(57)【要約】【課題】取り付けおよび取り外しを容易に行うことが可能なボールジョイントカバーおよびそのボールジョイントカバーを備えた連結機構を提供する。【解決手段】円筒状の突出部１４を有するソケット部１３、ソケット部１３に嵌合するボール部１２、および、ボール部１２に連結された棒状部１１を有する第１の部材１０と、棒状部１１にネジを介して連結される第２の部材２０と、第１の部材１０と第２の部材２０との間を封止するゴム製のボールジョイントカバー３０と、を備えている。ボールジョイントカバー３０は、棒状部１１の外周面に嵌合する第１の筒部３１と、突出部１４の外周面に嵌合する第２の筒部３２と、第１の筒部３１と第２の筒部３２とを連結する可撓部３３とを備えている。第２の筒部３２は突出部１４の外径よりも所定量長い内径を有する円環状の金属製支持板３４を内包している。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の突出部を有するソケット部、上記ソケット部に嵌合するボール部、および、上記ボール部に連結された棒状部を有する第１の部材と、
上記棒状部にネジを介して連結される第２の部材と、
上記第１の部材と上記第２の部材との間を封止するゴム製のボールジョイントカバーと、
を備えた連結機構であって、
上記ボールジョイントカバーは、上記棒状部の外周面に嵌合する第１の筒部と、上記突出部の外周面に嵌合する第２の筒部と、上記第１の筒部と上記第２の筒部とを連結する可撓部とを備えており、
上記第２の筒部は上記突出部の外径よりも所定量長い内径を有する円環状の金属製支持板を内包していることを特徴とする、連結機構。
【請求項２】
上記支持板の内径は、上記支持板の法線方向が上記突出部の中心軸方向に対して傾斜した場合に、その内周縁が上記突出部の外周面に干渉する長さである、請求項１に記載の連結機構。
【請求項３】
上記可撓部の一部が蛇腹状に形成されている、請求項１または２に記載の連結機構。
【請求項４】
円筒状の突出部を有するソケット部、上記ソケット部に嵌合するボール部、および、上記ボール部に連結された棒状部を有する第１の部材と、上記棒状部にネジを介して連結される第２の部材との間を封止するゴム製のボールジョイントカバーであって、
上記棒状部の外周面に嵌合する第１の筒部と、上記突出部の外周面に嵌合する第２の筒部と、上記第１の筒部と上記第２の筒部とを連結する可撓部とを備えており、
上記第２の筒部は上記突出部の外径よりも所定量長い内径を有する円環状の金属製支持板を内包していることを特徴とするボールジョイントカバー。
【請求項５】
上記支持板の内径は、上記支持板の法線方向が上記突出部の中心軸方向に対して傾斜した場合に、その内周縁が上記突出部の外周面に干渉する長さである、請求項４に記載のボールジョイントカバー。
【請求項６】
上記可撓部の一部が蛇腹状に形成されている、請求項４または５に記載のボールジョイントカバー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば車両のステアリング装置において用いられる連結機構およびその連結機構に組み込まれているボールジョイントカバーに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、自動車を代表とする車両に配設されているステアリング装置では、タイロッドを介してステアリングハンドルの操作に伴う操舵力を車輪に伝達している。タイロッドは、ステアリングギアボックス側のタイロッド本体部と、このタイロッド本体部にターンバックルジョイントを介して連結する車輪側のタイロッドエンドを有している。さらに、タイロッドエンドが車輪の車軸に設けられたナックルアームに連結されている。タイロッドエンドとナックルアームとは、たとえば特許文献１に記載されているボールジョイントを用いて屈曲可能に連結されている。
【０００３】
図８には、従来のボールジョイントを用いた連結機構の一例を簡略に示している。図８によると、連結機構Ｘは、たとえばタイロッドエンドとナックルアームとの連結に用いられ、棒状部９１、ボール部９２、ソケット部９３、ボールジョイントカバー９４、取り付け部９５、ナット９６、および、金属環９７を備えている。ソケット部９３は、タイロッドエンドに設けられている。取り付け部９５はナックルアームに設けられている。図８に示すように、棒状部９１は取り付け部９５にナット９６を用いて連結されている。さらに、この棒状部９１の図中の上端部はボール部９２と連結されている。ボール部９２はソケット部９３に回転可能なように嵌合している。ボール部９２が円滑に回転可能なように、ボール部９２とソケット部９３との間にはグリスなどの潤滑剤が充填される。ソケット部９３の図中下端には下方に突出する円筒状の突出部９３ａが設けられている。
