(57)【要約】【課題】簡易な構成で所定条件下でのボールジョイントの動きを規制することができる技術を提供する。【解決手段】ボールジョイント２０において、ボールスタッド２６は、球状部２６ａと球状部２６ａから延伸している軸部２６ｂとを有する。ソケット２８は、ボールスタッド２６の球状部２６ａを回動可能に収納する。回転規制機構は、ボールスタッド２６が所定の基準位置に対して傾斜した場合に、軸部２６ｂの軸線Ｌを中心とする回転方向へボールスタッド２６が回転することを規制する。【選択図】図２
2008286342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状部と該球状部から延伸している軸部とを有する第１の部材と、
前記第１の部材の球状部を回動可能に収納する第２の部材と、
前記第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した場合に、前記軸部の軸線を中心とする回転方向へ前記第１の部材が回転することを規制する回転規制機構と、
を備えることを特徴とするボールジョイント。
【請求項２】
前記回転規制機構は、
前記球状部の外周に設けられた突起と、
前記第１の部材が所定の基準位置にある場合に前記突起を前記回転方向にガイド可能に、かつ、前記第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した場合に前記突起の前記回転方向への移動を規制するように、前記第２の部材の内面に形成された凹部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のボールジョイント。
【請求項３】
前記回転規制機構は、
前記第２の部材の内面に設けられた突起と、
前記第１の部材が所定の基準位置にある場合に前記突起を前記回転方向にガイド可能に、かつ、前記第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した場合に前記突起の前記回転方向への移動を規制するように、前記球状部の外周に形成された凹部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のボールジョイント。
【請求項４】
前記回転規制機構は、
前記球状部の前記軸部が延伸している側と反対側の端部に設けられた凹部と、
前記第２の部材の内面のうち前記端部と対向する箇所に設けられ、前記凹部に当接して前記第１の部材を前記回転方向に回転可能に支持する凸部と、
前記第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した状態で前記凹部の一部が当接し、前記第１の部材が前記回転方向に回転することを規制する規制部と、
を有することを特徴とする請求項１に記載のボールジョイント。
【請求項５】
球状部と該球状部から延伸している軸部とを有する第１の部材と、前記第１の部材の球状部を回動可能に収納する第２の部材と、前記第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した場合に、前記軸部の軸線を中心とする回転方向へ前記第１の部材が回転することを規制する回転規制機構と、を備えるボールジョイントと、
前記ボールジョイントの第１の部材または第２の部材の一方が端部に固定されているとともに車輪を支持するナックルと、
前記ボールジョイントの第１の部材または第２の部材の他方が固定され、前記ナックルを回動可能に支持するアームと、
を備えることを特徴とするサスペンション。
【請求項６】
前記回転規制機構は、
前記球状部の外周に設けられた突起と、
前記第１の部材が所定の基準位置にある場合に前記突起を前記回転方向にガイド可能に、かつ、前記第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した場合に前記突起の前記回転方向への移動を規制するように、前記第２の部材の内面に形成された凹部と、
を有することを特徴とする請求項５に記載のサスペンション。
【請求項７】
前記回転規制機構は、
前記第２の部材の内面に設けられた突起と、
前記第１の部材が所定の基準位置にある場合に前記突起を前記回転方向にガイド可能に、かつ、前記第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した場合に前記突起の前記回転方向への移動を規制するように、前記球状部の外周に形成された凹部と、
を有することを特徴とする請求項５に記載のサスペンション。
【請求項８】
前記回転規制機構は、
前記球状部の前記軸部が延伸している側と反対側の端部に設けられた凹部と、
前記第２の部材の内面のうち前記端部と対向する箇所に設けられ、前記凹部に当接して前記第１の部材を前記回転方向に回転可能に支持する凸部と、
前記第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した状態で前記凹部の一部が当接し、前記第１の部材が前記回転方向に回転することを規制する規制部と、
を有することを特徴とする請求項５に記載のサスペンション。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の部材を動作可能な状態で連結する際に用いるボールジョイントの技術に関し、例えば自動車のサスペンションに用いることができるボールジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複数の部材の接続部分をスムーズに動かすための部品としてボールジョイントが知られている。通常、ボールジョイントは、摺動可能範囲内で自由に摺動するような構成が採用されているが、その用途や目的によって所定方向の移動が制限されたボールジョイントも考案されている。
【０００３】
特許文献１には、球面軸受に球頭を回転自在に嵌着し、球面軸受の周辺に１個以上の凹溝を形成し、その凹溝に球頭の外周に形成した突起を係止することで、球頭の水平方向の回動を制御するボールジョイントが開示されている。また、特許文献２には、鏡の裏面に取り付けられたスタッド部分の一端に、外周部に突起を有する球状部を設け、その球状部を受容するような凹部にスロットを形成し、そのスロットに突起部を係合することで、鏡の回動を制限する支持装置が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１０１２２１号公報
