专利名称：转向轴用防尘罩的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可堵住在隔开发动机室与车室的面板上设有的柱孔中穿过的转向轴与面板之间的间隙(柱孔)的转向轴用防尘罩，尤其是涉及具有用于跟随转向轴的偏斜的皱纹管的转向轴用防尘罩。
背景技术：
汽车的转向轴通过在隔开车室与发动机室的面板上设有的开口贯穿该面板进行配置。为了防止雨水、粉尘、外部空气、噪音等侵入车室内，在该面板的开口边缘与转向轴之间设置有转向轴用防尘罩。由于方向盘进行的高度调整或汽车行驶时的振动等，转向轴会相对于在面板上设有的开口作相对移动，为了避免例如倾斜或偏斜，故在转向轴用防尘罩上装有皱纹管。皱纹管由易于变形的柔软的橡胶材料制成，该皱纹管利用变形来跟随转向轴的偏斜。
作为以往的转向轴用防尘罩，有专利文献1中公开的技术方案。如图17所示，该转向轴用防尘罩100包括被转向轴贯穿并与该转向轴接触的轴封部101以及内周端与该轴封部101连接、外周端与面板固定构件103粘合的两个皱纹管部102、102，轴封部101和两个皱纹管部102、102通过使用橡胶材料利用金属模具一体成形。在该技术方案中，由于具有两个皱纹管部102、102而提高了隔音性能，而且由于这两个皱纹管部102、102和由转向轴贯穿的轴封部101一体成形，故将它们组装到车体上的作业易于进行。
专利文献1日本专利特开2001-324018发明的公开发明所要解决的技术问题然而，在专利文献1的技术方案中，由于转向轴进行转动滑动的轴封部101和皱纹管部102由相同的橡胶材料构成，故转向轴和轴封部101之间的摩擦阻力大，因而存在通过操作方向盘使转向轴转动时，转向轴和轴封部101摩擦，从而产生异常噪音的问题。
在此，本发明的目的在于提供一种可防止操作方向盘时产生异常噪音、针对转向轴的轴转动具有良好的滑动性、针对转向轴的偏斜具有柔软的跟随性以及具有防止雨水、粉尘、外部空气、噪音等侵入车室内的高密封性的转向轴用防尘罩。
解决技术问题所采用的技术方案为了实现该目的，本发明的堵住在隔开发动机室与车室的面板上设有的柱孔内穿过的转向轴与面板之间的柱孔的转向轴用防尘罩，包括转向轴所贯穿的低摩擦材料制成的衬套；在转向轴的轴向具有多个皱纹管、且配置在衬套与面板之间以封住其间间隙的由橡胶制成的防尘罩本体；以及配置在衬套的至少发动机室侧的与转向轴的外周面相接触的环状密封唇。
由此，利用低摩擦材料制成的衬套可实现针对转向轴的轴转动的良好的滑动性，利用橡胶制成的皱纹管可实现针对转向轴的偏斜的柔软的跟随性。另外，利用在转向轴的轴向设有的多个皱纹管及密封唇可实现好的隔音性能及防止雨水、粉尘、外部空气等侵入车室内的高密封性。此外，只有滑动性良好的低摩擦材料制成的衬套及接触面积小的密封唇与转向轴接触，故可防止转向轴在转动时的异常噪音。
在此，防尘罩本体可通过预先使多个皱纹管的各外周侧的端部连续而一体成形，也可在多个皱纹管分别独立形成后通过将相互的外周侧的端部嵌合到柱孔的边缘上、并将内周侧的端部嵌合到衬套上进行一体化。另外，由于防尘罩本体的多个皱纹管的内侧的环状端部嵌合在衬套上，故只用紧固力即可固定在衬套上，但最好是设置包围多个皱纹管的内周侧的端部的安装构件以进一步从周围紧固。由此，皱纹管的内周端在嵌合在衬套上的状态下进一步利用安装构件紧固在柱孔与衬套之间，使皱纹管可靠地固定在衬套上。另外，由衬套承受安装构件的紧固力，故不会阻碍转向轴相对于衬套的平滑转动。
另外，在本发明中，安装构件只要具有包围嵌合在衬套上的多个皱纹管的内侧的环状端部以进行紧固的圆筒部或环状部即可，其材料、形状并没有特别的限制，但压住皱纹管的开口端的边缘最好进行外侧卷边加工或形成为具有曲面的前端边缘的锥形形状以避免皱纹管的损伤。另外，该安装构件的相对于衬套的固定结构可采用各种方式，但为了简化结构，最好是采用例如在嵌合在衬套和多个皱纹管的内周侧端部上的状态下，利用衬套端的铆接固定到衬套上。另外，最好是在衬套的端部具有钩部，以弹性卡扣锁定的方式固定安装构件，在将安装构件套在衬套上时该钩部产生径向弹性变形以允许该安装构件通过，在安装构件套在该衬套上后，钩部的前端扣住安装构件的端部以防止嵌在衬套上的安装构件脱落。采用这种固定方式，只要将安装构件套入、压在衬套上即可完成安装。
