JP6735421B2 - ボールジョイント - Google Patents

Description

本発明は、ダストカバーを備えるボールジョイントに関する。

従来、車両などの各種装置に備えられるボールジョイントにおいては、ジョイント部への水やダストなどの侵入を防止し、かつジョイント部からのグリースの流出を防止するためにダストカバーが備えられている。図４を参照して、従来例１に係るボールジョイントについて説明する。図４は従来例１に係るボールジョイントの模式的断面図である。

従来例１に係るボールジョイント６００は、軸部の一端に球形部を有するボールスタッド６１０と、ボールスタッド６１０を回転かつ揺動自在に支持するソケット６２０と、ボールスタッド６１０の軸部に結合されるナックル６３０とを備えている。そして、ダストカバー６４０は、変形可能な膜状の胴体部６４１と、胴体部６４１の一端側に設けられ、ソケット６２０に固定される被固定部６４３と、胴体部６４１の他端側に設けられるシール部６４２と、を一体に有する弾性体製のシール本体を備えている。そして、シール部６４２は、ボールスタッド６１０における軸部に摺動自在に設けられる内周シール部６４２ａと、ナックル６３０に対して摺動自在に設けられるダストシール部６４２ｂとを備えている。

以上のように構成されるボールジョイント６００によれば、ソケット６２０に対してボールスタッド６１０が図中矢印Ｒ方向に回転した場合には、シール部６４２がボールスタッド６１０の軸部とナックル６３０に対して摺動することで、シール性が維持される。また、ソケット６２０に対してボールスタッド６１０が図中Ｐ方向に揺動した場合には、ダストカバー６４０の胴体部６４１が変形することで、シール性が維持される。

ここで、この従来例１に係るボールジョイント６００の場合、ボールスタッド６１０の軸部の外周面が略テーパ状の湾曲面で構成され、かつナックル６３０における軸孔６３１の内周面も略テーパ状の湾曲面で構成されている。これにより、ボールスタッド６１０の軸部をナックル６３０の軸孔６３１に挿入させると、軸部に対してナックル６３０が精度良く位置決めされ、かつ軸部の外周面と軸孔６３１の内周面は全周に亘って密着した状態となる。従って、軸部と軸孔６３１との間の環状隙間は封止され、外部からの異物が当該環状隙間から侵入してしまうことを抑制することができる。そのため、上述したシール部６４２に設けられたダストシール部６４２ｂは有効に機能し、内周シール部６４２ａ側に異物が侵入してしまうことを抑制することができる。

これに対して、ボールスタットの軸部とナックル（結合部材）との結合方法として、ピンチボルトを用いたタイプのボールジョイントも知られている。このようなタイプのボールジョイントについて、図５及び図６を参照して説明する。図５は従来例２に係るボールジョイントの模式的断面図である。図６は従来例２に係るボールジョイントの一部拡大断面図である。

従来例２に係るボールジョイント７００においても、軸部の一端に球形部を有するボールスタッド７１０と、ボールスタッド７１０を回転かつ揺動自在に支持するソケット７２０と、ボールスタッド７１０の軸部に結合されるナックル７３０とを備えている。そして、ダストカバー７４０は、変形可能な膜状の胴体部７４１と、胴体部７４１の一端側に設けられ、ソケット７２０に固定される被固定部７４３と、胴体部７４１の他端側に設けられるシール部７４２と、を一体に有する弾性体からなっている。

この従来例２に係るナックル７３０においては、ナックル７３０に設けられた軸孔（ボールスタッド７１０の軸部が挿通される軸孔）からナックル７３０の外壁面に至る隙間７３１が設けられている。そして、軸孔に軸部が挿通された状態で、ナックル７３０の外壁面のうち、隙間７３１が設けられた部位を挟んだ２か所の面を締め付けるように固定するピンチボルト７３２によって、軸部とナックル７３０とが結合されるように構成されている。

従って、この従来例２に係るボールジョイント７００の場合には、ナックル７３０に隙間７３１が設けられており、隙間から異物が侵入する。そのため、従来例１のように、シール部７４２に対して、ナックル７３０に摺動するダストリップを設けても意味がない。そこで、この従来例２においては、ボールスタッド７１０の軸部に、シール部７４２の内周面７４２ａが摺動自在に密着する環状凹部７１１を設けると共に、環状凹部７１１よりも上部に、隙間７３１からの異物の侵入を抑制する環状凸部７１２を設けている。この環状凸部７１２を設けることによって、隙間７３１から異物が侵入してきても、軸部に設けられた環状凹部７１１とシール部７４２との摺動部分に異物が侵入してしまうことを抑制することができる。

