(57)【要約】【課題】簡単な構造で、異常発生前に摩耗の進行を報知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２０が、ソケット部３１を形成した金属製のハウジング３０と、スタッド部４１及びボール部４２を含む金属製のボールスタッド４０とを備える。ボール部４２が、樹脂部材５０を介してソケット部３１に回転可能に支持される。ソケット部３１に保持された異音発生部（凸部８０）が、樹脂部材５０の一部が磨滅する前に、ボール部４２と接触し、金属接触による異音を発生する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソケット部が形成された金属製のハウジングと、
スタッド部と前記スタッド部の端部に配置され前記ソケット部内に収容されたボール部とを有する金属製のボールスタッドと、
前記ソケット部の内面によって受けられ前記ボール部を回転可能に支持する樹脂部材と、
前記ソケット部または前記樹脂部材に保持され、前記樹脂部材の一部が磨滅する前に、前記ボール部と接触して異音を発生する異音発生部と、を備えるボールジョイント。
【請求項２】
請求項１において、前記異音発生部は、前記ソケット部の前記内面に設けられた凸部であるボールジョイント。
【請求項３】
請求項１において、前記異音発生部は、前記樹脂部材内に少なくとも一部が埋設保持された金属部材であり、
前記樹脂部材と前記金属部材とが一体のサブアセンブリを構成しているボールジョイント。
【請求項４】
請求項２または３において、前記ソケット部は、前記スタッド部が挿通された第１開口と前記第１開口の反対側の第２開口とを形成しており、
前記樹脂部材は、前記第１開口側に配置される第１端部と前記第２開口側に配置される第２端部とを含み、
前記第２開口を閉塞する蓋部材と、前記蓋部材と前記樹脂部材の前記第２端部との間に介在し前記樹脂部材を介して前記ボール部を前記スタッド部側へ付勢する付勢部材と、をさらに備え、
前記異音発生部は、前記樹脂部材の前記第１端部に隣接して配置されているボールジョイント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボールジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
ボールジョイントにおいて、摩耗等の異常発生を報知する機構が種々提案されている。例えば、特許文献１では、ベアリングシートの摩耗が進行すると、ボールスタッドのボール部と、該ボール部の上側部分に接触していた導電部とが離間する。このため、通電回路の通電が遮断されて、検出器において電流が検出されなくなる。これにより、観測者が、過剰摩耗の発生を認識する。
【０００３】
また、特許文献２では、ベアリングシェルの摩耗が進行すると、ボール部の下側部分と、該下側部分に対してベアリングシェルを介して絶縁されていた電極とが接触する。このため、通電回路が形成されて、例えばランプ等が点灯する。これにより、車両運転者が、過剰摩耗の発生を認識する。
また、特許文献３では、ボールと摺動する摺動部の摩耗が最大許容量（臨界摩耗量）を超えると、ボールジョイントにガタを発生する。このガタの発生により、操作者が、過剰摩耗の発生を認識する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１５８０５７号公報
【特許文献２】特開２００５−５００４９２号公報
【特許文献３】特開平０８−３３８４２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２では、通電回路や電気的検出器を設ける必要があり、構造が複雑である。特許文献３では、ガタという異常が発生するまでは、摩耗の進行を検出することができない。
そこで、本発明の目的は、簡単な構造で、異常発生前に摩耗の進行を報知することができるボールジョイントを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、ソケット部（３１）が形成された金属製のハウジング（３０）と、スタッド部（４１）と前記スタッド部の端部に配置され前記ソケット部内に収容されたボール部（４２）とを有する金属製のボールスタッド（４０）と、前記ソケット部の内面（３１ａ）によって受けられ前記ボール部を回転可能に支持する樹脂部材（５０）と、前記ソケット部または前記樹脂部材に保持され、前記樹脂部材の一部が磨滅する前に、前記ボール部と接触して異音を発生する異音発生部（８０；８０Ｐ）と、を備えるボールジョイント（２０；２０Ｐ）を提供する。
【０００７】
なお、括弧内の英数字は、後述する実施形態における対応構成要素等を表すが、このことは、むろん、本発明がそれらの実施形態に限定されるべきことを意味するものではない。以下、この項において同じ。
