(57)【要約】【課題】揺動運動と回転運動との間でトルク切換が可能なボールジョイントを提供する。【解決手段】ハウジング２の開口部２６と対応する開口部４３を有するボールシート４を、ハウジング２内に収容する。ボールシート４内にはボールスタッド３のボール部３１を摺動可能に包容させ、このボール部３１に連設したボールスタッド３のスタッド部３３を、ボールシート４の開口部４３を通してハウジング２の開口部２６から突出させる。ボール部３１は、球体よりもボールスタッド３の軸方向に長い形状に形成する。すなわち、ボール部３１が、ボールスタッド３の軸方向にオフセットしたスタッド部３３側の球芯３１ａと、スタッド部３３とは反対側の球芯３１ｂとを有するように形成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口部を有するハウジングと、
ハウジングの開口部と対応する開口部を有しハウジング内に収容されるベアリングシートと、
ベアリングシート内に摺動可能に包容されてハウジング内に配設されたボール部およびこのボール部に連設されベアリングシートの開口部を通してハウジングの開口部から突出する軸部を有するボールスタッドとを具備し、
ボール部は、球体よりもボールスタッドの軸方向に長い形状に形成された
ことを特徴とするボールジョイント。
【請求項２】
ボール部は、ボールスタッドの軸方向にオフセットされた２つの球芯を有する
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】
ボール部は、ボールスタッドの軸方向に長径を有する楕円形の断面形状に形成された
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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ハウジング内にベアリングシートを介してボールスタッドのボール部が配設されたボールジョイントに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、自動車の操舵装置（ステアリング機構）や、懸架装置（サスペンション機構）などに用いられる一般的なボールジョイント１を示し、このボールジョイント１は、金属製などの略円筒状のハウジング２の内部に、鋼鉄製などのボールスタッド３のボール部３１が、合成樹脂製などのボールシート４を介して回動可能に嵌着され、ハウジング２とボールスタッド３の軸部との間に、弾性変形可能なゴムあるいは軟質合成樹脂などにて環状に形成されたダストカバー５が取付けられ、ボールシート４は、ハウジング２の下部にかしめ固定された鋼鉄などのプラグ６によりハウジング２内に保持され、ダストカバー５は、クリップ７によりハウジング２の上部に固定されている。
【０００３】
ボールスタッド３のボール部３１は、ボールシート４の摺動面４１で摺動自在に受けている。これらのボール部３１と、摺動面４１の形状は、同一の球形状となっており、ボール部３１と摺動面４１との間には、潤滑性を良くするため、組付け時にグリースが封入され、グリース潤滑層が形成されている。
【０００４】
このような一般的なボールジョイントは、ボールスタッド３の揺動トルクＳと、回転トルクＲとが、ほぼ同一になる。
【０００５】
自動車に用いられるボールジョイントは、タイヤストローク方向または操舵回転方向の運動がボールスタッドの揺動運動や回転運動となる。
【０００６】
これらの揺動運動や回転運動ような自動車の運動方向によって、揺動トルクＳと回転トルクＲとの間に、トルク差を生じさせたい要求がある場合でも、上記のような一般的なボールジョイントでは、その要求を満たすことはできない。
【０００７】
一方、ボールスタッドのボール部を、ボールスタッドの軸方向に対し直角方向に長径を有する楕円形断面に形成することにより、揺動トルクや回転トルクを運動量に応じて変化させるものがある（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
