WO2006103849A1

WO2006103849A1 - ボールジョイント

Info

Publication number: WO2006103849A1
Application number: PCT/JP2006/303229
Authority: WO
Inventors: Kazuharu Shimazu; Takahiro Oda
Original assignee: Kabushiki Kaisha Somic Ishikawa
Priority date: 2005-03-29
Filing date: 2006-02-23
Publication date: 2006-10-05
Also published as: JP2006275176A; US20090010706A1; US7641413B2; JP4863638B2

Abstract

　ソケット内でのボールシートのがたつきを防止したボールジョイントを提供する。　ボールスタッド２の軸方向に第１所定値以上の荷重が加わった際には、クッションシート５が所定量変形すると、対向面部73がボールシート４の第１荷重受け部52に当接することで、ボールシート４がクッションシート５の中心軸方向への所定量以上の変形を食い止める。ボールスタッド２の軸方向に第１所定値よりも大きい第２所定値以上の荷重が加わった際には、ボールシート４の第２荷重受け部54がソケット３の内室25の底面部33に当接することで、クッションシート５への軸方向の負荷を軽減し、ボールシート４がクッションシート５の軸方向への所定量以上の変形を食い止める。ボールスタッド２に比較的大きな軸方向荷重が加わった際でも、クッションシート５の永久変形を抑制でき、ソケット３内でのボールシート４のがたつきを防止できる。

Description

明細書

ボーノレジョイント

技術分野

[0001] 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として、開口部と底面部と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収容され開口部に連通する開口を有するベアリングシートとしてのボールシートと、このボールシートとソケットの内室の間に介在された弾性部材としてのクッションシートと、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たものが知られている。そして、このボールジョイントは、ベアリングシートの開口と反対側の端部に、ソケットの内室の底面部に対向する荷重受け面部が形成され、ボールスタッドに所定値以上の軸方向への圧縮荷重が加わると、ベアリングシートの荷重受け面部がハウジングの内室の底面部に当接することで、ベアリングシートが負荷を受け、弹性部材の軸方向へのへたりを防止している（例えば、特許文献 1参照。 ) o 特許文献 1 :特公平 7— 30781号公報 (第 2— 3頁、図 1)

発明の開示

発明が解決しょうとする課題

[0002] しかしながら、上述のボールジョイントでは、所定値以上の大荷重がボールスタッドに加わった際に、クッションシートが中心軸方向に潰されて塑性変形すなわち永久変形するおそれがあり、このように永久変形してしまうと、ソケット内でボールシートにがたつきが生じるおそれがあると!/、う問題点を有して、る。

[0003] 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ソケット内でのベアリングシートのがたつきを防止した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

[0004] 請求項 1記載のボールジョイントは、一端に開口部を有し他端に底面部を有する内室を備えたソケットと、一端に開口を備え、この開口が前記開口部に連通するように前記ソケットの内室に収容されたベアリングシートと、このベアリングシートに回動可能に保持されて前記ソケットの内室に収容されるボール部、及び、このボール部から突設され前記開口及び前記開口部に挿通されるスタッド部を備えたボールスタッドと、前記ベアリングシート及び前記ソケットの内面の間に介在され、対向面部を内周側に備えた筒状の弾性部材とを具備し、前記ベアリングシートは、前記ソケットに収容され外部力力が加わっていない状態で前記対向面部に離間されて対向し、前記ボ一ルスタッドに第 1所定値以上の所定方向荷重が加わった際に前記対向面部と当接する第 1荷重受け部と、前記ソケットに収容され外部力力が加わっていない状態で前記底面部に対して離間され、前記ボールスタッドに前記第 1所定値よりも大きい第 2所定値以上の所定方向荷重が加わった際に前記底面部に当接する第 2荷重受け部とを備えて、るものである。

[0005] そして、ボールスタッドに第 1所定値以上の所定方向荷重が作用した際には、弾性部材が所定量変形すると、ベアリングシートの第 1荷重受け部が弾性部材の内周側の対向面部に当接するため、この弾性部材の中心軸方向への塑性変形が防止されるとともに、ボールスタッドに第 2所定値以上の所定方向荷重が作用した際には、ベァリングシートの第 2荷重受け部がハウジングの内室の底面部に当接して弾性部材への所定方向の負荷が軽減されるため、弾性部材の塑性変形が防止され、ソケット内でのベアリングシートのがたつきが防止される。

