JPH0972331A - ボールジョイント - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 球状部材の接触面と受け部材の接触面との間
に生じる隙間を簡単な作業でなくし、球状部材のガタつ
きを長期に亘り防止でき、コストを低減でき、ボールジ
ョイントにより連結される部材間の相対的な動きに要す
る力の調節が可能になるボールジョイントを提供する。 【解決手段】 ハウジング４に挿入される球状部材５を
支持する受け部材６を備え、その球状部材５と受け部材
６の接触面形状５′、６ａ′、６ｂ′は球面の一部とさ
れる。その球状部材５は受け部材６に対し相対揺動可能
とされている。そのハウジング４と受け部材６との間で
変位可能な可動部材１１の位置決め手段１２が設けられ
る。その可動部材１１の変位に応じて受け部材６は球状
部材５へ向かい変位可能とされている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はボールジョイントに
関し、例えば、ラックピニオン式ステアリング装置にお
けるラックとタイロッドの連結に用いることができる。

【０００２】

【従来の技術】図６は、ラックピニオン式ステアリング
装置におけるラック１０１とタイロッド１０３の連結に
用いられるボールジョイント１００を示し、そのラック
１０１の一端にネジ部１０２ａを介して接続されるハウ
ジング１０２と、そのハウジング１０２に挿入される球
状部材１０４と、その球状部材１０４を支持する合成樹
脂製の受け部材１０５とを備え、その球状部材１０４に
タイロッド１０３が接続されている。その球状部材１０
４と受け部材１０５の接触面１０４′、１０５′の形状
は球面の一部とされ、その球状部材１０４は受け部材１
０５に対し相対揺動可能とされている。そのハウジング
１０２とラック１０１との間にはタグワッシャー１０７
が介在され、そのタグワッシャー１０７の周縁の一部１
０７ａはハウジング１０２を保持するようにかしめられ
ている。そのラック１０１が操舵によりステアリング装
置のシリンダチューブ１０８に対し軸方向移動すると、
そのラック１０１の動きがボールジョイント１００を介
しタイロッド１０３に伝達され、そのタイロッド１０３
に連結された車輪が操舵される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記のようなボールジ
ョイント１００にあっては、球状部材１０４に作用する
外力に基づき受け部材１０５の接触面１０５′に磨耗や
変形等が生じ、球状部材１０４の接触面１０４′との間
に隙間が生じるとともに、これらの間の揺動トルク値が
変動する。これを防止するため、その受け部材１０５の
一端外周に凹部１０５ａが形成され、その凹部１０５ａ
に環状の弾性部材１０６が嵌め合わされ、その弾性部材
１０６は受け部材１０５に球状部材１０４へ向かう弾力
を付与している。これにより、その球状部材１０４の接
触面１０４′と受け部材１０５の接触面１０５′との間
に隙間が生じるのを防止して所定の揺動トルク値を保っ
ている。

【０００４】しかし、その隙間が長期使用により大きく
なると、弾性部材１０６による弾力では隙間の発生を防
止できなくなる。また、その弾性部材１０６の弾性は熱
劣化により低下する。そのような隙間が生じると、受け
部材１０６に対して球状部材１０４がガタつき、所期の
性能を奏することができなくなる。例えば、上記のよう
なラックピニオン式ステアリング装置にあっては、操舵
の安定性が低下してしまう。

【０００５】そのような隙間が生じた場合、従来はボー
ルジョイント１００を新しいものと交換していた。しか
し、そのラック１０１へのネジ部１０２ａを介するハウ
ジング１０２の取り付けには大きな締め付けトルクを必
要とし、また、車両にステアリング装置を装着した状態
でタグワッシャー１０７の周縁の一部１０７ａをかしめ
るのは困難なものであった。そのため、その交換作業に
はコストを要し、車両のユーザーの負担を大きくしてい
た。

【０００６】そこで、受け部材とハウジングとの間に設
けた楔状部材に弾力を作用させ、その楔状部材により受
け部材を球状部材に向けて付勢することで、受け部材の
接触面と球状部材の接触面との間に隙間が生じるのを防
止することが提案されている（実開昭６４−４１７２２
号、実開昭６４−４１７１８号公報参照）。しかし、長
期使用により受け部材の接触面に生じる磨耗や変形等が
大きくなると、その楔状部材に作用する弾力が次第に小
さくなる。また、その弾力に抗して受け部材が球状部材
から離れる方向に変位するのを阻止することができな
い。そのため、長期使用による球状部材のガタつきを防
止できず、所期の性能を奏することができなくなる。

