JPWO2020075558A1 - ボールジョイント及びダストカバー - Google Patents

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Abstract

ダストカバーの配置スペースが小さくても、安定したシール機能を発揮することのできるボールジョイント及びダストカバーを提供する。ダストカバー１００は、変形可能な胴体部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、を備え、シール部１３０は、球形部側フランジ部と反対側フランジ部との間に挟み込まれた状態で、これらに対して摺動自在に備えられるメインシール部を有すると共に、外力を受けていない状態におけるダストカバー１００の中心軸線が伸びる方向を中心軸線方向とした場合に、外力を受けていない状態における前記メインシール部の前記中心軸線方向の最大長さは、前記球形部側フランジ部と反対側フランジ部との対向面間の距離よりも長いことを特徴とする。

Description

本発明は、車両などに備えられるボールジョイント及び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。このようなダストカバーにおいては、安定したシール機能を発揮させるために、ボールジョイントを構成するソケットに対してボールスタッドが揺動する際に、ダストカバーにおける胴体部が追随するように変形し、かつ、シール部分に隙間が生じないことが求められる。
しかしながら、近年、ソケットに対するボールスタッドの揺動角度の増大化に加えて、装置の小型化によりダストカバーの配置スペースが狭くなる場合があり、従来構造では、上記のような要求に答えるのが難しい。
特開２０１２−１０２８４０４号公報 実開平７−１０５４３号公報
本発明の目的は、ダストカバーの配置スペースが狭くても、安定したシール機能を発揮することのできるボールジョイント及び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、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に結合される結合部材と、を有するボールジョイント本体と、
前記ボールジョイント本体に取り付けられるダストカバーと、
を備えるボールジョイントであって、
前記軸部には、前記球形部側に設けられる球形部側フランジ部と、該球形部側フランジ部を介して前記球形部側とは反対側に設けられる反対側フランジ部と、が設けられると共に、
前記ダストカバーは、
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るシール部と、
を備え、
前記シール部は、前記球形部側フランジ部と反対側フランジ部との間に挟み込まれた状態で、これらに対して摺動自在に備えられるメインシール部を有すると共に、
外力を受けていない状態におけるダストカバーの中心軸線が伸びる方向を中心軸線方向とした場合に、外力を受けていない状態における前記メインシール部の前記中心軸線方向の最大長さは、前記球形部側フランジ部と反対側フランジ部との対向面間の距離よりも長いことを特徴とする。
また、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に結合される結合部材と、を有し、かつ、前記軸部には、前記球形部側に設けられる球形部側フランジ部と、該球形部側フランジ部を介して前記球形部側とは反対側に設けられる反対側フランジ部と、が設けられているボールジョイント本体に取り付けられるダストカバーであって、
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るシール部と、
を備え、
前記シール部は、前記球形部側フランジ部と反対側フランジ部との間に挟み込まれた状態で、これらに対して摺動自在に備えられるメインシール部を有すると共に、
外力を受けていない状態におけるダストカバーの中心軸線が伸びる方向を中心軸線方向とした場合に、外力を受けていない状態における前記メインシール部の前記中心軸線方向の最大長さは、前記球形部側フランジ部と反対側フランジ部との対向面間の距離よりも長いことを特徴とする。
これらの発明によれば、ダストカバーにおけるメインシール部は、ボールスタッドの軸部に設けられた球形部側フランジ部と反対側フランジ部によって挟み込まれた状態となるため、メインシール部が密着する部分のスペースが狭くてもシール性が維持される。
前記メインシール部は、
径方向内側に向かって突出し、前記軸部の外周面に摺動自在に接触する一対の内周面側シール突起と、
前記反対側フランジ部に向かって突出し、該反対側フランジ部の端面に摺動自在に接触する端面側シール突起と、
を備えるとよい。
これにより、内周面側シール突起と軸部の外周面との間、及び端面側シール突起と反対側フランジ部の端面との間の双方でシール性が発揮される。また、上記の通り、メインシール部は、ボールスタッドの軸部に設けられた球形部側フランジ部と反対側フランジ部によって挟み込まれた状態となるため、内周面側シール突起が軸部の外周面から離れてしまうことが抑制され、かつ、端面側シール突起が反対側フランジ部の端面から離れてしまうことが抑制される。更に、内周面側シール突起は、一対設けられる構成が採用されている。これにより、これら一対の内周面側シール突起の間には空間が形成されるため、メインシール部が球形部側フランジ部と反対側フランジ部によって挟み込まれた状態となっても、内周面側シール突起は上記空間に逃げるように変形することができる。従って、メインシール部が異常に変形してしまうことに起因するシール性の低下を抑制することができる。