[0006] 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いて、ベァリングシートは、略筒状に形成され、第 1荷重受け部が他端部の外周面に設けられているとともに、第 2荷重受け部が前記第 1荷重受け部に連続して先端部に平面状に設けられて、るものである。

[0007] そして、第 1荷重受け部を、略筒状のベアリングシートの他端部の外周面に設けることで、ボールスタッドに第 1所定値以上の所定方向荷重が作用した際に、第 1荷重受け部が対向面部と確実に当接して弾性部材の中心軸方向への変形がより確実に防止されるとともに、第 2荷重受け部を、第 1荷重受け部に連続してベアリングシートの先端部に平面状に設けることで、ボールスタッドに第 2所定位置以上の所定方向荷重が作用した際に、第 2荷重受け部が底面部と確実に当接して弾性部材への所定方向の負荷がより確実に軽減されるので、弾性部材の塑性変形がより確実に防止される。

発明の効果

[0008] 請求項 1記載のボールジョイントによれば、ボールスタッドに第 1所定値以上の所定方向荷重が作用した際には、弾性部材が所定量変形すると、ベアリングシートの第 1 荷重受け部が弾性部材の内周側の対向面部に当接するため、この弾性部材の中心軸方向への塑性変形を防止できるとともに、ボールスタッドに第 2所定値以上の所定方向荷重が作用した際には、ベアリングシートの第 2荷重受け部がハウジングの内室の底面部に当接して弾性部材への所定方向の負荷が軽減されるため、弾性部材の塑性変形を防止でき、ソケット内でのベアリングシートのがたつきを防止できる。

[0009] 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、第 1荷重受け部を、略筒状のベアリングシートの他端部の外周面に設けることで、ボールスタッドに第 1所定値以上の所定方向荷重が作用した際に、第 1荷重受け部が対向面部と確実に当接して弾性部材の中心軸方向への変形をより確実に防止できるとともに、第 2荷重受け部を、第 1荷重受け部に連続してベアリングシートの先端部に平面状に設けることで、ボールスタッドに第 2所定位置以上の所定方向荷重が作用した際に、第 2荷重受け部が底面部と確実に当接して弾性部材への所定方向の負荷がより確実に軽減されるので、弾性部材の塑性変形をより確実に防止できる。

図面の簡単な説明

[0010] [図 1]本発明の一実施の形態のボールジョイントを示す縦断面図である。

[図 2](a)は同上ボールジョイントの第 1所定値以上の所定方向荷重が加わった状態の一部を拡大して示す縦断面図、（b)は同上ボールジョイントの第 2所定値以上の所定方向荷重が加わった状態の一部を拡大して示す縦断面図である。

符号の説明

[0011] 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 5 弾性部材としてのクッションシート

15 ボーノレ部

16 スタッド言

25 内室

26 開口部

33 底面部

44 開口

52 第 1荷重受け部

54 第 2荷重受け部

73 対向面部

発明を実施するための最良の形態

[0012] 以下、本発明の一実施の形態のボールジョイントの構成を図面を参照して説明する

[0013] 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、自動車の懸架装置、あるいは操舵装置などに用いられるものである。そして、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樹脂製などのボールシート 4、弾性部材としての合成樹脂製などのクッションシート 5、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!ヽダストカバーなどを備えて、る。

[0014] 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。

[0015] 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。

また、スタッド部 16は、ソケット 3から突出している。

[0016] さらに、ソケット 3は、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とを有している。

[0017] 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、内室 25に連通する開口部 26が開口形成されるとともに、軸方向の他端部に、接続部 22が突設される底部 27が形成され、外周部の所定位置に凹部 28が設けられている。そして、このソケット本体 21は、内室 25にボールシート 4を嵌着して開口部 2 6の外周縁部を中心軸方向に力しめ変形することにより、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。

[0018] 内室 25は、開口部 26側から底部 27側へと、内周面部 31、傾斜面部 32及び底面部 3 3が順次連続的に同心状に形成され、底部 27側である傾斜面部 32及び底面部 33が縮径されている。

