JP5728103B1 - リンクアーム部材 - Google Patents

Abstract

【課題】ボールスタッドの球体部と、ハウジングに備わって球体部を摺動可能に収容する支持部材と、の間のガタつきを効果的に抑制でき、球体部の摺動に要するトルクを好適に管理できる構造の接続部を有するリンクアーム部材を提供することを課題とする。【解決手段】サポートバーの両端に接続部が取り付けられているスタビリンクとする。接続部の少なくとも一方はボールジョイント構造であり、ボールスタッド１０を傾倒可能に支持するハウジング１１を有し、ボールスタッド１０は、ボール部１０２からスタッド部１０１が延設されて形成される。ハウジング１１は、球形空間１２１にボール部１０２を摺動可能に収容するボールシート１２を有してボールスタッド１０を支持し、ボールシート１２の球形空間１２１を形成する壁面１２１Ｆには、最大内径部を中心に所定の幅で凹んだ凹溝１２１ａが周回に形成されていることを特徴とする。【選択図】図４

Description

本発明は、車両のサスペンション装置に備わるリンクアーム部材に関する。

特許文献１に示すように、車両には、サスペンション装置とスタビライザ装置が備わっている。サスペンション装置は、路面から車体に伝わる衝撃を軽減する。スタビライザ装置は、車体のロール剛性（捩れに対する剛性）を高める。そして、サスペンション装置とスタビライザ装置は、スタビリンク（リンクアーム部材）を介して連結される。

特開２０１１−２４７３３８号公報

スタビリンクは、サスペンション装置に固定される接続部と、スタビライザ装置に固定される接続部と、がサポートバー（アーム部）の両端に配置されて構成される。つまり、スタビリンクは、サポートバーが２つの接続部をつないで構成される。サポートバーの両端に配設される接続部はボールジョイント構造であり、ボールスタッドと、このボールスタッドを収容するハウジングと、からなる。

接続部を構成するハウジングは、サポートバーの両端に取り付けられる。ハウジングはカップ状の部材でボールスタッドの球体部（ボール部）を摺動自在に収容する。ハウジングの内側には樹脂製の支持部材（ボールシート）が収容されている。ボールシートは、ボールスタッドのボール部を摺動自在に収容する。ボール部がボールシートの内部を自在に転動することによってボールスタッドが自在に傾倒する。このように、スタビリンクの接続部がボールジョイント構造を有することでサスペンション装置とスタビライザ装置が可動に接続される。

そこで、ボールスタッドの滑らかな傾倒（動作）を確保するためには、ボール部とボールシートの摩擦（フリクション）が所定の設計値となるように管理されることが好ましい。しかしながら、ボール部を収容するボールシートは樹脂製である。したがって、寸法の変動が大きく、ボール部とボールシートの摩擦を管理することが容易でないという問題がある。

また、サスペンション装置とスタビライザ装置の間の動作特性は車両の操舵安定性や乗り心地に影響を与える。例えば、ボール部とボールシートの摩擦が大きいと、サスペンション装置とスタビライザ装置の間の動作が硬くなり、乗り心地が低下するなどの問題が生じる。また、ボール部とボールシートの間隙を大きくすると摩擦は小さくなるが、ボール部とボールシートの間にガタつきが発生する。このようなガタつきは騒音の要因となるため、ガタつきが発生すると車両品質が低下する。

そこで、本発明は、ボールスタッドの球体部と、ハウジングに備わって球体部を摺動可能に収容する支持部材と、の間のガタつきを効果的に抑制でき、球体部の摺動に要するトルクを管理できる構造の接続部を有するリンクアーム部材を提供することを課題とする。

前記課題を解決するため、本発明は、アーム部の両端に接続部が配設されて、一方の前記接続部が第１の構造体に固定され、他方の前記接続部が第２の構造体に固定され、前記接続部の少なくとも一方がボールジョイント構造になっているリンクアーム部材とする。そして、前記ボールジョイント構造の接続部は、前記第１の構造体又は前記第２の構造体に固定されるボールスタッドを傾倒可能に支持するハウジングを有し、前記ボールスタッドは、球体部からスタッド部が延設されて形成され、前記ハウジングは、球形空間に前記球体部を摺動可能に収容する支持部材を有して前記ボールスタッドを支持し、前記支持部材は、熱可塑性の樹脂製であって射出成形され、前記スタッド部が配置される側で前記球形空間が開口する開口部と、前記開口部と対向する底部に形成される凹状の潤滑剤受け部と、を有し、前記支持部材の前記球形空間を形成する壁面には、前記開口部の側から前記潤滑剤受け部の側に向かう前記球形空間の中心軸を軸とする最大内径部を中心に所定の幅で凹んだ凹溝が周回に形成され、前記凹溝は、前記射出成形に使用する金型に形成される凸型によって前記射出成形時に形成され、前記凹溝の幅は、前記球体部を前記球形空間内で摺動させるのに要するトルクが、あらかじめ設定されている所定範囲となるように決定され、前記凹溝の深さは、前記最大内径部の位置における深さ以上であり、前記凹溝の前記球形空間側の端辺は、当該凹溝の側から前記開口部及び前記底部の側に、前記金型が抜けるように傾斜していることを特徴とする。

本発明によると、ボールジョイント構造の接続部に備わるボールスタッドの球体部が支持部材に摺接する面積を凹溝で調節できる。そして、凹溝の幅を適宜設定して球体部と支持部材の間の摩擦を調節し、球体部の摺動に要するトルクを所定範囲に設定できる。したがって、球体部の摺動に要するトルクを所定範囲に設定することが容易になる。このように、球体部の摺動に要するトルクが所定範囲になるように、球体部と支持部材の間の摩擦を好適に管理できる。また、凹溝以外の部分は、球体部と支持部材が摺接するため、球体部と支持部材の間に生じるガタつきが効果的に抑制される。
また、本発明によると、支持部材が樹脂の射出成形品であるため、大量生産によるコストダウンが可能になる。また、射出成形時に生じる変形（特に、成形収縮による球形空間の変形）で、球体部の摺動に要するトルクが増大する状態であっても、球形空間を形成する壁面に凹溝が形成されるため、球体部の摺動に要するトルクを適宜減少させることができる。そして、球体部の摺動に要するトルクを所定範囲に設定できる。また、凹溝も射出成形で形成されるため凹溝を形成するための後加工も必要ない。

