JP2016128698A - 軸受装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ小型化可能な構成で、必要な拘束力を得ることができる軸受装置を提供する。【解決手段】ハウジング16を、内室31の一部をなす下部内室35を有する第１のハウジング体27と、内室31の残りの他部をなす上部内室48、及び上部内室48と連通する開口部32を有する第１のハウジング体27とは別体の第２のハウジング体28とに分割する。第１のハウジング体27と第２のハウジング体28とを対向して配置するとともに、第１のハウジング体27と第２のハウジング体28とを互いに接近させる方向にねじ30により締め付ける。簡単かつ小型化可能な構成で、必要な拘束力を容易に得ることができる。【選択図】図１

Description

本発明は、球状のボール部、及びこのボール部に突設された軸部を有するボール側部材を備えた軸受装置に関する。

従来、例えば自動車などの車両の懸架装置、あるいは操舵装置などに用いる軸受装置として、ボールジョイントがある。このボールジョイントは、ボール部及びこのボール部に対して突出する軸部であるスタッド部を有するボール側部材であるボールスタッドと、このボールスタッドのボール部を回動可能に保持する合成樹脂製などのベアリングシートである円筒状のボールシートと、このボール部を保持したボールシートを受ける収容部である内室を有する有底円筒状のハウジングとを備えている。

このようなボールジョイントにおいて、ボールスタッドをハウジングに対して拘束する拘束力を増加させる場合には、ボール部とハウジングとの接触面積を大きくすることが考えられる。しかしながら、この接触面積は、ボール部の球径などの様々な要因により制限されるため、実質的には困難である。

そこで、ボール部を保持するためのハウジングのかしめ量を増加させる構成(例えば、特許文献１参照。)、あるいは、内室内にばねなどの付勢手段を配置する構成(例えば特許文献２参照。)が知られている。

特開２００６−２６６２９５号公報(第３−５頁、図１−４) 特開２０１０−２０３４５９号公報(第３−６頁、図１)

しかしながら、上述の特許文献１記載の構成の場合には、かしめ変形量(肉の流量)を稼ぐためにハウジングを構成する材料を増加させたり、かしめ荷重が増大することで、そのかしめ変形用の設備を大型化したりすることなどが懸念される。

また、上述の特許文献２記載の構成の場合には、部品点数の増加やハウジングの大型化が生じるおそれがある。

そして、このような課題は、車両用のボールジョイントだけでなく、任意の箇所に用いる軸受装置に対しても同様に生じる。

本発明は、このような点に鑑みなされたもので、簡単かつ小型化可能な構成で、必要な拘束力を得ることができる軸受装置を提供することを目的とする。

請求項１記載の軸受装置は、球状のボール部、及びこのボール部に突設された軸部を備えたボール側部材と、このボール側部材の前記ボール部を収容する収容部、及びこの収容部に連通し前記軸部が突出する開口部を備えた受け側部材とを具備し、前記受け側部材は、前記収容部の一部をなす一の収容本体部を有する一の部材と、前記収容部の残りの他部をなす他の収容本体部、及びこの他の収容本体部と連通する前記開口部を有し、前記一の部材とは別体で、この一の部材に対向して配置される他の部材と、これら一の部材と他の部材とを互いに接近させる方向に締め付け可能な締付部材とを備えたものである。

請求項２記載の軸受装置は、請求項１記載の軸受装置において、締付部材を動作させる駆動手段を備えたものである。

請求項３記載の軸受装置は、請求項１または２記載の軸受装置において、一の部材と他の部材とを互いに回動可能に連結する軸支部材を備えたものである。

請求項４記載の軸受装置は、請求項３記載の軸受装置において、軸支部材とボール部の中心を通る仮想線との距離に対して、この仮想線と締付部材の中心を通る仮想線との間の距離が大きいものである。

