JP2009293685A - ボールハウジング、ボールジョイント及びボールハウジングからのボールスタッドの取外し方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ボールジョイントをなすボールスタッド又はボールハウジングが破損等したときにも、破損したいずれか一方のものを容易に交換することができるようにする。
【解決手段】ボールスタッド１０の球状部１２を挿脱するための開口２４を有し、この開口２４から挿入嵌合された球状部１２と球面対偶をなす嵌合凹部２３を形成したボールハウジング２０において、上記嵌合凹部２３には、これに嵌合した球状部１２の抜脱を防止するための弾性的に拡縮径可能な抜止めリング４０を収容しており、上記嵌合凹部２３の一部を、球状部１２の抜脱に伴う抜止めリング４０の拡径を許して球状部１２の抜き出しを許容する内径にし、嵌合凹部２３から球状部１２を脱抜するときに、抜止めリング４０を上記内径位置に保持するリング保持具Ｂを差し込むためのリング保持用溝２７を、上記開口縁部に形成している。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば自動車のバックドアに設けられているダンパーステー等に用いられるボールハウジング、ボールジョイント及びボールハウジングからのボールスタッドの取外し方法に関する。

この種のボールジョイントとして、例えば特許文献１に開示された構成のものがある。図７（Ａ）は、特許文献１において示すボール受け部の開口周縁部に切欠を形成したソケットを備えたボールジョイントの平面図、（Ｂ）は、そのボールジョイントの側面方向からの断面図である。

上記特許文献１に開示されたボールジョイントは、ボールピン２とソケット３とからなっており、このボールジョイント１の一方側を構成するボールピン２は、ピン２ａの先端にボール２ｂを設けてなるものである。

また、ボールジョイント１の他方側を構成するソケット３は、前記ボールピン２のボール２ｂを嵌合して球面対偶をなすボール受け部３ａを有すると共にこのボール受け部３ａ側の一部分に連結するかしめ用円筒部３ｂを有し、ボール受け部３ａの開口周縁部３ｃにおいて前記かしめ用円筒部３ｂとは反対側（先端側）の部分に切欠３ｄを有している。

そして、このボールジョイント１は、ボールピン２のボール２ｂのピン２ａ側にトーションばね４を嵌装し、このトーションばね４の両端を前記切欠３ｄに係合させてボールピン２のボール２ｂとともにトーションばね４をソケット３のボール受け部３ａに嵌合することにより、ボールピン２のボール２ｂがソケット３のボール受け部３ａから抜け落ちるのを防止したものである。
特開平５−２０２９２４号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示されているボールジョイント１は、ボールピン２とソケット３とを一度嵌合させた後に、これらを分離することが困難なものである。
従って、ボールピン２又はソケット３が例えば破損した場合、それらのうちの一方が破損していないときにも、ボールジョイント１自体の交換等を余儀なくされ、非経済的である。

そこで本発明は、ボールジョイントをなすボールスタッド又はボールハウジングが破損等したときにも、破損したいずれか一方のものを容易に交換することができるボールハウジング、ボールジョイント及びボールハウジングからのボールスタッドの取外し方法の提供を目的としている。

上記の目的を達成するためのボールハウジングは、ボールスタッドの球状部を挿脱するための開口を有し、この開口から挿入嵌合された球状部と球面対偶をなす嵌合凹部を形成したものであり、上記嵌合凹部には、これに嵌合した球状部の抜脱を防止するための弾性的に拡縮径可能な抜止めリングを収容しており、上記嵌合凹部の一部を、球状部の抜脱に伴う抜止めリングの拡径を許して球状部の抜き出しを許容する内径にし、嵌合凹部から球状部を脱抜するときに、抜止めリングを上記内径位置に保持するリング保持具を差し込むためのリング保持用溝を、上記開口縁部に形成している。

同上の目的を達成するためのボールジョイントは、球状部を形成したボールスタッドと、その球状部を抜脱するための開口を有し、この開口から挿入嵌合された球状部と球面対偶をなす嵌合凹部を形成したボールハウジングとを有するとともに、嵌合凹部には、これ嵌合した球状部の抜脱を防止するための弾性的に拡縮径可能な抜止めリングを収容しており、上記嵌合凹部の一部を、球状部の抜脱に伴う抜止めリングの拡径を許して球状部の抜き出しを許容する内径にし、嵌合凹部から球状部を抜脱するときに、抜止めリングを上記内径位置に保持するリング保持具を差し込むためのリング保持用溝を、上記開口縁部に形成している。