実願昭４７−１３３９４５号（実開昭４９−８９５７１号）のマイクロフィルム（第３−６頁、第１−３図）
【０００９】
【特許文献２】
実願昭５６−１０３５４４号（実開昭５８−９５２４号）のマイクロフィルム（第３−４頁、第１−３図）
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、図４に示された一般的なボールジョイントでは、ボールスタッド３の揺動トルクＳと回転トルクＲとの間に、トルク差を生じさせたい要求があっても、これに対応できず、また、従来のトルク可変型のボールジョイントは、ボールスタッドの軸方向に対し直角方向に長径を有する楕円形断面であるので、運動量に応じてトルクを変化させることは可能であるが、揺動運動と回転運動との間でトルクを切換えることはできない。
【００１１】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、揺動運動と回転運動との間でトルク切換が可能なボールジョイントを提供することを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、開口部を有するハウジングと、ハウジングの開口部と対応する開口部を有しハウジング内に収容されるベアリングシートと、ベアリングシート内に摺動可能に包容されてハウジング内に配設されたボール部およびこのボール部に連設されベアリングシートの開口部を通してハウジングの開口部から突出する軸部を有するボールスタッドとを具備し、ボール部は、球体よりもボールスタッドの軸方向に長い形状に形成されたボールジョイントであり、ボールスタッドの軸部を揺動させる揺動運動時は、ボールスタッドの軸部を軸回りに回転させる回転運動時より、ボール部を球体よりもボールスタッドの軸方向に長く形成した分だけ、ベアリングシートの変形量が多くなるため、ボール部がベアリングシートから受ける抗力も大きくなり、ボールスタッドの揺動トルクを回転トルクより高く設定でき、揺動運動と回転運動との間で、揺動トルクと回転トルクとのトルク切換が可能となる。
【００１３】
請求項２に記載された発明は、請求項１記載のボールジョイントにおけるボール部が、ボールスタッドの軸方向にオフセットされた２つの球芯を有するものであり、ボールスタッドの軸部を揺動させる揺動運動時は、ボールスタッドの軸部を軸回りに回転させる回転運動時より、ボール部の２つの球芯がボールスタッドの軸方向にオフセットする分だけ、ベアリングシートの変形量が多くなるため、ボール部がベアリングシートから受ける抗力も大きくなり、ボールスタッドの揺動トルクを回転トルクより高く設定でき、揺動運動と回転運動との間で、揺動トルクと回転トルクとのトルク切換が可能となる。
【００１４】
請求項３に記載された発明は、請求項１記載のボールジョイントにおけるボール部が、ボールスタッドの軸方向に長径を有する楕円形の断面形状に形成されたものであり、ボールスタッドの軸部を揺動させる揺動運動時は、ボールスタッドの軸部を軸回りに回転させる回転運動時より、ボール部がボールスタッドの軸方向に長径を有する楕円形の長径方向の長さと短径方向の長さとの差分だけ、ベアリングシートの変形量が多くなるため、ボール部がベアリングシートから受ける抗力も大きくなり、ボールスタッドの揺動トルクを回転トルクより高く設定でき、揺動運動と回転運動との間で、揺動トルクと回転トルクとのトルク切換が可能となる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１に示された一実施の形態、図２に示された他の実施の形態、さらには図示されない別の実施の形態を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１（ａ）において、１はボールジョイントである。このボールジョイント１は、例えば自動車の操舵装置（ステアリング機構）に用いられるものであり、金属製などの略円筒状のハウジング２の内部に、鋼鉄製などのボールスタッド３のボール部３１が、合成樹脂とクッション材などで、または合成樹脂一体で形成されたベアリングシートとしてのボールシート４を介して回動可能に嵌着され、ハウジング２とボールスタッド３の軸部との間に、弾性変形可能なゴムあるいは軟質合成樹脂などにて環状に形成されたダストカバー５が取付けられ、ボールシート４は、ハウジング２の下部にかしめ固定された鋼鉄製などのプラグ６によりハウジング２内に保持され、ダストカバー５は、クリップ７によりハウジング２の上部に固定されている。
