JP2007132506A - ボールジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】ソケットの材質を変更することなくかしめ部の割れを防止できるボールジョイントを提供する。
【解決手段】ソケット３の上部開口部23を覆うプラグ28の外周縁部に設けた規制部34により、プラグ28をソケット３に固定するかしめ部32のソケット３の中心軸側へのかしめ変形を規制する。伸びが大きい金属部材などにソケット３の材質を変更することなく、かしめ変形時のかしめ部32の割れを防止できる。
【選択図】図１

Description

本発明は、かしめ変形により保持部材の外周縁部をソケットに固定するかしめ部を備えたボールジョイントに関する。

従来、例えば、自動車の懸架装置、あるいは操舵装置などに用いられるボールジョイントは、内部に内室を有する略円筒状の金属製のソケットと、このソケットの内室に収容された略筒状のベアリングシートとしてのボールシートと、このボールシート内に摺動可能に収容されるボール部を備えた金属製のボールスタッドとを有している。そして、ソケットの軸方向の一端部の開口は、抜け防止部材としての略円板状のプラグが取り付けられ、このプラグの取り付けにより、ボールシートが内室に対して抜け止め保持される。このプラグは、ソケットの一端部の開口の周縁部をソケットの中心軸側へとかしめ変形させることで、外周縁部がソケットに固定される（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００４−２９３５７２号公報（第７頁、図６）

しかしながら、上述のボールジョイントでは、ソケットの一端部の開口の周縁部をかしめ変形した際に、このかしめ変形した部分がソケットの中心軸側に伸びて径方向に沿って割れが生じるおそれがあるので、この割れを防止するために、ソケットの材質として、比較的伸びが大きい、例えば１０％〜１２％の伸び特性を有する金属を使用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、ソケットの材質を変更することなくかしめ変形時のかしめ部の割れを防止できる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は、内室およびこの内室に連通する開口部を有する金属製のソケットと、このソケット内に摺動可能に収容されたボール部を有するボールスタッドと、前記開口部に取り付けられ、前記ボールスタッドの前記ソケットからの抜けを防止する抜け防止部材とを具備し、前記ソケットは、前記開口部の外周縁部に、かしめ変形により前記抜け防止部材の外周縁部を前記ソケットに固定するかしめ部を備え、前記抜け防止部材は、前記かしめ部のかしめ方向へのかしめ変形を規制する規制部を外周縁部の少なくとも一部に備えているものである。

そして、ソケットの開口部に取り付けられた抜け防止部材の外周縁部に設けた規制部により、この抜け防止部材をソケットに固定するかしめ部のかしめ方向へのかしめ変形を規制することで、例えば伸びが大きい金属部材などに材質を変更することなく、かしめ変形時のかしめ部の割れが防止される。

請求項２記載のボールジョイントは、請求項１記載のボールジョイントにおいて、規制部は、抜け防止部材の外周縁部に環状に形成されているものである。

そして、規制部を抜け防止部材の外周縁部に環状に形成することで、かしめ部をかしめ変形させた際に抜け防止部材が全周で確実にソケットに固定される。

請求項３記載のボールジョイントは、請求項１または２記載のボールジョイントにおいて、ソケットは、開口部と反対側にて内室に連通する連通開口部を有し、抜け防止部材は、前記開口部を閉塞する蓋状に形成されているものである。

そして、ソケットの開口部と反対側に内室に連通する連通開口部を形成し、抜け防止部材を蓋状として開口部を閉塞することで、例えばボールスタッドの一部を連通開口部から突出させる構成にも対応できる。

