JP2009293647A - ボールジョイント用ダストカバーおよび同ボールジョイント用ダストカバーを備えたボールジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】ダストカバーにおけるフランジ部の捲れ上がりを防止して、ボールジョイントの組み付け作業性を向上させることができるボールジョイント用ダストカバーを提供する。
【解決手段】ボールジョイント１００は、ハウジング１２０の内部を覆うダストカバー１４０を備えている。ダストカバー１４０は、弾性変形可能な樹脂製のカバー本体１４１を備えている。カバー本体１４１は、中央部が膨らんだ略円筒状に形成されており、一方の開口部がボールスタッド１１０の外周部に嵌合する内径に形成されるとともに、他方の開口部側にボールスタッド１１０の外周部に嵌合する内径に形成されたフランジ部１４２および取付部１４３が形成されている。フランジ部１４２は、カバー本体１４１の径方向に突出したフランジ状に形成されており、ハウジング１２０におけるダストカバー受け部１２２の上面に接する当接面１４４に溝状の切欠き部１４５が環状に形成されている。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ボールジョイントに用いられるボールジョイント用ダストカバーおよび同ボールジョイント用ダストカバーを備えたボールジョイントに関する。

従来から、自動車などの車両におけるサスペンション機構（懸架装置）やステアリング機構(操舵装置)には、軸状の各構成要素を互いに可動的に連結するためにボールジョイントが用いられている（下記特許文献１参照）。ボールジョイントは、例えば、図９（Ａ）に示すように、主として、軸状のボールスタッド１１の先端部に形成された略球状のボール部１２が、有底円筒状のハウジング１３内に保持された筒状のボールシート１４内に摺動可能な状態で支持されて構成されている。
特開２００７−１６２８９５号公報

このようなボールジョイント１０においては、ボール部１２が摺動するハウジング１３内への水滴や粉塵などの異物の侵入を防止するとともに同ハウジング１３内に充填したグリースの漏出を防止するため、ハウジング１３の図示上側開口部を覆う状態でダストカバー１５が設けられている。ダストカバー１５は、弾性変形可能な素材（例えば、ゴム材）を略円筒状に形成して構成されており、ダストカバー１５における一方の開口部がボールスタッド１１に嵌め込まれるとともに他方の開口部がハウジング１３に嵌め込まれて装着されている。

しかしながら、上記したボールジョイント１０においては、図９（Ｂ）に示すように、ダストカバー１５をハウジング１３に嵌め込んだ際、ダストカバー１５におけるハウジング１３への接触部分であるフランジ部１６が図示上側に捲れ上がることがある。このため、ダストカバー１５をハウジング１３に固定するためのクリップ１７を装着する際、上記フランジ部１６が捲れた状態を解消した上でクリップ１７を装着しなければならず、ボールジョイント１０の組み付け作業性が悪いという問題があった。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、ハウジングに取り付けられたダストカバーにおけるフランジ部の捲れ上がりを防止して、ボールジョイントの組み付け作業性を向上させることができるボールジョイント用ダストカバーおよび同ボールジョイント用ダストカバーを備えたボールジョイントを提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１に係る本発明の特徴は、弾性変形可能な素材を筒状に形成したカバー本体に、ボール部を有するボールスタッドを摺動自在に支持する支持体に接するカバー本体における一方の開口部をフランジ状に突出して形成したフランジ部と、フランジ部に隣接して形成され、支持体の外周部を締め付けてカバー本体を支持体に取り付けるための取付部とを備えるボールジョイント用ダストカバーにおいて、フランジ部における支持体に接する当接面および同当接面に対向する対向面のうちの少なくともどちらか一方に、溝状の切欠き部を設けたことにある。

