JP2525008B2

JP2525008B2 - ジヨイント

Info

Publication number: JP2525008B2
Application number: JP62178154A
Authority: JP
Inventors: ルーエイ・イー・ウッド・ジュニア
Original assignee: TRW Inc
Current assignee: Northrop Grumman Space and Mission Systems Corp
Priority date: 1986-07-16
Filing date: 1987-07-16
Publication date: 1996-08-14
Anticipated expiration: 2011-08-14
Also published as: DE3723548A1; US4725159A; JPS6330605A; DE3723548C2

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明はジョイントに関わり、より詳細には相対移動
可能部及び該移動可能部間に配設されるエラストマー軸
受とを有するジョイントに関する。

従来の技術及びその問題点相対移動可能部及びその間に配設された軸受を有する
ジョイントは周知のものである。軸受は該移動可能部間
で伝達された荷重を支える。このジョイントは、前記移
動可能部を第１の相対方向に移動させる荷重が比較的大
きく、それに対し該移動可能部を第２の相対方向に移動
させる荷重が比較的小さい場合に使用される。軸受は上
述の荷重変化を制御する為に開発されたものである。

詳しくは、二つの分離部によって形成された周知の軸
受は上記移動可能部間に配設される。ナイロンの様な比
較的硬質材料で形成した軸受の一方の部分は上記移動可
能部間に配設され、移動可能部の相対移動についての第
１の方向に作用する荷重を支える。ゴムの様な弾性砕料
で形成した軸受の他方の部分は上記移動可能部間に配設
され、移動可能部の相対移動についての第２の方向に荷
重を伝達する。この様な軸受は、米国特許No.3,486,778
に於いても開示されている。

相対移動可能部及びその間に配設されるエラストマー
軸受を有するジョイントもまた周知のものである。その
例証として米国特許第No.3,843,272号が挙げられる。出
願人の知るところによれば、上述の荷重変化を統御する
ように構成され且つ全体がエラストマー材にて形成され
た軸受を備えるジョイントは未だ公知のものとはなって
いない。

また、一般にジョイントは、ヘッドとそれから延びる
シャンク部とを有したスタッドをソケット内に受け、こ
れらの間にエラストマー材を配する構成となっている。
この場合、スタッドの揺動に対してエラストマー材は一
定の抵抗しか与えないため、スタッドの揺動が容易に生
じるようにするとスタッドはソケットの縁にぶつかりい
づれかが損傷する可能性があり、またこれを避けるため
エラストマー材の剛性を大きくするとスタッドの揺動に
対する抵抗が大きくなり過ぎるという問題がある。

問題点を解決するための手段本発明はエラストー材を、第１の抵抗力を与える第１
層と第１の抵抗よりも大きい第２の抵抗力を与える第２
層とより成るものとし、またリテイナーをこれらの間に
設け、これによりスタッドが一定以上揺動するとリテイ
ナーと係合しそれ以降は第２の抵抗力が与えられるよう
にして、上記問題を解決した。

実施例本発明は相対移動可能部品、すなわちスタッドとソケ
ットとを有するジョイントを提供する。エラストマー軸
受はこのスタッドとソケットの間に配設される。相対移
動可能部品を備えるジョイントは各種のステアリング及
びサスペンション等の用途に使用される。初めに、本発
明の容易な理解を助けるため、本発明において行った改
良をほどこす前のジョイントの例を第１図及び第２図を
参照して説明する。第１図及び第２図に於いて、車両用
ステアリング結合ジョイント20が図示される。

ジョイント20はソケット32、スタッド34及び一体物と
してのエラストマー軸受36（第２図）とを備える。ソケ
ット32は車両ステアリングリング装置の一部（図示せ
ず）と連結可能である。スタッド34は車両ステアリング
リンク装置の（図示せず）もう一方の部分と連結可能で
ある。スタッド34はソケット32に相対的に旋回即ち揺動
運動し、且つソケット32に関連する縦軸即ち長手方向軸
線38を中心に回動可能である。

ソケット32は上方半部材42及び下方半部材44を有す
る。上方半部材42と下方半部材44はスチールより打ち抜
かれる。上方半部材42はフランジ52を有する。下方半部
材44は、該半部材双方を結合させるためにフランジ52を
覆うようにその端部を押し曲げた縁部54を有する。ソケ
ット32はチャンバー56を限定する概略球状の内面を有す
る。

