WO2006070631A1 - ボールジョイント - Google Patents

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WO2006070631A1
WO2006070631A1 PCT/JP2005/023267 JP2005023267W WO2006070631A1 WO 2006070631 A1 WO2006070631 A1 WO 2006070631A1 JP 2005023267 W JP2005023267 W JP 2005023267W WO 2006070631 A1 WO2006070631 A1 WO 2006070631A1
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WO
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ball
socket
opening
fitting
inner chamber
Prior art date
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PCT/JP2005/023267
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshiyuki Sagisaka
Takahiro Oda
Shouji Nakagami
Keiichiro Suzuki
Original Assignee
Kabushiki Kaisha Somic Ishikawa
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • F16C11/0623Construction or details of the socket member
    • F16C11/0628Construction or details of the socket member with linings
    • F16C11/0633Construction or details of the socket member with linings the linings being made of plastics
    • F16C11/0638Construction or details of the socket member with linings the linings being made of plastics characterised by geometrical details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C33/00Parts of bearings; Special methods for making bearings or parts thereof
    • F16C33/02Parts of sliding-contact bearings
    • F16C33/04Brasses; Bushes; Linings
    • F16C33/06Sliding surface mainly made of metal
    • F16C33/08Attachment of brasses, bushes or linings to the bearing housing
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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    • Y10T403/00Joints and connections
    • Y10T403/32Articulated members
    • Y10T403/32114Articulated members including static joint
    • Y10T403/32196Articulate joint is ball and socket
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T403/32Articulated members
    • Y10T403/32606Pivoted
    • Y10T403/32631Universal ball and socket
    • Y10T403/32713Elastomerically biased or backed components

Definitions

  • the present invention relates to a ball joint provided with a socket having an inner chamber in which a bearing seat holding a ball portion of a ball stud is accommodated.
  • a ball joint used for a suspension system or a steering system of an automobile is known.
  • a ball joint has a substantially bottomed cylindrical socket having an inner chamber with an opening, and a flexible bearing having an opening fixed to the inner chamber of the socket and communicating with the opening.
  • a ball seat as a sheet, and a ball stud having a ball portion slidably held on a sliding surface in the ball sheet and a stud portion inserted through the opening and the opening.
  • the ball sheet of such a ball joint is fixed to the inner chamber of the socket by deforming the periphery of the opening of the socket by force.
  • the ball seat when heat is generated in the ball seat due to the sliding between the ball portion of the ball stud and the sliding surface, the ball seat may shrink due to the heat history of the heat.
  • the opening side of the ball sheet is plastically deformed in the central axis direction by the force deformation of the peripheral portion of the opening of the socket, and the bottom surface is viewed from the opening side of the inner chamber of the socket. Since the ball seat is simply pressed to the side, there is no part that prevents the circumferential movement of the ball seat having a relatively smooth outer peripheral surface. This As a result, when the interference is reduced by the contraction of the ball seat, there is a problem that the ball seat may rotate together with the swing or rotation of the ball portion of the ball stud.
  • the present invention has been made in view of these points, and it is an object of the present invention to provide a ball joint capable of preventing corotation of a bearing sheet.
  • a ball joint comprising a ball stud having a ball portion, and a substantially cylindrical bearing having a spherical sliding surface and an opening for rotatably holding the ball portion of the ball stud.
  • the seat comprises: a seat; an inner chamber for holding the bearing seat holding the ball portion of the ball stud; and a substantially bottomed cylindrical socket having an opening and a bottom communicating with the opening; A plurality of holding surfaces are spaced apart on the opposite side of the opening with respect to the axial direction than the position corresponding to the equator position of the ball portion held by the bearing seat, and a plurality of holding surfaces on the equatorial side than the bottom portion.
  • the bearing seat has a plurality of abutting surfaces that abut the holding surface in a state of being accommodated in the inner chamber, and the fitting receiving unit that is engaged with the engaging portion. With what That.
  • the opening portion in the axial direction is more open than the position corresponding to the equator position of the ball portion
  • a fitting portion having a plurality of holding surfaces is provided on the opposite side and on the equator side with respect to the bottom, and a plurality of contact surfaces that are in contact with the holding surfaces while being accommodated in the inner chamber are provided on the bearing sheet.
  • the ball joint according to claim 2 is the ball joint according to claim 1, wherein the fitting portion and the fitting receiving portion are substantially regular octagonal when viewed from the axial direction by the holding surface and the contact surface, respectively. It is shaped and shaped.
  • a ball joint according to claim 3 is the ball joint according to claim 1, wherein the fitting portion and the fitting receiving portion are formed in a substantially regular octagonal shape as viewed from the axial direction by the holding surface and the contact surface, respectively. It is a rewarding thing.
  • a ball joint according to claim 4 is the ball joint according to any one of claims 1 to 3, wherein the bearing sheet is provided on the outer surface on the opposite side of the opening than the fitting receiving portion in the axial direction. It has a projection that is pressure-welded to the inner chamber in a state of being assembled to the socket.
  • the projection is deformed by providing a protrusion that is pressed against the inner chamber in a state of being assembled to the socket on the outer surface on the opposite side of the opening from the fitting receiving portion in the axial direction of the bearing sheet.
  • the ball portion in the inner chamber of the socket accommodating the bearing seat, the ball portion is spaced apart on the opposite side to the opening with respect to the axial direction than the position corresponding to the equator position of the ball portion.
  • a fitting portion having a plurality of holding surfaces on the equator side of the bottom portion, and the bearing sheet has a plurality of contact surfaces that abut the holding surface in a state of being accommodated in the inner chamber.
  • the fitting portion and the fitting receiving portion are substantially viewed from the axial direction by the holding surface and the contact surface, respectively.
  • the fitting portion and the fitting receiving portion are substantially viewed from the axial direction by the holding surface and the contact surface, respectively.
  • the opening of the bearing seat is opposite to the opening with respect to the axial direction of the bearing sheet.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing a ball joint according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 A plan view showing the outer side of the socket of the same ball joint.
