JP6713874B2 - 車両用ステアリング装置のグロメット - Google Patents

Description

本発明は、車室とエンジンルームとを隔離するダッシュパネルを貫通するように配置されるステアリングシャフトのエンジンルーム側の一部を覆うようにした車両用ステアリング装置のグロメットに関するものである。

この種の車両用ステアリング装置のグロメットとしては、例えば以下の特許文献１に記載されたものが提供されている。

このグロメットは、ほぼ円筒状に形成され、ダッシュパネルに貫通形成されたシャフト挿通孔を挿通するステアリングシャフトの外周を覆う筒状部と、該筒状部の一端に設けられ、車両への組付状態において前記シャフト挿通孔の車外側の孔縁に当接するシール部と、を備えている。

前記シール部は、前記筒状部に一体に結合され、可撓性を有し、前記ダッシュパネル側に向かって拡径する円筒状の弾性基部と、該弾性基部のダッシュパネルに対向する端面の外周側に一体に設けられた当接部としての円環状のシールビードと、を備えている。そして、前記シールビードを前記ダッシュパネルに弾接させることによって、前記シャフト挿通孔を通じた車室内への雨水や塵芥等の侵入を抑制するようになっている。

特開２０１６−５５８３１号公報

ところで、前記従来のグロメットを前記ダッシュパネルに弾接させる際には、前記グロメットをダッシュパネル方向に押し出す組付用の装置が通常用いられる。このとき、前記装置によって前記ダッシュパネルに前記シールビードの全周がほぼ同時に当接するように前記グロメットを押し出せればよいが、前記装置の傾き等により、例えば前記ダッシュパネルに前記シールビードの一部のみが先に当接するような状態で前記グロメットを押し出してしまうと、弾接にあたって前記シールビードの一部がダッシュパネル上を摺動することで径方向内側あるいは外側へ捲られることとなり、シール機能の低下を招来してしまうおそれがある。

本発明は、前記従来の技術的課題に着目して案出されたもので、ダッシュパネルへの組付時における当接部の捲れを抑制し得る車両用ステアリング装置のグロメットを提供するものである。

本発明は、車室とエンジンルームとを隔離するダッシュパネルを貫通するように配置されるステアリングシャフトのうち前記エンジンルーム側の前記ダッシュパネルに近接する部分を覆うように設けられ、前記ダッシュパネルに圧接した状態でシール機能を発揮する車両用ステアリング装置のグロメットにおいて、前記ステアリングシャフトが挿通される筒状部と、該筒状部の軸方向一端部に可撓変形可能に設けられた筒状の弾性基部と、該弾性基部に前記ダッシュパネルと圧接可能に設けられた環状の当接部と、前記当接部の外周に設けられた矯正部と、を備え、前記矯正部は、前記当接部の外周面から前記ダッシュパネル方向に延設され、前記弾性基部よりも高い可撓性を有し、基端部を支点として先端部が径方向外側へ可撓変形可能に形成された筒状の可撓部と、該可撓部の先端部に設けられ、それぞれ前記可撓部の周方向に離間した状態でかつ、前記当接部の当接面よりも前記ダッシュパネル側の位置に配置された複数の突起部と、を有していることを特徴としている。

したがって、この発明では、当接部の外周面に矯正部を設けたことから、該矯正部によってダッシュパネルに当接部の当接面を弾接させる際の該当接面の姿勢を矯正することができる。これにより、作業工程を増加させることなしに、ダッシュパネルへの組付時における当接部の捲れを抑制することができる。

ここで、本発明の好ましい第１の態様として、前記各突起部は、前記可撓部の径方向に沿った断面形状が円形状に形成されていることが望ましい。

かかる構成とすることで、各突起部とダッシュパネルとの接触が線接触となることから、各突起部とダッシュパネルとの間に生じる摺動抵抗を低減できる。これにより、矯正部が径方向内側へ捲られて当接面を覆ってしまうことによるシール性の低下を抑制できる。

また、本発明の好ましい第２の態様として、各突起部は、球状に形成されていることが望ましい。

かかる構成とすることで、各突起部とダッシュパネルとの接触が点接触となることから、各突起部とダッシュパネルとの間に生じる摺動抵抗をより一層低減できる。これにより、矯正部が径方向内側へ捲られて当接面を覆ってしまうことによるシール性の低下をより確実に抑制できる。

