JP6150348B2

JP6150348B2 - ボールジョイント用ベアリングシートおよびボールジョイント

Info

Publication number: JP6150348B2
Application number: JP2014504785A
Authority: JP
Inventors: 靖博佐藤; 雅之水谷; 孝志梅井
Original assignee: Somic Ishikawa KK
Current assignee: Somic Ishikawa KK
Priority date: 2012-03-14
Filing date: 2013-02-28
Publication date: 2017-06-21
Anticipated expiration: 2033-02-28
Also published as: WO2013137003A1; US20150063899A1; US9546679B2; JPWO2013137003A1

Description

本発明は、軸状のスタッド部の先端部に形成された球状のボール部を摺動可能に収容する収容部が鋳物製のハウジング内に保持されるボールジョイント用ベアリングシートおよび同ボールジョイント用ベアリングシートを備えるボールジョイントに関する。

従来から、自動車などの車両におけるサスペンション機構（懸架装置）やステアリング機構(操舵装置)には、軸状の各構成要素を互いに可動的に連結するためにボールジョイントが用いられている。ボールジョイントは、主として、軸状のスタッドの先端部に形成された略球状のボール部が鋳物製のハウジング内に保持された筒状のベアリングシート内に摺動可能な状態で収容されて構成されている。この場合、ベアリングシートは、ハウジングの鋳造成形（ダイキャスト）時に予め鋳型内に中子として配置されることによってハウジングの成形とともに一体的に内包される。

しかし、このような所謂鋳込みタイプのボールジョイントにおいては、ハウジングを構成する材料（例えば、アルミニウム合金、マグネシウム、亜鉛）の収縮率とベアリングシートを構成する材料（例えば、ＰＥＥＫ樹脂）の収縮率とが異なるため、成形されたハウジングとベアリングシートとの間に隙間が生じることによって両者間にガタや緩みが生じてボールジョイントとしての剛性が低下することが懸念された。このため、例えば、下記特許文献１には、ハウジングとベアリングシートとの接触面に溝状のアンダーカット部を設けることによってハウジングとベアリングシートとの間のガタや緩みを抑制することができるボールジョイントが開示されている。

特開２００８−５１１７９８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載したボールジョイントのアンダーカット部においては、アンダーカット部が溝形状であることからハウジングとベアリングシートとの結合工程において軟化または溶融させた材料をアンダーカット部内の最奥部まで充填することが難しく、両者の結合工程が煩雑化してボールジョイント全体としての剛性確保が困難になるという問題があった。

本発明は上記問題に対処するためなされたもので、その目的は、軟化または溶融した材料がアンダーカット部内に充填され易くすることによって、ハウジングとベアリングシートとの結合工程を簡単化してボールジョイント全体として必要な剛性を確保し易いボールジョイント用ベアリングシートおよびこのボールジョイント用ベアリングシートを備えたボールジョイントを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴は、筒体で構成されて軸状のスタッド部の先端部に形成された球状のボール部を筒体内で摺動可能に収容した状態で鋳物製のハウジング内に保持されるボールジョイント用ベアリングシートにおいて、ハウジングに接する外周面上に溝状のアンダーカット部を備え、アンダーカット部は、ハウジングに接する外周面上に開口する開口部の幅に対して底側の少なくとも一部の幅が広く形成されているとともに同開口部の幅よりも浅い深さで形成されていることにある。

このように構成した本発明の特徴によれば、ボールジョイント用ベアリングシートは、ハウジングと接する外周面上に開口部の幅に対して底側の少なくとも一部の幅が広く形成されているとともに同開口部の幅よりも浅い深さで形成されている溝状のアンダーカット部を備えて構成されている。すなわち、ボールジョイント用ベアリングシートは、アンダーカット部における溝の深さを溝の開口部の幅に対応させているため、開口部の幅に対して過度に深い深さに形成することによる湯回り不良を防止することができる。これにより、ボールジョイント用ベアリングシートは、ハウジングに対する結合力を向上させることができ、結果としてボールジョイントとして必要な剛性を容易に確保することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記ボールジョイント用ベアリングシートにおいて、アンダーカット部は、さらに、前記開口部とは別に、筒体の両端部のうちの少なくとも一方の端部にて開口した状態で筒体の周方向に沿って形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、ボールジョイント用ベアリングシートは、アンダーカット部が筒体の両端部のうちの少なくとも一方の端部にて開口した状態でかつ筒体の周方向に沿って形成されているため、開口部を通じてアンダーカット形状となるアンダーカット部を有するボールジョイント用ベアリングシートのダイキャストなどの鋳造加工が行い易くなる。

また、本発明の他の特徴は、前記ボールジョイント用ベアリングシートにおいて、開口部は、アンダーカット部が形成された筒体の端部を切り欠いて形成したことにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、ボールジョイント用ベアリングシートは、開口部が筒体におけるアンダーカット部が形成された側の端部を切り欠いて形成されているため、ボールジョイント用ベアリングシートを鋳込んでハウジングを成形する際、開口部を介してアンダーカット部内に効果的に湯を導くことができる。