  • Fig. 3 is a sectional view taken along the line A-A of Fig. 2 of the same socket.
  • FIG. 4 It is a top view which shows the inner side of a socket same as the above.
  • FIG. 5 A plan view showing a bearing seat of the ball joint of the same.
  • Fig. 6 is a cross-sectional view taken along the line B-B in Fig. 5 of the same bearing seat.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing the same bearing seat attached to a socket.
  • 1 is a ball joint, and this ball joint 1 is a ball stud 2 made of steel or the like, a substantially bottomed cylindrical socket 3 made of metal, etc., a synthetic resin as a bearing sheet, etc. It has a ball seat 4 and a dust cover (not shown) formed in a substantially cylindrical shape from rubber or soft synthetic resin.
  • the ball joint 1 is used, for example, as a rack end of a steering device of an automobile with the axial direction set to be horizontal.
  • the ball stud 2 has a ball portion 15 rotatably held by the ball seat 4 and a stud portion 16 axially protruded from the ball portion 15.
  • the ball portion 15 is housed in the socket 3 in a state of being held by the ball seat 4.
  • the stud portion 16 protrudes from the socket 3 and its tip end is connected to, for example, a tie rod end not shown.
  • the socket 3 has a substantially bottomed cylindrical socket main body 21, and one end portion of the axial direction of the socket main body 21, and the stud portion 16 of the ball stud 2 is opposite to that. And a connection 22 projecting in the direction.
  • the socket body 21 is internally provided with an inner chamber 25 in which the ball seat 4 is fitted, and at one axial end, there is formed a bottom portion 26 in which the connecting portion 22 is protruded. Axis which is opposite side An opening 27 communicating with the inner chamber 25 is formed at the other end of the direction, and a pair of recesses 28 are provided at positions facing each other on the outer peripheral portion. Then, with the ball seat 4 fitted in the inner chamber 25, the socket body 21 forms a force crimped portion 29 by caulking deformation of the outer peripheral edge of the opening 27 in the central axis direction as shown in FIG. 1. As a result, the ball seat 4 is held in the inner chamber 25, and the ball stud 2 is prevented from coming off the socket 3 and the ball seat 4.
  • the inner chamber 25 has an opening-side inner peripheral surface 31, a fitting 32, an inclined surface 33, and a bottom surface 36 toward the opening 27 -side force bottom 26.
  • the sloped surface portion 33 and the bottom surface portion 36 which are successively and continuously formed concentrically, and the bottom portion 26 side is diameter-reduced to be a slope, and become a surface of the bottom portion 26 on the opening 27 side.
  • the opening-side inner peripheral surface portion 31 is formed in a cylindrical inner surface having an inner diameter dimension slightly larger than the maximum outer diameter dimension of the ball sheet 4. Further, the opening side inner circumferential surface portion 31 is located closer to the bottom portion 26 than the position corresponding to the equator E of the end force ball portion 15 on the fitting portion 32 side. In other words, the vicinity of the end on the side of the fitting portion 32 of the opening-side inner circumferential surface portion 31 corresponds to the position corresponding to the equator E of the ball portion 15.
  • the equator E of the ball portion 15 is a position at which the radius of the ball portion 15 on the plane orthogonal to the central axis of the ball stud 2 is maximized.
  • the fitting portion 32 is formed in the inner surface of a cylinder having an outer diameter dimension substantially equal to the maximum outer diameter dimension of the ball seat 4, and a plurality of projecting portions toward the central axis side of the socket 3, the present embodiment
  • eight holding surfaces 37 are provided, and a slight stepped portion 38 is formed in a continuous portion with the opening side inner circumferential surface portion 31 in the central axis direction of the socket 3.
  • the fitting portion 32 is spaced apart from the bottom portion 26 opposite to the opening 27 by a predetermined distance corresponding to the equator E of the ball portion 15, for example, about 2 to 3 mm in this embodiment. From the position, it is provided over the inclined surface 33 which is closer to the equator E than the bottom 26.
  • the holding surface 37 is provided in a planar shape substantially parallel to the axial direction of the socket 3, and on the opening 27 side, the inclined portion 37 a is inclined so as to be smoothly continuous with the opening side inner peripheral surface 31. Is formed.
  • the holding surfaces 37 are spaced at substantially equal intervals in the circumferential direction of the socket 3.
  • the fitting portion 32 has a substantially regular polygonal shape as viewed from the axial direction of the socket 3, and the present embodiment. In this case, it is formed in a substantially regular octagon shape.
  • the stepped portion 38 is a buffer portion positioned corresponding to the position of the equator E of the ball portion 15 at the time of the force deformation of the socket main body 21, thereby relieving torque. is there.
  • the inclined surface portion 33 has a cylindrical inner surface formed along the outer peripheral surface of the ball seat 4 so as to be inclined toward the central axis from the fitting portion 32 to the bottom portion 26 side.
  • the bottom surface portion 36 is a portion to be the bottom surface of the inner chamber 25 and is formed in an inclined surface shape.
  • connection portion 22 is provided coaxially with the socket main body 21 at the bottom portion 26 of the socket main body 21 and, for example, an external thread portion 41 to be screwed into a rack gear bar (not shown) is provided on the outer peripheral surface.
  • the ball sheet 4 is formed in a substantially cylindrical shape in which one end side in the axial direction is reduced in diameter by a synthetic resin such as flexible polyacetal, for example.
  • a sliding surface 44 for rotatably holding the ball portion 15 by deformation is provided inside, a bottom opening 45 communicating with the sliding surface 44 is formed at one end side in the axial direction, and the other in the axial direction
  • An opening 46 communicating with the sliding surface 44 is formed on the end side.
  • the outer peripheral portion of the ball sheet 4 extends from the opening 46 side to the bottom opening 45 side when the socket 3 is tightened and deformed.
