(57)【要約】【課題】ボールスタッドの回転トルクを低減させながら、がたつき発生や剛性低下を抑制することができるボールジョイントを提供する。【解決手段】ボールジョイント11は、ボールスタッド15、ハウジング17、一対の摺動部材30，40及び一対の変形抑制部材31，41を備える。ボールスタッド15は、ボール部21、及びボール部21から軸方向に突出するスタッド部22を有する。ハウジング17は、ボール部21を受ける。一対の摺動部材30，40は、ボール部21とハウジング17との間で軸方向に互いに離間して隙間27が形成されるように配置され、ボール部21を回動可能に保持する。一対の変形抑制部材31，41は、一対の摺動部材30，40の間に配置され、隙間27への摺動部材30，40の変形を抑制する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボール部、及びこのボール部から軸方向に突出するスタッド部を有するボール側部材と、
前記ボール部を受ける受け側部材と、
前記ボール部と前記受け側部材との間で前記軸方向に互いに離間して隙間が形成されるように配置され、前記ボール部を回動可能に保持する一対の摺動部材と、
一対の前記摺動部材の間に配置され、前記隙間への前記摺動部材の変形を抑制する変形抑制部材と
を具備することを特徴とするボールジョイント。
【請求項２】
前記変形抑制部材は、一対の前記摺動部材のうちの一方及び両方のいずれかに配置されている
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】
前記変形抑制部材は、前記摺動部材よりも強度が高い
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。
【請求項４】
前記変形抑制部材は、前記ボール部から離反されている
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載のボールジョイント。
【請求項５】
前記変形抑制部材は、前記摺動部材と別体及び一体のいずれかにて形成されている
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一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、一対の摺動部材を備える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操舵装置（ステアリング）や懸架装置（サスペンション）などにおいては、操作性（ハンドリング性）や振動吸収などの性能向上を目的にボールジョイントが使用されている。このボールジョイントは、回動、揺動といった様々な動きが可能であり、プレロード（予荷重）を調整することで動きの滑らかさなどを任意に調整可能としている。
【０００３】
このようなボールジョイントは、ボール部及びこのボール部から軸方向に突出するスタッド部を有するボール側部材であるボールスタッドと、このボールスタッドのボール部を回動可能に保持する合成樹脂製などの摺動部材であるボールシートと、このボール部を保持したボールシートを受ける受け側部材であるハウジングとを備えている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
昨今、自動車においては乗り心地性を追求する要望が強く、また操作性についても向上が求められている。それを受けて、ボールジョイントにおいては、回転トルクを低下させることで、ボールジョイント自体の動きを滑らかにすることをもって性能向上（乗り心地性、操作性）を成す試みがなされている。
【０００５】
回転トルクを低下させる方法の一つとして、ボール部とボールシートとの摺動（接触）を、ボール部の軸直角方向の径が最大となる赤道付近から離間させることがある。言い換えれば、赤道付近において、ボールシートに隙間を設け、この隙間によってボール部とボールシートとが接触しない領域を設けることである。
【０００６】
これは、ボール部が回動する際に発生する回転トルクすなわち抵抗は赤道付近が最も大きく、その赤道付近から離れるに従って抵抗が小さくなることに起因するもので、赤道付近での抵抗が発生する摺動を起こさせなければ自然と回転トルクも小さくなるためである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特公昭５９−３６１３０号公報（第２頁、第１図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、ボールスタッドに荷重が入力した場合、ボールシートが弾性変形するが、隙間があるために、その隙間にボールシートが逃げ込むように変形してしまうため、隙間のないボールジョイント構造に比べて、摺動部材の変形量（潰れ量）が大きくなり、それに伴ってボール部の移動量も大きくなる。
【０００９】
