JP2005155784A - ボールジョイントおよびそのベアリングシート - Google Patents

Abstract

【課題】大きさを必要以上に大きくすることなく潤滑性を向上し、かつ耐久性の低下を抑制するボールジョイントのベアリングシートを提供する。
【解決手段】下部油溝37を、下端部から上端部に向けて赤道Ｅの近傍に延設する。上部油溝38を、上端部から下端部に向けて赤道Ｅの近傍に延設する。各油溝37，38をボールシート４の周方向に交互に設けることで、ボール部21の外周面と摺動面36との間に軸方向の両端部でグリース41を確実に行き渡らせて各油溝の本数を増やしたり幅寸法を大きくしたりして全体を必要以上に大きくすることなく潤滑性を向上でき、かつ先端部を赤道Ｅの近傍に延設することでボール部21との接触面積の低下を防止して面圧の上昇を抑制し、耐久性の低下を防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ボール部の外周面との間に潤滑剤を保持するボールジョイントのベアリングシートおよびこれを備えたボールジョイントに関する。

従来、この種のボールジョイントのベアリングシートは、略円筒状に形成され、内部にボールジョイントのボールスタッドのボール部を摺動可能に保持している。また、ベアリングシートの内部には、軸方向に沿って溝部が設けられている。この溝部には、グリースなどの潤滑剤がボール部との間に保持され、このボール部のベアリングシートに対する摺動性を向上している（例えば、特許文献１参照。）。
特開平８−３２６７３９号公報（第３−４頁、図４）

しかしながら、上述のボールジョイントのベアリングシートでは、例えばボール部の球径を大きくすると、ボール部の球径が小さいものと比較して回動の際の周速が大きくなり、潤滑性が不利となるので、ボールスタッドをより大きく揺動および摺動させなければならない。

また、ボールジョイントの使用状況によっては、揺動および摺動が比較的小さく、潤滑性がさらに不利となる場合もある。

そこで、溝部の本数を増やしたり、溝部の幅を大きくしたりして対応することも考えられるが、ベアリングシートとボール部との接触面積が小さくなることでベアリングシートの面圧が高くなり、耐久性が不利となるので、ボールジョイントの大きさを大きくしなければならないという問題点を有している。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、大きさを必要以上に大きくすることなく潤滑性を向上し、かつ耐久性の低下を抑制するボールジョイントのベアリングシートおよびこのベアリングシートを備えたボールジョイントを提供することを目的とする。

請求項１記載のボールジョイントのベアリングシートは、開口部を備えたソケット内に設けられ、このソケット内に配置されるボールスタッドの略球状のボール部を回動可能に保持する軸状のボールジョイントのベアリングシートであって、軸方向の一端部から他端部に向けて赤道位置近傍に延設され、前記ボール部の外周面との間に潤滑剤を保持する複数の第１の溝部と、軸方向の他端部から一端部に向けて赤道位置近傍に延設され、前記ボール部の外周面との間に潤滑剤を保持する複数の第２の溝部とを具備し、前記第１の溝部と前記第２の溝部とは、周方向に沿って交互に設けられているものである。

そして、軸方向の一端部から他端部に向けて延設され、ボール部の外周面との間に潤滑剤を保持する複数の第１の溝部と、軸方向の他端部から一端部に向けて延設され、ボール部の外周面との間に潤滑剤を保持する複数の第２の溝部とを周方向に沿って交互に設けることで、ボール部の外周面との間に軸方向の両端部で潤滑剤を確実に行き渡らせて全体を必要以上に大きくすることなく潤滑性を向上し、かつ各溝部の先端部を赤道位置近傍に延設することで、ボール部の外周面との接触面積の低下を防止して面圧の上昇を抑制し、耐久性が低下することを防止する。

請求項２記載のボールジョイントのベアリングシートは、請求項１記載のボールジョイントのベアリングシートにおいて、第１の溝部と第２の溝部とは、先端部がそれぞれボール部の赤道位置を越えて設けられているものである。

そして、第１の溝部と第２の溝部との先端部をそれぞれボール部の赤道位置を越えて設けることで、各溝部に収容された潤滑剤がボール部の外周面との間に、より確実に行き渡るので、潤滑性をより向上することが可能になる。

