WO2018181035A1 - ボールジョイント、これを用いたスタビリンク、及びスタビリンク付きスタビライザ - Google Patents

Abstract

本発明は、ボール部（２１ｂ）を有する金属製のボールスタッド（２１）と、該ボールスタッド（２１）のボール部（２１ｂ）を回動可能に支持する樹脂製のハウジング（２３）とを備え、ハウジング（２３）には、ボール部（２１ｂ）における少なくとも赤道部（２１ｃ）を囲んで位置するように、当該ハウジング（２３）の成形収縮を規制するための規制部材（５１）が、ボール部（２１ｂ）の赤道部（２１ｃ）に対し間隔をあけて埋め込まれている、ボールジョイント（１３）、並びにこのボールジョイント（１３）を備えるスタビリンク（１１）及びスタビリンク付きスタビライザ（１７）に関する。

Description

ボールジョイント、これを用いたスタビリンク、及びスタビリンク付きスタビライザ

　本発明は、ボールジョイント、これを用いたスタビリンク、及びスタビリンク付きスタビライザに関する。
　本願は、２０１７年３月２９日に日本に出願された特願２０１７－６４８０８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。

　車両には、路面から車輪を介して車体に伝わる衝撃や振動を吸収し軽減する懸架装置と、車体のロール剛性を高めるためのスタビライザとが備わっている。懸架装置とスタビライザとの間を円滑に連結するために、車両には、スタビリンクと呼ばれる棒状の連結部材が用いられる。スタビリンクは、例えば特許文献１に示すように、サポートバーと、サポートバーの両端部に設けたボールジョイントとを備えて構成されている。

　特許文献１に係るボールジョイントは、ボール部を有する金属製のボールスタッドと、サポートバーの両端に設けられ、ボールスタッドに係るボール部を回動可能に収容する樹脂製のハウジングとから構成される。ハウジングの内方側には、ハウジングの内壁とボールスタッドに係るボール部との間に介在するように、樹脂製のボールシートが設けられている。ハウジングに収容されたボール部の外周面がボールシートの内周面に接触しつつ摺動することによって、ボールスタッドが自由に傾倒可能である。このように、スタビリンクに備わるボールジョイントによって、懸架装置とスタビライザとの間が円滑に連結される。

　特許文献１に係るボールジョイントによれば、ハウジングに対するボール部の摺動に係るトルクを適切に管理することができる。

日本国特開２０１５－１５２１５３号公報

　特許文献１に記載のスタビリンクにおけるボールジョイントでは、ボールスタッドに係るボール部にボールシートを装着した後、ボールシートが装着されたボール部をハウジングに組み込む。具体的には、ボール部にボールシートが装着されたボールスタッドを中子として金型内に挿入することで周囲にキャビティを形成し、このキャビティに樹脂を注入するインサート射出成形を行う。この際、ボール部とボールシートとの間のクリアランスを所定値に設定し、樹脂の射出条件を適宜制御してインサート射出成形を行うことにより、ボール部の締め代を適切な値に設定している。

　ところが、前記特許文献１に係るボール部に作用するハウジングの締め付けトルクの管理技術では、以下に述べる課題が生じる場合がある。すなわち、インサート射出成形後において、ハウジングが成形収縮（金型に注入した樹脂の体積が冷却後に縮む現象）を起こす可能性がある。この成形収縮が生じると、ハウジングがボールスタッドに係るボール部を締め付ける。その結果、ハウジングに対するボール部の摺動に係るトルクを精密に管理することが難しくなる。

　本発明は、前記実情に鑑みてなされたものであり、ボールスタッドに係るボール部を金型内にインサートした状態で金型内に樹脂を注入するインサート射出成形によってハウジングを形成する場合であっても、ハウジングに対するボール部の摺動に係るトルクを精密に管理可能なボールジョイント、これを用いたスタビリンク、及びスタビリンク付きスタビライザを提供することを目的とする。

　前記課題を解決するため、本発明の一態様に係るボールジョイントは、ボール部を有する金属製のボールスタッドと、該ボールスタッドの前記ボール部を回動可能に支持する樹脂製のハウジングと、を備え、前記ハウジングには、前記ボール部における少なくとも赤道部を囲んで位置するように、当該ハウジングの成形収縮を規制するための規制部材が、前記ボール部の赤道部に対し間隔をあけて埋め込まれている。

　本発明の前記態様に係るボールジョイントでは、ハウジングには、ボール部における少なくとも赤道部を囲んで位置するように、ボール部に対向する部分のハウジングの成形収縮を規制するための規制部材が、ボール部の赤道部に対し間隔をあけて埋め込まれている。

　本発明の前記態様に係るボールジョイントによれば、ボールスタッドのボール部を金型内にインサートした状態で金型内に樹脂を注入するインサート射出成形によってハウジングを形成する場合であっても、ハウジングに対するボール部の摺動に係るトルクを精密に管理することができる。

　本発明によれば、ボールスタッドのボール部を金型内にインサートした状態で金型内に樹脂を注入するインサート射出成形によってハウジングを形成する場合であっても、ハウジングに対するボール部の摺動に係るトルクを適切に管理することができる。前記した以外の課題・解決手段・効果については、以下の実施形態の説明によって明らかにされる。

本発明の実施形態に係るスタビリンクの車両への取り付け状態を表す斜視図である。 本発明の第１実施形態に係るボールジョイントを表す縦断面図である。 本発明の第１実施形態の変形例に係るボールジョイントを表す縦断面図である。 本発明の実施形態に係るスタビリンクにおいて主要な構成要素である規制部材の第１～第３実施例において共通の平面図である。 第１実施例に係る規制部材の正面図である。 第２実施例に係る規制部材の正面図である。 第３実施例に係る規制部材の正面図である。 本発明の第２実施形態に係るボールジョイントを表す縦断面図である。 本発明の第３実施形態に係るボールジョイントを表す縦断面図である。 第３実施形態に係るボールジョイントに用いられるボールシートにおいて、フランジ部に切欠き部が設けられている状態を表す正面図である。 図６Ａに示すボールシートを底部の側から観た底面図である。 第４実施例に係る規制部材の平面図である。 第４実施例に係る規制部材の正面図である。 第５実施例に係る規制部材の平面図である。 第５実施例に係る規制部材の正面図である。

