JPS5936130B2 - ボ−ルジヨイントならびにその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車の懸架装置に使用されるポールジョイン
トとくに車体重量を支えること、および走行路面に起因
する衝撃を受けた場合、その衝撃を吸収緩和することの
機能を十分発揮することの可能なテンシヨンタイプのポ
ールジョイントならびにその製造方法に関するものであ
る。

近年、自動車の懸架装置に使用されるポールジョイント
のボールシートには自己潤滑性、耐摩耗性ならびに衝撃
吸収性などの性質を有する合成樹脂が使用されているが
、車体重量を直接支えるウェイトキャリングポールジョ
イント、とくにテンシヨンタィプのポールジョイントに
は一部の小型車を除いて合成樹脂製ボールシートは使用
されていないのが現状である。

その理由として、テンシヨンタイプのポールジョイント
はコンプレツシヨンタイプのポールジョイントと比較し
てボールヘツドの支圧面積が著しく小さいため、荷重下
における面圧は著しく大きくなり、そのため荷重下にお
いて合成樹脂製ボールシートの低温フロー（塑性流動）
が惹起されて該ボールシートのケーシング小開口部から
の流出が生じること、また土述したボールシートの流出
のほか、ダストなどの浸入による該ボールシートの摩耗
により、ボールヘツドは該ボールシートの摩耗分だけケ
ーシング小開口部側に移行せしめられるとともに、ケー
シング小開口部の周縁端部との局部的な金属同志の摺接
（線接触）を行ラこととなり、それによつてボールヘツ
ドは著しい摩耗を生じ、この摩耗はボールヘツド全体に
まで進行してついにはボールヘツドがケーシング小開口
部から脱落するといラ重大な事故を引き起こすこと、な
どが挙げられている。

これを第１図乃至第３図にもとづき説明する。

図において、ボールスタツド１に一体に形成されたボー
ルヘツド２は、ケーシング３内に収容され、該ケーシン
グ３内においてボールスタツド軸線方向に上下２分割さ
れた上部シート４ならびに下部シート５に囲撓され、支
持されている。ゴム弾性体６はケーシング３の大開口部
を閉塞する閉止板？によつて押圧され、下部シート５は
ゴム弾性体６に押圧されてボールヘツド２と密に摺接し
ている。このような構成からなる従来のテンシヨンタイ
プのポールジョイントに引張荷動が作用した場合、比較
的肉厚の厚い上部シート４は該荷重により低温フローを
惹起しやすく、また上部シート４の摩耗は著しいものと
なる。

該上部シート４に低温フローもしくは摩耗が生じた場合
、該上部シート４に支持されるボールヘツド２は該上部
シートの肉膜分あるいは摩耗分だけケーシング３の小開
口部８側（ボールスタツドの突出方向）に移行し、該ボ
ールヘツド２は該ケーシング小開口部の周縁端部８ａと
の局部的な金属同志の摺接（線接触）を行うこととなる
（第２図、第３図）。このような状態で作動すると、ケ
ーシング小開口部の周縁端部８ａはあたかも刃物のよう
に作用して該ボールヘツド側を摩耗せしめ、この摩耗（
第３図斜線部）はボールヘツド全体にまで進行して、つ
いにはボールヘツド２がケーシング小開口部８から脱落
する、という重大な事故を引き起こすことになる。

以上の理由から、かかるタイプのポールジョイントには
乗り心地性などを犠性にしても、剛性の高い金属焼結品
などのボールシート材料が使用されている。

本発明は土述した点に鑑みなされたものであり、本発明
は、一端に小開口部、他端に大開口部を有し、内部に凹
球面部を有するケーシングと、ボールヘツドを一体に有
するボールスタツドと、該ケーシング内に配されて該ボ
ールヘツドを囲撓し、かつ支持するボールスタツド軸線
方向に上下２分割された合成樹脂上部シートと合成樹脂
下部シートとからなるボールシートと、該下部シートを
押圧するゴム弾性体と、該ケーシングの大開口部を閉塞
する閉止板とから構成されたポールジョイントにおいて
、ケーシング内周面には、接着層と該接着層上に被着形
成された合成樹脂摺動層とからな′る合成樹脂上部シー
トが凹曲面をもつて薄層として直接被着形成されている
ため、上部シートの耐圧強度を高め得、合成樹脂の具有
する自己潤滑性、耐摩粍性をいかんなく発揮せしめると
ともに、該上部シートを合成樹脂薄層とすることにより
、荷重下における該上部シートの低温フローを防止し、
また合成樹脂薄層からなる上部シートを介してケーシン
グ内周凹球面とボールヘツドの曲率半径の差を極めて小
さい値にとり、かつケーシング内周面の硬度をボールヘ
ツドの硬度と等しいかもしくはそれよりも低く形成する
ことによつて、ダストカバーが損傷しダストなどの浸入
により、万一上部シートに摩耗が生じた場合でもボール
ヘツドのケーシング小開口部側への移行量を小さくでき
、かつボールヘツドとケーシング小開口部の周縁端部の
金属同志の摺接においては、摺接初期の線接触状態から
ケーシング小開口部の周縁端部側をボールヘツド球面に
ならつて摩耗せしめて両者を面接触状態に移行せしめ、
それによつて両者間の摩耗の進行を防止することによつ
て、ボールヘツドのケーシング小開口部からの脱落など
の事故を防止し、耐久性を向上させたポールジョイント
を提供するものである。

