(57)【要約】  【課題】耐久性、クッション性及び球面潤滑性を向上したボールジョイントのベアリングシートを提供する。  【解決手段】ボールスタッドのボール部を回動可能に保持する摺動面53に、環状の円周溝46を形成するとともに、円周溝46に交差してスリット45を形成する。ボールシート４の屈曲性が向上してボール部の外周面に対して摺動面53が均一に接触し、耐久性及びクッション性を向上できるとともに、円周溝46及びスリット45により潤滑剤がボール部の外周面に行き渡り、球面潤滑性を向上できる。  【選択図】図１
2006292094.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールスタッドの略球状のボール部の外周面に少なくとも一部が接触し、潤滑剤を介して前記ボール部を回動可能に保持する球面状の摺動面と、一端に開口形成された開口とを備え、開口部を有するソケット内に前記開口が前記開口部に連通するように収容されるボールジョイントのベアリングシートであって、
前記摺動面に設けられた環状の溝部と、
この溝部に交差する方向に設けられたスリットとを備えている
ことを特徴としたボールジョイントのベアリングシート。
【請求項２】
スリットは、摺動面に放射状に複数設けられている
ことを特徴とした請求項１記載のボールジョイントのベアリングシート。
【請求項３】
開口部を備えたソケットと、
このソケット内に設けられた請求項１または２記載のベアリングシートと、
このベアリングシート内に潤滑剤を介して回動可能に保持され前記ソケット内に収容されたボール部、及び、このボール部から突設され前記ベアリングシートの開口及び前記開口部に挿通されるスタッド部を備えたボールスタッドと
を具備したことを特徴としたボールジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールスタッドの略球状のボール部を、潤滑剤を介して回動可能に保持する摺動面を備えた筒状のボールジョイント及びそのベアリングシートに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、自動車の懸架装置、あるいは操舵装置などに用いられるボールジョイントは、開口部を備えた内室を有する略有底円筒状のソケットと、このソケットの内室に固定され開口部に連通する開口を有するベアリングシートとしてのボールシートと、このボールシート内の摺動面に接触して潤滑剤を介して摺動可能に保持されるボール部及び開口と開口部とに挿通されるスタッド部を有するボールスタッドとを備えている。
【０００３】
そして、このようなボールジョイントのボールシートとして、ボール部への接触面積を低減して作動トルクを抑制するとともにボール部の球面潤滑性を向上するために、軸方向に沿って溝部を周方向に離間して複数設けたものが知られている。このようなボールシートは、ソケットの内室に収容した状態で抜け止めリングを開口側の外周面に嵌着することでボール部の外周面に沿って弾性変形されてボール部を所定の作動トルクで保持し、ソケットの開口部側の外周面をかしめ変形することによりソケットの内室に固定される（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−３０４２３９号公報（第２−３頁、図２及び図６）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述のボールシートでは、軸方向に沿う溝部を摺動面に複数設けているだけであるため、ボールシートをソケットに固定した際に、摺動面とボール部の外周面との間に、溝部が設けられた軸方向には連続的な空間が形成されるものの、軸方向に交差する周方向には溝部の箇所だけでの断続的な空間しか形成されない。このため、摺動面とボール部の外周面との接触状態が軸方向と周方向とで異なり、摺動面とボール部の外周面とが均一に接触できず、耐久性、クッション性及び球面潤滑性が充分であるとは言えないという問題点を有している。
【０００５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、耐久性、クッション性及び球面潤滑性を向上したボールジョイント及びそのベアリングシートを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載のボールジョイントのベアリングシートは、ボールスタッドの略球状のボール部の外周面に少なくとも一部が接触し、潤滑剤を介して前記ボール部を回動可能に保持する球面状の摺動面と、一端に開口形成された開口とを備え、開口部を有するソケット内に前記開口が前記開口部に連通するように収容されるボールジョイントのベアリングシートであって、前記摺動面に設けられた環状の溝部と、この溝部に交差する方向に設けられたスリットとを備えているものである。
【０００７】
そして、ボールスタッドのボール部の外周面に少なくとも一部が接触してボール部を回動可能に保持する摺動面に、環状の溝部を形成するとともにこの溝部に交差する方向にスリットを形成することで、屈曲性が向上してボール部の外周面に対して摺動面が均一に接触し、耐久性及びクッション性が向上するとともに、溝部及びスリットにより潤滑剤がボール部の外周面に行き渡り、球面潤滑性が向上する。
