JP2008232261A - Ball joint - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば、自動車のサスペンション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、ボールシャンクのボール部を中子とした鋳造によってホルダが製作され、かかるホルダが前記ボール部の球面を転写した金属摺接面により該ボール部を包持するタイプのボールジョイントの改良に関する。 The present invention relates to, for example, a ball joint that forms a link mechanism used in a suspension part or a mission control part of an automobile, and more specifically, a holder is manufactured by casting with a ball part of a ball shank as a core, The present invention relates to an improvement of a ball joint in which the holder holds the ball part by a metal sliding contact surface to which the spherical surface of the ball part is transferred.
一般的に、この種のボールジョイントとしては、ボール部を有するボールシャンクと、このボールシャンクのボール部を包持して該ボールシャンクと相対的に揺動あるいは回転運動自在に連結するホルダとを備えたものが知られている。前記ホルダはボールシャンクに対して荷重が作用した場合であっても、かかる荷重に抗してボール部を離脱不能に包持するものでなくてはならない。このため、ボールジョイントにおいては、如何なる構造を用いて前記ボール部をホルダの内部に封じ込め、且つ、ボールシャンクとホルダとの自由な揺動及び回転運動を確保するかが問題となる。 In general, this type of ball joint includes a ball shank having a ball portion, and a holder that holds the ball portion of the ball shank and is connected to the ball shank so as to be swingable or rotationally movable. What you have is known. Even when a load is applied to the ball shank, the holder must hold the ball portion against the load so as not to be detached. For this reason, in the ball joint, there is a problem in what structure is used to enclose the ball portion inside the holder and to ensure free swinging and rotating motion between the ball shank and the holder.
従来から採用されているボールジョイントの構造の一つとしては、ボール部の直径よりも大きな凹所を有するホルダとしての金属製ソケットを準備し、自己潤滑性を有する樹脂シートによって包まれたボールシャンクのボール部をこのソケット内に圧入したものが知られている（特開２０００−１３０６０６、特開２００１−１５３１３２等）。このボールジョイントでは、ボール部を包み込む樹脂シートが該ボール部とソケットとの間で押し潰されて弾性変形を生じるので、これによってボール部と樹脂シートとの隙間が排除され、かかるボール部をケーシング内でガタつきなく回転させることが可能である。また、経時的な使用に伴う樹脂シートの摩耗でボール部にガタつきが発生するのを排除するため、前記樹脂シートはスプリングによって押圧されており、かかるスプリングの弾性力によって樹脂シートが常に略一定の圧接力でボール部と摺接するようになっている。 One of the ball joint structures that have been used in the past is to prepare a metal socket as a holder having a recess larger than the diameter of the ball part, and to wrap the ball shank with a self-lubricating resin sheet. Are known in which a ball portion is press-fitted into the socket (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-130606, Japanese Patent Laid-Open No. 2001-153132, etc.). In this ball joint, the resin sheet that wraps around the ball part is crushed between the ball part and the socket to cause elastic deformation, so that the clearance between the ball part and the resin sheet is eliminated. It is possible to rotate without rattling. In addition, in order to eliminate the backlash of the ball part due to wear of the resin sheet with use over time, the resin sheet is pressed by a spring, and the resin sheet is always substantially constant by the elastic force of the spring. It is designed to come into sliding contact with the ball portion with the pressure contact force.
一方、その他のボールジョイントの構造としては、ボール部を中子としてホルダを鋳造することにより、かかるボール部をホルダ内に直接封じ込めた構造が知られている（特開２００１−１２４５０）。このボールジョイントでは、ボールシャンクのボール部となる鋼球を金型内にセットした後、かかる鋼球を中子として亜鉛合金又はアルミニウム合金からホルダをダイカスト鋳造しており、鋳造されたホルダが前記鋼球を離脱不能に包持するようになっている。ホルダの鋳造後、前記鋼球に対して軸部を溶接することでボールシャンクが完成する。そして、最後にボールシャンク又はホルダに対して外力を作用させることで、ボールシャンクのボール部とホルダとの間に微小な隙間が形成され、ボールシャンクをホルダに対して自在に揺動させることが可能となっている。
しかし、このようにボールシャンクのボール部を中子としてホルダを鋳造したボールジョイントの場合、ボールシャンクをホルダに対して繰り返し揺動させると、前記ボール部と摺接するホルダの金属摺接面が徐々に摩耗するので、経時的な使用によってボール部とホルダの隙間が拡大し、ホルダに対するボールシャンクのガタつきが徐々に大きくなってしまうという問題点があった。 However, in the case of the ball joint in which the holder is cast with the ball portion of the ball shank as the core in this way, when the ball shank is repeatedly swung with respect to the holder, the metal sliding contact surface of the holder that comes into sliding contact with the ball portion gradually increases. Therefore, there is a problem that the gap between the ball portion and the holder expands with use over time, and the backlash of the ball shank with respect to the holder gradually increases.