請求項２のように、前記異音発生部は、前記ソケット部の前記内面に設けられた凸部（８０）であってもよい。
【０００８】
請求項３のように、前記異音発生部は、前記樹脂部材内に少なくとも一部が埋設保持された金属部材（８０Ｐ）であり、前記樹脂部材と前記金属部材とが一体のサブアセンブリ（ＳＡ）を構成していてもよい。
請求項４のように、前記ソケット部は、前記スタッド部が挿通された第１開口（３２）と前記第１開口の反対側の第２開口（３３）とを形成しており、前記樹脂部材は、前記第１開口側に配置される第１端部（５１）と前記第２開口側に配置される第２端部（５２）とを含み、前記第２開口を閉塞する蓋部材（６０）と、前記蓋部材と前記樹脂部材の前記第２端部との間に介在し前記樹脂部材を介して前記ボール部を前記スタッド部側へ付勢する付勢部材（７０）と、をさらに備え、前記異音発生部は、前記樹脂部材の前記第１端部に隣接して配置されていてもよい。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１の発明によれば、樹脂部材の一部が磨滅する前に、ボール部と接触した異音発生部が、金属接触による異音を発生する。このため、過剰摩耗による異常が発生する前に、摩耗の進行を異音によって報知することができる。また、異音発生部をソケット部等に保持する機械的構造を用いるので、通電回路や電気的検出器を有する電気的構造を用いる場合と比較して、構造が簡単である。
【００１０】
請求項２の発明によれば、金属製のハウジングのソケット部の内面に、異音発生部としての凸部を設ける簡単な構成で、異常発生前に、摩耗進行を報知することができる。
請求項３の発明によれば、異音発生部としての金属部材を樹脂部材内に埋設して一体化する簡単な構造で、異常発生前に、摩耗進行を報知することができる。
請求項４の発明によれば、樹脂部材の摩耗が進行すると、付勢部材によってスタッド部側（第１端部側）へ付勢されたボール部と、樹脂部材の第１端部に隣接配置された異音発生部とが接触して異音を発生する。このため、異音発生までの摩耗量のばらつきを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の第１実施形態のボールジョイントがアウターボールジョイントに適用されたステアリング装置の模式図である。
【図２】第１実施形態のアウターボールジョイントとその周辺の構造の概略断面図である。
【図３】異音発生部とその周辺の構造の拡大断面図である。（ａ）は初期状態を示し、（ｂ）は摩耗が進行して異音が発生した状態を示している。
【図４】本発明の第２実施形態のアウターボールジョイントとその周辺の構造の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下には、図面を参照して、本発明の実施形態を具体的に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係るボールジョイントがアウターボールジョイントとして適用されたステアリング装置１の概略構成を示す模式図である。ステアリング装置１は、ステアリングホイール等の操舵部材２と、転舵輪( 図示せず) を転舵するラックアンドピニオン機構により構成された転舵機構３とを備えている。
【００１３】
操舵部材２は、ステアリングシャフト４および中間軸５を介して、転舵機構３に連結されている。操舵部材２の回転は、ステアリングシャフト４および中間軸５を介して転舵機構３に伝達される。
転舵機構３は、ピニオン軸６およびラック軸７を備えている。ピニオン軸６は、中間軸５に連結された軸部８と、この軸部８の先端に設けられたピニオン９とを含む。操舵部材２の回転は、ステアリングシャフト４および中間軸５を介してピニオン軸６に伝達される。
【００１４】
ラック軸７は、車両の左右方向に沿って延びている。ラック軸７には、ラック１０が形成されている。ピニオン９およびラック１０は、互いに噛み合わされている。ピニオン軸６の回転は、ラック１０およびピニオン９により、ラック軸７の軸方向移動に変換される。
ラック軸７は筒状のハウジング１１に挿通されている。ラック軸７の両端部は、それぞれハウジング１１から突出している。ラック軸７の各端部には、インナーボールジョイント１２を介して、タイロッド１３の一端が連結されている。
【００１５】
また、各タイロッド１３の他端（いわゆるタイロッドエンド）には、本実施形態に係るアウターボールジョイント２０が設けられている。
図示はしないが、転舵輪は、ナックル１４（ナックルアーム）を介してアウターボールジョイント２０に連結されている。また、アウターボールジョイント２０の上部とナックル１４との間に、ダストカバー１５が設けられている。
【００１６】