【特許文献２】特開平６−２４９２３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ボールジョイントは、例えば、自動車のサスペンションにおけるステアリングナックルとサスペンションアームとを連結する部分に用いることができる。このような構造を採用するサスペンションにおいて、ステアリングホイールの操作による操舵角度を制限しようとする場合、ステアリングナックルとサスペンションアームとを干渉させて互いの動きを規制する、いわゆるナックルストッパと呼ばれる機構が採用されている。しかしながら、ナックルストッパのような機構はコストや車両質量を増加させる一因ともなる。また、ステアリングナックルやサスペンションアームのようにホイールハウス内に剥き出しとなっている部材にナックルストッパを設けると、干渉の際に発生する衝突音が大きくなりがちになる。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、簡易な構成で所定条件下でのボールジョイントの動きを規制することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のボールジョイントは、球状部と該球状部から延伸している軸部とを有する第１の部材と、前記第１の部材の球状部を回動可能に収納する第２の部材と、前記第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した場合に、前記軸部の軸線を中心とする回転方向へ前記第１の部材が回転することを規制する回転規制機構と、を備える。
【０００７】
この態様によると、第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した場合に、第１の部材の軸部の軸心を中心とする回転方向へ第１の部材が回転することを規制することができる。ここで、所定の基準位置とは、例えば、この態様のボールジョイントを使用するに際して第１の部材が位置する可能性が最も高い位置ということができる。あるいは、使用する機器にボールジョイントを取り付けた初期位置ということもできる。
【０００８】
本発明の別の態様は、サスペンションである。このサスペンションは、球状部と該球状部から延伸している軸部とを有する第１の部材と、前記第１の部材の球状部を回動可能に収納する第２の部材と、前記第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した場合に、前記軸部の軸線を中心とする回転方向へ前記第１の部材が回転することを規制する回転規制機構と、を備えるボールジョイントと、前記ボールジョイントの第１の部材または第２の部材の一方が端部に固定されているとともに車輪を支持するナックルと、前記ボールジョイントの第１の部材または第２の部材の他方が固定され、前記ナックルを回動可能に支持するアームと、を備える。
【０００９】
この態様によると、例えば、車両走行時の路面からの入力によりバウンドした車輪を介してナックルが車両本体に対して相対的に上方へ変位すると、端部に固定されたボールジョイントを介してアームにも力が加わり変位する。アームは、ボールジョイントが取り付けられている一方の端部と反対側の他方の端部が車両本体に対して上下動しないように取り付けられている場合、ナックルの変位に伴い一方の端部が上方に変位する。このとき、ナックルとアームとの相対的な変位の違いを吸収するために、ボールジョイントの第１の部材は、所定の基準位置に対して傾斜する。ここで、所定の基準位置とは、車輪が車両の前方方向と平行な状態で平地に静止している状態における、第２の部材に対する第１の部材の位置ということができる。
【００１０】
そして、回転規制機構は、第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した場合に軸部の軸線を中心とする回転方向へ第１の部材が回転することを規制することができるので、この態様のサスペンションは、車輪がバウンドしている状態では、アームに対してナックルが第１の部材の軸部の軸線を中心とする回転方向へ回転することを規制することができる。
【００１１】
前記回転規制機構は、前記球状部の外周に設けられた突起と、前記第１の部材が所定の基準位置にある場合に前記突起を前記回転方向にガイド可能に、かつ、前記第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した場合に前記突起の前記回転方向への移動を規制するように、前記第２の部材の内面に形成された凹部と、を有してもよい。
【００１２】
前記回転規制機構は、前記第２の部材の内面に設けられた突起と、前記第１の部材が所定の基準位置にある場合に前記突起を前記回転方向にガイド可能に、かつ、前記第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した場合に前記突起の前記回転方向への移動を規制するように、前記球状部の外周に形成された凹部と、を有してもよい。
【００１３】
前記回転規制機構は、前記球状部の前記軸部が延伸している側と反対側の端部に設けられた凹部と、前記第２の部材の内面のうち前記端部と対向する箇所に設けられ、前記凹部に当接して前記第１の部材を前記回転方向に回転可能に支持する凸部と、前記第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した状態で前記凹部の一部が当接し、前記第１の部材が前記回転方向に回転することを規制する規制部と、を有してもよい。
【００１４】
これらにより、第１の部材が所定の基準位置に対して傾斜した条件下でのボールジョイントの動きを第１の部材と第２部材との簡易な構成で規制することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、簡易な構成で所定条件下でのボールジョイントの動きを規制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１７】
