JP3145161B2 - ボールジョイント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、自動車のサスペンショ
ン等に使用されるボールジョイントに関し、特にボール
シートの構造に係るものである。

【０００２】

【従来の技術】図３に示す従来のボールジョイント４１
は、上方に上部開口部４が形成され、下方に部材挿入穴
５が形成されたソケット２を有している。この部材挿入
穴５からソケット２内にはスタッド８が挿入され、該ス
タッド８の球状頭部９はソケット２内に配され、該スタ
ッド８の軸部１０はソケット２外に突出される。さら
に、部材挿入穴５からソケット２内には、硬質合成樹脂
により底部４３と周壁部４４との略有底円筒形状に形成
されたボールシート４２が、ソケット２と球状頭部９と
の間に介在するように挿入される。このボールシート４
２の底面には板状のプラグ６が当てられ、該プラグ６の
外縁部はソケット２の部材挿入穴５の段部７に当てら
れ、部材挿入穴５の下端部をかしめることにより固定さ
れる。

【０００３】前記ボールシート４２は、球状頭部９の先
端極部１６に対して当接する第一座面１７を底部４３の
上面に有し、球状頭部９の赤道部１９からそれより上方
の基端部１８までに対して当接する第二座面２０を周壁
部４４の内面に有し、第一座面１７と第二座面２０との
間は空間部３０となっている。ボールジョイント４１に
加わる外部入力は、特にスタッド８の軸線方向及びその
直角方向の各荷重成分が大きく、これらの荷重成分は球
状頭部９の先端極部１６及び基端部１８から赤道部１９
に当接する第一座面１７及び第二座面２０が直接受ける
ことになる。従って、これらの第一座面１７及び第二座
面２０が大きな荷重成分により大きく変形したり破壊し
たりしないように、ボールシート４２全体が硬質合成樹
脂により形成されていたのである。

【０００４】また、図３に二点鎖線で示すように、底部
４３には前記プラグ６により押圧されて弾性的に圧縮変
形する締め代Ｂが設けられ、該圧縮変形による弾性力に
より、第一座面１７は球状頭部９の先端極部１６に対し
て圧接し、適度なプレロードをかけるようになってい
る。そのため、ボールジョイント４１の使用初期におい
ては、スタッド８の球状頭部９とボールシート４２との
間に適度な滑り摩擦トルクが確保され、また、スタッド
８のがたが生じないようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のボール
ジョイント４１は、使用時に避けられないボールシート
４２のわずかな摩耗や塑性変形によるへたりにより、該
ボールシート４２から球状頭部９への前記プレロードが
急激に減少するため、短期間の使用で、スタッド８の球
状頭部９とボールシート４２との滑り摩擦トルクが極端
に低下したり、ひどい場合には、スタッド８の球状頭部
９とボールシート４２との間にがたが生じたりすること
があった。ボールジョイント４１がこのような状態にな
ると、該ボールジョイント４１を例えば自動車のサスペ
ンションに使用していた場合には、優れた乗り心地や操
縦安定性が確保できなくなるおそれがあった。

【０００６】ボールシート４２のわずかな摩耗によりプ
レロードが急激に減少するのは、該ボールシート４２が
硬質合成樹脂により形成されていたため弾性係数が高
く、適度なプレロードをかけるのに必要な前記底部４３
の締め代Ｂがもともとわずかであったためである。ま
た、ボールシート４２が塑性変形してへたりやすいの
は、やはり該ボールシート４２が硬質合成樹脂により形
成されているため弾性変形域が少なく、前記の大きな荷
重成分によりこの弾性変形域を超えると、直ちに塑性変
形してしまうからである。

【０００７】本発明の目的は、上記課題を解決し、外部
入力によるボールシートの大きな変形や破壊を防止する
だけでなく、該外部入力を長期に亘って受けても、スタ
ッドとボールシート間の適度な滑り摩擦トルクを維持す
ることができ、該ボールジョイントを例えば自動車のサ
スペンションに使用した場合には、使用初期の優れた乗
り心地及び操縦安定性を長期間に亘って確保することが
できるボールジョイントを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明では、ソケットと、該ソケット内に配される
球状頭部を有するスタッドと、該ソケットと球状頭部と
の間に介在されるボールシートとを備えたボールジョイ
ントにおいて、前記ボールシートは、前記球状頭部の先
端極部に対して当接する第一座面と球状頭部の基端部か
ら赤道部に対して当接する第二座面とを有した硬質合成
樹脂製の主シートと、前記第一座面と第二座面との間の
空間部に配され、前記球状頭部の先端極部の外輪部に対
して締め代をもって圧接する第三座面を有した軟質合成
樹脂製の副シートとから構成した。

