WO2016063832A1 - ダストカバー - Google Patents

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Abstract

 シール性の向上を図ったダストカバーを提供する。 ボールジョイントに用いられるダストカバー100において、胴体部110と、胴体部110の一端側に設けられる被固定部130と、胴体部110の他端側に設けられるシール部120と、を一体に有する弾性体製のシール本体と、シール部120に設けられる樹脂製かつ環状の補助シール150と、を備えると共に、シール部120は、内周シール部と、ダストリップ122と、を備え、補助シール150は、補助内周シール部151と、補助ダストシール部と、この補助ダストシール部とは軸線方向の反対側において、軸部に固定された鍔に支持される被支持部153と、を備えることを特徴とする。

Description

ダストカバー

 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14を参照して、従来例に係るボールジョイントに用いられるダストカバーについて説明する。図14は従来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。

 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、軸部における前記球形部とは反対側に固定されるナックル400とを備えている。そして、ダストカバー700は、変形可能な膜状の胴体部710と、胴体部710の一端側に設けられ、ソケット200に固定される被固定部730と、胴体部710の他端側に設けられるシール部720と、を一体に有する弾性体製のシール本体を備えている。ここで、シール部720は、ボールスタッド300における軸部に摺動自在に設けられる内周シール部721と、ナックル400に対して摺動自在に設けられるダストシール部722とを備えている。

 また、シール部720には、金属又は樹脂製の補強環750が埋設されている。このように、シール部720に補強環750を埋設することで、内周シール部721及びダストシール部722によるシール性を向上させることが可能となる。

 ここで、例えば、図14に示すように、ボールスタッド300が図中左方向に傾いた状態では、胴体部710のうち図中左側の部分は圧縮し、図中右側の部分は伸びた状態となる。これにより、図中右側の部分においては、内周シール部721に対しては、ボールスタッド300における軸部から離れるように作用し、ダストシール部722に対しては、ナックル400から離れるように作用する。上記のように、シール部720に補強環750が埋設されることによって、内周シール部721が軸部から離れてしまうことが抑制され、かつダストシール部722がナックル400から離れてしまうことが抑制される。

 しかしながら、低温環境下においては、ゴム製の内周シール部721及びダストシール部722は弾性が著しく失われる。また、低温時の圧縮変形による永久歪みにより、内周シール部721とボールスタッド300における軸部との間、及びダストシール部722とナックル400との間に隙間が生じてしまうおそれがある。これにより、シール機能が低下してしまうおそれがある。

 なお、補強環750の内径を小さくすれば、内周シール部721がボールスタッド300における軸部から離れてしまうことをより確実に抑制することができる。しかしながら、補強環750の内径を小さくするほど、内周シール部721の軸部に対する押圧力が高くなり、内周シール部721が軸部に対して摺動し難くなってしまう。これにより、膜状の胴体部710が捩れてしまうといった新たな問題が生じてしまう。そのため、補強環750の内径を小さく対策では限界がある。

特開平9-158941号公報 実開平7-19621号公報 特開平8-200517号公報 特表2007-532831号公報 実開平3-32211号公報 特開平11-63245号公報 国際公開第2014/020980号

 本発明の目的は、シール性の向上を図った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に固定される環状部材(または、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)と環状部材(または結合部材)に対してそれぞれ摺動自在に備えられるシール部と、を一体に有する弾性体製のシール本体と、
 前記シール部に設けられる樹脂製かつ環状の補助シールと、
 を備えると共に、
 前記シール部は、
 前記軸部の外周表面に対して摺動自在な内周シール部と、
 前記環状部材(または結合部材)の端面に対して摺動自在なダストシール部と、
 を備え、
 前記補助シールは、
 前記軸部の外周表面に対して摺動自在な補助内周シール部と、
 前記環状部材(または結合部材)の端面に対して摺動自在な補助ダストシール部と、
 前記補助ダストシール部とは軸線方向の反対側において、前記軸部に固定された固定部材(固定部材が軸部に一体に設けられている場合も含む)に支持される被支持部と、
 を備えることを特徴とする。

 本発明によれば、樹脂製の補助シールが設けられているので、低温環境下等において、弾性体製のシール本体におけるシール部のシール機能が十分発揮されない状態になっても、補助シールによってシール性が保たれる。

 また、補助シールは、内周面側と、軸線方向の両端側がそれぞれ支持された状態となる。つまり、補助シールの内周面側においては、補助内周シール部がボールスタッドにおける軸部に摺動自在に接触しているので、補助シールの内周面側は当該軸部により支持されている。そして、補助シールにおける軸線方向の一端側においては、補助ダストシール部が、軸部に固定された環状部材(または、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)の端面に対して摺動自在に接触している。そのため、補助シールの一端側は当該環状部材(または結合部材)に支持されている。また、補助シールにおける軸線方向の他端側においては、被支持部が軸部に固定された固定部材に支持されている。従って、ソケットに対するボールスタッドの姿勢に拘わらず、ボールスタッド及び環状部材(または結合部材)に対する補助シールの姿勢は安定的に保たれる。これにより、ソケットに対するボールスタッドの姿勢に拘わらず、補助シールによるシール性は安定的に発揮される。

