JPH0511376Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的〕 （産業上の利用分野） 本考案は、ボールジヨイントに係り、特に、そ
のハウジングを合成樹脂で形成したものに関す
る。

（従来の技術） 一般に、ボールジヨイントのハウジングは、そ
の球形状の内室にボールスタツドの球頭部を摺動
自在に収納して、その開口部からボールスタツド
の軸部を可動自在に突出させる構造が採られ、当
然のことながら、開口部の内径はボールスタツド
の球頭部の外径よりも小さくしている。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、ハウジングを合成樹脂で形成した場
合、ボールスタツドの球頭部がハウジングの開口
部から脱落する際の荷重（以下離脱荷重と呼ぶ）
を大きくしてボールジヨイントの強度を増すため
に、ハウジングの開口部の内径を小さくすると、
ハウジングの成形の際に、成形用の金型からハウ
ジングを離型するのが困難になつて、ハウジング
の変形や破壊が生じ、仮に、離型時に変形や破壊
がなく、成形が問題なくできたとしても、常温で
硬化したハウジングの内室にボールスタツドの球
頭部を組込むのが困難となる。

この問題は、ハウジングの開口部の内径を大き
くすることにより解消できるが、このようにする
と、離脱荷重が低下するので、使用上の問題が生
じる。

そのため、合成樹脂製のハウジングを用いて、
離脱荷重の大きいボールジヨイントを得るために
は、構造の複雑化、部品点数の増加、高価な材料
の使用等が必要となり、いずれにしても、コスト
ダウンが困難となり、さらに、合成樹脂製のハウ
ジングを用いた場合、構造の複雑化、部品点数の
増加、高価な材料の使用等を行なわずに、ボール
ジヨイントのがたを防止するためには、ハウジン
グの合成樹脂素材自体の弾性により、ボールスタ
ツドの球頭部を締付けてプレロードを与える以外
には方法がなく、長い使用期間を通して安定した
性能を維持することが困難であつた。

本考案は、上記問題点に鑑みなされたもので、
合成樹脂製のハウジングを用いたボールジヨイン
トにおいて、構造の複雑化、部品点数の増加、高
価な材料の使用等を行なわずにコストダウンを行
ない、かつ、離脱荷重及び耐久性の向上を図るこ
とのできるボールジヨイントを提供するものであ
る。

〔考案の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本考案のボールジヨイントは、球形状の内室１
３に開口部１４を形成するとともにこの開口部１
４の周囲に筒状のカバー取付部１５を形成したハ
ウジング１と、球頭部２１及び軸部２２を一体に
形成し球頭部２１を上記ハウジング１の内室１３
に摺動自在に収納するとともに軸部２２を上記ハ
ウジング１の開口部１４から可動自在に突出した
ボールスタツド２と、一端部を上記ハウジング１
のカバー取付部１５の外周に被嵌し他端部を上記
ボールスタツド２の軸部２２の外周に被嵌した可
撓性を有するダストカバー３とを備え、上記ハウ
ジング１を熱可塑性硬質合成樹脂で形成し、上記
ハウジング１の開口部１４の径ｄを内室１３部の
径Ｄに対して、 α＝（Ｄ−ｄ）／Ｄ＝0.05〜0.10 とし、上記ダストカバー３の一端部に弾性金属板
から成る締着リング４，４ａを装着し、この締着
リング４，４ａの内周縁部４２，４３で上記ハウ
ジング１のカバー取付部１５を締着してハウジン
グ１で上記ボールスタツドの球頭部２１を締付け
たものである。

（作用） 本考案のボールジヨイントは、締着リング４，
４ａの内周縁部４２，４３でハウジング１の開口
部１４の周囲の筒状のカバー取付部１５を直接的
に締着し、カバー取付部１５を補強して開口部１
４の拡大を防止し、さらに、カバー取付部１５の
締着によりハウジング１でボールスタツド２の球
頭部２１を締付けてプレロードを与えるものであ
る。また、ハウジング１を熱可塑性硬質合成樹脂
で形成しても、ハウジング１の開口部１４の径ｄ
を内室１３部の径Ｄに対して、 α＝（Ｄ−ｄ）／Ｄ＝0.05〜0.10 として、α＝0.05以上としたため、ボールスタツ
ド２の球頭部２１がハウジング１の開口部１４か
らの離脱荷重が充分に確保でき、また、α＝0.10
としたため、ハウジング１を成形する際に成形用
の金型からハウジング１の離型も容易にできる。

（実施例） 本考案の一実施例の構成を図面を参照して説明
する。

第１図において、１は適度の弾性と剛性を有す
る自己潤滑性に優れた高分子材料、例えばロツク
ウエル硬さ23℃でM78のポリアセタールやポリア
ミド等の熱可塑性硬質合成樹脂で成形されたハウ
ジング、２は金属から成るボールスタツド、３は
ゴムあるいはエラストマー等の可撓性を有する材
料からなるダストカバー、４はばね鋼等の弾性を
有する金属板から成る締着リングで、これらのハ
ウジング１、ボールスタツド２、ダストカバー３
及び締着リング４でボールジヨイントが構成され
ている。