　以下、本発明の複数の実施形態に係るボールジョイント、これを用いたスタビリンク、及びスタビリンク付きスタビライザについて、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下に示す図面において、同一の部材又は対応する部材には同一の参照符号を付けている。

〔本発明の実施形態に係るスタビリンク１１〕
　はじめに、本発明の実施形態に係るボールジョイント１３を用いたスタビリンク１１について、車両に取り付けた例をあげて説明する。図１は、本発明の実施形態に係るスタビリンク１１の車両への取り付け状態を表す斜視図である。なお、以下の説明において、本発明の第１実施形態に係るボールジョイントに符号「１３－１」を、第１実施形態の変形例に係るボールジョイントに符号「１３－１１」を、第２実施形態に係るボールジョイントに符号「１３－２」を、第３実施形態に係るボールジョイントに符号「１３－３」を、それぞれ付けている。また、本発明に係る明細書において、第１～第３実施形態に係るボールジョイントを総称する際には、ボールジョイントに符号「１３」を付けて説明する。

　車両の車体（いずれも不図示）には、図１に示すように、懸架装置１５を介して、車輪Ｗが取り付けられている。路面から車輪Ｗを介して車体に伝わる衝撃や振動を吸収し軽減するために、懸架装置１５は、コイルスプリング１５ａとショックアブソーバ１５ｂとを有する。

　左右の懸架装置１５の間は、図１に示すように、略コ字形状のばね鋼棒等からなるスタビライザ１７を介して連結されている。車体のロール剛性（捩り変形に対する抵抗力）を高めて車両のローリングを抑制するために、スタビライザ１７は、左右の車輪Ｗ間に延在するトーションバー１７ａと、トーションバー１７ａの両端部から屈曲して延びる一対のアーム部１７ｂとを有する。懸架装置１５及びスタビライザ１７は、後述するボールスタッド２１が締結される本発明の「構造体」に相当する。

　スタビライザ１７と車輪Ｗを支持するショックアブソーバ１５ｂとは、スタビリンク１１を介して連結されている。当該連結は、左右の車輪Ｗ側において同じである。スタビライザ１７及びスタビリンク１１によって、スタビリンク付きスタビライザが構成されている。スタビリンク１１は、図１に示すように、例えば鋼管からなる棒状のサポートバー１１ａの両端部に、ボールジョイント１３をそれぞれ設けて構成されている。サポートバー１１ａの先端部１１ａ１は、プレス加工により平板状に塑性変形されている。

　ここで、本発明の実施形態に係るスタビリンク１１は、少なくともサポートバー１１ａ及びボールスタッド２１を金型内の所定位置にインサートした状態で、ハウジング２３となる樹脂を前記金型内に注入するインサート射出成形工程によって製造される。以下の説明において「インサート射出成形工程」という用語を用いる場合には、前記の工程を意味する。

　一対のボールジョイント１３のうち、一方のボールジョイント１３はスタビライザ１７のアーム部１７ｂの先端部に締結固定され、他方のボールジョイント１３はショックアブソーバ１５ｂのブラケット１５ｃに締結固定されている。なお、本実施形態の一対のボールジョイント１３の構成は同じであるが、一対のボールジョイントの構成が異なっていてもよい。

〔本発明の第１実施形態に係るボールジョイント１３－１〕
　次に、本発明の第１実施形態に係るボールジョイント１３－１について、図２Ａを参照して説明する。図２Ａは、本発明の第１実施形態に係るボールジョイント１３－１を表す縦断面図である。以下の説明において、特に断らない限り、「軸方向」とはボールスタッド２１の軸線Ｃ（図２Ａ参照）に沿う方向、「周方向」とはボール部２１ｂの赤道部２１ｃ（図２Ａ参照）を周回する方向（すなわち軸線Ｃ周りの方向）、「径方向」とはボール部２１ｂの半径方向（すなわち軸線Ｃに交差する方向）を、それぞれ意味する。なお、ボール部２１ｂの赤道部２１ｃとは、ボールスタッド２１の軸線Ｃ周りでボール部２１ｂが最大径をなす周回状の部分をいう。言い換えれば、赤道部２１ｃは、ボール部２１ｂの外面のうち、ボールスタッド２１の軸線Ｃから径方向に最も離れた部分である。本実施形態のボールジョイントの縦断面図は、ボールスタッド２１の軸線Ｃに沿った断面図であり、言い換えれば、ボールスタッド２１の軸線Ｃとサポートバー１１ａの中心軸線とをいずれも含む断面図である。

　第１実施形態に係るボールジョイント１３－１は、図２Ａに示すように、鋼等の金属製のボールスタッド２１と、樹脂製のハウジング２３とから構成される。ボールスタッド２１は、一方向に延びる軸部材であり、一方の端部にスタッド部２１ａを有すると共に、他方の端部に球体状のボール部２１ｂを有して構成されている。スタッド部２１ａとボール部２１ｂとは溶接接合されている。スタッド部２１ａとボール部２１ｂとを一体に形成してもよい。ハウジング２３は、サポートバー１１ａの両端にそれぞれ設けられている。ハウジング２３は、ボールスタッド２１のボール部２１ｂを回動可能に支持する。本実施形態のスタビリンクやボールジョイントにおいて、スタッド部２１ａが設けられている側を上側、ボール部２１ｂが設けられている側を下側（又は底部側）と称する場合がある。

　ボールスタッド２１のスタッド部２１ａには、大鍔部２１ａ１と小鍔部２１ａ２とが、軸方向に相互に離間して形成されている。大鍔部２１ａ１と小鍔部２１ａ２との間には、周回凹部２１ａ３が形成されている。大鍔部２１ａ１よりも先端側、つまり、ボールスタッド２１のうちボール部２１ｂの側とは異なる側のスタッド部２１ａには、雄ねじ部２１ａ４が設けられている。