請求項４記載のボールジョイントは、請求項１または２記載のボールジョイントにおいて、抜け防止部材は、開口部に連通する筒状に形成されているものである。

そして、抜け防止部材を、開口部に連通する筒状とすることで、例えばこの抜け防止部材を介して開口部からボールスタッドの一部を突出させる構成にも対応できる。

本発明によれば、ソケットの材質を変更することなくかしめ変形時のかしめ部の割れを防止できる。

以下、本発明の第１の実施の形態のボールジョイントの構成を図１ないし図３を参照して説明する。

図１において、１はボールジョイントで、このボールジョイント１は、例えば、自動車の懸架装置、あるいは操舵装置などに用いられるものである。そして、このボールジョイント１は、例えば鋼鉄製などのボールスタッド２、金属製などの略筒状のソケット３、ベアリングシートとしての合成樹脂製などのボールシート４、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ダストカバー５とを備えている。

なお、本実施の形態においては、以下、便宜的に図１に示す上下方向を上下方向として説明する。

ボールスタッド２は、ボールシート４に回動可能に保持されたボール部15と、このボール部15から軸状に突設されたスタッド部16とを有している。

ボール部15は、ボールシート４に保持された状態でソケット３内に収容されている。また、スタッド部16は、ソケット３から軸状に突出している。

ソケット３は、ハウジングとも呼ばれるもので、金属部材を鋳造、あるいは鍛造して成形後、切削成形されたものであり、ボールシート４が嵌着される円筒内周面状の内室21を内部に備え、軸方向の一端部である下端部に内室21に連通する連通開口部としての下部開口部22が開口形成され、この下部開口部22と反対側、すなわち軸方向の他端部である上端部に内室21に連通する開口部としての上部開口部23が開口形成されている。また、このソケット３の外周面には、下端部側にダストカバー５が取り付けられる嵌合凹部25が周方向に沿って設けられている。

下部開口部22は、ボールスタッド２のスタッド部16が挿通されて外部に突出している。

上部開口部23には、この上部開口部23を閉塞する抜け防止部材としての保持部材であるプラグ28が取り付けられている。

このプラグ28は、キャップとも呼ばれ、例えば金属により略円板状である蓋状に形成され、上部開口部23の周縁部に設けられた段差部31に下側の周縁部が嵌合されているとともに、ソケット３の上部開口部23の外周縁部に設けられたかしめ部32により上側の周縁部が下方向に向けて押圧された状態でボールシート４の上端部に当接することで、このボールシート４を介してボールスタッド２のソケット３からの抜けを防止するものである。そして、このプラグ28の上側の外周縁部には、かしめ部32のかしめ変形時の伸びを規制する規制部34が設けられている。この規制部34は、プラグ28の外周縁全体に連続する略円環状に切り欠き形成され、被保持面34aと規制面34bとを備えた段差状に形成されている。

被保持面34aは、プラグ28の外周縁から中心軸側へと幅を有するように略水平状に形成され、かしめ変形されたかしめ部32により抜け止め保持される円環状の面である。

規制面34bは、被保持面34aの内周側全体から略垂直上方向に延設された円筒外周面状に形成され、かしめ変形されたかしめ部32のかしめ方向、すなわちソケット３の中心軸方向への伸びを規制する壁状の面である。

そして、規制部34は、これら被保持面34aおよび規制面34bにより、かしめ部32のかしめ変形時の伸びが所定量、例えば１０％未満となるように設定されている。したがって、規制部34は、かしめ部32の材質の特性、すなわちかしめ変形時の伸びに対応して被保持面34aおよび規制面34bの大きさおよび位置などが設定されている。ここで、かしめ部32の各部分においてかしめ変形時の伸びは異なるため、各部分での伸びの中で最大のものを、かしめ部32のかしめ変形時の伸びとして定義する。

ボールシート４は、例えば可撓性を有するポリアセタールなどの合成樹脂を射出成形することにより、ソケット３の内室21に対応した略円筒状に形成され、ボール部15を回動可能に保持する球面状の摺動面41が内部に設けられ、軸方向の一端側すなわち下側に摺動面41に連通する下側開口42が開口形成されているとともに、軸方向の他端側すなわち上側に摺動面41に連通する上側開口43が開口形成されている。

