JP6779276B2 - 車両のダッシュボードにパワーステアリング装置を連結するためのダッシュボードガスケット - Google Patents

車両のダッシュボードにパワーステアリング装置を連結するためのダッシュボードガスケット Download PDF

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Description

本発明は、車両用のステアリング装置、特にパワーステアリング装置の一般分野に関するものであって、また特に車両へのステアリングモジュールの取付けを扱う。
それ自体公知の態様で、ステアリング装置は、一般に、車両のシャシに固定されたステアリングケース内に並進移動可能に取り付けられたステアリングラックであって、その左右端部がそれぞれ、ステアリングタイロッドを介して、操舵輪を担持するスタブ軸に接続されたステアリングラックを備えており、当該ラックが並進移動すると当該操舵輪のヨー角度(ステアリング角度)が変化する。
また、そのようなステアリング装置は、ステアリングラックに噛み合うピニオンを一端部に有しかつ他端部にハンドルが設けられたステアリングコラムを備えており、当該ハンドルを介して、車両の乗員室内にいる運転者はステアリング装置を操縦することができる。
ステアリング装置は、一般に車両の前部に配置されたエンジン室に収容されているので、ステアリングコラムは、当該エンジン室を乗員室から隔てる「バルクヘッド」と呼ばれる隔壁を貫通している必要がある。
ステアリングケースや乗員室に水や塵が侵入するのを阻止することにより、ステアリングケース内の潤滑剤が失われるのを回避し、かつステアリング装置や乗員室を腐食や汚れから保護するために、ステアリングケースとバルクヘッドとの間にシール接続を形成する必要がある。
このために、ステアリングケースを加工してボア型ベースを作り、当該ベースに、ステアリングコラムに適合するリップを有する第1リップシールを収容することが知られている。
また、ステアリングケースとバルクヘッドとの間に第2平坦固定シールを介装して圧縮することにより、接続部のシールを完成させることが知られている。
そのような構成によって得られるシールは概ね満足のいくものである一方、それにはいくつかの欠点が存在する。
まず、シール接続を実現するために、リップシールを収容できるようステアリングケースを比較的高精度に加工する必要があり、そのことが製造を複雑化させると共に装置のコストを増大させる。
次に、異なったシールの組付けが車両へのステアリング装置の取付けを難しくすることがある。なぜなら、取付作業には、特に当該シールのいずれかの誤った移動や挟み込みの危険が伴い、それにより関係するシールの損傷や耐用年数の短縮、または即座の漏れの発生などがもたらされる。
さらに、製造および組立ての誤差によって、バルクヘッドに対するステアリングケースの姿勢(すなわち、ピッチおよびロール傾斜)が車両毎に変化する可能性があり、そのために固定シールが不均一に圧縮され、ここでまた、当該固定シールの局所損傷が生じてその耐用年数が損なわれ、またはシール性の弱い領域が形成され得る。
したがって、本発明の目的は、ステアリングケースと車両バルクヘッドとの間の新しい形態の連結であって、車両におけるステアリング装置の組立てを低コストに容易化する一方、再現可能で長持ちする態様で優れたシール性を実現できる新しい形態の連結を提示することである。
本発明の上記の目的は、少なくとも1人の運転者を収容するための乗員室を備えた車両であって、ステアリングケースによって保護されたステアリング機構を有するステアリング装置を備え、上記ステアリングケースは、少なくとも1つの「バルクヘッド」と呼ばれる隔壁によって上記乗員室から隔てられた上記車両の小室、例えばエンジン室に収容され、上記ステアリング装置は、上記乗員室内に配置されたハンドルであって、当該ハンドルに対して、上記ステアリングケースから出てきて上記バルクヘッドを貫通するステアリングコラムによって上記ステアリング機構が接続されたハンドルを有し、上記車両は、上記ステアリングコラム周りのシールを実現するために、上記ステアリングケースと上記バルクヘッドとの間に、エラストマー材料でできた連結シールであって、一方では、上記ステアリングコラムを囲んで把持する第1中央シールリングであって、該第1中央シールリングを通って上記ステアリングコラムが上記連結シールを貫通する第1中央シールリングと、他方では、上記ステアリングケースと上記バルクヘッドとの間に介装され、上記第1シールリングから離間しかつ該第1シールリングを囲む第2周縁シールリングとを有する連結シールを備えることを特徴とする車両によって達成される。
有利には、本発明に係る連結シール、すなわち1つの同じ部材内で第1シールリングと第2シールリングとの両方を接続する一体構造の連結シールを実装することにより、1つの同じ連結シール内で、複数のシール機能、すなわち、第1シールリングによって実現されるステアリングケースとステアリングコラムとの間における第1シール機能と、第2シールリングによって実現され、第1機能と相補的な、ステアリングケースとバルクヘッドとの間における第2シール機能とを集約することができる。
よって、特に、1つの同じ連結シールを使用して、一方ではエンジン室に収容されるステアリングケースと、他方では乗員室にアクセスするバルクヘッドとの間に、柔軟性を有しかつシールされたインターフェースを形成することにより、特にシンプルかつ迅速な態様でバルクヘッドにステアリング装置を連結することができる。
また、第1シールリングおよび第2シールリングは、有利には、それぞれに弾性変形、特に第1シールリングの(ステアリングコラムの長手軸に交差、あるいは実質的に直交する)径方向の弾性変形と、第2リングの(ステアリングコラムの長手軸に対して実質的に平行な)軸方向の弾性変形とによる適応能力を有していてもよく、それにより当該シールリングは、それぞれにかつ互いに比較的独立して、第1シールリングがステアリングコラムの形状および移動に、また第2シールリングがステアリングケースに対するバルクヘッドの位置および傾きに順応することができる。
最後に、ユニークかつ安定した連結シールを使用することにより、組立作業においてステアリングケースを操作する場合に、当該連結シールの落下の全体的な危険性、または一方のシールリングに対する他方のシールリングの位置合わせ不良もしくは不測の滑りの危険性が著しく低減される。
よって、連結シールが損傷しまたは漏れが発生する危険性が、バルクヘッドに対するステアリングケースの組付けに際して大幅に低減される。
本発明によると、車両におけるステアリング装置の取付作業が、したがって大幅に容易化されると共に信頼性の高いものになる。
