JPH0742977B2 - ピンジョイント - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、自動車等のステアリングシステムにおいて、
たとえば、アイドアーム及びセンターアームを支持する
ピンジョイントに関する。

（従来の技術） 従来、この種のピンジョイントには、回転軸片端部にア
ームを取付け、このアームの先端部にリレーロッド及び
ドラックリンク等を支持させて円弧運動が可能なステア
リングシステムの一環を形成し、入力時には前記アーム
に振れが起らないような高剛性を有しながら滑らかでス
ムーズな円弧運動による力の伝達が要求され、たとえば
第10図に示すようなピンジョイントが用いられている。

この第10図に示すピンジョイントは、ブラケット本体ａ
の挿通孔ｂの上端内壁部に下方を縮径したテーパー内壁
部ｃを有するプラスチック製のブッシュシートｄを配設
し、このブッシュシートｄの前記テーパー内壁部ｃ内に
前記ブラケット本体ａの挿通孔ｂ内に挿通したピンスタ
ッドｅの上端部の下側を縮径したテーパー軸部ｆを挿入
係合し、このテーパー軸部ｆの水平上面部にスラストシ
ートｇを設けるとともに、前記ブラケット本体ａの上端
部に係止した円筒状のプラグｈと前記スラストシートｇ
との間にスプリングｉを介在し、このスプリングｉによ
って上方から前記テーパー軸部ｆの上面部にプレロード
を与えてフリクションを得るようにするとともに、前記
スラストシートｇと前記プラグｈの下端部との間にフリ
クションの適正化のためのクリアランスｊを形成し前記
ピンスタッドｅの下端部とブラケット本体ａとの間にブ
ッシュシートｋ及びオイルシールｌを設ける構成となっ
ている。

（発明が解決しようとする課題） 前記第10図に示す構成では、テーパ軸部ｆは下側を縮径
して形成され、このテーパー軸部ｆの上面部のスラスト
シートｇとプラグｈの下端部との間にはクリアランスｊ
が形成されているため、ピンスタッドｅの矢視軸方向の
負荷及び振動に対して剛性不足となり、したがって、テ
ーパー軸部ｆの形状及びクリアランスｊが車輌走行時に
おけるシミー等の発生原因になるという問題がある。

そこで、本発明はこのような課題に鑑みてなされたもの
で、ボールピンの上下を、ボールピンの軸方向及び軸直
角方向に対する負荷及び振動に充分耐えることができる
ように支持でき、この耐剛性及び耐荷重性によって車輌
走行時におけるシミー等の発生を確実に防止でき、か
つ、適確な走行を可能にするピンジョイントを提供する
ことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明のピンジョイントは、上下方向に貫通した挿通孔
４を有するブラケット本体２と、前記挿通孔４内に挿通
される円筒軸部17を有しこの円筒軸部17の上端部にボー
ル部19を一体に形成するとともに前記円筒軸部17の下端
部に前記挿通孔４の下端部より下方に突出する連結軸部
21を一体に延在形成したボールピン16と、前記ブラケッ
ト本体２の挿通孔４の上端部に一体に設けられ組付け時
にドーム状に変形されて組付けられたドーム状部26,27a
にて前記ボールピン16のボール部19をプレロードを与え
て摺動自在に包容したボールシート24を有するボール軸
受部49と、前記ブラケット本体２の挿通孔４の下端部と
前記ボールピン16の円筒軸部17との間に嵌挿されこの円
筒軸部17を挿通した内筒部38に円筒軸部17の下端部をプ
レロードを与えて支持した弾性変形可能な軸方向の多数
の平面突起39を有するとともに下端部に多数の割溝部37
を形成した円錐状筒部36を有するブッシュシート33と、 前記ボールピン16の円筒軸部17の下端部を挿通して前記
ブラケット本体２の下端部に嵌着され前記ブッシュシー
ト33の円錐状筒部36に圧接しこの円錐状筒部36を介して
円筒軸部17の下端部をプレロードを与えて支持する係合
突縁部42を有するダストシール41と、具備したものであ
る。

（作用） 本発明のピンジョイントでは、ボールピン16のボール部
19は、ボール軸受部49内に設けられたボールシート24の
上下のドーム状部26,27aによって摺動自在に包容される
ことにより、ボール部19の上下左右の外力が受け止めら
れボール部19の移動が最小限にとどめられ、ボール部19
の円滑な動きが確保される。

