JP4964663B2 - Ball joint - Google Patents
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Description
本発明は、自動車の懸架装置及び操舵装置等に使用されるボールジョイントに関する。 The present invention relates to a ball joint used for a suspension device and a steering device of an automobile.
従来より、自動車の懸架装置及び操舵装置等に使用されるアームのアーム開口に圧入されるボールジョイントは、球状の球頭部と球頭部から突出する柄部とを有する金属製のボールスタッドと、ボールスタッドの球頭部を揺動回動自在に包持する合成樹脂製のシートと、シートを内包し、ボールスタッドの柄部を突出させるハウジング開口を有する金属製のハウジングと、シートとハウジングの間でシートを径方向内向きに押圧するリングと、を備え、このボールスタッド、シート、ハウジング及びリングが一体に組み付けられている。 2. Description of the Related Art Conventionally, a ball joint press-fitted into an arm opening of an arm used for a suspension device, a steering device, etc. of an automobile includes a metal ball stud having a spherical ball head and a handle protruding from the ball head. , A synthetic resin sheet that slidably pivotally holds the ball head of the ball stud, a metal housing having a housing opening that encloses the sheet and protrudes the handle of the ball stud, and the sheet and housing And a ring for pressing the seat radially inward, and the ball stud, the seat, the housing and the ring are assembled together.
ここで、シートとボールスタッドの球頭部の間に所望する揺動回転トルクを発生させるため、シートの外径は、リングの内径よりも大きく、シートの厚みは、リングと球頭部との間の距離より大きく設定されている。そのため、金属製のリングを合成樹脂製のシートの外周面に圧入すると、金属製のリングの内表面が合成樹脂製のシートの外表面を径方向内向きに押圧し、シートの内表面がボールスタッドの球頭部に圧接する。この圧接によって、シートとボールスタッドの球頭部の間には所望する揺動回転トルクが発生する。
しかし、シートの外径は、リングの内径よりも大きく、シートの厚みは、リングと球頭部との間より大きく設定されているため、シートの内表面が球頭部に押圧する一方、金属製のリングにおいても径方向外向きへ変形する。これにより、リングの外表面がハウジングの内表面を径方向外向きに押圧し、ハウジング外径が所定寸法より大きくなってしまうという問題があった。 However, since the outer diameter of the sheet is larger than the inner diameter of the ring and the thickness of the sheet is set larger than between the ring and the ball head, the inner surface of the sheet is pressed against the ball head, Even a made ring is deformed radially outward. As a result, the outer surface of the ring presses the inner surface of the housing radially outward, and the housing outer diameter becomes larger than a predetermined dimension.
また、組み付け後、アームに圧入されるボールジョイントでは、適切な揺動回転トルクを有するボールジョイントのハウジング部分がアームのアーム開口に圧入されるため、ハウジング外径は径方向内向きに圧縮され、ハウジングに当接するリングも径方向内向きに圧縮される。よって、リングに当接するシートも同様に径方向内向きに圧縮されるため、シートとボールスタッドの球頭部の間の揺動回転トルクが大幅に高くなるという問題があった。 In addition, in the ball joint that is press-fitted into the arm after assembly, since the housing portion of the ball joint having an appropriate swinging rotational torque is press-fitted into the arm opening of the arm, the outer diameter of the housing is compressed radially inward, The ring that contacts the housing is also compressed radially inward. Accordingly, since the seat that contacts the ring is similarly compressed radially inward, there has been a problem that the swinging rotational torque between the seat and the ball head of the ball stud is significantly increased.
そこで、本発明は、ハウジング外径が所定寸法のボールジョイントを提供するとともに、ボールジョイントのハウジング部分がアームのアーム開口に圧入された場合であっても、所望する揺動回転トルクを有するボールジョイントを提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention provides a ball joint having a housing outer diameter of a predetermined size, and a ball joint having a desired rotational torque even when the housing portion of the ball joint is press-fitted into the arm opening of the arm. The purpose is to provide.
