JP2006300204A - ボールジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性及びシール性を効果的に向上させることができるボールジョイントを提供すること。
【解決手段】ボールジョイント１は、球頭部２１及び軸部２２を有するボールスタッド２と、球頭部２１を回動自在に保持するソケット３と、ソケット３とボールスタッド２との間の開放間隙３０を覆うダストカバー４とを有している。ダストカバー４は、ボールスタッド２の軸部２２を挿通させる挿通穴４１を有しており、挿通穴４１の周縁部には、軸部２２に嵌入配設されたリングプレート６と摺動するシール突起部が設けてある。シール突起部は、その表面にＤＬＣコーティング膜を形成してなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、種々の部材を回動自在に接続することができるボールジョイントに関する。

回動自在のボールスタッドを有するボールジョイントは、例えば、自動車の懸架装置等に用いられている。
例えば、特許文献１に開示されるように、ボールジョイントは、ソケットにボールスタッドを回動自在に保持してなる。そして、ソケットとボールスタッドとの間の開放間隙からソケット内に泥水、埃等の異物が入ることを防止するために、ソケットとボールスタッドとの間には、上記開放間隙を覆うダストカバーを配設している。

また、特許文献１に開示されるように、ダストカバーは、ボールスタッドの軸部を挿通させる挿通穴を有しており、この挿通穴の周縁部には、上記軸部に嵌入配設されたリングプレートと摺動するシール突起部が設けてある。そして、リングプレートとシール突起部との間からダストカバー内に泥水、埃等の異物が入ることを防止するために、シール突起部を、リングプレートに押し当てて押し潰している。

ところで、上記シール突起部の押潰し量（締め代）を小さくすると、経時変化や熱履歴によってシール突起部がへたり、押潰し量がなくなってしまい、リングプレートとシール突起部との間に隙間が生じるおそれがある。
一方、シール突起部の押潰し量を大きくすると、リングプレートとシール突起部との間の摺動抵抗が大きくなってしまう。この場合には、シール突起部に加わる面圧が大きくなり、ボールスタッドの頻繁な回転、揺動運動により、シール突起部が摩耗しやすくなる。また、リングプレートとシール突起部との摺動が十分に行われない場合には、ダストカバーが、ボールスタッドと共回りして、ねじ切られてしまうおそれがある。
そのため、リングプレートとシール突起部との間の摺動抵抗を小さくするために、シール突起部にグリースを塗布してその摺動性を改善し、ダストカバーの耐久性を向上させている。

しかしながら、シール突起部にグリースを塗布しただけでは、以下のような問題点がある。
すなわち、ボールジョイントの長期間の使用により、グリースが劣化して、組付当初の潤滑性能が保持できなくなるおそれがある。また、ダストカバーはゴム製であるため、グリースとの相性によっては、シール突起部が収縮又は膨張し、その耐久性、シール性が悪化するおそれがある。さらに、ボールジョイントを取り付けた自動車を使用せず、長期間放置した場合には、シール突起部にグリース切れが生じる（グリースの油膜がなくなってしまう）おそれがある。
よって、シール突起部の摩耗量の増加を抑制し、ボールジョイントの耐久性とシール性とを共に向上させるためには、一層の工夫が必要とされていた。

特開２００２−９８１３３号公報

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、耐久性及びシール性を効果的に向上させることができるボールジョイントを提供しようとするものである。

本発明は、球頭部及び軸部を有するボールスタッドと、上記球頭部を回動自在に保持するソケットと、該ソケットと上記ボールスタッドとの間の開放間隙を覆うダストカバーとを有するボールジョイントにおいて、
上記ダストカバーは、上記軸部を挿通させる挿通穴を有しており、該挿通穴の周縁部には、上記軸部に嵌入配設されたリングプレートと摺動するシール突起部が設けてあり、
該シール突起部は、ＤＬＣコーティング膜を形成してなることを特徴とするボールジョイントにある（請求項１）。

本発明のボールジョイントは、上記ダストカバーにおけるシール突起部に工夫を行っている。
具体的には、本発明のボールジョイントは、リングプレートと接触するシール突起部に、ＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）コーティング膜を形成することにより、シール突起部の摩擦係数を低減させ、耐摩耗性を向上させている。