  • the bottom opening side outer peripheral surface portion 55 to be held is sequentially and continuously formed concentrically.
  • the sliding surface 57 on the opening side and the sliding surface 58 on the bottom opening side are successively and continuously formed concentrically from the opening 46 side to the bottom opening 45 side.
  • the opening-side sliding surface 57 is formed in a cylindrical inner surface having an inner diameter substantially equal to the outer diameter of the ball portion 15 of the ball stud 2 and is deformed by caulking deformation of the socket 3 to form a spherical surface. And the outer peripheral surface of the ball portion 15 closer to the stud portion 16 side than the equator E of the ball portion 15.
  • the bottom opening-side sliding surface 58 is formed in a spherical concave shape along the outer peripheral shape of the ball portion 15 of the ball stud 2. Furthermore, in the present embodiment, the bottom opening-side sliding surface 58 has a lubricant such as grease, for example, in a substantially central region in the axial direction of the ball seat 4.
  • An oil reservoir 61 is formed between the outer circumferential surface of the portion 15 and the outer circumferential surface. For this reason, the bottom opening side sliding surface 58 is divided by the oil reservoir 61 into a first sliding surface 62 and a second sliding surface 63.
  • the oil reservoir 61 is not necessarily required.
  • the bottom opening-side sliding surface 58 is formed to have a maximum inside diameter smaller than the inside diameter of the opening-side sliding surface 57. For this reason, in the continuous portion of each sliding surface 57, 58, a step portion 65 for holding the lubricant is formed between the sliding surface 57 and the outer circumferential surface of the ball portion 15.
  • the opening side outer peripheral surface portion 51 is formed in a circumferential surface having an outer diameter dimension substantially equal to the inner diameter dimension of the opening side inner peripheral surface portion 31. It is extended to the side.
  • the fitting receiving portion 52 is located at a position corresponding to the fitting portion 32 in a state where the ball seat 4 is attached to the inner chamber 25 of the socket 3, ie, from the equator E of the ball portion 15 to the opposite side to the opening 46. It is provided from a position separated by a predetermined distance on the bottom opening 45 side, for example, about 2 to 3 mm in the present embodiment, to an end of the inclined outer peripheral surface 53 separated by a force of the bottom opening 45. Furthermore, in the present embodiment, a plurality of, in the present embodiment, eight contact surfaces 67 are formed in the fitting receiving portion 52 in a state where the ball seat 4 is attached to the inner chamber 25 of the socket 3. ing.
  • the contact surface 67 is formed in a planar shape substantially parallel to the axial direction of the ball sheet 4, and is spaced apart at substantially equal intervals in the circumferential direction of the ball sheet 4. They are located on the central axis side of 4. For this reason, the fitting receiving portion 52 is formed in a substantially polygonal shape as viewed in the axial direction of the ball seat 4 and in a regular octagonal shape in the present embodiment.
  • an inclined contact portion 68 in the form of an inclined surface is formed so as to be smoothly continuous to the opening-side outer peripheral surface portion 51.
  • the inclined contact portion 68 is a portion held in contact with the inclined portion 37 a of the holding surface 37.
  • the inclined outer peripheral surface portion 53 is formed in a circumferential surface shape that is inclined toward the central axis of the ball sheet 4 from the opening side outer peripheral surface portion 51 side to the bottom opening side outer peripheral surface portion 55 side.
  • the present embodiment in the inclined outer peripheral surface portion 53, a plurality of the present embodiment, eight projections 71 in the present embodiment, and a plurality at the end portion on the bottom opening side outer peripheral surface portion 55, the present embodiment In the embodiment, eight projections 72 are respectively provided in a protruding manner. These projections 71 and 72 press the inclined surface portion 33 when the ball seat 4 is accommodated in the inner chamber 25 of the socket 3 and the force-clamped portion 29 of the socket 3 is crimped and deformed. As a result of deformation, deformation, and crushing, dimensional tolerances between the outer circumferential surface of the ball seat 4 and the inner chamber 25 of the socket 3 are absorbed, and the load from the ball stud 2 is supported by the inclined surface portion 33.
  • the protrusions 71 are located in the vicinity of the central portion of the contact surface 67 in the circumferential direction of the ball seat 4.
  • the protrusions 72 are located between the contact surface 67 and the contact surface 67 in the circumferential direction of the ball seat 4. Therefore, these projections 71 and 72 are mutually adjacent in the circumferential direction of the ball seat 4.
  • the positions and the number of the protrusions 71 and 72 can be set arbitrarily, and may or may not be necessary.
  • the bottom opening side outer peripheral surface 55 is a portion to be the bottom of the outer side of the ball seat 4 and is formed in an annular planar shape along the radial direction of the ball seat 4. Located at the outer edge.
  • the bottom opening 45 faces the bottom surface portion 36 of the socket 3 and holds a lubricant between the bottom surface portion 36 and the outer peripheral surface of the ball portion 15 of the ball stud 2.
  • the opening 46 communicates with the opening 27 and is a portion through which the stud portion 16 of the ball stud 2 is inserted.
  • the ball seat 4 is accommodated in the inner chamber 25 of the socket 3.
  • the ball contact surface 67 of the ball sheet 4 and the inclined contact portion 68 contact the holding surface 37 of the socket 3 and the inclined portion 37a.
  • the seat 4 and the socket 3 are aligned, and the bottom opening side outer peripheral surface portion 55, the inclined outer peripheral surface portion 53, the fitting receiving portion 52 and the opening side outer peripheral surface portion 51 of the ball sheet 4 are the bottom surface portion 36 and the inclined surface portion 33 of the socket 3, respectively.
  • the ball seat 4 is held in the inner chamber 25 by being held by the fitting portion 32 and the opening-side inner circumferential surface portion 31.
  • the socket 3, the ball seat 4 and the ball stud 3 are placed in a predetermined mold of a caulking machine so that the ball portion 15 of the ball stud 2 is held on the sliding surface 44 of the ball seat 4.
