JP4404307B2 - ボールジョイント - Google Patents

Description

本発明は、例えば自動車の懸架装置等に使用されるボールジョイントに関する。

従来より、自動車の懸架装置の連結部には、ボールジョイントが頻繁に使用されてきた。このようなボールジョイントは、図１２に示す如く、球状の球頭部１０４と球頭部１０４から延出する柄部１０３とを有するボールスタッド１０２と、そのボールスタッド１０２の球頭部１０４を揺動回動自在に包持し、一端にベアリング開口部１０７を有する合成樹脂製のベアリング１０６と、そのベアリング１０６を内包し、一端ハウジング開口部１１１からボールスタッド１０２の柄部１０３を突出させ、その内周面にハウジング開口部１１１から連続する第一段部１１２が形成された略カップ状のハウジング１０９と、ハウジング１０９のハウジング開口部１１１内周に配置され、外周に周状の立壁部１４３を有し、その立壁部１４３に連続して外周側へ延びるフランジ１４１を有する抜け止めリング１４０と、ボールスタッド１０２の柄部１０３外周に装着されるブーツ小開口部１１８と抜け止めリング１４０の立壁部１４３外周に装着されるブーツ大開口部１１７を有するブーツ１１６とを備えているものがある。

このボールジョイント１０１を組付ける場合、ハウジング開口部１１１がかしめ前の状態で軸線に沿って平行に形成されるハウジング１０９内に、ベアリング１０６及びボールスタッド１０２の球頭部１０４を挿入し、その後、ハウジング１０９の第一段部１１２にフランジ１４１が着座するよう抜け止めリング１４０を挿入する。続いて、ハウジング１０９のハウジング開口部１１１を径方向内側へかしめて、形成されるかしめ部１１０により抜け止めリング１４０が固定される。最後にブーツ１１６のブーツ大開口部１１７が抜け止めリング１４０の立壁部１４３に圧入され、ブーツ小開口部１１８がボールスタッド１０２の柄部１０３外周に圧入されて、ボールジョイント１０１が組付けられる。
実公昭５１−１４１８号公報 ドイツ特許ＤＥ４４１９９５４Ａ１公報

上記ボールジョイント１０１は、ボールスタッド１０２の抜け止め用の抜け止めリング１４０をベアリング１０６とハウジング１０９との間に挿嵌後、ハウジング１０９のハウジング開口部１１１を径方向内側へかしめて、形成されるかしめ部１１０と第一段部１１２との間で抜け止めリング１４０のフランジ１４１を挟持している。ここでフランジ１４１と第一段部１１２、及びフランジ１４１とかしめ部１１０との間には、かしめ部１１０形成時に軸線方向へ押圧されるため間隙は発生しないが、抜け止めリング１４０とハウジング１０９との間には、径方向に抜け止めリング１４０挿嵌のための若干の間隙が発生する。そのためボールスタッド１０２の引張り方向の荷重に対しては、かしめ部１１０により比較的高い耐荷重性能を有するが、ボールスタッド１０２の揺動などにより生ずる径方向の荷重に対しては、フランジ１４１がかしめ部１１０と第一段部１１２との間で挟持されていても抜け止めリング１４０は径方向へ移動してしまうということがある。このように抜け止めリング１４０が径方向へ移動すると、ハウジング１０９の内周に抜け止めリング１４０のフランジ１４１が繰り返し当接し、図１３に示す如く、ハウジング１０９の内周に割れ(クラック)１５１が発生し、耐久性が低下するということがある。

また抜け止めリング１４０は、その内周側に配置されるベアリング１０６を押圧保持して適切な揺動及び回動のトルクを与えているが、抜け止めリング１４０が径方向へ移動することにより、ベアリング１０６を全周に渡って均一に押圧することができず揺動及び回動のトルクに関してバラツキが発生するということがある。

そこで上述の如き抜け止めリング１４０の径方向の移動を抑制するため、図１４に示す如く、かしめ前のハウジング開口部１１１の量を増やし、かしめによるかしめ部１１０の余肉１１０ａを抜け止めリング１４０の立壁部１４３に沿って形成することが考えられる。しかし、立壁部１４３にはブーツ１１６のブーツ大開口部１１７が圧入されるため、立壁部１４３に沿って所定以上の余肉１１０ａが形成されると、余肉１１０ａがブーツ大開口部１１７と干渉して、ブーツ大開口部１１７が所定位置に圧入できないということがある。