前記シール部の外周面に、環状凹部が設けられているとよい。
これにより、ソケットに対してボールスタッドが揺動することに伴って、胴体部の外周面側の部分と、シール部の外周面とが近付くように、ダストカバーが変形しても、環状凹部によって、ダストカバーが異常に変形してしまうことを抑制することができる。
前記シール部においては、前記メインシール部と胴体部との間に、外力を受けていない状態で、その内径が前記球形部側フランジ部の外径よりも小さく構成されることで、該球形部側フランジ部の外周面に摺動自在に接触する接触部が設けられているとよい。
これにより、より安定的にシール性を発揮させることができる。
なお、上記各構成は、可能な限り組み合わせて採用し得る。
以上説明したように、本発明によれば、ダストカバーの配置スペースが狭くても、安定したシール機能を発揮することができる。
図１は本発明の実施例に係るボールジョイントの模式的断面図である。 図２は本発明の実施例に係るボールジョイントの一部拡大断面図である。 図３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４は本発明の実施例に係るダストカバーの一部拡大断面図である。 図５は本発明の実施例に係るボールスタッドの正面図である。 図６は本発明の実施例に係るボールスタッドの一部拡大図である。
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６を参照して、本発明の実施例に係るボールジョイント及びダストカバーについて説明する。本実施例に係るボールジョイントは、車両などの各種装置に備えられる。なお、以下の説明において、外力を受けていない状態におけるダストカバーの中心軸線が伸びる方向を「中心軸線方向」と称する。
＜ボールジョイント＞
図１及び図２を参照して、本実施例に係るボールジョイント全体の構成等について説明する。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ダストカバー等を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ボールジョイントの一部拡大断面図であり、ダストカバーにおけるシール部付近を拡大した断面図である。
本実施例に係るボールジョイント１０は、ボールジョイント本体と、このボールジョイント本体に取り付けられるダストカバー１００とを備えている。ボールジョイント本体は、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、ボールスタッド３００の軸部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。ダストカバー１００は、ゴムなどの弾性体により構成される。
ボールスタッド３００は、軸部３１０の一端に球形部３２０を有している。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。ナックル４００は、軸部３１０における球形部３２０とは反対側において、ナット５００によって、軸部３１０と結合されている。
そして、本実施例に係るボールジョイント１０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１００が備えられている。
＜ダストカバー＞
特に、図３及び図４を参照して、本実施例に係るダストカバー１００について説明する。図３は本発明の実施例に係るダストカバー１００の模式的断面図である。図３においては、ダストカバー１００に外力が作用していない状態を示している。また、ダストカバー１００に外力が作用していない状態においては、ダストカバー１００は回転対称形状である。図３においては、ダストカバー１００に外力が作用していない状態において、ダストカバー１００の中心軸線を含む面でダストカバー１００を切断した断面図を示している。図４は本発明の実施例に係るダストカバー１００の一部拡大断面図であり、シール部付近を拡大した断面図である。
ダストカバー１００は、変形可能な膜状の胴体部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とを備えている。胴体部１１０は、中央が外側に膨らむように構成されている。また、被固定部１２０の外周面側には、環状の取付溝１２１が設けられている。この取付溝１２１に、締付具６００が取り付けられることによって、被固定部１２０はソケット２００のケース２１０の先端に形成された環状の切欠２１１に固定される（図１参照）。
シール部１３０は、内周面側に設けられるメインシール部１３１と、外周面側に設けられるダストリップ部１３２と、外周面側において、ダストリップ部１３２の根元付近に設けられる環状凹部１３３と、メインシール部１３１と胴体部１１０との間に設けられる接触部１３４とを備えている。また、メインシール部１３１は、径方向内側に向かって突出する一対の環状の内周面側シール突起１３１ａ，１３１ｂと、端面側に設けられる環状の端面側シール突起１３１ｄとを備えている。なお、一対の内周面側シール突起１３１ａ，１３１ｂの間には環状溝１３１ｃが形成されている。
＜ボールスタッド＞