さらに、本発明は（』ケーシングの内周面を清浄にした
後、該内周面に接着層を形成する工程、（口）該接着層
を形成したケーシングを加温した状態に保ち、該接着層
上に熱可塑性合成樹脂を粉末あるいは薄肉成形物の形態
で供給して該ケーシング内周面に該樹脂の融着被覆層を
形成する工程、←｝該融着被覆層を有するケーシングを
該樹脂の固化温度以上でかつその融点よりも高々１００
℃高い温度以下の温度に保持し、該融着被覆層に凸曲面
を有する押型を押圧した後全体を冷却する工程、からな
り、該ケーシング内周面に、該押型の凸曲面に対応する
凹曲面を有する薄層からなる合成樹脂上部シートを直接
被着形成してなるポールジョイントの製造方法を提供す
るものである。

本発明に使用される熱可塑性合成樹脂＆九ナイロン樹脂
、ポリアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフ
イン樹脂、ポリフエニレンサルフアイド樹脂、フツ素樹
脂など摺動特性にすぐれたもので、これを土部シートと
してケーシング内周面に被着形成せしめるには、粉末と
してあるいは射出成形による薄肉成形物の形態で供給さ
れる。

とくに粉末を使用した場合は１５０ミク「ン以下の乾燥
粉末が好ましい。その理由は、合成樹脂粉末の粒度は被
覆される樹脂の融着性、被膜の均一性などに影響を及ぼ
すからである。

これら熱可塑性合成樹脂は二者以上を混じてブレンド体
としても適用することができる。

すなわち上述した熱可塑性合成樹脂の中から１種類を選
択してこれを基本樹脂とし、これに４０重量％以下の割
合で他の熱可塑性合成樹脂を混入したプレンド体粉末あ
るいはブレンド体成形物として適用できる。このような
ブレンド体を使用して上部シートを形成することにより
、単一樹脂では得られない摺動特性が発揮される。

また従来普通に使用されているグラフアイト、二硫化モ
リブデンなどの固体潤滑剤を混じて用いることもできる
。

これら固体潤滑剤の添加量はおおむね５重量％以下であ
ることが好ましい。つぎに上部シートを構成する上記熱
可塑性合成樹脂のケーシング内周面への被着性を向上さ
せるために用いられる接着層は、上部シーートを構成す
る合成樹脂によつて適宜変更されるが、ケーシング内周
面との接着性とその上に重ねて被着される熱可塑性合成
樹脂との接着性の両方の性質を兼ねそなえているもので
、フエノール樹脂、エポキシ樹脂、フエノール変性アル
キツド樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂などの合成樹
脂の外、テトライソプロピルチタネート、テトラブチル
チタネートなどの有機チタニウムエステルが用いられる
。これら接着層を形成する合成樹脂などは粉末の形でケ
ーシング内周面に供給してもよいが、通常揮発性溶剤に
溶解せしめたワニスまたは懸濁液の形で塗布、吹付けあ
るいは焼付けなどによつてケーシング内周面に施される
。熱可塑性合成樹脂を融着被覆せしめるケーシング内周
面は、機械加工したままの面でよいが、これにシヨツト
プラスト、酸洗浄を施した面とすれば該合成樹脂との密
着性の点でなお望ましく、いずれにしても脱脂して清浄
な状態とする。

つぎにこの接着層が施されたケーシング内周面に熱可塑
性合成樹脂を供給して該接着層上にその融着被覆層を形
成せしめるのであるが、該ケーシングは使用する熱可塑
性合成樹脂の融点以上の温度に加温しておくことが必要
である。