つまり、摺動部材の変形量、及びボール部の移動量が、隙間のないボールジョイント構造に比べて大きくなることで、摺動部材が塑性変形しやすくなったり、ボールジョイントのがたつきの発生や剛性の低下といった問題が生じやすくなる。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ボール側部材の回転トルクを低減させながら、がたつき発生や剛性低下を抑制することが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】
【００１１】
請求項１記載のボールジョイントは、ボール部、及びこのボール部から軸方向に突出するスタッド部を有するボール側部材と、前記ボール部を受ける受け側部材と、前記ボール部と前記受け側部材との間で前記軸方向に互いに離間して隙間が形成されるように配置され、前記ボール部を回動可能に保持する一対の摺動部材と、一対の前記摺動部材の間に配置され、前記隙間への前記摺動部材の変形を抑制する変形抑制部材とを具備するものである。
【００１２】
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、前記変形抑制部材は、一対の前記摺動部材のうちの一方及び両方のいずれかに配置されているものである。
【００１３】
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、前記変形抑制部材は、前記摺動部材よりも強度が高いものである。
【００１４】
請求項４記載のボールジョイントは、請求項１ないし３いずれか一記載のボールジョイントにおいて、前記変形抑制部材は、前記ボール部から離反されているものである。
【００１５】
請求項５記載のボールジョイントは、請求項１ないし４いずれか一記載のボールジョイントにおいて、前記変形抑制部材は、前記摺動部材と別体及び一体のいずれかにて形成されているものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１記載のボールジョイントによれば、ボール部と受け側部材との間で軸方向に互いに離間して隙間が形成されるように一対の摺動部材を配置したうえで、一対の摺動部材の間に隙間への摺動部材の変形を抑制する変形抑制部材を配置するため、ボール側部材の回転トルクを低減させながら、がたつき発生や剛性低下を抑制することができる。
【００１７】
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、変形抑制部材を一対の摺動部材のうちのいずれか一方に配置した場合でもがたつき発生や剛性低下を抑制でき、両方に配置した場合にはがたつき発生や剛性低下の抑制効果を向上できる。
【００１８】
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、変形抑制部材の強度が摺動部材の強度よりも高いため、隙間への摺動部材の変形の抑制効果を向上できる。
【００１９】
請求項４記載のボールジョイントによれば、請求項１ないし３いずれか一記載のボールジョイントの効果に加えて、変形抑制部材がボール部から離反されているため、ボール部が回動する際に発生する回転トルクを低下させることができる。
【００２０】
請求項５記載のボールジョイントによれば、請求項１ないし４いずれか一記載のボールジョイントの効果に加えて、変形抑制部材が摺動部材と別体の場合には組み合わせの選択肢を広くでき、一体の場合には部品点数を削減できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施の形態を示すボールジョイントの断面図である。
【図２】同上ボールジョイントの上側のシート部材の断面斜視図である。
【図３】同上ボールジョイントのボールスタッド側に軸直角方向の荷重が入力した際の状態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の一実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００２３】
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、例えば自動車などの車両の懸架装置や操舵装置などに用いられる。このボールジョイント11は、ボール側部材であるボールスタッド15と、このボールスタッド15の一部を保持するベアリングシートであるボールシート16と、このボールシート16を介してボールスタッド15を保持する受け側部材であるハウジング17と、ボールスタッド15とハウジング17との間に亘って配置される防塵部材である図示しないダストカバーとなどを備えている。なお、以下に示す上下方向とは、図１の上下方向をいうものとする。
【００２４】
そして、ボールスタッド15は、例えば金属製である。ボールスタッド15は、略球状の球頭部であるボール部21と、このボール部21からボールスタッド15の軸方向に沿って突出するスタッド部22とを有している。すなわち、スタッド部22の下端側にボール部21が設けられている。スタッド部22は、軸方向に沿った上下方向長手状の丸軸状の軸部である。このスタッド部22の上端側が被固定体に対して接続固定されることで、ボールジョイント11が被固定体に対して接続固定されるように構成されている。
【００２５】
