WO2006120787A1 - ボールジョイント - Google Patents

Abstract

　安定した回転摩擦トルクを得ることができるボールジョイントを提供する。 　ボールシート４のソケット３の内室21の赤道に対応する位置よりも下側の外周部に、ボールシート４を内室21に圧入した状態で内室21に圧接して変形するとともに、ボールシート４の外周面部45の上側部分と内室21の内周面部31との間に隙間を形成する縦リブ部を設ける。ソケット３のかしめ変形時のボールシート４の縦方向変形により隙間が縮小し、内室21の寸法公差とボールシート４の外周面部45との寸法公差を吸収する。ボールシート４の摺動面41のボール部15への圧接の程度を容易に設定してばらつきを抑制し、安定したボールジョイント１の回転摩擦トルクを得ることができる。

Description

明 細 書

ボーノレジョイント

技術分野

[0001] 本発明は、ソケットの内室に収容されるベアリングシートを備えたボールジョイントに 関する。

背景技術

[0002] 従来、例えば、自動車の懸架装置、あるいは操舵装置などに用いられるボールジョ イントは、略有底円筒状のソケットの内室に、ボールスタッドのボール部を回動可能に 収容したベアリングシートとしてのボールシートが保持されて構成されている。そして 、このようなボールジョイントは、ボールスタッドのボール部を保持したボールシートを ソケットの内室に圧入した後、ソケットを力 め変形することで製造される（例えば、特 許文献 1参照。）。

特許文献 1 :実開平 5— 42741号公報 (第 4頁、図 1)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0003] ボールスタッドに適正な回転摩擦トルクを与えるためには、ボールシートの摺動面 のボール部への圧接の程度を所定値に調整する。そして、この圧接の程度は、ボー ルシートをソケットの内室へ圧入する際の締め代及びソケットの力しめ圧によって設 定される。

[0004] しかしながら、ソケット及びボールシートの寸法にはばらつきがあり、この寸法のばら つきによって締め代がばらつくので、上述のようなボールジョイントでは、ボールスタツ ドの回転摩擦トルクのばらつきを所定範囲内とすることが容易でなぐ回転摩擦トルク が過剰に高くなつたり低くなつたりするおそれがあるという問題点を有している。

[0005] また、上記のような締め代のばらつきを抑制するために、ボールシートの摺動面の ボール部の赤道に対応する位置に単なる凹溝状の逃がし部を設ける構成も考えられ る力 回転摩擦トルクはソケットの力しめ圧にも依存するため、回転摩擦トルクのばら つきを抑制する効果が充分であるとは 、えな 、。 [0006] さらには、回転摩擦トルクのばらつきを抑制するために各部品の寸法精度を上げる と、製造コストが増加するという問題がある。

[0007] 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、安定した回転摩擦トルクを得ること ができるボールジョイントを提供することを目的とする。

課題を解決するための手段

[0008] 請求項 1記載のボールジョイントは、内室及びこの内室に連通する開口部を備えた 略有底円筒状のソケットと、略球面状の摺動面、及び、この摺動面に連続して一端に 開口形成された開口を備え、前記開口が前記開口部と連通するように前記ソケットの 前記内室に圧入され、かつ、前記ソケットの前記開口部側の力しめ変形により変形し てこのソケットの前記内室に保持される略筒状のベアリングシートと、このベアリングシ ートの前記摺動面に回動可能に保持される略球状のボール部を備えたボールスタツ ドとを具備し、前記ベアリングシートは、前記内室の赤道に対応する位置よりも前記開 口と反対側である他端側の外周部に突設され、前記ベアリングシートが前記ソケット の内室に圧入された状態で、前記内室の側面に圧接されて変形するとともに、前記 ソケットの開口部側の力しめ変形による前記ベアリングシートの変形にて縮小される 隙間を前記ベアリングシートの外周部の前記開口側と前記内室との間に形成する外 周圧接部を備えて 、るものである。