 また、ボールスタッド及び環状部材(または結合部材)に対する補助シールの姿勢が安定的に保たれることにより、ボールスタッド及び環状部材(または結合部材)に対するシール本体におけるシール部の姿勢も安定的に保たれる。これにより、ソケットに対するボールスタッドの姿勢に拘わらず、シール部によるシール性も安定的に発揮される。

 前記補助シールにおける前記補助ダストシール部とは軸線方向の反対側には複数のスリットが形成されており、これらのスリットを介して、前記シール部における前記内周シール部が設けられている部分と前記ダストシール部が設けられている部分とが繋がっているとよい。

 この構成を採用することにより、内周シール部とダストシール部とを備える弾性体製のシール部に、補助内周シール部と補助ダストシール部とを備える樹脂製の補助シールを設けることができる。

 前記補助シールに用いられている樹脂材料は、シール本体に用いられているゴム材料よりも耐寒性が高いとよい。

 これにより、低温環境下で、シール本体におけるシール部のシール性が低下しても、補助シールのシール性が維持される。

 また、本発明の他のダストカバーは、
 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固定される環状部材(または、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)と環状部材(または結合部材)に対してそれぞれ摺動自在に備えられるシール部と、を一体に有する弾性体製のシール本体と、
 前記シール部に設けられる樹脂製または金属製の補強環と、
 を備えると共に、
 前記シール部は、
 前記軸部の外周表面に対して摺動自在な内周シール部と、
 前記環状部材(または結合部材)の端面に対して摺動自在なダストシール部と、
 を備え、
 前記内周シール部は、前記軸部の外周表面に対して摺動自在な第1内周凸部と、この第1内周凸部の隣、かつ第1内周凸部よりも前記一端側に設けられ、前記軸部の外周表面に対して摺動自在な第2内周凸部と、を有すると共に、
 前記補強環は、
 前記一端側において、前記軸部に固定された固定部材(固定部材が軸部に一体に設けられている場合も含む)に支持される被支持部と、
 前記他端側に設けられ、かつ前記シール部の内部に埋没されている内向きフランジ部と、
 を備え、
 前記内向きフランジ部の先端は、軸線方向において、第1内周凸部の径方向内側の最先端部と第2内周凸部の径方向内側の最先端部との間に位置するように設けられていることを特徴とする。

 本発明によれば、シール部に設けられる補強環には、軸部に固定された固定部材に支持される被支持部が備えられている。従って、ソケットに対するボールスタッドの姿勢に拘わらず、ボールスタッド及び環状部材(または結合部材)に対するシール部の姿勢を安定的に維持させることができる。これにより、ソケットに対するボールスタッドの姿勢に拘わらず、シール部によるシール性が安定的に発揮される。また、内向きフランジ部の先端は、軸線方向において、第1内周凸部の径方向内側の最先端部と第2内周凸部の径方向内側の最先端部との間に位置するように設けられている。これにより、第1内周凸部及び第2内周凸部による軸部に対する押圧力が大きくなり過ぎることを抑制できる。従って、これら第1内周凸部及び第2内周凸部によるシール性を発揮させつつ、第1内周凸部及び第2内周凸部と軸部との摺動抵抗が大きくなり過ぎることを抑制できる。

 前記軸部における第2内周凸部が摺動する部位の外径と、前記内向きフランジ部の先端の内径との差の方が、前記外径と第2内周凸部の径方向内側の最先端部の内径との差よりも大きいとよい。

 これにより、第2内周凸部による摺動抵抗が大きくなり過ぎないようにしつつ、シール本体のうち、内向きフランジ部の先端を覆う部分の肉厚をある程度厚くすることが可能になる。これにより、シール本体を成形する際の成形性が低下してしまうことを抑制できる。

 前記ダストシール部は、径方向外側かつ前記環状部材(または結合部材)の表面側に向かって伸びるダストリップを有しており、前記ダストリップの根本の幅をT、長さをLとした場合に、
 0.45≦T÷L≦0.6
を満たすとよい。

 これにより、ダストリップによるシール性を長期に亘り安定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、シール性を向上させることができる。

図1は本発明の実施例1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1に係るダストカバーの模式的断面図である。 図3は本発明の実施例1に係るダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。 図4は本発明の実施例1に係るダストカバーがボールジョイントに装着された状態において、ダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。 図5は本発明の実施例1に係る補助シールの模式的断面図である。 図6は本発明の実施例2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7は本発明の実施例2に係るダストカバーの模式的断面図である。 図8は本発明の実施例2に係るダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。 図9は本発明の実施例2に係るダストカバーがボールジョイントに装着された状態において、ダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。 図10は本発明の実施例2に係る補強環の模式的断面図である。 図11は本発明の実施例3に係るダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。 図12は本発明の実施例3に係るダストカバーがボールジョイントに装着された状態において、ダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。 図13は本発明の実施例3に係る補強環の模式的断面図である。 図14は従来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。

