JP5143188B2 - ボールジョイントおよびボールジョイントの組立方法 - Google Patents

Description

本発明は、球状の頭部から柄部が突出するボールスタッドと、前記ボールスタッドの頭部を揺動自在かつ回転自在に支持するベアリングと、前記ベアリングを収納するとともに前記ボールスタッドの柄部が外部に延出する開口部が形成されたハウジングとを備えるボールジョイントと、そのボールジョイントの組立方法とに関する。

かかるボールジョイントは、例えば下記特許文献１により公知である。

このボールジョイントは、ボールスタッドの頭部を予め組付けたベアリングをハウジングの開口部から該ハウジングの内部に挿入した後、ハウジングの開口部に閉止板を装着して該開口部の周囲をカシメ加工することで、閉止板をハウジングに固定してベアリングの脱落を防止するようになっている。

特開平９−１５１９３５号公報

しかしながら上記従来のものは、ハウジングの内部に装着したベアリングの脱落を防止する閉止板を、ハウジングのカシメ加工により固定するようになっているため、面倒なカシメ加工の分だけ加工コストが増加する問題があった。

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ハウジングの内部にベアリングを固定する際に、カシメ加工を不要にして加工コストを削減す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、球状の頭部から柄部が突出するボールスタッドと、前記ボールスタッドの頭部を揺動自在かつ回転自在に支持するベアリングと、前記ベアリングを収納するとともに前記ボールスタッドの柄部が外部に延出する開口部が形成されたハウジングとを備えるボールジョイントにおいて、前記ハウジングの内周に形成された環状溝に装着され、前記ベアリングに前記開口部側で当接することで該ベアリングが該開口部から脱落するのを防止する抜け止め部材を備え、前記抜け止め部材は大径部および小径部を有する裁頭円錐状に形成されて周方向および自己の軸線方向に弾性変形可能であり、前記環状溝は裁頭円錐状の前記抜け止め部材と同じ角度で傾斜しており、前記抜け止め部材は前記小径部が前記ベアリング側を向くように前記大径部が前記環状溝に嵌合し、前記ハウジングは前記ベアリングを収納する側壁部に対して前記開口部と反対側の底壁部が分割され、前記底壁部は前記側壁部にねじ結合されることを特徴とするボールジョイントが提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１に記載のボールジョイントの組立方法であって、前記ボールスタッドの頭部に前記ベアリングを組み付ける工程と、前記ベアリングを前記開口部から前記ハウジング内に組み付ける工程と、前記抜け止め部材を前記開口部から前記ハウジング内に挿入して前記環状溝に組み付ける工程と、前記ハウジングの開口部の外周と前記柄部の外周との間にブーツを組み付ける工程とを含むことを特徴とするボールジョイントの組立方法が提案される。

尚、実施例のサークリップ１５は本発明の抜け止め部材に対応する。

請求項１の構成によれば、ボールジョイントは、ハウジングの内部に収納したベアリングにボールスタッドの頭部が揺動可能かつ回転可能に支持されており、ボールスタッドの柄部がハウジングの開口部から外部に延出する。ハウジングの内周に形成した環状溝に、周方向に弾性変形可能な環状部材よりなる抜け止め部材を弾発的に嵌合し、この抜け止め部材を前記開口部側でベアリングに当接させるので、ハウジングをカシメ加工することなく、ハウジングからベアリングが脱落するのを防止することができ、ボールジョイントの加工コストが削減される。また抜け止め部材は周方向に弾性変形可能な環状部材であって環状溝に弾発的に嵌合するので、その装着が容易でありながら不用意に脱落することがなく、しかも抜け止め部材を着脱することでハウジングおよびベアリングを分解および再組立することができる。

また抜け止め部材は大径部および小径部を有する裁頭円錐状に形成されて自己の軸線方向に弾性変形可能であり、小径部がベアリング側を向くように大径部が環状溝に嵌合するので、抜け止め部材の弾発力でベアリングをハウジングの内面に押し付けてガタつかないように確実に固定することができる。