さらに、本発明の好ましい第３の態様として、各突起部は、前記可撓部の径方向に沿った断面形状が、頂点の一つが前記ダッシュパネルに臨むような三角形状に形成されていることが望ましい。

かかる構成とすることで、各突起部とダッシュパネルとの接触が線接触となることから、第１の態様とほぼ同等のシール性の低下抑制効果を得ることができる。

本発明によれば、シール部の外周面に矯正部を設けたことから、該矯正部によってダッシュパネルに当接部の当接面を弾接させる際の該当接面の姿勢を矯正することができる。これにより、ダッシュパネルへの組付時における当接部の捲れを抑制することができる。

本発明が適用される車両用ステアリング装置を示す概略図である。 本発明の第１実施形態に係るグロメット周りを示す断面図である。 同グロメットの斜視図である。 図３の要部拡大図である。 ダッシュパネルに対するグロメットの組付作業工程における組み付けられる直前の状態を示す図である。 同組付作業工程における組付途中の状態を示す図である。 同組付作業工程における組付後の状態を示す図である。 本発明の第２実施形態に係るグロメットの要部を示す斜視図である。 本発明の第３実施形態に係るグロメットの要部を示す斜視図である。

以下、本発明に係る車両用ステアリング装置のグロメットの各実施形態を図面に基づいて説明する。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態が適用される車両用ステアリング装置は、図１に示すように、ステアリングホイール１と、ラック・ピニオン式のステアリングギアボックス２と、第１〜第３のシャフト要素３ａ〜３ｃからなるステアリングシャフト３と、を備えている。

そして、エンジンルームＲ１と車室Ｒ２とを隔離しているダッシュパネル４に形成されたシャフト挿通孔５に前記第３のシャフト要素３ｃが貫通するようにして挿通されていると共に、ダッシュパネル４とステアリングギアボックス２との間には、第３のシャフト要素３ｃを覆うようにグロメット６が装着されている。

前記ステアリングギアボックス２は、ボックス本体２ａと、該ボックス本体２ａの前記ダッシュパネル４側の端部に一体的に設けられた円筒部２ｂと、を備えている。

前記第１〜第３のシャフト要素３ａ〜３ｃは、ユニバーサルジョイント７，８を介して相互に連結されている。前記第３のシャフト要素３ｃの前端は、ステアリングギアボックス２内のピニオン９に接続されている。このピニオン９は、車幅方向へ往復動可能に設けられたラック軸１０に噛合し、該ラック軸１０は、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いる。これにより、ステアリングホイール１の回転操作が左右の前輪の転舵動作に反映されるようになっている。

前記グロメット６は、図１〜図３に示すように、所定のゴム材料からなる筒状を呈しており、ステアリングギアボックス２の円筒部２ｂに取り付け固定される円筒状の取付基部１１と、該取付基部１１の上端側に一体に設けられた筒状部１２と、該筒状部１２の上端側に一体に設けられた大径円環状のシール部１３と、から主として構成されている。

前記取付基部１１は、筒状部１２に対して段差拡径状となるように設けられていると共に、内径がステアリングギアボックス２の円筒部２ｂの外径よりも僅かに小さく形成され、該円筒部２ｂに圧入により固定されている。また、前記取付基部１１の内周には、縦断面ほぼ鋸刃状をなすシールリップ１１ａが径方向内側に向かって突設され、この各シールリップ１１ａが圧入固定に際して円筒部２ｂの外周面に弾接することで、ステアリングギアボックス２内への雨水や塵芥等の侵入を抑制するようになっている。

前記筒状部１２は、取付基部１１の上端に軸方向から一体に結合された小径筒部１４と、該小径筒部１４の上端部に一体に有する大径筒部１５と、から構成されている。

前記小径筒部１４は、軸心Ｘ１が取付基部１１と同軸状に配置されていると共に、外径が取付基部１１よりも小さく形成されており、円環状の段差部１６を介して取付基部１１に一体的に結合されている。なお、前記段差部１６は、取付基部１１を円筒部２ｂに圧入する際の最大挿入位置を規制する規制部として機能するようになっている。

前記大径筒部１５は、小径筒部１４と一体的に結合されて上方へ拡径状（ラッパ状）に形成された拡径部１５ａと、該拡径部１５ａの上端に一体に有する大径な円環部１５ｂとから構成されている。

