JP7260491B2 - ボールシート及びボールジョイント - Google Patents

Description

本発明は、車両における路面からの衝撃軽減等の役割を果たすサスペンションとスタビライザとを連結するスタビリンクにおいて、スタビリンクの両側に配備されたボールジョイントに用いられるボールシート及びボールジョイントに関する。

車両のサスペンションは、路面から車体に伝わる衝撃を軽減し、スタビライザは、車体のロール剛性（捩れに対する剛性）を高める。このサスペンションとスタビライザは、スタビリンクを介して連結されている。スタビリンクは、棒状のサポートバーの両端にボールジョイントを備えて構成されている。

従来のボールジョイントとして、例えば特許文献１に記載のボールジョイントＪは、図１３に示すように、金属製のカップ状のハウジング１１内に、樹脂製のボールシート１２を介して金属製のボールスタッド１０のボール部１０ｂを回転自在に収容（包含）した構成となっている。

ボールスタッド１０は、棒状のスタッド部１０ｓの一端に球状のボール部１０ｂが一体に連結された構造を成す。スタッド部１０ｓには、雄ねじ１０ｎが螺刻されており、この雄ねじ１０ｎよりも先端側（ボール部１０ｂ側）に、周回状に拡がる鍔部１０ａ１と小鍔部１０ａ２とが離間して形成されている。鍔部１０ａ１とハウジング１１の上端部１１ａとの間には、ダストカバー１３が配設されている。ダストカバー１３の上端部は、鍔部１０ａ１と小鍔部１０ａ２との間に固定されている。ダストカバー１３の下端部は、ボールシート１２の外側に湾曲状に折り曲げられた上端部１２ｂと、ハウジング１１の外側にＬ字状に折り曲げられた上端部１１ａとの間に挟持されて固定されている。

ハウジング１１の外周面には、金属製のサポートバー１ａが固定されている。サポートバー１ａを水平線Ｈに沿って水平とした際に、ボールスタッド１０の軸芯が水平線Ｈに対して垂直線Ｖで示す垂直となる構成に成されている。

ボールシート１２の上端部１２ｂは、平坦面から内周側に下り傾斜するテーパ面１２ｃを有する形状となっている。テーパ面１２ｃの傾斜角は、揺動するボールスタッド１０の予め定められた揺動角を満たす角度となっている。

ハウジング１１の内面は、断面形状の縦壁がストレート形状となっており、この内面にボールシート１２が収容されている。ボールシート１２の内面は、ボール部１０ｂの球状に沿った球形湾曲面（ボールシート内球面又は内球面ともいう）１２ａの形状となっている。

ハウジング１１の底部には、複数の貫通孔１１ｂが形成されており、各貫通孔１１ｂにボールシート１２の底に設けられた凸部１２ｄが挿通され、この挿通部分がハウジング１１の外側に突き出るように固定されている。この凸部１２ｄの突き出た部分は、加熱溶融によりハウジング１１の外面で拡幅後に冷却されて、貫通孔１１ｂの径よりも大きいサイズの径となっている。この大径部分により、ボールシート１２がハウジング１１に固定されている。

このようなボールジョイントＪでは、車両のサスペンションがストロークするに伴い、ボール部１０ｂとボールシート内球面１２ａとが揺摺動するが、この揺摺動する際の特性が、揺動トルク及び回転トルク（各トルクともいう）と定義づけられる。ボール部１０ｂの回転時の内球面１２ａへの摩擦力が増加して各トルクが高まると、乗り心地が悪化する。

ハウジング１１内のボール部１０ｂに対するボールシート１２の締め代を減少させると、各トルクを下げることができるが、同時に弾性リフト量が上がる。弾性リフト量とは、ハウジング１１内のボールシート１２を介したボール部１０ｂの移動量である。弾性リフト量が大きくなると、ボール部１０ｂがハウジング１１内でボールシート１２を介して大きく移動し、ボールジョイントＪにガタが発生し、車両走行中の異音発生に繋がる。つまり、各トルクと弾性リフト量との間には、各トルクが低下すると、弾性リフト量が増大するといった相反関係がある。

