JP2002161911A - ボールジョイント - Google Patents
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Abstract
を抑制するボールジョイントを提供する。 【解決手段】 アルミニウム合金製で一端にプラグ15を
取り付ける挿入孔11を開口し他端に底部12を有した有底
円筒状のソケット13を設ける。ソケットの底部12の開口
部14に対向する底面23aを有した内底面部23に、ソケッ
ト13より硬質のステンレス鋼製のリング状の耐摩耗材27
を収容する凹部26を設ける。ソケット13内にベアリング
シート4とともにボールスタッド3の球頭部31を収容す
る。プラグ15と開口部14から突出するボールスタッド3
の軸部33とに両端が嵌合するダストカバー5を取り付け
る。ダストカバー5が破損すると泥水が浸入し、軟質の
ベアリングシート4が早期摩耗して破損しても、硬質の
耐摩耗材27が球頭部31およびソケット13間に介在し、ソ
ケット13の早期摩耗を防止できる。
Description
製のハウジングを有するボールジョイントに関する。
は、図2に示す構成が知られている。
端に挿入孔52を開口し他端に底部53が閉塞して一体的に
設けられたアルミニウム合金製のソケット54、および、
このソケット54の挿入孔52にこの挿入孔52の周縁が内方
にかしめ変形されることにより固定されて取り付けられ
内周に開口部55を開口するプラグ56を有し、一端に開口
部55を開口する有底円筒状のハウジング57を備えてい
る。そして、このハウジング57内には、開口部55に対向
する挿通孔58を有したベアリングシート59が収容されて
いる。また、ベアリングシート59内には、開口部55およ
び挿通孔58を挿通するボールスタッド61の軸部62の一端
の径大の球頭部63が摺動可能に内包されている。そし
て、ボールジョイント51は、ボールスタッド61の軸部62
に一端が嵌着するとともに他端がハウジング57のプラグ
56に嵌着する筒状のダストカバー65が取り付けられてい
る。
2に示す従来のボールジョイント51では、例えば長期使
用によりダストカバー65が破損して泥水などがハウジン
グ57内に浸入した場合に、ボールスタッド61、ベアリン
グシート59およびハウジング57間に介在する泥水などに
よりボールスタッド61より軟質のベアリングシート59お
よびハウジング57が早期に摩耗し、しいてはハウジング
57が破損するなどのおそれもあり、ボールジョイント51
としての機能が損なわれる。このため、ボールジョイン
ト51を例えば自動車の懸架装置や操舵装置に使用した場
合には、車輪からの衝撃を吸収できなくなったり操舵で
きなくなるなどのおそれがある問題がある。
たもので、アルミニウム合金製のハウジングの早期摩耗
を抑制するボールジョイントを提供することを目的とす
る。
ョイントは、一端に開口部を開口するとともに他端が底
部にて閉塞され前記開口部に連続する内室を有しアルミ
ニウム合金にて有底筒状に形成されたハウジングと、こ
のハウジングの内室内に収容され前記開口部に対向する
挿通孔を開口したベアリングシートと、このベアリング
シートに摺動可能に内包される外周面が略球面状の球頭
部およびこの球頭部に連続して設けられ前記ベアリング
シートの挿通孔および前記ハウジングの開口部を挿通す
る軸部を有したボールスタッドと、前記ハウジングと前
記ベアリングシートとの間の少なくとも一部に介在され
前記ハウジングより硬質の材料にて形成された耐摩耗材
とを具備したものである。
と、ボールスタッドの球頭部を摺動可能に内包してハウ
ジングの内室内に収容されるベアリングシートとの間の
少なくとも一部に、ハウジングより硬質の材料にて形成
した耐摩耗材を介在させることにより、例えば泥水など
が浸入してベアリングシートが早期摩耗しても、耐摩耗
材が球頭部とハウジングとの間に介在することとなり、
ハウジングの早期摩耗が防止され、ハウジングの破損な
どによる自在継手としての機能が完全に損失してしまう
ことを防止する。
項1記載のボールジョイントにおいて、ハウジングの底
部は、開口部に対向する平面状の内底面部およびこの内
底面部に連続し開口部に向けて拡径する傾斜した傾斜面
部を有し、ベアリングシートは、前記内底面部に対向し
て当接する底板部およびこの底板部に連続し前記傾斜面
