JP7414433B2 - 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。

この種のボールジョイントとして、例えば特許文献１に記載のリンクアーム部材のボールジョイントがある。このボールジョイントの構造を図６に断面図で示す。図６に示すボールジョイントＪは、樹脂をインサート成形したカップ状のハウジング１１内に、金属製のボールスタッド１０のボール部１０ｂを回転可能に収容して構成されている。ハウジング１１は、金属製のサポートバー１ａの端部にインサート成形で取り付けられている。

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となっている。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の上端側との間には、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との間に挟まれて固定され、下端部は、ハウジング１１の上端部１１ｆの外周面に固定されている。

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で示す垂直となるように構成されている。

球状のボール部１０ｂを包含するハウジング１１の内球面（ハウジング内球面）１１ａは、ボール部１０ｂの球状に沿った球形湾曲状となっている。ボール部１０ｂに密着成形されたハウジング内球面１１ａは成形収縮により、ボール部１０ｂを締めつけている。ハウジング１１の胴部１１ｂは、断面形状が上下方向にストレート形状となっている。

ハウジング１１には、内球面１１ａの上端１１ｕから上りテーパ形状で外方に円環状（円錐形状）に広がるテーパ部１１ｆ１を有する凸形状部１１ｆが設けられている。つまり、凸形状部１１ｆは、テーパ部１１ｆ１を有する円環形状を成す。テーパ部１１ｆ１の開始点は、上端１１ｕの外側コーナー１１ｕ１となっている。

凸形状部１１ｆの内周面であるテーパ部１１ｆ１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が揺動した際に、ボールスタッド１０の揺動角を満たすように設計されている。

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とハウジング内球面１１ａ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の回転時に、ハウジング内球面１１ａ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に対するハウジング内球面１１ａ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、ハウジング内球面１１ａにおけるボール部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、車両走行中の異音の発生に繋がる。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。この種のボールジョイントとして、更に、特許文献２に記載のものがある。

特許第５９２３１５４号公報 特許第３００４７４５号公報

しかし、図６に示したインサート成形で製造されたボールジョイントＪにおいては、ハウジング１１の胴部１１ｂが寸法ｔ１で示す厚い肉厚となっており、底部付近及び底部１１ｄが寸法ｔ１よりも大幅に薄い寸法ｔ２で示す薄い肉厚となっている。

このようなハウジング１１の肉厚がアンバランスのため、ボール部１０ｂを、ハウジング内球面１１ａで締め付ける強度が、胴部１１ｂで強く、底部１１ｄ及びこの付近で弱くなる。このため、ボール部１０ｂの締め付け強度にバラツキが生じるので、ボール部１０ｂの回転時の摩擦力が部分的に異なり、ボール部１０ｂを安定して回転できず、必要なトルクで回転させることができないという問題がある。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、ハウジング内に回転自在に包含されるボールスタッドのボール部を、安定して回転できるようにすることで、必要なトルクで回転させることができる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、請求項１に記載の発明は、構造体に一端部が連結されるスタッド部の他端部に、金属製の球体部が一体に接合されて成るボールスタッドと、当該ボールスタッドの球体部を包含する内球面を有し、当該球体部に接合されたスタッド部が突き出るように開口した空間を有する樹脂製のハウジングとを備えるボールジョイントであって、前記ハウジングは、前記球体部を前記開口の位置まで包含する球形湾曲形状の胴部を備え、当該胴部は外周面が内球面に沿う形状を有し、前記胴部の外周面における前記球体部の中心を仮想的に通る水平線よりも上側の位置と、下側の位置との双方に、環状に周回するフランジ部を備えることを特徴とするボールジョイントである。

この構成によれば、球体部を包含する胴部は外周面が内球面に沿う形状を有するので、胴部のフランジ部を有する以外の部分の厚みが均一となる。このため、胴部の肉厚の異方性が略無くなり、胴部の成形収縮の量が略均等となって球体部の締付力が略均等となる。このため、球体部の回転（又は回動）が安定し、低トルク化が達成できる。

