JPH0526225A - ボールジヨイントおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】ボールシートとハウジングとの接合強度を高
め、ボールシートの摩耗促進を抑制する。 【構成】一端に球頭部３を有するボールスタッド２と、
前記球頭部３の外周を包含して当該球頭部３と摺動可能
な合成樹脂からなるボールシート４と、当該ボールシー
ト４の外周面に対応した形状の内室５を有し前記ボール
シート４を固定する合成樹脂からなるハウジング１とを
備えたボールジョイントにおいて、前記ハウジング１を
構成する合成樹脂の融点を、前記ボールシート４を構成
する合成樹脂の融点以上とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ハウジングを合成樹脂
により一体的に成形したボールジョイントおよびその製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的なボールジョイントはボールスタ
ッドとハウジングとから構成され、ハウジングに形成さ
れた球状の内室にボールスタッドの球頭部を収納しハウ
ジングの開口部からボールスタッドの軸部を揺動自在に
突出させたものであり、自動車用サスペンション、ある
いは他の用途に広く用いられている。

【０００３】ここで、ハウジングの開口部の内径はボー
ルスタッドの球頭部の外径より小さくする必要があるた
め、これら両者の寸法関係を精度良く管理して製造しな
いとボールスタッドが挿入できなかったり、あるいはボ
ールスタッドが脱落してしまうという問題がある。ま
た、金属製のハウジングは重量、防錆の面で不利である
ので、近年ではハウジングの樹脂化が進められている。

【０００４】例えば、特公平２−２１，４４５号公報に
は、図８に示すように、ボールスタッド５０の球頭部５
１に適合する内室５２を有する樹脂製ボールシート５３
を予め成形し、これをボールスタッド５０の球頭部５１
に被せた後に、ボールシート５３を構成する樹脂の融点
より低い融点の強化プラスチックにてハウジング５４を
成形し、ボールシート５３とハウジング５４とを被着形
成したボールジョイントが開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このボールジョイント
においては、ハウジング５４を構成する強化プラスチッ
クの成形温度、すなわち溶融温度でボールシート５３を
構成する合成樹脂が溶融してしまう虞れがあるため、ハ
ウジング５４を構成する強化プラスチックはボールシー
ト５３を構成する合成樹脂の融点より低い融点の材料を
使用している。

【０００６】しかしながら、このボールジョイントにあ
っては、ハウジング５４により被着されたボールシート
５３の外周面５３a でハウジング５４とボールシート５
３は接合していないため、ハウジング部における強度の
点で問題があった。したがって、所望の強度を確保する
ためにはハウジング５４の肉厚を厚くしなければなら
ず、しかも、ボールシート５３に回転防止用の突起等５
３bを設ける必要があった。このように肉厚を厚くする
と重量増加につながり、また、ボールシートに突起を形
成することはボールシートの成形性の低下につながるこ
とになる。

【０００７】ところで、このボールジョイントにあって
は、ハウジング注湯前にボールシート５３の内周面５２
にグリースを塗布しても、ハウジング５４を成形する際
の熱によってグリースの石ケン基が破壊されてオイル保
持ができず潤滑機能が著しく低下するという観点から、
ハウジング注湯後のダストブーツ装着時に、グリースＧ
をダストブーツ５５内に封入し、ボールスタッド５０の
揺動運動にともなうダストブーツ５５内の空間容積の変
動（呼吸作用）のみによって、ボールシート５３内にグ
リースＧを供給している。

【０００８】しかしながら、本発明者が探求したところ
によれば、ダストブーツ５５内に封入したグリースＧを
ボールジョイントの耐久試験後に確認してみると、グリ
ースＧの基色に変化が観察されなかった。したがって、
ダストブーツ５５内に封入したグリースＧはボールシー
ト５３の内周溝（不図示）を伝わって循環するとは考え
難い。これは、グリースが有するチキソトロピーに起因
するものと考えられる。すなわち、チキソトロピーを有
するグリースは、外力を受けない状態では半固体あるい
は固体状であり、一方、潤滑面で剪断作用を受けると粘
度が低下して液体状に近付く性質を有しているが、ダス
トブーツ５５内においては剪断作用が生じないためグリ
ースの粘度が高くなっており、呼吸作用だけではボール
シート５３へのグリースＧの供給は不可能である。しか
も、ボールスタッド５０の球頭部５１をボールシート５
３にて被覆した後にハウジング５４を二重成形すると、
ハウジング材によってボールシート内周面５２のグリー
ス供給溝の入口が塞がれる虞れもある。このように、ボ
ールシートの内周面にグリースが供給されないとボール
シートの摩耗が促進され寿命が短くなってしまう虞れが
ある。

