WO2006098124A1

WO2006098124A1 - ボールジョイント

Info

Publication number: WO2006098124A1
Application number: PCT/JP2006/303156
Authority: WO
Inventors: Takeki Shirai; Takashi Sakae; Takamasa Mitsugi; Tetsuhiro Nishide
Original assignee: Thk Co., Ltd.
Priority date: 2005-03-15
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2006-09-21
Also published as: EP1865212A4; EP1865212B1; US20090047063A1; KR101312229B1; KR20070119640A; CN101142415B; EP1865212A1; JP5153323B2; JPWO2006098124A1; CN101142415A

Abstract

　ブーツシール(4)とボールシャンク(1)との間におけるシール性能を高め、かかるシール性能をホルダ(2)に対するボールシャンク(1)の揺動運動時においても維持することができ、ホルダ(2)のボール受け部(20)に対する塵芥や泥水の侵入を完全に防止することが可能なボールジョイントを提供する。ボールシャンク(1)にはフランジ部(13)を設けると共に、このフランジ部(13)にはボールシャンク(1)の軸方向に対して傾斜したテーパ面(16)を形成する。ブーツシール(4)は、ホルダ(2)に対して固定される円環状の固定部と、ボールシャンク(1)の軸部(10)を締めつけると共にフランジ部(13)に圧接する円環状のシール部(42)とを備え、前記シール部(42)にはフランジ部(13)のテーパ面(16)に対応するサイドリップ部(48)が斜めに拡開するように突出形成され、シール部(42)をボールシャンク(1)の軸部(10)に装着した際にサイドリップ部(48)がテーパ面(16)に圧接する。

Description

明細書

ボーノレジョイント

技術分野

[0001] 本発明は、例えば、自動車のサスペンションアーム部やミッションコントロール部等に使用されてリンク機構を構成するボールジョイントに係り、詳細には、揺動及び回転運動自在に係合したホルダとボールシャンクとの間に外部力粉塵等が侵入するのを防止するための改良に関する。

背景技術

[0002] 従来、この種のボールジョイントは、先端にボール部が形成されたボールシャンクと、前記ボール部を包持するボール受け部が形成されたホルダとから構成され、これらボール部とボール受け部とが極僅かな隙間を介して摺接することにより、ボールシャンクがホルダに対して一定の角度以内で自由に揺動し得る他、かかるボールシャンクの軸を中心として自由に回転運動をなし得るようになつている。

[0003] また、このように構成されるボールジョイントにおいては、ボールシャンクのボール部とホルダのボール受け部との間に塵芥が侵入すると、これら両者の摺接面が傷つき、早期摩耗の原因となる他、ホルダに対するボールシャンクの円滑な運動が損なわれること力ら、従来より、ボールシャンクとホルダとの間にはブーツシールが取り付けられ、ボール部とボール受け部との間に外部力も塵芥が侵入するのを防止している。また、このブーツシールはグリース等の潤滑剤の保持空間をも提供しており、ブーツシール内に潤滑剤を保持することで、ボール部とボール受け部との摺接面に常時ダリースが供給され、ボールシャンクの円滑な運動を長期にわたって維持することができるようになっている。

[0004] 従来、このブーツシールとてしては、実用新案登録第 2574530号に開示されるものが知られている。図 4に示すように、このブーツシール 100はゴム状弾性体によつて形成されており、ホルダ 101に固定される円環状の固定部 102と、ボールシャンク 1 03の軸部に装着される円環状のリブ 104と、これら固定部 102とリブ 104とを連結して潤滑剤の保持空間を形成するシール本体部 105とが一体に設けられて、る。前記ボールシャンク 103の軸部には環状の取付溝 106が形成されており、前記リブ 104 はこの取付溝 106に没入することで、ボールシャンク 103の揺動時にブーツシール 1 00そのものが該ボールシャンク 103の軸部に対してずり下がるのを防止している。また、前記リブ 104の上部には円筒状のダストリップ 107が立設されており、このダストリップ 107はボールシャンク 103の軸部の外周面に被さると共に、その先端が前記軸部に圧接している。すなわち、前記ダストリップ 107は径方向の収縮力によってボールシャンク 103の軸部を締めつけており、ダストリップ 107の先端部と軸部の外周面とが緊密に接触することによってシール面が形成され、ブーツシール 100の保持空間内に充填してある潤滑剤の漏出や、ホルダ 101のボール受け部に対する塵芥の侵入の防止が図られている。

