JP2007146982A

JP2007146982A - ボールジョイント

Info

Publication number: JP2007146982A
Application number: JP2005343000A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yasuda; 敬司保田; Hidetoshi Yada; 英利矢田; Koyo Terasawa; 弘容寺澤
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2005-11-29
Filing date: 2005-11-29
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】
ボルトとナットが緩むことなく、別途金型を必要とすることなく、シャンク間の距離の変更を容易にできるようなボールジョイントを提供することを課題とする。
【解決手段】
第１ホルダー３０及び第２ホルダー１３０はシャフト６０と別体で構成し、シャフト６０の一端は第１ホルダー３０、シャフト６０の他端は第２ホルダー１３０に巻き付いて保持し、第１ホルダー３０および第２ホルダー１３０の形状にそれぞれ円柱状部分２２および１２２を設け、シャフト６０の一端および他端が第１ホルダー３０および第２ホルダー１３０の円柱状部分２２および１２２の径方向にそれぞれ巻き付いていて、シャフトの両端の巻き付き部分の内側に第１金具４６及び第２金具１４６がそれぞれ配置され、第１ホルダー３０の第１シャンク２０の保持部３２に第１被覆部材５０、第２ホルダー１３０の第２シャンク１２０の保持部１３２に第２被覆部材１５０をそれぞれ備えることにより解決する。
【選択図】図１

Description

本発明は、部材間の連結に使用するボールジョイントに関するもので、例えば、自動車のサスペンション部に装着され、車体とサスペンションとの連結などに用いられる。

ボールジョイントの例として、特許文献１及び特許文献２に開示されたものがある。
特許文献１には、ボールジョイントが開示されている。その構成は、略円柱形状の第１及び第２シャンクと、第１シャンクを揺動自在に保持する第１ホルダーと、第２シャンクを揺動自在に保持する第２ホルダーと、第１及び第２ホルダー間に配置され、両端で第１ホルダー及び第２ホルダーを保持するシャフトとから構成されている。
なお、特許文献１に開示されたボールジョイントのシャフトは、第１ホルダーに連結する第１連結腕と、第２ホルダーに連結する第２連結腕とから構成されている。第１連結腕と第２連結腕には、その長さ方向に長孔がそれぞれ設けられている。この長孔の重なった部分にボルトを差し込み、ナットで締め付けて、第１連結腕及び第２連結腕を一体化することで、シャフトの長さを固定している。
特許文献２には、変位センサ装置が開示されているが、この変位センサ装置にはボールジョイントが使われている。ボールジョイントの構成は、第１ボールジョイント及び第２ボールジョイントを保持するシャフト部材と、シャフト部材の両端に第１ボールジョイント及び第２ボールジョイントと、第１ボールジョイント及び第２ボールジョイントに保持されている第１シャンク及び第２シャンクとから構成されている。なお、シャフト部材は第１ボールジョイント及び第２ボールジョイントと鋳造により一体成形されている。
特開２０００−１７０７４２（出願日：平成１２年６月２０日）特開２００５−２３３６８７（出願日：平成１６年２月１７日）

特許文献１のボールジョイントにおいては、特に振動が伴うサスペンション部分等でボールジョイントを使用する場合、ボルトとナットで第１連結腕及び第２連結腕を固定しているため、振動によってボルトとナットが緩み、第１連結腕及び第２連結腕が不安定になってしまう問題がある。
特許文献２のボールジョイントにおいては、シャフト部材は第１ホルダー及び第２ホルダーと鋳造により一体成形されているため、シャフト部材の長さを調整することができない。具体的には、鋳造成形により第１ホルダー及び第２ホルダーとシャフト部材を成形しているので、取り付け部材間の距離が異なることにより、異なるシャフトの長さのボールジョイントが必要な場合には、別途シャフトの長さに合った金型が必要となり、コストもかかってしまっている。
よって、本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、ボルトとナットが緩むことなく、別途金型を必要とすることなく、シャンク間の距離の変更を容易にできるようなボールジョイントを提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明にて講じた技術的手段は、第１シャ
ンク及び第２シャンクと、第１シャンクを揺動自在に保持する第１ホルダーと、第２シャンクを揺動自在に保持する第２ホルダーと、第１ホルダー及び第２ホルダー間に配置され、両端で第１ホルダー及び第２ホルダーを保持するシャフトからなるボールジョイントにおいて、第１及び第２ホルダーはシャフトと別体とする構成としたことである。