また、ボールピン16の円筒軸部17の下端部は、ブッシュ
シート33及びダストシール41からなるブッシュ軸受部51
によって適度なプレロードをもって接触支持され、この
円筒軸部17に生じた軸直角方向の入力に対応することが
できる。この際、円筒軸部17に生じる入力が大きくなっ
た場合には各平面突起39が弾性変形して対荷重面積を増
加させて大入力に対応する。

また、ブッシュシート33の多数の割溝部37を有する円錐
状筒部36にダストシール41の係合突縁部42を圧接するこ
とにより、円錐状筒部36にプレロードが発生し、この円
錐状筒部36を介して円筒軸部17にプレロードが供与さ
れ、これが摺動時のフリクションとなるとともに円筒軸
部17の動きが保証される。

このように、ボールピン16の上部のボール部19は、ブラ
ケット本体２の上部に設けたボール軸受部49によって支
持されるとともに、ボールピン16の下部の円筒軸部17は
ブラケット本体２の下部のブッシュ軸受部51によって支
持されることにより、高剛性で滑らかな摺動を長期に亘
って持続させることが可能になるものである。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を添付図面に基づいて説明す
る。

第１図及び第２図において、１はブラケットで、このブ
ラケット１は、中空円筒状のブラケット本体２と、この
ブラケット本体２の左右両側部に左右方向に向かって一
体に突設された取付板３とにより構成されている。

また、前記ブラケット本体２は、その長さ方向すなわち
上下方向に中空円筒状の挿通孔４が貫通して形成され、
この挿通孔４の内壁における上端近傍部には、この挿通
孔４より拡開した弧状のドーム状部５が連通形成され、
このドーム状部５の上端部に円筒状部６が連通形成さ
れ、この円筒状部６の上端部に水平状の係止段部７を介
してこの円筒状部６より拡開した上肩部８が連通形成さ
れ、かつ、この上肩部８の上端部にかしめ部９が形成さ
れている。

また、前記挿通孔４の内壁における下側内筒部10の下端
部には、水平状の係止段部11を介してこの下側円筒部10
より拡開した円筒部12を有する下肩部13が連通形成さ
れ、この下肩部１の下端開口縁部には係止面14が水平状
に形成されている。さらに、前記ブラケット本体２の左
右に突設された取付板３の上下には取付孔15がそれぞれ
形成されている。

つぎに、16は上下方向のボールピンで、このボールピン
16は、前記ブラケット本体２の挿通孔４内に挿通する上
下方向に延在した円筒軸部17を有し、この円筒軸部17の
上端部には縮径筒部18を介して前記ドーム状部５及び円
筒状部６内に挿入する球形状のボール部19が一体に形成
され、このボール部19の上端部には水平面部20が形成さ
れている。また、前記円筒軸部17の下端部には下側を縮
径したテーパー状の連結軸部21が軸方向に一体に延在形
成されているとともに、この連結軸部21の下端部には縮
径段部22を介してねじ軸部23が軸方向に一体に延在形成
されている。

また、24は摩擦係数が小さく耐荷重性の高い、たとえ
ば、ポリアセタールなどの合成樹脂にて形成された円筒
状のロアボールシートで、このロアボールシート24は、
上肩部25を有し、この上肩部25の下端部にドーム状部26
が連通形成されているとともに、このドーム状部26の下
側部に円筒状部27が一体に連通形成され、前記上肩部25
の上面部には水平状の係合面28が形成されている。

また、29は弾力性のある軟質合成樹脂にて環状に形成さ
れたアッパーボールシートで、このアッパーボールシー
ト29は、第３図に示すように、その外周部には前記ロア
ボールシート24の上肩部25内に係着される係着部30が形
成されているとともに、その内周部には前記ボール部19
の上面部に係合される弧状係合面31が形成されている。

さらに、32はプラグで、このプラグ32は第２図及び第３
図に示すように、前記ブラケット本体２の上肩部８にお
ける係止段部７上に係合支持される大きさで円板状に形
成されている。

つぎに、33は合成樹脂製のブッシュシートで、このブッ
シュシート33は第４図乃至第７図に示すように円筒状部
34を有し、この円筒状部34の一端部の外周部にフランジ
部35が一体に突出形成され、このフランジ部35の外端部
には外方に向って縮径した円錐状筒部36が一体に突出形
成され、この円錐状筒部36には所定の間隔をおいて外端
部を開放した軸方向の多数の割溝部37がそれぞれ形成さ
れている。