（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態に係るブッシュを備えたウィッシュボーン式サスペンションの左前輪側の一部の構成を模式的に示した図である。なお、以下では、第１の実施の形態に係るボールジョイントおよびそれを備えたサスペンションとして操舵輪である前輪が取り付けられるフロントサスペンションを例に説明する。
【００１８】
サスペンション１０は、不図示のコイルスプリングおよびショックアブソーバ、ロワーアーム１２、アッパーアーム１４、ナックル１６などを含んで構成されている。コイルスプリングは、車体の荷重を支えて路面からの衝撃を和らげる。ショックアブソーバは、車体の上下振動を減衰する。ロワーアーム１２およびアッパーアーム１４は、車体の前後方向への荷重を受ける。
【００１９】
ナックル１６は、その上部がボールジョイント１８を介してアッパーアーム１４に回動可能に支持されているとともに、その下部がボールジョイント２０を介してロワーアーム１２に支持されている。前輪２２はナックル１６に支持されているとともに、そのナックル１６を介して、略鉛直方向を軸として回動可能にロワーアーム１２およびアッパーアーム１４に支持されている。ロワーアーム１２およびアッパーアーム１４はその端部が車両本体に連結されている。
【００２０】
ナックル１６は、タイロッド２４の端部と接続されており、不図示のステアリングホイールの操作が伝達され、略鉛直方向を軸として回動する。こうして前輪２２は、車両本体に対して略鉛直方向を軸として回動可能に支持される。
【００２１】
前輪２２は、椀型のホイールおよびホイール外周に取り付けられたタイヤによって構成される。前輪２２の操舵角度が大きくなると、前輪２２のタイヤとホイールハウスとが接触する可能性がある。そこで、サスペンション１０は、前輪２２がホイールハウスと接触しないように操舵可能な最大角度が規制される機構が必要である。
【００２２】
このような機構として、アームとナックルとを干渉させて前輪の操舵角度を規制するいわゆるナックルストッパが考案されている。しかし、ナックルストッパを設けることで部品点数や組立工数が増加し、車両のコストや車重が増加することから、ナックルストッパの代わりとなる簡易な機構が求められている。
【００２３】
図２は、第１の実施の形態に係るボールジョイントの概略断面図である。なお、以下では、サスペンション１０が備える２つのボールジョイント１８，２０のうち、ロワーアーム１２に取り付けられているボールジョイント２０について説明し、同様の構成を採用するボールジョイント１８については説明を省略する。
【００２４】
ボールジョイント２０は、第１の部材であるボールスタッド２６と第２の部材であるソケット２８と、キャップ３０と、ダストカバー３２と、を備えている。
【００２５】
ボールスタッド２６は、球状部２６ａと球状部２６ａから延伸している軸部２６ｂとを有しており、球状部２６ａにてソケット２８に連結されており、球状部２６ａの球中心Ｏ１を回動中心としてソケット２８に対して回動可能とされている。また、ボールスタッド２６は、金属素材で形成されており、その軸部２６ｂには、テーパー部２６ｂ１と雄ネジ部２６ｂ２が形成されている。そして、ボールスタッド２６は、この軸部２６ｂにてサスペンション１０のナックル１６（またはロワーアーム１２）に固定される。
【００２６】
ソケット２８は、金属素材で形成されており、球状部２６ａを回動可能に収納する軸孔２８ａと、環状溝２８ｂとが形成されている。軸孔２８ａの表面は、その一部がボールスタッド２６の球状部２６ａの外周形状とほぼ同様の形状に形成されており、また、球状部２６ａが軸孔２８ａに対して摺動可能なように、球状部２６ａの外周面とわずかな間隙を有するように形成されている。このため、ボールスタッド２６は、軸部２６ｂの軸線Ｌを中心とした回転方向Ｒへの回転が可能とされている。また、このソケット２８には、軸孔２８ａの径方向に延びるアーム部（図示省略）が一体的に形成されており、このアーム部にてサスペンション１０のロワーアーム１２（またはナックル１６）に連結される。
【００２７】
キャップ３０は、球状部２６ａの上部が突き出るように中心に開口部が設けられた環状の金属プレートで形成されており、外周部にてソケット２８の軸孔２８ａの端部に組み付けられ、ソケット２８の端部をカシメることによりソケット２８に固定されている。これにより、ボールスタッド２６がキャップ３０によってソケット２８に対して位置決めされるとともに抜け止めされている。
【００２８】
ダストカバー３２は、ゴム素材で形成されており可撓性を有している。そして、ボールスタッド２６の球中心Ｏ１を回動中心とする回動（回転・揺動）に応じて変形可能である。また、ダストカバー３２は、一端部にてボールスタッド２６の中間部外周に固定されるとともに、他端部にてソケット２８の環状溝２８ｂに嵌合固定されている。このため、ダストカバー３２は、ソケット２８内の摺動部に塵や水が入るのを防止するとともに、内部に封入したグリスが外部に流出するのを防止している。
【００２９】
次に、ボールスタッド２６が所定の基準位置に対して傾斜した場合に、軸部２６ｂの軸線Ｌを中心とする回転方向へボールスタッド２６が回転することを規制する回転規制機構について図２乃至図４を参照して説明する。図３は、図２に示すボールジョイントのケース近傍の側面図である。図４は、図３に示すＡ−Ａ断面図である。なお、所定の基準位置とは、前輪２２が車両の前方方向と平行な状態で平地に静止している状態における、ソケット２８に対するボールスタッド２６の位置ということができる。
【００３０】
本実施の形態に係る回転規制機構は、球状部２６ａの外周に設けられた複数の突起２６ａ１と、ボールスタッド２６が所定の基準位置にある場合に突起２６ａ１を回転方向Ｒにガイド可能に、かつ、ボールスタッド２６が所定の基準位置に対して傾斜した場合に突起２６ａ１の回転方向Ｒへの移動を規制するように、ソケット２８の軸孔２８ａに形成された凹部２８ｃと、を有している。
【００３１】
