JPH068645B2

JPH068645B2 - ボール・ジョイント装置

Info

Publication number: JPH068645B2
Application number: JP1118493A
Authority: JP
Inventors: イトウエイイチ; ジーガーカリン
Original assignee: Tee Eru Bee Eerenraihi Unto Co KG GmbH
Current assignee: Tee Eru Bee Eerenraihi Unto Co KG GmbH
Priority date: 1988-05-14
Filing date: 1989-05-11
Publication date: 1994-02-02
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: DE3816564A1; DE3816564C2; DE58900469D1; BR8902216A; EP0342351B1; EP0342351A1; MX170754B; JPH01320311A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、一つのボール・エンド部および一つジヨイン
ト・リンクからなつていて、かつ、内側の形が壷形に作
られている一つのボール・ジヨイント・ハウジングの内
部に一つの合成樹脂製のベアリング・シートによつて回
転ないしは揺動し得るように保持されている、ボール・
エンド・ピンを含むボール・ジヨイント装置であつて、
かつ、上述のベアリング・シートが、その半径方向内側
に、上述のジヨイント・リンクのの軸方向に延びてい
て、かつ、その内部に軟質弾性体で作られている一つの
上部ベアリング・シートが填め込まれている、一つの円
筒形の空洞部を有する、一つの下部ベアリング・シート
を含んでおり、その上、この上部ベアリング・シートが
上述の空洞部の中に填まり込んだ上、この空洞部から突
き出ている部分にある当たり面が、ハウジングの端面を
形成しているハウジング・カバーに当たることによつ
て、軸方向の位置を決められており、かつその際、下部
エアリング・シートと上部ベアリング・シートとが一緒
になつてボール・エンド部を受け入れるための一つの球
面状のベアリング面を形成しているような、一つのボー
ル・ジヨイント装置に関するものである。

発明の背景と在来技術の問題点自動車の操向装置には、ボール・ジヨイントのベアリン
グ・シートの半割りの一方が半径方向にかなり大きな弾
力性をもつているような、多種多様のボール・ジヨイン
ト装置が必要である。半径方向の弾力性は、ハウジング
の内径を大きくしておくと同様に、軟質の合成樹脂材料
を使用することによつて、高めることができる。しかし
ながら、ハウジングの内径を大きくしておくと、組立て
に際してあちらこちらから圧しつけられたベアリング・
シートが時間の経過とともに延び広がり、その結果、半
径方向の弾力性がいつまでも保証される、というわけに
はいかないのである。その上、ハウジングの内径には製
作公差があるために、組立て直後でも、それが半径方向
の弾力性に相当大きな影響を及ぼすのである。上述の欠
点は、ベアリング・シートが二つ割りになつていて、か
つその際、下部ベアリング・シートが硬質弾性材料、例
えばポリオキシメチレン（ＰＯＭ）で、また上部ベアリ
ング・シートが軟質弾性材料、例えば、ポリウレタン
（ＰＵＲ）で作られているような、西独特許公告第３３
２６９６０号によつて開示されているボール・ジヨイ
ント装置の場合にも、存在するのである。

また、一つの下部ベアリング・シートの円筒形の空洞部
の中に一つのポリウレタン製の上部ベアリング・シート
が填め込まれているボール・ジヨイント装置が西独特許
公告第２５５５７３１号によつて公開されている。
この場合の上部ベアリング・シートは上述の空洞部の中
に一つの円筒形のスリーブによつて位置決めされてお
り、従つて下部ベアリング・シートの内径の製作公差に
ばらつきがあると、それが上部ベアリング・シートの半
径方向の弾力性に影響を及ぼすこととなる。しかも更に
その上、ハウジングの内径の製作公差にばらつきがある
と、それがハウジングの孔に接して納められている下部
ベアリング・シートに繰り返し変形を生ぜしめることと
なるが、下部ベアリング・シートは肉厚が薄く、しかも
弾力性に乏しいので、その変形が上部ベアリング・シー
トにまで及ぶこととなり、そのために上部ベアリング・
シートの半径方向の弾力性に著しい影響を及ぼすことと
なる。その上、このボール・ジヨイント装置の場合に
は、下部ベアリング・シートと上部ベアリング・シート
は、何らの制約を受けることなく互いに回転し得るので
ある。