これに加え、インサート成形時に、球体部の中心の上下に位置する胴部のフランジ部の部分において成形収縮が増加する。このため、胴部における球体部の中心を挟んだ上下のフランジ部で、球体部を上下に２線支持する状態となる。この２線支持によって、球体部に対する面圧が上下のフランジ部の位置で高くなるので、球体部の中心とハウジング内球中心が一致し、よりトルクを安定させることができる。従って、ハウジング内に回転自在に包含されるボールスタッドの球体部を、安定して回転できるので、必要なトルクで回転させることができる。

請求項２に係る発明は、前記水平線よりも上側及び下側の双方のフランジ部の間に介在され、双方のフランジ部を上下方向に連結する複数のリブを備え、前記複数のリブは、予め定められた隣接間隔で配置されていることを特徴とする請求項１に記載のボールジョイントである。

この構成によれば、ハウジングの成型時の冷却過程でフランジ部が歪むが、上下のフランジ部間に所定間隔で複数のリブが存在するので、その歪みを防止できる。また、複数のリブの隣接間隔を、この間隔による間隙に泥等の夾雑物が入っても出る寸法、つまり、夾雑物が入って固まらない寸法とすれば、リブ間に夾雑物が溜まることが無くなる。

請求項３に係る発明は、前記水平線よりも上側のフランジ部の上面は、前記スタッド部に上端部が固定されるダストカバーの下端部を接地して固定する接地面となることを特徴とする請求項１又は２に記載のボールジョイントである。

この構成によれば、ダストカバーの下端部を、上側のフランジ部の上面である接地面に突き当てて接地するのみで固定できる。このため、ダストカバーのポジションを容易に安定させて固定できる。

請求項４に係る発明は、前記胴部の内球面と前記球体部との間に、樹脂製のボールシートを介挿したことを特徴とする請求項１～３の何れか１項に記載のボールジョイントである。

この構成によれば、胴部の内球面と球体部との間にボールシートを介挿することで、胴部をボールシートの厚み分、薄くできる。この薄肉化された胴部でボールシートを介して球体部を包含した場合、薄肉化により胴部の成形収縮量の絶対値が減少しているので、相対的に包含のバラつきが低減し、このため、トルク特性を安定できる。

請求項５に係る発明は、前記ボールシートは、前記球体部との間に隙間ができる球形状のサイズであることを特徴とする請求項４に記載のボールジョイントである。

この構成によれば、インサート成型時に、ハウジング型の胴部形成部分に樹脂が流れ込んで成形収縮しても、ボールシートの球形状が球体部よりもやや大きいので、ボールシートがバリアになって、胴部による球体部への圧縮力が弱くなる。この圧縮力の低下と、胴部の薄肉化による圧縮力の低下とが合わさって、よりトルクを下げることができ、これによって、よりトルク特性を安定させることができる。

本発明のボールジョイントによれば、ハウジング内に回転自在に包含されるボールスタッドのボール部を、安定して回転できるようにすることで、必要なトルクで回転させることができる。

本発明に係る実施形態のボールジョイントの構成を示す斜視図である。 図１に示すII－II断面図である。 本発明に係る実施形態のボールジョイントのダストカバーを示す断面図である。 図１に示すボールジョイントを下から見た平面図である。 本発明に係る実施形態の変形例によるボールジョイントの構成を示す断面図である。 従来のボールジョイントの構成を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書の全図において対応する構成部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。
＜実施形態＞
図１は、本発明に係る実施形態のボールジョイントの構成を示す斜視図である。図２は図１に示すII－II断面図である。但し、図1又は図２に示すボールジョイントＪ１におい
て、スタッド部１０ｓの先端側が「上」、ハウジング２１の底部側が「下」であるとする。

図２に示す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６）と異なる点は、ハウジング２１が、ボール部１０ｂを開口２１ｃの位置まで包含する球形湾曲形状の胴部２１ｂを備え、胴部２１ｂは外周面が内球面に沿う形状を有することにある。これに加え、胴部２１ｂの外周面におけるボール部１０ｂの中心を仮想的に通る水平線Ｈよりも上側の位置と、下側の位置との双方に、環状に周回するフランジ部２１ｇ，２１ｈを備える構成としたことにある。