本実施の形態に係る突起２６ａ１は、球状部２６ａの外周に互いに対称となる位置に複数設けられているが、必ずしも複数である必要はなく一つでもよく、また三つ以上設けてもよい。また、突起２６ａ１を設ける間隔は、等間隔でもよいし等間隔でなくてもよい。突起２６ａ１は、半球状の形状を有している。
【００３２】
一方、凹部２８ｃは、図３に示すように、突起２６ａ１と対向するように軸孔２８ａの奥側の領域に形成されている。そして、凹部２８ｃは、ボールスタッド２６がＲ方向に回転した場合に突起２６ａ１を軸孔２８ａの内周面の周方向Ｘ（図４参照）にガイドする周方向溝２８ｃ１と、ボールスタッド２６の軸部２６ｂが所定の基準位置に対して図２に示すＢ方向に傾斜した場合に、突起２６ａ１を軸孔２８ａの内周面の周方向Ｘ（図４参照）と略直交する方向Ｙにガイドする直交溝２８ｃ２と、を有する。
【００３３】
上述のように構成したボールジョイント２０の動作について説明する。図５は、バウンド・リバウンドした状態におけるサスペンションの動きを模式的に示した図である。図６は、バウンド・リバウンドした状態におけるボールジョイントの動きを説明するための図である。
【００３４】
本実施の形態に係るサスペンション１０は、図５の実線で示す位置にある場合に、ボールジョイント２０が図２に示した中立状態、すなわち、ボールスタッド２６の軸中心Ｌとソケット２８の軸孔２８ａ中心が略一致している所定の基準位置となるように構成されている。
【００３５】
この状態から、前輪２２が路面から入力を受けてサスペンション１０が矢印Ｃ方向にバウンドすると、図５の破線に示すようにロワーアーム１２のボールジョイント２０が組み付けられている端部が上方に変位する。そのため、ボールジョイント２０は、ロワーアーム１２とナックル１６とがなす角度が変化するように、ソケット２８に対してボールスタッド２６が前述の中立状態に対して矢印Ｂ方向に傾斜する。ボールスタッド２６の突起２６ａ１は、ボールジョイント２０が中立状態にある場合、図４に示すようにソケット２８の凹部２８ｃのほぼ中央部に位置しているため、ボールスタッド２６は直交溝２８ｃ２のＹ方向の範囲で傾斜可能となる。
【００３６】
ここで、直交溝２８ｃ２のＹ方向の長さＬ１は、ボールジョイント２０が中立状態にある状態でサスペンションがバウンド・リバウンドした際に、前輪２２が不図示のホイールハウスに干渉しないように設定すればよい。これにより、路面から車輪が大きな入力を受けてサスペンションが大きくバウンドした状態になっても、ボールスタッド２６の突起２６ａ１が直交溝２８ｃ２の端部に係合することでボールスタッド２６が傾斜する角度が規制され、前輪２２とホイールハウスとの干渉を防止できる。
【００３７】
次に、ステアリングホイールの操舵により前輪を車両前後方向に対して切った場合のボールジョイントの動作について説明する。図７は、ステアリングホイールを操舵した状態におけるサスペンションの動きを模式的に示した図である。図８は、ステアリングホイールを操舵した状態におけるボールジョイントの動きを説明するための図である。図７に示すサスペンション１０は、実線で示す位置にある場合に、ボールジョイント２０が図２に示した中立状態となるように構成されている。
【００３８】
この状態から、運転者がステアリングホイールを操舵すると、タイロッド２４を介してナックル１６が鉛直方向を軸として回転し、ナックル１６の取り付けられている前輪２２が図７の破線に示すように矢印Ｒ方向に切れた状態になる。そのため、ボールジョイント２０は、ロワーアーム１２に対してナックル１６がボールジョイント１８とボールジョイント２０とを結ぶ線を軸として回転できるように、ボールスタッド２６が前述の中立状態からソケット２８に対して矢印Ｒ方向に回転する。ボールスタッド２６の突起２６ａ１は、ボールジョイント２０が中立状態にある場合、図４に示すようにソケット２８の凹部２８ｃのほぼ中央部に位置しているため、ボールスタッド２６は周方向溝２８ｃ１のＸ方向の範囲で回転可能となる。
【００３９】
ここで、周方向溝２８ｃ１のＸ方向の長さＬ２（図４参照）は、ステアリングホイールの操舵により前輪を最大限切った状態で、前輪２２が不図示のホイールハウスに干渉しないように設定すればよい。これにより、ステアリングホイールの操舵で前輪が大きく切れた状態にするような場合であっても、ボールスタッド２６の突起２６ａ１が周方向溝２８ｃ１の端部に係合することでボールスタッド２６が回転する角度が規制され、前輪２２とホイールハウスとの干渉を防止できる。このように、本実施の形態に係るサスペンション１０は、中立状態からの前輪２２の切れ角を通常の切れ角と同様に確保することができるため、車両の最小回転半径を悪化させずにすむ。
【００４０】
次に、バウンドした状態においてステアリングホイールを操舵した場合のボールジョイントの動作について説明する。図９は、バウンドした状態においてステアリングホイールを操舵した場合におけるサスペンションの動きを模式的に示した図である。図１０は、バウンドした状態においてステアリングホイールを操舵した場合におけるボールジョイントの動きを説明するための図である。図９に示すサスペンション１０は、実線（細線）で示す位置にある場合に、ボールジョイント２０が図２に示した中立状態となるように構成されている。
【００４１】
この状態から、図９の破線に示すように、車両走行時の路面からの入力により矢印Ｃ方向にバウンドした前輪２２を介してナックル１６が車両本体に対して相対的に上方へ変位すると、端部に固定されたボールジョイント２０を介してロワーアーム１２にも力が加わり変位する。そのため、ロワーアーム１２は、ボールジョイント２０が取り付けられている一方の端部と反対側の他方の端部が車両本体に対して上下動しないように取り付けられている場合、ナックル１６の変位に伴い一方の端部が上方に変位する。
【００４２】
このとき、ボールジョイント２０は、ロワーアーム１２とナックル１６との相対的な変位の違いを吸収するために、具体的にはロワーアーム１２とナックル１６とがなす角度が変化するように、ソケット２８に対してボールスタッド２６が前述の中立状態に対して矢印Ｂ方向に傾斜する。ボールスタッド２６の突起２６ａ１は、ボールジョイント２０が中立状態にある場合、図４に示すようにソケット２８の凹部２８ｃのほぼ中央部に位置しているため、ボールスタッド２６は直交溝２８ｃ２のＹ方向の範囲で傾斜可能となる。