另外，本发明中的防尘罩本体的皱纹管只要是允许转向轴的倾斜或偏斜的可变形的松驰结构即可，并不局限于特定的形状或结构，但在内周侧的端部和外周侧的端部之间，最好是具有相对于衬套的轴相互逆向倾斜的两个倾斜部以及由将它们连续连接的曲面构成的一个顶部，并至少具有一个朝着发动机侧或车室侧中任何一方突出的环状突出部。
另外，在该皱纹管中，突出部朝着发动机室侧突出，且最靠近车室侧的皱纹管的顶部的曲率大于其它的皱纹管的顶部的曲率更好。这种情况下，伴随转向轴的偏斜而产生的变形量最大的最靠近车室侧的皱纹管的长度不用改变倾斜角便可比其它的皱纹管长，且由于同一个皱纹管的顶部易于弯曲，故最靠近车室侧的皱纹管的朝着径向的变形变得更为容易，从而使皱纹管易于跟随转向轴的运动。
另外，在该皱纹管中，突出部的顶部最好是形成在皱纹管的内周侧的端部附近或外周侧的端部附近。这种情况下，不仅可使皱纹管变长，而且在转向轴偏斜时弯曲的突出部上的部位固定在顶部附近，从而可以防止在转向轴偏斜时皱纹管纵向弯曲或皱纹管上产生褶皱。
另外，在本发明中，最好是在没有外力作用的初始状态下使多个皱纹管的内周侧的端部附近的最靠近车室侧的皱纹管的倾斜部的一部分与其它的皱纹管的一部分相接触。这种情况下，最靠近车室侧的皱纹管在沿着转向轴的径向进行伸缩时，变形的基点会发生变化，从而可避免应力始终集中在一个部位，可实现应力集中部位的分散。
另外，在本发明的转向轴用防尘罩中，衬套的内周面上最好形成有保持润滑剂用的槽，而且最好在衬套的车室侧的端部上配置与转向轴的外周面相接触的环状密封唇，以使润滑剂保持在衬套的内周面上。
另外，在本发明中，防尘罩本体的至少与柱孔的内周面相接触的面最好形成为使摩擦系数减小的粗糙面。另外，防尘罩本体的多个皱纹管的至少皱纹管彼此之间相接触的部分或同一个皱纹管之间的相接触的部分是使接触面积减小的粗糙面。
发明效果采用本发明的转向轴用防尘罩，可防止方向盘操作时产生的异常噪音，且可具有针对转向轴的轴转动的良好的滑动性、针对转向轴的偏斜的柔软的跟随性以及防止雨水、粉尘、外部空气、噪音等侵入车室内的高密封性。
另外，在本发明中，如果设置包围多个皱纹管的内周侧的端部的安装构件以进一步从周围紧固，则可在转向轴相对于衬套的滑动性不恶化的状态下，可靠地将皱纹管固定到衬套上。
图1表示的是本发明的转向轴用防尘罩的一个实施形态，是沿图2的I-I线的剖视图。
图2是上述转向轴用防尘罩的俯视图。
图3是表示将上述转向轴用防尘罩安装在面板上的状态的剖视图。
图4是表示图1所示转向轴用防尘罩的衬套的形状的剖视图。
图5是表示图1所示转向轴用防尘罩的安装构件的形状的剖视图。
图6是表示本发明的转向轴用防尘罩的另一实施形态的一例的中间纵剖视图。
图7是图6的转向轴用防尘罩的俯视图。
图8是图6的转向轴用防尘罩的仰视图。
图9是表示本发明的转向轴用防尘罩的又一实施形态的一例的图，是沿图10中的IX-IX线的纵剖视图。
图10是从车室侧看到的本发明的再一实施形态的转向轴用防尘罩的图。
图11表示了图9的转向轴用防尘罩的中心线上一半结构的侧视图。
图12是表示图9所示转向轴用防尘罩的衬套的形状的剖视图。
图13是从车室侧看到的图12所示衬套的图。
图14是放大表示图12中的扣环部的图。
图15是表示图9所示转向轴用防尘罩的唇及弹性扣环的形状的剖视图。
图16是从车室侧看到的图15所示唇及弹性扣环的图。
图17是表示以往的转向轴用防尘罩的中间纵剖视图。
(元件符号说明)1转向轴用防尘罩2衬套3a、3b皱纹管4密封唇5安装构件8a、8b突出部9a、9b倾斜部10a、10b顶部11圆形的槽12衬套的内周面上形成的槽17车室18发动机室19面板20转向轴23孔罩24柱孔25密封唇
26钩部27爪部30防尘罩本体31皱纹管外周端的安装部31c皱纹管外周端的外周面32皱纹管内周端的固定部33皱纹管的可能紧贴的部位c接触部具体实施方式
下面参照附图所示实施形态，对本发明的结构进行详细说明。
图1至图5表示的是本发明的转向轴用防尘罩的一个实施形态。如图3所示，该转向轴用防尘罩1安装在隔开车室17与发动机室18的面板19上设有的柱孔24内，用以封住贯穿柱孔24的转向轴20和面板19之间的间隙(柱孔24)。该转向轴用防尘罩1至少包括转向轴20所贯穿的由低摩擦材料制成的衬套2；在转向轴20的轴向上具有多个皱纹管3a、3b的由橡胶制成的防尘罩本体30；以及配置在衬套2的至少发动机室侧的与转向轴20外周面相接触的环状密封唇4。另外，在本实施形态中，柱孔24由从面板19竖起的孔罩23形成。