[0009] そして、ベアリングシートのソケットの内室の赤道に対応する位置よりも開口と反対 側である他端側の外周部に、ベアリングシートがソケットの内室に圧入された状態で 内室に圧接されて変形するとともに、ベアリングシートの外周部の開口側とソケットの 内室との間に隙間を形成する外周圧接部を突設することで、ソケットの力しめ変形時 のベアリングシートの変形によりこの隙間が縮小されてソケットの内室とベアリングシ ートの外周部との寸法公差が吸収され、ベアリングシートのボール部への圧接の程 度が容易に設定されて、安定した回転摩擦トルクが得られる。

[0010] 請求項 2記載のボールジョイントは、請求項 1記載のボールジョイントにおいて、ベ ァリングシートは、ソケットの内室に収容された状態でこの内室の側面に対向し、ボー ルスタッドのボール部の赤道に対応する位置よりも他端側に外周圧接部が突設され た外周面部と、この外周面部よりも開口と反対側に設けられ、前記内室に収容された 状態でこの内室の底面に対向する傾斜面部と、この傾斜面部に突設され、前記ソケ ットの開口部側の力しめ変形時に前記内室の前記底面に圧接されて変形する底面 圧接部とを備えて 、るものである。

[0011] そして、ソケットの内室の側面に対向しボールスタッドのボール部の赤道に対応す る位置よりも他端側に外周圧接部が突設された外周面部のよりも開口と反対側に設 けられた傾斜面部に、ソケットの開口部側の力しめ変形時に底面に圧接されて変形 する底面圧接部を突設することにより、ソケットの内室及びベアリングシートの外周部 のそれぞれの寸法公差が、底面圧接部の変形によってより確実に吸収され、回転摩 擦トルクがより安定する。

[0012] 請求項 3記載のボールジョイントは、請求項 1または 2記載のボールジョイントにお!/、 て、外周圧接部は、四角形状に複数に分割され、ベアリングシートの周方向に互い に離間されて ヽるものである。

[0013] そして、外周圧接部を複数に分割し、ベアリングシートの周方向に互いに離間する ことで、ベアリングシートをソケットの内室に圧入した際に、分割された互いの外周圧 接部間にも余肉が逃げ、寸法公差がより確実に吸収されるので、回転摩擦トルクがよ り安定するとともに、分割された各外周圧接部を四角形状とすることで、ソケットの内 室でのベアリングシートの保持力が向上する。

発明の効果

[0014] 請求項 1記載のボールジョイントによれば、ソケットのかしめ変形時のベアリングシー トの変形により隙間が縮小されてソケットの内室の寸法公差及びベアリングシートの 外周部の寸法公差を吸収でき、ベアリングシートのボール部への圧接の程度を容易 に設定できて、安定した回転摩擦トルクを得ることができる。

[0015] 請求項 2記載のボールジョイントによれば、請求項 1記載のボールジョイントの効果 に加えて、ソケットの内室及びベアリングシートの外周部のそれぞれの寸法公差を、 底面圧接部の変形によってより確実に吸収でき、回転摩擦トルクをより安定させること ができる。

[0016] 請求項 3記載のボールジョイントによれば、請求項 1または 2記載のボールジョイント の効果にカ卩えて、ベアリングシートをソケットの内室に圧入した際に、分割された互い の外周圧接部間にも余肉が逃げ、寸法公差をより確実に吸収できるので、回転摩擦 トルクをより安定させることができるとともに、分割された各外周圧接部を四角形状と することで、ソケットの内室でのベアリングシートの保持力を向上できる。

図面の簡単な説明

[0017] [図 1]本発明の一実施の形態のボールジョイントを示す縦断面図である。

[図 2]同上ボールジョイントのベアリングシートを、一部を切り欠いて示す縦断面図で ある。

[図 3]同上ボールジョイントのベアリングシートの圧入状態の一部を拡大して示す縦断 面図である。

符号の説明

1 ボールジョイント

2 ボーノレスタッド

3 ソケット

4 ベアリングシートとしてのボールシート

15 ボーノレ部

21 内室

22 開口部

41 摺動面

42 開口

45 外周面部

46 傾斜面部

61 外周圧接部としての縦リブ部

63 底面圧接部としての底面リブ部

G 隙間

発明を実施するための最良の形態

[0019] 以下、本発明の一実施の形態のボールジョイントの構成を図面を参照して説明する

[0020] 図 1において、 1はボールジョイントで、このボールジョイント 1は、例えば、自動車の 懸架装置、あるいは操舵装置などに用いられるものである。そして、このボールジョイ ント 1は、鋼鉄製などのボールスタッド 2、金属製などの略有底円筒状のソケット 3、ベ ァリングシートとしての合成樹脂製などのボールシート 4、及び、ゴムあるいは軟質合 成榭脂などにて略円筒状に形成されたダストカバー 5などを備えている。

