JP2008057761A - ボールジョイント及びそのベアリングシート - Google Patents

Abstract

【課題】潤滑性を向上したボールシートを提供する。
【解決手段】ボールシート４の摺動面41に対して離間された対向面51と、摺動面41に対して連続する連続面52とによりポケット部44をボールシート４の摺動面41に周方向に複数形成する。ポケット部44に大量のグリースを効率よく確実に溜めることができる。各ポケット部44に保持したり、流れ込んだりしたグリースは、連続面52により容易にポケット部44の外部へと排出できるため、潤滑性を向上できる。
【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及びこれ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、略球状のボール部を備えたボールスタッドを、ソケット内に設けられたベアリングシートとしての合成樹脂製のボールシートに摺動可能に取り付けて構成されている。そして、ボールシートは、ボール部の外周面に沿った略球面状の摺動面を内部に有している。

しかしながら、このようなボールジョイントでは、ボール部の外周面とボールシートの摺動面とが略等しくボール部の外周面全面に亘って略均等に接触する形状であるため、グリースがボール部の外周面とボールシートの摺動面との間に行き渡りにくい。

そこで、摺動面とボール部との摺動性を確保するために、摺動面に、潤滑剤としてのグリースが封入された球面凹状のディンプルが経方向及び緯方向に沿って多数配設したボールシートが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００５−１８８６４５号公報（第７−８頁、図１）

しかしながら、上述のボールジョイントでは、ディンプルのグリースの保持性能が充分であるとは言えず、また、各ディンプルに溜められたグリースの排出も充分であるとは言えないなど、潤滑性を向上することが容易で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、潤滑性を向上したボールジョイントのベアリングシート及びこれ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摺動可能に保持する球面状の摺動面及び前記開口部に連通する開口を具備したボールジョイントのベアリングシートであって、前記ボール部の外周面に対向して前記摺動面に、前記ボール部の赤道に対応する位置よりも前記開口と反対側の位置に周方向に複数設けられた凹状のポケット部を備え、前記各ポケット部は、前記摺動面に対して離間された対向面と、この対向面の前記赤道側に連続し、前記摺動面に対して連続する連続面とを有しているものである。

そして、ベアリングシートの摺動面に対して離間された対向面と、摺動面に対して連続する連続面とによりポケット部をベアリングシートの摺動面に周方向に複数形成することで、大量の潤滑剤がポケット部に確実に溜められるとともに、ポケット部に溜められた潤滑剤は、連続面により容易にポケット部の外部へと排出されるため、潤滑性を向上することが可能になる。

請求項２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記載のベアリングシートと、このベアリングシート内に摺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記載のベアリングシートを備えることで、潤滑性を向上することが可能になる。

本発明によれば、潤滑性を向上できる。

以下、本発明の一実施の形態のボールジョイントを図１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。さらに、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、このボールシート４と組み合わせられるクッションシート５、及び、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６とを備えている。そして、このボールジョイント１は、図１に示すように、ダストカバー６側を下側とするボールジョイントのタイプであり、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に摺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に連通する連通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６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。

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。

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を摺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に連通する開口としての下側開口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。また、ボールシート４の摺動面41には、ボールスタッド２のボール部15の赤道Ｅに対応する位置よりも下側開口42と反対側、すなわち上側開口43側の位置に、複数、例えば４箇所、あるいは６箇所（一部のみ図示）の潤滑剤溜め部である凹状のポケット部44が設けられている。さらに、ボールシート４の摺動面41のポケット部44よりも上側開口43側には、当接面46と傾斜当接面47とが、上側開口43へと連続して形成されている。

ここで、ボール部15の赤道Ｅとは、ボール部15の上下方向において、外周面の径寸法が最大となっている位置をいう。

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であるグリースを保持するキャップ空間部である球頭部空間49を区画するものである。

