專利名稱：轉向軸用防塵罩的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種可堵住在隔開發動機室與車室的面板上設有的柱孔中穿過的轉向軸與面板之間的間隙(柱孔)的轉向軸用防塵罩，尤其是涉及具有用于跟隨轉向軸的偏斜的皺紋管的轉向軸用防塵罩。
背景技術：
汽車的轉向軸通過在隔開車室與發動機室的面板上設有的開口貫穿該面板進行配置。為了防止雨水、粉塵、外部空氣、噪音等侵入車室內，在該面板的開口邊緣與轉向軸之間設置有轉向軸用防塵罩。由于方向盤進行的高度調整或汽車行駛時的振動等，轉向軸會相對于在面板上設有的開口作相對移動，為了避免例如傾斜或偏斜，故在轉向軸用防塵罩上裝有皺紋管。皺紋管由易于變形的柔軟的橡膠材料制成，該皺紋管利用變形來跟隨轉向軸的偏斜。
作為以往的轉向軸用防塵罩，有專利文獻1中公開的技術方案。如圖17所示，該轉向軸用防塵罩100包括被轉向軸貫穿并與該轉向軸接觸的軸封部101以及內周端與該軸封部101連接、外周端與面板固定構件103粘合的兩個皺紋管部102、102，軸封部101和兩個皺紋管部102、102通過使用橡膠材料利用金屬模具一體成形。在該技術方案中，由于具有兩個皺紋管部102、102而提高了隔音性能，而且由于這兩個皺紋管部102、102和由轉向軸貫穿的軸封部101一體成形，故將它們組裝到車體上的作業易于進行。
專利文獻1日本專利特開2001-324018發明的公開發明所要解決的技術問題然而，在專利文獻1的技術方案中，由于轉向軸進行轉動滑動的軸封部101和皺紋管部102由相同的橡膠材料構成，故轉向軸和軸封部101之間的摩擦阻力大，因而存在通過操作方向盤使轉向軸轉動時，轉向軸和軸封部101摩擦，從而產生異常噪音的問題。
在此，本發明的目的在于提供一種可防止操作方向盤時產生異常噪音、針對轉向軸的軸轉動具有良好的滑動性、針對轉向軸的偏斜具有柔軟的跟隨性以及具有防止雨水、粉塵、外部空氣、噪音等侵入車室內的高密封性的轉向軸用防塵罩。
解決技術問題所采用的技術方案為了實現該目的，本發明的堵住在隔開發動機室與車室的面板上設有的柱孔內穿過的轉向軸與面板之間的柱孔的轉向軸用防塵罩，包括轉向軸所貫穿的低摩擦材料制成的襯套；在轉向軸的軸向具有多個皺紋管、且配置在襯套與面板之間以封住其間間隙的由橡膠制成的防塵罩本體；以及配置在襯套的至少發動機室側的與轉向軸的外周面相接觸的環狀密封唇。
由此，利用低摩擦材料制成的襯套可實現針對轉向軸的軸轉動的良好的滑動性，利用橡膠制成的皺紋管可實現針對轉向軸的偏斜的柔軟的跟隨性。另外，利用在轉向軸的軸向設有的多個皺紋管及密封唇可實現好的隔音性能及防止雨水、粉塵、外部空氣等侵入車室內的高密封性。此外，只有滑動性良好的低摩擦材料制成的襯套及接觸面積小的密封唇與轉向軸接觸，故可防止轉向軸在轉動時的異常噪音。
在此，防塵罩本體可通過預先使多個皺紋管的各外周側的端部連續而一體成形，也可在多個皺紋管分別獨立形成后通過將相互的外周側的端部嵌合到柱孔的邊緣上、并將內周側的端部嵌合到襯套上進行一體化。另外，由于防塵罩本體的多個皺紋管的內側的環狀端部嵌合在襯套上，故只用緊固力即可固定在襯套上，但最好是設置包圍多個皺紋管的內周側的端部的安裝構件以進一步從周圍緊固。由此，皺紋管的內周端在嵌合在襯套上的狀態下進一步利用安裝構件緊固在柱孔與襯套之間，使皺紋管可靠地固定在襯套上。另外，由襯套承受安裝構件的緊固力，故不會阻礙轉向軸相對于襯套的平滑轉動。
另外，在本發明中，安裝構件只要具有包圍嵌合在襯套上的多個皺紋管的內側的環狀端部以進行緊固的圓筒部或環狀部即可，其材料、形狀并沒有特別的限制，但壓住皺紋管的開口端的邊緣最好進行外側卷邊加工或形成為具有曲面的前端邊緣的錐形形狀以避免皺紋管的損傷。另外，該安裝構件的相對于襯套的固定結構可采用各種方式，但為了簡化結構，最好是采用例如在嵌合在襯套和多個皺紋管的內周側端部上的狀態下，利用襯套端的鉚接固定到襯套上。另外，最好是在襯套的端部具有鉤部，以彈性卡扣鎖定的方式固定安裝構件，在將安裝構件套在襯套上時該鉤部產生徑向彈性變形以允許該安裝構件通過，在安裝構件套在該襯套上后，鉤部的前端扣住安裝構件的端部以防止嵌在襯套上的安裝構件脫落。采用這種固定方式，只要將安裝構件套入、壓在襯套上即可完成安裝。
