JPH03213711A - ボールジョイント - Google Patents

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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、自動車のステアリングおよびサスペンション
システム等において、それぞれのロッドまたはアーム端
（両端または片端）に設けられ、摺動自在で適度な剛性
を有し、力の伝達を確実に行うことが可能なボールジヨ
イントに関するものである。

（従来の技術） 一般的に、ボールジヨイントは、ソケットの内側にボー
ルシートを嵌着し、このボールシートの内側にボールス
タッドのボール部を摺動可能に嵌着してなる。

前記サスペンションシステム等に使用されるボールジヨ
イントは、滑らかな摺動で高い剛性を有し耐荷重性の高
い特性が要求される。このためボールシート材料として
硬質プラスチックが使用されることが多いが、この硬質
プラスチック使用のボールシートは、ソケットの内径寸
法のわずがな誤差によっても、そのボールシートとボー
ルスタッドのボール部との間に作用するフリクションが
変動しやすい。すなわち、円滑な作用を得る上で必要と
なる適切なフリクションの設定が容易でないため、ソケ
ット内径の高精度化が必要となり、コスト的に高価とな
る。

一方、特開昭５０−４５１６１号公報に示されるボール
ジヨイントは、予めボール部を内部に包容可能なスリッ
トを有する球面座部の上部に、ホール部の球面より強く
彎曲した円板部を有する形状のホールシートを使用し、
ボールスタッドのボール部の組付け時に、前記円板部の
押上による反力をボール部に対するプレロードとして利
用するものであり、円板部の拡がりを確保するため、ボ
ールシートの上側に設けられた係止部材（被い）との間
に空間を設けて、接触を避けている。

（発明が解決しようとする課題） この公報記載のボールジヨイントは、前記円板部からボ
ール部にプレロードを付与しているが、この円板部の構
造だけでは安定したフリクションが得られる程の弾力性
は確保できない。さらに、前記したように球面座部にス
リットを設けているために、耐荷重面積が減少し、同一
サイズのボール径に対して不利となり、ワンサイズアッ
プの要求が考えられる。

以上のように、従来のボールジヨイントは、ソケット内
径の高精度化の問題および耐荷重性の問題を有している
。

本発明は、単一体のボールシートであるにもかかわらず
２ピースボールシート並の寸法誤差を許容する寸法精度
（使用公差）でソケットを製作でき、かつ滑らかな摺動
と高い剛性を持つ耐荷重性の高いボールジヨイントを安
価に提供することを目的とするものである。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 請求項１の発明は、ソケット１の内側に単一の硬質プラ
スチックにより一体成形したボールシート３を嵌着し、
このボールシート３の内側にボールスタッド２のボール
部２ａを摺動可能に嵌着してなるボールジヨイントにお
いて、ボールシート３の円筒部３Ｃから環状空間３ｄを
介して内側へ折返すように環状薄肉部３ｅを一体成形し
、この環状薄肉部３ｅを付け根としてボールスタッド２
のホール部２ａの先端側に設けられボール部２ａにプレ
ロードを与えるボールシート３のプレロード付与部３１
と、ボールスタッド２のボール部２ａの軸部骨は根側に
位置し組付け時にボールシート３の円筒部の一部３Ａを
ソケット１の球面内壁部１ｄに沿って変形してボール部
２ａを包容する形状に形成したボールシート３の球面座
部３ａとを、一体成形したボールジヨイントである。

請求項２の発明は、請求項１のボールジヨイントにてボ
ールシート３のプレロード付与部３ｆから環状薄肉部３
ｅにわたって放射状に複数のスリット３ｍを設けたもの
である。

（作用） 請求項１の発明は、ボールシート３の組付け時にソケッ
ト１の球面内壁部１ｄとボールスタッド２のボール部２
ａとの間に圧入されて形成された球面座部３ａが、ボー
ル部２ａへの荷重時にボール部２ａの動きを最少銀に押
える。また環状薄肉部３ｅと環状空間３ｄとによって十
分な弾力性を有するプレロード付与部３１から、ボール
部２ａに安定したプレロードを与えるようにする。