請求項１記載の軸受装置によれば、ボール受け側部材を、収容部の一部をなす一の収容本体部を有する一の部材と、収容部の残りの他部をなす他の収容本体部、及びこの他の収容本体部と連通する開口部を有する一の部材とは別体の他の部材とに分割し、これら一の部材と他の部材とを対向して配置するとともに、これら一の部材と他の部材とを互いに接近させる方向に締付部材により締め付けることで、簡単かつ小型化可能な構成で、必要な拘束力を容易に得ることができる。

請求項２記載の軸受装置によれば、請求項１記載の軸受装置の効果に加えて、締付部材を駆動手段によって動作させることで、締付部材をより容易に動作させることができるとともに、駆動手段によって締付部材の締め付けによる拘束力をより容易に調整できる。

請求項３記載の軸受装置によれば、請求項１または２記載の軸受装置の効果に加えて、一の部材と他の部材とを軸支部材により連結しているため、この軸支部材を支点として拘束力が生じ、単純な構造で拘束力を容易に向上することができる。

請求項４記載の軸受装置によれば、請求項３記載の軸受装置の効果に加えて、軸支部材とボール部の中心を通る仮想線との距離に対して、この仮想線と締付部材の中心を通る仮想線との間の距離を大きくしているため、締付部材を相対的に軸支部材から離れた位置として、より小さな締め付けトルクによってより大きな拘束力を得ることができる。

本発明の一実施の形態の軸受装置を示す断面図である。

以下、本発明の一実施の形態の構成を、図１を参照して説明する。

図１において、11は軸受装置であり、この軸受装置11は、本実施の形態では、例えば自動車などの車両の懸架装置、あるいは操舵装置などに用いられる車両用ボールジョイント(球軸受装置)である。そして、この軸受装置11は、ボール側部材であるボールスタッド15と、ボールスタッド15の一部を保持する受け側部材であるハウジング16とを備えている。なお、以下、上下方向及び左右方向は、図１に示す状態を基準とする。

ボールスタッド15は、例えば金属などにより形成されている。このボールスタッド15は、略球状の球頭部であるボール部21と、このボール部21から同軸状に突出する上下方向長手状の丸軸状の軸部であるスタッド部22とを有している。このスタッド部22の長手方向中間の外周側に一体に外方に向って突出して鍔部23が形成されている。また、スタッド部22の上端側の外周面には接続部であるねじ溝24が形成され、このねじ溝24に対して図示しないナットが螺合されることにより被固定体(図示せず)が鍔部23とナットとの間で挟持固定され、軸受装置11が被固定体と接続されるように構成されている。

ハウジング16は、ソケットとも呼ばれるもので、一の部材としての第１のハウジング体27と、他の部材としての第２のハウジング体28とに、例えばボール部21の赤道Ｘの位置で上下に分割され、これら第１及び第２のハウジング体27，28が軸支部材である軸支ピン29を介して互いに上下方向に回動可能に連結されているとともに、これら第１及び第２のハウジング体27，28が締付部材としてのねじ30により互いに締め付けられて構成されている。そして、このハウジング16は、ボール部21を保持する収容部としての内室31、この内室31の軸方向の一端である上端に連通する例えば円形状などの開口部32、及びねじ30が嵌着される締付孔部としてのねじ孔部33を備えている。なお、ボール部21の赤道Ｘとは、中立状態(非回動状態)のボールスタッド15の軸方向Ａにおいてボール部21の径寸法が最大となる位置をいう。

内室31は、ボール部21が嵌着される部分、すなわちボール部21を摺動可能に受ける部分である。すなわち、この内室31の軸方向は、上下方向すなわち軸方向Ａと一致している。また、この内室31は、第１のハウジング体27と第２のハウジング体28とにより、上下方向すなわち軸方向Ａに分割されている。なお、この内室31内には、ボール部21を摺動可能に受ける合成樹脂製などのベアリングシート(ボールシート)が嵌着されていてもよい。

開口部32には、ボールスタッド15のスタッド部22が挿通されて上方に突出している。この開口部32は、ボール部21の直径よりも小さい直径を有する円形状に開口されている。

