JP3980902B2 - ボールジョイント - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，自動車の懸架装置の首振り部に使用されるボールジョイントに関し，特に，ボールスタッドと，このボールスタッドのボール状頭部をベアリングを介して揺動可能に保持するボールソケットと，ボールスタッドの柄部に嵌着される円筒部，並びにこの円筒部の軸方向外端及び内端からそれぞれ張り出す大小一対のフランジを有する保持環と，この保持環及びボールソケットに環状の第１及び第２取り付けビードをそれぞれ装着するブーツとからなり，第１取り付けビードには，保持環の円筒部及び大フランジにそれぞれ密接する端面シール部及び内周シール部を形成したボールジョイントの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かゝるボールジョイントは，例えば特開平１１−６３２４５号公報に開示されているように，既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のかゝるボールジョイントでは，ブーツの第１取り付けビードを保持環の大小一対のフランジにより挟持して軸方向の移動を拘束して，第１取り付けビードが保持環から離脱しないようにしている。
【０００４】
しかしながら，このような従来のものでは，ブーツが，それに付着した泥や雪の凍結等により硬化した状態で，ボールスタッドがボールソケットに対して揺動すると，ブーツに引張力が作用する側では，第１取り付けビードが保持環の小フランジに強く押しつけられることになるため，第１取り付けビードに過度の応力が発生して，その耐久性を損なう虞がある。
【０００５】
本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，ブーツが，それに付着した泥や雪の凍結等により硬化した状態で，ボールスタッド及びボールソケットが相対的に揺動した場合でも，第１取り付けビードに過度の応力が発生することを回避して，その耐久性を確保し得る前記ボールジョイントを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために，本発明は，ボールスタッドと，このボールスタッドのボール状頭部をベアリングを介して揺動可能に保持するボールソケットと，ボールスタッドの柄部に嵌着される円筒部，並びにこの円筒部の軸方向外端及び内端からそれぞれ張り出す大小一対のフランジを有する保持環と，この保持環及びボールソケットに環状の第１及び第２取り付けビードをそれぞれ装着するブーツとからなり，第１取り付けビードには，保持環の円筒部及び大フランジにそれぞれ密接する内周シール部及び端面シール部を形成したボールジョイントにおいて，第１取り付けビードと小フランジとの間には，第１取り付けビードの小フランジ側への移動を許容する間隙を設けるとともに，保持環の小フランジと，これに対向する第１取り付けビードの内端面とを，共に半径方向外方に向かってボール状頭部側に傾くテーパ状に形成したことを特徴とする。
【０００７】
尚，前記端面シール部及び内周シール部は，後述する本発明の実施例中の端面シールリップ２６及び内周シールリップ２７にそれぞれ対応する。
【０００８】
この本発明の特徴によれば，ブーツが，その外周面に付着した泥土や雪の凍結により硬化した状態にあるとき，ボールスタッド及びボールソケットが相対的に揺動しても，ブーツの引張力が作用する側では，第１取り付けビードがボール頭部側へ引かれ，保持環の円筒部を滑りながら小フランジ側に移動することになり，これによりブーツに過度の応力が発生するのを回避して，ブーツの耐久性を確保することができる。
【０００９】
また万一，第１取り付けビードの小フランジ側への移動が過度になった場合には，第１取り付けビードの内端面が保持環の小フランジに当接することで，第１取り付けビードの保持環からの離脱を阻止することができる。
【００１０】