本発明の他の目的、特徴、および利点は、以下の説明と、純粋に説明のための非限定的な目的をもって提供される添付図面とに目を通すことによって、より詳細に明らかになるだろう。
図1は、車両におけるステアリング装置の本発明に係る実施形態を示す概略側面図である。 図2は、そのステアリングケースが本発明に係る連結シールを有するパワーステアリング装置の斜視図である。 図3は、車両のバルクヘッドに連結された図2のステアリング装置を、ステアリングコラムの回転軸に沿った縦断面において示す詳細図である。 図4は、図2および図3で使用される連結シールの斜視図である。 図5は、図3の連結シールを、ステアリングコラムの縦軸(回転軸)に対して垂直な平面において示す平面図である。 図6は、図5の連結シールを断面E−Eで示す部分図である。 図7は、図5および図6の連結シールを、バルクヘッドの平面において示す平面図である。 図8は、図7の連結シールを断面F−Fで示す断面図である。
本発明は、例えば乗員を移動させるための車両1、好ましくは自動車1に関する。
図1および図3に示すように、上記車両1は、少なくとも1人の運転者と、必要に応じて1人以上の乗員とを収容するための乗員室2を備える。
車両1は、ステアリングケース5によって保護されたステアリング機構4を有するステアリング装置3を備える。
上記ステアリングケース5は、「バルクヘッド」と呼ばれる少なくとも1つの隔壁7によって乗員室2から隔てられた車両の小室6、例えばエンジン室6に収容されている。
好ましくは、図1に示すように、ステアリングケース5を収容する小室6は、車両1を推進させるための推進エンジン8が配置されたエンジン室である。
そして、ステアリングケース5は、有利には、推進エンジン8の下に位置していてもよく、車両1のシャシ10に、例えば当該シャシ10の基部に属するクレードル11において固定されていてもよい。
しかしながら、本発明は、他のタイプの構成、特に小室6が別の用途向けであって例えば荷物室を構成している車両1にも完全に適用可能である。
それ自体公知の態様で、ステアリング機構4は、好ましくは、図2に示すように、ステアリングケース5に並進移動可能に取り付けられ(かつ案内され)、その左右端部がそれぞれステアリングタイロッド13,14を介して、操舵輪(および好ましくは駆動輪)17,18を担持するスタブ軸15,16に接続されたステアリングラック12を備えており、そのため、当該ラック12が並進移動すると当該操舵輪17,18のヨー角度(ステアリング角度)が変化する。
好ましくは、ラック12の並進移動は、ラック長手軸(YY’)に沿って行われる。当該長手軸(YY’)は、好ましくは、車両1の左右横軸と実質的に一致している。
また、前後縦軸は(XX’)で示され、上下軸は(ZZ’)で示され、当該両軸は長手軸(YY’)と共に直接的な三面体を構成する。
好ましくは、ステアリング装置3は、計算機21によって制御されると共に当該計算機21の不揮発性メモリに格納された所定の補助規則にしたがってステアリング機構4の操縦を補助するように構成された補助モータ20、好ましくは例えば「ブラシレス」タイプの電動補助モータを有するパワーステアリング装置である。
図1および図2に示すように、ステアリング装置3は、また、乗員室2に設けられたハンドル22を有する。当該ハンドル22には、ステアリングケース5から出てきて、図3に詳しく示すようにバルクヘッド7を貫通するステアリングコラム23によってステアリング機構4が接続されている。
また、ステアリングコラム23は、ハンドル22を担持する端部とは反対側の端部に、ラック12に噛み合う駆動ピニオン24を有する。
補助モータ20は、ラック12に対して普通に、図3に示すように例えばウォームホイールおよびウォームねじ減速機のような減速機25を介して間接的に作用してもよく、または、例えば駆動ピニオン24とは別個で離間した第2ピニオンによって(ステアリング機構が「ダブルピニオン」機構と呼ばれる機構を構成する)、もしくはボールねじによって直接的に作用してもよい。
好ましくは、ステアリングケース5は、ベース26を構成する下側シェル部26と、当該ベース26を覆うベルハウジング27を構成する上側シェル部27とを接続することで得られるシェルによって構成されている。
好ましくは、ベルハウジング27、より好ましくはベルハウジング27およびベース26の両方は、硬質または半硬質の熱可塑性樹脂ポリマー、すなわち典型的には、少なくともステアリング装置1の動作温度として予期される範囲にわたって、すなわち少なくとも−40〜+125℃の範囲において3GPaよりも高いヤング率を有する熱可塑性樹脂ポリマーでできている。
非限定的な目安として、特にベルハウジング27および/またはベース26を構成するためのポリマー材料としては、ポリアミド(PA)、芳香族ポリアミド(PPA)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン(PP)、またはポリケトン(PK)を使用することができ、当該ポリマー材料は繊維強化されていてもよい。
シェル部26,27、より広くはステアリングケース5の製造は、よって射出成形によってシンプルかつ低コストに実行可能である。また、それによって得られるステアリングケース5は、特に軽量である。
ベルハウジング27は、例えば曲げまたは熱溶接によって、シール接合部28にしたがってベース26に固定されており、シールされかつ保護覆い部29を区画する覆いでステアリング機構4の少なくとも一部が覆われる。
好ましくは、補助モータ20および計算機21が、覆い部29内で保護されている。
有利には、シェル26,27、より広くはステアリングケース5は、ステアリング機構4の潤滑剤が覆い部29から漏れるのを阻止し、ステアリング機構4、より広くは覆い部29内に配置された任意の部材を、少なくとも塵、砂利(特に塩または砂の粒子)、水、および塩しぶきに対して保護するシール障壁を構成している。
「塩しぶき」の語は、空気中に含まれる塩水滴を意味する。当該塩水滴は、特に車両2が海岸の近く、または塩で処理された雪道を走る場合に現れることがある。
本発明によると、特に図3に示すように、車両1は、ステアリングコラム23周りのシールを実現するために、ステアリングケース5とバルクヘッド7との間に、エラストマー材料でできた連結シール30を備える。当該連結シール30は、一方では当該ステアリングコラム23を取り囲んで把持する第1中央シールリング31であって、当該第1中央シールリング31を通ってステアリングコラム23が連結シール30を貫通する第1中央シールリング31と、他方では第1中央シールリング31をこれと離間して取り囲むように、ステアリングケース5とバルクヘッド7との間に介装された第2周縁シールリング32とを有する。