請求項３記載のボールジョイントは、開口部を備えたソケットと、このソケット内に設けられた請求項１または２記載のベアリングシートと、このベアリングシート内に回動可能に保持され前記ソケット内に収容されたボール部、および、このボール部から突設され前記開口部に挿通されるスタッド部を備えたボールスタッドとを具備したものである。

そして、請求項１または２記載のベアリングシートを備えることで、全体を必要以上に大きくすることなく潤滑性を向上し、かつ耐久性が低下することを防止することが可能になる。

請求項１記載のボールジョイントのベアリングシートによれば、軸方向の一端部から他端部に向けて延設された複数の第１の溝部と、軸方向の他端部から一端部に向けて延設された複数の第２の溝部とを周方向に沿って交互に設けることで、ボール部の外周面との間に軸方向の両端部で潤滑剤を確実に行き渡らせて全体を必要以上に大きくすることなく潤滑性を向上でき、かつ各溝部の先端部を赤道位置近傍に延設することで、ボール部の外周面との接触面積の低下を防止して面圧の上昇を抑制し、耐久性の低下を防止できる。

請求項２記載のボールジョイントのベアリングシートによれば、請求項１記載のボールジョイントのベアリングシートの効果に加えて、第１の溝部と第２の溝部との先端部をそれぞれボール部の赤道位置を越えて設けることで、各溝部に収容された潤滑剤がボール部の外周面との間に、より確実に行き渡るので、潤滑性をより向上できる。

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記載のベアリングシートを備えることで、全体を必要以上に大きくすることなく潤滑性を向上でき、かつ耐久性の低下を防止できる。

以下、本発明の一実施の形態の構成を図１および図２を参照して説明する。

ボールジョイント１は、ピロボールとも呼ばれるもので、例えば自動車の懸架装置や操舵装置などに用いられるものである。このボールジョイント１は、図２に示すように、略円筒状のソケット２、このソケット２に挿通されたボールスタッド３、このボールスタッド３を回動および摺動可能に保持する円筒状のベアリングシートとしてのボールシート４、これらボールスタッド３およびボールシート４を抜け止めするプラグ５、および、ゴムあるいは軟質合成樹脂などにて略円筒状に形成された第１のダストカバー６と第２のダストカバー７とを備えている。

ソケット２は、例えば金属などで設けられ、内室としての断面円形状の空間であるシート嵌着部11を内部に備えている。また、ソケット２の軸方向の一端部には、シート嵌着部11に連通しプラグ５が取り付けられる開口部としての第１の開口部12が開口形成され、軸方向の他端部には、シート嵌着部11に連通する開口部としての第２の開口部13が開口形成されている。

第１の開口部12には、プラグ５が固定される台部である段差状の段部14が開口縁部に沿って設けられている。

また、ソケット２の軸方向の一端部には、ソケット２と同軸状の円筒状のかしめ部15が形成される。このかしめ部15は、内方に向けてかしめ加工されることによりプラグ５を段部14との間で挟持して係止固定する。

第２の開口部13の周囲には、円筒面状の第１のカバーセット部18がソケット２と同軸状に段差状に切り欠き形成されている。この第１のカバーセット部18には、第１のダストカバー６の他端部が嵌着される。

ボールスタッド３は、例えば鋼鉄などで設けられ、球部としてのボール部21と、このボール部21から棒状に突設された軸部としてのスタッド部である略円柱状の第１のスタッド部22、および、軸部としてのスタッド部である略円柱状の第２のスタッド部23とをそれぞれ備えている。

ボール部21は、各スタッド部22，23よりも径大に形成され、ボールシート４内に回動および摺動可能に保持された状態でボールシート４とともにソケット２のシート嵌着部11内に保持されている。

第１のスタッド部22は、プラグ５に挿通されてソケット２の外部に突出している。また、この第１のスタッド部22の先端側、すなわちボール部21と反対側の端部には、第２のダストカバー７が嵌着される第１のダストカバー溝部25が外周面に設けられている。

