JP2021099139A - Ball joint - Google Patents
Ball joint Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021099139A JP2021099139A JP2019231506A JP2019231506A JP2021099139A JP 2021099139 A JP2021099139 A JP 2021099139A JP 2019231506 A JP2019231506 A JP 2019231506A JP 2019231506 A JP2019231506 A JP 2019231506A JP 2021099139 A JP2021099139 A JP 2021099139A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ball
- holding body
- opening
- peripheral surface
- hole
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
Abstract
Description
本発明は、車両のサスペンション部やロボットのアーム部等に用いられるボールジョイントに関する。 The present invention relates to a ball joint used for a suspension portion of a vehicle, an arm portion of a robot, and the like.
従来から、ボールジョイントとして、ボール部を有するボールスタッドと、ソケット(ハウジング)と、ソケット内に収容された摺動部材とを備え、ボール部が保持体(受け部)の略球面状凹部に回転摺動可能に保持されたものが知られている(特許文献1〜3)。
また、ボール部の回転摺動性を向上させるために、上記保持体の凹部に、ゴムまたは樹脂を含浸させた繊維布を配置することが提案されている(特許文献4)。
Conventionally, a ball stud having a ball portion, a socket (housing), and a sliding member housed in the socket are provided as a ball joint, and the ball portion rotates into a substantially spherical recess of a holding body (receiving portion). Those that are slidably held are known (Patent Documents 1 to 3).
Further, in order to improve the rotational slidability of the ball portion, it has been proposed to arrange a fiber cloth impregnated with rubber or resin in the recess of the holding body (Patent Document 4).
このようなボールジョイントにおいて、ボール部を受ける保持体は、ボール部が接触している底部に衝撃等の応力が加わる。しかし、保持体の底部に一部に応力が集中しやすいため、比較的短期間に保持体の底部が摩耗し、寿命に達していた。 In such a ball joint, the holding body that receives the ball portion applies stress such as an impact to the bottom portion in contact with the ball portion. However, since stress tends to concentrate on a part of the bottom of the holder, the bottom of the holder wears in a relatively short period of time and reaches the end of its life.
本発明は、ボール部を受ける保持体の底部における応力集中を緩和し、保持体の長寿命化を図ったボールジョイントを提供することを課題とする。 An object of the present invention is to provide a ball joint that relaxes stress concentration at the bottom of a holder that receives a ball portion and extends the life of the holder.
本発明のボールジョイントは、ボール部と該ボール部の外周面から径方向に突出した軸部とを有するボールスタッドと、 弾性材料からなり、前記ボール部が嵌合可能な略球状の凹部と該凹部の底面から下方に貫通した貫通孔とを有する保持体と、を備える。前記貫通孔は、前記凹部の表面側に位置する一方の開口から、該一方の開口に対して前記貫通孔の反対側に位置する他方の開口に向かって口径が大きくなるように、内周面が傾斜している。 The ball joint of the present invention is made of a ball stud having a ball portion and a shaft portion protruding in the radial direction from the outer peripheral surface of the ball portion, an elastic material, and a substantially spherical recess into which the ball portion can be fitted. A holding body having a through hole penetrating downward from the bottom surface of the recess is provided. The through hole has an inner peripheral surface such that the diameter increases from one opening located on the surface side of the recess toward the other opening located on the opposite side of the through hole with respect to the one opening. Is sloping.
本発明によれば、保持体は、ボール部が嵌合可能な略球状の凹部の底面から下方に貫通した貫通孔を有すると共に、該貫通孔は内周面が傾斜しているので、弾性材料からなる保持体の底部にボール部の回転摺動による応力が加わっても、応力が分散され、保持体の底部が摩耗するのを抑制し、その結果、保持体の長寿命化を図ることができる。 According to the present invention, the holding body has a through hole penetrating downward from the bottom surface of a substantially spherical recess into which the ball portion can be fitted, and the through hole has an inclined inner peripheral surface, so that it is an elastic material. Even if stress due to rotational sliding of the ball is applied to the bottom of the holder, the stress is dispersed and the bottom of the holder is suppressed from being worn, and as a result, the life of the holder can be extended. it can.
