JP6583425B2

JP6583425B2 - ダストカバー

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Publication number: JP6583425B2
Application number: JP2017548765A
Authority: JP
Inventors: 達郎宝泉
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2015-11-05
Filing date: 2016-11-01
Publication date: 2019-10-02
Anticipated expiration: 2036-11-01
Also published as: JPWO2017077998A1; CN208236888U; WO2017077998A1

Description

本発明は、車両などの各種装置に備えられるボールジョイントに用いられるダストカバーに関する。

従来、車両などの各種装置に備えられるボールジョイントにおいては、ジョイント部への水やダストなどの侵入を防止し、かつジョイント部からのグリースの流出を防止するためにダストカバーが用いられている。図４を参照して、従来例に係るダストカバーについて説明する。図４は従来例に係るダストカバーの模式的断面図である。

ボールジョイントは、軸部の一端に球形部を有するボールスタッドと、ボールスタッドを回転かつ揺動自在に支持するソケットとを備えている。そして、ボールスタッドは、車体に設けられたナックルなどに取り付けられる。

ダストカバー８００は、変形可能な膜状の胴体部８１０と、胴体部８１０の一端側に設けられ、ソケットに固定される被固定部８２０と、胴体部８１０の他端側に設けられるシール部８３０と、を備えている。なお、シール部８３０は、ボールスタッドにおける軸部に摺動自在に設けられる内周シール部と、ナックル等に対して摺動自在に設けられるダストリップ部とを備えている。

以上のように構成されるダストカバー８００においては、ボールスタッドにおける軸部が揺動する場合には、胴体部８１０が変形し、軸部が回転する場合には、シール部８３０が軸部及びナックル等に対して摺動する。これにより、軸部が揺動しても、回転してもシール性を維持することが可能となる。特に、図示の従来例のように、胴体部８１０を蛇腹形状にすることによって、胴体部８１０は変形し易くなり、軸部の揺動に対する追随性を向上させることが可能となる。

しかしながら、軸部が回転する際に、シール部８３０と軸部及びナックル等の間で摺動が不十分な場合には、胴体部８１０が捩れてしまい、座屈が発生して破損してしまうおそれがある。上記のように、胴体部８１０を蛇腹形状にした場合においては、蛇腹形状にしない場合に比べて、捩れによって座屈が発生し易いという欠点がある。これを解消するために、胴体部８１０の肉厚を厚くして剛性を高めることが考えられるが、剛性を高めると揺動に対する追随性が低下してしまうという問題がある。

特開２０１３−１８１６１４号公報

本発明の目的は、座屈の発生を抑制可能とするダストカバーを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明のダストカバーは、
軸部の一端に球形部を有するボールスタッドと、前記球形部の軸受を有し、前記ボールスタッドを回転かつ揺動自在に支持するソケットと、前記軸部における前記球形部とは反対側で前記軸部と結合する結合部材と、を備えるボールジョイントに用いられるダストカバーにおいて、
変形可能な胴体部と、該胴体部の一端側に設けられ、前記ソケットに固定される被固定部と、該胴体部の他端側に設けられ、前記軸部（本発明においては、ボールスタッドにおける軸部自体の他、当該軸部の外周面側に設けられた別の部材の場合も含む。以下、同様）と結合部材に対してそれぞれ摺動自在に備えられるシール部と、を有するダストカバーであって、
前記胴体部は、径方向外側に突出する環状凸部と径方向内側に凹む環状凹部が交互に複数設けられ、前記軸部の中心軸線方向に対して伸縮する蛇腹部を備えると共に、
前記環状凸部の先端の外周面は円柱面により構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、胴体部は蛇腹部を備えているため、変形し易く、軸部の揺動に対する追随性に優れている。そして、蛇腹部における環状凸部の先端の外周面は円柱面により構成されているため、当該外周面が湾曲面により構成されている場合に比べて、座屈の発生を抑制することができる。

また、前記環状凸部の先端の内周面は円柱面により構成されているとよい。

これにより、より一層座屈の発生を抑制することが可能となる。

以上説明したように、本発明によれば、座屈の発生を抑制することができる。

図１は本発明の実施例に係るボールジョイント及びボールジョイントに装着されるダストカバーの模式的断面図である。図２は本発明の実施例に係るダストカバーの模式的断面図である。図３は摺動角とモーメントとの関係を示すグラフである。図４は従来例に係るダストカバーの模式的断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例）
図１〜図３を参照して、本発明の実施例に係るダストカバーについて説明する。図１は本発明の実施例に係るボールジョイント及びボールジョイントに装着されるダストカバーの模式的断面図である。なお、図１においては、ボールジョイントに備えられるボールスタッドの軸部の中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。図２は本発明の実施例に係るダストカバーの模式的断面図である。なお、図２においては、ダストカバーが変形していない状態で、環状のダストカバーの中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。図３は摺動角とモーメントとの関係を示すグラフであり、座屈の発生について説明するためのグラフである。