また、本発明の他の特徴は、前記ボールジョイント用ベアリングシートにおいて、開口部は、筒体の周方向に沿って均等に少なくとも３つ以上配置されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、ボールジョイント用ベアリングシートは、開口部が筒体の周方向に沿って均等に少なくとも３つ以上配置されているため、ハウジングに対して均等にバランス良く結合されることによってボールスタッドを長期間に亘って安定的に保持することができる。また、ボールジョイント用ベアリングシートは、ボールジョイント用ベアリングシートを鋳込んでハウジングを成形する場合においては、アンダーカット部内への湯回りを良好にすることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記ボールジョイント用ベアリングシートにおいて、アンダーカット部は、スタッド部の軸線方向に沿って形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、ボールジョイント用ベアリングシートは、アンダーカット部がスタッド部の軸線方向に沿って形成、すなわち、筒状またはカップ状に形成されるボールジョイント用ベアリングシートにおける長手方向に平行に形成される。これにより、ボールジョイント用ベアリングシートは、ボールスタッドのボール部との軸線方向回りの供回りを防止できる。

また、本発明の他の特徴は、前記ボールジョイント用ベアリングシートにおいて、アンダーカット部は、ハウジングに接する外周面上に均等に少なくとも３つ以上配置されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、ボールジョイント用ベアリングシートは、ハウジングに接する外周面上に少なくとも３つのアンダーカット部が均等に配置されている。これにより、ボールジョイント用ベアリングシートは、ハウジングに対して均等にバランス良く結合されるためボールスタッドを長期間に亘って安定的に保持することができる。

また、本発明の他の特徴は、前記ボールジョイント用ベアリングシートにおいて、アンダーカット部は、ハウジングに接する外周面上に断続的に形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、ボールジョイント用ベアリングシートは、ハウジングに接する外周面上にアンダーカット部が断続的に形成されている。これにより、ボールジョイント用ベアリングシートは、アンダーカット部が形成されていない部分の肉厚がアンダーカット部が形成されている部分の肉厚より厚く形成されるため、ボールジョイント用ベアリングシート自身の剛性を向上させることができる。

また、本発明の他の特徴は、前記ボールジョイント用ベアリングシートにおいて、アンダーカット部は、ハウジングに接する外周面上に開口する開口部の先端部が曲面状に形成されていることにある。

このように構成した本発明の他の特徴によれば、ボールジョイント用ベアリングシートは、アンダーカット部における開口部の先端部が曲面状に形成されている。これにより、ボールジョイント用ベアリングシートは、アンダーカット部における開口部の先端部の厚みを厚くすることができるため、溶融したハウジングの材料を鋳込む際に開口部の先端部の熔解による消失を低減することができる。

さらに、本発明は、ボールジョイント用ベアリングシートの発明として実施できるばかりでなく、このボールジョイント用ベアリングシートを備えたボールジョイントの発明としても実施できるものである。

具体的には、ボールジョイントは、軸状のスタッド部の先端部に球状のボール部を有するボールスタッドと、請求項１ないし請求項９のうちのいずれか１つに記載したボールジョイント用ベアリングシートと、ボールジョイント用ベアリングシートを保持する鋳物製のハウジングとを備えるとよい。これによれば、前記ボールジョイント用ベアリングシートと同様の作用効果を期待することができる。

本発明の一実施形態である第１実施形態に係るボールジョイント用ベアリングシートとしてのボールシートを備えたボールジョイントの縦断面の概略を示す断面図である。（Ａ），（Ｂ）は、図１に示したボールシートの概略を示しており、（Ａ）はボールシートの平面図であり、（Ｂ）はボールシートの正面図である。図１に示したハウジングとボールシートとの結合工程を説明するために図２（Ａ）の破線円内に示すハウジングとボールシートと接触部分の断面を拡大して示した拡大一部断面図である。本発明の変形例に係るボールジョイント用ベアリングシートとしてのボールシートであって図２（Ａ）の破線円内に示す部分に対応する部分の断面を示す一部拡大断面図である。本発明の他の変形例に係るボールジョイント用ベアリングシートとしてのボールシートであって図２（Ａ）の破線円内に示す部分に対応する部分の断面を示す一部拡大断面図である。本発明の他の変形例に係るボールジョイント用ベアリングシートとしてのボールシートであって図２（Ａ）の破線円内に示す部分に対応する部分の断面を示す一部拡大断面図である。本発明の他の変形例に係るボールジョイント用ベアリングシートとしてのボールシートであって図２（Ａ）の破線円内に示す部分に対応する部分の断面を示す一部拡大断面図である。本発明の他の一実施形態である第２実施形態に係るボールジョイント用ベアリングシートとしてのボールシートを備えたボールジョイントの縦断面の概略を示す断面図である。（Ａ），（Ｂ）は、図８に示したボールシートの概略を示しており、（Ａ）は（Ｂ）に示したＡ−Ａ線から見たボールシートの断面図であり、（Ｂ）はボールシートの底面図である。（Ａ），（Ｂ）は、図８に示したボールシートの変形例の概略を示しており、（Ａ）は（Ｂ）に示したＢ−Ｂ線から見たボールシートの断面図であり、（Ｂ）はボールシートの底面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明に係るボールジョイント用ベアリングシートの一実施形態である第１実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係るボールジョイント用ベアリングシートとしてのボールシート１３０を備えたボールジョイント１００の縦断面を概略的に示す断面図である。なお、本明細書において参照する各図は、本発明の理解を容易にするために一部の構成要素を誇張して表わすなど模式的に表している。このため、各構成要素間の寸法や比率などは異なっていることがある。