【０００７】また、球状部材を受け部材だけでなくプラ
グによっても支持し、そのプラグをハウジングに変位可
能に取り付け、受け部材の接触面と球状部材の接触面と
の間に隙間が生じた場合は、そのプラグを変位させるこ
とで球状部材を受け部材の内周一部に押し付け、その隙
間による球状部材のガタつきを防止することが提案され
ている（実開昭５９−５２２２０号公報参照）。しか
し、これはプラグにより球状部材を受け部材の内周一部
に偏って押し付けるものであるため、その受け部材に局
所的な負荷が作用し、受け部材の磨耗や変形が早くなる
という問題が生じる。

【０００８】また、受け部材に球状部材に向かうに従い
径が小さくなるテーパ孔を設け、そのテーパ孔に、ハウ
ジングにねじ込んだボルトの先端の円錐形状部を挿入
し、受け部材の接触面と球状部材の接触面との間に隙間
が生じた場合は、そのボルトをテーパ孔に進入させて受
け部材を変形させ、受け部材を球状部材に押し付けるこ
とで、その隙間による球状部材のガタつきを防止するこ
とが提案されている（実開昭５９−５６４１４号公報参
照）。しかし、そのボルトのテーパ孔への進入による受
け部材の変形により、その受け部材の球状部材との接触
面形状は球面から大きく外れてしまう。そのため、その
受け部材に局所的な負荷が作用し、受け部材の磨耗や変
形が早くなるという問題が生じる。

【０００９】本発明は、上記課題を解決することのでき
るボールジョイントを提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明は、ハウジング
と、そのハウジングに挿入される球状部材と、その球状
部材を支持する受け部材とを備え、その球状部材と受け
部材の接触面形状は球面の一部とされ、その球状部材は
受け部材に対し相対揺動可能とされているボールジョイ
ントにおいて、そのハウジングと受け部材との間で変位
可能な可動部材と、その可動部材の位置決め手段とが設
けられ、その可動部材の変位に応じて受け部材は球状部
材へ向かい変位可能とされていることを特徴とする。

【００１１】本発明の構成によれば、受け部材の接触面
と球状部材の接触面との間に隙間が生じた場合は、その
可動部材を変位させることで、受け部材を球状部材へ向
かい変位させる。すなわち、その受け部材の接触面と球
状部材の接触面との間の隙間をなくすように受け部材を
変位させ、球状部材のガタつきを防止できる。しかも、
受け部材と球状部材との接触位置が偏ることはないの
で、受け部材の磨耗や変形が早くなることもない。よっ
て、球状部材のガタつきを長期に亘り防止でき、ボール
ジョイントを交換するのに比べコストを低減できる。

【００１２】その可動部材はくさび状とされ、その位置
決め手段はハウジングにねじ込まれる位置決め部材を有
し、その位置決め部材に接することで可動部材は位置決
めされ、その位置決め部材のねじ込み量はハウジングの
外部から調節可能とされ、その位置決め部材のハウジン
グへのねじ込みにより可動部材は変位するのが好まし
い。

【００１３】これにより、位置決め部材のハウジングへ
のねじ込み量を調節するだけで、その可動部材の変位量
の微調節が可能になり、また、そのねじ込み量の調節に
労力を要することはない。よって、簡単な作業で、その
受け部材の接触面と球状部材の接触面との間の隙間に応
じて可動部材を変位させることができ、その隙間調節が
不十分になったり過剰になるのを防止できる。さらに、
その受け部材による球状部材の押し付け予圧を調節する
ことで、ボールジョイントにより連結される部材間の相
対的な動きに要する力の調節が可能になる。例えば、本
発明のボールジョンイントによりラックピニオン式ステ
アリング装置のラックとタイロッドとを連結する場合
に、操舵フィーリングの向上を図ることが可能になる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００１５】図１、図２は、ラックピニオン式ステアリ
ング装置におけるラック２とタイロッド３の連結に用い
られるボールジョイント１を示す。このボールジョイン
ト１は、鋼製のハウジング４と、そのハウジング４に挿
入される鋼製の球状部材５と、その球状部材５を支持す
る合成樹脂製の受け部材６とを備える。その受け部材６
の材料としては、例えばデルリンやジュラコンを用いる
ことができる。