 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1)
 図1~図5を参照して、本発明の実施例1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1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1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、図2の一部拡大図であり、本発明の実施例1に係るダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。図4は、図1の一部拡大図であり、本発明の実施例1に係るダストカバーがボールジョイントに装着された状態において、ダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。図5は本発明の実施例1に係る補助シールの模式的断面図である。なお、図5においては、環状の補助シールにおける中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。

 <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とは反対側に固定される環状部材としてのナックル400とを備えている。なお、ナックル400は、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に相当する。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、特に図2を参照して説明する。ダストカバー100は、ゴム(例えば、クロロプレンゴム)などの弾性体製のシール本体と、樹脂製かつ環状の補助シール150とから構成される。例えば、樹脂製の補助シール150を成形後、この補助シール150に接着剤を塗布した上で、金型内にセットして、ゴム材料を金型内に射出し、シール本体を加硫成形することにより、ダストカバー100を得ることができる。また、本実施例に係る補助シール150は、摺動抵抗を低減させるために、固体潤滑材により構成されている。また、本実施例に係る補助シール150は、耐寒性に優れた材料により構成されており、少なくとも、シール本体のゴム材料よりも耐寒性が優れた材料により構成されている。補助シール150の材料の具体例として、充填剤等により耐寒性が高められた、PTFE,ナイロン,ポリアミド等を挙げることができる。

 シール本体は、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130と、胴体部110の他端側に設けられるシール部120とを一体に有している。被固定部130には環状凹部131が設けられている。この環状凹部131にクランプ600が嵌め込められることにより、被固定部130がソケット200のケース210に固定される。また、補助シール150は、シール部120に設けられている。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が揺動すると、胴体部110が変形する(図1参照)。また、ソケット200に対してボールスタッド300が回転すると、シール部120はボールスタッド300の軸部310及びナックル400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。

 <シール部及び補助シール>
 本実施例に係るシール部120及び補助シール150について、特に図3~図5を参照して、より詳しく説明する。シール部120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(第1内周シール部121a及び第2内周シール部121b)と、ナックル400の端面に対して摺動自在なダストシール部(ダストリップ122)とを備えている。第1内周シール部121a及び第2内周シール部121bはいずれも径方向内側に突出する環状凸部により構成されている。なお、本実施例では2つの内周シール部を設けているが、内周シール部は1つだけでもよいし、3つ以上設けてもよい。ダストリップ122は、径方向外側かつナックル400の端面に向かって傾斜する傾斜部分により構成されている。

 補助シール150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補助内周シール部151を備えている。この補助内周シール部151は、径方向内側に突出する環状凸部により構成されている。この補助内周シール部151の径方向内側への突出量は、第1内周シール部121a及び第2内周シール部121bの径方向内側への突出量よりも小さくなっている(図3参照)。これにより、第1内周シール部121a及び第2内周シール部121bによるシール機能が妨げられることはない。また、補助シール150は、ナックル400の端面に対して摺動自在な補助ダストシール部(第1補助ダストシール部152a及び第2補助ダストシール部152b)を備えている。第1補助ダストシール部152aは、径方向外側かつナックル400の端面に向かって傾斜するリップにより構成されている。そして、第2補助ダストシール部152bは、ナックル400の端面に向かって突出する環状凸部により構成されている。また、補助ダストシール部のナックル400側への突出量は、ダストリップ122のナックル400側への突出量よりも小さくなっている(図3参照)。これにより、ダストリップ122によるシール機能が妨げられることはない。

 更に、補助シール150は、補助ダストシール部とは軸線方向の反対側において、ボールスタッド300の軸部310に固定された固定部材としての鍔330に支持される被支持部153を備えている。そして、補助シール150は、補助ダストシール部とは軸線方向の反対側に複数のスリット153aが形成されている。これらのスリット153aが設けられていない部分の先端面が被支持部153となっている。また、これらのスリット153aを介して、シール部120における内周シール部が設けられている部分とダストシール部が設けられている部分とが繋がっている。

 ここで、上記の通り、ボールスタッド300の軸部310には、鍔330が固定されている。ダストカバー100のシール部120がボールスタッド300に装着された状態では、補助シール150における被支持部153が、この鍔330に密着して、補助シール150は鍔330に支持された状態となる(図4参照)。なお、鍔330は、金属や樹脂などの剛性の高い材料により構成されている。また、本実施例では、軸部310に対して、軸部310とは別部材である鍔330が固定される場合の構成を示したが、軸部310に鍔330に相当する部位を一体に設ける構成を採用することもできる。

 また、シール部120のうち、補助シール150の内周面側の部分は、補助シール150の内周面とボールスタッド300の軸部310の外周面とによって圧縮された状態となる。これにより、第1内周シール部121a及び第2内周シール部121bは、補助シール150の内周面により径方向内側に向かって押圧される。

 <本実施例に係るダストカバーの優れた点>
 本実施例に係るダストカバー100によれば、樹脂製の補助シール150が設けられているので、低温環境下等において、弾性体製のシール本体におけるシール部120のシール機能が十分発揮されない状態になっても、補助シール150によってシール性が保たれる。

