(57)【要約】【課題】ボール部の摺動トルクを制御できるとともに、ボールシートの部分的な摩耗を抑制し小型化及び軽量化に対応できるボールジョイントを提供する。【解決手段】ボール部15とソケット３との間に電気粘性流体で構成した潤滑剤Ｇを介在させる。ボール部15に対して離間した導電部５とボール部15との間で潤滑剤Ｇに電圧を印加する。潤滑剤Ｇの粘性が変化することによりボール部15の摺動トルクを制御できる。簡単な構成となって小型化及び軽量化に対応可能となる。【選択図】図１
2008032149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソケットと、
導電性を有し前記ソケットの内部に摺動可能に配設された略球状のボール部を備えたボールスタッドと、
前記ソケットと前記ボール部との間に介在され、電気粘性流体を少なくとも一部に含む潤滑剤と、
導電性を有し、前記ボール部と離間され、前記ボール部との間で前記潤滑剤に電圧を印加可能な導電部と
を具備したことを特徴としたボールジョイント。
【請求項２】
潤滑剤は、電気粘性流体で構成されている
ことを特徴とした請求項１記載のボールジョイント。
【請求項３】
絶縁性素材により形成され、ボール部を摺動可能に保持した状態でソケットの内部に取り付けられたベアリングシートを具備し、
導電部は、前記ベアリングシートの前記ソケットと反対側に配設されている
ことを特徴とした請求項１または２記載のボールジョイント。
【請求項４】
絶縁性素材により形成され、ボール部を摺動可能に保持した状態でソケットの内部に取り付けられたベアリングシートを具備し、
導電部は、前記ボール部を保持した前記ベアリングシートを包持する包持シートである
ことを特徴とした請求項１または２記載のボールジョイント。
【請求項５】
絶縁性素材により形成され、ボール部を摺動可能に保持した状態でソケットの内部に取り付けられたベアリングシートを具備し、
導電部は、導電性素材により、前記ベアリングシートと一体的に形成されている
ことを特徴とした請求項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、略球状のボール部を備えたボールスタッド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、自動車の懸架装置などに用いられるボールジョイントは、内部に内室を有する略円筒状のソケットと、このソケットの内室に収容された略筒状の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部の摺動面に摺動可能に保持されるボール部を備えたボールスタッドとを有している。
【０００３】
このようなボールジョイントにおいて、ボール部の摺動トルクを制御するために、ボールシートがボール部を押圧する力を調整する構成がある。例えば、予荷重付与装置にばねとモータとを用いることで、ボールシートからボール部へと押圧を付与する構成（例えば、特許文献１参照。）、あるいは、ボールシートとソケットとの間に電圧印加により体積が増大する圧電素子を設けるとともに、この圧電素子の下方にて、ボールシートをボール部へとばねにより上方向に付勢し、圧電素子に電圧を印加することでボールシートを変形させることによりボール部を下方へと移動させてばねの付勢力を増加させ、ボールシートからボール部へと押圧を付与する構成（例えば、特許文献２参照。）などが用いられる。
【特許文献１】特開昭６２−２９２９１５号公報（第２−３頁、第１図）
【特許文献２】実開昭６２−１１５５１７号公報（第５−６頁、第１図）
【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、上述のボールジョイントでは、ボール部に押圧を付与するための構成が大きく、スペースを取ってしまい、小型化及び軽量化に不利となるおそれがあるという問題点を有している。
【０００５】
また、ボールシートの一部分に押圧力を作用させてボール部に荷重を与えるため、部分的にボールシートの摩耗が促進されるおそれもある。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、ボール部の摺動トルクを制御できるとともに、小型化及び軽量化に対応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、ソケットと、導電性を有し前記ソケットの内部に摺動可能に配設された略球状のボール部を備えたボールスタッドと、前記ソケットと前記ボール部との間に介在され、電気粘性流体を少なくとも一部に含む潤滑剤と、導電性を有し、前記ボール部と離間され、前記ボール部との間で前記潤滑剤に電圧を印加可能な導電部とを具備したものである。
【０００８】
