JP5359435B2 - Ball joint fastening structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ボールジョイントの締結構造に関する。 The present invention relates to a fastening structure for a ball joint.
例えば、自動車用アクスル部品であるナックルステアリングの上部アーム又は下部アームに、サスペンションを構成するアッパーアーム又はロアアームをボールジョイントを用いて取り付けるサスペンション部材の取付け構造が提案されている(例えば、特許文献1に記載)。 For example, a suspension member mounting structure has been proposed in which an upper arm or a lower arm constituting a suspension is attached to an upper arm or a lower arm of a knuckle steering, which is an automobile axle part, using a ball joint (for example, Patent Document 1). Description).
特許文献1に記載の取付け構造は、ボールジョイントとロアアームとの連結にあたり、ボールジョイントの支承部材から突出したボールスタッドの軸部外周にくびれ部を形成する一方で、ロアアームの締結部にスタッド装着穴を形成し且つすり割り溝を形成して該締結部を二股状となし、更にその二股締結部にボルト穴をすり割溝と交差して貫通形成している。そして、この取付け構造では、ボールスタッド軸部を二股締結部のスタッド軸装着穴に挿入し、締結ボルトをその外周がボールスタッド軸部のくびれ部に接するように、前記二股締結部のボルト穴に挿通して締付ける構造を採用している。
In the mounting structure described in
特許文献1に記載の取付け構造は、ボールスタッドを挿入するスタッド軸装着穴をストレート穴として締結部を二股状となした、いわゆるすり割締結構造にてボールジョイントとロアアームとを締結する構造である。そのため、この取付け構造では、想定以上の過大な衝撃力が掛かると、ボールスタッドのくびれ部やボールスタッドのくびれ部に接している締付ボルトが潰れて、ボールジョイント軸締結部にがたつきが生じる可能性がある。
The mounting structure described in
また、この取付け構造では、ロアアームの締結部における加工部位(スタッド軸装着穴、ボルト穴、すり割溝等)が多く、また部位ごとに複数種類の工具を使用しなければならず加工費用が高くなる。 Also, with this mounting structure, there are many processing parts (stud shaft mounting holes, bolt holes, slit grooves, etc.) in the fastening part of the lower arm, and multiple types of tools must be used for each part, resulting in high processing costs. Become.
そこで、本発明は、想定以上の過大な衝撃力が掛かったりした場合にボールジョイントのがたつきを抑えることができるボールジョイントの締結構造を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a ball joint fastening structure capable of suppressing the rattling of the ball joint when an excessive impact force is applied.
本発明のボールジョイントの締結構造は、被取付け物の一方の面からボールジョイントを孔部に挿入し、他方の面から前記孔部にボルト部を挿入して該ボールジョイントの円筒部内に形成した雌ねじ部に該ボルト部を螺合させることで、前記ボールジョイントを被取付け物に締結させる。そして、前記円筒部の表面に形成した複数の凸部を、前記孔部に挿入する拡径部で該円筒部を拡径させて、前記孔部の内面に押圧させる構造とする。その際、前記ボールジョイントのつば部と前記ボルト部の頭部との間の前記円筒部の全体が前記被取付け物の孔部内に位置した状態で、前記円筒部が、前記拡径部によって拡径して前記凸部が前記孔部の内面に押圧されるとともに、前記ボールジョイントのつば部と前記ボルト部の頭部で、前記被取付け物が一面側と他面側から前記雌ねじ部と前記ボルト部の締結により締め付けられて該被取付け物が挟持される。 The ball joint fastening structure according to the present invention is formed in the cylindrical portion of the ball joint by inserting the ball joint into the hole from one surface of the attachment and inserting the bolt into the hole from the other surface. By screwing the bolt part into the female thread part, the ball joint is fastened to the object to be attached. Then, the plurality of convex portions formed on the surface of the cylindrical portion have a structure in which the diameter of the cylindrical portion is increased by an enlarged diameter portion that is inserted into the hole portion, and is pressed against the inner surface of the hole portion. At that time, in a state where the entire cylindrical portion between the flange portion of the ball joint and the head portion of the bolt portion is located in the hole portion of the attachment object, the cylindrical portion is expanded by the enlarged diameter portion. The convex portion is pressed against the inner surface of the hole, and the attached object is inserted into the female screw portion and the head from the one surface side and the other surface side at the flange portion of the ball joint and the head portion of the bolt portion. The object to be attached is clamped by being tightened by fastening the bolt part.