そして、第１のハウジング体27と第２のハウジング体28とは、それぞれ例えば鉄あるいはアルミニウムなどの金属により成形されており、上下、すなわち軸方向Ａに沿う方向に互いに対向して配置され、互いに重ねられている。

ねじ孔部33には、ねじ30が例えば第１のハウジング体27側から挿入されて締め付けられている。このねじ孔部33は、第１のハウジング体27と第２のハウジング体28とにより、上下方向に分割されている。

第１のハウジング体27は、第２のハウジング体28に対向する一の対向面である上面34が平坦状に形成されており、この上面34に、内室31の一部をなす一の収容本体部である下部内室35が厚み方向に凹設されている。また、この第１のハウジング体27には、一側部である左端部に、第２のハウジング体28と軸支ピン29により連結される一のヒンジ部である下部ヒンジ部36が設けられている。さらに、この第１のハウジング体27には、下部内室35(内室31)に対して下部ヒンジ部36と反対側である右側に、ねじ孔部33の一部をなす一の孔部としての下部ねじ孔部37が厚み方向である上下方向に貫通して設けられている。そして、この第１のハウジング体27には、下部ヒンジ部36と反対側の他側部である右端部に、他の部材と連結される連結部38が設けられている。

下部内室35は、ボール部21の赤道Ｘを含む略下側半分、すなわちボール部21の軸方向Ａの一端側を収容する部分であり、略半球状に形成されている。すなわち、この下部内室35は、内周面が上側(第２のハウジング体28側)に向かって徐々に拡径するように形成されている。

下部ヒンジ部36は、第１のハウジング体27と第２のハウジング体28とを位置決めするための一の位置決め部としての位置決め凹部41と、この位置決め凹部41に突設された図示しない一の軸支片部としての下部軸支片部とを備えている。

位置決め凹部41は、上面34に対して下側に段差状となるように切り欠き形成されている。すなわち、この位置決め凹部41は、上面34から下側へと延びる第１の規制部である第１の規制面43と、この第１の規制面43の下部から上面34と略平行に第１のハウジング体27の左端部へと延びる第２の規制部である第２の規制面44とを備えている。

下部軸支片部は、第２のハウジング体28とともに軸支ピン29が図中の奥行き方向に挿通される部分である。

下部ねじ孔部37の内部には、図示しないねじ溝が設けられている。

連結部38は、第２のハウジング体28の他側部である右端部に対して他端側である右側に延出している。

また、第２のハウジング体28は、第１のハウジング体27に対向する他の対向面である下面47が平端状に形成されており、この下面47が上面34に密着して重ねられている。また、この第２のハウジング体28には、下面47に内室31の残りの他部をなす他の収容本体部である上部内室48が厚み方向に凹設されているとともに、この第２のハウジング体28を上下方向(厚み方向)に貫通して開口部32が形成されている。さらに、この第２のハウジング体28には、一端部である左端部に、第１のハウジング体27の下部ヒンジ部36(下部軸支片部)と軸支ピン29により連結される他のヒンジ部である上部ヒンジ部51が設けられている。また、この第２のハウジング体28には、上部内室48(内室31)に対して上部ヒンジ部51と反対側である右側に、ねじ孔部33の残りの他部をなす他の孔部としての上部ねじ孔部52が厚み方向である上下方向に貫通して設けられている。

上部内室48は、ボール部21の赤道Ｘを含む略上側半分、すなわちボール部21の軸方向Ａの他端側を収容する部分であり、略半球状に形成されているとともに、下端部が下部内室35と連通し、上端部が開口部32と連通している。すなわち、この上部内室48は、内周面が下側(第１のハウジング体27側)に向かって徐々に拡径するように形成されている。

