JP2001012450A - ボールジョイント - Google Patents
ボールジョイントInfo
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- JP2001012450A JP2001012450A JP11188857A JP18885799A JP2001012450A JP 2001012450 A JP2001012450 A JP 2001012450A JP 11188857 A JP11188857 A JP 11188857A JP 18885799 A JP18885799 A JP 18885799A JP 2001012450 A JP2001012450 A JP 2001012450A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball
- shank
- peripheral wall
- boot seal
- outer peripheral
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
- F16C11/04—Pivotal connections
- F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
- F16C11/0666—Sealing means between the socket and the inner member shaft
- F16C11/0671—Sealing means between the socket and the inner member shaft allowing operative relative movement of joint parts due to flexing of the sealing means
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
- Sealing Devices (AREA)
Abstract
が柔軟に変形して追従することができると共に、ブーツ
シールのボール付シャンクに対する密着性を高めて外部
からの塵芥や泥水の侵入を完全に防止することができ、
しかもボール付シャンクの繰り返し揺動によってもブー
ツシールの破損する懸念のないボールジョイントを提供
する。 【解決手段】ブーツシール3が、ホルダ2に対して固定
される円環状の固定部31と、ボール付シャンク1に対
して嵌合する円環状のリップ部32と、上記固定部31
から起立した外側周壁33と、上記リップ部32から外
側周壁33の内径側へ垂下した内側周壁34と、上記外
側周壁33と内側周壁34とを互いに連結するS字屈曲
部35とから構成され、更に上記リップ部32が、ボー
ル付シャンク1に形成されたフランジ部13に対し、付
勢された状態で密着するように構成した。
Description
サスペンションアーム部やミッションコントロール部等
に使用されてリンク機構を構成するボールジョイントに
係り、詳細には、揺動及び回転運動自在に係合したホル
ダとボール付シャンクとの間に外部から粉塵等が侵入す
るのを防止するための改良に関する。
端にボール部が形成されたボール付シャンクと、上記ボ
ール部を包持するボール受け部が形成されたホルダとか
ら構成され、これらボール部とボール受け部とが極僅か
な隙間を介して摺接することにより、ボール付シャンク
がホルダに対して一定の角度以内で自由に揺動し得る
他、かかるボール付シャンクの軸を中心として自由に回
転運動をなし得るようになっている。
ントにおいては、ボール付シャンクのボール部とホルダ
のボール受け部との間に塵芥が侵入すると、これら両者
の摺接面が傷つき、早期摩耗の原因となる他、ホルダに
対するボール付シャンクの円滑な運動が損なわれること
から、従来より、ボール付シャンクとホルダとの間には
ブーツシールが取り付けられ、ボール部とボール受け部
との間に外部から塵芥が侵入するのを防止している。ま
た、このブーツシールはグリース等の潤滑剤の保持空間
をも提供しており、ブーツシール内に潤滑剤を保持する
ことで、ボール部とボール受け部との摺接面に常時グリ
ースが供給され、ボール付シャンクの円滑な運動を長期
