JP5900124B2 - ステアリングシャフトのシール構造 - Google Patents

Description

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の排水性が悪く、フロアパネル１１０上に水が溜まってしまうという問題がある。

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、シール部材の排水性を高めつつ、車室内への水や埃、騒音等の侵入を確実に防ぐ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、
該排水溝に連通する排水口を前記シール部材の外周面に開口させ、該排水口を前記シール部材に一体に形成された撓曲可能な逆止弁で覆い、車室の内圧上昇によって前記逆止弁が前記排水口を開くよう構成し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４記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記シール部材の当接部を同心状に複数形成し、これらの当接部に形成された前記切欠きを周方向において互い違いに配置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上の水はフロアパネルの貫通孔を通過してシール部材の排水溝へと溜まるが、乗員が車両のドアを閉じたために車室の内圧が上昇すると、シール部材の排水口を閉じていた逆止弁が車室内外の圧力差によって撓んで排水口を開くため、シール部材の排水溝に溜まっていた水が排水口からシール部材外へと排出される。このため、シール部材の排水性が高められ、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、この場合、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、シール部材の排水口は通常（ドアを閉じるとき以外）は逆止弁によって閉じられているため、該排水口からシール部材の排水溝を経て水や埃、騒音等が車室内に侵入することがない。

請求項２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、該排水溝に溜まっていた水が逆止弁が開くと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更に高められる。

請求項３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、シール部材に高い排水性を確保しつつ、該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、騒音等の侵入を確実に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４記載の発明によれば、シール部材の当接部を同心状に複数形成し、これらの当接部に形成された切欠きを周方向において互い違いに配置したため、これらの切欠きによるラビリンス効果が更に高められ、車室外から車室内への水や埃、騒音等の侵入を一層確実に抑えることができる。

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部拡大詳細図であって、（ａ）は逆止弁が閉じている状態、（ｂ）は逆止弁が開いている状態をそれぞれ示す図である。 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部拡大詳細図であって、（ａ）は逆止弁が閉じている状態、（ｂ）は逆止弁が開いている状態をそれぞれ示す図、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と当該シール部材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。又、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に連通する矩形状の孔に形成された排水口８が周方向の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に示すように薄くて撓曲可能な逆止弁８ａがそれぞれ一体に形成されており、この逆止弁８ａによって各排水口８は通常（車両のドアを閉じるとき以外）は図５（ａ）に示すように排水口８の外側から閉じている。ここで、各逆止弁８ａは、排水口８の上部周縁に一端が結合されてシール部材２と一体に形成されており、排水口８よりも大きく形成され、排水口８の全体を覆い隠している。そして、排水口８の周縁に当接した状態から上端を起点として撓むことによって排水口８を開閉するものであって、排水溝５に溜まった水の重さや車室内外の圧力差（例えば、ドアを閉じたために車室の内圧が車室の外圧よりも高い場合）によって図５（ｂ）に示すように開き、排水溝５からシール部材２外への水の排出を許容する。又、その逆に逆止弁８ａは、車室の外圧が内圧よりも高い場合（排水口８を通過して車室内に吹き込もうとする場合）や通常の状態には図５（ａ）に示すように開くことなく排水口８を閉じており、排水口８を通過して車室外からシール部材２内への水や埃、騒音などの侵入を阻止する機能を果たす。尚、各逆止弁８ａは、排水口８の全体を覆う大きさに限らず、排水口８の一部を覆い車外から車内への水や埃、騒音等の侵入を抑制する大きさであっても良い。

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箇所形成されており、従って、切欠き６ｂと７ｂは周方向において互い違いに配置されている。

他方、シール部材２の下端部にはリング状の当接部９が下方に向かって一体に突設されており、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に形成されたリング状の溝１１ａに当接部９が嵌まり込んでいる。尚、シール部材２の当接部９には、図４に示すように複数条の突起９ａが同心状に形成されている。このようにシール部材２は、その当接部９がステアリングギヤボックス１１に形成された溝１１ａ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の上方に流れ込んだ水は、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、逆止弁８ａが図５（ａ）に示すように排水口８を閉じていうときには排水溝５に溜まる。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に溜まる。

上記状態において、乗員がドアを閉めたために車室の内圧が上昇し、この内圧が車室の外圧（大気圧）よりも高くなった場合には、車室内外の差圧によって各逆止弁８ａが図５（ｂ）に示すように排水口８の上端縁を起点として外側へと撓んで各排水口８をそれぞれ開くため、排水溝５ｂに溜まっていた水は、図３に矢印にて示すようにそれぞれ２方向に分かれて流れ、図５（ｂ）に示すように最後に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、車両のフロアパネル１０上の水はフロアパネル１０の貫通孔１０ａを通過してシール部材２の排水溝５（５ｂ）へと溜まるが、乗員が車両のドアを閉じたために車室の内圧が上昇すると、図５（ａ）に示すようにシール部材２の排水口８を閉じていた逆止弁８ａが車室内外の圧力差によって図５（ｂ）に示すように撓んで排水口８を開くため、シール部材２の排水溝５（５ｂ）に溜まっていた水が排水口８からシール部材２外へと排出される。この結果、シール部材２の排水性が高められ、フロアパネル１０の貫通孔１０ａ部分やシール部材２の上に水が溜まることがない。そして、この場合、シール部材２の内リップ３の先端をフロアパネル１０の貫通孔１０ａを貫通して車室内に突出させたため、フロアパネル１０上の水やシール部材２の排水溝５（５ｂ）に溜まった水がステアリングシャフト１とシール部材２の内リップ３の間からシール部材２の内部に浸入することがない。

又、シール部材２の排水口８は通常（ドアを閉じるとき以外）は図５（ａ）に示すように逆止弁８ａによって閉じられているため、該排水口８からシール部材２の排水溝５を経て水や埃、騒音等が車室内に侵入することがない。

そして、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。又、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。

更に、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、該排水溝５に溜まっていた水が逆止弁８ａが開くと排水溝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の排水性能が更に高められる。

又、本実施の形態では、シール部材２の排水溝５に、フロアパネル１０の下面に当接するリング状の当接部６，７を突設し、これらの当接部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をそれぞれ形成したため、シール部材２に高い排水性を確保しつつ、該シール部材２のリング状の当接部６，７及びこれらの当接部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、騒音等の侵入を確実に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の同心状の当接部６，７にそれぞれ形成された切欠き６ｂと７ｂを周方向において互い違いに配置したため、これらの切欠き６ｂ，７ｂによるラビリンス効果が更に高められ、車室外から車室内への水や埃、騒音等の侵入を一層確実に抑えることができる。

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
８ａ 逆止弁
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 (4)

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、
   該排水溝に連通する排水口を前記シール部材の外周面に開口させ、該排水口を前記シール部材に一体に形成された撓曲可能な逆止弁で覆い、車室の内圧上昇によって前記逆止弁が前記排水口を開くよう構成し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又は２記載のステアリングシャフトのシール構造。
4. 前記シール部材の当接部を同心状に複数形成し、これらの当接部に形成された前記切欠きを周方向において互い違いに配置したことを特徴とする請求項３記載のステアリングシャフトのシール構造。
   

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