前記拡径部１５ａは、その軸心Ｘ２が小径筒部１４の軸心Ｘ１に対して約３０°の角度をもって傾斜するように形成されており、したがって、前記円環部１５ｂについても軸心Ｘ１に対して約３０°の角度で傾いている。なお、この傾斜角度は、図１に示すように、グロメット６のシール部１３の後述するシールビード１９がダッシュパネル４のシール面４ａに対して密着状態に合わせられるように適宜設定されるものである。

前記シール部１３は、図２に示すように、拡径部１５ａの軸心Ｘ２と同軸状に配置されるものであって、大径筒部１５の円環部１５ｂの周壁上端縁に一体に結合された弾性基部１７と、該弾性基部１７の上端に一体に設けられて、前記ダッシュパネル４に当接する当接部１８と、から構成されている。

前記弾性基部１７は、ダッシュパネル４方向に向かって拡径する円筒状に形成されていると共に、肉厚Ｔ１が筒状部１２などの肉厚に比べて薄肉に形成され、比較的自由な撓み変形が許容されている。

前記当接部１８は、比較的肉厚な円環状に形成されていると共に、上面の外周側にダッシュパネル４のシール面４ａに当接する円環状のシールビード１９が突出形成されている。このシールビード１９は、断面ほぼ半円弧状に形成され、当接面としての先端面１９ａをシール面４ａに弾接させることをもってシール機能を発揮するようになっている。

そして、前記シール部１３の外周面には、ダッシュパネル４のシール面４ａにシールビード１９を弾接させる際に該シールビード１９の姿勢を矯正する矯正部２０が一体に設けられている。

この矯正部２０は、図２〜図４に示すように、当接部１８の外周面から径方向外側に向かって延出し、拡径部１５ａの軸心Ｘ２と同軸状に配置された円筒状の可撓部２１と、該可撓部２１の先端部２１ｂに設けられた複数の突起部２２と、を備えている。

前記可撓部２１は、ダッシュパネル４方向に向かって漸次拡径するラッパ状を呈し、当接部１８に接続された基端部２１ａに対して先端部２１ｂが比較的大径となるように形成されている。

また、この可撓部２１は、シールビード１９を内部に収容するように、すなわちシールビード１９を径方向から囲繞するように形成され、先端部２１ｂがシールビード１９の先端面１９ａよりもダッシュパネル４側に位置するようになっている。これにより、前記各突起部２２がグロメット６の最大上方位置、すなわちダッシュパネル４に対して最も近接する位置に配置されるようになっている。

また、この可撓部２１は、肉厚Ｔ２が弾性基部１７の肉厚Ｔ１よりも薄肉に形成されることにより、該弾性基部１７よりも高い可撓性を有しており、固定端である基端部２１ａを始点として自由端である先端部２１ｂが径方向外側へ撓み変形するようになっている。

なお、前記可撓部２１は、図２に示すように、軸心Ｘ２に対する傾斜角度θ１が例えば４５°といった比較的小さな角度の鋭角である場合には、撓み変形に伴う復元力を発生させるようになっているが、傾斜角度θ１が９０°に近い角度となると、復元力を殆ど発揮しないようになっている。なお、図２においては、軸心Ｘ２と平行な仮想線Ｘ３に基づいて可撓部２１の軸心Ｘ２に対する傾斜角度θ１を示している。

前記各突起部２２は、図３及び図４に示すように、可撓部２１の先端部２１ｂ外周縁に一体に設けられるもので、球状に形成されていると共に、それぞれ可撓部２１の周方向に所定距離離間した状態に配置されている。

換言すれば、この各突起部２２は、矯正部２０の径方向に沿った断面形状がほぼ円形状となるように形成されていると共に、それぞれが周方向に所定の間隙をもって配置されている。

〔本実施形態の作用効果〕
かかる構成から、本実施形態に係るグロメット６は、ダッシュパネル４へ組み付けられるにあたって、図５に示すように、組付用の装置によって図中の矢印に沿ってダッシュパネル４方向へ押し出されると、ダッシュパネル４のシール面４ａに対してシールビード１９が弾接するよりも前に矯正部２０の突起部２２が弾接することとなる。なお、このときの装置による組み付け方向（図５中の矢印）は、エンジンルームＲ１内の他部品との干渉回避等の関係から定められるものである。