另外，本發明中的防塵罩本體的皺紋管只要是允許轉向軸的傾斜或偏斜的可變形的松馳結構即可，并不局限于特定的形狀或結構，但在內周側的端部和外周側的端部之間，最好是具有相對于襯套的軸相互逆向傾斜的兩個傾斜部以及由將它們連續連接的曲面構成的一個頂部，并至少具有一個朝著發動機側或車室側中任何一方突出的環狀突出部。
另外，在該皺紋管中，突出部朝著發動機室側突出，且最靠近車室側的皺紋管的頂部的曲率大于其它的皺紋管的頂部的曲率更好。這種情況下，伴隨轉向軸的偏斜而產生的變形量最大的最靠近車室側的皺紋管的長度不用改變傾斜角便可比其它的皺紋管長，且由于同一個皺紋管的頂部易于彎曲，故最靠近車室側的皺紋管的朝著徑向的變形變得更為容易，從而使皺紋管易于跟隨轉向軸的運動。
另外，在該皺紋管中，突出部的頂部最好是形成在皺紋管的內周側的端部附近或外周側的端部附近。這種情況下，不僅可使皺紋管變長，而且在轉向軸偏斜時彎曲的突出部上的部位固定在頂部附近，從而可以防止在轉向軸偏斜時皺紋管縱向彎曲或皺紋管上產生褶皺。
另外，在本發明中，最好是在沒有外力作用的初始狀態下使多個皺紋管的內周側的端部附近的最靠近車室側的皺紋管的傾斜部的一部分與其它的皺紋管的一部分相接觸。這種情況下，最靠近車室側的皺紋管在沿著轉向軸的徑向進行伸縮時，變形的基點會發生變化，從而可避免應力始終集中在一個部位，可實現應力集中部位的分散。
另外，在本發明的轉向軸用防塵罩中，襯套的內周面上最好形成有保持潤滑劑用的槽，而且最好在襯套的車室側的端部上配置與轉向軸的外周面相接觸的環狀密封唇，以使潤滑劑保持在襯套的內周面上。
另外，在本發明中，防塵罩本體的至少與柱孔的內周面相接觸的面最好形成為使摩擦系數減小的粗糙面。另外，防塵罩本體的多個皺紋管的至少皺紋管彼此之間相接觸的部分或同一個皺紋管之間的相接觸的部分是使接觸面積減小的粗糙面。
發明效果采用本發明的轉向軸用防塵罩，可防止方向盤操作時產生的異常噪音，且可具有針對轉向軸的軸轉動的良好的滑動性、針對轉向軸的偏斜的柔軟的跟隨性以及防止雨水、粉塵、外部空氣、噪音等侵入車室內的高密封性。
另外，在本發明中，如果設置包圍多個皺紋管的內周側的端部的安裝構件以進一步從周圍緊固，則可在轉向軸相對于襯套的滑動性不惡化的狀態下，可靠地將皺紋管固定到襯套上。
圖1表示的是本發明的轉向軸用防塵罩的一個實施形態，是沿圖2的I-I線的剖視圖。
圖2是上述轉向軸用防塵罩的俯視圖。
圖3是表示將上述轉向軸用防塵罩安裝在面板上的狀態的剖視圖。
圖4是表示圖1所示轉向軸用防塵罩的襯套的形狀的剖視圖。
圖5是表示圖1所示轉向軸用防塵罩的安裝構件的形狀的剖視圖。
圖6是表示本發明的轉向軸用防塵罩的另一實施形態的一例的中間縱剖視圖。
圖7是圖6的轉向軸用防塵罩的俯視圖。
圖8是圖6的轉向軸用防塵罩的仰視圖。
圖9是表示本發明的轉向軸用防塵罩的又一實施形態的一例的圖，是沿圖10中的IX-IX線的縱剖視圖。
圖10是從車室側看到的本發明的再一實施形態的轉向軸用防塵罩的圖。
圖11表示了圖9的轉向軸用防塵罩的中心線上一半結構的側視圖。
圖12是表示圖9所示轉向軸用防塵罩的襯套的形狀的剖視圖。
圖13是從車室側看到的圖12所示襯套的圖。
圖14是放大表示圖12中的扣環部的圖。
圖15是表示圖9所示轉向軸用防塵罩的唇及彈性扣環的形狀的剖視圖。
圖16是從車室側看到的圖15所示唇及彈性扣環的圖。
圖17是表示以往的轉向軸用防塵罩的中間縱剖視圖。
(元件符號說明)1轉向軸用防塵罩2襯套3a、3b皺紋管4密封唇5安裝構件8a、8b突出部9a、9b傾斜部10a、10b頂部11圓形的槽12襯套的內周面上形成的槽17車室18發動機室19面板20轉向軸23孔罩24柱孔25密封唇
26鉤部27爪部30防塵罩本體31皺紋管外周端的安裝部31c皺紋管外周端的外周面32皺紋管內周端的固定部33皺紋管的可能緊貼的部位c接觸部具體實施方式
下面參照附圖所示實施形態，對本發明的結構進行詳細說明。
圖1至圖5表示的是本發明的轉向軸用防塵罩的一個實施形態。如圖3所示，該轉向軸用防塵罩1安裝在隔開車室17與發動機室18的面板19上設有的柱孔24內，用以封住貫穿柱孔24的轉向軸20和面板19之間的間隙(柱孔24)。該轉向軸用防塵罩1至少包括轉向軸20所貫穿的由低摩擦材料制成的襯套2；在轉向軸20的軸向上具有多個皺紋管3a、3b的由橡膠制成的防塵罩本體30；以及配置在襯套2的至少發動機室側的與轉向軸20外周面相接觸的環狀密封唇4。另外，在本實施形態中，柱孔24由從面板19豎起的孔罩23形成。