第２のスタッド部23は、第１のスタッド部22と反対方向に向けて突設され、ソケット２の第２の開口部13からソケット２の外部に突出している。この第２のスタッド部23は、先端側、すなわちボール部21と反対側の端部の外周面に、第１のダストカバー６が嵌着される第２のダストカバー溝部28が設けられている。

そして、ボールシート４は、剛性および弾性を有する合成樹脂などにて形成されている。このボールシート４は、図１および図２に示すように、略円筒状の胴体部31を備えている。この胴体部31の一端部には、第１の開口部12に連通する開口としての第１の開口32が開口形成されている。この第１の開口32には、第１の開口部12に挿通されたボールスタッド３の第１のスタッド部22が挿通される。

一方、胴体部31の他端部には、第２の開口部13に連通する開口としての第２の開口35が開口形成されている。この第２の開口35には、第２の開口部13に挿通されたボールスタッド３の第２のスタッド部23が挿通される。

さらに、胴体部31の内面は、ボール部21の外周面に対応した略球面状の摺動面36となっている。

この摺動面36には、ボールシート４の軸方向の一端部である下端部から他端部である上端部に向けて、ボールシート４の経方向に沿って第１の溝部としての複数の下部油溝37が設けられ、かつボールシート４の軸方向の上端部から下端部に向けて、ボールシート４の経方向に沿って第２の溝部としての複数の上部油溝38が設けられている。

これら各油溝37，38は、先端部がボールシート４の赤道Ｅの位置の近傍にそれぞれ延設されている。また、これら各油溝37，38は、ボールシート４の周方向に沿って交互に設けられている。言い換えると、各油溝37，38は、ボールシート４の周方向に沿って位相がずれて設けられている。すなわち、ボールシート４の摺動面36には、互い違いに各油溝37，38が設けられている。さらに、各油溝37，38は、ボールシート４の周方向に互いに略等間隔に離間され、摺動面36全体に略均等に配置されている。

なお、ボールシート４の赤道Ｅとは、ボールシート４の湾曲する摺動面36の内径寸法が縮径するように屈曲変形する部分を示し、このボールシート４の赤道Ｅの位置は、ボールスタッド３のボール部21の赤道位置と略一致している。

さらに、ボール部21の外周面と各油溝37，38との間には、潤滑剤としてのグリース41が収容されている。このグリース41は、例えばボールシート４内にボール部21を挿入する前に、ボールシート４内に予め封入される。

また、プラグ５は、段部14に当接する突起部46と円筒面状の第２のカバーセット部47とを備えている。

突起部46は、プラグ５の軸方向の一端部であるソケット２側の端部からプラグ５の軸方向に沿って突出して設けられている。

第２のカバーセット部47は、第１のカバーセット部18と略等しい形状に設けられ、プラグ５の外周面に対して段差状に形成されている。そして、この第２のカバーセット部47には、第２のダストカバー７の一端側が嵌着される。

また、ダストカバー６，７は、ダストシールあるいはブーツなどとも呼ばれるものである。これらダストカバー６，７は、環状のクリップ54，55により一端部が各カバーセット部47，18にそれぞれ係止され、他端部が各ダストカバー溝部25，28にそれぞれ当接している。

次に、上記一実施の形態の動作を説明する。

ボールスタッド３の各スタッド部22，23に外力が加わると、ボールスタッド３のボール部21がボールシート４に対して相対的に回動し、各溝部37，38に収容されたグリース41が、ボール部21と摺動面36との間に、いわゆるくさび膜効果により引き込まれる。

このとき、ボール部21の下側半分には、下部油溝37内に収容されたグリース41が供給され、ボール部21の上側半分には、上部油溝38内に収容されたグリース41が供給されて、ボール部21の外周面全体にグリース41が行き渡る。

上述したように、上記一実施の形態では、ボール部21の外周面との間にグリース41を保持する複数の各油溝37，38を、下部油溝37はボールシート４の軸方向の下端部から上端部に向けて、上部油溝38はボールシート４の軸方向の上端部から下端部に向けて、それぞれ赤道Ｅ近傍に延設するとともに、これら各油溝37，38をボールシート４の周方向に沿って交互に設ける構成とした。