上部ヒンジ部51は、下部ヒンジ部36の位置決め凹部41に嵌合する他の位置決め部となっており、下面47に対して下側に突出するように設けられている。すなわち、この上部ヒンジ部51は、下面47から下側へと延びる第１の規制受部である第１の規制受面55と、この第１の規制受面55の下部から下面47と略平行に第２のハウジング体28の左端部へと延びる第２の規制受部である第２の規制受面56とを備えている。そして、第１の規制受面55が下部ヒンジ部36の位置決め凹部41の第１の規制面43と対向して重ねられ、第２の規制受面56及び下面47が下部ヒンジ部36の位置決め凹部41の第２の規制面44及び上面34と対向して重ねられることで、第２のハウジング体28が第１のハウジング体27に対して上下左右方向に位置決めされている。なお、この上部ヒンジ部51は、例えば下部ヒンジ部36の下部軸支片部を挟む一対が設定されている。

上部ねじ孔部52の内部には、図示しないねじ溝が設けられている。

軸支ピン29は、ねじ30による第１のハウジング体27(下部内室35)と第２のハウジング体28(上部内室48)との締付力、すなわちボール部21に生じるボールスタッド15をハウジング16に拘束する拘束力の支点となっているもので、例えば金属などにより円柱状に形成されており、軸方向Ａである上下方向及び左右方向に対して直交する方向、すなわち図中の奥行き方向に沿って配置されている。

ねじ30は、ボールスタッド15のハウジング16への拘束力の力点となっているもので、例えば金属などにより一体成形され、被操作部としてのねじ頭部61と、このねじ頭部61と略同軸の締付部としてのねじ本体部62とを備えている。そして、このねじ30は、駆動手段としてのモータ63により締め付け及び緩め動作されるように構成されている。

ねじ頭部61は、下部ねじ孔部37に対して嵌合し、第１のハウジング体27の下部に露出している。また、ねじ本体部62は、ねじ孔部33(下部ねじ孔部37及び上部ねじ孔部52)に螺合されている。したがって、ねじ30を締め付けることで、第１のハウジング体27と第２のハウジング体28とが互いに上下に締め付けられ、ボール部21を上下方向に挟み込む力、すなわちボールスタッド15のハウジング16への拘束力が生じるようになっている。

また、ねじ30とボールスタッド15との間の距離、すなわちねじ30の中心を通る仮想線とボールスタッド15の中心を通る仮想線との距離L1は、ボールスタッド15と軸支ピン29との距離、すなわちボールスタッド15の中心を通る仮想線と軸支ピン29の中心を通る仮想線との距離L2よりも大きく設定されている(L1＞L2)。換言すれば、ボールスタッド15のハウジング16への拘束力の作用点と力点との間の距離L1が、支点と作用点との間の距離L2よりも大きくなっている。すなわち、てこの原理により、距離L1が大きいほど、また距離L2が小さいほど、同じねじ30の締め付けトルクに対して生じる拘束力が大きくなるので、距離L1を大きく、または距離L2を小さく、あるいはそれら両方を設定することで、より小さいねじ30の締め付けトルクで大きな拘束力が得られるようになる。

モータ63は、例えばステッピングモータなどの、回動角などを制御可能なものであり、第１のハウジング体27の下部に密着して配置されている。

そして、この軸受装置11を組み立てる際には、予め成形した第２のハウジング体28の上部内室48及び開口部32に対して、予め成形したボールスタッド15のスタッド部22を下方から挿通し、ボール部21の上側の略半分を上部内室48に嵌合させた状態で、上部ヒンジ部51を、予め成形した第１のハウジング体27の下部ヒンジ部36に対して軸支ピン29により連結する。次いで、第２のハウジング体28とともにボールスタッド15を第１のハウジング体27に向けて軸支ピン29を中心として回動させ、ボール部21の下側の略半分を下部内室35に嵌合させた後、ねじ30を下部ねじ孔部37の下方から挿入し、ねじ30のねじ本体部62をねじ孔部33(下部ねじ孔部37及び上部ねじ孔部52)に螺合する。そして、このねじ30をモータ63に接続する。

この軸受装置11は、モータ63を適宜回動させることでねじ30による締付力を第１のハウジング体27(下部内室35)と第２のハウジング体28(上部内室48)とに上下方向に作用させ、ボール部21を上下、すなわち軸方向Ａに締め付ける力、換言すればボールスタッド15をハウジング16に拘束する拘束力を適宜調整する。