さらに，第１取り付けビードの小フランジ側への移動が過度になって，第１取り付けビードの内端面が小フランジに当接したときは，上記内端面及び小フランジの互いに当接すテーパ面により当接衝撃を半径方向外方に分散させて，当接衝撃による第１取り付けビードの損傷を防ぐことができる。また上記内端面及び小フランジを，上記のようにテーパ状に形成することは，保持環の円筒部の軸方向寸法を特別長く設定せずに，上記内端面及び小フランジ間に所定の間隙を設けることを可能にして，ボールジョイントの大型化を回避することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例の形態を，添付図面に示す本発明の実施例に基づいて以下に説明する。
【００１２】
図１は自動車の懸架装置における，本発明のボールジョイントを備えた部分の側面図，図２は図１のボールジョイント部の縦断面図，図３は図２の３部拡大図，図４は図３に対応する作用説明図である。
【００１３】
先ず，図１において，自動車の懸架装置のリンクＬとナックルアームＮとは本発明のボールジョイントＪを介して連結され，同図（Ａ）及び（Ｂ）に示すように車輪の上下動や転向に応じて相対的に揺動することができる。
【００１４】
図１〜図３に示すように，上記ボールジョイントＪは，柄部３の一端にボール状頭部４を一体に形成してなるボールスタッド１と，そのボール状頭部４をベアリング５を介して保持するボールソケット２とを備える。ボールスタッド１は，ナックルアームＮのすり割り７付きの連結孔６に嵌装されると共に，ボルト８をもって，すり割り７を絞ることによりナックルアームＮと連結される。その際，ボルト８の一側部は柄部３の一側面に形成された切欠き９に係合して柄部３の回り止めともなる。
【００１５】
ボールソケット２は，ボールスタッド１のボール状頭部４をベアリング５と共に収容するハウジング１１を形成したソケット本体１０と，このソケット本体１０の一側面より突出する連結アーム１２と，ハウジング１１の，ボールソケット２の柄部３を突出させる開口部１１ａと反対側の開口部１１ｂを閉塞するキャップ１３とからなっており，その連結アーム１２が前記リンクＬと連結される。
【００１６】
そして，ハウジング１１の開口部１１ａをシールすべく，柄部３及びソケット本体１０間にブーツ１４が張設され，その内部には，ボール状頭部４周りを潤滑するグリース１５が適量充填される。
【００１７】
ブーツ１４はゴム等の弾性材からなるもので，袋状のブーツ本体１６と，このブーツ本体１６の両端に一体成形された環状の第１及び第２取り付けビード１７，１８からなっている。第２取り付けビード１８は，第１取り付けビード１７より大径になっており，第１取り付けビード１７は，ボールスタッド１の柄部３に圧入結合される保持環１９に装着され，第２取り付けビード１８は，従来普通のように，ソケット本体１０の開口部１１ａ側端部外周に形成された環状溝２０に装着されると共に，セットリング２１により締めつけられる。
【００１８】
前記保持環１９は鋼板製であって，図３に示すように，円筒部１９ａと，この円筒部１９ａの軸方向両端からそれぞれ半径方向に張り出した大小一対のフランジ１９ｂ，１９ｃとからなっており，その円筒部１９ａは，大フランジ１９ｂをナックルアームＮの側面に対向させつゝ，ボールスタッド１の柄部３の，ナックルアームＮからボール状頭部４側に露出した，他の部分より若干大径の圧入嵌合部３ａに圧入して結合される。その際，大フランジ１９ｂ及び柄部３間には小環状凹部２３が画成される。具体的には，この小環状凹部２３は，保持環１９のプレス成形時，円筒部１９ａ及び大フランジ１９ｂの折曲部外側に形成された小湾曲面２２と柄部３外周面との間で画成される。またこの小環状凹部２３は，柄部３の圧入嵌合部３ａと，その上方の小径部との間の環状段部３ｂを，大フランジ１９ｂより円筒部１９ａ側に進入させることでも，大フランジ１９ｂの内周面と柄部３の外周面との間に画成される。この小環状凹部２３にはシーリング剤２４が塗布される。このシーリング剤２４は，柄部３及び円筒部１９ａの圧入嵌合面間に生ずる微小間隙に浸透すると共に小環状凹部２３を埋めることで，柄部３及び円筒部１９ａの圧入嵌合部のシールを確実にする。
【００１９】
一方，第１取り付けビード１７の内部には，環状の補強環２５が埋設される。また第１取り付けビード１７の軸方向外端面には同心状に並ぶ大小一対の端面シールリップ２６，２６が，また内周面に軸方向に並ぶ一対の内周シールリップ２７，２７がそれぞれ形成されており，その端面シールリップ２６，２６が大フランジ１９ｂの内側面に，内周シールリップ２７，２７が円筒部１９ａの外周面にそれぞれ密接するようにして，第１取り付けビード１７は保持環１９に装着される。端面シールリップ２６，２６の大フランジ１９ｂに対する密接力は，ブーツ本体１６の軸方向の突っ張り力に依存し，内周シールリップ２７，２７の円筒部１９ａに対する密接力は，第１取り付けビード１７に付与された半径方向の締め代に依存する。