  • the opening side outer peripheral surface 51 of the ball sheet 4 is deformed by the caulking 29. While being deformed along the outer peripheral surface of the ball portion 15, the projections 71, 72 of the ball sheet 4 are pressed against the inclined surface portion 33 of the socket 3, and the ball stud 2 is prevented from coming off the socket 3 and the ball sheet 4.
  • the axial direction of the position corresponding to the position of the equator E of the ball portion 15 is greater in the axial direction A state in which the fitting portion 32 provided with a plurality of holding surfaces 37 is provided on the bottom 26 side and at a position closer to the equator E than the bottom 26 and in the inner chamber 25 on the outer peripheral surface of the ball seat 4
  • the fitting receiving portion 52 having a plurality of contact surfaces 67 in contact with the holding surface 37 and fitting to the fitting portion 32, the ball joint characteristics such as rotational torque are suppressed to suppress the ball joint.
  • the ball sheet 4 is forcibly locked in the circumferential direction by the inner chamber 25 by the contact between the holding surface 37 and the contact surface 67 while the characteristics are easily ensured, and the sliding of the ball portion 15, that is, the rotation Alternatively, corotation of the ball seat 4 caused by the swing can be prevented.
  • the ball sheet 4 is provided in the inner chamber 25 by providing the inclined portion 37 a inclined on the opening 27 side of the holding surface 37 of the socket 3 so as to expand in diameter toward the opening side inner peripheral surface 31.
  • the inclined portion 37a serves as a guide when inserting, and the insertion is facilitated, and by bringing the inclined abutment portion 68 of the ball seat 4 into contact with these inclined portions 37a, the ball seat 4 can be more reliably circumferentially You can stop it.
  • the fitting portion 32 and the fitting receiving portion 52 are formed into a substantially regular polygonal shape as viewed from the axial direction by the holding surface 37 and the contact surface 67, respectively, the ball sheet 4 of the socket 3 is obtained.
  • the fitting portion 32 and the fitting receiving portion 52 approach a circle.
  • it can improve the detent effect of the ball seat 4 compared to, for example, a polygonal shape having a larger number of angles than octagons, and has a smaller number of angles than octagons.
  • the phase alignment at the time of assembling the ball seat 4 into the inner chamber 25 of the socket 3 is facilitated, and the ball joint characteristics can be stabilized.
  • the fitting portion 32 can have a large number of acute angles.
  • the socket 3 can be easily formed and the strength of the socket 3 can be secured.
  • the fitting receiving portion 52 can be easily formed as compared with the case where it is formed into a polygonal shape having an acute angle, and The strength of sheet 4 can be secured.
  • the inner peripheral 25 is pressed against the inclined outer peripheral surface 53 which is the outer peripheral surface on the bottom opening 45 side of the fitting receiving portion 52 in the axial direction of the ball seat 4.