[0021] なお、以下、便宜的に図 1及び図 2に示す上下方向を上下方向として説明する。

[0022] ボールスタッド 2は、ボールシート 4に回動可能に保持されたボール部 15と、このボ ール部 15から軸状に突設されたスタッド部 16と、このスタッド部 16のボール部 15側の 外周部に突設された鍔部 17とを有している。

[0023] ボール部 15は、ボールシート 4に保持された状態でソケット 3内に収容されている。

また、スタッド部 16は、ソケット 3から軸状に突出している。

[0024] ソケット 3は、例えばアルミニウムなどの部材を铸造、ある!/、は鍛造して成形されたも のであり、ボールシート 4が嵌着される内室 21を内部に備え、軸方向の一端部である 上端部に内室 21に連通する開口部 22が開口形成され、この一端側の外周面にダスト カバーが取り付けられ、かつ、軸方向の一端側の外周部に、中心軸側に力しめ変形 されることでボールシート 4を内室 21に保持する力しめ保持部 24が設けられる。

[0025] 内室 21は、開口部 22側に位置する側面としての内周面部 31が設けられるとともに、 この内周面部 31の開口部 22と反対側すなわち下側に、底面としての底面部 32が設け られている。

[0026] 内周面部 31は、ボールシート 4の外周面が圧接される部分であり、円筒内面状に形 成されている。そして、この内周面部 31は、少なくともソケット 3の内室 21の赤道を含ん で形成されている。

[0027] なお、ソケット 3の内室 21の赤道とは、ボールシート 4に保持されたボール部 15をソ ケット 3の内室 21内に収容した状態でのボール部 15の赤道 Eを含む平面と内室 21と の交差円環部をいい、ボール部 15の赤道 Eとは、ボールスタッド 2をソケット 3に対して 直立状態とした際のボールスタッド 2の中心軸に直交する平面上でボール部 15の半 径が最大となる位置をいう。

[0028] 底面部 32は、内周面部 31に連続して設けられソケット 3の中心軸側に傾斜した傾斜 底面部 34と、この傾斜底面部 34の内周面部 31と反対側すなわち下側に連続して設 けられた内室底面部 35とを有して 、る。

[0029] 傾斜底面部 34は、内室 21にボールシート 4を圧入した状態でボールシート 4の下部 が圧接される部分である。

[0030] また、内室底面部 35は、内室 21内に保持されたボールシート 4に対して離間されて いる。

[0031] そして、ボールシート 4は、例えば可撓性を有するポリアセタールなどの合成樹脂を 射出成形することにより、ソケット 3の内室 21に対応して下側が縮径した略円筒状に 形成され、ボール部 15を回動可能に保持する球面状の摺動面 41が内部に設けられ 、軸方向の一端側すなわち上側に摺動面 41に連通する開口 42が開口形成されてい るとともに、軸方向の他端側すなわち下側に摺動面 41に連通する底部開口 43が開口 形成されている。

[0032] また、このボールシート 4の外周部には、ソケット 3のかしめ変形時にこのソケット 3の 内周面部 31により保持される外周面部 45と、底面部 32により保持される傾斜面部 46と が形成されている。さらに、このボールシート 4の軸方向の上端部には、複数、例えば 4つのスリット 48が切り込み形成されて!、る。

[0033] 摺動面 41は、図 1及び図 2に示すように、開口 42側に位置した開口側摺動面部 51と 、この開口側摺動面部 51の開口 42と反対側すなわち下側に連続して形成された逃 がし部 52と、この逃がし部 52の開口側摺動面部 51と反対側すなわち下側に連続して 形成された底部開口側摺動面部 53とを有し、開口側摺動面部 51と底部開口側摺動 面部 53とがボールスタッド 2のボール部 15の外周形状に沿った球面凹状に形成され ている。