【０００４】
ボールジョイントカバー９４は、ゴム製であり、ソケット部９３内の潤滑剤に泥やホコリが侵入するのを防ぐために、棒状部９１とソケット部９３との間に設けられている。ボールジョイントカバー９４は、棒状部９１に密着する筒状部９４ａと、突出部９３ａに密着する筒状部９４ｂとを有している。筒状部９４ｂは、自然状態での内径が、突出部９３ａの外径よりもわずかに小さくなるように形成されている。筒状部９４ａには金属環９７が埋設されている。図９には、自然状態での金属環９７の平面図を示している。図９によると、金属環９７は、中心に向けて突出する複数の板状部９７ａを備えている。自然状態での複数の板状部９７ａは、それらの先端部が図９に点線で示した円Ｃに沿って並ぶように形成されている。なお、この円Ｃの直径は、突出部９３ａの外径よりも小さくなっている。
【０００５】
従来では、このような筒状部９４ｂに突出部９３ａを圧入することにより、筒状部９４ｂと突出部９３ａとを隙間なく密着させていた。この圧入作業は、たとえば複数の板状部９７ａが変形するような強い圧力で行われる。圧入の結果、複数の板状部９７ａは、図８で示されているように先端が根元よりも図中上側に来るように変形する。変形した板状部９７ａは、金属の弾性により、筒状部９４ｂを突出部９３ａに押し付ける力を生じ、筒状部９４ｂと突出部９３ａとの接着をより強固なものとしていた。
【０００６】
しかしながら、ボールジョイントカバー９４は、消耗品であるため交換する必要が生じることがあり、交換の際に上述の強固な接着が障害となることがあった。まず、接着が強固過ぎるため、ボールジョイントカバー９４を取り外すのに大きな労力が必要であった。さらに、新しいボールジョイントカバー９４を取り付ける際にも、上述したように強い圧力で圧入作業を行う必要があり、そのような設備を用意することは修理業者にとっても大きな負担となっていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−１７０４５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、取り付けおよび取り外しを容易に行うことが可能なボールジョイントカバーおよびそれを備えた連結機構を提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の第１の側面によって提供される連結機構は、円筒状の突出部を有するソケット部、上記ソケット部に嵌合するボール部、および、上記ボール部に連結された棒状部を有する第１の部材と、上記棒状部にネジを介して連結される第２の部材と、上記第１の部材と上記第２の部材との間を封止するゴム製のボールジョイントカバーと、を備えている。上記ボールジョイントカバーは、上記棒状部の外周面に嵌合する第１の筒部と、上記突出部の外周面に嵌合する第２の筒部と、上記第１の筒部と上記第２の筒部とを連結する可撓部とを備えている。上記第２の筒部は上記突出部の外径よりも所定量長い内径を有する円環状の金属製支持板を内包している。
【００１０】
本発明の第２の側面によって提供されるボールジョイントカバーは、円筒状の突出部を有するソケット部、上記ソケット部に嵌合するボール部、および、上記ボール部に連結された棒状部を有する第１の部材と、上記棒状部にネジを介して連結される第２の部材との間を封止するゴム製のボールジョイントカバーであって、上記棒状部の外周面に嵌合する第１の筒部と、上記突出部の外周面に嵌合する第２の筒部と、上記第１の筒部と上記第２の筒部とを連結する可撓部とを備えており、上記第２の筒部は上記突出部の外径よりも所定量長い内径を有する円環状の金属製支持板を内包していることを特徴とする。
【００１１】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記支持板の内径は、上記支持板の法線方向が上記突出部の中心軸方向に対して傾斜した場合に、その内周縁が上記突出部の外周面に干渉する長さである。
【００１２】