このように構成した請求項１に係る本発明の特徴によれば、ボールスタッドを摺動自在に支持する支持体に接するフランジ部を備えたボールジョイント用ダストカバーにおいて、同フランジ部における支持体との当接面、および／または同当接面に対向する対向面に溝状の切欠き部が設けられている。これにより、ハウジングに取り付けられたダストカバーにおけるフランジ部の捲れ上がりを防止することができ、ボールジョイントの組み付け作業性を向上させることができる。また、ボールジョイントの使用時においてもボールジョイントの組付け時と同様にフランジ部の捲れ上がりを防止することができるため、ハウジング内への水滴や粉塵などの異物の侵入、および同ハウジング内に充填したグリースの漏出を長期間に亘って防止することができ、結果としてボールジョイントの耐久性および信頼性を向上させることもできる。

なお、この場合、下記特許文献２には、ハウジングに取り付けられるボールジョイント用ダストカバーのクランプ部に、溝状の切欠きが形成されたボールジョイント用ダストカバーが開示されている。しかし、下記特許文献２に開示されたボールジョイント用ダストカバーは、ボールジョイントにおけるハウジングに設けられた補強環内にボールジョイント用ダストカバーのクランプ部を挿入してカシメ固定する場合における同クランプ部の補強環からの抜けを防止するものである。すなわち、本願発明に係るボールジョイント用ダストカバーと下記特許文献２に係るボールジョイント用ダストカバーとは、発明の目的、解決課題、発明の構成および作用効果において顕著に異なるものであることを付言しておく。
実開平０７−２０４７０号公報

また、請求項２に係る本発明の特徴は、前記ボールジョイント用ダストカバーにおいて、前記切欠き部は、フランジ部における当接面に形成されていることにある。このように構成した請求項２に係る本発明の特徴によれば、切欠き部をフランジ部の対向面に形成した場合に比べてフランジ部の捲れ上がりを効果的に防止することができ、ボールジョイントの組み付け作業性を良好にすることができる。

また、請求項３に係る本発明の特徴は、前記ボールジョイント用ダストカバーにおいて、前記切欠き部は、フランジ部におけるカバー本体から突出した部分の根元付近に形成されていることにある。このように構成した請求項３に係る本発明の特徴によれば、フランジ部におけるカバー本体から突出した部分の付け根部分、すなわち、フランジ部が捲れ上がる支点となる部分の近傍に切欠き部が形成されている。これにより、切欠き部をフランジ部の先端部側に設けた場合に比べてフランジ部の捲れ上がりを効果的に防止することができ、ボールジョイントの組み付け作業性をより確実に向上させることができる。

また、請求項４に係る本発明の特徴は、前記ボールジョイント用ダストカバーにおいて、前記フランジ部は、当接面がカバー本体の軸線方向外側に傾斜して形成されていることにある。このように構成した請求項４に係る本発明の特徴によれば、フランジ部における当接面は、カバー本体の軸線方向外側（カバー本体の延長方向側）、すなわち、支持体側に傾斜して形成されている。このため、ボールジョイント用ダストカバーを支持体に嵌め込んだ際におけるフランジ部の捲れ上がりを効果的に防止することができる。この結果、ボールジョイントの組み付け作業性をより確実に向上させることができる。

さらに、本発明は前記ボールジョイント用ダストカバーを備えたボールジョイントの発明としても実施できるものである、具体的には、球面を有するボール部が形成されたボールスタッドと、ボールスタッドにおけるボール部を摺動自在に収容して支持する支持部と、支持部におけるボール部を収容する部分を覆う前記請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載したボールジョイント用ダストカバーとを備えるようにすればよい。これによれば、前記ボールジョイント用ダストカバーと同様の作用効果が期待できる。

以下、本発明に係るボールジョイント用ダストカバーを備えたボールジョイントの一実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るボールジョイント用のダストカバー１４０を備えたボールジョイント１００の縦断面を概略的に示す一部破断概略断面図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。このボールジョイント１００は、自動車などの車両に採用されるサスペンション機構（懸架装置）またはステアリング機構（操舵装置）において、各構成要素間の角度変化を許容しつつ各構成要素を互いに連結するジョイント部材である。