にわたって維持することができるようになっている。
及び図7に示すものが一般的である。かかるブーツシー
ル100はシール本体部101の両端に開口部を備えた
略筒状に形成されており、一方の開口部の周縁にはホル
ダ102のボール受け部103に対して隙間なく緊密に
嵌合する固定部104が形成され、他方の開口部の周縁
にはボール付シャンク105のシャンク部106を締め
付けるリップ部107が形成されている。また、ボール
付シャンク105の動きに柔軟に追従し得るよう、かか
るブーツシール100はゴム等の弾性材料から形成され
ている。
ーツシール100は、図6に示すように、単にシール本
体部101の両端にリップ部107と固定部104とを
形成しただけの形状なので、例えばボール付シャンク1
05がホルダ102に対して揺動すると、かかるボール
付シャンク105が傾斜した方向と反対側では、リップ
部107と固定部104との距離が拡開してシール本体
部101が伸展し、この伸展に伴ってリップ部107が
シール本体部101側へ引っ張られるという欠点があっ
た。このため、かかるリップ部107とボール付シャン
ク105との間に隙間が生じ易く、ブーツシール100
の中に外部から塵芥や泥水等が侵入してしまう懸念があ
った。
は、ブーツシール100の装着後にリップ部107の上
から金属リングを装着する等して、リップ部107のボ
ール付シャンク105に対する密着性を高めれば良いの
だが、リングの装着作業に手間がかかる他、コスト高に
なるといった問題点があった。
ることでリップ部107の変形を少なくすることもでき
るが、このような構成を採用した場合、ボール付シャン
ク105が傾斜した側では該シャンク部106に押圧さ
れたシール本体部101が更に大きく外側に膨らみ、ホ
ルダ102のボール受け部103の外径よりも外側には
み出してしまう。このため、ブーツシール100がボー
ルジョイントの周辺機器と接触を生じ、ブーツシール1
00の破損が懸念されるといった問題点があった。
ものであり、その目的とするところは、ボール付シャン
クの揺動に対してブーツシールが柔軟に変形して追従す
ることができると共に、ブーツシールのボール付シャン
クに対する密着性を高めて外部からの塵芥や泥水の侵入
を完全に防止することができ、しかもボール付シャンク
の繰り返し揺動によってもブーツシールの破損する懸念
のないボールジョイントを提供することにある。
に、本発明のボールジョイントは、一端にボール部を有
すると共に他端には被取付部材が固定されるボール付シ
ャンクと、このボール付シャンクのボール部を包持する
ボール受け部を有し、上記ボール付シャンクに対して揺
動及び回転運動自在に連結したホルダと、上記ホルダと
ボール付シャンクとの間に装着され、上記ボール部とボ
ール受け部との摺接面に供給される潤滑剤を収容すると
共にこれらの間に塵芥が侵入するのを防止するブーツシ
ールとを備えたボールジョイントを前提とし、上記ブー
ツシールが、上記ホルダに対して固定される円環状の固
定部と、上記ボール付シャンクに対して嵌合する円環状
のリップ部と、上記ホルダの外径と略同一またはそれ以
下の径で上記固定部から起立した外側周壁と、上記リッ
プ部から外側周壁と重なるようにして該外側周壁の内径
側へ垂下した内側周壁と、上記外側周壁と内側周壁とを
互いに連結するS字屈曲部とから構成され、更に上記リ
ップ部が、上記被取付部材又はこの被取付部材を固定す
るためにボール付シャンクに形成されたフランジ部に対
し、付勢された状態で密着していることを特徴とするも
のである。
れば、ボール付シャンクとホルダとの間に装着されたブ
ーツシールは外側周壁と内側周壁とが重なるようにして
形成されており、これらをS字屈曲部で連結しているの
で、ボール付シャンクをホルダに対して傾斜させた場
合、かかるボール付シャンクが傾斜した方向と反対側で
はS字屈曲部が伸展するようにしてブーツシールが変形
する。このため、ボール付シャンクの揺動に対してブー
ツシールが余裕を持って無理なく追従することができ、
リップ部をボール付シャンクから引き離すような力が発
生し難くなっている。しかも、リップ部はボール付シャ
ンクに固定された被取付部材、又はこの被取付部材を固
定するためにボール付シャンクに形成されたフランジ部
に対し、付勢された状態で密着しているので、ボール付