　ボールスタッド２１のボール部２１ｂを回動可能に支持するために、ハウジング２３のうちボール部２１ｂを収容する部分には、図２Ａに示すように、半球凹部２３ａが形成されている。ハウジング２３の上部には、円環状の凸形フランジ２３ｂが形成されている。凸形フランジ２３ｂは、半球凹部２３ａの開口周縁部２３ａ１に接して径方向に傾斜して延びる円錐面形状のテーパ部２３ｂ１を有する。テーパ部２３ｂ１の軸線Ｃに対する傾斜角は、ボールスタッド２１の揺動角、軸径等に応じて適宜の値に設定される。

　ハウジング２３の凸形フランジ２３ｂと、スタッド部２１ａの周回凹部２１ａ３との間には、これらの隙間を覆うように、ゴム等の弾性体からなる周回状のダストカバー２７が装着される。ダストカバー２７は、雨水、塵埃等のボールジョイント１３－１への侵入を阻止する。

　ハウジング２３の樹脂素材としては、熱可塑性を有すること（インサート射出成形により形成されるため）、所定の強度要件を満たすこと等を考慮して、例えばＰＡ６６－ＧＦ３０（ＰＡ６６に重量比３０～５０％のガラス繊維を入れたもの／融点：摂氏２７０度程度）を使用できる。ただし、ハウジング２３の樹脂素材としては、ＰＡ６６－ＧＦ３０の他、ＰＥＥＫ（polyetheretherketone）、ＰＡ６６（Polyamide 66）、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide Resin）、ＰＯＭ（polyoxymethylene）等のエンジニアリングプラスティック、スーパーエンジニアリングプラスティック、ＦＲＰ（Fiber Reinforced Plastics：繊維強化プラスティックス）、ＧＲＰ（glass reinforced plastic：ガラス繊維強化プラスティック）、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics：炭素繊維強化プラスティックス）等の素材を適宜用いてもよい。なお、ハウジング２３の成形に用いられる樹脂を、説明の便宜上、第２の樹脂と呼ぶ。

　第１実施形態に係るボールジョイント１３－１では、ハウジング２３の半球凹部２３ａに収容されたボール部２１ｂの外周面が、半球凹部２３ａの内周面に接触しつつ摺動することによって、ハウジング２３に対してボールスタッド２１が揺動（図２Ａの矢印α１参照）及び回転（図２Ａの矢印α２参照）可能に支持されている。このように、スタビリンク１１に備わるボールジョイント１３－１によって、懸架装置１５及びスタビライザ１７が円滑に連結されている。

　第１実施形態では、スタビリンク１１を製造する際に用いられる前記インサート射出成形工程は、ボールスタッド２１のボール部２１ｂを有するボールジョイント１３－１を、金型内の所定位置にインサートした状態で行われる。インサート射出成形後には、ハウジング２３が成形収縮を起こす場合がある。

　そこで、第１実施形態に係るボールジョイント１３－１では、ハウジング２３には、例えば図２Ａに示すように、ボール部２１ｂにおける少なくとも赤道部２１ｃを実質的に囲んで位置するように、ボール部２１ｂに対向する部分のハウジング２３の成形収縮を規制するための第１実施形態に係る規制部材５１－１が、ボール部２１ｂの赤道部２１ｃに対し所定の間隔をあけて埋め込まれている。規制部材５１はボール部２１ｂを径方向外側から囲んでいるが、ボール部２１ｂの赤道部２１ｃを全周に亘って囲んでいてもよいし、赤道部２１ｃの全周の一部を囲んでいてもよい。規制部材５１は、ボール部２１ｂから離間して設けられており、規制部材５１とボール部２１ｂとの径方向の隙間には、ハウジング２３の一部（半球凹部２３ａを形成する部分）が位置している。

　第１実施形態に係るボールジョイント１３－１によれば、ボールスタッド２１のボール部２１ｂを金型内にインサートした状態で金型内に樹脂を注入するインサート射出成形によってハウジング２３を形成する場合であっても、ハウジング２３に対するボール部２１ｂの摺動に係るトルクを適切に管理することができる。

〔規制部材５１の構成〕
　本発明の実施形態に係るスタビリンク１１において主要な構成要素である規制部材５１の構成について、図３Ａ～図３Ｄを適宜参照して説明する。図３Ａは、第１～第３実施例に係る規制部材５１ａ～５１ｃにおいて共通の平面図である。図３Ｂ～図３Ｄは、第１～第３実施例に係る規制部材５１ａ～５１ｃの正面図である。なお、本発明に係る明細書において、第１～第５実施例に係る規制部材５１ａ～５１ｅを総称する際には、規制部材に符号「５１」を付けて説明する。

　第１実施例に係る規制部材５１ａは、図３Ａに示すように、平面視で略円形状に形成されている。このことは、後記する第２～第５実施例に係る規制部材５１ｂ～５１ｅも同じである。

　また、第１実施例に係る規制部材５１ａは、図３Ｂに示すように、正面視で略矩形状に形成されている。要するに、第１実施例に係る規制部材５１ａは、図３Ａ、図３Ｂに示すように、略円筒形状に形成されている。

　略円筒形状に形成された第１実施例に係る規制部材５１ａを得るに際しては、円筒形状の素材を適宜の長さに輪切りして用いればよい。また、矩形平板状の素材を円筒形状に巻回することで第１実施例に係る規制部材５１ａを得てもよい。

　第１実施例に係る規制部材５１ａの材質には、例えば、鉄、銅、アルミ等の金属類を用いることができる。ただし、第１実施例に係る規制部材５１ａの材質として、耐熱性、高温特性が良好で高い機械的強度を有する前記ＰＥＥＫ等の樹脂を用いてもよい。すなわち、本実施形態の規制部材を樹脂で形成する場合には、インサート射出成形工程で加えられる熱に対する耐熱性を有することが必要である。このことは、後記する第２～第５実施例に係る規制部材５１ｂ～５１ｅも同じである。