また、ボールシート16は、それぞれ環状に形成された一対のシート部材25，26を備えている。一対のシート部材25，26は、ボール部21とハウジング17との間で、軸方向である上下方向に互いに離間して配置されている。一対のシート部材25，26間には、ボール部21の赤道Ｘ付近に対応して隙間27が形成され、すなわち、隙間27によってボール部21の赤道Ｘ付近に接触しない領域が形成されている。なお、ボール部21の赤道Ｘとは、ボールスタッド15の軸方向においてボール部21の径寸法が最大となる位置をいう。
【００２６】
図１および図２に示すように、一方である上側のシート部材25は、ボール部21の赤道Ｘ付近よりも上部側に接触して保持する環状の摺動部材30と、この摺動部材30の下側すなわち隙間27側に配置される環状の変形抑制部材31とを備えている。このシート部材25の内周側には開口部32が形成されている。そして、本実施の形態では、シート部材25は、摺動部材30と変形抑制部材31とが二色成形によって一体に形成されている。なお、図２に示すシート部材25は、図１に対して、上下を逆にして図示している。
【００２７】
摺動部材30は、例えばエラストマあるいはポリアセタールなどの比較的軟質の合成樹脂により形成されている。変形抑制部材31は、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの比較的硬質で高強度の合成樹脂により形成されている。したがって、変形抑制部材31は、摺動部材30よりも強度が高く、変形しにくい関係にある。
【００２８】
摺動部材30の内周側には、ボール部21の赤道Ｘ付近よりも上部側に回動可能（摺動可能）に接触する球面状の摺接面33が形成されている。摺動部材30の外周側及び上面側には、ハウジング17に係合配置される係合部34が形成されている。そして、摺接面33は、ボール部21の赤道Ｘ付近よりも上部側に対向されて、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。摺接面33は、ボールスタッド15がハウシング17から引き抜かれる方向（上方）の荷重を受ける上側受圧部となっている。なお、摺接面33とボール部21との間には、図示しない潤滑剤（グリース）が介在されている。
【００２９】
変形抑制部材31の内周側は、摺動部材30の摺接面33よりも外径側に位置してボール部21の赤道Ｘ付近よりも上部側に対向される例えば球面状の対向面35が形成されている。変形抑制部材31の外周面は、摺動部材30の外周面と面一に形成されている。そして、対向面35は、ボール部21の赤道Ｘ付近よりも上部側に対向されて、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。また、変形抑制部材31は、ボールスタッド15から摺動部材30に軸直角方向への荷重が入力していない無荷重時には、対向面35がボール部21に接触せずに離反されている。
【００３０】
さらに、図１に示すように、他方である下側のシート部材26は、ボール部21の赤道Ｘ付近よりも下部側に接触して保持する環状の摺動部材40と、この摺動部材40の上側すなわち隙間27側に配置される環状の変形抑制部材41とを備えている。このシート部材26の内周側には開口部42が形成されている。そして、本実施の形態では、シート部材26は、摺動部材40と変形抑制部材41とが二色成形によって一体に形成されている。
【００３１】
摺動部材40は、例えばエラストマあるいはポリアセタールなどの比較的軟質の合成樹脂により形成されている。変形抑制部材41は、例えばポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などの比較的硬質で高強度の合成樹脂により形成されている。したがって、変形抑制部材41は、摺動部材40よりも強度が高く、変形しにくい関係にある。
【００３２】
摺動部材40の内周側には、ボール部21の赤道Ｘ付近よりも下部側に回動可能（摺動可能）に接触する球面状の摺接面43が形成されている。摺動部材40の外周側及び下面側には、ハウジング17に係合配置される係合部44が形成されている。そして、摺接面43は、ボール部21の赤道Ｘ付近よりも下部側に対向されて、上端側から下端側へと徐々に縮径されるように形成されている。摺接面43は、ボールスタッド15（ボール部21）がハウジング17に押し付ける方向（下方）の荷重を受ける下側受圧部となっている。なお、摺接面43とボール部21との間には、図示しない潤滑剤（グリース）が介在されている。
【００３３】
変形抑制部材41の内周側は、摺動部材40の摺接面43よりも外径側に位置してボール部21の赤道Ｘ付近よりも下部側に対向される例えば球面状の対向面45が形成されている。変形抑制部材41の外周面は、摺動部材40の外周面と面一に形成されている。そして、対向面45は、ボール部21の赤道Ｘ付近よりも下部側に対向されて、上端側から下端側へと徐々に縮径されるように形成されている。また、変形抑制部材41は、ボールスタッド15から摺動部材40に軸直角方向への荷重が入力していない無荷重時には、対向面45がボール部21に接触せずに離反されている。
【００３４】