【０００９】ここで、「主シート」の第一座面を有する
部分と第二座面を有する部分とは、一体に形成されてい
ても、別体に形成されていてもよい。また、第一座面又
は第二座面は、それぞれ円筒面状又は球面状に連続して
いても、その途中で分割されていてもよい。「硬質合成
樹脂」としては、ポリアセタール等を例示することがで
きる。「副シート」の第三座面は、環状に連続していて
も、その途中で分割されていてもよい。「軟質合成樹
脂」としては、ポリエステルエラストマー、ポリウレタ
ン等を例示することができる。また、「締め代」とは、
副シートが球状頭部により押圧されて弾性的に圧縮変形
するよう、該副シートに付加された厚み分をいう。

【００１０】

【作用】本発明のボールジョイントにおいても、外部入
力によるスタッドの軸線方向及びその直角方向の大きな
荷重成分は、球状頭部の先端極部及び赤道部に当接する
主シートの第一座面及び第二座面が受ける。この主シー
トは硬質合成樹脂で形成されているため、前記荷重成分
により大きく変形したり破壊したりすることはない。

【００１１】さて、本発明では、前記主シートに副シー
トを加えてボールシートを構成している。この副シート
は、余り大きな荷重成分がかからないことから従来は空
間部とされることが多かった前記第一座面と第二座面と
の間に配しているため、従来のボールシートを、改変す
ることなく本発明における主シートとして利用すること
もできる。

【００１２】この副シートの第三座面は、球状頭部の先
端極部の外輪部に対して締め代をもって圧接するので、
該締め代の圧縮変形による弾性力により、該第三座面は
外輪部に対して適度なプレロードをかける。ここで、副
シートは軟質合成樹脂で形成されているので弾性係数が
低く、適度なプレロードをかけるのに必要な締め代を大
きくとることができる。そのため、この副シートが使用
時にわずかに摩耗したとしても、締め代の圧縮変形をほ
とんど緩めない。また、この副シートは弾性変形域が大
きく、また、前記の通り余り大きな荷重成分が加わらな
いことから、その弾性変形域を超えて塑性変形すること
がなく、へたらない。従って、外部入力を長期間に亘っ
て受けてもスタッドとボールシート間の適度な滑り摩擦
トルクを維持することができ、勿論、スタッドとボール
シート間のがたは生じない。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を自動車のサスペンション用の
ボールジョイントに具体化した実施例について、図１及
び図２を参照して説明する。本実施例のボールジョイン
ト１のソケット２には略円柱形の空洞状の収容室３が設
けられている。この収容室３の上部には上部開口部４が
開口形成され、該上部開口部４は収容室３の上部が内側
に湾曲されることにより少し狭くなっている。また、収
容室３の下部には部材挿入穴５が開口形成され、その開
口には段部７が周設されている。この段部７には後述す
るボールシート１５を介して球状頭部９を収容室３に保
持するための板状のプラグ６が当てられ、該部材挿入穴
５の下端部をかしめることにより固定されている。

【００１４】また、スタッド８は前記収容室３に配され
る球状頭部９と、収容室３より上方に突出する軸部１０
とから一体に形成されている。この軸部１０にはテーパ
面１１と雄ねじ部１２とが設けられている。

【００１５】前記収容室３と球状頭部９との間には、硬
質合成樹脂としてのポリアセタールよりなる主シート１
３と、軟質合成樹脂としてのポリエステルエラストマー
よりなる副シート１４とからなるボールシート１５が介
在されている。

【００１６】主シート１３は底部３３と周壁部３４との
略有底円筒形状に形成されている。この底部３３の上面
には前記球状頭部９の先端極部１６に対して当接する凹
球面状の第一座面１７が形成され、その中央にはグリー
ス溜まり２１が凹設されている。また、周壁部３４の内
面には球状頭部９の赤道部１９からそれより上方の基端
部１８までに対して当接する凹球面状の第二座面２０が
形成され、該周壁部３４の上端部は揺動する前記軸部１
０が当たらないように大きく開口している。これらの第
一座面１７と第二座面２０との間は、副シート１４が配
される空間部３０となっている。

【００１７】副シート１４は環状に形成されて前記空間
部３０に配され、その内面には前記球状頭部９の先端極
部１６の外輪部２４に対して圧接する凹球面状の第三座
面２２が形成されている。この副シート１４には、図１
の要部Ｐを拡大した図２に二点鎖線で示すように、球状
頭部９により押圧されて弾性的に圧縮変形する締め代Ａ
が設けられている。すなわち、主シート１３の底部３３
がプラグ６により押圧されると、この締め代Ａは該主シ
ート１３と球状頭部９とに挾まれて弾性的に圧縮変形
し、その弾性力により該球状頭部９に適度なプレロード
をかけるようになっている。

【００１８】なお、本実施例では、主シート１３の底部
３３に積極的に締め代を設けることをしていないが、前
記プラグ６の押圧により該底部３３はわずかに圧縮変形
し、実質的な締め代として作用する。