【００１７】
ハウジング２は、シート嵌着部２１が貫通して設けられた略円筒状に形成されたハウジング本体としてのソケット２２を備えている。このソケット２２の下部には、シート嵌着部２１の下側の開口縁に沿って、段差状の当接部２３が設けられている。
【００１８】
そして、この当接部２３には、ソケット２２の下端開口から嵌入された略凹形円板状のプラグ６が取付けられ、シート嵌着部２１の下側開口を閉塞している。
【００１９】
さらに、ソケット２２の下側端には、かしめ変形されて縮径されたかしめ部２４が設けられており、このかしめ部２４によりプラグ６がソケット２２と一体的に固定されている。
【００２０】
ソケット２２の上側には、このソケット２２の上側へ向けて内径寸法が次第に小さくなる曲面部２５が形成され、さらに、この曲面部２５の上側に開口部２６が設けられている。ソケット２２の上部外周面側には、環状のダストカバー嵌着溝部２７が設けられている。
【００２１】
ソケット２２の外周面には、他の部位と連結される腕部２８が、このソケット２２の径方向に突出して設けられている。
【００２２】
ボールスタッド３は、ボール部としての略球状のボール部３１、ハウジング２の開口部２６に挿通される小径部３２、および略円柱状の軸部としてのスタッド部３３が一体に形成されている。ボール部３１は、スタッド部３３より径大に形成されている。そして、スタッド部３３の先端部には、雄ねじ部３４が設けられている。
【００２３】
ボールシート４は、例えば合成樹脂とクッション材などの比較的軟質の部材との複合部材などにて略円筒形状に形成されたシートであり、ボール部３１と同様形状の摺動面４１を有する胴体部４２を備え、摺動面４１内に嵌合して収容されたボール部３１の外周面を回転可能に保持する。
【００２４】
このボールシート４は、胴体部４２の上端に、ハウジング２の開口部２６に連通する開口部４３が形成され、この開口部４３よりボールスタッド３のボール部３１が挿入されている。
【００２５】
一方、胴体部４２の下端には開口４４が設けられ、この開口４４とボール部３１およびプラグ６とでグリースなどの油溜まり４５が形成されている。
【００２６】
ダストカバー５は、ハウジング２の開口部２６内への塵埃などの侵入を防止するダストシールあるいはブーツなどとも呼ばれるもので、ほぼ円筒形状のカバー本体５１の下端部に、環状の下端嵌着部５２が断面視ほぼＬ字状に形成され、この下端嵌着部５２が、前記ダストカバー嵌着溝部２７内に嵌着され、金属などにて環状に形成されたクリップ７にてソケット２２の中心方向に締付けられて取付けられている。
【００２７】
このダストカバー５の上端部には、ボールスタッド３のスタッド部３３の外周面に密着状態で嵌着される上端嵌着部５３が設けられている。この結果、このダストカバー５にてソケット２２の開口部２６の上側が覆われている。なお、このダストカバー５は、必要不可欠のものではない。
【００２８】
プラグ６は、ソケット２２の形状に応じた金属円板などにより形成され、ハウジング２のかしめ部２４によりかしめ固定された周縁部６１に対し、ボールスタッド３のボール部３１に対応する中央部６２が下側へ凹形に成形されている。
【００２９】
図１（ｂ）に示されるように、ボールスタッド３のボール部３１は、球体よりもボールスタッド３の軸方向に長い形状に形成されている。具体的には、ボール部３１は、ボールスタッド３の軸方向にオフセットされた２つの球芯、すなわちスタッド部３３側の球芯３１ａと、スタッド部３３とは反対側の球芯３１ｂとを有する。図中、Ｘは、軸方向のオフセット量である。
【００３０】
次に、図１（ａ）に示されたボールジョイント１の組立工程を説明する。
【００３１】
