JP2002181029A - 軸継手装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 球面軸継手の軸方向の寸法を低減する。 【解決手段】 球面軸継手１はドラッグリンクエンド１
１に開設されて上部に略半球形の凹球面部１３が形成さ
れた軸受凹部１２と、球面軸２０の下端部に形成された
凸球面部２１と、アッパシート部３１およびロアシート
部３２で形成された凹球面部３３が凸球面部２１に摺動
自在に嵌合され軸受凹部１２に嵌入された軸受部材３０
と、軸受部材３０の軸受凹部１２の下端開口側の外面に
配設されたクッション部材４０と、軸受凹部１２の下端
開口に固定されてクッション部材４０を圧縮変形させる
エンドキャップ５０とによって構成されている。 【効果】 凸球面部は軸受凹部にクッション部材の弾性
力で軸受部材を介して押接されるため、ガタを防止した
状態で軸受凹部に三次元方向に回動自在に支承され、軸
方向の寸法を短縮できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、軸継手装置に関
し、特に、第一の継手部材と第二の継手部材との間に介
設された軸受部材の支持構造の改良に係り、例えば、自
動車に搭載されるステアリングシステムのドラッグリン
クやタイロッドおよびサスペンションのリンクに利用し
て有効なものに関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車に搭載されるステアリングシステ
ムのドラッグリンクやタイロッドおよびサスペンション
のリンクにおいては、その両端部に球面軸継手装置がそ
れぞれ設けられている。

【０００３】従来のこの種の球面軸継手装置として、次
のように製造されるものがある。ナックルアームまたは
ピットマンアームに固定される球面軸はその凸球面部に
アッパベアリング（上側軸受部材）が嵌合された状態
で、ロッドまたはリンクケージの端部（エンド）に開設
された軸受凹部に挿入される。他方、エンドキャップの
上にスプリングが載せられ、スプリングの上にロアベア
リング（下側軸受部材）がスプリングシートを介して載
せられた組立体が別のサブアッセンブリ工程において準
備される。そして、組立体は球面軸が挿入された軸受凹
部に挿入されてロアベアリングが軸部の下端面に当接さ
れ、軸受凹部の開口部に形成された段部がかしめ加工さ
れることにより固定される。

【０００４】この球面軸継手装置において、球面軸は凸
球面部が軸受凹部にアッパベアリングおよびロアベアリ
ングを介して三次元方向に回動自在に支持されていると
ともに、アッパベアリングおよびロアベアリングは軸受
凹部にスプリングによってガタツキなく押し付けられた
状態になっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た球面軸継手装置においては、軸受凹部によって球面軸
を支承するのにアッパベアリング、ロアベアリング、ス
プリングシート、スプリングおよびエンドキャップが使
用されているため、軸方向の寸法が大きくなるという問
題点がある。

【０００６】本発明の目的は、軸方向の寸法を低減する
ことにより車両の最低地上高を高くすることのできる軸
継手装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る第一の軸継
手装置は、一端部に略半球形の凹球面部が形成された軸
受凹部を有する第一の継手部材と、凸球面部を有する第
二の継手部材と前記第一の継手部材の軸受凹部に嵌入さ
れるとともに前記第二の継手部材の凸球面部に摺動自在
に嵌合され、アッパシート部およびロアシート部を有す
る軸受部材と、前記軸受部材の前記軸受凹部の凹球面部
と反対側の主面に配設されたクッション部材と、前記軸
受凹部の凹球面部と反対側に固定されて前記クッション
部材を圧縮変形させるエンドキャップとを備えている。

【０００８】この第一の手段によれば、凸球面部が軸受
凹部にクッション部材の弾性力によって軸受部材を介し
て押し付けられるため、凸球面部、軸受凹部および軸受
部材のガタは発生しない。凸球面部は軸受凹部に軸受部
材、クッション部材およびエンドキャップによって回動
自在に支承されているため、第一の継手部材は第二の継
手部材に最小限度の部品点数をもって組み付けられてい
ることになり、軸方向の寸法は短縮されることになる。