上記ボールジョイントは、ソケットに対してボールスタッドを自在に回動させることができる。また、ソケットとボールスタッドとの間の開放間隙は、ダストカバーによって覆われている。また、ダストカバーは、その挿通穴の周縁部を、ボールスタッドの軸部に嵌入配設されたリングプレートに係合させることにより、その一端がボールスタッドに取り付けてある。そして、リングプレートには、ダストカバーのシール突起部が接触しており、シール突起部が所定の押潰し量（締め代）で押し潰されている。これにより、リングプレートとシール突起部との間から上記ダストカバー内に泥水、埃等の異物が侵入することを防止している。

上記ボールジョイントを使用する際に、ソケットに対してボールスタッドが回動するときには、ボールスタッドの軸部に嵌入配設されたリングプレートと、シール突起部とが摺動する。このとき、シール突起部にＤＬＣコーティング膜が形成してあることにより、リングプレートに対するシール突起部の摩擦係数を効果的に減少させることができる。これにより、シール突起部の耐摩耗性を向上させることができる。

また、上記シール突起部の摩擦係数を効果的に減少させることにより、リングプレートに対するシール突起部の押潰し量を大きくすることができる。これにより、リングプレートとシール突起部との間からダストカバー内に上記異物が侵入することを一層効果的に防止することができる。また、ボールジョイントの長期間の使用により、シール突起部にへたり等が生じても、上記異物の侵入を防止することができる。そのため、ボールジョイントのシール性を効果的に向上させることができる。

また、シール突起部の押潰し量を大きくしても、摩擦係数を小さく維持できるため、シール突起部は常にリングプレートと摺動することができ、ダストカバーがねじれたり、破れたりすることを防止することができる。そのため、ボールジョイントの耐久性を向上させることができる。
それ故、本発明のボールジョイントによれば、耐久性及びシール性を効果的に向上させることができる。

上述した本発明における好ましい実施の形態につき説明する。
本発明において、上記シール突起部を含むダストカバーは、ゴム製のものとすることができ、例えば、クロロプレンゴム（ＣＲゴム）、二トリルゴム（ＮＢＲ）等から構成することができる。

また、上記ボールジョイントは、上記ボールスタッドの上記軸部を、足回り部材に形成した貫通穴に挿通配置するよう構成してあり、上記ダストカバーは、上記足回り部材と接触するダスト突起部に、ＤＬＣコーティング膜を形成してなることが好ましい（請求項２）。
この場合には、ダスト突起部にＤＬＣコーティング膜を形成することにより、ダスト突起部の摩擦係数を効果的に減少させることができる。これにより、懸架装置等の足回り部材に対するダスト突起部の押潰し量を大きくすることができ、足回り部材とダスト突起部との間からダストカバー内に上記異物が侵入することを一層効果的に防止することができる。そのため、ボールジョイントのシール性を一層効果的に向上させることができる。

また、上記シール突起部におけるＤＬＣコーティング膜は、いわゆるプラズマ重合法を用い、メタン等の炭化水素ガスに含まれる炭素を、シール突起部の表面に固着させて形成することができる。
また、上記シール突起部の表面にＤＬＣコーティング膜を形成する際には、シール突起部の表面をプラズマ洗浄すると共に、この表面における炭素に水素ラジカルを結合させ、次いで、上記表面に炭化水素ガスを供給して、上記水素ラジカルを炭化水素ガスに含まれる炭素及び水素と反応させて除去すると共に、炭化水素ガスに含まれる炭素をシール突起部の表面に固着させることができる。この場合には、特にゴム製のシール突起部に対して、剥離が生じにくいＤＬＣコーティング膜を形成することができる。
また、上記ダスト突起部の表面にＤＬＣコーティング膜を形成する際にも、上記と同様の方法を用いることができる。

以下に、本発明のボールジョイントにかかる実施例につき、図面と共に説明する。
本例のボールジョイント１は、図１に示すごとく、球頭部２１及び軸部２２を有するボールスタッド２と、球頭部２１を回動自在に保持するソケット３と、このソケット３とボールスタッド２との間の開放間隙３０を覆うダストカバー４とを有している。

ダストカバー４は、図１、図２に示すごとく、ボールスタッド２の軸部２２を挿通させる挿通穴４１を有しており、この挿通穴４１の周縁部には、軸部２２に嵌入配設されたリングプレート６と摺動するシール突起部（シールリップ）５が設けてある。
そして、このシール突起部５は、図３に示すごとく、その表面にＤＬＣコーティング膜７を形成してなる。なお、図３において、２点鎖線はＤＬＣコーティング膜７の形成箇所を示す。