特許３１６８２２９号公報

上述したボールシート１２は、ボール部１０ｂの揺摺動によって摩耗するが、比較的柔らかい樹脂部品であるため高荷重負荷時の耐摩耗性が低い。このため、ボールシート１２において、摩耗の進行が早く、各トルクの低下に応じてボールジョイントＪにガタを誘発する弾性リフト量の増大までの耐久性が短い、言い換えれば、高荷重負荷時の寿命が短いという問題があった。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、ボールスタッドのボール部との揺摺動によるボールシートの高荷重負荷時の摩耗寿命を長くできるボールシート及びボールジョイントを提供することを課題とする。

前記した課題を解決するため、本発明のボールシートは、構造体に固定されるボールジョイントに用いられ、当該構造体に一端部が連結されるボールスタッドの他端部に一体に接合された球体部と、当該球体部が開口を介して挿入されるハウジングとの間に介在され、当該球体部を揺動及び回転可能に包含するボールシートであって、前記ハウジングの開口の反対側に設けられた貫通孔に貫通されてハウジング外部へ突き出る凸部を有する樹脂製のアウターボールシートと、当該アウターボールシートの内側に一体に結合され、当該アウターボールシートよりも耐摩耗性に優れる樹脂によるインナーボールシートとから成り、前記インナーボールシートは、前記ハウジングの開口側に位置する開口端を有する周回壁に、開口の中心点の点対象で少なくとも２つ以上のスリットを備えることを特徴とする。

本発明のボールジョイントは、上記ボールシートを備えることを特徴とする。

本発明によれば、ボールスタッドのボール部との揺摺動によるボールシートの高荷重負荷時の摩耗寿命を長くできる。

本発明に係る実施形態のボールシートを備えるボールジョイントの縦断面図である。 インナーボールシートを斜め上から見た斜視図である。 インナーボールシートを斜め下から見た斜視図である。 インナーボールシートの上面図である。 インナーボールシートの底面図である。 インナーボールシートの出っ張り部がアウターボールシートに埋まった状態を示す縦断面図である。 インナーボールシート及びアウターボールシートに形成された凹溝の一部分の構成を示す斜視図である。 図４のVIII－VIII断面図である。 図４のIX－IX断面図である。 インナーボールシートの突出部がアウターボールシートに差し込まれた状態を示す斜視図である。 突出部の角度とインナーボールシート表面から突き出た高さを示す断面図である。 ハウジングの底面図である。 従来のボールジョイントの縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜実施形態＞
図１は、本発明に係る実施形態のボールシートを備えるボールジョイントの縦断面図である。図１において図１３に示した構成要素と同一部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。

図１に示す本実施形態のボールジョイントＪ１が、従来のボールジョイントＪ（図１３）と異なる点は、従来のボールシート１２（図１３）に代え、球状のボール部１０ｂを包含するインナーボールシート２３が、アウターボールシート２４の内側に一体に接合されて成る二色成形樹脂による本実施形態のボールシート２２を用いたことにある。

つまり、ボールジョイントＪ１は、金属製のハウジング１１内に、二色成形樹脂のボールシート２２を介して、金属製のボールスタッド１０のボール部１０ｂを回転自在に収容（包含）した構成となっている。

ボールスタッド１０では、雄ねじ１０ｎが螺刻されたスタッド部１０ｓの一端にボール部１０ｂが一体に連結されている。スタッド部１０ｓの周回状に拡がる鍔部１０ａ１とハウジング１１の上端部１１ａとの間には、ダストカバー１３が配設されている。ダストカバー１３は、この上端部が、ボールスタッド１０の鍔部１０ａ１と小鍔部１０ａ２との間に固定され、下端部が、ハウジング１１の上端部１１ａとボールシート２２の上端部２４ｂとの間に挟持固定されている。

なお、ボールジョイントＪ１のスタッド部１０ｓは、図示せぬサスペンション又はスタビライザに固定されている。サスペンション又はスタビライザは、請求項記載の構造体を構成する。

ハウジング１１は、鉄板等の金属板がプレス成形又は冷鍛によってカップ形状に成形されている。このハウジング１１は、カップ形状の周回する開口端部が、外側に断面Ｌ字状に折り曲げられた上端部１１ａを有する薄鍔タイプとなっている。

ハウジング１１の外周面には、金属製のサポートバー１ａが水平（水平線Ｈ）に固定されている。ボールスタッド１０の軸芯は、水平線Ｈに対して垂直（垂直線Ｖ）に構成されている。なお、水平線Ｈを赤道Ｈとも称す。