同上の目的を達成するためのボールハウジングからのボールスタッドの取外し方法は、上記したボールジョイントにおいて、ボールハウジングのリング保持用溝にリング保持具を差し込んで、抜止めリングを球状部の抜き出しを許容する内径位置に保持しておき、ボールスタッドの球状部を嵌合凹部から抜脱することにより、ボールハウジングからのボールスタッドを取り外すことを内容としている。

本発明によれば、ボールジョイントをなすボールスタッド又はボールハウジングが破損したときにも、破損したいずれか一方のものを容易に交換することができる。
従って、メンテナンスを容易に行うことができるとともに、破損したいずれか一方のものを交換すればよいので経済的である。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の第一の実施形態に係るボールハウジングを適用したボールジョイントの断面図、図２（Ａ）は、同上のボールハウジングの正面図、（Ｂ）は、（Ａ）に示すＩ‐Ｉ線に沿う断面図である。

本発明の第一の実施形態に係るボールジョイントＡは、ボールスタッド１０と、ボールハウジング２０とからなる。
ボールスタッド１０は、真球形の球状部（以下、「ボール部」という。）１２を、ロッド部１１の一端に形成した例えばアルミ鋳物等の一体成型品である。

ロッド部１１は、図示しない自動車の後部ドアに取り付けるためのものであり、他端から所要の長さ範囲にわたり一定の外径にした連結部１３、この連結部１３よりも大径にした鍔部１４、及びその鍔部１４からボール部１２にかけて次第に小径になるように形成した首部１５を有して構成されている。

首部１５を、鍔部１４からボール部１２にかけて次第に小径となるように形成しているので、ボールハウジング２０に対する球心Ｏ２を中心としたボールスタッド１０の回動角度を大きくすることができる。

ボールハウジング２０は、ボール受け部２１と連結部２２とを形成した例えばアルミ鋳物等の一体成型品である。
連結部２２は、例えば自動車の後部ドアに取り付けられたショックアブソーバ（図示しない）に連結固定するためのものであり、所要の内径にした円筒形に形成している。なお、２２ａは連結用孔である。

ボール受け部２１は略半球形の外観形状となっており、これには、中心軸線Ｏ１に直交する軸線Ｏ３を中心とした略円筒形の嵌合凹部２３が形成されている。

嵌合凹部２３は、後述する開口２４から挿入嵌合されたボール部１２と球面対偶をなす機能を有するものであり、その嵌合凹部２３の一部を、ボール部１２の抜脱に伴う抜止めリング４０の拡径を許してボール部１２の抜き出しを許容する内径にしている。

本実施形態において示す嵌合凹部２３は、図２（Ｂ）に示すように、リング拡縮部２６と、ボール保持部２７とからなる。
開口２４は、上記ボール部１２を嵌合凹部２３に対して挿脱するためのものであり、中心軸線Ｏ１を含む平面と並行な平面上であって、嵌合凹部２３とボール受け部２１の外表面とが交差する部分に円形に形成されている。

開口２４は、ボール部１２よりもやや大きい内径Ｄ１にして形成されており、その外縁部には、ボール部１２の挿入を容易にするためのボール案内面２４ａが、外縁から内縁に向けて小径となるように形成されている。

このようなボール案内面２４ａを形成することにより、ボール部１２を嵌合凹部２３に挿入するときのガイドとなり、機械的に組み立てるときにも両者の位置決めを厳密に行う必要がなく、自動化を容易に行うことができる。

上記した開口２４の縁部には、後述する抜止めリング４０を上記リング拡縮部２８に保持しておくための、互いに対となるリング保持用溝２７，２７が形成されている。
リング保持用溝２７，２７は、嵌合凹部２３に嵌合しているボール部１２を開口２４から抜脱するときに、詳細を後述するリング保持具Ｂの直径よりもやや広い幅ｗ１にし、かつ、図２（Ｂ）に示すように、開口２４からリング拡縮部２８の底部側端２８ａにいたる深さＬ１に形成している。