また、本発明は、前記凹溝の前記球形空間側の端辺が面取りされていることを特徴とする。
本発明によると、凹溝の端辺が面取りされているため、凹溝の欠損や応力集中による破損が抑制される。また、支持部材が射出成形される場合、金型と支持部材との離脱が容易になる。

また、本発明は、前記凹溝の深さが０．１ｍｍ〜０．２ｍｍであることを特徴とする。
本発明によると、支持部材を射出成形するときの金型から、成形した支持部材を容易に離脱できる深さの凹溝とすることができる。

また、本発明は、前記ハウジングがカップ状を呈し、前記支持部材は、本体部が前記ハウジングに収容されて熱カシメされ、前記本体部の内側に前記球形空間が形成されていることを特徴とする。
本発明によると、支持部材の本体部がカップ状のハウジングに収容される。そして、本体部の内側に、球体部を収容する球形空間が形成される。つまり、ハウジングは、支持部材を介してボールスタッドを支持する。

また、本発明は、前記球体部は、前記スタッド部の中心軸の軸方向における両端が平面状に形成されて２つの平面部を有し、前記ボールスタッドが傾倒する範囲で、前記２つの平面部がそれぞれ前記開口部と前記潤滑剤受け部を臨んで前記球形空間に入り込まないことを特徴とする。

本発明によると、ボールスタッドの球体部は、両端の位置に平面部が形成されている。つまり、球体部は両端の一部が切り落とされた形状になる。したがって、球体部が軽量化され、ひいては、リンクアーム部材が軽量化される。
また、球体部の平面部は、ボールスタッドが傾倒する範囲で球形空間に入り込まない。平面部が球形空間に入り込むと、球体部が壁面に摺接する面積が減少する。このため、球体部の摺動に要するトルクが変動する。ボールスタッドが傾倒する範囲で平面部が球形空間に入り込まない構成とすることで、球体部の摺動に要するトルクを一定に維持できる。

また、本発明は、前記球体部と前記壁面が摺接する面積が、前記凹溝が形成されない場合の６０％〜７０％になっていることを特徴とする。
本発明によると、凹溝が形成されることによって、球体部が球形空間の壁面に摺接する面積が、凹溝が形成されない場合の６０％〜７０％に減少している。したがって、凹溝が形成されることで、球体部の摺動に要するトルクが低下する。

また、前記第１の構造体が車体のロール剛性を高めるスタビライザ装置で、前記第２の構造体が前記車体の振動を減衰するサスペンション装置であって、前記スタビライザ装置と前記サスペンション装置を連結することを特徴とする。
本発明によると、ボールスタッドの球体部の摺動に要するトルクが所定範囲になるように、球体部と支持部材の間の摩擦を好適に管理でき、球体部と支持部材の間に生じるガタつきを効果的に抑制できるリンクアーム部材を、車体に備わるスタビライザ装置とサスペンション装置を連結する部材に適用することができる。

本発明によると、ボールスタッドの球体部と、ハウジングに備わって球体部を摺動可能に収容する支持部材の間と、のガタつきを効果的に抑制でき、球体部の摺動に要するトルクを管理できる構造の接続部を有するリンクアーム部材を提供することができる。

スタビリンクがサスペンションダンパとトーションバーを連結する状態を示す斜視図である。 図１のＡ部を分解した状態を示す分解斜視図である。 スタビリンクの構造を示すように一部を断面した斜視図である。 （ａ）は中心軸を通って断面したボールシートの断面図、（ｂ）は中心軸を通って断面した、ボールシートとボールスタッドが収容されたハウジングの断面図である。 （ａ）は、壁面とボール部の球面接触率α１と、ボールスタッドの傾倒に必要なトルク（Ｔｒ）と、ボールスタッドのガタつき量（変動量：ΔＳ）と、の関係を示すグラフ、（ｂ）は、ボールシートの形状の一例を示す断面図である。 開口側平面部が球形空間に入り込んだ状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図１はスタビリンクがサスペンションダンパとトーションバーを連結する状態を示す斜視図である。
図１に示すように、車両（図示せず）の走行に使用される車輪Ｗは、サスペンション装置３を介して車体（図示せず）に取り付けられている。サスペンション装置３は、コイルスプリング３ａと、サスペンションダンパ３ｂと、を有する。サスペンションダンパ３ｂは、車輪Ｗを回転可能に支持する。コイルスプリング３ａは、車輪Ｗから加わる衝撃を緩衝する。

サスペンションダンパ３ｂはコイルスプリング３ａを介して車体（図示せず）に取り付けられる。そして、サスペンションダンパ３ｂの伸縮とコイルスプリング３ａの弾性力によって車体に伝わる振動がサスペンションダンパ３ｂで減衰される。
このように、サスペンション装置３は車体の振動を減衰する。

左右のサスペンション装置３の間にはスタビライザ装置２が連結されている。スタビライザ装置２は、車体のロール剛性（捩れに対する剛性）を高めて車両のローリングを抑制する装置である。スタビライザ装置２は、トーションバー２ａを有する。トーションバー２ａは、車両の形状に合わせて適宜折り曲げられた棒状のばね部材で構成され、対向する２つの車輪Ｗ，Ｗをそれぞれ支持する２つのサスペンションダンパ３ｂ，３ｂを連結する。トーションバー２ａは、一方のサスペンションダンパ３ｂから他方のサスペンションダンパ３ｂに向かう方向に延設される。
トーションバー２ａは、車両（図示せず）が旋回するときなど、２つのサスペンションダンパ３ｂ，３ｂの伸縮量の違いによって主に中央部分２ｂが捩れ、その捩れを復元するように作用する弾性力で車両のローリングを抑制する。

トーションバー２ａとサスペンションダンパ３ｂは、リンクアーム部材（スタビリンク１）を介して連結される。これによって、スタビライザ装置２とサスペンション装置３がスタビリンク１を介して連結される。
本実施形態のスタビリンク１は、サポートバー１ａの両端に接続部１ｂが備わって構成されている。