ここで、例えば前記装置の傾きに起因して、グロメット６が車両後方へ傾いた状態でシール面４ａに押圧されると、車両前方側の突起部２２Ａが他の突起部２２に比べてシール面４ａに強く弾接する結果、図６に示すように、シール面４ａから車両前方側の突起部２２Ａに対して他の突起部２２に作用する反力よりも大きな反力Ｆ１が作用する。そうすると、この反力Ｆ１が突起部２２Ａや可撓部２１を介して弾性基部１７の車両前方側の部位１７Ａにも作用することとなって、該部位１７Ａが大径筒部１５側に大きく可撓変形する。この結果、グロメット６の傾きによらず、シールビード１９がシール面４ａに対してほぼ平行な状態に保持されることとなる。

そして、以降は、前記装置による押圧に伴い各突起部２２がシール面４ａ上を摺動しつつ可撓部２１が径方向外側へ可撓変形することにより、シールビード１９がシール面４ａに平行状態を維持しつつ接近することとなる。そして、最終的に図７に示すように、シール面４ａにシールビード１９の先端面１９ａ全周がほぼ同時に弾接することをもって、グロメット６のダッシュパネル４への組み付けが完了する。

以上のように、この実施形態によれば、シール部１３の外周面に矯正部２０を設けたことから、グロメット６の傾きによらず、シール面４ａに弾接させる際のシールビード１９の姿勢を矯正することができる。

これにより、シールビード１９の先端面１９ａの全周がシール面４ａにほぼ同時に弾接することから、シールビード１９の一部のみがシール面４ａを摺動することに起因する該シールビード１９の捲れを抑制できる。したがって、ダッシュパネル４とグロメット６との間のシール機能の低下を抑制することができる。

ところで、単にシールビード１９の捲れを抑制したいのであれば、グロメットをシール部１３の内外を反転させた状態でダッシュパネル４に近接させた後、シール部１３を反転状態から復元してダッシュパネル４に弾接させる、いわゆる反転タイプとする方法も考えられる。しかしながら、この方法は、前述のようにシール部１３の反転・復元作業が必要となることから、作業工数を増加させ、もって組付作業の煩雑化を招来してしまうおそれがある。

これに対して、本実施形態のグロメット６は、前述した反転タイプのグロメットとは異なり、組付作業に伴い自ずとシールビード１９の捲れが抑制されるものであるから、作業工程を増加させることなしにシール機能の低下の抑制を実現できる。この結果、組付作業の煩雑化を抑制することができる。

また、矯正部２０を広い当接面積でもってシール面４ａに接触するように形成してしまうと、矯正部２０がシール面４ａ上を摺動する際の摩擦抵抗（摺動抵抗）が高くなることで径方向外側へ可撓変形することができず、一部が径方向内側に捲られてしまう場合がある。そして、かかる場合には、径方向内側に捲られた矯正部２０がシールビード１９の先端面１９ａに覆い被さることとなって、シールビード１９とシール面４ａとの間のシール性が損なわれてしまうおそれがある。

これに対して、本実施形態では、矯正部２０のシール面４ａと当接する部位を、周方向に所定距離離間して配置された複数の突起部２２としたことから、矯正部２０のシール面４ａに対する摺動抵抗を低減できる。これにより、矯正部２０が径方向内側へ捲られてシールビード１９の先端面１９ａを覆ってしまうことによるシールビード１９とシール面４ａとの間のシール性の低下を抑制できる。

しかも、本実施形態では、各突起部２２の形状を、矯正部２０の径方向に沿って断面円形状となるように形成したことから、シール面４ａに対する摺動抵抗を大きく低減し、効果的にシール性の低下を抑制できる。

特に、本実施形態では、各突起部２２の形状を球状としたことから、該各突起部２２とシール面４ａとの接触が点接触となるため、シール面４ａに対する摺動抵抗をより一層低減することができる。

また、可撓部２１をシールビード１９の外周を囲繞するように形成したことで、該シールビード１９とシール面４ａとの間への雨水や洗車水、塵芥等の侵入を可撓部２１によって阻止することができる。これによって、ダッシュパネル４とグロメット６との間のシール性を向上できる。

さらに、可撓部２１を、軸心Ｘ２に対する傾斜角度θ１が比較的小さい場合には復元力を発揮するような構成としたことから、各突起部２２がシール面４ａに当接した直後の初動時には、該シール面４ａに対して可撓部２１が突っ張った状態となる。これにより、初動時における各突起部２２のシール面４ａ上のスムーズな摺動性を確保できる。