このように、上記一実施の形態では、ハウジング16を、内室31の一部をなす下部内室35を有する第１のハウジング体27と、内室31の残りの他部をなす上部内室48、及び上部内室48と連通する開口部32を有する第１のハウジング体27とは別体の第２のハウジング体28とに分割し、これら第１のハウジング体27と第２のハウジング体28とを対向して配置するとともに、これら第１のハウジング体27と第２のハウジング体28とを互いに接近させる方向にねじ30により締め付ける構成とした。このため、ばねを内室31の内部に収容する構成などと比較して、簡単かつ小型化可能な構成で、必要な高い拘束力を容易に得ることができるとともに、コストダウンが可能になる。

さらに、ボールスタッド15をハウジング16に組み付けるためのかしめ変形などが不要になるため、特殊な組み付け設備なども不要となる。

また、ねじ30をモータ63によって動作させることで、複雑なシステムなどを用いることなく、ねじ30をより容易に動作させることができるとともに、モータ63によってねじ30の締め付けによりボールスタッド15のハウジング16への拘束力をより容易に調整できる。

第１のハウジング体27と第２のハウジング体28とを軸支ピン29により連結しているため、この軸支ピン29を支点として拘束力が生じ、単純な構造で拘束力を容易に向上することができる。

軸支ピン29とボール部21の中心を通る仮想線との距離L2に対して、この仮想線とねじ30の中心を通る仮想線との間の距離L1を大きくしているため、ねじ30を拘束力の支点となる軸支ピン29から相対的に離れた位置として、より小さな締め付けトルクによってより大きな拘束力を得ることができる。

なお、上記一実施の形態において、モータ63とねじ30との間に減速器を配置してもよい。この場合には、モータ63によるねじ30の締め付けトルクがより大きくなることで、ボール部21に生じる拘束力をより大きくすることができる。

また、軸受装置11は、車両用の懸架装置や操舵装置だけでなく、車両用の他の任意のボールジョイント、あるいは車両以外のロボットアーム、あるいは電気スタンドの首部など、任意の軸受装置として適用できる。

本発明は、例えば自動車などの車両の懸架装置や操舵装置、あるいはロボットアームなど、軸受装置全般に好適に用いることができる。

11 軸受装置
15 ボール側部材であるボールスタッド
16 受け側部材であるハウジング
21 ボール部
22 軸部であるスタッド部
27 一の部材としての第１のハウジング体
28 他の部材としての第２のハウジング体
29 軸支部材である軸支ピン
30 締付部材としてのねじ
31 収容部としての内室
32 開口部
35 一の収容本体部である下部内室
48 他の収容本体部である上部内室
63 駆動手段としてのモータ

Claims (4)

1. 球状のボール部、及びこのボール部に突設された軸部を備えたボール側部材と、
   このボール側部材の前記ボール部を収容する収容部、及びこの収容部に連通し前記軸部が突出する開口部を備えた受け側部材とを具備し、
   前記受け側部材は、
   前記収容部の一部をなす一の収容本体部を有する一の部材と、
   前記収容部の残りの他部をなす他の収容本体部、及びこの他の収容本体部と連通する前記開口部を有し、前記一の部材とは別体で、この一の部材に対向して配置される他の部材と、
   これら一の部材と他の部材とを互いに接近させる方向に締め付け可能な締付部材とを備えた
   ことを特徴とする軸受装置。
2. 締付部材を動作させる駆動手段を備えた
   ことを特徴とする請求項１記載の軸受装置。
3. 一の部材と他の部材とを互いに回動可能に連結する軸支部材を備えた
   ことを特徴とする請求項１または２記載の軸受装置。
4. 軸支部材とボール部の中心を通る仮想線との距離に対して、この仮想線と締付部材の中心を通る仮想線との間の距離が大きい
   ことを特徴とする請求項３記載の軸受装置。

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