しかしながら、環状凸部７１２を設けたとしても、シール部７４２の先端面７４２ｂとナックル７３０との間の隙間には、経時的に、泥や錆粉等の異物Ｙが堆積してしまう（図６参照）。これにより、シール部７４２の摩耗が促進され、環状凹部７１１とシール部７４２との摺動部分にも異物Ｙが侵入して、シール性が低下してしまう。そのため、より一層、長期的にシール性を維持させる技術が望まれている。

なお、ピンチボルトを用いたタイプのボールジョイントにおいて、ナックル（結合部材）に設けられた隙間から侵入する異物への対策として、その他にも、各種の技術が知られている。しかしながら、公知の技術では、部品点数が増加してしまったり、構造が複雑になってしまったりしてしまうため、未だ改善の余地がある。

実開昭５８−１３０１１８号公報 特開平１１−１０８０４４号公報

本発明の目的は、結合部材に隙間が設けられていても、長期に亘り安定的にシール性を維持させることのできるボールジョイントを提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。

すなわち、本発明のボールジョイントは、
軸部における鉛直方向下方側の一端に球形部を有するボールスタッドと、
前記球形部の軸受を有し、前記ボールスタッドを回転かつ揺動自在に支持するソケットと、
前記軸部における他端側で、該軸部と結合する結合部材と、
変形可能な胴体部と、該胴体部の一端側に設けられ、前記ソケットに固定される被固定部と、該胴体部の他端側に設けられ、前記軸部に対して摺動自在に備えられるシール部と、を一体に有する弾性体からなるダストカバーと、
を備え、
前記結合部材には、前記軸部が挿通される軸孔が設けられ、かつ、該軸孔から前記結合部材の外壁面に至る隙間が形成されると共に、
前記軸孔に前記軸部が挿通された状態で、前記結合部材の外壁面のうち、前記隙間が設けられた部位を挟んだ２か所の面を締め付けるように固定する固定具によって、前記軸部と前記結合部材とが結合されるボールジョイントにおいて、
前記ボールスタッドにおける前記軸部には、
環状凹部と、
該環状凹部よりも上方側、かつ前記軸部と結合部材との結合部位よりも下方側の位置に設けられる環状凸部と、が形成されると共に、
前記ダストカバーにおける前記シール部の内周面側は、前記環状凹部の外周面と前記環状凸部の外周面のそれぞれに対して摺動自在に密着するように構成され、かつ前記シール部の外周面側には、該シール部を前記軸部に締め付ける締め付け部材が設けられるボールジョイントであって、
前記シール部において、前記結合部材に対向する先端面は、該結合部材に向けて縮径する傾斜面によって構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、シール部の先端面は結合部材に向けて縮径する傾斜面によって構成されている。従って、異物が、結合部材に設けられた隙間から侵入して、シール部の先端面に落ちてきても、異物は傾斜面を滑り落ちて行き易いため、シール部の先端面に異物が堆積してしまうことを抑制することができる。これにより、シール部の内周面側に異物が侵入してしまうことを効果的に抑制することができる。

以上説明したように、本発明によれば、結合部材に隙間が設けられていても、長期に亘り安定的にシール性を維持させることができる。

図１は本発明の実施例に係るボールジョイントの平面図である。 図２は本発明の実施例に係るボールジョイントの模式的断面図である。 図３は本発明の実施例に係るボールジョイントの一部拡大断面図である。 図４は従来例１に係るボールジョイントの模式的断面図である。 図５は従来例２に係るボールジョイントの模式的断面図である。 図６は従来例２に係るボールジョイントの一部拡大断面図である。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（実施例）
図１〜図３を参照して、本発明の実施例に係るボールジョイントについて説明する。図１は本発明の実施例に係るボールジョイントの平面図である。図２は本発明の実施例に係るボールジョイントの模式的断面図であり、図１中のＡＡ断面図に相当する。なお、図２においては、ボールスタッドと結合部材（ナックル）については外観図を示し、その他の部材については断面図を示している。図３は本発明の実施例に係るボールジョイントの一部拡大断面図である。なお、図３においては、ダストカバーにおけるシール部の付近の拡大断面図を示している。ただし、ボールスタッドについては外観図を示し、結合部材については、点線にて配置位置のみを示している。

＜ボールジョイント＞
特に、図１及び図２を参照して、本実施例に係るボールジョイントについて説明する。ボールジョイント１０は、ボールスタッド１００と、ボールスタッド１００を回転かつ揺動自在に支持するソケット２００と、ボールスタッド１００の軸部１２０と結合する結合部材としてのナックル３００とを備えている。本実施例に係るボールジョイント１０は、ソケット２００に対してナックル３００が鉛直方向上方に配置された状態で用いられる。なお、図２においては、図中下方が鉛直方向下方であり、図中上方が鉛直方向上方である。また、以下の説明において、「一端側」とは鉛直方向下方側であり、「他端側」とは鉛直方向上方側である。