特に、図５及び図６を参照して、本実施例に係るボールスタッド３００について説明する。図５は本発明の実施例に係るボールスタッド３００の正面図である。図６は本発明の実施例に係るボールスタッド３００の一部拡大図である。
ボールスタッド３００は、軸部３１０と、軸部３１０の一端に設けられる球形部３２０とを備えている。また、軸部３１０の他端部３３０の外周面には、オネジ部３３１が形成されている。このオネジ部３３１に上記のナット５００が締結される。そして、軸部３１０には、球形部３２０側に設けられる第１フランジ部（球形部側フランジ部）３１１と、この第１フランジ部３１１を介して球形部３２０側とは反対側に設けられる第２フランジ部３１２及び第３フランジ部（反対側フランジ部）３１３が設けられている。なお、第２フランジ部３１２と第３フランジ部３１３は隣接するように設けられており、これらによって、後者の方が、外径が小さくなる段差付きのフランジ部を構成している。また、軸部３１０のうち、第１フランジ部３１１と第３フランジ部３１３との間の部分が、ダストカバー１００におけるメインシール部１３１が摺動するシール面３１４としての役割を担っている。
＜ダストカバーのシール部とボールスタッドとの関係＞
特に、図１，図２，図４及び図６を参照して、本実施例に係るダストカバー１００のシール部１３０と、ボールスタッド３００との関係について説明する。ボールジョイント本体にダストカバー１００が取り付けられた状態においては、メインシール部１３１は、ボールスタッド３００の軸部３１０に設けられた第１フランジ部３１１と第３フランジ部３１３との間に挟み込まれた状態で、これらに対して摺動自在に備えられる。より具体的には、メインシール部１３１において、径方向内側に向かって突出するように設けられた一対の内周面側シール突起１３１ａ，１３１ｂが、軸部３１０の外周面（シール面３１４の部分）に摺動自在に接触する。また、メインシール部１３１において、第３フランジ部３１３に向かって突出するように設けられた端面側シール突起１３１ｄが、第３フランジ部３１３の端面に摺動自在に接触する。また、シール部１３０におけるダストリップ部１３２は、第３フランジ部３１３の外周面に摺動自在に接触する。更に、シール部１３０における接触部１３４が、第１フランジ部３１１の外周面に摺動自在に接触する。
ここで、外力を受けていない状態におけるメインシール部１３１の中心軸線方向の最大長さをＨ１とする（図４参照）。また、第１フランジ部３１１（球形部側フランジ部）と第３フランジ部３１３（反対側フランジ部）との対向面間の距離をＨ２とする（図６参照）。すると、Ｈ１＞Ｈ２を満たすように設定されている。従って、メインシール部１３１は、第１フランジ部３１１と第３フランジ部３１３とにより圧縮されるため、より確実に、これらによって挟み込まれた状態となる。
そして、シール部１３０が外力を受けていない状態における接触部１３４の内径をＤ１とする（図４参照）。また、第１フランジ部３１１（球形部側フランジ部）の外径をＤ２とする（図６参照）。すると、Ｄ１＜Ｄ２を満たすように設定されている。従って、接触部１３４は、第１フランジ部３１１の外周面に対して、締め代を有する状態で、摺動自在に接触する。
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（図１中、矢印Ｐ参照）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（図１中、矢印Ｑ参照）と、シール部１３０はボールスタッド３００の軸部３１０等に対して摺動する。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。
＜本実施例に係るボールジョイント及びダストカバーの優れた点＞
本実施例によれば、ダストカバー１００におけるメインシール部１３１は、ボールスタッド３００の軸部３１０に設けられた第１フランジ部３１１と第３フランジ部３１３によって挟み込まれた状態となる。そのため、メインシール部１３１が密着する部分のスペースが狭くてもシール性が維持される。
また、本実施例に係るメインシール部１３１は、一対の内周面側シール突起１３１ａ，１３１ｂと、端面側シール突起１３１ｄとを備えている。これにより、内周面側シール突起１３１ａ，１３１ｂと軸部３１０の外周面との間、及び端面側シール突起１３１ｄと第３フランジ部３１３の端面との間の双方でシール性が発揮される。また、メインシール部１３１は、第１フランジ部３１１と第３フランジ部３１３によって挟み込まれた状態となるため、内周面側シール突起１３１ａ，１３１ｂが軸部３１０の外周面から離れてしまうことが抑制され、かつ、端面側シール突起１３１ｄが第３フランジ部３１３の端面から離れてしまうことが抑制される。
また、内周面側シール突起１３１ａ，１３１ｂは、一対設けられる構成が採用されている。これにより、これら一対の内周面側シール突起１３１ａ，１３１ｂの間には空間（環状溝１３１ｃの溝内の空間）が形成されるため、メインシール部１３１が第１フランジ部３１１と第３フランジ部３１３によって挟み込まれた状態となっても、内周面側シール突起１３１ａ，１３１ｂは上記空間に逃げるように変形することができる。従って、メインシール部１３１が異常に変形してしまうことに起因するシール性の低下を抑制することができる。
また、シール部１３０の外周面には、環状凹部１３３が設けられている。これにより、ソケット２００に対してボールスタッド３００が揺動することに伴って、胴体部１１０の外周面側の部分と、シール部１３０の外周面とが近付くように、ダストカバー１００が変形しても、環状凹部１３３によって、ダストカバー１００が異常に変形してしまうことを抑制することができる。