特許文献 1：実用新案登録第 2574530号

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0005] し力し、この従来のブーツシールでは、ボールシャンクの取付溝に没入するリブにはシール面を形成するためのリップが何ら設けられておらず、かかるリブはブーツシールのずり下がり防止のみを目的とし、ブーツシールとボールシャンクとの間におけるシール面の形成を専ら前記ダストリップのみに依存している。このため、ボールシャンクが揺動し、前記ダストリップに対してシール本体部側から引つ張り力が作用すると、ダストリップの先端とボールシャンクとの接触面圧が低下し、かかるダストリップのシール性能が阻害され易いといった問題点があった。特に、自動車のサスペンション構造等の如ぐ泥水環境にさらされ易ぐし力もボールシャンクの繰り返し運動周波数の高、箇所にボールジョイントを用いる場合には、ブーツシールに極めて高!、シール性能が必要とされ、前述した従来のブーツシールではその要求を十分に満たすことができな力た。

[0006] また、ダストリップはボールシャンクを径方向にのみ締めつけて!/、るので、ボールシヤンクが揺動し、ダストリップに対してシール本体部側から引っ張り力が作用すると、力かるダストリップがボールシャンクの軸方向へ変位し易ぐこのこともダストリップのシール性能を阻害する要因となって、た。課題を解決するための手段

[0007] 本発明はこのような問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ブーッシールとボールシャンクとの間におけるシール性能を高め、力かるシール性能をホルダに対するボールシャンクの揺動運動時にぉ、ても維持することができ、ホルダのボール受け部に対する塵芥や泥水の侵入を完全に防止して、長期にわたり良好な運動性能を発揮することが可能なボールジョイントを提供することにある。

[0008] 本発明のボールジョイントは、ボールシャンクとホルダが揺動及び回転運動自在に連結されると共に、これらホルダとボールシャンクとの間に装着されるブーツシールとを備えて、る。ボールシャンクにはブーツシールの突き当て面を備えたフランジ部が設けられると共に、前記突き当て面の外周部にはボールシャンクの軸方向に対して傾斜したテーパ面が形成されている。一方、前記ブーツシールは、前記ホルダに対して固定される円環状の固定部と、前記ボールシャンクの軸部を締めつけると共に前記フランジ部に圧接する円環状のシール部と、これら固定部とシール部とを連結して潤滑剤の保持空間を形成するシール本体部とから構成されている。

[0009] ブーツシールのシール部にはサイドリップ部が形成されており、このサイドリップ部は前記フランジ部のテーパ面に対応して斜めに拡開するように突出形成されている。前記シール部はボールシャンクの軸部を締めつける収縮力を発揮する一方、かかるシール部にはこれをボールシャンクのフランジ部に圧接させる軸方向力が作用していることから、前記シール部をボールシャンクの軸部に装着すると、これらの力によつて前記サイドリップ部がフランジ部のテーパ面に対して略正面力圧接することになる。これにより、ボールシャンクの傾動を原因としてシール部をホルダ側に引っ張る力が作用したとしても、サイドリップ部がテーパ面上で変位するのを確実に防止し、ブーッシールのシール部とボールシャンクのフランジ部との間の密封状態を確実に維持することができる。

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]本発明を適用したボールジョイントの実施形態を示すものである。