そして、ボールスタッドのボール部とソケットとの間に電気粘性流体を少なくとも一部に含む潤滑剤を介在させ、ボール部に対して離間された導電部とボール部との間で潤滑剤に電圧を印加することで、この潤滑剤の粘性が変化することによりボール部の摺動トルクが制御されるとともに、簡単な構成となって小型化及び軽量化に対応可能となる。
【０００９】
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、潤滑剤は、電気粘性流体で構成されているものである。
【００１０】
そして、潤滑剤を電気粘性流体自体で構成することにより、導電部への電圧の印加によって潤滑剤の粘性を、より容易に制御できる。
【００１１】
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、絶縁性素材により形成され、ボール部を摺動可能に保持した状態でソケットの内部に取り付けられたベアリングシートを具備し、導電部は、前記ベアリングシートの前記ソケットと反対側に配設されているものである。
【００１２】
そして、絶縁性素材により形成されたベアリングシートのソケットと反対側に導電部を配設することで、導電部とソケットとの導通が、簡単な構成で容易に防止される。
【００１３】
請求項４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、絶縁性素材により形成され、ボール部を摺動可能に保持した状態でソケットの内部に取り付けられたベアリングシートを具備し、導電部は、前記ボール部を保持した前記ベアリングシートを包持する包持シートであるものである。
【００１４】
そして、導電部を、ボール部を摺動可能に保持したベアリングシートを包持する包持シートとすることで、この包持シートとボール部との間に電圧を印加して潤滑剤に電圧が容易に印加される。
【００１５】
請求項５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、絶縁性素材により形成され、ボール部を摺動可能に保持した状態でソケットの内部に取り付けられたベアリングシートを具備し、導電部は、導電性素材により、前記ベアリングシートと一体的に形成されているものである。
【００１６】
そして、導電性素材により形成された導電部を、絶縁性素材により形成されたベアリングシートと一体的に形成することで、ベアリングシートと導電部とを別個にソケット内に組み付ける必要がなく、製造性が向上される。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ボール部の摺動トルクを制御できるとともに、ベアリングシートの部分的な摩耗を抑制し小型化及び軽量化に対応できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の第１の実施の形態のボールジョイントの構成を図１を参照して説明する。
【００１９】
図１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、例えば鋼鉄などの導電性部材により形成されたボールスタッド２、例えば鉄などの金属製の略筒状のソケット３、このソケット３の内部に設けられたベアリングシートとしてのボールシート４、このボールシート４の内部すなわちソケット３と反対側に設けられた導電部５、および、ソケット３の外部からボールスタッド２に亘って設けられたダストカバー６とを備えている。
【００２０】
なお、本実施の形態においては、以下、便宜的に図１に示す上下方向を上下方向として説明する。
【００２１】
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から軸状に突設されたスタッド部16とを有している。
【００２２】
ボール部15は、ボールシート４に摺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。
【００２３】
また、スタッド部16は、ソケット３から軸状に突出し、その先端部が、リード線17を介して、ソケット３の外部に配設された電源としての電圧印加装置18に対して電気的に接続されている。この電圧印加装置18は、電圧を発生させるとともに、この発生させる電圧を制御するものである。なお、この電圧印加装置18は、ソケット３に組み込んでもよい。
【００２４】
ソケット３は、ハウジングとも呼ばれるもので、ボールシート４が嵌着される円筒内周面状の内室21を内部に備え、軸方向の一端部である上端部に内室21に連通する開口部としての上部開口部22が開口形成され、この上部開口部22と反対側、すなわち軸方向の他端部である下端部に内室21に連通する連通開口部としての下部開口部23が開口形成されている。また、このソケット３の外周面には、上端部側にダストカバー６が取り付けられる嵌合凹部25が周方向に沿って設けられている。
【００２５】