このような技術的手段によれば、シャフトの両端は、第１ホルダー及び第２ホルダーに連結して第１ホルダー及び第２ホルダーを保持することにより、シャフトの長さを調節することで、第１ホルダー及び第２ホルダーとの距離を任意に決定し得る。なお、第１シャンクおよび第２シャンクとは、ボールジョイントによって連結される部材であり、例えば車体のボディとサスペンションとの間にボールジョイントが配置される場合に、第１シャンクが車体のボディに取り付けられ、第２シャンクがサスペンションに取り付けられる。

好ましくは、シャフトの一端は、第１ホルダーに巻き付くことで、第１ホルダーを保持する構成とすると良い。この構成とすることにより、シャフトの一端が簡易に第１ホルダーを保持し得る。
また、好ましくは第１ホルダーに円柱状の部分を設け、シャフトの一端は第１ホルダー円柱状部分の径方向に巻き付く構成とすると良い。この構成とすることにより、シャフトを第１ホルダーに巻き付ける際に、シャフトが第１ホルダーの円柱状部分で任意の回転方向位置で巻き付けることができ、組み付けを更に容易にし得る。

好ましくは、シャフトの一端の巻き付き部分の内側に第１ホルダーに保持された第１金具を配置する構成とすると良い。この構成とすることにより、例えばシャフトを鉄系材料、第１ホルダーを樹脂材料で構成するなど、シャフトと第１ホルダーの素材の相違による堅さや強度の違いがあっても、これを金具によって吸収し得る。
好ましくは、第１ホルダーの第１シャンクの保持部に第１被覆部材を配
置する構成とすると良い。この構成とすることにより、例えば被覆部材を樹脂材料で構成するなどで、第１シャンクの動きに追従し得る。外部からのごみ、粉塵等の異物が入るのを防ぎ得る。
上記の手段においての説明においては、シャフトの一端および第１ホル
ダーに関して説明してきたが、シャフトの他端および第２ホルダーについても同様である。

本発明によれば、第１ホルダー及び第２ホルダーはシャフトと別体で構成されているので、シャフトの一端が第１ホルダーと連結するポイントと、シャフトの他端が第２ホルダーと連結するポイントとの距離を調整することで、第１ホルダーと第２ホルダーの距離を任意に決めることができる。
また、第１ホルダーと第２ホルダーとの距離（第１シャンクと第２シャンクとの間）が異なるタイプのボールジョイントが必要とされる場合には、必要とされる距離に応じた長さのシャフトを予め準備することで、大量に生産できる。従って、第１ホルダーと第２ホルダーとの距離に応じた金型を不要とすることができ、加工コストのみならず、金型にかかるコストを抑えることができる。
また、シャフトを第１ホルダー及び第２ホルダーに巻き付ける構成とすることにより、容易にボールジョイントの組み付け加工ができる。
更に、ホルダーの形状に円柱状の部分を設け、シャフトを第１ホルダー及び第２ホルダーの円柱状部分の径方向に巻き付ける構成とすることにより、ボールジョイントの組み付け時に、第１ホルダー及び第２ホルダーの円柱状部分の回転方向の位置決めをすることなく、ホルダーの円柱状部分のどこにでもシャフトを巻き付けることができる。従って、容易にボールジョイントの組み付け加工ができる。

また、シャフトの両端の巻き付き部分に第１金具及び第２金具を備える構成とすることによって、第１ホルダー及び第２ホルダーにシャフトの巻き付ける際に強度を持たせることができる。これによって、第１ホルダー及び第２ホルダーの材質を、例えば樹脂材料とすることができ、鋳造して一体成型にしたものと比べて軽量化することができる。この時に、第１ホルダー及び第２ホルダーが樹脂材料で、シャフトが鉄系材料の場合でも、第１金具及び第２金具により、第１ホルダー及び第２ホルダーが破損することから保護できる。
第１ホルダーの第１保持部及び第２ホルダーの第２保持部に第１被覆部材及び第２被覆部材を配置することで、揺動自在な第１シャンク及び第２シャンクの動きに追従し、外部からの異物侵入を防ぐことができる。従って、揺動自在な第１シャンク及び第２シャンクの動きが異物等の侵入によって悪くなることも防ぐことができる。これにより、例えばサスペンション部に使用する場合、走行するのに伴って振動が発生するため、例えばゴム材料で作った第１被覆部材及び第２被覆部材を取り付けることで、第１シャンク及び第２シャンクが振動に伴う揺動に追従し、振動を吸収することができる。

