされた水は、シール部材2の排水溝5を流れて排水口8からシール部材2外へと排出されるため、シール部材2に水が溜まることがない。そして、本実施の形態では、シール部材2の排水溝5の底面を径方向において内リップ3から外リップ4に向かって斜め下方に傾斜する斜面としたため、水がシール部材2の排水溝5の傾斜に沿って排水口8へとスムーズに流れ、これによってシール部材2の排水性能が高められる。
又、シール部材2の排水溝5に形成された当接部6,7の周方向において排水口8と異なる位置に切欠き6b,7bを排水溝5の底面に達して底面と同様に斜め下方に傾斜する斜面にそれぞれ形成したため、車室内から車室外への排水性を高めつつ、シール部材2の当接部6,7にそれぞれ形成された切欠き6b,7bによるラビリンス効果によって車室外から車室内への水や埃、騒音等の侵入を抑えることができる。そして、本実施の形態では、シール部材2の各排出口8を逆止弁8aによって開閉するようにしたため、この逆止弁8aによっても車室外から車室内への水や埃、騒音等の侵入を抑えることができる
更に、本実施の形態では、シール部材2の小径の内リップ3の先端のみを車室内に突出させたため、該内リップ3の先端径よりも大径の貫通孔10aにシール部材2の内リップ3を容易に貫通させることができ、シール部材2の組付作業性が高められる。そして、シール部材2のフロアパネル10への押付力を該シール部材2の当接部6,7によって受けることができるため、シール部材2の外リップ4のフロアパネル10への押付力を調整することによって該シール部材2のシール性能を安定させることができるとともに、当接部6,7のフロアパネル10への当接によってもシール部材2のシール性能を高めることができる。
1 ステアリングシャフト
2 シール部材
3 シール部材の内リップ
4 シール部材の外リップ
5 シール部材の排水溝
6,7 シール部材の当接部
6b,7b 当接部の切欠き
8 排水口
9 シール部材の当接部
10 フロアパネル
10a フロアパネルの貫通孔
11 ステアリングギヤボックス

Claims (3)

  1. ステアリングシャフトが貫通する車両のフロアパネルに形成された貫通孔を弾性体から成るシール部材によってシールする構造であって、
    前記シール部材を上下方向において前記フロアパネルとステアリングギヤボックスに密着した状態で両者間に介装し、
    該シール部材の上端部内周と外周にそれぞれ形成された内リップと外リップを前記ステアリングシャフトの外周と前記フロアパネルの下面にそれぞれ当接させ、内リップの先端を前記貫通孔を貫通して車室内に突出させるとともに、シール部材の径方向において前記内リップと外リップの間に排水溝を形成し、
    シール部材の外周面の前記外リップの下方に、前記排水溝に連通する排水口を開口させたことを特徴とするステアリングシャフトのシール構造。
  2. 前記シール部材の排水溝に、前記フロアパネルの下面に当接するリング状の当接部を突設し、該当接部の周方向において前記排水口と異なる位置に切欠きを形成したことを特徴とする請求項1記載のステアリングシャフトのシール構造。
  3. 前記シール部材の排水溝の底面を径方向において前記内リップから前記外リップに向かって斜め下方に傾斜する斜面としたことを特徴とする請求項1又は2記載のステアリングシャフトのシール構造。
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