JP2002139023A - ボールジョイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 長期に渡ってガタツキが無く、所定の揺動・
回動トルクを永続的に得ることができるボールジョイン
トを提供する。 【構成】 略球状の球頭部と球頭部を中心に同軸上に突
出する軸部とを有するボールスタッドと、ボールスタッ
ドの球頭部と同一曲率の内曲面を有し球頭部を包持する
ベアリングと、ベアリングを保持する略円筒状のハウジ
ングとからなるボールジョイントにおいて、ボールスタ
ッドは、その球頭部が、外周に略半球状の外曲面を有し
内周にボールスタッドの軸線方向中央から端部方向に向
かって漸次拡径する内周テーパを有する一対の内球リン
グと、内球リングの内周テーパと係合する外周テーパを
有するスペーサと、スペーサを軸線方向中央に向けて押
圧する第二弾性体及び/又は内球リングを軸線方向端部
に向けて押圧する第一弾性体とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車の懸架装
置等に使用されるボールジョイントに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より自動車の懸架装置や操舵装置の
連結部には、ボールジョイントが頻繁に使用されてい
た。このようなボールジョイントには図７に示される如
きものがある。このボールジョイントは両軸タイプのボ
ールジョイント１０１である。１０２はボールスタッド
で、球状の球頭部１０３とその球頭部１０３から同軸上
に突出する２本の柄部１０５，１０５からなり、柄部１
０５，１０５の外周には周状にブーツ装着溝１４１，１
４１が形成さている。ボールスタッド１０２の球頭部１
０３の外周側にはベアリング１５１が配設される。この
ベアリング１５１は球頭部１０３と略同一曲率の内曲面
１５２を有し、球頭部１０３を揺動回動自在に包持す
る。ベアリング１５１の外周には略円筒状で金属製のハ
ウジング１７１が配設されており、一端に小開口１７
２、他端に大開口１７３を有している。１５６は抜け止
め具で、環状で断面Ｌ字形状であり、ハウジング１７１
の大開口１７３内周の径方向に延びる段状の突当て面１
７４に着座しており、ハウジング１７１の大開口１７３
側端部を内周側に折曲することによりかしめ固定されて
いる。１６１，１６１はブーツであり、一端に小開口部
１６２，１６２を有し他端に補強環１６４，１６４が埋
設された大開口部１６３，１６３を有している。このブ
ーツ１６１は、ボールスタッド１０２のブーツ装着溝１
４１，１４１に小開口部１６２，１６２が装着されてい
る。また一方のブーツ１６１はハウジング１７１の小開
口１７２内周に大開口部１６３が圧入され、他方のブー
ツ１７１は抜け止め具１５６の内周に大開口部１６３が
各々圧入されている。

【０００３】このようなボールジョイントとしては、実
開平１−１７３５１８号などがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記ボールジョイント
１０１は、ボールスタッド１０２の球頭部１０３とベア
リング１５１との間で揺動・回動する。そのため、ボー
ルジョイント１０１の長期の使用によりベアリング１５
１の内曲面１５２が摩耗して、図８に示す如く、球頭部
１０３とベアリング１５１との間に隙間Ｓが発生し、ボ
ールジョイント１０１にガタツキが起きるということが
ある。また、隙間Ｓの発生により球頭部１０３がベアリ
ング１５１から受ける荷重が下がり、ボールジョイント
１０１の揺動・回動トルクが低下してしまうということ
もある。

【０００５】従って、本発明は上述の如き課題を解決
し、長期に渡ってガタツキが無く、所定の揺動・回動ト
ルクを永続的に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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は以下の通
りである。

