JP2008075682A - ボールジョイントのベアリングシート及びボールジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】摺動面の潤滑性を向上させることができるボールジョイントのベアリングシート及びボールジョイントを得る。
【解決手段】球状部３６Ｂを備えたボールスタッド３６は、最も高い頻度で揺動する方向が車両前後方向の軸回り（揺動中心Ｂ回り）に往復移動する一揺動方向（矢印Ａ方向）に特定されており、球状部３６Ｂとソケット３８との間に介在されるベアリングシート４２は、摺動面４４の対向する位置に球状部３６Ｂを前記一揺動方向（矢印Ａ方向）の揺動中心Ｂでピン支承する支持部４８が形成されるので、車両の走行時にボールスタッド３６が車両前後方向の軸回り（揺動中心Ｂ回り）に揺動する場合には、ボールスタッド３６からの荷重を支持部４８が支持し、摺動面４４において支持部４８以外の部分に加わる面圧が抑えられる。
【選択図】図２

Description

本発明は、球状部とソケットとの間に介在されるボールジョイントのベアリングシート、及びベアリングシートを備えたボールジョイントに関する。

ボールジョイントにおいては、ボールスタッドの球状部とこの球状部が収容されるソケットとの間にベアリングシートが介在されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。このようなベアリングシートでは、摺動面にグリース溜まりとして機能する凹部を形成して、摺動面のグリース（潤滑剤）が切れないようにしている。

しかし、この従来構造では、凹部がベアリングシートにかかる面圧を受けず、ボールスタッドの球状部と摺動面との接触面積が減少するので、平滑面で面圧を均一に受ける場合よりも凹部を形成した摺動面は面圧が高くなる。このため、グリースの回り込みが難しくなって摺動面でのグリース潤滑性が悪くなる場合がある。
特開２００５−１８８６４５公報 特開２００５−１５５７８４公報

本発明は、上記事実を考慮して、摺動面のグリース潤滑性を向上させることができるボールジョイントのベアリングシート及びボールジョイントを提供することを課題とする。

請求項１に記載する本発明のボールジョイントのベアリングシートは、ボールスタッドの球状部と前記球状部が収容されるソケットとの間に介在され、前記球状部の挿入用の開口部が形成されて凹状とされると共に、内周面側が前記球状部の摺動する摺動面とされてかつ潤滑剤の受給に用いられる本体部と、前記摺動面の対向する位置に前記摺動面の一般面よりも相対的に前記本体部の中心側へ突出して前記球状部をピン支承可能な支持部と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載する本発明のボールジョイントのベアリングシートによれば、支持部が、摺動面の対向する位置に摺動面の一般面よりも相対的に本体部の中心側へ突出して球状部をピン支承可能となっているので、最も高い頻度で揺動する方向が一揺動方向に特定されるボールスタッドに対して、ボールスタッドの球状部を本体部に挿入させた状態で、ボールスタッドの前記一揺動方向の揺動中心で支持部にピン支承させる向きにベアリングシートを配置すれば、ボールスタッドからの荷重を支持部が支持し、摺動面において支持部以外の部分に加わる面圧が抑えられる。このため、摺動面における支持部以外の部分に潤滑剤が十分に回り込んで潤滑性を向上させ、ボールスタッドの球状部は、低摩擦で摺動する。一方、支持部での潤滑性は悪化するが、支持部では、ボールスタッドの揺動による球状部の摺動が他部分に比べて少ない。

請求項２に記載する本発明のボールジョイントのベアリングシートは、請求項１記載の構成において、前記ボールスタッドを備えたボールジョイントに設けられる潤滑剤貯留用の潤滑剤溜りと前記支持部とを相互に連通する溝部が前記摺動面側に形成されることを特徴とする。

請求項２に記載する本発明のボールジョイントのベアリングシートによれば、潤滑剤貯留用の潤滑剤溜りと支持部とを相互に連通する溝部が摺動面側に形成されるので、潤滑剤溜りにおける潤滑剤が溝部を介して支持部へ供給され、支持部での潤滑性も確保される。このため、ベアリングシートに挿入されるボールスタッドの球状部は、より低摩擦で摺動する。