また、リング保持用溝２７，２７を、中心軸線Ｏ１と軸線Ｏ３との交点を通り、かつ、中心軸線Ｏ１と軸線Ｏ３を含む平面と直交する軸線Ｏ４上であって、中心軸線Ｏ１を挟む開口２４の両側対向位置に形成している。これにより、抜止めリング４０を安定して保持できるようにしている。

上記したボール保持部２７は、ボール部１２の直径に略一致する内径にした円筒形に形成されており、これの奥部に円錐形のボール当接壁２５を形成したものである。
図１に示すように、ボール保持部２９の全長Ｌ２は、ボール部１２をボール当接壁２５に当接したときに、その当接点からボール部１２の球心Ｏ２までの寸法Ｌ３よりもやや長く形成されている。

リング拡縮部２８は、開口２４近傍から底部であるボール当接壁２５にいたる途中に、ボール部１２の抜脱に伴う抜止めリング４０の拡径を許してボール部１２の抜き出しを許容する内径Ｄ２から、その抜止めリング４０を縮径させてボール部１２の抜脱を阻む内径Ｄ３にしたテーパ形に形成されている。

換言すると、図２（Ｂ）に示すように、ボール部１２の抜脱に伴う抜止めリング４０の拡径を許してボール部１２の抜脱を許容する内径Ｄ２にした底部側端２８ａから、その抜止めリング４０を縮径させてボール部１２の抜脱を阻む内径Ｄ３にした開口側端２８ｂにかけてテーパ形に形成されている。

具体的には、リング拡縮部２８の底部側端２８ａの内径Ｄ２は、ボール当接壁２５に当接したボール部１２との間に、抜止めリング４０が、そのボール部１２の直径以上に拡径できるだけの幅を有する寸法にしている。
また、開口側端２８ｂの内径Ｄ２は、ボール部１２の直径よりも小さい内径に縮径させた寸法を維持させるように設定している。

図３（Ａ）は、抜止めリングの拡大正面図、（Ｂ）は、リング保持具の平面図である。
抜止めリング４０は、図３（Ａ）に示すように、上述した嵌合凹部２３に嵌合したボール部１２の抜脱を防止するためのものであり、弾性的に拡縮径可能な断面円形のリング形にした金属製のものである。

上記抜止めリング４０に拡径する外力を作用しないときには、これの外径Ｄ４が開口２３の内径Ｄ１よりも大きく、また、内径Ｄ５が開口２３の内径Ｄ１よりも小さくなる直径のものである。

リング保持具Ｂは、図３（Ｂ）に示すように、連結部５０の両端を半円形に曲成して保持片５０ａ，５０ａを、連結部５０と平衡に形成した、平面視において細長い略長方形輪郭に形成されている。

保持片５０ａ，５０ａと連結部５０の間隔ｗ２は、上記したボール受け部２１の軸線Ｏ３との交点からリング保持用溝２７，２７の底壁２７ａ（図２（Ｂ）参照）までの寸法ｗ３に一致させている。

保持片５０ａ，５０ａの開放端どうしの間隔ｗ４は、上記開口２４の内径Ｄ１よりもやや短い間隔にしている。具体的には、リング拡縮部２８の底部側端２８ａに位置している抜止めリング４０に当接する間隔にしている。
換言すると、リング拡縮部２８の底部側端２８ａに位置している抜止めリング４０の内径にほぼ一致する間隔にしている。

次に、上述したボールハウジングからのボールスタッドの取外し方法について、図４（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。図４（Ａ）は、リング保持具をボールハウジングに装着する様子を示す断面図、（Ｂ）は、ボールハウジングにリング保持具を装着した様子を示す断面図、（Ｃ）は、ボールハウジングからボールスタッドを取り外す様子を示す断面図である。

ボールハウジング２０の嵌合凹部２３に、ボールスタッド１０のボール部１２を嵌合しているとき、ボールスタッド１０をボールハウジング２０から取り外そうとした場合、嵌合凹部２３からボール部１２が抜脱する方向に移動すると、その移動に伴って、抜止めリング４０も開口側端２８ｂに移動する。