  • the ball seat 4 can be more reliably held in the inner chamber 25, and each projection 71 can be received by the engagement of the inclined outer peripheral surface portion 53.
  • the ball seat 4 can be held more reliably in the inner chamber 25 by providing the projections 72 on the bottom opening side outer peripheral surface 55 side of the inclined outer peripheral surface 53 provided on the side 52.
  • the load from the ball stud 2 can be supported by the entire inclined surface portion 33 of the socket 3.
  • the fitting portion 32 and the fitting receiving portion 52 may be formed in a regular polygonal shape.
  • the present invention is applied to, for example, a suspension system or a steering system of an automobile.

Abstract

 ボールシートの共回りを防止できるボールジョイントを提供する。  ボールシート4を収容したソケット3の内室25にて、ボール部15の赤道Eの位置に対応する位置よりも軸方向に対して底部26側に離間した位置かつ底部26よりも赤道E側に、保持面を複数備えた嵌合部32を設ける。ボールシート4の外周面に、内室25に収容した状態で保持面に当接する当接面を複数有し嵌合部32に嵌合する嵌合受部52を設ける。回転トルクなどのボールジョイント特性に与える影響を抑制しつつ、保持面と当接面の当接によりボールシート4を内室25にて周方向に強制的に回り止めし、ボール部15の回動あるいは揺動に伴うボールシート4の共回りを防止できる。

Description

明 細 書
ボーノレジョイント
技術分野
[0001] 本発明は、ボールスタッドのボール部を保持したベアリングシートが収容される内室 を有するソケットを備えたボールジョイントに関する。
背景技術
[0002] 従来、例えば、自動車の懸架装置、あるいは操舵装置などに用いられるボールジョ イントが知られている。そして、このようなボールジョイントは、一般に、開口部を備え た内室を有する略有底円筒状のソケットと、このソケットの内室に固定され開口部に 連通する開口を有する可撓性のベアリングシートとしてのボールシートと、このボール シート内の摺動面に摺動可能に保持されるボール部及び開口と開口部とに挿通され るスタッド部を有するボールスタッドとを備えている。そして、このようなボールジョイン トのボールシートは、ソケットの開口部の周縁部を力しめ変形することで、ソケットの内 室に固定されている。
[0003] そして、ボールジョイントの耐荷重性を向上させ耐久性の向上を図るために、ボー ルシートの軸方向の開口と反対側の端部の外周面に、ソケットの内室の底面部に当 接する荷重受部を設ける構成が知られている (例えば、特許文献 1参照。 ) o 特許文献 1 :実開平 7— 12621号公報 (第 7— 9頁、図 1)
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0004] ボールジョイントでは、ボールスタッドのボール部と摺動面との摺動などによりボー ルシートに熱が発生すると、この熱の熱履歴によってボールシートが収縮することが ある。
[0005] この場合に、上述のボールジョイントでは、ソケットの開口部の周縁部の力しめ変形 によりボールシートの開口側を中心軸方向に可塑変形させてソケットの内室の開口 部側から底面部側へとボールシートを押さえて 、るだけであるため、比較的滑らかな 構造の外周面を有するボールシートの周方向への挙動を防止する部分がない。この 結果、ボールシートの収縮により締め代が緩和されると、ボールスタッドのボール部の 揺動あるいは回動に伴いボールシートが共回りするおそれがあるという問題点を有し ている。
[0006] 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ベアリングシートの共回りを防止で きるボールジョイントを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 請求項 1記載のボールジョイントは、ボール部を備えたボールスタッドと、前記ボー ルスタッドのボール部を回動可能に保持する球面状の摺動面及び開口を備えた略 筒状のベアリングシートと、前記ボールスタッドのボール部を保持した前記ベアリング シートが収容される内室、前記開口に連通する開口部及び底部を備えた略有底筒 状のソケットとを具備し、前記ソケットは、前記ベアリングシートに保持された前記ボー ル部の赤道位置に対応する位置よりも軸方向に対して前記開口部と反対側に離間さ れかつ前記底部よりも前記赤道側に、複数の保持面を有する嵌合部を備え、前記べ ァリングシートは、前記内室に収容された状態で前記保持面に当接する複数の当接 面を有し、前記嵌合部に嵌合する嵌合受部を備えているものである。
[0008] そして、ボールスタッドのボール部を摺動可能に保持するベアリングシートを収容し たソケットの内室にて、ボール部の赤道位置に対応する位置よりも軸方向に対して開 口部と反対側に離間された位置かつ底部よりも赤道側に、複数の保持面を備えた嵌 合部を設けるとともに、ベアリングシートに、内室に収容された状態で保持面に当接 する複数の当接面を有し嵌合部に嵌合する嵌合受部を設けることで、回転トルクなど のボールジョイント特性に与える影響を抑制しつつ、保持面と当接面との当接により ベアリングシートが内室にて周方向に強制的に回り止めされ、ボール部の摺動に伴う ベアリングシートの共回りが防止される。
[0009] 請求項 2記載のボールジョイントは、請求項 1記載のボールジョイントにお 、て、嵌 合部及び嵌合受部は、それぞれ保持面及び当接面により軸方向から見て略正八角 形状に形成されて ヽるものである。
[0010] そして、嵌合部及び嵌合受部を保持面及び当接面によりそれぞれ軸方向から見て 略正多角形状に形成することで、ベアリングシートをソケットの内室に組み付ける際に 、周方向に容易に位置合わせされる。