[0019] また、内周面部 31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周面状に形成されている。

[0020] さらに、傾斜面部 32は、内周面部 31から底面部 33側へと中心軸に向けて傾斜した円筒内周面状に形成されている。

[0021] そして、底面部 33は、内室 25の底面となる部分であり、中心軸方向に向けて若干傾斜した平面状に形成されて！ヽる。

[0022] 一方、接続部 22は、ソケット本体 21の底部 27にこのソケット本体 21と同軸状に設けられ、例えば図示しない被接続部にねじこまれる雄ねじ部 41が外周面に設けられている。

[0023] 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略円筒状に形成され、ボール部 15を回動可能に保持する球面状の摺動面 43が内部に設けられ、この摺動面 43に連続して、軸方向の一端部に開口 44が開口形成されているとともに、軸方向の他端側に底部開口 45が開口形成されている。

[0024] また、このボールシート 4の外周部は、ソケット 3のかしめ変形時にこのソケット 3の内周面部 31により保持される外周面部 51が開口 44側に形成され、この外周面部 51の他端側には、第 1荷重受け部 52を有しクッションシート 5が嵌合される嵌合凹部 53が形成され、かつ、この嵌合凹部 53の他端側には、第 2荷重受け部 54が、中心軸側へと平面状に形成されている。

[0025] 摺動面 43は、ソケット 3の力しめ変形によりボールスタッド 2のボール部 15に沿って球面状に変形してボール部 15の外周面を保持する部分である。また、この摺動面 43 には、ボール部 15の赤道位置、すなわちボールスタッド 2の中心軸に直交する平面上でボール部 15の半径が最大となる位置よりも他端側の位置に、図示しな、潤滑剤を収容する円環溝状の潤滑剤溜め部 57が形成されて、る。

[0026] この潤滑剤溜め部 57は、ボール部 15の赤道に対して略平行、すなわちボール部 15 の緯線方向に沿って設けられている。この結果、摺動面 43は、潤滑剤溜め部 57により

、開口 44側の第 1摺動面 61と底部開口 45側の第 2摺動面 62とに分割されている。

[0027] また、開口 44は、ボールシート 4をソケット 3の内室 25に嵌着した状態で開口部 26に連通され、スタッド部 16が挿通される部分である。

[0028] さらに、底部開口 45は、ソケット 3の内室 25の底面部 33に対向し、ボールシート 4の内部と内室 25とを連通するとともに、この底面部 33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。

[0029] 一方、外周面部 51は、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の赤道よりも底部開口 45側に延設されている。

[0030] また、嵌合凹部 53は、外周面部 51に連続する第 1嵌合面部 65と、この第 1嵌合面部

65に連続する第 2嵌合面部 66と、この第 2嵌合面部 66と第 2荷重受け部 54とに連続する第 1荷重受け部 52とを有して、る。

[0031] そして、第 1嵌合面部 65は、ボールシート 4の中心軸側に延設された円環面状である。

[0032] また、第 2嵌合面部 66は、第 1嵌合面部 65力もボールシート 4の軸方向の他端側へと傾斜した円環面状に形成されている。

[0033] さらに、第 1荷重受け部 52は、第 2嵌合面部 66力もボールシート 4の軸方向の他端側へと突設され、円筒外周面状に形成されている。また、この第 1荷重受け部 52は、クッションシート 5及びボールシート 4がソケット 3の内室 25に嵌着されて外部力も力が加えられていない状態で、クッションシート 5の内周側に離間されて対向している。

[0034] そして、第 2荷重受け部 54は、第 1荷重受け部 52の他端部から中心軸方向に平面状に延設された円環面状に形成され、底部開口 45の周縁部に位置している。また、この第 2荷重受け部 54は、ボールシート 4及びクッションシート 5がソケット 3の内室 25 に嵌着されて外部力力が加えられていない状態で、この内室 25の底面部 33に離間されて対向している。すなわち、第 2荷重受け部 54と底面部 33との間には、空間部 67 が形成されている。

[0035] また、クッションシート 5は、弾性を有するポリウレタン、ポリエステル、あるいはゴムなどの合成樹脂により略円筒状に形成され、その弾性力によりボールシート 4と内室 25 との寸法公差を吸収することで、ソケット 3の内室 25内でのボールシート 4のがたつきを防止するとともに、ボールスタッド 2のボール部 15に予備負荷すなわちプレロードを付与してボールスタッド 2の作動トルクを安定させるものである。