本発明のボールジョイントは、球状の球頭部と球頭部から突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揺動回動自在に包持するシートと、シートを内包し、ボールスタッドの柄部を突出させるハウジング開口を有するハウジングと、シートとハウジングの間でシートを径方向内向きに押圧するリングと、を備えハウジングがアームのアーム開口に圧入されるボールジョイントにおいて、ハウジングは、内周側にリングの外周面のリング鍔部が着座するリング用段部と、リング用段部の径方向外側にアームへ着座するハウジング鍔部を備え、リングは、ハウジング鍔部の径方向内側に設けられた第一外径部と、第一外径部より外径の小さい第二外径部とを有し、第一外径部のみハウジングの内周面に当接させ、リングの第一外径部より下側は、リングの外周面とハウジングの内周面の間に所定の空間を設けたことを第一の特徴とする。 A ball joint according to the present invention includes a ball stud having a spherical ball head and a handle protruding from the ball head, a seat for swinging and turning the ball head of the ball stud, and a seat including the seat And a ball joint in which the housing is press-fitted into the arm opening of the arm , the housing having a housing opening for projecting the handle portion of the ball stud, and a ring for pressing the seat radially inward between the seats. The housing includes a ring step on which the ring flange portion of the outer peripheral surface of the ring is seated on the inner peripheral side, and a housing flange portion seated on the arm on the radially outer side of the ring step portion. A first outer diameter portion provided on the radially inner side of the first outer diameter portion and a second outer diameter portion having an outer diameter smaller than the first outer diameter portion, and only the first outer diameter portion is brought into contact with the inner peripheral surface of the housing. ,ring Lower than the first outer diameter portion is a first feature in that a predetermined space between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the housing of the ring.
本発明のボールジョイントは、リングは、先端に先端鋭角部を有し、シートの中央赤道部にはシート鍔部を有しており、リングの先端鋭角部は、シートのシート鍔部に突き刺し固定されることを第二の特徴とする。 In the ball joint of the present invention, the ring has a sharp tip at the tip, a seat collar at the central equator of the seat, and the sharp tip of the ring is stuck and fixed to the seat collar of the seat This is a second feature.
本発明のボールジョイントによれば、ハウジングは、内周側にリングの外周面のリング鍔部が着座するリング用段部と、リング用段部の径方向外側にアームへ着座するハウジング鍔部を備え、リングは、ハウジング鍔部の径方向内側に設けられた第一外径部と、第一外径部より外径の小さい第二外径部とを有し、第一外径部のみハウジングの内周面に当接させ、リング(5)の第一外径部(5e)より下側は、リングの外周面とハウジングの内周面の間に所定の空間を設けたため、シートの厚みによってリングが径方向外向きへ変形した場合であっても、ハウジングの内周面とシートの外周面の間の空間によって、リングの外周面の拡径が吸収され、ハウジングの内周面が押圧されてハウジングの外径が大きくなることを抑制することができ、ハウジング外径を所定寸法に形成することができる。また、組み付け後、所望する揺動回転トルクを有するボールジョイントのハウジング部分がアームのアーム開口に圧入された場合であっても、ハウジングの内周面とシートの外周面の間の空間によって、ハウジングの内径の径方向内向きの収縮が吸収され、ボールジョイントのシートと球頭部間の揺動回転トルクの上昇を小さくすることができ、所望する揺動回転トルクに設定することができる。 According to the ball joint of the present invention, the housing includes a ring step portion on the inner peripheral side where the ring flange portion of the outer peripheral surface of the ring is seated, and a housing flange portion seated on the arm on the radially outer side of the ring step portion. The ring has a first outer diameter portion provided radially inside the housing collar and a second outer diameter portion having a smaller outer diameter than the first outer diameter portion, and only the first outer diameter portion is a housing. Since the predetermined space is provided between the outer peripheral surface of the ring and the inner peripheral surface of the housing, the thickness of the seat is lower than the first outer diameter portion (5e) of the ring (5). Even when the ring is deformed radially outward, the space between the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the seat absorbs the expanded diameter of the outer peripheral surface of the ring, and the inner peripheral surface of the housing is pressed. To prevent the outer diameter of the housing from increasing It is possible to form the housing outer diameter to a predetermined dimension. In addition, even after the assembly, even if the housing portion of the ball joint having the desired swinging and rotating torque is press-fitted into the arm opening of the arm, the housing is defined by the space between the inner peripheral surface of the housing and the outer peripheral surface of the seat. The contraction of the inner diameter of the ball joint inward in the radial direction is absorbed, and the increase in the swinging rotational torque between the ball joint seat and the ball head can be reduced, and the desired swinging rotational torque can be set.