 また、補助シール150は、内周面側と、軸線方向の両端側がそれぞれ支持された状態となる。つまり、補助シール150の内周面側においては、補助内周シール部151がボールスタッド300における軸部310に摺動自在に接触しているので、補助シール150の内周面側は軸部310により支持されている。そして、補助シール150における軸線方向の一端側においては、補助ダストシール部(第1補助ダストシール部152a及び第2補助ダストシール部152b)が、軸部310に固定されたナックル400の端面に対して摺動自在に接触しているので、補助シール150の一端側はナックル400に支持されている。また、補助シール150における軸線方向の他端側においては、被支持部153が軸部310に固定された鍔330に支持されている。従って、ソケット200に対するボールスタッド300の姿勢に拘わらず、ボールスタッド300及びナックル400に対する補助シール150の姿勢は安定的に保たれる。これにより、ソケット200に対するボールスタッド300の姿勢に拘わらず、補助シール150によるシール性は安定的に発揮される。

 また、ボールスタッド300及びナックル400に対する補助シール150の姿勢が安定的に保たれることにより、ボールスタッド300及びナックル400に対するシール本体におけるシール部120の姿勢も安定的に保たれる。これにより、ソケット200に対するボールスタッド300の姿勢に拘わらず、シール部120によるシール性も安定的に発揮される。

 そして、本実施例においては、補助シール150を設けることにより、シール部120の姿勢が安定的に保たれるため、シール部120における内周シール部の軸部310に対する押圧力を高くする必要もない。これにより、内周シール部の軸部310に対する摺動抵抗が高くなってしまうことも避けられる。更に、本実施例では、補助シール150が固体潤滑材により構成されているので、より一層摺動抵抗を低減させることが可能である。

 また、補助シール150に形成された複数のスリット153aを介して、シール部120における内周シール部が設けられている部分とダストシール部が設けられている部分とが繋がっている。これにより、内周シール部とダストシール部とを備える弾性体製のシール部120に、補助内周シール部と補助ダストシール部とを備える樹脂製の補助シール150を設けることができる。

 更に、本実施例においては、補助シール150に用いられている樹脂材料は、シール本体に用いられているゴム材料よりも耐寒性が高い。これにより、低温環境下で、シール本体におけるシール部120のシール性が低下しても、補助シール150のシール性が維持される。

 (その他)
 上記実施例においては、ダストリップ122及び補助ダストシール部(第1補助ダストシール部152a及び第2補助ダストシール部152b)がナックル400自体に摺動する場合を示した。しかしながら、本発明においては、ダストリップ及び補助ダストシール部がナックルの端面側に設けられた別の部材に摺動する場合も含まれる。例えば、特開平11-63245号公報に開示された技術のように、ナックルに当接するフェルールが備えられる構成においては、ダストリップ及び補助ダストシール部がフェルールに摺動する場合にも、本発明を適用することができる。

 また、上記実施例においては、内周シール部(第1内周シール部121a及び第2内周シール部121b)と補助内周シール部151が、ボールスタッド300の軸部310自体の外周表面に対して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300の軸部310の外周面側に設けられた別の部材の外周表面に対して内周シール部と補助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、フェルールが備えられる構成においては、内周シール部及び補助内周シール部がフェルールに摺動する場合にも、本発明を適用することができる。また、実開平3-32211号公報に開示された技術のように、フランジを有する保持部材(リテーナ)が備えられる構成においては、内周シール部及び補助内周シール部がリテーナに摺動する場合にも、本発明を適用することができる。

 更に、本実施例においては、補助シール150における被支持部153が、ボールスタッド300の軸部310に固定された鍔330に支持される場合の構成を示した。しかしながら、本発明においては、被支持部153が支持される部材は鍔330には限定されない。例えば、上記の実開平3-32211号公報に開示された技術のようにリテーナが設けられる構成においては、リテーナにおけるフランジに被支持部が支持される場合にも、本発明を適用することができる。また、上記の特開平11-63245号公報に開示された技術のように、フェルールが備えられる構成においては、このフェルールにフランジを設けて、このフランジに被支持部が支持される場合にも、本発明を適用することができる。

 (実施例2)
 図6~図10を参照して、本発明の実施例2に係るダストカバーについて説明する。図6は本発明の実施例2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6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7は本発明の実施例2に係るダストカバーの模式的断面図である。なお、図7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8は、図7の一部拡大図であり、本発明の実施例2に係るダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。図9は、図6の一部拡大図であり、本発明の実施例2に係るダストカバーがボールジョイントに装着された状態において、ダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。図10は本発明の実施例2に係る補強環の模式的断面図である。なお、図10においては、補強環における中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。

 <ボールジョイント>
 特に、図6を参照して、本実施例に係るダストカバー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とは反対側に固定される環状部材としてのナックル400とを備えている。なお、ナックル400は、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に相当する。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100Xが用いられている。また、本実施例においては、軸部310において、ダストカバー100のシール部120Xが取り付けられる部分に、金属や樹脂などの剛性の高い材料で構成されたリテーナ160が固定されている。このリテーナ160は、軸部310に嵌合される円筒部161と、円筒部161の一端側に設けられる外向きフランジ部162とを備えている(図9参照)。

