JP4462995B2 - ボールジョイント - Google Patents

Description

本発明は、自動車の懸架装置に使用されるボールジョイントに関する。

従来より、自動車の懸架装置の連結部にはボールジョイント１０１が頻繁に使用されてきた。このようなボールジョイント１０１は、図５に示す如く、球状の球頭部１０４と球頭部１０４から延出する柄部１０３とを有するボールスタッド１０２と、そのボールスタッド１０２の球頭部１０４を揺動回動自在に包持し、一端にベアリング開口部１０７を、他端にベアリング底部１０８を有する合成樹脂製で略カップ状のベアリング１０６と、そのベアリング１０６を内包し、一端にハウジング開口部１１４を、他端にハウジング底部１１５を有し、ハウジング開口部１１４内周側からボールスタッド１０２の柄部１０３を突出させる略カップ状のハウジング１１３と、ハウジング１１３のハウジング開口部１１４内周に配置され、外周に鍔部１２６が形成される環状の抜け止めリング１２５と、ブーツ小開口部１２０がボールスタッド１０２の柄部１０３外周に、ブーツ大開口部１２１が抜け止めリング１２５外周に装着されるゴム状弾性体からなるブーツ１１９とを備えていた。

ところで前記ベアリング１０６を製造する場合、金型内に合成樹脂を注入して成形する。そのためベアリング１０６はベアリング底部１０８に合成樹脂の注入口であった凸部１１２を有する形状となっている。またベアリング１０６の内周面はボールスタッド１０２の球頭部１０４と略同一形状に形成され、ボールスタッド１０２の球頭部１０４とベアリング１０６との間には潤滑剤が介在する。加えて、ボールスタッド１０２の球頭部１０４における揺動回動時の潤滑性を高めるために、潤滑剤ｗがベアリング１０６から外側へ漏出するのを防止するようにベアリング１０６はベアリング開口部１０７以外は密閉された形状となっている。

また、ハウジング１１３はハウジング開口部１１４側に受端部１１６を有し、この受端部１１６にはハウジング開口部１１４内周に配置される環状の抜け止めリング１２５の外周に形成した鍔部１２６が着座し、受端部１１６に連続する段状の段部１１７には、ベアリング１０６の外周に形成したフランジ１０９が着座する。ハウジング底部１１５内周面にはベアリング１０６の凸部１１２と軸線方向に対向する位置に溝底部１１８ａを有する溝部１１８が形成されていた。

上記ボールジョイント１０１の使用状態において、この軸線方向外側に突出する凸部１１２がハウジング１１３の溝部１１８の溝底部１１８ａと軸線方向に直接当接するとベアリング１０６がハウジング１１３からの反力を受け、ベアリング１０６の内周形状が変形することがある。この変形を防止するため、図６に示す如くベアリング１０６の凸部１１２とハウジング１１３における溝部１１８との間は間隙を有した状態に配置されている。

続いて上記ボールジョイント１０１の組付工程を説明する。まず図７に示す如くハウジング１１３内にハウジング開口部１１４側からベアリング１０６を挿入し、ベアリング１０６の凸部１１２をハウジング１１３の溝部１１８内に配置し、フランジ１０９をハウジング１１３の段部１１７に着座させる。ついで予め内周面に潤滑剤が塗布されているベアリング１０６内にベアリング開口部１０７内周からボールスタッド１０２の球頭部１０４を挿入する。

次に図８に示す如く、ハウジング１１３のハウジング開口部１１４内周に抜け止めリング１２５を挿入し、ベアリング１０６のベアリング開口部１０７を抜け止めリング１２５の曲内面に倣って内周側に折曲させるとともに、抜け止めリング１２５の鍔部１２６を受端部１１６に着座させる。

