JPH01320311A

JPH01320311A - ボール・ジョイント装置

Info

Publication number: JPH01320311A
Application number: JP1118493A
Authority: JP
Inventors: Eiichi Ito; エイイチ　イトウ; Karin Sieger; カリン　ジーガー
Original assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Current assignee: TRW Fahrwerksysteme GmbH and Co KG
Priority date: 1988-05-14
Filing date: 1989-05-11
Publication date: 1989-12-26
Anticipated expiration: 2009-02-02
Also published as: DE3816564A1; EP0342351A1; DE58900469D1; DE3816564C2; BR8902216A; JPH068645B2; MX170754B; EP0342351B1

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は、一つのボール・エンド部および一つのジョイ
ント・リンクからなっていて、かつ、内側の形が壺形に
作られている一つのボール・ジョイント・ハウジングの
内部に一つの合成樹脂製のベアリング・シートによって
回転ないしはＩ！動じ得るように保持されている、ボー
ル・エンド・ピンを含むボール・ジョイント装置であっ
て、かつ、上述のベアリング・シートが、その半径方向
内側に、上述のジョイント・リンクの軸方向に延びてい
て、かつ、その内部に軟質弾性体で作られている一つの
上部ベアリング・シートが填め込まれている、一つの円
筒形の空洞部を有する、一つの下部ベアリング・シート
を含んでおり、その上、この上部ベアリング・シートが
上述の空洞部の中に填まり込んだ上、この空洞部から突
き出ている部分にある当たり面が、ハウジングの端面を
形成しているハウジング・カバーに当たることによって
、軸方向の位置を決められており、かつ（の際、下部ベ
アリング・シートと上部ベアリング・シートとが一緒に
なってボール・エンド部を受け入れるための一つの球面
状のベアリング面を形成しているような、一つのボール
・ジョイント装置に関するものである。

発明の背碩と在来　術の。

自！ｌ１ｉＮの操向装置には、ボール・ジョイントのベ
アリング・シートの半割りの一方が半径方向にかなり大
きな弾力性をもっているような、多種多様のボール・ジ
ョイント装置が必要である。半径方向の弾力性は、ハウ
ジングの内径を大きくしておくと同時に、軟質の合成ｍ
脂材料を使用することによって、高めることができる。

しかしながら、ハウジングの内径を大きくしておくと、
組立てに際してあちらこちらから圧しつけられたベアリ
ング・シートが時間の経過とともに延び広がり、その結
果、半径方向の弾力性がいつまでも保りされる、という
わけにはいかないのである。その上、ハウジングの内径
には製作公差があるために、組立て直後でも、それが半
径方向の弾力性に相当大きな影響を及ぼすのである。上
述の欠点は、ベアリング・シートが二つ割りになってい
て、かつその際、下部ベアリング・シートが硬質弾性材
料、例えばポリオキシメチレン（ＰＯＭ）で、また上部
ベアリング・シートが軟質弾性材料、例えば、ポリウレ
タン（ＰｔＪＲ）で作られているような、西独特許公告
筒３３　２６　９６０号によって開示されているボール
・ジョイント装置の場合にも、存在するのである。

また、一つの下部ベアリング・シートの円筒形の空洞部
の中に一つのポリウレタン製の上部ベアリング・シート
が填め込まれているボール・ジョイント装置が西独特許
公告筒２５　５５　７３１号によって公開されている。

この場合の上部ベアリング・シートは上述の空洞部の中
に一つの円筒形のスリーブによって位置決めされており
、従って下部ベアリング・シートの内径の製作公差にば
らつきがあると、それが上部ベアリング・シートの半径
方向の弾力性に影響を及ぼすこととなる。

しかも更にその上、ハウジングの内径の製作公差にばら
つきがあると、それがハウジングの孔に接して納められ
ている下部ベアリング・シートに繰り返し変形を生せし
めることとなるが、下部ベアリング・、シートは肉厚が
薄く、しかも弾力性に乏しいので、その変形が上部ベア
リング・シートにまで及ぶこととなり、そのために上部
ベアリング・シートの半径方向の弾力性に著しい影響を
及ぼすこととなる。その上、このボール・ジョイント装
置の場合には、下部ベアリング・シートと上部ベアリン
グ・シートは、何らの制約を受けることなく互いに回転
し得るのである。