上記ハウジング１は、他部材に取付けるための
取付アーム１１の一端部に頭部１２を一体に設け
た構造で、頭部１２には球形状の内室１３が形成
され、この内室１３には頭部１２の外部に通ずる
円形の開口部１４が形成され、この開口部１４の
周囲の頭部１２には円筒状のカバー取付部１５が
形成されている。そして、このハウジング１は、
その開口部１４の径ｄと内室１３の径Ｄの関係
は、（Ｄ−ｄ）／Ｄ＝αとして、α＝0.05〜0.10
の範囲とする。

また、上記ボールスタツド２は、球頭部２１の
一側部に軸部２２を一体に設けた構造で、軸部２
２の中間部の外周にはフランジ状部２３が形成さ
れ、軸部２２の先端部の外周には他部材に連結す
るための雄ねじ部２４が形成されている。

そして、このボールスタツド２は、その球頭部
２１が上記ハウジング１の内室１３に収納されて
あらゆる方向に摺動自在に保持され、その軸部２
２がハウジング１の開口部１４から突出されて球
頭部２１を中心に可動自在に形成されている。

上記ダストカバー３は、釣鐘状に形成され、そ
の大径側の一端部には肉厚を厚くした環状の固定
部３１が形成されているとともに、この固定部３
１には上記締着リング４が装着され、その小径側
の他端部には円形の通孔３２が形成されている。

そして、このダストカバー３は、その固定部３
１が上記ハウジング１のカバー取付部１５の外周
に被嵌され、その通孔３２部分が上記ボールスタ
ツド２の軸部２２に被嵌されて軸部２２のフラン
ジ状部２３に係止され、このダストカバー３はハ
ウジング１の内室１３と開口部１４、及びボール
スタツド２の球頭部２１を覆つてこれらを保護す
るとともに、その通孔３２からボールスタツド２
の軸部２２を可動自在に突出させている。

上記締着リング４は、第２図に示すように、上
記ハウジング１のカバー取付部１５の外径よりも
やや小さい内径に形成され、その外周縁部４１が
円筒状を成し、その内周縁部４２が上記ハウジン
グ１のカバー取付部１５の先端に向かつてやや傾
斜した平面に近い円錘台状を成している。

そして、この締着リング４は、上記ダストカバ
ー３の固定部３１の内周面に形成した溝３３内に
埋設されてその外周縁部４１でダストカバー３の
固定部３１を保持し、この固定部３１を上記ハウ
ジング１のカバー取付部１５の外周に被嵌した状
態で、その内周縁部４２がカバー取付部１５に当
接して弾性変形し、その反発力により、内周縁部
４２がカバー取付部１５に圧接してダストカバー
３の固定部３１をハウジング１のカバー取付部１
５に固定するとともに、内周縁部４２がカバー取
付部１５を直接締着してハウジング１でボールス
タツド２の球頭部２１を締付け、ボールスタツド
２の球頭部２１にプレロードを与えている。

次に、この実施例の作用を説明する。

ハウジング１は、合成樹脂にて成形し、その開
口部１４の径ｄと内室１３の径Ｄの関係は、 （Ｄ−ｄ）／Ｄ＝α として、α＝0.05〜0.10の範囲としたことによ
り、αが0.10以上とした場合のように、ハウジン
グ１を成形する際に、成形用の金型からハウジン
グ１を離型するのが困難になつて、ハウジング１
の変形や破壊が生じることがなく、また、αが
0.05以下とした場合のように、ボールスタツド２
の球頭部２１がハウジング１の開口部１４から脱
落する際の離脱荷重が低下し、使用上に問題を生
じることもない。

すなわち、第６図に示すように、ロツクウエル
硬さ23℃でＭ７８のポリアセタールにて成形した
ハウジング１を用いて実験した結果、ハウジング
１の開口部１４の径ｄと内室１３の径Ｄの関係
を、（Ｄ−ｄ）／Ｄ＝αとして、ボールスタツド
２の球頭部２１がハウジング１の開口部１４から
離脱する際の抜き強度、すなわち、離脱荷重は、
α＝0.05以下では急激に低下することから、α＝
0.05以上とすることが有効であることが明らかに
なつた。

また、ダストカバー３の固定部３１に弾性金属
板からなる締着リング４を装着することにより、
この締着リング４が合成樹脂にて成形したハウジ
ング１の開口部１４の周囲のカバー取付部１５を
補強して開口部１４の拡大を防止でき、離脱荷重
を増加できるので、αが0.10程度であつても、そ
れ以上の離脱荷重のボールジヨイントを得ること
ができる。

そして、締着リング４の内周縁部４２がカバー
取付部１５を外周から直接締着してボールスタツ
ド２の球頭部２１に機械的なプレロードを与える
ので、この機械的なプレロードが、ハウジング１
の合成樹脂素材自体の弾性によるプレロードに加
算されるので、ボールジヨイントが長い使用期間
を通して安定した性能を維持する。