【０００９】本発明は、このような従来技術の問題点に
鑑みてなされたものであり、ボールシートとハウジング
との接合強度を高め、かつ、ボールシートの摩耗促進を
抑制することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明は、一端に球頭部（３）を有するボールスタッ
ド（２）と、前記球頭部（３）の外周を包含して当該球
頭部（３）と摺動可能な合成樹脂からなるボールシート
（４）と、当該ボールシート（４）の外周面に対応した
形状の内室（５）を有し前記ボールシート（４）を固定
する合成樹脂からなるハウジング（１）とを備えたボー
ルジョイントにおいて、前記ハウジング（１）を構成す
る合成樹脂の融点は、前記ボールシート（４）を構成す
る合成樹脂の融点以上であることを特徴とするボールジ
ョイントである。また、ボールスタッド（２）の一端に
形成された球頭部（３）に合成樹脂からなるボールシー
ト（４）を遊嵌すると共に当該球頭部（３）とボールシ
ート（４）との間に潤滑油を塗布し、ついで、前記ボー
ルスタッド（２）の他端に形成された軸部（６）が揺動
し得る開口部（７）を有するハウジング（１）を前記ボ
ールシート（４）を構成する合成樹脂の融点以上である
合成樹脂により一体成形したことを特徴とするボールジ
ョイントの製造方法によっても上記目的を達成すること
ができる。このとき、前記潤滑油の滴点は、前記ハウジ
ング（１）を構成する合成樹脂の融点以上であることが
好ましい。

【００１１】

【作用】このように構成した本発明にあっては、まず、
予めボールシート（４）を射出成形などによって成形し
ておき、このボールシートの内周面（９）にグリースを
塗布しておく。これをボールスタッド（２）の球頭部
（３）に嵌入して組み付ける。このとき、ボールシート
の開口径（ｄ）はボールスタッドの球頭部の外径（Ｒ）
に対して小さく形成されているが、ボールシートの開口
部（１０）に形成した切欠き（１２）によって容易に球
頭部への組み付けを行うことができる。ついで、このボ
ールシートを組み付けたボールスタッドを射出成形金型
の所定位置に設置した後に、金型を型締めし、型締めす
ることにより形成された空間内にハウジング（１）を構
成する合成樹脂を射出する。このときの成形温度はハウ
ジングを構成する合成樹脂の融点以上となっており、こ
の温度でかかる溶融樹脂が金型内に射出されてボールシ
ートの外周面（１１）に接触することから、このボール
シートも自己の融点以上に加熱されて軟化し、ボールシ
ートの外周面（１１）とハウジング（１）とが溶融接合
することになる。これにより、当該ボールジョイントは
ハウジングのみの肉厚でなく、ハウジングにボールシー
トを加えた肉厚となるので、機械的強度が向上する。し
かも、成形後もボールシートのハウジング内における揺
動および回転が拘束されることから、従来設けられてい
たボールシートの回転防止用突起なども不要となり、ボ
ールシートの成形性が著しく向上する。また、本発明に
係るグリースは、滴点がハウジング（１）を構成する合
成樹脂の融点よりも高いから、ハウジングの成形時にボ
ールシートと球頭部との間に塗布したグリースが滴点ま
で加熱されることはなく、したがってグリースの潤滑機
能が低下することはない。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図１は本発明の一実施例を示す断面図、図２は
同実施例のボールシートを示す平面図、図３は同実施例
のボールシートを示す側面図、図４は図２のＡ−Ａ線に
沿う断面図、図５は図２のＢ−Ｂ線に沿う半断面図、図
６は図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図、図７は図３のＤ−Ｄ
線に沿う断面図である。