西独特許公告筒２４　０５　１６０号には、弾力性のあ
る材料で作られている下部ベアリング・シートとエラス
トマー製の上部ベアリング・シートとをもった一つのボ
ール・ジョイント装置が公開されているが、この場合に
は下部ベアリング・シートの円筒形の空洞部の中に上部
ベアリング・シートが納められており、これら二つのベ
アリング・シートが一緒になって一つの球形のベアリン
グ面を形成している。上部ベアリング・シートはその周
ＲＴＳで下部ベアリング・シートと結合されているので
、ハウジングの内径ないしは下部ベアリング・シートの
空洞部の製作公差のばらつきが上部ベアリング・シート
の半径方向の弾力性に及ぼす影響は極く僅かである。し
かしながらこの場合には、時間が経過するのにつれて、
上部ベアリング・シートは空洞部の中で半径方向にほと
んど何の抵抗もなく変形し、そのスプリング作用を失っ
てしまう可能性があり、それによって半径方向の弾力性
が大幅に変わってしまうのである。

更に西独実用新案用８５　０５　２６４．７号ならびに
欧州特許第０　０８２　６３８号には、ベアリング・シ
ートに、ボール・エンド部の赤道領域の外側を取り巻く
溝が設けられていて、それが半径方向の弾力性を大きく
すると同時に、望ましい状態に保持する役目を果たして
いるような、ボール・ジョイント装置が開示されている
。しかしながら、この溝を設けることによって半径方向
の弾力性が増す程度はほんの僅かである。その上、西独
実用新案第８５　０５　２６４．７号によるボール・ジ
ョイント装置の場合の、軟質弾性体の合成樹脂、例えば
ポリウレタン（ＰＵＲ）、で作られているベアリング・
シートは、時間の経過とともに延び広がり、それにつれ
て半径方向の弾力性も大幅に変化することとなる。

本発明の目的以上のようなことから、本発明は、特に半径方向の弾力
性が充分大きくて、しかも永続的に保持されると同時に
ζハウジングの内径の製作公差が半径゛方向の弾力性に
実質的に何ら影響を及ぼすことのないような、一つの改
良されたボール・ジョイント装置を提供する、ことを目
的としている。

−　　　のだめの　　と、　−の　・　・この目的は本
発明に従って、ボール・ジョイント装置に荷重が掛かつ
ていない状態においては、硬質弾性体で作られている下
部ベアリング・シートの外周面とボール・ジョイント・
ハウジングとの間に、ジョイント・リンクの軸の周りを
取り巻いていて、かつ下部ベアリング・シートの半径方
向の変位を可能ならしめるような、一つの空隙が形成さ
れており、かつそれがジョイント・リンクの軸方向にお
いては、下部ベアリング・シートの、ハウジング・カバ
ーと向き合っている縁の部分から、下部ベアリング・シ
ートを、ボール・ジョイントナハウジングの内部で、し
かもジョイント・リンクを通すためのボール・ジョイン
ト・ハウジングの１ｍ口部の近くで、軸方向に位置決め
するための、下部ベアリング・シートの当たり面のとこ
ろまで、延びているようにすること、ならびに、上部ベ
アリング・シートがハウジング・カバーに接するところ
で、当たり面によって半径方向にも位置決めされるよう
にすること、によって達成されるのである。

本発明によるボール・ジョイント装置の場合、下部シー
トと上部シートとからなっているベアリング・シートが
ボール・ジョイント・ハウジングおよびハウジング・カ
バーに接して位置決めされており、かつその際、上部ベ
アリング・シートも半径方向に位置決めされているので
ある。下部ベアリング・シートとボール・ジョイント・
ハウジングとの間には、これに反して一つの空隙が設け
られており、それが、ボール・エンド・ピンに半径方向
の力が掛かった際に、下部ベアリング・シートの半径方
向への変位を可能にＪるのである。

