(57)【要約】【課題】ボール部の回動に伴うボールシートの摩耗を抑制できるボールジョイントを提供する。【解決手段】ソケット14とボールスタッド15とのそれぞれに、ボールスタッド15の軸方向に沿って反発力Ｒを生じさせるように磁石17，18を配置する。反発力Ｒによりボール部41からボールシート16に加わる軸方向の荷重Ｆを軽減し、ボール部41の回動に伴うボールシート16の摩耗を抑制できる。【選択図】図１
2018076897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボール部を備えたボール側部材と、
このボール側部材のボール部を回動可能に保持するベアリングシートと、
前記ボール部を保持した前記ベアリングシートが収容される受け側部材と、
前記受け側部材と前記ボール側部材とのそれぞれに前記ボール側部材の軸方向に沿って反発力を生じさせるように配置された磁石と
を具備したことを特徴とするボールジョイント。
【請求項２】
磁石は、受け側部材とボール側部材とのそれぞれにいずれか同極どうしを前記ボール側部材の軸方向に沿って互いに対向させた状態で配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のボールジョイント。
【請求項３】
磁石は、受け側部材の内側面とボール側部材のボール部の外周面とのそれぞれに配置された
ことを特徴とする請求項１または２記載のボールジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボール部を回動可能に保持したベアリングシートを受け側部材に収容したボールジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車などの車両の懸架装置や操舵装置に継ぎ手として使用されるボールジョイントがある。このボールジョイントは、ボール側部材であるボールスタッドと、受け側部材であるソケットと、ベアリングシートである例えば合成樹脂製のボールシートとを備え、ボールスタッドの端部のボール部がボールシートにより回動可能に保持された状態でソケットに収容されている。したがって、ボール部とソケットとの間にボールシートが挟み込まれた構造となっている。そして、このボールジョイントは、ボール部とボールシートとの摺動によって荷重伝達や衝撃吸収などの効果を得る。
【０００３】
特に、懸架装置において、このボールジョイントは路面(タイヤ)と車体(シャシー)との間に配置されることで、常にボールシートに対してボールスタッドから軸方向荷重(負荷)が加わっている。このように軸方向荷重が常時加わっている状態でボール部とボールシートとが摺動すると、ボールシートの摩耗が激しくなり製品寿命が短くなる。一般的には、グリースなどの潤滑剤をボール部とボールシートとの間に介在させることで摩耗を緩和している(例えば、特許文献１及び２参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１６９８２０号公報(第４−６頁、図１−２)
【特許文献２】特開２００８−５７７６１号公報(第３−６頁、図１)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
潤滑剤による摩耗の緩和には限界があることから、より摩耗を抑制し高寿命化できるボールジョイントが求められている。このような課題は、懸架装置用のボールジョイントや車両用のボールジョイントだけでなく、任意の箇所に用いるボールジョイントに対しても同様に生じる。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ボール部の回動に伴うベアリングシートの摩耗を抑制できるボールジョイン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】
【０００７】
請求項１記載のボールジョイントは、ボール部を備えたボール側部材と、このボール側部材のボール部を回動可能に保持するベアリングシートと、前記ボール部を保持した前記ベアリングシートが収容される受け側部材と、前記受け側部材と前記ボール側部材とのそれぞれに前記ボール側部材の軸方向に沿って反発力を生じさせるように配置された磁石とを具備したものである。
【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、磁石が、受け側部材とボール側部材とのそれぞれにいずれか同極どうしを前記ボール側部材の軸方向に沿って互いに対向させた状態で配置されているものである。
【０００９】
請求項３記載のボールジョイントは、請求項１または２記載のボールジョイントにおいて、磁石が、受け側部材の内側面とボール側部材のボール部の外周面とのそれぞれに配置されたものである。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１記載のボールジョイントによれば、受け側部材とボール側部材とのそれぞれに、ボール側部材の軸方向に沿って反発力を生じさせるように磁石を配置することで、この反発力によりボール部からベアリングシートに加わる軸方向の荷重を軽減し、ボール部の回動に伴うベアリングシートの摩耗を抑制できる。