防尘罩本体30在转向轴20的轴向上具有多个皱纹管，例如靠近车室17侧的第一皱纹管3a和靠近发动机室18侧的第二皱纹管3b。在此，构成防尘罩本体30的橡胶材料最好是使用可良好地跟随转向轴20的偏斜的具有高柔软性材料，例如在本实施形态中使用乙丙橡胶。另外，本实施形态的密封唇4使用对于滑动部分的密封具有良好的物性的NBR(丁腈橡胶)。不过，上述例举的材料是合适的示例，当然也可使用其它的材料。另外，在本实施形态中主要对设有第一和第二两个皱纹管3a、3b的例子进行说明，但根据情况也可设置三个以上的皱纹管。
本实施形态的防尘罩本体30例如使用金属模具一体成形，故第一、第二皱纹管3a、3b的各外周端呈连续形状。该连续的外周端部分成为嵌在隔开车室17与发动机室18的面板19上形成柱孔24的孔罩23上的安装部31。该安装部31包括与孔罩23的内周面抵接的筒状部31a和与该安装孔的周边抵接的凸缘部31b，在安装部31的内部埋设有具有突檐6a的筒状的金属制加强构件6。通过将第一、第二皱纹管3a、3b一体化使得转向轴用防尘罩1的装配操作及将其安装到孔罩23上的操作可以简单地进行。另外，由于第一、第二皱纹管3a、3b利用外周端的安装部31一体化，故易于在这些皱纹管3a、3b的内周端侧配置作为不同构件的衬套2，因而转向轴用防尘罩的装配操作变得容易，且将转向轴用防尘罩1安装到面板上的操作也可简单地进行。另外，加强构件6不局限于金属制。
第一、第二皱纹管3a、3b的各内周侧端成为分别嵌合到衬套2的外周面上的环状固定部32a、32b。另外，在各固定部32a、32b与安装部31之间分别形成有向发动机室18侧突出的突出部8a、8b。各突出部8a、8b分别具有相对于转向轴20的轴相互逆向倾斜的倾斜部9a、9b，预先形成为向发动机室18侧隆起的环状连续的山形，并分别具有一个由该山山顶形成的环状相连的顶部10a、10b。这些突出部8a、8b通过弯曲、展开或挠曲等变形，允许在方向盘进行高度调整时等的转向轴20的偏斜，并吸收汽车在行驶过程中等的转向轴20的振动。图3的箭头A表示的是转向轴20的偏斜方向。另外，本实施形态的突出部8a、8b是向发动机室18侧、即发动机室突出的形状，但根据情况也可是向车室17侧突出的形状。另外，本实施形态的突出部8a、8b是具有一个顶部10a、10b的形状，但根据情况也可是具有多个顶部10a、10b的形状。
在此，在转向轴20朝图3的箭头A方向倾斜时，远离该偏斜的转动中心的第一皱纹管3a的变形量要大于靠近该倾斜运动的转动中心的第二皱纹管3b的变形量。在本实施形态中，使靠近车室17侧的第一皱纹管3a的顶部10a的曲率大于第二皱纹管3b的顶部10b的曲率。换句话说，使顶部10a的曲率半径小于顶部10b的曲率半径。采用这种结构，不用改变双方的皱纹管3a、3b的倾斜部9a的角度即可使第一皱纹管3a的倾斜部9a的长度大于第二皱纹管3b的倾斜部9a，另外，由于第一皱纹管3a的顶部10a易于弯曲，故可使第一皱纹管3a沿转向轴20的径向的变形大于第二皱纹管3b而易于变形。由此，可提高防尘罩本体30对于转向轴20的倾斜或偏斜等的跟随性。
另外，在本实施形态中，使各突出部8a、8b的顶部10a、10b向靠近固定部32a、32b偏置，而不是位于固定部32a、32b与安装部31的中间位置。采用这种结构，可使第一、第二皱纹管3a、3b的展开长度变长，在转向轴20偏斜时弯曲的突出部8a、8b上的部位固定在顶部10a、10b附近，从而可以防止在转向轴20偏斜时防尘罩本体30纵向弯曲或在防尘罩本体30上产生褶皱。通过防止防尘罩本体30纵向弯曲或产生褶皱可提高防尘罩本体30的耐久性。另外，突出部8a、8b的顶部10a、10b也可向靠近安装部31偏置，而不是位于固定部32a、32b与安装部31的中间位置。这种情况下也可取得同样的效果。