このボールジョイント１００は、自動車などの車両に採用されるサスペンション機構（懸架装置）またはステアリング機構（操舵装置）において、各構成要素間の角度変化を許容しつつ各構成要素を互いに連結するジョイント部材である。なお、図１に示したボールジョイント１００は、サスペンション機構における図示しないスタビライザーリンクの両端部に設けられるもののうち一方のボールジョイントを示している。

ボールジョイント１００は、主として、ボールスタッド１１０、ハウジング１２０、ボールシート１３０およびダストカバー１５０によって構成されている。これらのうち、ボールスタッド１１０は、鉄鋼材により構成されており、軸状に形成されたスタッド部１１１の一方の端部側にフランジ部１１２を介して略球状に形成されたボール部１１３を備えて構成されている。また、スタッド部１１１には、ボールジョイント１００を図示しないステアリング機構における構成要素に連結するための雄ネジが形成されている。

ハウジング１２０は、非鉄金属または鉄鋼材などの材料を鋳造して成形されており、略円筒体状に形成されたソケット部１２１と、同ソケット部１２１から水平方向に延びて形成された連結部１２３とから構成されている。本実施形態においては、ハウジング１２０は、アルミニウム合金製であるが、他の材料、例えば、マグネシウム材や亜鉛材を用いて構成することもできる。ソケット部１２１は、円筒体の一方の端部（図示上端部）が開口するとともに他方の端部（図示下端部）がプラグ１２２によって閉塞された有底円筒状に形成されている。このソケット部１２１における円筒体の内周部は、前記ボールスタッド１１０におけるボール部１１３をボールシート１３０を介して収容し保持する部分である。

プラグ１２２は、円筒状に形成されたソケット部１２１の一方の端部を塞ぐための板状部材であり、鋼材を中央部が凹んだ円板状に形成して構成されている。一方、連結部１２３は、一方（図示左側）の端部側がソケット部１２１に繋がるとともに、他方（図示右側）の端部側がスタビライザーリンクにおける図示しないアーム部に連結される。ハウジング１２０におけるソケット部１２１の内周部には、同内周部に保持されるボールスタッド１１０のボール部１１３との間にベアリングシートとしてのボールシート１３０が設けられている。

ボールシート１３０は、ボールスタッド１１０におけるボール部１１３の球面に沿った内周面を有する略円筒状に形成されており、ハウジング１２０のソケット部１２１内においてボールスタッド１１０のボール部１１３を回動摺動自在に内包した状態で保持する。このボールシート１３０は、詳しくは図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリミド樹脂（ＰＩ）、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）、ポリエステル樹脂（ＰＶＣ）、ポリウレタン樹脂（ＰＵＲ）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ）、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）、ナイロン樹脂（６６Ｎ，ＵＭＣ）またはポリプロピレン（ＰＰ）などの耐熱性を有する合成樹脂材にて構成されている。ボールシート１３０の内周面には、前記ボールスタッド１１０のボール部１１３の球面に対応する球面状に形成された収容部１３１と、この収容部１３１の底部に貫通して形成された孔部１３２とがそれぞれ設けられている。

一方、ボールシート１３０の外周面には、ボールスタッド１１０のスタッド部１１１の軸線方向に沿って直線状に延びるストレート部１３３と、このストレート部１３３における図示下側が絞られたテーパ部１３４とがそれぞれ形成されている。これらのうち、ストレート部１３３には、アンダーカット部１４０が形成されている。アンダーカット部１４０は、ボールシート１３０をハウジング１２０内に固定的に連結するための部分であり、ボールスタッド１１０のスタッド部１１１の軸線方向に沿った溝状に形成されている。

より具体的には、アンダーカット部１４０は、ボールシート１３０の外周面に開口する開口部１４１の開口幅Ｗ_１よりも底部１４２の内部幅Ｗ_２が広く形成されるとともに、同開口部１４１の開口幅Ｗ_１よりも浅い深さＤによって形成されている。この場合、アンダーカット部１４０の深さＤは、アンダーカット部１４０の外周部の肉厚のうち最も薄い部分（図１において破線円内）の肉厚が１／３以上残る深さに設定されている。そして、このアンダーカット部１４０は、ボールシート１３０の外周面上に等間隔に１２個形成されている。