ボールスタッド１００は、軸部１２０における鉛直方向下方側の一端に球形部１１０を有している。また、軸部１２０には環状凹部１２１が形成されている。更に、軸部１２０には、環状凹部１２１よりも上方側、かつ軸部１２０とナックル３００との結合部位よりも下方側の位置に設けられる環状凸部１２２が形成されている。なお、環状凸部１２２は、環状凹部１２１に隣接し、かつ環状凹部１２１の上方側に形成されている（図３参照）。

ソケット２００は、環状のケース２１０と、ケース２１０の底側に固定される底板２３０と、ボールスタッド１００における球形部１１０の軸受２２０とを備えている。軸受２２０は、球形部１１０の曲率半径と同径の球形状の面で構成された軸受面２２１を有している。

ナックル３００は、軸部１２０における他端側で、軸部１２０と結合している。本実施例に係るナックル３００には、軸部１２０が挿通される軸孔３１０が設けられ、かつ、軸孔３１０からナックル３００の外壁面に至る隙間３２０が形成されている。そして、このナックル３００の軸孔３１０に軸部１２０が挿通された状態で、ナックル３００の外壁面のうち、隙間３２０が設けられた部位を挟んだ２か所の面を締め付けるように固定するピンチボルト３３０（固定具）によって、軸部１２０とナックル３００とが結合される。

そして、ジョイント部への水やダストなどの侵入を防止し、かつジョイント部からのグリースの流出を防止するためにダストカバー４００が用いられている。

＜ダストカバー＞
ダストカバー４００について、図２及び図３を参照して説明する。ダストカバー４００は、ゴム（例えば、クロロプレンゴム）などの弾性体により構成される。このダストカバー４００は、変形可能な環状かつ膜状の胴体部４１０と、胴体部４１０の一端側に設けられ、ソケット２００に固定される被固定部４２０と、胴体部４１０の他端側に設けられるシール部４３０とを一体に有している。本実施例に係る胴体部４１０は蛇腹形状の部位により構成されている。

被固定部４２０には環状溝４２１が設けられている。この環状溝４２１に締め付け部材５１０が締め付けられることにより、被固定部４２０がソケット２００のケース２１０に固定される。締め付け部材５１０については、バネ，バンド，サークリップなど、各種の公知技術を適用可能である。

また、シール部４３０の内周面側は、ボールスタッド１００の軸部１２０に形成された環状凹部１２１の外周面と環状凸部１２２の外周面のそれぞれに対して摺動自在に密着するように構成されている。すなわち、シール部４３０の内周面側には、径方向内側に向かって突出する環状凸部４３１が設けられている。この環状凸部４３１が軸部１２０における環状凹部１２１の外周面に摺動自在に密着するように構成されている。また、シール部４３０の内周面のうち、環状凸部４３１の上部の円柱状の面４３２が環状凸部１２２の外周面に摺動自在に密着するように構成されている。更に、シール部４３０の内周面のうち、環状凸部４３１の下部の円柱状の面４３３も、軸部１２０の外周面に摺動自在に密着するように構成されている。このように、本実施例に係るシール部４３０においては、シール部４３０の内周面全体が軸部１２０の外周面に対して摺動自在に密着するように構成されている。

また、シール部４３０の外周面側には、シール部４３０を軸部１２０に締め付ける締め付け部材５２０が設けられている。より具体的には、シール部４３０の外周面側に、環状溝４４５が設けられている。この環状溝４４５に締め付け部材５２０が締め付けられることにより、シール部４３０の内周面が軸部１２０の外周面に密着した状態が維持される。締め付け部材５２０については、バネ，バンド，サークリップなど、各種の公知技術を適用可能である。このように、本実施例に係るボールジョイント１０においては、ダストカバー１００は、被固定部４２０とシール部４３０の２箇所とも、締め付け部材５１０，５２０により締め付けることでソケット２００及びボールスタッド１００のそれぞれに組み付けられる。従って、組み付け性に優れている。また、弾性体からなるダストカバー１００における被固定部４２０及びシール部４３０の内部に補強環等を設ける場合に比べて、被固定部４２０とシール部４３０を、ソケット２００及びボールスタッド１００のそれぞれに対して、より確実に密着させることができる。