上部開口部22は、ボールスタッド２のスタッド部16が挿通されて外部に突出している。
【００２６】
下部開口部23には、この下部開口部23を閉塞する抜け防止部材としての保持部材であるプラグ28が取り付けられている。
【００２７】
このプラグ28は、キャップとも呼ばれ、例えば金属などにより略円板状である蓋状に形成され、下部開口部23の周縁部に設けられた段差部31に上側の周縁部が嵌合されているとともに、ソケット３の下部開口部23の外周縁部に設けられたかしめ部32により下側の周縁部が上方向に向けて押圧された状態でボールシート４の底部に当接することで、ボールシート４及びボールスタッド２のソケット３からの抜けを防止するものである。
【００２８】
ボールシート４は、例えば可撓性を有するポリアセタールなどの絶縁性素材により、ソケット３の内室21に対応した略円筒状に形成され、上側に上側開口41が形成され、ボール部15を摺動可能に保持する球面状の摺動面42が上側開口41に連続して内部に設けられ、この摺動面42に連続して、導電部５を収容する収容部43が形成されている。
【００２９】
上側開口41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る。
【００３０】
摺動面42は、上側開口41から下方へと、ボール部15の赤道Ｅの位置の上下に亘って連続して凹球面状に形成され、ボール部15の外周面との間に、このボール部15の摺動トルクを設定する潤滑剤Ｇが介在されている。
【００３１】
ここで、ボール部15の赤道Ｅとは、ボールスタッド２をソケット３に対して直立状態とした際のボールスタッド２の中心軸に直交する平面上でボール部15の半径が最大となる位置をいう。
【００３２】
潤滑剤Ｇは、電気粘性流体すなわちＥＲ(Electro Rheological)流体自体により構成され、あるいはこのＥＲ流体が混ぜ込まれており、電圧の印加により液体(流動)状態から固体(不動)状態へと、粘性を自在に変化させることで、ボール部15の摺動トルクを制御可能となっている。そして、ＥＲ流体としては、誘導体微粒子を絶縁油に分散させた系と高分子液晶や極性流体からなる均一系とがあるが、本発明にはいずれをも使用できる。特に、近年開発されたナノ粒子を用いたＥＲ流体は、本発明への効果がより期待できる。勿論、ＥＲ流体は、潤滑剤としても有効に作用し、電圧を印加しない場合においての潤滑性能は、従来の潤滑剤と比較しても何ら変わるものではない。
【００３３】
収容部43は、ボールシート４の摺動面42の下方にポケット状に形成され、導電部５を嵌合保持している。したがって、導電部５は、ソケット３に対して電気的に絶縁されている。
【００３４】
導電部５は、金属製のメタルシート、あるいは、炭素繊維添加ポリアセタールなどの導電性樹脂にて成形した樹脂シートなどであり、収容部43の内形に沿った外形を有し、かつ、上側に対向面45が形成されている。さらに、導電部５の底部は、リード線46を介して電圧印加装置18へと電気的に接続されている。
【００３５】
対向面45は、ボールシート４の摺動面42の半径すなわちボール部15の半径よりも大きい半径を有する球面状に形成され、導電部５をボールシート４の収容部43に取り付けた状態で、ボール部15の外周面に対して所定距離、離間されて、このボール部15の外周面との間に、潤滑剤Ｇが溜められるクリアランスである隙間48が形成されている。この隙間48は、例えば０ｍｍより大きく１ｍｍより小さく設定されており、略一定に間隔が保たれていることがより望ましい。
【００３６】
リード線46は、ボールシート４の底面に開口形成された挿通孔51と、プラグ28に穿設された連通孔52とを通してソケット３の外部へと突出し、先端部が電圧印加装置18に電気的に接続されている。
【００３７】
したがって、導電部５とボールスタッド２のボール部15とは、電圧印加装置18から潤滑剤Ｇへの電圧印加用の電極となっている。
【００３８】
また、ダストカバー６は、ブーツとも呼ばれ、ソケット３の内室21内への塵埃などの侵入を防止するものである。そして、このダストカバー６は、弾性変形可能な、たとえばゴム、あるいは、軟質の合成樹脂などにて形成された略円筒状のカバー本体55を備え、このカバー本体55の下端部に、ソケット３の嵌合凹部25に嵌合するソケット当接部56が設けられている。このソケット当接部56の外周部には、このソケット当接部56を嵌合凹部25に保持する円環状の押さえリング57が取り付けられている。
【００３９】
次に、上記第１の実施の形態の作用を説明する。
【００４０】
ボールジョイント１の組み立ての際には、まず、リード線46を挿通孔51に挿通しつつボールシート４内に導電部５を挿入した後、ボールスタッド２のボール部15に潤滑剤Ｇを塗布し、このボール部15をボールシート４内に圧入する。なお、潤滑剤Ｇは、ボールジョイント１の組み立て後に封入してもよい。