ハウジング２の外部で、ボールスタッド３のボール部３１をボールシート４の摺動面４１内に摺動可能に包容し、このボール部３１を包容したボールシート４を、ソケット２２のシート嵌着部２１に下側から嵌入する。その際、ボールスタッド３のスタッド部３３をソケット２２内に先に挿入し、開口部２６より突出させる。
【００３２】
さらに、プラグ６をシート嵌着部２１の下側から当接部２３に当接するまで挿入して、ソケット２２の下側端を内側に、かしめ変形することにより、そのかしめ部２４でプラグ６をソケット２２から抜け止め保持し、ソケット２２とプラグ６とを一体化する。
【００３３】
そして、ダストカバー５の上端嵌着部５３をボールスタッド３のスタッド部３３の外周面に嵌合させ、このダストカバー５の下端嵌着部５２をダストカバー嵌着溝部２７へ圧入するとともに、その下端嵌着部５２の外周面に取付けられたクリップ７の締付力によりソケット２２に固定して、ソケット２２の上側の開口部２６を覆う。このようにして、ハウジング２にボールスタッド３を回転可能に取付けたボールジョイント１を構成する。
【００３４】
次に、この図１に示されたボールジョイント１の作用効果を説明する。
【００３５】
ボールスタッド３のスタッド部３３を揺動させる揺動運動時は、ボールスタッド３のスタッド部３３を軸回りに回転させる回転運動時より、ボール部３１を球体よりもボールスタッド３の軸方向に長く形成した分だけ、言い換えると、ボール部３１のスタッド部３３側の球芯３１ａと反対側の球芯３１ｂとがボールスタッド３の軸方向にオフセットするオフセット量Ｘの分だけ、ボールシート４の変形量が多くなるため、ボール部３１がボールシート４から受ける抗力も大きくなり、ボールスタッド３の揺動トルクＳを回転トルクＲより高く設定でき、揺動運動と回転運動との間で、揺動トルクＳと回転トルクＲとのトルク切換が可能となる。
【００３６】
さらに、上記オフセット量Ｘを変化させることで、ボールスタッド３の揺動トルクＳと回転トルクＲとのトルク差を設定できる。例えば、オフセット量Ｘを大きくすることで、揺動トルクＳを回転トルクＲに対し、より大きく設定できる。
【００３７】
このように、ボール部３１の２つの球心３１ａ，３１ｂを軸方向にオフセット形成したボールスタッド３により、ボールジョイント１を組付けるため、容易にボールスタッド３の揺動トルクＳを回転トルクＲより高く設定できる。
【００３８】
そして、このボールジョイント１は、揺動トルクＳと回転トルクＲとの間にトルク差を生じさせることで、自動車などに用いられるボールジョイントの特性要求範囲を広げることが可能となった。
【００３９】
なお、図１に示されたプラグ６は、ほぼ凹形の円板状となっているが、平板形の円板状に形成しても良い。
【００４０】
次に、図２を参照しながら、他の実施の形態を説明する。なお、図１に示されたボールジョイントと同様の部分には、同一符号を付して、説明を省略する。
【００４１】
この図２（ａ）に示されたボールジョイント１は、例えば自動車の懸架装置（サスペンション機構）に用いられるものであり、金属製などの略有底円筒状のハウジング２、鋼鉄製などのボールスタッド３、合成樹脂とクッション材などで、または合成樹脂一体で形成されたベアリングシートとしてのボールシート４、およびゴムあるいは軟質合成樹脂などにて略円筒状に形成されたダストカバー５を備えている。
【００４２】
ハウジング２は、ソケット２２が、上端に開口部２６を有する有底円筒状に形成され、このソケット２２の上端の開口部２６の内周面に段差部２９ａが形成され、この段差部２９ａに、ボールシート係止用のプラグ２９が嵌着され、開口部２６の開口縁を内側にかしめ変形することで形成した、かしめ部２９ｂにより、プラグ２９が一体的に係止固定されている。
【００４３】
図２（ｂ）に示されるように、ボールスタッド３のボール部３１は、球体よりもボールスタッド３の軸方向に長い形状に形成されている。具体的には、ボール部３１は、ボールスタッド３の軸方向にオフセットされた２つの球芯、すなわちスタッド部３３側の球芯３１ａと、スタッド部３３とは反対側の球芯３１ｂとを有する。図中、Ｘは、軸方向のオフセット量である。