また、前記ブッシュシート33の円筒状部34の内筒部38に
は第７図及び第９図に示すように所定の間隔をおいて所
定の高さ、たとえば、0.05mm程度の高さを有する多数の
平面突起39が軸方向に一体に形成されているとともに、
前記円錐状筒部36の内側には外方に向って縮径した円錐
形状の挿入孔40が形成されている。

つぎに、41は円筒状に形成されたダストシールで、この
ダストシール41は第４図に示すように上端部には前記ブ
ッシュシート33の円錐状筒部36の外周部に圧接する係合
突縁部42が一体に形成されているとともに、このダスト
シール41の中間外周部にはフランジ43が一体に形成さ
れ、このフランジ43の外周部には前記ブラケット本体２
の下面部に形成された係止面14に係合する係合突縁44が
上方に向かって一体に突出形成されている。

また、前記フランジ43の内側部におけるダストシール41
の外周部には金属環45が一体に固着され、この金属環45
は前記係止面14に係合する前記係合突縁44の端縁部と同
一平面の係合面46及びブラケット本体２の前記下端円筒
部12内に係合する円筒状部47を有して形成されている。
また、このダストシール41の下端部にはリップ部48が形
成されているとともに、その内壁部には前記ボールピン
16の連結軸部21をシールするシール部48aが形成されて
いる。

つぎに、組付け順序の一例を説明する。

ブラケット本体２の挿通孔４内に上方からボールピン16
の円筒軸部17を挿通するとともに、このボールピン16の
ボール部19を、挿通孔４の円筒状部６内に挿入して配設
する。

つぎに、ロアボールシート24の上肩部25内にアッパーボ
ールシート29の係着部30を挿入して係着する。そして、
このロアボールシート24の円筒状部27を、ブラケット本
体２の円筒状部６とボール部19との間に上方から挿入す
ると、このロアボールシート24内のアッパーボールシー
ト29の弧状係合面31がボール部19の上部に係合され、か
つ、ロアボールシート24のドーム状部26がボール部19の
中間大径部に係合される。

ついで、ロアボールシート24の上肩部25を第２図矢視方
向の下方に向って押圧すると、ボール部19が下方に押動
されるとともに、ロアボールシート24の円筒状部27は、
ブラケット本体２の円筒状部６からドーム状部５内に挿
入されるとともに、このドーム状部５に添ってドーム状
に彎曲変形され、このロアボールシート24の円筒状部27
からなるドーム状部27aがボール部19の下部に係合され
るとともに、この上下の円筒状部27からなるドーム状部
27a及びこの円筒状部27の上部のドーム状部26によって
ボール部19が包容される。

ついで、この状態を保持しながらブラケット本体２の上
肩部８内の係止段部７上にプラグ32をセットするととも
に、このプラグ32の下面部がロアボールシート24の上肩
部25における係合面28上に係合される。そして、このプ
ラグ32の外周縁部に向ってブラケット本体２の上肩部８
のかしめ部９を加圧変形してかしめることにより、この
変形されたかしめ部９によってプラグ32が上肩部８に一
体的に固定される。

このようにして、ロアボールシート24のドーム状部26,2
7aにてボールピン16のボール部19をプレロードを与えて
摺動自在に包容したボール軸受部49の組付けが終了さ
れ、ロアボールシート24の上肩部25における係合面28に
プラグ32の下面部が所定のクリアランスを生じさせるこ
となく圧着係止され、ロアボールシート24及びアッパー
ボールシート29により使用時におけるボール部19の円滑
な動きを保証する保証機構50が構成され、さらにボール
ピン16の連結軸部21及びねじ軸部23がブラケット本体２
の下肩部13より下方に突出される。

つぎに、ブラケット本体２の下方より、すなわち、ボー
ルピン16のねじ軸部23から連結軸部21にブッシュシート
33を、このブッシュシート33の内筒部38を介して挿入
し、このブッシュシート33をさらに深く挿入すると、こ
のブッシュシート33の円筒状部34がブラケット本体２の
挿通孔４における下側内筒部10とボールピン16の円筒軸
部17の下側部との間に挿入される。