【００１３】図１に示すように、本実施例のボールジョ
イントは、ボールスタッド２と、当該ボールスタッド２
を収容するハウジング１と、これらボールスタッド２と
ハウジング１との間に介装されるボールシート４から構
成されており、さらにボールスタッド２とハウジング１
との間にはダストカバー８（一部のみを図示）が取り付
けられている。

【００１４】ボールスタッド２は金属材料からなり、軸
部６の一端に球面状の球頭部３が形成され、他端には他
の部材に固定するための雄ねじ６a が形成されている。
なお、本考案のボールジョイントは雄ねじ６a に限定さ
れることなく他の締結手段であっても良い。この金属製
ボールスタッド２は合成樹脂により構成されたボールシ
ート４に囲繞された状態で後述するハウジング１内に収
容される。

【００１５】本実施例のボールシート４は、後述する合
成樹脂により成形され、ボールスタッド２の球頭部３を
嵌入する内周面９と、この内周面９に球頭部３が収容さ
れた状態で軸部６が所定の角度揺動し得るように開設さ
れた開口部１０とを有し、ボールシート４の外周面１１
はハウジング５の収容部に対応した形状に成形されてい
る。

【００１６】具体的には、図２〜図７に示すように、開
口部１０に複数（本実施例では４つ）の切欠き１２を形
成している。この切欠き１２は、成形金型を抜く場合お
よびボールスタッド２を圧入する場合に機能するもので
ある。すなわち、当該ボールシート４の構成材料を射出
した後にボールシート４の内周面９に位置する金型を抜
く場合、ボールシート４の開口部径ｄは内周面９の最大
径Ｄより小さいため、金型によってボールシート４が破
壊する虞れがある。この破損を防止するためにボールシ
ート４の開口部１０に切欠き１２を形成している。ま
た、この切欠き１０は、ボールシート４を成形した後に
ボールスタッド２の球頭部３を当該ボールシート４に圧
入する場合、上述した金型抜きと同様に、開口部１０の
可撓性を高めて球頭部３を容易に圧入するためのもので
ある。したがって、選択されるボールシート４の材料や
板厚によってこの切欠き１２の数や切り込み深さｈを適
宜変更することができる。さらに、ボールシート４の内
周面９には、当該ボールシート４の底部に形成したグリ
ース貯溜部１３のグリースをボールスタッド２の球頭部
３のほぼ全面に導くためのグリース溝１４が形成されて
いる。このグリース溝１４は、グリース貯溜部１３から
開口部１０の近傍まで穿設されており、本実施例にあっ
ては４つのグリース溝１４が形成されているが、本発明
はこの実施例にのみ限定されるものではなくボールジョ
イントの用途に応じて適宜変更すれば良い。また、ボー
ルシート４の内周面９に形成した空気抜き溝１５は、ボ
ールスタッド２を圧入する場合に機能するものであり、
球頭部３を圧入して行く途中で球頭部３とボールシート
４との間に溜った空気を抜くことにより球頭部３の圧入
を容易にしている。したがって、この空気抜き溝１５は
ボールシート４の底部から開口部１０にまで至るように
穿設されている。なお、ボールジョイントを組立てた後
にダストブーツ８内にグリースを供給し、ここから当該
空気抜き溝１５を介して球頭部３とボールシート４の間
にグリースを導くようにしても良い。

【００１７】一方、本実施例のハウジング５は後述する
合成樹脂により構成され、ボールスタッド２およびボー
ルシート４を収容する内室５を有し、この内室５に連続
してボールスタッド２の軸部６が揺動し得るように開口
部７が形成されている。

【００１８】ハウジング１の外周面にはダストカバー８
を保持するための環状凹部１２が穿設されており、ダス
トカバー８の下端がリング１３等によって固定されるよ
うになっている。このダストカバー８は、ハウジング１
に形成された開口部７からボールシート４とボールスタ
ッド２との摺動部分へ水あるいは塵埃等が侵入するのを
防止するためのものであり、上端はボールスタッド２の
軸部６に嵌入されている。なお、本発明にあってはリン
グ１３を省略することもでき、またダストカバー８その
ものを省略しても良い。