[0011] 請求項 3記載のボールジョイントは、請求項 1記載のボールジョイントにおいて、嵌 合部及び嵌合受部は、それぞれ保持面及び当接面により軸方向から見て略正八角 形状に形成されて ヽるものである。
[0012] そして、嵌合部及び嵌合受部を保持面及び当接面によりそれぞれ軸方向から見て 略正八角形状に形成することで、ベアリングシートをソケットの内室に組み付ける際に
、周方向に容易に位置合わせされるとともに、嵌合部と嵌合受部とが円形に近付き、 ボールジョイント特性が安定ィ匕される。
[0013] 請求項 4記載のボールジョイントは、請求項 1ないし 3いずれか一記載のボールジョ イントにおいて、ベアリングシートは、軸方向に対して嵌合受部よりも開口の反対側の 外側面に、ソケットに組み付けられた状態で内室に圧接される突起を備えているもの である。
[0014] そして、ベアリングシートの軸方向に対して嵌合受部よりも開口の反対側の外側面 に、ソケットに組み付けられた状態で内室に圧接される突起を設けることで、突起が 変形することによりベアリングシートの共回りがより確実に防止されるとともに、ボール スタッド力 の荷重をソケットの内室で支持し、剛性及び耐久性が向上する。
発明の効果
[0015] 請求項 1記載のボールジョイントによれば、ベアリングシートを収容したソケットの内 室にて、ボール部の赤道位置に対応する位置よりも軸方向に対して開口部と反対側 に離間された位置かつ底部よりも赤道側に、複数の保持面を備えた嵌合部を設ける とともに、ベアリングシートに、内室に収容された状態で保持面に当接する複数の当 接面を有し嵌合部に嵌合する嵌合受部を設けることで、回転トルクなどのボールジョ イント特性に与える影響を抑制しつつ、保持面と当接面との当接によりベアリングシ ートを内室にて周方向に強制的に回り止めし、ボール部の摺動に伴うベアリングシー トの共回りを防止できる。
[0016] 請求項 2記載のボールジョイントによれば、請求項 1記載のボールジョイントの効果 に加えて、嵌合部及び嵌合受部を保持面及び当接面によりそれぞれ軸方向から見 て略正多角形状に形成することで、ベアリングシートをソケットの内室に組み付ける際 に、周方向に容易に位置合わせできる。
[0017] 請求項 3記載のボールジョイントによれば、請求項 1記載のボールジョイントの効果 に加えて、嵌合部及び嵌合受部を保持面及び当接面によりそれぞれ軸方向から見 て略正八角形状に形成することで、ベアリングシートをソケットの内室に組み付ける際 に、周方向に容易に位置合わせできるとともに、嵌合部と嵌合受部とが円形に近付き 、ボールジョイント特性を安定ィ匕できる。
[0018] 請求項 4記載のボールジョイントによれば、請求項 1ないし 3いずれか一記載のボー ルジョイントの効果に加えて、ベアリングシートの軸方向に対して嵌合受部よりも開口 の反対側の外側面に、ソケットに組み付けられた状態で内室に圧接される突起を設 けることで、突起が変形することによりベアリングシートの共回りをより確実に防止でき るとともに、ボールスタッドからの荷重をソケットの内室で支持し、剛性及び耐久性を 向上できる。
図面の簡単な説明
[0019] [図 1]本発明の一実施の形態のボールジョイントを示す断面図である。
[図 2]同上ボールジョイントのソケットの外部側を示す平面図である。
[図 3]同上ソケットの図 2の A— A断面図である。
[図 4]同上ソケットの内部側を示す平面図である。
[図 5]同上ボールジョイントのベアリングシートを示す平面図である。
[図 6]同上ベアリングシートの図 5の B— B断面図である。
[図 7]同上ベアリングシートをソケットに取り付けた状態を示す断面図である。
符号の説明
[0020] 1 ボールジョイント
2 ボールスタッド
3 ソケット
4 ベアリングシートとしてのボールシート
15 ボーノレ部 32 嵌合部
37 保持面
46 開口
44 摺動面
52 嵌合受部
67 当接面
71, 72 突起
E 赤道
発明を実施するための最良の形態
[0021] 以下、本発明の一実施の形態のベアリングシートの構成を図 1ないし図 7を参照し て説明する。
[0022] 図 1において、 1はボールジョイントで、このボールジョイント 1は、鋼鉄製などのボー ルスタッド 2、金属製などの略有底円筒状のソケット 3、ベアリングシートとしての合成 榭脂製などのボールシート 4、及び、ゴムあるいは軟質合成樹脂などにて略円筒状に 形成された図示しないダストカバーなどを備えている。そして、このボールジョイント 1 は、例えば軸方向を横として自動車の操舵装置のラックエンドなどに用いられるもの である。
[0023] ボールスタッド 2は、ボールシート 4に回動可能に保持されたボール部 15と、このボ ール部 15から軸状に突設されたスタッド部 16とを有している。
[0024] ボール部 15は、ボールシート 4に保持された状態でソケット 3内に収容されている。
[0025] また、スタッド部 16は、ソケット 3から突出し、先端部が例えば図示しないタイロッドェ ンドに接続されている。
[0026] さらに、ソケット 3は、図 2ないし図 4に示すように、略有底円筒状のソケット本体 21と 、このソケット本体 21の軸方向の一端部力 ボールスタッド 2のスタッド部 16と逆方向 に突設された接続部 22とを有して 、る。
[0027] ソケット本体 21は、ボールシート 4が嵌着される内室 25を内部に備え、軸方向の一 端部に、接続部 22が突設される底部 26が形成され、この底部 26と反対側である軸方 向の他端部に、内室 25に連通する開口部 27が開口形成されるとともに、外周部に一 対の凹部 28が互いに対向する位置に設けられている。そして、このソケット本体 21は 、内室 25にボールシート 4を嵌着した状態で、図 1に示すように開口部 27の外周縁部 を中心軸方向にかしめ変形して力しめ部 29を形成することにより、ボールシート 4を内 室 25に保持するとともに、ソケット 3及びボールシート 4に対してボールスタッド 2を抜 け止めする。
[0028] 内室 25は、図 3及び図 4に示すように、開口部 27側力 底部 26側へと、開口部側内 周面部 31、嵌合部 32、傾斜面部 33及び底面部 36が順次連続的に同心状に形成され 、底部 26側である傾斜面部 33及び底面部 36が傾斜状に縮径されて底部 26の開口部 27側の面となっている。
[0029] 開口部側内周面部 31は、ボールシート 4の最大外径寸法よりも若干大きい内径寸 法を有する円筒内面状に形成されている。また、この開口部側内周面部 31は、嵌合 部 32側の端部力 ボール部 15の赤道 Eに対応する位置よりも底部 26側に位置して 、 る。言い換えると、開口部側内周面部 31は、嵌合部 32側の端部近傍がボール部 15の 赤道 Eに対応する位置となって ヽる。
[0030] なお、ボール部 15の赤道 Eとは、ボールスタッド 2の中心軸に直交する平面上での ボール部 15の半径が最大となる位置をいう。