下側開口42は、ソケット３の下部開口部22に連通し、ボールスタッド２のスタッド部16が挿通される部分である。

上側開口43は、ソケット３の上部開口部23に連通し、プラグ28とボールスタッド２のボール部15の外周面との間に図示しない潤滑剤を保持するものである。

ダストカバー５は、ブーツとも呼ばれ、ソケット３の内室21内への塵埃などの侵入を防止するものである。そして、このダストカバー５は、弾性変形可能な、たとえばゴム、あるいは軟質の合成樹脂などにて形成された略円筒状のカバー本体45を備え、このカバー本体45の軸方向の一端に、ボールスタッド２のスタッド部16の外周面に当接する当接部46が設けられ、また、カバー本体45の軸方向の他端に、ソケット３の嵌合凹部25に嵌合するソケット当接部47が設けられている。このソケット当接部47の外周部には、このソケット当接部47を嵌合凹部25に保持する円環状の押さえリング48が取り付けられている。

次に、上記第１の実施の形態の動作を説明する。

ボールシート４の摺動面41にて摺動可能に保持されたボールスタッド２のボール部15を、ボールシート４とともにソケット３の内室21に収容した後、上部開口部23からソケット３の段差部31にプラグ28の外周縁部を載置する。

この状態で、図示しないかしめ加工機などによりソケット３のかしめ部32をかしめ加工することで、かしめ部32が変形し、規制部34の被保持面34aに重なりソケット３の中心軸側へと伸び、規制部34の規制面34bに規制されることで、かしめ部32がそれ以上中心軸側へと伸び変形することを防止する。

すなわち、規制部34を設けない従来のボールジョイントでは、かしめ部を変形させた際にこのかしめ部の先端であるソケットの中心軸側の端部が必要以上に伸び、かしめ部に径方向に沿って割れが生じるおそれがあるため、ソケットの材質を伸び特性が比較的大きいものとしなければならないのに対して、本実施の形態では、ソケット３の材質を変更することなくかしめ変形時のかしめ部32の割れを防止できる。

具体的に、規制部34を、かしめ部32の伸びが所定量、例えば１０％未満となるように設定することにより、ソケット３の材質として、例えばアルミ高強度材料、あるいは鋳鉄などの１０％未満の伸び特性を有する材料を使用できる。

また、規制部34をプラグ28の外周縁部に環状に設けることで、かしめ部32のかしめ変形によりプラグ28を全周で保持でき、プラグ28をソケット３に確実に固定できる。

さらに、一般に伸びが大きい材質は強度が小さいため、ソケット３の材質を伸びが大きいものとしなくて済むことにより、ソケット３の強度低下を防止できる。

そして、規制部34を凹状に設けることにより、この規制部34を設けない場合と比較して、変形したかしめ部32のボリュームが増加し、同等以上のかしめ強度を得ることができる。

また、規制部34の規制面34bの分、かしめ部32とプラグ28との接触面積が向上するため、シール性が向上する。

さらに、ソケット３の上部開口部23と反対側に下部開口部22を形成し、プラグ28を蓋状に形成して上部開口部23を閉塞することにより、ボールスタッド２のスタッド部16を下部開口部22から突出させる、いわゆるプラグかしめタイプのボールジョイント１に対応できる。

次に、第２の実施の形態を図４を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、便宜上、図４に示す上下方向を上下方向として説明する。また、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第２の実施の形態のボールジョイント51において、ソケット３は、略有底円筒状に形成され、内室21に連通しボールスタッド２のスタッド部16側が外部に突出する開口部52が上部に開口形成され、この開口部52の周縁部に設けられた段差部53に、抜け防止部材としてのプラグ54が取り付けられ、このプラグ54が、開口部52の外周縁部のかしめ部55をかしめ変形することによりボールシート４を介してボールスタッド２をソケット３に抜け止め保持している。

プラグ54は、開口部52に連通するプラグ開口56が中央部に穿設された略円環状に形成され、このプラグ開口56を介して、ボールスタッド２のスタッド部16が開口部52からソケット３の外部へと突出している。