ハウジング１２０のソケット部１２１の上部には、ソケット部１２１の上部および同ソケット１２１部内に収容されるボールスタッド１１０のボール部１１３を覆う状態でダストカバー１５０が設けられている。ダストカバー１５０は、弾性変形可能なゴム材または軟質の合成樹脂材などによって構成されており、中央部が膨らんだ略円筒状に形成されている。このダストカバー１５０は、一方（図示上側）の開口部にボールスタッド１１０におけるスタッド部１１１が挿入されて同スタッド部１１１の下部に弾性力によって固定されている。また、ダストカバー１５０における他方（図示下側）の開口部は、ソケット部１２１の外周部上部に嵌め込まれた状態で固定リング１５１によって固定されている。これにより、ボールシート１３０内への異物の浸入が防止される。

（ボールジョイント１００の製造）
このように構成されたボールジョイント１００の製造について説明する。なお、このボールジョイント１００の製造工程の説明においては、本発明に直接関わらない製造工程については適宜省略する。

まず、作業者は、ボールジョイント１００を構成する部品であるボールスタッド１１０、およびボールシート１３０をそれぞれ用意する。この場合、ボールシート１３０の外周面には、アンダーカット部１４０が形成されている。次に、作業者は、これらの部品をハウジング１２０を成型するための図示しない鋳型内にセットする。この場合、ボールシート１３０は、ボールスタッド１１０におけるボール部１１３を収容部１３１内にて回転摺動可能に保持した状態で鋳型内にセットされる。

次に、作業者は、ボールスタッド１１０およびボールシート１３０がそれぞれセットされた鋳型内にアルミニウム合金を鋳込む（アルミダイキャスト）。これにより、ボールスタッド１１０およびボールシート１３０を備えたハウジング１２０が一体的に成型される。このハウジング１２０の鋳込み時においては、ボールシート１３０の外周面に達した溶融状態のアルミニウム合金はアンダーカット部１４０内に流入する。この場合、アンダーカット部１４０は、その深さＤが開口部１４１の開口幅Ｗ_１よりも浅く形成されているため、アルミニウム合金の注入圧力を従来より低くしても湯回りよく充填される。

そして、鋳型の冷却時においては、図３に示すように、溶融状態のアルミニウム合金によって熱せられたボールシート１３０がアルミニウム合金とは異なる収縮率、より具体的には、アルミニウム合金よりも大きな収縮率で収縮する。このため、鋳型の冷却時においては、ハウジング１２０におけるソケット部１２１の内周面とボールシート１３０の外周面との間に隙間が生じることがある。しかし、ボールシート１３０は、アンダーカット部１４０における開口部１４１が収縮する際にアンダーカット部１４０内に流入して凝固したハウジング１２０に引っ掛かることにより、ハウジング１２０におけるソケット部１２１の内周面に強固に結合される。

次に、作業者は、ボールスタッド１１０およびボールシート１３０を一体的に備えたハウジング１２０を鋳型内から取り出した後、プラグ１２２およびダストカバー１５０をそれぞれ用意してハウジング１２０に装着する。具体的には、作業者は、プラグ１２２をハウジング１２０における図示下方側の開口部に配置した状態で図示しない治具にセットしてこの開口部を加締めてプラグ１２２を固定する。また、作業者は、ダストカバー１５０における一方（図示上側）の端部をボールスタッド１１０の外周部に嵌め込むとともに、同ダストカバー１５０における他方（図示下側）の端部をハウジング１２０の上部外周部に嵌め込む。そして、作業者は、ハウジング１２０の上部外周部に嵌め込まれたダストカバー１５０に固定リング１５１を嵌め込むことによりダストカバー１５０をハウジング１２０に固定する。これにより、ボールジョイント１００が完成する。

（ボールジョイント１００の作動）
次に、このように構成されたボールジョイント１００の作動について説明する。本第１実施形態においては、ボールジョイント１００を自動車などの車両のサスペンション機構（懸架装置）に組み込んだ例について説明する。ここで、サスペンション機構（懸架装置）とは、車両において路面からの振動を減衰するとともに車輪を確実に路面に接地させることにより、車両の走行安定性および操縦安定性を維持する装置である。そして、ボールジョイント１００は、サスペンション機構においてボールスタッド１１０を一定の方向に回転または揺動させながら車両からの負荷を支える。

車両（図示せず）に搭載されたボールジョイント１００は、車両走行時における上下動に応じてボールスタッド１１０が一定の方向に揺動する。これにより、ボールシート１３０の収容部１３１内に収容されたボール部１１３は、ボールシート１３０の収容部１３１内にてボールスタッド１１０の揺動方向に対応する一定の方向に回転摺動する。この場合、ボールシート１３０は、ハウジング１２０におけるソケッ部ト１２１内においてアンダーカット部１４０によって強固にソケット部１２１に結合しているため、ソケット部１２１に対してガタや緩みが生じることがない。これにより、ボールジョイント１００の剛性の低下が防止される。また、ボールシート１３０は、アンダーカット部１４０がボールスタッド１１０の軸線方向に対して平行に形成されているため、ボール部１１３とともにボールスタッド１１０の軸線周りへの供回りも防止される。