シャンクが揺動してもブーツシールのリップ部か上記被
取付部材又はフランジ部から離間することもない。これ
により、ブーツシールのリップ部とボール付シャンクと
の間に隙間が発生するのを完全に防止することができ
る。
外側周壁、S字屈曲部及び内側周壁が折り重なるように
してブーツシールが変形するので、ボール付シャンクに
押されたブーツシールがホルダのボール受け部よりも外
側に大きくはみ出してしまうこともなく、ボール付シャ
ンクの揺動の際にブーツシールがボールジョイントの周
辺機器と干渉を生じるのも防止することができる。
外側周壁、内側周壁及びS字屈曲部を均一な厚さで形成
しても差し支えないが、好ましくは、外側周壁を内側周
機及び/又はS字屈曲部よりも厚く形成するのが良い。
このように外側周壁を形成すれば、外側周壁は内側周壁
やS字屈曲部よりも変形を生じ難くなるので、ボール付
シャンクを揺動させた際に、ブーツシールがホルダの外
径よりも外側にはみ出して変形を生じることがなく、ボ
ール付シャンクの揺動によって変形したブーツシールが
ボールジョイントの周辺機器と干渉するのを一層効果的
に防止することができるものである。
ツシールのリップ部は外側周壁の上端はよりも上方に突
出していることが好ましい。リップ部はボール付シャン
クに固定されることから一定の軌跡を描いて揺動するこ
とになるが、このように構成すれば、ボール付シャンク
の揺動に追従して外側周壁、S字屈曲部及び内側周壁を
折り畳んだ際に、リップ部が外側周壁の上端よりも下方
に沈み込むことがない。このため、ボール付シャンクの
揺動の際に、ブーツシールの外側周壁やS字状屈曲部が
ボール付シャンクに固定された被取付部材等に接触する
のを防止することができる。
のボールジョイントを詳細に説明する。図1は本発明を
適用したボールジョイントを示すものである。同図にお
いて、符号1はボール付シャンク、符号2はこのボール
付シャンク1と互いに揺動及び回転運動自在に連結され
たホルダ、符号3は上記ボール付シャンク1とホルダ2
との連結部分を覆うように取り付けられたブーツシール
である。
ンク部10の先端にボール部11を形成したものであ
る。かかるボール部11はホルダ2との滑らかな摺接を
実現するため、真球度の高いベアリング用鋼球をシャン
ク部10に溶接することで形成されている。また、ボー
ル部11と反対側におけるシャンク部10の端部には雄
ねじ部12が形成されると共に、かかる雄ねじ部12と
隣接してフランジ部13が設けられており、かかるフラ
ンジ部13を座面として、例えばリンク機構を構成する
コネクティングロッド等をボール付シャンク10にねじ
止めし得るように構成されている。
1のボール部11を包持するボール受け部20を備える
と共に、やはりコネクティングロッド等をねじ止めし得
る連結部(図示せず)を備えている。上記ボール受け部
20の上部にはボール付シャンク1のシャンク部10が
突出する開口部23が形成され、かかるボール付シャン
ク1はこの開口部23の範囲内でホルダ2に対して自由
に揺動し得るようになっている。また、ボール受け部2
0の下部にはボール部11の球面が露出する潤滑窓24
が形成され、この潤滑窓24には潤滑剤の収容部25を
形成するためのキャップ部材26が嵌合している。
ボール受け部20の周縁とボール付シャンク1のシャン
ク部10との間に取り付けられ、ボール部11とボール
受け部20の摺接面に対して開口部23から塵芥が侵入
するのを防止すると共に、かかる開口部23に露出した
ボール部11の球面に対して潤滑剤を供給する潤滑剤ポ
ケット30を形成している。このブーツシール3はゴム
等の弾性材料から成形されており、ボール付シャンク1
の自在な揺動運動を阻害しないよう、かかるボール付シ
ャンク1に追従して自在に変形し得るようになってい
る。
は両端が開口した袋状に形成されており、上記ホルダ2
のボール受け部20の周縁に対して固定される円環状の
固定部31と、上記ボール付シャンク1に対して対して
固定される円環状のリップ部32と、上記ボール受け部
20の外径と略同一またはそれ以下の径で上記固定部3
1から起立した外側周壁33と、上記リップ部32から
外側周壁33と重なるようにして該外側周壁33の内径
側へ垂下した内側周壁34と、上記外側周壁33と内側
周壁34とを互いに連結するS字屈曲部35とから構成