よって、第1シールリング31は、第1シールとして、したがって第1シール障壁として機能し、ステアリングコラム23に適合して、ステアリングケース5と当該ステアリングコラム23との間の第1シール接合部を実現している。
第1シールリング31のおかげで、ステアリングコラム23は、連結シール30の厚さ方向に当該連結シール30を貫通し得る一方、当該連結シール30とシール態様で協働する。
同様に、第2シールリング32は、ステアリングケース5とバルクヘッド7との間の第2シール接合部を実現することにより、第2シールとして、したがって第2シール障壁として機能する。
この目的のために、上記第2シールリング32は、好ましくは、その上側面32Sによってバルクヘッド7と接触し、かつ当該上側面32Sと反対側の下側面32Iによってステアリングケース5と接触していて、ここでは当該第2シールリング32の厚みE32、より広くはステアリングコラム23の長手軸L23によって規定される軸方向に実質的に対応する圧縮方向にしたがって、ステアリングケース5とバルクヘッド7との間で圧縮されている。
実際に、連結シール30、より具体的にその第2周縁シールリング32は、したがってステアリングケース5(より詳しくは、当該ステアリングケース5の上側部)とバルクヘッド7(より詳しくは、バルクヘッド7の下側部)との間の、シールされかつ弾性的に圧縮可能な連結インターフェースを構成するだろう。
説明の便宜上、「軸方向」の語は、考慮される基準軸(ここでは、デフォルトでステアリングコラム23の長手軸L23)に対して実質的に平行または一致する向きにおいて考慮される方向または寸法を意味する。また、「径方向」の語は、当該考慮される基準軸(ここでは、デフォルトで長手軸L23)に対して交差、より具体的には実質的に直交するように考慮される方向または寸法を意味する。
非限定的な例示において、連結シール30を構成するエラストマー材料として、より具体的には第1シールリング31および第2シールリング32を構成するエラストマー材料として、天然ゴム(NR)、エチレン−プロピレン−ジエンモノマー(EPDM)、ニトリルブタジエンゴム(NBR)、水素化ニトリルブタジエンゴム(HNBR)、またはシリコンを使用することができる。
好ましくは、図2および図3に示すように、連結シール30、より具体的に第2シールリング32の下側面32Iは、ステアリングコラム23に沿ってその周囲を延びかつステアリングケース5に属する、より好ましくはベルハウジング27に一体形成された筒体34の端板33に、非常に安定して実質的に平面接触している。
上記端板33は、有利には、上記ステアリングコラム23の長手軸L23に対して交差、好ましくは実質的に直交しており、それにより連結シール30の優れた土台が提供される。
留意すべきこととして、表現のシンプルさのために、第2シールリング32は図3においてそのレスト状態、すなわち非圧縮形態において示されている。実際には、当該第2シールリング32は、ステアリングケース5の端板33とバルクヘッド7との間に挟まれていて、もちろん軸方向圧縮によって変形し、すなわち押し潰され(図示せず)、ステアリングケース5とバルクヘッド7との相互接近を弾性的に許容している。
有利には、連結シール30によって提供されるシール接合部は、典型的には1バール(通常の大気圧)と少なくとも3または4バール、さらにはそれ以上(特に高圧洗浄機の水ジェットに抗するため)との間の圧力下で、少なくともステアリング機構4からステアリングケース5の外部に向かう潤滑剤漏れに対する、および覆い部29内への塵、砂利、水、および塩しぶきの侵入に対するシールを実現する。
図2、図4、図5、および図7にはっきりと示すように、第1シールリング31および第2シールリング32の各々は、ステアリングコラムの長手軸L23を連続的に取り囲んで、すなわち当該長手軸L23周りを(当該軸L23に垂直な平面において)360°覆うように閉じている。
好ましくは、第1シールリング31は、実質的に回転体形状を有していてもよく、よって実質的に長手軸L23を囲む円環形状を有していてもよい。
そして、第2シールリング32は、好ましくは、図2、図4、図5、および図7に示すように、同長手軸L23周りにおいて連続した線分および/または曲線で構成された折れ線にしたがう実質的な多角形状を有する。
第1および第2シールリング31,32の各形状に関わらず、第1シールリング31は「中央」位置にある一方、第2シールリング32は「周縁」配置され、すなわち第1シールリング31は第2シールリング32よりも径方向において長手軸L23に近く、当該第1シールリング31自体は当該長手軸L23から径方向に離間している。そのため、第1中央シールリング31は、第2周縁シールリング32によって規定される(シール)外周部の内側に含まれる。
特に好ましい態様では、上記第1シールリング31は、全方位方向において、すなわち長手軸L23に対して垂直な全ての方向において、上記第2シールリング32から径方向に引っ込んでいる。
第1シールリング31のそのような中央部の構成によると、特に連結シール30が小型かつ堅牢な形状を与えられ、それにより有利にはステアリングケース5に対する連結シール30の組付けおよび保持が容易になる。
確かに、提示の構成によると、ステアリングコラム23に(第1シールリング31を介して)連結シール30を通し、そして当該連結シール30が端板33に当接するまで、当該連結シール30をステアリングコラム23に沿ってスライドさせることが可能になる。
そして、連結シール30がステアリングコラム23および端板33の両方によって保持され、そうして形成されるケース5とシール30のサブアセンブリを、特に当該サブアセンブリがその後バルクヘッド7に対して動かされる場合に、連結シール30の落下のリスクなく操作することが可能となる。
好ましくは、第1中央シールリング31は、ステアリングコラム23がその長手軸L23回りにおいて少なくともヨ−方向に動作可能に内側で接触する摺動シールを構成している。
より具体的に、第1シールリング31の径方向内側壁部は、ステアリングコラム23の径方向外側面に対して適合および摺接していて、当該ステアリング23の長手軸L23周りの360°にわたって連続的に接触して延びている。
よって、第1シールリング31は、ステアリングケース5に固定されていて、好ましくは、特に連結シール30、より広くはステアリングケース5に対する、およびバルクヘッド7に対する、ステアリングコラム23の相対回転、および/または長手軸L23に沿った軸方向移動といった摺動による相対運動を許容することによって、接触またはシールを損なうことなく動的シールを実現している。
これに対して、第2シールリング32は、好ましくは、車両1にステアリング装置3がいったん固定されると、ステアリングケース5およびバルクヘッド7に対して位置が固定されたままになって、当該ステアリングケース5と当該バルクヘッド7との間の静的シールを実現するだろう。
