JP2012149705A - ボールジョイントのハウジング及びボールジョイント - Google Patents

Abstract

【課題】ボールスタッド側から加わる圧縮荷重に対する強度を確保でき、かつ、製造コストを抑制しつつ種類が異なる他部材に対して選択的に接続可能なボールジョイントのハウジングを提供する。
【解決手段】筒状の本体部21に対して、本体部21の他方の開口27側から一方の開口26の周囲で本体部21に閉塞部22を係止して一方の開口26を閉塞する。圧縮荷重に対する強度を確保し、かつ、閉塞部22の種類を異ならせるだけで、製造コストを抑制しつつ種類が異なる他部材に対して選択的に接続可能となる。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば車両の操舵装置などに用いられるボールジョイントのハウジング及びこれを備えたボールジョイントに関する。

従来、例えば自動車などの車両の操舵装置のラック軸とタイロッドエンドとを接続するボールジョイントは、ラック軸と接続される円筒状のハウジングと、このハウジングの内部に収容されたベアリングシートすなわちボールシートと、このボールシートの内部に回動可能に保持される球状のボール部を有しこのボール部から突出する軸状のスタッド部がタイロッドエンドと接続されるボールスタッドとを有している。

このようなボールジョイントにおいて、ハウジングと接続されるラック軸は、車種などによってその長さや寸法(サイズ)が異なっており、このように異なる長さや寸法に対応するには、製品毎に異なるハウジングを設定する必要があり、コストアップの要因となる。

そこで、ラック軸をハウジングの軸方向の一端から挿入して接続することで、異なる長さや寸法に共通のハウジングで対応可能とした構成が知られている(例えば、特許文献１参照。)。

特開２０１０−３０５０７号公報(第４−７頁、図３)

しかしながら、上述のボールジョイントでは、ハウジングに対して外側からラック軸を挿入してハウジングに接続してハウジングの一端を閉塞しているため、ボールスタッド側から軸方向に加わる圧縮荷重に対する強度を確保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、ボールスタッド側から加わる圧縮荷重に対する強度を確保でき、かつ、製造コストを抑制しつつ種類が異なる他部材に対して選択的に接続可能なボールジョイントのハウジング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ハウジングは、ボールスタッドの球状のボール部を回動可能に保持した筒状のベアリングシートを前記ボール部とともに内部に収容するボールジョイントのハウジングであって、一端及び他端に一方及び他方の開口を有する筒状の本体部と、少なくとも一部がボールジョイントの外部の他部材と接続可能で、前記本体部の前記他方の開口側から挿入され前記本体部に係止されて前記一方の開口を閉塞する閉塞部とを具備したものである。

請求項２記載のボールジョイントのハウジングは、請求項１記載のボールジョイントのハウジングにおいて、本体部は、一方の開口の内方に突設された突出部を有し、閉塞部は、前記突出部に嵌合することで前記閉塞部を前記本体部に係止する嵌合部を有しているものである。

請求項３記載のボールジョイントのハウジングは、請求項１または２記載のボールジョイントのハウジングにおいて、閉塞部は、ベアリングシートの回動を防止する回動防止部を有しているものである。

請求項４記載のボールジョイントは、請求項１ないし３いずれか一記載のハウジングと、このハウジングの内部に収容された筒状のベアリングシートと、このベアリングシートに回動可能に保持される球状のボール部を有するボールスタッドとを具備したものである。

請求項１記載のボールジョイントのハウジングによれば、筒状の本体部に対して、この本体部の他方の開口側から挿入した閉塞部を本体部に係止して一方の開口を閉塞することで、ボールスタッド側から加わる圧縮荷重に対する強度を確保し、かつ、閉塞部の種類を異ならせるだけで、製造コストを抑制しつつ種類が異なる他部材に対して選択的に接続可能となる。

請求項２記載のボールジョイントのハウジングによれば、請求項１記載のボールジョイントのハウジングの効果に加えて、本体部の一方の開口の内方に突出する突出部に対して嵌合することにより閉塞部を本体部に係止する嵌合部を閉塞部に設けることで、圧縮荷重を嵌合部と突出部との嵌合係止によって受けることができ、この圧縮荷重に対する強度を確保できる。