【０００９】本発明に係る第二の軸継手装置は、一端部
に略半球形の凹球面部が形成された軸受凹部を有する第
一の継手部材と、同一の球心をもってそれぞれ形成され
た大径凸球面部と小径凸球面部とを有する第二の継手部
材と、前記第一の継手部材に形成された軸受凹部に嵌入
されるとともに前記第二の継手部材に形成された大径凸
球面部に摺動自在に嵌合された第一の軸受部材と、前記
第二の継手部材に形成された小径凸球面部に摺動自在に
当接された第二の軸受部材と、前記第二の軸受部材の前
記小径凸球面部と反対側の主面に配設されたクッション
部材と、前記軸受凹部の凹球面部と反対側に固定されて
前記クッション部材を圧縮変形させるエンドキャップと
を備えている。

【００１０】この第二の手段によれば、小径凸球面部が
形成されているため、軸方向の寸法をきわめて小さくす
ることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に即して説明する。

【００１２】本実施の形態に係る軸継手装置は自動車用
のドラッグリンクに使用されるものとして構成されてお
り、三次元方向の回動を確保するように構成されてい
る。すなわち、図１に示されているように、軸継手装置
１は第一の継手部材としてのドラッグリンク１０と、第
二の継手部材としての球面軸２０と、アッパベアリング
とロアベアリングとを一体化した軸受部材３０と、クッ
ション部材４０と、エンドキャップ５０と、ダストカバ
ー６０とを備えている。次に、各構成部品の構成を図１
および図２について順に説明する。

【００１３】図２（ａ）に示されているように、ドラッ
グリンク１０のエンド（以下、ドラッグリンクエンドと
いう。）１１には略円柱形の中空形状に形成された軸受
凹部１２がその端部に配されて長手方向と直交する方向
に貫通するように開設されている。軸受凹部１２の一端
部（以下、上端部とする。）には半球形の凹球面部１３
が形成されており、軸受凹部１２の下端部には円柱内周
面形の円柱内周面部１４が形成されている。ドラッグリ
ンクエンド１１の円柱内周面部１４の下側にはエンドキ
ャップ取付部１５が円柱内周面部１４の内径よりも大径
の円柱内周面形に形成されており、エンドキャップ取付
部１５の下側には短尺の円筒形状の被かしめ部１６が同
心に配されて垂直方向下向きに突設されている。

【００１４】図１に示されているように、球面軸２０は
略球体（ボール）形状に形成された軸部としての凸球面
部２１を備えており、凸球面部２１には連結部２２が凸
球面部２１の球心の延長線上に沿うように突設されてい
る。連結部２２の中間部には雄テーパ部２３が形成され
ており、雄テーパ部２３は組付部材としてのナックルア
ームまたはピットマンアーム（以下、アーム部材とい
う。）２５に開設されたテーパ孔２６内に挿通されるよ
うになっている。球面軸２０の雄テーパ部２３の上には
雄ねじ部２４が形成されており、雄ねじ部２４に締結さ
れたナット２７によって球面軸２０がアーム部材２５に
固定されるようになっている。

【００１５】軸受部材３０はポリアセタール樹脂が使用
されてアッパシート部３１とロアシート部３２とが一体
成形されており、軸受凹部１２に嵌入されるグリース給
脂式軸受構造および球面軸受構造に構成されている。す
なわち、図２（ｂ）に示されているように、軸受部材３
０はポリアセタール樹脂が使用されて全体的に上下端部
が平行に切り欠かれた球形の中空体に一体成形されてお
り、アッパシート部３１の内側球面とロアシート部３２
の内側球面とが軸受部材３０の球形中空体の内形である
凹球面部３３を構成している。凹球面部３３は球面軸２
０の凸球面部２１に対応されており、凸球面部２１を略
全体的に包囲し得るように設定されている。アッパシー
ト部３１の外周によって軸受凹部１２に嵌入する嵌入部
３４が形成されており、嵌入部３４の外形は軸受凹部１
２における半球形の凹球面部１３と円柱内周面部１４と
に対応した形状に形成されている。

【００１６】アッパシート部３１には上側スリット３５
が複数条（本実施の形態では四条）、アッパシート部３
１の開口部３１ａの周方向に等間隔（本実施の形態では
９０度）に配置されて、開口部３１ａと交差する方向で
凹球面部３３と同心円に切り込まれている。ロアシート
部３２には下側スリット３６が複数条（本実施の形態で
は四条）、ロアシート部３２の開口部３２ａの周方向に
等間隔（本実施の形態では９０度）に配置されて、開口
部３２ａと交差する方向で凹球面部３３と同心円に切り
込まれている。軸受部材３０の外周におけるアッパシー
ト部３１とロアシート部３２との境目には環状溝３７が
開口部３１ａ、３２ａと平行に配置されてＶ字形状に没
設されており、軸受部材３０に環状溝３７を設けること
により軸受部材３０に薄肉状の部分を形成し、球面軸２
０から荷重を受けたときにアッパシート部３１とロアシ
ート部３２とが相対的に変形し易いようにした、所謂フ
ィルムヒンジ３８が形成されている。軸受部材３０の環
状溝３７の上側には円形リング形状の鍔部３９が開口部
３１ａ、３２ａと平行に径方向外向きに突設されてお
り、鍔部３９の外径はドラッグリンクエンド１１のエン
ドキャップ取付部１５の内径よりも小径に設定されてい
る。