【００４３】
この状態で、更に運転者がステアリングホイールを操舵すると、タイロッド２４を介してナックル１６がボールジョイント１８とボールジョイント２０とを結ぶ線を軸として回転し、ナックル１６の取り付けられている前輪２２が図９の実線（太線）に示すように矢印Ｒ方向に切れようとうする。しかし、図１０に示すように、ボールスタッド２６は既にＢ方向に傾斜しているため、突起２６ａ１は凹部２８ｃの中央部から直交溝２８ｃ２の端部側に移動している。直交溝２８ｃ２は、図４に示すように、その端部近傍における幅Ｗ１が、凹部２８ｃの中央部における周方向溝２８ｃ１の長さＬ２よりも狭くなるように形成されている。
【００４４】
そのため、バウンド状態でボールスタッド２６が既にＢ方向に傾斜している場合、バウンドしていない通常の状態と比較して、ボールスタッド２６のＲ方向への回転範囲が小さくなるように規制される。つまり、本実施の形態に係るボールジョイント２０は、ボールスタッド２６が所定の基準位置に対してＢ方向に傾斜した場合に、ボールスタッド２６の軸部２６ｂの軸心Ｌを中心とする回転方向へボールスタッド２６が回転することを所定の範囲内で規制することができる。また、ボールジョイント２０は、その内部に回転規制機構を備えており、しかもダストカバー３２が装着された状態で内部にグリスが充填されることで、突起２６ａ１が凹部２８ｃの側面に当接してボールスタッド２６の回転が規制される際の当接音が運転者や乗員に感知されにくくなる。その結果、ボールジョイント２０を備えるサスペンション１０を採用することで車両の静粛性を向上することができる。
【００４５】
このように、第１の実施の形態に係るサスペンション１０は、ボールジョイント２０が備える前述の回転規制機構により、ボールスタッド２６が所定の基準位置に対して傾斜した場合に軸部２６ｂの軸線を中心とする回転方向へボールスタッド２６が回転することを規制することができる。そのため、サスペンション１０は、前輪２２がバウンドしている状態では、ロワーアーム１２に対してナックル１６がボールスタッド２６の軸部２６ｂの軸線を中心とする回転方向へ回転することを規制することができる。なお、規制する範囲は後述する前輪とホイールハウスとの干渉を防止する観点から適宜決めればよく、規制する範囲に応じて凹部２８ｃの形状を設定すればよい。
【００４６】
また、本実施の形態に係るサスペンション１０を採用することで、以下に説明する理由によりホイールハウスを小型化することができる。図１１は、比較例としてナックルストッパを用いずに従来のボールジョイントを備えるサスペンションを採用した車両のホイールハウス近傍を模式的に示した図である。図１２は、本実施の形態に係るボールジョイント２０を備えるサスペンション１０を採用した車両のホイールハウス近傍を模式的に示した図である。
【００４７】
図１１に示す車両５０においては、ステアリングホイールによる操舵もバウンドもしていない状態で前輪２２が実線（細線）の位置Ｄ１にあるとすると、バウンドした状態では前輪２２が実線（太線）の位置Ｄ２になるため、この状態でホイールハウスと前輪２２とが干渉しないようにホイールハウスを設計する必要がある。同様に、バウンドせずにステアリングホイールによる操舵が行われている状態では、前輪２２が破線（細線）の位置Ｄ３になるため、この状態でホイールハウスと前輪２２とが干渉しないようにホイールハウスを設計する必要がある。更にバウンドした状態でステアリングホイールによる操作が行われている状態では、前輪２２が破線（太線）の位置Ｄ４になるため、この状態でホイールハウスと前輪２２とが干渉しないようにホイールハウスを設計する必要がある。
【００４８】
このように、図１１に示す車両５０は、前輪２２が各位置Ｄ１〜Ｄ４においてホイールハウスと干渉しないようにホイールハウスを設計しなければならず、ホイールアーチ５２が大型化してしまうため、見栄えが悪くなるとともにホイールアーチを含む車両の外観デザインの自由度が制約されてしまう。
【００４９】
一方、図１２に示す車両６０は、前述のボールジョイント２０を備えるサスペンション１０を採用しているため、バウンドした状態におけるステアリングホイールの操舵が規制されており、前輪２２が図１１に示すような位置Ｄ４になることがない。そのため、図１１に示す車両５０のホイールアーチ５２と比較してホイールアーチ６２を小さく設計でき、見栄えの向上とともにホイールアーチを含む車両の外観デザインの自由度が増す。また、ホイールアーチ６２が小型化されることで、衝突性能の向上を図ることもできる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
図１３は、第２の実施の形態に係るボールジョイントの概略断面図である。図１４は、図１３のＥ−Ｅ断面図である。なお、図１３に示すボールジョイント１２０の構成のうち第１の実施の形態に係るボールジョイント２０と同様の構成については、同じ符号を付して適宜省略する。また、本実施の形態に係るボールジョイント１２０を備えたサスペンションは、第１の実施の形態に係るサスペンション１０と同様の作用効果を奏するため、以下ではサスペンションの説明を適宜省略する。
【００５１】
ボールジョイント１２０は、第１の部材であるボールスタッド１２６と第２の部材であるソケット１２８と、キャップ３０と、ダストカバー３２と、を備えている。
【００５２】
ボールスタッド１２６は、球状部１２６ａと球状部１２６ａから延伸している軸部２６ｂとを有しており、球状部１２６ａにてソケット１２８に連結されており、球状部１２６ａの球中心Ｏ２を回動中心としてソケット１２８に対して回動可能とされている。また、ボールスタッド１２６は、金属素材で形成されている。
【００５３】
ソケット１２８は、金属素材で形成されており、球状部１２６ａを回動可能に収納する軸孔１２８ａと、環状溝２８ｂとが形成されている。軸孔１２８ａの表面は、その一部がボールスタッド１２６の球状部１２６ａの外周形状とほぼ同様の形状に形成されており、また、球状部１２６ａが軸孔１２８ａに対して摺動可能なように、球状部１２６ａの外周面とわずかな間隙を有するように形成されている。このため、ボールスタッド１２６は、軸部２６ｂの軸線Ｌを中心とした回転方向Ｒへの回転が可能とされている。また、このソケット１２８には、軸孔１２８ａの径方向に延びるアーム部（図示省略）が一体的に形成されており、このアーム部にてサスペンションのロワーアーム（またはナックル）に連結される。
