JP2007106190A - ボールジョイント及び車両用スタビライザ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】揺動角が増大した場合に復元力を発生するボールジョイント、及び、簡単な構成によってスタビライザバーの車幅方向の移動を防止した車両用スタビライザ装置を提供する。
【解決手段】軸部２４１ｂ及び軸部２４１ｂの一端部に形成された球状部２４１ａを有するボールスタッド２４１と、ボールスタッド２４１の球状部２４１ａが挿入される開口２４２ａが形成されたソケット２４２とを備えるボールジョイント２４０を、反発性を有する材料によって形成され、ボールスタッド２４１のソケット２４２に対する揺動角が所定の角度以上となった際に、ボールスタッド２４１の軸部２４１ｂとソケット２４２の開口２４２ａの内周縁部との間に挟まれて圧縮されるストッパ部２４３ｂを備える構成とし、車両用スタビライザ装置２００は、このボールジョイント２４０をスタビライザリンク２３０の少なくとも一方の端部に備える構成とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ボールジョイント及び車両用スタビライザ装置に関するものである。

自動車等の車両に備えられるスタビライザ装置は、バネ鋼等の弾性を有する材料を用いて形成された一種の捻りバネであるスタビライザバーによって、左右のサスペンションのバネ下部分を連結するとともに、その中間部を車体側に固定したものである。このようなスタビライザ装置は、サスペンションのバネ定数等を変えることなくロール剛性を向上させることができ、車両の操縦安定性の向上に有用である。

スタビライザバーは、ロッド部の両端に揺動可能なジョイント部を設けた連結部材であるスタビライザリンクを介してサスペンション側と接続したものが知られている。
このようなジョイント部として、ボールスタッドに形成された球状部をソケットの内径側に配置されたベアリング部によって回転可能に支持したボールジョイントを用いることが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

ボールジョイントを備えたスタビライザリンクは、車両の走行条件等に起因してスタビライザバーが横方向（車幅方向）に移動し、ボールジョイントの揺動角が大きくなると、スタビライザリンクの軸方向力の横方向分力が大きくなって、スタビライザバーの移動を助長するおそれがある。スタビライザバーは、過度に移動すると他の部品等と干渉するおそれがあることから、その移動を制限することが要求される。
特開２０００−３０９２１４号公報 特開２０００−１１０８２６号公報

スタビライザバーの車幅方向の移動を制限するため、例えば車体側との取付部にストッパ等を設けることも考えられるが、この場合、部品点数が増加して車両の組立工程が煩雑となる。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、揺動角が増大した場合に復元力を発生するボールジョイントを提供すること、及び、簡単な構成によってスタビライザバーの移動を制限する車両用スタビライザ装置を提供することである。

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項１の発明は、軸部及び前記軸部の一端部に形成された球状部を有するボールスタッドと、前記ボールスタッドの前記球状部が挿入される開口が形成されたソケットとを備えるボールジョイントにおいて、反発性を有する材料によって形成され、前記ボールスタッドの前記ソケットに対する揺動角が所定の角度以上となった際に、前記ボールスタッドの前記軸部と前記ソケットの前記開口の内周縁部との間に挟まれて圧縮されるストッパ部を備えることを特徴とするボールジョイントである。

請求項２の発明は、請求項１に記載のボールジョイントにおいて、前記ストッパ部は、前記ソケットの前記開口の内周縁部に設けられ、その内径側に突き出して形成された凸部を備えることを特徴とするボールジョイント。
請求項３の発明は、請求項２に記載のボールジョイントにおいて、前記ボールスタッドの前記軸部の外周面と前記ソケットの前記開口との間にわたして設けられる筒状のブーツ部を備え、前記ストッパ部は、前記ブーツ部と一体に形成されることを特徴とするボールジョイントである。

請求項４の発明は、左右のサスペンションにわたして設けられる車両用スタビライザ装置において、弾性を有する材料によって形成され、車幅方向に延在して配置されたスタビライザバーと、前記スタビライザバーの両端部にそれぞれ設けられ、前記サスペンションのバネ下側に設けられるサスペンション側取付部と前記スタビライザバーとを接続するスタビライザリンクとを備え、前記スタビライザリンクは、その前記サスペンション側取付部との接続部、前記スタビライザバーとの接続部の少なくとも一方に、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のボールジョイントを備えることを特徴とする車両用スタビライザ装置である。