【００１７】クッション部材４０はゴムまたは樹脂の弾
性体が使用されて、自然状態において図２（ｃ）に示さ
れているように球形中空体の一部を平行に切り欠いた円
形の皿形状に形成されており、クッション部材４０の厚
さや形状は軸継手装置１への組付状態において軸受部材
３０とエンドキャップ５０との間に収納されて圧縮変形
されるように設定されている。クッション部材４０の皿
形状の底の中心にはテーパ孔４１が下方窄まりに開設さ
れている。

【００１８】エンドキャップ５０は剛性を有する金属ま
たは樹脂が使用されて、図２（ｄ）に示されているよう
に多面形中空体の一部を平行に切り欠いた円形の皿形状
に形成されている。エンドキャップ５０の皿形状の上端
開口部５１の外周には円形リング形状の鍔部５２が径方
向外向きに突設されており、鍔部５２の外径はドラッグ
リンクエンド１１のエンドキャップ取付部１５の内径よ
りも若干小さめに設定されている。エンドキャップ５０
の皿形状の底の中心には円錐台形状の位置決め部５４が
軸方向上向きに突設されている。

【００１９】図１に示されているように、ダストカバー
６０は防塵用のカバーとして、ゴムまたは樹脂等の可撓
性を有する材料が用いられて大略袋形状に形成されてお
り、球面軸２０とドラッグリンクエンド１１との間に軸
受凹部１２の上面開口を被覆するように装着されるよう
になっている。ダストカバー６０の中間部には蛇腹部６
１が断面「つ」字形状に一体成形されており、この蛇腹
部６１は軸心方向（上下方向）に開閉変形することによ
り、アーム部材２５とドラッグリンクエンド１１との間
の相対変位を吸収するようになっている。

【００２０】次に、前記構成に係る部品の組付作業を説
明することにより、本実施の形態に係る軸継手装置１の
構成を図１について説明する。

【００２１】予め、軸受部材３０が球面軸２０の凸球面
部２１に装着される。すなわち、凸球面部２１が軸受部
材３０の上端開口部３１ａから凹球面部３３に押し込ま
れる。この際、アッパシート部３１に上側スリット３５
が開設されているため、アッパシート部３１が凸球面部
２１の押し込みに伴って拡開され、凸球面部２１の最大
径部が通過した後に閉じることにより、凹球面部３３は
凸球面部２１に全体的に密着した状態になる。

【００２２】軸受部材３０が装着された球面軸２０はド
ラッグリンクエンド１１の軸受凹部１２の下端開口から
挿入される。これにより、軸受部材３０はドラッグリン
クエンド１１の軸受凹部１２内面と球面軸２０の凸球面
部２１の外面との間に挟み込まれた状態になる。

【００２３】次に、クッション部材４０が軸受凹部１２
の軸受部材３０の下側空間に挿入されて軸受部材３０の
下端部の外周に当てがわれた後に、エンドキャップ５０
がエンドキャップ取付部１５に嵌入されるとともに、被
かしめ部１６が径方向内向きにかしめ加工されることに
よって固定部１７が形成される。このエンドキャップ５
０のかしめ加工による固定部１７によってエンドキャッ
プ５０の鍔部５２および軸受部材３０の鍔部３９がドラ
ッグリンクエンド１１に固定される。

【００２４】このエンドキャップ５０の固定により、ク
ッション部材４０は軸受部材３０の下面とエンドキャッ
プ５０の上面との間において圧縮変形され、圧縮変形さ
れたクッション部材４０はエンドキャップ５０に反力を
とって軸受部材３０の凹球面部３３を球面軸２０の凸球
面部２１に押接させる。この際、ロアシート部３２には
下側スリット３６が開設されているとともに、環状溝３
７によるフィルムヒンジ３８が形成されているため、ク
ッション部材４０の弾性力によって径方向内向きに押さ
れて撓むことにより、凹球面部３３を凸球面部２１に確
実に押接させることができる。