 <ダストカバー>
 ダストカバー100Xの全体構成について、特に図7を参照して説明する。ダストカバー100Xは、ゴム(例えば、クロロプレンゴム)などの弾性体製のシール本体と、PTFE,ナイロン,ポリアミド等の樹脂製の補強環150Xとから構成される。本実施例においては、樹脂製の補強環150Xを成形後、この補強環150Xに接着剤を塗布した上で、金型内にセットして、ゴム材料を金型内に射出し、シール本体を加硫成形することにより、ダストカバー100Xを得ることができる。

 シール本体は、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130と、胴体部110の他端側に設けられるシール部120Xとを一体に有している。被固定部130には環状凹部131が設けられている。この環状凹部131にクランプ600が嵌め込められることにより、被固定部130がソケット200のケース210に固定される。また、補強環150Xは、シール部120Xに設けられている。以上のように構成されるダストカバー100Xにおいては、ソケット200に対してボールスタッド300が揺動すると、胴体部110が変形する(図6参照)。また、ソケット200に対してボールスタッド300が回転すると、シール部120Xはボールスタッド300の軸部310及びナックル400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。なお、本実施例においては、軸部310にリテーナ160が固定されているため、シール部120Xは軸部310に直接摺動するのではなく、リテーナ160の円筒部161に摺動する。

 <シール部及び補強環>
 本実施例に係るシール部120X及び補強環150Xについて、特に図8~図10を参照して、より詳しく説明する。シール部120Xは、ボールスタッド300の軸部310に固定されたリテーナ160の円筒部161の外周表面に対して摺動自在な内周シール部と、ナックル400の端面に対して摺動自在なダストシール部とを備えている。

 本実施例に係る内周シール部は、他端側から一端側に向かって、順に、第1内周凸部121Xaと、第2内周凸部121Xbと、第3内周凸部121Xcとを備えている。これら、第1内周凸部121Xa,第2内周凸部121Xb、及び第3内周凸部121Xcはいずれも径方向内側に突出する環状凸部により構成されている。ここで、第1内周凸部121Xaについては、ボールスタッド300の傾きにより、シール部120Xに対して胴体部110から引っ張られる力が加わった際に、シール部120Xの傾きを抑制する機能も発揮する。なお、本実施例では3つの内周凸部を設けているが、内周シール部は2つだけでもよいし、4つ以上設けてもよい。そして、第1内周凸部121Xaの径方向内側の最先端部の内径は、第2内周凸部121Xbの径方向内側の最先端部の内径よりも大きくなるように設計されている。なお、第2内周凸部121Xbの径方向内側の最先端部の内径と第3内周凸部121Xcの径方向内側の最先端部の内径は等しくなるように設計されている。

 そして、本実施例に係るダストシール部は、径方向外側に設けられるダストリップ122Xaと、径方向内側に設けられる環状凸部122Xbとを備えている。ダストリップ122Xaは、径方向外側かつナックル400の表面側に向かって伸びるように構成されている。ここで、ダストリップ122Xaの根本の幅をT、長さをLとした場合に、0.45≦T÷L≦0.6を満たすように設計されている。なお、根本の幅Tは、ダストリップ122Xaの根本部分における径方向の幅により定義される。また、長さLは、ダストリップ122Xaにおける根本のうち、径方向内側の位置からダストリップ122Xaの最先端の位置までの距離により定義される。

 補強環150Xは、筒状部151Xと、筒状部151Xの他端側に設けられる内向きフランジ部152Xとを備えている。筒状部151Xの内周面は円柱面で構成されている。また、筒状部151Xの一端側は、ボールスタッド300の軸部310に固定された固定部材としてのリテーナ160の外向きフランジ部162に支持される被支持部153Xとなっている。そして、補強環150における筒状部151Xの一端側には、複数のスリット153Xaが形成されている。これらのスリット153Xaが設けられていない部分の先端面が被支持部153Xとなっている。また、これらのスリット153Xaを介して、シール部120Xにおける内周シール部が設けられている部分と胴体部110が設けられている部分とが繋がっている。また、補強環150Xはシール部120Xの内部に埋設されており、被支持部153X(筒状部151Xにおける一端側の端面)のみが露出し、その他の部位はシール部120X内に埋め込まれている。なお、筒状部151Xと内向きフランジ部152Xとを繋ぐ部分の外周端縁は、ダストリップ122Xaが変形し易くなるように、微小な面取り部(R面)154Xにより構成されている。

 ここで、上記の通り、ボールスタッド300の軸部310には、リテーナ160が固定されている。ダストカバー100のシール部120がボールスタッド300に装着された状態では、補強環150Xにおける被支持部153Xが、このリテーナ160の外向きフランジ部162に密着して、補強環150Xは外向きフランジ部162に支持された状態となる(図9参照)。