本発明によれば、以下の効果を奏することができる。
（１）ボールスタッドのソケットに対する揺動角が増大した際に、ストッパ部がボールスタッドの軸部とソケットの開口の内周縁部との間に挟まれて圧縮されることによって反発力が生じ、この反発力はこれらを離間させる方向に作用するから、ボールスタッドの揺動角を低減させる復元力を得ることができる。
（２）ストッパ部は、ソケットの開口の内周縁部から内径側に突き出した凸部を設けることによって、ボールスタッドの揺動角が大きくなった場合の圧縮しろを確保することができ、復元力を確実に得ることができる。
（３）ストッパ部をブーツ部と一体に形成することによって、部品点数を低減し、ボールジョイントの組立工程を簡素化することができる。
（４）揺動角が増大した場合に復元力を発生するボールジョイントをスタビライザリンクに設けることによって、スタビライザバーが車幅方向に移動した場合に、ボールジョイントの復元力がこれをもとの位置に戻す力として作用するから、スタビライザバーの車幅方向の移動を防止することができる。

本発明は、揺動角が増大した場合に復元力を発生するボールジョイントを提供するという課題を、ボールスタッドが挿入されるソケットの開口の内周縁部に、その内径側に突き出して形成され、反発性を有する材料によって形成されたストッパ部を設けることによって解決する。
また、本発明は、簡単な構成によってスタビライザバーの移動を制限する車両用スタビライザ装置を提供するという課題を、スタビライザバーとサスペンションのバネ下側とを接続するスタビライザリンクに、上述したボールジョイントを設けることによって解決する。

以下、本発明を適用したボールジョイントを備えた車両用スタビライザ装置の実施例について説明する。
図１は、本実施例の車両用スタビライザ装置の配置を示す模式図である。
本実施例において、車両１は例えば乗用車であって、スタビライザ装置２００は、左右のリアホイール１０を支持するリアサスペンション部１００に備えられるものである。
図２は、左側のリアサスペンション部１００を車両の床下側でありかつ後方側から見た状態を示す図である。

リアサスペンション部１００は、図２に示すように、サブフレーム１１０、リアアーム１２０、アッパリンク１３０、フロントロワリンク１４０、リアロワリンク１５０、ショックアブソーバユニット１６０を備えている。
サブフレーム１１０は、車両１の後部床下側に装着され、枠状に形成された構造部材であって、各アーム、リンク類が取り付けられる基部である。サブフレーム１１０は、図示しない防振ゴムを介して車両１のフロアパネル部に接続されている。
また、サブフレーム１１０は、後述するリアディファレンシャル３１０が装着されている。

リアアーム１２０は、車両の略前後方向に延在して配置された部材であって、その後端部にリアホイール１０を支持するハブベアリングが収容されるハウジング部が形成され、その前端部に設けられた図示しないゴムブッシュ部を支点として揺動可能として、車両１のサイドメンバーに支持されている。

アッパリンク１３０、フロントロワリンク１４０、リアロワリンク１５０は、それぞれ略車幅方向に延在して配置され、サブフレーム１１０とリアアーム１２０のハウジング部の周辺部分とにそれぞれわたして設けられている。これらのアッパリンク１３０、フロントロワリンク１４０、リアロワリンク１５０は、それぞれロッド状に形成された本体部の両端にゴムブッシュ、ピローボールジョイント等の可動ジョイントを備え、サブフレーム１１０及びリアアーム１２０に対してそれぞれ揺動可能となっている。

アッパリンク１３０は、リアアーム１２０のハウジング部の上部において接続されている。
フロントロワリンク１４０、リアロワリンク１５０は、それぞれリアアーム１２０のハウジング部の下部において接続され、車両の前後方向に離間して略平行に配置されている。

ショックアブソーバユニット１６０は、油圧式の緩衝装置（ダンパ）であるショックアブソーバと、このショックアブソーバと略同軸に配置されたコイルバネであるサスペンションスプリングとを備え、その上下端部をサブフレーム１１０及びリアアーム１２０にそれぞれ接続されている。

スタビライザ装置２００は、スタビライザバー２１０、ブラケット２２０、スタビライザリンク２３０を備えている。
スタビライザバー（アンチロールバー）２１０は、例えばバネ鋼等の弾性を有する材料によって形成された棒状の部材である。スタビライザバー２１０は、その長手方向における中間部２１１が略車幅方向に延在し、サブフレーム１１０の後方側に配置されている。また、スタビライザバー２１０の中間部２１１を挟んだ両側に設けられる側部２１２は、車両前方側に向けて屈曲させて形成されている。

ブラケット２２０は、スタビライザバー２１０をサブフレームに固定するものであって、スタビライザバー２１０の中間部２１１に、車幅方向に離間して例えば１対が設けられている。ブラケット２２０は、ゴムブッシュを介してスタビライザバー２１０をその中心軸回りに回転可能に支持するものである。