【０００７】１ 略球状の球頭部と球頭部を中心に同軸
上に突出する軸部とを有するボールスタッドと、ボール
スタッドの球頭部と同一曲率の内曲面を有し球頭部を包
持するベアリングと、ベアリングを保持する略円筒状の
ハウジングとからなるボールジョイントにおいて、ボー
ルスタッドは、その球頭部が、外周に略半球状の外曲面
を有し内周にボールスタッドの軸線方向中央から端部方
向に向かって漸次拡径する内周テーパを有する一対の内
球リングと、内球リングの内周テーパと係合する外周テ
ーパを有するスペーサと、スペーサを軸線方向中央に向
けて押圧する第二弾性体及び/又は内球リングを軸線方
向端部に向けて押圧する第一弾性体とを備える。

【０００８】２ 略球状の球頭部と球頭部を中心に同軸
上にに突出する軸部とを有するボールスタッドと、ボー
ルスタッドの球頭部と同一曲率の内曲面を有し球頭部を
包持するベアリングと、ベアリングを保持する略同筒状
のハウジングとからなるボールジョイントにおいて、ボ
ールスタッドは、その球頭部が、外周に略半球状の外曲
面を有し内周にボールスタッドの軸線方向端部から端部
方向に向かって漸次縮径する内周テーパを有する一対の
内球リングと、内球リングの内周テーパと係合する外周
テーパを有するスペーサと、スペーサを軸線方向端部に
向けて押圧する第一弾性体及び/又は内球リングを軸線
方向中央に向けて押圧する第二弾性体とを備える。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図５に基づ
いて説明する。

【００１０】図１に示すものは本発明の実施例によるボ
ールジョイント１である。このボールジョイント１は、
略楕円形状の球頭部３と球頭部３を中心に同軸上に突出
する二本の軸部５，５とを有するボールスタッド２と、
ボールスタッド２の球頭部３の外曲面１３と同一曲率の
内曲面５２を有し球頭部３を包持するベアリング５１
と、ベアリング５１を保持する略円筒状のハウジング７
１とを備える。上記ベアリング５１は合成樹脂製で、一
端端部から中央付近まで切欠かれたスリット５３が周方
向に等間隔で複数設けられている。またハウジング７１
は、その内周にベアリング５１の外周形状と同一形状の
中央保持部７５が形成され、中央保持部７５に連続し、
その一端端部側から内周側に周状に突出する内周鍔部７
６、他端端部側から外周側に延びる突当て面７４が形成
され、更に内周鍔部７６に連続し一端端部で開口する小
開口７２、突当て面７４に連続し他端端部で開口する大
開口７３が形成される。５６は、環状で断面Ｌ字形状の
抜け止め具５６で、ハウジング７１の突当て面７４に着
座され、ハウジング７１の大開口７３側端部を内周側に
折曲することによりかしめ固定される。６１，６１はブ
ーツで、一端に小開口部６２，６２、他端に補強環６
４，６４が埋設された大開口部６３，６３を有してい
る。このブーツ６１，６１は、ボールスタッド２の軸部
５，５外周に小開口部６２，６２が装着され、ハウジン
グ７１の小開口７２側端部内周に一方ブーツ６１の大開
口部６３が、抜け止め具５６の内周に他方ブーツ６１の
大開口部６３が各々装着されている。また６６，６６は
ストッパで、外周側に周状に突出するフランジ７７，７
７を有し、ボールスタッド２の両端端部に各々固定され
る。このボールスタッド２に固定されたストッパ６６，
６６のフランジ７７，７７は、ブーツ６１，６１の小開
口部６２，６２がボールスタッド２から外れることを防
止する。