操舵操作（回転操作）では、前述したように、操舵部材２の回転がステアリングシャフト４および中間軸５によってピニオン軸６に伝達され、ピニオン９の回転がラック１０を通じてラック軸７の軸方向移動に変換される。そのときのラック軸７の軸方向移動は、インナーボールジョイント１２を介してタイロッド１３に伝えられ、さらに、タイロッド１３の動きがアウターボールジョイント２０を介してナックル１４へと伝えられる。その結果、転舵輪（図示せず）が転舵される。
【００１７】
図２に示すように、アウターボールジョイント２０は、金属製のハウジング３０と、金属製のボールスタッド４０と、樹脂部材５０と、蓋部材６０と、付勢部材７０と、ハウジング３０に設けられた異音発生部としての凸部８０とを備えている。
ハウジング３０は、タイロッド１３の一部を構成している。ハウジング３０は、その一端にソケット部３１を備えている。ハウジング３０は、ソケット部３１の内部空間をナックル１４側に開放させる第１開口３２と、ソケット部３１の内部空間を第１開口３２の反対側に開放させる第２開口３３とを形成している。ソケット部３１の内面３１ａは、第２開口３３側に近づくにしたがって拡がる傾斜面に形成されている。
【００１８】
異音発生部としての凸部８０は、第１開口３２に近接してソケット部３１の内面３１ａから突出するリブ状に形成されている。凸部８０は、第１開口３２の周方向に無端状に延びる単一のリブを形成していてもよいし、第１開口３２の周方向に断続的に延びる複数のリブを形成していてもよい。凸部８０は、ハウジング３０と単一の材料で一体に形成されていてもよい。また、図示していないが、凸部８０は、ハウジング３０と別部材で形成されて、ハウジング３０のソケット部３１の内面３１ａに一体に固定されていてもよい。
【００１９】
第２開口３３は、蓋部材６０によって閉塞されている。蓋部材６０は、例えば円錐台状に形成されている。蓋部材６０の外縁部６１は、第２開口３３の内周に設けられた周溝３４に嵌合されて保持されている。蓋部材６０の内面には、樹脂部材５０と対向するばね座部６２が設けられている。
ボールスタッド４０は、ソケット部３１によって樹脂部材５０を介して傾動可能に且つ回転可能に支持されている。具体的には、ボールスタッド４０は、スタッド部４１と、スタッド部４１の端部に配置されたボール部４２とを備えている。ボール部４２は、樹脂部材５０とともに、ソケット部３１内に収容されている。ボール部４２の外面４２ａと凸部８０の先端との間に、隙間Ｓ１が形成されている。
【００２０】
樹脂部材５０は、筒状に形成されている。樹脂部材５０は、第１開口３２側（スタッド部４１側）に配置された環状の第１端部５１と、第２開口３３側に配置された環状の第２端部５２とを含む。樹脂部材５０の第２端部５２は、付勢部材７０を受ける例えば凹部からなるばね座部５３を形成している。
拡大断面図である図３（ａ）に示すように、異音発生部としての凸部８０は、第１端部５１に隣接して配置されている。凸部８０の高さＨは、第１端部５１における樹脂部材５０の肉厚Ｔよりも大きくされている（Ｈ＞Ｔ）。高さＨと肉厚Ｔとの差分（Ｈ−Ｔ）が、隙間Ｓ１の量に相当する（Ｓ１＝Ｈ−Ｔ）。
【００２１】
図３（ｂ）に示すように、凸部８０は、樹脂部材５０の一部（第１端部５１）が磨滅する前に、ボール部４２と接触して異音を発生する機能を果たす。具体的には、第１端部５１の摩耗量が、図３（ａ）に示される隙間Ｓ１の量（隙間量）に相当する量に達した時点で、図３（ｂ）に示すように、凸部８０とボール部４２とが接触して、金属接触による異音を発生する。
【００２２】
図２に示すように、付勢部材７０は、例えば圧縮コイルばねからなる。付勢部材７０は、樹脂部材５０のばね座部５３と蓋部材６０の第２端部５２のばね座部６２との間に介在し、樹脂部材５０を介してボール部４２をスタッド部４１側へ弾性的に付勢している。
樹脂部材５０は、ソケット部３１の内面３１ａによって受けられた外面５０ａと、球面の一部を形成しボール部４２の外面４２ａを受ける内面５０ｂとを含む。ボール部４２は、ソケット部３１の内面３１ａに保持された樹脂部材５０によって、回転可能に受けられている。すなわち、樹脂部材５０は、ボール部４２を回転可能に支持する軸受部材として機能している。
【００２３】
ボール部４２の一部は、樹脂部材５０の第１端部５１の開口からハウジング３０の第１開口３２側へ突出している。また、ボール部４２の他の一部は、樹脂部材５０の第２端部５２の開口から露出している。
スタッド部４１は、ハウジング３０の第１開口３２からナックル１４側へ突出している。ソケット部３１とナックル１４との間が、中空のダストカバー１５で覆われている。
る。
【００２４】
本実施形態では、樹脂部材５０の一部（第１端部５１）が磨滅する前に、図３（ｂ）に示すように、ボール部４２と異音発生部としての凸部８０が接触し、ボール部４２の回転に伴い、金属接触による異音を発生する。このため、過剰摩耗による異常が発生する前に、摩耗の進行を異音によって報知することができる。これにより、異常発生前に、部品交換等のメンテナンスを促すことが可能となる。