請求項３記載のボールジョイントのハウジングによれば、請求項１または２記載のボールジョイントのハウジングの効果に加えて、ベアリングシートの回動を防止する回動防止部を閉塞部に設けることで、ボール部の回動に伴うベアリングシートの共回りを効果的に防止できる。

請求項４記載のボールジョイントによれば、請求項１ないし３いずれか一記載のハウジングを備えることで、圧縮荷重に対する強度を確保し、かつ、製造コストを抑制しつつ異なる他部材に対して接続可能となる。

本発明の一実施の形態のハウジングを備えたボールジョイントを示す縦断面図である。 同上ハウジングの閉塞部を示す平面図である。 同上ハウジングの製造工程の一部を示す縦断面図である。 同上ハウジングを示す縦断面図である。 同上ハウジングの内部にベアリングシートを装着した状態を示す縦断面図である。

以下、本発明の一実施の形態の構成を図１ないし図５を参照して説明する。

図１において、11はボールジョイントであり、このボールジョイント11は、例えば自動車などの車両の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11は、軸受部であるハウジング12と、このハウジング12に収容されたベアリングシートとしてのボールシート13と、このボールシート13に一部が回動可能に保持される接続部としてのボールスタッド14と、ハウジング12とボールスタッド14との間を覆う図示しないダストカバーとを備えている。なお、以下、図１などに示す矢印Ｄ方向を例えば下方向とし、矢印Ｕ方向を例えば上方向として説明する。

ハウジング12は、例えば剛性を有する金属により形成されており、円筒状の軸受部本体としての本体部21と、この本体部21に一体的に取り付けられた閉塞部22とを有する、２分割構造(２ピース構造)となっている。

本体部21は、円筒状部品とも呼ばれるもので、ボールシート13が嵌着される内室25を内部に有し、一端に、閉塞部22により閉塞される例えば円形状の一方の開口26を有し、他端に、ボールスタッド14の他部が突出する例えば円形状の他方の開口27を有している。さらに、本体部21の内部には、内室25の一端である下部に位置して、段差部28が形成されている。そして、この本体部21は、他端である他方の開口27側の縁部21aが中心軸方向に向けてかしめ変形されたかしめ変形部となっていることにより、一方の開口26と他方の開口27とが互いに略等しい径寸法となっている。

ここで、段差部28は、ボールシート13の下端を受ける部分であり、全周に亘って周方向に連続し、ハウジング12の中心軸側に向けて突出している。また、この段差部28は、内室25の下部から本体部21の一端(下端)に亘って連続している。したがって、一方の開口26は、本体部21の縁部21aをかしめ変形させる前の他方の開口27に対して径寸法が小さく設定されている(図５)。

そして、この一方の開口26の内縁部には、内方すなわち中心軸方向に向けて、突出部29が突設されている。この突出部29は、一方の開口26の全周に亘って連続して形成されており、先端側(中心軸に近い側)ほど厚みが薄く形成されている。すなわち、この突出部29は、断面視で楔形状に形成されており、他方の開口27側である上側に、先端側(中心軸に近い側)ほど下側へと傾斜した支持面としての傾斜面29aが形成されている。

また、閉塞部22は、ボルト状部品とも呼ばれるもので、本体部21の外部に突出する接続体部31と、この接続体部31の上端に外部へと突設された嵌合部32とを一体に有している。

接続体部31は、例えば雄螺子状に形成された軸状(円柱状)の部分であり、一方の開口26の最小内径寸法(突出部29の先端の内径寸法)よりも小さい外径寸法を有している。また、この接続体部31は、接続部としての雄螺子状の螺合部34が外周に形成されており、この螺合部34がボールジョイント11(ハウジング12(本体部21))の外部に位置する他部材、本実施形態では他部材としての操舵装置のラック軸Ｌに螺合されて接続されている。このラック軸Ｌは、車両のハンドルの回動操作を直線運動に変換して車輪のナックル側に伝達するためのもので、接続体部31が挿入されて螺合される図示しない雌螺子部が先端部に形成されている。