通常、熱可塑性合成樹脂の融点よりも５０〜１２０℃高
い温度に保たれる。

この樹脂の融着被覆層の厚さは０．４〜 １．５ｕの間
が好ましい。

もし必要であればこの融着被覆層の厚さは３ｎ程度の被
覆厚さまで施すことが可能であるが、この被覆層を厚く
するとケーシング内周面との密着性を損うばかりでなく
、被覆層が不均一となるので好ましくない。この熱可塑
性合成樹脂のケーシング内周面への供給は、粉末の形態
で供給する場合は、粉末移送スクリユ一を装着したノズ
ル付き導管によつてまたは圧縮空気流を導入したノズル
付き導管によつて、加温されたケーシング内周面の接着
層上に供給散布する。

この樹脂粉末の散布に際して、散布が→様に行なわれる
ようにケーシングを回転せしめる、などの手段が併用さ
れる。また、樹脂成形物を使用する場合番九射出成形に
よりケーシング内周面の凹曲面に対応する薄肉成形物を
予め用意し、これを加温されたケーシング内周面の接着
層上に供給する。

このようにして得られた熱可塑性合成樹脂の融着被覆層
を有するケーシングを該樹脂の固化温度以上で、かつそ
の融点を超える１００℃以下の温度、さらに望ましくは
固化温度以上でかつその融点を超える５０℃以下の温度
とし、常温ないし８０℃の温度に加温された凸曲面を有
する押型を該融着被覆層に押圧したのち全体を冷却する
。

この押型による押圧力は５ 〜 ２００ｋｇ／Ｃｄが適
当である。このようにしてケーシング内周面に０．４〜
１．５ｍｍの厚さに被着形成された樹脂融着被覆層を
凸曲面を有する押型で押圧することにより、ケーシング
内周面に該押型の凸曲面と対応する凹曲面を有し、肉厚
０．３〜 １．０ｍｍを有する上部シートが薄層として
直接被着形成される。

このように上部シートは合成樹脂薄層としてケーシング
内周面に一体的に固着されているので、荷重下における
該上部シートの塑性流動は防止され、また上部シートが
ケーシング内で該ケーシングに対して相対運動すること
がなく、ポールジョイントの耐久性を向上させることが
できる。

つぎに本発明の具体例について図面に基づき詳述する。
１０はボールヘツド２０を一体的に有するボールスタツ
ドである。

該ボールヘツド２０はケーシング３０内に収容され、該
ケーシング３０内においてボールスタツド軸線方向に上
下２分割された合成樹脂製上部シート４０ならびに下部
シート５０に囲撓されて支承されている。６０は該下部
シート５０の底面に配されたゴム弾性体、？０はケーシ
ング３０の大開口部を閉塞する閉止板である。

ボールヘツド２０を収容するケーシング３０は、第５図
に示すように、その上端部に前記ボールスタツド１０が
通つて外方に延びる小開口部３１、該小開口部３１と相
対向する端部に大開口部３２が形成されており、該小開
口部３１の端部周縁には小円筒面部３３が、また該大開
口部３２の端部周縁には段部３４をもつて組立て時にか
しめられる唇部３５ガ緘されている。

そして、ケーシング３０の内周面には、その小開口部３
１の小円筒面部３３の端部から該ケーシング３０内に収
容されるボールヘツド２８の球心０と同心の凹球面部３
６が形成されており、該凹球面部３６は赤道部を通過後
、大開口部３２にかけて円筒面部３１に連続して形成さ
れている。ここで、ケーシング内周面に形成された凹球
面部３６の曲率半径Ｒ，は上部シート４０を介して該ケ
ーシング３０内に収容されるボールヘツド２０の曲率半
径Ｒと極めて近似した値に構成され、そして該ケーシン
グ３０内周面の硬度はボールヘツド２０の硬度と等しい
か、もしくはそれよりも低く形成されている。

ボールヘツド２０はケーシング３０内において上部シー
ト４０に囲繞されて支承されるが、この種テンシヨンタ
イプのポールジョイントにおいては、上部シート４０に
は通常平担な路面走行時において４００〜５００ｋｇ、
また粗悪な路面走行時において１０００ｋｇ以上の衝撃
荷重が加わるため上部シートの摩耗は著しいものとなる
。そこで万一上部シート４０に摩粍が生じた場合、ボー
ルヘツド２０は該上部シート４０の摩耗分だけケーシン
グ小開口部３１側に移行し、該ボールヘツド２０はケー
シング小開口部３１の周縁端部との局部的な金属同志の
摺接（線接触）を余儀なくされる。この摺接において、
該ケーシング小開口部３１の周縁端部３１ａはあたかも
刃物のように作用し、ボールヘツド２０側に著し〜・摩
耗を生ぜしめることになり、この摩耗はしだいにボール
ヘツド２０全体に進行して、ついにはボールヘツド２０
がケーシング’］・開口部３１から脱落するという重大
な事故を取り除くために、前記のごとき硬度に形成する
。