【００１９】上述したハウジング１を構成する合成樹脂
は、その融点がボールシート４を構成する合成樹脂の融
点以上であって、かつ互いに相溶性がある樹脂を用いて
いる。これはハウジング１を成形する際に、ボールシー
ト４の外周面１１とハウジング１の内室５とを溶融接合
させるためであって、これによりボールシート４はハウ
ジング１に一体的に固着されるのである。このようなボ
ールシート４とハウジング１とをそれぞれ構成する合成
樹脂としては、表１に示す組み合わせが好ましい。すな
わち、ボールシートを高密度ポリエチレン（融点 １３
７℃）とした場合はハウジングを高密度ポリエチレン
（融点 １３７℃）、ボールシートを低密度ポリエチレ
ン（融点 １１０〜１１５℃）とした場合はハウジング
を高密度ポリエチレン（融点 １３７℃）あるいは低密
度ポリエチレン（融点 １１０〜１１５℃）、ボールシ
ートをポリプロピレン（融点 １７６℃(i) １８３℃
（ｓ））とした場合はハウジングをポリプロピレン（融
点 １７６℃（ｉ） １８３℃(s) ）、ボールシート
をポリスチレン（融点２４０℃）とした場合はハウジン
グをポリスチレン（融点 ２４０℃）、ボールシートを
アクリロニトリルスチレンとした場合はハウジングをア
クリロニトリルスチレンあるいはポリカーボネイト（融
点 ２２０℃）、ボールシートをアクリロニトリルブタ
ジエンスチレンとした場合はハウジングをアクリロニト
リルブタジエンスチレン、ボールシートをメタクリル樹
脂（融点 ２００℃(i) １６０℃(s) ）とした場合はハ
ウジングをポリスチレン（融点 ２４０℃）あるいはメ
タクリル樹脂（融点 ２００℃(i)１６０℃(s) ）とす
ることが好ましい。このような組み合わせのうち、特
に、ボールシートとして５〜２０ｗｔ％で油を混入した
ポリプロピレンを、ハウジングとして１０〜６０ｗｔ％
でガラス繊維を混入したポリプロピレンを用いることが
好ましい。この組み合わせによれば、ボールシートとし
て摩擦係数が小さくなり、摩耗量を著しく低減すること
ができる一方、ハウジングとして十分な強度を確保する
ことができる。

【００２０】

【表１】

【００２１】本実施例に係るグリースは、滴点（グリー
スが半固体状態から液体状態に変わる温度）がハウジン
グ１を構成する合成樹脂の融点（成形温度）より高いも
のを用いている。一般に、グリースの基油は鉱油あるい
は合成油であり、その基油に石ケン基が混合されている
ため、グリースの耐熱温度は石ケン基が分解する温度、
すなわち滴点により決定され、したがってグリースに含
まれる粘調特質を付与する増ちょう剤の石ケン基種を選
択すれば潤滑機能の低下は認められない。このような滴
点がハウジング１を構成する合成樹脂の融点（成形温
度）より高いグリースとしては、金属石ケン基としてリ
チウムを二重反応させた複合リチウム（滴点 ２６０
℃）や、複合アルミ（滴点 ２４０℃）、非金属石ケン
基としてシリカゲル（滴点 ３００℃以上）、ベンナイ
ト（滴点なし）、ウレア（滴点 ２８０℃）などを例示
することができる。

【００２２】次に上述したボールジョイントの製造方法
について説明する。まず、予めボールシート４を射出成
形などによって成形しておき、このボールシート４の内
周面９にグリースを塗布しておく。これをボールスタッ
ド２の球頭部３に嵌入して組み付ける。このとき、ボー
ルシート４の開口径ｄはボールスタッド２の球頭部３の
外径Ｒに対して、 （Ｒ−ｄ）／Ｒ≧０．１５ の関係を有しているが、ボールシート４の開口部１０に
形成した切欠き１２によって、容易に球頭部３への組み
付けを行うことができる。

