JPH11141535A - ボールジョイント - Google Patents

ボールジョイント

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JPH11141535A
JPH11141535A JP9308976A JP30897697A JPH11141535A JP H11141535 A JPH11141535 A JP H11141535A JP 9308976 A JP9308976 A JP 9308976A JP 30897697 A JP30897697 A JP 30897697A JP H11141535 A JPH11141535 A JP H11141535A
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JP
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load
ribs
load receiving
housing
ball
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Application number
JP9308976A
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Inventor
Masayuki Mizutani
雅之 水谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ishikawa Tekko KK
Somic Ishikawa KK
Original Assignee
Ishikawa Tekko KK
Somic Ishikawa KK
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • F16C11/0623Construction or details of the socket member
    • F16C11/0628Construction or details of the socket member with linings
    • F16C11/0633Construction or details of the socket member with linings the linings being made of plastics
    • F16C11/0638Construction or details of the socket member with linings the linings being made of plastics characterised by geometrical details
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y10T403/32631Universal ball and socket
    • Y10T403/32713Elastomerically biased or backed components
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    • Y10T403/32737Universal ball and socket including liner, shim, or discrete seat
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 大型化せずに耐荷重性が向上するボールジョ
イントを提供する。 【解決手段】 ハウジング2の底面部8の載置面部11に
対向するベアリングシート4の底部の外面に、放射状に
荷重受リブ部27を複数突設する。荷重受リブ部27,27間
に、荷重受リブ部27,27より突出高さ寸法が短い荷重受
補助リブ部28を、荷重受リブ部27と連続させず凹部29を
介して並列状に突設する。球頭部20からベアリングシー
ト4に掛かる応力を、弾性による復元力の押圧エネルギ
にて吸収し、構成部品の寸法公差を吸収し、摩擦補償機
能を付与する。大きな荷重が掛かると、荷重受リブ部2
7,27が変形し、荷重受リブ部27,27間が撓み変形し、
荷重受補助リブ部28,28が載置面部11に当接する。荷重
受補助リブ部28,28でも荷重を受け、荷重受リブ部27,
27間の撓み変形を抑制し、繰り返し大きな荷重が掛かっ
ても疲労破壊を防止できる。耐荷重性および耐久性を向
上できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、球頭部を摺動可能
に包容するベアリングシートを備えたボールジョイント
に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種のボールジョイントとして
は、例えば図8および図9に示すように、ハウジング41
の底面部42に対向するベアリングシート43の外面に、放
射状に複数の荷重受リブ部44を設け、これら荷重受リブ
部44,44の先端がハウジング41の底面部42に当接し、荷
重受リブ部44,44間は接触することなくボールスタッド
の球頭部45を包容してハウジング41内にベアリングシー
ト43およびボールスタッドの球頭部45を組み付けてい
