(57)【要約】【課題】大型化を抑制しつつ、必要に応じて摩擦トルクを容易に変えることができるボールジョイントを提供する。【解決手段】ハウジング17の外部に配置した磁石14とボール部21とボールシート16の摺接面との間に一部を介在した磁気粘性流体34との間の距離Ｄを、モータ13により変化させて磁気粘性流体34の粘度を制御する。ハウジング17の内部に例えばコイル装置など配置する場合と比較して、ハウジング17内の配置スペースや感電対策用の絶縁部材などが不要となり、大型化を抑制できる。磁石14と磁気粘性流体34との間の距離Ｄの変化によって変化した磁石14から磁気粘性流体34に作用する磁力により磁気粘性流体34の粘度を容易に変化させて摩擦トルクを容易に制御できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状のボール部を備えたボール側部材と、
前記ボール部を回動可能に保持する保持面を内部に備えたベアリングシートと、
前記ボール部を前記保持面に保持した前記ベアリングシートを受ける受け部を備えた受け側部材と、
前記保持面と前記ボール部との間に少なくとも一部が介在され、前記ボール部と前記保持面との摩擦トルクを制御する磁気粘性流体と、
前記受け側部材の外部に配置された磁石と、
この磁石と前記磁気粘性流体との間の距離を変化させることで前記磁気粘性流体の粘度を制御する位置可変機構と
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】
位置可変機構は、磁石の位置を相対的に移動させてこの磁石と磁気粘性流体との間の距離を変化させるモータである
ことを特徴とする請求項１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、保持面と前記ボール部との間に少なくとも一部が介在され、ボール部と保持面との摩擦トルクを制御する磁気粘性流体を備え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、あるいは操舵装置などに用いるボールジョイントは、ボール部及びこのボール部に対して突出する軸部であ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保持面である摺接面を内部に有する合成樹脂製などのベアリングシートである円筒状のボールシートと、このボール部を摺接面に保持したボールシートを受ける内室を有する受け部であるハウジング本体を備えた受け側部材である有底円筒状のハウジングとを備えている。
【０００３】
例えば中型トラックなどの車両においては、悪路走行時などの、両端部にボールジョイントを配置した操舵装置のドラッグリンクの上下動が大きく作用する場合、あおり挙動などによって発生する異音やボールジョイントの過剰な揺動干渉などを抑制するために、ボールジョイントのボールシートとボール部との間の高い摩擦トルクが望まれる一方で、通常走行の操舵時や、ボールジョイントの車両への組み付け性、及びボールジョイントの摩耗耐久性などを考慮すると、低い摩擦トルクが望ましい。
【０００４】
そこで、ボールシートの摺接面とボール部との間に介在される潤滑剤(グリース)として、磁力(磁場)によって粘度を可変できる磁気粘性流体(ＭＲ流体)を用いた構成が知られている。この構成では、ハウジングにコイル装置を埋め込み、このコイル装置に電流を流すことで磁力(磁場)を発生させ、その磁力の強弱によって磁気粘性流体の粘度を変化させて所望のトルクを得るようになっている(例えば、特許文献１参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表２０１１−５２２３０９号公報(第８−１０頁、図２)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような構成の場合、ハウジングにコイル装置、このコイル装置に通電する通電装置及び配線などの磁力(磁場)発生装置が必要となり、ボールジョイント内のそれらのスペースを確保するために、大型化を招くおそれがあるとともに、ハウジング内にコイル装置などを配置するので、絶縁構造が必須であり、構成が複雑化するおそれがある。
【０００７】
そして、このような課題は、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。
【０００８】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、大型化を抑制しつつ、必要に応じて摩擦トルクを容易に変え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】
【０００９】
請求項１記載のボールジョイントは、球状のボール部を備えたボール側部材と、前記ボール部を回動可能に保持する保持面を内部に備えたベアリングシートと、前記ボール部を前記保持面に保持した前記ベアリングシートを受ける受け部を備えた受け側部材と、前記保持面と前記ボール部との間に少なくとも一部が介在され、前記ボール部と前記保持面との摩擦トルクを制御する磁気粘性流体と、前記受け側部材の外部に配置された磁石と、この磁石と前記磁気粘性流体との間の距離を変化させることで前記磁気粘性流体の粘度を制御する位置可変機構とを具備したものである。
【００１０】
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、位置可変機構は、磁石の位置を相対的に移動させてこの磁石と磁気粘性流体との間の距離を変化させるモータであるものである。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１記載のボールジョイントによれば、受け側部材の外部に配置した磁石とボール部とベアリングシートの保持面との間に少なくとも一部を介在した磁気粘性流体との間の距離を位置可変機構により変化させて磁気粘性流体の粘度を制御することで、受け側部材の内部に例えばコイル装置など配置する場合と比較して、受け側部材内の配置スペースや感電対策用の絶縁部材などが不要となり、大型化を抑制できるとともに、磁石と磁気粘性流体との間の距離の変化によって変化した磁石から磁気粘性流体に作用する磁力により磁気粘性流体の粘度を容易に変化させて摩擦トルクを容易に制御できる。