（ボールジョイント１００の構成）
ボールジョイント１００は、主として、ボールスタッド１１０、ハウジング１２０、ボールシート１３０、およびダストカバー１４０によって構成されている。これらのうち、ボールスタッド１１０は、軸状の鉄鋼材からなり、軸体の一方の端部に括れ部１１１を介して略球状にボール部１１２が形成されているとともに、同軸体の他方の端部に鍔部１１３を介して雄ネジ１１４が形成されて構成されている。

ハウジング１２０は、鉄鋼材またはアルミニウム材などの非鉄金属を鋳造、または鍛造して成形されており、筒体の一方の端部（図示上端部）が開口するとともに他方の端部（図示下端部）がプラグ１２１によって閉塞した有底円筒状に形成されている。ハウジング１２０の内周部は、ボールシート１３０を介して前記ボールスタッド１１０のボール部１１２を収容して支持する部分である。すなわち、ハウジング１２０が、本発明に係る支持体に相当する。一方、ハウジング１２０の外周中央部には、フランジ状に突出して形成されたダストカバー受け部１２２が形成されている。

このハウジング１２０の内周部には、鉄鋼材により構成された略凹形状のプラグ１２１によって支持された状態でベアリングシートとしてのボールシート１３０が嵌め込まれている。ボールシート１３０は、縦断面形状が略Ｕ字状に形成に形成された合成樹脂材にて構成されており、ハウジング１２０の内部においてボールスタッド１１０のボール部１１２を回動摺動自在に保持する。このボールシート１３０の上側開口部および下側開口部には、ボールシート１３０の内周面とボール部１１２の外周面との潤滑性を確保するための図示しないグリースが塗布されている。

ハウジング１２０の上部には、同ハウジング１２０の内部に収容されるボールスタッド１１０のボール部１１２およびボールシート１３０を覆う状態でダストカバー１４０が設けられている。ダストカバー１４０は、詳しくは図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、弾性変形可能なゴム材または軟質の合成樹脂材などによって構成されており、中央部が膨らんだ略円筒状に形成されたカバー本体１４１で構成されている。カバー本体１４１における一方（図示上側）の開口部は、ボールスタッド１１０の外周部に嵌合する内径に形成されている。また、カバー本体１４１における他方（図示下側）の開口部側には、ボールスタッド１１０の外周部に嵌合する内径に形成されたフランジ部１４２および取付部１４３がそれぞれ形成されている。

フランジ部１４２は、ダストカバー１４０をハウジング１２０に装着した際、同ハウジング１２０のダストカバー受け部１２２の上面に接する部分であり、カバー本体１４１の径方向に突出したフランジ状に形成されている。このフランジ部１４２におけるダストカバー受け部１２２の上面に接する当接面１４４、すなわち、カバー本体１４１の底面には、溝状の切欠き部１４５が環状に形成されている。この切欠き部１４５は、フランジ部１４２の捲れ上がりを防止するための溝であり、フランジ部１４２の当接面１４４における同フランジ部１４２の根元部分に形成されている。一方、フランジ部１４２の図示上方に形成された取付部１４３は、ハウジング１２０の外周面を金属製のクリップ１４６によって締め付けてダストカバー１４０をハウジング１２０に固定するための部分であり、フランジ部１４２の外径より小さい外径で形成されている。

（ボールジョイント１００の組付け）
このように構成されたボールジョイント１００の組付けについて説明する。まず、作業者は、ボールジョイント１００を構成する部品であるボールスタッド１１０、ボールシート１３０およびプラグ１２１をそれぞれ用意する。そして、作業者は、これらの部品をハウジング１２０を成型するための図示しない鋳型内にセットする。この場合、ボールスタッド１１０は、ボール部１１２がボールシート１３０内にて回転摺動可能に保持された状態で鋳型内にセットされる。

次に、作業者は、ボールスタッド１１０、ボールシート１３０およびプラグ１２１がそれぞれセットされた鋳型内にアルミニウム合金を鋳込む（アルミダイキャスト）。これにより、ボールスタッド１１０、ボールシート１３０およびプラグ１２１を備えたハウジング１２０が一体的に成型される。そして、作業者は、ボールスタッド１１０、ボールシート１３０およびプラグ１２１を備えたハウジング１２０にダストカバー１４０を装着する。