図２は図１のＡ部を分解した状態を示す分解斜視図である。
図２に示すように、スタビリンク１は、棒状のサポートバー１ａ（アーム部）と接続部１ｂを含んで構成される。サポートバー１ａは、例えば中実の鋼材を素材とする棒状部材である。接続部１ｂは、サポートバー１ａの両端に２つ配設される。接続部１ｂには、ボールスタッド１０が傾倒可能に支持されている。ボールスタッド１０はハウジング１１に収容されている。接続部１ｂには、ハウジング１１内への異物の侵入を防止するためのダストブーツ１３が備わっている。
そして、一方の接続部１ｂに支持されるボールスタッド１０がサスペンションダンパ３ｂのブラケット３ｃに締結固定される。また、他方の接続部１ｂに備わるボールスタッド１０がトーションバー２ａに締結固定される。

ブラケット３ｃは、スポット溶接等でサスペンションダンパ３ｂに取り付けられている。ブラケット３ｃは、トーションバー２ａの側（図示しない車両の中心側）を臨む平面部を有する。ブラケット３ｃの平面部に取付孔３ｃ１が開口している。一方のボールスタッド１０は、周囲に広がる鍔部１０ａの位置までスタッド部１０１が取付孔３ｃ１に挿通される。そして、取付孔３ｃ１を挿通したボールスタッド１０のスタッド部１０１に形成されている雄ねじ１０ＳにナットＮ１が螺合される。また、トーションバー２ａの先端部近傍には、取付孔２ａ１が貫通している。他方のボールスタッド１０は鍔部１０ａの位置までスタッド部１０１が取付孔２ａ１に挿通される。そして、取付孔２ａ１を挿通したボールスタッド１０のスタッド部１０１に形成されている雄ねじ１０ＳにナットＮ１が螺合する。
例えば、図２に示すように、トーションバー２ａの先端部及びその近傍がサスペンションダンパ３ｂの側を臨む平面状に押しつぶされ、この部分に取付孔２ａ１が開口している。

また、スタビリンク１は、サポートバー１ａの両端に備わるボールスタッド１０を介してサスペンションダンパ３ｂとトーションバー２ａに固定される。ボールスタッド１０は傾倒可能にスタビリンク１の接続部１ｂに支持されている。したがって、スタビリンク１は、サスペンションダンパ３ｂ及びトーションバー２ａに対して可動になる。

このように、スタビリンク１は、スタビライザ装置２（本実施形態における第１の構造体）と、サスペンション装置３（本実施形態における第２の構造体）に固定されて、スタビライザ装置２とサスペンション装置３を連結するリンクアーム部材である。

図３は、スタビリンクの構造を示すように一部を断面した斜視図である。
図３に示すように、スタビリンク１において、接続部１ｂは、サポートバー１ａの両端に配設されている。したがって、スタビリンク１には２つの接続部１ｂが備わっている。
接続部１ｂは、カップ状のハウジング１１を有する。ハウジング１１は、サポートバー１ａの両端に抵抗溶接等で取り付けられている。ハウジング１１は鋼材（機械構造用炭素鋼など）を素材とし、内側に樹脂製の支持部材（ボールシート１２）が収容されている。ボールシート１２は、ＰＯＭ（Polyacetal）、ＰＡ６（Polyamide６）、ＰＡ６６（Polyamide６６）などの熱可塑性樹脂を素材とする。

ボールスタッド１０は、その一部がボールシート１２に収容されて接続部１ｂに備わる。ボールスタッド１０は、略球体状の球体部（ボール部１０２）とスタッド部１０１を有する。スタッド部１０１は、ボール部１０２から一方向に延設されている。

樹脂製のボールシート１２は、本体部１２ａとフランジ部１２ｂからなり、本体部１２ａがハウジング１１に収容される。ボールシート１２の本体部１２ａはカップ状を呈する。フランジ部１２ｂは、本体部１２ａの開口側が外方に周囲に広がって形成される。
また、本実施形態において、ボールシート１２の本体部１２ａは、熱カシメでハウジング１１に固定される。本体部１２ａに形成されてハウジング１１の底部を貫通するボス１２ａ１が押しつぶされてボールシート１２がハウジング１１内に固定される。ボス１２ａ１は、加熱された状態で加圧されて押しつぶされる。

ボールシート１２の本体部１２ａは、内側に球形の空間（球形空間１２１）が形成されている。そして、ボールスタッド１０のボール部１０２が球形空間１２１に転動自在に収容される。また、ボールスタッド１０において、スタッド部１０１はボール部１０２とともに動作する。したがって、ボールシート１２に収容されたボールスタッド１０は、スタッド部１０１が傾倒可能になる。つまり、ハウジング１１は、ボールスタッド１０を傾倒可能に支持する。このように、接続部１ｂには、スタッド部１０１とボール部１０２からなるボールスタッド１０が傾倒可能に備わってボールジョイント構造を構成している。

ボールスタッド１０のスタッド部１０１には、周囲に広がった鍔部１０ａが形成されている。また、スタッド部１０１の先端部（鍔部１０ａよりも先端側）には、雄ねじ１０Ｓが形成されている。そして、図２に示すように、サポートバー１ａの一端に配設されるボールスタッド１０のスタッド部１０１がサスペンションダンパ３ｂのブラケット３ｃに開口する取付孔３ｃ１に鍔部１０ａまで挿通する。その状態で雄ねじ１０ＳにナットＮ１が螺合して、ボールスタッド１０がサスペンションダンパ３ｂに固定される。
また、サポートバー１ａの他端に配設されるボールスタッド１０のスタッド部１０１がトーションバー２ａに開口する取付孔２ａ１に鍔部１０ａまで挿通する。その状態で雄ねじ１０ＳにナットＮ１が螺合して、ボールスタッド１０がトーションバー２ａに固定される。

なお、スタビリンク１においてスタッド部１０１が延出する方向は、サスペンションダンパ３ｂ（図２参照）とトーションバー２ａ（図２参照）の位置関係に応じて適宜決定される。

図３に示すように、ハウジング１１はフランジ部１１ａを有する。フランジ部１１ａは、ハウジング１１の開口側が外方に広がって形成される。ハウジング１１にボールシート１２（本体部１２ａ）が収容された状態で、ハウジング１１のフランジ部１１ａとボールシート１２のフランジ部１２ｂが互いに対向する。
そして、互いに対向するフランジ部１１ａ，１２ｂでダストブーツ１３の端辺が挟持される。