　第１実施例に係る規制部材５１ａの厚さは、インサート射出成形工程において、樹脂の注入圧が加えられた際に塑性変形しないこと、できるだけ薄いことを考慮して、適宜変更してよい。このことは、後記する第２～第５実施例に係る規制部材５１ｂ～５１ｅも同じである。

　第１実施形態に係る規制部材５１－１としては、第１～第３実施例に係る規制部材５１ａ～５１ｃのうちいずれかを適宜用いることができる。ここで、第１実施形態に係る規制部材５１－１とは、第１実施形態に係るボールジョイント１３－１に用いられる規制部材を意味する。これに準じて、後記する第２及び第３実施形態に係る規制部材５１－２、５１－３とは、後記する第２及び第３実施形態に係るボールジョイント１３－２、１３－３に用いられる規制部材を意味する。また、第１～第３実施例に係る規制部材５１ａ～５１ｃとは、第１実施形態に係る規制部材５１－１、及び、第２及び第３実施形態に係る規制部材５１－２、５１－３として適用可能な規制部材の態様を表す。

　第１実施形態に係る規制部材５１－１は、図２Ａに示すように、ハウジング２３を軸方向にわたって貫通するように設けられている。インサート射出成形工程において、ボールスタッド２１のボール部２１ｂを囲むように設けられる規制部材５１－１は、軸方向の両端部が金型の所定位置に固定され位置決めされた状態で、樹脂の注入が行われる。

　ボールスタッド２１のボール部２１ｂを囲むように規制部材５１－１を設けると、インサート射出成形工程において、規制部材５１－１の周側壁５２（図３Ａ～図３Ｄ参照）がその内外（径方向内側と外側）を隔てるため、規制部材５１－１の内外間における樹脂の流れが阻害される。

　そこで、第１実施形態に係る規制部材５１－１として適用される第１実施例に係る規制部材５１ａには、図３Ｂに示すように、その周側壁５２の全面にわたり複数の通孔５３（貫通孔）が開設されている。すなわち、規制部材５１－１の周側壁５２には、径方向に貫通する複数の通孔５３が設けられている。通孔５３の形状・サイズ・数量・配置位置は、規制部材５１－１（図２Ａ参照）の内側と外側との間における樹脂の流れが良好になることを考慮して、適宜変更してよい。通孔５３の形状・サイズ・数量・配置位置が、適宜変更されることは、後記する第２～第５実施例に係る規制部材５１ｂ～５１ｅも同じである。

　第１実施例に係る規制部材５１ａによれば、その周側壁５２の全面にわたり複数の通孔５３を設けたため、ハウジング２３に対するボール部２１ｂの摺動に係るトルクを適切に調整することができる。
　インサート射出成形時において、ハウジング２３が成形収縮を起こしたとしても、ボール部２１ｂを囲む規制部材５１が設けられているため、ハウジング２３の収縮によって生じる力を規制部材５１が支持することができ、ハウジング２３のボール部２１ｂへの締め付けを規制部材５１が抑制することができる。このため、ハウジング２３に対するボール部２１ｂの摺動に係るトルクを所望の値に調整することができる。

　第２実施例に係る規制部材５１ｂでは、図３Ｃに示すように、第１実施例に係る規制部材５１ａと比べて、その周側壁５２の全面にわたり設けられる複数の通孔５３のサイズが、軸方向における位置の変化に応じて異なっている。図３Ｃの例では、規制部材５１ｂの周側壁５２のうちボール部２１ｂの赤道部２１ｃに対応する部分に存する通孔５３のサイズが、軸方向で最小のサイズに設定されている。また、第２実施例に係る規制部材５１ｂでは、その周側壁５２の全面にわたり設けられる通孔５３のサイズが、図３Ｃに示すように、ボール部２１ｂの赤道部２１ｃに対応する部分から離れるほど大きいサイズとなるように設定されている。

　第３実施例に係る規制部材５１ｃでは、図３Ｄに示すように、第２実施例に係る規制部材５１ｂと同様に、その周側壁５２の全面にわたり設けられる複数の通孔５３のサイズが、軸方向における位置の変化に応じて異なっている。図３Ｄの例では、規制部材５１ｃの周側壁５２のうちボール部２１ｂの赤道部２１ｃに対応する部分に存する通孔５３のサイズが、第２実施例に係る規制部材５１ｂとは逆に、軸方向で最大のサイズに設定されている。また、第３実施例に係る規制部材５１ｃでは、その周側壁５２の全面にわたり設けられる通孔５３のサイズが、図３Ｄに示すように、ボール部２１ｂの赤道部２１ｃに対応する部分から離れるほど小さいサイズとなるように設定されている。

　第２及び第３実施例に係る規制部材５１ｂ、５１ｃによれば、その周側壁５２の全面にわたり設けられる複数の通孔５３のサイズを、軸方向における位置の変化に応じて異なるように設定したため、ハウジング２３に対するボール部２１ｂの摺動に係るトルクを、軸方向における位置に対応づけて微調整することができる。

　第１実施形態の変形例に係るボールジョイント１３－１１では、図２Ａ、図２Ｂを対比して示すように、第１実施形態の変形例に係る規制部材５１－１１は、第１実施形態に係る規制部材５１－１と比べて、ボール部２１ｂの赤道部２１ｃとの間の間隔が拡がっている。このように、ボール部２１ｂの赤道部２１ｃに対する規制部材５１の相対位置関係を適宜調整することにより、ハウジング２３に係る成形収縮の規制度合いを任意に微調整することができる。

〔本発明の第２実施形態に係るボールジョイント１３－２〕
　次に、本発明の第２実施形態に係るボールジョイント１３－２について、図４を参照して説明する。図４は、本発明の第２実施形態に係るボールジョイント１３－２を表す縦断面図である。