ボールシート２２は、ハウジング１１に嵌合されるカップ形状を成す。このボールシート２２の上端部２４ｂは、平坦面から内周側に下り傾斜するテーパ面２４ｃを有する。テーパ面２４ｃの傾斜角は、双方向矢印α１で示すようにボールスタッド１０の予め定められた揺動角を満たす角度となっている。

ハウジング１１の内側に収容されるボールシート２２の内面は、ボール部１０ｂの球状に沿った球形湾曲面（内球面）２３ａの形状となっている。

ハウジング１１の底部に形成された複数（本例では４つ）の熱カシメ用の貫通孔１１ｂに、ボールシート２２の４本の棒状の凸部２４ｄ（図１２参照）が挿通され、この挿通された凸部２４ｄがハウジング１１の外側に突き出て固定されている。この突き出た部分は、ハウジング１１の外面で熱カシメによる拡幅後に冷却されて、貫通孔１１ｂの径よりも大径の大径部２４ｄ１とされている。この大径部２４ｄ１でのカシメによって、ボールシート２２がハウジング１１に固定されている。

次に、ボールシート２２を構成するアウターボールシート（アウターシートともいう）２４及びインナーボールシート（インナーシートともいう）２３について説明する。

インナーシート２３は、ＰＥＥＫ（Poly Ether EtherKetone）、ＰＡ（Polyamide）６６、ＰＡ６６－ＣＦ（Carbon Fiber）強化材、ＰＡ６６－ＧＦ（ガラス繊維）強化材、ＰＡ６、ＰＡ６－ＣＦ強化材、ＰＡ６－ＧＦ強化材、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）、ＰＯＭ（polyoxymethylene）－ＣＦ強化材、ＰＯＭ－ＧＦ強化材等の高荷重負荷時の耐摩耗性に優れる熱可塑性の樹脂によって形成する。本例ではインナーシート２３にＰＥＥＫ樹脂を用いた。ＰＥＥＫ樹脂は、耐熱性、高温特性、耐加水分解性、耐摩耗性に優れ、機械的及び熱的特性に強い。

図２の斜視図に示すように、インナーシート２３は、球殻の上から１／３位の部分を水平面で切って、上部がボール部１０ｂ径よりも狭く開口した開口球殻形状を成し、この形状の内側が内球面２３ａとなっている。開口球殻形状を斜め下方から見たインナーシート２３を図３に示す。

図２に示す開口球殻形状の開口は、インナーシート２３の開口端２３ｃを形成する。また、開口球殻形状のインナーシート２３は、図１に示すように、アウターシート２４の内側に結合された際に、アウターシート２４のテーパ面２４ｃから上に突き出ない形状となっている。なお、インナーシート２３の上端面が、アウターシート２４のテーパ面２４ｃの一部を構成する構造であっても良い。

図２に示すインナーシート２３の開口端２３ｃを有する上側周回壁には、複数（本例では４つ）のスリット２３ｂが形成されている。スリット２３ｂは、インナーシート２３の開口端２３ｃを拡大変形させるものであり、開口端２３ｃよりも大きい径のボール部１０ｂを挿抜する際に、開口端２３ｃを拡げる役割を果たす。更に説明すると、インナーシート２３を構成するＰＥＥＫ樹脂は、機械的及び熱的特性に強く高荷重負荷時の耐摩耗性に優れることから伸びが少なく、スリット２３ｂの無い状態では開口端２３ｃからボール部１０ｂの挿抜ができない。これを補うため、スリット２３ｂが設けてある。

４つのスリット２３ｂは、図４に示すように、平面視で、円形の開口端２３ｃの、円中心を通る仮想直交十字線Ｃ，Ｃと交わる位置に、次のように形成されている。即ち、各スリット２３ｂは、図２に示すように、開口端２３ｃから周回壁を垂直に下がった赤道Ｈの上側付近まで、所定の平行幅で刳り抜いた状態に形成されている。但し、スリット２３ｂは、赤道Ｈよりも下側位置まで形成してもよい。また、スリット２３ｂは、線状であってもよい。

図２に示すように、インナーシート２３の外周面２３ｄには、複数（本例では４つ）の出っ張り部２３ｅが形成されている。この出っ張り部２３ｅは、外周面２３ｄの外側へ盛り上がった状態で、開口端２３ｃよりやや下がった位置から外周面２３ｄに沿って下方へ延在し、赤道Ｈよりも下方側の位置（図３参照）まで延在している。