すなわち、上述した構成をとることにより、万一上部シ
ート４０に摩耗が生じた場合、ボールヘツド２０がケー
シング小開口部３１側へ移行する量は小さく、該ボール
ヘツド２？はそのボールスタツド側においてケーシング
小開口部３１の周縁端部３１ａとの金属同志の局部的な
摺接（線接触）を行うこととなるが、この摺接において
は、ケーシング小開口部３１の周縁端部側をボールヘツ
ド２０の球面形伏にならつて摩耗せしめ、該ボールヘツ
ド２０とケーシング内周面との摺接を面摺接（面接触）
とすることにより、ボールヘツド２０側の局部摩耗を防
止するとともに両者の摩耗を極力防止し、それによつて
ポールヘッド２０の摩耗による、該ボールヘッド２０の
ケーシング小開口部３１からの脱落という事故を防止す
ることができる（第６図）。

ケーシング内周面の硬度とボールヘツドの硬度について
は、本発明者等の実験で、ケーシング内周面の硬度をロ
ツクウエル硬度（ＨＲＣ）３０〜５８、ボールヘツドの
硬度をロツクウエル硬度（ＨＲＣ）５８〜６３とした場
合、上述した効果が発揮されることを確認した。

第５図に示すケーシング３０において、該ケーシング３
０に形成された小開口部３１はボールヘツド２０のボー
ルスタツド１０に隣接する側のボール部がそこに突出す
るくらいに大きく、またボールスタツド１？がケーシン
グ３０に対して比較的広い角度で傾動できるような大き
さの開口部である。

上部シート４０は上述したケーシング３０の内周面に、
該ケーシング３０内に収容されるボールヘツド２０との
間に介在して位置せしめられ、車体重量を支えかつ走行
路面に起因する衝撃を受けた場合、ボールスタツド１０
に作用する引張荷重を負担する荷重負担側シートの役割
を果たす。

本発明では、上部シート４０をケーシング内周１ 面に
合成樹脂薄層として耐圧強度を高めた態様で直接被着さ
せて構成することにより、合成樹脂の具有する自己潤滑
性、耐摩耗性をそこなラことなく、また荷重下における
塑性流動を防止し、さらにはケーシング３０内で該ケー
シング３０に対し； て相対移動することを防止して、
ポールジョイントの耐久性を向上させたものである。以
下ケーシング内周面に上部シート４０を薄層として被着
形成させる方法について実施例をもとに説明する。

ク 実施例 Ｉ 実施例Ｉは、接着層にフエノール変性アルキッド樹脂を
使用し、該接着層上にナイロン樹脂（１２−ナイロン）
粉末を供給し、該樹脂を融着被覆せしめてこれを土部シ
ートとして構成した例である。

半径Ｒ＝１９ｍｍのボールヘツド２０の球心ｏと同心で
半径Ｒ１ ＝１９．５１ｍの内周凹球面部３６を有する
ケーシング３０を用意し、該ケーシング内周面をトリク
ロールエチレン溶剤を使用して脱脂し清浄とした。

ついで該ケーシング内周面に少なくとも凹球面部３６の
赤道部を超えてフエノ一′変性アルキツド樹脂を３００
℃の温度で塗布焼付けして該ケーシング内周面に０．０
１ｍｍの長さを有する接着層ａを形成した。

該ケーシング３０を２５０℃の温度に保ち、かつ回転速
度５０ｒ．ｐ．ｍで回転させながら接着層ａが形成され
たケーシング内周面に１２−ナイロン樹脂粉末を供給し
、該接着層ａ上に０．７７！Ｔ７ｎの厚さを有する該樹
脂の融着被覆層を形成せしめた。

このようにして得た１２−ナイロン樹脂融着被覆層を有
するケーシング３０を２００℃の温度に調整し、該融着
被覆層を凸球面（半径Ｒ２）Ａ１を有し、かつ５０℃の
温度に加温された押型Ａ（第Ｔ図）を用いて７０ｋ９／
ＣｒＡの押圧力で加圧し、その後全体を常温まで冷却し
た。該押型Ａの加圧により、該融着被覆層はケーシング
内周面の性状にならつて流動し、該ケーシング内周面に
接着層ａを介して強固に密着するとともに寸法精度にす
ぐれ、内周面に該押型Ａの凸球面Ａ１ に対応する凹球
面４１を有する１２−ナイロン樹脂からなる摺動層ｂが
被着形成された。