＜ボールジョイント＞
特に、図１を参照して、本実施例に係るダストカバー１００を適用可能なボールジョイントの一例を説明する。ボールジョイントは、軸部３１０の一端に球形部３２０を有するボールスタッド３００と、ボールスタッド３００を回転かつ揺動自在に支持するソケット２００と、軸部３１０における球形部３２０とは反対側で軸部３１０と結合する結合部材としてのナックル４００とを備えている。ソケット２００は、環状のケース２１０と、ケース２１０の底側に固定される底板２２０と、球形部３２０の軸受２３０とを備えている。軸受２３０は、球形部３２０の曲率半径と同径の球形状の面で構成された軸受面２３１を有している。また、ナックル４００は車体などに設けられており、ボールスタッド３００の軸部３１０は、ナット５００によってナックル４００に固定される。なお、軸部３１０の先端にはオネジが形成されている。

そして、ジョイント部への水やダストなどの侵入を防止し、かつジョイント部からのグリースの流出を防止するためにダストカバー１００が用いられている。

＜ダストカバー＞
ダストカバー１００の全体構成について説明する。ダストカバー１００は、ゴムなどの弾性体により構成される。そして、このダストカバー１００は、変形可能な環状かつ膜状の胴体部１１０と、胴体部１１０の一端側に設けられ、ソケット２００に固定される被固定部１２０と、胴体部１１０の他端側に設けられるシール部１３０とを一体に有している。

被固定部１２０は、その内周面がソケット２００のケース２１０に密着するように構成されている。これにより、被固定部１２０とソケット２００との間からジョイント部への水やダストなどの侵入が防止され、かつジョイント部からのグリースの流出が防止される。

シール部１３０は、ボールスタッド３００の軸部３１０の外周表面に対して摺動自在な内周シール部と、結合部材としてのナックル４００の端面に対して摺動自在なダストリップ部１３２とを備えている。本実施例に係る内周シール部は、径方向内側に突出する２つの環状凸部１３１ａ，１３１ｂにより構成されている。ただし、本発明における内周シール部は、このような構成には限られない。例えば、単一または３つ以上の環状凸部により構成される内周シール部を採用することもできる。

ダストリップ部１３２は、ナックル４００の端面に向かって伸び、かつナックル４００の端面に対して摺動自在に構成されており、ダストの侵入を抑制する役割を担っている。

以上のように構成されるダストカバー１００においては、ソケット２００に対してボールスタッド３００が揺動する（矢印Ａ方向に揺動する）と、胴体部１１０が変形する。また、ソケット２００に対してボールスタッド３００が回転する（矢印Ｂ方向に回転する）と、シール部１３０はボールスタッド３００の軸部３１０とナックル４００に対してそれぞれ摺動する。これにより、ソケット２００に対してボールスタッド３００が揺動しても回転しても、ダストカバー１００によりシール機能が発揮される。

＜胴体部＞
本実施例に係る胴体部１１０について、より詳細に説明する。本実施例に係る胴体部１１０は、軸部３１０の中心軸線方向に対して伸縮する蛇腹部を備えている。この蛇腹部は、径方向外側に突出する環状凸部１１１と径方向内側に凹む環状凹部１１２が交互に複数設けられた構成である。そして、複数（本実施例では２つ）の環状凸部１１１の先端の外周面１１１ａはいずれも円柱面により構成されている。また、複数の環状凸部１１１の先端の内周面１１１ｂについても、いずれも円柱面により構成されている。

＜本実施例に係るダストカバーの優れた点＞
以上のように構成された本実施例に係るダストカバー１００によれば、胴体部１１０は蛇腹部を備えているため、変形し易く、軸部３１０の揺動に対する追随性に優れている。そして、蛇腹部における環状凸部１１１の先端の外周面１１１ａは円柱面により構成されているため、当該外周面が湾曲面により構成されている場合に比べて、座屈の発生を抑制することができる。また、環状凸部１１１の先端の内周面１１１ｂも円柱面により構成されているため、より一層座屈の発生を抑制することが可能となる。なお、シール部１３０が、ボールスタッド３００の軸部３１０とナックル４００に対してそれぞれ適正に摺動していれば、胴体部１１０は捩れないため座屈が発生することはない。しかしながら、上記の摺動が不十分になると、胴体部１１０に捩れが発生し、座屈が生じ得る。本実施例に係るダストカバー１００においては、胴体部１１０に捩れが発生した場合でも、上記の通り、従来技術に比べて、座屈の発生を抑制することが可能となる。この点について、図３に示すグラフを参照して、より詳細に説明する。図３は、ＦＥＭ解析によって得られた、摺動角（ｄｅｇ）とモーメント（Ｎ・ｍ）との関係を示すグラフである。