この結果、比較的小さい揺動、あるいは比較的少ない揺動回数でも、例えば各油溝の本数を増やしたり幅寸法を大きくしたりすることなくボール部21の外周面と摺動面36の間にボールシート４の軸方向の両端部でグリース41を確実に行き渡らせて油膜切れを防止できるので、グリース41によるボール部21の潤滑性を向上できる。

同時に、各油溝37，38の先端部を赤道Ｅの近傍に位置させることで、軸方向の両端部に亘って各油溝37，38を形成する場合などと比較して摺動面36とボール部21の外周面との接触面積の低下を防止して摺動面36の面圧の上昇を抑制し、例えば接触面積を増加させるためにボールシート４を大きくする必要などもないので、ボールジョイント１を必要以上に大きくすることもなく、ボールジョイント１を軽量化でき、かつ面圧の上昇によるボールシート４の耐久性の低下をも防止できる。

また、各油溝37，38をボールシート４の周方向に沿って互いに略等間隔に離間して設けることで、ボール部21の外周面に対して略均等にグリース41を行き渡らせることができ、潤滑性をより向上できるとともに、ボール部21の摺動の際の応力が所定の位置に集中することを防止して、ボールシート４の耐久性をより向上できる。

さらに、下部油溝37および上部油溝38の先端部を赤道Ｅ近傍に延設することで、ボール部21の上半分および下半分に各油溝37，38で確実にグリース41を行き渡らせることができるので、潤滑性をより向上できる。

なお、上記一実施の形態において、図３に示すように、各油溝37，38の先端部を、ボールシート４の赤道Ｅと交差させ、この赤道Ｅを越えて延設する構成も可能である。この場合には、ボール部21の摺動により各油溝37，38からグリース41がボール部21の外周面と摺動面36との間に確実に引き込まれるので、潤滑性をより向上できる。

また、ソケットを有底円筒状とし、ボール部から一つのスタッド部を突出させ、ソケットの一端部の開口にスタッド部を挿通させるタイプのボールジョイントには、ボールシート４を例えば図４に示す形状などに形成して対応させて用いることで、上記一実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。

さらに、図２に示すタイプのボールジョイントにも、図４に示すようなボールシート４を適用できる。

そして、ボールジョイント１は、上記構成に限定されるものではない。

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。 同上ボールジョイントのベアリングシートを示す縦断面図である。 同上ベアリングシートの他の実施の形態を示す縦断面図である。 同上ベアリングシートのさらに他の実施の形態を示す縦断面図である。

符号の説明

１ ボールジョイント
２ ソケット
３ ボールスタッド
４ ベアリングシートとしてのボールシート
12 開口部としての第１の開口部
13 開口部としての第２の開口部
21 ボール部
22 スタッド部としての第１のスタッド部
23 スタッド部としての第２のスタッド部
37 第１の溝部としての下部油溝
38 第２の溝部としての上部油溝
41 潤滑剤としてのグリース

Claims (3)

1. 開口部を備えたソケット内に設けられ、このソケット内に配置されるボールスタッドの略球状のボール部を回動可能に保持する軸状のボールジョイントのベアリングシートであって、
   軸方向の一端部から他端部に向けて赤道位置近傍に延設され、前記ボール部の外周面との間に潤滑剤を保持する複数の第１の溝部と、
   軸方向の他端部から一端部に向けて赤道位置近傍に延設され、前記ボール部の外周面との間に潤滑剤を保持する複数の第２の溝部とを具備し、
   前記第１の溝部と前記第２の溝部とは、周方向に沿って交互に設けられている
   ことを特徴としたボールジョイントのベアリングシート。
2. 第１の溝部と第２の溝部とは、先端部がそれぞれボール部の赤道位置を越えて設けられている
   ことを特徴とした請求項１記載のボールジョイントのベアリングシート。
3. 開口部を備えたソケットと、
   このソケット内に設けられた請求項１または２記載のベアリングシートと、
   このベアリングシート内に回動可能に保持され前記ソケット内に収容されたボール部、および、このボール部から突設され前記開口部に挿通されるスタッド部を備えたボールスタッドと
   を具備したことを特徴としたボールジョイント。

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