このとき摺動層ｂの厚さは０．５ｍｍであつた。そして
、ケーシング内周面に被着形成された装着層ａならびに
該接着層ａ上に内周面に凹球面４１（半径Ｒ２）を有す
る摺動層ｂとで上部シート４０が構成される（第８図）
。実施例 実施例は接着層にフエノール変性アルキツド樹脂を使用
し、該接着層上に３重量％の二硫化モリプデン（ＭＯＳ
２）を含有したナイロン樹脂（ １２−ナイロン）から
なる薄肉成形物を供給し、該樹脂薄肉成形物を融着被覆
せしめてこれを上部シートとして構成した例である。

半径Ｒ＝１９ｍ凰のボールヘツド２０の球心０と同心で
半径Ｒ，＝１９．７ｎの内周凹球面部３６を有するケー
シング３０を用意し、該ケーシング内周面をトリクロー
ルエチレン溶剤を使用して脱脂し清浄とした。

ついで、該ケーシング内周面に少なくとも凹球面部３６
の赤道部を超えてフエノール変性アルキツド樹脂を３０
０℃の温度で塗布焼付けして該ケーシング内周面に０．
０１ｍｍの厚さを有する接着層ａを形成した。

該ケーシング３０を２５０℃の温度に保ち、第９図に示
す肉厚０．５ｍｍを有し、１２−ナイロン樹脂に３重量
％の二硫化モリブデン（ＭＯＳ２）を添加した射出成形
による薄肉成形物Ｂを該ケーシング３０の凹球面部３６
の接着層ａ上に嵌合載置し、該成形物Ｂを該接着層ａ上
で溶融せしめて該接着層ａ上に該樹脂の融着被覆層を形
成せしめた。

このようにして得た融着被覆層を有するケーシング３０
を２００℃の温度に調整し、該融着被覆層を前記実施例
Ｉと同様５０℃の温度に加温された押型Ａを用いて７０
ｋ９／Ｃｄの押圧力で加圧し、その後全体を常温まで冷
却した。該押型Ａの加圧により、該融着被覆層はケーシ
ング内周面の性状にならつて流動し、該ケーシング内周
面に接着層ａを介して強固に密着するとともに寸法精度
にすぐれ、内周面に該押型Ａの凸球面（半径Ｒ２）Ａ１
に対応する凹球面４１（半径Ｒ２）を有する、二硫化モ
リブデンを含有する１２−ナイロ／樹脂からなる摺動層
ｂが被着形成された。

このとき摺動層の厚さは０．３ｍｍであつた。そして、
ケーシング内周面に被着形成された接着層ａならびに該
接着層ａ上に、内周面に凹球面４１（半径Ｒ２）を有す
る摺動層ｂとで上部シート４０が構成される。実施例 実施例は接着層にフエノール変性アルキツド樹脂を使用
し、該接着層上に基本樹脂としてナイロン樹脂（１２−
ナイロン）粉末を選択し、これにポリアセタール樹脂粉
末ならびにグラフアイト粉末を混入したプレンド体粉末
を供給し、該プレンド体粉末を融着被覆せしめてこれを
上部シートとして構成した例である。

また、実施例においては押型を第１０図に示すように、
その外周面に紡錐型凸曲面Ａ２を有する押型Ａ’を使用
した。

ここで押型Ａ’の紡錐型凸曲面Ａ２とは、球体の球心０
１よりも下方で該球心０１に対して微小間隔Ｓ，だけへ
だてた所に、該球体の極軸Ｘ１−Ｘ，と平面Ｐ，との交
点を中心とする半径Ｒ，なる微小円を描き、該微小円上
の円周上の一点に中心０２を置き、かつ該極軸Ｘ１−Ｘ
１をよぎる線分Ｒ３をもつて該線分Ｒ３が極軸Ｘ１ −
Ｘ１と交差しながら移動することによつて該線分Ｒ３の
先端が描く曲線を得、該曲線を極軸Ｘ１−Ｘ，まわりに
３６０゜回転させて得られる凸曲面である。

このような紡錐型凸曲面Ａ２を有する押型Ａ’を使用し
、ケーシング内周面に被着形成された樹脂の融着被覆層
を押圧することにより、該被覆層の内周面には該押型Ａ
’の紡錐型凸曲面Ａ２と対応する紡錐型凹曲面が形成さ
れ、該被覆層は上部シートとして構成される。

そして、この上部シートに支承されるボールヘツドは該
上部シートの紡錐型凹曲面の所定の範囲（曲面域）内で
の摺接となるように構成した例である。

実施例Ｉと同じ寸法に設定されたケーシング３０を用意
し、該ケーシング内周面にシヨツトブラストを施したの
ち、トリクロールエチレｙ溶剤を使用して脱脂し、清浄
とした。