以下、本発明の実施形態に係るボールジョイントを図面に基づいて説明する。 図1に示すように、ボールジョイント100は、ボールスタッド1と、ハウジング2と、ハウジング2内部に収納された保持体3と、ダストカバー(カバー部材)4とを備えている。
Hereinafter, the ball joint according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, the
(ボールスタッド)
ボールスタッド1は、金属材料からなり、ハウジング2内部に収容されたボール部11と、ボール部11の外周面から径方向に突出した軸部12とを有する。ボール部11は保持体3により保持され、ボール部11と保持体3との間には摺動部材5が配置されている。摺動部材5はボール部11の外周面に沿って設けられ、上部がダストカバー4内に延在することによりダストカバー4と一体になっている。また、保持体3とダストカバー4と摺動部材5とは一体成型されている。
(Ball stud)
The ball stud 1 is made of a metal material and has a
(ハウジング)
ハウジング2は、上端及び下端が開口した金属製の部材であり、下端に開口21が設けられている。ハウジング2の上端部には内部空間に向かって突出した縁部22が形成され、縁部22により保持体3がハウジング2の外部に抜けるのを防いでいる。
(housing)
The housing 2 is a metal member having openings at the upper and lower ends, and is provided with
(保持体)
保持体3は、樹脂やゴム等の弾性を有する材料からなり、摺動部材5よりも弾性率の小さい材料からなる。また、保持体3は摺動部材5よりも柔らかい。
(Holder)
The
すなわち、保持体3を構成する弾性材料としては、例えば、天然ゴム、ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ハイパロン、ポリブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレン−プロピレン−ジエン三元共重合体(EPDM)、水素添加アクリロニトリルブタジエンゴム(H−NBR)、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、スチレンブタジエンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、ミラブルウレタン、熱硬化性ポリウレタン、熱可塑性ポリウレタンまたは熱可塑性ポリエステルなどのエラストマーが挙げられ、これらの一種または二種以上が使用される。エラストマーには、加硫剤、加硫促進助剤および補強剤が配合されてもよい。加硫剤としては、例えば、ジクミルパーオキサイドなどの有機過酸化物、有機硫黄化合物、金属酸化物などが挙げられる。加硫促進助剤としては、例えば、ステアリン酸などの脂肪酸、金属酸化物などが挙げられる。補強剤としては、例えば、カーボンブラック、ホワイトカーボンなどが挙げられる。さらに、例えば、老化防止剤、充填剤、可塑剤、粘着剤などもまた配合され得る。これら以外に、摺動抵抗を小さくするために、グラファイト、シリコンオイル、フッ素パウダー、二硫化モリブデン等の固体潤滑剤が含まれてもよい。
That is, examples of the elastic material constituting the
保持体3には、ボール部11が嵌合可能な略球状の凹部31と凹部31の底部から下方に貫通した貫通孔32とが形成されている。貫通孔32は保持体3がボール部11により下方に押圧されたときの逃げしろとなっている。また、保持体3はダストカバー4と一体となっている。
The
貫通孔32は、凹部31の表面側に位置する一方の開口33から、該一方の貫通孔32に対して貫通孔32の反対側に位置する他方の開口34に向かって口径が大きくなるように、内周面が傾斜している。これにより、保持体3に応力が加わっても、保持体3の逃げしろが確保されるために、応力が分散され、一部に応力が過度に集中するのを回避することができる。また、貫通孔32は、ハウジング2の下端の開口21に連通している。
The through
図2に示すように、貫通孔32における一方の開口33の径d1をDとしたとき、他方の開口の径d2は1.2D以上、好ましくは1.2D〜1.5Dであるのがよい。他方の開口34の径d2が1.2Dより小さい場合は、応力の分散が不十分であるために、保持体3の破壊や摩耗が生じやすくなる。
As shown in FIG. 2, when the diameter d1 of one opening 33 in the through
保持体3の幅d3は、一方の開口33の径d1をDとしたとき、1.5D以上、好ましくは1.6D〜2Dであるのがよい(但し、保持体3の幅d3>他方の開口34の径d2)。
また、保持体3の底部の厚さt(すなわち、貫通孔32の軸方向に平行な長さ)は、一方の開口33の径d1をDとしたとき、0.03D〜0.1D、好ましくは0.05D以上であるのがよい。保持体3の底部の厚さtがこれよりも薄い場合は、保持体3の底部の耐摩耗性が低下するおそれがある。
The width d3 of the
