JP2005282853A - Ball joint - Google Patents
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Description
本発明は、球状の頭部および該頭部から延びる柄部を有するボールスタッドと、ボールスタッドの頭部を揺動自在に支持するベアリングと、ボールスタッドの柄部が突出する開口部を有してベアリングを支持するハウジングとを備えたボールジョイントに関する。 The present invention has a ball stud having a spherical head and a handle extending from the head, a bearing for swingably supporting the head of the ball stud, and an opening from which the handle of the ball stud protrudes. And a ball joint including a housing for supporting the bearing.
ハウジングの内部に合成樹脂製のベアリングを支持し、このベアリングにボールスタッドの球状の頭部を揺動自在に嵌合させたボールジョイントが、下記特許文献1により公知である。
ところで、ボールジョイントをスムーズに作動させるにはベアリングとボールスタッドの頭部との間の摩擦抵抗を減少させる必要があるが、摩擦抵抗を減少させるためにベアリングを強度の低い材料で構成すると、ベアリングの早期摩耗やへたりなどでボールジョイントの耐久性が低下する問題がある。またへたりや摩耗に対する耐久性を高めるべくベアリングを強度の高い材質で構成すると、今度は摩擦抵抗が増加してボールジョイントがスムーズに作動しなくなる問題がある。強度の高い材料は、一般に硬度も高く弾性も高いため、ベアリングを強度の高い材質で構成すると、ボールジョイントのボールスタッドをハウジングに収める場合の与圧が高くなり、ボールジョイントの摩擦抵抗が高くなる。 By the way, in order to operate the ball joint smoothly, it is necessary to reduce the frictional resistance between the bearing and the head of the ball stud. However, if the bearing is made of a low-strength material in order to reduce the frictional resistance, the bearing There is a problem that the durability of the ball joint is lowered due to early wear or sag. Further, if the bearing is made of a material having high strength in order to enhance durability against drooping and wear, there is a problem that the frictional resistance increases and the ball joint does not operate smoothly. High-strength materials generally have high hardness and high elasticity, so if the bearing is made of a high-strength material, the pressure applied when the ball stud of the ball joint is stored in the housing increases, and the friction resistance of the ball joint increases. .
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ボールジョイントの摩擦抵抗を削減しながらへたりや摩耗に対する耐久性を高めることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to improve durability against drooping and wear while reducing the frictional resistance of the ball joint.
上記目的を達成するために、請求項1に記載された発明によれば、球状の頭部および該頭部から延びる柄部を有するボールスタッドと、ボールスタッドの頭部を揺動自在に支持するベアリングと、ボールスタッドの柄部が突出する開口部を有してベアリングを支持するハウジングとを備えたボールジョイントにおいて、ボールスタッドの頭部とベアリングとの摺動面のうち、荷重伝達方向に位置する摺動面の材質を、他の方向に位置する摺動面の材質よりも高強度としたことを特徴とするボールジョイントが提案される。 To achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, a ball stud having a spherical head and a handle extending from the head, and the head of the ball stud are swingably supported. In a ball joint including a bearing and a housing that supports the bearing by having an opening from which a handle portion of the ball stud protrudes, the ball joint is positioned in a load transmission direction among sliding surfaces of the ball stud head and the bearing. A ball joint is proposed in which the material of the sliding surface is made stronger than the material of the sliding surface located in the other direction.
また請求項2に記載された発明によれば、請求項1の構成に加えて、ハウジングおよびボールスタッドは、車両のサスペンションアームおよびナックルの一方および他方にそれぞれ固定され、前記荷重伝達方向はサスペンションアームの長手方向であることを特徴とするボールジョイントが提案される。 According to the second aspect of the present invention, in addition to the structure of the first aspect, the housing and the ball stud are respectively fixed to one and the other of the suspension arm and the knuckle of the vehicle, and the load transmission direction is the suspension arm. A ball joint is proposed which is characterized by being in the longitudinal direction.