る。
【0003】そして、荷重受リブ部44,44のハウジング
41との接触状態により、構成部品の寸法公差を吸収し
て、安定した作動トルクと円滑な動作を得るとともに、
ボールスタッドに荷重が掛かった際には、荷重受リブ部
44,44にて荷重を受けたり、荷重受リブ部44,44間が撓
むなどにより、荷重を逃がして耐荷重性を付与し摩擦補
償機能を与えている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記図
8および図9に示すようなベアリングシート43を用いた
ボールジョイントにおいて、ボールスタッドに大きな荷
重が繰り返し掛かる場合には、荷重受リブ部44,44がへ
たって荷重受リブ部44,44間の撓みが大きくなり、ベア
リングシート43の内面側であるボールスタッドの球頭部
45に接する面に大きな引張応力が生じ、ベアリングシー
ト43が疲労破壊するおそれがある。
【0005】本発明は、上記問題点に鑑みなされたもの
で、大型化することなく耐荷重性が向上するボールジョ
イントを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】請求項1記載のボールジ
ョイントは、開口部およびこの開口部に対向する位置に
底面部を有する内室が形成されたハウジングと、このハ
ウジングの内室内に配置される球頭部およびこの球頭部
に連続され前記開口部から突出される軸部を有するボー
ルスタッドと、前記ハウジングの内室に収容され前記ボ
ールスタッドの球頭部を摺動可能に包容し挿入孔に軸部
が挿通される弾性および剛性を有した合成樹脂製のベア
リングシートとを備え、前記ベアリングシートは、前記
ハウジングの少なくとも底面部に対向する外面に放射状
に複数設けられ先端が前記底面部に当接する荷重受リブ
部と、これら荷重受リブ部間に位置して複数設けられこ
れら荷重受リブ部より突出高さ寸法が短い荷重受補助リ
ブ部とを具備したものである。
【0007】そして、ボールスタッドの球頭部を包容す
るベアリングシートのハウジングの底面部に対向する外
面に、ボールスタッドに外部から掛かる荷重を受け、こ
の荷重が球頭部からベアリングシートに円周上に掛かる
ために先端が底面部に当接する荷重受リブ部を放射状に
設けるとともに、荷重受リブ部間に位置して荷重受リブ
部より突出高さ寸法が短い荷重受補助リブ部を複数設け
たため、荷重受リブ部にて構成部品の寸法公差を吸収し
て、安定した作動トルクと円滑な動作を与えるとともに
比較的小さい荷重がボールに掛かる比較的小さい荷重を
逃がし、大きな荷重が掛かる場合には、荷重受リブ部の
先端がハウジングの底面部に当接して荷重を逃がし、過
度にベアリングシートが撓むことを防止して疲労損傷を
防止し、耐荷重性を向上して安定した摩擦補償機能を与
える。
【0008】請求項2記載のボールジョイントは、請求
項1記載のボールジョイントにおいて、荷重受補助リブ
部は、放射状に設けられたものである。
【0009】そして、荷重受補助リブ部を放射状に設け
るため、簡単な構造で容易に荷重受補助リブ部が設けら
れる。
【0010】請求項3記載のボールジョイントは、請求
項1記載のボールジョイントにおいて、荷重受補助リブ
部は、周方向に沿って円周状に設けられたものである。
【0011】そして、荷重受補助リブ部を周方向に沿っ
て円周状に設けたため、周方向において荷重受リブ部と
荷重受補助リブ部との間にハウジングの底面部に当接し
ない部分が生じないで、より確実に過度の撓みが防止さ
れる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明のボールジョイント
の実施の一形態を図面を参照して説明する。
【0013】図2において、1はボールジョイントで、
このボールジョイント1は、金属製の有底円筒状のハウ
ジング2と、金属製のボールスタッド3と、合成樹脂製
のベアリングシート4と、軟質部材製のカバー体5とを
備え、例えば自動車のステアリング機構やサスペンショ
ン機構、ダブルウィッシュボーン・サスペンション形式
のボールジョイントに用いられている。
【0014】そして、ハウジング2は、開口部7を有
し、この開口部7と対向する位置に底面部8を有する内
室9が形成され、この内室9は、組み立て前は略有底円
筒状に形成されている。また、このハウジング2の内室
9の底面部8の中央部には、油溜りとなる略円錐凹状の
錐面部10が形成され、この錐面部10の周囲には、この錐
面部10に連続して開口に向けて拡開するテーパ状の載置
面部11が形成されている。そして、ハウジング2の外周
面には、キャリアなどに接続されるアーム部12が一体的
に設けられている。また、ハウジング2の開口部7の内
周側縁近傍には、内径が内室9より径大となるように段
差部13が設けられ、この段差部13には抜止リング14が開
口部7の縁を内側にかしめて固定されている。さらに、
開口部7の外周側縁近傍には、周方向に沿って凹溝状に
凹溝部15が設けられている。
【0015】また、ボールスタッド3は、球状の球頭部
20に連続して小径部21を介して軸部22が一体に形成さ
れ、この軸部22の先端部の外周には、雄ねじ部23が形成
されている。
【0016】さらに、ベアリングシート4は、図1ない
し図4に示すように、ポリアセタール樹脂などの良好な