スタビライザリンク２３０は、スタビライザバー２１０とリアサスペンション部１００のリアアーム１２０とを接続するものである。
図３は、スタビライザリンク２３０の構成を示す模式図である。
スタビライザリンク２３０は、スタビライザバー２１０の両端部にそれぞれ設けられ、アッパボールジョイント２４０、ロワボールジョイント２５０、ロッド部２６０を備えている。
アッパボールジョイント２４０は、スタビライザバー２１０の側部２１２における突端部とスタビライザリンク２３０との接続部に設けられている。
ロワボールジョイント２５０は、リアアーム１２０とスタビライザリンク２３０との接続部に設けられている。
ロッド部２６０は、アッパボールジョイント２４０とロワボールジョイント２５０とを接続する部分であって、これらをそれぞれ支点として、スタビライザバー２１０及びリアアーム１２０に対して揺動可能となっている。
なお、アッパボールジョイント２４０の詳細な構成については後に詳しく説明する。

さらに、車両１は、図２に示すように、リアディファレンシャル３１０、ドライブシャフト３２０、ブレーキキャリパ３３０を備えている。
リアディファレンシャル３１０は、車両の前方側に設けられた図示しないトランスミッションから図示しないプロペラシャフトを介して入力された駆動力を左右後輪に分配するものであって、左右のリアホイール１０の回転数差を吸収する公知の差動機構を備えている。

ドライブシャフト３２０は、リアディファレンシャル３１０から図示しない左右のホイールハブに駆動力を伝達する回転軸部であって、その両端部にリアサスペンション部１００のストロークに追従して揺動する等速ジョイントを備えている。
ブレーキキャリパ３３０は、リアアーム１２０に固定され、ホイール１０とともに回転する図示しないディスクロータを挟持して制動力を発生するものである。このブレーキキャリパ３３０は、上述したスタビライザバー２１０の側部２１２に対して車幅方向に対向して配置されている。

次に、アッパボールジョイント２４０の詳細な構成について説明する。
図４は、アッパボールジョイント２４０の拡大断面図である。
アッパボールジョイント２４０は、ボールスタッド２４１、ソケット２４２、ストッパ付ブーツ２４３を備えている。

ボールスタッド２４１は、球状部２４１ａと、この球状部２４１ａに一体形成された略円柱状の軸部２４１ｂとを備えている。
軸部２４１ｂは、その球状部２４１ａとは反対側の端部に、スタビライザバー２１０との接続に用いられる図示しないネジ部が形成されている。
また、軸部２４１ｂは、その長手方向における中間部に、ストッパ付ブーツ２４３の軸部２４１ｂ側の端部が装着されるブーツ装着部２４１ｃが形成されている。ブーツ装着部２４１ｃは、軸部２４１ｂの外周面に周方向にわたって形成された溝部２４１ｄと、この溝部２４１ｄに隣接して形成され、軸部２４１ｂの外周面からつば状に突き出して形成されたフランジ部２４１ｅとを備えている。

ソケット２４２は、ボールスタッド２４１の球状部２４１ａが挿入される開口２４２ａを備えている。開口２４２ａは、その内周面部に、球状部２４１ａがその中心回りに回転可能に支持される図示しないベアリング部を備えている。
また、ソケット２４２は、開口２４２ａの端部に、ブーツ装着部２４２ｂが形成されている。
ブーツ装着部２４２ｂは、ソケット２４２におけるボールスタッド２４１の軸部２４１ｂが突き出す側の端面から突出して形成され、ソケット２４２の外周面に沿って環状に延在する突条である。

ストッパ付ブーツ２４３は、ブーツ部２４３ａ、ストッパ部２４３ｂを備え、例えばゴム系材料等の反発性及び弾性を有する材料によって一体に形成されている。
ブーツ部２４３ａは、可撓性を有するベローズ状に形成され、一方の端部がボールスタッド２４１の軸部２４１ｂに形成されたブーツ装着部２４１ｃに固定され、他方の端部がソケット２４２に形成されたブーツ装着部２４２ｂに固定されている。

ブーツ部２４３ａは、ボールスタッド２４１側の端部を、その内周縁部を上述した溝部２４１ｄ内に嵌め込むことによってボールスタッド２４１に固定されている。
また、ブーツ部２４３ａは、ソケット２４２側の端面に、周方向に延在する環状溝が形成され、この環状溝にソケット２４２側のブーツ装着部２４２ｂを挿入することによってソケット２４２に固定されている。