【００１１】続いて、ボールスタッド２の構造を図２に
基づいて更に詳細に説明する。４は円筒状の内筒で、内
筒４両端に軸部５，５が設けられ、内筒４中央付近に軸
線方向に延びる溝７が周方向に等間隔で複数形成される
中央係合部１０が設けられる。ここで一方軸部５と中央
係合部１０との間には外周側に周状に突出する外周鍔部
６、他方軸部５と中央係合部１０との間には雄ねじ８が
形成され、更に雄ねじ８には環状のナット３６が螺合す
る。また内筒４の中央係合部１０外周側には、溝７に係
合する突延部１８を内周に有するスペーサ１６が左右対
称に配置される。このスペーサ１６は軸線方向に移動可
能で、その外周には内筒４の軸線方向中央に向かって漸
次縮径する外周テーパ１７が各々形成される。そしてス
ペーサ１６の外周側には、外周テーパ１７に係合する内
周テーパ１２を内周に有し、外周に略半楕円形状の外曲
面１３を有する内球リング１１が左右対称に配置され
る。この左右対称の内球リング１１，１１の外曲面１
３，１３が、ボールスタッド２の球頭部３を構成する。
また内球リング１１，１１間には複数の第一弾性体３
１、例えば皿バネが介在され、更に一方スペーサ１６と
外周鍔部６、及び他方スペーサ１６とナット３６との間
には第二弾性体２６、例えば皿バネがワッシャ２１とと
もに介在される。

【００１２】次に上記ボールジョイント１の組付方法に
ついて、図３及び図４に基づいて説明する。

【００１３】図３はボールジョイント１組付けの第一段
階である、ボールスタッド２の組付けを表す。ボールス
タッド２の組付けは、まず内筒４に雄ねじ８側端部から
皿バネ２６及びワッシャ２１を外周鍔部６に当接する位
置まで挿嵌し、続いて外周テーパ１７の大径側を先頭に
スペーサ１６を内筒４の溝７に係合・挿嵌する。そして
連続的に内周テーパ１２の大径側を先頭に内球リング１
１を内筒４に挿嵌し、スペーサ１６の外周テーパ１７と
内球リング１１の内周テーパ１２とを係合させ、更に同
方向に傾斜しスペーサ１６の内球段部１４を押圧する二
枚の皿バネ３１，３１を内筒４に挿嵌する。その後、内
筒４の軸線中央垂直面を中心に対称となるように、更に
皿バネ３１，３１、内球リング１１、スペーサ１６、ワ
ッシャ２１及び皿バネ２６を挿嵌後、ナット３６を内筒
４の雄ねじ８に螺合し、図２に示す如きボールスタッド
２を組付ける。

【００１４】続いて、図４に示す如く、組付けたボール
スタッド２の一方軸部５側から、スリット５３を先頭に
ベアリング５１を挿嵌し、球頭部３にベアリング５１を
係合させた後、ボールスタッド２の他方軸部５側から、
大開口７３を先頭にハウジング７１を挿嵌する。その
後、ハウジング７１の大開口７３内周に抜け止め具５６
を挿嵌し、ハウジング７１の突き当て面７４に当接する
位置に配置後、ハウジング７１の大開口７３側端部を内
周側に折曲することにより、抜け止め具５６をかしめ固
定する。更に続いて、ハウジング７１の両側からブーツ
６１，６１が挿入されると同時に、ボールスタッド２の
軸部５，５外周に小開口部６２，６２が装着され、ハウ
ジング７１の小開口７２側端部内周に一方ブーツ６１の
大開口部６３が、抜け止め具５６の内周に他方ブーツ６
１の大開口部６３が各々装着される。そして最後に、ボ
ールスタッド２の軸部５，５端部にブーツ６１，６１抜
け止め用のストッパ６６，６６が装着されて、図１に示
す如きボールジョイント１の組付けが完了する。

【００１５】上述の如く組付けられたボールジョイント
１は、通常の使用状態でボールスタッド２の球頭部３と
ベアリング５１との間で揺動し、内球リング１１の内周
テーパ１２とスペーサ１６の外周テーパ１７との間で回
動する。但し、このボールジョイント１は揺動範囲を限
られた狭い範囲（３°〜５°）に制限するため、球頭部
３の外周形状を略楕円形状に形成している。そしてこの
ボールジョイント１使用中、ボールスタッド２の揺動・
回動にともない合成樹脂製のベアリング５１の内曲面５
２、内球リング１１の内周テーパ１２及びスペーサ１６
の外周テーパ等が徐々に摩耗するが、ボールスタッド２
は、その球頭部３が、外周に略半球状の外曲面１３を有
し内周にボールスタッド２の軸線方向中央から端部方向
に向かって漸次拡径する内周テーパ１２を有する一対の
内球リング１１と、内球リング１１の内周テーパ１２と
係合する外周テーパ１７を有するスペーサ１６と、スペ
ーサ１６を軸線方向中央に向けて押圧する皿バネ２６
と、内球リング１１を軸線方向端部に向けて押圧する皿
バネ３１とを備えるため、図５に示す如く、中央側に位
置する皿バネ３１から受ける荷重Ｂ及び端部側に位置す
る皿バネ２６から受ける荷重Ａにより、内球リング１１
はスペーサ１６の外周テーパ１７に沿って移動し、摩耗
により発生するベアリング５１と内球リング１１との間
の隙間及び内球リング１１とスペーサ１６との間の隙間
を塞ぐことができる。