【００１１】
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て、受け側部材とボール側部材とのそれぞれに、磁石のいずれか同極どうしをボール側部材の軸方向に沿って互いに対向させた状態で配置することで、磁石の反発力をボール側部材の軸方向に沿って容易に作用させることができる。
【００１２】
請求項３記載のボールジョイントによれば、請求項１または２記載のボールジョイントの効果に加えて、磁石を受け側部材の内側面とボール側部材のボール部の外周面とのそれぞれに配置することで、磁石をより接近させて同極どうしの反発力をより効果的に作用させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施の形態のボールジョイントを示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態の構成を、図面を参照して説明する。
【００１５】
図１において、11はボールジョイントであり、このボールジョイント11は、例えば自動車の操舵装置、あるいは懸架装置に用いられるものである。本実施の形態では、このボールジョイント11は、懸架装置に用いられるものを例に挙げて説明する。このボールジョイント11は、受け側部材(ハウジング)であるソケット14と、ボール側部材であるボールスタッド15と、ベアリングシートであるボールシート16と、（一方及び他方の）磁石17，18とを備えている。また、このボールジョイント11は、図示しないが、ダストカバーを備えていてもよい。そして、このボールジョイント11は、ソケット14を上側、ボールスタッド15を下側として配置される、いわゆる倒立型のものである。なお、以下、図１中の下側を一端側である下側、上側を他端側である上側として説明する。
【００１６】
ソケット14は、例えば本実施の形態では(冷間)鍛造、あるいは鋳造などにより形成された金属製である。このソケット14は、有蓋円筒状(有底円筒状)に形成されている。すなわち、このソケット14は、有底円筒状に円筒状の本体部21を備えている。また、このソケット14は、荷重受け部22を備えている。さらに、このソケット14は、蓋部(底部)としての閉塞部23とを一体に有している。そして、このソケット14の内部には、本体部21と荷重受け部22と閉塞部23とによって内室24が区画形成されている。また、このソケット14の下端部には、内室24をソケット14の外部と連通する開口部である円形状のソケット開口部25が形成されている。さらに、このソケット14には、ダストカバーを固定するカバー取付部としてのカバー固定溝26が形成されていてもよい。
【００１７】
本体部21は、例えば径寸法が略一定の円筒状に形成されている。
【００１８】
荷重受け部22は、本体部21の上端側に連続するものである。この荷重受け部22は、少なくとも内側が下端側(本体部21側)から上端側(閉塞部23側)へと徐々に縮径される円筒状に形成されている。この荷重受け部22は、ソケット14においてボールスタッド15側から最も大きな荷重を受ける部分である。
【００１９】
閉塞部23は、荷重受け部22の上端、すなわち荷重受け部22に対して本体部21とは反対側に連続するものである。この閉塞部23は、ソケット14の軸方向に対して略直交する方向に沿って形成されており、荷重受け部22の上端を閉塞している。
【００２０】
内室24は、荷重受け部22に対応する位置で下端側から上端側へと徐々に縮径されるように形成されている。この内室24は、ソケット14の内側面14aにより囲まれている。
【００２１】
ソケット開口部25には、内室24に収容されたボールシート16の抜け止め用の保持部材としての円環状のプラグ31が取り付けられている。このプラグ31は、ソケット開口部25の内縁部に沿って段差状に形成された保持部32に外周縁が保持された状態で、ソケット14の下端側を中心側へとかしめ変形させたかしめ固定部33により、ソケット14に固定されている。
【００２２】
カバー固定溝26は、ソケット14(本体部21)の下端側の外周に周方向に沿って円環溝状に形成されている。
【００２３】
ボールスタッド15は、例えば鋼鉄製などのものである。このボールスタッド15は、球状のボール部41と、このボール部41に連結された軸状のスタッド部42とを一体的に備えている。
【００２４】
ボール部41は、外周面41aの一部がボールシート16に摺動(回動)可能に保持されている。すなわち、ボール部41は、ボールシート16とともにソケット14の内室24に収容されている。
【００２５】
スタッド部42は、図示しない外部の被接続部材に接続されて荷重が加わる部分である。このスタッド部42は、ソケット14から外方(図１中の下方)へと突出している。なお、このスタッド部42は、ボール部41と一体に成形してもよいし、ボール部41と別体で成形した後、ボール部41に溶接などにより一体化してもよい。
【００２６】