ダストブーツ１３は、ゴムなどの弾性体からなる中空の部材である。ダストブーツ１３は、鍔部１０ａとハウジング１１のフランジ部１１ａの間でボールスタッド１０の周囲に配設される。ダストブーツ１３は、対向する位置に２つの開口部を有する。一方の開口部は周囲が内側に向かって折れ曲がり、この部分が対向するフランジ部１１ａ，１２ｂで挟持される。ダストブーツ１３の他方の開口部は、ボールスタッド１０のスタッド部１０１に密着して固定されている。
このようなダストブーツ１３によって、ハウジング１１内やボールシート１２内への異物（ゴミなど）の侵入が防止される。なお、ダストブーツ１３は、スタッド部１０１が傾倒する動作を妨げない形状になっている。例えば、ダストブーツ１３は、大きく外方に膨らんだ形状であることが好ましい。このような形状のダストブーツ１３は、余裕を持ってスタッド部１０１を覆う。したがって、ダストブーツ１３は、傾倒するスタッド部１０１の動作に応じて容易に変形する。このため、ボールスタッド１０が傾倒する動作は、ダストブーツ１３で妨げられない。これによって、ボールスタッド１０の滑らかな傾倒（動作）が確保される。

図４の（ａ）は中心軸を通って断面したボールシートの断面図、（ｂ）は中心軸を通って断面した、ボールシートとボールスタッドが収容されたハウジングの断面図である。
図４の（ａ）に示すように、ボールシート１２の本体部１２ａは、外形が円筒形状を呈し、内側に球形空間１２１が形成されている。球形空間１２１は、中心点Ｐ２を中心とする球面形状に配設される壁面１２１Ｆで覆わて形成された空間とする。球形空間１２１に収容されたボール部１０２は壁面１２１Ｆに摺接する。つまり、球形空間１２１は、ボール部１０２が壁面１２１Ｆを摺動するように当該ボール部１０２を収容する。

なお、ボールスタッド１０のボール部１０２が球形空間１２１に収容されたとき、ボール部１０２の中心点Ｐ１が球形空間１２１の中心点Ｐ２に一致することが好ましい。
このように、ボール部１０２の中心点Ｐ１と球形空間１２１の中心点Ｐ２が一致することで、球形空間１２１内でボール部１０２が偏ることなく転動する。

また、ボールシート１２の本体部１２ａには開口部１２Ｕが形成されている。開口部１２Ｕは、底部１２Ｄと対向する位置で球形空間１２１が開口して形成される。開口部１２Ｕは、収容されたボールスタッド１０のスタッド部１０１が配置される側に形成される。また、底部１２Ｄには、熱カシメ用のボス１２ａ１が形成されている。

ボールシート１２の本体部１２ａは、ハウジング１１（図４の（ｂ）参照）内に収容される。前記したように、ボールシート１２は樹脂を素材とし、射出成形で形成される。一般的に、射出成形による成形品は肉厚の厚い部位ほど成形収縮する。

図４の（ａ）に示すような断面形状のボールシート１２は、底部１２Ｄの側が開口部１２Ｕの側（フランジ部１２ｂの側）よりも肉厚となる。したがって、開口部１２Ｕの側よりも底部１２Ｄの側が大きく収縮する。このため、ボールシート１２の本体部１２ａは、開口部１２Ｕの側の外径φＤ１が底部１２Ｄの側の外径φＤ２よりも大きくなる（φＤ１＞φＤ２）。そして、図４の（ｂ）に示すように、ボールシート１２がハウジング１１に収容されると、本体部１２ａの内側に形成される球形空間１２１は、外径φＤ１が大きな開口部１２Ｕの側が、外径φＤ２が小さい底部１２Ｄの側よりも強く締め付けられる。

このため、本体部１２ａの内側に形成される球形空間１２１は、開口部１２Ｕの側が底部１２Ｄの側よりも大きく変形する。したがって、ハウジング１１に収容されたボールシート１２（球形空間１２１）にボールスタッド１０（ボール部１０２）が収容されると、ボール部１０２がボールシート１２から受ける面圧は、開口部１２Ｕの側が底部１２Ｄの側よりも大きくなる。

また、開口部１２Ｕの側の壁面１２１Ｆからボール部１０２が受ける面圧は、球形空間１２１を形成する壁面１２１Ｆを介して底部１２Ｄの側にも分布する。これによって、ボール部１０２がボールシート１２（壁面１２１Ｆ）から受ける面圧が全面に亘って大きくなり、ボール部１０２とボールシート１２（壁面１２１Ｆ）の間の摩擦が全体的に増大する。つまり、ハウジング１１に収容されたボール部１０２がボールシート１２で余計に締め付けられることになり、ボール部１０２とボールシート１２の間の摩擦が全体的に増大する。

このような摩擦の増大を抑制するため、本実施形態のボールシート１２には、図４の（ａ）に示すように球形空間１２１に凹溝１２１ａが形成されている。具体的に、球形空間１２１を形成する球面形状の壁面１２１Ｆが外方に向かって凹んで凹溝１２１ａが形成されている。

凹溝１２１ａは、球形空間１２１の中心軸（上下方向中心軸ＣＬｖ）を軸とする最大内径部を中心に所定の幅Ｗｄで設けられている。凹溝１２１ａは、上下方向中心軸ＣＬｖを軸に最大内径部に沿って周回して形成される。本実施形態において、球形空間１２１の上下方向中心軸ＣＬｖは、円形を呈する底部１２Ｄの中心と、円錐状に開口する開口部１２Ｕの中心を結ぶ直線とする。また、本実施形態においては、上下方向中心軸ＣＬｖを法線として球形空間１２１の中心点Ｐ２を含む仮想平面が球形空間１２１を通る部分を、球形空間１２１の最大内径部とする。

前記したように、ボールシート１２は射出成形される。このときの金型に凹溝１２１ａを形成する凸型が形成されていれば、本体部１２ａの成形と同時に凹溝１２１ａが成形される。このように、凹溝１２１ａをボールシート１２の射出成形時に成形することで、凹溝１２１ａを形成するための後加工が不要になり、ボールシート１２のコストダウンが可能になる。