 また、本実施例では、軸部310に対して、リテーナ160が固定される場合の構成を示したが、軸部310に対して鍔(円板状の部材の中央に孔が空いた部材)が固定される構成を採用することもできる。この場合には、補強環150Xにおける被支持部153Xが、この鍔に密着して、補強環150Xは鍔に支持された状態となる。そして、内周シール部(第1内周凸部121Xa,第2内周凸部121Xb、及び第3内周凸部121Xc)は、ボールスタッド300の軸部310に対して直接摺動することになる。更に、軸部310とは別部材であるリテーナ160や鍔を固定するのではなく、軸部310に対して外向きフランジ部162や鍔に相当する部位を一体に設ける構成を採用することもできる。この場合には、補強環150Xにおける被支持部153Xが、外向きフランジ部162や鍔に相当する部位に密着して、補強環150Xは当該部位に支持された状態となる。そして、内周シール部は、ボールスタッド300の軸部310に対して直接摺動することになる。

 また、シール部120Xのうち、補強環150Xの内周面側の部分は、補強環150Xの内周面とリテーナ160の円筒部161の外周面とによって圧縮された状態となる。これにより、第1内周凸部121Xa,第2内周凸部121Xb、及び第3内周凸部121Xcは、補強環150Xの内周面により径方向内側に向かって押圧される。

 そして、本実施例においては、補強環150Xにおける内向きフランジ部152Xの先端は、軸線方向において、シール部120Xにおける第1内周凸部121Xaの径方向内側の最先端部と第2内周凸部121Xbの径方向内側の最先端部との間に位置するように設けられている。また、シール部120X及び補強環150Xの径方向の寸法については、次のように設定されている。すなわち、図8に示すように、軸部310における第2内周凸部121Xbが摺動する部位の外径をDoとする。なお、本実施例では、第2内周凸部121Xbは、軸部310に直接摺動するのではなく、リテーナ160の円筒部161に摺動するので、外径Doは円筒部161の外径に相当する。そして、補強環150Xの内向きフランジ部152Xの先端の内径をDgとする。また、第2内周凸部121Xbの径方向内側の最先端部内径をDsとする。このとき、本実施例においては、Ci(=(Do-Ds)÷2)<Cm(=(Dg-Do)÷2)を満たすように設計されている。なお、Ciは第2内周凸部121Xbの締め代に相当し、Cmは補強環150Xとリテーナ160の円筒部161との間の隙間に相当する。

 <本実施例に係るダストカバーの優れた点>
 本実施例に係るダストカバー100によれば、シール部120Xに設けられる補強環150Xには、軸部310に固定されたリテーナ160の外向きフランジ部162に支持される被支持部153Xが備えられている。従って、ソケット200に対するボールスタッド300の姿勢に拘わらず、ボールスタッド300及びナックル400に対するシール部120Xの姿勢を安定的に維持させることができる。これにより、ソケット200に対するボールスタッド300の姿勢に拘わらず、シール部120Xによるシール性が安定的に発揮される。

 また、補強環150Xにおける内向きフランジ部152Xの先端は、軸線方向において、シール部120における第1内周凸部121Xaの径方向内側の最先端部と第2内周凸部121Xbの径方向内側の最先端部との間に位置するように設けられている。これにより、第1内周凸部121Xa及び第2内周凸部121Xbによる軸部310(リテーナ160の円筒部161)に対する押圧力が大きくなり過ぎることを抑制できる。従って、これら第1内周凸部121Xa及び第2内周凸部121Xbによるシール性を発揮させつつ、第1内周凸部121Xa及び第2内周凸部121Xbと軸部310(リテーナ160の円筒部161)との摺動抵抗が大きくなり過ぎることを抑制できる。

 また、上記の通り、本実施例に係るダストカバー100においては、Ci<Cmを満たすように設計されている。つまり、第2内周凸部121Xbの締め代よりも、補強環150Xとリテーナ160の円筒部161との間の隙間の方が大きくなるように設計されている。

 これにより、第2内周凸部121Xbによる摺動抵抗が大きくなり過ぎないようにしつつ、シール本体のうち、内向きフランジ部152Xの先端を覆う部分の肉厚をある程度厚くすることが可能になる。これにより、シール本体を成形する際の成形性が低下してしまうことを抑制できる。すなわち、一般的に、ゴム材料を用いて射出成形する場合、肉厚が薄い部分が存在すると、金型内に流し込まれるゴム材料が当該部分を通過する際の流動性が悪く成形不良が発生し易くなってしまう。また、成形不良の発生を抑制できる程度に、Cmの大きさを設定した上で、Ci>Cmに設定すると、第2内周凸部121Xbの締め代が大きくなり過ぎて摺動抵抗が大きくなってしまう。摺動抵抗が大きくなり過ぎると、胴体部110が異常に変形し、座屈などが生じることで、破損してしまうおそれもある。そこで、本実施例においては、Ci<Cmを満たすように設計されることで、成形不良を抑制しつつ、第2内周凸部121Xbによる摺動抵抗が大きくなり過ぎてしまうことが抑制される。