ハウジング２１は、樹脂製であり、金属製のボールスタッド１０の先端部のボール部１０ｂを覆うように樹脂がインサート成形され、且つ、ハウジング２１と、ボールジョイント連結用のサポートバー１ａの先端部（図６参照）とが一体結合するようにインサート成形されている。

ボールスタッド１０は、ボール部１０ｂとスタッド部１０ｓとが抵抗溶接にて一体化されていることで、高真球度を達成でき、低トルク且つ滑らかな動きが可能となる。但し、ボール部１０ｂの真球加工が可能であれば、ボール部１０ｂとスタッド部１０ｓとが１つの金属材料による一体のボールスタッド１０でも構わない。

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が一体に連結されている。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よりも下側（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。

球状のボール部１０ｂを包含するハウジング２１の内球面（ハウジング内球面）２１ａは、ボール部１０ｂの球状に沿った球形湾曲状となっている。ボール部１０ｂに密着成形されたハウジング内球面２１ａは成形収縮により、ボール部１０ｂを締めつけている。

なお、ボール部１０ｂの中心を通る水平線Ｈに対して垂直に通る軸線Ｖは、ボールスタッド１０の軸芯と一致している。水平線Ｈは、水平に配置されたサポートバー１ａの軸芯に一致する。水平線Ｈは、ボール部１０ｂの中心を水平に通ることから赤道Ｈとも称す。

ボール部１０ｂを包含するハウジング２１の胴部２１ｂは、外周面が内球面に沿う形状を有するので、フランジ部２１ｇ，２１ｈ以外の部分の厚みが略均一又は均一となっている。言い換えれば、胴部２１ｂは、フランジ部２１ｇ，２１ｈを除いた場合の球形湾曲形状の厚みが略均一となっている。具体的には、球形湾曲形状の胴部２１ｂは、包含するボール部１０ｂの赤道Ｈの下側の厚みＷ１と、ボールスタッド１０が突き出るハウジング２１の開口部２１ｃと赤道Ｈ間の厚みＷ１とが、均一な寸法となっている。

このようなハウジング内球面２１ａとボール部１０ｂとの摩擦力は、低トルクスタビリンクを実現する適正範囲であることが望ましい。言い換えれば、その摩擦力は、ボールスタッド１０の揺動トルク及び回転トルク（各トルク）を、車両の乗り心地が向上するように低下させ、弾性リフト量を、ボールジョイントＪ１にガタが発生しないように小さくできることが望ましい。

上述したハウジング２１の胴部２１ｂでは、ボール部１０ｂの中心に向かう肉厚Ｗ１が均一又は略均一となるので、ボール部１０ｂの締付力が均等又は略均等となり、低トルク化を図ることが可能となる。言い換えれば、ボール部１０ｂに当接する樹脂による胴部２１ｂを、ボール部１０ｂに沿って肉厚の異方性を低減して均一又は略均一な肉厚Ｗ１とすることにより、胴部２１ｂの成形収縮の量と異方性が低減され、低トルク化が達成可能となる。

ここで、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、車体のロール剛性を高めるものであり、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１ａ（図１）の両端に、上述したボールジョイントＪ１を備えて構成されている。なお、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。

サポートバー１ａは、金属材料として例えば、鋼管が使用されており、先端部（図６参照）はボールスタッド１０が延在する方向にプレスされて平板状に変形されている。なお、サポートバー１ａは、金属製以外に、樹脂製やこの他の材料であってもよい。更に、サポートバー１ａが樹脂製である場合、ハウジング２１と一体に構成してもよい。

図２に示した、ボールシートが内包されていない場合のハウジング２１は、ＰＡ６６（Polyamide 66）＋ＧＦ３０（ＰＡ６６に重量比３０％のガラス繊維を入れた材料）が用いられる。この材料を用いることにより、ハウジング２１で、ボール部１０ｂを直接保持した際に、低トルク化により低面圧化されるので、グリース蔓延性が向上する。