なお、ボールジヨイントの組立は、潤滑剤を塗
布したボールスタツド２の球頭部２１をハウジン
グ１の内室１３に圧入し、その後、締着リング４
を装着したダストカバー３をボールスタツド２の
軸部２２に装着し、このダストカバー３の固定部
３１をハウジング１のカバー取付部１５の外周に
被嵌するとともに、締着リング４にカバー取付部
１５を圧入して行なう。

また、第３図は締着リングが異なる他の実施例
を示すものである。

この実施例の締着リング４ａは、その断面がほ
ぼ矩形状に形成され、その内周縁部４３が上記ハ
ウジング１のカバー取付部１５の先端に向かつて
内方にやや傾斜した円筒に近い円錘台状を成し、
この内周縁部４３の先端の内径がカバー取付部１
５の外径よりもやや小さく形成されている。

そして、この締着リング４ａは、上記ダストカ
バー３の固定部３１を囲繞してダストカバー３の
固定部３１を保持し、この固定部３１を上記ハウ
ジング１のカバー取付部１５の外周に被嵌した状
態で、その内周縁部４３がカバー取付部１５に当
接して弾性変形し、その反発力により、内周縁部
４３がカバー取付部１５に圧接してダストカバー
３の固定部３１をハウジング１のカバー取付部１
５に固定するとともに、内周縁部４３がカバー取
付部１５を直接締着してボールスタツド２の球頭
部２１にプレロードを与えている。

このように、この締着リング４ａも、先の実施
例の締着リング４と同様に機能するので、この実
施例も、先の実施例と同様な作用を奏する。

なお、以上に説明した各実施例において、第４
図に示すように、上記ハウジング１のカバー取付
部１５の外面を先端に向かつて拡径したり、第５
図に示すように、上記ハウジング１のカバー取付
部１５の先端部外周にフランジ状部１６を形成し
たりすると、カバー取付部１５と上記締着リング
４，４ａとの関係を強固にすることができる。

（考案の効果） 本考案によれば、熱可塑性硬質合成樹脂製のハ
ウジングを用いたボールジヨイントにおいて、ハ
ウジングの開口部径ｄを内室部径Ｄに対して、 α＝（Ｄ−ｄ）／Ｄ＝0.05〜0.10 とし、ボールスタツドの球頭部がハウジングの開
口部からの離脱荷重が充分に確保でき、また、ハ
ウジングを成形する際に成形用の金型からハウジ
ングの離型も容易にできる。また、ダストカバー
の一端部に弾性金属板からなる締着リングを装着
することにより、この締着リングがハウジングの
開口部の周囲のカバー取付部を補強して開口部の
拡大を防止でき、離脱荷重を増加でき、しかも、
締着リングの内周縁部がカバー取付部を外周から
直接締着してハウジングでボールスタツドの球頭
部を機械的に締付け、これによつて、ボールスタ
ツドの球頭部に機械的なプレロードを与えるの
で、この機械的なプレロードが、ハウジングの合
成樹脂素材自体の弾性によるプレロードに加算さ
れるため、ボールジヨイントが長い使用期間を通
して安定した性能を維持する。そして、構造の複
雑化、部品点数の増加、高価な材料の使用等が不
要なので、製品のコストダウンが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案によるボールジヨイントの実施
例を示す縦断面図、第２図はその要部の拡大断面
図、第３図は締着リングが異なる他の実施例を示
す要部の拡大断面図、第４図及び第５図はそれぞ
れそのハウジングのカバー取付部の変形例を示す
要部の拡大断面図、第６図は同上ハウジング開口
部径と内室部径とによるボールスタツドの離脱特
性図である。 １……ハウジング、２……ボールスタツド、３
……ダストカバー、４，４ａ……締着リング、１
３……内室、１４……開口部、１５……カバー取
付部、２１……球頭部、２２……軸部、４２，４
３……内周縁部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 球形状の内室に開口部を形成するとともにこの
   開口部の周囲に筒状のカバー取付部を形成したハ
   ウジングと、球頭部及び軸部を一体に形成し球頭
   部を上記ハウジングの内室に摺動自在に収納する
   とともに軸部を上記ハウジングの開口部から可動
   自在に突出したボールスタツドと、一端部を上記
   ハウジングのカバー取付部の外周に被嵌し他端部
   を上記ボールスタツドの軸部の外周に被嵌した可
   撓性を有するダストカバーとを備え、 上記ハウジングを熱可塑性硬質合成樹脂で形成
   し、上記ダストカバーの一端部に弾性金属板から
   成る締着リングを装着し、 上記ハウジングの開口部径ｄを内室部径Ｄに対
   して、 α＝（Ｄ−ｄ）／Ｄ＝0.05〜0.10 とし， この締着リングの内周縁部で上記ハウジングの
   カバー取付部を締着してハウジングで上記ボール
   スタツドの球頭部を締付けた ことを特徴とするボールジヨイント。