より好ましくは、第1中央シールリング31は、図6および図8に示すように、リップシールを構成しており、当該リップシールのリップ35,36は、ステアリングコラム23の外(側)面に対して摺接する。
そのようなリップシールは、有利には、シンプルかつ堅牢なシールリング構造31を介して、ステアリングコラム23に対する(環状)リップ35,36の摺接により、多数の使用サイクルにわたって、信頼性および耐久性に優れた動的シールを得ることを可能とする。
好ましくは、図6および図8にはっきりと見られるように、第1シールリングは、同じ球面領域37の半球部にそれぞれ対応する2つのリップ35,36を有する。
第1リップ35は、バルクヘッド7の方を向いていて、ここでは上側リップに対応し、地球儀に例えると球面領域37の赤道と北緯線との間に含まれる北半球部分を構成している。一方、第2リップ36は、ステアリングケース5の方を向き、したがってステアリングコラム23の長手軸L23に沿って第1リップ35に対して軸方向にシフトしていて、ここでは下側リップに対応し、球面領域37の赤道と南緯線との間に含まれる南半球部分を構成している。
有利には、球面領域37によって作られる2つのリップ35,36の実装によって、第1シールリング31はステアリングコラム23の形状への優れた弾性適合性能、および必要に応じて、特にピッチおよびロールにおける当該ステアリングコラム23の長手軸L23の方向における変化への優れた追従性能を与えられ、それによりシール接触の恒久的な保持が実現される。
また、そのような球面状リップシールは、有利には、射出成形によって容易に作ることができる。
最後に、そのようなリップシール構造によると、潤滑剤、より具体的にはグリスを、軸方向において第1リップ35と第2リップ36との間に含まれる(また、径方向において当該リップ35,36とステアリングコラム23との間に含まれる)スペースに溜めておくことが可能になり、それによりシールが改善され、また特に第1シールリング31においてステアリングコラム23が動きやすくなる。
好ましくは、球面領域37は、環状の接続ブリッジ38によって連結シール30に対して弾性的に取り付けられて保持されている。当該接続ブリッジ38は、当該球面領域37の赤道を取り囲んでいて、連結シール30に一体形成されている。
ここでまた、このフレキシブルな接続ブリッジ38による球面領域37の「赤道」部での保持によると、リップ35,36、より広くは第1シールリング31は、当該第1シールリング31の姿勢の適合により(すなわち、ピッチおよびロール傾斜の適合により)、ステアリングコラム23の長手軸L23の向きに生じ得る変化に弾性的に追従することが可能になる。
よって、連結シール30における第1シールリング31の構成は、ステアリング装置3の通常動作に伴って生じ得るステアリングコラム23の長手軸L23の傾斜振動運動に対して、または製造誤差のためにステアリング機構4毎(すなわち、車両1毎)に異なる取付状態に対して自動的に適合可能である。
換言すれば、ボールジョイント連結のそれに近い挙動を有する連結を提供するリップ35,36および接続ブリッジ38の柔軟性のおかげで、第1シールリング31の「第1中心軸L31」と呼ばれる中心軸L31、すなわち、この例では球面領域37の(南北)中心軸が、実際にステアリングコラム23(それ自体は硬質、好ましくは金属製)の長手軸L23に自動的かつ恒久的に位置合わせされ得、そして当該長手軸L23と実質的に一致する。
説明の便宜上、ステアリングコラム23の長手軸L23を、第1シールリング31の中心軸L31と同一視することがある。
好ましくは、特に図2〜図8に示すように、第1中央シールリング31は、膜40によって第2周縁シールリング32に接続されている。
好ましくは、上記膜40は、実質的に一定の厚みE40を有し、かつ連結シール30を構成するポリマー材料からなるシートの形態を実質的に有する。
有利には、上記膜40は、第1シールリング31から第2シールリング32まで径方向に(すなわち、長手軸L23と交差して、あるいは実質的に直交して)延びていて、当該第1シールリング31と第2シールリング32との間の物的連結を実現しており、よって連結シール30の結束であって、当該結束において第1および第2シールリング31,32が互いに固定取付される結束を実現している。
それでもなお、第1および第2シールリング31,32を相互接続するために中間膜40を使用することで、第1シールリング31に対する第2シールリング32の(あるいは、その逆の)挙動独立性を維持することができ、そのため、同じ連結シール30内で繋がっているのに関わらず、第1シールリング31および第2リング32の各々は、他方のシールリング32,31の変形性能や変形状態から独立した適切な弾性変形自由度を有する。
よって、膜40は、第1シールリング31と第2シールリング32との間において一種のバッファ領域を形成している。当該バッファ領域は、特に第1シールリング31が、当該第1シールリング31へのステアリングコラム23の有効な挿入によって生じる径方向変形(ここでは、膨張)を、第2シールリング32の軸方向弾性変形性能(ここでは、圧縮性能)を妨げることなく弾性的に吸収することを可能とし、それにより当該第2シールリング32は、バルクヘッド7に対するステアリングケース5の軸方向接続を自由に吸収することができる。
好ましくは、第2周縁シールリング32は、膜40の、より広くは連結シール30の径方向外側端部の輪郭にしたがいかつ当該輪郭を区画して、すなわち当該連結シール30の外側縁部を構成している。
好ましくは、図8にはっきりと見られるように、膜40は、第2周縁シールリング32の厚みE32よりも(より具体的には、当該第2周縁リングがステアリングケース5とバルクヘッド7との間で軸方向に圧縮される前の、レスト状態にある当該第2周縁リングの厚みE32よりも)薄い厚みE40を有する。
換言すれば、膜40は、少なくともレスト状態において、すなわち少なくとも連結シール30がステアリングケース5とバルクヘッド7との間でプレスされる前において、(軸方向において)第2シールリング32よりも薄く、よって当該第2シールリング32は、当該膜40に対して隆起部(少なくとも軸方向の隆起部)を構成する。
同様に、膜の厚みE40は、好ましくは、第1シールリング31の(少なくともレスト状態での)軸方向厚みE31よりも薄く、また特に、リップ35,36を構成する球面領域37の厚み(軸方向長さ)よりも薄い。
そのような薄い膜の構成40によると、まず、材料を節約することができる。なぜなら、連結シール30を一体形成するのに少量の材料で足りるためである。そのような材料の節約は、有利には、連結シール30の軽量化やその製造コストの低減を可能とする。