この際、下側円筒部10と円筒軸部17との間には締代が設
けられているので、ブッシュシート33の円筒状部34は圧
入状態で挿入される。また、ブッシュシート33の内筒部
38には多数の平面突起39を有するので、このブッシュシ
ート33が圧入されることにより、多数の平面突起39にて
ボールピン16の円筒軸部17の下端部に適度のプレロード
が与えられ、この多数の平面突起39にてボールピン16の
円筒軸部17の下端部が支持される。

また、挿通孔４の下側内筒部10内にブッシュシート33の
円筒状部34が深く圧入れることにより、このブッシュシ
ート33のフランジ部35がブラケット本体２の下肩部13の
下端円筒部12内から係止段部11に係止される。

つぎに、ボールピン16のねじ軸部23から連結軸部21にダ
ストシール41を挿入し、このダストシール41をさらに深
く挿入すると、このダストシール41の係合突縁部42がブ
ッシュシート33の円錐状筒部36に圧接して挿入されると
ともに、このダストシール41の金属環45における円筒状
部47がブラケット本体２の下肩部13の下端円筒部12内に
圧入され、この金属環45の係合面46が下肩部13の係止面
14に係止される。

そして、ダストシール41の係合突縁部42とブッシュシー
ト33の円錐状筒部36とにプレロードが与えられ、かつ、
このダストシール41の係合突縁部42にてブッシュシート
33の円錐状筒部36を介してボールピン16の円筒軸部17の
下端部をプレロードを与えて支持される。

このようにして、ブッシュシート33及びダストシール41
にてボールピン16の円筒軸部17の下端部を支持したブッ
シュ軸受部51の組付けが終了され、ブッシュシート33及
びダストシール41により摺動時における円筒軸部17及び
連結軸部21の動きを保証する保証機構52が構成される。

このように構成することにより、ボールピン16のボール
部19は、上下のドーム状部26,27aすなわちロアボールシ
ート24のドーム状部26及びこのドーム状部26の下側部の
ブラケット本体２のドーム状部５により彎曲形成された
円筒状部27からなるドーム状部27aによって摺動自在に
包容されることにより、ボール部19の上下左右からの外
力が確実に受け止められボール部19の移動を最少限にと
どめることができる。

また、ロアボールシート24の上肩部25の内側にセットさ
れたアッパーボールシート29は、組付け時に上方からプ
レロードを受け、その反力としてボールピン16のボール
部19にフリクションを与えることにより、ボール部19の
摺動時にはボール部19の円滑な動きを確保することがで
きるとともに、使用時にはロアボールシート24及びアッ
パーボールシート29によってボール部19の摩耗防止が保
証される。

また、ブラケット本体２の挿通孔４における下側円筒部
10に対して、締代をもって圧入係止されたブッシュシー
ト33の円筒状部34は、その内筒部38の多数の平面突起39
を、ボールピン16の円筒軸部17に適度なプレロードを与
えて接触させることにより、この円筒軸部17に生じた軸
直角方向の入力が小さい場合には、多数の平面突起39の
突出面にてその負荷を受持ち、この多数の平面突起39と
円筒軸部17との間に形成されるわずかの隙間が円筒軸部
17の摺動時の油溝となる。

また、ボールピン16の円筒軸部17に生じた軸直角方向の
入力が大きく高負荷が加わった場合には、多数の平面突
起39が弾性変形してその対荷重面積を増加させてその高
負荷に対応する。

さらに、ブッシュシート33の多数の割溝部37を有する円
錐状筒部36は内側に円錐形状の挿入孔40が形成されてい
るので、この挿入孔40内にボールピン16の円筒軸部17を
挿入することにより、円錐状筒部36が外方に拡開される
反面、その反力として円錐状筒部36が円筒軸部17にプレ
ロードを与える。

また、ブラケット本体２の下肩部13における下端円筒部
12内にダストシール41を圧入することにより、ダストシ
ール41の係合突縁部42がブッシュシート33の円錐状筒部
36に圧接され、この係合突縁部42と円錐状筒部36とのプ
レロードは、多数の割溝部37を通してボールピン16の円
筒軸部17に伝達され、摺動時のフリクションとなるとと
もに、ブッシュシート33及びダストシール41によって円
筒軸部17及びテーパー軸部21の摩耗防止が保証され、か
つダストシール41によってテーパー軸部21のシールが確
保される。