ついで該ケーシング内周面にフエノール変性アルキツド
樹脂を３００℃の温度で塗布焼付けして該ケーシング内
周面に０．０１７ｎｍの厚さを有する接着層ａを形成し
た。

該ケーシング３？を２５０℃の温度に保ち、かつ回転速
度５０ｒ．ｐ．ｍで回転させながら、接着層ａが形成さ
れたケーシング内周面に１２−ナイロン樹脂粉末を基本
樹脂とし、これに４０重量％のポリアセタール樹脂粉末
および３重量％のグラフアイト粉末を混入したプレンド
体粉末を散布供給し、該接着層ａ上に０．６ｍｍの厚さ
を有する該ブレンド体の融着被覆層を形成せしめた。

このようにして得たプレンド体の融着被覆層を有するケ
ーシング３０を２００℃の温度に調整し、該融着被覆層
を紡錐型凸曲面Ａ２を有し、かつ５０℃の温度に加温さ
れた押型Ａ’を用いて７０ｋ９／Ｃｒ！ｉの押圧力で加
圧し、その後全体を常温まで冷却した。

該押型Ａ’の加圧により、該融着被覆層はケーシング内
周面の性状にならつて流動し、該ケーシング内周面に接
着層ａを介して強固に密着するとともに寸法精度にすぐ
わ、内周面に該押型Ａ’の紡錐型凸曲面Ａ２に対応する
紡錐型凹曲面４２（半径Ｒ。

）を有するブレンド体からなる摺動層ｂが被着形成され
た。このとき摺動層ｂの厚さは０．４１ｎ７ｎ（最大肉
厚）であつた。そして、ケーシング内周面に被着形成さ
れた接着層ａならびに該接着層ａ上に、内周面に紡錐型
凹曲面４２（半径Ｒ３）を有する摺動層とで上部シート
４０が構成される。（第１１図）以上、実施例に述べた
方法により、ケーシング内周面に合成樹脂薄層として上
部シート４０が耐圧強度を高めた態様で直接被着形成さ
れる。

つぎにポールジョイントの他の構成要素について詳述す
る。ボールスタツド１０のボールヘツド２０端部を囲撓
して支承する下部シート５０はゴム弾性体６０によつて
押圧されてボールヘツド２０を密に支承し、自己潤滑性
および耐摩耗性を有する合成樹脂材料から構成される。

該合成樹脂材料はポリアセタール樹脂もしくはこれに潤
滑油剤を含有した含油ポリアセタール樹脂、ポリオレフ
イン（ポリエチレン、ポリプロピレン）樹脂もしくはこ
れに潤滑油剤を含有した含油ポリオレフイン樹脂、ナイ
ロン樹脂、または上述した性質とともに弾性を有するポ
リウレタン樹脂、弾性ポリエステル樹脂、すなわちポリ
エーテルエステルまたはポリエーテルエステルにポリエ
チレンテレフタレート、ポリプチレンテレフタレートか
らなる熱可塑性ポリエステル樹脂を配合して得られる弾
性ポリエステル樹脂などから選択される。

そして、その形状は第１２図に示すように前記ボールヘ
ツド２０の球面端部を囲撓すべく凹球面座５１が形成さ
れており、その背面には突出部５２が形成されている。

また該凹球面座５１の中央部には該突出部５２を貫通し
て円孔５３が形成されているとともに、該凹球面座５１
には数条の凹溝５４が該凹球面座の周縁部と中央円孔５
３とを結んで連続して形成されている。該凹球面座５１
に形成された数条の凹溝５４はグリースなどの潤滑剤の
溜り部となる。なお、この凹溝５４は上述した自己潤滑
性を有する合成樹脂を使用すれば必ずしも必要ではない
が、一層良好な潤滑性を得るためには、これを設けるこ
とが好ましい。

また、下部シート５０はゴム弾性体６０で押圧するのが
好ましいが、下部シート５０に上述した弾性を有する合
成樹脂を使用した場合は、ゴム弾性体６０の使用を省略
して第１３図に示す下部シート５００が使用される。

この下部シート５００の内周面は下部シート５０と同じ
である。前記下部シート５０の突出部５２を囲んで配さ
れるゴム弾性体６０は下部シート５０をその弾性により
ボールヘツド２０表面に密に摺接せしめて要求されるポ
ールジョイントの作動トルクを得るとともに、上部シー
ト４０と下部シート５０間に摩耗が生じた場合、該下部
シート５０を押圧しその摩耗を自動的に補償する役割を
果たすものである。