４つの出っ張り部２３ｅは、図４の上面図に示すように、周回方向に一定間隔で次のように形成されている。即ち、各出っ張り部２３ｅは、仮想直交十字線Ｃと、他の仮想直交十字線Ｄとの間の角度θ１で示すように、４つのスリット２３ｂに対して開口端２３ｃの周回方向にθ１＝４５度ずれて形成されている。また、図５にインナーシート２３の底面視による４つの出っ張り部２３ｅを示した。

出っ張り部２３ｅは、後述の製造方法によって、図１に示すインナーシート２３の外周面２３ｄにアウターシート２４を結合する際に、図６に示すように、アウターシート２４の内側に埋め込まれる。この埋め込まれた出っ張り部２３ｅは、インナーシート２３の内球面２３ａを揺摺動するボール部１０ｂに対するインナーシート２３の供回り防止と、インナーシート２３のアウターシート２４からの抜け防止との役割を果たす。

図２に示すように、インナーシート２３の内球面２３ａには、各出っ張り部２３ｅの裏面位置の内球面２３ａに凹溝２３ｆが形成されている。凹溝２３ｆは、縦方向に所定幅で凹んで形成されており、開口端２３ｃから出っ張り部２３ｅの下端位置まで延在している。凹溝２３ｆは、ボール部１０ｂが揺摺動する際の摩擦を少なくするグリース（潤滑油）を潤滑させる役割を果たす。

図２に示す凹溝２３ｆの内側において対向する内側面２３ｆ１の一方を、図６の断面図に上下の弧形状で示す。この内側面２３ｆ１の外側に上下弧形状で示す出っ張り部２３ｅがある。また、凹溝２３ｆは、図７に示すように、アウターシート２４の上部内周面２４ｉに形成された凹溝２４ｆと面一又は凹溝２４ｆよりもボール部１０ｂ側に突出する形で繋がっている。この様態を図６の断面図にも示す。

図３に示すように、インナーシート２３の各々の出っ張り部２３ｅ及び凹溝２３ｆの下側には、周回壁を長方形状に刳り抜いた状態の肉抜き部２３ｇを有する。肉抜き部２３ｃは、出っ張り部２３ｅと同じ幅で、インナーシート２３の底に設けられた平面円形状の下端部２３ｈまで延在している。

肉抜き部２３ｇは、インナーシート２３の軽量化のために次のように設けられる。即ち、図１に示すように、インナーシート２３の赤道Ｈよりも下方側がボール部１０ｂへの接触面積が広いので、この広い部分にボール部１０ｂの支持面圧が許容可能な面積を維持できるように肉抜き部２３ｇが設けられる。肉抜き部２３ｇは、インナーシート２３の高価なＰＥＥＫ樹脂の使用量を削減してコスト低減を図る目的も兼ねて形成されている。つまり、肉抜き部２３ｇを形成しないインナーシート２３を用いることも可能である。

図４のＶIII－ＶIII断面図である図８に示すインナーシート２３において、凹溝２３ｆと、この下に繋がる肉抜き部２３ｇとの斜視構成を示す。図４のＩＸ－ＩＸ断面図である図９に示すインナーシート２３において、凹溝２３ｆと肉抜き部２３ｇとの正面構成を示す。

図８又は図９に示すように、インナーシート２３の下端部２３ｈは、インナーシート２３の底面から下方側へ突き出た断面台形状の楔形を成す。楔形の下端部２３ｈは、図６に示すように、アウターシート２４の底部中央に形成された断面台形状の貫通穴２４ｇに嵌合され、抜けないように固定される。この固定された下端部２３ｈの底面２３ｈ１とアウターシート２４の底面２４ｈ１とは面一又は底面２３ｈ１が底面２４ｈ１より凹となる。つまり、下端部２３ｈの厚み（高さ）は、アウターシート２４の底中央の貫通穴２４ｇの高さと等しいか、又は下端部２３ｈの高さが貫通穴２４ｇの高さより低くなっている。

図１０の断面図に示すように、インナーシート２３の下端部２３ｈよりも上側の外周面２３ｄには、断面三角状に尖った突出部２３ｉ，２３ｊが上下に離間して設けられている。上方のものを上側突出部２３ｉ、下方のものを下側突出部２３ｊという。