請求項３に記載する本発明のボールジョイントは、車輪側と車体側とを連結するサスペンションに用いられるボールジョイントであって、球状部を備えて揺動可能とされ、最も高い頻度で揺動する方向が車両前後方向の軸回りに往復移動する一揺動方向に特定されるボールスタッドと、前記球状部が収容されるソケットと、前記球状部と前記ソケットとの間に介在されると共に内周面側が前記球状部の摺動する摺動面とされてかつ潤滑剤の受給に用いられ、前記摺動面の対向する位置に前記球状部を前記一揺動方向の揺動中心でピン支承する支持部が形成されるベアリングシートと、を有することを特徴とする。

請求項３に記載する本発明のボールジョイントによれば、球状部を備えたボールスタッドは、最も高い頻度で揺動する方向が車両前後方向の軸回りに往復移動する一揺動方向に特定されており、球状部とソケットとの間に介在されるベアリングシートは、内周面側が球状部の摺動する摺動面とされてかつ潤滑剤の受給に用いられ、摺動面の対向する位置に球状部を前記一揺動方向の揺動中心でピン支承する支持部が形成されるので、車両の走行時にボールスタッドが車両前後方向の軸回りに揺動する場合には、ボールスタッドからの荷重を支持部が支持し、摺動面において支持部以外の部分に加わる面圧が抑えられる。このため、摺動面における支持部以外の部分に潤滑剤が十分に回り込んで潤滑性を向上させ、車両走行時におけるボールスタッドの球状部は、低摩擦で摺動する。一方、支持部での潤滑性は悪化するが、支持部では、ボールスタッドの揺動による球状部の摺動が他部分に比べて少ない。

請求項４に記載する本発明のボールジョイントは、請求項３記載の構成において、潤滑剤貯留用の潤滑剤溜りを有し、前記潤滑剤溜りと前記支持部とを相互に連通する溝部が前記ベアリングシートにおける前記摺動面側に形成されることを特徴とする。

請求項４に記載する本発明のボールジョイントによれば、潤滑剤貯留用の潤滑剤溜りと支持部とを相互に連通する溝部がベアリングシートにおける摺動面側に形成されるので、潤滑剤溜りにおける潤滑剤が溝部を介して支持部へ供給され、支持部での潤滑性も確保される。このため、ボールスタッドの球状部は、低摩擦で摺動する。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載のボールジョイントのベアリングシートによれば、最も高い頻度で揺動する方向が一揺動方向に特定されるボールスタッドに対して所定向きに配置することで、摺動面の潤滑性を向上させることができるという優れた効果を有する。

請求項２に記載のボールジョイントのベアリングシートによれば、支持部の潤滑性をも向上させることができるという優れた効果を有する。

請求項３に記載のボールジョイントによれば、車両走行に伴う潤滑悪化の進行を抑制させることができるという優れた効果を有する。

請求項４に記載のボールジョイントによれば、支持部の潤滑性をも向上させることができるという優れた効果を有する。

［第１実施形態］
本発明におけるボールジョイントのベアリングシート及びボールジョイントの第１の実施形態を図面に基づき説明する。なお、図中の矢印ＵＰは車両の上方向、矢印ＦＲは車両の前方向、矢印ＯＵＴは車両幅方向外側をそれぞれ示す。

図１には、車両右前側の車輪１０（前輪）に対応して設けられたサスペンション１２の機構が示されている。図１に示されるように、サスペンション１２は、車輪１０側と車体１６側とを連結している。なお、車両左前側にも、同様にサスペンションが設けられているが、同様の構成であるので、図示を省略する。本実施形態のサスペンション１２は、ダブルウィッシュボーン式のサスペンションであり、互いに上下に略平行に配置されたアッパアーム１３とロアアーム１４とを備えている。アッパアーム１３の内端部は、ブシュを介して車体１６に揺動可能に連結されており、また、アッパアーム１３の外端部は、アッパボールジョイント２０を介して車輪支持体であるステアリングナックル２２の上端部に回転、揺動自在に連結されている。同様に、ロアアーム１４の内端部はブシュを介して車体１６に揺動可能に連結されており、また、ロアアーム１４の外端部はロアボールジョイント２４を介してステアリングナックル２２の下端部に回転、揺動自在に連結されている。