本発明のボールジョイントの締結構造によれば、ボールジョイントに締結ボルトを締結する時に拡径部で該ボールジョイントの円筒部を拡径させ、その円筒部の表面に形成された複数の凸部を被取付け物の孔部内面に押圧させるので、この凸部の孔部内面に対する押圧(食いつき)によって、前記ボールジョイントを被取付け物に対して強固に固定させることができる。つまり、本発明の締結構造は、円筒部を拡径させる拡張機能を有するので、ボールジョイントのがたつきを抑えることができる。その結果、本発明によれば、想定以上の過大な衝撃力が掛かったりした場合でもボールジョイントのがたつきを抑えることができる。 According to the ball joint fastening structure of the present invention, when the fastening bolt is fastened to the ball joint, the diameter of the cylindrical portion of the ball joint is enlarged by the enlarged diameter portion, and the plurality of convex portions formed on the surface of the cylindrical portion are provided. Since the inner surface of the hole to be attached is pressed against the inner surface of the hole, the ball joint can be firmly fixed to the object to be attached by pressing (biting) the inner surface of the hole. That is, the fastening structure of the present invention has an expansion function for expanding the diameter of the cylindrical portion, so that it is possible to suppress the rattling of the ball joint. As a result, according to the present invention, it is possible to suppress the rattling of the ball joint even when an excessive impact force more than expected is applied.
また、本発明のボールジョイントの締結構造によれば、従来構造のようにボルトとナットによる締め付け構造ではないため、加工工数の掛かる面倒なすり割り溝加工等の加工部位を低減でき、被取付け物の孔部のみを加工すれば良いので、容易に加工することができ、部品コストの低減が図れる。
また、本発明のボールジョイントの締結構造によれば、拡径部を前記円筒部内への挿入方向である先端側から基端側へ向かってその直径を次第に大きくする形状としているので、前記円筒部内奥へと拡径部が進入するに従って当該円筒部を孔部の内面に強固に押し付けることができる。
また、本発明のボールジョイントの締結構造によれば、ボールジョイントのつば部とボルト部の頭部で、被取付け物の一面側と他面側から前記雌ねじ部とボルト部の締結により締め付けて該被取付け物を挟持させているので、ボールジョイントの軸方向での緩みを防止することができる。
In addition, according to the fastening structure of the ball joint of the present invention, since it is not a fastening structure with bolts and nuts as in the conventional structure, it is possible to reduce the processing parts such as troublesome slot grooving that requires processing man-hours. Since it is sufficient to process only the hole portion, it can be easily processed and the cost of parts can be reduced.
Further, according to the ball joint fastening structure of the present invention, the diameter-enlarged portion has a shape in which the diameter gradually increases from the distal end side, which is the insertion direction into the cylindrical portion, toward the proximal end side. The cylindrical portion can be firmly pressed against the inner surface of the hole as the diameter-expanded portion enters deeper.
Further, according to the fastening structure of the ball joint of the present invention, it is fastened by fastening the female screw part and the bolt part from one side and the other side of the attachment object at the collar part and the head part of the bolt part. Since the object to be attached is held, loosening of the ball joint in the axial direction can be prevented.
以下、本発明を適用した具体的な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, specific embodiments to which the present invention is applied will be described in detail with reference to the drawings.