[0034] 開口側摺動面部 51は、ボール部 15の外径寸法よりも小さい内径寸法を有している 。すなわち、開口側摺動面部 51は、ボール部 15に対して締め代が与えられている。こ のため、この開口側摺動面部 51は、力しめ保持部 24の力しめ変形時にボール部 15の 赤道 Eよりもスタッド部 16側すなわち上側の外周面に圧接される部分となる。

[0035] 逃がし部 52は、摺動面 41の赤道を含む部分に円環帯状に形成されており、ボール 部 15を保持したボールシート 4をソケット 3の内室 21に保持した状態でボール部 15と の間に若干の隙間部 55を形成する。ここで、この逃がし部 52は、必ずしも必要なもの ではない。

[0036] なお、摺動面 41の赤道とは、ボールシート 4をソケット 3内に保持した状態でのボー ル部 15の赤道 Eを含む平面と摺動面 41との交差円環部をいう。

[0037] 底部開口側摺動面部 53は、ボール部 15の赤道 Eよりもスタッド部 16と反対側すなわ ち下側を保持する部分であり、この底部開口側摺動面部 53には、図示しない潤滑剤 を保持する球面凹状のディンプル 57が複数設けられて 、る。これらディンプル 57は、 例えば周方向及びボールシート 4の軸方向に平行な方向すなわち上下方向に互い に離間されて設けられて 、る。

[0038] なお、これらディンプル 57は、例えば放射状の油溝としたり、凸型の突起、あるいは 、平面状の突起などとしたりすることもできる。

[0039] 開口 42は、開口部 22に連通し、ボールスタッド 2のスタッド部 16が揷通される部分で ある。

[0040] 底部開口 43は、ソケット 3の内室底面部 35に対向し、ソケット 3の底面部 32とボール スタッド 2のボール部 15の外周面との間に図示しない潤滑剤を保持するものである。

[0041] 外周面部 45は、ボールシート 4をソケット 3の内室 21に収容した状態で内周面部 31 に対向する部分であり、この内周面部 31の内径寸法よりも小さい外径寸法を有してい る。また、この外周面部 45の、内室 21の赤道に対応する位置よりも下側には、外周圧 接部としての縦リブ部 61が径方向に突設され、この縦リブ部 61部分の外径寸法力 ソ ケット 3の内室 21の内周面部 31の内径寸法よりも大きく設定されている。このため、縦 リブ部 61は、ボールシート 4をソケット 3の内室 21に圧入する際に内周面部 31に圧接 されて変形し、図 3に示すように、ソケット 3の内室 21の内周面部 31とボールシート 4の 外周面部 45の図 2に示す開口 42側である図 3上側の部分との間に隙間 Gを形成する 。この隙間 Gは、ソケット 3の図 2に示す開口部 22側をかしめ変形する際にボールシ ート 4の図 2に示す開口 42側部分の縦方向すなわち軸方向への変形により縮小され る。なお、本実施の形態では、隙間 Gの略全てが潰れるように縮小されている力 ボ ールシート 4の外周面部 41とソケット 3の内室 21との寸法公差によっては、隙間 Gが多 少、残ることちある。

[0042] また、この縦リブ部 61は、図 2に示すように、複数の長径部 61aに分割されている。こ れら長径部 61aは、ボールシート 4の周方向に沿う面を有する四角形状に形成され、 ボールシート 4の周方向に互いに離間されている。このため、各長径部 61aの間には 、上下方向に沿って溝部 61bがそれぞれ形成されている。そして、各縦リブ部 61は、 ボールシート 4の周方向に対して、溝部 61bよりも幅広に形成されている。

[0043] 傾斜面部 46は、図 1及び図 2に示すように、ボールシート 4をソケット 3の内室 21に収 容した状態で底面部 32の傾斜底面部 34に対向する部分であり、外周面部 45側に円 環状の円環溝部 62が形成されて 、るとともに、この円環溝部 62の下側に複数の底面 圧接部としての底面リブ部 63がそれぞれ突設されている。