本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、経時的な使用によってホルダとボールシャンクとの間のガタつきが増大した場合であっても、かかるガタつきを排除して、ホルダに対するボールシャンクの良好な揺動及び回転運動を取り戻すことができ、長期にわたり良好な運動性能を発揮することが可能なボールジョイントを提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems, and the object of the present invention is to provide such rattling even when the rattling between the holder and the ball shank increases due to use over time. It is an object of the present invention to provide a ball joint that can regain good swinging and rotational motion of the ball shank relative to the holder and can exhibit good motion performance over a long period of time.
すなわち、本発明のボールジョイントは、軸部の一端にボール部が設けられたボールシャンクと、このボールシャンクのボール部を中子とした鋳造によって形成され、前記ボール部の球面が転写された金属摺接面によって該ボール部を包持するホルダと、前記ホルダに装着されると共に前記ボールシャンクのボール部に圧接する規制パッドと、この規制パッドを前記ボール部に対して任意に進退させ、かかるボール部に対する規制パッドの圧接力を調整する隙間調整手段とから構成されている。 That is, the ball joint of the present invention is a metal formed by casting a ball shank having a ball portion at one end of a shaft portion, and casting the ball portion of the ball shank as a core, and transferring the spherical surface of the ball portion. A holder for holding the ball part by a sliding contact surface, a regulation pad attached to the holder and pressed against the ball part of the ball shank, and the regulation pad is arbitrarily advanced and retracted with respect to the ball part. It is comprised from the clearance gap adjustment means which adjusts the press-contact force of the control pad with respect to a ball | bowl part.
このような技術的手段によれば、前記隙間調整手段を操作して前記規制パッドをボールシャンクのボール部に対して進退させ、かかる規制パッドのボール部に対する圧接力を調整することで、ボール部とホルダとの隙間が摩耗によって拡大していても、かかるボール部をホルダの金属摺接面に対して押し付けることができ、ボールシャンクとホルダとの間のガタつきを排除することが可能となる。すなわち、使用時間の累積に応じて前記隙間調整手段を操作することにより、ホルダに対するボールシャンクの揺動及び回転運動を常に良好な状態に保つことができる。 According to such technical means, by operating the gap adjusting means to advance and retract the restriction pad with respect to the ball portion of the ball shank, and adjusting the pressure contact force of the restriction pad with respect to the ball portion, Even if the clearance between the holder and the holder is enlarged due to wear, the ball portion can be pressed against the metal sliding contact surface of the holder, and it becomes possible to eliminate rattling between the ball shank and the holder. . That is, by operating the gap adjusting means according to the accumulated usage time, the swinging and rotating motion of the ball shank relative to the holder can always be kept in a good state.