防塵罩本體30在轉向軸20的軸向上具有多個皺紋管，例如靠近車室17側的第一皺紋管3a和靠近發動機室18側的第二皺紋管3b。在此，構成防塵罩本體30的橡膠材料最好是使用可良好地跟隨轉向軸20的偏斜的具有高柔軟性材料，例如在本實施形態中使用乙丙橡膠。另外，本實施形態的密封唇4使用對于滑動部分的密封具有良好的物性的NBR(丁腈橡膠)。不過，上述例舉的材料是合適的示例，當然也可使用其它的材料。另外，在本實施形態中主要對設有第一和第二兩個皺紋管3a、3b的例子進行說明，但根據情況也可設置三個以上的皺紋管。
本實施形態的防塵罩本體30例如使用金屬模具一體成形，故第一、第二皺紋管3a、3b的各外周端呈連續形狀。該連續的外周端部分成為嵌在隔開車室17與發動機室18的面板19上形成柱孔24的孔罩23上的安裝部31。該安裝部31包括與孔罩23的內周面抵接的筒狀部31a和與該安裝孔的周邊抵接的凸緣部31b，在安裝部31的內部埋設有具有突檐6a的筒狀的金屬制加強構件6。通過將第一、第二皺紋管3a、3b一體化使得轉向軸用防塵罩1的裝配操作及將其安裝到孔罩23上的操作可以簡單地進行。另外，由于第一、第二皺紋管3a、3b利用外周端的安裝部31一體化，故易于在這些皺紋管3a、3b的內周端側配置作為不同構件的襯套2，因而轉向軸用防塵罩的裝配操作變得容易，且將轉向軸用防塵罩1安裝到面板上的操作也可簡單地進行。另外，加強構件6不局限于金屬制。
第一、第二皺紋管3a、3b的各內周側端成為分別嵌合到襯套2的外周面上的環狀固定部32a、32b。另外，在各固定部32a、32b與安裝部31之間分別形成有向發動機室18側突出的突出部8a、8b。各突出部8a、8b分別具有相對于轉向軸20的軸相互逆向傾斜的傾斜部9a、9b，預先形成為向發動機室18側隆起的環狀連續的山形，并分別具有一個由該山山頂形成的環狀相連的頂部10a、10b。這些突出部8a、8b通過彎曲、展開或撓曲等變形，允許在方向盤進行高度調整時等的轉向軸20的偏斜，并吸收汽車在行駛過程中等的轉向軸20的振動。圖3的箭頭A表示的是轉向軸20的偏斜方向。另外，本實施形態的突出部8a、8b是向發動機室18側、即發動機室突出的形狀，但根據情況也可是向車室17側突出的形狀。另外，本實施形態的突出部8a、8b是具有一個頂部10a、10b的形狀，但根據情況也可是具有多個頂部10a、10b的形狀。
在此，在轉向軸20朝圖3的箭頭A方向傾斜時，遠離該偏斜的轉動中心的第一皺紋管3a的變形量要大于靠近該傾斜運動的轉動中心的第二皺紋管3b的變形量。在本實施形態中，使靠近車室17側的第一皺紋管3a的頂部10a的曲率大于第二皺紋管3b的頂部10b的曲率。換句話說，使頂部10a的曲率半徑小于頂部10b的曲率半徑。采用這種結構，不用改變雙方的皺紋管3a、3b的傾斜部9a的角度即可使第一皺紋管3a的傾斜部9a的長度大于第二皺紋管3b的傾斜部9a，另外，由于第一皺紋管3a的頂部10a易于彎曲，故可使第一皺紋管3a沿轉向軸20的徑向的變形大于第二皺紋管3b而易于變形。由此，可提高防塵罩本體30對于轉向軸20的傾斜或偏斜等的跟隨性。
另外，在本實施形態中，使各突出部8a、8b的頂部10a、10b向靠近固定部32a、32b偏置，而不是位于固定部32a、32b與安裝部31的中間位置。采用這種結構，可使第一、第二皺紋管3a、3b的展開長度變長，在轉向軸20偏斜時彎曲的突出部8a、8b上的部位固定在頂部10a、10b附近，從而可以防止在轉向軸20偏斜時防塵罩本體30縱向彎曲或在防塵罩本體30上產生褶皺。通過防止防塵罩本體30縱向彎曲或產生褶皺可提高防塵罩本體30的耐久性。另外，突出部8a、8b的頂部10a、10b也可向靠近安裝部31偏置，而不是位于固定部32a、32b與安裝部31的中間位置。這種情況下也可取得同樣的效果。