另外，在本实施形态中，在没有外力作用于转向轴用防尘罩1上的初始状态下，最靠近车室17侧的第一皱纹管3a的倾斜部9a的一部分与第二皱纹管3b的一部分相接触。该接触部分用图1中的符号c表示。采用这种结构，第一皱纹管3a在沿转向轴20的径向进行伸缩时，变形时的基点、即第一皱纹管3a的突出部8a的固定部32a侧的弯曲部分将发生变化，从而可以避免应力始终集中在固定的部位上。尤其是可以分散与第二皱纹管3b相比变形量较大的第一皱纹管3a的应力集中部位，从而提高防尘罩本体30的整体的耐久性。
另外，在防尘罩本体30的第一皱纹管3a与安装部31的连接处的内部的角处形成有环状的没有棱角的圆形槽11，以不易于引起应力集中。采用本实施形态的防尘罩本体30，由于利用安装部31连接第一、第二皱纹管3a、3b并与加强构件6一体成形，故在拔模时将第一皱纹管3a掀起后从模具中取出。在该拔模时，可以避免第一皱纹管3a与安装部31的连接部位的应力集中，也可避免在拔模时防尘罩本体30受到损伤。第二皱纹管3b与安装部31的连接部位的角处也形成为没有棱角的圆形角部，从而不易引起应力集中。
如图1和图4所示，衬套2预先形成为具有供转向轴20贯穿的孔径的圆筒状，在转向轴20滑接的内周面上至少设有一个主要用于保持用作润滑剂的润滑脂的槽12。槽12只要能够发挥保持润滑脂的作用，可以是任何形状和个数，直线状、螺旋状、环状中的任何一种都可以，但考虑到衬套2在成型时的拔模问题，最好是沿转向轴20的轴向延伸的直线的槽12。另外，槽12的个数并没有特别的限制，但多个较好，最好是沿圆周方向等间隔地设置多个。通过将作为润滑剂的润滑脂保持在该槽12中，可使转向轴20相对于衬套2进行更长时间、更为平滑地转动滑动。图3的箭头B表示的是转向轴20的转动方向。
在此，构成衬套2的低摩擦材料最好是使用滑动性良好、即摩擦系数低的、且具有不易因转向轴20的转动或偏斜、或是安装构件5的紧固力而产生变形的刚度的硬质低摩擦材料，例如在本实施形态中使用了聚酰胺树脂，但也可使用聚四氟乙烯树脂或铝等金属材料。另外，也可使用聚缩醛或含油树脂。
在衬套2的外周面上形成有供第一、第二皱纹管3的各固定部32a、32b嵌合的嵌合部22和用于防止防尘罩本体30脱落的台阶部14。在本实施形态中，台阶部14由形成在衬套2的一侧的端部、例如发动机室18侧的端部上的凸缘构成。另外，在衬套2的形成有凸缘14的端部的相反侧的端部、即车室17侧的端部上固定安装构件5。另外，在嵌合部22的外周面上形成有多个环状的凸部13，且在第一、第二皱纹管3a、3b的各固定部32a、32b的内周上预先形成有供该凸部13嵌入的环状槽，通过将凸部13嵌合到固定部32a、32b的槽内，可以提高衬套2与第一、第二皱纹管3a、3b之间的密封性，并可以防止第一、第二皱纹管3a、3b相对于衬套2错位或脱落。在配置在发动机室18侧的第二皱纹管3b上形成有与形成在衬套2上的凸缘14相扣的台阶部15。由此，第一、第二皱纹管3a、3b的固定部32a、32b被挟持固定在安装构件5与凸缘14之间，利用安装构件5防止防尘罩本体30朝车室17侧脱落，并利用凸缘14防止防尘罩本体30朝发动机室18侧脱落。
另外，在衬套2的发动机室18侧的端部上设置有密封唇4。例如在本实施形态中，通过使密封唇4与衬套2插入成形，使作为不同构件的衬套2与密封唇4一体化。密封唇4具有与转向轴20的外周连续接触以进行密封的唇部4a。密封唇4可防止来自发动机室18的雨水或粉尘等的侵入，并可防止润滑脂朝发动机室18侧流出。
由于各第一、第二皱纹管3a、3b的内侧的环状端部、即固定部32a、32b嵌合在衬套2上，故只用该紧固力即可将用于堵住上述衬套2与面板23之间的间隙(柱孔)的防尘罩本体30固定到衬套2上，但使用安装构件5进一步从周围紧固，能更可靠地固定。在此，本实施形态的转向轴用防尘罩1使用了对多个皱纹管3的内周侧端部的固定部32a、32b进行紧固、并将它们压住固定到衬套2上的安装构件5。这种情况下，皱纹管3的内周端的固定部32a、32b受到衬套2与安装构件5的挟持而固定在衬套2上。由于安装构件5施加在各内周端的固定部32a、32b上的紧固力由衬套2承受，故不会阻碍转向轴20的平滑转动。即，转向轴20相对于衬套2的滑动性不会恶化，能够可靠地将皱纹管3固定在衬套2上。