【００１６】尚、上記実施例では、内球リング１１が軸
線方向中央から端部方向に向かって漸次拡径する内周テ
ーパ１２を有し、スペーサ１６が内周テーパ１２に係合
する外周テーパ１７を有しているが、図６に示す如く、
内周テーパ１２及び外周テーパ１７が軸線方向中央から
端部方向に向かって漸次縮径し、中央側に位置する皿バ
ネ３１がスペーサ１６を軸線方向端部に押圧するととも
に、端部側に位置する皿バネ２６が内球リング１１を軸
線方向中央に押圧しても良い。このような構成において
も、摩耗により発生するベアリング５１と内球リング１
１との間の隙間及び内球リング１１とスペーサ１６との
間の隙間を塞ぐことがでる。

【００１７】また、上記実施例では、第一弾性体３１及
び第二弾性体２６として皿バネを使用したが皿バネに限
定されるわけでなく、他のバネ類及びゴム系のゴム弾性
体でも良い。

【００１８】更に、上記実施例では、ボールスタッド２
の球頭部３とベアリング５１との間で揺動し、内球リン
グ１１の内周テーパ１２とスペーサ１６の外周テーパ１
７との間で回動するが、ボールスタッド２の球頭部１３
とベアリング５１との間で揺動・回動するようにしても
良い。

【００１９】更にまた、上記実施例では、第一弾性体３
１及び第二弾性体２６は各々内球リング１１，１１の間
及びスペーサ１６，１６と外周鍔部６、ナット３６との
間に共に介在されたが、第一弾性体３１又は第二弾性体
２６はどちらか一方を省略し、他方のみを介在させても
良い。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、略球状の
球頭部と球頭部を中心に同軸上に突出する軸部とを有す
るボールスタッドと、ボールスタッドの球頭部と同一曲
率の内曲面を有し球頭部を包持するベアリングと、ベア
リングを保持する略同筒状のハウジングとからなるボー
ルジョイントにおいて、ボールスタッドは、その球頭部
が、外周に略半球状の外曲面を有し内周にボールスタッ
ドの軸線方向中央から端部方向に向かって漸次拡径する
内周テーパを有する一対の内球リングと、内球リングの
内周テーパと係合する外周テーパを有するスペーサと、
スペーサを軸線方向中央に向けて押圧する第二弾性体及
び/又は内球リングを軸線方向端部に向けて押圧する第
一弾性体とを備えるため、摩耗により発生する隙間を塞
ぐことができるので、ガタツキの発生を抑制し、更に所
定の揺動・回動トルクを永続的に得ることができる。

【００２１】また同様に、略球状の球頭部と球頭部を中
心に同軸上に突出する軸部とを有するボールスタッド
と、ボールスタッドの球頭部と同一曲率の内曲面を有し
球頭部を包持するベアリングと、ベアリングを保持する
略同筒状のハウジングとからなるボールジョイントにお
いて、ボールスタッドは、その球頭部が、外周に略半球
状の外曲面を有し内周にボールスタッドの軸線方向中央
から端部方向に向かって漸次拡径する内周テーパを有す
る一対の内球リングと、内球リングの内周テーパと係合
する外周テーパを有するスペーサと、スペーサを軸線方
向中央に向けて押圧する第二弾性体及び/又は内球リン
グを軸線方向端部に向けて押圧する第一弾性体とを備え
る構造においても、摩耗により発生する隙間を塞ぐこと
ができるので、ガタツキの発生を抑制し、更に所定の揺
動・回動トルクを永続的に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例によるボールジョイントを表す
断面平面図である。