以下、添付図面に沿って本発明のボールジョイントを詳細に説明する。 Hereinafter, the ball joint of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図１及び図２は本発明を適用したボールジョイントの第１の実施形態を示すものである。このボールジョイントＢＪは、先端にボール部１０を備えたボールシャンク１と、このボールシャンク１のボール部１０を包持するボール受け部２０を備えたホルダ２と、これらホルダ２とボールシャンク１との間に装着されるブーツシール３と、前記ホルダ２に対するボールシャンク１のガタつきを取り除く隙間調整手段４とから構成され、前記ボール部１０がボール受け部２０に対して自在に摺接することで、前記ボールシャンク１及びホルダ２が揺動又は回転運動自在に組合わさっている。
1 and 2 show a first embodiment of a ball joint to which the present invention is applied. The ball joint BJ includes a
前記ボールシャンク１はボール部１０となる真球度の高いベアリング用鋼球に対して棒状の軸部１１を溶接して形成されており、この軸部１１にはボール部１０と反対側の端部に向けて徐々に径が小さくなるテーパ部１２が形成される一方、かかるテーパ部１２の小径側の端部には雄ねじ１３が形成されている。従って、この雄ねじ１３にナットを螺合させることで、サスペンションアーム等のリンクを前記テーパ部１２に固定し得るようになっている。
The
一方、前記ホルダ２は、ボールシャンク１のボール部１０を包持するボール受け部２０を備えて略円柱状に形成されており、アルミニウム合金又は亜鉛合金のダイカスト鋳造により製作されている。また、ホルダ２の外周面にはフランジ部２１が突設されており、リンクに設けた貫通孔に対してホルダ２を嵌合させ、前記フランジ部２１でホルダ２をリンクに係止することができるようになっている。このホルダ２のダイカスト鋳造においては、ボール部１０となるベアリング用鋼球を金型内に中子としてインサートし、この状態でホルダ２の鋳造を行う。これにより、鋳造されたホルダ２のボール受け部２０はボール部１０の最大直径部を抱え込み、ボール部１０がボール受け部２０から離脱するのを防止している。また、ボール受け部２０にはベアリング用鋼球の球面を転写した凹球面状の金属摺接面２４が形成されるが、鋳造後はボール部１０とボール受け部２０とが隙間なく密着している。
On the other hand, the
ダイカスト鋳造時には型内にインサートされたボール部１０としての鋼球を上下からピンで抑え込んでいるので、これらピンに対応し、鋳造されたホルダ２にはボール部１０を露出させる一対の開口部２２，２３が該ボール部１０を挟んだ位置に形成されている。前記軸部１１は一方の開口部２２を介してボール受け部２０内に包持されたボール部１０と接合されている。この接合にはプロジェクション溶接が用いられる。
At the time of die casting, the steel ball as the
前記軸部１１をボール部１０に溶接することでボールシャンク１が完成するが、この状態ではホルダ２とボール部１０とが密着しており、ボールシャンク１をホルダ２に対して自在に揺動させることはできない。このため、ボールシャンク１が完成した後、ボール部１０の球面とホルダ２の金属摺接面２４との間に僅かな隙間を形成することが必要となる。この隙間形成は、かかるボールシャンク１に対して軸方向へ外力を加えることにより行われる。これにより、ボール部１０とホルダ２の金属摺接面２４との間に僅かな隙間が形成され、ボールシャンク１がホルダ２に対してガタつきのない高精度の揺動又は回転運動をなし得るようになっている。
The
このボールジョイントＢＪでは鋼球からなるボール部１０とホルダ２の金属摺接面２４が直接接触していることから、かかる金属摺接面２４を流体潤滑する必要がある。前記開口部２２，２３はボール受け部２０の金属摺接面２４に対する潤滑剤の供給窓としても機能している。すなわち、ホルダ２のボール受け部２０の周縁とボールシャンク１の軸部１１との間には前記ブーツシール３が取り付けられ、ボール部１０の球面とボール受け部２０の摺接面２４との間に開口部２２から塵芥が侵入するのを防止すると共に、かかる開口部２２に露出したボール部１０の球面に面して潤滑剤の保持ポケット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。
In this ball joint BJ, since the
一方、前記開口部２３には閉塞キャップ５が固定され、この閉塞キャップ５で閉じられた開口部２３の内側には潤滑剤が貯留されている。これにより、ボール部１０の球面とホルダ２の金属摺接面２４との間に潤滑剤を供給することが可能となっている。図３に示すように、前記閉塞キャップ５は円板状に打ち抜かれたアルミニウム製の閉塞プレート５０に対して合成樹脂製の規制パッド５１を接着したものであり、ホルダ２の開口部２２の縁部に対してカシメ加工を施すことにより、前記閉塞プレート５０の周縁がホルダ２に固定されている。このとき、前記規制パッド５１はボールシャンク１のボール部１０に対して圧接しており、ホルダ２に対するボールシャンク１の揺動又は回転運動に対して圧接力に応じた抵抗力を与えている。
On the other hand, a