前記ケーシング３０の大開口部３２を閉塞する閉止板Ｔ
Ｏは、下部シート５０と閉止板ＴＯ間に位置するゴム弾
性体６０を押圧して該下部シート５０に対して圧縮係合
せしめ、そしてケーシング唇部３５がかしめられて該ケ
ーシング３０に固定される。

つぎに以上述べた構成からなるポールジョイントの組立
てについて説明する。

まず前述した方法、すなわちケーシング３０の内周面に
接着層ａ）該接着層ａ上に、内周面に凹曲面４１または
４２を有する摺動層ｂが被着形成されて上部シート４０
が構成されたケーシング３０を準備する。

つぎにボールスタツド１０をケーシング３０の小開口部
３１より突出させて、該ポールスタッド１０に隣接する
ボールヘツド２０を上部シート４０の凹曲面４１または
４２に適合させる。そして上部シート４０に囲撓された
ボールヘツド２０の端部に下部シート５０の凹球面座５
１を嵌合させ、該下部シート５０の突出部５２を囲んで
ゴム弾性体６０を配置せしめる。ついでゴム弾性体６０
を押圧して閉止板１０の周縁をケーシング３０の内周面
段部３４に当接して、該ケーシング大開口部３２を閉止
板ＴＯによつて閉塞し、そして該ケーシング３０の唇部
３５をかしめて閉止板ＴＯを固定し、ボールヘツド２ａ
）上部シート４０）下部シート５０およびケーシング３
０の相対位置が定められて組立てを完了する。

以上述べた本発明の特徴を要約すると； １ ボールヘツドを収容するケーシング内周面に合成樹
脂上部シートを薄層として耐圧強度を高めた態様で直接
被着形成したこと。

２ 薄層からなる上部シートを、ケーシング内周面に形
成された接着層上に熱可塑性合成樹脂粉末あるいは射出
成形による薄肉成形物の態様で供給し、該樹脂を融着せ
しめて融着被覆層を形成せしめた後、該融着被覆層を凸
曲面を有する押型を用いて押圧してケーシング内周面に
被着形成させたこと。

３ ケーシングの内周凹球面部の曲率半径は上部シート
を介してボールヘツドの曲率半径と極めて近似した値に
構成させたこと。

４ ケーシング内周面の硬度はボールヘツドの硬度に等
しいかもしくはそれよりも低く形成したこと。

である。

そして、以上の特徴を有する本発明のポールジョイント
において、上部シートは合成樹脂薄層としてケーシング
内周面に一体的に固着されているので、荷重下における
該上部シートの塑性流動は防止され、また上部シートが
ケーシング内で該ケーシングに対して相対運動すること
がなくポールジョイントの耐久性を向上させることがで
きる。