【００４４】
次に、図２（ａ）に示されたボールジョイント１の組立工程を説明する。
【００４５】
まず、ボールシート４の開口部４３からボールシート４内の摺動面４１にグリースを封入した後、ボールスタッド３のボール部３１を嵌入することにより、軸部としてのスタッド部３３がボールシート４の開口部４３から突出した状態で、ボール部３１はボールシート４内の摺動面４１に摺動可能に包容される。ボール部３１と摺動面４１との間には、グリース潤滑層が形成される。
【００４６】
このボールスタッド３を包容したボールシート４を、ハウジング２のソケット２２の開口部２６からハウジング２のシート嵌着部２１内へと嵌入させる。
【００４７】
この後、プラグ２９をソケット２２の段差部２９ａに嵌入し、かしめ部２９ｂを内方にかしめ変形させてプラグ２９を固定する。
【００４８】
さらに、ダストカバー５の上端嵌着部５３をボールスタッド３のスタッド部３３に嵌着するとともに、下端嵌着部５２をハウジング２のダストカバー嵌着溝部２７に嵌合して、クリップ７により締付け固定することで、ハウジング２の開口部２６をダストカバー５で覆って、ボールジョイント１の組立を完了する。
【００４９】
次に、この図２に示されたボールジョイント１の作用効果を説明する。
【００５０】
ボールスタッド３のスタッド部３３を揺動させる揺動運動時は、このスタッド部３３を軸回りに回転させる回転運動時より、ボール部３１の球体をボールスタッド３の軸方向に引伸ばした分だけ、言い換えると、ボール部３１のスタッド部３３側の球芯３１ａと反対側の球芯３１ｂとがボールスタッド３の軸方向にオフセットするオフセット量Ｘの分だけ、ボールシート４の変形量が多くなるため、ボール部３１がボールシート４から受ける抗力も大きくなり、ボールスタッド３の揺動トルクＳを回転トルクＲより高く設定でき、揺動運動と回転運動との間で、揺動トルクＳと回転トルクＲとのトルク切換が可能となる。
【００５１】
上記オフセット量Ｘを変化させることで、ボールスタッド３の揺動トルクＳと回転トルクＲとのトルク差を設定できる。例えば、オフセット量Ｘを大きくすることで、揺動トルクＳを回転トルクＲに対し、より大きく設定できる。
【００５２】
このように、ボール部３１の２つの球心３１ａ，３１ｂを軸方向にオフセット形成したボールスタッド３により、ボールジョイント１を組付けるため、容易にボールスタッド３の揺動トルクＳを回転トルクＲより高く設定できる。
【００５３】
そして、このボールジョイント１は、揺動トルクＳと回転トルクＲとの間にトルク差を生じさせることで、自動車などに用いられるボールジョイントの特性要求範囲を広げることが可能となった。
【００５４】
次に、図３を参照しながら、本発明に係るボールジョイントのさらに別の実施の形態を説明する。なお、図１および図２の実施の形態と同様の部分には、同一符号を付して、その説明を省略する場合もある。
【００５５】
この図３は、ボール部の両側からスタッド部がそれぞれ突設されたピロボールタイプのボールジョイントを示し、ハウジング２は、上下両側に開口部を有し、このハウジング２内には、ハウジング２の上下両側の開口部と対応する上下両側の開口部を有するベアリングシート４が収容され、このベアリングシート４内にボールスタッド３が摺動可能に包容され、このボールスタッド３は、ハウジング２内に配設されたボール部３１と、このボール部３１の上下両側に連設されベアリングシート４の上下両側の開口部を通してハウジング２の上下両側の開口部から突出する軸部としてのスタッド部３３とを有する。
【００５６】
このボールスタッド３のボール部３１は、球体よりもボールスタッド３の軸方向に長い形状に形成されている。すなわち、ボール部３１は、ボールスタッド３の軸方向にオフセットされた２つの球芯３１ａ，３１ｂを有するものである。
【００５７】
そして、ボールスタッド３のスタッド部３３を揺動させる揺動運動時は、スタッド部３３を軸回りに回転させる回転運動時より、ボール部３１の２つの球芯３１ａ，３１ｂがボールスタッド３の軸方向にオフセットする分だけ、ベアリングシート４の変形量が多くなるため、ボール部３１がベアリングシート４から受ける抗力も大きくなり、ボールスタッド３の揺動トルクＳを回転トルクＲより高く設定でき、揺動運動と回転運動との間で、揺動トルクＳと回転トルクＲとのトルク切換が可能となる。
