JP5117459B2 - ボールジョイント - Google Patents

Description

本発明は，主として自動車の懸架装置や操向装置に使用されるボールジョイントに関し，特に，ハウジングと，このハウジング内で首振り可能に保持されるボール部及びこのボール部に一体に連設されて前記ハウジングの開口部外方に突出するスタッド部よりなるボールスタッドと，前記ハウジング及びスタッド部間に張設されて前記開口部を覆うブーツとからなり，そのブーツは，可撓性を有する胴部と，この胴部の一端に形成されて前記スタッド部に嵌着される第１リップ部と，前記胴部の他端に形成されて，前記ハウジングの外周に形成されたリップ装着溝に嵌め込まれる第２リップ部とで構成され，その第２リップ部の外周にそれを緊縮させる環状バンドを装着して第２リップ部のリップ装着溝からの離脱を阻止するようにしたボールジョイントの改良に関する。

かゝるボールジョイントは，下記特許文献１に開示されるように既に知られている。

特公平４−２８４９１号公報

従来，かゝるボールジョイントにおいて，ハウジングのリップ装着溝に嵌め込んだブーツの第２リップ部の外周に環状バンドを装着する際には，環状バンドは，これをブーツの胴部又はハウジングの最大外径より大きく拡径させた状態で，ブーツの胴部又はハウジングを越えて第２リップ部の外周に装着していた。

しかしながら，環状バンドをブーツの胴部又はハウジングの最大外径より大きく拡径させると，環状バンドに多少とも塑性変形を来し，環状バンドの第２リップ部に対する緊縮機能が減退することがある。

本発明は，かゝる事情に鑑みてなされたもので，大きく拡径させることなく，環状バンドを第２リップ部の外周に装着し得るようにして，環状バンドの第２リップ部に対する緊縮機能を正常に維持し得るボールジョイント及びその組立方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために，本発明は，ハウジングと，このハウジング内で首振り可能に保持されるボール部及びこのボール部に一体に連設されて前記ハウジングの開口部外方に突出するスタッド部よりなるボールスタッドと，前記ハウジング及びスタッド部間に張設されて前記開口部を覆うブーツとからなり，そのブーツは，可撓性を有する胴部と，この胴部の一端に形成されて前記スタッド部に嵌着される第１リップ部と，前記胴部の他端に形成されて，前記ハウジングの外周に形成されたリップ装着溝に嵌め込まれる第２リップ部とで構成され，その第２リップ部の外周にそれを緊縮させる環状バンドを装着したボールジョイントにおいて，前記リップ装着溝の前記開口部と反対側に隣接する円筒状の支持底面と，この支持底面から半径方向に起立するストッパ面とからなるバンド仮置き段部を前記ハウジングの外周に形成し，前記支持底面は，これに前記リップ装着溝内の前記第２リップ部に装着する前の環状バンドを待機させ得るよう，且つその待機中，該環状バンドがそれ自体の収縮力により前記ストッパ面側に付勢されるよう，前記ストッパ面に向かって小径となるテーパ状に形成されることを第１の特徴とする。

尚，前記開口部は，後述する本発明の実施例中の第１開口部１４ａに対応する。

本発明の第１の特徴によれば，第２リップ部をリップ装着溝に嵌め込むまで環状バンドを待機させるバンド仮置き段部の支持底面は，ハウジングやブーツの最大外径より小径であるから，環状バンドは，支持底面への仮置きに際して僅かに拡径させれば足り，塑性変形の心配がない。したがって第２リップ部のバンド溝に装着したとき，第２リップ部に対して規定の緊縮力を発揮することができる。

しかも支持底面がリップ装着溝に隣接することから，環状バンドは，支持底面上の待機位置からリップ装着溝側に僅かに移動させることにより，第２リップ部の外周に装着することができ，装着性が極めて良好である。

さらに支持底面は，この支持底面での環状バンドの待機中，環状バンドがそれ自体の収縮力により前記ストッパ面側に付勢されるよう，ストッパ面に向かって小径となるテーパ状に形成されるので，一旦仮置きされた環状バンドは，それ自体の収縮力とテーパ状の支持底面との協働によりストッパ面との当接位置に保持されることになり，したがってハウジングが次工程への移動中，振動や衝撃を受けても，環状バンドの支持底面からの脱落を確実に防ぐことができ，したがってハウジングの次工程への移動の迅速化を可能にし，組立能率の向上に寄与し得る。

本発明の一実施例に係るボールジョイントの正面図。 同ボールジョイント縦断正面図。 同ボールジョイントの組立要領説明図。 同ボールジョイントにおける環状バンドの装着要領説明図。