図1は、ボールジョイント1がアーム12に圧入された状態を表す断面平面図、図2は、図1の要部拡大図、図3は、ボールジョイントを組み付ける第一段階を表す断面平面図である。図4は、ボールジョイントを組み付ける第二段階を表す断面平面図である。図5は、本発明の実施例による要部拡大図である。 1 is a cross-sectional plan view showing a state where the ball joint 1 is press-fitted into the arm 12, FIG. 2 is an enlarged view of a main part of FIG. 1, and FIG. 3 is a cross-sectional plan view showing a first stage of assembling the ball joint. is there. FIG. 4 is a cross-sectional plan view showing a second stage of assembling the ball joint. FIG. 5 is an enlarged view of a main part according to an embodiment of the present invention .
まず、アーム12のアーム開口12aに圧入されたボールジョイント1について図1及び図2に基づいて説明する。組み付けられるボールジョイント1は、中央に球状の球頭部2aと球頭部2aの軸線方向両端から突出する柄部2b,2cとよりなるボールスタッド2を有する。柄部2b,2cには、各々に後述するブーツ6,8を装着するブーツ嵌合溝2d,2eが形成されている。
First, the ball joint 1 press-fitted into the arm opening 12a of the arm 12 will be described with reference to FIGS. The ball joint 1 to be assembled has a
ボールスタッド2の球頭部2aの周りには、軸線方向両端にボールスタッド2の柄部2b,2cを突出させるシート開口3a,3bと、中央赤道部にシート鍔部3cとを有する合成樹脂製のシート3が配置されている。シート3の外周面で後述する金属製のハウジング4の内周面と当接するハウジング当接部3dは、ハウジング4のハウジング半球部4fによって径方向内向きに押圧される。また、シート3の外周面で後述する金属製のリング5の内周面と当接するリング当接部3eは、リング5のリング半球部5fによって径方向内向きに押圧される。この径方向内向きに押圧によって、シート3の内周面は、ボールスタッド2の球頭部2aを径方向内向きに押圧し、シート3とボールスタッド2の球頭部2の間に所望する揺動回転トルクを発生させる。
Around the
ハウジング4は、軸線方向両端にハウジング開口4a,4bを有し、一方のハウジング開口4bの外周面には、周状のブーツ装着溝4cが形成され、他方のハウジング開口4aには、後述するリング5のリング鍔部5dをかしめ固定するかしめ部4eが形成されている。ハウジング4の内周面は、一方のハウジング開口4b側から、シート3のハウジング当接部3dを当接させるハウジング半球部4f、シート3のシート鍔部3cを周方向に着座させるシート用段部4g、後述するリング5の外周面を対置させる円筒部4h、リング5のリング鍔部5dを周方向に着座させるリング用段部4dが軸線方向に順に形成されている。
The
リング5は、他方のハウジング開口4a側のシート3とハウジング4の間に固定され、リング5の外周面に形成されたリング鍔部5dが、ハウジング4のリング用段部4dに着座し、ハウジング4のかしめ部4eによって、かしめ固定される。リング5は、軸線方向の一端にボールスタッド2の柄部2bが挿通されるリング開口5aと、軸線方向の他端にボールスタッド2の球頭部2a及びシート3が挿通されるリング開口5bとを有する。一端のリング開口5a側の外周面には、周状のブーツ取付溝5cが形成され、他端のリング開口5b側には、シート3のシート鍔部3cに突き刺し固定する先端鋭角部5gを有している。リング5の内周面はリング半球部5fを有し、リング半球部5fの内径はシート3の外径より小さいため、リング5の内周面によってシート3の外周面は、半球形状で径方向内向きに押圧される。また、図2に示すようにリング5の内周面がシート3の外周面を押圧する全ての範囲の径方向において、リング5の外周面とハウジング4の内周面の間に所定の空間Sが形成されている。尚、リング5のリング鍔部5dの下側の外径は、第一外径部5eと、第一外径部5eより外径の小さい第二外径部5fを有する。第一外径部5eと第二外径部5fに対置するハウジング4の円筒部4hの内径は一定であるため、所定の空間Sは、第一外径部に対応する第一空間S1と、第一空間S1より空間が広い第二外径部に対応する第二空間S2とが形成される。
The
ボールスタッド2のブーツ嵌合溝2dとリング5のブーツ取付溝5cには、弾性部材からなるブーツ6が取り付けられ、リング5のブーツ取付溝5cに装着されるブーツ6の外周には、周状のサークリップ7が装着されている。また、ボールスタッド2のブーツ嵌合溝2eとハウジング4のブーツ装着溝4cには、弾性部材からなるブーツ8が取り付けられ、ハウジング4のブーツ装着溝4cに装着されるブーツ8の外周には、周状のサークリップ9が装着されている。
A