【０００８】
請求項２記載のボールジョイントのベアリングシートは、請求項１記載のボールジョイントのベアリングシートにおいて、スリットは、摺動面に放射状に複数設けられているものである。
【０００９】
そして、スリットを摺動面に放射状に複数設けることで、摺動面とボール部の外周面との軸方向の接触面積がより低減され、作動トルクがより抑制される。
【００１０】
請求項３記載のボールジョイントは、開口部を備えたソケットと、このソケット内に設けられた請求項１または２記載のベアリングシートと、このベアリングシート内に潤滑剤を介して回動可能に保持され前記ソケット内に収容されたボール部、及び、このボール部から突設され前記ベアリングシートの開口及び前記開口部に挿通されるスタッド部を備えたボールスタッドとを具備したものである。
【００１１】
そして、クッション性及び球面潤滑性が向上する請求項１または２記載のボールジョイントのベアリングシートを備えることで、摺動面に設けた溝部及びスリットによりベアリングシートの屈曲性が向上して摺動面のボール部への当たりが向上し、耐久性が向上するとともに、ボール部が円滑に回動し、安定した特性が得られる。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載のボールジョイントのベアリングシートによれば、摺動面に、環状の溝部を形成するとともにこの溝部に交差する方向にスリットを形成することで、屈曲性が向上してボール部の外周面に対して摺動面が均一に接触し、耐久性及びクッション性を向上できるとともに、溝部及びスリットにより潤滑剤がボール部の外周面に行き渡り、球面潤滑性を向上できる。
【００１３】
請求項２記載のボールジョイントのベアリングシートによれば、請求項１記載のボールジョイントのベアリングシートの効果に加えて、スリットを摺動面に放射状に複数設けることで、摺動面とボール部の外周面との軸方向の接触面積をより低減でき、作動トルクをより抑制できる。
【００１４】
請求項３記載のボールジョイントによれば、クッション性及び球面潤滑性を向上できる請求項１または２記載のボールジョイントのベアリングシートを備えることで、摺動面に設けた溝部及びスリットによりベアリングシートの屈曲性が向上して摺動面のボール部への当たりが向上し、耐久性が向上するとともに、ボール部が円滑に回動し、安定した特性を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施の形態の構成を図１ないし図３を参照して説明する。
【００１６】
図３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、例えば、自動車の懸架装置、あるいは操舵装置などに用いられるものである。そして、このボールジョイント１は、鋼鉄製などのボールスタッド２、金属製などの略円筒状のソケット３、ベアリングシートとしての合成樹脂製などの略円筒状のボールシート４、及び、ゴムあるいは軟質合成樹脂などにて略円筒状に形成された図示しないダストカバーなどを備えている。
【００１７】
ボールスタッド２は、ボールシート４に回動可能に保持されたボール部15と、このボール部15に突設されたスタッド部16とを有している。
【００１８】
ボール部15は、ボールシート４に回動可能に保持された状態でソケット３内に収容されている。また、スタッド部16は、ソケット３から軸状に突出している。
【００１９】
さらに、ソケット３は、ボールシート４が嵌着される内室21を内部に備え、軸方向の一端部に内室21に連通する開口部22が開口形成され、この一端側の外周面にダストカバーが取り付けられるダストカバー取付溝23が凹状に形成され、かつ、軸方向の他端側に、略円板状のプラグ24により閉塞される底部開口部25が開口形成されている。
【００２０】
内室21は、開口部22側が縮径されており、この内室21内に嵌着されたボールシート４の軸方向の一端側がこの縮径形状に沿って縮径されボールスタッド２のボール部15に沿って湾曲するようになっている。
【００２１】
また、開口部22は、ボールスタッド２のスタッド部16が挿通される部分であり、内室21と反対側に向けて拡径するように形成されている。
【００２２】
さらに、ダストカバー取付溝23は、ソケット３の外周面に円環状に設けられ、ダストカバーの一端部が、金属製の図示しないクリップなどにより締め付けされて嵌合される部分である。
【００２３】
そして、プラグ24は、円板状のプラグ本体27と、このプラグ本体27の中央部に凹状に形成された凹状部28とを有している。
【００２４】
プラグ本体27は、ソケット３の内室21の底部開口部25側に設けられた段差部29に周縁部が嵌合され、この嵌合状態でソケット３の軸方向の他端側すなわち底部開口部25側の外周面が中心軸方向にかしめ変形されることでプラグ24がソケット３に固定されて、ボールシート４が内室21に保持されるとともに、ソケット３及びボールシート４に対してボールスタッド２が抜け止めされる。
【００２５】
また、凹状部28は、内室21側の面がソケット３の底面となるものであり、プラグ24をソケット３に取り付けた状態で内室21と反対側に突出し、ボールシート４の軸方向の他端部が当接する。