そして最後に、ブーツ１１９のブーツ大開口部１２１が抜け止めリング１２５に、ブーツ小開口部１２０がボールスタッド１０２の柄部１０３外周に圧入されて、図５に示す如きボールジョイント１０１の組付が完了する。
米国特許ＵＳＰ６０９２９５４号公報

上記の如き組付工程でボールジョイント１０１を組み付けると、ベアリング１０６のベアリング開口部１０７が抜け止めリング１２５によりかしめられたときにベアリング１０６から球頭部１０４へと荷重がかかる。すると球頭部１０４に押圧されてボールスタッド１０２の球頭部１０４とベアリング底部１０８との間に閉じこめられた潤滑剤ｗがベアリング１０６を押圧変形させ、図６に示す如く亀裂ｋを生じさせる。この亀裂ｋから潤滑剤ｗが漏れて潤滑性が低下しトルクが高くなるということがあった。またベアリング１０６に亀裂ｋがあると、ベアリング１０６が破損し耐久性が低下するということも考えられる。

解決しようとする問題点は、ボールスタッドの球頭部とベアリングとの間に介在する潤滑剤によりベアリングが変形して亀裂が発生し、潤滑剤が漏れて潤滑性が低下し所望のトルクが維持できなくなる点、及び破損して耐久性が低下する可能性がある点である。

本発明は、球状の球頭部と球頭部から延出する柄部とを有するボールスタッドと、ボールスタッドの球頭部を包持し一方にベアリング開口部、他方にベアリング底部を有する略カップ状のベアリングと、ベアリングを内包するハウジングと、ボールスタッドの球頭部とベアリングとの間に介在する潤滑剤とを備える自動車の懸架装置の連結部のボールジョイントにおいて、ベアリングは、底部側外周が球形状に成形され、底部側内周が球形状のハウジングと当接すると共に、ベアリング開口部が内周側に折曲され、ベアリング底部に軸線方向外側へ突出する凸部が、底部内周面に凸部と軸線方向反対側に凹部がそれぞれ形成され、ハウジングはベアリングの凸部と軸線方向に対向する内周面に溝部が形成され、ベアリングの凸部はハウジングの溝部に軸線方向に当接するとともに、ベアリングの凸部とハウジングの溝部との間に径方向に隙間が形成されることを特徴とする。

本発明における自動車の懸架装置の連結部のボールジョイントによれば、ベアリングは、底部側外周が球形状に成形され、底部側内周が球形状のハウジングと当接すると共に、ベアリング開口部が内周側に折曲され、ベアリング底部に軸線方向外側へ突出する凸部が、ベアリング底部内周面に凸部と軸線方向反対側に凹部がそれぞれ形成され、ハウジングはベアリングの凸部と軸線方向に対向する内周面に溝部が形成され、ベアリングの凸部はハウジングの溝部に軸線方向に当接するとともに、ベアリングの凸部とハウジングの溝部との間に径方向に隙間が形成されるので、ボールスタッドの球頭部がベアリング内に圧入されたときにベアリング内の潤滑剤が球頭部に押圧されて、ベアリングをかしめたときにボールスタッドの球頭部とベアリング底部との間に密閉された潤滑剤がベアリングを押圧するが、ベアリングが外周側へ変形することが抑制されて亀裂が発生しないので、ベアリング内から潤滑剤が漏れることはなく、所定のトルクを維持できる。加えて破損することはなく耐久性の低下も抑制される。また抜け止めリングにかしめられてベアリングは内径側へ変形するが、ベアリング底部の凹部に変形するので、ベアリングの変形した部分がボールスタッドの球頭部とは接触しないため、トルクに影響を与えることはない。

ボールジョイントにおいて、ベアリングをかしめたときにボールスタッドの球頭部とベアリングとの間に密閉された潤滑剤がベアリングを押圧して亀裂が入り潤滑剤がベアリングから漏れてトルクが高くなること、及び破損して耐久性が低下することを防止するという目的を、内周形状を変更したベアリングとハウジングとの配置状態を変更することにより容易に実現した。