【００５４】
次に、ボールスタッド１２６が所定の基準位置に対して傾斜した場合に、軸部２６ｂの軸線Ｌを中心とする回転方向へボールスタッド１２６が回転することを規制する回転規制機構について図１３および図１４を参照して説明する。図１４は、図１３に示すＥ−Ｅ断面図である。
【００５５】
本実施の形態に係る回転規制機構は、ソケット１２８の軸孔１２８ａ側の内面に設けられた突起１２８ａ１と、ボールスタッド１２６が所定の基準位置にある場合に突起１２８ａ１を回転方向にガイド可能に、かつ、ボールスタッド１２６が所定の基準位置に対して傾斜した場合に突起１２８ａ１の回転方向への移動を規制するように、球状部１２６ａの外周に形成された凹部１２６ｃと、を有している。
【００５６】
本実施の形態に係る突起１２８ａ１は、軸孔１２８ａの内周に互いに対称となる位置に複数設けられているが、必ずしも複数である必要はなく一つでもよく、また三つ以上設けてもよい。また、突起１２８ａ１を設ける間隔は、等間隔でもよいし等間隔でなくてもよい。突起１２８ａ１は、半球状の形状を有している。
【００５７】
一方、凹部１２６ｃは、図１３や図１４に示すように、突起１２８ａ１と対向するように軸孔１２８ａの側部に形成されている。そして、凹部１２６ｃは、ボールスタッド１２６がＲ方向に回転した場合に、換言すればソケット１２８がＲ方向と反対方向に回転した場合に、突起１２８ａ１を球状部１２６ａの外周面の周方向Ｘ（図１４参照）にガイドする周方向溝１２６ｃ１と、ボールスタッド１２６の軸部２６ｂが所定の基準位置に対して図１３に示すＢ方向に傾斜した場合に、突起１２８ａ１を球状部１２６ａの外周面の周方向Ｘ（図１４参照）と略直交する方向Ｙにガイドする直交溝１２６ｃ２と、を有する。
【００５８】
上述のように構成したボールジョイント１２０の動作について説明する。第１の実施の形態に係るサスペンション１０と同様に、第２の実施の形態に係るボールジョイント１２０を備えたサスペンションは、図５の実線で示す位置にある場合に、ボールジョイント１２０が図１３に示した中立状態、すなわち、ボールスタッド１２６の軸中心Ｌとソケット１２８の軸孔１２８ａ中心が略一致している所定の基準位置となるように構成されている。以下では、図５に示すサスペンション１０を代用して説明する。
【００５９】
中立状態から図５に示すように前輪２２が路面から入力を受けてサスペンション１０が矢印Ｃ方向にバウンドすると、図５の破線に示すようにロワーアーム１２のボールジョイント１２０が組み付けられている端部が上方に変位する。そのため、ボールジョイント１２０は、ロワーアーム１２とナックル１６とがなす角度が変化するように、ソケット１２８に対してボールスタッド１２６が前述の中立状態に対して矢印Ｂ方向に傾斜する。ソケット１２８の突起１２８ａ１は、ボールジョイント１２０が中立状態にある場合、図１４に示すようにボールスタッド１２６の凹部１２６ｃのほぼ中央部に位置しているため、ボールスタッド１２６は直交溝１２６ｃ２のＹ方向の範囲で傾斜可能となる。
【００６０】
ここで、直交溝１２６ｃ２のＹ方向の長さＬ３は、ボールジョイント２０が中立状態にある状態でサスペンションがバウンド・リバウンドした際に、前輪２２が不図示のホイールハウスに干渉しないように設定すればよい。これにより、路面から車輪が大きな入力を受けてサスペンションが大きくバウンドした状態になっても、ソケット１２８の突起１２８ａ１が直交溝１２６ｃ２の端部に係合することでボールスタッド１２６が傾斜する角度が規制され、前輪２２とホイールハウスとの干渉を防止できる。
【００６１】
次に、ステアリングホイールの操舵により前輪を車両前後方向に対して切った場合のボールジョイントの動作について説明する。以下では、図７に示すサスペンション１０を代用して説明する。
【００６２】
中立状態から図７に示すように、運転者がステアリングホイールを操舵すると、タイロッド２４を介してナックル１６がボールジョイント１８（不図示）とボールジョイント１２０とを結ぶ線を軸として回転し、ナックル１６の取り付けられている前輪２２が破線に示すように矢印Ｒ方向に切れた状態になる。そのため、ボールジョイント１２０は、ロワーアーム１２に対してナックル１６がボールジョイント１８とボールジョイント１２０とを結ぶ線を軸として回転できるように、ボールスタッド１２６が前述の中立状態からソケット１２８に対して矢印Ｒ方向に相対的に回転する。換言すれば、ソケット１２８が前述の中立状態からボールスタッド１２６に対して矢印Ｒ方向と反対方向に回転する。ソケット１２８の突起１２８ａ１は、ボールジョイント１２０が中立状態にある場合、図１４に示すようにボールスタッド１２６の凹部１２６ｃのほぼ中央部に位置しているため、ソケット１２８は周方向溝１２６ｃ１のＸ方向の範囲で回転可能となる。
【００６３】
ここで、周方向溝１２６ｃ１のＸ方向の長さＬ４は、ステアリングホイールの操舵により前輪を最大限切った状態で、前輪２２が不図示のホイールハウスに干渉しないように設定すればよい。これにより、ステアリングホイールの操舵で前輪が大きく切れた状態にするような場合であっても、ソケット１２８の突起１２８ａ１が周方向溝１２６ｃ１の端部に係合することでボールスタッド１２６が回転する角度が規制され、前輪２２とホイールハウスとの干渉を防止できる。このように、本実施の形態に係るサスペンション１０は、中立状態からの前輪２２の切れ角を通常の切れ角と同様に確保することができるため、車両の最小回転半径を悪化させずにすむ。
【００６４】
次に、バウンドした状態においてステアリングホイールを操舵した場合のボールジョイントの動作について説明する。以下では、図９に示すサスペンション１０を代用して説明する。
【００６５】