上記作動方法の説明からも理解できるように、上記第１実施形態によれば、ボールシート１３０は、ハウジング１２０と接する外周面上に開口部１４１の開口幅Ｗ_１に対して底部１４２の内部幅Ｗ_２が広く形成されているとともに同開口部１４１の開口幅Ｗ_１よりも浅い深Ｄさで形成されている溝状のアンダーカット部１４０を備えて構成されている。すなわち、ボールシート１３０は、アンダーカット部１４０における溝の深さＤを溝の開口部１４１の開口幅Ｗ_１に対応させているため、開口部１４１の開口幅Ｗ_１に対して過度に深い深さに形成することによるアルミニウム合金の湯回り不良を防止することができる。これにより、ボールシート１４０は、ハウジング１２０に対する結合力を向上させることができ、結果としてボールジョイント１００として必要な剛性を容易に確保することができる。なお、本発明者らによれば、アンダーカット部１４０における溝の深さＤを溝の開口部１４１の開口幅Ｗ_１以下に形成することにより、所謂湯回り不良を抑制して精度よくハウジング１２０とボールシート１３０とを結合できることを確認している。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記第１実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記各変形例の説明に使用する図面においては、上記第１実施形態と同様の構成部分については同じ符号を付して、その説明を省略する。

例えば、上記第１実施形態においては、アンダーカット部１４０は、ボールシート１３０の外周面上に等間隔に１２個配置されている。しかし、アンダーカット部１４０は、ボールシート１３０をハウジング１２０に結合できれば形成数および形成位置は、上記第１実施形態に限定されるものではない。例えば、アンダーカット部１４０は、ボールシート１３０の外周面上に少なくとも１つ設けられていればよい。また、アンダーカット部１４０を複数形成する場合、ボールシート１３０の外周面上に等間隔に少なくとも３つ以上配置することにより、ボールシート１３０をハウジング１２０に対して均等な結合力の配置によってバランスよく結合することができる。

また、上記第１実施形態においては、アンダーカット部１４０は、ボールシート１３０の外周面上におけるストレート部１３３に連続的に形成した。しかし、アンダーカット部１４０は、ボールシート１３０におけるハウジング１２０と接する外周面上に設けられていればよい。したがって、例えば、アンダーカット部１４０は、ボールシート１３０の外周面上におけるテーパ部１３４に形成されていてもよい。これによれば、テーパ部１３４は、ボールシート１３０の収容部１３１内においてボールスタッド１１０から軸線方向の荷重を直接受ける部分に対向する部分であるため、ボールシート１３０をより強固にハウジング１２０に結合することができる。

また、ボールシート１３０の外周面上にアンダーカット部１４０を形成する場合、必ずしも連続的に形成する必要はなく、ボールシート１３０の外周面上に断続的に形成するようにしてもよい。これによれば、ボールシート１３０は、アンダーカット部１４０を形成していない部分の肉厚がアンダーカット部１４０を形成した部分の肉厚よりも厚く形成されるため、ボールシート１４０自身の剛性を向上させることができる。

また、上記第１実施形態においては、アンダーカット部１４０は、ボールシート１３０の外周面上においてボールスタッド１１０の軸線方向に対して平行に形成した。しかし、アンダーカット部１４０は、ボールシート１３０の外周面上に形成されていれば、必ずしも上記第１実施形態に限定されるものではない。例えば、アンダーカット部１４０は、ボールシート１３０の外周面上において周方向に沿って連続的または断続的な環状に形成することもできる。この場合、アンダーカット部１４０は、ボールスタッド１１０の軸線方向に沿って複数のアンダーカット部１４０を並列にまたは千鳥状に配置して形成することもできる。なお、アンダーカット部１４０をボールシート１３０の外周面上において周方向に沿って形成した一例を第２実施例として後述する。

また、上記第１実施形態においては、アンダーカット部１４０の開口部１４１における先端部を尖った形状に形成した。しかし、アンダーカット部１４０の開口部１４１における先端部の形状は、上記第１実施形態に限定されるものではなく、例えば、図４に示すように、曲面状に形成することもできる。これによれば、ボールシート１３０は、アンダーカット部１４０における開口部１４１の先端部の厚みを厚くすることができるため、溶融したアルミニウム合金を鋳込む際における開口部１４１の先端部の熔解による消失を低減することができる。なお、図４においては、理解を助けるため敢えて断面図で示している。

また、上記第１実施形態においては、アンダーカット部１４０は、開口部１４１から底部１４２の両端部に向かって幅広に傾斜する錘状に形成した。しかし、アンダーカット部１４０は、開口部１４１の開口幅Ｗ_１に対して底部１４２側の少なくとも一部の内部幅Ｗ_２が広く形成されているとともに同開口部１４１の開口幅Ｗ_１よりも浅い深さＤで形成されていれば、必ずしも上記第１実施形態に限定されるものではない。