　本発明の第１実施形態に係るボールジョイント１３－１と、本発明の第２実施形態に係るボールジョイント１３－２とでは、相互に共通する構成の方が、相互に異なる構成よりも多い。そこで、前記両者間の構成上の相違点に注目して説明することで、本発明の第２実施形態に係るボールジョイント１３－２の説明に代えることとする。

　本発明の第１実施形態に係るボールジョイント１３－１では、図２Ａに示すように、ボールスタッド２１のボール部２１ｂの外周面が、ハウジング２３の半球凹部２３ａの内周面に対して直に接触することで、連結機構を構成している。

　これに対し、本発明の第２実施形態に係るボールジョイント１３－２では、図４に示すように、ボールスタッド２１のボール部２１ｂの外周面と、ハウジング２３の半球凹部２３ａの内周面との間に、樹脂製のボールシート２４が介在することで、連結機構を構成している。ボールシート２４は、ボール部２１ｂの外面の過半領域を覆うように樹脂により一体形成されている。ボールシート２４は、単独の射出成形工程により製造される。

　ハウジング２３の半球凹部２３ａに収容されたボール部２１ｂの外周面が、ボールシート２４の内周面に接触しつつ摺動することによって、ハウジング２３に対してボールスタッド２１が揺動（図４の矢印α１参照）及び回転（図４の矢印α２参照）可能に支持されている。このように、スタビリンク１１に備わるボールジョイント１３によって、懸架装置１５及びスタビライザ１７が円滑に連結されている。

　前記のように構成された第２実施形態に係るボールジョイント１３－２では、第２実施形態に係るボールジョイント１３と同様に、ハウジング２３には、図４に示すように、ボール部２１ｂにおける少なくとも赤道部２１ｃを実質的に囲んで位置するように、第２実施形態に係る規制部材５１－２が、ボール部２１ｂの赤道部２１ｃに対し所定の間隔をあけて埋め込まれている。

　第２実施形態に係る規制部材５１－２としては、前記第１～第３実施例に係る規制部材５１ａ～５１ｃのうち、任意のいずれかを適用すればよい。

　第２実施形態に係るボールジョイント１３－２によれば、ボールスタッド２１のボール部２１ｂが収容されたボールシート２４を金型内にインサートした状態で金型内に樹脂を注入するインサート射出成形によってハウジング２３を形成する場合であっても、ハウジング２３に対するボール部２１ｂの摺動に係るトルクを適切に管理することができる。

〔本発明の第３実施形態に係るボールジョイント１３－３〕
　次に、本発明の第３実施形態に係るボールジョイント１３－３について、図５を参照して説明する。図５は、本発明の第３実施形態に係るボールジョイント１３－３を表す縦断面図である。なお、図５は、図６Ｂに示すＶ－Ｖ線に沿う縦断面を表す。

　本発明の第１実施形態に係るボールジョイント１３－１と、本発明の第３実施形態に係るボールジョイント１３－３とでは、相互に共通する構成の方が、相互に異なる構成よりも多い。そこで、前記両者間の構成上の相違点に注目して説明することで、本発明の第３実施形態に係るボールジョイント１３－３の説明に代えることとする。

　本発明の第１実施形態に係るボールジョイント１３－１では、図２Ａに示すように、ボールスタッド２１のボール部２１ｂの外周面が、ハウジング２３の半球凹部２３ａの内周面に対して直に接触することで、連結機構を構成している。

　これに対し、本発明の第３実施形態に係るボールジョイント１３－３では、図５に示すように、ボールスタッド２１のボール部２１ｂの外周面と、ハウジング２３の半球凹部２３ａの内周面との間に、樹脂製のボールシート２５が介在することで、連結機構を構成している。ボールシート２５は、ボール部２１ｂの外面の過半領域を覆うように第１の樹脂により一体形成されている。ボールシート２５は、第１の樹脂を用いた単独の射出成形工程により製造される。

〔ボールシート２５〕
　次に、ボールシート２５の詳細構造について、図６Ａ、図６Ｂを参照して説明する。図６Ａは、第３実施形態に係るボールジョイント１３－３に用いられるボールシート２５において、フランジ部２５ｅに切欠き部が設けられている状態を表す正面図である。図６Ｂは、図６Ａに示すボールシート２５を底部２５ｂの側から観た底面図である。

　ボールシート２５は、図６Ａに示すように、ボールスタッド２１のボール部２１ｂの球状外周面のうち過半領域を覆う球状内周面により形成される収容部２５ｃを有して構成されている。収容部２５ｃは、ボール部２１ｂの収容部を構成する。

　ここで、スタビリンク１１を製造する際に用いられる前記インサート射出成形工程は、ボール部２１ｂにボールシート２５を装着した状態のボールスタッド２１を有するボールジョイント１３を、金型内にインサートした状態で第２の樹脂を注入することで行われる。つまり、インサート射出成形工程に用いるハウジング２３となる第２の樹脂の射出温度・射出圧力に、第１の樹脂により形成されたボールシート２５も曝されることになる。この場合において、第２の樹脂の射出温度・射出圧力に曝されることでボールシート２５の軟化が生じ、この軟化に伴うボールシート２５の変形・潰れによって、ハウジング２３に対するボール部２１ｂの摺動に係るトルクを適切に管理することができない事態が懸念される。

　そこで、本発明の第３実施形態に係るボールジョイント１３－３では、ボールシート２５の成形時における収容部２５ｃの内径寸法は、射出成形後のボールシート２５となる第１の樹脂の成形収縮代、及びインサート射出成形時においてハウジング２３となる第２の樹脂の射出温度・射出圧力によるインサート射出成形後の第２の樹脂の成形収縮代を見越した分だけ大きい寸法に設定されている。これにより、仮に、射出成形後の第１の樹脂の成形収縮、及び第２の樹脂の射出温度・射出圧力によるインサート射出成形後の第２の樹脂の成形収縮によってボールシート２５の収容部２５ｃの内径が収縮したとしても、収容部２５ｃの内周面とボール部２１ｂの外周面との間に生じるトルクを適正に維持することができる。