安装构件5例如为金属制，并预先形成为如图5所示的浅杯状，其包括具有圆形开口5a的圆板部5b和与该圆板部5b一体化的圆筒5c。该开口5a的边缘固定在衬套2上，且圆板部5b与第一皱纹管3a的固定部32a的车室17侧的端面抵接，从而防止防尘罩本体30朝车室17侧脱落。筒部5c将第一、第二皱纹管3a、3b的固定部32a、32b压向衬套2，并将第一、第二皱纹管3a、3b固定到衬套2上。
在此，筒部5c的端部5d利用外侧卷边加工预先卷成圆形截面的边缘，从而使安装构件5的与第一皱纹管3a相接触的边缘没有棱角。由此，即使第一皱纹管3a在变形时与安装构件5的边缘接触，也可避免第一皱纹管3a受到损伤。上述形状的安装构件5例如可利用拉深加工进行制造。
本实施形态的转向轴用防尘罩1利用与密封唇4一体化的衬套2、一体化形成有第一、第二皱纹管3a、3b的防尘罩本体30以及安装构件5，例如以如下方式进行装配。首先，将第二皱纹管3b的固定部32b插入衬套2的嵌合部22上直到台阶部15碰到凸缘14以进行嵌合，接着，将第一皱纹管3a的固定部32a嵌合到衬套2的嵌合部22及第二皱纹管3b的固定部32b上。此时，第一皱纹管3a的倾斜部9a的一部分、即固定部32a附近的倾斜部9a与第二皱纹管3b的一部分、即固定部32b的斜面部分c接触。接着，将安装构件5嵌在衬套2上，使衬套2的嵌合部22贯穿圆板部5b的开口5a，并将筒部5c压入以覆盖第一、第二皱纹管3a、3b的固定部32a、32b，从而利用筒部5c使第一、第二皱纹管3a、3b的固定部32a、32b处于紧固在衬套2上的状态。这种状态下，如果是合成树脂制的衬套，则通过加热使穿出安装构件5的开口5a的衬套2的嵌合部22的端部产生塑性变形，而如果是轻金属制的衬套，则通过铆接，将安装构件5固定到衬套2上。利用上述方法对转向轴用防尘罩1进行装配。
如图3所示，将完成装配的转向轴用防尘罩1的安装部31嵌入孔罩23内。图3中的符号21是将转向轴用防尘罩1固定到孔罩23上的带环。另外，例如安装部31的凸缘部31b的与孔罩23相对的面上预先形成有环状的凸部16，通过将该凸部16嵌入在孔罩23的安装孔的周边形成的环状槽内，可以提高孔罩23与防尘罩本体30之间的密封性，而且可以防止转向轴用防尘罩1相对于孔罩23产生错位。
采用这种转向轴用防尘罩1，由于衬套2使用低摩擦材料，而皱纹管3使用橡胶材料，故可以同时实现相对于图3中的箭头B所示的转向轴20的轴转动的良好的滑动性以及相对于图3中的箭头A所示的转向轴20的偏斜的柔软的跟随性。另外，利用并列设置在转向轴20的轴向上的两个皱纹管3a、3b及密封唇4，可以实现高隔音性能及防止雨水、粉尘、外部空气等侵入车室17内的高密封性。此外，由于转向轴用防尘罩1利用滑动性良好的低摩擦材料制的衬套2以及接触面积小、且滑动性良好的NBR制的密封唇4与转向轴20接触，故转向轴20在转动时不会产生异常噪音。另外，即使将防尘罩本体30固定到转向轴用防尘罩1上的嵌合力较大，但由于该嵌合力由衬套2承受，故可以防止因为该嵌合力而使转向轴20的转动滑动性能恶化。另外，由于防尘罩本体30与密封唇4是不同的构件，故可以根据各自的作用选择最佳的材料。
另外，上述实施形态是本发明的最佳实施形态的一例，但并不局限于此，可在不背离本发明的宗旨的范围内进行各种变更。例如，如图6至图8所示，根据车室17内的节省空间或设计上的要求等，衬套2也可以一开始就是相对于安装面板23倾斜配置的转向轴用防尘罩1。另外，在图6至图8中，与上述实施形态相同的结构要素附有相同的符号标记。在图6至图8所示的例子中，第一皱纹管3a与第二皱纹管3b分别独立形成，通过第一皱纹管3a与第二皱纹管3b的相互的外周侧的端部的嵌合而形成一体，进行装配。例如，第一、第二皱纹管3a、3b的外周端预先形成为例如椭圆形，并在夹有加强构件6的状态下相互嵌合。第二皱纹管3b的外周端具有与面板19上形成的柱孔的内周面相抵接的椭圆形的筒状部31a，第一皱纹管3a的外周端具有与面板19上形成的柱孔的周边相抵接的椭圆形的凸缘部31b。将加强构件6嵌合在第二皱纹管3b的筒状部31a上，将该加强构件6的突檐6a嵌合在第一皱纹管3a的凸缘部31b中。由此，第一皱纹管3a与第二皱纹管3b的各外周端装配成一体，这些成为一体的外周端成为嵌入面板19内的安装部31。接着，利用从第一、第二皱纹管3a、3b的各外周端起向内周侧延伸的部分使突出部8a、8b相对于面板19倾斜地被支撑着，由此，利用第一、第二皱纹管3a、3b的固定部32a、32b使衬套2相对于面板19倾斜地被支撑着，从而使转向轴20一开始就相对于面板19被衬套2倾斜地支撑着。如果像上述例子那样使多个皱纹管3a、3b独立，则具有在用模具成形防尘罩本体30时易于拔模的优点。