另外，在本實施形態中，在沒有外力作用于轉向軸用防塵罩1上的初始狀態下，最靠近車室17側的第一皺紋管3a的傾斜部9a的一部分與第二皺紋管3b的一部分相接觸。該接觸部分用圖1中的符號c表示。采用這種結構，第一皺紋管3a在沿轉向軸20的徑向進行伸縮時，變形時的基點、即第一皺紋管3a的突出部8a的固定部32a側的彎曲部分將發生變化，從而可以避免應力始終集中在固定的部位上。尤其是可以分散與第二皺紋管3b相比變形量較大的第一皺紋管3a的應力集中部位，從而提高防塵罩本體30的整體的耐久性。
另外，在防塵罩本體30的第一皺紋管3a與安裝部31的連接處的內部的角處形成有環狀的沒有棱角的圓形槽11，以不易于引起應力集中。采用本實施形態的防塵罩本體30，由于利用安裝部31連接第一、第二皺紋管3a、3b并與加強構件6一體成形，故在拔模時將第一皺紋管3a掀起后從模具中取出。在該拔模時，可以避免第一皺紋管3a與安裝部31的連接部位的應力集中，也可避免在拔模時防塵罩本體30受到損傷。第二皺紋管3b與安裝部31的連接部位的角處也形成為沒有棱角的圓形角部，從而不易引起應力集中。
如圖1和圖4所示，襯套2預先形成為具有供轉向軸20貫穿的孔徑的圓筒狀，在轉向軸20滑接的內周面上至少設有一個主要用于保持用作潤滑劑的潤滑脂的槽12。槽12只要能夠發揮保持潤滑脂的作用，可以是任何形狀和個數，直線狀、螺旋狀、環狀中的任何一種都可以，但考慮到襯套2在成型時的拔模問題，最好是沿轉向軸20的軸向延伸的直線的槽12。另外，槽12的個數并沒有特別的限制，但多個較好，最好是沿圓周方向等間隔地設置多個。通過將作為潤滑劑的潤滑脂保持在該槽12中，可使轉向軸20相對于襯套2進行更長時間、更為平滑地轉動滑動。圖3的箭頭B表示的是轉向軸20的轉動方向。
在此，構成襯套2的低摩擦材料最好是使用滑動性良好、即摩擦系數低的、且具有不易因轉向軸20的轉動或偏斜、或是安裝構件5的緊固力而產生變形的剛度的硬質低摩擦材料，例如在本實施形態中使用了聚酰胺樹脂，但也可使用聚四氟乙烯樹脂或鋁等金屬材料。另外，也可使用聚縮醛或含油樹脂。
在襯套2的外周面上形成有供第一、第二皺紋管3的各固定部32a、32b嵌合的嵌合部22和用于防止防塵罩本體30脫落的臺階部14。在本實施形態中，臺階部14由形成在襯套2的一側的端部、例如發動機室18側的端部上的凸緣構成。另外，在襯套2的形成有凸緣14的端部的相反側的端部、即車室17側的端部上固定安裝構件5。另外，在嵌合部22的外周面上形成有多個環狀的凸部13，且在第一、第二皺紋管3a、3b的各固定部32a、32b的內周上預先形成有供該凸部13嵌入的環狀槽，通過將凸部13嵌合到固定部32a、32b的槽內，可以提高襯套2與第一、第二皺紋管3a、3b之間的密封性，并可以防止第一、第二皺紋管3a、3b相對于襯套2錯位或脫落。在配置在發動機室18側的第二皺紋管3b上形成有與形成在襯套2上的凸緣14相扣的臺階部15。由此，第一、第二皺紋管3a、3b的固定部32a、32b被挾持固定在安裝構件5與凸緣14之間，利用安裝構件5防止防塵罩本體30朝車室17側脫落，并利用凸緣14防止防塵罩本體30朝發動機室18側脫落。
另外，在襯套2的發動機室18側的端部上設置有密封唇4。例如在本實施形態中，通過使密封唇4與襯套2插入成形，使作為不同構件的襯套2與密封唇4一體化。密封唇4具有與轉向軸20的外周連續接觸以進行密封的唇部4a。密封唇4可防止來自發動機室18的雨水或粉塵等的侵入，并可防止潤滑脂朝發動機室18側流出。
由于各第一、第二皺紋管3a、3b的內側的環狀端部、即固定部32a、32b嵌合在襯套2上，故只用該緊固力即可將用于堵住上述襯套2與面板23之間的間隙(柱孔)的防塵罩本體30固定到襯套2上，但使用安裝構件5進一步從周圍緊固，能更可靠地固定。在此，本實施形態的轉向軸用防塵罩1使用了對多個皺紋管3的內周側端部的固定部32a、32b進行緊固、并將它們壓住固定到襯套2上的安裝構件5。這種情況下，皺紋管3的內周端的固定部32a、32b受到襯套2與安裝構件5的挾持而固定在襯套2上。由于安裝構件5施加在各內周端的固定部32a、32b上的緊固力由襯套2承受，故不會阻礙轉向軸20的平滑轉動。即，轉向軸20相對于襯套2的滑動性不會惡化，能夠可靠地將皺紋管3固定在襯套2上。