但し、ハウジング２１の材料は強度要件が満たされるものであればよい。例えば、ＰＥＥＫ（polyetheretherketone）、ＰＡ６（Polyamide 6）、ＰＰＳ（Poly Phenylene Sulfide Resin）、ＰＯＭ（polyoxymethylene）等のエンジニアリングプラスティック、スーパーエンジニアリングプラスティック、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics：炭素繊維強化プラスティック）等が使用される。

また、ハウジング２１に、ＧＦ（Carbon Fiber）５０を使用することで同形状でも成形収縮量を低減でき、更なる低トルク化が達成される。

このような熱可塑性樹脂によりインサート成形されるハウジング２１の内球面２１ａは、ボールスタッド１０のボール部１０ｂが揺摺動するため、所定の摩耗耐久性を有している。

ハウジング２１には、内球面２１ａの上端２１ｕから上りテーパ形状で外方に円環状（円錐形状）に広がるテーパ部２１ｆ１を有する凸形状部２１ｆが設けられている。つまり、凸形状部２１ｆは、テーパ部２１ｆ１を有する円環形状を成す。テーパ部２１ｆ１の開始点は、上端２１ｕの外側コーナー２１ｕ１となっている。

凸形状部２１ｆの内周面であるテーパ部２１ｆ１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が揺動した際に、ボールスタッド１０の揺動角を満たすように設計されている。

ハウジング２１の外周面には、赤道Ｈを挟んで上側と下側との所定位置に、ハウジング２１の強度を補完する環状のフランジ部２１ｇ，２１ｈが設けられている。

上側のフランジ部２１ｇ（上側フランジ部２１ｇともいう）は、ハウジング２１の外方側に、赤道Ｈと平行に環状に突き出て設けられている。下側のフランジ部２１ｈ（下側フランジ部２１ｈともいう）も、ハウジング２１の外方側に、赤道Ｈと平行に環状に突き出て設けられている。各フランジ部２１ｇ，２１ｈの肉厚Ｗ２は、胴部２１ｂと同等であることが好ましい。

このように、赤道Ｈの上側と下側とにフランジ部２１ｇ，２１ｈを設けることで、ハウジング２１の胴部２１ｂの樹脂強度を補完できる。

ハウジング１１の凸形状部２１ｆの上端部分は、外方側に赤道Ｈと平行に環状に突き出た突出部２１ｆ２となっている。この突出部２１ｆ２と、上側フランジ部２１ｇとの間は、環状に周回する溝部２１ｉとなっている。これと同様に、上側フランジ部２１ｇと、下側フランジ部２１ｈとの間も、環状に周回する溝部２１ｊとなっている。

上側の溝部２１ｉには、図３に示すように、ダストカバー２３の下端部２３ａが嵌合され、外周側から１巻き以上、２巻き以下のサークリップ２５で固定されている。この固定によりダストカバー２３の固定力を向上させている。溝部２１ｉの一面を構成する上側フランジ部２１ｇの上面２１ｇ１は、ダストカバー２３の下端部２３ａが接地される接地面２１ｇ１としての役割を果たしている。一方、ダストカバー２３の上端部２３ｂは、鍔部１０ａ１と小鍔部１０ａ２との間に挟まれて固定されている。

次に、図１に示すように、上下に離間した各フランジ部２１ｇ，２１ｈの間には、フランジ部２１ｇ，２１ｈの倒れ防止と、フランジ部２１ｇ，２１ｈを補強するためのリブ２１ｍ，２１ｎ，２１ｏが設けられている。リブ２１ｍ，２１ｎ，２１ｏは、上側フランジ部２１ｇの下面と、下側フランジ部２１ｈの上面とを、上下方向に連結している。

図４は、図１に示すボールジョイントＪ１を下から見た平面図であり、投影したリブ２１ｍ，２１ｎ，２１ｏを破線で示してある。

図４に示すように、胴部２１ｂを挟んで直線上に位置する２つのリブ２１ｍは、上下のフランジ部２１ｇ，２１ｈ側である、上下の端面が長方形となった柱状（図１参照）を成す。２つのリブ２１ｍは、サポートバー１ａの水平線Ｈに沿う軸線（バー軸線ともいう）に対してハウジング２１の中心で直交する線Ｌの上に、リブ２１ｍの長手方向が一致するように設けられている。各リブ２１ｍは、長手方向の両端側の面の一方である後面が胴部２１ｂに一体に連結（図１参照）されており、他方である前面が上下のフランジ部２１ｇ，２１ｈの外周面と上下方向で面一となっている。