また環状溝は裁頭円錐状の抜け止め部材と同じ角度で傾斜しており、ハウジングはベアリングを収納する側壁部に対して開口部と反対側の底壁部が分割され、底壁部は側壁部にねじ結合されるので、底壁部を取り外したハウジングの側壁部にベアリングおよび抜け止め部材を組み付けた状態で側壁部に底壁部をねじ結合することで、傾斜した環状溝に対する抜け止め部材の組み付けを容易に行うことができる。

また請求項２の構成によれば、ボールスタッドの頭部にベアリングを組み付け、続いてベアリングを開口部からハウジング内に組み付け、続いて抜け止め部材を開口部からハウジング内に挿入して環状溝に組み付け、続いてハウジングの開口部の外周と柄部の外周との間にブーツを組み付けるので、ハウジングの姿勢を反転することなく、ベアリングの組付工程、抜け止め部材の組付工程およびブーツの組付工程を同じ方向から行うことが可能になって組付性が向上する。

ボールジョイントの縦断面図。（第１参考例） 図１の２−２線断面図。（第１参考例） ボールジョイントの組立工程の説明図。（第１参考例） ボールジョイントの縦断面図。（第２参考例） ボールジョイントの縦断面図。（第１の実施の形態） サークリップの平面図。（第２の実施の形態）

以下、図１〜図３に基づいて本発明の第１参考例を説明する。

図１および図２に示すように、ボールジョイントＪは、ハウジング１１と、ボールスタッド１２と、ベアリング１３と、ブーツ１４と、サークリップ１５とを備え、実質的に軸線Ｌまわりに回転対称に構成される。

ハウジング１１は有底円筒状の金属部材であって、円筒状の側壁部１１ａと、側壁部１１ａの軸線Ｌ方向一端を閉塞する円板状の底壁部１１ｂとで構成され、底壁部１１ｂの反対側の開口部１１ｃの内面に環状溝１１ｄが形成される。金属製のボールスタッド１２は球状の頭部１２ａと、頭部１２ａから突出する柄部１２ｂとを備え、柄部１２ｂの先端にはナット１６が螺合可能な雄ねじ１２ｃが加工される。

ベアリング１３は摩擦抵抗が小さい合成樹脂部材であって、ハウジング１１の内部に隙間無く嵌合する外径形状を有するとともに、その内部にボールスタッド１２の頭部１２ａを保持する摺動面１３ａが形成され、かつ摺動面１３ａの開口部１３ｂとは反対側でハウジング１１の底壁部１１ｂに臨む部分に、グリスを保持するグリスポケット１３ｃが形成される。

ブーツ１４は弾性変形可能なゴムで円筒状に形成された部材であって、一端部の外周および他端部の外周にそれぞれ金属リング１７，１８が装着される。

サークリップ１５は周方向の一部に割り口１５ａが形成された環状の弾性金属部材であって、前記割り口１５ａを縮めることで周方向に弾性変形して直径が縮小可能である。

次に、上記構成を備えた本発明の第１参考例の作用を説明する。

ボールジョイントＪは、ハウジング１１の外周面が第１の部材１９に圧入等で固定され、ボールスタッド１２は柄部１２ｂが第２の部材２０に雄ねじ部１２ｃおよびナット１６を用いて固定される。この状態でボールスタッド１２の球状の頭部１２ａとベアリング１３の球状の摺動面１３ａとが摺動し、ハウジング１１に対してボールスタッド１２が揺動および回転することで、第１、第２の部材１９，２０が相対移動可能に連結される。このとき、ベアリング１３のグリスポケット１３ｃに保持したグリスが頭部１２ａおよび摺動面１３ａに供給されて潤滑が行われる。

次に、ボールジョイントＪの組立工程を説明する。

先ず、図３（Ａ）に示すように、ベアリング１３の摺動面１３ａにボールスタッド１２の頭部１２ａを予め嵌合することで、ベアリング１３とボールスタッド１２とを結合する。このとき、ボールスタッド１２の頭部１２ａは、ベアリング１３の開口部１３ｂを弾性変形させて押し広げながら摺動面１３ａに嵌合可能である。