次に上記ボールジョイント1の製造方法を図3及び図4に基づいて説明する。まず、図3に示す如く、シート3を他方のハウジング開口4a側からハウジング4内に圧入し、シート3のハウジング当接部3dをハウジング4のハウジング半球部4fに当接させる。この時、シート3のシート鍔部3cは、ハウジング4のシート用段部4gに当接する。続いてシート開口3a側にボールスタッド2の柄部2cを挿入し、ボールスタッド2の球頭部2aをシート3の内表面に圧入する。その後、図4に示す如く、リング5のリング半球部5fがシート3のリング当接部3eに当接するようにリング開口5b側をハウジング4とシート3の間に圧入する。リング5のリング開口5b側は、先端鋭角部5gを有しており、シート3のシート鍔部3cに突き刺し固定される。リング5のリング半球部5fはボールスタッド2の球頭部2aの曲率と略同一曲率を有しており、シート3は、リング5のリング半球部5fの曲率に従い変形してボールスタッド2の球頭部2aに圧接される。次にハウジング4の他方のハウジング開口4a側のかしめ部4eをリング5のリング鍔部5dを包むようにかしめて、リング5をハウジング4に対し固定する。その後、ブーツ6の一方のブーツ開口6aをボールスタッド2のブーツ嵌合溝2dに、他方のブーツ開口6bをリング5のブーツ取付溝5cに取り付け、リング5のブーツ取付溝5cに取り付けられたブーツ6の外周にサークリップ7を嵌装する。同様に、ブーツ8の一方のブーツ開口8aをボールスタッド2のブーツ嵌合溝2eに、他方のブーツ開口8bをハウジング4のブーツ装着溝4cに取り付け、ハウジング4のブーツ装着溝4cに取り付けられたブーツ8の外周にサークリップ9を嵌装して、ボールジョイントの組み付けが完了する。
Next, the manufacturing method of the said ball joint 1 is demonstrated based on FIG.3 and FIG.4. First, as shown in FIG. 3, the
組み付けが完了したボールジョイント1は、自動車の懸架装置及び操舵装置に使用されるアーム12のアーム開口12aに圧入される。 The ball joint 1 that has been assembled is press-fitted into an arm opening 12a of an arm 12 that is used in a suspension device and a steering device of an automobile.
上記の如きボールジョイント1では、リング5の内周面がシート3の外周面を押圧する範囲の径方向で、リング5の外周面とハウジング4の内周面の間に所定の空間Sを設けたため、シート3の厚みによってリング5が径方向外向きへ変形した場合であっても、ハウジング4の内周面とシート3の外周面の間の空間Sによって、リング5の外周面の拡径が吸収され、ハウジング4の内周面が押圧されてハウジング4の外径が大きくなることを抑制することができる。
In the ball joint 1 as described above, a predetermined space S is provided between the outer peripheral surface of the
また、組み付けられた適切な揺動回転トルクを有するボールジョイント1のハウジング4がアーム12のアーム開口4aに圧入された場合であっても、ハウジング4の内周面とシート3の外周面の間の空間Sによって、ハウジング4の内径の径方向内向きの収縮が吸収され、ボールジョイント1のシート3と球頭部2aの間の揺動回転トルクの上昇を小さくすることができる。すなわち、リングの外周面とハウジングの内周面の間に空間のない従来のボールジョイント1においては、アームのアーム開口にボールジョイントを圧入した場合、ボールジョイントのシート3と球頭部2aの間の揺動回転トルクが2.6Nm大きくなったが、本発明のボールジョイント1をアーム12のアーム開口12aに圧入した場合の揺動回転トルクの上昇値は、1.7Nmと約半分に軽減される。ここで、揺動回転トルクの上昇値が0とならないのは、シート3のハウジング当接部3dとハウジング4のハウジング半球部4fが当接しているため、ボールジョイント1をアーム12のアーム開口12aに圧入した場合のハウジング4のハウジング半球部4fの縮径がシート3のハウジング当接部3dの縮径につながり、シート3の内周面がボールスタッド2の球頭部2aを更に押圧するためであるが、揺動回転トルクの上昇を小さくすることにより、揺動回転トルクのバラツキが小さくなり、管理が容易となる。
Further, even when the assembled
尚、リング5の外周面とハウジング4の内周面の間の空間Sは、0.1〜1.0mmの範囲内にあることが好ましい。
The space S between the outer peripheral surface of the
本発明の実施例では、図5のようにリング5のリング鍔部5dの下側の外径を第一外径部5eと、第一外径部5eより外径の小さい第二外径部5fとを設け、第一外径部5eのみハウジング4の内周面に当接させる。本実施例では、球頭部2aの両端に柄部2b,2cを設け、シート3及びハウジング4に軸線方向両端の開口3a,3b,4a,4bを有するボールジョイントについて説明したが、球頭部2aの一端のみに柄部を有し、シート3及びハウジング4の軸線方向に開口を一端のみに有するボールジョイントについても適用可能である。