図４に示すリブ２１ｎは、上下の端面が長く延びる壁状を成し、この壁状の長手方向が、バー軸線に直交する状態で設けられている。このリブ２１ｎの長手方向に延びる両側面の一方である後面の中央部分が、胴部２１ｂに一体に連結され、他方である前面が上下のフランジ部２１ｇ，２１ｈの間に位置している。また、リブ２１ｎの長手方向の両先端側の面は、上下のフランジ部２１ｇ，２１ｈの外周面と上下方向で面一となっている。

リブ２１ｏは、上下の端面が長方形となった柱状を成し、この長手方向がバー軸線に沿って設けられている。リブ２１ｏは、長手方向の両端側の面の一方である後面が、壁状のリブ２１ｎに一体に連結（図１参照）されており、他方である前面が、上下のフランジ部２１ｇ，２１ｈの外周面と上下方向で面一となっている。

但し、壁状のリブ２１ｎは、この長手方向がバー軸線と直交するので、バー軸線を挟んだ直交方向の両側に２つのリブ２１ｎが突き出ている状態となっている。この状態を踏まえると、少なくとも、バー軸線と直交する方向に４つのリブ２１ｍ，２１ｎが設けられ、バー軸線と同方向に１つのリブ２１ｏが設けられている。

これらのリブ２１ｍ，２１ｎ，２１ｏの隣り合う間隔は、この間隔による間隙に泥等の夾雑物が入っても出る寸法、つまり、夾雑物が入って固まらない寸法とするのが好ましい。

各リブ２１ｍ，２１ｎ，２１ｏの幅Ｗ３は、フランジ部２１ｇ，２１ｈの肉厚Ｗ２（図２）の概略１／２とすることが好ましい。何故なら、ハウジング型（図示せず）によるハウジング２１の成型時に、樹脂が、最初にフランジ部２１ｇ，２１ｈの空洞に入って充満し、次に、リブ２１ｍ，２１ｎ，２１ｏの空洞に入って充満する流れとすることが、適正形状のハウジング２１を形成するために好適だからである。このため、リブ２１ｍ，２１ｎ，２１ｏの幅Ｗ３を、フランジ部２１ｇ，２１ｈの肉厚Ｗ２の概略１／２の寸法とするのが好ましい。

なお、ハウジング成型時に樹脂を流入するハウジング型の流入位置（ゲート位置）は、図４に符号２１ｐで示すハウジング２１のボトムの中心に対応する位置が好ましい。これは型の中心位置から樹脂を均等に流すためである。このように、ゲート位置をハウジング２１のボトム位置に設けることで、ボール部１０ｂ周りの均等な樹脂流れを確保し、ウェルドフロー（融着不良）を防止できる。

＜実施形態の効果＞
このような本実施形態によるボールジョイントＪ１の効果について説明する。このボールジョイントＪ１は、構造体としてのサスペンション又はスタビライザに一端部が連結されるスタッド部１０ｓの他端部に、金属製のボール部１０ｂが一体に接合されて成るボールスタッド１０と、ボールスタッド１０のボール部１０ｂを包含する内球面２１ａを有し、ボール部１０ｂに接合されたスタッド部１０ｓが突き出るように開口（開口部２１ｃ）した空間を有する樹脂製のハウジング２１とを備える。

（１）ハウジング２１は、ボール部１０ｂを開口の位置まで包含する球形湾曲形状の胴部２１ｂを備え、当該胴部２１ｂは外周面が内球面に沿う形状を有し、胴部２１ｂの外周面におけるボール部１０ｂの中心を仮想的に通る水平線Ｈよりも上側の位置と、下側の位置との双方に、環状に周回するフランジ部２１ｇ，２１ｈを備える構成とした。