[図 2]実施形態に係るブーツシールを示す断面図である。

[図 3]ブーツシールのシール部とボールシャンクとの接触状態を示す拡大図である。 [図 4]従来のボールジョイントにおけるブーツシールの例を示す断面図である。

符号の説明

[0011] 1…ボーノレシャンク、 2· · ·ホノレダ、 4…ブーツシール、 10…軸部、 13…フランジ部、 14…突き当て面、 15· · ·係止溝、 16…テーパ面、 30…保持空間、 41 · · ·固定部、 42 …シール部、 43· · ·シール本体部、 34· · ·内周リップ部、 47· · ·端面リップ部、 48· "サイドリップ部

発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下、添付図面に沿って本発明のボールジョイントを詳細に説明する。

[0013] 図 1は本発明を適用したボールジョイントの実施形態を示すものである。同図において、符号 1はボールシャンク、符号 2はこのボールシャンク 1と互いに揺動及び回転運動自在に連結されたホルダ、符号 4は前記ボールシャンク 1とホルダ 2との連結部分を覆うように取り付けられたブーツシールである。

[0014] 前記ボールシャンク 1は略円柱状の軸部 10の先端にボール部 11を形成したものである。力かるボール部 11はホルダ 2との滑らかな摺接を実現するため、真球度の高いベアリング用鋼球を軸部 10に溶接することで形成されている。また、ボール部 11と反対側における軸部 10の端部には雄ねじ部 12が形成されると共に、かかる雄ねじ部 1 2と隣接してフランジ部 13が設けられており、力かるフランジ部 13を座面として、例えばリンク機構を構成するコネクティングロッド等をボールシャンク 10にねじ止めし得るように構成されている。

[0015] 一方、前記ホルダ 2は、ボールシャンク 1のボール部 11を包持するボール受け部 2 0を備えると共に、やはりコネクテイングロッド等をねじ止めし得る連結部を備えている。図 1において、前記連結部はボール受け部 20に隠れており、同図には示されていない。前記ボール受け部 20の上部にはボールシャンク 1の軸部 10が突出する開口部 20aが形成され、力かるボールシャンク 1はこの開口部 20aの範囲内でホルダ 2に対して自由に揺動し得るようになつている。また、ボール受け部 20の下部にはボール部 11の球面が露出する潤滑窓 24が形成され、この潤滑窓 24には潤滑剤の収容部 2 5を形成するためのキャップ部材 26が嵌合して!/、る。ボールシャンク 1のボール部 11 とホルダ 2のボール受け部 20との間には榭脂ライナ 22が介在しており、ボール部 11 はボール受け部 20に対して直接接触することなく前記榭脂ライナ 22に摺接している

[0016] そして、前記ブーツシール 4はホルダ 2のボール受け部 20の周縁とボールシャンク 1の軸部 10との間に取り付けられ、ボール部 11とボール受け部 20の摺接面に対して開口部 20aから塵芥が侵入するのを防止すると共に、力かる開口部 20aに露出したボール部 11の球面に対して潤滑剤を供給する保持空間 30を形成して、る。このブーッシール 4はゴム等の弾性材料力成形されており、ボールシャンク 1の自在な摇動運動を阻害しな、よう、かかるボールシャンク 1に追従して自在に変形し得るようになっている。

[0017] 図 2はボールジョイントに装着する前のブーツシール 4を示すものである。かかるブーッシール 4は両端が開口した袋状に形成されており、前記ホルダ 2のボール受け部 20の周縁に対して固定される円環状の固定部 41と、前記ボールシャンク 1の軸部 10に対して固定される円環状のシール部 42と、これら固定部 41とシール部 42を連結するシール本体部 43とから構成されている。また、シール本体部 43は、前記固定部 41から起立した外側周壁 43aと、前記シール部 42から外側周壁 43aと重なるようにして該外側周壁 43aの内径側へ垂下した内側周壁 43bと、前記外側周壁 43aと内側周壁 43bとを互いに連結する S字屈曲部 43cと力も構成されて、る。ボールシャンク 1を揺動させると、シール部 42に連続する内側周壁 43b及び S字屈曲部 43cは軸部 10の揺動に追従して弾性変形し、ボールシャンク 1の倒れた側では、内側周壁 43 b及び S字屈曲部 43cが外側周壁 43aと重なるようにして折り畳まれる。また、反対側では、ボールシャンク 1の揺動を邪魔しないよう、 S字屈曲部 43cが外側周壁 43aと内側周壁 43bの間で伸展し、力かるボールシャンク 1の揺動に対してブーツシール 4が余裕を持って追従し得るようになって、る。