例えば、アンダーカット部１４０は、図５に示すように、底部１４２側を曲面状に形成することができる。また、例えば、アンダーカット部１４０は、図６に示すように、開口部１４１から所定の厚さを介した後、底部１４２側の部分に開口部１４１の開口幅Ｗ_１よりも幅広の断面が方形状の空間を形成するように形成することもできる。さらに、例えば、アンダーカット部１４０は、図７に示すように、底部１４２の両端部から壁面の幅が開口幅Ｗ_１よりも狭い幅に狭まる方向に傾斜した後、開口部１４１に向かって広がる傾斜で構成することもできる。これらによっても、上記第１実施形態と同様の効果が期待できる。なお、図５〜図７においては、理解を助けるため敢えて断面図で示している。

（第２実施形態）
次に、本発明に係るボールジョイント用ベアリングシートの他の一実施形態である第２実施形態について図面を参照しながら説明する。図８は、本発明に係るボールジョイント用ベアリングシートとしてのボールシート２３０を備えたボールジョイント２００の縦断面を概略的に示す断面図である。なお、この第２実施形態の説明においては、主として上記第１実施形態と異なる部分について説明し、上記第１実施形態と同様の構成については対応する符号（百の位のみを変更）を付して作動部分を含めてその説明を適宜省略する。

この第２実施形態におけるボールジョイント２００は、上記第１実施形態におけるボールジョイント１００に対してボールシート２３０に形成されるアンダーカット部２４０の形成態様が異なる点において異なっている。

すなわち、本第２実施形態におけるボールシート２３０は、詳しくは図９（Ａ），（Ｂ）に示すように、ボールスタッド２１０におけるボール部２１３の球面に沿った内周面を有する略円筒状に形成されており、ハウジング２２０のソケット部２２１内においてボールスタッド２１０のボール部２１３を回動摺動自在に内包した状態で保持する。このボールシート２３０は、上記第１実施形態におけるボールシート１３０と同様の樹脂材料で構成されており、その内周面には、ボールスタッド２１０のボール部２１３の球面に対応する球面状に形成された収容部２３１と、この収容部２３１の底部に貫通して形成された孔部２３２とがそれぞれ形成されている。

一方、ボールシート２３０の外周面には、ボールスタッド２１０のスタッド部２１１の軸線方向に沿って直線状に延びるストレート部２３３が形成されている。この場合、ストレート部２３３は、鋳造成形時の所謂抜き勾配とするために図示下側に向かって外径が絞られて形成されている。また、ボールシート１３０における図示下側のプラグ２２２に対向する底側の端面である底側端部２３５には、孔部２３２の外側にアンダーカット部２４０が形成されている。

アンダーカット部２４０は、ボールシート２３０をハウジング２２０内に固定的に連結するための部分であり、筒体で構成されたボールシート２３０の周方向に沿ってリング状に延びる溝で構成されている。このアンダーカット部２４０は、アンダーカット部２４０の外側におけるストレート部２３３を切り欠いて形成した開口部２４１の開口幅Ｗ_１よりもアンダーカット部２４０内部における開口幅Ｗ_１に対応する長さ、すなわち、周長が長く形成（本第２実施形態においてはリング状に形成されている）されるとともに、開口部２４１の開口幅Ｗ_１よりも同開口部２４１に対向する底部２４２までの距離である深さＤ（換言すれば、アンダーカット部２４０の溝幅）が浅く形成されている。

この場合、アンダーカット部２４０の深さＤは、開口部２４１が開口するストレート部２３３の外表面からアンダーカット部２４０における開口部２４１に対向する底部２４２までの距離である。また、このアンダーカット部２４０を底側端面から見たときの溝幅および溝の深さは、収容部２３１およびストレート部２３３の剛性を確保可能な範囲に設定される。本実施形態においては、アンダーカット部２４０は、収容部２３１およびストレート部２３３に沿って延びて形成されることにより底側端部２３５側から絞られる錐形状に形成されている。そして、このアンダーカット部２４０を構成する開口部２４１は、ボールシート２３０の外周面上に等間隔に８個形成されている。

（ボールジョイント２００の製造）
このように構成されたボールジョイント２００の製造について説明する。なお、このボールジョイント２００の製造工程の説明においては、本発明に直接関わらない製造工程については適宜省略する。

まず、作業者は、ボールジョイントを構成する部品であるボールシート２３０を成形する。具体的には、作業者は、図示しない射出成形機を用いてボールシート２３０を樹脂の射出成形加工によって成形する。この場合、ボールシート２３０は、底側端部２３５にて開口した状態でかつボールシート２３０の周方向に沿って形成されているため、開口部２４１を通じてアンダーカット形状となるアンダーカット部２４０を有するボールシート２３０の射出成形を容易に行うことができる。

次に、作業者は、ボールシート２３０の他にボールジョイント２００を構成する部品であるボールスタッド２１０を用意する。そして、作業者は、これらのボールスタッド２１０およびボールシート２３０をハウジング２２０を成型するための図示しない鋳型内にセットするとともに、この鋳型内にアルミニウム合金を鋳込む（アルミダイキャスト）によりハウジング２２０を成形する。これにより、ボールスタッド２１０およびボールシート２３０を備えたハウジング２２０が一体的に成型される。