部に対向して当接する傾斜板部とを有し、耐摩耗材は、
前記ハウジングの底部の内底面部と前記ベアリングシー
トの底板部との間に介在されるものである。
する平面状の内底面部とこの内底面部に対向して当接す
るベアリングシートの底板部との間に耐摩耗材を介在さ
せることにより、ボールスタッドに加わる外部からの荷
重はハウジングの内底面部に連続し開口部に向けて拡径
する傾斜した傾斜面部に対向して当接するベアリングシ
ートの底板部に連続する傾斜板部にて吸収し、例えベア
リングシートが早期摩耗しても、比較的荷重が掛かり難
いハウジングの内底面部に位置して介在した耐摩耗材に
てハウジングの早期摩耗を効率よく防止する。
項1または2記載のボールジョイントにおいて、ハウジ
ングは、ベアリングシートと対向する面に耐摩耗材が前
記ベアリングシートに当接する状態で収容し位置決め保
持する凹部を有したものである。
対向する面に、耐摩耗材をベアリングシートに当接する
状態で収容して位置決め保持する凹部を設けることによ
り、ボールスタッドの球頭部が摺動するなどの外部から
応力が作用しても凹部という簡単な構造で耐摩耗材が移
動せずに位置決めされ、耐摩耗材の移動によるベアリン
グシートやハウジングの早期摩耗が防止される。
項1ないし3いずれか一記載のボールジョイントにおい
て、耐摩耗材は、ステンレス鋼であるものである。
いることにより、ハウジングよりも硬質で比較的加工が
容易で容易に製造されるとともに、例え泥水が浸入して
も腐食を生じず、腐食によるベアリングシートおよびハ
ウジングの早期摩耗が防止される。
てボールジョイントの構成を図面を参照して説明する。
このボールジョイント1は、アルミニウム合金製の略有
底円筒状のハウジング2と、例えば鋼鉄製のボールスタ
ッド3と、合成樹脂製のベアリングシート4と、ゴムや
軟質合成樹脂にて略円筒状に形成されたダストカバー5
とを備え、例えば自動車の懸架装置や操舵装置などに用
いられる。
金にて鍛造成形され、一端に挿入孔11を開口し他端に底
部12が閉塞して一体に設けられた有底円筒状のソケット
13と、このソケット13の挿入孔11に取り付けられ開口部
14を開口するプラグ15とを備えている。
筒状の筒状部17およびこの筒状部17の両端縁に外方に向
けて鍔状に突出する一対のフランジ部18,18を有し、フ
ランジ部18,18間の筒状部17の外周面には周方向に凹溝
状の係止凹部19が設けられている。
周面にプラグ15のフランジ部18の外径と略同寸法となる
ように径大に形成されて当接部21が段差状に形成されて
いる。また、ソケット13の挿入孔11の縁には、ソケット
13より肉薄で同軸上に円筒状に設けられ内方に向けてか
しめ変形されることによりプラグ15のフランジ部18を係
止固定するかしめ部22が設けられている。さらに、ソケ
ット13の底部12には、挿入孔11に一体的に取り付けられ
るプラグ15の開口部14に略平行な平面の底面23aを有す
る平面状の内底面部23およびこの内底面部23の底面23a
に連続し開口部14に向けて拡径状に拡開する傾斜した傾
斜面24aを有する傾斜面部24を有している。
央に上方である挿入孔11に向けて開口する凹部26が設け
ている。さらに、この凹部26内には、例えばステンレス
鋼にてリング状に形成された耐摩耗材27が収容されてい
る。なお、耐摩耗材27は、リング状に限らず、不連続リ
ング状、皿ばね状、皿状、シート状など、いずれの形状
でもよいが、荷重が掛かった際に荷重を効率よく分散で
きる形状が好ましい。また、耐摩耗材27は、凹部26に収
容された状態で内底面部23の底面23aから突出すること
なくかつ上端縁が底面23aの上面に略位置するように配
設されている。
入孔11からプラグ15のフランジ部18の周縁が当接部21に
当接するまで挿入され、かしめ部22が内方にかしめ変形
されてプラグ15のフランジ部18が係止固定され、一端に
開口部14を開口し内側に開口部14に連続する内室29を区
画して有底円筒状に組立形成される。なお、ハウジング
2のソケット13の側面や底部12の下面に、図示しない雄
ねじや雌ねじを有した連結部が設けられている。
部31と、この球頭部31に連続しハウジング2の開口部14
を挿通する小径部32を介して略円柱状の軸部33が一体に
形成されている。なお、球頭部31は、軸部33より径大に