以下に、本例のボールジョイント１につき詳説する。
図１に示すごとく、上記ソケット３は、上記ボールスタッド２の球頭部２１と対向する保持凹部に、樹脂製のボールシート３１を配設してなる。このボールシート３１には、グリース溝が形成されている。
ダストカバー４内には、グリース１０が注入してあり、このグリース１０は、ボールシート３１とボールスタッド２の球頭部２１との間にも介在している。

同図に示すごとく、上記ボールジョイント１は、ソケット３に対してボールスタッド２を自在に回動させるよう構成されている。ボールスタッド２が回動する動きとしては、回転Ａと揺動Ｂとがあり、回転Ａとは、ボールスタッド２の軸部２２における軸心回りの動きをいい、揺動Ｂとは、ボールスタッド２の球頭部２１の球中心を中心にして軸部２２が左右に揺れる動きをいう。

また、図１に示すごとく、上記ダストカバー４は、その一端に上記挿通穴４１を有すると共に、その他端にソケット３の端部３２を係合させる係合穴４２を有している。この係合穴４２には、ソケット３の端部３２を嵌入させて、ダストカバー４をソケット３に固定するための嵌入部材４５がダストカバー４と一体的に配設してある。

そして、ダストカバー４は、その挿通穴４１が、ボールスタッド２の軸部２２に嵌入配設されたリングプレート６に係合される。また、ダストカバー４は、その係合穴４２が、嵌入部材４５によってソケット３の端部３２に嵌入配設される。こうして、ダストカバー４は、ボールスタッド２の軸部２２とソケット３との間に架け渡されている。
なお、ダストカバー４の係合穴４２は、嵌入部材４５を用いてソケット３の端部３２に嵌入配設する代わりに、セットリング等の別部材を用いてソケット３の端部３２に固定することもできる。

また、図１に示すごとく、ダストカバー４は、ゴム製であり、可撓性を有している。そして、ダストカバー４は、ボールスタッド２が揺動Ｂする際に追従できるようになっている。
また、図２に示すごとく、シール突起部５は、円環形状を有しており、ダストカバー４の挿通穴４１において、内周側（ボールスタッド２の中心軸側）に向けて突出して複数形成されている。また、ダストカバー４における挿通穴４１の周囲には、補強用のリング４４が配設されている。

図２に示すごとく、リングプレート６は、金属製であり、円環形状を有している。リングプレート６は、ボールスタッド２の軸部２２の外径よりも若干小さな内径を有する筒部６１と、この筒部６１におけるソケット３側の端部から径方向外方に向けて突出形成した鍔部６２とからなる。そして、筒部６１は、ボールスタッド２の軸部２２に嵌入されており、鍔部６２は、ダストカバー４の挿通穴４１の近傍と当接して、ダストカバー４の一端を保持している。

また、同図に示すごとく、シール突起部５の内径は、リングプレート６の筒部６１の外径よりも若干小さくなっており、ダストカバー４の挿通穴４１、リングプレート６の筒部６１を挿通させている。そして、リングプレート６にシール突起部５が周状に接触していることにより、シール突起部５は、その全周が所定の押潰し量（締め代）Ｘ１で押し潰されている。これにより、リングプレート６とシール突起部５との間からダストカバー４内に泥水、埃等の異物が侵入することを防止している。

また、図４に示すごとく、本例のボールジョイント１は、自動車の懸架装置に使用されるものであり、２つの足回り部材８１、８２の間に配設して、２つの足回り部材８１、８２を回動自在に接続している。
ソケット３は、一方の足回り部材８１に固定してあり、ボールスタッド２の軸部２２は、他方の足回り部材８２に固定してある。また、ボールスタッド２の軸部２２の先端部には、ねじ部２２１が形成してある。この軸部２２の先端部は、他方の足回り部材８２に形成した貫通穴８２１に挿通配置し、ねじ部２２１にナット２２２を螺合することによって他方の足回り部材８２に固定してある。

なお、図４においては、足回り部材８１をアーム部材とし、足回り部材８２をナックル部材とした。これ以外に、足回り部材８１をナックル部材とし、足回り部材８２をアーム部材とすることもできる。また、足回り部材８１、８２は、懸架装置の構造、種類によって決まるものであり、その他の種々の部材とすることができる。