【００１９】また、ソケット２の外周に形成された環状
の取付溝２５には、ソケット２の上部開口部４の付近を
覆うダストカバー２６がセットリング２７により固定さ
れ、該ダストカバー２６の上端部に一体に成形された摺
動シール部２８は、軸部１０の外周に止着されたフラン
ジ状のプレート２９に対して摺動可能に取り付けられて
いる。

【００２０】以上のように構成されたボールジョイント
１は、次のような作用及び効果を奏する。すなわち、ボ
ールジョイント１の使用時に生じるサスペンションから
の外部入力によるスタッド８の軸線方向及びその直角方
向の大きな荷重成分は、球状頭部９の先端極部１６及び
基端部１８から赤道部１９に当接する主シート１３の第
一座面１７及び第二座面２０が受ける。この主シート１
３はポリアセタールにより形成されているため、前記荷
重成分により大きく変形したり破壊したりすることはな
い。

【００２１】さて、本実施例では、前記主シート１３に
副シート１４を加えてボールシート１５を構成してい
る。この副シート１４は、余り大きな荷重成分がかから
ないことから従来は空間部３０とされていた前記第一座
面１７と第二座面２０との間に配しているため、例えば
前述した従来のボールシート４２を、改変することなく
本実施例における主シート１３として利用することがで
きる。

【００２２】前記の通り、この副シート１４の第三座面
２２は、球状頭部９の先端極部１６の外輪部２４に対し
て締め代Ａをもって圧接し、該球状頭部９に対して適度
なプレロードをかける。ここで、副シート１４はポリエ
ステルエラストマーで形成されているので弾性係数が低
く、適度なプレロードをかけるのに必要な締め代Ａを大
きくとることができる。そのため、この副シート１４が
使用時にわずかに摩耗したとしても、締め代Ａによるプ
レロードはほとんど変化しない。また、この副シート１
４は弾性変形域が大きく、また、前記の通り余り大きな
荷重成分が加わらないことから、その弾性変形域を超え
て塑性変形することがなく、へたらない。従って、外部
入力を長期間に亘って受けても、スタッド８とボールシ
ート１５との間の適度な滑り摩擦トルクを維持すること
ができ、勿論、スタッド８とボールシート１５との間の
がたは生じない。

【００２３】このように、本実施例のボールジョイント
１によれば、異なった性質の二つのシート１３，１４か
らなるボールシート１５により、ボールジョイント１と
して必要な機能を相乗的に向上させているので、使用初
期の自動車の優れた乗り心地及び操縦安定性を長期間に
亘って確保することができる。

【００２４】なお、本発明は前記実施例の構成に限定さ
れず、例えば以下のように発明の趣旨から逸脱しない範
囲で任意に変更して具体化することもできる。 （１）前記プレロードは、主に副シートの締め代により
発生させるのが普通であるが、主シートの底部にもある
程度の締め代を設けて（但し、従来の締め代よりは小さ
くする。）、該主シートの締め代と副シートの締め代と
により発生させることもできる。 （２）前記プラグ６が省略され、底部が一体形成された
ソケットを使用して構成することもできる。

【００２５】

【発明の効果】本発明のボールジョイントは、上記の通
り構成されているので、外部入力によるボールシートの
大きな変形や破壊を防止するだけでなく、該外部入力を
長期に亘って受けても、スタッドとボールシート間の適
度な滑り摩擦トルクを維持することができ、該ボールジ
ョイントを例えば自動車のサスペンションに使用した場
合には、使用初期の優れた乗り心地及び操縦安定性を長
期間に亘って確保することができるという優れた効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例のボールジョイントの断面図である。

【図２】図１における要部Ｐを拡大して示す断面図であ
る。

【図３】従来例のボールジョイントの断面図である。

【符号の説明】

１ ボールジョイント ２ ソケット ４ 上部開口部 ５ 部材挿入穴 ８ スタッド ９ 球状頭部 １３ 主シート １４ 副シート １５ ボールシート １６ 先端極部 １７ 第一座面 １９ 赤道部 ２０ 第二座面 ２２ 第三座面 ２４ 外輪部 Ａ 締め代

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−91665（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−106622（ＪＰ，Ｕ) 米国特許4725159（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16C 11/06 - 11/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ソケットと、該ソケット内に配される球
   状頭部を有するスタッドと、該ソケットと球状頭部との
   間に介在されるボールシートとを備えたボールジョイン
   トにおいて、前記ボールシートは、前記球状頭部の先端
   極部に対して当接する第一座面と球状頭部の基端部から
   赤道部に対して当接する第二座面とを有した硬質合成樹
   脂製の主シートと、前記第一座面と第二座面との間の空
   間部に配され、前記球状頭部の先端極部の外輪部に対し
   て締め代をもって圧接する第三座面を有した軟質合成樹
   脂製の副シートとからなることを特徴とするボールジョ
   イント。