「実施形態1」
図1は実施形態1のボールジョイントの締結構造をナックルステアリングに適用した例を示す斜視図、図2(A)は図1のナックルステアリングの孔部にボールジョイントを取付けて締結ボルトで締結する前の状態を一部破断して示す図、図2(B)はボールジョイントに締結ボルトを締結させた状態を一部破断して示す図、図3(A)は図1のボールジョイントの正面図、図3(B)はそのボールジョイントの一部を破断して示す図、図3(C)はそのボールジョイントの円筒部の一部を拡大して示す要部拡大斜視図である。
“
FIG. 1 is a perspective view showing an example in which the ball joint fastening structure of
実施形態1では、本発明に係るボールジョイントの締結構造を、自動車用アクスル部品であるナックルステアリング1(本発明の被取付け物に相当)に適用する。また、実施形態1では、ナックルステアリング1に設けられた上部アーム2、下部アーム3又はナックルアーム4のうち、下部アーム3にサスペンションを構成するロアアームを取り付ける例とする。
In the first embodiment, the ball joint fastening structure according to the present invention is applied to a knuckle steering 1 (corresponding to a mounted object of the present invention) which is an axle part for an automobile. In the first embodiment, of the
下部アーム3には、ナックルステアリング1にロアアームを取り付けるためのボールジョイントを締結ボルトで固定するための孔部5が形成されている。孔部5は、下部アーム部3の一方の面3aから他方の面3bに貫通するストレート形状の円形孔として形成されている。前記孔部5は、例えば一般的な加工方法であるドリル加工後に孔径精度を出すリーマ加工にて形成することができる。
The lower arm 3 is formed with a
ボールジョイント6は、前記孔部5に挿入される円筒部7と、この円筒部7の内面7aに形成された雌ねじ部8と、円筒部7の基端側に設けられたつば部9と、このつば部9に設けられた球体部10と、からなる。
The
前記円筒部7は、前記孔部5に挿入嵌合され、その先端7bが孔部5から突出しない程度の長さとされている。この円筒部7には、先端側から基端側に向かって細長い切り欠き溝であるスリット11が形成されている。スリット11は、円筒部7の円周方向に所定間隔を置いて複数形成されており、当該円筒部7を数個の片持ち梁形状をなす舌片12となしている。これら各舌片12は、円筒部7の中に後述する拡径部が挿入されることで外側へ押されて変位する。
The
また、円筒部7の表面には、複数の凸部13が形成されている。前記凸部13は、先端を尖らせた断面形状を逆V字形状をなす突条として、前記円筒部7の先端側から基端側に向かって形成されている。具体的には、凸部13は、各舌片12の表面に先端側から基端側に向かって逆V字形状をなす突条として複数個形成されている。別の見方をすれば、円筒部7の表面には、複数の凸部13を周面に形成したローレットのようになっている。
A plurality of
前記円筒部7の内面7aは、その先端7b側から前記雌ねじ部8が形成される奥側へ行くに従って、その内径を大から小へと徐々に小さくするような円錐形状を構成する傾斜面とされている。
The
雌ねじ部8は、円筒部7の入口から奥の部位に形成されている。この雌ねじ部8には、締結ボルトの雄ねじ部が螺合する。
The
つば部9は、円筒部7の基端に円盤形状として一体化されている。このつば部9は、下部アーム部3の一方の面3aに密着するようにして接触し、前記円筒部7の前記孔部5に対する抜け止めとして機能する。
The
球体部10は、前記円筒部7とは反対側のつば部9に一体的に設けられている。この球体部10は、ロアアームに取り付けられる球体受け部(図示は省略する)と連結される。
The
前記ボールジョイント6を下部アーム部3に締結させるボルト部である締結ボルト14は、雄ねじ部15と、前記円筒部7を拡径させる拡径部16と、頭部17と、を有している。
A
雄ねじ部15は、締結ボルト14の先端側に形成され、前記雌ねじ部8と螺合する。拡径部16は、雄ねじ部15と頭部17との間に締結ボルト14と一体的に形成されており、前記円筒部7内への挿入方向である先端側から基端側に向かって(別の見方をすると、雄ねじ部15側から頭部17側に向かって)その直径を次第に大きくするテーパー形状とされている。このテーパー形状の拡径部16の直径は、基端側の部位では前記円筒部7の内径よりも大きくされている。頭部17は、拡径部16の直径を大とする基端側に設けられている。この頭部17は、下部アーム部3の他方の面3bに密着するようにして接触するねじ頭となっている。
The
前記ナックルステアリング1の下部アーム部3にボールジョイント6を固定するには、下部アーム部3の孔部5にボールジョイント6の円筒部7を一方の面3aから挿入した後、反対側の他方の面3bから締結ボルト14を取り付ける。締結ボルト14の雄ねじ部15と拡径部16を円筒部7内に挿入すると、この円筒部7内の雌ねじ部8に雄ねじ部15が螺合し、円筒部内奥へと締結ボルト14がねじ込まれて行く。
In order to fix the ball joint 6 to the lower arm portion 3 of the
この時、拡径部16が円筒部7内の奥へと進入するため、この拡径部16に押されて前記円筒部7を構成する各舌片12が外側へ押し広げられる。つまり、円筒部7は、拡径部16の進入によってその径を増大させ、その表面に形成した凸部13を、前記孔部5の内面5aに食いつかせる。そして、締結ボルト14を締め込むことで、ボールジョイント6のつば部9と締結ボルト14の頭部17で、前記下部アーム部3を挟み込むように挟持させる。したがって、ボールジョイント6は、円筒部7の表面に形成されたローレットをなす複数の突条13が食い込むことで、ナックルステアリング1やロアアームからの振動等を受けて回転し難くなる。この結果、ボールジョイント6の回転方向に対する位置決めがなされる。また、締結ボルト14の締め込みにより、下部アーム部3をつば部9と頭部17で挟持するので、ボールジョイント6の軸方向での位置決めがなされる。