　ボールシート２５の収容部２５ｃには、図６Ａ、図６Ｂに示すように、経度線に沿って延びる複数の溝部２５ｃ１が設けられている。複数の溝部２５ｃ１には、ボール部２１ｂの外周面と、ボールシート２５の収容部２５ｃとの間に生じる摩擦力を低減するために、グリース等の潤滑剤が充填される。

　複数の溝部２５ｃ１は、ボール部２１ｂの赤道部２１ｃにおいてそれぞれが相互に等しい間隔をおいて設けられている。図６Ａに示す例では、８本の溝部２５ｃ１が設けられている。溝部２５ｃ１の寸法は、特に限定されないが、圧壊の程度を軽減することを考慮して、例えば、幅０．３ｍｍ以下、深さ０．３ｍｍ以下としてもよい。

　ボールシート２５における底部２５ｂ側の収容部２５ｃのうち、ボール部２１ｂの頂部２１ｂ１（底頂部）に対向する内底部には、図６Ａ、図６Ｂに示すように、潤滑剤を収容可能な凹部からなる潤滑剤室２５ｃ２が設けられている。

　ボールシート２５には、図５に示すように、開口周縁部２５ａを含む領域にわたり周回状のフランジ部２５ｅが形成されている。フランジ部２５ｅの最大外径寸法は、ボール部２１ｂの最大外径寸法と比べて大きい寸法に設定される。具体的には、例えば、フランジ部２５ｅの最大外径寸法は、ボール部２１ｂの最大外径寸法（球径）に所定の寸法（例えば２～４ｍｍ程度）を加えた寸法に設定される。これにより、フランジ部２５ｅは、射出成形工程による製造後のボールシート２５におけるボール部２１ｂの収容空間（オーバーハングした部分を有する）から雄型の球体部（不図示）を無理抜きする際に加えられる抜き力を受ける受け部としての役割を果たす。

　フランジ部２５ｅのうちボール部２１ｂの頂部２１ｂ１の側の周端縁２５ｅ１は、図６Ａに示すように、開口周縁部２５ａから少なくともボール部２１ｂの赤道部２１ｃを覆う位置まで垂下するように延出している。これにより、射出成形工程による製造後のボールシート２５の収容部２５ｃから雄型の球体部を無理抜きする際に生じる可能性のあるボールシート２５の座屈変形を抑止することができる。

　ボールシート２５の開口周縁部２５ａの内径寸法は、ボール部２１ｂの最大外径寸法と比べて小さい寸法に設定される。具体的には、例えば、開口周縁部２５ａの内径寸法は、ボール部２１ｂの最大外径寸法（球径）に所定の係数（０．９０～０．９８）を乗じた値に設定される。要するに、ボールシート２５の開口周縁部２５ａは、ボール部２１ｂに対してオーバーハングするように構成されている。これにより、ボールシート２５がボールスタッド２１のボール部２１ｂの周囲を確実に包み込んで保持することができる。

　ボールシート２５の成形に用いられる第１の樹脂の素材としては、熱可塑性を有する（射出成形により形成されるため）こと、及び所定の摩耗耐久性要件を満たすこと、ハウジング２３となる第２の樹脂の素材の融点（例えば摂氏２７０度程度）と同等又はそれ以上の融点を呈することを考慮して、例えばＰＢＴ（Poly Butylene Terephthalate／融点：摂氏２３０度程度）、ＰＡ４６（Polyamide 46／融点：摂氏２７０度程度）、ＰＥＥＫ（polyetheretherketone／融点：摂氏３４０度程度）等が好適に用いられる。ボールシート２５となる第１の樹脂の素材として、ハウジング２３となる第２の樹脂の素材の融点と同等又はそれ以上の融点を呈する樹脂素材を選定する理由は、インサート射出成形時のボールシート２５の軟化に伴う変形・潰れを抑止することができるためである。

　第３実施形態に係るボールジョイント１３－３では、ハウジング２３の半球凹部２３ａに収容されたボール部２１ｂの外周面が、ボールシート２５の内周面に接触しつつ摺動することによって、ハウジング２３に対してボールスタッド２１が揺動（図５の矢印α１参照）及び回転（図５の矢印α２参照）可能に支持されている。このように、スタビリンク１１に備わるボールジョイント１３－３によって、懸架装置１５及びスタビライザ１７が円滑に連結されている。

　前記のように構成された第３実施形態に係るボールジョイント１３－３では、第２実施形態に係るボールジョイント１３と同様に、ハウジング２３には、図５に示すように、ボール部２１ｂにおける少なくとも赤道部２１ｃを実質的に囲んで位置するように、第３実施形態に係る規制部材５１－３が、ボール部２１ｂの赤道部２１ｃに対し所定の間隔をあけて埋め込まれている。

　第３実施形態に係る規制部材５１－３としては、前記第１～第３実施例に係る規制部材５１ａ～５１ｃのうち、任意のいずれかを適用すればよい。

　第３実施形態に係るボールジョイント１３－３では、第１及び第２実施形態に係るボールジョイント１３－１、１３－２と比べて、規制部材５１－３の取り付け方法が異なっている。

　すなわち、第１及び第２実施形態に係るボールジョイント１３－１、１３－２では、第１及び第２実施形態に係る規制部材５１－１、５１－２は、図２Ａ、図４に示すように、ハウジング２３を軸方向にわたって貫通するように設けられている。

　これに対し、第３実施形態に係るボールジョイント１３－３では、第３実施形態に係る規制部材５１－３は、図５に示すように、ハウジング２３に内包されるように設けられている。具体的には、第３実施形態に係る規制部材５１－３は、ボールシート２５のフランジ部２５ｅの周りを抱き抱える（支持する）ように設けられている。

　ボールシート２５のフランジ部２５ｅの周りを抱き抱えるように規制部材５１－３を設けると、インサート射出成形工程において、規制部材５１－３の周側壁５２（図３Ａ～図３Ｄ参照）がその内外を隔てるため、規制部材５１－３の内外間における樹脂の流れが阻害される。