以下、添付の図面に基づいて本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１には、本発明に係るボールジョイントのホルダー部１０の部分断面図を示している。ホルダー部１０は、シャンク２０と、ホルダー３０と、ブーツ５０と、から構成されている。シャンク２０は、鉄系材料で成形され、図１に示すように概ね棒状の部材で、ねじ部２２と、ねじ部２２の下に位置する張り出し部２４と、球状の端部を構成するボール部２６を備えている。張り出し部２４とボール部２６との間には、シャフト部２８が配置されている。張り出し部２４の外径はねじ部２２、シャフト部２８よりも大きくなっている。ホルダー３０は、樹脂系材料（例えば、PBT（ポリブチレンテレフタレート））で成形され、図１に示すような円筒形状となっている。ホルダー３０の上面には、シャンク２０のボール部２６を収容する凹部３２が形成され、凹部３２の最下部には油溜め３４が形成されている。また、凹部３２のホルダー３０の上面輪郭にそって上面リブ３６が円環状に形成されている。上面リブ３６の上端には、ホルダー３０の径方向に突き出た係合部３７が円環状に形成されている。ホルダー３０の側壁には、上リブ３８と下リブ４０が側壁にそって円環状に形成されている。上リブ３８と下リブ４０との間には図１に符号４２で示した隙間が設定され、上リブ３８、下リブ４０、ホルダー３０の側壁によって、ホルダー３０の外周には、Ｕ字溝４４が形成されている。Ｕ字溝４４の最奥部には、ホルダー３０の側壁に鉄系材料からなる金具４６がはめ込まれている。ブーツ５０は、弾力性のあるゴム材又は樹脂材によって形成された筒状の部材であり、ブーツ上端５２はシャンク２０の張り出し部２４によって下方向に適度な圧力で保持され、ブーツ下端５４はホルダー３０の上面に押さえつけられると共に、ホルダー３０の上面リブ３６に設けられた係合部３７に係合支持されている。ブーツ５０の内側には潤滑油５６が充填されており、ブーツ上端５２、ブーツ下端５４は、それぞれ潤滑油５６が外部に漏れ出ることがないように、液密的に係合している。なお、潤滑油５６は、ホルダー３０の凹部３２にも蓄えられ、ホルダー３０に対してシャンク２０が揺動できるように、シャンク２０のボール部２６とホルダー３０の凹部３２との間を潤滑する。
図２には、本発明に係るボールジョイントのシャフト６０の外観図を示している。シャフト６０は、鉄系材料で形成されたもので、シャフト６０の直径はホルダー３０のＵ字溝４４（図１参照）に嵌るように、図１に示した隙間４２よりも小さく設定されている。シャフト６０の一端部には湾曲部６２、直線部６４、開き出し端部６６が形成されている。同様に、シャフト６０の他端部には湾曲部６３、直線部６５、開き出し端部６７が形成されている。湾曲部６２、６３は略半円部分の湾曲であり、湾曲部６２、６３の曲率（湾曲形状）は、図１に示したホルダー３０内に配置した金具４６の外径よりもやや大きく設定されている。また、図２に示すように、シャフト６０には２つの湾曲部６２、６３の間にシャフト本体部６８を形成している。
図３には、本発明に係るボールジョイントの組付図を示している。ボールジョイントは、シャフト６０の湾曲部６２，６３にホルダー部１０、１１０を保持している。図３の右側のホルダー部１１０は、図１で詳細を説明したホルダー部１０と同じ構成であり、その詳細な説明を省略し、その符号のみ１００を足して３桁とした。例えば、シャンク２０とシャンク１２０は同じ構造である。ボールジョイントの組付け方法は、図２に示すシャフト６０の湾曲部６２をホルダー部１０のＵ字溝４４に配置し、シャフト６０の直線部６４をＵ字溝４４に沿って湾曲させることで、ホルダー部１０を保持させる、シャフト６０の開き出し部６６（図２参照）は、ホルダー部１０を配置する際に容易に配置できるように、且つシャフト６０の直線部６４を湾曲させる際に加工機がシャフト６０を保持しやすいために、湾曲部６２の外側へ開き出している。また、湾曲部６３にホルダー部１１０を保持させる組付け方法も湾曲部６２にホルダー部１０を保持させる組付け方法と同じである。
上記のようなボールジョイント構成とすることにより、シャンク２０に連結する図示しない第１部材と、シャンク１２０に連結する図示しない第２部材との長さは、シャフト６０のシャフト本体部６８の長さで調節可能となる。つまり、ホルダー部１０、１１０は共通部品として、シャフト６０のみをボールジョイントが用いられる第１部材と第２部材の長さに合わせて成形することで対応できるので、２つのホルダーとシャフトとを一体成形するものに対して極めて効率的な製造が可能となる。また、ホルダー部１０とホルダー部１１０との距離に応じた長さのシャフトを製造するための新規金型も不要となる。
更に、ホルダー３０を樹脂材で構成し、シャフト６０を湾曲してホルダー部１０を保持する際に圧力を受けるＵ字溝４４に金具４６を配置することで、シャフト６０を湾曲させる際の圧力によってホルダー３０が破損することから保護することができ、且つホルダー３０を軽量化することができる。
更に、ホルダー１０の形状を円柱形状としたことで、シャフト６０を湾曲させる前にホルダー部１０をシャフトの湾曲部６２に配置する際に、ホルダー部１０の周方向の位置を任意に配置することができる。
更に、本実施の形態においては、図３に示すように、シャンク２０のねじ部２２と、シャンク１２０のねじ部１２２が共に上方向に突出しているが、例えば、一方のねじ部を上方法に、他方のねじ部を下方向に突出させる場合には、シャフト６０を湾曲させる前にホルダー部１０又は１１０をシャフトの湾曲部６２又は６３に配置する際に、ホルダー部１０又は１１０の上下を調整することで、極めて容易に製造することが可能となる。
更に、ブーツ上端５２はシャンク２０の張り出し部２４によって下方向に適度な圧力で保持され、ブーツ下端５４はホルダー３０の上面に押さえつけられると共に、ホルダー３０の上面リブ３６に設けられた係合部３７に係合支持されている。このような構成とすることで、シャンク２０の揺動自在な動きに追従することができる。
更に、ブーツ５０をシャンク２０に取り付けることによって、外部からの異物侵入を防ぐことができ、揺動自在な動きを保つこともできる。