[0044] 円環溝部 62は、溝底部となる上端部が断面視で円弧状に形成されているとともに、 外周面部 45側の縁部がリップ部 64となっている。このリップ部 64は、先端側が中心軸 側に傾斜し、かつ、先端部が断面視凸弧状に形成されており、ボールシート 4の射出 成形時の金型からの離型性が向上されるようになって!/ヽる。

[0045] また、各底面リブ部 63は、ボールシート 4をソケット 3の内室 21に圧入した状態で内 室 21の傾斜底面部 34にそれぞれ圧接されて変形する部分であり、傾斜面部 46の傾 斜方向に沿って長尺状に形成され、ボールシート 4の周方向に互いに離間されて ヽ る。

[0046] 各スリット 48は、開口 42から底部開口側摺動面部 53の位置まで上下方向に沿って 切り込み形成され、それぞれのスリット 48は、ボールシート 4の周方向に略等間隔に 離間されている。なお、これらスリット 48は、設ける個数を任意に設定でき、また、設け ない構成とすることもできる。

[0047] ダストカバー 5は、ブーツとも呼ばれ、ソケット 3の内室 21内への塵埃などの侵入を 防止するものである。そして、このダストカバー 5は、弾性変形可能な、たとえばゴム、 あるいは軟質の合成樹脂などにて形成された略円筒状のカバー本体 71を備え、この カバー本体 71の軸方向の一端に、鍔部 17のボール部 15側に当接する鍔部当接部 72 が設けられ、また、カバー本体 71の軸方向の他端に、ソケット 3の外周面に当接する ソケット当接部 73が設けられている。

[0048] 次に、上記一実施の形態の組み立て動作を説明する。

[0049] まず、ボールスタッド 2のボール部 15に潤滑剤を塗布し、このボール部 15をボール シート 4内に圧入する。

[0050] このとき、ボールシート 4の底部開口側摺動面部 53は、ボール部 15の外周面を保持 し、ボールシート 4の逃がし部 52は、ボール部 15の外周面に当接せず、ボール部 15 の外周面との間に若干の隙間部 55を形成する。

[0051] そして、ボール部 15を保持したボールシート 4を、ソケット 3の内室 21に圧入する。

[0052] このとき、縦リブ部 61の各長径部 61aの余肉がこれら長径部 61a間の溝部 61b、ある いは上下方向に逃げるように変形しつつ各長径部 61aが内室 21の内周面部 31に圧 接され、ボールシート 4の外周面部 45の開口 42側部分とソケット 3の内室 21の内周面 部 31との間に、図 3に示す隙間 Gが形成される。

[0053] この状態で、ソケット 3の外周面の上端部を中心軸側に力しめ変形して力しめ保持 部 24を形成することで、ボールシート 4の開口 42側部分が縦方向に変形し、隙間 Gが 縮小され、例えばボールシート 4の外周面部 45全体力ソケット 3の内周面部 31と密着 するとともに、ボールシート 4の各底面リブ部 63の余肉力 これら各底面リブ部 63間に 逃げるように変形しつつ各底面リブ部 63が内室 21の底面部 32の傾斜底面部 34に圧 接され、摺動面 41の開口 42側部分がボール部 15にプレロードを与える。

[0054] そして、ボールシート 4がボール部 15の中心側にさらに締め付けられてボール部 15 が抜け止め保持されるとともに、これらボールシート 4及びボールスタッド 2がソケット 3 に対して抜け止め保持される。

[0055] このように、上記一実施の形態によれば、ボールシート 4のソケット 3の内室 21の赤 道に対応する位置よりも下側の外周部に、ボールシート 4が内室 21に圧入された状 態で内室 21に圧接されて変形するとともに、ボールシート 4の外周面部 45の上側と内 室 21の内周面部 31との間に隙間 Gを形成する縦リブ部 61を突設することで、ソケット 3 の力しめ変形時のボールシート 4の変形によりこの隙間 Gが縮小されて内室 21とボー ルシート 4の外周面部 45との寸法公差が吸収され、ボールシート 4の摺動面 41のボー ル部 15への圧接の程度が容易に設定されてばらつきが抑制され、安定したボールジ ョイント 1の回転摩擦トルクを得ることができるとともに、ボールジョイント 1の使用寿命 を向上できる。