上側突出部２３ｉは、図３に示すように、インナーシート２３において、出っ張り部２３ｅ同士の下隅を接続する状態で、外周面２３ｄに水平な湾曲状に設けられている。

下側突出部２３ｊは、肉抜き部２３ｇ同士の下方側を接続する状態で、外周面２３ｄに水平な湾曲状に設けられている。

図１０の枠２６内を拡大した図１１に示すように、上側突出部２３ｉは、インナーシート２３の外周面２３ｄから断面三角状に高さｈ１で突出し、角度θ２で尖っている。下側突出部２３ｊは、高さｈ２で突出し、角度θ３で尖っている。下側突出部２３ｊの底面は水平である。本例では、上側突出部２３ｉと下側突出部２３ｊとは、高さｈ１，ｈ２が同じで、角度θ２，θ３が同じであるが、異なっていてもよい。

このような構成のインナーシート２３が、図１に示すように、アウターシート２４に結合された場合、インナーシート２３の開口端２３ｃがアウターシート２４で覆われた状態となる。このため、ボールシート２２の開口部２４ｅは、アウターシート２４のみで形成されたものとなる。但し、インナーシート２３の開口端２３ｃは、アウターシート２４に完全に覆われていない構造でも良い。即ち、アウターシート２４の開口端部（インナーシート２３を覆っている部分）が外側にやや退避した構造であってもよい。また、インナーシート２３の開口端２３ｃ（上端部）がアウターシート２４のテーパ面２４ｃまで達している構造であってもよい。

アウターシート２４は、ＰＯＭ（polyoxymethylene）等の熱カシメが可能な熱可塑性樹脂で構成されている。図１に示すように、アウターシート２４は外周面が、ハウジング１１の内周面に当接して嵌合されるカップ形状を成す。このカップ形状の内側には、インナーシート２３が埋め込み状態で一体に結合される。アウターシート２４の開口部は、上端部２４ｂとテーパ面２４ｃとから構成されている。

アウターシート２４の底面には、図６に示すように、棒状の凸部２４ｄが４本（図１２参照）突き出ている。各凸部２４ｄが、図１に示すハウジング１１の底部の各貫通孔１１ｂに挿通されて熱カシメされ、大径部２４ｄ１となっている。図１２に示すように、各凸部２４ｄの中央位置となるアウターシート２４の底面２４ｊには、貫通穴２４ｇが設けられている。この貫通穴２４ｇには、上述したようにインナーシート２３の楔形の下端部２３ｈが嵌合される。

底面２４ｊにおいて、凸部２４ｄ間で且つ貫通穴２４ｇを中心とする点対象となる２点の位置は、ゲート部２４ｋとなっている。ゲート部２４ｋは、後述の製造方法に記載するように、インナーシート２３を型にセットしてアウターシート２４を形成する際に樹脂を流し込むダブルゲート部位である。

アウターシート２４の底面２４ｊの貫通穴２４ｇが形成される中央部分（図６参照）は、厚さが取れず薄いので、凸部２４ｄ間の厚い部分にゲート部２４ｋを設ける構成とした。但し、貫通穴２４ｇにインナーシート２３の下端部２３ｈを嵌合して、薄い底面２４ｊを補強する構成としている。

図６に示すように、アウターシート２４は、インナーシート２３の肉抜き部２３ｇに、これを埋める状態で嵌合する嵌合部２４ｍを有する。嵌合部２４ｍは、インナーシート２３の内球面２３ａよりも間隙ｔ１で示すように低い形状を成し、揺摺動するボール部１０ｂの表面と接触しないようになっている。つまり、アウターシート２４は、インナーシート２３の内球面２３ａからボール部１０ｂ側へ突き出ない形状となっている。

このようにすると、揺摺動するボール部１０ｂがインナーシート２３のみに当たるので、高摩耗性を保持できる。また、肉抜き部２３ｇに嵌合部２４ｍが隙間なく嵌合することで、アウターシート２４及びインナーシート２３の双方の結合部分が大きくなるので、その双方が一体に結合したボールシート２２の機械的強度が向上する。

また、嵌合部２４ｍには、図６に示すインナーシート２３の内球面２３ａに形成された凹溝２３ｆ（図２参照）と、下端部２３ｈの上に形成された凹溝２３ｆとの間に連通して介在する凹溝２４ｍ１が形成されている。つまり、凹溝２３ｆは、インナーシート２３の内球面２３ａの開口端２３ｃ（図２）から底面まで連通する構成となっている。