ストッパ部２４３ｂは、ブーツ部２４３ａのソケット２４２側の端部の内周縁部に形成され、ソケット２４２に形成された開口２４２ａの内径側に突き出し、その周方向にわたって延在する突条状に形成されている。ストッパ部２４３ｂの突端部（内周縁部）は、ボールスタッド２４１の軸部２４１ｂに対して、ボールスタッド２４１のソケット２４２に対する揺動角が小さい状態においては間隔を隔てて対向し、この揺動角が所定の角度まで増大した際に当接するようになっている。そして、この状態からさらに揺動角が大きくなると、ストッパ部２４３は、ソケット２４２のブーツ装着部２４２と、ボーススタッド２４１の軸部２４１ｂとの間に挟まれて圧縮変形するようになっている。
また、スタビライザリンク２３０のロワボールジョイント２５０も上述したアッパボールジョイント２４０と同様の構成を備えている。

次に、上述した本実施例の効果を、本発明の比較例である車両用スタビライザ装置及びボールジョイントと比較して説明する。
比較例の車両用スタビライザ装置は、スタビライザリンクのアッパボールジョイント及びロワボールジョイントとして、以下説明するボールジョイントを用いた点で上述した実施例と相違する。
図５は、比較例のボールジョイント２７０の断面図である。
ホールジョイント２７０は、ボールスタッド２７１、ソケット２７２、ブーツ２７３を備えている。

ボールスタッド２７１は、実施例のボールスタッド２４１と略同様の球状部２７１ａ、軸部２７１ｂ、ブーツ装着部２７１ｃを備え、さらにそのソケット２７２に対する揺動角を規制するテーパ面部２７１ｆが形成されている。
テーパ面部２７１ｆは、軸部２７１ｂの球状部２７１ａ側の端部における外周面に形成され、球状部２７１ａからの軸方向の距離に応じてその外径が大きくなるように形成されている。

ソケット２７２は、開口２７２ａを備え、その内周縁部にボールスタッド２７１のテーパ面部２７１ｆと対向して配置されたテーパ面部２７２ｃが形成されている。
テーパ面部２７２ｃは、ボールスタッド２７１のソケット２７２に対する揺動角が所定の最大揺動角となった際に、ボールスタッド２７１側のテーパ面部２７１ｆと線接触するように形成されている。

ブーツ２７３は、実施例のようなストッパ部を備えないベローズ状に形成され、そのソケット２７２側の端部は、ソケット２７２の外周面を凹ませて形成された周方向溝に嵌め込まれ、ブーツ２７３の外周面に周方向に沿って配置されるクリップ２７３ｃによって固定されている。

比較例のボールジョイント２７０は、例えばスタビライザ装置２００のスタビライザバー２１０が車幅方向に移動し、ボールスタッド２７１のソケット２７２に対する揺動角が所定の角度まで増大した場合には、ボールスタッド２７１のテーパ面部２７１ｆとソケット２７２のテーパ面部２７２ｃとが当接することによって、それ以上揺動角が増大することは防止されるが、この揺動角を小さくする復元力は発生しないから、スタビライザバー２１０をもとの位置に復帰させる効果は期待できず、次第にスタビライザバー２１０の移動量（ずれ量）が大きくなってブレーキキャリパ３３０等の他の部品に干渉するおそれがある。
これに対して、スタビライザバー２１０が他の部品と干渉しない程度にボールジョイント２７０の最大揺動角を小さく設定することも考えられるが、この場合、スタビライザ装置２００の本来の機能を発揮するのに必要な揺動角が不足するおそれがある。

これに対し、本実施例のボールジョイント及び車両用スタビライザ装置によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）アッパボールジョイント２４０は、ボールスタッド２４１のソケット２４２に対する揺動角が増大してストッパ付ブーツ２４３のストッパ部２４３ｂが圧縮変形すると、その反発力はストッパ部２４３ｂを挟持するボールスタッド２４１の軸部２４１ｂとソケット２４２のブーツ装着部２４２ｂとを離間させる方向に作用するから、ソケット２４２に対するボールスタッド２４１の揺動角を低減させる復元力を得ることができる。
（２）ストッパ部２４３ｂは、ソケット２４２の開口２４２ａの内周縁部から内径側に突き出した凸部状に形成されているから、ボールスタッド２４１の揺動角が大きくなった場合にストッパ部２４３ｂが押し潰される際の圧縮しろを確保することができ、復元力を確実に得ることができる。
（３）ストッパ部２４３ｂをブーツ部２４３ａと一体に形成することによって、部品点数及び製造コストを低減し、アッパボールジョイント２４０の組立工程を簡素化することができる。
（４）揺動角が増大した場合に復元力を発生するアッパボールジョイント２４０及びロワボールジョイント２５０を有するスタビライザリンク２３０を介して、スタビライザバー２１０をリアサスペンション部１００に接続することによって、スタビライザバー２１０が車幅方向に移動した場合に、各ボールジョイント２４０，２５０の復元力がスタビライザバー２１０をもとの位置に戻す力として作用するから、スタビライザバー２１０の車幅方向の移動を制限することができる。
この場合、例えばスタビライザバーの車体側との取付部にその横方向移動を防止するストッパを設ける場合と比較して、部品点数を低減し、車両の組立時における作業工程を簡素化することができる。