そこで本発明は、抜け止めリングを確実に固定することにより、かしめ部の耐久性を維持し、揺動及び回動トルクを安定させるとともに、更にブーツ大開口部を所定位置に装着可能なボールジョイントを提供することを目的とする。

本発明は、球状の球頭部と球頭部から延出する柄部とを有するボールスタッドと、ボールスタッドの球頭部を包持するベアリングと、ベアリングを保持し、一端にボールスタッドの柄部を突出させるハウジング開口部を有するハウジングと、ハウジングのハウジング開口部内周に配置され、外周に周状の立壁部を有し、立壁部に連続して外周側へ延びるフランジを有する抜け止めリングと、ボールスタッドの柄部外周に装着されるブーツ小開口部と抜け止めリングの立壁部外周に装着されるブーツ大開口部を有するブーツとを備え、ハウジングのハウジング開口部をかしめて抜け止めリングのフランジを固定するかしめ部を形成するボールジョイントにおいて、抜け止めリングには、外周に凹周溝が凹設され、凹周溝にハウジングのかしめ部及びかしめ部の余肉が延設されていることを第１の特徴とする。

また本発明は、第１の特徴に加えて、抜け止めリングの立壁部に、径方向に凹周溝が凹設されることを第２の特徴とする。

更に本発明は、第１の特徴に加えて、抜け止めリングのフランジに、軸線方向に凹周溝が凹設されることを第３の特徴とする。

本発明の第１の特徴のボールジョイントによれば、抜け止めリングには、外周に凹周溝が凹設され、凹周溝にハウジングのかしめ部及びかしめ部の余肉が延設されているため、かしめ部の余肉が凹周溝を押圧して抜け止めリングを径方向に対し確実に固定できるので、かしめ部の耐久性を維持し、揺動及び回動トルクを安定させることができる。また、かしめ部の余肉量のばらつきを凹周溝で吸収することができるため、かしめ部の余肉量が増加しても、立壁部のブーツ大開口部が装着される位置までかしめ部の余肉がはみ出すことはなく、ブーツ大開口部を立壁部の所定位置に装着できる。

更に、本発明の第２の特徴のボールジョイントによれば、抜け止めリングの立壁部に、径方向に凹周溝が凹設されるため、かしめ部及びかしめ部の余肉が凹周溝に沿って径方向に延設されるので、引張り方向の荷重を受けるかしめ部の量を増やすことができ、ボールスタッドの引張り方向の荷重に対して更に高い耐荷重性能が得られる。

更にまた、本発明の第３の特徴のボールジョイントによれば、抜け止めリングのフランジに、軸線方向に凹周溝が凹設されるため、かしめ部及びかしめ部の余肉が凹周溝に沿って軸線方向に延設されるので、径方向の荷重を受けるかしめ部の量を増やすことができ、径方向の荷重に対して更に高い耐荷重性能が得られる。

ボールジョイントのハウジングと抜け止めリングとを確実に固定するということを、構成部品の簡単な形状変更のみで、ボールジョイントの性能を損なわずに実現した。

本発明の実施の形態を、添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。

図１乃至図１１は本発明の実施例によるボールジョイントを表すもので、図１はボールジョイントを表す部分断面正面図、図２は図１のＡ部拡大図、図３は図１のボールジョイントを組付する第一段階を表す部分断面正面図、図４は図１のボールジョイントを組付する第二段階を表す部分断面正面図、図５は図１のボールジョイントを組付するかしめ成形前の状態を表す部分断面正面図、図６は図１のボールジョイントを組付するかしめ成形後の状態を表す部分断面正面図、図７は図５のＢ部拡大図、図８はかしめ成形の第一段階を表す要部拡大図、図９はかしめ成形の第二段階を表す要部拡大図、図１０はかしめ成形直後の状態を表す要部拡大図、図１１は他の実施例によるボールジョイントを表す部分断面正面図である。

図１は、本発明の実施例によるボールジョイント１を表す。このボールジョイント１は、球状の球頭部４と、球頭部４から延出し反球頭部側の端部に雌ねじ５を有する柄部３とからなるボールスタッド２を備え、合成樹脂製のベアリング６が、ボールスタッド２の球頭部４を揺動回動自在に包持している。ベアリング６の一端端部は球頭部４及び柄部３の揺動を許容するためのベアリング開口部７として開口し、他端端部は閉口する曲底部３０を有するとともに、その外周には周状の鍔部８が形成されている。このベアリング６は、カップ状のハウジング９に内包されている。