ベアリング特性を有する耐荷重性の高い剛性および弾性
を有した硬質合成樹脂にて成形され、ハウジング2の内
室9内にハウジング2に固定された抜止リング14にて抜
け止めされて収容されている。そして、このベアリング
シート4には、一端にボールスタッド3の球頭部20が挿
入されて軸部22が挿通する挿入孔25を開口する略有底円
筒状に形成されている。また、挿入孔25に対向する底部
26の外面は、ハウジング2の載置面部11に対応してテー
パ状に形成されている。
【0017】そして、底部26の外面には、円周上に位置
するように放射状に略等間隔で先端がハウジング2の載
置面部11に当接する荷重受リブ部27が突設されている。
さらに、荷重受リブ部27,27間には、これら荷重受リブ
部27,27より突出高さ寸法が短い荷重受補助リブ部28
が、荷重受リブ部27と連続することなく凹部29を介して
並列状に突設されている。
【0018】また、カバー体5は、軟質部材にて略円筒
状に形成されている。そして、このカバー体5は、一端
縁にハウジング2の凹溝部15に係合されて固定リング31
にて固定される第1リング部32が設けられ、他端縁にボ
ールスタッド3の軸部22に嵌合する第2リング部33が設
けられている。このカバー体5の取り付けにより、ボー
ルスタッド3の軸部22がハウジング2から導出する部分
を覆った状態となる。
【0019】次に、上記実施の一形態の組み立て動作を
説明する。
【0020】まず、ベアリングシート4内にボールスタ
ッド3の球頭部20を挿入孔25から圧入する。そして、こ
の球頭部20を挿入したベアリングシート4をハウジング
2の開口部7から内室9内に挿入し、ベアリングシート
4の底部26の荷重受リブ部27の先端をハウジング2の底
面部8の載置面部11に当接させる。
【0021】この後、ハウジング2の段差部13に抜止リ
ング14を係止させ、ハウジング2の開口部7の縁を内側
にかしめて抜止リング14を固定してベアリングシート4
を抜け止めし、ボールスタッド3の球頭部20を摺動自在
に包容して、ボールジョイント1を組み立てる。
【0022】次に、上記実施の一形態の作用を説明す
る。
【0023】球頭部20を摺動自在に包容した状態におい
て、球頭部20からベアリングシート4に掛かる応力は、
この応力に対してベアリングシート4から球頭部20にベ
アリングシート4の弾性による復元力である押圧エネル
ギ、あるいは、ベアリングシート4の荷重受リブ部27,
27間が撓む弾性による復元力である押圧エネルギが働
く。このため、ハウジング2、球頭部20およびベアリン
グシート4の各構成部品の寸法公差が、球頭部20の包容
の際に弾性に抗して変形された移動量の範囲内であれ
ば、球頭部20にベアリングシート4の弾性による復元力
である押圧エネルギが働くために構成部品の寸法公差を
吸収でき、ベアリングシート4の弾性復元力による球頭
部20への押圧エネルギを保持して摩擦補償機能を付与で
きる。したがって、各構成部材の寸法精度を低くでき、
製造が容易となり製造性が向上でき、歩留まりの低下に
よる製造コストも低減できる。
【0024】また、このボールジョイント1をキャリア
などに組み付けて使用した際に、ボールスタッド3に大
きな荷重が掛かった場合、この荷重は球頭部20からベア
リングシート4の底部26に周面状に掛かる。そして、円
周上に位置して配設した荷重受リブ部27,27では大きな
荷重を受けきれなくなり、荷重受リブ部27,27が潰れる
ように変形するとともに荷重受リブ部27,27間の撓み変
形が生じて、荷重受補助リブ部28,28の先端がハウジン
グ2の載置面部11に当接する。この荷重受補助リブ部2
8,28の当接により、荷重受補助リブ部28,28でも荷重
を受ける状態となり、荷重受リブ部27,27間がさらに撓
み変形することを抑制する。
【0025】ところで、従来のベアリングシートの荷重
受リブ部27,27の数を端に増やして大きな荷重による変
形を逃がす構造とすることも考えられるが、この荷重受
リブ部27,27の数を増やす構造とした場合、あらかじめ
荷重受リブ部27,27が当接した状態であるため、荷重受
リブ部27を設けずにベアリングシートの外面略全体がハ
ウジング2の内面に当接する構成のボールジョイントと
同様な状況となる。このため、上述した各構成部品の寸
法公差を吸収できなくなり、安定した球頭部が摺動する
トルクが得られなくなり摩擦補償機能が得られなくな
る。
【0026】したがって、上記実施の一形態では、寸法
交差を吸収して安定した特性が得られるとともに、撓み
変形によりベアリングシート4の球頭部20側の内面に大
きな引張応力が生じることを抑制でき、繰り返し大きな
荷重が掛かっても疲労破壊することを防止でき、耐荷重
性および耐久性を向上できる。
【0027】そして、疲労破壊を防止する荷重受補助リ
ブ部28,28を放射状に突設して荷重受リブ部27,27と並
列状にしたため、従来のベアリングシートの型を若干加
工する程度でよく、製造工程を変更しないでも従来と同
様に製造できる。
【0028】また、荷重受リブ部27と荷重受補助リブ部
28とは連続せずに凹部29を介して並列状であるため、ボ
ールスタッド3に大きな荷重が掛かって荷重受リブ部27
が潰れるように変形しても変形部分が凹部29に逃げるよ
うな状態となり、荷重受補助リブ部28が荷重受リブ部27