【００２５】
異音発生部（凸部８０）をソケット部３１に保持する機械的構造を用いるので、通電回路や電気的検出器を有する電気的構造を用いる場合と比較して、構造が簡単である。具体的には、金属製のハウジング３０のソケット部３１の内面３１ａに、異音発生部としての凸部８０を一体に設ける簡単な構成で、異常発生前に、摩耗進行を報知することができる。
【００２６】
また、樹脂部材５０の摩耗が進行すると、付勢部材７０によってスタッド部４１側へ付勢されたボール部４２と、ソケット部３１の内面３１ａに設けられて樹脂部材５０の第１端部５１に隣接配置された凸部８０とが接触して異音を発生する。このため、異音発生までの摩耗量のばらつきを抑制することができる。
より具体的に説明すると、樹脂部材５０の摩耗が進行すると、樹脂部材５０の内面５０ｂとボール部４２の外面４２ａとの間に隙間が発生するおそれがある。これに対して、付勢部材７０が、樹脂部材５０の第２端部５２を第１端部５１側に押圧付勢している。
【００２７】
このため、前記隙間の発生が未然に抑制される。また、樹脂部材５０を介して付勢されたボール部４２が、第１端部５１側へ寄せられるので、第１端部５１の摩耗量に応じて、ボール部４２が凸部８０に近接されることになる。したがって、異音発生までの摩耗量のばらつきを抑制することができる。
（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態のアウターボールジョイント２０Ｐを示している。図４の第２実施形態が図２の第１実施形態と主に異なるのは、異音発生部が、樹脂部材５０内に埋設保持された金属部材８０Ｐにより形成されており、樹脂部材５０と金属部材８０Ｐとが一体のサブアセンブリＳＡを構成している点である。金属部材８０Ｐは、樹脂部材５０の成形時に埋設保持される。
【００２８】
金属部材８０Ｐは、図４のように皿ばね状に形成されていてもよいし、また、周方向に断続的に配置された複数の金属片によって形成されていてもよい。金属部材８０Ｐの全体が、第１端部５１内に埋設されていてもよいし、金属部材８０Ｐの一部が、例えば外面５０ａ側に露出していてもよい。
樹脂部材５０の第１端部５１の内面５０ｂからの金属部材８０Ｐの埋設深さＤは、異音を発生するまでの第１端部５１の摩耗量に相当する。
【００２９】
図４の第２実施形態の構成要素において、図２の第１実施形態の構成要素と同じ構成要素には、図２の第１実施形態の構成要素の参照符号と同じ参照符号を付してある。
第２実施形態では、第１実施形態と同じ効果を奏する。すなわち、異音発生部としての金属部材８０Ｐを樹脂部材５０内に埋設して一体化する簡単な構造で、異常発生前に、摩耗進行を報知することができる。
【００３０】
また、付勢部材７０の働きで、第１端部５１の摩耗量に応じて、ボール部４２が凸部８０に近接されるので、異音発生までの摩耗量のばらつきを抑制することができる。
また、組立時において、樹脂部材５０と金属部材８０Ｐとを一体のサブアセンブリＳＡとして、第２開口３３を通してソケット部３１内に、一括して組み入れることができる。このため、組立工数を削減することができ、組立性が向上する。
【００３１】
また、金属部材８０Ｐを樹脂部材５０の成形時に埋設保持するので、樹脂部材５０の内面５０ｂからの金属部材８０Ｐの埋設深さＤを精度良く設定することができる。換言すると、金属部材８０Ｐとボール部４２とが接触するまでの、樹脂部材５０の摩耗量を精度良く設定することができる。このため、異音発生までの摩耗量のばらつきを抑制することができる。
【００３２】
本発明は各前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲記載の範囲内で種々の変更を施すことができる。
【符号の説明】
【００３３】
１…ステアリング装置、２…操舵部材、３…転舵機構、６…ピニオン軸、７…ラック軸、１３…タイロッド、１４…ナックル、２０；２０Ｐ…アウターボールジョイント、３０…ハウジング、３１…ソケット部、３１ａ…内面、３２…第１開口、３３…第２開口、３４…周溝、４０…ボールスタッド、４１…スタッド部、４２…ボール部、５０…樹脂部材、５０ａ…外面、５０ｂ…内面、５１…第１端部、５２…第２端部、５３…ばね座部、６０…蓋部材、６１…外縁部、６２…ばね座部、７０…付勢部材、８０…凸部（異音発生部）８０Ｐ…金属部材（異音発生部）、Ｄ…埋設深さ、Ｈ…高さ、ＳＡ…サブアセンブリ、Ｔ…肉厚 
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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