安裝構件5例如為金屬制，并預先形成為如圖5所示的淺杯狀，其包括具有圓形開口5a的圓板部5b和與該圓板部5b一體化的圓筒5c。該開口5a的邊緣固定在襯套2上，且圓板部5b與第一皺紋管3a的固定部32a的車室17側的端面抵接，從而防止防塵罩本體30朝車室17側脫落。筒部5c將第一、第二皺紋管3a、3b的固定部32a、32b壓向襯套2，并將第一、第二皺紋管3a、3b固定到襯套2上。
在此，筒部5c的端部5d利用外側卷邊加工預先卷成圓形截面的邊緣，從而使安裝構件5的與第一皺紋管3a相接觸的邊緣沒有棱角。由此，即使第一皺紋管3a在變形時與安裝構件5的邊緣接觸，也可避免第一皺紋管3a受到損傷。上述形狀的安裝構件5例如可利用拉深加工進行制造。
本實施形態的轉向軸用防塵罩1利用與密封唇4一體化的襯套2、一體化形成有第一、第二皺紋管3a、3b的防塵罩本體30以及安裝構件5，例如以如下方式進行裝配。首先，將第二皺紋管3b的固定部32b插入襯套2的嵌合部22上直到臺階部15碰到凸緣14以進行嵌合，接著，將第一皺紋管3a的固定部32a嵌合到襯套2的嵌合部22及第二皺紋管3b的固定部32b上。此時，第一皺紋管3a的傾斜部9a的一部分、即固定部32a附近的傾斜部9a與第二皺紋管3b的一部分、即固定部32b的斜面部分c接觸。接著，將安裝構件5嵌在襯套2上，使襯套2的嵌合部22貫穿圓板部5b的開口5a，并將筒部5c壓入以覆蓋第一、第二皺紋管3a、3b的固定部32a、32b，從而利用筒部5c使第一、第二皺紋管3a、3b的固定部32a、32b處于緊固在襯套2上的狀態。這種狀態下，如果是合成樹脂制的襯套，則通過加熱使穿出安裝構件5的開口5a的襯套2的嵌合部22的端部產生塑性變形，而如果是輕金屬制的襯套，則通過鉚接，將安裝構件5固定到襯套2上。利用上述方法對轉向軸用防塵罩1進行裝配。
如圖3所示，將完成裝配的轉向軸用防塵罩1的安裝部31嵌入孔罩23內。圖3中的符號21是將轉向軸用防塵罩1固定到孔罩23上的帶環。另外，例如安裝部31的凸緣部31b的與孔罩23相對的面上預先形成有環狀的凸部16，通過將該凸部16嵌入在孔罩23的安裝孔的周邊形成的環狀槽內，可以提高孔罩23與防塵罩本體30之間的密封性，而且可以防止轉向軸用防塵罩1相對于孔罩23產生錯位。
采用這種轉向軸用防塵罩1，由于襯套2使用低摩擦材料，而皺紋管3使用橡膠材料，故可以同時實現相對于圖3中的箭頭B所示的轉向軸20的軸轉動的良好的滑動性以及相對于圖3中的箭頭A所示的轉向軸20的偏斜的柔軟的跟隨性。另外，利用并列設置在轉向軸20的軸向上的兩個皺紋管3a、3b及密封唇4，可以實現高隔音性能及防止雨水、粉塵、外部空氣等侵入車室17內的高密封性。此外，由于轉向軸用防塵罩1利用滑動性良好的低摩擦材料制的襯套2以及接觸面積小、且滑動性良好的NBR制的密封唇4與轉向軸20接觸，故轉向軸20在轉動時不會產生異常噪音。另外，即使將防塵罩本體30固定到轉向軸用防塵罩1上的嵌合力較大，但由于該嵌合力由襯套2承受，故可以防止因為該嵌合力而使轉向軸20的轉動滑動性能惡化。另外，由于防塵罩本體30與密封唇4是不同的構件，故可以根據各自的作用選擇最佳的材料。
另外，上述實施形態是本發明的最佳實施形態的一例，但并不局限于此，可在不背離本發明的宗旨的范圍內進行各種變更。例如，如圖6至圖8所示，根據車室17內的節省空間或設計上的要求等，襯套2也可以一開始就是相對于安裝面板23傾斜配置的轉向軸用防塵罩1。另外，在圖6至圖8中，與上述實施形態相同的結構要素附有相同的符號標記。在圖6至圖8所示的例子中，第一皺紋管3a與第二皺紋管3b分別獨立形成，通過第一皺紋管3a與第二皺紋管3b的相互的外周側的端部的嵌合而形成一體，進行裝配。例如，第一、第二皺紋管3a、3b的外周端預先形成為例如橢圓形，并在夾有加強構件6的狀態下相互嵌合。第二皺紋管3b的外周端具有與面板19上形成的柱孔的內周面相抵接的橢圓形的筒狀部31a，第一皺紋管3a的外周端具有與面板19上形成的柱孔的周邊相抵接的橢圓形的凸緣部31b。將加強構件6嵌合在第二皺紋管3b的筒狀部31a上，將該加強構件6的突檐6a嵌合在第一皺紋管3a的凸緣部31b中。由此，第一皺紋管3a與第二皺紋管3b的各外周端裝配成一體，這些成為一體的外周端成為嵌入面板19內的安裝部31。接著，利用從第一、第二皺紋管3a、3b的各外周端起向內周側延伸的部分使突出部8a、8b相對于面板19傾斜地被支撐著，由此，利用第一、第二皺紋管3a、3b的固定部32a、32b使襯套2相對于面板19傾斜地被支撐著，從而使轉向軸20一開始就相對于面板19被襯套2傾斜地支撐著。如果像上述例子那樣使多個皺紋管3a、3b獨立，則具有在用模具成形防塵罩本體30時易于拔模的優點。