図３に示すごとく、ダストカバー４の挿通穴４１の周縁部には、ボールスタッド２の軸部２２の形成方向に向けてダスト突起部（ダストリップ）４３が形成されている。このダスト突起部４３の表面には、上記シール突起部５と同様にＤＬＣコーティング膜７が形成されている。
そして、図２に示すごとく、他方の足回り部材８２にダスト突起部４３が接触していることにより、ダスト突起部４３は、所定の押潰し量（締め代）Ｘ２で押し潰されている。これにより、泥水、埃等の異物が、上記リングプレート６とシール突起部５との間に到達しにくくなっている。

また、図３に示すごとく、上記シール突起部５及びダスト突起部４３におけるＤＬＣコーティング膜７は、いわゆるプラズマ重合法を用い、メタン等の炭化水素ガスに含まれる炭素を、シール突起部５及びダスト突起部４３の表面に固着させて形成したものである。
なお、ＤＬＣコーティング膜７は、シール突起部５とダスト突起部４３とに部分的に形成するだけでなく、両者を含めた範囲の全体に形成することもできる。

そして、上記ボールジョイント１を使用する際に、ソケット３に対してボールスタッド２が回動するときには、ボールスタッド２の軸部２２に嵌入されたリングプレート６と、ダストカバー４のシール突起部５とが摺動する。このとき、シール突起部５にＤＬＣコーティング膜７が形成してあることにより、リングプレート６に対するシール突起部５の摩擦係数を効果的に減少させることができる。これにより、シール突起部５の耐摩耗性を向上させることができる。

また、上記シール突起部５の摩擦係数を効果的に減少させることにより、リングプレート６に対するシール突起部５の押潰し量Ｘ１を大きくすることができる。これにより、リングプレート６とシール突起部５との間からダストカバー４内に上記異物が侵入することを一層効果的に防止することができる。また、ボールジョイント１の長期間の使用により、シール突起部５にへたり等が生じても、上記異物の侵入を防止することができる。そのため、ボールジョイント１のシール性を効果的に向上させることができる。

また、シール突起部５の押潰し量Ｘ１を大きくしても、摩擦係数を小さく維持できるため、シール突起部５は常にリングプレート６と摺動することができ、ダストカバー４がねじれたり、破れたりすることを防止することができる。そのため、ボールジョイント１の耐久性を向上させることができる。

さらに、ダストカバー４のダスト突起部４３にＤＬＣコーティング膜７が形成してあることにより、ダスト突起部４３の摩擦係数を効果的に減少させることができる。これにより、足回り部材８２に対するダスト突起部４３の押潰し量Ｘ２を大きくすることができ、足回り部材８２とダスト突起部４３との間からダストカバー４内に上記異物が侵入することを一層効果的に防止することができる。そのため、ボールジョイント１のシール性を一層効果的に向上させることができる。

それ故、本例のボールジョイント１によれば、耐久性及びシール性を効果的に向上させることができる。

実施例における、ボールジョイントを示す断面説明図。 実施例における、シール突起部及びダスト突起部の周辺を拡大して示す断面説明図。 実施例における、ＤＬＣコーティング膜を形成した状態のシール突起部及びダスト突起部を拡大して示す断面説明図。 実施例における、一対の足回り部材の間に配設したボールジョイントを示す説明図。

符号の説明

１ ボールジョイント
２ ボールスタッド
２１ 球頭部
２２ 軸部
３ ソケット
３０ 開放間隙
４ ダストカバー
４１ 挿通穴
４３ ダスト突起部
５ シール突起部
６ リングプレート
７ ＤＬＣコーティング膜
８１、８２ 足回り部材

Claims (2)

1. 球頭部及び軸部を有するボールスタッドと、上記球頭部を回動自在に保持するソケットと、該ソケットと上記ボールスタッドとの間の開放間隙を覆うダストカバーとを有するボールジョイントにおいて、
   上記ダストカバーは、上記軸部を挿通させる挿通穴を有しており、該挿通穴の周縁部には、上記軸部に嵌入配設されたリングプレートと摺動するシール突起部が設けてあり、
   該シール突起部は、ＤＬＣコーティング膜を形成してなることを特徴とするボールジョイント。
2. 請求項１において、上記ボールジョイントは、上記ボールスタッドの上記軸部を、足回り部材に形成した貫通穴に挿通配置するよう構成してあり、
   上記ダストカバーは、上記足回り部材と接触するダスト突起部に、ＤＬＣコーティング膜を形成してなることを特徴とするボールジョイント。

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