このようなアウターシート２４は、図１に示すように、インナーシート２３の各凸部２４ｄを熱カシメにより大径部２４ｄ１としてハウジング１１に固定する機能と、ダストカバー１３をアウターシート上端部２４ｂと、ボールスタッド１０の鍔部１０ａ１及び小鍔部１０ａ２との間に固定してシールする機能とを有する。

＜ボールジョイントＪ１の製造方法＞
本製造方法では、インナーシート２３の成形型である第１内型及び第１外型と、アウターシート２４の成形型である第２内型及び第２外型とを用いる。

第１内型は、インナーシート２３の内球面側を形成するボール部１０ｂと略同じ球形状を成し、球形状の外周側に、図２に示すスリット２３ｂ、肉抜き部２３ｇ及び凹溝２３ｆ等に対応する形状を有する。

第１外型は、インナーシート２３の外球面側を形成する内球面を備え、内型の外周側にインナーシート２３の周回壁２３ｄを形成するためのギャップを開けて配置される。この第１外型の内球面は、図２に示す出っ張り部２３ｅ、上側突出部２３ｉ、下側突出部２３ｊ及び下端部２３ｈ等を形成する形状を有する。

第２内型は、第１内型と略同形状であって異なる点は、肉抜き部２３ｇを埋めるアウターシート２４の嵌合部２４ｍ（図６）を形成するための形状を有することにある。

第２外型は、アウターシート２４を形成する凹形状を成し、アウターシート２４の上端部２４ｂ、テーパ面２４ｃ、凹溝２４ｆ１、凸部２４ｄ等を有する周回壁を形成する形状を成す。

ボールジョイントＪ１を製造する場合、インナーシート２３を形成する第１内型と第１外型との間に、溶融したＰＥＥＫを流し込んだのち冷却して図２に示すインナーシート２３を形成する。この後、第１内型と第１外型を外す。

次に、インナーシート２３の内球面２３ａに第２内型をセットし、外周面２３ｄの側に所定のギャップを介して第２外型をセットする。第２内型と第２外型との間に、溶融した熱可塑性樹脂を流し込んだのち冷却する。冷却後に第２外型を外すと、インナーシート２３が内側に一体に結合されたアウターシート２４が形成される。この後、第２内型を外すと、二色成形樹脂のボールシート２２が完成する。

このボールシート２２を、図１に示すように、ハウジング１１にセットし、ハウジング１１の底部から突き出た各凸部２４ｄの突出した部分を、熱カシメにより大径部２４ｄ１とする。この大径部２４ｄ１によるカシメによって、ボールシート２２がハウジング１１に固定される。

＜実施形態の効果＞
このような本実施形態のボールシートの効果について説明する。ボールシート２２は、構造体としてのサスペンション又はスタビライザに固定されるボールジョイントＪ１に用いられる。このボールシート２２は、構造体に一端部が連結されるボールスタッド１０の他端部に一体に接合された球体部としてのボール部１０ｂと、ボール部１０ｂが開口を介して挿入されるハウジング１１との間に介在され、ボール部１０ｂを揺動及び回転（揺摺動）可能に包含する。このようなボールシート２２を次の特徴構成とした。

（１）ボールシート２２は、ハウジング１１の開口の反対側に設けられた貫通孔１１ｂに貫通されてハウジング１１外部へ突き出る凸部２４ｄを有する樹脂製のアウターシート２４と、アウターシート２４の内側に一体に結合され、アウターシート２４よりも耐摩耗性（高荷重負荷時の耐摩耗性を含む）に優れる樹脂によるインナーシート２３とから成る。インナーシート２３は、ハウジング１１の開口側に位置する開口端２３ｃを有する周回壁に、開口の中心点の点対象で少なくとも２つ以上のスリット２３ｂを備える構成とした。

この構成によれば、ボールジョイントＪ１においてボールスタッド１０のボール部１０ｂを包含するインナーシート２３が、一般的に用いられるアウターシート２４よりも高荷重負荷時の耐摩耗性に優れる樹脂なので、ボール部１０ｂが揺動及び回転（揺摺動）しても摩耗の進行が遅い。このため、揺動トルク及び回転トルク（各トルク）の低下に応じてボールジョイントＪ１にガタを誘発する弾性リフト量の増大までの耐久性を長くできる。つまり、ボールスタッド１０のボール部１０ｂとの揺摺動によるボールシート２２の高荷重負荷時の摩耗寿命を長くできる。