このハウジング２２０の鋳込み時においては、ボールシート２３０の外周面、より具体的には、底側端部２３５に達した溶融状態のアルミニウム合金はアンダーカット部２４０内に流入する。この場合、アンダーカット部２４０は、底側端部２３５上に開口しているとともにその深さＤが開口部２４１の開口幅Ｗ_１よりも浅く形成されているため、アルミニウム合金の注入圧力を従来より低くしても湯回りよく充填される。

そして、鋳型の冷却時においては、上記第１実施形態と同様に、溶融状態のアルミニウム合金によって熱せられたボールシート２３０がアルミニウム合金とは異なる収縮率、より具体的には、アルミニウム合金よりも大きな収縮率で収縮する。このため、鋳型の冷却時においては、ハウジング２２０におけるソケット部２２１の内周面とボールシート２３０の外周面との間に隙間が生じることがある。しかし、ボールシート２３０は、アンダーカット部２４０における開口部２４１が収縮する際にアンダーカット部２４０内に流入して凝固したハウジング２２０に引っ掛かることにより、ハウジング２２０におけるソケット部２２１の内周面に強固に結合される。

次に、作業者は、ボールスタッド２１０およびボールシート２３０を一体的に備えたハウジング２２０を鋳型内から取り出した後、プラグ２２２およびダストカバー２５０をそれぞれ用意してハウジング２２０に装着してボールジョイント２００を完成させる。

（ボールジョイント２００の作動）
次に、このように構成されたボールジョイント２００の作動について説明する。本第２実施形態においても上記第１実施形態と同様に、ボールジョイント２００を自動車などの車両のサスペンション機構（懸架装置）に組み込んだ例について説明する。

具体的には、車両（図示せず）に搭載されたボールジョイント２００は、車両走行時における上下動に応じてボールスタッド２１０が一定の方向に揺動する。これにより、ボールシート２３０の収容部２３１内に収容されたボール部２１３は、ボールシート２３０の収容部２３１内にてボールスタッド２１０の揺動方向に対応する一定の方向に回転摺動する。この場合、ボールシート２３０は、ハウジング２２０におけるソケット部ト２２１内においてアンダーカット部２４０によって強固にソケット部２２１に結合しているため、ソケット部２２１に対してガタや緩みが生じることがない。これにより、ボールジョイント２００の剛性の低下が防止される。また、ボールシート２３０は、アンダーカット部２４０における開口部２４１がボールスタッド２１０の軸線方向に対して平行に形成されているため、ボール部２１３とともにボールスタッド２１０の軸線周りへの供回りも防止される。

上記作動方法の説明からも理解できるように、上記第２実施形態によれば、ボールシート２３０は、アンダーカット部２４０が筒体からなるボールシート２３０の底側端部２３５にて開口した状態でかつボールシート２３０の周方向に沿って形成されているため、開口部２４１を通じてアンダーカット形状となるアンダーカット部２４０を有するボールシート２３０のダイキャストなどの鋳造加工が行い易くなる。また、ボールシート２３０は、開口部２４１がボールシート２３０におけるアンダーカット部２４０が形成された側の底側端部２３５の一部を切り欠いて形成されているため、ボールシート２３０を鋳込んでハウジング２２０を成形する際、開口部２４１を介してアンダーカット部２４０内に効果的に湯を導くことができる。また、ボールシート２３０は、開口部２４１がボールシート２３０の周方向に沿って均等に８個配置されているため、ハウジング２２０に対して均等にバランス良く結合されることによってボールスタッド２１０を長期間に亘って安定的に保持することができる。また、ボールシート２３０は、ボールシート２３０を鋳込んでハウジング２２０を成形する場合においては、アンダーカット部２４０内への湯回りを良好にすることができる。

さらに、本発明の実施にあたっては、上記第２実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。なお、下記各変形例の説明に使用する図面においては、上記第２実施形態と同様の構成部分については同じ符号を付して、その説明を省略する。

例えば、上記第２実施形態においては、アンダーカット部２４０における開口部２４１は、ボールシート１３０における底側端部２３５に等間隔に８個配置されている。しかし、開口部２４１は、ボールシート２３０をハウジング２２０に結合できれば形成数および形成位置は、上記第２実施形態に限定されるものではない。例えば、開口部２４１は、ボールシート２３０におけるアンダーカット部２４０が形成された側の端部に少なくとも１つ設けられていればよい。また、開口部２４１を複数形成する場合、ボールシート２３０におけるアンダーカット部２４０が形成された側の端部に等間隔に少なくとも３つ以上配置することにより、ボールシート２３０をハウジング２２０に対して均等な結合力の配置によってバランスよく結合することができる。

また、上記第２実施形態においては、アンダーカット部２４０は、筒体からなるボールシート２３０における底側端部２３５に設けた。しかし、アンダーカット部２４０は、筒体からなるボールシート２３０における両端部のうちの少なくとも一方に開口した状態でかつボールシート２３０の周方向に沿って形成されていればよい。したがって、アンダーカット部２４０は、例えば、図１０（Ａ），（Ｂ）に示すように、筒体からなるボールシート２３０の両端部にそれぞれ形成することもできる。なお、図１０（Ａ），（Ｂ）に示したボールシート２３０においては、ストレート部２３３が鋳造成形時の所謂抜き勾配とするために図示上側に向かって外径が拡がって形成されている。また、アンダーカット部２４０は、筒体からなるボールシート２３０におけるスタッド部２１１側の端部にのみ設けることもできる。