具体的には、カバー本体１４１における一方（図示上側）の端部をボールスタッド１１０の外周部に嵌め込むとともに、同カバー本体１４１における他方（図示下側）の端部、すなわち、フランジ部１４２および取付部１４３をハウジング１２０の上部外周部に嵌め込む。この場合、カバー本体１４１におけるフランジ部１４２の当接面１４４には切欠き部１４５が設けられているため、ハウジング１２０の上部外周部に嵌め込まれたフランジ部１４２の図示上側への捲れ上がりが防止される。

そして、作業者は、ハウジング１２０の上部外周部に嵌め込まれた取付部１４３にクリップ１４６を嵌め込むことによりカバー本体１４１をハウジング１２０に取り付ける。これにより、ボールジョイント１００が完成する。なお、本実施形態においては、クリップ１４６を用いてカバー本体１４１をハウジング１２０に固定したが、同クリップ１４６を用いずダストカバー１４０における取付部１４３の弾性による締付け力のみにてカバー本体１４１をハウジング１２０に固定する形態のダストカバーであってもよい。

（ボールジョイント１００の作動）
このように構成されたボールジョイント１００の作動について説明する。ボールジョイント１００は、図示しない車両におけるサスペンション機構やステアリング機構におけるジョイント部材として用いられる。そして、車両の走行時においては、車輪の挙動や車両の姿勢に応じた負荷、具体的には、曲げ、引張り、圧縮、せん断などの各種応力および振動がボールジョイント１００に作用する。この場合、ボールジョイント１００におけるダストカバー１４０にも上記負荷に起因して振動が作用するが、カバー本体１４１の取付部１４３に嵌め込まれたクリップ１４６によってフランジ部１４２の図示上側への捲れ上がりが防止される。

また、この場合、カバー本体１４１の取付部１４３に嵌め込まれたクリップ１４６に加えて、カバー本体１４１のフランジ部１４２の当接面１４４には切欠き部１４５が形成されているため、フランジ部１４２の図示上側への捲れ上がりがさらに防止される。これにより、ボール部１１２が摺動するハウジング１２０内への水滴や粉塵などの異物の侵入、および同ハウジング１２０内に充填したグリースの漏出を長期間に亘って防止される。

上記組付け説明および作動説明からも理解できるように、上記実施形態によれば、ボールスタッド１１０を摺動自在に支持するハウジング１２０に接するフランジ部１４２を備えたダストカバー１４０において、同フランジ部１４２におけるハウジング１２０との当接面１４４に切欠き部１４５が設けられている。これにより、ハウジング１２０に取り付けられたダストカバー１４０におけるフランジ部１４２の捲れ上がりを防止することができ、ボールジョイント１００の組み付け作業性を向上させることができる。また、ボールジョイント１００の作動時においてもボールジョイント１００の組付け時と同様にフランジ部１４２の捲れ上がりを防止することができるため、ハウジング１２０内への水滴や粉塵などの異物の侵入、および同ハウジング１２０内に充填したグリースの漏出を長期間に亘って防止することができ、結果としてボールジョイント１００の耐久性および信頼性を向上させることができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、以下に示す変形例の説明および各図においては、上記実施形態と同様の構成部分に同上記実施形態と同一の符号を付してその説明は省略する。

例えば、上記実施形態においては、ダストカバー１４０におけるフランジ部１４２の当接面１４４に切欠き部１４５を形成したが、当然、これに限定されるものではない。すなわち、フランジ部１４２における当接面１４４に代えて、または加えて同当接面１４４に対向する対向面に切欠き部１４５を形成してもよい。図３は、フランジ部１４２における当接面１４４に対向する対向面１４７に切欠き部１４５を形成したダストカバー１００を示している。但し、この場合、本発明者の実験によれば、切欠き部１４５をフランジ部１４２の当接面１４４に形成した方が、切欠き部１４５をフランジ部１４２の対向面１４７に形成する場合に比べて良好にフランジ部１４２の捲れ上がりを防止することができる。