続いて、図３（Ｂ）に示すように、底壁部１１ｂが下側で開口部１１ｃが上側になるように、ハウジング１１を図示せぬ治具を用いて固定する。この状態でハウジング１１の開口部１１ｃ側から、予めボールスタッド１２を組み付けたベアリング１３を底壁部１１ｂに当接する位置まで挿入する。次に、図３（Ｃ）に示すように、サークリップ１５の割り口１５ａを押し縮めて直径を縮小した状態で、ハウジング１１の開口部１１ｃの内面の環状溝１１ｄに位置決めして解放すると、サークリップ１５は自己の弾性で拡開して環状溝１１ｄに嵌合し、軸線Ｌ方向の荷重が作用しても脱落しないように環状溝１１ｄに保持される。

サークリップ１５を環状溝１１ｄに嵌合した状態で、サークリップ１５がベアリング１３に隙間無く当接することで、ベアリング１３はハウジング１１の底壁部１１ｂおよびサークリップ１５間に挟まれて固定され、ガタつきが防止されるとともにハウジング１１からの脱落が防止される。

続いて、図３（Ｄ）に示すように、ボールスタッド１２の柄部１２ｂ側からブーツ１４を挿入し、金属リング１７が装着された一端部をボールスタッド１２の柄部１２ｂの外周に圧入して固定するとともに、金属リング１８が装着された他端部をハウジング１１の開口部１１ｃの外周に圧入して固定する。このブーツ１４により、ハウジング１１に対するボールスタッド１２の相対移動を可能にしながら、ボールスタッド１２の頭部１２ａとベアリング１３の摺動面１３ａとの間に塵埃等が侵入するのを防止することができる。

以上のように、本参考例によれば、ハウジング１１の内部にベアリング１３を保持する際にサークリップ１５を使用することで、ハウジング１１の開口部１１ｃをカシメ加工してベアリング１３の脱落を防止する必要がなくなり、加工コストを削減することができる。しかもサークリップ１５を着脱することで、ハウジング１１およびベアリング１３を分解および再組立することができる。

またハウジング１１に対するベアリング１３の組付け、ハウジング１１に対するサークリップ１５の組付け、ハウジング１１およびボールスタッド１２に対するブーツ１４の組付けを、ハウジング１１の姿勢を開口部１１ｃが上向きになる同一姿勢に保ったまま行うことができるので、各工程毎にクランプ治具でハウジング１１の姿勢を変更する必要がなくなって組付性が向上する。

次に、図４に基づいて本発明の第２参考例を説明する。第２参考例はサークリップ１５の形状に特徴があるもので、その他の構成は第１参考例と同じである。

第１参考例のサークリップ１５は平坦な形状であるが、第２参考例のサークリップ１５は大径部１５ｂおよび小径部１５ｃを有する裁頭円錐状に形成される。このサークリップ１５は、小径部１５ｃがベアリング１３側を向く姿勢で大径部１５ｂがハウジング１１の環状溝１１ｄに嵌合する。

サークリップ１５を環状溝１１ｄに装着すると、大径部１５ｂは平坦な形状に弾性変形し、かつ小径部１５ｃはベアリング１３の端面に当接して平坦な形状に弾性変形する。このようにして弾性変形したサークリップ１５は自己の弾性で元の形状に復帰しようとするため、その小径部１５ｃによってベアリング１３がハウジング１１の底壁部１１ｂに押し付けられ、ベアリング１３のガタつきを防止することができる。

次に、図５に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。第１の実施の形態は第２参考例の変形であって、ハウジング１１の構造に特徴があり、その他の構成は第２参考例と同じである。