[0018] また、図 3に示すように、前記固定部 41にはホルダ 2のボール受け部 20の周縁と嚙み合う金属性の補強環 46が設けられており、ボールシャンク 1の揺動に追従してブーッシール 4が変形を生じた場合であっても、前記固定部 41がボール受け部 20から離脱するのを防止している。力かる補強環 46はゴム材カも形成された固定部 41の内部に埋設されており、ボール受け部 20と嚙み合う爪部のみが固定部 41の内径側に露出している。また、補強環 46が固定されるボール受け部 20の周縁には取付部 23 が円環状に切り欠かれており、補強環 36の内径は前記取付部 23の外径よりも若干小さく形成されている。従って、ブーツシール 4の固定部 41をボール受け部 20に固定する際には、専用治具（図示せず)を用い、力かる治具を固定部 31に対して上方力も当接させるようにして、固定部 41をボール受け部 20の円環状取付部 23に対して強制的に押し込む。これにより、補強環 36がボール受け部 20に圧入され、ブーツシール 4がボールシャンク 1の揺動に追従して変形した場合であつても、固定部 41のボール受け部 20に対する離脱が防止されるようになって、る。

[0019] 一方、前記シール部 42は潤滑剤ポケット 30から潤滑剤が漏出するのを防止するため、若干の締め代をもってボールシャンク 1の軸部 10に嵌合しており、強制的に押し広げることによって軸部 10に装着されている。力かるシール部 42はボールシャンク 1 の軸部 10とフランジ部 13の交わった隅角部に接しており、前記シール本体部 43の弾性変形に起因して生じる付勢力を利用して、前記フランジ部 13のボール部 11側に位置する突き当て面 14に押しつけられている。また、ボールシャンク 1の軸部 10には前記フランジ部 13に隣接して係止溝 15が形成されており、シール部 42はこの係止溝 15に没入している。これにより、前記シール部 42の軸部 10に対するずり下がりが防止され、ボールシャンク 1の揺動運動に対してブーツシール 4が確実に追従することが可能となっている。

[0020] 力かるシール部 42の内周面にはボールシャンク 1の軸部 10に圧接する複数の内周リップ部 34が形成されている。具体的には、シール部 42の内周面に周方向に沿つた複数の溝が形成され、この溝によって区画されるようにして複数の内周リップ部 34 が突出形成されており、潤滑剤の漏出防止及び保持空間 30に対する塵芥侵入の防止を担っている。また、ボールシャンク 1のフランジ部 13に突き当てられるシール部 4 2の上面にも端面リップ部 47が突出形成されており、この端面リップ部 47がフランジ部 13の突き当て面 14に圧接することで、シール部 42とフランジ部 13との間の密封がなされている。すなわち、前記シール部 42には複数のシールリップ 34, 47が存在し、これらシールリップ 34, 47をボールシャンク 1の軸部 10及びフランジ部 13に圧接させることにより、シール部 42とボールシャンク 1との間のシール性能が高められ、保持空間 30内の潤滑剤の漏出や、外部力も保持空間 30内への塵芥の侵入が堅固に防止されている。

[0021] また、前記ボールシャンク 1のフランジ部 13には、前記突き当て面 14の外周側にボールシャンク 1の軸方向に対して傾斜したテーパ面 16が形成されており、前記シール部 32に突設されたサイドリップ部 48がこのテーパ面 16に被さっている。このサイドリップ部 48は前記シール部 42の外周側の角部付近に設けられると共に、シール部 4 2よりも半径方向の外側において斜めに拡開するように突設されており、フランジ部 1 3のテーパ面 16と緊密に接触している。