ソケット32は長円開口部58（第１図）を有する。該長
円開口部58は、寸法Ａで表示される長さと寸法Ｂで表示
される幅を有する。寸法Ａは寸法Ｂよりも大きい。ソケ
ット32はまた一対の開口部62を形成している。ボルト若
しくはリベット（図示せず）の如き締め金具は、ソケッ
ト32を車両ステアリングリンク装置の一部に結合させる
為に開口部62をそれぞれ貫通して延在する。また、ソケ
ット32は上方半部材42より突設せる突出部64を形成す
る。第１図からわかる様に、上方半部材42からは４個の
突出部64が延在している。上記突出部はくぼみ66（第２
図）を限定する内面をそれぞれ有する。尚、この目的は
後述することにする。

スタッド34はヘッド部72及び該ヘッド部より延在せる
シャンク部74を備える。スタッド34は、鍛造技術もしく
は粉末冶金技術の如き周知の処理工程により金属で形成
される。ヘッド部72は概略球状を成しておりチャンバー
56内に配設される。ヘッド部72は球状形として図示され
ているが、当該技術で知られている通り各種の形状を帯
びても良い事は明らかである。シャンク部74は長円開口
部58を貫通して延在する。開口部58の寸法Ｂ（第１図）
はシャンク部74の直径よりもわずかに大きい。開口部58
の寸法Ａはシャンク部74の直径よりかなり大きい。従っ
て、スタッド34は、長円開口部58の寸法Ａに沿う通路に
於いてソケット32について制限された範囲で揺動するこ
とになる。スタッド34はまたソケット32に関連するその
縦軸38（第２図）を中心に回動可能である。

スタッド34及びソケット32間には一体物としてのエラ
ストマー軸受36が配設されている。軸受36は弾性的にス
タッド34及びソケット32を相互連結させ、且つその間に
荷重を伝達する。エラストマー軸受36は、周知の如く、
スタッド34のヘッド部72をカプセル状に包み込むと共に
該ヘッド部に固着される。エラストマー軸受36はソケッ
ト32のチャンバー56内に充満配置されている。

エラストマー軸受36は、比較的柔らかい一方の部分と
比較的硬い他方の部分との二つのエラストマー材料を一
体に結合したものから成っている。柔らかい一方の部分
は弾性部又は第２の部分84と称され、硬い他方の部分は
第１の部分82と称される。エラストマー軸受36の第１の
部分82は、金型キャビティ内に於いてスタッド34の周り
に第１及び第２の部分82、84を同時に成形することによ
り第２の部分84と一体的に形成される。第１の部分82の
材料は60から90ポイントの範囲の比較的高いジュロメー
ター硬度を持つものから選定される。従って、第１の部
分82は比較的硬く非弾性であり、それ故に比較的高い荷
重を伝達するのに適している。第１の部分82は、スタッ
ド34に対して概略軸方向に加えられる荷重力をスタッド
34及びソケット32間に伝達する。

第１の部分82はスタッド34及びソケット32間の最高荷
重域に配設される。詳しく云えば、ジョイント20はスタ
ッド34に対して概略軸方向に加えられる比較的高い荷重
を受け、また第１の部分82は直径方向に於いてスタッド
34のシャンク部74に対向して配設される。

エラストマー軸受36の第２の部分84は第１の部分82よ
りもやわらかく弾性がある。荷重がソケット32に関連す
る初期位置より旋回するようスタッド34に加えられる
と、第２の部分84は相対旋回運動に抗する内部力を発生
させる。この内部力によりスタッド34とソケット32は、
スタッド34お旋回運動を引き起こす荷重が除去される
時、その初期相対位置に戻る。また、スタッド34が縦軸
38を中心に回動すると、その回動に抗する内部力が第２
の部分84に発生する。かくしてスタッド34は第２の部分
84に於ける内部弾性力によりソケット32に関連する初期
位置に回帰せしめられる。第２の部分84は、40から70ポ
イントの範囲の比較的低いジュロメーター硬度を有する
弾性エラストマー材で形成される。第２の部分のジュロ
メーター硬度は第１の部分のそれよりも15から25ポイン
ト分だけ低くなる。