ボールシート16は、例えば耐摩耗性に優れ弾性率が高い合成樹脂製などのものである。このボールシート16は、ボールスタッド15のボール部41を摺動(回動)可能に保持してソケット14の内室24に収容される。このボールシート16は、円筒状のシート本体部45を備えている。また、このボールシート16は、シート荷重受け部であるシート傾斜部46を備えている。さらに、このボールシート16は、シート蓋部(シート底部)としてのシート端部47とを一体に備えている。また、このボールシート16には、開口51が下端部に位置して形成されている。そして、このボールシート16には、ボール部41の外周面41aを保持する摺動面52が形成されている。
【００２７】
シート本体部45は、ボールシート16が内室24に嵌着された状態でソケット14の本体部21の内方に位置する部分である。このシート本体部45の下端部は、ボールシート16がソケット14の内室24に収容された状態で、ソケット14に取り付けられたプラグ31に当接している。
【００２８】
シート傾斜部46は、シート本体部45の上端に連続し、シート本体部45側から上端側(シート端部47側)へと徐々に縮径される円筒状に形成されている。このシート傾斜部46は、ボールシート16が内室24に嵌着された状態でソケット14の荷重受け部22の内方に位置している。したがって、このシート傾斜部46は、ボール部41に対して軸方向に対向しており、ボールシート16においてボールスタッド15側から最も大きな荷重を受ける部分である。
【００２９】
シート端部47は、このシート傾斜部46の上端に連続して形成されている。このシート端部47は、ボールシート16が内室24に嵌着された状態でソケット14の閉塞部23の内方に位置するとともに、この閉塞部23に対して離間されている。さらに、このシート端部47には、摺動面52と連続する凹部56が形成されている。また、このシート端部47には、内室24に連通する連通孔部57が貫通して形成されている。この連通孔部57は、凹部56を貫通している。そして、摺動面52の上端の位置から凹部56及び連通孔部57を含むシート端部47と閉塞部23との間に亘る領域が、ボール部41の外周面41aと摺動面52との間に配置されるグリースを溜めるための潤滑剤溜め部としてのグリース溜め部となっている。
【００３０】
開口51は、ボールシート16が内室24に嵌着された状態でソケット14のソケット開口部25に連通するものである。換言すれば、この開口51は、ボールスタッド15の一部であるボール部41の一部(下部)とスタッド部42とを外方へと突出させるものである。
【００３１】
摺動面52は、開口51に連通して形成されている。この摺動面52は、シート本体部45の内方に位置する筒状部としての副摺動部52aと、この副摺動部52aの上端に連続しシート本体部45からシート傾斜部46の内方に亘って位置する縮径部としての主摺動部52bとを有し、シート本体部45の内方からシート傾斜部46の内方に亘って連続して形成されている。
【００３２】
副摺動部52aは、摺動面52に圧入されたボール部41の赤道位置Ｅに対応する部分を保持する部分であり、ボール部41を補助的に摺動(回動)可能に保持する部分である。この副摺動部52aは、ボールシート16がソケット14の内室24に収容された状態でボール部41の外周面41aに沿う球面状となるように形成されている。なお、ボール部41の赤道位置Ｅとは、ボール部41の軸方向に交差(直交)する方向に径寸法が最大になる位置の外周面41aをいう。
【００３３】
主摺動部52bは、摺動面52に圧入されたボール部41の赤道位置Ｅよりも下端側(副摺動部52a側)から上端側へと徐々に縮径される球面状に形成されており、ボール部41を主として摺動(回動)可能に保持する部分である。
【００３４】
磁石17，18は、例えば本実施の形態では永久磁石であるが、電磁石とすることもできる。磁石17は、ソケット14に配置され、磁石18は、ボールスタッド15に配置されている。
【００３５】
磁石17は、例えば本実施の形態ではソケット14の内側面14aの近傍に配置されている。より詳細に、この磁石17は、ソケット14の閉塞部23に配置されている。この磁石17は、ソケット14の内側面14aに露出していてもよいし、内側面14aに露出せずにソケット14に埋め込み配置されていてもよい。したがって、この磁石17は、ソケット14の内室24の一部を区画していてもよい。また、この磁石17は、Ｎ極、またはＳ極のいずれかの極17aをボールスタッド15側に向けて配置されている。具体的に、この磁石17は、極17aを下側に向けて配置されている。すなわち、この磁石17は、極17aをボールジョイント11(ボールスタッド15)の軸方向に対して交差(直交)する方向に沿わせて配置されている。
【００３６】