また上部シートをケーシング内周面に被着する際に押型
を使用して押圧するため、ケーシング内周面の加工精度
に影響されず、高精度のシート凹曲面を有する上部シー
トを得ることができる。さらにボールヘツドを支承する
上部シートに万ｉ摩耗が生じ、該ボールヘツドが該上部
シートの摩耗分だけケーシングｄ、開口部側に移行し、
ケーシング小開口部の周縁端部との局部的な金属同志の
摺接（線接触）が行われることとなつても、ケーシング
小開口部の周縁端部側を摩耗せしめて面摺接（面接触）
に移行せしめ、それによつて両者の摩耗を極力防止する
ことができるので、ボールヘツド側の摩耗に起因する該
ボールヘツドのケーシング小開口部からの脱落、という
重大な事故を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第３図は従来のポールジョイント
組立品を示す断面図、第４図は本発明のポールジョイン
ト組立品を示す断面図、第５図はケーシングを示す断面
図、第６図は本発明ポールジョイント組立品の使用態様
を示す断面図で−部を示し、第？図は押型を示す正面図
、第８図は本発明ポールジョイント組立品の拡大断面図
で一部を示し、第９図は薄肉成形物を示す斜視図、第１
０図は押型の他の例を示す正面図、第１１図は本発明ポ
ールジョイント組立品の他の実施例を示す拡大断面図で
一部を示し、第１２図は本発明ポールジョイント組立品
の各構成要素を示す分解断面図、第１３図は下部シート
の他の実施例を示す断面図である。 １０・・・・・・ボールスタツド、２０・・・・・・ボ
ールヘツド、３０・・・・・・ケーシング、４０・・・
・・・上部シート、５０・・・・・・下部シート、６０
・・・・・・ゴム弾性体、ＴＯ・・・・・・閉止板、Ａ
，Ａｉ・・・・・押型。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一端に小開口部、他端に大開口部を有し、内部に凹
   球面部を有するケーシングと、ボールヘッドを一体に有
   するボールスタッドと、該ケーシング内に配されて該ボ
   ールヘッドを囲撓し、かつ支持するボールスタッド軸線
   方向に上下２分割された合成樹脂上部シートと合成樹脂
   下部シートとからなるボールシートと、該下部シートを
   押圧するゴム弾性体と、該ケーシングの大開口部を閉塞
   する閉止板とから構成されたボールジョイントにおいて
   、ケーシング内周面には、接着層と該接着層上に被着形
   成された合成樹脂摺動層とからなる合成樹脂上部シート
   が凹曲面をもつて薄層として直接被着形成されており、
   該ケーシング内周面の凹球面部の曲率半径は該上部シー
   トを介して該ケーシング内に配されるボールヘッドの曲
   率半径と極めて近似した値に形成されているとともに該
   ケーシング内周面の硬度はボールヘッドの硬度と等しい
   かもしくはそれよりも低く形成されていることを特徴と
   するボールジョイント。 ２ 接着層はフェノール樹脂、エポキシ態脂、フェノー
   ル変性アルキッド樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂か
   ら選択された合成樹脂であるか、あるいはテトライソプ
   ロピルチタネート、テトラブチルチタネートなどの有機
   チタニウムエステルから選択される特許請求の範囲第１
   項に記載のボールジョイント。 ３ 合成樹脂摺動層はナイロン樹脂、ポリアセタール樹
   脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、
   ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂から選択
   される特許請求の範囲第１項に記載のボールジョイント
   。 ４ 合成樹脂摺動層はナイロン樹脂、ポリアセタール樹
   脂、熱可塑性ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、
   ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂から選択
   した一つの樹脂を基本樹脂とし、該基本樹脂に対して４
   ０重量％以下の割合で前記他の合成樹脂を混入したブレ
   ンド体樹脂から構成される特許請求の範囲第１項に記載
   のボールジョイント。 ５ 合成樹脂上部シートはケーシング内周面に０．３〜
   １．０ｍｍの厚さをもつて被着形成される特許請求の範
   囲第１項に記載のボールジョイント。 ６ ケーシング内周面の硬度はロックウェル硬度３０〜
   ５８、ボールヘッドの硬度はロックウェル硬度５８〜６
   ３に形成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載のボールジョイント。 ７ 一端に小開口部、他端に大開口部を有し、内部に凹
   球面部を有するケーシングと、ボールヘッドを一体に有
   するボールスタッドと、該ケーシング内に配されて該ボ
   ールヘッドを囲撓し、かつ支持するボールスタッド軸線
   方向に上下２分割された合成樹脂上部シートと合成樹脂
   下部シートとからなるボールシートと、該下部シートを
   押圧するゴム弾性体と、該ケーシングの大開口部を閉塞
   する閉止板とから構成されたボールジョイントの製造方
   法において、（イ）ケーシングの内周面を清浄にした後
   、該内周面に接着層を形成する工程、（ロ）該接着層を
   形成したケーシングを加温した状態に保ち、該接着層上
   に熱可塑性合成樹脂を粉末あるいは薄肉成形物の形態で
   供給して該ケーシング内周面に該樹脂の融着被覆層を形
   成する工程、（ハ）該融着被覆層を有するケーシングを
   該樹脂の固化温度以上でかつその融点よりも高々１００
   ℃高い温度以下の温度に保持し、該融着被覆層に凸曲面
   を有する押型を押圧した後全体を冷却する工程、からな
   り、該ケーシング内周面に、該押型の凸曲面に対応する
   凹曲面を有する薄層からなる合成樹脂上部シートを直接
   被着形成せしめてなるボールジョイントの製造方法。 ８ 接着層はフェノール樹脂、エポキシ樹脂、フェノー
   ル変性アルキッド樹脂、フラン樹脂、ポリイミド樹脂か
   ら選択された合成樹脂であるか、あるいはテトライソプ
   ロピルチタネート、テトラブチルチタネートなどの有機
   チタニウムエステルから選択される特許請求の範囲第７
   項に記載のボールジョイントの製造方法。 ９ 上部シートを形成する熱可塑性合成樹脂はナイロン
   樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオ
   レフィン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ
   素樹脂から選択される特許請求の範囲第７項に記載のボ
   ールジョイントの製造方法。 １０ 上部シートを形成する熱可塑性合成樹脂はナイロ
   ン樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリエステル樹脂、ポリ
   オレフィン樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フ
   ッ素樹脂から選択した一つの樹脂を基本樹脂とし、該基
   本樹脂に対して４０重量％以下の割合で前記他の合成樹
   脂を混入したブレンド体樹脂から構成される特許請求の
   範囲第７項に記載のボールジョイントの製造方法。