また、上記第２実施形態においては、アンダーカット部２４０は、ボールシート２３０における底側端部２３５上において連続的に繋がるリング状に形成した。しかし、アンダーカット部２４０は、ボールシート２３０における底側端部２３５上において断続的な溝で構成することもできる。

また、上記第２実施形態においては、アンダーカット部２４０における開口部２４１は、ストレート部２３３の外表面から所定の厚さを有するように構成した。しかし、開口部２４１は、アンダーカット部２４０内に連通していれば必ずしも上記第２実施形態に限定されるものではなく、例えば、上記第１実施形態における図４，図５，図７にそれぞれ示すような形状を採用することもできる。

また、上記第１実施形態および上記第２実施形態においては、ボールジョイント１００，２００をステアリング機構におけるに採用した実施例について説明した。しかし、本発明に係るボールジョイント１００，２００は、当然、これに限定されるものではない。このボールジョイント１００，２００は、自動車などの車両を構成するステアリング機構の他、サスペンション機構などにも広く適用できるものである。

Ｗ_１…開口幅、Ｗ_２…内部幅、Ｄ…深さ、
１００…ボールジョイント、
１１０…ボールスタッド、１１１…スタッド部、１１２…フランジ部、１１３…ボール部、
１２０…ハウジング、１２１…ソケット部、１２２…プラグ、１２３…連結部、
１３０…ボールシート、１３１…収容部、１３２…孔部、１３３…ストレート部、１３４…テーパ部、
１４０…アンダーカット部、１４１…開口部、１４２…底部、
１５０…ダストカバー、１５１…固定リング、
２００…ボールジョイント、
２１０…ボールスタッド、２１１…スタッド部、２１２…フランジ部、２１３…ボール部、
２２０…ハウジング、２２１…ソケット部、２２２…プラグ、２２３…連結部、
２３０…ボールシート、２３１…収容部、２３２…孔部、２３３…ストレート部、２３５…底側端部、
２４０…アンダーカット部、２４１…開口部、２４２…底部、
２５０…ダストカバー、２５１…固定リング。

Claims

筒体で構成されて軸状のスタッド部の先端部に形成された球状のボール部を前記筒体内で摺動可能に収容した状態で鋳物製のハウジング内に保持されるボールジョイント用ベアリングシートにおいて、
前記ハウジングに接する前記筒体の外周面上に溝状のアンダーカット部を備え、
前記アンダーカット部は、
前記ハウジングに接する前記筒体の外周面上に開口する開口部の幅に対して底側の少なくとも一部の幅が広く形成されているとともに同開口部の幅よりも浅い深さで形成されていることを特徴とするボールジョイント用ベアリングシート。
請求項１に記載したボールジョイント用ベアリングシートにおいて、
前記アンダーカット部は、さらに、
前記開口部とは別に、前記筒体の両端部のうちの少なくとも一方の端部にて開口した状態で前記筒体の周方向に沿って形成されていることを特徴とするボールジョイント用ベアリングシート。
請求項２に記載したボールジョイント用ベアリングシートにおいて、
前記開口部は、
前記アンダーカット部が形成された前記筒体の端部を切り欠いて形成したことを特徴とするボールジョイント用ベアリングシート。
請求項２または請求項３に記載したボールジョイント用ベアリングシートにおいて、
前記開口部は、
前記筒体の周方向に沿って均等に少なくとも３つ以上配置されていることを特徴とするボールジョイント用ベアリングシート。
請求項１に記載したボールジョイント用ベアリングシートにおいて、
前記アンダーカット部は、
前記スタッド部の軸線方向に沿って形成されていることを特徴とするボールジョイント用ベアリングシート。
請求項１または請求項５に記載したボールジョイント用ベアリングシートにおいて、
前記アンダーカット部は、
前記ハウジングに接する外周面上に均等に少なくとも３つ以上配置されていることを特徴とするボールジョイント用ベアリングシート。
請求項５または請求項６に記載したボールジョイント用ベアリングシートにおいて、
前記アンダーカット部は、
前記ハウジングに接する外周面上に断続的に形成されていることを特徴とするボールジョイント用ベアリングシート。
請求項５ないし請求項７のうちのいずれか１つに記載したボールジョイント用ベアリングシートにおいて、
前記アンダーカット部は、
前記ハウジングに接する外周面上に開口する開口部の先端部が曲面状に形成されていることを特徴とするボールジョイント用ベアリングシート。
軸状のスタッド部の先端部に球状のボール部を有するボールスタッドと、
前記請求項１ないし請求項８のうちのいずれか１つに記載したボールジョイント用ベアリングシートと、
前記ボールジョイント用ベアリングシートを保持する鋳物製のハウジングとを備えたことを特徴とするボールジョイント。