また、上記実施形態においては、切欠き部１４５は、フランジ部１４２におけるカバー本体１４１から突出した部分の根元部分に形成されている。これは、フランジ部１４２が捲れ上がる支点となる部分（その周辺を含む）に切欠き部１４５によって切り込みを形成したことによると考えられる。したがって、切欠き部１４５をフランジ部１４２（または対向面１４７）における前記根元部分に形成した方が、切欠き部１４５をフランジ部１４２の当接面１４４（または対向面１４７）内における外側に形成する場合に比べて、より効果的にフランジ部１４２の捲れ上がりを防止することができる。

すなわち、フランジ部１４２におけるカバー本体１４１から突出した部分の根元部分の近傍に切欠き部１４５を形成することがフランジ部１４２における他の部分に形成する場合に比べてより好適である。なお、上記実施形態においては、フランジ部１４２の当接面１４４に１つの切欠き部１４５を形成したが、当然、これに限定されるものではなく、フランジ部１４２に２つ以上の切欠き部１４５を形成してもよい。例えば、図４に示すように、切欠き部１４５をそれぞれ環状に形成された３つの溝部で構成してもよい。これらによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。

また、上記実施形態においては、フランジ部１４２の当接面１４４に対して垂直方向に溝部を形成することにより切欠き部１４５を構成した。この場合、フランジ部１４２の捲れ上がりの防止という観点にのみ着目して切欠き部１４５の深さを考慮すれば、同深さは深い方がよい。しかし、切欠き部１４５の溝部の深さを深くするとフランジ部１４２の肉厚が薄くなり縦断の危険性が増大する。そこで、例えば、図５に示すように、切欠き部１４５をフランジ部１４２の当接面に対して斜めの方向に形成した溝部で構成することもできる。これによれば、フランジ部１４２の肉厚も確保しつつ切欠き部１４５の溝部の深さを深くすることができる。これにより、フランジ部１４２の捲れ上がりを効果的に防止することができる。なお、図５においては、互いに対称となる深さ方向で形成した２つの溝部で切欠き部１４５が形成されている。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。

また、上記実施形態においては、切欠き部１４５を連続する環状に形成したが、必ずしも、連続する環状に形成する必要はない。すなわち、図６に示すように、切欠き部１４５を断続的に複数（図４においては、１６個）配置した溝部で構成してもよい。これによっても、上記実施形態と同様の効果が期待できる。

また、上記実施形態においては、ボールシート１３０を収容するハウジング１２０にダストカバー１４０を装着する形態のボールジョイント１００に本発明を適用した。しかし、本発明は、ボールスタッド１１０のボール部１１２を摺動自在に支持する支持体を備えるボールジョイント１００に装着されるダストカバー１４０に広く適用できるものである。例えば、図７（Ａ），（Ｂ）に示すように、ボールスタッド１１０のボール部１１２を回動摺動自在に支持するボールシート１３０がハウジング１２０の上部開口部から露出している形態のボールジョイント１００に本発明を適用することもできる。この場合、ボールシート１３０は、ハウジング１２０の上部開口部をカシメ加工することによりハウジング１２０の内側に固定される。そして、ダストカバー１４０は、ボールシート１３０におけるハウジング１２０の上端部から露出した外周部に取り付けられる。

この場合、ダストカバー１４０のフランジ部１４２の当接面１４４には、ハウジング１２０の上部開口部をカシメ加工することにより生じたハウジング１２０の開口部上面とボールシート１３０との段差が接する状態となる。しかしながら、本発明に係る切欠き部１４５によれば、当接面１４４に接する相手部材に段差が形成される場合であっても、上記実施形態と同様にフランジ部１４２の捲れ上がりを防止することができ、ボールジョイント１００の組み付け作業性を向上させることができる。なお、この場合、当接面１４４における相手部材の段差が接する部分に切欠き部１４５を形成することにより効果的にフランジ部１４２の捲れ上がりを防止することがでる。