本発明のより好ましい実施の形態においては、上記可撓部の一部が蛇腹状に形成されている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、上記第２の筒部が内包する支持板の内径が、上記突出部の外径よりも長く形成されている。このため、上記第２の筒部を上記突出部に取り付ける際、および、取り外す際に、上記支持板を変形させるような強い力をかける必要がなくなっている。したがって、本発明におけるボールジョイントカバーは、ゴム製の上記第２の筒部を変形させる程度の力で上記突出部に取り付けることができ、また比較的弱い力で、上記第２の筒部を上記突出部から引き離すことができる。このことは、従来の例において金属環９７が突出部９３ａを締め付けていることと対照的である。このような取り付けおよび取り外しが容易なボールジョイントカバーを備えた連結機構は、製造する際あるいは修理する際の作業の簡略化および低コスト化を図ることができる。
【００１４】
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の連結機構の一例を示す正面図である。
【図２】図１におけるＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】図１に示す連結機構の屈曲時の様子を示す断面図である。
【図４】図１に示す連結機構の動作例を示す要部断面図である。
【図５】図１に示す連結機構の組み立て工程の一部を示す断面図である。
【図６】図５の工程に続く工程の一部を示す断面図である。
【図７】本発明における支持板を示す平面図である。
【図８】従来の連結機構の簡略な断面図である。
【図９】従来の連結機構における金属環の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明における連結機構について、図１〜図７を参照して具体的に説明する。
【００１７】
図１に示す連結機構Ａは、たとえばボールジョイントを利用して屈曲可能としたものであり、第１の部材１０、第２の部材２０、ボールジョイントカバー３０、ナット４０、ワッシャ４１、および、係止ピン４２を備えている。第１の部材１０は、たとえば、タイロッドＢの先端に取り付けられたタイロッドエンドＢｅの先端に設けられている。第２の部材２０は、たとえば、ナックルアームＤに設けられたボールジョイント取り付け部である。第２の部材２０は、孔部２１を有する円筒状に形成されている。なお、図１および図２では、連結機構Ａの基本状態を示しており、図３では連結機構Ａの屈曲状態を示している。さらに、図５および図６には、連結機構Ａを組み立てる工程の一部を示している。
【００１８】
第１の部材１０は、棒状部１１、ボール部１２、および、ソケット部１３を備えている。以下、図２を参照にしつつ各部の具体的な構成を説明する。
【００１９】
棒状部１１は、金属製であり、本体部１１ａと、本体部１１ａの下端から延びるように形成された連結部１１ｂとを備えている。本体部１１ａは、上下において太さが変化する柱状に形成されている。本体部１１ａの最も太い部分は、中央よりも上端寄りの位置に形成されている。本体部１１ａの最も太い部分より下方は、下にいくほど徐々に細くなるように形成されている。ただし、本体部１１ａの下端部の直径は、孔部２１の直径よりも大きくなっている。本体部１１ａの最も太い部分より上方は、上にいくほど徐々に細くなり、その上端がボール部１２と一体となるように形成されている。連結部１１ｂは、本体部１１ａの下端部よりも細く、表面にネジ溝が形成された一定径の円柱状に形成されている。この連結部１１ｂの下端付近にはピン孔１１ｃが形成されている。この連結部１１ｂは、孔部２１を貫通している。
【００２０】
ナット４０は、連結部１１ｂのネジ溝に嵌合するネジ溝を有しており、本体部１１ａとの間に第２の部材２０を挟みこみ、第２の部材２０を本体部１１ａの下端に適度の力で押し当てるように連結部１１ｂに取り付けられている。ワッシャ４１は、ナット４０と第２の部材２０との間に挟まれている。ピン孔１１ｃは、このナット４０のすぐ下に形成されており、係止ピン４２が差し込まれている。係止ピン４２は、ナット４０がずれるのを防いでいる。このように、棒状部１１は第２の部材２０に強固に連結されている。
【００２１】
ボール部１２は、金属製であり、略球体状に形成されている。このボール部１２の下端は、本体部１１ａの上端と一体となっている。
【００２２】
ソケット部１３は、ボール部１２が嵌合する中空部１３ａを有し、タイロッドエンドＢｅと一体的に形成されている。さらに、ソケット部１３は、その下端部に円筒状の突出部１４を有している。この突出部１４は、ボール部１２から突出する本体部１１ａがある程度自由に動くことが可能な程度の内径を有するように形成されている。なお、ボール部１２が円滑に動くように、中空部１３ａにはグリスなどの潤滑剤が充填される。
【００２３】