の変形に影響を受けずにハウジング2の載置面部11に当
接することができ、ベアリングシート4に無理な負荷が
生じないで効率よく外部からの荷重を逃がすことができ
る。
【0029】次に、本発明のボールジョイントの他の実
施の形態を図5ないし図7を参照して説明する。
【0030】この図5ないし図7に示す実施の形態は、
図1ないし図4に示す実施の形態の放射状に設けた荷重
受補助リブ部28を周方向に沿って円周状に例えば同心上
で3重に設けたものである。
【0031】そして、これら荷重受補助リブ部35,35は
断面略半円状に形成され、荷重受リブ部27,27に連続す
るとともに荷重受補助リブ部35,35間は連続することな
く凹部36が設けられている。
【0032】この構成によれば、ボールスタッド3に大
きな荷重が掛かった際に、荷重受補助リブ部35,35がハ
ウジング2の載置面部11に当接した際、周方向において
荷重受リブ部27,27と荷重受補助リブ部35,35との間で
載置面部11に当接しない部分が生じないので、円周状に
荷重を受け止めることができ、より確実に荷重受リブ部
27,27間の過度の撓みを防止できる。
【0033】
【発明の効果】請求項1記載のボールジョイントによれ
ば、ボールスタッドの球頭部を包容するベアリングシー
トのハウジングの底面部に対向する外面に、先端が底面
部に当接する荷重受リブ部を放射状に設けるとともに、
荷重受リブ部間に位置して荷重受リブ部より突出高さ寸
法が短い荷重受補助リブ部を複数設けたため、荷重受リ
ブ部にて構成部品の寸法公差を吸収して、安定した作動
トルクと円滑な動作を付与できるとともに比較的小さい
荷重がボールに掛かる比較的小さい荷重を逃がし、大き
な荷重が掛かる場合には、荷重受リブ部の先端がハウジ
ングの底面部に当接して荷重を逃がし、過度にベアリン
グシートが撓むことを防止して疲労損傷を防止でき、耐
荷重性を向上でき安定した摩擦補償機能が得られる。
【0034】請求項2記載のボールジョイントによれ
ば、請求項1記載のボールジョイントの効果に加え、荷
重受補助リブ部を放射状に設けるため、従来の製造工程
を変更しないで簡単な構造で容易に荷重受補助リブ部を
形成できる。
【0035】請求項3記載のボールジョイントによれ
ば、請求項1記載のボールジョイントの効果に加え、荷
重受補助リブ部を周方向に沿って円周状に設けたため、
周方向において荷重受リブ部と荷重受補助リブ部との間
にハウジングの底面部に当接しない部分が生じないで、
より確実に過度の撓みを防止でき、疲労損傷を防止でき
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のボールジョイントの実施の一形態の荷
重受リブ部近傍を示す断面図である。
【図2】同上ボールジョイントを示す断面図である。
【図3】同上ベアリングシートを示す底面図である。
【図4】同上一部を切り欠いた断面図である。
【図5】本発明の他の実施の形態の荷重受リブ部近傍を
示す断面図である。
【図6】同上ベアリングシートを示す底面図である。
【図7】同上一部を切り欠いた断面図である。
【図8】従来例のボールジョイントの荷重受リブ部近傍
を示す断面図である。
【図9】同上ベアリングシートを示す底面図である。
【符号の説明】
1 ボールジョイント 2 ハウジング 3 ボールスタッド 4 ベアリングシート 7 開口部 8 底面部 9 内室 20 球頭部 22 軸部 25 挿入孔 27 荷重受リブ部 28 荷重受補助リブ部

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 開口部およびこの開口部に対向する位置
    に底面部を有する内室が形成されたハウジングと、この
    ハウジングの内室内に配置される球頭部およびこの球頭
    部に連続され前記開口部から突出される軸部を有するボ
    ールスタッドと、前記ハウジングの内室に収容され前記
    ボールスタッドの球頭部を摺動可能に包容し挿入孔に軸
    部が挿通される弾性および剛性を有した合成樹脂製のベ
    アリングシートとを備え、 前記ベアリングシートは、 前記ハウジングの少なくとも底面部に対向する外面に放
    射状に複数設けられ先端が前記底面部に当接する荷重受
    リブ部と、 これら荷重受リブ部間に位置して複数設けられこれら荷
    重受リブ部より突出高さ寸法が短い荷重受補助リブ部と
    を具備したことを特徴とするボールジョイント。
  2. 【請求項2】 荷重受補助リブ部は、放射状に設けられ
    たことを特徴とする請求項1記載のボールジョイント。
  3. 【請求項3】 荷重受補助リブ部は、周方向に沿って円
    周状に設けられたことを特徴とする請求項1記載のボー
    ルジョイント。
JP9308976A 1997-11-11 1997-11-11 ボールジョイント Pending JPH11141535A (ja)

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JP9308976A JPH11141535A (ja) 1997-11-11 1997-11-11 ボールジョイント
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