このように、ボールピン16の上部のボール部19は、ブラ
ケット本体２の上部に設けたボール軸受部49によって支
持されるとともに、ボールピン16の下部の円筒軸部17は
ブラケット本体２の下部のブッシュ軸受部51によって支
持され、しかも、この上下部のボール軸受部49及びブッ
シュ軸受部41は合成樹脂製の各種シートを用いて摩耗を
防止する保証機構50,52としたことにより、高剛性で滑
らかな摺動を長期に亘って持続させることが可能になる
ものである。

（発明の効果） 本発明によれば、ブラケット本体の挿通孔内にボールピ
ンの円筒軸部を挿通するとともに、この円筒軸部の上端
部に一体に形成されたボール部を、前記挿通孔の上端部
に設けたボール軸受部内において組付け時にドーム状に
変形されて組付けられたボールシートのドーム状部にて
プレロードを与えて摺動自在に包容し、前記ボールピン
の円筒軸部の下端部を、前記挿通孔の下端部に設けたブ
ッシュシート及びダストシールからなるブッシュ軸受部
にてプレロードを与えて支持したことにより、ボールピ
ンの軸方向及び軸直角方向における負荷及び振動に充分
耐えることができ、この耐剛性及び耐荷重性によって車
輌走行時におけるシミー等の発生を確実に防止でき、か
つ、適確な走行を可能にできる。

この際、ボールピンのボール部はボールシートにて包容
したことにより、ボール部の上下左右からの外力を確実
に受け止め常にボールピン自体の移動量を最小限とする
ためボール部に適度なプレロードを与えて組み込むこと
ができる。また、ブッシュシートは弾性変形可能な多数
の平面突起を有するので、ボールピンに対する入力が大
きくなった場合には各平面突起が弾性変形して対荷重面
積を増加させ大入力に確実に対応することができる。さ
らに、ダストシールはブッシュシートの多数の割溝部を
有する円錐状筒部に圧接してボールピンの円筒軸部にプ
レロードを与える係合突縁部を有するので、この係合突
縁部を円錐状筒部に圧入することによりボールピンの円
筒軸部の下端部をプレロードを与えて簡単かつ確実にに
支持することができ、摺動時のフリクションとなるとと
もに摩耗を補償できる。

したがって、長期に亘って安全に使用を持続することが
できるピンジョイントを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示すもので、第１図はピンジョ
イントの縦断面図、第２図は同上組立途中工程断面図、
第３図は同上ボール軸受部の一部の拡大断面図、第４図
は同上ブッシュ軸受部の一部の拡大断面図、第５図は同
上ブッシュシートの斜視図、第６図は同上側面図、第７
図は同上断面図、第８図は同上一部の拡大断面図、第９
図は同上円筒状部の一部の拡大断面図、第10図は従来の
ピンジョイントの縦断面図である。 ２……ブラケット本体、４……挿通孔、16……ボールピ
ン、17……円筒軸部、19……ボール部、21……連結軸
部、24……ボールシート、26,27a……ドーム状部、33…
…ブッシュシート、36……円錐状筒部、37……割り溝
部、38……内筒部、39……平面突起、41……ダストシー
ル、42……係合突縁部、49……ボール軸受部、51……ブ
ッシュ軸受部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上下方向に貫通した挿通孔を有するブラケ
   ット本体と、 前記挿通孔内に挿通される円筒軸部を有しこの円筒軸部
   の上端部にボール部を一体に形成するとともに前記円筒
   軸部の下端部に前記挿通孔の下端部より下方に突出する
   連結軸部を一体に延在形成したボールピンと、 前記ブラケット本体の挿通孔の上端部に一体に設けられ
   組付け時にドーム状に変形されて組付けられたドーム状
   部にて前記ボールピンのボール部をプレロードを与えて
   摺動自在に包容したボールシートを有するボール軸受部
   と、 前記ブラケット本体の挿通孔の下端部と前記ボールピン
   の円筒軸部との間に嵌挿されこの円筒軸部を挿通した内
   筒部に円筒軸部の下端部をプレロードを与えて支持した
   弾性変形可能な軸方向の多数の平面突起を有するととも
   に下端部に多数の割溝部を形成した円錐状筒部を有する
   ブッシュシートと、 前記ボールピンの円筒軸部の下端部を挿通して前記ブラ
   ケット本体の下端部に嵌着され前記ブッシュシートの円
   錐状筒部に圧接しこの円錐状筒部を介して円筒軸部の下
   端部をプレロードを与えて支持する係合突縁部を有する
   ダストシールと、 を具備したことを特徴とするピンジョイント。