また請求項3に記載された発明によれば、請求項1または請求項2の構成に加えて、荷重伝達方向に位置する摺動面の材質をナイロンとし、他の方向に位置する摺動面の材質をポリウレタンとしたことを特徴とするボールジョイントが提案される。
According to the invention described in
尚、実施例の第1ベアリング14は本発明のベアリングに対応し、実施例の第2開口部17cは本発明の開口部に対応し、実施例の第1摺動面21cおよび第2摺動面22cは本発明の摺動面に対応する。
The first bearing 14 of the embodiment corresponds to the bearing of the present invention, the second opening 17c of the embodiment corresponds to the opening of the present invention, and the first sliding
請求項1の構成によれば、ボールスタッドの球状の頭部とベアリングとの摺動面のうち、荷重伝達方向に位置する摺動面の材質を、他の方向に位置する摺動面の材質よりも高強度としたので、荷重伝達方向に位置する高強度の摺動面でベアリングのへたりや摩耗に対する耐久性を高めながら、荷重伝達方向と異なる方向に位置する低強度の摺動面で摩擦抵抗を減らしてボールスタッドのスムーズな揺動を可能にすることができる。 According to the configuration of claim 1, of the sliding surfaces between the spherical head of the ball stud and the bearing, the material of the sliding surface located in the load transmission direction is the material of the sliding surface located in the other direction. Since the strength is higher than that of the load transmission direction, the high strength sliding surface located in the load transmission direction increases the durability against bearing sag and wear, while the low strength sliding surface is located in a direction different from the load transmission direction. The frictional resistance can be reduced and the ball stud can be smoothly swung.
請求項2の構成によれば、ハウジングおよびボールスタッドをサスペンションアームおよびナックルの一方および他方にそれぞれ固定し、荷重伝達方向をサスペンションアームの長手方向に設定したので、サスペンションアームの長手方向に伝達される路面からの荷重をベアリングの高強度の摺動面で受けることができる。これにより、ボールジョイントの耐久性を確保しながら、サスペンションアームをスムーズに揺動させて車両の乗り心地を高めることができる。 According to the configuration of the second aspect, the housing and the ball stud are fixed to one and the other of the suspension arm and the knuckle, respectively, and the load transmission direction is set to the longitudinal direction of the suspension arm. The load from the road surface can be received by the high-strength sliding surface of the bearing. Thereby, while ensuring the durability of the ball joint, the suspension arm can be smoothly swung to improve the riding comfort of the vehicle.
請求項3の構成によれば、荷重伝達方向に位置する摺動面の材質をナイロンとしたことで、他の方向に位置する摺動面の材質であるポリウレタンよりも強度を高くすることができる。
According to the structure of
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the present invention will be described below based on examples of the present invention shown in the accompanying drawings.
図1〜図6は本発明の一実施例を示すもので、図1はボールジョイントの縦断面図、図2は第1ベアリングの組立状態の斜視図、図3は図2の3方向矢視図、図4は図3の4−4線断面図、図5は図3の5−5線断面図、図6は第1ベアリングの分解状態の斜視図である。 1 to 6 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a ball joint, FIG. 2 is a perspective view of an assembled state of a first bearing, and FIG. 4 is a sectional view taken along line 4-4 of FIG. 3, FIG. 5 is a sectional view taken along line 5-5 of FIG. 3, and FIG. 6 is a perspective view of an exploded state of the first bearing.
図1に示すように、自動車のサスペンションアーム10の車幅方向外端部と、車輪を回転自在に支持するナックル11とがボールジョイント12により揺動自在に連結される。ボールジョイント12は、球状の頭部13aと、頭部13aから一体に延びるテーパーした棒状の柄部13bと、柄部13bの先端に形成された雄ねじ部13cとよりなるボールスタッド13を備える。ボールスタッド13の頭部13aの周囲は合成樹脂製の第1ベアリング14および第2ベアリング15で覆われており、第1、第2ベアリング14,15に対してボールスタッド13の頭部13aは揺動可能である。
As shown in FIG. 1, a vehicle width direction outer end portion of a
ボールスタッド13のテーパーした棒状の柄部13bはサスペンションアーム10のテーパーした固定孔10aを貫通し、固定孔10aから突出する雄ねじ部13cにナット16を螺合することで固定される。第1、第2ベアリング14,15を収納する概略円筒状のハウジング17は収納孔17a、第1開口部17bおよび第2開口部17cを備えており、ナックル11に形成した固定孔11aに圧入により固定される。
The tapered rod-
ボールジョイント12の組み立てに際し、ハウジング17の第1開口部17bからボールスタッド13の雄ねじ部13cおよび柄部13bを第2開口部17cまで貫通させることで、ボールスタッド13の頭部13aを覆う第1、第2ベアリング14,15を収納孔17aに嵌合させることができる。このとき、第2開口部17cの直径は第2ベアリング15の直径よりも小さいため、第1、第2ベアリング14,15が第2開口部17cから脱落することはない。
In assembling the
続いて、第1開口部17bを円板状のプラグ18で閉塞してカシメにより固定することで、第1、第2ベアリング14,15が収納孔17aに脱落不能に保持される。このとき、第1ベアリング14の中央の開口21aと、ボールスタッド13の頭部13aと、プラグ18との間にグリスポケット19が区画され、そこに充填されたグリスで第1、第2ベアリング14,15とボールスタッド13の頭部13aとの摺動面が潤滑される。そしてボールスタッド13の柄部13bと第2開口部17cの周囲とに、ボールスタッド13の揺動を許容しながら塵や水分の侵入を阻止するブーツ20の両端が固定される。
Subsequently, the first opening 17b is closed with a disk-
次に、図2〜図6を参照して第1ベアリング14の構造を詳細に説明する。 Next, the structure of the first bearing 14 will be described in detail with reference to FIGS.