このとき下部ベアリング・シートはその軸方向の位置を
決めている当たり面の上を滑って変位するのに対して、
上部ベアリング・シートの方は弾性的に変形するのであ
る。従って、ベアリング・シートの半径方向の弾力性は
、軟質弾性体で作られている上部ベアリング・シートに
よって決まるのである。しかしながら、上述の空隙が設
けられていることによって、ベアリング・シートの半径
方向の可能な変位量が大きくなるので、在来のボール・
ジョイント装置に比して半径方向の弾力性は遥かに大き
くなる。下部ベアリング・シートがハウジングの内壁面
に当たったときに初めて、ベアリング・シートの半径方
向の弾力性が急に増すのである。またジョイント・リン
クに掛かる力も、上部ベアリング・シートによって弾力
的に受け止められるのである。硬質弾性材料で作られて
いる下部ベアリング・シートは、半径方向に変位した後
、その都度光の位置に戻るし、また上部ベアリング・シ
ートは、下部ベアリング・シートの比較的小さな内径を
もった空洞部内に納められており、その中では時間が経
過しても上部ベアリング・シートが変形する恐れがほと
んどないので、本発明によるボール・ジョイント装置は
何時までも半径方向の弾力性を保持し続けるのである。

更にもう一つの利点は、前述の空隙のある領域でハウジ
ングの内径にばらつきがあっても、それが下部ベアリン
グ・シートの壁を通して上部ベアリング・シートないし
はボール・エンド部にまで影響を及ぼすことはあり得な
い、という点にある。

それどころかむしろ、合成樹脂製の下部ベアリング・シ
ートの空洞部は比較的小さな製作公差で仕上げることが
できるので、ボール・エンド部に予め一定の力が掛かる
ようにすることができるし、またボール・ジョイント装
置そのものの回転モーメントないしは停動トルクの公差
をも小さくすることができるのである。上部ベアリング
・シートは下部ベアリング・シートからほんの僅かしか
突き出していないので、上部ベアリング・シートがしつ
かり保持されないまま、変形して入り込む恐れのある空
隙部を完全になくすことができ、従って上部ベアリング
・シートが半径方向の弾力性を喪失したり、予め掛けら
れていた力が消失したりすることはないのである。

更に上部ベアリング・シートは本発明の巧みな設計によ
って、円鉗形の当たり面でハウジング・カバーに接する
ことによって正しく芯出しされ保持されるので、ベアリ
ング・シートは半径方向のみならず、軸方向にも充分確
実に保持されることとなる。その上、上部ベアリング・
シートは軸方向でも平らな当たり面によってハウジング
・カバーに接して位置決め保持され得るのである。

更にもう一つの構造上の特徴として、上部ベアリング・
シートは弾力性をもったリブでハウジング・カバーに接
して保持されるようになっており、それがとりわけ上部
ベアリング・シートの軸方向における弾り性を増すこと
となっている。

下部ベアリング・シートには幾つかの突起が設けられて
おり、それが軟質弾性体で作られている上部ベアリング
・シートに押し付けられることによって、相互に回転し
てずれるのを防止するようになっている。これによって
、ボール・ジョイント装置の特性要目値が、上下二つ割
りベアリング・シート相互の位置がずれることによって
、変化することがないようになっている。更にこれらの
突起を下部ベアリング・シートの空洞部の内側の段のつ
いたところに設ける、という巧みな設計になっているの
で、ベアリング・シートの半径方向の弾力性が損なわれ
ることは全くないのである。

最後に、本発明を実施するに当たっては、下部ベアリン
グ・シートをポリオキシメチレン（ＰＯＭ）で製作、な
いしは上部ベアリング・シートをポリウレタン（ＰＵＲ
）で製作することとしている。ポリオキシメチレンは硬
質の熱可塑性勘質として、本発明において下部ベアリン
グ・シートに要求される緒特性をすべて有するのに対し
て、ポリウレタンの方は必要な程度に、弾性的に変形し
得るのである。

面による本発明の利点と特徴の詳細な説明以下、本発明
によるボール・ジョイント装置の一つの優れた実施例を
示す図面を参照しながら、本発明の対象となるところの
特徴と利点について、更に詳しく説明しよう。