されている。
ルダ2のボール受け部20の周縁と噛み合う金属性の補
強環36が設けられており、ボール付シャンク1の揺動
に追従してブーツシール3が変形を生じた場合であって
も、上記固定部31がボール受け部20から離脱するの
を防止している。かかる補強環36はゴム材から形成さ
れた固定部31の内部に埋設されており、ボール受け部
20と噛み合う爪部37のみが固定部31の内径側に露
出している。また、補強環36が固定されるボール受け
部20の周縁には取付部23が円環状に切り欠かれてお
り、補強環36の内径は上記取付部23の外径よりも若
干小さく形成されている。従って、ブーツシール3の固
定部31をボール受け部20に固定する際には、図3に
示すように専用治具4を用い、かかる治具4を固定部3
1に対して上方から当接させるようにして、固定部31
をボール受け部20の円環状取付部23に対して強制的
に押し込む。これにより、図4に示すように、補強環3
6の爪部37がボール受け部20に圧入され、ブーツシ
ール3がボール付シャンク1の揺動に追従して変形した
場合であっても、固定部31のボール受け部20に対す
る離脱が防止されるようになっている。
30から潤滑剤が漏出するのを防止するため、若干の締
め代をもってボール付シャンク1のシャンク部10に嵌
合しており、強制的に押し広げることによってシャンク
部10に装着されている。かかるリップ部32の内周面
には環状の油溝38が複数本形成されており、かかる油
溝38に収容された潤滑剤によって、リップ部32とシ
ャンク部10との間の潤滑がなされるようになってい
る。これにより、ボール付シャンク1がその軸を中心と
してホルダ2に対して回転運動を生じた場合であって
も、かかるシャンク部10はリップ部32から作用する
摩擦力によってその回転を邪魔されることがなく、ホル
ダ2に対して円滑な回転運動を行うことが可能である。
した外側周壁33とリップ部32から垂下した内側周壁
34とをS字屈曲部35で連結していることから、外側
周壁33とS字屈曲部35から形成した環状山部Aの内
側にS字屈曲部35と内側周壁34によって形成した環
状谷部Bを備え、更にこの環状谷部Bの内側に内側周壁
34とリップ部32からなる中央山部Cが突出した形状
をなしている。このため、ボール付シャンク1を揺動さ
せると、リップ部32に連続する内側周壁34及びS字
屈曲部35はシャンク部10の揺動に追従して弾性変形
し、図5に示すように、ボール付シャンク1の倒れた側
では、内側周壁34及びS字屈曲部35が外側周壁33
と重なるようにして折り畳まれる。また、反対側では、
ボール付シャンク1の揺動を邪魔しないよう、S字屈曲
部35が外側周壁33と内側周壁34の間で伸展し、か
かるボール付シャンク1の揺動に対してブーツシール3
が余裕を持って追従し得るようになっている。
示すように上記ブーツシール3の固定部31からリップ
部32までの高さをH、図1に示すようにホルダ2の取
付部23からボール付シャンク1のフランジ部13まで
の高さをhとした場合に、H>hの関係が与えられてお
り、ブーツシール3をボールジョイントに装着した状態
では、S字屈曲部35が弾性変形することにより、ブー
ツシール3の高さが押し縮められるようになっている。
このため、リップ部32は付勢された状態でボール付シ
ャンク1のフランジ部13の下面側に密着しており、ボ
ール付シャンク1が揺動しても、リップ部32はフラン
ジ部13から離間することなくボール付シャンク1の動
きに追従する。
は、ボール付シャンク1の揺動中において、ブーツシー
ル3のリップ部32はシャンク部10との間に隙間を形
成することなく、また、フランジ部13とも離間するこ
とがないので、塵芥や泥水等がブーツシール3の内部に
侵入してしまうのを効果的に防止することができるもの
である。
側周壁33の厚さdを内側周壁34やS字屈曲部35の
厚さよりも厚く形成しており、かかる外側周壁33が内
側周壁34やS字屈曲部35よりも変形し難く設定され
ている。これにより、図5に示すように、ボール付シャ
ンク1が揺動した場合であっても、外側周壁33が変形
するよりも先に内側周壁34及びS字屈曲部35が大き
く弾性変形を生じ、外側周壁33が大きく弾性変形する
ことがない。
際には、環状山部Aよりも中央山部Cが大きく変形し、