西独特許公告第２４０５１６０号には、弾力性のあ
る材料で作られている下部ベアリング・シートとエラス
トマー製の上部ベラリング・シートとをもつた一つのボ
ール・ジヨイント装置が公開されているが、この場合に
は下部ベアリング・シートの円筒形の空洞部の中に上部
ベアリング・シートが納められており、これら二つのベ
アリング・シートが一緒になつて一つの球形のベアリン
グ面を形成している。上部ベアリング・シートはその周
縁部で下部ベアリング・シートと結合されているので、
ハウジングの内径ないしは下部ベアリング・シートの空
洞部の製作公差のばらつきが上部ベアリング・シートの
半径方向の弾力性に及ぼす影響は極く僅かである。しか
しながらこの場合には、時間が経過するのにつれて、上
部ベアリング・シートは空洞部の中で半径方向にほとん
ど何の抵抗もなく変形し、そのスプリング作用を失つて
しまう可能性があり、それによつて半径方向の弾力性が
大幅に変わつてしまうのである。

更に西独実用新案第８５０５２６４．７号ならびに
欧州特許第００８２６３８号には、ベアリング・シ
ートに、ボール・エンド部の赤道領域の外側を巻く溝が
設けられていて、それが半径方向の弾力性を大きくする
と同時に、望ましい状態に保持する役目を果たしている
ような、ボール・ジヨイント装置が開示されている。し
かしながら、この溝を設けることによつて半径方向の弾
力性が増す程度はほんの僅かである。その上、西独実用
新案第８５０５２６４．７号によるボール・ジヨイ
ント装置の場合の、軟質弾性体の合成樹脂、例えばポリ
ウレタン（ＰＵＲ）、で作られているベアリング・シー
トは、時間の経過とともに延び広がり、それにつれて半
径方向の弾力性も大幅に変化することとなる。

本発明の目的以上のようなことから、本発明は、特に半径方向の弾力
性が充分大きくて、しかも永続的に保持されると同時
に、ハウジングの内径の操作公差が半径方向の弾力性に
実質的に何ら影響を及ぼすことのないような、一つの改
良されたボール・ジヨイント装置を供給する、ことを目
的としている。

目的達成のための手段と問題点の解決方法この目的は本発明に従つて、ボール・ジヨイント装置に
荷重が掛かつていない状態においては、硬質弾性体で作
られている下部ベアリング・シート外周面とボール・ジ
ヨイント・ハウジングとの間に、ジヨイント・リンクの
軸の周りを取り巻いていて、かつ下部ベアリング・シー
トの半径方向の変位を可能ならしめるような、一つの空
隙が形成されており、かつそれがジヨイント・リンクの
軸方向においては、下部ベアリング・シートの、ハウジ
ング・カバーと向き合つている縁の部分から、下部ベア
リング・シートを、ボール・ジヨイント・ハウジングの
内部で、しかもジヨイント・リンクを通すためのボール
・ジヨイント・ハウジングの開口部の近くで、幅方向に
位置決めするための、下部ベアリング・シートの当たり
面のところまで、延びているようにすること、ならび
に、上部ベアリング・シートがハウジング・カバーに接
するところで、当たり面によつて半径方向にも位置決め
されるようにすること、によつて達成されるのである。