Further, the thickness t of the bottom portion of the holding body 3 (that is, the length parallel to the axial direction of the through hole 32) is preferably 0.03D to 0.1D, where D is the diameter d1 of one opening 33. Should be 0.05D or more. If the thickness t of the bottom portion of the
貫通孔32の一方の開口33の外周縁部33aは、曲面状(R形状)または面取り形状であるのが好ましい。これにより、外周縁部33aへ加わる応力を分散することができる。
同様の理由から、保持体3の底部の外周部35も曲面状(R形状)または面取り形状であるのが好ましい。
The outer
For the same reason, the outer
(ダストカバー)
図1に戻って、ダストカバー4は、ボールスタッド1の軸部12の基端部12aを全周にわたって覆った筒状の部材であり、保持体3と同じ合成樹脂やゴム等の弾性を有する材料から形成されている。ダストカバー4は、ハウジング2の縁部22から径方向に膨らんだ膨出部41と膨出部41の上方で軸部12に固定された固定部42とを有し、ボールスタッド1に接していない。
膨出部41は軸部12から離れて配置されているのに対し、固定部42は軸部12に当接している。また、膨出部41の下端部にはハウジング2の上端の高さまで摺動部材5が内在している。膨出部41は、ボール部11が回転摺動するのに伴って軸部12の傾斜方向に引っ張られたり圧縮したりする。
(Dust cover)
Returning to FIG. 1, the dust cover 4 is a tubular member that covers the
The bulging
固定部42は、膨出部41よりも径が小さな略円環状に形成され、内側に軸部12が挿入されている。また、固定部42は膨出部41よりも厚みが厚く、垂直断面形状(中央を挟んだ一方)は縦(高さ)が横(水平方向長さ)よりも長い長方形状となっている。固定部42の内周面には径方向内側に向かって突出した凸部44が形成され、凸部44が軸部12の凹部13に嵌合することにより固定部42が軸部12に固定されている。
The fixed
(摺動部材)
摺動部材5は、ボール部の外周面と前記保持体の凹部内周面との間に配置され、ボール部11の外周面に当接する当接部51と、ボール部11から離れるように当接部51から延在した延在部52とを有し、ボール部11を回転摺動可能となるように保持している。当接部51はボール部11に接しているが、延在部52はボール部11に接していない。また、摺動部材5は、保持体3の凹部31内周面から貫通孔32の内周面に延在されている
(Sliding member)
The sliding member 5 is arranged between the outer peripheral surface of the ball portion and the inner peripheral surface of the recess of the holding body, and is in contact with the
上記摺動部材5はゴム又は樹脂が含浸された布からなる。摺動部材5の主体に布が用いられていることによりゴム等からなるシートよりもボール部11の摺動性を良好にできるとともに摺動部材5とボール部11との隙間が生じないようにすることができる。また、布にゴム又は樹脂が含浸されていることにより、布だけからなるシートよりも耐摩耗性及び衝撃吸収力に優れるとともに、保持体3への接着性が良好である。
The sliding member 5 is made of a cloth impregnated with rubber or resin. Since cloth is used as the main body of the sliding member 5, the slidability of the
摺動部材5の布には、一般的な材質の繊維(糸)で構成された布を使用することができ、例えば、アラミド、ナイロン、ウレタン、木綿、絹、麻、アセテート、レーヨン、フッ素を含む繊維、ポリエステル等の材質の繊維(糸)、及びこれらを組み合わせたものを用いて、織ったり、編んだりされたものを使用することができる。また、不織布のように、繊維(糸)を絡ませた状態のものも使用することができる。 As the cloth of the sliding member 5, a cloth made of fibers (threads) of a general material can be used, and for example, aramid, nylon, urethane, cotton, silk, linen, acetate, rayon, and fluorine can be used. Weaving or knitting can be used by using fibers containing fibers, fibers (threads) made of materials such as polyester, and combinations thereof. Further, a non-woven fabric in which fibers (threads) are entwined can also be used.