At this time, since the
以上のように構成されたボールジョイントの締結構造によれば、ボールジョイント6に締結ボルト14を締結する時に拡径部16で該ボールジョイント6の円筒部7を外側へ押し広げるように拡径させ、その円筒部7の表面に形成された複数の凸部13を下部アーム部3の孔部5の内面5aに食いつかせるので、この凸部13の孔部内面5aに対する押圧(食いつき)によって、前記ボールジョイント6を下部アーム部3に対して強固に固定させることができる。したがって、本発明によれば、想定以上の過大な衝撃力が掛かったりした場合でもボールジョイント6のがたつきを抑えることができる。
According to the ball joint fastening structure configured as described above, when the
また、本発明のボールジョイントの締結構造によれば、従来構造のようにボルトとナットによる締め付け構造ではないため、加工工数が掛かる面倒なすり割り溝加工等の加工部位を低減することができる。したがって、孔部5を容易に加工することができ、ナックルステアリング1の部品コストの低減も図ることができる。
Further, according to the fastening structure of the ball joint of the present invention, since it is not a fastening structure with bolts and nuts as in the conventional structure, it is possible to reduce a processing part such as troublesome slot groove processing which requires a processing man-hour. Therefore, the
また、本発明のボールジョイントの締結構造によれば、ボールジョイント6の円筒部7に、先端側から基端側に向かってスリット11を形成しており、そのスリット11を円筒部7の円周方向に複数形成しているため、締結ボルト14による締結時に円筒部内に挿入される拡径部16で前記円筒部7を押し広げるように拡径させることが容易になる。
Further, according to the fastening structure of the ball joint of the present invention, the
また、本発明のボールジョイントの締結構造によれば、円筒部7の表面に形成した凸部13を先端を尖らせた突条として該円筒部7の先端側から基端側に向かって形成したので、その尖った部位が孔部5の内面5aに食いつき易くなり、前記ボールジョイント6の前記孔部5に対する緩みを防止することができる。
Further, according to the fastening structure of the ball joint of the present invention, the
また、本発明のボールジョイントの締結構造によれば、拡径部16を前記円筒部7内への挿入方向である先端側から基端側へ向かってその直径を次第に大きくするテーパー形状としているので、前記円筒部7内奥へと拡径部16が進入するに従って当該円筒部7を孔部5の内面5aに強固に押し付けることができる。
Further, according to the fastening structure of the ball joint of the present invention, the
また、本発明のボールジョイントの締結構造によれば、拡径部16を締結ボルト14と一体的に形成しているので、部品点数の削減を図ることができ、部品コストも低減することが可能となる。
Further, according to the fastening structure of the ball joint of the present invention, since the
また、本発明のボールジョイントの締結構造によれば、ボールジョイント6のつば部9と締結ボルト14の頭部17で、下部アーム部3の一面3a側と他面3b側から前記雌ねじ部8と雄ねじ部15の締結により締め付けて該下部アーム部3を挟持させているので、ボールジョイント6の軸方向での緩みを防止することができる。
Further, according to the fastening structure of the ball joint of the present invention, the
「実施形態2」
図4は実施形態2のボールジョイントの締結構造をナックルステアリングに適用した例を示す斜視図、図5(A)は図4のナックルステアリングの孔部にボールジョイントを取付けて締結ボルトで締結する前の状態を一部破断して示す図、図5(B)はボールジョイントに締結ボルトを締結させた状態を一部破断して示す図である。
“
4 is a perspective view showing an example in which the ball joint fastening structure of the second embodiment is applied to a knuckle steering. FIG. 5A is a view before attaching the ball joint to the hole of the knuckle steering and fastening with a fastening bolt. FIG. 5B is a partially broken view showing a state where the fastening bolt is fastened to the ball joint.