また、ハウジング17は、ソケットとも呼ばれるもので、例えばアルミニウムなどの金属により形成されている。このハウジング17は、ボールシート16を介してボール部21を保持する内室51及びこの内室51の軸方向の両端である上下端に連通する開口部52，53を備えた円筒状の受け側部材本体であるハウジング本体54と、このハウジング本体54の下側の開口部53を閉塞する閉塞部材であるプラグ55とを備えている。
【００３５】
内室51は、円筒状に形成されており、ボール部21を保持したボールシート16が嵌着圧入される部分、すなわちボール部21を受ける部分である。
【００３６】
上端側の開口部52は、ボールスタッド15のスタッド部22が挿通される開口部分であり、内室51の上端に円形状に開口されている。
【００３７】
下端側の開口部53は、ハウジング本体54の内部にボール部21を保持したボールシート16を挿入するための開口部分であり、内室51の下端に円形状に開口している。
【００３８】
ハウジング本体54の上端側には、内室51よりも縮径されて、ボールシート16の上側のシート部材25、及びこのシート部材25を介してボール部21を内室51に対して抜け止め保持する環状の保持部である開口縁部58が形成されている。
【００３９】
ハウジング本体54の下端側には、開口部53の内縁部に、プラグ55の外縁部を支持する支持部59が段差状に形成されている。さらに、このハウジング本体54の下端側には、支持部59に支持されたプラグ55の外縁部を抜け止め保持するためのかしめ部60が形成されている。また、ハウジング本体54の上端側の外周面には、ダストカバーの下端側を嵌着保持するためのカバー取付部61が全周に亘って溝状に形成されている。
【００４０】
プラグ55は、例えばアルミニウムなどの金属（非磁性体）により円形板状に形成されている。このプラグ55の外縁部は、支持部59に支持された状態でかしめ部60をハウジング本体54（ハウジング17）の中心軸に向けてかしめ変形することにより、内室51に保持されたボールシート16をボールスタッド15とともにハウジング17に対して抜け止め保持するようになっている。また、このプラグ55は、ボールシート16の下側のシート部材26の係合部44を下方から支持している。そして、このプラグ55と、下側のシート部材26の開口部42及びボール部21とにより囲まれた空間が、潤滑剤の一部を収容する潤滑剤収容部であるグリース溜まり空間部62となっている。
【００４１】
また、ダストカバーは、ダストシールやブーツなどとも呼ばれるもので、例えば全体が軟質ゴム或いは軟質合成樹脂などにて形成されている。このダストカバーは、下端がハウジング17（ハウジング本体54）のカバー取付部61に嵌着され、上端がボールスタッド15のスタッド部22の外周に嵌着されている。さらに、このダストカバーの下端部は、略円形環状の環状部材である図示しないクリップにてカバー取付部61に固定されている。そして、ダストカバーとボールスタッド15とボールシート16とハウジング17とにより囲まれた空間が、潤滑剤の一部を収容する潤滑剤収容部であるグリース溜まり空間となっている。
【００４２】
次に、ボールジョイント11の作用を説明する。
【００４３】
ボールジョイント11を組み立てる際、まず上側のシート部材25をハウジング17に下側の開口部53から圧入するとともに、この上側のシート部材25の開口部32にスタッド部22を挿通するようにボールスタッド15をハウジング17に下側の開口部53から挿入し、さらに、下側のシート部材26をハウジング17に下側の開口部53から圧入する。そして、下側の開口部53を閉塞するようにプラグ55をハウジング本体54に固定することにより、ボールスタッド15のボール部21が、シート部材25，26の摺接面33，43で回動可能に保持された状態で、ハウジング17の内室51に保持される。
【００４４】
このボールジョイント11の組立状態で、上側のシート部材25は、摺動部材30の係合部34がハウシング17に係合されるとともに、摺接面33がボール部21の赤道Ｘ付近よりも上部側に接触して保持する。かつ、下側のシート部材26は、摺動部材40の係合部44がハウシング17に係合されるとともに、摺接面43がボール部21の赤道Ｘ付近よりも下部側に接触して保持する。これら上下のシート部材25，26は、互いに離反されていてこれらの間に隙間27が形成されており、この隙間27によってボール部21の赤道Ｘ付近には接触していない。さらに、これらシート部材25，26の変形抑制部材31，41の対向面35，45は、ボール部21に接触せずに離反されている。
【００４５】
そして、上下のシート部材25，26が、隙間27を介して互いに離反されていて、ボール部21の赤道Ｘ付近に接触していないため、ボールスタッド15の回転トルクを低下させることができる。このボールスタッド15の回転トルクの低下により、ボールジョイント11自体の動きを滑らかにすることをもって、乗り心地性や操作性などの性能を向上させることができる。
【００４６】
また、ボールスタッド15側に軸方向や軸直角方向などの荷重が入力した際には、シート部材25，26の摺動部材30，40が圧縮して弾性的に変形し、荷重を緩和する。