[0022] 前述の如ぐ前記シール部 42はボールシャンク 1の軸部 10を締めつける収縮力を発揮すると共に、ボールシャンク 1の軸方向に沿つて前記フランジ部 13の突き当て面 14に押し付けられているので、前記サイドリップ部 48はこれらの力の合力によってフランジ部 13のテーパ面 16に押し付けられている。すなわち、サイドリップ部 48はボールシャンク 1の軸方向に対して傾斜形成されたテーパ面 16に対して略正面カゝら圧接しているのである。これにより、サイドリップ部 48とフランジ部 13のテーパ面 16は緊密に接触し、前記端面リップ部 47よりも外側に塵芥の侵入を排除するためのシールリツプが形成されていることになり、シール部 42とボールシャンク 1との間のシール性能がー層高められるようになって、る。

[0023] また、サイドリップ部 48をフランジ部 13のテーパ面 16に圧接させる力力シール部 42の径方向への収縮力と軸方向への付勢力の合力として発生しているので、譬えボールシャンク 1が揺動し、シール本体部 43が屈曲状態力進展状態に移行したとしても、サイドリップ部 48のフランジ部 13に対する圧接力の低下を抑えることができ、サイドリップ部 48とフランジ部 13のテーパ面 16との間のシール状態を維持することができる。従って、ボールシャンク 1の揺動に伴ってボールシャンク 1とブーツシール 4との間のシール性能が損なわれるのを可及的に防止することができるものである。

Claims

請求の範囲

[1] ボールシャンク (1)とホルダ (2)が揺動及び回転運動自在に連結されると共に、これらホルダ (2)とボールシャンク (1)との間に装着されるブーツシール (4)とを備えたボールジョイントにおいて、

前記ボールシャンク (1)にはブーツシール (4)の突き当て面 (14)を備えたフランジ部 (1 3)を設けると共に、前記突き当て面 (14)の外周部にはボールシャンク (1)の軸方向に対して傾斜したテーパ面 (16)を形成する一方、

前記ブーツシール (4)は、前記ホルダ (2)に対して固定される円環状の固定部 (41)と、前記ボールシャンク (1)の軸部 (10)を締めつけると共に前記フランジ部 (13)に圧接する円環状のシール部 (42)と、これら固定部 (41)とシール部 (42)とを連結して潤滑剤の保持空間 (30)を形成するシール本体部 (43)とから構成され、

前記シール部 (42)には前記フランジ部 (13)のテーパ面 (16)に対応するサイドリップ部 (48)が斜めに拡開するように突出形成され、前記シール部 (42)をボールシャンク (1)の軸部 (10)に装着した際に、前記サイドリップ部 (48)がテーパ面 (16)に圧接することを特徴とするボールジョイント。

[2] 前記シール部 (42)は、前記フランジ部 (13)の突き当て面 (14)に押し当てられる端面リツプ部 (47)と、前記ボールシャンク (1)を径方向に締めつける内周リップ部 (34)とを備えていることを特徴とする請求項 1記載のボールジョイント。

[3] 前記ボールシャンク (1)の軸部 (10)には、前記ブーツシール (4)のシール部が没入する係止溝 (15)が周方向に沿って形成されて、ることを特徴とする請求項 1記載のボールジョイント。

[4] 前記ブーツシール (4)をホルダ (2)とボールシャンク (1)との間に装着した状態で、力かるブーツシール (4)のシール本体部 (43)に弾性変形が生じ、この変形によって前記シール部 (42)がボールシャンク (1)のフランジ部 (13)に向けて付勢されていることを特徴とする請求項 1記載のボールジョイント。

[5] 前記シール本体部 (43)は、前記固定部 (41)から起立した外側周壁 (43a)と、前記シール部 (42)力外側周壁 (43a)と重なるようにして該外側周壁 (43a)の内径側へ垂下した内側周壁 (43b)と、前記外側周壁 (43a)と内側周壁 (43b)とを互いに連結する S字屈曲部 (43c)とから構成されていることを特徴とする請求項 4記載のボールジョイント。