[0056] 特に、ソケット 3をアルミニウムなどの铸造によって成形するボールジョイントにおい ては、ソケット 3の内室 21などの寸法公差のばらつきが比較的大きくなるため、上述の ようにボールシート 4側で寸法公差のばらつきを吸収することで、所定の回転摩擦ト ルクを確実に得ることができる。

[0057] また、ボールシート 4の開口 42側にスリット 48を複数設けることにより、ボールシート 4 の開口 42側の屈曲性が向上するため、力しめ保持部 24を形成する際に開口側摺動 面部 51がボール部 15に均一に圧接され、ボールジョイント 1の使用寿命をより向上で きる。

[0058] さらに、内室 21の赤道よりも下側に縦リブ部 61を突設した外周面部 45の下側に連続 した傾斜面部 46に底面リブ部 63をそれぞれ突設することにより、ソケット 3の内室 21と ボールシート 4の外周面部 45との寸法公差力 各底面リブ部 63が底面部 32に圧接さ れて変形することで、より確実に吸収され、ボールジョイント 1の回転摩擦トルクをより 安定させることができる。

[0059] し力も、縦リブ部 61を複数の長径部 61aに分割し、これら長径部 61aを周方向に互い に離間することで、ボールシート 4をソケット 3の内室 21に圧入した際に、これら長径部 61a間の溝部 61bにも余肉が逃げ、寸法公差をより確実に吸収できるので、ボールジョ イント 1の回転摩擦トルクをより安定させることができるとともに、縦リブ部 61のそれぞ れを四角形状とすることにより、例えば各長径部をリブ状とする場合などと比較して、 内室 21の内周面部 31と各長径部 61aとの接触面積を確保し、内室 21でのボールシー ト 4の保持力を向上できる。

[0060] そして、底部開口側摺動面部 53に複数のディンプル 57を設けることにより、ボール 部 15の摺動性をより向上できる。

[0061] なお、上記一実施の形態において、縦リブ部 61の各長径部 61aは、上記以外の形 状とすることも可能である。同様に、底面リブ部 63も、他の様々な形状とすることがで きる。

[0062] また、ボールスタッド 2のスタッド部 16及び鍔部 17などの形状、あるいは、ダストカバ 一 5の形状などは、それぞれ任意に設定できる。

産業上の利用可能性

[0063] 本発明は、例えば自動車の懸架装置、あるいは操舵装置などに利用される。

Claims

請求の範囲

[1] 内室及びこの内室に連通する開口部を備えた略有底円筒状のソケットと、

略球面状の摺動面、及び、この摺動面に連続して一端に開口形成された開口を備 え、前記開口が前記開口部と連通するように前記ソケットの前記内室に圧入され、か つ、前記ソケットの前記開口部側の力しめ変形により変形してこのソケットの前記内室 に保持される略筒状のベアリングシートと、

このベアリングシートの前記摺動面に回動可能に保持される略球状のボール部を 備えたボールスタッドとを具備し、

前記ベアリングシートは、前記内室の赤道に対応する位置よりも前記開口と反対側 である他端側の外周部に突設され、前記ベアリングシートが前記ソケットの内室に圧 入された状態で、前記内室の側面に圧接されて変形するとともに、前記ソケットの開 口部側の力しめ変形による前記ベアリングシートの変形にて縮小される隙間を前記 ベアリングシートの外周部の前記開口側と前記内室との間に形成する外周圧接部を 備えている

ことを特徴としたボールジョイント。

[2] ベアリングシートは、

ソケットの内室に収容された状態でこの内室の側面に対向し、ボールスタッドのボ ール部の赤道に対応する位置よりも他端側に外周圧接部が突設された外周面部と、 この外周面部よりも開口と反対側に設けられ、前記内室に収容された状態でこの内 室の底面に対向する傾斜面部と、

この傾斜面部に突設され、前記ソケットの開口部側のかしめ変形時に前記内室の 前記底面に圧接されて変形する底面圧接部とを備えている

ことを特徴とした請求項 1記載のボールジョイント。

[3] 外周圧接部は、四角形状に複数に分割され、ベアリングシートの周方向に互いに 離間されている

ことを特徴とした請求項 1または 2記載のボールジョイント。