この移動により、抜止めリング４０はリング内周壁面によって次第に縮径させられ、ボール部１２の開口２４からの抜脱が阻まれる。従って、使用状態においては、ボールハウジング２０からボールスタッド１０が抜脱することがない。

次に、ボールハウジング２０からボールスタッド１０を取り外そうとするとき、図４（Ａ）に示すように、リング保持具Ｂを上記リング保持用溝２７，２７に保持片５０ａ，５０ａを差し込みながら、ボール受け部２１に被装する。

リング保持用溝２７，２７に保持片５０ａ，５０ａを差し込みながら、ボール保持部２９にリング保持具Ｂを被装すると、図４（Ｂ）に示すように、連結部５０とリング保持用溝２７，２７に差し込まれた保持片５０ａ，５０ａとにより、ボール保持部２９を軸線Ｏ３上で弾性的に挟持した状態になる。
これにより、リング保持用溝２７，２７に保持片５０ａ，５０ａが差し込まれた状態が保持される。

リング保持用溝２７，２７に保持片５０ａ，５０ａが差し込まれた状態が保持されているとき、その保持片５０ａ，５０ａによって抜止めリング４０は上記した底部側端２８ａに保持される。

図４（Ｃ）に示すように、保持片５０ａ，５０ａによって抜止めリング４０が底部側端２８ａに保持されているときには、その抜止めリング４０は、ボール部１２の抜脱に伴う拡径を許され、これにより、ボール部１２を嵌合凹部２３から抜脱することができるようになる。このようにして、ボールハウジング２０からのボールスタッド１０を取り外している。

次に、図５，６を参照して、第二の実施形態に係るボールハウジングについて説明する。
図５（Ａ）は、第二の実施形態に係るボールハウジングの正面図、（Ｂ）は、（Ａ）に示すＩＩ‐ＩＩ線に沿う断面図、（Ｃ）は、ＩＩＩで示す包囲線で示す部分の拡大図である。

本実施形態に示すボールハウジング２０Ａは、嵌合凹部を上記したものと異ならせているので、以下には、嵌合凹部について詳細に説明し、第一の実施形態において説明したものと同等のものについては、それらと同一の符号を付して説明を省略する。

嵌合凹部３０は、開口２４から挿入嵌合された上記ボール部１２と球面対偶をなす機能を有するものであり、これの一部を、ボール部１２の抜脱に伴う抜止めリング４０の拡径を許してボール部１２の抜き出しを許容する内径にしている。

嵌合凹部３０は、図５（Ｂ），（Ｃ）に示すように、リング拡縮部３１と、上記したボール保持部２９とからなる。
本実施形態において示すリング拡縮部３１は、抜出し許容室３２、連絡室３３、及び抜出し阻止室３４からなるものであり、開口２４近傍から底部であるボール当接壁２５にいたる途中に形成されている。

抜出し許容室３２は、ボール部１２の抜脱に伴う抜止めリング４０の拡径を許してボール部１２の抜き出しを許容する内径Ｄ６にした円筒形に形成されている。
具体的には、内径Ｄ６は、ボール当接壁２５に当接したボール部１２との間に、抜止めリング４０が、そのボール部１２の直径以上に拡径できるだけの幅を有する寸法にしている。

抜出し阻止室３４は、抜止めリング４０を縮径させてボール部１２の抜脱を阻む内径Ｄ７にした円筒形に形成されており、具体的には、ボール部１２の直径よりも小さい内径に縮径させた寸法を維持させるように設定している。

連絡室３３は、抜出し許容室３２と抜出し阻止室３４との間における抜止めリング４０の移動を円滑に行わせるためのものであり、内径Ｄ６〜Ｄ７にした円錐形（テーパ形）に形成している。

本実施形態において示すリング保持用溝２７，２７は、嵌合凹部３０に嵌合しているボール部１２を開口２４から抜脱するときに、詳細を後述するリング保持具Ｂの直径よりもやや広い幅ｗ１にし、かつ、開口２４から抜出し許容室３２の底部側端３２ａにいたる深さＬ４に形成している。