また、高荷重負荷時の耐摩耗性に優れる特性のため伸びが少ないインナーシート２３でも、スリット２３ｂによって開口端２３ｃが拡大変形するので、開口端２３ｃよりも大径のボール部１０ｂの挿抜が可能となる。

（２）アウターシート２４は熱可塑性の樹脂から成り、アウターシート２４の凸部２４ｄは熱カシメ可能である構成とした。

この構成によれば、ハウジング１１の貫通孔１１ｂから外部へ突き出たアウターシート２４の凸部２４ｄの突出し部分を、熱カシメにより貫通孔１１Ｂのサイズよりも拡幅してカシメることができる。このカシメによって、ボールシート２２をハウジング１１に固定できる。

（３）ボール部１０ｂと接触する部分は、インナーシート２３のみである構成とした。

この構成によれば、ボール部１０ｂの揺摺動による接触がインナーシート２３のみであるためボールシート２２の摩耗の進行を、より遅くすることができる。このため、上記弾性リフト量の増大までの耐久性を、より長くできる。

（４）スリット２３ｂは、インナーシート２３の開口端２３ｃから下方に向かって形成されている構成とした。

この構成によれば、スリット２３ｂが、インナーシート２３の開口端２３ｃから下方に向かって形成されているので、開口端２３ｃを容易に拡大変形できる。このため、ボール部１０ｂの挿抜を容易にできる。

（５）インナーシート２３は、ボール部１０ｂの径よりも狭く開口した開口端２３ｃを有する開口球殻形状を成す構成とした。

この構成によれば、インナーシート２３の開口端２３ｃがボール部１０ｂの径よりも狭いので、ボールジョイントＪ１においてボールシート２２からボール部１０ｂが抜けなくなる。また、インナーシート２３が開口球殻形状を成すので、全体の体積が少なくなる。このため、アウターシート２４よりも高荷重負荷時の耐摩耗性に優れる高価な樹脂を節約してインナーシート２３の形成が可能となるので、コストを抑制してインナーシート２３を作成できる。

（６）ボールシート２２の開口部は、インナーシート２３の開口端２３ｃがアウターシート２４に覆われて成る構成とした。

この構成によれば、ボール部１０ｂの揺摺動に応じてボールスタッド１０が傾き、ボールシート２２の開口部に当たる場合に、この衝撃をクッション性（後述）のあるアウターシート２４で吸収できる。アウターシート２４は、インナーシート２３よりも高荷重負荷時の耐摩耗性に劣る樹脂なのでクッション性がある。

但し、上記（６）の構成においては、インナーシート２３の開口端２３ｃは、アウターシート２４に完全に覆われていない構成でも良い。この構成では、少なくともボールスタッド１０が先に当たる部分にアウターシート２４が存在すれば、クッション性が向上する効果が期待できる。

（７）アウターシート２４の底部に貫通穴２４ｇを形成し、インナーシート２３の下端部２３ｈを楔形とし、楔形の下端部２３ｈを、貫通穴２４ｇに貫通して固定する構成とした。

この構成によれば、インナーシート２３の楔形の下端部２３ｈが、アウターシート２４の貫通穴２４ｇに貫通されると、楔形であるため貫通穴２４ｇから抜けないように固定される。このため、アウターシート２４とインナーシート２３との結合強度を、より高めることができる。

（８）インナーシート２３の楔形の下端部２３ｈよりも上方の外周面２３ｄは、外周面２３ｄから突き出てアウターシート２４に差し込まれた突出部２３ｉ，２３ｊを備える構成とした。

この構成によれば、インナーシート２３の突出部２３ｉ，２３ｊがアウターシート２４に差し込まれているので、インナーシート２３とアウターシート２４とのズレを防止できる。

（９）インナーシート２３の外周面２３ｄは、径方向外側に盛り上がってアウターシート２４に埋まる出っ張り部２３ｅを備える構成とした。

この構成によれば、アウターシート２４にインナーシート２３の出っ張り部２３ｅが埋め込まれるので、インナーシート２３の内球面２３ａをボール部１０ｂが揺摺動した際に、ボール部１０ｂと供にインナーシート２３が、回ったり抜けたりすることを防止できる。