另外，例如在上述實施形態中，在將安裝構件5套在嵌合有第一、第二皺紋管3a、3b的襯套2上后，通過加熱襯套2使其產生塑性變形，從而將安裝構件5固定到襯套2上，但不局限于此例，例如，也可以將加熱過的安裝構件5套在嵌合有第一、第二皺紋管3a、3b的襯套2上，利用冷卻的安裝構件5產生的熱收縮，使安裝構件5在使第一、第二皺紋管3a、3b處于緊固在襯套2上的狀態下固定到襯套2上。或者，也可以將安裝構件5套在嵌合有第一、第二皺紋管3a、3b的襯套2上，通過在該狀態下使安裝構件5產生塑性變形，使安裝構件5在使第一、第二皺紋管3a、3b壓在襯套2上的狀態下固定到襯套2上。另外，根據情況，防塵罩本體30與密封唇4也可一體地形成。
另外，圖9至圖16表示的是其它的實施形態。與上述實施形態相同的結構附有相同的符號標記，并省略詳細說明。
如圖9所示，在本實施形態的轉向軸用防塵罩中，在襯套2的車室17側的端部上也配置有與轉向軸20的外周面相接觸的環狀密封唇25，并與配置在發動機室18側的端部上的密封唇4一起，從兩側對填充在襯套2的槽12中的潤滑脂進行密封。由此，可以防止填充在轉向軸20與襯套2之間的潤滑脂流出，從而可以充分防止因潤滑脂的不足而造成的粘滯滑動。即，即使只有配置在襯套2的發動機室18側的密封唇4也可以防止保持在襯套2的內周面上的潤滑脂發生泄漏而造成潤滑不足的情況，但在此基礎上，通過在車室17側也設置唇25，將潤滑脂保持在兩條唇4、25之間，能夠可靠地對襯套2內密封。與密封唇4一樣，該密封唇25最好是使用例如具有優秀的滑動性和密封性的橡膠材料或彈性體，其并不局限于特定的材料，但使用例如NBR(丁腈橡膠)較好。密封唇25安裝在襯套2或安裝構件5、或是防塵罩本體中的任何一方上，配置在襯套2的發動機室18側的端部附近。本實施形態的密封唇25預先與安裝構件5一體成形，可在將安裝構件5安裝到襯套2上的同時，將密封唇25配置到襯套2的發動機室18側。
另外，本實施形態的安裝構件5利用合成樹脂、例如聚酰胺樹脂成形。如圖9及圖15所示，安裝構件5呈具有保持皺紋管部3a、3b的內徑側端部的大直徑筒部5a和直接嵌合在襯套2上的小直徑筒部5b的帶臺階的環狀，此外，大直徑部5a的前端開口邊緣5c形成為角狀，呈為了不與皺紋管3抵接而具有曲面的前端邊緣的錐狀。在將這種形狀的安裝構件5安裝到襯套2上時，第一及第二皺紋管3a、3b的各固定部32a、32b在一部分重疊的狀態下被緊固保持在大直徑筒部5a與襯套2之間(參照圖9)。由此，各皺紋管3a、3b的內周端32a、32b在嵌合在襯套2上的狀態下進一步由安裝構件5緊固在安裝構件5與襯套2之間，從而使皺紋管3a、3b可靠地固定在襯套2上。此外，由于安裝構件5的緊固力由襯套2承受，故不會阻礙轉向軸20的平滑轉動。在此，唇25一體地設置在本實施形態的安裝構件5上。具體來說，如圖15及圖16所示，在嵌合唇25的面、例如小直徑筒部5b的外周面上涂敷粘結劑的狀態下，將預先由注塑成形的聚酰胺樹脂制的安裝構件5收容到唇25的模具內，并將安裝構件5作為芯材對唇25進行硫化成形，從而與安裝構件5一體成形。
另外，如圖9、圖12和圖14所示，在本實施形態的轉向軸用防塵罩中，作為將安裝構件5安裝到襯套2上的結構采用了將安裝構件5壓入規定位置上即可固定的彈性卡扣鎖定方式。即，在襯套2的車室17側的端部上具有沿徑向彈性變形的鉤部26，在將環狀的安裝構件5套入時，鉤部26的前端向徑向內側撓曲，在安裝構件5通過后，鉤部前端回到原來的位置上，使得鉤部26的前端扣住安裝構件5的后端，從而固定住嵌在襯套2上的安裝構件5。在鉤部26的前端上設置有爪部27，該爪部包括在裝入安裝構件5時與安裝構件5的小直徑筒部5b的內周面的前端邊緣相接的斜面27a以及在裝入安裝構件5后與安裝構件5的小直徑筒部5b的后端面相抵接的垂直面27b。只要至少一處具有鉤部26即可防止安裝構件5的脫落，但具有多個較好，而每隔90°在四個地方設置更好。