凹溝１２１ａと壁面１２１Ｆの間の端辺（球形空間１２１側の端辺）は、凹溝１２１ａの側から開口部１２Ｕの側及び底部１２Ｄの側に傾斜して面取りされている。凹溝１２１ａの端辺は、例えば、球形空間１２１の中心点Ｐ２から凹溝１２１ａの端辺に向かう想像線Ｌ１と、所定の面取り角度θｃで面取りされている。一例として、面取り角度θｃは６０度である。
凹溝１２１ａの端辺が面取りされることによって凹溝１２１ａの端辺が欠損しにくくなる。これによってボールシート１２の耐久性が向上する。
また、凹溝１２１ａの端辺が面取りされることによって、ボールシート１２を射出成形する金型から当該ボールシート１２が容易に離脱する。

前記したように、ハウジング１１に収容されたボールシート１２内で、ボール部１０２は、開口部１２Ｕの側が余計に締め付けられる。これによって、ボール部１０２がボールシート１２から受ける面圧が全面に亘って大きくなる。
球形空間１２１を形成する壁面１２１Ｆに凹溝１２１ａが形成されることによって、ボールシート１２とボール部１０２の非接触部が形成される。これによって、ボール部１０２がボールシート１２に摺接する面積が減少し、ボールシート１２とボール部１０２の間の摩擦が低減される。したがって、凹溝１２１ａの形状を適宜決定することで、ボール部１０２とボールシート１２の間に好適な摩擦を発生させることができる。
具体的には、凹溝１２１ａの幅Ｗｄを適宜決定することで、ボール部１０２とボールシート１２の間に好適な摩擦を発生させることができる。ひいては、ボールスタッド１０の傾倒に要するトルクを、あらかじめ設定されている所定範囲とすることができる。

図５の（ａ）は、壁面とボール部の球面接触率α１と、ボールスタッドの傾倒に必要なトルク（Ｔｒ）と、ボールスタッドのガタつき量（変動量：ΔＳ）と、の関係を示すグラフ、（ｂ）は、ボールシートの形状の一例を示す断面図である。
図５の（ａ）に示すグラフは、縦軸がトルク（Ｔｒ）、及び、変動量（ΔＳ）を示し、横軸が壁面１２１Ｆとボール部１０２の接触率（以下、球面接触率α１という）を示す。また、実線はボールスタッド１０の傾倒に必要なトルクＴｒ（Ｎｍ）を示し、破線はボールスタッド１０の変動量ΔＳ（ｍｍ）を示す。球面接触率α１は、凹溝１２１ａが形成されない状態を１００％としている。

壁面１２１Ｆとボール部１０２の接触率（球面接触率α１）が高くなるほど（つまり、凹溝１２１ａの幅Ｗｄが狭くなるほど）、ボールシート１２とボール部１０２の摩擦が大きくなる。したがって、図５の（ａ）に示すグラフに示すように、球面接触率α１が高くなるほどボールスタッド１０の傾倒に必要なトルクＴｒが大きくなる。一方、球面接触率α１が低くなるほど、ボール部１０２がボールシート１２に摺接する面積が少なくなる。したがって、図５の（ａ）に示すグラフのように、球面接触率α１が低くなるほどボールスタッド１０の変動量ΔＳ（ガタつき）が大きくなる。

以上のことから、ボールスタッド１０の傾倒（動作）に必要なトルクＴｒを小さくするためには、壁面１２１Ｆとボール部１０２の接触率（球面接触率α１）を低くすることが効果的である。一方、ボールスタッド１０のガタつきを抑制するためには、球面接触率α１を高くすることが効果的である。

図１に示すように、スタビリンク１は、車両のスタビライザ装置２とサスペンション装置３を可動に接続している。そして、スタビライザ装置２とサスペンション装置３の間の動作特性（動作の硬さ）は、車両の操舵安定性や乗り心地を決定する要因になる。つまり、車両の操舵安定性や乗り心地が向上するように、スタビライザ装置２とサスペンション装置３の間の動作特性が決定される。したがって、スタビリンク１のボールスタッド１０（図３参照）の傾倒に必要なトルク（硬さ）は、車両に要求される特性によって決定される。このように、車両に要求される特性に応じて決定されるトルク（以下、定常トルクという）でボールスタッド１０が動作するように球面接触率α１が決定されることが必要になる。つまり、スタビリンク１に要求される耐久性や、要求される定常トルク等に応じて球面接触率α１（凹溝１２１ａの幅Ｗｄの大きさ）が決定される。特に、ボールスタッド１０の傾倒に必要なトルクは、定常トルクを含む所定範囲内となることが要求される。

例えば、所定の定常トルクやガタつきの許容値にもとづいて、図５の（ａ）に一点鎖線で示す範囲が球面接触率α１の好適な範囲と決定される場合、図５の（ｂ）に示すように凹溝１２１ａの形状が決定される。このとき、ボールスタッド１０の傾倒に必要なトルクＴｒが所定の定常トルクを含む所定範囲内で、かつ、変動量ΔＳが所定の許容範囲内に収まる範囲が、球面接触率α１の好適な範囲として決定される。

図５の（ｂ）に示すように、中心点Ｐ２を中心として、水平方向中心軸ＣＬｈ（上下方向中心軸ＣＬｖと直行する軸）より開口部１２Ｕの側に「θｕ°」、底部１２Ｄの側に「θｄ°」の範囲で球形空間１２１が形成されている場合、水平方向中心軸ＣＬｈを中心として中心点Ｐ２を軸に広がる角度「θａ°」の範囲（水平方向中心軸ＣＬｈを中心とするセンター振り分け）に凹溝１２１ａが形成される構成とする。なお、凹溝１２１ａの幅Ｗｄは、水平方向中心軸ＣＬｈを中心として中心点Ｐ２を軸に広がる角度「θａ°」に応じて決定される。