上記の構成からなる第二の実施形態に係るボールハウジングを用いたボールジョイントの使用態様を、図６に示す。図６は、第二の実施形態に係るボールハウジングを用いたボールジョイントの使用態様を示す説明図である。

第二の実施形態に係るボールハウジングを用いたボールジョイントＡ１は、ボールスタッド５０と、上述したボールハウジング２０Ａとからなる。
ボールスタッド５０は、ボール部５１を、ねじ部５２の一端に形成した例えばアルミ鋳物等の一体成型品である。

ねじ部５２は、他端から所要の長さ範囲にわたり形成した雄ねじ５３、その雄ねじ５３よりも大径にした鍔部５４、例えばスパナ等により回転させるためのナット部５５、このナット部５５からボール部５１にかけて次第に小径になるように形成した首部５６を有して構成されている。

上記した構成のボールスタッド５０のねじ部５２を、例えば自動車の後部ドア６０に螺合するとともに、ボールハウジング２０Ａの連結部２２に、ショックアブソーバ７０のロッド７１を連結することにより、後部ドア６０を楽に開閉することができるようになる。

そして、ボールスタッド５０又はボールハウジング２０Ａが破損したなら、上記図４において説明したようにして、破損に係るボールスタッド５０又はボールハウジング２０Ａを新規のものに交換するのである。

なお、本発明は上述した実施形態に限るものではなく、次のような変形実施が可能である。
・上述した実施形態においては、金属製の抜止めリングについて説明したが、例えばゴムや樹脂製のリングを採用することができる。

・上述したように、本実施形態においてボールスタッドというときには、ボール部をロッド部の一端に形成したものの他、ボール部をねじ部の一端に形成したものを含んでいる。換言すると、所謂ボールスタッドとボールスタッドボルトを含む。

本発明の第一の実施形態に係るボールハウジングを適用したボールジョイントの断面図である。 （Ａ）は、同上のボールハウジングの正面図、（Ｂ）は、（Ａ）に示すＩ‐Ｉ線に沿う断面図である。 （Ａ）は、抜止めリングの拡大正面図、（Ｂ）は、リング保持具の平面図である。 （Ａ）は、リング保持具をボールハウジングに装着する様子を示す断面図、（Ｂ）は、ボールハウジングにリング保持具を装着した様子を示す断面図、（Ｃ）は、ボールハウジングからボールスタッドを取り外す様子を示す断面図である。 （Ａ）は、第二の実施形態に係るボールハウジングの正面図、（Ｂ）は、（Ａ）に示すＩＩ‐ＩＩ線に沿う断面図、（Ｃ）は、ＩＩＩで示す包囲線で示す部分の拡大図である。 本発明の第二の実施形態に係るボールハウジングの使用態様を示す説明図である。 （Ａ）は、特許文献１において示すボール受け部の開口周縁部に切欠を形成したソケットを備えたボールジョイントの平面図、（Ｂ）は、そのボールジョイントの側面方向からの断面図である。

符号の説明

１０ ボールスタッド
１２ 球状部
２０ ボールハウジング
２３，３０ 嵌合凹部
２４ 開口
２７ リング保持用溝
２８ リング拡縮部
２９，３１ ボール保持部
３２ 抜出し許容室
３４ 抜出し阻止室
４０ 抜止めリング
Ａ ボールジョイント
Ｂ リング保持具

Claims (8)