実施形態2では、実施形態1の拡径部16を、締結ボルト14とは別部品として形成し、その拡径部である拡径部品18を前記締結ボルト14に装着させた構造としている。別部品として形成された拡径部品18は、一端側から他端側に向かってその直径を次第に大きくした断面略台形状をなす截頭円錐体として形成されている。この拡径部品18は、中心部に形成した貫通孔19に前記締結ボルト14のボルト本体部20を挿通させ、最大径となる基端面18aを頭部17に接触させることにより、当該締結ボルト14に取り付けられる。実施形態2のボルト部である締結ボルト14は、実施形態1とは異なり、雄ねじ部15と頭部17との間のボルト本体部20をストレート形状をなす円柱体としている。
In the second embodiment, the
実施形態2によれば、実施形態1と同様、ボールジョイント6に締結ボルト14を締結する時に拡径部品18で該ボールジョイント6の円筒部7を拡径させ、その円筒部7の表面に形成された複数の凸部13を下部アーム部3の孔部内面5aに食いつかせて、前記ボールジョイント6を下部アーム部3に対して強固に固定させることができる。したがって、この実施形態2によれば、想定以上の過大な衝撃力が掛かったりした場合でもボールジョイント6のがたつきを抑えることができる。
According to the second embodiment, as in the first embodiment, when the
特に、実施形態2では、拡径部品18を締結ボルト14と別部品として形成しているので、孔部5の径がその公差範囲内でばらついていても、孔部5の径のばらつきに応じて異なる外周寸法の拡径部品18を複数種類用意し、孔部5の径の大きさに合わせて拡径部品18を選択して用いることにより、孔公差などのクリアランス調整が一種類のボルトに対して、拡径部品18の大きさの違いで対応できる。
In particular, in the second embodiment, since the diameter-expanded
ここで、実施形態1のようなテーパー形状を締結ボルト14自体に一体的に形成し、それを孔公差に応じて複数種類用意する場合に比べて、実施形態2では比較的簡単な形状の拡径部品18で対応することができ、コストを抑えて確実な締結が可能になる。
Here, compared to the case where the tapered shape as in the first embodiment is formed integrally with the
以上、本発明を適用したボールジョイントの締結構造について説明したが、本発明構造は、ナックルステアリング1の下部アーム3だけでなく上部アーム2にアッパーアームをボールジョイント6で締結するのに適用しても良いし、自動車部品以外の部品同士をボールジョイントで締結する場合等、全てに本発明構造を適用することができる。
The ball joint fastening structure to which the present invention is applied has been described above. The structure of the present invention is applied to fasten the upper arm not only to the lower arm 3 of the knuckle steering 1 but also to the
本発明は、被取付け物の孔部にボールジョイントを締結ボルトで固定するのに利用することできる。 The present invention can be used to fix a ball joint with a fastening bolt in a hole of an attached object.