ポケット部44は、グリースを溜めるもので、底部を形成する対向面51及び連続面52と、これら対向面51及び連続面52の両側に連続した側面53，53（一方のみ図示）とを有する箱状に形成されている。また、これらポケット部44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、かつ、上下方向すなわちボールシート４の軸方向に略等しい位置に配設されている。なお、これらポケット部44の上下方向位置は、ボール部15のグリース供給が必要なグリース供給領域Ａと球頭部空間49との略中間位置に設けられている。なお、グリース供給領域Ａとは、ボール部15の外周面の赤道Ｅよりも下側開口42側の所定幅の領域である。

対向面51は、摺動面41及びボール部15の外周面から離間された平面状に形成されている。また、この対向面51の上端部は、クッションシート５の下端部に対応して位置している。

連続面52は、対向面51の下側すなわち赤道Ｅ側に連続し、かつ、摺動面41の接線方向に沿ってこの摺動面41に対して傾斜状に連続するように形成され、ポケット部44内に溜めたグリースが摺動面41とボール部15のグリース供給領域Ａとの間の部分へ流れやすくなるように構成されている。

そして、対向面51、連続面52及び側面53により、ポケット部44毎に例えば０．０５ｇ程度のグリースを溜めることができるように構成されている。

当接面46は、ボールシート４の軸方向に沿って形成された円筒内周面状であり、クッションシート５の下端側の外周面を当接支持するように構成されている。

傾斜当接面47は、下側から上側へと縮径されるように傾斜している。

クッションシート５は、弾性を有するポリウレタン、ポリエステル、あるいはゴムなどの合成樹脂により略円筒状に形成され、その弾性力によりボールシート４と内室21との寸法公差を吸収することで、ソケット３の内室21内でのボールシート４のがたつきを防止するとともに、ボールスタッド２のボール部15に予備負荷すなわちプレロードを付与してボールスタッド２の作動トルクを安定させるものである。

そして、このクッションシート５は、ボール部15のポケット部44よりも上側にてボールシート４内に取り付けられ、ボールスタッド２のボール部15の外周面を摺動可能に保持するクッション摺動面55を内側に備え、ボールシート４の当接面46、傾斜当接面47及び上側開口43の内縁にそれぞれ当接支持されるシート当接面56、シート傾斜当接面57及びシート上側外周面58を外側に備え、上側へと縮径されるように形成されている。

ダストカバー６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６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61を備え、このカバー本体61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62が設けられ、また、カバー本体61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63が設けられている。このソケット当接部63の外周部には、このソケット当接部63を嵌合凹部25に保持する円環状の押さえリング64が取り付けられている。

次に、上記一実施の形態の作用を説明する。

ボールジョイント１を組み立てる際には、ボールスタッド２のボール部15をボールシート４とクッションシート５とで摺動可能に保持し、ボールスタッド２のスタッド部16側をソケット３の上部開口部23から下部開口部22側へと挿入して、ボール部15をボールシート４及びクッションシート５とともにソケット３の内室21に収容した後、プラグ28の周囲を段差部31に当接させてソケット３の上部開口部23側の外周部を中心軸側にかしめ変形することで、かしめ部32によりプラグ28がソケット３に固定されることでボールスタッド２及びボールシート４が抜け止めされ、ボールジョイント１が完成される。

このとき、例えばボール部15をボールシート４とクッションシート５とで保持する前にボール部15、あるいはボールシート４の摺動面41にグリースを塗布しておくことで、グリースがボール部15とボールシート４の摺動面41及びクッションシート５のクッション摺動面55との間に位置するだけでなく、余剰のグリースが球頭部空間49に溜められる。

そして、ボールスタッド２のスタッド部16に荷重が加わることで、ボール部15がボールシート４内で摺動（回動あるいは揺動）すると、球頭部空間49に溜められたグリースの一部が、各ポケット部44内に対向面51により引き込まれ、このグリースが連続面52を介してボール部15の外周面と摺動面41との間、特にグリース供給領域Ａに供給されることで、ボール部15の摺動性が確保される。