上述した布に含浸されるゴムは、布を含浸処理できるものであればよく、例えばウレタンゴム、ニトリルゴム、シリコンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、エチレン−プロピレンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、塩素化ポリエチレンゴム、エピクロロヒドリンゴム、水素化ニトリルゴム、クロロプレンゴム、ポリブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム、天然ゴム等を単独で、又はこれらのゴムを各種変性処理したものを使用することができる。これらのゴムは、単独で使用することができるほか、複数種のゴムをブレンドして用いることもできる。また、ゴムには、加硫剤のほか、加硫促進剤、老化防止剤、軟化剤、可塑剤、充填剤、及び、着色剤等の従来からゴムの配合剤として使用していたものを適量配合することができる。これら以外に、布の潤滑性を向上させるために、グラファイト、シリコンオイル、フッ素パウダー、又は二硫化モリブデン等の固体潤滑剤がゴムに含まれていてもよい。 The rubber impregnated in the cloth described above may be any rubber that can be impregnated with the cloth, for example, urethane rubber, nitrile rubber, silicon rubber, fluororubber, acrylic rubber, ethylene-propylene rubber, butyl rubber, isoprene rubber, chlorinated polyethylene. Rubber, epichlorohydrin rubber, hydride nitrile rubber, chloroprene rubber, polybutadiene rubber, styrene butadiene rubber, natural rubber and the like can be used alone, or these rubbers can be modified in various ways. These rubbers can be used alone or in a blend of a plurality of types of rubbers. Further, as the rubber, in addition to the vulcanizing agent, an appropriate amount of a vulcanization accelerator, an antiaging agent, a softening agent, a plasticizer, a filler, a colorant, etc., which have been conventionally used as a rubber compounding agent, is used. Can be blended. In addition to these, the rubber may contain a solid lubricant such as graphite, silicone oil, fluorine powder, or molybdenum disulfide in order to improve the lubricity of the cloth.
上述した布に含浸される樹脂としては、例えばアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ウレタン樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン、ポリカーボネート、PET樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレン、AS樹脂、ABS樹脂、PEEK樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ナイロン、アルキド樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂等の熱可塑性樹脂、又は熱硬化樹脂を用いることができる。 Examples of the resin impregnated in the cloth described above include acrylic resin, polyester resin, urethane resin, vinyl chloride resin, polypropylene, polycarbonate, PET resin, fluororesin, polyethylene, AS resin, ABS resin, PEEK resin, polystyrene resin, and poly. A thermoplastic resin such as vinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, nylon, alkyd resin, phenol resin, epoxy resin, polyphenylene sulfide resin, or a thermosetting resin can be used.
前記布のゴムまたは樹脂の含浸処理方法としては、まずゴム又は樹脂を溶剤に溶かして液状にし、得られた溶液に布を浸す(ディッピング処理)。その後、布を取り出し、布から余分な溶液を落として乾燥させる。 As a method for impregnating the cloth with rubber or resin, first, the rubber or resin is dissolved in a solvent to make it liquid, and the cloth is dipped in the obtained solution (dipping treatment). The cloth is then removed and the excess solution is removed from the cloth and dried.