図5に示すようにボール付シャンク1を揺動範囲の限界
まで倒した場合であっても、環状山部Aをなす外側周壁
33がホルダ2のボール受け部20の外径よりも外側に
はみ出してしまうことがない。このため、ボール付シャ
ンク1の揺動運動の最中にブーツシール3がボールジョ
イントの周辺機器に接触するといったトラブルを回避す
ることができ、ブーツシール3の破損を予防することが
可能となっている。
シール3のリップ部32が環状山部Aの頂点、すなわち
外側周壁33の上端よりも上方に突出しているため、図
5に示すようにボール付シャンク1が大きく倒れた場合
であっても、リップ部32が環状山部Aの頂点と接触す
るようにブーツシール3が折り畳まれるので、かかる環
状山部Aの頂点がボール付シャンク1のフランジ13に
接触することがなく、やはりこの点においてもブーツシ
ール3の破損を予防し得るようになっている。
ルジョイントによれば、ボール付シャンクの揺動に対し
てブーツシールが余裕を持って無理なく追従することが
でき、リップ部をボール付シャンクから引き離すような
力が発生し難くなっている他、リップ部はボール付シャ
ンクに固定された被取付部材、又はこの被取付部材を固
定するためにボール付シャンクに形成されたフランジ部
から離間することもないので、ブーツシールのボール付
シャンクに対する密着性を高めて外部からの塵芥や泥水
の侵入を完全に防止することができ、長期にわたってボ
ール付シャンクの良好な揺動及び回転運動を確保するこ
とが可能となる。
ブーツシールはその外側周壁、S字屈曲部及び内側周壁
を折り重ねるようにして変形するので、ボール付シャン
クの揺動中に、ブーツシールがホルダのボール受け部よ
りも外側に大きくはみ出して周辺機器と干渉を生じるこ
ともなく、ブーツシールの破損を可及的に防止すること
が可能となる。
を示す正面断面図である。
る。
に固定する様子を示す拡大断面図である。
に固定した状態を示す拡大断面図である。
のボール付シャンクを揺動させた状態を示す断面図であ
る。
イントを示す断面図である。
ル、31…固定部、32…リップ部、33…外側周壁、
34…内側周壁、35…S字屈曲部
Claims (5)
- 【請求項1】 一端にボール部を有すると共に他端には
被取付部材が固定されるボール付シャンクと、このボー
ル付シャンクのボール部を包持するボール受け部を有
し、上記ボール付シャンクに対して揺動及び回転運動自
在に連結したホルダと、上記ホルダとボール付シャンク
との間に装着され、上記ボール部とボール受け部との摺
接面に供給される潤滑剤を収容すると共にこれらの間に
塵芥が侵入するのを防止するブーツシールとを備えたボ
ールジョイントにおいて、 上記ブーツシールは、上記ホルダに対して固定される円
環状の固定部と、上記ボール付シャンクに対して嵌合す
る円環状のリップ部と、上記ホルダの外径と略同一また
はそれ以下の径で上記固定部から起立した外側周壁と、
上記リップ部から外側周壁と重なるようにして該外側周
壁の内径側へ垂下した内側周壁と、上記外側周壁と内側
周壁とを互いに連結するS字屈曲部とから構成され、 上記リップ部は、上記被取付部材又はこの被取付部材を
固定するためにボール付シャンクに形成されたフランジ
部に対し、付勢された状態で密着していることを特徴と
するボールジョイント。 - 【請求項2】 請求項1記載のボールジョイントにおい
て、上記ブーツシールは、その外側周壁の厚さが内側周
壁及び/又はS字屈曲部よりも厚く形成されていること
を特徴とするボールジョイント。 - 【請求項3】 請求項1記載のボールジョイントにおい
て、上記ボール付シャンクに固定されたブーツシールの
リップ部は該ブーツシールの外側周壁の上端よりも上方
に突出していることを特徴とするボールジョイント。 - 【請求項4】 請求項1記載のボールジョイントにおい
て、上記ブーツシールの固定部にはホルダーの周縁と噛
み合う金属製の補強環が設けられていることを特徴とす
るボールジョイント。 - 【請求項5】 請求項1記載のボールジョイントにおい
て、上記ブーツシールのリップ部の内周面には、環状の
油溝を一乃至複数形成したことを特徴とするボールジョ
イント。
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