 更に、本実施例においては、ダストリップ122Xaの根本の幅をT、長さをLとした場合に、0.45≦T÷L≦0.6を満たすように設計されている。これにより、ダストリップ122Xaによるシール性を長期に亘り安定させることができる。すなわち、一般的に、ゴムの場合、変形した状態で熱が加わり続けると、ゴムの復元性が失われて、永久変形してしまうことが知られている。この永久変形の量は、ゴムの初期変形量(本実施例の場合、ダストリップ122Xaの初期圧縮量に相当する)が大きくなるにつれ、永久変形量も増加することになる。仮に、T÷Lが0.45よりも小さくなるように設定した場合には、ダストリップ122Xaの初期圧縮量が小さく、初期のシール性が不十分になってしまう。また、T÷Lが0.6よりも大きくなるように設定した場合には、熱が加わり続けた場合の永久変形量が大きくなり、シール性の低下量が大きくなってしまう。そこで、本実施例に係るダストリップ122Xaにおいては、0.45≦T÷L≦0.6を満たすように設計されている。これにより、初期のシール性を十分に満足させつつ、永久変形が生じても安定したシール性を維持させることができる。

 (実施例3)
 図11~図13には、本発明の実施例3が示されている。上記実施例2では、補強環が樹脂製の場合の構成を示したが、本実施例においては、補強環が金属製の場合の構成を示す。補強環以外の構成および作用については実施例2と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。

 ボールジョイントの構成及びダストカバー全体の構成については、上記実施例2で説明した通りであるので、その説明は省略する。以下、図11~図13を参照して、本実施例に係るシール部120X及び補強環155Xについて説明する。図11は本発明の実施例3に係るダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。図12は本発明の実施例3に係るダストカバーがボールジョイントに装着された状態において、ダストカバーにおけるシール部付近を拡大した模式的断面図である。図13は本発明の実施例3に係る補強環の模式的断面図である。なお、図13においては、補強環における中心軸線を含む面で切断した断面図を示している。

 シール部120Xの構成については、実施例2と同一であるので、その説明は適宜省略し、補強環155Xについて詳細に説明する。本実施例に係る補強環155Xも、実施例2の場合と同様に、筒状部156Xと、筒状部156Xの他端側に設けられる内向きフランジ部157Xとを備えている。上記実施例2の場合には、筒状部151Xは他端側の厚みを厚くすることで強度が高められているが、本実施例の場合には、補強環155Xは金属製であり、強度が高いため、筒状部156Xは比較的厚みの薄い円筒部により構成されている。この筒状部156Xの一端側が、リテーナ160の外向きフランジ部162に支持される被支持部158Xとなっている点については、上記実施例2の場合と同様である。そして、補強環155Xにおける筒状部156Xの一端側には、複数のスリット158Xaが形成されている点も、上記実施例2の場合と同様である。また、これらのスリット158Xaが設けられていない部分の先端面が被支持部158Xとなっている点も上記実施例2の場合と同様である。更に、補強環155Xはシール部120Xの内部に埋設されており、被支持部158Xのみが露出し、その他の部位はシール部120X内に埋め込まれている点も実施例2の場合と同様である。

 また、リテーナ160の代わりに、鍔を採用してもよいし、軸部310に対して外向きフランジ部162や鍔に相当する部位を一体に設ける構成を採用しても良い点についても、上記実施例2で説明した通りである。また、補強環155Xにおける内向きフランジ部157Xの先端が、軸線方向において、シール部120Xにおける第1内周凸部121Xaの径方向内側の最先端部と第2内周凸部121Xbの径方向内側の最先端部との間に位置するように設けられている点も上記実施例2の場合と同様である。更に、シール部120X及び補強環155Xの径方向の寸法についても、上記実施例2で説明したように、Ci(=(Do-Ds)÷2)<Cm(=(Dg-Do)÷2)を満たすように設計されている。

 以上のように構成される本実施例に係るダストカバーにおいても、上記実施例2の場合と同様の効果が得られることは言うまでもない。

 (その他)
 上記実施例2,3においては、ダストシール部(ダストリップ122Xa、及び環状凸部122Xb)がナックル400自体に摺動する場合を示した。しかしながら、本発明においては、ダストシール部がナックルの端面側に設けられた別の部材に摺動する場合も含まれる。例えば、特開平11-63245号公報に開示された技術のように、ナックルに当接するフェルールが備えられる構成においては、ダストシール部がフェルールに摺動する場合にも、本発明を適用することができる。

 100,100X ダストカバー
 110 胴体部
 120,120X シール部
 121a 第1内周シール部
 121b 第2内周シール部
 121Xa 第1内周凸部
 121Xb 第2内周凸部
 121Xc 第3内周凸部
 122 ダストリップ
 122Xa ダストリップ
 122Xb 環状凸部
 130 被固定部
 131 環状凹部
 150 補助シール
 150X,155X 補強環
 151 補助内周シール部
 151X,156X 筒状部
 152a 第1補助ダストシール部
 152b 第2補助ダストシール部
 152X,157X 内向きフランジ部
 153,153X,158X 被支持部
 153a,153Xa,158Xa スリット
 160 リテーナ
 161 円筒部
 162 外向きフランジ部
 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
 330 鍔
 400 ナックル
 500 ナット
 600 クランプ