【００２３】ついで、このボールシート４を組み付けた
ボールスタッド２を射出成形金型の所定位置に設置した
後に、金型を型締めし、型締めすることにより形成され
た空間内にハウジング１を構成する合成樹脂を射出す
る。このときの成形温度はハウジング１を構成する合成
樹脂の融点以上となっており、この温度でかかる溶融樹
脂が金型内に射出されてボールシート４の外周面１１に
接触することから、このボールシート４も自己の融点以
上に加熱されて軟化し、ボールシート４の外周面１１と
ハウジング１とが溶融接合することになる。これによ
り、当該ボールジョイントはハウジング１のみの肉厚で
なく、ハウジング１にボールシート４を加えた肉厚とな
るので、機械的強度が向上する。しかも、ボールシート
４のハウジング１内における揺動および回転が拘束され
ることから、従来設けられていたボールシート４の回転
防止用突起（図８の従来例でいえば環状突起５３b ）な
ども不要となり、ボールシート４の成形性が著しく向上
する。

【００２４】また、本実施例にて用いているグリース
は、滴点がハウジング１を構成する合成樹脂の融点より
も高いから、ハウジング１の成形時にボールシート４と
球頭部３との間に塗布したグリースが滴点まで加熱され
ることはなく、したがってグリースの潤滑機能が低下す
ることはない。

【００２５】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、ハウ
ジングを構成する合成樹脂の融点をボールシートを構成
する合成樹脂の融点以上としたため、ハウジング成形時
にボールシートが溶融してハウジングに一体成形され、
これによってボールジョイントの機械的強度が向上す
る。また、ボールスタッドの球頭部にボールシートを遊
嵌する際に、滴点がハウジングを構成する合成樹脂の融
点以上である潤滑油を塗布し、ついで、ハウジングを一
体成形したため、ハウジング成形時に潤滑油が破壊され
ることなく潤滑機能を維持することができ、ボールシー
トの摩耗促進が抑制される。

【図面の簡単な説明】

【図１】は本発明の一実施例を示す断面図である。

【図２】は同実施例のボールシートを示す平面図であ
る。

【図３】は同実施例のボールシートを示す側面図であ
る。

【図４】は図２のＡ−Ａ線に沿う断面図である。

【図５】は図２のＢ−Ｂ線に沿う半断面図である。

【図６】は図３のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。

【図７】は図３のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。

【図８】は従来のボールジョイントを示す断面図であ
る。

【符号の説明】

１…ハウジング、 ２…ボールスタッド、 ３…球頭部、 ４…ボールシート、 ５…内室、 ６…軸部、 ７…開口部、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端に球頭部（３）を有するボールスタッ
   ド（２）と、前記球頭部（３）の外周を包含して当該球
   頭部（３）と摺動可能な合成樹脂からなるボールシート
   （４）と、当該ボールシート（４）の外周面に対応した
   形状の内室（５）を有し前記ボールシート（４）を固定
   する合成樹脂からなるハウジング（１）とを備えたボー
   ルジョイントにおいて、前記ハウジング（１）を構成す
   る合成樹脂の融点は、前記ボールシート（４）を構成す
   る合成樹脂の融点以上であることを特徴とするボールジ
   ョイント。
2. 【請求項２】ボールスタッド（２）の一端に形成された
   球頭部（３）に合成樹脂からなるボールシート（４）を
   遊嵌すると共に当該球頭部（３）とボールシート（４）
   との間に潤滑油を塗布し、ついで、前記ボールスタッド
   （２）の他端に形成された軸部（６）が揺動し得る開口
   部（７）を有するハウジング（１）を前記ボールシート
   （４）を構成する合成樹脂の融点以上である合成樹脂に
   より一体成形したことを特徴とするボールジョイントの
   製造方法。
3. 【請求項３】前記潤滑油の滴点は、前記ハウジング
   （１）を構成する合成樹脂の融点以上であることを特徴
   とする請求項２に記載のボールジョイントの製造方法。