（１０）インナーシート２３における出っ張り部２３ｅの裏面側の内球面２３ａに、凹溝２３ｆを縦方向に形成する構成とした。

この構成によれば、薄い壁の開口球殻形状のインナーシート２３内球面２３ａに縦方向に凹溝２３ｆを形成すると、凹溝２３ｆの壁が薄くなって樹脂の流動性が悪くなる。そこで、本発明のように出っ張り部２３ｅの裏面側の内球面２３ａに凹溝２３ｆを形成すれば、凹溝２３ｆの壁を厚くでき、樹脂の流動性が良くなる。

（１１）本実施形態のボールジョイントＪ１は、上記（１）～（１０）の何れか１つに記載のボールシート２２を備える構成とした。

この構成によれば、ボールジョイントＪ１において、上記（１）～（１０）の何れか１つに記載のボールシート２２と同様の効果を得ることができる。

その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
本発明のボールシート固定構造のボールジョイントＪ１は、産業用ロボットや人型ロボット等のロボットアームの関節部分や、ショベルカーやクレーン車等のアームが関節部分で回転する装置に適用可能である。

１ａ サポートバー
１０ ボールスタッド
１０ｂ ボール部（球体部）
１０ｓ スタッド部
１１ ハウジング
２２ ボールシートに
１１ｂ 貫通孔
２３ インナーボールシート
２３ａ 内球面
２３ｂ スリット
２３ｃ 開口端
２３ｄ 外周面
２３ｇ 肉抜き部
２３ｉ，２３ｊ 突出部
２４ アウターボールシート
２４ｄ 凸部
２４ｇ 貫通穴
２３ｈ 下端部
２３ｅ 出っ張り部
３２ｆ 凹溝
ＪＩ ボールジョイント
Ｈ 水平線（赤道）
Ｖ 垂直線

Claims (11)

1. 構造体に固定されるボールジョイントに用いられ、当該構造体に一端部が連結されるボールスタッドの他端部に一体に接合された球体部と、当該球体部が開口を介して挿入されるハウジングとの間に介在され、当該球体部を揺動及び回転可能に包含するボールシートであって、
   前記ハウジングの開口の反対側に設けられた貫通孔に貫通されてハウジング外部へ突き出る凸部を有する樹脂製のアウターボールシートと、当該アウターボールシートの内側に一体に結合され、当該アウターボールシートよりも耐摩耗性に優れる樹脂によるインナーボールシートとから成り、
   前記インナーボールシートは、前記ハウジングの開口側に位置する開口端を有する周回壁に、開口の中心点の点対象で少なくとも２つ以上のスリットを備える
   ことを特徴とするボールシート。
2. 前記アウターボールシートは熱可塑性の樹脂から成り、当該アウターボールシートの凸部は熱カシメ可能である
   ことを特徴とする請求項１に記載のボールシート。
3. 前記球体部と接触する部分は、前記インナーボールシートのみである
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のボールシート。
4. 前記スリットは、前記インナーボールシートの前記開口端から下方に向かって形成されている
   ことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載のボールシート。
5. 前記インナーボールシートは、前記球体部の径よりも狭く開口した前記開口端を有する開口球殻形状を成す
   ことを特徴とする請求項１～４の何れか１項に記載のボールシート。
6. ボールシートの開口部は、前記インナーボールシートの開口端が前記アウターボールシートに覆われて成る
   ことを特徴とする請求項１～５の何れか１項に記載のボールシート。
7. 前記アウターボールシートの底部に貫通穴を形成し、
   前記インナーボールシートの下端部を楔形とし、
   前記楔形の下端部を、前記貫通穴に貫通して固定した
   ことを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載のボールシート。
8. 前記インナーボールシートの前記楔形の下端部よりも上方の外周面は、当該外周面から突き出て前記アウターボールシートに差し込まれた突出部を備える
   ことを特徴とする請求項７に記載のボールシート。
9. 前記インナーボールシートの外周面は、径方向外側に盛り上がって前記アウターボールシートに埋まる出っ張り部を備える
   ことを特徴とする請求項１～８の何れか１項に記載のボールシート。
10. 前記インナーボールシートにおける前記出っ張り部の裏面側の内球面に、凹溝を縦方向に形成した
    ことを特徴とする請求項９に記載のボールシート。
11. 請求項１～１０の何れか１項に記載のボールシートを備える
    ことを特徴とするボールジョイント。

Images