【００２５】次いで、ダストカバー６０が球面軸２０と
ドラッグリンクエンド１１との間に軸受凹部１２の上面
開口を被覆するように装着される。そして、球面軸２０
の雄テーパ部２３がアーム部材２５のテーパ孔２６に挿
通され、ナット２７が雄ねじ部２４に螺合されて球面軸
２０がアーム部材２５に固定される。

【００２６】前記実施の形態によれば、次の効果が得ら
れる。

【００２７】1) 軸受部材と、軸受凹部にかしめ付けら
れたエンドキャップと、エンドキャップに反力をとって
凸球面部を軸受凹部に軸受部材を介して押し付けるクッ
ション部材とにより、球面軸を軸受凹部に三次元方向に
回動自在に支承することができるため、軸継手装置の部
品点数および軸方向の寸法を低減することができるとと
もに、軸継手装置の製造コストを低減することができ
る。

【００２８】2) 軸受部材の凹球面部を球面軸の凸球面
部にエンドキャップに反力をとったクッション部材によ
って弾性的に押接させることにより、軸受凹部と凹球面
部と凸球面部との相互間にガタが発生するのを防止する
ことができるため、軸継手装置の性能や品質、信頼性お
よび耐久性を高めることができる。

【００２９】3) 軸受部材をアッパシート部とロアシー
ト部とによって構成することにより、受圧面積を増加さ
せることができるとともに、回転および揺動トルクを低
減することができるため、軸継手装置の性能や品質、信
頼性および耐久性をより一層高めることができる。

【００３０】次に、第二の発明の実施の形態について説
明する。図３は第二の発明の実施の形態である軸継手装
置を示す一部切断正面図である。本実施の形態に係る軸
継手装置２が前記第一の発明の実施の形態に係る軸継手
装置１と異なる点は、球面軸２０の凸球面部が大径凸球
面部２１Ａと小径凸球面部２１Ｂとから構成されてお
り、軸受部材が大径凸球面部２１Ａに対応する第一の軸
受部材としての上側軸受部材３０Ａと、小径凸球面部２
１Ｂに対応する第二の軸受部材としての下側軸受部材３
０Ｂとに分割されている点である。

【００３１】すなわち、図３に示されているように、大
径凸球面部２１Ａは球面軸２０の連結部２２側部分であ
る上部に配置され、外径が大径凸球面部２１Ａよりも小
径の小径凸球面部２１Ｂは連結部２２と反対側部分であ
る下部に配置されており、大径凸球面部２１Ａの球心と
小径凸球面部２１Ｂの球心とは一致されている。上側軸
受部材３０Ａの凹球面部３３Ａの内径は大径凸球面部２
１Ａの外径と一致されており、下側軸受部材３０Ｂの中
央部に形成された凹球面部３３Ｂの内径は小径凸球面部
２１Ｂの外径と一致されている。下側軸受部材３０Ｂの
凹球面部３３Ｂの外側には大径凸球面部２１Ａのエッジ
を逃げるための逃げ部３７Ｂが環状溝形状に軸方向下向
きに膨出形成されている。

【００３２】本実施の形態に係る軸継手装置２が組み立
てられるに際しては、予め、上側軸受部材３０Ａが大径
凸球面部２１Ａに装着される。上側軸受部材３０Ａが装
着された球面軸２０はドラッグリンクエンド１１の軸受
凹部１２に下端開口から挿入される。これにより、上側
軸受部材３０Ａはドラッグリンクエンド１１の軸受凹部
１２の半球形の凹球面部１３の内面と大径凸球面部２１
Ａの外面との間に挟み込まれた状態になる。

【００３３】次いで、下側軸受部材３０Ｂが小径凸球面
部２１Ｂに下方から当接されるとともに、クッション部
材４０が下側軸受部材３０Ｂの下面に当てがわれた後
に、エンドキャップ５３がエンドキャップ取付部１５Ａ
に嵌入されるとともに、被かしめ部１６が径方向内向き
にかしめ加工されることによって固定部１７Ａが形成さ
れる。この固定部１７Ａによってエンドキャップ５３の
外周部５５、上側軸受部材３０Ａの鍔部３９Ａ、下側軸
受部材３０Ｂの鍔部３９Ｂがドラッグリンクエンド１１
に固定される。そして、クッション部材４０は下側軸受
部材３０Ｂの下面とエンドキャップ５３の上面との間に
おいて圧縮変形されることにより、エンドキャップ５３
に反力をとって上側軸受部材３０Ａの凹球面部３３Ａを
大径凸球面部２１Ａに押接させ、下側軸受部材３０Ｂの
凹球面部３３Ｂを小径凸球面部２１Ｂに押接させる。