請求項２の発明は、スリット３ｍにより、層安定したプ
レロードを得ることにより、フリクションを厳しい要求
範囲内に設定できる。

（実施例） 以下、本発明を第１図乃至第７図に示される実施例を参
照して詳細に説明する。

第１図に示されるように、ソケット１とボールスタッド
２のボール部２ａとの間にボールシート３の球面座部３
８を嵌着し、このボールシート３の上端をソケット上端
に固定したプラグ４の底面４ａによって係止し、さらに
、ボールスタッド２の軸部２ｂからソケット１の下部の
周溝１ａにわたって嵌着されたダストシール５を、クリ
ップ６て固定する。

次に、第２図を参照して、前記各部材の組付け工程を説
明すると、受は台７上にソケット１の周溝１ａを係止し
、このソケット１の上側の肩部１ｂにシートガイド８を
セットし、そして、このシートガイド８の内側を滑らせ
るようにボールシート３を圧入ヘッド９の下方向の力に
より、ソケット１の円筒内壁部１ｃから球面内壁部１ｄ
に圧入する。この際、ボールシート３の下部円筒部３Ａ
が、ソケット１の球面内壁部１ｄに沿ってボールスタッ
ド２のボール部２ａを包容するように変形し、球面座部
３ａとなる。

さらに、前記プラグ４をソケット上部の肩部１ｂにセッ
トして、ソケット１の上端縁部１ｅを中心方向へかしめ
ることにより、プラグ４を固定し、ソケット１の上部を
第１図に示されるように密封する。最後に、前記ダスト
シール５をソケット１の周溝１ａに嵌め、クリップ６に
てダストシール５を固定して、組付けを完了する。

第３図乃至第７図に示されるように、前記ボールシート
３は全体を単一の硬質プラスチックにより一体成形した
ものであり、前記球面座部３ａとなる下部円筒部３Ａの
上側に球面状部３ｂを介し上部円筒部３ｃを一体成形し
、この上部円筒部３ｃの上端から環状空間３ｄを介して
内側へ折返すように環状薄肉部３ｅを一体成形し、さら
に、この環状薄肉部３ｅを付け根としてプレロード付与
部３１を内側に一体成形する。

このプレロード付与部３ｆには、下部の舌部３ｇ、内側
の球面状部３ｈ、外側の円錐状部３最上部の台形突起部
３」をそれぞれ設け、このプレロード付与部３１と環状
薄肉部３ｅとの間にＶ溝３ｋを設け、さらに、プレロー
ド付与部３１から環状薄肉部３ｅにわたって放射状に複
数のスリット３ｍを設けたものである。プレロード付与
部３１の中央には穴３ｎが設けられている。

このボールシート３は、ポリアセタールのような摺動抵
抗が小さく、かつ耐荷重性の高い硬質プラスチック材料
を使用しており、ボールスタッド２のボール部２ａに次
のような作用をもたらす。

第７図に示すように、前記ボールシート３の最上部に位
置する台形突起部３ｊがプラグ４の底面４ａにより加圧
されて下方向へ押される（距離ｌだけ押下げられる）と
、球面状部３ｈの上部とボール部２ａとの間に形成され
た上部空間３１を押し潰すようにプレロード付与部３１
が変形しながら、球面状部３ｈにてボールスタッド２の
ボール部２ａにプレロードを与える。さらに、ボールシ
ート３の舌部３ｇは、角度θ上にある支点を中心として
、ボールスタッド２のボール部２ａの半径Ｒよりやや小
さな半径ｒを曲率半径とする円弧上にあるため、組付け
の際、ボール部２ａにより押し拡げられて反力が生じ、
ボール部２ａの斜め上方より球心方向へ向かってプレロ
ードを与えることになる。

これらのプレロードを安定的に得るためにボールシート
３のプレロード付与部３１から環状薄肉部３ｅにわたっ
て放射状に複数のスリット３ｍを設けている。すなわち
、プラグ４の底面４ａにより加圧されたボールシート３
の台形突起部３１が下方向に押圧されてボール部２ａに
プレロードを与える際に、ボールシート３のプレロード
付与部３１は外周方向に押し拡げられるが、前記複数の
スリット３ｍおよび環状薄肉部３ｅの作用により無理が
生じない。

また、ボールシート３の舌部３ｇは、ボールスタッド２
のボール部２ａにより斜め上方へ押し拡げられるが、そ
の際に環状空間３ｄに変形するため、前記同様無理が生
じない。