【００２０】
小フランジ１９ｃと，これに対向する第１取り付けビード１７の内端面１７ａとの間には，端面シールリップ２６，２６が大フランジ１９ｂに密接しているとき，第１取り付けビード１７の小フランジ１９ｃ側への移動を許容する所定の間隙２８が設けられる。その際，小フランジ１９ｃは，半径方向外方に向うにつれてボール状頭部４側に傾くテーパ状に形成され，それと同様に第１取り付けビード１７の内端面１７ａもテーパ状に形成される。
【００２１】
尚，保持環１９の小フランジ１９ｃの成形に当たっては，実施例の場合，先ず第１取り付けビード１７を円筒部１９ａに装着し，次いで円筒部１９ａの先端に予め設定される特定の円筒部分の開口端を第２取り付けビード１８側から拡径治具により押圧，拡径して小フランジ１９ｃを形成する。
【００２２】
次に，この実施例の作用について説明する。
【００２３】
ボールジョイントＪのブーツ１４は，通常，ブーツ本体１６自体の軸方向の突っ張り力により第１取り付けビード１７の端面シールリップ２６，２６を保持環１９の大フランジ１９ｂとの密接状態に保持しており，図１の（Ａ）及び（Ｂ）に示すようにボールスタッド１及びボールソケット２が相対的に揺動するときでも，ブーツ本体１６が弾性変形するだけで，第１取り付けビード１７の端面シールリップ２６，２６の大フランジ１９ｂとの密接状態は保持される。したがって，端面シールリップ２６，２６の大フランジ１９ｂに対するシール機能と，内周シールリップ２７，２７の円筒部１９ａに対するシール機能とにより，ブーツ１４内部への水や土砂の侵入を防ぐことができる。
【００２４】
ところで，寒冷地での自動車の駐車中，ブーツ１４の外周面に付着した泥土や雪が凍結すると，ブーツ１４は硬化する。このような状態で自動車が発進し，それに伴ないボールスタッド１及びボールソケット２が相対的に揺動すると，ブーツ１４の引張力が作用する側では，第１取り付けビード１７がボール状頭部４側へ引かれるが，第１取り付けビード１７の内端面１７ａと保持環１９の小フランジ１９ｃとの間には間隙２８が設けられているから，第１取り付けビード１７は，内周シールリップ２７，２７を保持環１９の円筒部１９ａに滑らせながら小フランジ１９ｃ側に移動することになり，第１取り付けビード１７及びブーツ本体１６に過度の応力が発生するのを回避して，ブーツ１４の耐久性を確保することができる。
【００２５】
第１取り付けビード１７のこのような移動中，ブーツ本体１６の僅かな撓みにより凍結状態の泥土や雪がブーツ１４から剥離すると，ブーツ１４は本来の突っ張り力を発揮して，第１取り付けビード１７を大フランジ１９ｂ側へ押し返し，端面シールリップ２６，２６を大フランジ１９ｂとの密接状態に保持することができる。
【００２６】
また万一，第１取り付けビード１７の小フランジ１９ｃ側への移動が過度になると，図４に示すように，第１取り付けビード１７の内端面１７ａが小フランジ１９ｃに当接することにより，第１取り付けビード１７の保持環１９からの離脱が阻止される。この場合，互いに当接する上記内端面１７ａ及び小フランジ１９ｃは，前述のように，半径方向外方に向かうにつれてボール状頭部４に傾くテーパ状をなしているから，当接時の衝撃を半径方向外方に分散させて，当接衝撃による第１取り付けビード１７の損傷を防ぐことができる。また上記内端面１７ａ及び小フランジ１９ｃを，半径方向外方に向かうにつれてボール状頭部４に傾くテーパ状に形成することは，保持環１９の円筒部１９ａの軸方向寸法を特別長く設定せずに，上記内端面１７ａ及び小フランジ１９ｃ間に所定の間隙２８を設けることを可能にするものであり，ボールジョイントＪの大型化を回避することになる。
【００２７】
以上，本発明の実施例を詳述したが，本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。例えば，ボールスタッド１の柄部３と保持環１９の円筒部１９ａとの圧入部のシールのためには，シーリング剤２４の塗布に代えて，円筒部１９ａを全周に亙り柄部３にレーザビーム溶接することもできる。