【００１６】そのハウジング４は、筒状の周壁４ａの一
側を閉鎖する底壁４ｂから突出するネジ部４ｃを有し、
そのネジ部４ｃを介してラック２の一端に接続される。
その球状部材５の一側は受け部材６により支持され、他
側にタイロッド３が一体的に接続されている。そのタイ
ロッド３は、ハウジング４の他側に形成された開口４ｄ
からハウジング４の外部に突出する。その受け部材６
は、球状部材５の一側を支持する第１部材６ａと、その
球状部材５の両側間を支持する第２部材６ｂからなる。
その球状部材５と受け部材６の接触面５′、６ａ′、６
ｂ′の形状は球面の一部とされ、その球状部材５は受け
部材６に対し相対揺動可能とされている。そのハウジン
グ４とラック２との間にはタグワッシャー７が介在さ
れ、そのタグワッシャー７の周縁の一部７ａはハウジン
グ４を保持するようにかしめられている。その受け部材
６の第１部材６ａの一端外周には凹部６ａ″が形成さ
れ、その凹部６ａ″に環状の弾性部材８が嵌め合わさ
れ、その弾性部材８は受け部材６に球状部材５へ向かう
弾力を付与している。その弾性部材８の材料としては、
例えばポリウレタンを用いることができる。そのハウジ
ング４の内周に鋼製の抜け止めリング９が嵌め込まれ、
過大な力が作用した場合に、そのハウジング４の開口４
ｄから球状部材５と受け部材６が抜けるのを防止してい
る。なお、通常は、その抜け止めリング９と球状部材５
との間には隙間があり、球状部材５は受け部材６により
支持される。そのタイロッド３とシリンダチューブ２０
との間を覆う筒状のベローズ１９が、そのタイロッド３
の外周とシリンダチューブ２０の外周とに着脱可能に取
り付けられている。

【００１７】そのラック２が操舵によりステアリング装
置のシリンダチューブ２０に対し軸方向移動すると、そ
のラック２の動きがボールジョイント１を介してタイロ
ッド３に伝達され、そのタイロッド３に連結された車輪
が操舵される。

【００１８】そのハウジング４の底壁４ｂと受け部材６
との間に、円板状の可動部材１１が配置されている。そ
の可動部材１１の外径がハウジング４の周壁４ａの内径
よりも小さくされることで、可動部材１１はハウジング
４の径方向に変位可能とされている。この可動部材１１
の材質としては、鋼や焼結金属を用いることができる。
図３にも示すように、その可動部材１１の肉厚は、径方
向一方から他方に向かうに従い小さくなり、その一方の
端面は受け部材６の底面に対し傾斜するテーパ面１１ｃ
とされ、これにより、可動部材１１はくさび状とされて
いる。そのテーパ面１１ｃに、その傾斜方向に沿う凸部
１１ａが形成されている。また、その可動部材１１の最
大肉厚部の外周に、係合孔１１ｂが形成されている。そ
の係合孔１１ｂに、ハウジング４の周壁４ａにねじ込ま
れるネジ軸（位置決め部材）１２の一端が挿入されてい
る。そのネジ軸１２の他端に、そのネジ軸１２を回転操
作するための工具の挿入用六角穴１２ａが形成され、そ
のネジ軸１２のねじ込み量はハウジング４の外部から調
節可能とされている。

【００１９】その可動部材１１と受け部材６との間に、
円板状のスペーサ１０が配置されている。このスペーサ
１０の材質としては、鋼や焼結金属を用いることができ
る。そのスペーサ１０の外径は、ハウジング４の周壁４
ａの内径と略等しくされている。図４にも示すように、
そのスペーサ１０の肉厚は、径方向一方から他方に向か
うに従い大きくなり、その一方の端面は受け部材６の底
面に対し傾斜するテーパ面１０ｃとされる。そのテーパ
面１０ｃに、その傾斜方向に沿う凹部１０ａが形成され
ている。そのスペーサ１０の凹部１０ａに可動部材１１
の凸部１１ａが嵌め合わされ、スペーサ１０と可動部材
１１とはテーパ面１０ｃ、１１ｃを介して接触する。こ
れにより、可動部材１１はネジ軸１２に接することで位
置決めされ、また、そのネジ軸１２のハウジング４への
ねじ込みにより径方向に変位し、その可動部材１１の径
方向変位はテーパ面１０ｃ、１１ｃを介してスペーサ１
０の軸方向変位に変換され、そのスペーサ１０と共に受
け部材６は可動部材１１の変位に応じて球状部材５へ向
かい変位する。

【００２０】なお、そのネジ軸１２の表面にはマイクロ
カプセル化された接着剤がコーティングされ、そのネジ
軸１２のハウジング４へのねじ込みによりマイクロカプ
セルが破壊されて滲みだす接着剤により、そのネジ軸１
２の緩み及び水等の浸入が防止される。また、そのスペ
ーサ１０の他方の面の縁に凹部１０ｂが形成され、その
スペーサ１０と可動部材１１とをハウジング４内に挿入
した後に、その凹部１０ｂに工具を係合させてスペーサ
１０と可動部材１１とを連れ回りさせることで、その可
動部材１１の係合孔１１ｂを、ネジ軸１２が挿入可能な
位置に変位させることができる。