そして、薄くそれゆえにフレキシブルな膜40を使用することで、第1シールリング31と第2シールリング32との間の連結の柔軟性が確保され、それにより当該シールリング31,32の各々の他方のシールリング32,31に対する変形挙動の独立性が促進される。
また、第2シールリングの厚みE32を膜40の厚みE40よりも分厚くすることにより、第2シールリング32、より具体的にはその上側面32Sが(軸方向において)膜40に対して突出し、したがって膜40よりも先にバルクヘッド7と接触すること、あるいは、車両1にステアリング装置3を組み付けた後でも膜40がバルクヘッド7から引っ込んだままになることが保証される。
換言すれば、ステアリングケース5とバルクヘッド7との間における第2シールリング32の軸方向圧縮は、ステアリングケース5とバルクヘッド7との間における膜40の軸方向圧縮が生じ得るよりも先に生じる。
したがって、連結シール30とバルクヘッド7との間の接触領域の位置および大きさがコントロールされ、当該接触領域は、好ましくは、第2シールリング32の上側面32Sに限られて膜40の上側面40Sまで広がらない。本発明によると、したがって、シールの実現性をより良好にコントロールすることができる。
同様に、第2シールリング32を膜40よりも分厚くすることにより、第2シールリング32は、膜40がバルクヘッド7に対して圧縮されるよりも先に変形し、特に厚さ方向に圧縮され得る。
換言すれば、そのような構成は第2シールリング32における変形余裕(軸方向の自由変形の潜在的な大きさ)を形成し、そのため、連結シール30は、差異を伴って変形可能であり(押し潰されることが可能であり)、第2シールリング32の押潰しは、膜40の押潰しが生じ得るよりも先に生じ、また当該膜40の存在によって妨げられない。
ここでまた、提示される構成は、連結シール30とバルクヘッド7との間の接触領域の位置および大きさのコントロール、ならびに当該連結シール30の軸方向圧縮に対する剛性のコントロールを容易化する。
また、そのような構成によると、第2シールリング32、より広くは連結シール30が、ステアリングケース5に対する(より具体的には、端板33に対する)バルクヘッド7の変動または姿勢ブレを容易に吸収できる。なぜなら、第2シールリング32の弾性(押潰し)へこみが、膜40によって妨げられることなく、長手軸L23周りの考慮される方位角にしたがって変化し得るためである。
したがって、提示される構成によると、ステアリングケース5およびバルクヘッド7の製造誤差および組付誤差に関わらず、バルクヘッド7に対してステアリングケース5を連結する際のシールの品質および再現可能性が確保される。
目安として、第2シールリングの厚みE32は、実質的に8〜40mmの間に含まれていてもよい一方、膜40の厚みE40は、実質的に2〜6mmの間に含まれていてもよい。
また、目安として、第2シールリング32の厚みE32と膜40の厚みE40との間の差、すなわち第2シールリング32が有する変形余裕の軸方向高さは、好ましくは5mm以上、例えば8〜30mmであってもよい。
絶対的に言って、第2シールリング32が中実であること、すなわち、その厚みE32にわたって材料ビードで一体形成されていることは排除されない。
しかしながら、特に好ましくは、図3、図4、および図8にはっきりと見られるように、第2周縁シールリング32は、管状体41によって構成されている。
管状体41の内部空洞42は、中空のままであってもよいし(すなわち、材料が存在しなくてもよいし)、あるいは泡状のフレキシブル充填材料で満たされていてもよい。当該充填材料は、有利には、第2シールリング32の覆いを構成するポリマー材料よりも(より広くは、連結シール30を構成するポリマー材料よりも)低剛性であり(すなわち、特に圧縮時のヤング率がより低く)、また好ましくは低密度である。
有利には、そのような管状体41は、軽さと、比較的低い軸方向剛性(特に、少なくとも圧縮開始時において、中実膜40のそれよりも低い)による優れた柔軟性と、大きな厚みE32と、したがってその外周部の任意の箇所における(特に軸方向圧縮での)大きな潜在的な変形余裕とを併せ持つある種のクッションを形成するだろう。
ここでまた、連結シール30は、位置(長手軸L23周りの方位角度位置に応じて変わり得る管状体41の変形)および程度(必要に応じて、長手軸L23に沿った軸方向圧縮
による様々な変形の程度を受容し得る管状体41の方位角領域)において大きく変動し得る変形に耐えるその能力により、組立てにおいて、バルクヘッド7およびステアリングケース5の面ブレ、ならびにこれら2つの部品の間の相対的な姿勢変化を自動的に補償することができるだろう。
好ましくは、図6および図8に示すように、第1シールリング31は、ステアリングケース5の方を向いた膜40の第1面40I(ここでは、下側面)において当該膜から突出している一方、第2シールリング32は、バルクヘッド7の方を向いた膜40の第2面40S(ここでは、上側面)において、第1シールリング31とは逆方向に当該膜から突出している。
よって、第1および第2シールリング31,32の各々は、軸方向において他方のシールリング32,31とは逆向きに、それぞれ膜40の一方側において大部分あるいは全体が延びている。
有利には、そのような空間的分散、この例では軸方向分離により、連結シール30の2ステップ組付けが容易になる。なぜなら、連結シール30が、まずステアリングコラム23に第1シールリング31を係合させかつ連結シール30を当該連結シール30が(第2シールリング32の下側面32S、および/または膜40の下側面40Sによって)端板33に当接するまで押し込むことにより、ステアリングケース5に取り付けられ得、そしてステアリング装置3が、ステアリングケース5を第2シールリング32がバルクヘッド7に当接するまで当該バルクヘッド7に近づけることにより、当該バルクヘッド7に対して配置され得るためである。ここで、ステアリングコラム23に対する第1シールリング31の動作は、バルクヘッド7に対する第2シールリング32の動作を妨げず、あるいは妨げられない。
好ましくは、図4および図6にはっきりと見られるように、膜40は、その上側面40Sおよび第2シールリング32に対して、一種のくぼみを形成する軸方向凹部43を有しており、当該凹部43の底部に第1シールリング31が配置されている(また、開口している)。
そのような構成によると、2つのシールリング31,32を互いに軸方向にずらすことがさらに容易になる。
それ自体で1つの発明を構成し得る好ましい特徴によると、第1シールリング31は、第1中心軸L31に沿って向けられている一方、第2シールリング32は、第2中心軸L32に沿って向けられている。ここで、第2中心軸L32は、図8に示すように、連結シール30が圧縮される前の特にレスト状態において、第1中心軸L31に対する非ゼロの傾きθを有する。