第１図は本発明による一つのボール・ジョイント装置を
示すものであるが、この図では一つのボール・エンド部
２および一つのジョイント・リンク３を含む一つのボー
ル・エンド・ピン１が、一つのボール・ジョイント・ハ
ウジング４の中に回転ないしは揺動し得るように保持さ
れている。更に、一つの下部ベアリング・シート５およ
び一つの上部ベアリング・シート６からなる一組の二つ
割り構造のベアリング・シートが設けられており、この
両者が一緒になって、ボール・エンド部２を受け入れる
ための一つの球形のベアリング面７を構成している。こ
のベアリング・シートはボール・ジョイント・ハウジン
グ４の円筒形の孔８の中に納められている。下部ベアリ
ング・シート５は、ボール・ジョイント・ハウジング４
のジョイント・リンク３を通ずための開口部の近くに設
けられている、ハウジングの肩部１０に、一つの平らな
当たり面９で接することにより、位置決めされ保持され
ている。上部ベアリング・シート６の方は、軸方向およ
び半径方向ともに、円錐形の当たり面１１でハウジング
・カバー１２に当たって位置決め保持されている。上部
ベアリング・シート６にはその他に、ハウジング・カバ
ー１２に当たって保持されるように、平らな当たり面１
３も設けられている。ハウジング・カバー１２に代わる
ものとして、何か他の閉塞手段を講じておくこともでき
、とりわけこの端面をボール・ジョイント・ハウジング
本体と一体に作っておくこともできるのである。

第２図で一層よく判るように、このボール・ジョイント
装置の組立てに際しては、まず下部ベアリング・シート
５がボール・ジョイント拳ハウジング４の孔８の中に納
められる。その際、下部ベアリング・シート５は、その
端面に設けられている平らな当たり而９がハウジングの
肩部１０に当たって保持されるが、半径方向には多少変
位し得るようになっている。

次にボール・エンド・ピン１が下部ベアリング・シート
５の中に納められると、そのボール・エンド部２が下部
ベアリング・シート５のベアリング面７の上に落ち着く
とともに、そのジョイント・リンク３が、ボール・ジョ
イント拳ハウジング４の、肩部１０によって取り巻かれ
ている開口部から外に向けて、回転ないしは揺動し得る
ように、突き出るのである。

その上で、上部ベアリング・シート６が下部ベアリング
・シート５の円筒形の空洞部内に納められると、上部ベ
アリング・シート６は下部ベアリング・シート５と一緒
になって、ボール・エンド部２をその赤道の両側から抱
きかかえる、一つの球形のベアリング面７を構成するこ
ととなる。下部ベアリング・シート５にはその内側の段
部１５に、上部ベアリング・シート６を保持するために
、軸方向に突き出た幾つかの小さなノック状の突起１６
が設けられており、それが軟質弾性材料で作られた上部
ベアリング・シート６に、それに相当した窪み１７を作
りながら、押し付けられ、下部ベアリング・シート５と
上部ベアリング・シート６との闇の回転によるずれを防
止するように働くのである。

間接に、皿状に膨れたハウジング・カバー１２が、上部
ベアリング・シート６の、円錐形でしかも放射状に走る
リブ１８をもった端面の上に被せられ、ボール・ジョイ
ント・ハウジング４のカラ一部１つをハウジングの内側
に向けて押し曲げることによって、しつかり固着される
。前述のりブ１８の間には、それぞれストッパ一部２ｏ
が設（）られていて、それが、上部ベアリング・シート
６に軸方向の過大な負荷が掛かることのないように、保
護しているのである。

第３図および第４図から判るように、上部ベアリング・
シート６のリブ１８の両側にはそれぞれスリット２１が
設けられており、軸方向の荷重がＨ）かった際に、リブ
１８が変形してそこに張り出すようになっている。しか
し、リブ１８はスリット２１の側壁面に当たることによ
って、ひびが入ったり割れたりすることがないよう、保
護されている。

第５図に見られるように、ベアリング・シート５の内側
の段部１５には、四つの突起１６が等間隔に設けられて
いる。

第６図にはこのベアリング・シートの構造が更に詳細に
示されている。この図は、ハウジングのカラ一部１９を
押し曲げることによって、ハウジング・カバー１２を固
着する直前のボール・ジョイント装置を示している。こ
の最終段階では、ハウジング・カバー１２はボール・ジ
ョイント・ハウジング４の肩部２２に載った形で保持さ
れている。