　そこで、ボールシート２５のフランジ部２５ｅにおける外周縁部には、図６Ａ及び図６Ｂに示すように、軸方向に沿う溝状の切欠き部２６が、相互に等しい間隔をおいて複数設けられている。切欠き部２６の形状・数量は、規制部材５１－３（図５参照）の内側と外側との間における樹脂の流れが良好になることを考慮して、適宜変更してよい。

　第３実施形態に係るボールジョイント１３－３によれば、ボールスタッド２１のボール部２１ｂが収容されたボールシート２５を金型内にインサートした状態で金型内に樹脂を注入するインサート射出成形によってハウジング２３を形成する場合であっても、ハウジング２３に対するボール部２１ｂの摺動に係るトルクを適切に管理することができる。

〔第４、第５実施例に係る規制部材５１ｄ、５１ｅの構成〕
　次に、第４、第５実施例に係る規制部材５１ｄ、５１ｅの構成について、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂを適宜参照して説明する。図７Ａは、第４実施例に係る規制部材５１ｄの平面図である。図７Ｂは、第４実施例に係る規制部材５１ｄの正面図である。図８Ａは、第５実施例に係る規制部材５１ｅの平面図である。図８Ｂは、第５実施例に係る規制部材５１ｅの正面図である。

　第１実施例に係る規制部材５１ａ（図３Ｂ参照）と、第４、第５実施例に係る規制部材５１ｄ、５１ｅ（図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ参照）とは、相互に共通する構成の方が、相互に異なる構成よりも多い。そこで、前記両者間の構成上の相違点に注目して説明することで、第４、第５実施例に係る規制部材５１ｄ、５１ｅの説明に代えることとする。

　第１実施例に係る規制部材５１ａ（図３Ｂ参照）では、その周側壁５２は円筒形状に形成されている。

　これに対し、第４実施例に係る規制部材５１ｄでは、図７Ａ、図７Ｂに示すように、その周側壁５２は樽形状に形成されている。図７Ｂに示す例では、ボール部２１ｂの赤道部２１ｃに対応する軸方向の部分が、外方に向けて最も膨出している。

　また、第５実施例に係る規制部材５１ｅでは、図８Ａ、図８Ｂに示すように、その周側壁５２は軸方向における中央部分がくびれた逆樽形状（鼓状）に形成されている。図８Ｂに示す例では、ボール部２１ｂの赤道部２１ｃに対応する軸方向の部分が、内方に向けて最もくびれている。

　なお、第４又は第５実施例に係る規制部材５１ｄ、５１ｅのいずれかに対し、第２又は第３実施例に係る規制部材５１ｂ、５１ｃの構成を組み合わせて適用してもよい。

〔本発明の実施形態に係るボールジョイント１３が奏する作用効果〕
　次に、本発明の実施形態に係るボールジョイント１３が奏する作用効果について説明する。本発明の態様（１）に係るボールジョイント１３は、一端が懸架装置１５・スタビライザ１７（構造体）に締結され他端にボール部２１ｂを有するボールスタッド２１と、ボールスタッド２１のボール部２１ｂを回動可能に支持する樹脂製のハウジング２３と、を備えるボールジョイント１３であって、ハウジング２３には、ボール部２１ｂにおける少なくとも赤道部２１ｃを実質的に囲んで位置するように、ハウジング２３の成形収縮を規制するための規制部材５１が、ボール部２１ｂの赤道部２１ｃに対し所定の間隔をあけて埋め込まれている。

　本発明の態様（１）に係るボールジョイント１３では、インサート射出成形工程において、ハウジング２３に埋め込まれた規制部材５１が、規制部材５１の外方に存する部分のハウジング２３となる第２の樹脂の成形収縮を規制するように作用する。

　本発明の態様（１）に係るボールジョイント１３によれば、ボールスタッド２１のボール部２１ｂを金型内にインサートした状態で金型内に樹脂を注入するインサート射出成形によってハウジング２３を形成する場合であっても、ハウジング２３に対するボール部２１ｂの摺動に係るトルクを精密に管理することができる。

　また、本発明の態様（２）に係るボールジョイント１３は、本発明の態様（１）に記載のボールジョイント１３であって、ハウジング２３とボール部２１ｂとの間に介在するように設けられ、ボール部２１ｂの収容部を有する樹脂製のボールシート２４、２５をさらに備え、規制部材５１は、ボールシート２４、２５を囲むように設けられている。

　本発明の態様（２）に係るボールジョイント１３では、規制部材５１がボールシート２４、２５を囲むように設けられているため、ボールシート２４、２５を備える態様のボールジョイント１３において、本発明の態様（１）に係るボールジョイント１３と同様の作用効果を奏することができる。

　また、本発明の態様（３）に係るボールジョイント１３は、本発明の態様（２）に記載のボールジョイント１３であって、ボールシート２５は、ボール部２１ｂの底頂部から赤道部２１ｃにわたる領域を少なくとも含む、ボール部２１ｂの外面の過半領域を覆っており、ボールシート２５には、その開口周縁部２５ａを含む領域にフランジ部２５ｅが形成されており、規制部材５１－３は、ボールシート２５のフランジ部２５ｅにおける外周縁部を支持するように設けられている。

　本発明の態様（３）に係るボールジョイント１３によれば、規制部材５１－３が、ボールシート２５のフランジ部２５ｅにおける外周縁部を支持するように設けられているため、本発明の態様（２）に係るボールジョイント１３と同様の作用効果に加えて、インサート射出成形工程において、規制部材５１－３を金型の所定位置に組み込む作業を簡易に行うことができる。

　また、本発明の態様（４）に係るボールジョイント１３は、本発明の態様（３）に記載のボールジョイント１３であって、ボールシート２５のフランジ部２５ｅには、その外周縁部に切欠き部２６が設けられている。