また、上記実施形態においては、ダストカバー１４０のフランジ部１４２の当接面１４４はダストカバー１４０の軸線に対して直交した形状に形成した。しかし、例えば、図８に示すように、フランジ部１４２の当接面１４４をダストカバー１４０の軸線外側に傾斜して形成してもよい。これによれば、フランジ部１４２の当接面１４４が図示下側（ハウジング１２０のダストカバー受け部１２２側）に傾斜して形成されているため、同フランジ部１４２の図示上側への捲れ上がりを上記実施形態に比べてより効果的に防止することができる。この結果、ボールジョイント１００の組み付け作業性、およびボールジョイント１００の耐久性および信頼性をより確実に向上させることができる。

本発明の一実施形態に係るダストカバーを備えるボールジョイントの全体を概略的に示す一部破断正面図である。 （Ａ），（Ｂ）は図１に示すダストカバーを示しており、（Ａ）は同ダストカバーの一部破断正面図であり、（Ｂ）は同ダストカバーの底面図である。 本発明の変形例に係るダストカバーを示す一部破断正面図である。 本発明の他の変形例に係るダストカバーを示す底面図である。 本発明の変形例に係るダストカバーを示す一部破断正面図である。 本発明の変形例に係るダストカバーを示す一部破断正面図である。 （Ａ），（Ｂ）は本発明の他の変形例に係るダストカバーを示しており、（Ａ）は同ダストカバーの一部破断正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）において破線円で示した部分の部分拡大図である。 本発明の他の変形例に係るダストカバーを示す一部破断正面図である。 従来例に係るボールジョイントを示しており、（Ａ）は同ボールジョイントの一部破断正面図であり、（Ｂ）は（Ａ）において破線円で示した部分における組立て時の状態を示す部分拡大図である。

符号の説明

１００…ボールジョイント、１１０…ボールスタッド、１１１…括れ部、１１２…ボール部、１１３…鍔部、１１４…雄ネジ、１２０…ハウジング、１２１…プラグ、１２２…ダストカバー受け部、１３０…ボールシート、１４０…ダストカバー、１４１…カバー本体、１４２…フランジ部、１４３…取付部、１４４…当接面、１４５…切欠き部、１４６…クリップ、１４７…対向面。

Claims (5)

1. 弾性変形可能な素材を筒状に形成したカバー本体に、
   ボール部を有するボールスタッドを摺動自在に支持する支持体に接する前記カバー本体における一方の開口部をフランジ状に突出して形成したフランジ部と、
   前記フランジ部に隣接して形成され、前記支持体の外周部を締め付けて前記カバー本体を前記支持体に取り付けるための取付部とを備えるボールジョイント用ダストカバーにおいて、
   前記フランジ部における前記支持体に接する当接面および同当接面に対向する対向面のうちの少なくともどちらか一方に、溝状の切欠き部を設けたことを特徴とするボールジョイント用ダストカバー。
2. 請求項１に記載したボールジョイント用ダストカバーにおいて、
   前記切欠き部は、前記フランジ部における前記当接面に形成されていることを特徴とするボールジョイント用ダストカバー。
3. 請求項１または請求項２に記載したボールジョイント用ダストカバーにおいて、
   前記切欠き部は、前記フランジ部における前記カバー本体から突出した部分の根元付近に形成されていることを特徴とするボールジョイント用ダストカバー。
4. 請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１つに記載したボールジョイント用ダストカバーにおいて、
   前記フランジ部は、前記当接面が前記カバー本体の軸線方向外側に傾斜して形成されていることを特徴とするボールジョイント用ダストカバー。
5. 球面を有するボール部が形成されたボールスタッドと、
   前記ボールスタッドにおける前記ボール部を摺動自在に収容して支持する支持部と、
   前記支持部における前記ボール部を収容する部分を覆う前記請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１つに記載した前記ボールジョイント用ダストカバーとを備えたことを特徴とするボールジョイント。

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