この構成によれば、ボール部１０ｂを包含する胴部２１ｂの外周面が内球面に沿う形状を有するので、胴部２１ｂのフランジ部２１ｇ，２１ｈを有する以外の部分の厚みが均一となる。このため、胴部２１ｂの肉厚の異方性が無くなり、胴部２１ｂの成形収縮の量が略均等となってボール部１０ｂの締付力が略均等となる。このため、ボール部１０ｂの回転（又は回動）が安定し、低トルク化が達成できる。

これに加え、インサート成形時に、ボール部１０ｂの中心の上下に位置する胴部２１ｂのフランジ部２１ｇ，２１ｈの部分において成形収縮が増加する。このため、胴部２１ｂにおけるボール部１０ｂの中心を挟んだ上下のフランジ部２１ｇ，２１ｈで、ボール部１０ｂを上下に２線支持する状態となる。この２線支持によって、ボール部１０ｂに対する面圧が上下のフランジ部２１ｇ，２１ｈの位置で高くなるので、ボール部１０ｂの中心とハウジング２１の内球中心とが一致し、よりトルクを安定させることができる。従って、ハウジング２１内に回転自在に包含されるボールスタッド１０のボール部１０ｂを、安定して回転できるので、必要なトルクで回転させることができる。

また、ボールジョイントＪ１に硬い石等の固形物が飛んで来ても、フランジ部２１ｇ，２１ｈに当たってその衝撃が緩和されるので、ハウジング２１を保護できる。

（２）水平線Ｈよりも上側及び下側の双方のフランジ部２１ｇ，２１ｈの間に介在され、双方のフランジ部２１ｇ，２１ｈを上下方向に連結する複数のリブ２１ｍ，２１ｎ，２１ｏを備え、複数のリブ２１ｍ，２１ｎ，２１ｏは、予め定められた隣接間隔で配置されている構成とした。

この構成によれば、ハウジング２１の成型時の冷却過程でフランジ部２１ｇ，２１ｈが歪むが、上下のフランジ部２１ｇ，２１ｈ間に所定間隔で複数のリブ２１ｍ，２１ｎ，２１ｏが存在するので、その歪みを防止できる。また、複数のリブ２１ｍ，２１ｎ，２１ｏの隣接間隔を、この間隔による間隙に泥等の夾雑物が入っても出る寸法、つまり、夾雑物が入って固まらない寸法とすれば、リブ２１ｍ，２１ｎ，２１ｏ間に夾雑物が溜まることが無くなる。

（３）水平線Ｈよりも上側のフランジ部２１ｇ，２１ｈの上面は、スタッド部１０ｓに上端部が固定されるダストカバー２３の下端部を接地して固定する接地面２１ｇ１となる構成とした。

この構成によれば、ダストカバー２３の下端部を、上側のフランジ部２１ｇ，２１ｈの上面である接地面２１ｇ１に突き当てて接地するのみで固定できる。このため、ダストカバー２３のポジションを容易に安定させて固定できる。

この他、上述したフランジ部２１ｇ，２１ｈの外径を強度の許す限り大又は小に調整することで、トルクを調整できる。胴部２１ｂから周回状に突き出るフランジ部２１ｇ，２１ｈの長さを大きくする程に、ボール部１０ｂを強い力で圧縮するのでトルクが大きくなる。本例では、図２に示すように、下側フランジ部２１ｈが、上側フランジ部２１ｇの赤道Ｈからの離間長さよりも、長い長さで赤道Ｈから下方側に離れている。言い換えれば、下側フランジ部２１ｈは、上側フランジ部２１ｇよりも、球形湾曲形状の胴部２１ｂの垂直線Ｖ側に近い位置から突き出ている。このため、胴部２１ｂの外周面から突き出た上側フランジ部２１ｇの長さよりも、下側フランジ部２１ｈの長さの方が長くなる。

＜実施形態の変形例＞
図５は、本発明に係る実施形態の変形例によるボールジョイントの構成を示す斜視図である。
図５に示す変形例のボールジョイントＪ２が、上述した実施形態のボールジョイントＪ１（図２）と異なる点は、ハウジング２１の内球面２１ａとボール部１０ｂとの間に、ボールシート３０を介挿したことにある。