采用這種安裝方式，在壓入安裝構件5時，因安裝構件5的小直徑筒部5b的內周面的前端邊緣抵接到爪部27的斜面27a上而受到的向徑向內側的力使包括爪部27在內的鉤部26整體向徑向內側撓曲，從而允許安裝構件5插入，安裝構件5在壓入并完全越過爪部27時(達到規定的嵌合位置時)，鉤部26彈性地回復，使得爪部27扣住安裝構件5的小直徑筒部5b的后端面，從而固定安裝構件5，使其不脫落(參照圖9、圖10)。只要將安裝構件5推壓在襯套2上，鉤部26的爪部27即可自動地扣住該安裝構件5的邊緣，從而固定安裝構件5，這樣安裝操作完成，很簡單，裝配工時數以及工序可以減少。另外，該彈性卡扣鎖定方式的安裝構件5的固定方法并不局限于上述樹脂制的安裝構件，像前面的實施形態那樣通過對金屬板進行沖壓、拉深加工而形成圓筒狀的安裝構件也可以實施。
另外，最好使橡膠制防塵罩本體30的安裝部31的嵌合在孔罩23的內周面上的面(參照圖3)、即筒狀部31a的外周面31c形成為減小接觸面積以減小摩擦系數的粗糙面以提高裝入性能。即，有時為了實現密封性和固定力而使轉向軸用防塵罩1的外徑(安裝部31的外徑)大于面板19的柱孔24的內徑以實現過盈配合。這種情況下，橡膠制防塵罩本體30的安裝部31的表面將難以滑動，由于難以將轉向軸用防塵罩1裝入面板19中，故可以想象，操作性將因此而變差，如果像這樣預先在轉向軸用防塵罩1的相對于孔罩23的嵌合部(筒狀部31a的外周面31c)上設置細微的凹凸以形成為減小摩擦系數(換句話說，減小接觸面積)的粗糙面，則裝入將因此而變得容易。另外，即使像這樣使裝入變得容易，但由于緊固余量自身沒有變化，故不會影響密封性和固定力。這種細微的凹凸可通過例如在密封件成形金屬模具中利用化學藥品的作用對表面進行腐蝕的腐蝕處理(化學處理)、以物理方式在對象物表面噴射沙子或玻璃顆粒等的珩磨處理(物理處理)、軋花等進行設置。這種細微的凹凸或淺凹凸的面作為梨皮加工或起皺加工等而被人熟知。另外，該表面的凹凸只要使摩擦系數減小，換句話說，使接觸面積減小到能夠提高轉向軸用防塵罩的橡膠制防塵罩本體的安裝部在裝入時的操作性即可，該凹凸形狀或凹凸的尺寸、深度并沒有特別的限制。
另外，在防塵罩本體30的多個皺紋管3a、3b的至少皺紋管之間可接觸的部分或相同的皺紋管之間接觸的部分上最好預先設置有用于防止它們之間緊貼的細微的凹凸或淺凹凸。如圖1或圖9所示，轉向軸用防塵罩1包括多個皺紋管3a、3b，該皺紋管包括具有傾斜部9a、9b及頂部10a、10b的突出部8a、8b，例如在使轉向軸20偏斜這樣的使用時，兩個皺紋管3a、3b之間可能會相互緊貼，或同一個皺紋管3a或3b的內表面的內徑側傾斜部與外徑側傾斜部可能會緊貼，這種情況下，在緊貼部分分離時可能會產生異常噪音。在此，通過至少在有可能緊貼的部位33上設置上述細微的凹凸以預先形成為可減小相互的接觸面積的粗糙面，可防止相互的緊貼，不產生異常噪音。與在上述的筒狀部31a的外周面上形成的凹凸一樣，這種凹凸可通過例如在密封件成形金屬模具中利用化學藥品的作用對表面進行腐蝕的腐蝕處理(化學處理)、物理方式地在對象物表面噴射沙子或玻璃顆粒等的珩磨處理(物理處理)等形成細小的梨皮或起皺等的凹凸花紋來進行設置。
權利要求
1.一種轉向軸用防塵罩，可堵住在隔開發動機室與車室的面板上設有的柱孔內穿過的轉向軸與所述面板之間的所述柱孔，其特征在于，包括供所述轉向軸貫穿的低摩擦材料制的襯套；在所述轉向軸的軸向上具有多個皺紋管、且配置在所述襯套與所述面板之間以封住其間間隙的橡膠制的防塵罩本體；以及配置在所述襯套的至少發動機室側、而與所述轉向軸的外周面相接觸的環狀密封唇。
2.如權利要求1所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，所述防塵罩本體的所述多個皺紋管通過使各外周側的端部連續而一體成形。
3.如權利要求1所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，所述防塵罩本體的所述多個皺紋管分別獨立形成，通過將相互的外周側的端部嵌合到所述柱孔的邊緣上，并將內周側的端部嵌合到所述襯套上而進行一體化。
4.如權利要求1所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，還包括安裝構件，該安裝構件通過包圍所述多個皺紋管的內周側的端部，將所述內周側端部緊固在其與所述襯套之間，從而將所述多個皺紋管固定在所述襯套上。