ハウジング９のベアリング開口部７側の端部は、ハウジング開口部１１として開口している。そしてハウジング９は、ハウジング開口部１１側の端部に径方向内側に曲成されるかしめ部１０を、他端端部に閉口する内底部１４を有し、かしめ部１０に連続しハウジング９の内周に第一段部１２が形成され、第一段部１２より内底部１４側に第二段部１３が形成される。この第二段部１３には、ベアリング６の鍔部８が着座され、第一段部１２には、ハウジング開口部１１の内周に配置される環状の抜け止めリング４０の外周に形成されるフランジ４１が着座される。

ここで図２に示す如く、抜け止めリング４０の内周は、ベアリング６のベアリング開口部７近傍における所定の外周曲率と同一曲率の曲内面４２を有する。抜け止めリング４０の外周には、フランジ４１を中心に、軸線方向に延びる挿壁部４５及び立壁部４３が形成され、この立壁部４３に、フランジ４１に隣接して径方向に凹周溝４４が凹設され、凹周溝４４にハウジング９のかしめ部１０及びかしめ部１０の余肉１０ａが延設されている。また、挿壁部４５はハウジング９のハウジング開口部１１に挿嵌され、立壁部４３にはゴム状弾性体からなるブーツ１６が装着される。具体的には、図１に示す如く、補強環２２が内部に埋設されたブーツ１６の一端側のブーツ大開口部１７が抜け止めリング４０の立壁部４３の外周に装着され、補強環２０が内部に埋設されかつ断面Ｌ字状のフェルール２４が装着されたブーツ１６の他端側のブーツ小開口部１８がボールスタッド２の柄部３の外周に装着される。

次に、上記ボールジョイント１の組付方法について説明する。

まず、図３に示す如く、ハウジング開口部１１が軸線に沿って平行に形成されるハウジング９内に、ベアリング開口部７が軸線に沿って平行に形成されるベアリング６を挿入する。ベアリング６の挿入により、ベアリング６の曲底部３０がハウジング９の内底部１４に着座し、ベアリング６の鍔部８がハウジング９の第二段部１３に着座する。続いて、ベアリング６にボールスタッド２の球頭部４が挿入される。

次に、図４に示す如く、ハウジング９のハウジング開口部１１内周側に抜け止めリング４０が挿入されると同時に、図５に示す如く、ベアリング６のベアリング開口部７が抜け止めリング４０の曲内面４２に倣って径方向に内側に曲成される。そして、抜け止めリング４０のフランジ４１が、ハウジング９の第一段部１２に着座する。

続いて、ハウジング９のハウジング開口部１１にかしめ加工を施し、図６に示す如く、かしめ部１０を形成するが、このかしめ加工状態を図７乃至図１０に基づいて説明する。

図７に示す如く、予め軸線に沿って平行に形成されるハウジング開口部１１内周側の第一段部１２に抜け止めリング４０のフランジ４１が着座した状態で、ハウジング開口部１１の上方に配置したかしめローラを回転させ、下降させる。図８に示す如く、かしめローラ６１がハウジング開口部１１に当接すると同時に、その外周に形成した外周テーパ１１ａを径方向内側へ押圧しながらハウジング開口部１１を変形させ、図９に示す如く、ハウジング開口部１１の内端部分を抜け止めリング４０の凹周溝４４内へ流動させる。そして、図１０に示す如く、かしめローラ６１が所定位置まで下降することにより、かしめ部１０の余肉１０ａが抜け止めリング４０の凹周溝４４を径方向内側へ押圧すると同時に、かしめ部１０の余肉１０ａが凹周溝４４に充填され、かしめ部１０及びかしめ部１０の余肉１０ａによりハウジング９に抜け止めリング４０が固定される。

最後に、図１に示す如く、ブーツ１６のブーツ大開口部１７が抜け止めリング４０の立壁部４３に圧入され、ブーツ１６のブーツ小開口部１８がボールスタッド２の柄部３外周に圧入される。これにより、ボールジョイント１の組付が完了する。

上述の如きボールジョイント１は、抜け止めリング４０には、外周に凹周溝４４が凹設され、凹周溝４４にハウジング９のかしめ部１０及びかしめ部１０の余肉１０ａが延設されているため、かしめ部１０の余肉１０ａが凹周溝４４を押圧して抜け止めリング４０を径方向に対し確実に固定できる。また、かしめ部１０の余肉１０ａ量のばらつきを凹周溝４４で吸収することができる。特に抜け止めリング４０の立壁部４３に、径方向内側に向かって凹周溝４４が凹設されるボールジョイント１によると、かしめ部１０及びかしめ部１０の余肉１０ａが凹周溝４４に沿って径方向内側に延設されるので、引張り方向の荷重を受けるかしめ部１０の量を増やすことができる。