【００１２】
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、位置可変機構を、磁石の位置を相対的に移動させて磁石と磁気粘性流体との間の距離を変化させるモータとすることで、位置可変機構を簡単な構造で容易に構成できる。
【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の一部を拡大した断面図であり、(a)は磁気粘性流体の粘度を低下させた状態を示し、(b)は磁気粘性流体の粘度を増加させた状態を示す。
【図２】同上ボールジョイントの断面図である。
【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及び図２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操舵装置、特にドラッグリンクやスタビライザリンクなどのリンク部材の端部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11は、ボールジョイント本体12と、このボールジョイント本体12に取り付けられる位置可変機構(移動機構)であるモータ13と、このモータ13により移動される磁石14とを備えている。
【００１６】
ボールジョイント本体12は、ボール側部材である金属製などのボールスタッド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合成樹脂製などのボールシート16と、ボールスタッド15の一部とともにボールシート16を保持する受け側部材である金属製などのハウジング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ダストカバー18とを備えている。なお、以下に示す上下方向とは、図２の上下方向をいうものとする。
【００１７】
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から突出する例えば金属製などの上下方向長手状の丸軸状の軸部であるスタッド部22とを有している。また、スタッド部22の下端側の外周面には接続部であるねじ溝24が形成され、このねじ溝24に対して図示しないナットが螺合されることによりボールジョイント本体12が被固定体(図示せず)と接続されるように構成されている。
【００１８】
ボールシート16は、合成樹脂にて有底円筒状に一体成形されている。このボールシート16は、内部に位置しボールスタッド15とボールシート16及びハウジング17との軸方向が略一致した状態でボール部21の赤道Ｘを含む外周面を回動可能に摺接保持する球面状の保持面である摺接面31と、この摺接面31と連通する開口部32とを備えている。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。
【００１９】
摺接面31とボール部21との間には、潤滑剤である磁気粘性流体34が介在されている。この磁気粘性流体34は、ＭＲ(Magneto Rheological)流体などとも呼ばれるものであり、外部磁場(磁力)の強弱に応じて粘度(粘性)が変化する粘性可変流体である。本実施の形態では、磁気粘性流体34は、磁石14による磁力によって粘度が変化するようになっている。
【００２０】
開口部32は、ボールシート16において、軸方向の一端である下端に位置してボール部21の径寸法よりも小さい開口面積を有しており、ボールシート16からのボール部21の抜けを防止している。したがって、ボールシート16は、ボール部21の赤道Ｘに対応する位置から、開口部32側へと徐々に縮径するように構成されている。
【００２１】
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(非磁性体)によりリンク部材などと一体成形されている。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35及びこの内室35の軸方向の両端である上下端に連通する(一方及び他方の)開口36，37を備えた円筒状の受け部であるハウジング本体38と、このハウジング本体38の上側の開口36を閉塞する閉塞部材であるプラグ39とを備えている。
【００２２】
内室35は、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。
【００２３】
開口36は、内室35の上端に円形状に開口している。
【００２４】
開口37は、内室35に嵌着されたボールシート16の開口部32と連通してボールスタッド15のスタッド部22が挿通されて突出する円形状の開口部分であり、内室35の下端に開口しており、開口36よりも縮径されて、ボールシート16及びボールスタッド15を内室35に対して抜け止め保持している。
【００２５】
ハウジング本体38は、開口36の内縁部に、プラグ39の外縁部を支持する支持部41を段差状に備えている。また、このハウジング本体38は、支持部41に支持されたプラグ39の外縁部を抜け止め保持するためのかしめ部42が形成されている。さらに、このハウジング本体38は、開口37の外縁部には、ダストカバーの上端側を嵌着保持するためのカバー取付部43が周方向に沿って全周に溝状に形成されている。
【００２６】
プラグ39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39の外縁部は、支持部41に支持された状態でかしめ部42をハウジング本体38(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35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。
【００２７】