In the embodiment of the present invention , as shown in FIG. 5 , the lower outer diameter of the
2 ボールスタッド
2a 球頭部
2b,2c 柄部
3 シート
4 ハウジング
4a,4b ハウジング開口
5 リング
S 所定の空間
2
Claims (2)
該ボールスタッド(2)の球頭部(2a)を揺動回動自在に包持するシート(3)と、
該シート(3)を内包し、前記ボールスタッド(2)の柄部(2b,2c)を突出させるハウジング開口(4a,4b)を有するハウジング(4)と、
該シート(3)と該ハウジング(4)の間で該シート(3)を径方向内向きに押圧するリング(5)と、を備え、
前記ハウジング(4)がアーム(12)のアーム開口(12a)に圧入されるボールジョイントにおいて、
前記ハウジング(4)は、内周側に前記リング(5)の外周面のリング鍔部(5d)が着座するリング用段部(4d)と、該リング用段部(4d)の径方向外側にアーム(12)へ着座するハウジング鍔部を備え、
前記リング(5)は、前記ハウジング鍔部の径方向内側に設けられた第一外径部(5e)と、第一外径部(5e)より外径の小さい第二外径部(5f)とを有し、第一外径部(5e)のみ前記ハウジング(4)の内周面に当接させ、前記リング(5)の第一外径部(5e)より下側は、前記リング(5)の外周面と前記ハウジング(4)の内周面の間に所定の空間(S)を設けたことを特徴とするボールジョイント。 A ball stud (2) having a spherical ball head (2a) and a handle (2b, 2c) protruding from the ball head (2a);
A seat (3) holding the ball head (2a) of the ball stud (2) in a swingable manner;
A housing (4) having a housing opening (4a, 4b) containing the seat (3) and projecting the handle (2b, 2c) of the ball stud (2);
A ring (5) for pressing the sheet (3) radially inward between the sheet (3) and the housing (4) ;
In the ball joint in which the housing (4) is press-fitted into the arm opening (12a) of the arm (12) ,
The housing (4) includes a ring step (4d) on the inner peripheral side on which a ring flange (5d) on the outer peripheral surface of the ring (5) is seated, and a radially outer side of the ring step (4d). A housing collar that sits on the arm (12),
The ring (5) includes a first outer diameter portion (5e) provided on the radially inner side of the housing flange and a second outer diameter portion (5f) having an outer diameter smaller than that of the first outer diameter portion (5e). Only the first outer diameter portion (5e) is brought into contact with the inner peripheral surface of the housing (4), and the lower side from the first outer diameter portion (5e) of the ring (5) is the ring ( A ball joint characterized in that a predetermined space (S) is provided between the outer peripheral surface of 5) and the inner peripheral surface of the housing (4).
前記シート(3)の中央赤道部にはシート鍔部(3c)を有しており、The central equator of the sheet (3) has a sheet collar (3c),
前記リング(5)の先端鋭角部(5g)は、前記シート(3)のシート鍔部(3c)に突き刺し固定されることを特徴とする請求項1に記載のボールジョイント。2. The ball joint according to claim 1, wherein the tip acute angle portion (5 g) of the ring (5) is pierced and fixed to the seat flange (3 c) of the seat (3).
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