一例として、図５の（ｂ）に示すように、水平方向中心軸ＣＬｈより開口部１２Ｕの側に３０°（θｕ＝３０°）、底部１２Ｄの側に４０°（θｄ＝４０°）の範囲で球形空間１２１が形成されている場合、水平方向中心軸ＣＬｈを中心とする約２５°（θａ＝２５°）の範囲に凹溝１２１ａが形成される構成とすればよい。
この場合、溝部１２１ａが球形空間１２１に占める割合が約３６％（２５／（３０＋４０）＝０．３６）になり、球面接触率α１が約６４％になる。約６４％の球面接触率α１は、図５の（ａ）に一点鎖線で示す範囲に含まれる。

例えば、球面接触率α１を７０％とする場合、水平方向中心軸ＣＬｈを中心とする約２１°（θａ＝２１°）の範囲に凹溝１２１ａが形成される構成とすればよい。また、球面接触率α１を６０％とする場合、水平方向中心軸ＣＬｈを中心とする約２８°（θａ＝２８°）の範囲に凹溝１２１ａが形成される構成とすればよい。

なお、前記した具体的な数値（θｕ＝３０°，θｄ＝４０°，θａ＝２５°等）は、説明を容易にするための一例にすぎない。本発明に係るスタビリンク１のボールシート１２は、これらの数値で規定される形状に限定されない。

しかしながら、球面接触率α１があまりに小さいと、ボールスタッド１０の変動量ΔＳ（ガタつき）が大きくなるのに加え、ボール部１０２が摺動することによる壁面１２１Ｆの摩滅が激しくなる。一方、球面接触率α１があまりに大きいと、凹溝１２１ａが形成されることの効果（ボールスタッド１０の傾倒に必要なトルクＴｒを調節する効果）が小さくなる。
球面接触率α１が６０％〜７０％の範囲であれば（つまり、ボール部１０２と壁面１２１Ｆが摺接する面積が、凹溝１２１ａが形成されない場合の６０％〜７０％のとき）、ボールスタッド１０の傾倒に必要なトルクＴｒと、変動量ΔＳとが、良好な状態になることが、本願出願人の実験計測によって確認された。
なお、変動量ΔＳ（ガタつき）や壁面１２１Ｆの摩滅が商品としての品質を低下させるほど大きくなく、かつ、ボールスタッド１０の傾倒に要するトルクＴｒが商品として必要な範囲に調節できる状態を良好な状態とする。

このように、図５の（ａ）に示すグラフにもとづいて、好適なトルクＴｒと変動量ΔＳ（ガタつき）を実現する球面接触率α１が決定される。また、決定された球面接触率α１にもとづいて、凹溝１２１ａの形状が決定される。
また、凹溝１２１ａの深さＤｐが浅いほど、ボールシート１２を射出成形する金型から当該ボールシート１２が容易に離脱する。
一例として、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ程度の深さ（Ｄｐ＝０．１〜０．２）の凹溝１２１ａとした。凹溝１２１ａの深さＤｐを０．１ｍｍ〜０．２ｍｍとすることで、射出成形したボールシート１２を金型から容易に離脱できることが本願出願人の実験計測によって確認された。なお、凹溝１２１ａの深さＤｐは前記した数値（０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ）に限定されない。

図４の（ａ）に示すように凹溝１２１ａが形成される部分（球形空間１２１の最大内径部）は、壁面１２１Ｆが肉薄になって他の部分よりも脆弱になる。しかしながら、ボールシート１２の本体部１２ａは、開口部１２Ｕの側の外径φＤ１が底部１２Ｄの側の外径φＤ２よりも大きい。このため、本体部１２ａの開口部１２Ｕの側は、底部１２Ｄの側よりも強固にハウジング１１に嵌まり込む。したがって、ボールスタッド１０からボールシート１２の本体部１２ａに印加される力は、外径φＤ１が大きな開口部１２Ｕの側からハウジング１１に伝達されて分散される。さらに、凹溝１２１ａの端辺が面取りされることによって端辺への応力集中が回避される。したがって、本体部１２ａにボール部１０２が収容されたボールスタッド１０からボールシート１２に力が印加されても凹溝１２１ａの部分は容易に破損しない。
つまり、凹溝１２１ａによって本体部１２ａの一部が脆弱になってもボールシート１２が容易に破損しない接続部１ｂとなっている。

また、図４の（ａ）に示すように、球形空間１２１の底部１２Ｄの側（開口部１２Ｕと対向する位置）には凹部が形成されている。この凹部は、グリス等の潤滑剤が溜まる凹状の潤滑剤受け部（グリス溜まり１２１ｂ）となる。グリス溜まり１２１ｂは、球形空間１２１が上下方向中心軸ＣＬｖの軸方向に凹んで形成される。
本体部１２ａに収容されたボール部１０２が転動するとき、グリス溜まり１２１ｂに溜まるグリスがボール部１０２の表面に付着する。ボール部１０２の表面に付着したグリスが、球形空間１２１の壁面１２１Ｆとボール部１０２の間の潤滑剤となる。

なお、グリス溜まり１２１ｂはボールシート１２の底部１２Ｄに形成される。したがって、グリス溜まり１２１ｂは開口部１２Ｕと対向する位置に形成される。また、上下方向中心軸ＣＬｖは、開口部１２Ｕの側からグリス溜まり１２１ｂの側に向かう球形空間１２１の中心軸になる。

球形空間１２１の開口部１２Ｕは、上下方向中心軸ＣＬｖを中心とするロート状に形成され、外方に向かって広がるように傾斜する傾斜面１２１ｃを有する。
図４の（ｂ）に二点鎖線で示すようにボールスタッド１０が傾倒したときにスタッド部１０１が傾斜面１２１ｃに接触して、それ以上のボールスタッド１０の傾倒が抑制される。つまり、傾斜面１２１ｃはボールスタッド１０が傾倒する範囲を規制する。