【００３４】本実施の形態によれば、小径凸球面部２１
Ｂが形成されていることにより、軸継手装置２の軸方向
の寸法をより一層短く構成することができる。

【００３５】なお、本発明は前記実施の形態に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、
種々に変更が可能であることはいうまでもない。

【００３６】例えば、スリットの条数は四条に設定する
に限らず、二条、三条または五条以上に設定してもよ
い。

【００３７】本発明に係る軸継手装置は、ステアリング
のドラッグリンクやタイロッドに適用するに限らず、サ
スペンションのリンク等にも適用することができる。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
軸継手装置の軸方向の寸法を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第一の発明の一実施の形態である軸継手装置を
示す正面断面図である。

【図２】主要部品の各正面断面図であり、（ａ）はドラ
ッグリンク、（ｂ）は軸受部材、（ｃ）はクッション部
材、（ｄ）はエンドキャップをそれぞれ示している。

【図３】第二の発明の実施の形態である軸継手装置を示
す一部切断正面図である。

【符号の説明】

１…軸継手装置、１０…ドラッグリンク（第一の継手部
材）、１１…ドラッグリンクエンド、１２…軸受凹部、
１３…凹球面部、１４…円柱内周面部、１５…エンドキ
ャップ取付部、１６…被かしめ部、１７…固定部、２０
…球面軸（第二の継手部材）、２１…凸球面部、２２…
連結部、２３…雄テーパ部、２４…雄ねじ部、２５…ア
ーム部材（ピットマンアーム）、２６…テーパ孔、２７
…ナット、３０…軸受部材、３１…アッパシート部、３
２…ロアシート部、３３…凹球面部、３４…嵌入部、３
５…上側スリット、３６…下側スリット、３７…環状
溝、３８…フィルムヒンジ、３９…鍔部、４０…クッシ
ョン部材、４１…テーパ孔、５０…エンドキャップ、５
１…上端開口部、５２…鍔部、５３…エンドキャップ、
６０…ダストカバー、６１…蛇腹部、２１Ａ…大径凸球
面部、２１Ｂ…小径凸球面部、３０Ａ…上側軸受部材
（第一の軸受部材）、３０Ｂ…下側軸受部材（第二の軸
受部材）、３３Ａ…上側軸受部材の凹球面部、３３Ｂ…
下側軸受部材の凹球面部、３７Ｂ…逃げ部、５４…位置
決め部、５５…外周部、２…第二の発明の実施の形態で
ある軸継手装置。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端部に略半球形の凹球面部が形成され
   た軸受凹部を有する第一の継手部材と、凸球面部を有す
   る第二の継手部材と、前記第一の継手部材の軸受凹部に
   嵌入されるとともに、前記第二の継手部材の凸球面部に
   摺動自在に嵌合され、アッパシート部およびロアシート
   部を有する軸受部材と、前記軸受部材の前記軸受凹部の
   凹球面部と反対側の主面に配設されたクッション部材
   と、前記軸受凹部の凹球面部と反対側に固定されて前記
   クッション部材を圧縮変形させるエンドキャップとを備
   えている軸継手装置。
2. 【請求項２】 一端部に略半球形の凹球面部が形成され
   た軸受凹部を有する第一の継手部材と、同一の球心をも
   ってそれぞれ形成された大径凸球面部と小径凸球面部と
   を有する第二の継手部材と、前記第一の継手部材に形成
   された軸受凹部に嵌入されるとともに前記第二の継手部
   材に形成された大径凸球面部に摺動自在に嵌合された第
   一の軸受部材と、前記第二の継手部材に形成された小径
   凸球面部に摺動自在に当接された第二の軸受部材と、前
   記第二の軸受部材の前記小径凸球面部と反対側の主面に
   配設されたクッション部材と、前記軸受凹部の凹球面部
   と反対側に固定されて前記クッション部材を圧縮変形さ
   せるエンドキャップとを備えている軸継手装置。