ステアリングナックル２２の軸心部には、制動用のディスクロータ２６及びディスクホイール２８が図示しないハブベアリングを介して軸支されている。さらに、ロアアーム１４の所定位置には、ブラケット３０が配設されている。このブラケット３０には、上端部が車体１６に固定されたショックアブソーバ３２の下端部が揺動可能に連結されている。なお、ショックアブソーバ３２の上部外周には、上下の端末が各々に対応して設けられたスプリングシートに係止されたコイルスプリング３４が巻装されている。

次に、ロアボールジョイント２４の全体構造について説明する。なお、アッパボールジョイント２０については、ロアボールジョイント２４とほぼ同様の構造であるので、図示及び説明を省略する。図２には、サスペンション１２（図１参照）に用いられるロアボールジョイント２４の縦断面構造が拡大して示されている。図２に示されるように、ロアボールジョイント２４は、いずれも金属製とされたボールスタッド３６とソケット３８とを含んで構成されている。

ボールスタッド３６は、先端部周面に雄ねじが形成されかつ中間部が平滑テーパ面とされた軸部３６Ａと、この軸部３６Ａの車両下方側の先端部に一体形成された球状部３６Ｂと、によって構成されている。軸部３６Ａの中間部にはロアアーム１４の外端部が挿通されており、この状態で軸部３６Ａの車両上方側の先端部にナット４０が螺合されることによりロアアーム１４の外端部にボールスタッド３６の軸部３６Ａが固定されている。

ソケット３８の車両上方側の端部とロアアーム１４の外端部の下端面との間には、ゴム等の弾性材料によって構成された略円筒状のダストカバー５２が配設されている。このダストカバー５２内は、潤滑剤貯留用の潤滑剤溜りとしてのグリース部５４となっており、このグリース部５４には、潤滑剤としてのグリース５０が貯留されている。

ソケット３８は、車両下方側が有底とされた略円筒状に形成されており、このソケット３８には、ボールスタッド３６の球状部３６Ｂが収容されている。ボールスタッド３６の球状部３６Ｂとソケット３８との間には、ポリアセタール等で成形された樹脂製のベアリングシート４２が介在されている。ベアリングシート４２は、球状部３６Ｂの挿入用の開口部４５が形成されて略半球の凹状とされると共に内周面側が球状部３６Ｂの摺動する摺動面４４とされてかつ潤滑剤としてのグリース５０の受給に用いられる本体部４６と、図３（Ａ）に示されるように、摺動面４４の対向する位置に摺動面４４の一般面４４Ａよりも相対的に本体部４６の中心側（凹状内側）へ突出して球状部３６Ｂ（図２参照）をピン支承可能な支持部４８と、を含んで構成されている。また、図２に示されるように、ベアリングシート４２の本体部４６における車両下方側の端部には、ボールスタッド３６の球状部３６Ｂをベアリングシート４２の凹状内側に圧入（収容）させる際のエア抜き等に利用される貫通孔４３が貫通形成されている。

ボールスタッド３６は、揺動可能とされ、車両のサスペンション１２（図１参照）の走行中の動きによって揺動するようになっている。ここで、車両走行時の大部分を占める車両を直進させている状態では、車輪１０（図１参照）が上下動（バウンド及びリバウンド）することによって、球状部３６Ｂを備えたボールスタッド３６が車両前後方向の軸回り（揺動中心Ｂ回り）に揺動するようになっているので、ボールスタッド３６は、最も高い頻度で揺動する方向が一揺動方向（矢印Ａ方向）、すなわち、車両前後方向の軸（揺動中心Ｂ）回りに往復移動する一揺動方向に特定されている。

ベアリングシート４２の支持部４８は、球状部３６Ｂを前記一揺動方向（矢印Ａ方向）の揺動中心Ｂでピン支承、つまり、回転可能に支持している。図３（Ａ）に示されるように、２箇所に設けられた支持部４８は、全体として球状部３６Ｂ（図２参照）に対応させて中空の略半球状とされたベアリングシート４２の一部を周囲よりも厚肉にする（シート厚を厚くする）ことで形成されており、断面視円弧面状とされた部分（一般面４４Ａの延長部分（二点鎖線部参照））と車両上下方向にフラットに延在する部分とで形成された形状（球をスライスしたような形状（球面突起状））とされている。このような支持部４８を設けることで、摺動面４４において支持部４８以外の部分に加わる面圧を抑えるようになっている。