本発明によるボール・ジヨイント装置の場合、下部シー
トと上部シートとからなつているベアリング・シートが
ボール・ジヨイント・ハウジングおよびハウジング・カ
バーに接して位置決めされており、かつその際、上部ベ
アリング・シートも半径方向に位置決めされているのあ
る。下部ベアリング・シートとボール・ジヨイント・ハ
ウジングとの間には、これに反して一つの空隙が設けら
れており、それが、ボール・エンド・ピンに半径方向の
力が掛かつた際に、下部ベアリング・シートの半径方向
への変位を可能にするのである。このとき下部ベアリン
グ・シートはその軸方向の位置を決めている当たり面の
上を滑つて変位するのに対して、上部ベアリング・シー
トの方は弾性的に変形するのである。従つて、ベアリン
グ・シートの半径方向の弾力性は、軟質弾性体で作られ
ている上部ベラリング・シートによつて決まるのであ
る。しかながら、上述の空隙が設けられていることによ
つて、ベアリング・シートの半径方向の可能な変位量が
大きくなるので、在来のボール・ジヨイント装置に比し
て半径方向の弾力性は遥かに大きくなる。下部ベアリン
グ・シートがハウジングの内壁面に当たつたときに初め
て、ベアリング・シートの半径方向の弾力性が急に増す
のである。またジヨイント・リンクに掛かる力も、上部
ベアリング・シートによつて弾力的に受け止められるの
である。硬質弾性材料で作られている下部ベアリング・
シートは、半径方向に変位した後、その都度元の位置に
戻るし、また上部ベアリング・シートは、下部ベアリン
グ・シートの比較的小さい内径をもつた空洞部内に納め
られており、その中では時間が経過しても上部ベアリン
グ・シートが変形する恐れがほとんどないので、本発明
によるボール・ジヨイント装置は何時でまでも半径方向
の弾力性を保持し続けるのである。

更にもう一つの利点は、前述の空隙のある領域でハウジ
ングの内径にばらつきがあつても、それが下部ベアリン
グ・シートの壁を通して上部ベアリング・シートないし
はボール・エンド部にまで影響を及ぼすことはあり得な
い、という点にある。それどころかむしろ、合成樹脂製
の下部ベアリング・シートの空洞部は比較的小さい製作
公差で仕上げることができるので、ボール・エンド部に
予め一定の力が掛かるようにすることができるし、また
ボール・ジヨイント装置そのものの回転モーメントない
しは停動トルクの公差をも小さくすることができるので
ある。上部ベアリング・シートは下部ベアリング・シー
トからほんの僅かしか突き出していないので、上記ベア
リング・シートがしつかり保持されまま、変形して入り
込む恐れのある空隙部を完全になくすことができ、従つ
て上部ベアリング・シートが半径方向の弾力性を喪失し
たり、予め掛けられていた力が消失したりすることはな
いのである。

更に上部ベアリング・シートは本発明の巧みな設計によ
つて、円錐形の当たり面でハウジング・カバーに接する
ことによつて正しく芯出しされ保持されるので、ベアリ
ング・シートは半径方向のみならず、軸方向にも充分確
実に保持されることとなる。その上、上部ベアリング・
シートは軸方向でも平らな当たり面によつてハウジング
・カバーに接して位置決め保持され得るのある。

更にもう一つの構造上の特徴として、上部ベアリング・
シートは弾力性をもつたリブでハウジング・カバーに接
して保持されるようになつており、それがとりわけ上部
ベアリング・シートの軸方向における弾力性も増すこと
となつている。

下部ベアリング・シートには幾つかの突起が設けられて
おり、それが軟質弾性体で作られている上部ベアリング
・シートに押し付けられることによつて、相互に回転し
てずれるのを防止するようになつている。これよつて、
ボール・ジヨイント装置の特性要目値が、上下二つ割り
ベアリング・シート相互の位置がずれることによつて、
変化することがないようになつている。更にこれらの突
起を下部ベアリング・シートの空洞部の内側の段のつい
たところに設ける、という巧みな設計になつているの
で、ベアリング・シートの半径方向の弾力性が損なわれ
ることは全くないのである。

最後に、本発明を実施するに当たつては、下部ベアリン
グ・シートをポリオキシメチレン（ＰＯＭ）で製作、な
いしは上部ベアリング・シートをポリウレタン（ＰＵ
Ｒ）で製作することとしている。ポリオキシメチレンは
硬質の熱可塑性物質として、本発明において下部ベアリ
ング・シートに要求される諸特性をすべて有するのに対
して、ポリウレタンの方は必要な程度に、弾性的に変形
し得るのである。

図面による本発明の利点と特徴の詳細な説明以下、本発明によるボール・ジヨイント装置の一つの優
れた実施例を示す図面を参照しながら、本発明の対象と
なるところの特徴と利点について、更に詳しく説明しよ
う。