図１に示されるのは、本発明の実施例によるボールジョイント１である。このボールジョイント１は、球状の球頭部４と、球頭部４から延出し反球頭部４側端部に雄ねじ５を有する柄部３とからなるボールスタッド２と、内周にボールスタッド２の球頭部４を揺動回動自在に抱持する包持部１０が形成され、一端端部が開口するベアリング開口部７、他端が円弧状に閉じるベアリング底部８を有するベアリング６と、ベアリング６を内包し、一端にベアリング開口部７側端部が開口するハウジング開口部１４を有するハウジング１３とを備える。

ベアリング６は、金型内に合成樹脂を注入して成形されている。そのためベアリング６は注入口であった凸部１２がベアリング底部８中心から下側に突出する形状に形成されている。また包持部１０内周面はボールスタッド２の球頭部４と略同一形状に形成され、ボールスタッド２の球頭部４とベアリング６との間には潤滑剤が介在し、ボールスタッド２の球頭部４における揺動回動時の潤滑性を高めるために、潤滑剤Ｗがベアリングから外へ漏出しないようにベアリング開口部７以外は密閉された形状となっている。またベアリング底部８内周面には包持部１０より薄肉の凹部１１が形成されている。

ハウジング１３は、ハウジング開口部１４を軸心側に折曲して形成されるカシメ部２７、他端端部に閉口するハウジング底部１５を有し、ハウジング底部１５の内周側には凹状で溝底部１８ａを有する溝部１８が形成される。この溝部１８の溝底部１８ａには、図２に示す如くベアリング６の凸部１２が軸線方向に当接している。また図１に示す如く、ハウジング開口部１４側端部に受端部１６を有し、ハウジング開口部１４内周に配置される環状の抜け止めリング２５の外周に形成した鍔部２６が着座する。また受端部１６に連続する段状の段部１７には、ベアリング６の外周に形成したフランジ９が着座する。

抜け止めリング２５の内周は、所望するベアリング６のベアリング開口部７外周曲率と同一曲率の曲内面を有し、その外周には鍔部２６に連続し軸線方向に延びる立壁部２８が形成される。そしてゴム状弾性体からなるブーツ１９の、補強環２３が内部に埋設されるブーツ大開口部２１が抜け止めリング２５の立壁部２８に固定され、Ｌ字環２２が内部に埋設され断面コの字状のフェルール２４が装着されるブーツ小開口部２０がボールスタッド２の柄部３外周に固定される。

次に上記ボールジョイント１の組付方法について説明する。

まず図３に示す如く、ハウジング１３のハウジング開口部１４側から、予めベアリング開口部７付近を軸線に沿って平行に形成したベアリング６を挿入し、ベアリング６の凸部１２をハウジング１３の溝部１８の溝底部１８ａに軸線方向に当接させる。またベアリング６のフランジ９をハウジング１３の段部１７に着座させ、ついでベアリング６のベアリング開口部７側からボールスタッド２の球頭部４を挿入する。ベアリング６の内周面には潤滑剤が塗布されており、ボールスタッド２の球頭部４がベアリング６の内周面に挿入されると、球頭部４に押されて潤滑剤がベアリング底部８へと移動する。このときベアリング６内は密閉された状態であるため、ベアリング６内の潤滑剤の大部分がベアリング底部８へ移動する。

次に図４に示す如く、ハウジング１３のハウジング開口部１４内周側に抜け止めリング２５を挿入し、ベアリング６のベアリング開口部７を抜け止めリング２５の曲内面に倣って内周側に折曲させるとともに、抜け止めリング２５の鍔部２６をハウジング１３の受端部１６に着座させる。このときボールスタッド２の球頭部４とベアリング底部８との間に密閉された潤滑剤Ｗは、ベアリング６をハウジング１３の溝部１８方向へ押圧するが、ベアリング６の凸部１２がハウジング１３の溝部１８の溝底部１８ａと軸線方向に当接しているため、ベアリング６がハウジング１３の溝部１８側へ変形することは抑制される。更にベアリング６は凸部１２がハウジング１３の溝部１８の溝底部１８ａと軸線方向に当接状態にあるのでハウジング１３から反力を受け、ベアリング底部８内周面の凹部１１へと変形する。