【００５８】
次に、図に示されていない別の実施の形態を説明すると、図１または図２に示されたボールジョイント１において、ボール部３１を、２つの球芯３１ａ，３１ｂを有するようにオフセット形成する代わりに、ボールスタッドの軸方向に長径または長軸を有する楕円形または長円形の断面形状に形成しても良い。
【００５９】
この場合、ボールスタッドの軸方向に対し直角方向に楕円形または長円形の短径または短軸が位置することになる。このようなボール部は、軸方向の断面形状は楕円形または長円形であるが、軸方向に対し直角方向の断面形状は真円となる。
【００６０】
そして、図１および図２に示された実施の形態と同様に、ボールスタッドの軸部を揺動させる揺動運動時は、ボールスタッドの軸部を軸回りに回転させる回転運動時より、ボール部がボールスタッドの軸方向に長径を有する楕円形の長径方向の長さと短径方向の長さとの差分だけ、ボールシートの変形量が多くなるため、ボール部がボールシートから受ける抗力も大きくなり、ボールスタッドの揺動トルクを回転トルクより高く設定でき、揺動運動と回転運動との間で、揺動トルクと回転トルクとのトルク切換が可能となる。
【００６１】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、ボールスタッドの軸部を揺動させる揺動運動時は、ボールスタッドの軸部を軸回りに回転させる回転運動時より、ボール部を球体よりもボールスタッドの軸方向に長く形成した分だけ、ベアリングシートの変形量が多くなるため、ボール部がベアリングシートから受ける抗力も大きくなり、ボールスタッドの揺動トルクを回転トルクより高く設定でき、揺動運動と回転運動との間で、揺動トルクと回転トルクとのトルク切換が可能となる。
【００６２】
請求項２記載の発明によれば、ボールスタッドの軸部を揺動させる揺動運動時は、ボールスタッドの軸部を軸回りに回転させる回転運動時より、ボール部の２つの球芯がボールスタッドの軸方向にオフセットする分だけ、ベアリングシートの変形量が多くなるため、ボール部がベアリングシートから受ける抗力も大きくなり、ボールスタッドの揺動トルクを回転トルクより高く設定でき、揺動運動と回転運動との間で、揺動トルクと回転トルクとのトルク切換が可能となる。
【００６３】
請求項３記載の発明によれば、ボールスタッドの軸部を揺動させる揺動運動時は、ボールスタッドの軸部を軸回りに回転させる回転運動時より、ボール部がボールスタッドの軸方向に長径を有する楕円形の長径方向の長さと短径方向の長さとの差分だけ、ベアリングシートの変形量が多くなるため、ボール部がベアリングシートから受ける抗力も大きくなり、ボールスタッドの揺動トルクを回転トルクより高く設定でき、揺動運動と回転運動との間で、揺動トルクと回転トルクとのトルク切換が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は本発明に係るボールジョイントの一実施の形態を示す断面図、（ｂ）はそのオフセット形成されたボール部の拡大図である。
【図２】（ａ）は本発明に係るボールジョイントの他の実施の形態を示す断面図、（ｂ）はそのオフセット形成されたボール部の拡大図である。
【図３】本発明に係るボールジョイントのさらに別の実施の形態を示す断面図である。
【図４】従来のボールジョイントを示す断面図である。
【符号の説明】
２    ハウジング
３    ボールスタッド
４    ベアリングシートとしてのボールシート
２６    開口部
３１    ボール部
３１ａ，３１ｂ    球芯
３３    軸部としてのスタッド部
４３    開口部
【図１】
2004225865.tif 000003
【図２】
2004225865.tif 000004
【図３】
2004225865.tif 000005
【図４】
2004225865.tif 000006