円柱状の外表面と半球状の内表面とを有する第1ベアリング14は、比較的に柔らかいポリウレタン製の第1半体21と、比較的に硬いナイロン製の第2半体22とを軸線L方向に結合して構成される。第1半体21は、プラグ18の内面に当接する円板状の基部21aと、基部21aの直径方向両端から軸線L方向に立ち上がる一対のボール支持部21b,21bとを備えており、ボール支持部21b,21bにはボールスタッド13の頭部13aに摺接する部分球状の第1摺動面21c,21cが形成されるとともに、対向する一対のボール支持部21b,21b間にグリスポケット19を形成するための円形の開口21dが形成される。
The first bearing 14 having a cylindrical outer surface and a hemispherical inner surface has an axis L between a relatively soft
一方、第2半体22は、環状の連結部22aと、連結部22aの直径方向両端から軸線L方向に立ち上がる一対のボール支持部22b,22bとを備えており、ボール支持部22b,22bにはボールスタッド13の頭部13aに摺接する部分球状の第2摺動面22c,22cが形成されるとともに、対向する一対のボール支持部21b,21b間にグリスポケット19を形成するための円形の開口22dが形成される。
On the other hand, the
第1半体21および第2半体22を結合するとき、第1半体21の一対のボール支持部21b,21bの端面21e…と、第2半体22の一対のボール支持部22b,22bの端面22e…とが相互に噛み合うように嵌合することで、第1半体21の第1摺動面21c,21cと第2半体22の第2摺動面22c,22cとが協働してボールスタッド13の頭部13aに当接する半球状の摺動面を構成する。また第2半体22の連結部22aは第1半体21の一対のボール支持部21b,21b間に嵌合し、第1半体21の開口21dおよび第2半体22の開口22dは相互に重なり合う。
When the
図5から明らかなように、第1半体21のボール支持部21b,21bの端面21e…は基部21aに向かって先細になるようにテーパーしており、また第2半体22のボール支持部22b,22bの端面22e…も同方向にテーパーしている。但し、第1半体21のボール支持部21b,21bの端面21e…のテーパー角は、第2半体22のボール支持部22b,22bの端面22e…のテーパー角よりも小さくなっているため、第1半体21および第2半体22を結合するとき、相互に接触する第1半体21の端面21e…と第2半体22の端面22e…とは所定の締め代をもって相互に圧入されることになり、これにより第1半体21および第2半体22を確実に結合することができる。
As is apparent from FIG. 5, the
このようにして第1半体21および第2半体22を結合したとき、図3から明らかなように、第1半体21の端面21e…および第2半体22の端面22e…は90°の中心角を有して放射状に延びており、その結合面にボールスタッド13の頭部13aに臨む4本のグリス溝23…が形成される。
When the
硬質のナイロン製の第2半体22の一対の第2摺動面22c,22cはナックル11およびサスペンションアーム10間の荷重伝達方向、つまり図1の紙面に垂直なサスペンションアーム10の長手方向に配置され、ナイロン製の第2半体22よりも低い強度で低弾性のポリウレタン製の第1半体21の一対の第1摺動面21c,21cは前記荷重伝達方向に直交する方向に配置される。
A pair of second sliding
しかして、車両の走行に伴ってサスペンションアーム10およびナックル11が上下に揺動すると、サスペンションアーム10側に支持したボールスタッド13の頭部13aとナックル11側のハウジング17に支持した第1、第2ベアリング14,15とが相対的に摺動する。このときサスペンションアーム10およびナックル11間には、サスペンションアーム10の長手方向である荷重伝達方向に大きな荷重が作用するが、第1ベアリング14の前記荷重伝達方向には、耐摩耗性等の耐久性に優れたナイロン製の第2半体22の第2摺動面22c,22cが配置されているため、その第2摺動面22c,22cで大きな荷重を支持して耐久性を高めることができる。
Thus, when the
一方、第1ベアリング14の前記荷重伝達方向と直交する方向には、低弾性のポリウレタン製の第1半体21の第1摺動面21c,21cが配置されているため、その第1摺動面21c,21cでボールスタッド13の頭部13aのスムーズな揺動を可能にすることができる。
On the other hand, since the first sliding
このように、ボールスタッド13の頭部13aと第1ベアリング14との間の荷重伝達方向に位置する第2半体22の第2摺動面22c,22cの材質を、他の方向に位置する第1半体21の第1摺動面21c,21cの材質よりも高強度としたので、荷重伝達方向に位置する高強度の第2摺動面22c,22cでボールジョイント12の摩耗等に対する耐久性を高めながら、荷重伝達方向と異なる方向に位置する低強度の第1摺動面21c,21cで摩擦抵抗を減らし、ボールスタッド13のスムーズな揺動を可能にして乗り心地を高めることができる。