換言すれば、第1中心軸L31は、有利には、第2中心軸L32と平行ではない。第1中心軸L31は、これに沿って第1シールリング31が軸方向に延びるものであって、組立後にはステアリングコラム23の長手軸L23と一致する。第2中心軸L32は、これに沿って第2シールリング32が厚みE32において軸方向に延びるものであって、当該第2リング32の上側面32Sによって形成される平面に対して垂直、すなわちバルクヘッド7が適合する平面に対して垂直である。
目安として、傾きθは、1°以上、2°以上、または5°以上であってもよい。
また、上記傾きθは、好ましくは、45°以下、より好ましくは30°以下、さらには25°以下である。
特に、傾きθは、実質的に1〜25°、より具体的には2〜22°であってもよい。
有利には、連結シール30に、構造によって、また組立てやバルクヘッド7とステアリングケース5との間における当該連結シール30の圧縮の前において、非ゼロの傾きθを付与することにより、当該連結シールは、ステアリングコラム23と協働するように構成された第1シールリング31の姿勢が、(上側面32Sによって)バルクヘッド7と、また(下側面32Iによって)ステアリングケース5と協働するように構成された第2シールリング32の姿勢と異なるように予め成形される。
よって、連結シール30は、図8に示すように、本質的に「くさび状」の傾いた予備形状を有する。当該予備形状は、車両1におけるバルクヘッド7に対するステアリングケース5の組付けの(予測される)構成に外形的に対応し、またこのために、一方では、第1シールリング31の第1中心軸L31、よってステアリングコラム23の長手軸L23と、他方では、第2シールリング32の第2中心軸L32、したがってバルクヘッド7の平面に対する法線との間における(傾き値θの)「戻り角」を実現する。
そのような傾いた(または「くさび状」の)予備形状は、原則としてステアリングコラム23をバルクヘッド7に対して構成するべき「自然な」角度に実質的に対応していて、有利には、連結シール30のバルクヘッド7に対する組付け、したがって車両1におけるステアリング3の実装を容易化する。
より広くは、そのような傾いた構成によると、ステアリングコラム23およびバルクヘッド7の(予測される)向きを連結シール30が自然に受け入れることが可能になり、それにより特に、第2シールリング32の(中心軸L32に沿った)軸方向圧縮を、当該第2シールリングの全周にわたって(中心軸L32周りの全方位方向において)当該軸方向圧縮を実質的に均一な態様で分散させることにより、均等化させることができる。
有利には、本発明によると、連結シール30を所望の位置に適合させるために、管状体41を過度に不均一に軸方向に圧縮したり、あるいは膜40を(特に曲げによって)無理やり過度に変形させたりする必要なくして、第2シールリング32の上側面32Sをバルクヘッド7の平面に位置合わせすることができる一方、第1シールリング31の中心軸L31をステアリングコラム23の長手軸L23に位置合わせすることができる。
連結シール30においては、組付けに起因する内部応力がしたがって低減され、それにより当該連結シール30の耐用年数が長くなる。
実際に、連結シール30のために選択される(レスト状態での)傾き値θは、好ましくは、車両1の構造により、ステアリングコラム23の長手軸L23とバルクヘッド7の平面に対する法線との間に形成される角度の予測値と実質的に等しくてもよいし、あるいは等価な態様で、連結シール30が当接するべきバルクヘッド7の平面とステアリングコラム23が直交する端板33の一部との間に形成される角度の予測値と実質的に等しくてもよい。
好ましくは、図6に示すように、第1中央シールリング31は、上述したように、第2周縁シールリング32に対して、当該第1および第2シールリング31,32に一体形成された膜40によって接続されており、当該膜40は、そのステアリングケース5の方を向きかつステアリングケース5に当接する「第1面」40Iと呼ばれる面(ここでは、下側面)に、第1シールリング31とは別体の少なくとも1つの弾性取付ラグ44を有する。当該ラグ44は、スナップフィットによってステアリングケース5と協働し、連結シール30を当該ステアリングケース5に対して保持する。
好ましくは、取付ラグ44は、膜40と一体形成されていて、当該膜40の第1(下側)面40Iに対して実質的に垂直に、かつ長手軸L23に対して実質的に平行に突出している。
上記ラグ44は、特に、先端部とこれに連続して停止リムを構成する拡大部とを含む弾性銛形状を有しており、それにより、ステアリングケース5の端板33に形成された対となる形状の穴へのスナップフィットによる当該ラグ44の押込みおよび取付けが可能となる。
好ましくは、上記取付ラグ44は、径方向において第1シールリング31と第2シールリング32との間に、当該シールリング31,32の各々から離間して配置されており、それにより、当該シールリング31,32の弾性動作を妨げることなく、ステアリングケース5に膜40を固定することができる。
有利には、取付ラグ44によると、簡単な装置(位置決めピン)の態様で、再現可能かつ高精度に連結シール30をステアリングケース5に対して位置決めすることが可能となり、また当該連結シール30を当該ステアリングケース5に保持することが実現される。それにより、車両1へのステアリング装置3の組付けに必要な、バルクヘッド7に対する当該ステアリングケース5の操作において、当該連結シール30の落下や好ましくない移動を阻止することができる。
もちろん、連結シール30は、上述したような取付ラグ44を複数有していてもよく、当該複数の取付ラグ44は、有利には、膜40の下側面40Iの様々な箇所に分散配置されていてもよい。それにより、端板33における連結シール30の安定性が向上する。
また、ステアリングケース5は、好ましくは、空気が透過可能であるが水(液体)は透過不能な多孔質かつ疎水性の通気部材45を有する(図2)。当該通気部材45は、ステアリングケース5、すなわち覆い部29の内部と、当該ステアリングケースの外部、すなわち典型的には乗員室2、および/またはより広く車両1を取り囲む周囲大気との間における圧力均衡を許容するように構成されている。
そのような通気部材45は、例えば、Gore−Tex(登録商標)タイプの通気性および疎水性を有する繊維ペレットによって形成されていてもよい。
上記通気部材45は、好ましくは、ステアリングケース5、より具体的にはベルハウジング27の壁部を、端板33において貫通している。
そして、連結シール30は、好ましくは、第1シールリング31と第2シールリング32との間に、当該連結シール30をその厚さ方向に貫通して通気部材45と対向する通気孔46を有する。それにより、ステアリングケース5と車両の乗員室2との間での気体交換が実現される。