以上のように構成された図１乃至図３に示すボールジョイントＢＪでは、初期状態においてはボールシャンク１のボール部１０とホルダ２の金属摺接面２４との間の隙間が小さく、ボールシャンク１はホルダ２に対してガタつきなく揺動又は回転運動を行うことが可能である。しかし、使用時間が累積すると、金属摺接面２４が徐々に摩耗し、ボール部１０と金属摺接面２４との間の隙間が拡大する傾向にある。このため、経時的な使用により、ボールシャンク１がホルダ２に対してガタつきを生じてしまう懸念がある。
In the ball joint BJ shown in FIGS. 1 to 3 configured as described above, in the initial state, the gap between the
そこで、このボールジョイントＢＪでは前記隙間調整手段４を用いて、ボールシャンク１のホルダ２に対するガタつきを防止している。この隙間調整手段４は、前記ホルダ２に対して一対のボルト４０で固定される支持プレート４１と、この支持プレート４１に螺合すると共に前記閉塞キャップ５をボール部１０に向けて押圧する調整ねじ４２とから構成されている。
Therefore, the ball joint BJ uses the gap adjusting means 4 to prevent the
前記支持プレート４１は一対の脚部を有し、この脚部をホルダ２のフランジ部２１に当接させることで、前記閉塞キャップ５を跨ぐようにしてホルダ２に固定されている。この支持プレート４１には閉塞キャップ５と重なる位置に貫通孔４３が形成されており、この貫通孔４３には雌ねじが設けられている。前記調整ねじ４２はこの貫通孔４３の雌ねじに螺合しており、その螺合量に応じて調整ねじ４２の先端が閉塞キャップ５の閉塞プレート５０をボール部１０に向けて押圧するようになっている。
The
すなわち、調整ねじ４２を貫通孔４３に対してねじ込むと、閉塞キャップ５の閉塞プレート５０が調整ねじ４２に押圧されて変位し、その変位量だけ規制パッド５１がボール部１０に向けて進出し、かかる規制パッド５１がボール部１０に対して強く圧接する。従って、支持プレート４１に対する調整ねじ４２の螺合量を任意に調整することにより、閉塞キャップ５における規制パッド５１がボール部１０に対して圧接する力を任意に調整することが可能である。
That is, when the adjusting
このため、ボールジョイントＢＪの経時的な使用によってホルダ２の金属摺接面２４が摩耗し、ボールシャンク１とホルダ２との間にガタつきが発生している場合であっても、前記支持プレート４１に対する調整ねじ４２の螺合量を増加すれば、その分だけ規制パッド５１がボール部１０に対して強く圧接するので、ボール部１０をホルダ２の金属摺接面２４に対して押し付けることができ、ボールシャンク１のホルダ２に対するガタつきを排除することが可能となる。
For this reason, even when the metal sliding
また、このような調整ねじ４２の螺合量を任意に調整することにより、ボールシャンク１がホルダ２に対して揺動を開始する際の最小トルク値を任意に変更することも可能となり、ボールシャンク１の性能を用途に応じて最適化することができるといった利点も生じる。
Further, by arbitrarily adjusting the screwing amount of the adjusting
更に、このボールジョイントＢＪではボールシャンク１に対してその軸方向に衝撃荷重が作用すると、かかる荷重によってボール部１０が閉塞キャップ５を押圧することになり、閉塞キャップ５がホルダ２から脱落してしまう懸念がある。しかし、前記調整ねじ４２によって閉塞キャップ５をボール部１０に向けて押圧しておけば、そのような閉塞キャップ５の脱落を防止することも可能となる。
Further, in the ball joint BJ, when an impact load is applied to the
尚、図１乃至図３に示したボールジョイントＢＪでは、ホルダ２に対して支持プレート４１をボルト４０で固定し、かかる支持プレート４１に対して螺合する調整ねじ４２によって規制パッド５１をボールシャンク１のボール部１０に対して圧接させていたが、本発明はそのような実施形態に限られるものではなく、例えば、前記調整ねじ４２がホルダ２に対して直接螺合して規制パッド５１を押圧するような構造であっても差し支えない。
In the ball joint BJ shown in FIGS. 1 to 3, the
１…ボールシャンク、２…ホルダ、３…ブーツシール、４…隙間調整手段、５…閉塞キャップ、４１…支持プレート、４２…調整ねじ、５１…規制パッド
DESCRIPTION OF
Claims (2)
2. The gap adjusting means is a support plate fixed to the holder and an adjustment screw that is screwed to the support plate and presses the regulation pad according to the screwing amount. Ball joint.
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| JP2007072573A JP2008232261A (en) | 2007-03-20 | 2007-03-20 | Ball joint |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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