ボールシート３０は、この環状の上端部に、ハウジング２１の方向に凸状に周回して突き出る凸部３０ａを備える。凸部３０ａの上面３０ｂは、平坦となっている。

このボールシート３０で包含されたボール部１０ｂを、ハウジング型にセットし、樹脂を流入すると、胴部２１ｂの上側フランジ部２１ｇを水平方向に延長した内球面２１ａの位置に、凸部３０ａにより凹んだ凹部２１ｑが周回状に形成される。この際の凸部３０ａの位置は、赤道Ｈよりも上側にある。この場合、ハウジング２１の内球面２１ａの凹部２１ｑに、ボールシート３０の凸部３０ａが嵌合状態に形成される。この嵌合状態で胴部２１ｂに固定されたボールシート３０でボール部１０ｂが包含されてボールジョイントＪ２が構成される。

変形例のハウジング２１の胴部２１ｂの肉厚Ｗ１ａは、実施形態のハウジング２１よりも薄くしてある。この薄肉化は、胴部２１ｂの内球面とボール部１０ｂとの間にボールシート３０を介挿することで、インサート成形時に、胴部２１ｂをボールシート３０の厚み分、薄くできる。この薄肉化された胴部２１ｂでボールシート３０を介してボール部１０ｂが包含されている。このため、薄肉化により胴部２１ｂの成形収縮量の絶対値が減少しており、胴部２１ｂのボール部１０ｂへの圧縮力のバラつきが相対的に低減し、このため、トルク特性を安定できる。

この他、ボール部１０ｂを包むボールシート３０を、ボール部１０ｂとの間に隙間ができる、やや大きい球状サイズとしてもよい。この場合、インサート成型時に、ハウジング型の胴部形成部分に樹脂が流れ込んで成形収縮しても、ボールシート３０の球形状がボール部１０ｂよりもやや大きいので、ボールシート３０がバリアになって、胴部２１ｂによるボール部１０ｂへの圧縮力が弱くなる。この圧縮力の低下と、胴部２１ｂの薄肉化による圧縮力の低下とが合わさって、よりトルクを下げることができ、これによって、よりトルク特性を安定させることができる。

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。
本発明の製造方法で製造されるボールジョイントＪ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。

１０ ボールスタッド
１０ｂ ボール部（球体部）
１０ｓ スタッド部
１０ｂ ボール部
２１ ハウジング
２１ａ 内球面
２１ｂ 胴部
２１ｇ，２１ｈ フランジ部
２１ｇ１ フランジ部の上面（接地面）
２１ｍ，２１ｎ，２１ｏ リブ
２３ ダストカバー
３０ボールシート
Ｊ１，Ｊ２ ボールジョイント

Claims (3)

1. 構造体に一端部が連結されるスタッド部の他端部に、金属製の球体部が一体に接合されて成るボールスタッドと、当該ボールスタッドの球体部を包含する内球面を有し、当該球体部に接合されたスタッド部が突き出るように開口した空間を有する樹脂製のハウジングとを備えるボールジョイントであって、
   前記ハウジングは、前記球体部を前記開口の位置まで包含する球形湾曲形状の胴部を備え、当該胴部は外周面が内球面に沿う形状を有し、
   前記胴部の外周面における前記球体部の中心を仮想的に通る水平線よりも上側の位置と、下側の位置との双方に、環状に周回するフランジ部を備え、
   前記胴部の外周面から突き出た上側の前記フランジ部の長さよりも、前記胴部の外周面から突き出た下側の前記フランジ部の長さの方が長く、
   前記水平線から上側の前記フランジまでの離間長さよりも、前記水平線から下側の前記フランジまでの離間長さの方が大きい
   ことを特徴とするボールジョイント。
2. 前記水平線よりも上側及び下側の双方のフランジ部の間に介在され、双方のフランジ部を上下方向に連結する複数のリブを備え、
   前記複数のリブは、予め定められた隣接間隔で配置されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のボールジョイント。
3. 前記水平線よりも上側のフランジ部の上面は、前記スタッド部に上端部が固定されるダストカバーの下端部を接地して固定する接地面となる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のボールジョイント。

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