ボールジョイントカバー３０は、ゴム製であり、第１の筒部３１、第２の筒部３２、および、可撓部３３を備えている。さらに、第２の筒部３２は、内部に金属製の支持板３４を内包している。このボールジョイントカバー３０は、外部からゴミや塵が入り込むのを防ぐとともに、中空部１３ａに充填された潤滑剤が外部に漏れるのを防ぐために設置される。ボールジョイントカバー３０の自然状態での上下長は、図６によく示されているように、突出部１４の上端から本体部１１ａの下端までの上下長よりも長くなっている。以下に図２〜図７を参照しつつボールジョイントカバー３０の各部の説明を行う。
【００２４】
第１の筒部３１は、円筒状に形成されており、その内面に複数のシールリップ３１ａが設けられている。このシールリップ３１ａは、自然状態では先端が尖った形状をしているが、第１の筒部３１が本体部１１ａに取り付けられた状態では先端が潰れた形状となっており、第１の筒部３１と本体部１１ａとの間を封止している。シールリップ３１ａが自然状態であるときの第１の筒部３１の内径は本体部１１ａの下端部の外径よりも短くなっている。一方、シールリップ３１ａを含めない場合の第１の筒部３１の内径は本体部１１ａの下端部の外径よりも長いか等しくなっている。
【００２５】
第２の筒部３２は、突出部１４と同軸の円筒状に形成されており、その内周面が突出部１４の外周面に接するように突出部１４に嵌合している。図５に示すように、自然状態での第２の筒部３２の内径は、突出部１４の外径よりもわずかに小さくなるように形成されている。
【００２６】
可撓部３３は、蛇腹状に形成されており、その下端縁が第１の筒部３１に連結され、その上端縁が第２の筒部３２に連結されている。この可撓部３３は、その形状により、本体部１１ａを挟む一方側で縮み、他方側で伸びるような変形が可能である。たとえば、図３に示す連結機構Ａの屈曲状態では、可撓部３３の左側が伸び、右側は縮んでいる。
【００２７】
支持板３４は、金属製であり、図７に示すように平面視円環状に形成されている。この支持板３４は第２の筒部３２内に埋設されている。この支持板３４の内径は、突出部１４の外径よりも所定量長くなるように形成されており、支持板３４は突出部１４を囲むように配置される。この支持板３４の内径について、より詳細な説明を図４に従って以下で行う。図４では、簡略化のために棒状部１１およびボール部１２を省略している。また、図４では、突出部１４の中心軸Ｌ１および支持板３４の中心軸Ｌ２を示している。
【００２８】
図４におけるボールジョイントカバー３０には、たとえば連結機構Ａが搭載された車体の振動あるいは連結機構Ａの屈曲によって、右下方向に向けて力が加えられており、その影響で第２の筒部３２が変形している。第２の筒部３２の変形にともない、支持板３４は、その中心軸Ｌ２が中心軸Ｌ１に対してずれるように傾斜している。図４によると、支持板３４の左側の下端縁が突出部１４の外周面に干渉し、支持板３４の右側の上端縁が突出部１４の外周面に干渉している。なお、ここで言う干渉は、第２の筒部３２を間に挟んで支持板３４が突出部１４に引っかかっている状態を指している。このように、中心軸Ｌ２が中心軸Ｌ１に対してずれた場合に支持板３４の内周縁が突出部１４に干渉するように、支持板３４の内径は調整される。
【００２９】
図５に示すように、ボールジョイントカバー３０は、まず、第２の筒部３２を突出部１４に押し付けることにより、ソケット部１３に固定される。第２の筒部３２はゴム製であるため、一定以上の力を加えることにより、変形して突出部１４と嵌合する。さらに、第２の部材２０を連結部１１ｂに沿って移動させ、第１の筒部３１を本体部１１ａに押し付ける。第１の筒部３１が本体部１１ａの下端に嵌合する際にシールリップ３１ａの先端が潰れ、潰れたシールリップ３１ａの弾性によって第１の筒部３１と本体部１１ａとの間が封止される。このようにして取り付けられたボールジョイントカバー３０は、自然状態よりも上下に圧縮された状態となっている。
【００３０】
次に、連結機構Ａの作用について説明する。
【００３１】
本実施形態によれば、支持板３４の内径が突出部１４の外径よりも大きいため、第２の筒部３２と突出部１４とを嵌合させるのに必要な力は、ゴム製の第２の筒部３２を変形させるに足る大きさであればよい。このため、ボールジョイントカバー３０の取り付けには、従来のように金属環を変形させるような大きな力を加えて圧入を行う必要がなく、たとえば手で押し込む程度の力を加えるだけでよい。従って、ボールジョイントカバー３０は、容易に取り付けを行うことが可能であり、連結機構Ａの製造あるいは修理において作業の簡略化および低コスト化を図ることができる。
【００３２】