另外，例如在上述实施形态中，在将安装构件5套在嵌合有第一、第二皱纹管3a、3b的衬套2上后，通过加热衬套2使其产生塑性变形，从而将安装构件5固定到衬套2上，但不局限于此例，例如，也可以将加热过的安装构件5套在嵌合有第一、第二皱纹管3a、3b的衬套2上，利用冷却的安装构件5产生的热收缩，使安装构件5在使第一、第二皱纹管3a、3b处于紧固在衬套2上的状态下固定到衬套2上。或者，也可以将安装构件5套在嵌合有第一、第二皱纹管3a、3b的衬套2上，通过在该状态下使安装构件5产生塑性变形，使安装构件5在使第一、第二皱纹管3a、3b压在衬套2上的状态下固定到衬套2上。另外，根据情况，防尘罩本体30与密封唇4也可一体地形成。
另外，图9至图16表示的是其它的实施形态。与上述实施形态相同的结构附有相同的符号标记，并省略详细说明。
如图9所示，在本实施形态的转向轴用防尘罩中，在衬套2的车室17侧的端部上也配置有与转向轴20的外周面相接触的环状密封唇25，并与配置在发动机室18侧的端部上的密封唇4一起，从两侧对填充在衬套2的槽12中的润滑脂进行密封。由此，可以防止填充在转向轴20与衬套2之间的润滑脂流出，从而可以充分防止因润滑脂的不足而造成的粘滞滑动。即，即使只有配置在衬套2的发动机室18侧的密封唇4也可以防止保持在衬套2的内周面上的润滑脂发生泄漏而造成润滑不足的情况，但在此基础上，通过在车室17侧也设置唇25，将润滑脂保持在两条唇4、25之间，能够可靠地对衬套2内密封。与密封唇4一样，该密封唇25最好是使用例如具有优秀的滑动性和密封性的橡胶材料或弹性体，其并不局限于特定的材料，但使用例如NBR(丁腈橡胶)较好。密封唇25安装在衬套2或安装构件5、或是防尘罩本体中的任何一方上，配置在衬套2的发动机室18侧的端部附近。本实施形态的密封唇25预先与安装构件5一体成形，可在将安装构件5安装到衬套2上的同时，将密封唇25配置到衬套2的发动机室18侧。
另外，本实施形态的安装构件5利用合成树脂、例如聚酰胺树脂成形。如图9及图15所示，安装构件5呈具有保持皱纹管部3a、3b的内径侧端部的大直径筒部5a和直接嵌合在衬套2上的小直径筒部5b的带台阶的环状，此外，大直径部5a的前端开口边缘5c形成为角状，呈为了不与皱纹管3抵接而具有曲面的前端边缘的锥状。在将这种形状的安装构件5安装到衬套2上时，第一及第二皱纹管3a、3b的各固定部32a、32b在一部分重叠的状态下被紧固保持在大直径筒部5a与衬套2之间(参照图9)。由此，各皱纹管3a、3b的内周端32a、32b在嵌合在衬套2上的状态下进一步由安装构件5紧固在安装构件5与衬套2之间，从而使皱纹管3a、3b可靠地固定在衬套2上。此外，由于安装构件5的紧固力由衬套2承受，故不会阻碍转向轴20的平滑转动。在此，唇25一体地设置在本实施形态的安装构件5上。具体来说，如图15及图16所示，在嵌合唇25的面、例如小直径筒部5b的外周面上涂敷粘结剂的状态下，将预先由注塑成形的聚酰胺树脂制的安装构件5收容到唇25的模具内，并将安装构件5作为芯材对唇25进行硫化成形，从而与安装构件5一体成形。
另外，如图9、图12和图14所示，在本实施形态的转向轴用防尘罩中，作为将安装构件5安装到衬套2上的结构采用了将安装构件5压入规定位置上即可固定的弹性卡扣锁定方式。即，在衬套2的车室17侧的端部上具有沿径向弹性变形的钩部26，在将环状的安装构件5套入时，钩部26的前端向径向内侧挠曲，在安装构件5通过后，钩部前端回到原来的位置上，使得钩部26的前端扣住安装构件5的后端，从而固定住嵌在衬套2上的安装构件5。在钩部26的前端上设置有爪部27，该爪部包括在装入安装构件5时与安装构件5的小直径筒部5b的内周面的前端边缘相接的斜面27a以及在装入安装构件5后与安装构件5的小直径筒部5b的后端面相抵接的垂直面27b。只要至少一处具有钩部26即可防止安装构件5的脱落，但具有多个较好，而每隔90°在四个地方设置更好。