すなわち、ボールシート４の摺動面41に対して離間された対向面51と、摺動面41に対して傾斜状に連続する連続面52とによりポケット部44をボールシート４の摺動面41に周方向に複数形成することで、ポケット部44に大量のグリースを効率よく確実に溜めることができるとともに、各ポケット部44に保持されていたり、流れ込んだりしたグリースは、連続面52により容易にポケット部44の外部へと排出されるため、潤滑性を向上でき、グリース汚れを遅延化させ、ボールシート４の摩耗寿命を向上できる。

すなわち、球面凹状のディンプルなどをボールシートの摺動面に設ける従来の場合では、グリースの収容量を増加させるためにディンプルの数を増やしたり、ディンプル径を大きくしたりしなければならなかった。

これに対して、本実施の形態では、複数の平面である対向面51、連続面52及び側面53，53によりポケット部44を箱状に形成することで、比較的少ないポケット部44で充分なグリース量を確保できるので、多数のディンプルなどを設ける従来の場合と比較して、ボール部15の外周面と摺動面41との接触面積減少を抑制でき、ひいては、面圧負荷（面圧上昇）を抑制できる。

また、ディンプル径を大きくする場合には、その深さによってボールシート４の厚みが薄くなってしまう部分があったのに対して、ポケット部44ではそのようなことがなく、ボールシート４の強度を低下させてしまうおそれもない。

特に、スタッド部16が下側に位置する倒立タイプのボールジョイント１の場合、ダストカバー６内にて下側開口42からのグリース供給が期待できないため、グリースを充分に溜められるポケット部44を設けることで、倒立タイプのボールジョイント１でも対応可能となる。

さらに、各ポケット部44をグリース供給領域Ａと球頭部空間49との略中間の位置に設けることで、球頭部空間49に溜められたグリースを摺動面に設けた溝部などによりグリース供給領域Ａへと供給する場合と比較して、グリース供給領域Ａへの距離が近くなり、グリースを効率よくグリース供給領域Ａへと供給できる。

しかも、各ポケット部44は、赤道Ｅよりも上側に位置するため、ボール部15の摺動において重要である赤道Ｅよりも下側の位置にポケット部を配設することを避け、トルクへの影響を抑制できる。

そして、連続面52を摺動面41に沿うように傾斜させることで、ポケット部44に溜められたグリースが摺動面41へと容易に流れ込み、摺動性をより向上できる。

また、ボールシート４の上下方向に略等しい位置すなわちボールシート４の等緯度に全てのポケット部44を設けることにより、溜めたグリースをグリース供給領域Ａへと均一に供給できる。

なお、上記一実施の形態において、ポケット部44の個数や位置は、上記に限定されるものではない。

また、ボールシート４に上部開口43を設けない構成、あるいはクッションシート５を設けない構成、さらにはボールブッシュ（ピロボール）と呼ばれる構成など、ボールジョイント１の構成は、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。

符号の説明

１ ボールジョイント
２ ボールスタッド
３ ソケット
４ ベアリングシートとしてのボールシート
15 ボール部
22 開口部としての下部開口部
41 摺動面
42 開口としての下側開口
44 ポケット部
51 対向面
52 連続面
Ｅ 赤道

Claims (2)

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摺動可能に保持する球面状の摺動面及び前記開口部に連通する開口を具備したボールジョイントのベアリングシートであって、
   前記ボール部の外周面に対向して前記摺動面に、前記ボール部の赤道に対応する位置よりも前記開口と反対側の位置に周方向に複数設けられた凹状のポケット部を備え、
   前記各ポケット部は、
   前記摺動面に対して離間された対向面と、
   この対向面の前記赤道側に連続し、前記摺動面に対して連続する連続面とを有している
   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. 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記載のベアリングシートと、
   このベアリングシート内に摺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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