連結機構Ａは消耗品であり、故障が生じたり部品の交換が必要となったりする場合がある。このような場合、ボールジョイントカバー３０を取り外す必要が出てくる。ボールジョイントカバー３０の取り外しは、係止ピン４２、ナット４０およびワッシャ４１を取り外し、第２の部材２０と連結部１１ｂとを引き離した後に行われる。本実施形態によれば、従来の連結機構Ｘにおける金属環９７に相当する支持板３４は、ボールジョイントカバー３０と突出部１４とを上下方向に引き離す際に何の障害にもならない。このため、第２の筒部３２を構成するゴムが突出部１４を押圧する力よりも大きな力を左右方向に加えつつ、第２の筒部３２を上下方向に引っ張ることにより、第２の筒部３２を突出部１４から引き離すことができる。このとき必要な力は、たとえば人の手で十分足りる程度である。従って、ボールジョイントカバー３０は、容易に取り外しを行うことが可能であり、連結機構Ａの修理における作業の簡略化および低コスト化を図ることができる。
【００３３】
本実施形態によれば、ソケット部１３はタイロッドエンドＢｅに固定されており、かつ、第２の部材２０はナット４０および係止ピン４２により上下方向の移動が不可能な状態となっている。一方で、ソケット部１３と第２の部材２０との間に挟まれて固定された状態のボールジョイントカバー３０は、自然状態よりも図１中の上下方向に縮んだ状態となっており、上下方向に伸びようとする弾性力を有している。このため、ボールジョイントカバー３０は、上下方向に緩みにくく、ソケット部１３と第２の部材２０との間から脱落しにくくなっている。
【００３４】
さらに、本実施形態によれば、図４に示すように、第２の筒部３２が変形したり傾いたりした場合には、支持板３４が突出部１４に干渉する。このため、ボールジョイントカバー３０に、図中上下方向における力だけでなく、図中左右方向から力が加わった場合でも、第２の筒部３２が突出部１４から外れにくくなっている。
【００３５】
さらに、本実施形態によれば、第１の筒部３１と本体部１１ａとの間はシールリップ３１ａによって封止されているため、両者の間からボールジョイントカバー３０内にゴミや塵が入り込みにくくなっている。一方、第２の筒部３２が自然状態での内径よりも広がった状態で突出部１４に嵌合しているため、第２の筒部３２の内周面と突出部１４の外周面とは密着している。このため、第２の筒部３２と突出部１４との間からも、ボールジョイントカバー３０内にゴミや塵が入り込みにくくなっている。従って、ボールジョイントカバー３０は、外部からゴミや塵が入り込むのを適切に防ぐことができる。
【００３６】
さらに、本実施形態によれば、可撓部３３が蛇腹状であり、変形しやすいため、連結機構Ａを屈曲状態とする場合に、ボールジョイントカバー３０が不当な抵抗となることがない。このため、連結機構Ａは、タイロッドＢとナックルアームＤとの間を滑らかに屈曲可能に連結することができる。
【００３７】
本発明にかかる連結機構およびボールジョイントカバーは、上述した実施形態に限定されるものではない。たとえば、可撓部３３の形状は、連結機構の屈曲にあわせて伸縮可能な形状であればよく、上記の形状以外のものも採用可能である。また、上記実施形態では支持板３４は厚さが一様なものが用いられているが、支持板３４は径方向に沿って厚みが変化するものであっても構わない。支持板３４としては、上述した内径の条件を満たす限り、様々な形状のものが採用可能である。
【符号の説明】
【００３８】
Ａ      連結機構
Ｂ      タイロッド
Ｂｅ    タイロッドエンド
Ｄ      ナックルアーム
１０    第１の部材
１１    棒状部
１１ａ  本体部
１１ｂ  連結部
１１ｃ  ピン孔
１２    ボール部
１３    ソケット部
１３ａ  中空部
１４    突出部
２０    第２の部材
２１    孔部
３０    ボールジョイントカバー
３１    第１の筒部
３１ａ  シールリップ
３２    第２の筒部
３３    可撓部
３４    支持板
４０    ナット
４１    ワッシャ
４２    係止ピン
【図１】
2010276086.tif 000003
【図２】
2010276086.tif 000004
【図３】
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【図４】
2010276086.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
2010276086.tif 000009
【図８】
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【図９】
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