上部ベアリング・シート６のリブ１８は、ハウジング・
カバー１２が被さった状態では、その内側にぴったり当
たった形になっている。第６図には更に、ハウジング・
カバー１２を被せる前の、リブがまだ変形していない状
態も記載されている。

この図を見れば、リブ１８の変形過程が非常に大きくて
、製作寸法の公差を充分カバーすることができると同時
に、予め掛けられている弾力゛を永続させ得ることがよ
く判る。上部ベアリング・シート６の端面には円周を取
り巻く形で一つのシーリング・リップ２３が設けられて
おり、それが同様にハウジング・カバー１２にぴったり
当たって、潤滑剤溜まり２４から潤滑剤が流出するのを
防止している。

上部ベアリング・シート６のストッパ一部２０は、ボー
ル・ジョイント装置に荷重が掛かつていない状態では、
ハウジング・カバー１２から離れており、従って！ｌｉ
＋撃的に荷重が掛かっても、このストッパ一部２０がカ
バーに当たるまでに、リブ１８の変形過程において吸収
されてしまうのである。

更にまた上部ベアリング・シート６は、硬質弾性材料で
作られている下部ベアリング・シート５の空洞部１４よ
りｔ３僅かながら大きく作られており、第６図ではそれ
が内側段ｉ１５に対して幾らかずれた形で示されている
。この寸法の過大な分は上部ベアリング・シート６が軸
方向に変形することによって、空洞部１４の中において
も補償されるようになっている。

突起１６と窪み１７とは、回転によるずれを防止するば
かりでなく、下部ベアリング・シート５と上部ベアリン
グ・シート６との間の芯出しの役目をも果たしており、
これによって最初から非常に寸法の安定したベアリング
面１７が得られるのである。二つのベアリング・シート
５．６とボール・ジョイント・ハウジング４との間の回
転によるずれを防止するためには、下部ベアリング・シ
ート５および上部ベアリング・シート６の寸法をハウジ
ングの受入れ部分のそれよりも大きく作っておくだけで
充分である。

下部ベアリング・シート５の円筒形の外套部２５および
円錐形の外套部２６とボール・ジョイント・ハウジング
４の孔８との間には、ジョイント・リンクの柄の軸を取
り巻いて一つの空、隙２７が形成されている。この円錐
形の外套部２６があるために、ジョイント・リンク３を
通すための間口部の近くのボール・ジョイント・ハウジ
ング４の　４゜肉厚を充分とることができるのである。

空隙２７はジョイント・リンクの軸方向に沿ってベアリ
ング・シートの二つの当たり面９と１３の間をつないで
延びている。このことから、ベアリング・シートはその
上下の端面がそれぞれハウジングの肩部１ｏおよびハウ
ジング・カバー１２に接するだけで保持されており、か
つ円錐形の当たり面１１によって芯出しされている、こ
とがはっきり判る。