上述した方法により製造された摺動部材5をボール部11の外表面と保持体3との間に配置すると、摺動部材5は含浸されたゴム又は樹脂によりボール部11や保持体3に接着するが、接着剤を用いるとこれらの接着性をさらに高めることができる。
When the sliding member 5 manufactured by the above method is arranged between the outer surface of the
次に、ボールジョイント100を組み立てる方法を説明する。
先ず、摺動部材5が保持体3の内面に貼り付けられ、保持体3、ダストカバー4および摺動部材5が一体的に成型された部材を用意する。
次に、ボールスタッド1のボール部11を保持体3に嵌合するとともに、ボール部11を摺動部材5に押しつけることにより、ボールスタッド1を保持体3に組み付ける。本実施形態では、ダストカバー4と摺動部材5とが一体となっているため、ボール部11を保持体3に嵌合するのに伴なって、ボールスタッド1の軸部12がダストカバー4内に挿入されることによりダストカバー4が軸部12に装着される。 続いて、ボールスタッド1が組み付けられた保持体3をハウジング2内に収納する。
Next, a method of assembling the ball joint 100 will be described.
First, a member is prepared in which the sliding member 5 is attached to the inner surface of the holding
Next, the
なお、保持体3、ダストカバー4および摺動部材5が一体的に成型された部材をあらかじめハウジング2内に収納し、次にボール部11を保持体3に嵌合させてもよい。
A member in which the holding
以上述べたように、保持体3は、ボール部11が嵌合可能な略球状の凹部31の底面から下方に貫通した貫通孔32を有すると共に、該貫通孔32は内周面が傾斜しているので、弾性材料からなる保持体3の底部に応力が加わっても、応力が分散され、保持体3が早期に破壊し、摩耗するのを抑制し、その結果、保持体3の長寿命化を図ることができる。
As described above, the holding
また、ボール部11と保持体3との間に布による摺動部材5が配置されているので、ボール部11の摺動性を良好にすることができる。さらに、摺動部材5の布にゴム又は樹脂が含浸されていることにより、耐摩耗性及び衝撃吸収力に優れた摺動部材5となるため、耐久性に優れたボールジョイント100を得ることができる。
Further, since the sliding member 5 made of cloth is arranged between the
また、ダストカバー4と摺動部材5とが一体形成されていることにより、ダストカバー4内部への異物の侵入箇所をダストカバー4の軸部12への接触部(固定部42)だけにすることができるため、ダストカバー4内部への異物侵入率を低下させることができる。
Further, since the dust cover 4 and the sliding member 5 are integrally formed, the place where foreign matter enters the inside of the dust cover 4 is limited to the contact portion (fixing portion 42) of the dust cover 4 with the
以下、実施例を挙げて本発明のボールジョイントを詳細に説明するが、本発明は以下の実施例のみに限定されるものではない。
(実施例)
図2に示す形状を有する保持体3について、FEM(有限要素法)による圧力分布のシミュレーションを行った。
使用した保持体3の形状は以下に示すとおりである。
一方の開口33の径d1:12mm
他方の開口34の径d2:16mm
保持体3の幅d3:24mm
一方の開口33の外周縁部33aは、曲面状(R形状)であり、保持体3の底部の外周部35も曲面状(曲率半径:2.5mm)である。シミュレーション結果を図3に示す。
Hereinafter, the ball joint of the present invention will be described in detail with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
(Example)
The pressure distribution of the holding
The shape of the
Diameter d1: 12 mm of one
Diameter of the
Width d3 of holder 3: 24 mm
The outer
(比較例)
図4に示す保持体3´について、実施例と同様にして圧力分布のシミュレーションを行った。使用した保持体3´は、貫通孔32´の内周面が傾斜しておらず、従って一方の開口33´の径と、他方の開口34´の径とが同じ12mmである以外は、実施例の保持体3と同じ形状を有する。
図4に示す保持体3´についてのシミュレーション結果を図5に示す。
(Comparison example)
The pressure distribution of the holding body 3'shown in FIG. 4 was simulated in the same manner as in the examples. The holding body 3'used was carried out except that the inner peripheral surface of the through hole 32'was not inclined, and therefore the diameter of one opening 33'and the diameter of the other opening 34'are the same 12 mm. It has the same shape as the holding
The simulation result for the holding body 3'shown in FIG. 4 is shown in FIG.