　本発明の態様（４）に係るボールジョイント１３では、ボールシート２５のフランジ部２５ｅには、その外周縁部に切欠き部２６が設けられているため、切欠き部２６が規制部材５１－３の内外間における樹脂の流れを促すように作用する。

　本発明の態様（４）に係るボールジョイント１３によれば、本発明の態様（３）に係るボールジョイント１３と同様の作用効果に加えて、ボールシート２５周辺のハウジング２３の成形品質を高めることができる。

　また、本発明の態様（５）に係るボールジョイント１３は、本発明の態様（１）～（４）のいずれかに記載のボールジョイント１３であって、規制部材５１は、略円筒形状に形成されており、規制部材５１の周側壁５２には、複数の通孔５３が開設されている構成を採用してもよい。

　本発明の態様（５）に係るボールジョイント１３では、略円筒形状に形成された規制部材５１の周側壁５２には、複数の通孔５３（貫通孔）が設けられているため、複数の通孔５３が規制部材５１の内外間における樹脂の流れを促すように作用する。

　本発明の態様（５）に係るボールジョイント１３によれば、本発明の態様（１）～（４）のいずれかにに係るボールジョイント１３と同様の作用効果に加えて、規制部材５１周辺のハウジング２３の成形品質を高めることができる。

　また、本発明の態様（６）に係るスタビリンク１１は、懸架装置１５及びスタビライザ１７を備える車両に設けられ、懸架装置１５及びスタビライザ１７を連結するスタビリンク１１であって、棒状のサポートバー１１ａと、当該サポートバー１１ａの長手方向の少なくともいずれかの一方の端部に設けられた、本発明の態様（１）～（５）のいずれか一つに記載のボールジョイント１３と、備えている。

　本発明の態様（６）に係るスタビリンク１１によれば、（１）～（５）のいずれかに記載のボールジョイント１３による作用効果を奏するスタビリンク１１を実現することができる。
　本発明の態様（７）に係るスタビリンク付きスタビライザは、スタビライザ１７と、当該スタビライザ１７に連結された本発明の態様（６）に係るスタビリンク１１と、を備える。

〔その他の実施形態〕
　以上説明した複数の実施形態は、本発明の具現化の例を示したものである。したがって、上記実施形態によって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されることはない。本発明はその要旨又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形態で実施することが可能である。

　例えば、本発明の実施形態に係るボールジョイント１３を、車両のスタビリンク１１に適用する例をあげて説明したが、本発明はこの例に限定されない。本発明の実施形態に係るボールジョイント１３は、産業用ロボットが有するアームの関節部分、ショベルカー、クレーン車等の産業用車両が有するアームの関節部分の構造等に幅広く適用可能である。

　また、本発明の実施形態に係る規制部材５１を用いたトルク管理技術を、その他のトルク管理技術として、例えば、インサート射出成形後のハウジング２３に対する高周波誘導加熱処理を組み合わせて適用してもよい。

　また、本発明の実施形態に係る説明において、ハウジング２３に対するボール部２１ｂの摺動に係るトルクを、軸方向における位置に対応づけて微調整する態様（第２及び第３実施例に係る規制部材５１ｂ、５１ｃ）を例示して説明したが、本発明はこの例に限定されない。ハウジング２３に対するボール部２１ｂの摺動に係るトルクを、周方向における位置に対応づけて微調整する態様を採用してもよい。さらに、ハウジング２３に対するボール部２１ｂの摺動に係るトルクを、軸方向における位置に対応づけて微調整する態様と、周方向における位置に対応づけて微調整する態様とを組み合わせて適用してもよい。

１１ スタビリンク
１３ ボールジョイント
１５ 懸架装置（構造体）
１７ スタビライザ（構造体）
２１ ボールスタッド
２１ｂ ボール部
２１ｃ 赤道部
２３ ハウジング
２４ ボールシート
２５ ボールシート
２５ａ ボールシートの開口周縁部
２５ｃ 収容部
２５ｅ フランジ部
２６ 切欠き部
５１ 規制部材
５２ 周側壁
５３ 通孔

Claims (7)

1. 　ボール部を有する金属製のボールスタッドと、
   　前記ボールスタッドの前記ボール部を回動可能に支持する樹脂製のハウジングと、を備え、
   　前記ハウジングには、前記ボール部における少なくとも赤道部を囲んで位置するように、当該ハウジングの成形収縮を規制するための規制部材が、前記ボール部の赤道部に対し間隔をあけて埋め込まれている
   　ボールジョイント。
2. 　請求項１に記載のボールジョイントであって、
   　前記ハウジングと前記ボール部との間に介在するように設けられ、当該ボール部の収容部を有する樹脂製のボールシートをさらに備え、
   　前記規制部材は、前記ボールシートを囲むように設けられている
   　ボールジョイント。
3. 　請求項２に記載のボールジョイントであって、
   　前記ボールシートは、前記ボール部の底頂部から前記赤道部にわたる領域を少なくとも含む、前記ボール部の外面の過半領域を覆っており、
   　前記ボールシートには、その開口周縁部を含む領域にフランジ部が形成されており、
   　前記規制部材は、前記ボールシートのフランジ部における外周縁部を支持するように設けられている
   　ボールジョイント。
4. 　請求項３に記載のボールジョイントであって、
   　前記ボールシートのフランジ部には、その外周縁部に切欠き部が設けられている
   　ボールジョイント。
5. 　請求項１～４のいずれか一項に記載のボールジョイントであって、
   　前記規制部材は、略円筒形状に形成されており、
   　前記規制部材の周側壁には、複数の貫通孔が設けられている
   　ボールジョイント。
6. 　棒状のサポートバーと、
   　前記サポートバーの長手方向の少なくともいずれか一方の端部に設けられた、請求項１～請求項５のいずれか一項に記載のボールジョイントと、を備えて構成される
   　スタビリンク。
7. 　スタビライザと、
   　前記スタビライザに連結された請求項６に記載のスタビリンクと、を備える
   　スタビリンク付きスタビライザ。

Images