エラストマー軸受はソケット32により限定されるくぼ
み66内に延在貫通する突出部88を有する。これら突出部
88は、エラストマー軸受36のソケット32に対するスリッ
プを防ぐ為にエラストマー軸受36とソケット32を機械的
に連結させている。該突出部は第１の部分82の材質と類
似した高硬度エラストマー材で形成されることが好まし
い。

エラストマー軸受36はまた転移帯92を備える。この転
移帯92は、成形工程の際に混合した第１の部分82及び第
２の部分84の材料を有している。この転移帯92は、二種
の軸受材料の不連続分離線に生ずる応力の蓄積を防ぐ。

次に本発明の実施例を説明する。ジョイント110とし
て表示される本発明の実施例は第３図及び第４図にて図
示される。ジョイント110はその典型使用例としてオー
トモーティブラック及びピニオンステアリングリンク装
置に於ける内部タイロッド端として使われる。ジョイン
ト110（第４図）は、ソケット122、スタッド124及び第
１抵抗力と第２抵抗力とによりスタッドの相対旋回運動
に抗する抵抗手段をを備える。

ソケット122は２つの部品、すなわちラックバーコネ
クター132及びソケットハウジング134を有する。ソケッ
トハウジング134はチャンバー142を限定する内面を有す
る。ソケットハウジング134はまた円状開口部144を形成
している。ラックバーコネクター132はフランジ146を備
える。ラックバーコネクター132のソケットハウジング1
34に対する結合組立て時に於いて、ソケットハウジング
134の端部148はフランジ146に沿って変形される。ソケ
ットハウジング134は、ラックバーコネクターねじ154を
ラックバー（図示せず）に締め付ける適切用具にて係合
可能な六角部材152（第３図）を備える。

スタッド124（第４図）はヘッド部156及び該ヘッド部
より延在するシャンク部158を備える。ヘッド部156は概
略球状形を呈する。ヘッド部156は周知の如くその他の
形状でも良いことは明らかであろう。ヘッド部156はチ
ャンバー142内に配設される。シャンク部158は開口部14
4を貫通してソケットハウジング134内に延在する。スタ
ッド124とソケット122との相対旋回運動に対し第１抵抗
力及び第２抵抗力により抵抗する抵抗手段はエラストマ
ー軸受126を含む。このエラストマー軸受126はソケット
122とスタッド124の間に配設される。エラストマー軸受
126はソケット122内に於いて適切に成形しても良い。軸
受126はまた別途操作により成形し、次にソケット122及
びスタッド124間に於いて組立ても良い。軸受126はエラ
ストマー材で形成した第１部分あるいは第１層172、同
じくエラストマー材で形成した第２部分あるいは第２層
174、及びリテイナー176を備える。第１層172及び第２
層174は一体物としてリテイナー176と一体的に成形され
る。

第１層172はスタッド124とソケット122の第１相対運
動範囲に対してソケット122及びスタッド124の相対旋回
運動に抗する。第１層172は、スタッド124及びソケット
122をそこからの動作があり次第初期相対位置に動かし
める第１抵抗力を作用させる。第１層172は、スタッド1
24のヘッド部156をカプセル状に包み込み、更に該ヘッ
ド部に固着される。また、第１層172はチャンバー142の
一部を限定する表面部と係合する。第１層172は40から7
0ポイントの範囲のジュロメーター硬度を有する比較的
弾性のあるエラストマー材から形成されている。

スタッド124がソケット122に関連する初期位置よりあ
る力によって旋回されると、内部応力が第１層172に生
じる。この内部応力は、旋回運動を引き起こす力が加え
られている限り、第１抵抗力により初期位置からのスタ
ッド124の運動に抵抗する。

第２層174は、第２抵抗力により所定量を超えるソケ
ット122に相対的なスタッド124の旋回運動に抗する。こ
の第２抵抗力は第２層174により発生されるものである
から、スタッド124に加わる全体的抵抗力は、第１層172
からの得られた抵抗力と第２層174により加えられた抵
抗力とを合わせたものである。第２抵抗力は第１抵抗力
よりも大きい。第２層174は60から90ポイントの範囲の
ジュロメーター硬度を有する比較的硬質のエラストマー
材にて形成される。第２層174のジュロメーター硬度
は、第１層172のジュロメーター硬度より15から25ポイ
ント分だけ高く維持されることが好ましい。第２層174
は、第１層及びソケットハウジング134間にあって、第
１層172の径方向外方に配設される。第２層174は、開口
部144に隣接するチャンバー142の内面に沿って連続的に
延在する。