[0031] また、嵌合部 32は、ボールシート 4の最大外径寸法と略等しい外径寸法を有する円 筒内面状に形成され、ソケット 3の中心軸側に突出した複数、本実施の形態では 8つ の保持面 37が設けられて、開口部側内周面部 31との連続部に、ソケット 3の中心軸方 向に向けて若干の段部 38が形成されている。そして、この嵌合部 32は、ボール部 15 の赤道 Eに対応する位置力 所定の距離、本実施の形態では例えば 2〜3mm程度 、開口部 27と反対側である底部 26側に離間された位置から、底部 26よりも赤道 E側で ある傾斜面部 33に亘つて設けられて 、る。
[0032] 保持面 37は、ソケット 3の軸方向に略平行な平面状に設けられ、かつ、開口部 27側 に、開口部側内周面部 31に滑らかに連続するように傾斜した傾斜部 37aが形成され ている。そして、これら保持面 37は、ソケット 3の周方向に略等間隔に離間されている 。このため、嵌合部 32は、ソケット 3の軸方向から見て略正多角形状、本実施の形態 では略正八角形状に形成されている。
[0033] また、段部 38は、図 1に示すように、ソケット本体 21の力しめ変形時に、ボール部 15 の赤道 Eの位置に対応して位置した緩衝部となり、トルクを緩和するものである。
[0034] さらに、傾斜面部 33は、ボールシート 4の外周面に沿って嵌合部 32から底部 26側へ と中心軸に向けて傾斜して形成された円筒内面状である。
[0035] そして、底面部 36は、内室 25の底面となる部分であり、傾斜面状に形成されている
[0036] 一方、接続部 22は、ソケット本体 21の底部 26にこのソケット本体 21と同軸状に設けら れ、例えば図示しないラックギヤバーにねじこまれる雄ねじ部 41が外周面に設けられ ている。
[0037] そして、ボールシート 4は、例えば可撓性を有するポリアセタールなどの合成樹脂に より、図 5ないし図 7に示すように、軸方向の一端側が縮径した略円筒状に形成され、 力しめ変形によりボール部 15を回動可能に保持する摺動面 44が内部に設けられ、軸 方向の一端側に摺動面 44に連通する底部開口 45が開口形成され、かつ、軸方向の 他端側に摺動面 44に連通する開口 46が開口形成されている。また、このボールシー ト 4の外周部は、図 1、図 4及び図 5に示すように、開口 46側から底部開口 45側へと、 ソケット 3の力しめ変形時にこのソケット 3の開口部側内周面部 31により保持される開 口側外周面部 51、嵌合部 32に嵌合する嵌合受部 52、ソケット 3の傾斜面部 33により 保持される傾斜外周面部 53、及び、底面部 36により保持される底部開口側外周面部 55が順次連続的に同心状に形成されている。
[0038] 摺動面 44は、開口 46側から底部開口 45側へと、開口側摺動面 57及び底部開口側 摺動面 58が順次連続的に同心状に形成されている。
[0039] 開口側摺動面 57は、ボールスタッド 2のボール部 15の外径寸法と略等しい内径寸 法を有する円筒内面状に形成され、ソケット 3のかしめ変形により変形して球面状とな り、ボール部 15の赤道 Eよりもスタッド部 16側寄りの外周面を保持する部分である。
[0040] また、底部開口側摺動面 58は、ボールスタッド 2のボール部 15の外周形状に沿った 球面凹状に形成されている。さらに、この底部開口側摺動面 58には、本実施の形態 では、ボールシート 4の軸方向の略中心域に、例えばグリースなどの潤滑剤をボール 部 15の外周面との間に保持する油溜まり部 61が形成されている。このため、底部開 口側摺動面 58は、この油溜まり部 61により、第 1摺動面 62と第 2摺動面 63とに分割さ れている。なお、この油溜まり部 61は、必ずしも必要なものではない。
[0041] そして、底部開口側摺動面 58は、最大内径寸法が開口側摺動面 57の内径寸法より も小さく形成されている。このため、各摺動面 57, 58の連続部には、ボール部 15の外 周面との間に潤滑剤を保持する段差部 65が形成されている。
[0042] 一方、開口側外周面部 51は、開口部側内周面部 31の内径寸法と略等しい外径寸 法を有する円周面状に形成され、ボールシート 4の赤道 Eよりも底部開口 45側に延設 されている。
[0043] また、嵌合受部 52は、ボールシート 4をソケット 3の内室 25に取り付けた状態で嵌合 部 32に対応する位置、すなわちボール部 15の赤道 Eから開口 46と反対側である底部 開口 45側に所定の距離、本実施の形態では例えば 2〜3mm程度、離間された位置 から、底部開口 45力 離間された傾斜外周面部 53の端部まで設けられている。さらに 、この嵌合受部 52には、ボールシート 4をソケット 3の内室 25に取り付けた状態で各保 持面 37に当接する複数、本実施の形態では 8つの当接面 67が形成されている。
[0044] 当接面 67は、ボールシート 4の軸方向に略平行な平面状に形成されており、ボール シート 4の周方向に略等間隔に離間され、開口側外周面部 51よりもボールシート 4の 中心軸側にそれぞれ位置している。このため、嵌合受部 52は、ボールシート 4の軸方 向から見て略多角形状、本実施の形態では正八角形状に形成されている。そして、 この当接面 67の開口 46側の端部には、開口側外周面部 51へと滑らかに連続する傾 斜状の傾斜当接部 68が形成されている。この傾斜当接部 68は、保持面 37の傾斜部 3 7aに当接して保持される部分である。
[0045] さらに、傾斜外周面部 53は、開口側外周面部 51側から底部開口側外周面部 55側 へと、ボールシート 4の中心軸に向けて傾斜された円周面状に形成されている。
[0046] そして、傾斜外周面部 53には、嵌合受部 52側の端部に複数、本実施の形態では 8 つの突起 71と、底部開口側外周面部 55側の端部に複数、本実施の形態では 8つの 突起 72とがそれぞれ突設されている。これら突起 71, 72は、ボールシート 4をソケット 3 の内室 25に収容してソケット 3の力しめ部 29をかしめ変形した際に傾斜面部 33に圧接 されて変形して潰れることで、ボールシート 4の外周面とソケット 3の内室 25との寸法 公差を吸収し、ボールスタッド 2からの荷重を傾斜面部 33で支持するものである。
[0047] 突起 71は、ボールシート 4の周方向に対してそれぞれ当接面 67の中央部近傍に位 置している。
[0048] 一方、突起 72は、ボールシート 4の周方向に対してそれぞれ当接面 67と当接面 67と の間に位置している。したがって、これら突起 71, 72は、ボールシート 4の周方向に互
V、にずれた位置に設けられて!/、る。
[0049] なお、これら突起 71, 72は、その設ける位置及び個数を任意に設定でき、また、必 ずしも必要ない場合もある。
[0050] また、底部開口側外周面部 55は、ボールシート 4の外側の底面となる部分であり、 ボールシート 4の径方向に沿って円環平面状に形成され、ソケット 3の底面部 36の外 周縁部に位置している。