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。

先ず，図１及び図２において，第１支持部材Ａ及び第２支持部材Ｂは，ボールジョイントＪを介して相互に揺動可能に連結される。このボールジョイントＪは，第１支持部材Ａの一側面に一体に突設されるボールスタッド１０と，第２支持部材Ｂの先端に一体に形成されるハウジング１３とを備える。以下の説明において，便宜上，ハウジング１３側を上，ボールスタッド１０側を下とする。

ボールスタッド１０は，第１支持部材Ａから隆起したスタッド基部１１ａに，それより小径のスタッド頸部１１ｂを一体に連設してなるスタッド部１１と，その頸部１１ｂに一体に連設されるボール部１２とよりなっており，スタッド基部１１ａは，ボール部１２より大径になっている。そのボール部１２は，外周面が円筒状をなす合成樹脂製のベアリング部材１５により抱持される。

ハウジング１３はシリンダ状の内室１４を有する。その内室１４は，軸方向下端を第１開口部１４ａ，上端を第２開口部１４ｂとして開放しており，前記ベアリング部材１５は，第１開口部１４ａから内室１４に密に嵌合される。

ベアリング部材１５は，その内周側にボール部１２の赤道ｅ（スタッド部１１の軸線ｙと直交するボール部１２上の大円）及びその周辺部に適合する球状の抱持面１７が形成される。またベアリング部材１５の周壁には，第１開口部１４ａ側の一端部から抱持面１７を越えて延びる複数のスリット１９が周方向等間隔置きに設けられる。

ベアリング部材１５及びボール部１２間には，ボール部１２の頂部に圧接する補助ベアリング部材２１が介装される。この補助ベアリング部材２１は，ボール部１２の頂部に圧接する球面の圧接面２３を持った皿状のベアリング部２２と，このベアリング部２２の外周面中心部より突出する位置決め筒部２４とからなっている。この補助ベアリング部材２１を保持する保持孔２７がベアリング部材１５に設けられる。

而して，補助ベアリング部材２１のベアリング部２２には予め所定の締め代が付与されており，ボール部１２がベアリング部材１５の抱持面１７に密接するようにベアリング部材１５に保持されたとき，ベアリング部２２がベアリング部材１５及びボール部１２間で所定量，弾性圧縮変形され，ベアリング部２２に所定の圧縮セット荷重が付与される。これによりボールスタッド２１の首振りトルクが設定される。

ハウジング１３の，第１開口部１４ａ近傍の内周面には環状の係止溝２８が設けられ，この係止溝２８に，ベアリング部材１５の下端面を支承するサークリップ状の止め環３０が装着される。

一方，ハウジング１３の第２開口部１４ｂの内周面には，内室１４より大径の環状凹部３４が設けられ，この環状凹部３４の外端縁から環状のかしめ部３５が隆起している。環状凹部３４には閉止部材３６が嵌合される。この閉止部材３６は，第２開口部１４ｂを閉鎖すると共に，ベアリング部材１５の上端面を押圧して止め環３０に所定のセット荷重を付与するもので，この閉止部材３６の環状凹部３４との嵌合状態を保持するようにかしめ部３５が半径方向内側にかしめられる。

スタッド部１１及びハウジング１３間には，ハウジング１３の第１開口部１４ａ周りを覆う可撓性のブーツ３７が張設される。このブーツ３７は，蛇腹状の胴部３７ａと，その軸方向両端に形成される環状の第１及び第２リップ部３７ｂ，３７ｃとからなっており，第１リップ部３７ｂの内部には金属製でＬ型断面の補強環４０が埋設され，その内周面には金属製でＬ型断面の取り付け環４１が嵌合される。また第２リップ部３７ｃの外周には環状のバンド溝３９が形成される。

一方，ハウジング１３の，第１開口部１４ａ側端部の外周面には環状のリップ装着溝３８が形成される。このリップ装着溝３８は，環状の溝底３８ａと，この溝底３８ａの，第１開口部１４ａ側の一端から起立する第１内側壁３８ｂと，溝底３８ａの他端から起立する第２内側壁３８ｃとからなっており，第２内側壁３８ｃの外周縁は，第１内側壁３８ｂの外周縁より大径になっている。

而して，第１リップ部３７ｂは，取り付け環４１をスタッド基部１１ａ外周面に圧入することによりボールスタッド１０に取り付けられ，第２リップ部３７ｃは，ハウジング１３の前記リップ装着溝３８に嵌め込まれ，その第２リップ部３７ｃ外周のバンド溝３９に環状バンド４３が装着される。この環状バンド４３は，図１に示すようにコイルばねで構成され，それ自体の弾性収縮力により第２リップ部３７ｃに緊縮力を与えることができる。