【００２６】
そして、ボールシート４は、図１及び図２に示すように、例えば可撓性を有するポリアセタールなどの合成樹脂により形成され、軸方向の一端側に開口31が形成された略円筒状のシート本体32と、このシート本体32の軸方向の他端部、すなわち開口31と反対側の端部に突設されボールシート４の外周面に沿って傾斜状に縮径された縮径部33と、シート本体32の軸方向の他端側から突設された突出部34とを有している。
【００２７】
開口31は、ボールシート４をソケット３の内室21に保持した状態で開口部22に連通し、ボールスタッド２のスタッド部16が挿通される部分である。
【００２８】
また、シート本体32は、外周面がソケット３の内室21の内周面に接触する部分であり、開口31側が内室21にボールシート４が嵌着された状態でボールスタッド２のボール部15の外周面に沿って変形する。そして、このシート本体32の内周面には、シート本体32の変形によりボール部15の外周面に摺接する開口側摺接面部36と、この開口側摺接面部36に連続しボール部15の外周面の赤道近傍、すなわちボールスタッド２の中心軸に直交する平面上でのボール部15の半径が最大となる位置の近傍に摺接する赤道摺接面部37と、この赤道摺接面部37に連続しボール部15の外周面から離間された離間面部38と、この離間面部38に連続し中心軸方向に延設された段差面部39とが平面視で同心円状に形成されている。
【００２９】
開口側摺接面部36は、円筒内周面状に形成され、開口31からシート本体32の軸方向の中心域まで延設されている。
【００３０】
また、赤道摺接面部37は、ボール部15の外周面に沿って球面状に湾曲され、開口側摺接面部36側に対して離間面部38側が若干縮径されている。
【００３１】
さらに、離間面部38は、円筒内周面状に形成され、段差面部39は、円環平面状に形成され、図３に示すように、これら離間面部38及び段差面部39とボールスタッド２のボール部15の外周面との間に、グリースなどの図示しない潤滑剤を収容する潤滑剤溜め部40が区画されている。
【００３２】
一方、縮径部33は、ボールシート４がソケット３の内室21に嵌着された状態でシート本体32と反対側の端部がプラグ24の凹状部28の内室21側の面に当接支持され、外周面、プラグ24及び突出部34の間に空間部41が形成されている。さらに、この縮径部33の内周面には、図１及び図２に示すように、段差面部39に連続する縮径摺動面部42と、この縮径摺動面部42に連続する傾斜面部43と、この傾斜面部43に連続し中心軸方向に延設された底面部44とが平面視で同心円状に形成され、複数、例えば３つのスリット45がそれぞれ設けられている。
【００３３】
空間部41は、縮径部33の外周面全体に連続した円環状の空間であり、縮径部33の軸方向への可撓変形を吸収可能となっている。
【００３４】
また、縮径摺動面部42は、ボールスタッド２のボール部15の外周面に沿って球面状に湾曲している。すなわち、この縮径摺動面部42は、赤道摺接面部37の球面形状を縮径部33側に延長した仮想的な延長線上に位置している。また、この縮径摺動面部42には、軸方向の略中心域に、スリット45のそれぞれと交差する溝部としての円環状の円周溝46が設けられている。
【００３５】
この円周溝46は、図示しない潤滑剤を内部に保持する部分であり、ボールシート４の軸方向に交差、例えば直交する方向であるボール部15の緯線方向、すなわち赤道に平行な方向に沿って形成され、全周に亘って連続している。そして、この円周溝46により、縮径摺動面部42は、段差面部39に連続する第１摺動面部48と、傾斜面部43に連続する第２摺動面部49とに分割されている。
【００３６】
また、傾斜面部43は、ボールスタッド２のボール部15から離間され、底面部44側へと傾斜状に縮径されている。
【００３７】
底面部44は、ボールスタッド２のボール部15から離間され、このボール部15の底面に対向している。そして、この底面部44の略中央部には、略円形状の底部開口51が開口形成されている。この底部開口51は、プラグ24の凹状部28との間に潤滑剤を保持するものである。そして、傾斜面部43、底面部44及び底部開口51により、図３に示すように、ボール部15との間に潤滑剤溜め空間部52が区画されている。
【００３８】
また、各スリット45は、図２に示すように、所定方向、例えばボール部15の経線方向である赤道に直交する方向、すなわち図１に示す縮径部33の軸方向に沿って形成され、周方向に互いに略等角度に離間されて放射状となっているとともに、縮径摺動面部42から底部開口51に亘ってそれぞれ直線状に連続している。すなわち、各スリット45は、ボール部15の赤道よりもスタッド部16と反対側の外周面側に位置し、円周溝46と略直交するように形成されている。
【００３９】
さらに、これらスリット45は、ボールシート４を厚み方向に貫通して設けられている。このため、これらスリット45間に位置する縮径部33は、それぞれフラップ片状となっている。
【００４０】
そして、図１及び図２に示すように、上記開口側摺接面部36、赤道摺接面部37及び縮径摺動面部42により、ボール部15の外周面に沿った球面状の摺動面53が形成されている。
【００４１】