また、プラグ54の外周縁部には、規制部57が形成されている。この規制部57は、かしめ部55のかしめ変形時の伸びを規制するもので、上記第１の実施の形態の規制部34と同様に、プラグ54の外周縁全体に連続する略円環状に切り欠き形成され、規制部34の被保持面34aおよび規制面34bと同様の被保持面57aと規制面57bとを備えた段差状に形成されている。

すなわち、被保持面57aは、プラグ54の外周縁から中心軸側へと幅を有するように略水平状に形成され、かしめ変形されたかしめ部55により抜け止め保持される円環状の面である。

規制面57bは、被保持面57aの内周側全体から略垂直上方向に延設された円筒外周面状に形成され、かしめ変形されたかしめ部55のかしめ方向、すなわちソケット３の中心軸方向への伸びを規制する壁状の面である。

さらに、規制部57は、これら被保持面57aおよび規制面57bにより、かしめ部55のかしめ変形時の伸びが所定量、例えば１０％未満となるように設定されている。したがって、規制部57は、かしめ部55の材質の特性、すなわちかしめ変形時の伸びに対応して被保持面57aおよび規制面57bの大きさおよび位置などが設定されている。

そして、嵌合凹部25は、開口部52側であるソケット３の上側の外周面に設けられている。

また、ボールシート４は、摺動面41に連通し開口部52に連通する上側開口58が上側に開口形成され、摺動面41に連通する下側開口59が下側に開口形成されている。

そして、上記第２の実施の形態によれば、ソケット３の開口部52に取り付けられたプラグ54の外周縁部に設けた規制部57により、このプラグ54をソケット３に固定するかしめ部55のかしめ方向へのかしめ変形を規制するなど、上記第１の実施の形態と同様の構成を有することにより、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能である。

さらに、プラグ54を円筒状に形成して開口部52と連通させることにより、ボールスタッド２のスタッド部16を、プラグ54のプラグ開口56を介して開口部52から突出させる、いわゆる開口かしめタイプのボールジョイント51に対応できる。

次に、第３の実施の形態を図５を参照して説明する。なお、本実施の形態においては、便宜上、図５に示す上下方向を上下方向として説明する。また、上記各実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。

この第３の実施の形態のボールジョイント61は、ボールブッシュ（ピロボール）などとも呼ばれるもので、ボールスタッド２は、ボール部15の上下にそれぞれスタッド部16が突設され、軸方向中心部に沿って孔部62が穿設されている。

また、ソケット３は、内室21に連通し各スタッド部16が突出する下部開口部63と開口部としての上部開口部64とが開口形成された略筒状に形成されている。

ボールシート４は、上側の外周面にリング状のクッションシート66が嵌着される環状の嵌着部67が形成されている。

クッションシート66は、ボールシート４よりも軟質の、例えば高分子高弾性材により円環状に形成されている。そして、このクッションシート66の上部には、クッションシート66およびボールシート４を介してボールスタッド２をソケット３に対して抜け止めする抜け防止部材としてのプラグ68が配設されている。

プラグ68は、ソケット３の上部開口部64の外周縁部に形成されたかしめ部69のかしめ変形によりクッションシート66を下方へと押圧した状態でソケット３に固定されることで、クッションシート66を介してボールシート４に予荷重すなわちプレロードを加えてボールスタッド２のボール部15に所定の回転トルクを発生させるもので、上部開口部64に連通するプラグ開口71が中央部に穿設された略円環状に形成され、このプラグ開口71を介して、ボールスタッド２のスタッド部16が上部開口部64からソケット３の外部へと突出している。

また、プラグ68の下端部は、拡径状に屈曲形成され、断面略Ｌ字状に形成されて、上部開口部64の周縁部に設けられた段差部72上に嵌合されており、その外周縁部には、規制部73が形成されている。この規制部73は、ソケット３のかしめ部69のかしめ変形時の伸びを規制するもので、上記第１の実施の形態の規制部34と同様に、プラグ68の外周縁全体に連続する略円環状に切り欠き形成され、規制部34の被保持面34aおよび規制面34bと同様の被保持面73aと規制面73bとを備えた段差状に形成されている。