中立状態から図９に示すように前輪２２が路面から入力を受けてサスペンション１０が矢印Ｃ方向にバウンドすると、図９の破線に示すようにロワーアーム１２のボールジョイント１２０が組み付けられている端部が上方に変位する。そのため、ボールジョイント１２０は、ロワーアーム１２とナックル１６とがなす角度が変化するように、ソケット１２８に対してボールスタッド１２６が前述の中立状態に対して矢印Ｂ方向に傾斜する。ソケット１２８の突起１２８ａ１は、ボールジョイント１２０が中立状態にある場合、図１４に示すようにボールスタッド１２６の凹部１２６ｃのほぼ中央部に位置しているため、ボールスタッド１２６は直交溝１２６ｃ２のＹ方向の範囲で傾斜可能となる。
【００６６】
この状態で、更に運転者がステアリングホイールを操舵すると、タイロッド２４を介してナックル１６がボールジョイント１８とボールジョイント２０とを結ぶ線を軸として回転し、ナックル１６の取り付けられている前輪２２が図９の実線（太線）に示すように矢印Ｒ方向に切れようとうする。しかし、図１４に示すように、ボールスタッド２２６は既にＢ方向に傾斜しているため、突起１２８ａ１は凹部１２６ｃの中央部から直交溝１２６ｃ２の端部側に移動している。直交溝１２６ｃ２は、図１４に示すように、その端部近傍における幅Ｗ２が、凹部１２６ｃの中央部における周方向溝１２６ｃ１の長さＬ４よりも狭くなるように形成されている。
【００６７】
そのため、バウンド状態でボールスタッド１２６が既にＢ方向に傾斜している場合、バウンドしていない通常の状態と比較して、ボールスタッド１２６のＲ方向への回転範囲が小さくなるように規制される。つまり、本実施の形態に係るボールジョイント１２０は、ボールスタッド１２６が所定の基準位置に対してＢ方向に傾斜した場合に、ボールスタッド１２６の軸部２６ｂの軸心Ｌを中心とする回転方向へボールスタッド１２６が回転することを所定の範囲内で規制することができる。また、ボールジョイント１２０は、第１の実施の形態に係るボールジョイント２０と同様にその内部に回転規制機構を備えており、しかもダストカバー３２が装着された状態で内部にグリスを充填することで、突起１２８ａ１が凹部１２６ｃの側面に当接してボールスタッド１２６の回転が規制される際の当接音が運転者や乗員に感知されにくくなり、車両の静粛性を向上することができる。
【００６８】
（第３の実施の形態）
図１５（ａ）は、第３の実施の形態に係るボールジョイントの概略断面図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。図１６は、第３の実施の形態に係るボールジョイントにおけるボールスタッドとソケットを分解した要部斜視図である。なお、図１５に示すボールジョイント２２０の構成のうち第１の実施の形態に係るボールジョイント２０と同様の構成については、同じ符号を付して適宜省略する。また、本実施の形態に係るボールジョイント２２０を備えたサスペンションは、第１の実施の形態に係るサスペンション１０と同様の作用効果を奏するため、以下ではサスペンションの説明を適宜省略する。
【００６９】
ボールジョイント２２０は、第１の部材であるボールスタッド２２６と第２の部材であるソケット２２８と、を備えている。
【００７０】
ボールスタッド２２６は、球状部２２６ａと球状部２２６ａから延伸している軸部２２６ｂとを有しており、球状部２２６ａにてソケット２２８に連結されており、球状部２２６ａの球中心Ｏ３を回動中心としてソケット２２８に対して回動可能とされている。また、ボールスタッド２２６は、金属素材で形成されている。
【００７１】
ソケット２２８は、金属素材で形成されており、球状部２２６ａを回動可能に収納する軸孔２２８ａが形成されている。軸孔２２８ａの表面は、その一部がボールスタッド２２６の球状部２２６ａの外周形状とほぼ同様の形状に形成されており、また、球状部２２６ａが軸孔２２８ａに対して摺動可能なように、球状部２２６ａの外周面とわずかな間隙を有するように形成されている。このため、ボールスタッド２２６は、軸部２２６ｂの軸線Ｌを中心とした回転方向Ｒへの回転が可能とされている。また、このソケット２２８には、軸孔２２８ａの径方向に延びるアーム部（図示省略）が一体的に形成されており、このアーム部にてサスペンションのロワーアーム（またはナックル）に連結される。
【００７２】
次に、ボールスタッド２２６が所定の基準位置に対して傾斜した場合に、軸部２２６ｂの軸線Ｌを中心とする回転方向へボールスタッド２２６が回転することを規制する回転規制機構について図１５および図１６を参照して説明する。
【００７３】
本実施の形態に係る回転規制機構は、球状部２２６ａの軸部２２６ｂが延伸している側と反対側の端部に設けられた凹部２２６ｃと、ソケット２２８の内面のうち球状部２２６ａの凹部２２６ｃと対向する底部２２８ｂに設けられ、凹部２２６ｃに当接してボールスタッド２２６を回転方向Ｒに回転可能に支持する凸部２２８ａ１と、ボールスタッド２２６が所定の基準位置に対して傾斜した状態で凹部２２６ｃの一部が当接し、ボールスタッド２２６が回転方向Ｒに回転することを規制する規制部２３０と、を有している。
【００７４】
凹部２２６ｃは、図１５や図１６に示すように、凸部２２８ａ１と対向するようにボールスタッド２２６の軸部２２６ｂとは反対側の一方の端部に形成されている。そして、ボールスタッド２２６は、凹部２２６ｃが凸部２２８ａ１に指示された状態でＲ方向に回転することができる。また、凹部２２６ｃは、図１５の紙面鉛直方向に形成されたＣ字状の溝形状を有している。
【００７５】
一方、ソケット２２８の底部２２８ｂには、ボールスタッド２２６が傾斜した場合に球状部２２６ａの下端部２２６ａ１が侵入する被侵入部２２８ｂ１と、下端部２２６ａ１が被侵入部２２８ｂ１に侵入した状態においてボールスタッド２２６が回転方向Ｒに回転することを規制する規制部２３０とが形成されている。規制部２３０は、凸部２２８ａ１を中心として対象となる位置に２箇所設けられており、被侵入部２２８ｂ１より高くなるように形成されている。
【００７６】
上述のように構成したボールジョイント２２０の動作について説明する。第１の実施の形態に係るサスペンション１０と同様に、第３の実施の形態に係るボールジョイント２２０を備えたサスペンションは、図９の実線（細線）で示す位置にある場合に、ボールジョイント２２０が図１５に示した中立状態、すなわち、ボールスタッド２２６の軸中心Ｌとソケット２２８の軸孔２２８ａ中心が略一致している所定の基準位置となるように構成されている。以下では、図９に示すサスペンション１０を代用して説明する。
