JPH0317053Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、自動車のステアリング機構、サスペ
ンシヨン機構などに用いるボールジヨイントに関
する。

（従来の技術） 従来、自動車用などのボールジヨイントにおい
て、小形で高負荷に耐えるものとして、ハウジン
グ内にボールスタツド球頭部および合成樹脂製の
ベアリング部材を組込んだ後、ハウジングの開口
部を内側に変形してボールスタツドの球頭部を包
囲するようにしたものが提案されている。

（考案が解決しようとする問題点） 上述した形式のボールジヨイントは、ボールス
タツドの軸部の突出する開口部を小さくできるの
で、荷重負担面積を大きくとれる上に、合成樹脂
製のベアリング部材も変形させるので、ボールス
タツドの球頭部をベアリング部材で包み込むのも
容易であるという利点がある。しかし、一方ハウ
ジング及びベアリング部材を変形するので、各部
品寸法の累積公差の影響を受けやすく、組立時の
ボールスタツドの揺動及び回転の作動トルクの調
整が大変困難であるため、作動トルクの高低が問
題視されない場合には、、高負荷条件下の使用に
対して容易に対応することができるが、組立直後
の初期作動トルクを安定させたり、使用中におい
ても、初期作動トルクを低下させずに持続させる
ことは大変困難であつた。

本考案は、このような点に鑑みなされたもの
で、部品寸法の累積公差を吸収して、組立時にお
けるボールスタツドの揺動及び回転の作動トルク
の調整を容易にし、、これによつて、初期作動ト
ルクを安定させるともに、使用時における各種負
荷を吸収緩和して、初期特性を長期に渡つて持続
させることを目的とするものである。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本考案のボールジヨイントは、両端に開口部
２，３を有するハウジング１と、このハウジング
１内に配置される球頭部１２とこの球頭部１２に
連続してハウジング１の一端開口部２から突出す
る軸部１３とを一体に有するボールスタツド１１
と、上記ハウジング１内に装着され上記ボールス
タツド１１の球頭部１２を摺動自在に包容する硬
質合成樹脂製のベアリングシート１６と、上記ハ
ウジング１の他端開口部３側に位置して上記ボー
ルスタツド１１の球頭部１２と上記ベアリングシ
ート１６との間に装着された弾性合成樹脂製の環
状のばね部材２６と、上記ハウジング１の他端開
口部３に固着され上記ベアリングシート１６を介
して上記ばね部材２６を圧縮して上記ボールスタ
ツド１１の球頭部１２にプレロードを与えるプラ
グ３０とを備え、上記ベアリングシート１６の内
周の上記ボールスタツド１１の球頭部１２に直接
対向する部分に横断方向において外側の曲線に対
して段差なく連なる直線を構成する複数条の帯状
平面部２３を軸方向に形成するとともに、このベ
アリングシート１６の内周の上記ばね部材２６に
対する部分に複数の突起２４を全体として円錐面
を成すように放射状に形成したものである。

（作 用） 本考案のボールジヨイントは、複数条の帯状平
面部２３が上記ボールスタツド１１の球頭部１２
に圧接して変形し、各部品の累積公差によつてベ
アリングシート１６内に生じる過大な圧力を緩和
するとともに、複数の突起２４が、上記ばね部材
２６に圧接して、ばね部材２６をボールスタツド
１１の球頭部１２の中心方向に圧縮してプロレー
ドを与え、さらに、ばね部材２６の上記ボールス
タツド１１との共回りを防止するものである。

（実施例） 本考案のボールジヨイントの実施例を図面を参
照して説明する。

第１図および第２図は低トルク用のボールジヨ
イントを示し、図において、１は金属製のハウジ
ングで、このハウジング１は、両端に開口部２，
３を形成した内室４を有し、この内室４の、一端
開口部２側は球面状に形成されているととも、他
端開口部３側は円筒状に形成され、さらに、他端
開口部３には、第２図に示すように、組立成形前
にほぼ円筒状を成すかしめ部５が段部６を介して
形成されている。なお、、このハウジング１の、
外周一側部には取付孔７を有する取付片８が一体
に形成されているとともに、一端側外周には環状
凹部９が形成されている。

また、１１は金属製のボールスタツドで、この
ボールスタツド１１は、上記ハウジング１の内室
４内に配されている球頭部１２を有し、この球頭
部１２に連続してハウジング１の一端開口部２か
ら突出する軸部１３が一体に設けられている。な
お、このボールスタツド１１の軸部１３の先端に
はねじ部１４が形成されている。

また、１６はポリアセタール樹指のような良好
なベアリング特性を示す耐荷重性硬質合成樹脂製
のベアリングシートで、、このベアリングシート
１６は、第３図及び第４図に示すように、組立成
形前には、ほぼ円筒状を成し、その内面には一端
側から他端側に向かつてわずかに縮径する大径の
略円筒部１７、球面状のドーム部１８および小径
の円筒部１９が連続して形成されるとともに、円
筒部１９の内周端部には円錐面を成す環状の肩部
２０が形成されている。