Thus, the material of the second sliding
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。 The embodiments of the present invention have been described above, but various design changes can be made without departing from the scope of the present invention.
例えば、実施例ではサスペンションアーム10用のボールジョイント12について説明したが、本発明はサスペンションアーム以外の用途のボールジョイントに対して適用することができる。
For example, the ball joint 12 for the
また実施例では第1ベアリング14の第1半体21を軟質のポリウレタン製とし、第2半体22を硬質のナイロン製としているが、その材質は強度の大小関係を満たすものであれば任意である。
In the embodiment, the
また実施例ではサスペンションアーム10側にボールスタッド13を支持し、ナックル11側に第1、第2ベアリング14,15を支持しているが、その位置関係は逆であっても良い。
In the embodiment, the ball stud 13 is supported on the
10 サスペンションアーム
11 ナックル
13 ボールスタッド
13a 頭部
13b 柄部
14 第1ベアリング(ベアリング)
17 ハウジング
17c 第2開口部(開口部)
21c 第1摺動面(摺動面)
22c 第2摺動面(摺動面)
10 Suspension arm 11 Knuckle 13
17
21c First sliding surface (sliding surface)
22c Second sliding surface (sliding surface)
Claims (3)
ボールスタッド(13)の頭部(13a)を揺動自在に支持するベアリング(14)と、
ボールスタッド(13)の柄部(13b)が突出する開口部(17c)を有してベアリング(14)を支持するハウジング(17)と、
を備えたボールジョイントにおいて、
ボールスタッド(13)の頭部(13a)とベアリング(14)との摺動面(21c,22c)のうち、荷重伝達方向に位置する摺動面(22c)の材質を、他の方向に位置する摺動面(21c)の材質よりも高強度としたことを特徴とするボールジョイント。 A ball stud (13) having a spherical head (13a) and a handle (13b) extending from the head (13a);
A bearing (14) for swingably supporting the head (13a) of the ball stud (13);
A housing (17) having an opening (17c) from which the handle (13b) of the ball stud (13) protrudes and supporting the bearing (14);
In ball joints with
Of the sliding surfaces (21c, 22c) between the head (13a) of the ball stud (13) and the bearing (14), the material of the sliding surface (22c) positioned in the load transmission direction is positioned in the other direction. A ball joint characterized by having a higher strength than the material of the sliding surface (21c).
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JP2011141020A (en) * | 2010-01-11 | 2011-07-21 | Somic Ishikawa Inc | Bearing seat for ball joint |
KR101218878B1 (en) * | 2012-09-28 | 2013-01-09 | 군산대학교산학협력단 | Ball joint for vehicle |
KR101357452B1 (en) | 2012-05-16 | 2014-02-05 | 주식회사 센트랄 | Ball joint and the manufacturing method |
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- 2004-05-14 JP JP2004145426A patent/JP2005282853A/en active Pending
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