（作用・効果）
次に、上記実施形態の作用及び効果について説明する。

図２に示されるように、ソケット３８内にベアリングシート４２を入れ、グリース５０をベアリングシート４２の内周面側となる摺動面４４側に封入し（グリース封入状態は図示省略）、ボールスタッド３６の球状部３６Ｂをベアリングシート４２内に圧入して組み込むと、支持部４８に加わる面圧が非常に高くなる。この状態は、車両静止中及び車両走行中のいずれにおいても、同様とされる。

ベアリングシート４２の摺動面４４は、ステアリング（図示省略）を回転させて車両を旋回させている状態での摺動頻度よりも車両を直進させている状態での摺動頻度のほうがはるかに高い。ここで、車両を直進させている状態では、車輪１０（図１参照）が上下動（バウンド及びリバウンド）し、球状部３６Ｂを備えたボールスタッド３６が車両前後方向の軸回り（揺動中心Ｂ回り）に揺動するので、ボールスタッド３６は、最も高い頻度で揺動する方向が車両前後方向の軸回り（揺動中心Ｂ回り）に往復移動する一揺動方向（矢印Ａ方向）に特定されることになる。

本実施形態では、球状部３６Ｂとソケット３８との間に介在されるベアリングシート４２は、内周面側が球状部３６Ｂの摺動する摺動面４４とされてかつグリース５０の受給に用いられ、摺動面４４の対向する位置に球状部３６Ｂを前記一揺動方向（矢印Ａ方向）の揺動中心Ｂでピン支承する支持部４８が形成されるので（図３参照）、車両の走行時にボールスタッド３６が車両前後方向の軸回り（揺動中心Ｂ回り）に揺動する場合には、ボールスタッド３６からの入力荷重を支持部４８が支持しており、これによって、支持部４８に加わる面圧が高くなって球状部３６Ｂからの荷重入力によって作用する面圧の大部分を支持部４８が分担し、その結果、車両搭載時に摺動面４４において支持部４８以外の部分に加わる面圧が低く抑えられる（面圧のコントロール）。

ここで、面圧が低く抑えられた部分では、グリース５０が容易に回り込めるので、摺動面４４における支持部４８以外の部分の潤滑性、換言すれば、摺動頻度が高くて摺動距離が長い部分の潤滑性が十分に向上し、車両走行時にボールスタッド３６の球状部３６Ｂは、低摩擦で摺動する。一方、支持部４８での潤滑性は悪化するが、支持部４８では、ボールスタッド３６の揺動による球状部３６Ｂの摺動が他部分に比べて少ない。

このように、本実施形態によれば、支持部４８によって摺動面４４に加わる面圧のバランスをとることで、車両走行に伴うロアボールジョイント２４のベアリングシート４２における摺動面４４の潤滑性が改善される（アッパボールジョイント２０（図１参照）も同様）。

［第２実施形態］
次に、ボールジョイントのベアリングシート及びボールジョイントの第２の実施形態を図４に基づき説明する。なお、第２の実施形態は、以下に説明する点を除き、第１の実施形態とほぼ同様の構成であるので、実質的に同様の構成部については、同一符号を付して説明を省略する。

図４に示されるように、ベアリングシート４２の摺動面４４側には、溝部としてのグリース溝５６が形成されている。グリース溝５６は、グリース部５４（図２参照）と支持部４８とを相互に連通しており（図４では、グリース部の配置される位置のみを符号５４で示す。）、支持部４８を分断して（通って）摺動面４４に沿う略車両上下方向に延在している。

このような構成によれば、第１の実施形態における作用及び効果に加えて、グリース部５４におけるグリース５０（図２参照）がグリース溝５６を介して支持部４８へ供給され、支持部４８での潤滑性も確保でき、ボールスタッド３６の球状部３６Ｂ（図２参照）は、低摩擦で摺動する。このため、ロアボールジョイント２４（図２参照、アッパボールジョイント２０（図１参照）も同様）のベアリングシート４２における摺動面４４の潤滑性をより向上させることができる。