そして、上記ベアリングシート１６の内面に
は、第５図に示すような横断面において、外側の
円形を成す曲線に対して段差がなく連なる直線を
構成する帯状平面部２３が、上記略円筒部１７か
らドーム１８に至る第４図にＡで示す部分つまり
上記ボールスタツド１１の球頭部１２に直接対向
する部分に、それぞれが軸方向に向いて複数条こ
の実施例では８条平行に設けられているととも
に、上記肩部２０上には８つの台形の突起２４が
全体として円錐面を成すように放射状に設けられ
ている。なお、ベアリングシート１６の外径は上
記ハウジング１の内室４の内径より大きく形成さ
れ、また、上記帯状平面部２３の高さＨは、この
実施例では20〜30μが適当である。

また、第１図及び第２図において、２６は弾性
合成樹脂製のばね部材で、このばね部材２６は、
環状でかつその断面がほぼ三角形状に形成され、
上記ハウジング１の内室４内の他端開口部３側に
位置して上記ボールスタツド１１の球頭部１２と
上記ベアリングシート１６との間に挿着され、そ
のほぼ三角形状の断面の一面が上記球頭部１２に
当接するとともに、外周側の他の一面が上記ベア
リングシート１６の円筒部１９と肩部２０の突起
２４とに当接するようになつている。

そして、上記ばね部材２６のほぼ三角形状のさ
らに他の一面すなわち上記ハウジング１の他端開
口部３側の一面には金属製のプラグ３０が被嵌さ
れ、第１図に示すように、プラグ３０のフランジ
状の縁部３１が上記ハウジング１のかしめ部５に
気密状にかしめ固着されている。

また、第１図に示すように、上記ハウジング１
の一端開口部２はゴムなどの可撓性素材から成る
ブーツ３３により密閉され、このブーツ３３の中
央部から上記ボールスタツド１１の軸部１３が突
出している。なお、このブーツ３３の取付けは、
ブーツ３３の縁部３４を上記ハウジング１の環状
凹部９に嵌合し、この縁部３４の外周に金属ばね
材からなるコイル状のクリツプ３５を装着するこ
とによつて行なわれている。

そうして組立にあたつては、第２繊に示すよう
に、ハウジング１を治具３７上に固定し、ハウジ
ング１の内室４内に、ボールスタツド１１の球頭
部１２を挿入するとともに、ばね部材２６を内装
したベアリングシート１６を挿入し、さらに、プ
ラグ３０を支持し、このプラグ３０をプレス装置
３８で押圧して、ボールスタツド１１の球頭部１
２及びベアリングシート１６をハウジング１の内
室４内に圧入するとともに、プラグ３０の縁部３
１をハウジング１の段部６に当接させ、この状態
で、ハウジング１のかしめ部５を全周にわたつて
内側に変形させてプラグ３０をかしめ固着し、そ
の後、ハウジング１を治具３７から取外してブー
ツ３３及びクリツプ３５を装着する。

この組立に際しては、ベアリングシート１６の
略円筒部１７はハウジング１の内室４の一端開口
部２側の球面形状に沿つて変形され、ボールスタ
ツド１１の球頭部１２を包容するようになつてい
る。

そして、この組立状態において、ベアリングシ
ート１６の帯状平面部２３は、ボールスタツド１
１の球頭部１２とハウジング１間において圧力を
受けて変形し、各部品の累積公差によりベアリン
グシート１６内に生じる過大な圧力を緩和し、こ
れによつて、組立直後におけるボールスタツド１
１の初期作動トルクを安定させるとともに、これ
を長期にわたつて持続させる。

さらに、この組立状態において、第５図に示す
ようにボールスタツド１１の球頭部１２とベアリ
ングシート１６の間にすき間部２１を生じ、この
すき間部２１に油膜が形成され潤滑に対して大き
な効果を示す。

また、ベアリングシート１６の円錐面を成す複
数の突起２４は、プラグ３０に押圧されて、ばね
部材２６を外周側からボールスタツド１１の球頭
部１２の中心方向に圧縮し、球頭部１２に安定し
たプレロードを与えるとともに、使用時に、ばね
部材２６がボールスタツド１１の球頭部１２と共
回りするのを防止し、球頭部１２の摺動抵抗を安
定させる。

さらに、ベアリングシート１６のドーム部１８
は、使用時において、ボールスタツド１１の第１
図Ｐ方向の荷重に対向し、ばね部材２６の負担を
軽減するので、ばね力を長期にわたつて持続させ
ることができる。

また、ベアリングシート１６の制作にあたつ
て、略円筒部１７からドーム部１８の内周に形成
する帯状平面部２３が、軸方向に向いていて、金
型の分離方向と一致し、しかも、横断方向おいて
外側の曲線に対し、しかも、横断方向において外
側の曲線に対して段差なく連なる直線を構成して
いるので、離型性が良く、金型の構成が複雑にな
らず、金型の高精度の仕上げが可能となり、ベア
リングシート１６の成形精度を高くできるため、
ボールジヨイントの作動トルクが安定する。