采用这种安装方式，在压入安装构件5时，因安装构件5的小直径筒部5b的内周面的前端边缘抵接到爪部27的斜面27a上而受到的向径向内侧的力使包括爪部27在内的钩部26整体向径向内侧挠曲，从而允许安装构件5插入，安装构件5在压入并完全越过爪部27时(达到规定的嵌合位置时)，钩部26弹性地回复，使得爪部27扣住安装构件5的小直径筒部5b的后端面，从而固定安装构件5，使其不脱落(参照图9、图10)。只要将安装构件5推压在衬套2上，钩部26的爪部27即可自动地扣住该安装构件5的边缘，从而固定安装构件5，这样安装操作完成，很简单，装配工时数以及工序可以减少。另外，该弹性卡扣锁定方式的安装构件5的固定方法并不局限于上述树脂制的安装构件，像前面的实施形态那样通过对金属板进行冲压、拉深加工而形成圆筒状的安装构件也可以实施。
另外，最好使橡胶制防尘罩本体30的安装部31的嵌合在孔罩23的内周面上的面(参照图3)、即筒状部31a的外周面31c形成为减小接触面积以减小摩擦系数的粗糙面以提高装入性能。即，有时为了实现密封性和固定力而使转向轴用防尘罩1的外径(安装部31的外径)大于面板19的柱孔24的内径以实现过盈配合。这种情况下，橡胶制防尘罩本体30的安装部31的表面将难以滑动，由于难以将转向轴用防尘罩1装入面板19中，故可以想象，操作性将因此而变差，如果像这样预先在转向轴用防尘罩1的相对于孔罩23的嵌合部(筒状部31a的外周面31c)上设置细微的凹凸以形成为减小摩擦系数(换句话说，减小接触面积)的粗糙面，则装入将因此而变得容易。另外，即使像这样使装入变得容易，但由于紧固余量自身没有变化，故不会影响密封性和固定力。这种细微的凹凸可通过例如在密封件成形金属模具中利用化学药品的作用对表面进行腐蚀的腐蚀处理(化学处理)、以物理方式在对象物表面喷射沙子或玻璃颗粒等的珩磨处理(物理处理)、轧花等进行设置。这种细微的凹凸或浅凹凸的面作为梨皮加工或起皱加工等而被人熟知。另外，该表面的凹凸只要使摩擦系数减小，换句话说，使接触面积减小到能够提高转向轴用防尘罩的橡胶制防尘罩本体的安装部在装入时的操作性即可，该凹凸形状或凹凸的尺寸、深度并没有特别的限制。
另外，在防尘罩本体30的多个皱纹管3a、3b的至少皱纹管之间可接触的部分或相同的皱纹管之间接触的部分上最好预先设置有用于防止它们之间紧贴的细微的凹凸或浅凹凸。如图1或图9所示，转向轴用防尘罩1包括多个皱纹管3a、3b，该皱纹管包括具有倾斜部9a、9b及顶部10a、10b的突出部8a、8b，例如在使转向轴20偏斜这样的使用时，两个皱纹管3a、3b之间可能会相互紧贴，或同一个皱纹管3a或3b的内表面的内径侧倾斜部与外径侧倾斜部可能会紧贴，这种情况下，在紧贴部分分离时可能会产生异常噪音。在此，通过至少在有可能紧贴的部位33上设置上述细微的凹凸以预先形成为可减小相互的接触面积的粗糙面，可防止相互的紧贴，不产生异常噪音。与在上述的筒状部31a的外周面上形成的凹凸一样，这种凹凸可通过例如在密封件成形金属模具中利用化学药品的作用对表面进行腐蚀的腐蚀处理(化学处理)、物理方式地在对象物表面喷射沙子或玻璃颗粒等的珩磨处理(物理处理)等形成细小的梨皮或起皱等的凹凸花纹来进行设置。
权利要求
1.一种转向轴用防尘罩，可堵住在隔开发动机室与车室的面板上设有的柱孔内穿过的转向轴与所述面板之间的所述柱孔，其特征在于，包括供所述转向轴贯穿的低摩擦材料制的衬套；在所述转向轴的轴向上具有多个皱纹管、且配置在所述衬套与所述面板之间以封住其间间隙的橡胶制的防尘罩本体；以及配置在所述衬套的至少发动机室侧、而与所述转向轴的外周面相接触的环状密封唇。
2.如权利要求1所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，所述防尘罩本体的所述多个皱纹管通过使各外周侧的端部连续而一体成形。
3.如权利要求1所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，所述防尘罩本体的所述多个皱纹管分别独立形成，通过将相互的外周侧的端部嵌合到所述柱孔的边缘上，并将内周侧的端部嵌合到所述衬套上而进行一体化。
4.如权利要求1所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，还包括安装构件，该安装构件通过包围所述多个皱纹管的内周侧的端部，将所述内周侧端部紧固在其与所述衬套之间，从而将所述多个皱纹管固定在所述衬套上。