形成されている。そして、軸部33の先端部には、雄ねじ
部34が設けられている。
タール樹脂やポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂などの
良好なベアリング特性を有する耐荷重性の高い剛性およ
び弾性を有した合成樹脂にて形成されている。そして、
ベアリングシート4は、一端にボールスタッド3の球頭
部31が挿入されて軸部33を挿通し開口部14に対向する挿
通孔36を開口する円筒状の胴体部37、この胴体部37の他
端に設けられ外面がハウジング2の傾斜面部24の傾斜面
24aに対向して当接する傾斜板部38、および、この傾斜
板部38の先端部に胴体部37の他端を閉塞して連続して設
けられ外面がハウジング2の内底面部23に対向して内底
面部23および耐摩耗材27に当接する底板部39とを有し、
内面が球頭部31に対応した略球面状で球頭部31を摺動可
能に内包する有底円筒形のブロック状に成形されてい
る。なお、ベアリングシート4は、底板部39の最肉薄部
分が傾斜板部38の最肉薄部分と略同厚さ寸法に形成され
ている。
ハウジング2のプラグ15の筒状部17に嵌合し係止凹部19
内にリング状のクリップ41にて係止される第1の嵌合部
42を有し、他端に略環状でボールスタッド3の軸部33に
嵌合する第2の嵌合部43を有した略円筒状に形成されて
いる。そして、ダストカバー5の第1の嵌合部42がハウ
ジング2のプラグ15に係止されるとともに第2の嵌合部
43がボールスタッド3の軸部33に嵌合し、開口部14を覆
ってダストカバー5が取り付けられ、ボールジョイント
1が組立形成される。
トの組立動作を説明する。
ボールスタッド3の球頭部31を挿入し、挿通孔36から軸
部33が挿通する状態でベアリングシート4内に球頭部31
を摺動可能に内包する。そして、このベアリングシート
4を、あらかじめ凹部26内に耐摩耗材27を収容したソケ
ット13の挿入孔11から挿入し、ベアリングシート4の底
板部39をハウジング2の内底面部23および耐摩耗材27に
当接させるとともにベアリングシート4の傾斜板部38を
ハウジング2の傾斜面部24に当接させる。この後、プラ
グ15のフランジ部18をソケット13の当接部21に当接する
までベアリングシート4を圧入するように挿入孔11に挿
入し、かしめ部22を内方にかしめ変形してフランジ部18
を係止固定して一体的にプラグ15を取り付ける。そし
て、ダストカバー5の第1の嵌合部42をハウジング2の
プラグ15の筒状部17に嵌合して係止凹部19にクリップ41
にて係止固定するとともに第2の嵌合部43をボールスタ
ッド3の軸部33に嵌合させ、開口部14を覆ってダストカ
バー5を取り付けてボールジョイント1を組立形成す
る。
しない連結部を被取付部に連結するとともに、ボールス
タッド3の雄ねじ部34を連結部に連結する被取付部とは
別体の被取付部に螺合させて連結し、被取付部間を連結
する状態でボールボールジョイント1を組み付け、例え
ば自動車の懸架装置や操舵装置を構成する。
の移動に伴ってボールスタッド3が揺動する。この揺動
の際に、ベアリングシート4の挿通孔36が開口する端面
がハウジング2のプラグ15のフランジ部18に押さえ付け
られるように当接するので、ベアリングシート4は移動
せず、球頭部31がベアリングシート4の内面を円滑に滑
動する状態となる。また、被取付部の移動の際にボール
スタッド3に過荷重が掛かると、ベアリングシート4の
内面、特にくさび効果により、ハウジング2の傾斜面部
24に対向して当接するベアリングシート4の傾斜板部38
にて吸収する。このため、ハウジング2の内底面部23に
配設した耐摩耗材27には、あまり大きな荷重が掛からな
い。
ダストカバー5が破れるなど損傷した場合、泥水などが
ダストカバー5の損傷した部分から、ハウジング2の開
口部14を通ってボールスタッド3、ベアリングシート4
およびハウジング2の間に浸入するおそれがある。そし
て、泥水などがボールスタッド3、ベアリングシート4
およびハウジング2の間に浸入して介在する状態でボー
ルスタッド3が揺動すると、互いに滑動するボールスタ
ッド3の球頭部31の外周面およびベアリングシート4の
内面で、材質の柔らかいベアリングシート4の内面が早
期摩耗する。この状態で、例えば自動車の運転者がベア
リングシート4の摩耗によるボールスタッド3のがたつ