また、嵌合部32は、接続体部31の上端から径方向へと外方に突設された部分であり、最大外径寸法が、かしめ変形前の他方の開口27よりも小さく、かつ、一方の開口26の最小内径寸法(突出部29の先端の内形寸法)及びかしめ変形後の他方の開口27よりも大きく設定されている。さらに、この嵌合部32には、突出部29の傾斜面29aと嵌合する嵌合傾斜面32aが下側の全周に形成されている。すなわち、この嵌合傾斜面32aは、先端側(中心軸に近い側)ほど下側へと傾斜している。そして、この嵌合部32の上部は、平面状の対向面である平面部32bとなっており、この平面部32bには、ボールシート13の回り止め用の回動防止部35が突設されている。この回動防止部35は、例えば径方向に沿う直線リブ状であり、例えば４つ、互いに略等角度(９０°毎)に離間されて形成されている。また、この回動防止部35は、嵌合部32の平面部32bの外周から中心側に向けて延びている。

また、ボールシート13は、例えば摺動性に優れた合成樹脂などにより円筒状に形成されており、内室25に装着された状態で、本体部21の他方の開口27側の縁部21aを中心軸側へとかしめ変形させることで内室25に保持されている。このボールシート13は、内部に球面状の摺動面37を備えているとともに、一端(下端)に、この摺動面37と連続して本体部21の一方の開口26と同軸状に連通する一方のシート開口38を備え、さらに、他端(上端)に、摺動面37と連続して本体部21の他方の開口27と同軸状に連通する他方のシート開口39を備えている。なお、ボールシート13は、１つの部材によって形成してもよいし、例えば互いに特性が異なる合成樹脂などにより形成された複数の部材を組み合わせて構成してもよい。

また、ボールスタッド14は、例えば剛性を有する金属により形成されており、球状のボール部41と、このボール部41から突出する軸状のスタッド部42とを有している。ボール部41は、ボールシート13とともに内室25内に収容され、このボールシート13により回動可能に保持されている。なお、このボール部41の外周面とボールシート13の摺動面37との間には、図示しないが、潤滑剤(グリース)が介在されている。また、スタッド部42は、ハウジング12の本体部21の他方の開口27から上方へと突出している。さらに、このスタッド部42の先端側は、例えば螺合などにより、車輪のナックル側と接続されるタイロッドエンド(図示せず)に対して固定されている。

また、ダストカバーは、ダストシール、あるいはブーツなどとも呼ばれるもので、例えば軟質ゴム、あるいは軟質合成樹脂などにより扁平な(軸方向よりも径方向の寸法が大きい)円筒状に形成されている。そして、このダストカバーは、ハウジング12の本体部21とボールスタッド14のスタッド部42の外周との間に亘って配置されており、本体部21の一方の開口26などを覆っている。

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11のハウジング12を組み立てる際には、まず、図３に示すように、本体部21と閉塞部22とを別個に成形し、本体部21の他方の開口27から閉塞部22を内室25に挿入する。このとき、閉塞部22は、接続体部31側から他方の開口27に挿入する。

次いで、図４に示すように、閉塞部22を、接続体部31を一方の開口26に挿通させて本体部21に圧入して固定する。この状態で、嵌合部32が突出部29に対して上側である他方の開口27側から嵌合し、傾斜面29aと嵌合傾斜面32aとが互いに対向した状態で当接し、閉塞部22が本体部21に係止される。

そして、ボールジョイント11を組み立てる際には、図５に示すように、上記形成したハウジング12の内室25に、他方の開口27からボールシート13を装着するとともに、このボールシート13の摺動面37に対して、他方のシート開口39からボールスタッド14のボール部41を圧入し、図１に示すように、ハウジング12の本体部21の他方の開口27側の縁部21aを中心軸方向へとかしめ変形させる。この結果、ボールシート13がボール部41の外周面に沿って湾曲状に変形し、ボール部41をボールシート13とともに内室25に抜け止め保持する。このかしめ変形により、ボールシート13は軸方向に沿って下方(一方の開口26)へと押し込まれ、閉塞部22の嵌合部32に突設された回動防止部35がボールシート13の底面に食い込み、ボールシート13を回り止めする。