しかも、本実施形態では、可撓部２１を、各突起部２２がシール面４ａ上を摺動するにつれて傾斜角度θ１が大きくなるように形成すると共に、該傾斜角度θ１が９０°に近い角度となると復元力を殆ど発揮しなくなるようにした。これにより、組み付けが完了した状態においては、可撓部２１からシール面４ａに作用する反力が僅かなものとなるため、該反力によってシールビード１９がシール面４ａから浮いてしまうのを抑制できる。この結果、面圧の低下に起因するシールビード１９とシール面４ａとの間のシール性の低下を抑制することができる。

なお、ここではグロメット６が車両後方へ傾いた状態を例として各作用効果の説明を行ったが、グロメット６が車両前方へ傾いた場合においても同様の作用効果が得られるのは勿論のことである。

〔第２実施形態〕
図８は、本発明の第２実施形態を示すもので、基本構成は第１実施形態と同様であるが、各突起部２２の形状が矯正部２０の周方向に沿って延びる円柱状に変更されている。

かかる構成から、この実施形態によっても、矯正部２０とシール面４ａとの接触を線接触とすることで、矯正部２０のシール面４ａに対する摺動抵抗を低減できる。これにより、径方向内側へ捲られた矯正部２０がシールビード１９の先端面１９ａを覆うことによるシールビード１９とシール面４ａとの間のシール性の低下を抑制しつつ、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

〔第３実施形態〕
図９は、本発明の第３実施形態を示すもので、基本構成は第１実施形態と同様であるが、各突起部２２の形状が矯正部２０の径方向に沿った三角柱状に変更されている。また、この各突起部２２は、三角形状の横断面の頂点の一つがシール面４ａに臨むようにそれぞれ形成されている。

かかる構成から、この実施形態によっても、矯正部２０とシール面４ａとの接触を線接触とすることで、矯正部２０のシール面４ａに対する摺動抵抗を低減できる。これにより、径方向内側へ捲られた矯正部２０がシールビード１９の先端面１９ａを覆うことによるシールビード１９とシール面４ａとの間のシール性の低下を抑制しつつ、第１実施形態と同様の作用効果を奏することができる。

本発明は、前記各実施形態の構成に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で構成を変更することも可能である。

例えば、本実施形態では、可撓部２１を弾性基部１７の肉厚Ｔ１よりも薄い肉厚Ｔ２に形成することで、弾性基部１７よりも可撓変形し易くしているが、方法はこれに限られず、例えば可撓部２１のダッシュパネル４方向への突出する長さを長尺化することや、可撓部２１の基端部２１ａに薄肉のノッチ部を設けることにより、可撓部２１の可撓性を高くすることも可能である。

３…ステアリングシャフト
４…ダッシュパネル
６…グロメット
１２…筒状部
１７…弾性基部
１８…当接部
１９…シールビード
１９ａ…先端面（当接面）
２１…可撓部
２１ａ…基端部
２１ｂ…先端部
２２…突起部
Ｒ１…エンジンルーム
Ｒ２…車室

Claims (4)

1. 車室とエンジンルームとを隔離するダッシュパネルを貫通するように配置されるステアリングシャフトのうち前記エンジンルーム側の前記ダッシュパネルに近接する部分を覆うように設けられ、前記ダッシュパネルに圧接した状態でシール機能を発揮する車両用ステアリング装置のグロメットにおいて、
   前記ステアリングシャフトが挿通される筒状部と、
   該筒状部の軸方向一端部に可撓変形可能に設けられた筒状の弾性基部と、
   該弾性基部に前記ダッシュパネルと圧接可能に設けられた環状の当接部と、
   前記当接部の外周に設けられた矯正部と、
   を備え、
   前記矯正部は、
   前記当接部の外周面から前記ダッシュパネル方向に延設され、前記弾性基部よりも高い可撓性を有し、基端部を支点として先端部が径方向外側へ可撓変形可能に形成された筒状の可撓部と、
   該可撓部の先端部に設けられ、それぞれ前記可撓部の周方向に離間した状態でかつ、前記当接部の当接面よりも前記ダッシュパネル側の位置に配置された複数の突起部と、
   を有していることを特徴とする車両用ステアリング装置のグロメット。
2. 前記各突起部は、前記可撓部の径方向に沿った断面形状が円形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ステアリング装置のグロメット。
3. 前記各突起部は、球状に形成されていることを特徴とする請求項２に記載の車両用ステアリング装置のグロメット。
4. 前記各突起部は、前記可撓部の径方向に沿った断面形状が、頂点の一つが前記ダッシュパネルに臨むような三角形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両用ステアリング装置のグロメット。

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