JP4430408B2 - ボールジョイント - Google Patents

Description

本発明は、球状の頭部および該頭部から延びる柄部を有するボールスタッドと、ボールスタッドの頭部を揺動自在に支持するベアリングと、ボールスタッドの柄部が突出する開口部を有してベアリングを支持するハウジングとを備えたボールジョイントに関する。

ハウジングの内部に合成樹脂製のベアリングを支持し、このベアリングにボールスタッドの球状の頭部を揺動自在に嵌合させたボールジョイントが、下記特許文献１により公知である。
特開平８−１２８４３８号公報

ところで、ボールジョイントをスムーズに作動させるにはベアリングとボールスタッドの頭部との間の摩擦抵抗を減少させる必要があるが、摩擦抵抗を減少させるためにベアリングとボールスタッドの頭部との摺動面の面積を減少させると、荷重による前記摺動面の面圧が増加してベアリングの摩耗が促進されてしまい、ボールジョイントの耐久性が低下する問題がある。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ボールジョイントの摩擦抵抗を削減しながら荷重に対する耐久性を高めることを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、球状の頭部および該頭部から延びる柄部を有するボールスタッドと、ボールスタッドの頭部を揺動自在に支持するベアリングと、ボールスタッドの柄部が突出する開口部を有してベアリングを支持するハウジングとを備えたボールジョイントにおいて、前記ハウジングは車両のサスペンションアームの端部に設けられており、前記サスペンションアームの長手方向を荷重伝達方向とし、ベアリングの軸線方向に延びて前記開口部側に開放し、前記軸線を中心として前記荷重伝達方向に対して４５°ずれた位置に配置される４つのスリットを有する前記ベアリングの内周面に前記スリットに直交する方向に延びる円環状のグリス溝を設け、前記グリス溝は、ボールスタッドとベアリングとの間で、前記スリットで区画された４カ所のうち、前記荷重伝達方向の２カ所の区画に設けられる第１グリス溝と、他の２カ所の区画に設けられる第２グリス溝とを有し、前記第１グリス溝および前記第２グリス溝の前記開口部側の端面の前記軸線方向の高さを等しく形成し、前記第１グリス溝の溝幅を前記第２グリス溝の溝幅よりも狭く形成することで、ボールスタッドとベアリングとの間の荷重伝達方向に位置する前記頭部およびベアリングの摺動面の面積を、他の方向に位置する摺動面の面積よりも大きくしたことを特徴とするボールジョイントが提案される。

尚、実施例の第１、第２摺動面１４ｂ，１４ｃは本発明の摺動面に対応し、実施例の第２開口部１７は本発明の開口部に対応する。

請求項１の構成によれば、球状の頭部を有するボールスタッドとベアリングとの間の荷重伝達方向に位置する前記頭部およびベアリングの摺動面の面積を、他の方向に位置する摺動面の面積よりも大きくしたので、トータルの摺動面の面積を最小限に抑えることで摩擦抵抗を減らしてボールスタッドのスムーズな揺動を可能にしながら、荷重伝達方向に位置する摺動面の面積を確保することで面圧を減少させて摩耗に対する耐久性を高めることができる。

特に、グリス溝がボールスタッドとベアリングとの間で前記荷重伝達方向に設けられる第１グリス溝と、他の方向に設けられる第２グリス溝とを有し、第１グリス溝の溝幅を第２グリス溝の溝幅よりも狭く形成したので、荷重伝達方向に位置する摺動面の面積を他の方向に位置する摺動面よりも大きくすることができる。

しかもボールジョイントのハウジングを車両のサスペンションアームの端部に設けたので、サスペンションアームの長手方向に伝達される路面からの荷重を広い摺動面で受けることができる。これにより、ボールジョイントの耐久性を確保しながら、サスペンションアームをスムーズに揺動させて車両の乗り心地を高めることができる。

以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の実施例に基づいて説明する。

図１〜図６は本発明の一実施例を示すもので、図１はサスペンションアームの全体側面図、図２は図１の一部拡大断面図、図３は図２に対応するボールジョイントの分解図、図４は図２の４−４線拡大断面図、図５はベアリングの縦断面図（図６の５−５線断面図）、図６は図５の６−６線断面図である。