図４に明示するように，ハウジング１３の外周には，環状バンド４３を第２リップ部３７ｃに装着する前に，その装着を容易にすべく環状バンド４３を待機させるための環状のバンド仮置き段部４２が形成される。バンド仮置き段部４２は，リップ装着溝３８の第２内側壁３８ｃの外周縁に軸方向一端を連ねる円筒状の支持底面４２ａと，この支持底面４２ａの軸方向他端から半径方向に起立するストッパ面４２ｂとからなっており，この支持底面４２ａは，リップ装着溝３８に嵌め込み状態の第２リップ部３７ｃの外周面より大径に形成される。

またこの支持底面４２ａは，環状バンド４３をそれ自体の弾性収縮力をもって待機させ得る広さを持つと共に，ストッパ面４２ｂに向かって小径となるテーパ状に形成される。この支持底面４２ａのテーパ角度θ（支持底面４２ａの母線及び軸線間の角度（図３参照）は，環状バンド４３自体の弾性収縮力と支持底面４２ａとの協働により環状バンド４３をストッパ面４２ｂとの当接方向に付勢する角度に設定される。テストによれば，上記テーパ角度θは，環状バンド４３の支持底面での待機性と，環状バンド４３の第２リップ部３７ｃ側への移動装着性とを両立させるため，１０°前後に設定することが望ましい。

次に，このボールジョイントＪの組立要領について図３及び図４により説明する。

先ず，図３に示すように，ハウジング１３のバンド仮置き段部４２の支持底面４２ａに，僅かに拡径させた環状バンド４３を嵌め，それ自体の弾性収縮力をもって支持底面４２ａ上に待機させる。而して，その支持底面４２ａがストッパ面４２ｂに向かって小径となるテーパ状をなしていることから，支持底面４２ａに待機する環状バンド４３は，それ自体の弾性収縮力とテーパ状支持底面４２ａとの協働によりストッパ面４２ｂとの当接方向に付勢され，ストッパ面４２ｂとの当接位置に自動的に保持される。

一方，スタッド基部１１ａにはブーツ３７の第１リップ部３７ｂを取り付け環４１を介して取り付け，次いで止め環３０の切り口を開きながら，止め環３０をスタッド部１１の周囲に待機させる。

次に，ボール部１２の外周面にグリースを塗布し，またベアリング部材１５に補助ベアリング部材２１を嵌合した状態で，それらの内周面にもグリースを塗布する。これらグリースはボール部１２と，ベアリング部材１５及び補助ベアリング部材２１との各間の摺動部に潤滑に供される。

それから，ベアリング部材１５の，補助ベアリング部材２１と反対側の開口部にボール部１２を押し込む。而して，ベアリング部材１５の周壁には，その開口端から球状の抱持面１７を越えて延びる複数条のスリット１９が設けられているから，ボール部１２の押し込み力によれば，それらスリット１９が拡張するようにベアリング部材１５の周壁が円錐状に拡径してボール部１２を受け入れ，その後，抱持面１７がボール部１２に密接するように，ベアリング部材１５の周壁は，それ自体の弾性により原形に戻ろうとするが，補助ベアリング部材２１のベアリング部２２には所定の締め代が付与されているため，ボール部１２は圧縮変形前のベアリング部２２に邪魔されて抱持面２７に不完全な状態で嵌合し，したがってベアリング部材１５の周壁は，僅かに円錐状に拡径した状態を呈する。

そこで，次にベアリング部材１５をボール部１２と共にハウジング１３の内室１４に第１開口部１４ａ側，即ち係止溝２８側から嵌合していくと，ベアリング部材１５の前記円錐状拡径部は，内室１４の内周面により縮径され，それに伴ないボール部１２は，抱持面１７に密着するよう強制的に押し込まれながらベアリング部２２をベアリング部材１５との間で圧縮していく。こうして補助ベアリング部材２１には圧縮セット荷重を付与する。このとき，補助ベアリング部材２１は，ベアリング部材１５より軟質の合成樹脂製であるから，ベアリング部材１５に殆ど干渉されることなく，補助ベアリング部材２１のセット荷重を所望通りに設定することが可能となり，ボールスタッド１１の首振りトルクを所望通り容易に設定することができる。

ベアリング部材１５の内室１４への嵌合が進み，ベアリング部材１５が係止溝２８を通過した後，止め環３０を係止溝２８に装着する。ハウジング１３の内室２４に嵌合したベアリング部材１５の周壁は，内室１４の内周面により拡径が阻止されるので，ボール部１２は抱持面１７により強固に抱持され，ベアリング部材１５からの抜け出しが阻止される。

次にベアリング部材１５を，係止溝２８に係止された止め環３０上に載せて，ハウジング１３の環状凹部３４に閉止部材３６を嵌合し，そしてこの閉止部材３６が環状凹部３４の底面に密着するように，ハウジング２３のかしめ部３５を半径方向内側にかしめ，閉止部材３６をハウジング１３に固定する。