Claims (9)

  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固定される環状部材と、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、前記軸部と環状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、を一体に有する弾性体製のシール本体と、
     前記シール部に設けられる樹脂製かつ環状の補助シールと、
     を備えると共に、
     前記シール部は、
     前記軸部の外周表面に対して摺動自在な内周シール部と、
     前記環状部材の端面に対して摺動自在なダストシール部と、
     を備え、
     前記補助シールは、
     前記軸部の外周表面に対して摺動自在な補助内周シール部と、
     前記環状部材の端面に対して摺動自在な補助ダストシール部と、
     前記補助ダストシール部とは軸線方向の反対側において、前記軸部に固定された固定部材に支持される被支持部と、
     を備えることを特徴とするダストカバー。
  2.  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、を一体に有する弾性体製のシール本体と、
     前記シール部に設けられる樹脂製かつ環状の補助シールと、
     を備えると共に、
     前記シール部は、
     前記軸部の外周表面に対して摺動自在な内周シール部と、
     前記結合部材の端面に対して摺動自在なダストシール部と、
     を備え、
     前記補助シールは、
     前記軸部の外周表面に対して摺動自在な補助内周シール部と、
     前記結合部材の端面に対して摺動自在な補助ダストシール部と、
     前記補助ダストシール部とは軸線方向の反対側において、前記軸部に固定された固定部材に支持される被支持部と、
     を備えることを特徴とするダストカバー。
  3.  前記補助シールにおける前記補助ダストシール部とは軸線方向の反対側には複数のスリットが形成されており、これらのスリットを介して、前記シール部における前記内周シール部が設けられている部分と前記ダストシール部が設けられている部分とが繋がっていることを特徴とする請求項1または2に記載のダストカバー。
  4.  前記補助シールに用いられている樹脂材料は、シール本体に用いられているゴム材料よりも耐寒性が高いことを特徴とする請求項1,2または3に記載のダストカバー。
  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固定される環状部材と、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、前記軸部と環状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、を一体に有する弾性体製のシール本体と、
     前記シール部に設けられる樹脂製または金属製の補強環と、
     を備えると共に、
     前記シール部は、
     前記軸部の外周表面に対して摺動自在な内周シール部と、
     前記環状部材の端面に対して摺動自在なダストシール部と、
     を備え、
     前記内周シール部は、前記軸部の外周表面に対して摺動自在な第1内周凸部と、この第1内周凸部の隣、かつ第1内周凸部よりも前記一端側に設けられ、前記軸部の外周表面に対して摺動自在な第2内周凸部と、を有すると共に、
     前記補強環は、
     前記一端側において、前記軸部に固定された固定部材に支持される被支持部と、
     前記他端側に設けられ、かつ前記シール部の内部に埋没されている内向きフランジ部と、
     を備え、
     前記内向きフランジ部の先端は、軸線方向において、第1内周凸部の径方向内側の最先端部と第2内周凸部の径方向内側の最先端部との間に位置するように設けられていることを特徴とするダストカバー。
  6.  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、を一体に有する弾性体製のシール本体と、
     前記シール部に設けられる樹脂製または金属製の補強環と、
     を備えると共に、
     前記シール部は、
     前記軸部の外周表面に対して摺動自在な内周シール部と、
     前記結合部材の端面に対して摺動自在なダストシール部と、
     を備え、
     前記内周シール部は、前記軸部の外周表面に対して摺動自在な第1内周凸部と、この第1内周凸部の隣、かつ第1内周凸部よりも前記一端側に設けられ、前記軸部の外周表面に対して摺動自在な第2内周凸部と、を有すると共に、
     前記補強環は、
     前記一端側において、前記軸部に固定された固定部材に支持される被支持部と、
     前記他端側に設けられ、かつ前記シール部の内部に埋没されている内向きフランジ部と、
     を備え、
     前記内向きフランジ部の先端は、軸線方向において、第1内周凸部の径方向内側の最先端部と第2内周凸部の径方向内側の最先端部との間に位置するように設けられていることを特徴とするダストカバー。
  7.  前記軸部における第2内周凸部が摺動する部位の外径と、前記内向きフランジ部の先端の内径との差の方が、前記外径と第2内周凸部の径方向内側の最先端部の内径との差よりも大きい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.  前記ダストシール部は、径方向外側かつ前記環状部材の表面側に向かって伸びるダストリップを有しており、前記ダストリップの根本の幅をT、長さをLとした場合に、
     0.45≦T÷L≦0.6
    を満たすことを特徴とする請求項5または7に記載のダストカバー。
  9.  前記ダストシール部は、径方向外側かつ前記結合部材の表面側に向かって伸びるダストリップを有しており、前記ダストリップの根本の幅をT、長さをLとした場合に、
     0.45≦T÷L≦0.6
    を満たすことを特徴とする請求項6または7に記載のダストカバー。
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