そして最後に、ブーツ１９のブーツ大開口部２１が抜け止めリング２５の立壁部２８に、ブーツ小開口部２０がボールスタッド２の柄部３外周に圧入されて、図１に示す如きボールジョイント１の組付が完了する。

よって上記実施例によれば、ベアリング６はベアリング底部８に軸線方向外側へ突出する凸部１２が、ベアリング底部８内周面に凸部１２と軸線方向反対側に凹部１１がそれぞれ形成され、ハウジング１３は、ベアリング６の凸部１２と軸線方向に対向する内周面に溝部１８が形成され、ベアリング６の凸部１２はハウジング１３の溝部１８に軸線方向に当接するので、ボールスタッド２の球頭部４がベアリング６内に挿入されたときにベアリング６内の潤滑剤が球頭部４に押圧されてベアリング６内をベアリング底部８方向へ移動し、ベアリング６のベアリング開口部７が抜け止めリング２５によりかしめられたときにベアリング６から球頭部４へと荷重がかかり、球頭部４に押圧されてボールスタッド２の球頭部４とベアリング底部８との間に密閉された潤滑剤Ｗがベアリング６を押圧するが、ベアリング６が外周側へ変形することが抑制される。また、ハウジング１３から反力を受けたベアリング６はベアリング底部８の凹部１１内へ変形する。

本発明の実施例によるボールジョイントを表す部分断面平面図である。 図１の要部拡大図である。 本発明の実施例によるボールジョイントを組付する第一段階を表す断面正面図である。 本発明の実施例によるボールジョイントを組付する第二段階を表す断面正面図である。 従来のボールジョイントを表す部分断面平面図である。 図５の要部拡大図である。 従来のボールジョイントを組付する第一段階を表す断面正面図である。 従来のボールジョイントを組付する第二段階を表す断面正面図である。

符号の説明

２ ボールスタッド
３ 柄部
４ 球頭部
６ ベアリング
７ ベアリング開口部
８ ベアリング底部
１１ 凹部
１２ 凸部
１３ ハウジング
１８ 溝部
Ｗ 潤滑剤

Claims (1)

1. 球状の球頭部（４）と該球頭部（４）から延出する柄部（３）とを有するボールスタッド（２）と、該ボールスタッド（２）の球頭部（４）を包持し一方にベアリング開口部（７）を他方にベアリング底部（８）を有する略カップ状のベアリング（６）と、該ベアリング（６）を内包するハウジング（１３）と、前記ボールスタッド（２）の球頭部（４）と前記ベアリング（６）との間に介在する潤滑剤（Ｗ）とを備える自動車の懸架装置の連結部のボールジョイントにおいて、前記ベアリング（６）は、底部側外周が球形状に成形され、底部側内周が球形状の前記ハウジング（１３）と当接すると共に、前記ベアリング開口部（７）が内周側に折曲され、ベアリング底部（８）に軸線方向外側へ突出する凸部（１２）が、ベアリング底部（８）内周面に前記凸部（１２）と軸線方向反対側に凹部（１１）がそれぞれ形成され、前記ハウジング（１３）は、前記ベアリング（６）の凸部（１２）と軸線方向に対向する内周面に溝部（１８）が形成され、前記ベアリング（６）の凸部（１２）は前記ハウジング（１３）の溝部（１８）に軸線方向に当接するとともに、前記ベアリング（６）の凸部（１２）と前記ハウジング（１３）の溝部（１８）との間に径方向に隙間が形成されることを特徴とするボールジョイント。

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