リテイナー176はスタッド124の相対旋回運動を第２層
174へ伝達する。リテイナー176は第１層172と第２層174
間に配設される。リテイナー176は金属の如き比較的硬
質の材料にて形成され、第１層172及び第２層174に固着
される。リテイナー176はエラストマー軸受126から開口
部144内へ延在する部分182を有する。エラストマー軸受
126は、スタッドがソケット122について所定量だけ旋回
する時、リテイナー176の部分182がスタッド124のシャ
ンク部158によって係合する様に構成される。所定量分
だけ旋回動作されると、シャンク部158はリテイナー176
の部分182と折衝し、次いで旋回運動を第２層に伝え
る。該旋回運動は次にそれよりも大きい第２抵抗力の抵
抗作用を受ける。

スタッド124が所定量よりも少なく旋回する場合は、
リテイナー176の部分182とは係合しない。従って、相対
旋回動は比較的小さな第１抵抗力の抵抗作用のみを受け
ることになる。所定量以上の相対旋回運動が行なわれる
と、スタッド124はリテイナー176の部分182に係合し、
その運動をリテイナーに伝達する。リテイナー176及び
スタッド124のシャンク部158の運動はそれよりも大きい
第２抵抗力の抵抗作用を受ける。スタッド124がより大
きい抵抗力を売けるのは、第２層174が第１層よりも高
いジュロメーター硬度の材料で形成されていうからであ
る。

発明の効果本発明によれば、スタッドは比較的弱い力で揺動でき
るにもかかわらず、大きく揺動し過ぎるということが防
止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による改良をほどこす前の１つの例のジ
ョイントを示す平面図、第２図は第１図の２−２線断面
図、第３図は本発明に係る実施例のジョイントを示す側
面図、第４図は第３図の４−４線横断面図である。 122……ソケット、124……スタッド、142……チャンバ
ー、144……開口部、156……ヘッド部、158……シャン
ク部、172……エラストマー材の第１層、174……エラス
トマー材の第２層、176……リテイナー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭55−6085（ＪＰ，Ａ) 特開昭56−20823（ＪＰ，Ａ) 実開昭59−70926（ＪＰ，Ｕ) 実開昭60−158018（ＪＰ，Ｕ) 実開昭58−138832（ＪＰ，Ｕ) 米国特許3843272（ＵＳ，Ａ) 米国特許2979353（ＵＳ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ヘッド部と該ヘッド部から延びるシャンク
部とを有するスタッドと、前記ヘッド部が配置されるチ
ャンバーと前記シャンク部が貫通する開口部とを有する
ソケットと、第１抵抗力次いで第１抵抗力よりも大きい
第２抵抗力により前記スタッドと該ソケットとの相対旋
回運動に抗する抵抗手段とを備えて成り、該抵抗手段は
前記スタッドと該ソケットとの間に配置される軸受けを
有し該抵抗手段は、スタッドとソケットとの相対旋回運
動時に前記第１抵抗力を作用させるエラストマー材から
成る第１層と、該スタッドと該ソケットとの所定量の相
対旋回運動が行われると前記第２抵抗力を作用させるも
う一方のエラストマー材から成る第２層、該第１層と該
第２層との間に配置されたリテイナーとを備えて成り、
該リテイナーは前記スタッドと該ソケットとの所定量の
相対旋回運動時に該運動を前記第２層に伝えるために前
記シャンク部に係合可能な部分を有することを特徴とす
るジョイント。
【請求項２】前記第１層は前記スタッドのヘッド部を包
み込み且つ前記ソケットと係合することを特徴とする特
許請求の範囲第１項記載のジョイント。
【請求項３】前記第２層は前記第１層とソケットとの間
に配置されることを特徴とする特許請求の範囲第２項記
載のジョイント。
【請求項４】前記第２層は前記開口部と隣接して配置さ
れることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載のジョ
イント。
【請求項５】前記第１層は40から70ポイントの範囲のジ
ュロメーター硬度を有することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のジョイント。
【請求項６】前記第２層は60から90ポイントの範囲のジ
ュロメーター硬度を有し、且つその硬度は第１層のジュ
ロメーター硬度よりも15から25ポイント分だけ高いこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載のジョイント。