第７図に組付け時のボールシート形状が２点鎖線で示さ
れている。以上の作用で生じるプレロードは、数値設定
が容易であるため、適正なプレロードを得るのに役立つ
。

次に、前記作用により得られるプレロードを長期にわた
り維持するために、前記ボールシート３の球面状部３ｂ
と、組付け時にソケット下側の球面内壁部１ｄに沿って
変形された球面座部３！との間にボール部２ａを包容す
るため、このボール部２！に外力が作用しても動き量を
最少限に押さえることになり、ボールシート上部への影
響を和らげることができる。

このように、前記ボールシート３は、単一体でありなが
ら、上部はプレロード付与作用、下部は耐荷重作用の各
働きを分担して受けもつ。

第８図は、上記実施例のボールシート３を使用したボー
ルジヨイントのソケット内径公差とフリクションとの関
係を、従来の１ピ一スボールシート使用品と比較したグ
ラフである。従来品と比へ本発明品は、ソケット内径公
差に対するフリクション（回転トルク）の変動が半分程
度と少なく、安定している。

なお、フリクションの範囲を厳しく要求しない場合には
、スリット３ｍはなくてもよい。

［発明の効果］ 請求項１の発明は、ボール部にプレロードを与えるボー
ルシートのプレロード付与部と、組付け時にソケットの
球面内壁部に沿って変形してボール部を包容する形状と
なるボールシートの球面座部とを、単一の硬質プラスチ
ックにより一体成形したから、このボールシートは、硬
質プラスチック製の単一体でありながら、次に述べるよ
うに優れたフリクション付与作用と、組付け時に変形し
てボール部を包容する球面座部による優れた耐荷重作用
とを合わせ持つため、高剛性（耐荷重性大）で滑らかな
摺動を長期にわたり維持することが可能である。また、
前記プレロード付与部の付け根に、ボール部にプレロー
ドを与える際の変形を容易にしてプレロードを安定化さ
せる環状薄肉部と環状空間とを設け、十分な弾力性を確
保したから、ソケット内径精度を従来の１ピースボール
シート並まで高めなくても、適切なフリクションを容易
に設定でき、ソケット内径寸法の加工精度を２ピースボ
ールシート並の使用公差まで許すことができ、製作コス
トも安価となる。

請求項２の発明によれば、ボールシートのプレロード付
与部から環状薄肉部にわたって放射状に複数のスリット
を設けたから、このスリットによりプレロード付与部の
弾力性をさらに高め、より一層フリクションの設定が容
易であり、フリクションの範囲が厳しく要求される場合
に対応てきる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のホールジヨイントの一実施例を示す断
面図、第２図はその組付け工程の途中を示す断面図、第
３図は組付け前のボールシートの断面図、第４図はその
底面図、第５図はそのボールシートの下側からの斜視図
、第６図はその上側からの斜視図、第７図はボールシー
ト上部の拡大断面図、第８図は本発明のボールジヨイン
トのソケット内径公差を従来品と比較したグラフである
。 １・・ソケット、１ｄ・・球面内壁部、２・・ボールス
タッド、２ａ　・・ボール部、２ｂ−・軸部、３・・ボ
ールシート、３ａ・・球面座部、３ｄ　　・環状空間、
３ｅ　・・環状薄肉部、３トプレロ一ド付与部、３ｍ・
・スリット。 」レリ［

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ソケットの内側に単一の硬質プラスチックにより
   一体成形したボールシートを嵌着し、このボールシート
   の内側にボールスタッドのボール部を摺動可能に嵌着し
   てなるボールジョイントにおいて、 ボールシートの円筒部から環状空間を介して内側へ折返
   すように環状薄肉部を一体成形し、この環状薄肉部を付
   け根としてボールスタッドのボール部の先端側に設けら
   れボール部にプレロードを与えるボールシートのプレロ
   ード付与部と、ボールスタッドのボール部の軸部付け根
   側に位置し組付け時にボールシートの円筒部の一部をソ
   ケットの球面内壁部に沿って変形してボール部を包容す
   る形状に形成したボールシートの球面座部とを、一体成
   形した ことを特徴とするボールジョイント。
2. （２）ボールシートのプレロード付与部から環状薄肉部
   にわたって放射状に複数のスリットを設けたことを特徴
   とする請求項１記載のボールジョイント。