図5に示すように、比較例の保持体3´は、特に貫通孔32´の近くに応力が集中しているのに対して、図3に示すように、実施例の保持体3は、貫通孔32近くの応力集中が緩和され、応力が分散していることがわかる。
As shown in FIG. 5, the holding body 3'of the comparative example has stress concentrated particularly near the through hole 32', whereas as shown in FIG. 3, the holding
1 ボールスタッド
2 ハウジング
21 開口
3、3´ 保持体
31 凹部
32、32´ 貫通孔
33、33´ 一方の開口
34、34´ 他方の開口
35 外周部
4 ダストカバー
41 膨出部
42 固定部
5 摺動部材
11 ボール部
12 軸部
100 ボールジョイント
207 保持シート
1 Ball stud 2
Claims (5)
弾性材料からなり、前記ボール部が嵌合可能な略球状の凹部と該凹部の底面から下方に貫通した貫通孔とを有する保持体と、を備え、
前記貫通孔は、前記凹部の表面側に位置する一方の開口から、該一方の開口に対して前記貫通孔の反対側に位置する他方の開口に向かって口径が大きくなるように、内周面が傾斜していることを特徴とするボールジョイント。 A ball stud having a ball portion and a shaft portion protruding in the radial direction from the outer peripheral surface of the ball portion,
A holding body made of an elastic material and having a substantially spherical recess into which the ball portion can be fitted and a through hole penetrating downward from the bottom surface of the recess are provided.
The through hole has an inner peripheral surface such that the diameter increases from one opening located on the surface side of the recess toward the other opening located on the opposite side of the through hole with respect to the one opening. A ball joint characterized by being tilted.
The ball joint according to claim 4, wherein the sliding member extends from the inner peripheral surface of the recess to the inner peripheral surface of the through hole.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019231506A JP2021099139A (en) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Ball joint |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019231506A JP2021099139A (en) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Ball joint |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021099139A true JP2021099139A (en) | 2021-07-01 |
Family
ID=76541017
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019231506A Pending JP2021099139A (en) | 2019-12-23 | 2019-12-23 | Ball joint |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021099139A (en) |
-
2019
- 2019-12-23 JP JP2019231506A patent/JP2021099139A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5975783B2 (en) | Ball joint | |
JP3860283B2 (en) | Sealing device | |
JP6909789B2 (en) | Plain bearing | |
RU2008147811A (en) | SLIDING BEARING | |
JP2004538431A (en) | Ball joint | |
EP2884121A1 (en) | Ball joint dust cover | |
JP6850704B2 (en) | Plain bearing | |
CN111433469A (en) | Sliding bearing | |
JP2021099139A (en) | Ball joint | |
CN111433470A (en) | Pillar bearing | |
JP2016060417A (en) | Rack bush for rack pinion type steering device | |
WO2009048161A1 (en) | Gas spring | |
CN109642610B (en) | Seal for linear guide | |
TW201802366A (en) | Attachment structure for sliding scraper, and linear guide device | |
JP7125131B2 (en) | Retaining rings for linear motion bearings and linear motion bearings | |
CN106996420B (en) | Ball bearing comprising a cage provided with wires and a seal | |
JP6602645B2 (en) | Sealing material fixing structure | |
JP7405645B2 (en) | Soft member mounting structure | |
JP2021181198A (en) | Mounting structure of soft member | |
JP2014156888A (en) | Ball screw, seal material and seal structure | |
CN214463462U (en) | Vehicle electric tail gate balancing pole | |
TWI710719B (en) | Sealing member of linear slide | |
TWI677637B (en) | Sealing material and sealing mechanism | |
JP2022072998A (en) | Friction body mounting structure | |
JP2015197179A (en) | seal material and seal mechanism |