5.如权利要求4所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，所述安装构件在嵌合在所述衬套和所述多个皱纹管的内周侧端部上的状态下，利用所述衬套端部的铆接固定在所述衬套上。
6.如权利要求4所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，在所述衬套的端部上具有钩部，以弹性卡扣锁定的方式固定所述安装构件，在将所述安装构件套在所述衬套上时该钩部产生径向弹性变形以允许该安装构件通过，在所述安装构件嵌在该衬套上后，钩部的前端扣住该安装构件的端部以防止嵌在所述衬套上的所述安装构件脱落。
7.如权利要求4所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，对所述安装构件的压住所述皱纹管的边缘进行外侧卷边加工。
8.如权利要求1所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，所述皱纹管包括在内周侧的端部与外周侧的端部之间的相对于所述衬套的轴相互逆向倾斜的两个倾斜部、以及由将它们连续相连的曲面构成的一个顶部，并至少具有一个朝着所述发动机室侧或车室侧中任何一方突出的环状突出部。
9.如权利要求8所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，在没有外力作用的初始状态下，所述多个皱纹管的内周侧的端部附近的最靠近车室侧的皱纹管的倾斜部的一部分与其它的皱纹管的一部分接触。
10.如权利要求8所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，所述突出部向所述发动机室侧突出，而且最靠近车室侧的所述皱纹管的所述顶部的曲率大于其它的皱纹管的顶部的曲率。
11.如权利要求8所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，所述突出部的顶部形成在所述皱纹管的内周侧的端部附近或所述皱纹管的外周侧的端部附近。
12.如权利要求8所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，在最靠近发动机室侧或车室侧的皱纹管的外周侧的端部上形成有圆形的槽。
13.如权利要求1所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，在所述衬套的内周面上形成有保持粘性润滑剂用的槽。
14.如权利要求1所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，在所述衬套的外周面上形成有用于固定所述皱纹管的台阶部。
15.如权利要求1所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，在所述衬套的车室侧的端部上也配置有与所述转向轴的外周面相接触的环状密封唇。
16.如权利要求1所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，所述防尘罩本体的至少与所述柱孔的内周面相接触的面形成为减小摩擦系数的粗糙面。
17.如权利要求1所述的转向轴用防尘罩，其特征在于，所述防尘罩本体的所述多个皱纹管的至少皱纹管彼此之间相接触的部分或同一个皱纹管之间相接触的部分形成为使接触面积减小的粗糙面。
全文摘要
本发明提供一种可防止在操作方向盘时产生异常噪音的转向轴用防尘罩(1)，包括供转向轴(20)贯穿的由低摩擦材料制成的衬套(2)；设置在转向轴(20)的轴向上的多个配置在衬套(2)与面板(19)之间以封住其间间隙的由橡胶制成的皱纹管(3)；以及与转向轴(20)的外周相接触的环状密封唇(4)。
文档编号F16J3/04GK1910076SQ20058000252
公开日2007年2月7日 申请日期2005年1月14日 优先权日2004年1月15日
发明者森山诚一, 佐藤广, 山田润, 柴卓史, 池之谷智彦, 渡边淳 申请人:日本精工株式会社, 恩斯克转向器株式会社, 基珀株式会社