半径方向に荷重が掛かると、上部ベアリング・シート６
は弾性的に変形する一方、下部ベアリング・シート５は
横方向にシフトする。下部ベアリング・シート５が孔８
の壁面に当たることによって、上部ベアリング・シート
６はもはやそれ以上変形しないように保護されるのであ
る。ボール・ジョイント・ハウジング４の孔８０寸法に
ばらつきがあっても、上部ベアリング・シート６のばね
作用と半径方向の弾力性、ならびにボール・ジョイント
装置そのものの回転モーメントには、実質的に何の影響
もないのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、上部ベアリング・シートに弾力性のあるリブ
を有する、ボール・ジョイント装置の長手方向の断面図
であり、第２図は、同じボール・ジョイント装置を長手方向に部
品を展開した断面図であり、第３図は、同じボール・ジョイント装置の上部ベアリン
グ・シートを上から見た平面図であり、第４図は、この
上部ベアリング・シートを第２図の矢印ＩＶの方向から
見た拡大詳細図であり、第５図は、同じボール・ジョイ
ント装置の下部ベアリング・シートを上から見た平面図
であり、第６図は、同じボール・ジョイント装置を長手
方向の拡大断面図である。１・・・ボール・エンド・ピン２・・・ボール・エンド部３・・、ジョイント・リンク４・・・ボール・ジョイント・ハウジング５・・・下部
ベアリング・シート６・・・上部ベアリング・シート７・・・ベアリング面　　　　８・・・孔９・・・当た
り面（平面）１０・・・ハウジングの１部１１・・・当たり面（円錐面）１２・・・ハウジング・カバ、− １３・・・当たり面（平面）　１４・・・空洞部１５・
・・内側段部　　　　　１６・・・突起１７・・・窪み
　　　　　　　１８・・・リブ１９・・・カラー　　　
　　　２０・・・ストッパ一部２１・・・スリット　　
　　　２２・・・肩部２３・・・シーリング・リップ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一つのボール・エンド部（２）および一つのジョ
イント・リンク（３）からなつていて、かつ、内側の形
が壺形に作られている一つのボール・ジョイント・ハウ
ジング（４）の内部に一つの合成樹脂製のベアリング・
シートによつて回転ないしは揺動し得るように保持され
ている、ボール・エンド・ピン（１）を含むボール・ジ
ョイント装置であつて、かつ、上述のベアリング・シー
トが、その半径方向内側に、上述のジョイント・リンク
（３）の軸方向に延びていて、かつ、その内部に軟質弾
性体で作られている一つの上部ベアリング・シート（６
）が填め込まれている、一つの円筒形の空洞部（１４）
を有する、一つの下部ベアリング・シート（５）を含ん
でおり、その上、この上部ベアリング・シートが上述の
空洞部（１４）の中に填まり込んだ上、この空洞部（１
４）から突き出ている部分にある当たり面（１１、１３
）がハウジング・カバー（１２）に当たることによつて
、軸方向の位置を決められており、かつその際、下部ベ
アリング・シート（５）と上部ベアリング・シート（６
）とが一緒になつてボール・エンド部（２）を受け入れ
るための一つの球面状のベアリング面（７）を形成して
いるような、ボール、ジョイント装置であつて、 −この装置に荷重が掛かつていない状態においては、硬
質弾性体で作られている下部ベアリング・シート（５）
の外周面とボール・ジョイント・ハウジング（４）との
間に、ジョイント・リンク（３）の軸の周りを取り巻い
ていて、かつ下部ベアリング・シート（５）の半径方向
の変位を可能ならしめるような、一つの空隙（２７）が
形成されており、かつそれがジョイント・リンク（３）
の軸方向においては、下部ベアリング・シート（５）の
、ハウジング・カバーに向き合つている縁の部分から、
下部ベアリング・シート（５）を、ボール・ジョイント
・ハウジング（４）の内部で、しかもジョイント・リン
ク（３）を通すためのボール・ジョイント・ハウジング
の開口部の近くで、軸方向に位置決めするための、下部
ベアリング・シート（５）の当たり面（９）のところま
で、延びていること、ならびに、 −上部ベアリング・シート（６）が、ハウジング・カバ
ーに接するところで、当たり面（１１、１３）によつて
半径方向にも位置決めされていることを特徴とするボール・ジョイント装置。
（２）前述の上部ベアリング・シート（６）が円錐形の
当たり面（１１）によつてハウジング・カバー（１２）
に接して位置決めされていることを特徴とする特許請求
の範囲１項によるボール・ジョイント装置。
（３）前述の上部ベアリング・シート（６）が弾力性の
あるリブ（１８）を介してハウジング・カバー（１２）
に接して位置決めされていることを特徴とする特許請求
の範囲第１項または第２項のいずれかによるボール・ジ
ョイント装置。
（４）前述の下部ベアリング・シート（５）が、回転に
よるずれを防止するための突起（１６）を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３項までのい
ずれか一つの項によるボール・ジョイント装置。
（５）前述の突起（１６）が、下部ベアリング・シート
（５）の空洞部（１４）の内側段部（１５）に設けられ
ていることを特徴とする特許請求の範囲第４項によるボール・ジョ
イント装置。
（６）前述の下部ベアリング・シート（５）がポリオキ
シメチレン（ＰＯＭ）で作られていること、ないしは、
上部ベアリング・シート（６）がポリウレタン（ＰＵＲ
）で作られていることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第５項までのい
ずれか一つの項によるボール・ジョイント装置。