[0036] そして、このクッションシート 5は、ソケット 3の内室 25に嵌着されボールシート 4の嵌合凹部 53に嵌合された状態で第 1嵌合面部 65に当接する第 1当接面部 71を軸方向の一端側に有し、この第 1当接面部 71に連続し第 2嵌合面部 66に当接する第 2当接面部 72が中心軸方向に連続するとともに、この第 2当接面部 72に連続し第 1荷重受け部 52に離間されて対向する対向面部 73が内周側に形成されている。

[0037] さらに、クッションシート 5の軸方向の他端部には、対向面部 73に連続するシート底面部 75が形成され、このシート底面部 75には、クッションシート 5及びボールシート 4 力 Sソケット 3の内室 25に嵌着されてクッションシート 5がボールシート 4の嵌合凹部 53に嵌合された状態で傾斜面部 32に当接するシート傾斜面部 76が外周側に連続している。

[0038] そして、このシート傾斜面部 76には、クッションシート 5及びボールシート 4がソケット 3の内室 25に嵌着されてクッションシート 5がボールシート 4の嵌合凹部 53に嵌合された状態で内周面部 31に当接するシート外周面部 77が連続し、このシート外周面部 77 の一端部が第 1当接面部 71に連続して、る。

[0039] 第 1当接面部 71は、クッションシート 5の中心軸側に延設された円環面状である。

[0040] また、第 2当接面部 72は、第 1当接面部 71からクッションシート 5の軸方向の他端側へと傾斜した円環面状に形成されている。

[0041] そして、対向面部 73は、クッションシート 5の内周面となるものであり、第 2当接面部 7 2からクッションシート 5の軸方向の他端側へと連続した円筒内周面状に形成されている。また、この対向面部 73は、ボールシート 4及びクッションシート 5がソケット 3の内室 25に嵌着されて外部力力が加えられていない状態で、第 1荷重受け部 52に離間されて対向している。すなわち、対向面部 73と第 1荷重受け部 52との間には、円環状の間隙 78が全周に形成されて!ヽる。

[0042] また、シート底面部 75は、クッションシート 5の中心軸側に延設された円環面状に形成され、クッションシート 5の軸方向の他端面となっている。

[0043] さらに、シート傾斜面部 76は、シート底面部 75に対してクッションシート 5の軸方向に傾斜した円環面状に形成されている。

[0044] そして、シート外周面部 77は、クッションシート 5の外周面となるものであり、円筒外周面状に形成されている。

[0045] 次に、上記一実施の形態の動作を説明する。

[0046] ボールジョイント 1を組み立てる際には、ソケット 3の開口部 26からクッションシート 5 及びボールシート 4を順次内室 25に嵌着し、ボールスタッド 2のボール部 15をボールシート 4内に挿入してスタッド部 16を開口 44及び開口部 26から突出させ、ソケット 3の開口部 26の外周部を中心軸方向に力しめ変形することで、ボールスタッド 2、ボールシート 4及びクッションシート 5がソケット 3に対して抜け止めされる。

[0047] この状態で、クッションシート 5がボールシート 4の嵌合凹部 53に嵌合して第 1荷重受け部 52と対向面部 73との間に間隙 78が形成されるとともに、第 2荷重受け部 54と底面部 33との間に空間部 67が形成されている。そして、外部力も力が加わっていない場合には、ボールシート 4とクッションシート 5との嵌合による歪みなどを間隙 78及びクッシヨンシート 5の弾性力が吸収することにより、ボールシート 4の摺動面 43及び外周面部 51などに略均一な力を伝達でき、摺動面 43に対して摺動するボールスタッド 2のボール部 15及びソケット 3の内室 25の表面形状の寸法公差を吸収でき、ボール部 15 の摺動による摩擦トルクを安定させることができる。