第１図は本発明による一つのボール・ジヨイント装置を
示すものである。この図では一つのボール・エンド部２
および一つのジヨイント・リンク３を含む一つのボール
・エンド・ピン１が、一つのボール・ジヨイント・ハウ
ジング４の中に回転ないしは揺動し得るように保持され
ている。更に、一つの下部ベアリング・シート５および
一つの上部ベアリング・シート６からなる一組の二つ割
り構造のベアリング・シートが設けられており、この両
者が一緒になつて、ボール・エンド部２を受け入れるた
めの一つの球形のベアリング面７を構成している。この
ベアリング・シートはボール・ジヨイント・ハウジング
４の円筒形の孔８の中に納められている。下部ベアリン
グ・シート５は、ボール・ジヨイント・ハウジング４の
ジヨイント・リンク３を通すための開口部の近くに設け
られている、ハウジングの肩部１０に、一つの平らな当
たり面９で接することにより、位置決めされ保持されて
いる。上部ベアリング・シート６の方は、軸方向および
半径方向ともに、円錐形の当たり面１１でハウジング・
カバー１２に当たつて位置決め保持されている。上部ベ
アリング・シート６にはその他に、ハウジング・カバー
１２に当たつて保持されるように、平らな当たり面１３
も設けられている。ハウジング・カバー１２に代わるも
のとして、何か他の閉塞手段を講じておくこともでき、
とりわけこの端面をボール・ジヨイント・ハウジング本
体と一体に作つておくこともできるのである。

第２図で一層よく判るように、このボール・ジヨイント
装置の組立てに際しては、まず下部ベアリング・シート
５がボール・ジヨイント・ハウジング４の孔８の中に納
められる。その際、下部ベアリング・シート５は、その
端面に設けられている平らな当たり面９がハウジングの
肩部１０に当たつて保持されるが、半径方向には多少変
位し得るようになつている。

次にボール・エンド・ピン１が下部ベアリング・シート
５の中に納められると、そのボール・エンド部２が下部
ベアリング・シート５のベアリング面７の上に落ち着く
とともに、そのジヨイント・リンク３がボール・ジヨイ
ント・ハウジング４の、肩部１０によつて取り巻かれて
いる開口部から外に向けて、回転ないしは揺動し得るよ
うに、突き出るのである。

その上で上部ベアリング・シート６が下部ベアリング・
シート５の円筒形の空洞内に納められると、上部ベアリ
ング・シート６は下部ベアリング・シート５と一緒にな
つて、ボール・エンド部２をその赤道の両側から抱きか
かえる、一つの球形のベアリング面７を構成することと
なる。下部ベアリング・シート５にはその内側の段部１
５に、上部ベアリング・シート６を保持するために、軸
方向に突き出た幾つかの小さなノツク状の突起１６が設
けられており、それが軟質弾性材料で作られた上部ベア
リング・シート６に、それに相当した窪み１７を作りな
がら、押し付けられ、下部ベアリング・シート５と上部
ベアリング・シート６との間の回転によるずれを防止す
るように働くのである。

最後に、皿状に膨れたハウジング・カバー１２が、上部
ベアリング・シート６の、円錐形でしかも放射状に走る
リブ１８をもつた端面の状に被せられ、ボール・ジヨイ
ント・ハウジングのカラー部１９をハウジングの内側に
向けて押し曲げることによつて、しつかり固着される。
前述のリブ１８の間には、それぞれストツパー部２０が
設けられていて、それが、上部ベアリング・シート６に
軸方向の過大な負荷が掛かることのないように、保護し
ているのである。

第３図および第４図から判るように、上部ベアリング・
シート６のリブ１８の両側にはそれぞれスリツト２１が
設けられており、軸方向の荷重が掛かつた際に、リブ１
８が変形してそこに張り出すようになつている。しか
し、リブ１８はスリツト２１の側壁面に当たることによ
つて、ひびが入つたり割れたりすることがないよう、保
護されている。

第５図に見られるように、ベアリング・シート５の内側
の段部１５には、四つの突起１６が等間隔に設けられて
いる。

第６図にはこのベアリング・シートの構造が更に詳細に
示されている。この図は、ハウジングのカラー部１９を
押し曲げることによつて、ハウジング・カバー１２を固
着する直前のボール・ジヨイント装置を示している。こ
の最終段階では、ハウジング・カバー１２はボール・ジ
ヨイント・ハウジング４の肩部２２に載つた形で保持さ
れている。