（変形例）
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
（１）実施例のボールジョイントは、例えば車両用スタビライザ装置のスタビライザリンクに備えられるものであったが、これに限らず、他の用途にも用いることができる。
（２）実施例の車両用スタビライザ装置は、スタビライザリンクの両端部にそれぞれストッパ部を有するボールジョイントを備えるものであるが、本発明はこれに限らず、このようなボールジョイントを一方の端部にのみ備える構成としてもよい。
（３）車両用スタビライザ装置の構成は、実施例のものに限らず、適宜変更することができる。例えば、実施例はスタビライザリンクのサスペンション側の端部を、ハブベアリングが装着されるリアアーム部に接続しているが、これに限らず、例えばサスペンションアーム、ハブナックル、ストラットケース等、いわゆるバネ下側（サスペンションのストロークに応じて車体に対して相対変位する部分）であればどのような箇所に接続してもよい。
また、スタビライザバーも中実棒を用いるものに限らず、中空のパイプを用いるものであってもよい。さらに、スタビライザバーは、その中間部分にアクチュエータが備えられたアクティブスタビライザ用のものであってもよい。
（４）実施例のボールジョイントのストッパ部は、ブーツ部と一体に形成されているが、本発明はこれに限らず、ストッパ部をブーツ部とは別部品としてもよい。

本発明を適用した車両用スタビライザ装置の実施例の配置を示す模式図である。 図１の車両のリアサスペンション部を床下側から見た状態を示す図である。 図１の車両におけるスタビライザリンクの構成を示す模式図である。 図１の車両のスタビライザリンクに備えられるボールジョイントの断面図である。 本発明の比較例であるボールジョイントの断面図である。

符号の説明

１ 車両
１０ リアホイール
１００ リアサスペンション部
１１０ サブフレーム
１２０ リアアーム
１３０ アッパリンク
１４０ フロントロワリンク
１５０ リアロワリンク
１６０ ショックアブソーバユニット
２００ スタビライザ装置
２１０ スタビライザバー
２２０ ブラケット
２３０ スタビライザリンク
２４０ アッパボールジョイント
２５０ ロワボールジョイント
２６０ ロッド部
３１０ リアディファレンシャル
３２０ ドライブシャフト
３３０ ブレーキキャリパ

Claims (4)

1. 軸部及び前記軸部の一端部に形成された球状部を有するボールスタッドと、
   前記ボールスタッドの前記球状部が挿入される開口が形成されたソケットと
   を備えるボールジョイントにおいて、
   反発性を有する材料によって形成され、前記ボールスタッドの前記ソケットに対する揺動角が所定の角度以上となった際に、前記ボールスタッドの前記軸部と前記ソケットの前記開口の内周縁部との間に挟まれて圧縮されるストッパ部を備えること
   を特徴とするボールジョイント。
2. 請求項１に記載のボールジョイントにおいて、
   前記ストッパ部は、前記ソケットの前記開口の内周縁部に設けられ、その内径側に突き出して形成された凸部を備えること
   を特徴とするボールジョイント。
3. 請求項２に記載のボールジョイントにおいて、
   前記ボールスタッドの前記軸部の外周面と前記ソケットの前記開口との間にわたして設けられる筒状のブーツ部を備え、
   前記ストッパ部は、前記ブーツ部と一体に形成されること
   を特徴とするボールジョイント。
4. 左右のサスペンションにわたして設けられる車両用スタビライザ装置において、
   弾性を有する材料によって形成され、車幅方向に延在して配置されたスタビライザバーと、
   前記スタビライザバーの両端部にそれぞれ設けられ、前記サスペンションのバネ下側に設けられるサスペンション側取付部と前記スタビライザバーとを接続するスタビライザリンクと
   を備え、
   前記スタビライザリンクは、その前記サスペンション側取付部との接続部、前記スタビライザバーとの接続部の少なくとも一方に、請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のボールジョイントを備えること
   を特徴とする車両用スタビライザ装置。
   
   
   
   

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