きにて被取付部の円滑な移動が得られない状態を認識す
ることによりボールジョイント1の交換をする。
期摩耗を認識しない場合には、介在する泥水などにより
ベアリングシート4が破れる状態となり、ボールスタッ
ド3のがたつき量が大きくなる。なお、ベアリングシー
ト4の胴体部37は、あまり過荷重が掛からないことか
ら、ベアリングシート4の早期摩耗は、荷重の掛かりや
すい傾斜板部38および底板部39の部分となる。そして、
このベアリングシート4が早期摩耗により破れた状態で
は、ボールスタッド3の球頭部31とハウジング2の底部
12の内面とが対向する状態となるとともに球頭部31に耐
摩耗材が当接する状態となる。このため、ハウジング2
と球頭部31との間に泥水などが介在する状態でも、ボー
ルスタッド3より軟質のハウジング2の底部12の一部は
早期摩耗するが、ある程度摩耗すると硬質の耐摩耗材27
のみが当接する状態となり、ハウジング2の摩耗が抑え
られ、ハウジング2が最終的に破れる損傷までの時間が
長くなる。そして、この状態ではボールスタッド3のが
たつき量は非常に大きな状態となり、ハウジング2が破
れてボールスタッド3が抜け落ちるなどの完全に懸架装
置および操舵装置の機能が損なわれる前に、運転者がボ
ールスタッド3のがたつきによる異常を確実に認識する
ことができ、自動車の安全走行が確実にできる。
ウジング2と、ボールスタッド3の球頭部31を内包して
ハウジング2の内室29内に収容されるベアリングシート
4との間に、ハウジング2より硬質の材料にて形成した
耐摩耗材27を介在させるため、例えば泥水などが浸入し
てベアリングシート4が早期摩耗しても、耐摩耗材27が
球頭部31とハウジング2との間に介在することとなり、
ハウジング2の早期摩耗を防止でき、ハウジング2の破
損などによる自在継手としての機能が完全に損失してし
まうことを防止できる。
る平面を有した底部12の内底面部23とこの内底面部23に
対向して当接するベアリングシート4の底板部39との間
に耐摩耗材27を介在させるため、ボールスタッド3に加
わる外部からの過荷重はハウジング2の傾斜面部24に対
向して当接するベアリングシート4の傾斜板部38にて吸
収し、耐摩耗材27は比較的荷重が掛かり難いハウジング
2の内底面部23に位置して介在するため、ボールジョイ
ント1の耐荷重性を低下させることなく、例えベアリン
グシート4が早期摩耗しても、荷重が作用する方向に対
向し特に早期摩耗しやすいベアリングシート4の底板部
39およびハウジング2の内底面部23間に位置する耐摩耗
材27にてハウジング2の早期摩耗を効率よく防止でき
る。
4と対向する面に、耐摩耗材27をベアリングシート4に
当接する状態で収容して位置決め保持する凹部26を設け
るため、ボールスタッド3の球頭部31が摺動するなどの
外部から応力が作用しても凹部26という簡単な構造で耐
摩耗材27が移動せずに位置決めでき、耐摩耗材27の移動
によるベアリングシート4やハウジング2の早期摩耗を
防止できる。
も硬質で比較的加工が容易なステンレス鋼を用いるた
め、例え泥水が浸入しても腐食を生じず、耐摩耗材27の
腐食によるベアリングシート4およびハウジング2の早
期摩耗を防止できる。
懸架装置や操舵装置などに用いるボールジョイント1に
ついて説明したが、玩具や各種工作機械など、いずれの
自在継手でもできる。
より流動して、ボールジョイント1のハウジング2とし
ての所定の特性、例えば強度やかしめ部22のかしめ変形
などの加工性、耐腐食性などが得られる軽量ないずれの
アルミニウム合金にて形成してもよい。
部23に設けた凹部26内に収容したが、例えばハウジング
2の内周面およびベアリングシート4の外周面との間の
前面に介在させたり、荷重が掛かって早期摩耗しやすい
傾斜面部24と傾斜板部との間に介在させるなど、少なく
とも一部に介在させればよい。
位置決めしたが、凹部26を設けず、耐摩耗材27をいずれ
の構成で位置決めしてもよい。
12を一体に有した有底円筒状のものに限らず、プラグ15
をかしめ部22のかしめにより固定する構成と同様に、別
体の底部12を一体的に取り付けて有底筒状に形成しても
よく、円筒状に限らず角筒状など有底筒状であればよ
い。
ト4を収容するためのプラグ15が一体のもの、すなわ
ち、例えば別体の底部12が取り付けられて閉塞され縮径