上部ベアリング・シート６のリブ１８は、ハウジング・
カバー１２が被さつた状態では、その内側にぴつたり当
たつた形になつている。第６図には更に、ハウジング・
カバー１２を被せる前の、リブがまだ変形していない状
態も記載されている。この図を見れば、リブ１８の変形
過程が非常に大きくて、製作寸法の公差を充分カバーす
ることができると同時に、予め掛けられている弾力を永
続させ得ることがよく判る。上部ベアリング・シート６
の端面には円周を取り巻く形で一つのシーリング・リツ
プ２３が設けられており、それが同様にハウジング・カ
バー１２にびつたり当たつて、潤滑剤溜まり２４から潤
滑剤が流出するのを防止している。

上部ベアリング・シート６のストツパー部２０は、ボー
ル・ジヨイント装置に荷重が掛かつていない状態では、
ハウジング・カバー１２から離れており、従つて衝撃的
に荷重が掛かつても、このストツパー部２０がカバーに
当たるまでに、リブ１８の変形過程において吸収されて
しまうのである。

更にまた上部ベアリング・シート６は、硬質弾性材料で
作られている下部ベアリング・シート５の空洞部１４よ
りも僅かながら大きく作られており、第６図ではそれが
内側段部１５に対して幾らかずれた形で示されている。
この寸法の過大な分は上部ベアリング・シート６が軸方
向に変形することによつて、空洞部１４の中においても
補償されるようになつている。

突起１６と窪み１７とは、回転によるずれを防止するば
かりでなく、下部ベアリング・シート５と上部ベアリン
グ・シート６との間の芯出しの役目をも果たしており、
これによつて最初から非常に寸法の安定したベアリング
面１７が得られるのである。二つのベアリング・シート
５，６とボール・ジヨイント・ハウジング４との間の回
転によるずれを防止するためには、下部ベアリング・シ
ート５および上部ベアリング・シート６の寸法をハウジ
ングの受入れ部分のそれよりも大きく作つておくだけで
充分である。

下部ベアリング・シート５の円筒形の外套部２５および
円錐形の外套部２６とボール・ジヨイント・ハウジング
４の孔８との間には、ジヨイント・リンクの柄の軸を取
り巻いて一つの空隙２７が形成されている。この円錐形
の外套部２６があるために、ジヨイント・リンク３を通
すための開口部の近くのボール・ジヨイント・ハウジン
グ４の肉厚を充分とることができるのである。空隙２７
はジヨイント・リンクの軸方向に沿つてベアリング・シ
ートの二つの当たり面９と１３の間をつないで延びてい
る。このことから、ベアリング・シートはその上下の端
面がそれぞれハウジングの肩部１０およびハウジング・
カバー１２に接するだけで保持されており、かつ円錐形
の当たり面１１によつて芯出しされている、ことがはつ
きり判る。半径方向に荷重が掛かると、上部ベアリング
・シート６は弾性的に変形する一方、下部ベアリング・
シート５は横方向にシフトする。下部ベアリング・シー
ト５が孔８の壁面に当たることによつて、上部ベアリン
グ・シート６はもはやそれ以上変形しないように保護さ
れるのである。ボール・ジヨイント・ハウジング４の孔
８の寸法にばらつきがあつても、上部ベアリング・シー
ト６のばね作用と半径方向の弾力性、ならびにボール・
ジヨイント装置そのものの回転モーメントには、実質的
に何の影響もないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、上部ベアリング・シートに弾力性のあるリブ
を有する、ボール・ジヨイント装置の長手方向の断面図
であり、第２図は、同じボール・ジヨイント装置を長手方向に部
品を展開した断面図であり、第３図は、同じボール・ジヨイント装置の上部ベアリン
グ・シートを上から見た平面図であり、第４図は、この上部ベアリング・シートを第２図の矢印
IVの方向から見た拡大詳細図であり、第５図は、同じボール・ジヨイント装置の下部ベアリン
グ・シートを上から見た平面図であり、第６図は、同じボール・ジヨイント装置を長手方向の拡
大断面図である。１…ボール・エンド・ピン２…ボール・エンド部３…ジヨイント・リンク４…ボール・ジヨイント・ハウジング５…下部ベアリング・シート６…上部ベアリング・シート７…ベアリング面８…孔９…当たり面（平面）１０…ハウジングの肩部１１…当たり面（円錐面）１２…ハウジング・カバー１３…当たり面（平面）１４…空洞部１５…内側段部１６…突起１７…窪み１８…リブ１９…カラー２０…ストツパー部２１…スリツト２２…肩部２３…シーリング・リツプ２４…潤滑剤溜まり２５…外套部（円筒形）２６…外套部（円錐形）２７…空隙