次に、第６図及び第７図は高ルク用のボールジ
ヨイントを示すものである。

この高トルク用のボールジヨイントは、先に説
明した低トルク用のものに圧縮ばね４１を付加し
たもので、主要な構成及び作用は同一である。

したがつて、この高トルク用のボールジヨイン
トの説明は相違点のみとし、同一部分には同一符
号を付して説明する。

この実施例では、プラグ３０の中央部に収納部
４２が形成され、この収納部４２内に金属製コイ
ル状の圧縮ばね４１が収納されているとともに、
この圧縮ばね４１とばね部材２６との間に金属製
環状のばねシート４３が配設され、プラグ３０を
ハウジング１に固着することにより圧縮ばね４１
が圧縮状態となり、これによつて、ボールスタツ
ド１１の作動トルクを高い値としている。

なお、本考案のボールスタツドは、個々の製品
の組立直後の初期作動トルク（初期摩擦トルク）
のばらつきが10Kgcm程度であること（従来の一般
的なボールジヨイントでは20Kgcm以上のばらつき
がある）、及び、初期作動トルクが35Kgcm程度の
場合、使用による作動トルク（摩擦トルク）の低
下が10Kgcm以下であること（従来の一般的なボー
ルスタツドでは25Kgcm以上低下する）が実験によ
り確認することができた。

また、上記各実施例において、帯状平面部２３
をベアリングシート１６の内周に形成する他に、
ベアリングシート１６の外周に第８図に示すよう
な帯状凸部５１（高さｈは20〜30μ）を複数条件
形成することにより各部品の寸法の累積公差の吸
収をより容易にすることができる。

〔考案の効果〕

上述したように、本考案によれば、ボールスタ
ツドの球頭部に圧接して変形するベアリングシー
トの帯状平面部により、各部品の寸法の累積公差
を吸収できるので、ばね部材による適正なプレー
ロードを得ることができ、そして、ベアリングシ
ートの突起がばね部材を球頭部の中心方向に圧縮
するので、ばね部材によるプレロードが安定し、
これらの結果、ボールスタツドの作動トルクを安
定させて製品ごとのばらつきを少なくすることが
できるとともに、耐久性を増すことができ、しか
も、ばね部材がボールスタツドとともに回ること
がなので、初期の特性を長期にわたつて持続させ
ることができる。

また、ボールスタツドの球頭部とベアリングシ
ートの間にすき間部が形成されるので、この部分
に油膜が形成され潤滑に対して大きな効果を示
す。さらに、ベアリングシートの帯状平面部が、
軸方向に向いていて、ベアリングシート成形用の
金型の分離方向と一致し、しかも、横断方向にお
いて外側の曲線に対して段差がなく連なる直線を
構成しているので、離型性が良く、金型の構成が
複雑とならず、金型の高精度の仕上げが可能とな
り、ベアリングシートの成形精度を高くできるた
め、ボールジヨイントの作動トルクが安定する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第５図は本考案のボールジヨイン
トの実施例を示し、第１図はその一部を断面にし
た側面図、第２図はその組立状態を示す縦断面
図、第３図はそのベアリングシートの平面図、第
４図は第３図の−′視断面図、第５図はその
帯状平面部を示すベアリングシートの横断面図で
あり、そして、第６図、第７図は他の実施例を示
し、第６図はその一部を断面にした側面図、第７
図はその組立状態を示す縦断面図であり、また、
第８図は変形例を示すベアリングシートの拡大平
面図である。 １…ハウジング、２…一端開口部、３…他端開
口部、１１…ボールスタツド、１２…球頭部１３
…軸部、１６…ベアリングシート、２１…すき間
部、２３…帯状平面部、２４…突起、２６…ばね
部材、３０…プラグ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 両端に開口部を有するハウジングと、 このハウジング内に配置する球頭部とこの球頭
   部に連続してハウジングの一端開口部から突出す
   る軸部とを一体に有するボールスタツドと、 上記ハウジング内に装着され上記ボールスタツ
   ドの球頭部を摺動自在に包容する硬質合成樹脂製
   のベアリングシートと、 上記ハウジングの他端開口部側に位置して上記
   ボールスタツドの球頭部と上記ベアリングシート
   との間に装着された弾性合成樹脂製の環状のばね
   部材と、 上記ハウジングの他端開口部に固着され上記ベ
   アリングシートを介して上記ばね部材を圧縮して
   上記ボールスタツドの球頭部にプレロードを与え
   るプラグとを備え、 上記ベアリングシートの内周の上記ボールスタ
   ツドの球頭部に直接対向する部分に横断方向にお
   いて外側の曲線に対して段差なく連なる直線を構
   成する複数条の帯状平面部を軸方向に形成すると
   ともに、、このベアリングシートの内周の上記ば
   ね部材に対する部分に複数の突起を全体として円
   錐面を成すように放射状に形成たことを特徴とす
   るボールジヨイント。