［実施形態の補足説明］
なお、図１に示されるように、上記実施形態では、車輪１０側と車体１６側とを連結するサスペンション１２に用いられるロアボールジョイント２４及びアッパボールジョイント２０を例に挙げて説明したが、ボールジョイントは、伝達機構等に用いられてボールスタッドにおける最も高い頻度で揺動する方向が一揺動方向に特定される他のボールジョイントとしてもよい。

また、図２及び図３等に示されるように、上記実施形態では、ボールスタッド３６の球状部３６Ｂを支持する支持部４８は、フラットな平面状部分が球状部３６Ｂに当っているが、例えば、支持部がベアリングシート（本体）の中心側（凹状内側）へ突出する突部（例えば、半球状突起部、ドーム状突起部、円柱状突起部、円筒状突起部等）とされると共に、これらの突部が互いに対向（対面）配置されてボールスタッドの球状部に当る構成としてもよい。

さらに、上記実施形態では、ベアリングシート４２の支持部４８を周囲よりも厚肉にしているが、例えば、ソケットの内向き部分において、ボールスタッドの一揺動方向の揺動中心に対応する位置にソケットの中心側（凹状内側）へ向けて突出する突出部を設けると共に、ベアリングシートの肉厚を均一にし、前記突出部を覆って配置されるベアリングシートの一部を支持部としてもよい。

本発明の第１の実施形態に係るベアリングシートを備えたボールジョイントの配置位置を示すフロントサスペンションの背面視の構成図である。 本発明の第１の実施形態に係るベアリングシートを備えたロアボールジョイントの全体構成を示す縦断面図である（球状部を一部切り欠いて示す。）。 本発明の第１の実施形態に係るベアリングシートを示す縦断面図である。図３（Ａ）は、車両前後方向に切断した状態で示す。図３（Ｂ）は、図３（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ線断面に相当する。 本発明の第２の実施形態に係るベアリングシートを示す縦断面図である。図４（Ａ）は、車両前後方向に切断した状態で示す。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ線断面に相当する。

符号の説明

１０ 車輪
１２ サスペンション
１６ 車体
２０ アッパボールジョイント（ボールジョイント）
２４ ロアボールジョイント（ボールジョイント）
３６ ボールスタッド
３６Ｂ 球状部
３８ ソケット
４２ ベアリングシート
４４ 摺動面
４４Ａ 一般面
４５ 開口部
４６ 本体部
４８ 支持部
５０ グリース（潤滑剤）
５４ グリース部（潤滑剤溜り）
５６ グリース溝（溝部）
Ａ 一揺動方向
Ｂ 揺動中心

Claims (4)

1. ボールスタッドの球状部と前記球状部が収容されるソケットとの間に介在され、前記球状部の挿入用の開口部が形成されて凹状とされると共に、内周面側が前記球状部の摺動する摺動面とされてかつ潤滑剤の受給に用いられる本体部と、
   前記摺動面の対向する位置に前記摺動面の一般面よりも相対的に前記本体部の中心側へ突出して前記球状部をピン支承可能な支持部と、
   を有することを特徴とするボールジョイントのベアリングシート。
2. 前記ボールスタッドを備えたボールジョイントに設けられる潤滑剤貯留用の潤滑剤溜りと前記支持部とを相互に連通する溝部が前記摺動面側に形成されることを特徴とする請求項１記載のボールジョイントのベアリングシート。
3. 車輪側と車体側とを連結するサスペンションに用いられるボールジョイントであって、
   球状部を備えて揺動可能とされ、最も高い頻度で揺動する方向が車両前後方向の軸回りに往復移動する一揺動方向に特定されるボールスタッドと、
   前記球状部が収容されるソケットと、
   前記球状部と前記ソケットとの間に介在されると共に内周面側が前記球状部の摺動する摺動面とされてかつ潤滑剤の受給に用いられ、前記摺動面の対向する位置に前記球状部を前記一揺動方向の揺動中心でピン支承する支持部が形成されるベアリングシートと、
   を有することを特徴とするボールジョイント。
4. 潤滑剤貯留用の潤滑剤溜りを有し、前記潤滑剤溜りと前記支持部とを相互に連通する溝部が前記ベアリングシートにおける前記摺動面側に形成されることを特徴とする請求項３記載のボールジョイント。

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