[0051] さらに、底部開口 45は、ソケット 3の底面部 36に対向し、この底面部 36とボールスタ ッド 2のボール部 15の外周面との間に潤滑剤を保持するものである。
[0052] そして、開口 46は、開口部 27に連通し、ボールスタッド 2のスタッド部 16が揷通され る部分である。
[0053] 次に、上記一実施の形態の組み立て手順を説明する。
[0054] まず、ソケット 3の内室 25にボールシート 4を収容する。
[0055] このとき、ボールシート 4を開口部 27側から挿入すると、ボールシート 4の当接面 67 及び傾斜当接部 68とソケット 3の保持面 37及び傾斜部 37aとが当接するようにボール シート 4とソケット 3とが位置合わせされ、ボールシート 4の底部開口側外周面部 55、 傾斜外周面部 53、嵌合受部 52及び開口側外周面部 51がそれぞれソケット 3の底面 部 36、傾斜面部 33、嵌合部 32及び開口部側内周面部 31に保持され、このボールシ ート 4が内室 25に保持される。
[0056] この後、ボールシート 4の摺動面 44にボールスタッド 2のボール部 15を保持するよう に、これらソケット 3、ボールシート 4及びボールスタッド 3をかしめ加工機の所定の金 型に納め、ソケット 3に外力をカ卩えて、ソケット 3の開口部 27の外周縁部を塑性変形さ せると、かしめ部 29によりボールシート 4の開口側外周面部 51がボールスタッド 2のボ ール部 15の外周面に沿って変形するとともに、ボールシート 4の突起 71, 72がソケット 3の傾斜面部 33に圧接され、ボールスタッド 2がソケット 3及びボールシート 4から抜け 止めされる。
[0057] 上述したように、上記一実施の形態によれば、ボールシート 4を収容したソケット 3の 内室 25にて、ボール部 15の赤道 Eの位置に対応する位置よりも軸方向に対して底部 26側に離間された位置かつ底部 26よりも赤道 E側に、保持面 37を複数備えた嵌合部 32を設けるとともに、ボールシート 4の外周面に、内室 25に収容された状態で保持面 3 7に当接する当接面 67を複数有し嵌合部 32に嵌合する嵌合受部 52を設けることで、 回転トルクなどのボールジョイント特性に与える影響を抑制してボールジョイント特性 を容易に確保しつつ、保持面 37と当接面 67との当接によりボールシート 4を内室 25に て周方向に強制的に回り止めし、ボール部 15の摺動、すなわち回動あるいは揺動に 伴うボールシート 4の共回りを防止できる。
[0058] また、ソケット 3の保持面 37の開口部 27側に、開口部側内周面部 31へと拡径するよ うに傾斜した傾斜部 37aを設けることで、ボールシート 4を内室 25に挿入する際に傾斜 部 37aがガイドとなって挿入が容易となるとともに、これら傾斜部 37aにボールシート 4 の傾斜当接部 68を当接させることで、ボールシート 4を、より確実に周方向に回り止め できる。
[0059] さらに、嵌合部 32及び嵌合受部 52を、保持面 37及び当接面 67によりそれぞれ軸方 向から見て略正多角形状に形成することで、ボールシート 4をソケット 3の内室 25に組 み付ける際に、互いの周方向の位相を合わせやすくなるため、容易に位置合わせで きる。
[0060] 特に、嵌合部 32及び嵌合受部 52を、それぞれ軸方向力 見て略正八角形状に形 成することで、嵌合部 32と嵌合受部 52とが円形に近付き、ボールジョイント特性を安 定ィ匕できるとともに、例えば八角形よりも角数が大きい多角形状とする場合と比較して 、ボールシート 4の回り止めの効果を向上でき、八角形よりも角数が小さい多角形状と する場合と比較して、ソケット 3の内室 25へのボールシート 4の組み付けの際の位相 合わせが容易となるととともにボールジョイント特性を安定ィ匕できる。
[0061] そして、嵌合部 32を略正多角形状とすることで、例えば嵌合部を、鋭角を有する多 角形状とする場合と比較して、容易に形成できるとともに、ソケット 3の強度を確保でき る。
[0062] 同様に、嵌合受部 52を略正多角形状とすることで、例えば嵌合受部を、鋭角を有す る多角形状とする場合と比較して、容易に形成できるとともに、ボールシート 4の強度 を確保できる。
[0063] また、ボールシート 4の軸方向に対して嵌合受部 52よりも底部開口 45側の外周面で ある傾斜外周面部 53に、ソケット 3に組み付けられた状態で内室 25に圧接される突起 71, 72を設けることで、突起 71, 72が変形して潰れることにより寸法公差を吸収し、ボ ールシート 4の共回りをより確実に防止できるとともに、ボールスタッド 2からの荷重を ソケット 3の傾斜面部 33で支持し、剛性及び耐久性をより向上できる。
[0064] さらに、突起 71, 72をボールシート 4の周方向にそれぞれ複数設けることで、ボール シート 4をより確実に内室 25に保持できるとともに、各突起 71を傾斜外周面部 53の嵌 合受部 52側に設け、各突起 72を傾斜外周面部 53の底部開口側外周面部 55側に設 けることで、ボールシート 4をより確実に内室 25に保持できる。
[0065] そして、突起 71, 72をボールシート 4の周方向に互いにずれた位置に設けることで、 ソケット 3の傾斜面部 33全体でボールスタッド 2からの荷重を支持できる。
[0066] なお、上記一実施の形態において、嵌合部 32及び嵌合受部 52は、正多角形状と することも可會である。
産業上の利用可能性
[0067] 本発明は、例えば自動車の懸架装置、あるいは操舵装置などに利用される。

Claims

請求の範囲
[1] ボール部を備えたボールスタッドと、
前記ボールスタッドのボール部を回動可能に保持する球面状の摺動面及び開口を 備えた略筒状のベアリングシートと、
前記ボールスタッドのボール部を保持した前記ベアリングシートが収容される内室、 前記開口に連通する開口部及び底部を備えた略有底筒状のソケットとを具備し、 前記ソケットは、前記ベアリングシートに保持された前記ボール部の赤道位置に対 応する位置よりも軸方向に対して前記開口部と反対側に離間されかつ前記底部より も前記赤道側に、複数の保持面を有する嵌合部を備え、
前記ベアリングシートは、前記内室に収容された状態で前記保持面に当接する複 数の当接面を有し、前記嵌合部に嵌合する嵌合受部を備えている
ことを特徴としたボールジョイント。
[2] 嵌合部及び嵌合受部は、それぞれ保持面及び当接面により軸方向力 見て略多 角形状に形成されている
ことを特徴とした請求項 1記載のボールジョイント。
[3] 嵌合部及び嵌合受部は、それぞれ保持面及び当接面により軸方向力 見て略正 八角形状に形成されている
ことを特徴とした請求項 1記載のボールジョイント。
[4] ベアリングシートは、軸方向に対して嵌合受部よりも開口の反対側の外側面に、ソ ケットに組み付けられた状態で内室に圧接される突起を備えている
ことを特徴とした請求項 1な 、し 3 、ずれか一記載のボールジョイント。
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