図４の（ｂ）に示すように、ボールスタッド１０は、実線で示す正立状態から、破線で示すように、傾斜面１２１ｃで規制される状態まで自在に傾倒する。本実施形態においては、スタッド部１０１の中心軸ＣＬ１（ボールスタッド１０の中心軸とする）が、球形空間１２１の上下方向中心軸ＣＬｖと一致する状態を正立状態とする。
以下、スタッド部１０１の中心軸ＣＬ１と球形空間１２１の上下方向中心軸ＣＬｖがなす角度を傾倒角度θとする。そして、傾斜面１２１ｃで傾倒が規制された状態での傾倒角度θを最大傾倒角θｍａｘとする。つまり、ボールスタッド１０は、傾倒角度θが最大傾倒角θｍａｘになるまで傾倒可能に構成される。なお、ボールスタッド１０が正立した状態の傾倒角度θを０とする。したがって、ボールスタッド１０が傾倒する範囲は、傾倒角度θが０から最大傾倒角θｍａｘまで変化する範囲となる。最大傾倒角θｍａｘは、車両（図示せず）に要求される操舵安定性や乗り心地に応じて適宜決定される。換言すると、スタビリンク１（図１参照）に対する要求仕様として最大傾倒角θｍａｘが決定される。

また、本実施形態のボールスタッド１０のボール部１０２は、スタッド部１０１が形成される側、及び、対向する側に平面部が形成される。つまり、ボール部１０２には、中心軸ＣＬ１の軸方向における両端に平面部が形成されている。スタッド部１０１側の平面部を開口側平面部１０２ａ（図４の（ｂ）参照）とする。また、開口側平面部１０２ａと対向する平面部（底部１２Ｄ側の平面部）を底側平面部１０２ｂ（図４の（ｂ）参照）とする。２つの平面部（開口側平面部１０２ａ，底側平面部１０２ｂ）は、中心軸ＣＬ１と直交する平面になる。

図４の（ｂ）に実線で示すように、ボールスタッド１０が正立した状態で、開口側平面部１０２ａは開口部１２Ｕを臨み、球形空間１２１に入り込んでいない。また、ボールスタッド１０が正立した状態で、底側平面部１０２ｂはグリス溜まり１２１ｂを臨み、球形空間１２１に入り込んでいない。

また、図４の（ｂ）に二点鎖線で示すように、傾倒角度θが最大傾倒角θｍａｘとなった状態（ボールスタッド１０の傾倒が傾斜面１２１ｃで規制された状態）で、開口側平面部１０２ａが球形空間１２１に入り込んでいないことが好ましい。さらに、傾倒角度θが最大傾倒角θｍａｘとなった状態で、底側平面部１０２ｂが球形空間１２１に入り込んでいないことが好ましい。つまり、開口側平面部１０２ａと底側平面部１０２ｂが球形空間１２１に入り込むことなく、ボールスタッド１０が傾倒する。換言すると、ボールスタッド１０が傾倒する範囲で、平面部（開口側平面部１０２ａ，底側平面部１０２ｂ）が球形空間１２１に入り込まない。

図６は、開口側平面部が球形空間に入り込んだ状態を示す図である。
本実施形態においては、図６に示すように開口側平面部１０２ａの少なくとも一部が球面形状の壁面１２１Ｆで囲まれた領域に入り込んだ状態を、開口側平面部１０２ａが球形空間１２１に入り込んだ状態とする。同様に、底側平面部１０２ｂが球形空間１２１を形成する球面形状の壁面１２１Ｆで囲まれた領域に入り込んだ状態を、底側平面部１０２ｂが球形空間１２１に入り込んだ状態とする。

２つの平面部（開口側平面部１０２ａ，底側平面部１０２ｂ）の少なくとも一方が球形空間１２１に入り込んた状態と、２つの平面部が球形空間１２１に入り込まない状態では、ボールスタッド１０（ボール部１０２）がボールシート１２（壁面１２１Ｆ）に摺接する面積が異なる。
したがって、ボールスタッド１０の傾倒で２つの平面部の少なくとも一方が球形空間１２１に入り込むと、ボールスタッド１０が正立した状態と傾倒した状態で、ボール部１０２とボールシート１２の間の摩擦が異なる。

これに対し、本実施形態では、開口側平面部１０２ａと底側平面部１０２ｂが球形空間１２１に入り込むことなくボールスタッド１０が傾倒する。このため、ボールスタッド１０が正立した状態と傾倒した状態で、ボール部１０２とボールシート１２の間の摩擦が一定になる。したがって、傾倒角度θが変化してもボールスタッド１０の傾倒に要するトルクは変化しない。換言すると、ボールスタッド１０は一定のトルクで傾倒（動作）する。

また、図６に示すように、球形空間１２１の壁面１２１Ｆはボール部１０２で押圧される。一方、開口側平面部１０２ａが球形空間１２１に入り込んだ部分は壁面１２１Ｆが押圧されない。そして、ｘ１部に示すように、ボール部１０２で押圧される部分は僅かに壁面１２１Ｆが変形する。このため、開口側平面部１０２ａの端辺が壁面１２１Ｆを摺動するときに抵抗が生じ、ボールスタッド１０の滑らかな傾倒が阻害される。底側平面部１０２ｂが球形空間１２１に入り込んだ場合も同様にボールスタッド１０の滑らかな傾倒が阻害される。しかしながら、本実施形態では、開口側平面部１０２ａ及び底側平面部１０２ｂが球形空間１２１に入り込まない。このため、ボールスタッド１０の滑らかな傾倒は阻害されない。

さらに、ボール部１０２の平面部（開口側平面部１０２ａ，底側平面部１０２ｂ）が球形空間１２１に入り込むとき、平面部の端辺が壁面１２１Ｆに接する瞬間にショックが生じる場合がある。このようなショックがサスペンション装置３（図１参照）等を介して車体（図示せず）に伝達されると乗り心地の低下につながる。
本実施形態では、開口側平面部１０２ａと底側平面部１０２ｂが球形空間１２１に入り込まないため、ボールスタッド１０の傾倒（動作）によるショックは生じない。したがって、ボールスタッド１０が傾倒しても乗り心地は低下しない。

以上のように、本実施形態のスタビリンク１（図１参照）は、図４の（ｂ）に示すように、ハウジング１１にボールシート１２が収容された接続部１ｂを有する。そして、ボールシート１２の球形空間１２１に、ボールスタッド１０のボール部１０２が転動自在に収容されている。
球形空間１２１を形成する壁面１２１Ｆには、最大内径部を中心とする幅Ｗｄの凹溝１２１ａが形成されている。
この構成によって、ボール部１０２と壁面１２１Ｆの間の摩擦が好適に管理される。また、ボール部１０２と壁面１２１Ｆの間のガタつきが効果的に抑制される。