通気孔46は、好ましくは、通気部材45の軸方向下側において当該通気部材45の経路を見出しまたは実現するために、膜40を横切るように当該膜40を切って形成されている。
有利には、連結シール30は、常に非常に小さな形状を維持することにより、(ステアリングコラム23に対する第1シール機能、およびステアリングケース5とバルクヘッド7との間の第2シール機能に加えて)第3機能、すなわち覆い部29の通気を許容する通気部材45周りのシールを実現する。
このように、留意すべきこととして、通気孔46は、有利には、径方向において一方では第1シールリング31と、他方では第2シールリング32との間に含まれる保護スペースに配置されていて、当該保護から、したがって当該シールリング31,32が提供するシールから恩恵を受ける。
また、通気孔46を取り囲む膜40の中実部分の下側面40Iは、有利には、端板33の形状に適合するようにステアリングケース5に対して適用され、それにより当該通気孔46周りにおける当該シール性が向上する。
もちろん、本発明は、上述した変形例に限定されるものでは全くなく、当業者であれば特に自由に上述した特徴のいずれかを単離したり、もしくは組み合わせたり、またはそれらを等価物に置き換えたりすることができるだろう。
特に、本発明は、また、そのような連結シール30に関し、当該連結シール30は、上述した特徴の全てまたは一部を有していて、したがってステアリングケース5と車両1のバルクヘッド7との間のシール連結を行うために適用される。
同様に、本発明は、もちろん、本発明に係る連結シール30を用いて車両1においてステアリング装置3を組み付けるための方法に関する。
よって、本発明は、少なくとも1つの「バルクヘッド」7と呼ばれる隔壁によって乗員室2から隔てられた車両の小室6、例えばエンジン室において、ステアリングケース5によって保護されて、ステアリングケース5から出てきかつバルクヘッド7を貫通してハンドル22に接続されるステアリングコラム23を有するステアリング機構4を備えたステアリング装置3を組み立てるための方法であって、ステアリングコラム23周りのシールを実現するために、ステアリングケース5とバルクヘッド7との間に、エラストマー材料でできた連結シール30であって、一方では、当該ステアリングコラム23を囲んで把持する第1中央シールリング31であって、当該第1中央シールリング31を通ってステアリングコラム23が連結シール30を貫通する第1中央シールリング31と、他方では、ステアリングケース5とバルクヘッド7との間に介装され、第1シールリング31から離間しかつ当該シール31を囲む第2周縁シールリング32とを一体的に有する連結シール30を配置するステップを含む、方法に関する。
より具体的には、それ自体で1つの発明を構成し得る特徴によると、当該方法は、上述したように、ステアリングコラム23周りのシールを実現するために、ステアリングケース5とバルクヘッド7との間において、一方では第1中央シールリング31と、他方では第2周縁シールリング32とを一体的に有するエラストマー材料製の連結シール30をステアリングケース5にまず取り付けるステップであって、当該連結シール30は、第1シールリング31をステアリングコラム23に係合させることでステアリングケース5に取り付けられ、それにより当該第1シールリング31は、当該ステアリングコラム23が連結シール30を貫通するのを許容しつつ当該ステアリングコラム23を囲んで把持し、そして連結シール30を、当該連結シール30が当該ステアリングケース5の端板33に当接するまで押し込むステップと、第1シールリング31周りにおいて当該シールリング31から離間した位置で、第2シールリング32が当該バルクヘッド7に当接してステアリングケース5の端板33とバルクヘッド7との間に挟まれるまで、ステアリングケース5を当該バルクヘッド7に近づけることによってステアリング装置3をバルクヘッド7に対して配置するステップとを含む。
留意すべきこととして、上記の方法は、好ましくは、上述したように、ベース26を構成する下側シェル部と、当該ベース26を覆うベルハウジング27を構成するポリマー材料製の上側シェル部とを接合して得られるシェルによって構成されるステアリングケース5であって、当該ステアリングケース5の端板33は、有利には、当該ベルハウジング27に一体形成されてステアリングコラム23に沿ってその周囲を延びる筒体34の端板を構成しているステアリングケース5に対して適用されてもよい。

Claims (12)

  1. 少なくとも1人の運転者を収容するための乗員室(2)を備えた車両(1)であって、
    ステアリングケース(5)によって保護されたステアリング機構(4)を有するステアリング装置(3)を備え、
    上記ステアリングケースは、少なくとも1つの「バルクヘッド」(7)と呼ばれる隔壁によって上記乗員室(2)から隔てられた上記車両の小室(6)に収容され、
    上記ステアリング装置(3)は、上記乗員室内に配置されたハンドル(22)であって、該ハンドル(22)に対して、上記ステアリングケース(5)から出てきて上記バルクヘッド(7)を貫通するステアリングコラム(23)によって上記ステアリング機構(4)が接続されたハンドル(22)を有し、
    上記車両は、上記ステアリングコラム(23)周りのシールを実現するために、上記ステアリングケース(5)と上記バルクヘッド(7)との間に、エラストマー材料でできた連結シール(30)であって、一方では、上記ステアリングコラム(23)を囲んで把持する第1中央シールリング(31)であって、該第1中央シールリング(31)を通って上記ステアリングコラム(23)が上記連結シール(30)を貫通する第1中央シールリング(31)と、他方では、上記ステアリングケース(5)と上記バルクヘッド(7)との間に介装され、上記第1シールリング(31)から離間しかつ該第1シールリング(31)を囲む第2周縁シールリング(32)とを有する連結シール(30)を備え、
    上記ステアリングケース(5)は、空気が透過可能であるが水は透過不能な多孔質かつ疎水性の通気部材(45)であって、上記ステアリングケース(5)の内部と上記ステアリングケースの外部との間における圧力均衡を許容するように構成された通気部材(45)を有し、
    上記連結シール(30)は、上記第1シールリング(31)と上記第2シールリング(32)との間に、上記連結シール(30)を該連結シール(30)の厚さ方向に貫通して上記通気部材(45)と対向し、かつ上記ステアリングケース(5)と上記車両の上記乗員室(2)との間の気体交換を許容する通気孔(46)を有する
    ことを特徴とする車両。
  2. 請求項1において、