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一つのボール・エンド部（２）および一つ
のジヨイント・リンク（３）からなつていて、かつ、内
側の形が壷形に作られている一つのボール・ジヨイント
・ハウジング（４）の内部に一つの合成樹脂製のベアリ
ング・シートによつて回転ないしは揺動し得るように保
持されている、ボール・エンド・ピン（１）を含むボー
ル・ジヨイント装置であつて、かつ、上述のベアリング
・シートが、その半径方向内側に、上述のジヨイント・
リンク（３）の軸方向に延びていて、かつ、その、内部
に軟質弾性体で作られている一つの上部ベアリング・シ
ート（６）が填め込まれている、一つの円筒形の空洞部
（１４）を有する、一つの下部ベアリング・シート
（５）を含んでおり、その上、この上部ベアリング・シ
ートが上述の空洞部（１４）の中に填まり込んだ上、こ
の空洞部（１４）から突き出ている部分にある当たり面
（１１，１３）がハウジング・カバー（１２）に当たる
ことによつて、軸方向の位置を決められており、かつそ
の際、下部ベアリング・シート（５）と上部ベアリング
・シート（６）とが一緒になつてボール・エンド部
（２）を受け入れるための一つの球面状のベアリング面
（７）を形成しているような、ボール・ジヨイント装置
であつて、 −この装置に荷重が掛かつていない状態においては、硬
質弾性体で作られている下部ベアリング・シート（５）
の外周面とボール・ジヨイント・ハウジング（４）との
間に、ジヨイント・リンク（３）の軸の周りを取り巻い
て、かつ下部ベアリング・シート（５）の半径方向の変
位を可能ならしめるような、一つの空隙（２７）が形成
されており、かつそれがジヨイント・リンク（３）の軸
方向においては、下部ベアリング・シート（５）の、ハ
ウジング・カバーに向き合つている縁の部分から、下部
ベアリング・シート（５）を、ボール・ジヨイント・ハ
ウジング（４）の内部で、しかもジヨイント・リンク
（３）を通すためのボール・ジヨイント・ハウジングの
開口部の近くで、軸方向に位置決めするための、下部ベ
アリング・シート（５）の当たり面（９）のところま
で、延びていること、ならびに、 −上部ベアリング・シート（６）が、ハウジング・カバ
ーに接するところで、当たり面（１１，１３）によつて
半径方向にも位置決めされていることを特徴とするボール・ジヨイント装置。
【請求項２】前述の上部ベアリン・シート（６）が円錐
形の当たり面（１１）によつてハウジング・カバー（１
２）に接して位置決めされていることを特徴とする特許請求の範囲第１項によるボール・ジヨ
イント装置。
【請求項３】前述の上部ベアリング・シート（６）が弾
力性のあるリブ（１８）を介してハウジング・カバー
（１２）に接して位置決められていることを特徴とする特許請求の範囲第１項または第２項のいず
れかによるボール・ジヨイント装置。
【請求項４】前述の下部ベアリング・シート（５）が、
回転によるずれを防止するための突起（１６）を有する
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項までのい
ずれか一つの項によるボール・ジヨイント装置。
【請求項５】前述の突起(16)が、下部ベアリング・シー
ト（５）の空洞部（１４）の内側段部（１５）に設けら
れていることを特徴とする特許請求の範囲第４項によるボール・ジヨ
イント装置。
【請求項６】前述の下部ベアリング・シート（５）がポ
リオキシメチレン（ＰＯＭ）で作られていること、ない
しは、上部ベアリング・シート（５）がポリウレタン
（ＰＵＲ）で作られていることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項までのい
ずれか一つの項によるボール・ジヨイント装置。