図１〜図４に示すように、自動車のサスペンションアーム１０の両端には、図示せぬ車体に接続されるゴムブッシュジョイント９と、図示せぬナックルに接続されるボールジョイント１２とが設けられる。ボールジョイント１２とは、球状の頭部１３ａと、頭部１３ａから一体に延びる柄部１３ｂと、柄部１３ｂの先端に形成された雄ねじ部１３ｃとよりなるボールスタッド１３を備える。ボールスタッド１３の頭部１３ａの周囲は摩擦係数が小さい合成樹脂製のベアリング１４で覆われており、ベアリング１４に対してボールスタッド１３の頭部１３ａは揺動可能である。ボールスタッド１３の雄ねじ部１３ｃは、ナックルにナットで締結される。サスペンションアーム１０の先端に設けられたハウジング１１に収納孔１５が形成されており、収納孔１５の両端は第１開口部１６および第２開口部１７においてサスペンションアーム１０の両面に開口する。

ボールジョイント１２の組み立てに際し、収納孔１５よりも大径の第１開口部１６から、ボールスタッド１３の雄ねじ部１３ｃおよび柄部１３ｂを第２開口部１７まで貫通させることで、ボールスタッド１３の頭部１３ａを覆うベアリング１４を収納孔１５に嵌合させることができる。このとき、第２開口部１７の直径はベアリング１４の直径よりも小さいため、ベアリング１４が第２開口部１７から脱落することはない。

続いて、第１開口部１６から挿入した円板状のプラグ１８を、第１開口部１６および収納孔１５間の段部１９に支持した状態で、第１開口部１６を径方向内向きにカシメ加工してプラグ１８に押し付けることにより、図２に示すように、プラグ１８がサスペンションアーム１０の第１開口部１６に固定される。そしてボールスタッド１３の柄部１３ｂの先端と第２開口部１７の周囲とに、ボールスタッド１３の揺動を許容しながら塵や水分の侵入を阻止するブーツ２０の両端が固定される。

図５および図６を併せて参照すると明らかなように、合成樹脂製のベアリング１４には、サスペンションアーム１０のハウジング１１の第２開口部１７側に開放する４本のスリット１４ａ…が９０°間隔で形成されており、これらのスリット１４ａ…を弾性的に開くことでベアリング１４の内部にボールスタッド１３の頭部１３ａを嵌合させることができる。

ボールスタッド１３の頭部１３ａに接触して摺動するベアリング１４の内周面は、４本のスリット１４ａ…により二つの第１摺動面１４ｂ，１４ｂと、二つの第２摺動面１４ｃ，１４ｃとに区画される。第１摺動面１４ｂ，１４ｂおよび第２摺動面１４ｃ，１４ｃは交互に配置されており、相互に対向する二つの第１摺動面１４ｂ，１４ｂはサスペンションアーム１０の長手方向（荷重伝達方向）に配置され、相互に対向する二つの第２摺動面１４ｃ，１４ｃはそれと直交する方向に配置される。第１摺動面１４ｂ，１４ｂにはスリット１４ａ…に直交する方向に延びる第１グリス溝１４ｄ，１４ｄが形成され、第２摺動面１４ｃ，１４ｃにはスリット１４ａ…直交する方向に延びる第２グリス溝１４ｅ，１４ｅが形成される。第１グリス溝１４ｄ，１４ｄの溝幅は第２グリス溝１４ｅ，１４ｅの溝幅よりも狭くなっており、従って第１摺動面１４ｂ，１４ｂの摺動面積は第２摺動面１４ｃ，１４ｃの摺動面積よりも広くなっている。図５および図６から明らかなように、第１グリス溝１４ｄ，１４ｄおよび第２グリス溝１４ｅ，１４ｅは、全体としてベアリング１４の軸線を囲むように円環状に形成される。