【図２】本発明の実施例によるボールジョイントの構成
要件であるボールスタッドを表す断面平面図である。

【図３】本発明の実施例によるボールスタッドを組付け
る工程を表す断面平面図である。

【図４】本発明の実施例によるボールジョイントを組付
ける工程を表す断面平面図である。

【図５】本発明の実施例によるボールジョイントの作用
を説明する図１のＸ部拡大図である。

【図６】本発明の他の実施例によるボールジョイントを
表す断面平面図である。

【図７】従来のボールジョイントを表す断面平面図であ
る。

【図８】図７のＹ部拡大図である。

【符号の説明】

２ ボールスタッド ３ 球頭部 ５ 軸部 １１ 内球リング １２ 内周テーパ １３ 外曲面 １６ スペーサ １７ 外周テーパ ２６ 第二弾性体 ３１ 第一弾性体 ５１ ベアリング ５２ 内曲面 ７１ ハウジング

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 略球状の球頭部（３）と該球頭部（３）
   を中心に同軸上に突出する軸部（５），（５）とを有す
   るボールスタッド（２）と、該ボールスタッド（２）の
   球頭部（３）と同一曲率の内曲面（５２）を有し球頭部
   （３）を包持するベアリング（５１）と、該ベアリング
   （５１）を保持する略円筒状のハウジング（７１）とか
   らなるボールジョイントにおいて、前記ボールスタッド
   （２）は、その球頭部（３）が、外周に略半球状の外曲
   面（１３）を有し内周にボールスタッド（２）の軸線方
   向中央から端部方向に向かって漸次拡径する内周テーパ
   （１２）を有する一対の内球リング（１１）と、該内球
   リング（１１）の内周テーパ（１２）と係合する外周テ
   ーパ（１７）を有するスペーサ（１６）と、該スペーサ
   （１６）を軸線方向中央に向けて押圧する第二弾性体
   （２６）及び/又は前記内球リング（１１）を軸線方向
   端部に向けて押圧する第一弾性体（３１）とを備えるこ
   とを特徴とするボールジョイント。
2. 【請求項２】 略球状の球頭部（３）と該球頭部（３）
   を中心に同軸上に突出する軸部（５），（５）とを有す
   るボールスタッド（２）と、該ボールスタッド（２）の
   球頭部（３）と同一曲率の内曲面（５２）を有し球頭部
   （３）を包持するベアリング（５１）と、該ベアリング
   （５１）を保持する略円筒状のハウジング（７１）とか
   らなるボールジョイントにおいて、前記ボールスタッド
   （２）は、その球頭部が、外周に略半球状の外曲面（１
   ３）を有し内周にボールスタッド（２）の軸線方向中央
   から端部方向に向かって漸次縮径する内周テーパ（１
   ２）を有する一対の内球リング（１１）と、該内球リン
   グ（１１）の内周テーパ（１２）と係合する外周テーパ
   （１７）を有するスペーサ（１６）と、該スペーサ（１
   ６）を軸線方向端部に向けて押圧する第一弾性体（３
   １）及び/又は前記内球リング（１１）を軸線方向中央
   に向けて押圧する第二弾性体（２６）とを備えることを
   特徴とするボールジョイント。
3. 【請求項３】 前記第一弾性体（３１）及び／又は第二
   弾性体（２６）がバネ状弾性体であることを特徴とする
   請求項１及び請求項２記載のボールジョイント。
4. 【請求項４】 前記第一弾性体（３１）及び／又は第二
   弾性体（２６）がゴム状弾性体であることを特徴とする
   請求項１乃至請求項３記載のボールジョイント。