而して，かしめ部３５の閉止部材３６に与えるかしめ力は，ベアリング部材１５を介して止め環３０に伝達して，それらに所定の弾性曲げ変形を与え所定のセット荷重を付与することになる。その際，ベアリング部材１５にも僅かながら弾性圧縮変形が生じ，補助ベアリング部材２１と協働してボール部１２に対する抱持力を増加させる。

閉止部材３６のかしめ固定後，図４に示すように，ブーツ３７の第２リップ部３７ｃをハウジング１３のリップ装着溝３８に嵌め込み，先にブーツ仮置き段部４２の支持底面４２ａに待機させた環状バンド４３を，マイナスドライバ等の適当な工具により矢印Ｆに従って第２リップ部３７ｃ側に滑らせれば，環状バンド４３は，それ自体の弾性収縮力をもって第２リップ部３７ｃ外周のバンド溝３９に自動的に装着されることになる。特に，支持底面４２ａは，リップ装着溝３８に嵌め込み状態の第２リップ部３７ｃの外径より大径に形成されているので，環状バンド４３は，支持底面４２ａを滑り出るや否や，第２リップ部３７ｃの外周縁に干渉されることなく，バンド溝３９にスムーズに装着することができる。

ところで，第２リップ部３７ｃをリップ装着溝３８に嵌め込むまで環状バンド４３を待機させるバンド仮置き段部４２の支持底面４２ａは，ハウジング１３やブーツ３７の最大外径より小径であるから，環状バンド４３は，支持底面４２ａへの仮置きに際して僅かに拡径させれば足り，塑性変形の心配がなく，したがって第２リップ部３７ｃのバンド溝３９に装着したとき，第２リップ部３７ｃに対して規定の緊縮力を発揮することができる。

しかも支持底面４２ａがリップ装着溝３８に隣接することから，環状バンド４３は，支持底面４２ａ上の待機位置からリップ装着溝３８側に僅かに移動させることにより，第２リップ部３７ｃのバンド溝３９に装着することができ，装着性が極めて良好である。

さらに支持底面４２ａに待機する環状バンド４３は，それ自体の弾性収縮力と支持底面４２ａとの協働によりストッパ面４２ｂとの当接方向に付勢され，ストッパ面４２ｂとの当接位置に自動的に保持されることで，ハウジング１３が次工程への移動中，振動や衝撃を受けても，環状バンド４３の支持底面４２ａからの脱落を確実に防ぐことができ，したがってハウジング１３の次工程への移動の迅速化を可能にし，組立能率の向上に寄与し得る。

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，本発明は，ハウジングがボールスタッド１０を突出させる一つの開口部しか持たないボールジョイントや，ボール部から互いに反対方向に突出する一対のスタッド部を備えるボールジョイントにも適用可能である。

１０・・・ボールスタッド
１１・・・スタッド部
１２・・・ボール部
１３・・・ハウジング
１４ａ・・開口部（第１開口部）
３７・・・ブーツ
３７ａ・・胴部
３７ｂ・・第１リップ部
３７ｃ・・第２リップ部
３８・・・リップ装着溝
４２・・・バンド仮置き段部
４２ａ・・テーパ状の支持底面
４２ｂ・・ストッパ面
４３・・・環状バンド

Claims (1)

1. ハウジング（１３）と，このハウジング（１３）内で首振り可能に保持されるボール部（１２）及びこのボール部（１２）から前記ハウジング（１３）の開口部（１４ａ）側に突出するスタッド部（１１）よりなるボールスタッド（１０）と，前記ハウジング（１３）及びスタッド部（１１）間に張設されて前記開口部（１４ａ）を覆うブーツ（３７）とからなり，そのブーツ（３７）は，可撓性を有する胴部（３７ａ）と，この胴部（３７ａ）の一端に形成されて前記スタッド部（１１）に嵌着される第１リップ部（３７ｂ）と，前記胴部（３７ａ）の他端に形成されて，前記ハウジング（１３）の外周に形成されたリップ装着溝（３８）に嵌め込まれる第２リップ部（３７ｃ）とで構成され，その第２リップ部（３７ｃ）の外周に，それを緊縮させる環状バンド（４３）を装着したボールジョイントにおいて，
   前記リップ装着溝（３８）の前記開口部（１４ａ）と反対側に隣接する円筒状の支持底面（４２ａ）と，この支持底面（４２ａ）から半径方向に起立するストッパ面（４２ｂ）とからなるバンド仮置き段部（４２）を前記ハウジング（１３）の外周に形成し，前記支持底面（４２ａ）は，これに前記リップ装着溝（３８）内の前記第２リップ部（３７ｃ）に装着する前の環状バンド（４３）を待機させ得るよう，且つその待機中，該環状バンド（４３）がそれ自体の収縮力により前記ストッパ面（４２ｂ）側に付勢されるよう，前記ストッパ面（４２ｂ）に向かって小径となるテーパ状に形成されることを特徴とするボールジョイント。

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