このように、筒状の本体部21に対して、この本体部21の他方の開口27側から挿入した閉塞部22を一方の開口26の周囲で本体部21に係止して閉塞部22により一方の開口26を閉塞することで、例えば閉塞部を一方の開口側から本体部に取り付ける場合、あるいは一方の開口26をかしめ変形させて閉塞部を固定する場合などと比較して、簡単な構造で確実に閉塞部22を抜け止めできるとともに、ボールスタッド14のボール部41側から加わる圧縮荷重に対する強度を確保でき、かつ、閉塞部22の種類を異ならせるだけで、製造コストを抑制しつつ種類が異なる他部材に対して選択的に接続可能となる。

すなわち、閉塞部22は、例えば接続体部31の径寸法、長さ、あるいは螺合部34の有無などの設定を自由に変更することで、ラック軸Ｌの他にも様々な種類の他部材と選択的に接続可能になり、製造コストを必要以上に増加させることなく汎用性を向上できる。

特に、本体部21の一方の開口26の内方に突出する突出部29に対して嵌合することにより閉塞部22を本体部21に係止する嵌合部32を閉塞部22に設けることで、圧縮荷重を嵌合部32と突出部29との嵌合係止によって受けることができ、この圧縮荷重に対する強度を確保できる。

また、閉塞部22は、他方の開口27側から挿入して一方の開口26に対して圧入するだけで本体部21に対して固定できるので、閉塞部22を本体部21に対してねじ込んだり、本体部21をかしめ変形させて閉塞部22を固定したりする場合よりも容易に製造できる。

さらに、本体部21と閉塞部22との材質を異ならせることができるため、例えば本体部21よりも荷重が加わりやすい閉塞部22は本体部21よりも硬質な部材により形成し、閉塞部22よりも荷重が加わりにくい本体部21は、閉塞部22よりも軟質で安価な部材により形成するなど、必要な特性に応じて本体部21と閉塞部22との材料の最適化を図ることができる。

そして、ボールシート13の回動を防止する回動防止部35を閉塞部22に設けることで、ボール部41の回動に伴うボールシート13の共回りを効果的に防止できる。

しかも、上記回動防止部35など、各種付加的な機能(形状)を有する、互いに異なる閉塞部を複数種類用意することで、例えばハウジング全体をそれぞれの機能に応じて別個に製造する場合と比較して、製造コストを必要以上に増加させることなく、付加的な機能にも容易に対応できる。

なお、上記一実施の形態において、回動防止部35は、ボールシート13の共回りを防止できれば、リブ状に形成するだけでなく、例えば溝状(ローレット状)などに形成してもよい。

また、閉塞部22は、本体部21に対して圧入して固定するだけでなく、例えば閉塞部22と本体部21とにそれぞれ螺合部を形成し、これら螺合部を螺合させて固定してもよい。

さらに、ボールジョイント11は車両の操舵装置に用いるだけでなく、他の任意の機構に用いることが可能である。

本発明は、例えば車両の操舵装置などに好適に用いることができる。

11 ボールジョイント
12 ハウジング
13 ベアリングシートとしてのボールシート
14 ボールスタッド
21 本体部
22 閉塞部
26 一方の開口
27 他方の開口
29 突出部
32 嵌合部
35 回動防止部
41 ボール部
Ｌ 他部材としてのラック軸

Claims (4)

1. ボールスタッドの球状のボール部を回動可能に保持した筒状のベアリングシートを前記ボール部とともに内部に収容するボールジョイントのハウジングであって、
   一端及び他端に一方及び他方の開口を有する筒状の本体部と、
   少なくとも一部がボールジョイントの外部の他部材と接続可能で、前記本体部の前記他方の開口側から挿入され前記本体部に係止されて前記一方の開口を閉塞する閉塞部と
   を具備したことを特徴とするボールジョイントのハウジング。
2. 本体部は、一方の開口の内方に突設された突出部を有し、
   閉塞部は、前記突出部に嵌合することで前記閉塞部を前記本体部に係止する嵌合部を有している
   ことを特徴とする請求項１記載のボールジョイントのハウジング。
3. 閉塞部は、ベアリングシートの回動を防止する回動防止部を有している
   ことを特徴とする請求項１または２記載のボールジョイントのハウジング。
4. 請求項１ないし３いずれか一記載のハウジングと、
   このハウジングの内部に収容された筒状のベアリングシートと、
   このベアリングシートに回動可能に保持される球状のボール部を有するボールスタッドと
   を具備したことを特徴とするボールジョイント。

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