【００４７】
図３には、ボールスタッド15側に軸直角方向の荷重Ａが入力した際の状態を示す。図３において、軸直角方向の荷重Ａが入力されたボール部21が右方向に移動すると、ボール部21に接触している上下のシート部材25，26の摺動部材30，40がボール部21とハウジング17との間で圧縮され、そのボール部21とハウジング17との間から隙間27へ向けて膨らむように変形し、この摺動部材30，40で変形抑制部材31，41が隙間27へ向けて押し込まれる。
【００４８】
このように、ボール部21が右方向に移動すること、変形抑制部材31，41を隙間27へ向けて押し込まれることにより、変形抑制部材31，41の対向面35，45とボール部21の赤道Ｘ付近よりも上下の表面とが接触する。これにより、変形抑制部材31，41がボール部21とハウジング17との間に挟み込まれる。このとき、変形抑制部材31，41は、摺動部材30，40よりも強度が高く、変形しにくいため、対向面35，45がボール部21に接触した位置に変形抑制部材31，41が留まり、これら変形抑制部材31，41が隙間27へ向けた摺動部材30，40の変形を抑制する堰として働く。これにより、摺動部材30，40の変形量（潰れ量）が低減され、それに伴ってボール部21の移動量も低減されるため、摺動部材30，40の塑性変形が防止され、ボールジョイント11のがたつきの発生や剛性の低下が抑制される。
【００４９】
さらに、変形抑制部材31，41は、対向面35，45がボール部21に接触することで、軸直角方向の荷重を受け止める。この変形抑制部材31，41は、合成樹脂で形成されているため、対向面35，45がボール部21に接触しても、ボール部21の回動には影響がない。
【００５０】
また、ボールスタッド15側に軸方向の荷重が入力した際、ボール部21が上方または下方に移動すると、ボール部21に接触している上下のシート部材25，26の摺動部材30，40がボール部21とハウジング17との間で圧縮され、そのボール部21とハウジング17との間から隙間27へ向けて膨らむように変形するが、上述と同様に、変形抑制部材31，41によって隙間27へ向けた摺動部材30，40の変形を抑制することができる。
【００５１】
このように、本実施の形態のボールジョイント11によれば、ボール部21とハウジング17との間で軸方向に互いに離間して隙間27が形成されるように一対の摺動部材30，40を配置したうえで、一対の摺動部材30，40の間に隙間27への摺動部材30，40の変形を抑制する変形抑制部材31，41を配置するため、ボールスタッド15の回転トルクを低減させながら、がたつき発生や剛性低下を抑制することができる。
【００５２】
また、変形抑制部材31，41の強度が摺動部材30，40の強度よりも高いため、隙間27への摺動部材30，40の変形の抑制効果を向上できる。
【００５３】
また、ボールスタッド15から摺動部材30に軸直角方向への荷重が入力していない無荷重時、変形抑制部材31，41がボール部21から離反されているため、ボール部21が回動する際に発生する回転トルクを低下させることができる。
【００５４】
なお、変形抑制部材31，41は、一対の摺動部材30，40の両方に配置することにより、がたつき発生や剛性低下の抑制効果を向上できるが、一対の摺動部材30，40のうちのいずれか一方のみに配置してもよい。一対の摺動部材30，40のうちのいずれか一方のみに配置した場合でも、がたつき発生や剛性低下の抑制効果を得ることができる。
【００５５】
また、変形抑制部材31，41は摺動部材30，40と一体でも別体でもよく、一体の場合には部品点数を削減でき、別体の場合には変形抑制部材31，41は摺動部材30，40との組み合わせの選択肢を広くできる。
【００５６】
さらに、摺動部材30，40と変形抑制部材31，41とは、互いの材質を異ならせることによって強度を異ならせてもよいし、例えば同一の材質を用いて添加剤（可塑剤）などの配合によって強度を異ならせてもよい。
【００５７】
また、変形抑制部材31，41は、金属によって形成してもよく、摺動部材30，40の変形の抑制効果を向上できる。
【００５８】
そして、ボールジョイント11は車両の懸架装置や操舵装置だけでなく、車両用の任意のボールジョイント、あるいは車両以外の任意のボールジョイントとして適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明は、例えば自動車などの車両の懸架装置、あるいは操舵装置に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００６０】
11    ボールジョイント
15    ボール側部材であるボールスタッド
17    受け側部材であるハウジング
21    ボール部
22    スタッド部
27    隙間
30    摺動部材
31    変形抑制部材
40    摺動部材
41    変形抑制部材
【図１】
2019211058.tif 000003
【図２】
2019211058.tif 000004
【図３】
2019211058.tif 000005