【００４１】
次いで、ボール部15を保持したボールシート４を、ソケット３の下部開口部23から、スタッド部16を上部開口部22へと挿通するように挿入する。
【００４２】
さらに、ソケット３の段差部31にプラグ28を当接させ、リード線46を連通孔52から導出した状態で、かしめ部32をかしめ加工器によりかしめ加工することで、プラグ28がソケット３に固定され、ボールスタッド２、ボールシート４及び導電部５がソケット３内に抜け止め保持される。
【００４３】
そして、使用の際には、リード線17，46間に電圧印加装置18を電気的に接続し、必要に応じてボールスタッド２のボール部15と導電部５との間に所定の電圧を印加することで、これらボール部15と導電部５の対向面45との間に高電圧場を形成し、隙間48に収容された潤滑剤Ｇにこの電圧が印加され、この潤滑剤Ｇの粘性が、印加された電圧に応じて変化することで、ボール部15の摺動トルクが、この潤滑剤Ｇの粘性の変化により制御される。
【００４４】
このため、ボールジョイントの内部に予荷重付与装置を用いてボールシートからボール部へと押圧を付与したり、ボールシートとソケットとの間に加圧によって体積が増大する圧電素子を設けて、この圧電素子への電圧の印加によりボールシートを変形させてボール部へと押圧を付与したりする従来の場合などと比較して、ボールジョイント１の内部のスペース増、あるいはボールジョイント１の重量増などがなく、ボールジョイント１の構成が簡単となって、小型化及び軽量化に対応できる。
【００４５】
また、ボール部15の摺動トルクの制御が、従来のようなボールシートを介在しての制御ではないので、ボールシート４の摩耗が部分的に促進されることもなく、耐用年数に与える影響も殆どない。
【００４６】
さらに、ボール部15と導電部５とを電圧印加装置18の電極として用いることで、電極を別個に設ける場合と比較して、ボールジョイント１の構成を、より簡略化できる。
【００４７】
そして、電圧印加装置18は、ボールジョイント１の外部に配置できるので、ボールジョイント１を、より簡略化及び小型化できる。
【００４８】
また、絶縁性素材により形成されたボールシート４のソケット３と反対側に導電部５を配設することで、導電部５とソケット３との導通を、簡単な構成で容易に防止できる。
【００４９】
さらに、潤滑剤Ｇを電気粘性流体自体で構成すると、導電部５への電圧の印加によって潤滑剤Ｇの粘性を、より容易に制御できる。
【００５０】
なお、上記第１の実施の形態において、図２に示す第２の実施の形態のように、ベアリングシートとしてのボールシート61を包持した導電部としての包持シート62を用いることも可能である。この場合には、包持シート62はボール部15から常に一定、例えば０より大きく１ｍｍ以下などの一定間隔に保たれたクリアランスを設けるように設定し、ボールシート61によりボール部15を摺動可能に保持して、ボール部15との間に高電圧場を形成可能とし、潤滑剤Ｇに電圧を容易に印加できる。
【００５１】
また、図３に示す第３の実施の形態のように、導電性素材により形成された導電部63を、絶縁性素材により形成されたベアリングシートとしてのボールシート64と一体的に形成し、導電部63をボールシート64の内部に鋳ぐるむ構造とすることも可能である。この場合には、ボールシート64と導電部63とを別個にソケット３内に組み付ける必要がなく、製造性を向上できる。
【００５２】
さらに、ソケット３の一部、あるいはソケット３全体を導電部として用いても同様の作用効果を奏することができる。
【００５３】
また、電極面積、すなわち、潤滑剤が塗布された摺動部とそこに電圧を加える導電部との面積が広いほど、より効果的に作用することは言うまでもない。
【００５４】
そして、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】
【００５５】
【図１】本発明の第１の実施の形態のボールジョイントを示す縦断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態のボールジョイントの要部を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態のボールジョイントの要部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００５６】
１    ボールジョイント
２    ボールスタッド
３    ソケット
４，61，64    ベアリングシートとしてのボールシート
５，63    導電部
15    ボール部
62    導電部としての包持シート
Ｇ    潤滑剤
【図１】
2008032149.tif 000003
【図２】
2008032149.tif 000004
【図３】
2008032149.tif 000005