【００２１】上記構成によれば、受け部材６の接触面６
ａ′、６ｂ′と球状部材５の接触面との間に隙間が生じ
た場合は、ベローズ１９を取り外し、ネジ軸１２をハウ
ジング４へねじ込み、可動部材１１を変位させ、受け部
材６を球状部材５へ向かい変位させる。すなわち、その
受け部材６の接触面６ａ′、６ｂ′と球状部材５の接触
面との間の隙間をなくすように受け部材６を変位させ、
球状部材５のガタつきを防止できる。しかも、受け部材
６と球状部材５との接触位置が偏ることはないので、受
け部材６の磨耗や変形が早くなることもない。さらに、
ネジ軸１２のハウジング４へのねじ込み量を調節するだ
けで、その可動部材１１の変位量の微調節が可能にな
り、また、そのねじ込み量の調節に労力を要することは
なく、簡単な作業で、その受け部材６の接触面６ａ′、
６ｂ′と球状部材５の接触面との間の隙間に応じて可動
部材１１を変位させることができ、その隙間調節が不十
分になったり過剰になるのを防止できる。よって、その
球状部材５のガタつきを長期に亘って防止でき、ボール
ジョイント１を交換するのに比べコストを低減できる。
さらに、その受け部材６による球状部材５の押し付け予
圧を調節することで、このボールジョイント１により連
結されるラック２に対するタイロッド３の相対的な動き
に要する力を調節し、操舵フィーリングの向上を図るこ
とが可能になる。

【００２２】図５は、変形例に係るボールジョイント
１′を示す。上記実施形態では受け部材６を２部材６
ａ、６ｂから構成しているのに対し、本変形例では受け
部材５６を単一部材から構成し、球状部材５との接触面
５６′も単一とされている。また、上記実施形態では環
状の弾性部材８を受け部材６とスペーサ１０との間に配
置していたのに対し、本変形例では有底筒状の弾性部材
５８を受け部材５６とスペーサ１０との間に配置してい
る。また、上記実施形態の抜け止めリング９に代えて、
ハウジング４の開口４ｄの周縁部４ｅが内方に向かい湾
曲されることで、過大な力が作用した場合に、ハウジン
グ４の開口４ｄから球状部材５と受け部材５６が抜ける
のが防止されている。他は上記実施形態と同一であり、
同一箇所には同一符号を付している。

【００２３】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものでない。例えば、本発明によるボールジョイント
は、ラックピニオン式ステアリング装置のラックとタイ
ロッドとの連結以外にも用いることができる。

【００２４】

【発明の効果】本発明のボールジョイントによれば、球
状部材の接触面と受け部材の接触面との間に生じる隙間
を簡単な作業でなくし、球状部材のガタつきを長期に亘
り防止でき、コストを低減できる。また、本発明のボー
ルジョイントにより連結される部材間の相対的な動きに
要する力の調節が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のボールジョイントの断面図

【図２】図１のＩＩ‐ＩＩ線に沿う断面図

【図３】本発明の実施形態の可動部材の（１）は側面
図、（２）は正面図、（３）は平面図

【図４】本発明の実施形態のスペーサの（１）は正面
図、（２）は側面図、（３）は背面図、（４）は平面図

【図５】本発明の変形例のボールジョイントの断面図

【図６】従来例のボールジョイントの断面図

【符号の説明】 ４ ハウジング ５ 球状部材 ５′ 接触面 ６、５６ 受け部材 ６ａ′、６ｂ′、５６′ 接触面 １１ 可動部材 １２ ネジ軸（位置決め部材）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ハウジングと、 そのハウジングに挿入される球状部材と、 その球状部材を支持する受け部材とを備え、 その球状部材と受け部材の接触面形状は球面の一部とさ
   れ、その球状部材は受け部材に対し相対揺動可能とされ
   ているボールジョイントにおいて、 そのハウジングと受け部材との間で変位可能な可動部材
   と、 その可動部材の位置決め手段とが設けられ、 その可動部材の変位に応じて受け部材は球状部材へ向か
   い変位可能とされているボールジョイント。
2. 【請求項２】 その可動部材はくさび状とされ、 その位置決め手段はハウジングにねじ込まれる位置決め
   部材を有し、 その位置決め部材に接することで可動部材は位置決めさ
   れ、 その位置決め部材のねじ込み量はハウジングの外部から
   調節可能とされ、 その位置決め部材のハウジングへのねじ込みにより可動
   部材が変位する請求項１に記載のボールジョイント。