第２参考例の環状溝１１ｄはハウジング１１の軸線Ｌに対して直交しているが、第１の実施の形態の環状溝１１ｄは裁頭円錐状のサークリップ１５と同じ角度で傾斜しており、かつハウジング１１が側壁部１１ａおよび底壁部１１ｂに分割されてねじ結合２１されている。よってサークリップ１５を環状溝１１ｄに装着すると、その小径部１５ｃがベアリング１３の端面に当接して平坦な形状に弾性変形することで、ベアリング１３がハウジング１１の底壁部１１ｂに押し付けられてガタつきが防止される。またハウジング１１が一部材で構成されていると、傾斜した環状溝１１ｄに裁頭円錐状のサークリップ１５を組付ける作業が難しくなるが、底壁部１１ｂを側壁部１１ａから分離した状態でサークリップ１５を組付け、その後に底壁部１１ｂを側壁部１１ａに螺合することで組付けを容易に行うことができる。第１の実施の形態のその他の作用効果は、第２参考例の作用効果と同様である。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、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。

例えば、図６に示すように、サークリップ１５の割り口１５ａの両側に２個の切欠き１５ｄ，１５ｄを形成すれば、治具の爪を切欠き１５ｄ，１５ｄを係合して割り口１５ａを押し縮めるようにサークリップ１５を変形させることができるので、環状溝１１ｄに対するサークリップ１５の組付作業性が向上する。切欠き１５ｄ，１５ｄに代えて係止孔を設けても、同様の作用効果を達成することができる。

１１ ハウジング
１１ａ 側壁部
１１ｂ 底壁部
１１ｃ 開口部
１１ｄ 環状溝
１２ ボールスタッド
１２ａ 頭部
１２ｂ 柄部
１３ ベアリング
１４ ブーツ
１５ サークリップ（抜け止め部材）
１５ｂ 大径部
１５ｃ 小径部
２１ ねじ結合
Ｌ 軸線

Claims (2)

1. 球状の頭部（１２ａ）から柄部（１２ｂ）が突出するボールスタッド（１２）と、前記ボールスタッド（１２）の頭部（１２ａ）を揺動自在かつ回転自在に支持するベアリング（１３）と、前記ベアリング（１３）を収納するとともに前記ボールスタッド（１２）の柄部（１２ｂ）が外部に延出する開口部（１１ｃ）が形成されたハウジング（１１）とを備えるボールジョイントにおいて、
   前記ハウジング（１１）の内周に形成された環状溝（１１ｄ）に装着され、前記ベアリング（１３）に前記開口部（１１ｃ）側で当接することで該ベアリング（１３）が該開口部（１１ｃ）から脱落するのを防止する抜け止め部材（１５）を備え、
   前記抜け止め部材（１５）は大径部（１５ｂ）および小径部（１５ｃ）を有する裁頭円錐状に形成されて周方向および自己の軸線（Ｌ）方向に弾性変形可能であり、前記環状溝（１１ｄ）は裁頭円錐状の前記抜け止め部材（１５）と同じ角度で傾斜しており、前記抜け止め部材（１５）は前記小径部（１５ｃ）が前記ベアリング（１３）側を向くように前記大径部（１５ｂ）が前記環状溝（１１ｄ）に嵌合し、
   前記ハウジング（１１）は前記ベアリング（１３）を収納する側壁部（１１ａ）に対して前記開口部（１１ｃ）と反対側の底壁部（１１ｂ）が分割され、前記底壁部（１１ｂ）は前記側壁部（１１ａ）にねじ結合（２１）されることを特徴とするボールジョイント。
2. 請求項１に記載のボールジョイントの組立方法であって、
   前記ボールスタッド（１２）の頭部（１２ａ）に前記ベアリング（１３）を組み付ける工程と、
   前記ベアリング（１３）を前記開口部（１１ｃ）から前記ハウジング（１１）内に組み付ける工程と、
   前記抜け止め部材（１５）を前記開口部（１１ｃ）から前記ハウジング（１１）内に挿入して前記環状溝（１１ｄ）に組み付ける工程と、
   前記ハウジング（１１）の開口部（１１ｃ）の外周と前記柄部（１２ｂ）の外周との間にブーツ（１４）を組み付ける工程とを含むことを特徴とするボールジョイントの組立方法。

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