5.如權利要求4所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，所述安裝構件在嵌合在所述襯套和所述多個皺紋管的內周側端部上的狀態下，利用所述襯套端部的鉚接固定在所述襯套上。
6.如權利要求4所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，在所述襯套的端部上具有鉤部，以彈性卡扣鎖定的方式固定所述安裝構件，在將所述安裝構件套在所述襯套上時該鉤部產生徑向彈性變形以允許該安裝構件通過，在所述安裝構件嵌在該襯套上后，鉤部的前端扣住該安裝構件的端部以防止嵌在所述襯套上的所述安裝構件脫落。
7.如權利要求4所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，對所述安裝構件的壓住所述皺紋管的邊緣進行外側卷邊加工。
8.如權利要求1所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，所述皺紋管包括在內周側的端部與外周側的端部之間的相對于所述襯套的軸相互逆向傾斜的兩個傾斜部、以及由將它們連續相連的曲面構成的一個頂部，并至少具有一個朝著所述發動機室側或車室側中任何一方突出的環狀突出部。
9.如權利要求8所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，在沒有外力作用的初始狀態下，所述多個皺紋管的內周側的端部附近的最靠近車室側的皺紋管的傾斜部的一部分與其它的皺紋管的一部分接觸。
10.如權利要求8所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，所述突出部向所述發動機室側突出，而且最靠近車室側的所述皺紋管的所述頂部的曲率大于其它的皺紋管的頂部的曲率。
11.如權利要求8所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，所述突出部的頂部形成在所述皺紋管的內周側的端部附近或所述皺紋管的外周側的端部附近。
12.如權利要求8所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，在最靠近發動機室側或車室側的皺紋管的外周側的端部上形成有圓形的槽。
13.如權利要求1所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，在所述襯套的內周面上形成有保持粘性潤滑劑用的槽。
14.如權利要求1所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，在所述襯套的外周面上形成有用于固定所述皺紋管的臺階部。
15.如權利要求1所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，在所述襯套的車室側的端部上也配置有與所述轉向軸的外周面相接觸的環狀密封唇。
16.如權利要求1所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，所述防塵罩本體的至少與所述柱孔的內周面相接觸的面形成為減小摩擦系數的粗糙面。
17.如權利要求1所述的轉向軸用防塵罩，其特征在于，所述防塵罩本體的所述多個皺紋管的至少皺紋管彼此之間相接觸的部分或同一個皺紋管之間相接觸的部分形成為使接觸面積減小的粗糙面。
全文摘要
本發明提供一種可防止在操作方向盤時產生異常噪音的轉向軸用防塵罩(1)，包括供轉向軸(20)貫穿的由低摩擦材料制成的襯套(2)；設置在轉向軸(20)的軸向上的多個配置在襯套(2)與面板(19)之間以封住其間間隙的由橡膠制成的皺紋管(3)；以及與轉向軸(20)的外周相接觸的環狀密封唇(4)。
文檔編號F16J3/04GK1910076SQ20058000252
公開日2007年2月7日 申請日期2005年1月14日 優先權日2004年1月15日
發明者森山誠一, 佐藤廣, 山田潤, 柴卓史, 池之谷智彥, 渡邊淳 申請人:日本精工株式會社, 恩斯克轉向器株式會社, 基珀株式會社