また、突出部34は、図３に示すように、ボールシート４をソケット３の内室21に嵌着した状態でプラグ24のプラグ本体27に当接する部分である。
【００４２】
次に、上記一実施の形態の組み立て動作を説明する。
【００４３】
まず、内部に潤滑剤を注入したボールシート４内にボールスタッド２のボール部15を保持してスタッド部16を開口31から突出させ、ソケット３の底部開口部25からボールスタッド２のスタッド部16側を挿入してボールシート４をソケット３の内室21に嵌着する。あるいは、潤滑剤をボール部15に塗布し、この潤滑剤を塗布したボール部15をボールシート４に挿入し、ソケット３の内室21に装着する。この状態で、スタッド部16は開口部22に挿通されて外部に突出する。
【００４４】
次いで、プラグ24のプラグ本体27の周縁部を段差部29に嵌合させてソケット３の底部開口部25側の外周面を中心軸方向にかしめ変形することで、ボールスタッド２及びボールシート４がソケット３内に保持される。
【００４５】
このとき、円周溝46と、この円周溝46に交差して形成された各スリット45とにより、ボールシート４の嵌着時にプラグ24により押圧されてボールシート４の軸方向に締め代が加わる際のボールシート４の縮径部33の屈曲性が向上してボール部15の外周面に対して摺動面53が均一に接触し、耐久性及びクッション性を向上できるとともに、円周溝46及びスリット45により潤滑剤がボール部15の外周面に緯方向及び経方向全体に行き渡るので、球面潤滑性を向上できる。
【００４６】
しかも、スリット45同士は、底部開口51で互いに連続しているので、潤滑剤をボール部15の外周面全体に、より確実に行き渡らせることができる。
【００４７】
また、各スリット45は、ボールシート４を厚み方向に貫通するので、スリット45間に位置する縮径部33がフラップ片状となるため、これらスリット45に代えて溝部を設ける場合と比較して、縮径部33の屈曲性をより向上できる。
【００４８】
さらに、潤滑剤がボール部15の外周面全体に行き渡るとともにスリット45及び円周溝46によりボール部15と摺動面53との接触面積が低下するので、ボールスタッド２のトルクを緩和できる。
【００４９】
そして、スリット45を周方向に離間して摺動面53に複数設けることで、摺動面53とボール部15の外周面との軸方向の接触面積をより低減でき、トルクをより緩和できる。
【００５０】
また、ボールシート４の離間面部38と段差面部39とで潤滑剤溜め部40を区画するとともに、傾斜面部43、底面部44及び底部開口51により潤滑剤溜め空間部52を区画することで、潤滑剤を確実に保持できるとともに、摺動面53とボール部15の外周面との軸方向の接触面積をさらに低減でき、トルクをさらに緩和できる。
【００５１】
そして、このようなボールシート４をボールジョイント１に用いることにより、縮径摺動面部42に設けたスリット45と円周溝46とにより縮径部33の屈曲性の向上によって、縮径摺動面部42のボール部15への当たりが向上し、ボールジョイント１の耐久性を向上できるとともに、ボールスタッド２のボール部15が円滑に回動し、安定した特性を得ることができる。
【００５２】
さらに、縮径部33の底部がプラグ24の凹状部28に当接するとともに、突出部34がプラグ24のプラグ本体27に当接して、縮径部33、突出部34及びプラグ24の間に空間部41が形成されることにより、ボールスタッド２の軸方向荷重に対する縮径部33の可撓変形を空間部41で吸収でき、軸方向荷重に対する強度を向上できる。
【００５３】
なお、上記一実施の形態において、スリット45及び円周溝46を設ける個数は、任意に設定できる。
【００５４】
また、スリット45及び円周溝46は、いずれか一方がボール部15の経線方向の成分を有する方向に沿って形成され、いずれか他方がいずれか一方に交差する方向に沿って形成されていれば、その形成方向は限定されない。
【００５５】
さらに、ボールシート４の摺動面53の形状は、スリット45及び円周溝46を除き、任意に設定できる。
【００５６】
そして、スリット45及び円周溝46は、例えば開口側摺動面部36及び赤道摺接面部37側など、摺動面53の任意の位置に設けることができる。
【００５７】
また、ボールジョイント１の細部は、上記構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施の形態のボールジョイントのベアリングシートを示す縦断面図である。
【図２】同上ボールジョイントのベアリングシートを示す平面図である。
【図３】同上ボールジョイントのベアリングシートを備えたボールジョイントを示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１    ボールジョイント
２    ボールスタッド
３    ソケット
４    ベアリングシートとしてのボールシート
15    ボール部
16    スタッド部
22    開口部
31    開口
45    スリット
46    溝部としての円周溝
53    摺動面
【図１】
2006292094.tif 000003
【図２】
2006292094.tif 000004
【図３】
2006292094.tif 000005