【００２８】
【発明の効果】
以上のように本発明の特徴によれば，ボールスタッドと，このボールスタッドのボール状頭部をベアリングを介して揺動可能に保持するボールソケットと，ボールスタッドの柄部に嵌着される円筒部，並びにこの円筒部の軸方向外端及び内端からそれぞれ張り出す大小一対のフランジを有する保持環と，この保持環及びボールソケットに環状の第１及び第２取り付けビードをそれぞれ装着するブーツとからなり，第１取り付けビードには，保持環の円筒部及び大フランジにそれぞれ密接する内周シール部及び端面シール部を形成したボールジョイントにおいて，第１取り付けビードと小フランジとの間には，第１取り付けビードの小フランジ側への移動を許容する間隙を設けたので，ブーツが，その外周面に付着した泥土や雪の凍結により硬化した状態にあるとき，ボールスタッド及びボールソケットが相対的に揺動しても，ブーツの引張力が作用する側では，第１取り付けビードがボール頭部側へ引かれ，保持環の円筒部を滑りながら小フランジ側に移動することになり，これによりブーツに過度の応力が発生するのを回避して，ブーツの耐久性の向上を図ることができる。また万一，第１取り付けビードの小フランジ側への移動が過度になった場合には，第１取り付けビードの内端面が保持環の小フランジに当接することで，第１取り付けビードの保持環からの離脱を阻止することができる。
【００２９】
さらに，保持環の小フランジと，これに対向する第１取り付けビードの内端面とを，共に半径方向外方に向かってボール状頭部側に傾くテーパ状に形成したので，第１取り付けビードの小フランジ側への移動が過度になって，第１取り付けビードの内端面が小フランジに当接したときは，上記内端面及び小フランジの互いに当接するテーパ面により当接衝撃を半径方向外方に分散させて，当接衝撃による第１取り付けビードの損傷を防ぐことができる。また上記内端面及び小フランジを，上記のようにテーパ状に形成することは，保持環の円筒部の軸方向寸法を特別長く設定せずに，上記内端面及び小フランジ間に所定の間隙を設けることを可能にして，ボールジョイントの大型化を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 自動車の懸架装置における，本発明のボールジョイントを備えた部分の側面図。
【図２】 図１のボールジョイント部の縦断面図。
【図３】 図２の３部拡大図。
【図４】 図３に対応する作用説明図。
【符号の説明】
Ｊ・・・・・ボールジョイント
１・・・・・ボールスタッド
２・・・・・ボールソケット
３・・・・・柄部
４・・・・・ボール状頭部
５・・・・・ベアリング
１４・・・・ブーツ
１７・・・・第１取り付けビード
１８・・・・第２取り付けビード
１９・・・・保持環
１９ａ・・・円筒部
１９ｂ・・・大フランジ
１９ｃ・・・小フランジ
２６・・・・端面シール部（端面シールリップ）
２７・・・・内周シール部（内周シールリップ）

Claims (1)

  1. ボールスタッド（１）と，このボールスタッド（１）のボール状頭部（４）をベアリング（５）を介して揺動可能に保持するボールソケット（２）と，ボールスタッド（１）の柄部（３）に嵌着される円筒部（１９ａ），並びにこの円筒部（１９ａ）の軸方向外端及び内端からそれぞれ張り出す大小一対のフランジ（１９ｂ，１９ｃ）を有する保持環（１９）と，この保持環（１９）及びボールソケット（２）に環状の第１及び第２取り付けビード（１７，１８）をそれぞれ装着するブーツ（１４）とからなり，第１取り付けビード（１７）には，保持環（１９）の円筒部（１９ａ）及び大フランジ（１９ｂ）にそれぞれ密接する内周シール部（２７）及び端面シール部（２６）を形成したボールジョイントにおいて，
    第１取り付けビード（１７）と小フランジ（１９ｃ）との間には，第１取り付けビード（１７）の小フランジ（１９ｃ）側への移動を許容する間隙（２８）を設けるとともに，保持環（１９）の小フランジ（１９ｃ）と，これに対向する第１取り付けビード（１７）の内端面（１７ａ）とを，共に半径方向外方に向かってボール状頭部（４）側に傾くテーパ状に形成したことを特徴とする，ボールジョイント。
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