【００７７】
中立状態から図９に示すように前輪２２が路面から入力を受けてサスペンション１０が矢印Ｃ方向にバウンドすると、図９の破線に示すようにロワーアーム１２のボールジョイント２２０が組み付けられている端部が上方に変位する。そのため、ボールジョイント２２０は、ロワーアーム１２とナックル１６とがなす角度が変化するように、ソケット２２８に対してボールスタッド２２６が前述の中立状態に対して矢印Ｂ方向に傾斜する。ソケット２２８の凸部２２８ａ１は、ボールジョイント２２０が中立状態にある場合、図１５に示すようにボールスタッド２２６の凹部２２６ｃのほぼ中央部に位置しているため、ボールスタッド２２６は被侵入部２２８ｂ１に下端部２２６ａ１が侵入できる範囲で傾斜可能となる。
【００７８】
この状態で、更に運転者がステアリングホイールを操舵すると、タイロッド２４を介してナックル１６がボールジョイント１８とボールジョイント２０とを結ぶ線を軸として回転し、ナックル１６の取り付けられている前輪２２が図９の実線（太線）に示すように矢印Ｒ方向に切れようとうする。しかし、図１５や図１６に示すように、ボールスタッド２２６は既にＢ方向に傾斜しているため、下端部２２６ａ１が被侵入部２２８ｂ１に侵入した状態で回転方向Ｒに回転しようとすると規制部２３０に当接する。
【００７９】
そのため、本実施の形態に係るボールジョイント２２０は、ボールスタッド２２６が所定の基準位置に対してＢ方向に傾斜した場合に、ボールスタッド２２６の軸部２２６ｂの軸心Ｌを中心とする回転方向へボールスタッド２２６が回転することを所定の範囲内で規制することができる。
【００８０】
上述の各実施の形態に係るボールジョイントによれば、ボールスタッドが所定の基準位置に対して傾斜した条件下でのボールジョイントの動きをボールスタッドとソケットとの簡易な構成で規制することができる。
【００８１】
以上、本発明を上述の実施の形態を参照して説明したが、本発明は上述の各実施の形態に限定されるものではなく、各実施の形態の構成を適宜組み合わせたものや置換したものについても本発明に含まれるものである。また、当業者の知識に基づいて各種の設計変更等の変形を各実施の形態に対して加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれうる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】第１の実施の形態に係るブッシュを備えたウィッシュボーン式サスペンションの左前輪側の一部の構成を模式的に示した図である。
【図２】第１の実施の形態に係るボールジョイントの概略断面図である。
【図３】図２に示すボールジョイントのケース近傍の側面図である。
【図４】図３に示すＡ−Ａ断面図である。
【図５】バウンド・リバウンドした状態におけるサスペンションの動きを模式的に示した図である。
【図６】バウンド・リバウンドした状態におけるボールジョイントの動きを説明するための図である。
【図７】ステアリングホイールを操舵した状態におけるサスペンションの動きを模式的に示した図である。
【図８】ステアリングホイールを操舵した状態におけるボールジョイントの動きを説明するための図である。
【図９】バウンドした状態においてステアリングホイールを操舵した場合におけるサスペンションの動きを模式的に示した図である。
【図１０】バウンドした状態においてステアリングホイールを操舵した場合におけるボールジョイントの動きを説明するための図である。
【図１１】比較例としてナックルストッパを用いずに従来のボールジョイントを備えるサスペンションを採用した車両のホイールハウス近傍を模式的に示した図である。
【図１２】本実施の形態に係るボールジョイントを備えるサスペンションを採用した車両のホイールハウス近傍を模式的に示した図である。
【図１３】第２の実施の形態に係るボールジョイントの概略断面図である。
【図１４】図１３のＥ−Ｅ断面図である。
【図１５】図１５（ａ）は、第３の実施の形態に係るボールジョイントの概略断面図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＦ−Ｆ断面図である。
【図１６】第３の実施の形態に係るボールジョイントにおけるボールスタッドとソケットを分解した要部斜視図である。
【符号の説明】
【００８３】
１０  サスペンション、  １２  ロワーアーム、  １４  アッパーアーム、  １６  ナックル、  １８  ボールジョイント、  ２０  ボールジョイント、  ２２  前輪、  ２４  タイロッド、  ２６  ボールスタッド、  ２６ａ  球状部、  ２６ａ１  突起、  ２６ｂ  軸部、  ２８  ソケット、  ２８ａ  軸孔、  ２８ｃ  凹部、  ２８ｃ１  周方向溝、  ２８ｃ２  直交溝、  ３２  ダストカバー、  ６０  車両、  ６２  ホイールアーチ、  ２２０  ボールジョイント、  ２２６  ボールスタッド、  ２２６ａ１  下端部、  ２２６ａ  球状部、  ２２６ｂ  軸部、  ２２６ｃ  凹部、  ２２８  ソケット、  ２２８ａ１  凸部、  ２２８ａ  軸孔、  ２２８ｂ１  被侵入部、  ２２８ｂ  底部、  ２３０  規制部。
【図１】
2008286342.tif 000003
【図２】
2008286342.tif 000004
【図３】
2008286342.tif 000005
【図４】
2008286342.tif 000006
【図５】
2008286342.tif 000007
【図６】
2008286342.tif 000008
【図７】
2008286342.tif 000009
【図８】
2008286342.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2008286342.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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