[0048] そして、ボールスタッド 2に第 1所定値以上の所定方向荷重、すなわちソケット 3の軸方向に沿う軸方向荷重 P1が加わった際には、図 2(a)に示すように、ボールシート 4がソケット 3の底面部 33側へと軸方向に可撓変形することで嵌合凹部 53が変形し、この嵌合凹部 53に嵌合したクッションシート 5が軸方向及び中心軸方向に所定量可撓変形する。すなわち、クッションシート 5が、傾斜面部 32の傾斜方向に沿って矢印 Aに示す方向へと可撓変形する。 [0049] このとき、間隙 78が狭まり対向面部 73の全面がボールシート 4の第 1荷重受け部 52 の全面に当接することで、ボールシート 4がクッションシート 5の中心軸方向への所定量以上の変形を食!、止める。

[0050] さらに、ボールスタッド 2に第 1所定値よりも大きい第 2所定値以上の軸方向荷重 P2 が加わった際には、図 2(b)に示すように、ボールシート 4及びクッションシート 5が矢印 A方向にさらに可撓変形する。

[0051] このとき、間隙 78が狭まり対向面部 73の全面がボールシート 4の第 1荷重受け部 52 の全面に当接するとともに、空間部 67が狭まりボールシート 4の第 2荷重受け部 54がソケット 3の内室 25の底面部 33に当接することで、クッションシート 5への軸方向の負荷を軽減し、ボールシート 4がクッションシート 5の軸方向への所定量以上の変形を食い止める。

[0052] この結果、ボールスタッド 2に比較的大きな軸方向荷重が加わった際でも、クッションシート 5の塑性変形、すなわち永久変形を中心軸方向及び軸方向に抑制できるので、クッションシート 5のボールシート 4を内室 25に押し付ける弾性力が損なわれに《、ソケット 3内でのボールシート 4のがたつきを、従来よりも高い荷重に亘つて防止できる。

[0053] また、第 1荷重受け部 52を、略筒状のボールシート 4の他端部の外周面に設けることで、ボールスタッド 2に第 1所定値以上の軸方向荷重 P1が作用した際に、第 1荷重受け部 52が対向面部 73と確実に当接してクッションシート 5の中心軸方向への変形をより確実に防止でき、かつ、第 2荷重受け部 54を、第 1荷重受け部 52に連続してボールシート 4の先端部に平面状に設けることで、ボールスタッド 2に第 2所定値以上の軸方向荷重 P2が作用した際に、第 2荷重受け部 54が底面部 33と確実に当接してクッシヨンシート 5への軸方向の負荷をより確実に軽減でき、クッションシート 5の永久変形をより確実に抑制できる。

[0054] そして、このように軸方向荷重に対する耐荷重性が向上することにより、荷重が大きくなる部位に上記ボールジョイント 1を適用でき、使、勝手を向上できる。

[0055] なお、上記一実施の形態において、ボールシート 4の摺動面となる内周面側の形状は、例えば潤滑剤を保持する溝部をさらに設けたりするなど、任意に設定できる。産業上の利用可能性

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などに利用される

Claims

請求の範囲

[1] 一端に開口部を有し他端に底面部を有する内室を備えたソケットと、

一端に開口を備え、この開口が前記開口部に連通するように前記ソケットの内室に収容されたベアリングシートと、

このベアリングシートに回動可能に保持されて前記ソケットの内室に収容されるボール部、及び、このボール部力突設され前記開口及び前記開口部に挿通されるスタッド部を備えたボールスタッドと、

前記ベアリングシート及び前記ソケットの内面の間に介在され、対向面部を内周側に備えた筒状の弾性部材とを具備し、

前記ベアリングシートは、

前記ソケットに収容され外部力力が加わっていない状態で前記対向面部に離間されて対向し、前記ボールスタッドに第 1所定値以上の所定方向荷重が加わった際に前記対向面部と当接する第 1荷重受け部と、

前記ソケットに収容され外部力力が加わって、な、状態で前記底面部に対して離間され、前記ボールスタッドに前記第 1所定値よりも大きい第 2所定値以上の所定方向荷重が加わった際に前記底面部に当接する第 2荷重受け部とを備えていることを特徴とするボールジョイント。

[2] ベアリングシートは、略筒状に形成され、第 1荷重受け部が他端部の外周面に設けられているとともに、第 2荷重受け部が前記第 1荷重受け部に連続して先端部に平面状に設けられている

ことを特徴とした請求項 1記載のボールジョイント。