1. ボールスタッドの球状部を挿脱するための開口を有し、この開口から挿入嵌合された球状部と球面対偶をなす嵌合凹部を形成したボールハウジングにおいて、
   上記嵌合凹部には、これに嵌合した球状部の抜脱を防止するための弾性的に拡縮径可能な抜止めリングを収容しており、
   上記嵌合凹部の一部を、球状部の抜脱に伴う抜止めリングの拡径を許して球状部の抜き出しを許容する内径にし、
   嵌合凹部から球状部を脱抜するときに、抜止めリングを上記内径位置に保持するリング保持具を差し込むためのリング保持用溝を、上記開口縁部に形成したことを特徴とするボールハウジング。
2. ボールスタッドの球状部を抜脱するための開口を有し、この開口から挿入嵌合された球状部と球面対偶をなす嵌合凹部を形成したボールハウジングにおいて、
   上記嵌合凹部に、これに嵌合した球状部の抜脱を防止するための弾性的に拡縮径可能な抜止めリングを収容していること、
   嵌合凹部の一部には、底部側から開口近傍に向けて、球状部の抜脱に伴う抜止めリングの拡径を許して球状部の抜脱を許容する内径から、その抜止めリングを縮径させて球状部の抜脱を阻む内径にしたテーパ形のリング拡縮部が形成されていること、
   嵌合凹部から球状部を抜脱するときに、抜止めリングを球状部の抜脱を許容する上記内径位置に保持するリング保持具を差し込むためのリング保持用溝を、上記開口縁部に形成したことを特徴とするボールハウジング。
3. ボールスタッドの球状部を抜脱するための開口を有し、この開口から挿入嵌合された球状部と球面対偶をなす嵌合凹部を形成したボールハウジングにおいて、
   上記嵌合凹部には、これに嵌合した球状部の抜脱を防止するための弾性的に拡縮径可能な抜止めリングを収容していること、
   嵌合凹部の一部には、開口近傍から底部にいたる途中に形成されたリング拡縮部と、このリング拡縮部から底部にかけて形成されたボール保持部とからなり、
   リング拡縮部は、球状部の抜脱に伴う抜止めリングの拡径を許して球状部の抜脱を許す内径にした底部側端から、その抜止めリングを縮径させて球状部の抜脱を阻む内径にした開口側端にかけてテーパ形に形成されていること、
   嵌合凹部から球状部を抜脱するときに、抜止めリングを球状部の抜脱を許す上記内径位置に保持するリング保持具を差し込むためのリング保持用溝を、上記開口縁部に形成したことを特徴とするボールハウジング。
4. ボールスタッドの球状部を抜脱するための開口を有し、この開口から挿入嵌合された球状部と球面対偶をなす嵌合凹部を形成したボールハウジングにおいて、
   上記嵌合凹部には、これに嵌合した球状部の抜脱を防止するための弾性的に拡縮径可能な抜止めリングを収容していること、
   嵌合凹部の一部には、開口近傍から底部にいたる途中に形成されたリング拡縮部と、このリング拡縮部から底部にかけて形成されたボール保持部とからなり、
   リング拡縮部は、ボール部の抜脱に伴う抜止めリングの拡径を許してボール部の抜き出しを許容する内径にした円筒形の抜出し許容室と、抜止めリングを縮径させてボール部の抜脱を阻む内径にした円筒形抜出し阻止室とを有していること、
   嵌合凹部から球状部を抜脱するときに、抜止めリングを球状部の抜脱を許す上記抜出し許容室に保持するリング保持具を差し込むためのリング保持用溝を、上記開口縁部に形成したことを特徴とするボールハウジング。
5. リング保持用溝を、嵌合凹部の開口から底部にわたる深さに形成していることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のボールハウジング。
6. リング保持用溝を、開口の両側対向位置に形成していることを特徴とする請求項５に記載のボールハウジング。
7. 球状部を形成したボールスタッドと、その球状部を抜脱するための開口を有し、この開口から挿入嵌合された球状部と球面対偶をなす嵌合凹部を形成したボールハウジングとを有するとともに、
   嵌合凹部には、これ嵌合した球状部の抜脱を防止するための弾性的に拡縮径可能な抜止めリングを収容しており、
   上記嵌合凹部の一部を、球状部の抜脱に伴う抜止めリングの拡径を許して球状部の抜き出しを許容する内径にし、
   嵌合凹部から球状部を抜脱するときに、抜止めリングを上記内径位置に保持するリング保持具を差し込むためのリング保持用溝を、上記開口縁部に形成したことを特徴とするボールジョイント。
8. 請求項７に記載したボールジョイントにおいて、
   ボールハウジングのリング保持用溝にリング保持具を差し込んで、抜止めリングを球状部の抜き出しを許容する内径位置に保持しておき、
   ボールスタッドの球状部を嵌合凹部から抜脱することにより、ボールハウジングからのボールスタッドを取り外すことを特徴ボールスタッドの球状部を嵌合凹部から抜脱することにより、ボールハウジングからのボールスタッドを取り外すことを特徴とするボールハウジングからのボールスタッドの取外し方法。

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