しかして、車両の走行に伴ってサスペンションアームが上下に揺動すると、ナックルに固定したボールスタッド１３の頭部１３ａに対して、サスペンションアーム１０のハウジング１１に固定したベアリング１４が相対的に揺動する。そのとき、ベアリング１４の内面に形成した第１グリス溝１４ｄ，１４ｄおよび第２グリス溝１４ｅ，１４ｅに保持したグリスで第１摺動面１４ｂ，１４ｂおよび第２摺動面１４ｃ，１４ｃが潤滑される。

第２グリス溝１４ｅ，１４ｅの溝幅を第１グリス溝１４ｄ，１４ｄの溝幅よりも大きくしたことにより、その分だけ第１、第２摺動面１４ｂ，１４ｂ；１４ｃ，１４ｃの面積の総和を減少させて摺動抵抗を減少させ、サスペンションアーム１０のスムーズな揺動を可能にして車両の乗り心地を高めることができる。またサスペンションアーム１０には、その長手方向に圧縮荷重あるいは引張荷重が作用するが、第１グリス溝１４ｄ，１４ｄの溝幅を小さくしたことで、前記荷重を支持する第１摺動面１４ｂ，１４ｂの面積を充分に確保し、その第１摺動面１４ｂ，１４ｂの面圧を減少させてベアリング１４の耐久性を高めることができる。このように、ボールスタッド１３の頭部１３ａとベアリング１４との摺動面の面積を荷重の作用方向に応じて円周方向に変化させることで、摩擦抵抗の低減と耐久性の向上とを両立することが可能となる。

以上、本発明の実施例を説明したが、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。

サスペンションアームの全体側面図 図１の一部拡大断面図 図２に対応するボールジョイントの分解図 図２の４−４線拡大断面図 ベアリングの縦断面図（図６の５−５線断面図） 図５の６−６線断面図

１０ サスペンションアーム
１１ ハウジング
１３ ボールスタッド
１３ａ 頭部
１３ｂ 柄部
１４ ベアリング
１４ａ スリット
１４ｂ 第１摺動面（摺動面）
１４ｃ 第２摺動面（摺動面）
１４ｄ 第１グリス溝
１４ｅ 第２グリス溝
１７ 第２開口部（開口部）

Claims (1)

1. 球状の頭部（１３ａ）および該頭部（１３ａ）から延びる柄部（１３ｂ）を有するボールスタッド（１３）と、
   ボールスタッド（１３）の頭部（１３ａ）を揺動自在に支持するベアリング（１４）と、
   ボールスタッド（１３）の柄部（１３ｂ）が突出する開口部（１７）を有してベアリング（１４）を支持するハウジング（１１）と、
   を備えたボールジョイントにおいて、
   前記ハウジング（１１）は車両のサスペンションアーム（１０）の端部に設けられており、
   前記サスペンションアーム（１０）の長手方向を荷重伝達方向とし、
   ベアリング（１４）の軸線方向に延びて前記開口部（１７）側に開放し、前記軸線を中心として前記荷重伝達方向に対して４５°ずれた位置に配置される４つのスリット（１４ａ）を有する前記ベアリング（１４）の内周面に前記スリット（１４ａ）に直交する方向に延びる円環状のグリス溝を設け、
   前記グリス溝は、ボールスタッド（１３）とベアリング（１４）との間で、前記スリット（１４ａ）で区画された４カ所のうち、前記荷重伝達方向の２カ所の区画に設けられる第１グリス溝（１４ｄ）と、他の２カ所の区画に設けられる第２グリス溝（１４ｅ）とを有し、
   前記第１グリス溝（１４ｄ）および前記第２グリス溝（１４ｅ）の前記開口部（１７）側の端面の前記軸線方向の高さを等しく形成し、
   前記第１グリス溝（１４ｄ）の溝幅を前記第２グリス溝（１４ｅ）の溝幅よりも狭く形成することで、ボールスタッド（１３）とベアリング（１４）との間の荷重伝達方向に位置する前記頭部（１３ａ）およびベアリング（１４）の摺動面（１４ｂ）の面積を、他の方向に位置する摺動面（１４ｃ）の面積よりも大きくしたことを特徴とするボールジョイント。

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