1…ナックルステアリング(被取付け物)
2…上部アーム
3…下部アーム
4…ナックルアーム
5…孔部(下部アームに形成された孔部)
6…ボールジョイント
8…雌ねじ部
9…つば部
10…球体部
11…スリット
12…舌片
13…凸部
14…締結ボルト(ボルト部)
15…雄ねじ
16…拡径部
17…頭部
18…拡径部品(拡径部)
1 ... Knuckle steering (attachment)
2 ... Upper arm 3 ...
6 ... Ball joint 8 ...
15 ...
Claims (5)
前記円筒部内の前記雌ねじ部に螺合して前記ボールジョイントを前記被取付け物に締結させるボルト部と、
前記被取付け物の他方の面から前記孔部に挿入されて前記ボルト部の締結力により前記円筒部を拡径させて前記凸部を該孔部の内面に押圧する拡径部と、を備え、
前記拡径部は、前記円筒部内への挿入方向である先端側から基端側へ向かって直径を次第に大きくする形状とされ、
前記ボールジョイントのつば部と前記ボルト部の頭部との間の前記円筒部の全体が前記被取付け物の孔部内に位置した状態で、
前記円筒部が、前記拡径部によって拡径して前記凸部が前記孔部の内面に押圧されるとともに、
前記ボールジョイントのつば部と前記ボルト部の頭部で、前記被取付け物が一面側と他面側から前記雌ねじ部と前記ボルト部の締結により締め付けられて該被取付け物が挟持される
ことを特徴とするボールジョイントの締結構造。 A cylindrical portion having a plurality of convex portions on the surface to be inserted into the hole portion from one surface of the attachment object, a female screw portion formed on the inner surface of the cylindrical portion, and a collar provided on the proximal end side of the cylindrical portion A ball joint comprising a portion and a spherical portion provided on the collar portion;
A bolt portion that is screwed into the female screw portion in the cylindrical portion and fastens the ball joint to the attached object;
A diameter-enlarged portion that is inserted into the hole portion from the other surface of the attachment object, expands the diameter of the cylindrical portion by the fastening force of the bolt portion, and presses the convex portion against the inner surface of the hole portion. ,
The diameter-expanded portion has a shape that gradually increases in diameter from the distal end side to the proximal end side in the insertion direction into the cylindrical portion,
In the state where the entire cylindrical part between the collar part of the ball joint and the head part of the bolt part is located in the hole part of the attachment object,
The cylindrical portion is expanded in diameter by the expanded diameter portion, and the convex portion is pressed against the inner surface of the hole portion,
The object to be attached is clamped by fastening the female screw part and the bolt part from one side and the other side at the flange part of the ball joint and the head part of the bolt part. Characteristic ball joint fastening structure.
前記円筒部には、先端側から基端側に向かってスリットが形成されており、そのスリットを円筒部の円周方向に複数形成した
ことを特徴とするボールジョイントの締結構造。 The ball joint fastening structure according to claim 1,
The cylindrical joint has a slit formed from the distal end side toward the proximal end side, and a plurality of slits are formed in the circumferential direction of the cylindrical portion.
前記凸部は、先端を尖らせた突条として、前記円筒部の先端側から基端側に向かって形成された
ことを特徴とするボールジョイントの締結構造。 A fastening structure for a ball joint according to claim 1 or 2,
The ball joint fastening structure, wherein the convex portion is formed as a ridge with a sharpened tip from the distal end side to the proximal end side of the cylindrical portion.
前記拡径部は、前記ボルト部と一体的に形成された
ことを特徴とするボールジョイントの締結構造。 A fastening structure for a ball joint according to any one of claims 1 to 3 ,
The ball joint fastening structure, wherein the enlarged diameter portion is formed integrally with the bolt portion.
前記拡径部は、前記ボルト部とは別部品として形成され、該ボルト部に装着される
ことを特徴とするボールジョイントの締結構造。 At least the ball joint fastening structure according to any one of claims 1 to 3 ,
The diameter-enlarged portion is formed as a separate component from the bolt portion and is attached to the bolt portion.
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