また、ボール部１０２には、中心軸ＣＬ１の軸方向における両端に平面部（開口側平面部１０２ａ，底側平面部１０２ｂ）が形成されている。この構成によって、ボール部１０２が軽量化され、ひいては、スタビリンク１（図１参照）が軽量化される。
そして、ボールスタッド１０が傾倒する範囲では、開口側平面部１０２ａ及び底側平面部１０２ｂが球形空間１２１に入り込まない。この構成によって、ボールスタッド１０の滑らかな傾倒（動作）が確保される。

なお、本発明は、前記した実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜設計変更が可能である。

例えば、図４の（ａ）に示すように、本実施形態の凹溝１２１ａは断面形状が矩形となっている。しかしながら、凹溝１２１ａの断面形状は矩形に限定されない。例えば、壁面１２１Ｆが円弧状に窪んだ断面形状の凹溝１２１ａであってもよい。

また、図４の（ａ）には１本の凹溝１２１ａが形成されている。この構成に限定されず、２本以上の凹溝１２１ａが形成されている構成であってもよい。
また、最大内径部からずれた位置（開口部１２Ｕの側、又は、底部１２Ｄの側）に凹溝１２１ａが形成されている構成であってもよい。

また、図４の（ａ）に示すように、凹溝１２１ａの球形空間１２１側の端辺が所定の面取り角度θｃで面取りされている。この構成に替わり、凹溝１２１ａの球形空間１２１側の端辺が曲面に面取りされる構成（Ｒ面取り）であってもよい。

また、図４の（ａ）に示すように、本実施形態のボールシート１２は、熱カシメでハウジング１１に固定されているが、他の方法（圧入、接着等）でボールシート１２がハウジング１１に固定される構成であってもよい。

また、図３に示すように、本実施形態のハウジング１１にはボールシート１２が収容され、ボールシート１２に球形空間１２１が形成されている。しかしながら、ハウジング１１に球形空間１２１が形成され、この球形空間１２１にボールスタッド１０のボール部１０２が収容される構成であってもよい。つまり、ボールシート１２が備わらない構成であってもよい。このような構成であれば、簡素な構造のハウジング１１とすることができる。

また、スタビリンク１（図３参照）は、サポートバー１ａの両端にボールジョイント構造の接続部１ｂが備わる構成に限定されない。例えば、サポートバー１ａの一端のみにボールジョイント構造の接続部１ｂが備わる構成であってもよい。この場合、他端には別の構造（例えば、ボールブッシュ構造）の接続部が備わる構成であってもよい。

１ スタビリンク（リンクアーム部材）
１ａ サポートバー（アーム部）
１ｂ 接続部（ボールジョイント構造の接続部）
２ スタビライザ装置（第１の構造体）
３ サスペンション装置（第２の構造体）
１０ ボールスタッド
１１ ハウジング
１２ ボールシート（支持部材）
１２ａ 本体部
１２Ｄ 底部
１２Ｕ 開口部
１０１ スタッド部
１０２ ボール部（球体部）
１０２ａ 開口側平面部（平面部）
１０２ｂ 底側平面部（平面部）
１２１ 球形空間
１２１ａ 凹溝
１２１ｂ グリス溜まり（潤滑剤受け部）
１２１Ｆ 壁面
ＣＬ１ 中心軸（スタッド部の中心軸）
ＣＬｖ 上下方向中心軸（球形空間の中心軸）

Claims (7)

1. アーム部の両端に接続部が配設されて、一方の前記接続部が第１の構造体に固定され、他方の前記接続部が第２の構造体に固定され、
   前記接続部の少なくとも一方がボールジョイント構造になっているリンクアーム部材であって、
   前記ボールジョイント構造の接続部は、前記第１の構造体又は前記第２の構造体に固定されるボールスタッドを傾倒可能に支持するハウジングを有し、
   前記ボールスタッドは、球体部からスタッド部が延設されて形成され、
   前記ハウジングは、球形空間に前記球体部を摺動可能に収容する支持部材を有して前記ボールスタッドを支持し、
   前記支持部材は、熱可塑性の樹脂製であって射出成形され、前記スタッド部が配置される側で前記球形空間が開口する開口部と、前記開口部と対向する底部に形成される凹状の潤滑剤受け部と、を有し、
   前記支持部材の前記球形空間を形成する壁面には、前記開口部の側から前記潤滑剤受け部の側に向かう前記球形空間の中心軸を軸とする最大内径部を中心に所定の幅で凹んだ凹溝が周回に形成され、
   前記凹溝は、前記射出成形に使用する金型に形成される凸型によって前記射出成形時に形成され、
   前記凹溝の幅は、前記球体部を前記球形空間内で摺動させるのに要するトルクが、あらかじめ設定されている所定範囲となるように決定され、
   前記凹溝の深さは、前記最大内径部の位置における深さ以上であり、
   前記凹溝の前記球形空間側の端辺は、当該凹溝の側から前記開口部及び前記底部の側に、前記金型が抜けるように傾斜していることを特徴とするリンクアーム部材。
2. 前記凹溝の前記球形空間側の端辺が面取りされていることを特徴とする請求項１に記載のリンクアーム部材。
3. 前記凹溝の深さが０．１ｍｍ〜０．２ｍｍであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のリンクアーム部材。
4. 前記ハウジングがカップ状を呈し、
   前記支持部材は、本体部が前記ハウジングに収容されて熱カシメされ、
   前記本体部の内側に前記球形空間が形成されていることを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のリンクアーム部材。
5. 前記球体部は、前記スタッド部の中心軸の軸方向における両端が平面状に形成されて２つの平面部を有し、
   前記ボールスタッドが傾倒する範囲で、前記２つの平面部がそれぞれ前記開口部と前記潤滑剤受け部を臨んで前記球形空間に入り込まないことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のリンクアーム部材。
6. 前記球体部と前記壁面が摺接する面積が、前記凹溝が形成されない場合の６０％〜７０％になっていることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のリンクアーム部材。
7. 前記第１の構造体が車体のロール剛性を高めるスタビライザ装置で、
   前記第２の構造体が前記車体の振動を減衰するサスペンション装置であって、
   前記スタビライザ装置と前記サスペンション装置を連結することを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のリンクアーム部材。

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