    上記第1中央シールリング(31)は、上記ステアリングコラム(23)がその長手軸(L23)回りにおいて少なくともヨー方向に動作可能に内側で接触する摺動シールを構成している
    ことを特徴とする車両。
  3. 請求項1または2において、
    上記第1中央シールリング(31)は、リップシールであって、該リップシールのリップ(35,36)が上記ステアリングコラム(23)の外面に対して摺接するリップシールを構成している
    ことを特徴とする車両。
  4. 請求項3において、
    上記第1シールリングは、それぞれが同じ球面領域(37)の半球部に対応する2つのリップ(35,36)を有する
    ことを特徴とする車両。
  5. 請求項1〜4のいずれか1項において、
    上記第1中央シールリング(31)は、上記第2周縁シールリング(32)の厚み(E32)よりも薄い厚み(E40)を有する膜(40)によって上記第2周縁シールリング(32)に接続されている
    ことを特徴とする車両。
  6. 請求項5において、
    上記第1シールリング(31)は、上記ステアリングケース(5)の方を向いた上記膜の第1面(40I)において上記膜(40)から突出し、
    上記第2シールリング(32)は、上記バルクヘッド(7)の方を向いた上記膜の第2面(40S)において、上記第1シールリング(31)とは逆方向に上記膜から突出している
    ことを特徴とする車両。
  7. 請求項1〜6のいずれか1項において、
    上記第1シールリング(31)は、第1中心軸(L31)に沿って向けられ、
    上記第2シールリング(32)は、上記第1中心軸(L31)に対して非ゼロの傾き(θ)を有する第2中心軸(L32)に沿って向けられている
    ことを特徴とする車両。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項において、
    上記第1中央シールリング(31)は、上記第1および第2シールリングに一体形成された膜(40)によって上記第2周縁シールリング(32)に接続されており、
    上記膜(40)は、上記ステアリングケース(5)の方を向きかつ該ステアリングケース(5)に当接する「第1面」(40I)と呼ばれる上記膜(40)の面に、上記第1シールリング(31)とは別体であって、スナップフィットによって上記ステアリングケース(5)と協働して該ステアリングケース(5)に対して上記連結シール(30)を保持する少なくとも1つの弾性取付ラグ(44)を有する
    ことを特徴とする車両。
  9. 請求項1〜8のいずれか1項において、
    上記第2周縁シールリング(32)は、管状体(41)によって構成されている
    ことを特徴とする車両。
  10. 少なくとも1つの「バルクヘッド」(7)と呼ばれる隔壁によって乗員室(2)から隔てられた車両の小室(6)において、ステアリングケース(5)によって保護されたステアリング機構(4)を備えたステアリング装置(3)を組み立てるための方法であって、
    上記ステアリング機構(4)は、上記ステアリングケース(5)から出てきて、上記バルクヘッド(7)を貫通してハンドル(22)に接続されるステアリングコラム(23)を有し、
    上記ステアリングケース(5)は、空気が透過可能であるが水は透過不能な多孔質かつ疎水性の通気部材(45)であって、上記ステアリングケース(5)の内部と上記ステアリングケースの外部との間における圧力均衡を許容するように構成された通気部材(45)を有し、
    上記方法は、上記ステアリングコラム(23)周りのシールを実現するために、上記ステアリングケース(5)と上記バルクヘッド(7)との間に、エラストマー材料でできた連結シール(30)であって、一方では、上記ステアリングコラム(23)を囲んで把持する第1中央シールリング(31)であって、該第1中央シールリング(31)を通って上記ステアリングコラム(23)が上記連結シール(30)を貫通する第1中央シールリング(31)と、他方では、上記ステアリングケース(5)と上記バルクヘッド(7)との間に介装され、上記第1シールリング(31)から離間しかつ該第1シールリング(31)を囲む第2周縁シールリング(32)とを有し、さらに上記第1シールリング(31)と上記第2シールリング(32)との間に、上記連結シール(30)の厚さ方向に貫通して上記通気部材(45)と対向し、かつ上記ステアリングケース(5)と上記車両の上記乗員室(2)との間の気体交換を許容する通気孔(46)を有する連結シール(30)を配置するステップを含む
    ことを特徴とする方法。
  11. 請求項10において、
    上記ステアリングコラム(23)周りのシールを実現するために、上記ステアリングケース(5)と上記バルクヘッド(7)との間において、一方では第1中央シールリング(31)と、他方では第2周縁シールリング(32)とを一体的に有するエラストマー材料製の上記連結シール(30)を上記ステアリングケース(5)にまず取り付けるステップであって、上記連結シール(30)を、上記ステアリングコラム(23)に上記第1シールリング(31)を係合させることで上記ステアリングケース(5)に取り付け、それにより上記第1シールリング(31)は、上記ステアリングコラム(23)が上記連結シール(30)を貫通するのを許容しつつ上記ステアリングコラム(23)を囲んで把持し、そして上記連結シール(30)を、該連結シール(30)が上記ステアリングケース(5)の端板(33)に当接するまで押し込むステップと、
    上記第1シールリング(31)周りにおいて該第1シールリング(31)から離間した位置で、上記第2シールリング(32)が上記バルクヘッド(7)に当接して上記ステアリングケース(5)の上記端板(33)と上記バルクヘッド(7)との間に挟まれるまで、上記ステアリングケース(5)を上記バルクヘッド(7)に近づけることによって上記ステアリング装置(3)を上記バルクヘッド(7)に対して配置するステップとを含む
    ことを特徴とする方法。
  12. 請求項10または11において、
    上記ステアリングケース(5)は、ベース(26)を構成する下側シェル部と、上記ベース(26)を覆うベルハウジング(27)を構成するポリマー材料製の上側シェル部とを接合することで得られるシェルによって構成されており、
    上記ステアリングケース(5)の端板(33)は、上記ベルハウジング(27)に一体形成されかつ上記ステアリングコラム(23)に沿って該ステアリングコラム(23)の周囲を延びる筒体(34)の端板を構成している
    ことを特徴とする方法。
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