すなわち、被保持面73aは、プラグ68の外周縁から中心軸側へと幅を有するように略水平状に形成され、かしめ変形されたかしめ部69により抜け止め保持される円環状の面である。また、被保持面73aの外周縁部側には、円環状かつ先端すなわち被保持面73aと反対側の端部が下方に向けて傾斜した傾斜面75が連続して形成されている。

規制面73bは、被保持面73aの内周側全体から略垂直上方向に延設された円筒外周面状に形成され、かしめ変形されたかしめ部69のかしめ方向、すなわちソケット３の中心軸方向への伸びを規制する壁状の面である。

さらに、規制部73は、これら被保持面73aおよび規制面73bにより、かしめ部69のかしめ変形時の伸びが所定量、例えば１０％未満となるように設定されている。したがって、規制部73は、かしめ部69の材質の特性、すなわちかしめ変形時の伸びに対応して被保持面73aおよび規制面73bの大きさおよび位置などが設定されている。

ダストカバー５は、それぞれのスタッド部16に対応して取り付けられ、ソケット３の下部開口部63の外周面およびプラグ68の外周面に形成された嵌合凹部25に、ソケット当接部47が嵌合し、押さえリング48により保持されている。

そして、上記第３の実施の形態によれば、ソケット３の上部開口部64に取り付けられたプラグ68の外周縁部に設けた規制部73により、このプラグ68をソケット３に固定するかしめ部69のかしめ方向へのかしめ変形を規制するなど、上記各実施の形態と同様の構成を有することにより、上記各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、プラグ68を円筒状に形成して上部開口部64と連通させることにより、ボールスタッド２の一方のスタッド部16を、プラグ68のプラグ開口71を介して上部開口部64から突出させるとともに他方のスタッド部16を下部開口部63から突出させる、いわゆるボールブッシュタイプのボールジョイント61に対応できる。

なお、上記各実施の形態において、規制部34，57，73は、かしめ部32，55，69のソケット３の中心軸側へのかしめ変形を規制できれば、その形状を限定されるものではない。

また、ボールジョイント１，51，61の細部は、上記構成に限定されない。

本発明の第１の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かしめ部のかしめ変形前の状態を示す縦断面図である。 同上かしめ部のかしめ変形状態を示す縦断面図である。 本発明の第２の実施の形態のボールジョイントを示す縦断面図である。 本発明の第３の実施の形態のボールジョイントを示す縦断面図である。

符号の説明

１，51，61 ボールジョイント
２ ボールスタッド
３ ソケット
15 ボール部
21 内室
22 連通開口部としての下部開口部
23，64 開口部としての上部開口部
28，54，68 抜け防止部材としてのプラグ
32，55，69 かしめ部
34，57，73 規制部
52 開口部

Claims (4)

1. 内室およびこの内室に連通する開口部を有する金属製のソケットと、
   このソケット内に摺動可能に収容されたボール部を有するボールスタッドと、
   前記開口部に取り付けられ、前記ボールスタッドの前記ソケットからの抜けを防止する抜け防止部材とを具備し、
   前記ソケットは、前記開口部の外周縁部に、かしめ変形により前記抜け防止部材の外周縁部を前記ソケットに固定するかしめ部を備え、
   前記抜け防止部材は、前記かしめ部のかしめ方向へのかしめ変形を規制する規制部を外周縁部の少なくとも一部に備えている
   ことを特徴としたボールジョイント。
2. 規制部は、抜け防止部材の外周縁部に環状に形成されている
   ことを特徴とした請求項１記載のボールジョイント。
3. ソケットは、開口部と反対側にて内室に連通する連通開口部を有し、
   抜け防止部材は、前記開口部を閉塞する蓋状に形成されている
   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。
4. 抜け防止部材は、開口部に連通する筒状に形成されている
   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。

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