する開口部14と反対側に開口する挿入孔11からボールス
タッド3の球頭部31をベアリングシート4ともに挿入し
た後に底部12を一体的に取り付けて形成したり、開口部
14から収容した後にハウジング2の開口部14側を内側に
かしめて縮径させ組立形成するなどしてもよい。
連結部を設けたが、連結部を設けず、例えば溶接などに
より被取付部と連結させるなどしてもよい。さらに、ボ
ールスタッド3に雄ねじ部34を設けたが、例えばボール
スタッド3の先端部を筒状に形成し、内周面に被取付部
と螺合するための雌ねじを設けたり、これら雄ねじ部34
や雌ねじを設けずに被取付部に溶接などにて連結させる
などしてもよい。
に形成して説明したが、球頭部31を摺動可能に内包可能
ないずれの形状でもよい。
が、ダストカバー5を設けない構成でもよい。なお、ダ
ストカバー5を設けて泥水などの異物の侵入を防止して
早期摩耗を防止する構成とすることが好ましい。
ば、アルミニウム合金製のハウジングとベアリングシー
トとの間の少なくとも一部にハウジングより硬質の耐摩
耗材を介在するため、例えば泥水などが浸入してベアリ
ングシートが早期摩耗しても、耐摩耗材が球頭部とハウ
ジングとの間に介在してハウジングの早期摩耗を防止で
き、ハウジングの破損などにより自在継手としての機能
が完全に損失してしまうことを防止できる。
ば、請求項1記載のボールジョイントの効果に加え、ハ
ウジングの底部の内底面部とベアリングシートの底板部
との間に耐摩耗材を介在するため、耐摩耗材は比較的荷
重が掛かり難いハウジングの内底面部に位置するのでボ
ールジョイントの耐荷重性が低下することを防止できる
とともに、例えベアリングシートが早期摩耗しても、荷
重が作用する方向に対向し特に早期摩耗しやすいベアリ
ングシートの底板部およびハウジングの内底面部間に位
置する耐摩耗材にてハウジングの早期摩耗を効率よく防
止できる。
ば、請求項1または2記載のボールジョイントの効果に
加え、ハウジングのベアリングシートと対向する面に、
耐摩耗材をベアリングシートに当接する状態で収容して
位置決め保持する凹部を設けるため、ボールスタッドの
球頭部が摺動するなどの外部から応力が作用しても凹部
という簡単な構造で耐摩耗材が移動せずに位置決めさ
れ、耐摩耗材の移動によるベアリングシートやハウジン
グの早期摩耗を防止できる。
ば、請求項1ないし3いずれか一記載のボールジョイン
トの効果に加え、耐摩耗材としてハウジングよりも硬質
で比較的加工が容易なステンレス鋼を用いるため、例え
泥水が浸入しても腐食を生じず、腐食によるベアリング
シートおよびハウジングの早期摩耗を防止できる。
の断面図である。
る。
Claims (4)
- 【請求項1】 一端に開口部を開口するとともに他端が
底部にて閉塞され前記開口部に連続する内室を有しアル
ミニウム合金にて有底筒状に形成されたハウジングと、 このハウジングの内室内に収容され前記開口部に対向す
る挿通孔を開口したベアリングシートと、 このベアリングシートに摺動可能に内包される外周面が
略球面状の球頭部およびこの球頭部に連続して設けられ
前記ベアリングシートの挿通孔および前記ハウジングの
開口部を挿通する軸部を有したボールスタッドと、 前記ハウジングと前記ベアリングシートとの間の少なく
とも一部に介在され前記ハウジングより硬質の材料にて
形成された耐摩耗材とを具備したことを特徴としたボー
ルジョイント。 - 【請求項2】 ハウジングの底部は、開口部に対向する
平面状の内底面部およびこの内底面部に連続し開口部に
向けて拡径する傾斜した傾斜面部を有し、 ベアリングシートは、前記内底面部に対向して当接する
底板部およびこの底板部に連続し前記傾斜面部に対向し
て当接する傾斜板部とを有し、 耐摩耗材は、前記ハウジングの底部の内底面部と前記ベ
アリングシートの底板部との間に介在されることを特徴
とした請求項1記載のボールジョイント。 - 【請求項3】 ハウジングは、ベアリングシートと対向
する面に耐摩耗材が前記ベアリングシートに当接する状
態で収容し位置決め保持する凹部を有したことを特徴と
した請求項1または2記載のボールジョイント。 - 【請求項4】 耐摩耗材は、ステンレス鋼であることを
特徴とした請求項1ないし3いずれか一記載のボールジ
ョイント。
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