そして、本実施例に係るシール部４３０において、ナックル３００に対向する先端面４４４は、ナックル３００に向けて縮径する傾斜面によって構成されている。なお、本実施例においては、先端面４４４はテーパ面によって構成されている。ただし、この先端面４４４については、テーパ面に限らず、断面で見た場合に湾曲線となるような傾斜面によって構成することもできる。ここで、本実施例に係るボールジョイント１０においては、ダストカバー１００における被固定部４２０とシール部４３０は、ソケット２００及びボールスタッド１００のそれぞれに対して、大きな力で密着するように構成されている。そのため、被固定部４２０とシール部４３０は、ソケット２００及びボールスタッド１００のそれぞれに対して、軸部１２０の軸線方向には殆ど移動しない。また、本実施例においては、ナックル３００に隙間３２０が設けられているため、この隙間３２０にシール部４３０の一部が挟み込まれて破損してしまわないようにする必要がある。そのため、各部材の寸法公差の関係上、シール部４３０の先端面４４４とナックル３００との間には、隙間を設けざるを得ない。

以上のように構成されるダストカバー４００においては、ソケット２００に対してボールスタッド１００が揺動する（図２中、矢印Ｐ方向に揺動する）と、胴体部４１０が変形する。また、ソケット２００に対してボールスタッド１００が回転する（図２中、矢印Ｒ方向に回転する）と、シール部４３０はボールスタッド１００の軸部１２０に対して摺動する。以上のような構成により、ソケット２００に対してボールスタッド１００が揺動しても回転しても、ダストカバー４００によってシール機能が発揮される。

＜本実施例に係るボールジョイントの優れた点＞
本実施例に係るボールジョイント１０においては、ダストカバー４００におけるシール部４３０の先端面４４４はナックル３００に向けて縮径する傾斜面によって構成されている。従って、異物（泥や錆粉など）が、ナックル３００に設けられた隙間３２０から侵入して、シール部４３０の先端面４４４に落ちてきても、異物は傾斜面を滑り落ちて行き易い（図３中、矢印Ｘ参照）。そのため、シール部４３０の先端面４４４に異物が堆積してしまうことを抑制することができる。これにより、シール部４３０の内周面側に異物が侵入してしまうことを効果的に抑制することができる。

以上説明したように、本実施例に係るボールジョイント１０によれば、ナックル３００に隙間３２０が設けられていても、長期に亘り安定的にシール性を維持させることができる。

１０ ボールジョイント
１００ ボールスタッド
１１０ 球形部
１２０ 軸部
１２１ 環状凹部
１２２ 環状凸部
２００ ソケット
２１０ ケース
２２０ 軸受
２２１ 軸受面
２３０ 底板
３００ ナックル
３１０ 軸孔
３２０ 隙間
３３０ ピンチボルト
４００ ダストカバー
４１０ 胴体部
４２０ 被固定部
４２１ 環状溝
４３０ シール部
４３１ 環状凸部
４３２ 円柱状の面
４３３ 円柱状の面
４４４ 先端面
４４５ 環状溝
５１０ 締め付け部材
５２０ 締め付け部材

Claims (1)

1. 軸部における鉛直方向下方側の一端に球形部を有するボールスタッドと、
   前記球形部の軸受を有し、前記ボールスタッドを回転かつ揺動自在に支持するソケットと、
   前記軸部における他端側で、該軸部と結合する結合部材と、
   変形可能な胴体部と、該胴体部の一端側に設けられ、前記ソケットに固定される被固定部と、該胴体部の他端側に設けられ、前記軸部に対して摺動自在に備えられるシール部と、を一体に有する弾性体からなるダストカバーと、
   を備え、
   前記結合部材には、前記軸部が挿通される軸孔が設けられ、かつ、該軸孔から前記結合部材の外壁面に至る隙間が形成されると共に、
   前記軸孔に前記軸部が挿通された状態で、前記結合部材の外壁面のうち、前記隙間が設けられた部位を挟んだ２か所の面を締め付けるように固定する固定具によって、前記軸部と前記結合部材とが結合されるボールジョイントにおいて、
   前記ボールスタッドにおける前記軸部には、
   環状凹部と、
   該環状凹部よりも上方側、かつ前記軸部と結合部材との結合部位よりも下方側の位置に設けられる環状凸部と、が形成されると共に、
   前記ダストカバーにおける前記シール部の内周面側は、前記環状凹部の外周面と前記環状凸部の外周面のそれぞれに対して摺動自在に密着するように構成され、かつ前記シール部の外周面側には、該シール部を前記軸部に締め付ける締め付け部材が設けられるボールジョイントであって、
   前記シール部において、前記結合部材に対向する先端面は、該結合部材に向けて縮径する傾斜面によって構成されていることを特徴とするボールジョイント。