以下、ＦＥＭ解析の内容について、具体的に説明する。ＦＥＭ解析は、本実施例に係るダストカバー１００と従来例に係るダストカバー８００についてそれぞれ行った。これらのダストカバーは、環状凸部の先端の外周面及び内周面が、本実施例に係るダストカバー１００の場合には円柱面で構成され、従来例に係るダストカバー８００の場合には軸線方向にも湾曲した湾曲面で構成されている点を除き、全体的な形状、全体的な寸法、肉厚及び材質については同一である。そして、ダストカバーがボールジョイントに取り付けられ、ボールスタッド３００が揺動しておらず（図１に示す状態）、かつシール部とボールスタッド３００が固定され、かつ被固定部とソケット２００が固定された条件下でＦＥＭ解析を行った。具体的には、ボールスタッド３００に対してソケット２００を回転させて、これらを摺動させた場合に、その回転角度（摺動角）とモーメントとの関係について調べた。グラフ中、モーメントが急激に降下し始める摺動角が、座屈が発生する角度と判断することができる。なお、図３のグラフにおいては、実線が本実施例に係るダストカバー１００の場合を示し、点線が従来例に係るダストカバー８００の場合を示している。

従来例に係るダストカバー８００の場合には、４５〜５０（ｄｅｇ）で１回目の座屈が発生し、６０〜６５（ｄｅｇ）で２回目の座屈が発生し、７０〜７５（ｄｅｇ）で３回目の座屈が発生し、９５〜１００（ｄｅｇ）で４回目の座屈が発生し、１１０〜１１５（ｄｅｇ）で５回目の座屈が発生していることが分かる。これに対して、本実施例に係るダストカバー１００の場合には、５５〜６０（ｄｅｇ）で１回目の座屈が発生し、７５〜８０（ｄｅｇ）で２回目の座屈が発生し、１１５〜１２０（ｄｅｇ）で３回目の座屈が発生していることが分かる。

以上より、本実施例に係るダストカバー１００によれば、従来例に係るダストカバー８００に比べて、座屈の発生を抑制できることが分かる。これにより、胴体部１１０の肉厚を厚くすることなく、胴体部１１０の座屈を抑制できるため、揺動に対する追随性も維持させることができる。

（その他）
上記実施例においては、ダストリップ部１３２が摺動する部材である結合部材（軸部３１０における球形部３２０とは反対側で軸部３１０と結合する結合部材）がナックル４００の場合を示した。しかしながら、本発明においては、結合部材はナックル４００に限定されることはない。例えば、特開平１１−６３２４５号公報に開示された技術のように、軸部と結合するフェルールが備えられる構成においては、結合部材がフェルールの場合にも本発明は適用可能である。

また、上記実施例においては、内周シール部が、ボールスタッド３００の軸部３１０の外周表面に対して直接摺動する場合を示した。しかしながら、本発明においては、ボールスタッドの軸部に固定された別の部材の外周表面に対して内周シール部が摺動自在に構成される場合にも適用可能である。例えば、上記の特開平１１−６３２４５号公報に開示された技術のように、内周シール部がフェルールに対して摺動するように構成されている場合にも、本発明を適用することができる。

１００ダストカバー
１１０胴体部
１１１環状凸部
１１１ａ外周面
１１１ｂ内周面
１１２環状凹部
１２０被固定部
１３０シール部
１３１ａ，１３１ｂ環状凸部
１３２ダストリップ部
２００ソケット
２１０ケース
２２０底板
２３０軸受
２３１軸受面
３００ボールスタッド
３１０軸部
３２０球形部
４００ナックル
５００ナット

Claims

軸部の一端に球形部を有するボールスタッドと、前記球形部の軸受を有し、前記ボールスタッドを回転かつ揺動自在に支持するソケットと、前記軸部における前記球形部とは反対側で前記軸部と結合する結合部材と、を備えるボールジョイントに用いられるダストカバーにおいて、
変形可能な胴体部と、該胴体部の一端側に設けられ、前記ソケットに固定される被固定部と、該胴体部の他端側に設けられ、前記軸部と結合部材に対してそれぞれ摺動自在に備えられるシール部と、を有するダストカバーであって、
前記胴体部は、径方向外側に突出する環状凸部と径方向内側に凹む環状凹部が交互に複数設けられ、前記軸部の中心軸線方向に対して伸縮する蛇腹部を備えると共に、
前記環状凸部の先端の外周面は円柱面により構成されていることを特徴とするダストカバー。
前記環状凸部の先端の内周面は円柱面により構成されていることを特徴とする請求項１に記載のダストカバー。