更に、本実施例に係るシール部１３０においては、第１フランジ部３１１の外周面に摺動自在に接触する接触部１３４が設けられている。これにより、より安定的にシール性を発揮させることができる。
以上のように、本実施例に係るボールジョイント１０及びダストカバー１００によれば、ダストカバー１００の配置スペースが狭くても、安定したシール機能を発揮することができる。
１０ ボールジョイント
１００ ダストカバー
１１０ 胴体部
１２０ 被固定部
１２１ 取付溝
１３０ シール部
１３１ メインシール部
１３１ａ，１３１ｂ 内周面側シール突起
１３１ｃ 環状溝
１３１ｄ 端面側シール突起
１３２ ダストリップ部
１３３ 環状凹部
１３４ 接触部
２００ ソケット
２１０ ケース
２１１ 切欠
２２０ 底板
２３０ 軸受
２３１ 軸受面
３００ ボールスタッド
３１０ 軸部
３１１ 第１フランジ部（球形部側フランジ部）
３１２ 第２フランジ部
３１３ 第３フランジ部（反対側フランジ部）
３１４ シール面
３２０ 球形部
３３０ 他端部
３３１ オネジ部
４００ ナックル
５００ ナット
６００ 締付具

Claims (8)

  1. 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に結合される結合部材と、を有するボールジョイント本体と、
    前記ボールジョイント本体に取り付けられるダストカバーと、
    を備えるボールジョイントであって、
    前記軸部には、前記球形部側に設けられる球形部側フランジ部と、該球形部側フランジ部を介して前記球形部側とは反対側に設けられる反対側フランジ部と、が設けられると共に、
    前記ダストカバーは、
    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るシール部と、
    を備え、
    前記シール部は、前記球形部側フランジ部と反対側フランジ部との間に挟み込まれた状態で、これらに対して摺動自在に備えられるメインシール部を有すると共に、
    外力を受けていない状態におけるダストカバーの中心軸線が伸びる方向を中心軸線方向とした場合に、外力を受けていない状態における前記メインシール部の前記中心軸線方向の最大長さは、前記球形部側フランジ部と反対側フランジ部との対向面間の距離よりも長いことを特徴とするボールジョイント。
  2. 前記メインシール部は、
    径方向内側に向かって突出し、前記軸部の外周面に摺動自在に接触する一対の内周面側シール突起と、
    前記反対側フランジ部に向かって突出し、該反対側フランジ部の端面に摺動自在に接触する端面側シール突起と、
    を備えることを特徴とする請求項１に記載のボールジョイント。
  3. 前記シール部の外周面に、環状凹部が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のボールジョイント。
  4. 前記シール部においては、前記メインシール部と胴体部との間に、外力を受けていない状態で、その内径が前記球形部側フランジ部の外径よりも小さく構成されることで、該球形部側フランジ部の外周面に摺動自在に接触する接触部が設けられていることを特徴とする請求項１，２または３に記載のボールジョイント。
  5. 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に結合される結合部材と、を有し、かつ、前記軸部には、前記球形部側に設けられる球形部側フランジ部と、該球形部側フランジ部を介して前記球形部側とは反対側に設けられる反対側フランジ部と、が設けられているボールジョイント本体に取り付けられるダストカバーであって、
    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るシール部と、
    を備え、
    前記シール部は、前記球形部側フランジ部と反対側フランジ部との間に挟み込まれた状態で、これらに対して摺動自在に備えられるメインシール部を有すると共に、
    外力を受けていない状態におけるダストカバーの中心軸線が伸びる方向を中心軸線方向とした場合に、外力を受けていない状態における前記メインシール部の前記中心軸線方向の最大長さは、前記球形部側フランジ部と反対側フランジ部との対向面間の距離よりも長いことを特徴とするダストカバー。
  6. 前記メインシール部は、
    径方向内側に向かって突出し、前記軸部の外周面に摺動自在に接触する一対の内周面側シール突起と、
    前記反対側フランジ部に向かって突出し、該反対側フランジ部の端面に摺動自在に接触する端面側シール突起と、
    を備えることを特徴とする請求項５に記載のダストカバー。
  7. 前記シール部の外周面に、環状凹部が設けられていることを特徴とする請求項５または６に記載のダストカバー。
  8. 前記シール部においては、前記メインシール部と胴体部との間に、外力を受けていない状態で、その内径が前記球形部側フランジ部の外径よりも小さく構成されることで、該球形部側フランジ部の外周面に摺動自在に接触する接触部が設けられていることを特徴とする請求項５，６または７に記載のダストカバー。
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