本発明のボールジョイントのうち、ホルダー部３０を示す部分断面図である。本発明のボールジョイントのうち、シャフト６０を示す平面図である。本発明のボールジョイント全体を示す正面図およびホルダー部３０を示す部分断面図である。

符号の説明

２０・・・・・第１シャンク
２２・・・・・シャンクに付いているねじ部（第１ホルダーの形状の円柱状部分）
３０・・・・・第１ホルダー
３２・・・・・シャンクのボール部を収容する凹部（第１保持部）
４６・・・・・ホルダーの側壁にはめ込む第１金具
５０・・・・・ブーツ（第１シャンクの保持部を覆う第１被覆部材）
６０・・・・・シャフト
１２０・・・・・第２シャンク
１２２・・・・・シャンクに付いているねじ部（第２ホルダーの形状の円柱状部分）
１３０・・・・・第２ホルダー
１３２・・・・・シャンクのボール部を収容する凹部（第２保持部）
１４６・・・・・ホルダーの側壁にはめ込む第２金具
１５０・・・・・ブーツ（第２シャンクの保持部を覆う第２被覆部材

Claims

第１シャンク及び第２シャンクと、前記第１シャンクを揺動自在に保持する第１ホルダーと、前記第２シャンクを揺動自在に保持する第２ホルダーと、前記第１ホルダー及び第２ホルダー間に配置され、両端で前記第１ホルダー及び第２ホルダーを保持するシャフトからなるボールジョイントにおいて、
前記第１ホルダー及び第２ホルダーは前記シャフトと別体で構成され
ることを特徴とするボールジョイント。
請求項１記載のボールジョイントにおいて、前記シャフトの一端は、前記第１ホルダーに巻き付き、前記第１ホルダーを保持していることを特徴とするボールジョイント。
請求項２記載のボールジョイントにおいて、前記第１ホルダーの形状に円柱状の部分を設け、前記シャフトの一端が前記第１ホルダーの前記円柱状部分の径方向に巻き付いていることを特徴とするボールジョイント。
請求項２又は３記載のボールジョイントにおいて、前記第１ホルダーに保持され、前記シャフトの一端の巻き付き部分の内側に配置された第１の金具を備えることを特徴とするボールジョイント。
請求項１乃至４記載のボールジョイントにおいて、前記シャフトの他端は、前記第２ホルダーに巻き付き前記第２ホルダーを保持していることを特徴とするボールジョイント。
請求項５記載のボールジョイントにおいて、前記第２ホルダーの形状に円柱状の部分を設け、前記シャフトの他端が前記第２ホルダーの前記円柱状部分の径方向に巻き付いていることを特徴とするボールジョイント。
請求項５又は６記載のボールジョイントにおいて、前記第２ホルダーに保持され、前記シャフトの他端の巻き付き部分の内側に配置された第２の金具を備えることを特徴とするボールジョイント。
請求項１乃至７記載のボールジョイントにおいて、前記第１ホルダーの第１シャンクの保持部を覆う第１被覆部材を備えることを特徴とするボールジョイント。
請求項１乃至８記載のボールジョイントにおいて、前記第２ホルダーの第２シャンクの保持部を覆う第２被覆部材を備えることを特徴とするボールジョイント。