次に、図１１に示す本発明の他の実施例のボールジョイント１について説明する。

この他の実施例のボールジョイント１は、抜け止めリング４０の立壁部４３に、フランジ４１に隣接して径方向内側に向かって凹設される凹周溝４４に代えて、抜け止めリング４０ｂのフランジ４１ｂに、立壁部４３ｂに隣接して軸線方向に凹周溝４４ｂを凹設したもので、凹周溝４４ｂに充填されるかしめ部１０ｂ及びかしめ部１０の余肉も軸線方向に延設される。この他の実施例のボールジョイント１ｂによると、かしめ部１０ｂ及びかしめ部１０の余肉が凹周溝４４ｂに沿って軸線方向に延設されるので、径方向の荷重を受けるかしめ部１０ｂの量を増やすことができる。

以上、本発明の好適実施例について説明したが、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば、上記実施例の抜け止めリング４０，４０ｂの凹周溝４４，４４ｂは径方向又は軸線方向に形成したが、径又は軸線に対して傾斜する方向に凹周溝を凹設しても良い。

本発明の実施例によるボールジョイントを表す部分断面正面図である。 図１のＡ部拡大図である。 本発明の実施例によるボールジョイントを組付する第一段階を表す部分断面正面図である。 本発明の実施例によるボールジョイントを組付する第二段階を表す部分断面正面図である。 本発明の実施例によるボールジョイントを組付するかしめ成形前の状態を表す部分断面正面図である。 本発明の実施例によるボールジョイントを組付するかしめ成形後の状態を表す部分断面正面図である。 図５のＢ部拡大図である。 本発明の実施例によるかしめ成形の第一段階を表す要部拡大図である。 本発明の実施例によるかしめ成形の第二段階を表す要部拡大図である。 本発明の実施例によるかしめ成形直後の状態を表す要部拡大図である。 本発明の他の実施例によるボールジョイントを表す部分断面正面図である。 従来のボールジョイントを表す部分断面正面図である。 図１２のＣ部拡大図である。 従来の他の実施例によるボールジョイントの要部拡大図である。

２ ボールスタッド
３ 柄部
４ 球頭部
６ ベアリング
９ ハウジング
１０ かしめ部
１１ ハウジング開口部
１６ ブーツ
１７ ブーツ大開口部
１８ ブーツ小開口部
４０ 抜け止めリング
４０ｂ 抜け止めリング
４１ フランジ
４１ｂ フランジ
４３ 立壁部
４４ 凹周溝
４４ｂ 凹周溝

Claims (3)

1. 球状の球頭部(４)と該球頭部(４)から延出する柄部(３)とを有するボールスタッド（２）と、該ボールスタッド(２)の球頭部(４)を包持するベアリング（６）と、該ベアリング（６）を保持し、一端にボールスタッド（２）の柄部（３）を突出させるハウジング開口部（１１）を有するハウジング（９）と、該ハウジング（９）のハウジング開口部（１１）内周に配置され、外周に周状の立壁部(４３)を有し、該立壁部（４３）に連続して外周側へ延びるフランジ（４１）を有する抜け止めリング（４０）と、前記ボールスタッド（２）の柄部（３）外周に装着されるブーツ小開口部（１８）と抜け止めリング（４０）の立壁部（４３）外周に装着されるブーツ大開口部（１７）を有するブーツ（１６）とを備え、前記ハウジング（９）のハウジング開口部（１１）をかしめて抜け止めリング（４０）のフランジ（４１）を固定するかしめ部（１０）を形成するボールジョイントにおいて、前記抜け止めリング（４０）には、外周に凹周溝(４４)が凹設され、該凹周溝（４４）にハウジング（９）のかしめ部（１０）及びかしめ部（１０）の余肉（１０ａ）が延設されていることを特徴とするボールジョイント。
2. 前記抜け止めリング（４０）の立壁部（４３）に、径方向に凹周溝（４４）が凹設されることを特徴とする請求項１記載のボールジョイント。
3. 前記抜け止めリング（４０ｂ）のフランジ（４１ｂ）に、軸線方向に凹周溝（４４ｂ）が凹設されることを特徴とする請求項１記載のボールジョイント。

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