ダストカバー18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18は、上端がハウジング17(ハウジング本体38)のカバー取付部43に嵌着され、下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18の上端部は、略円形環状の環状部材であるクリップ47にてカバー取付部43に固定されている。
【００２８】
一方、モータ13は、例えば円筒状などのモータ本体51と、このモータ本体51により回転されるロッド52とを備え、ボールジョイント本体12の外部に配置されている。
【００２９】
モータ本体51は、車体側などに配置された図示しない電源部からの通電により回転駆動するものであり、例えばハウジング17の外部で、かつ、プラグ39の上方に離間されて配置されている。また、このモータ本体51は、図示しない電源および制御装置に対して配線53を介して電気的に接続され、電源からの給電により駆動され、制御装置によって駆動が制御されるようになっている。
【００３０】
ロッド52は、例えば円柱状に形成され、モータ本体51に挿通されてボールジョイント本体12(ボールシート16及びハウジング17)と略同軸に配置されている。このロッド52の外周部には、ねじ溝部52aが形成されており、モータ本体51に対して螺合されている。そして、このロッド52は、モータ本体51により螺合回転されることで軸方向に進退し、先端部のボールジョイント本体12に対する位置が上下方向に可変するようになっている。
【００３１】
磁石14は、ロッド52の径寸法よりも小さい幅寸法に設定された小型のものであり、被覆体55により被覆された状態でロッド52の下端部に固定されてボールジョイント本体12(プラグ39)と対向している。そして、この磁石14は、ロッド52の回転に伴うこのロッド52の先端部の上下動によってボールジョイント本体12に対して相対的に上下方向に移動し、この上下動に応じてこの磁石14と磁気粘性流体34との間の距離Ｄが変化するようになっている。すなわち、この磁石14の位置を可変することで、モータ13が磁気粘性流体34の粘度(粘性)を制御できるようになっている。
【００３２】
次に、上記一実施の形態の作用を説明する。
【００３３】
例えば上記のボールジョイント11を中型トラックなどの車両のドラッグロッドの端部に用いる場合、通常走行時など、低トルクが望ましい状況下では、制御装置がモータ13を駆動し、ロッド52を周方向に回動させてこのロッド52の先端部に固定された磁石14をボールジョイント本体12から離間することで、磁石14と磁気粘性流体34との間の距離Ｄを相対的に大きくする(図１(a))。この結果、磁石14から磁気粘性流体34に作用する磁力が相対的に低下し、磁気粘性流体34の粘度が低下することで、この磁気粘性流体34が介在するボールシート16の摺接面31とボールスタッド15のボール部21との間の摩擦トルクが相対的に小さくなり、低トルクが実現できる。
【００３４】
一方、例えば悪路走行時などの、高トルクが必要な状況下では、制御装置がモータ13を駆動し、ロッド52を周方向に回動させてこのロッド52の先端部に固定された磁石14をボールジョイント本体12に対して接近させることで、磁石14と磁気粘性流体34との間の距離Ｄを相対的に小さくする(図１(b))。この結果、磁石14から磁気粘性流体34に作用する磁力が相対的に増加し、磁気粘性流体34の粘度が増加することで、この磁気粘性流体34が介在するボールシート16の摺接面31とボールスタッド15のボール部21との間の摩擦トルクが相対的に大きくなり、高トルクが実現できる。
【００３５】
このように、上記一実施の形態によれば、ハウジング17の外部に配置した磁石14とボール部21とボールシート16の摺接面31との間に一部を介在した磁気粘性流体34との間の距離Ｄをモータ13により変化させて、磁気粘性流体34に作用する磁石14の磁力を変化させることによって磁気粘性流体34の粘度を制御することで、ハウジング17の内部に例えばコイル装置などの磁気作用装置を備える場合と比較して、ハウジング17内の配置スペースや感電対策用の絶縁部材などが不要となり、ボールジョイント11の大型化を抑制できるとともに、磁石14と磁気粘性流体34との間の距離Ｄの変化によって変化した磁石14から磁気粘性流体34に作用する磁力の変化により磁気粘性流体34の粘度を容易に変化させて、摩擦トルクを容易に制御できる。
【００３６】
したがって、車両状況に応じた摩擦トルクを任意に設定できるので、走行時の振動や異音を抑制でき、安定した車両性能が得られるなど、ボールジョイント11の摩擦トルクに起因する車両性能の向上が可能になる。
【００３７】
また、位置可変機構として、磁石14の位置を相対的に移動させて磁石14と磁気粘性流体34との間の距離Ｄを変化させるモータ13を用いることで、位置可変機構を簡単な構造で容易に構成できる。
【００３８】
なお、上記一実施の形態において、位置可変機構は、モータ13以外でも、任意のアクチュエータなどとすることができる。
【００３９】
また、磁石14を配置する位置は、磁気粘性流体34との間の距離を変えてこの磁気粘性流体34の粘度を可変させられるように磁力を調整できる位置であれば、ボールジョイント本体12の外部の任意の位置とすることができる。
【００４０】
さらに、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】
【００４１】
本発明は、例えば自動車などの車両の操舵装置に好適に用いることができる。
【符号の説明】
【００４２】
11    ボールジョイント
13    位置可変機構であるモータ
14    磁石
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    受け側部材であるハウジング
21    ボール部
31    保持面である摺接面
34    磁気粘性流体
38    受け部であるハウジング本体
【図１】
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【図２】
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