磁石18は、例えば本実施の形態ではボールスタッド15のボール部41の外周面41aの近傍に配置されている。この磁石18は、ボール部41の外周面41aに露出していてもよいし、外周面41aに露出せずにボール部41に埋め込まれていてもよい。すなわち、この磁石18は、ボールシート16(摺動面52)に対向して配置されている。また、この磁石18は、本実施の形態ではボール部41の頂部、すなわちボール部41の中心に対してスタッド部42とは反対側の位置に配置されている。さらに、この磁石18は、Ｎ極、またはＳ極のいずれかの極18aをソケット14及びボールシート16側に向けて配置されている。具体的に、この磁石18は、極18aを上側に向けて配置されている。すなわち、この磁石18は、極18aをボールジョイント11(ボールスタッド15)の軸方向に対して交差(直交)する方向に沿わせて配置されている。このため、磁石17，18の極17a，18aが、ボールスタッド15がソケット14及びボールシート16に対して回動していない状態で上下に互いに対向されて配置されている。また、磁石17の極17aと磁石18の極18aとは同極となっている。そのため、これら磁石17，18の配置により、軸方向に反発力Ｒが作用するようになっている。
【００３７】
ダストカバーは、ダストシール、あるいはブーツなどとも呼ばれ、ボールスタッド15の揺動に拘らずソケット14のソケット開口部25を覆い、ソケット14あるいはボールシート16の内部への水分及び塵埃などの侵入を阻止するものである。このダストカバーは、例えば合成樹脂により略円筒状に形成され、下端側がボールスタッド15のスタッド部42の外周面に固定され、上端側がソケット14のカバー固定溝26に嵌着され、この上端側の外周面に取り付けられたリング状の固定部材により締め付け固定されている。
【００３８】
次に、上記一実施の形態のボールジョイント11の作用について説明する。
【００３９】
スタッド部42が接続された車体側からの荷重Ｆがボールスタッド15に加わると、ボールスタッド15が前後方向、あるいは左右方向などに揺動する。
【００４０】
このとき、磁石17，18の極17a，18aどうしで作用する反発力Ｒにより、ボールスタッド15を介してボールシート16及びソケット14に加わる軸方向の荷重Ｆと反対方向に力を発生させることで軸方向の荷重Ｆを相殺して軽減する。この結果、ボール部41の外周面41aとボールシート16の摺動面52との摺動抵抗が低減する。さらに、この摺動抵抗は、グリース溜め部に溜められたグリースにより補助的に軽減される。この結果、ボール部41が摺動面52において、円滑に回動(摺動)する。
【００４１】
上述したように、上記一実施の形態によれば、ソケット14とボールスタッド15とのそれぞれに、ボールスタッド15の軸方向に沿って反発力Ｒを生じさせるように磁石17，18を配置することで、この反発力Ｒによりボール部41からボールシート16に加わる軸方向の荷重Ｆを軽減できる。
【００４２】
具体的に、ソケット14とボールスタッド15とのそれぞれに、磁石17，18のいずれか同極17a，18aどうしをボールスタッド15の軸方向に沿って互いに対向させた状態で配置することで、磁石17，18の反発力Ｒをボールスタッド15の軸方向に沿って容易に作用させることができる。
【００４３】
したがって、常時強く当たっていた軸方向の荷重Ｆを軽減化できることで、ボール部41の回動に伴うボールシート16の摩耗を抑制でき、ボールシート16を高寿命化できる。また、磁石17，18の反発力Ｒによって見かけ上の入力荷重が小さくなるので、ボールシート16の厚みなども抑制でき、より小型化可能となる。
【００４４】
さらに、磁石17，18をソケット14の内側面14aとボールスタッド15のボール部41の外周面41aとのそれぞれに配置することで、磁石17，18をより接近させて同極どうしの反発力Ｒをより効果的に作用させることができる。
【００４５】
特に、懸架装置に用いられる倒立型のボールジョイント11の場合には、路面(タイヤ)と車体(シャシー)との間に配置されることから、常に荷重が加わっているので、上記の構成を採用することで、ボールシート16の摩耗を抑制し、ボールシート16を高寿命化できるので、信頼性をより向上できる。
【００４６】
なお、上記一実施の形態において、磁石17，18は、ソケット14の閉塞部23とボールスタッド15のボール部41の頂部とに配置するものに限定されず、例えば磁石17を、荷重が最も強く加わる荷重受け部22に全周に配置することもできるし、磁石18によりボール部41の外周面41a全体を覆う構成とすることもできる。
【００４７】
また、ボールスタッド15は、スタッド部42を有しないものでもよい。
【００４８】
そして、ボールジョイント11は、倒立型のものでなくてもよく、また、車両の懸架装置に限らず、車両の操舵装置など、任意の接続箇所に用いることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、例えば自動車などの車両の懸架装置に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００５０】
11    ボールジョイント
14    受け側部材であるソケット
14a   内側面
15    ボール側部材であるボールスタッド
16    ベアリングシートであるボールシート
17，18    磁石
17a，18a  極
41    ボール部
41a   外周面
Ｒ    反発力
【図１】
2018076897.tif 000003