(57)【要約】【課題】簡単で安価な構成によって、所定温度より高い温度環境に保つことができるボールジョイント装置を提供する。【解決手段】回路部12によりボールスタッド15とハウジング17の間に電源45を介在させ、ボールスタッド15及びハウジング17よりも体積抵抗率が大きい合成樹脂に導電性を有する添加材を添加して形成したボールシート16、及び、ボールスタッド15及びハウジング17よりも体積抵抗率が大きい流体状のグリース29を介してボールスタッド15とハウジング17との間に電流を流してボールシート16及びグリース29を発熱させる。簡単で安価な構成によって、ボールジョイント装置10を所定温度より高い温度環境に保つことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電体により形成されボール部を備えたボール側部材、導電体により形成され前記ボール部を受ける受け側部材、これらボール側部材及び受け側部材よりも体積抵抗率が大きい合成樹脂に導電性を有する添加材を添加して形成され、前記ボール部を回動可能に保持して前記ボール側部材と前記受け側部材との間に介在されたベアリングシート、及び前記ボール側部材及び受け側部材よりも体積抵抗率が大きく、前記ベアリングシートと前記ボール部との間に介在された流体状の潤滑剤を備えたボールジョイントと、
このボールジョイントの前記ボール側部材と前記受け側部材との間に電源を介在させ、前記潤滑剤及び前記ベアリングシートを介して前記ボール側部材と前記受け側部材との間に電流を流すことで前記ベアリングシート及び前記潤滑剤を発熱させる回路部と
を具備したことを特徴とするボールジョイント装置。
【請求項２】
回路部は、
温度を検出する温度検出手段と、
この温度検出手段により検出した温度が所定温度以下であるときに前記回路部を閉成し、この温度検出手段により検出した温度が所定温度より大きいときに前記回路部を開成する開閉手段とを備えている
ことを特徴とする請求項１記載のボールジョイント装置。
【請求項３】
ベアリングシートは、ポリアセタール樹脂とポリアミド樹脂とのいずれかに導電性を有する添加材を加えた材料により形成され、
潤滑剤は、グリースである
ことを特徴とする請求項１または２記載のボールジョイント装置。
【請求項４】
ベアリングシートを構成する合成樹脂の体積抵抗率は、ボール側部材及び受け側部材の体積抵抗率よりも１０3〜１０7大きい
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載のボールジョイント装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボール部を回動可能に保持するベアリングシートとボール部との間に介在された潤滑剤を有するボールジョイントを備えたボールジョイント装置に関する。
【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、このボール部を保持したボールシートを受ける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。ボール部の外周面とボールシートの内周面との間には、潤滑剤である流体状のグリースが介在され、ボール部の回動時の良好な摺動性を確保している。
【０００３】
車両が寒冷地などで使用される場合、所定温度を下回ったときに、グリースの粘度の上昇に伴うトルク特性の変化や、ボールシートの収縮による共回り、すなわちボール部の回動に伴いボールシートも一体的に回動するなどの問題が生じないように、ナックルアームに電熱線を配置して加熱する構成が知られている(例えば、特許文献１参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２２５０８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のボールジョイント装置では、電熱線やヒータを別途設けるために製造コストの上昇や配置スペースの増加が避けられない。
【０００６】
そして、このような課題は、車両用のボールジョイント装置だけでなく、任意の箇所に用いるボールジョイント装置に対しても同様に生じる。
【０００７】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、簡単で安価な構成によって、所定温度より高い温度環境に保つことができるボールジョイント装置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】
【０００８】
請求項１記載のボールジョイント装置は、導電体により形成されボール部を備えたボール側部材、導電体により形成され前記ボール部を受ける受け側部材、これらボール側部材及び受け側部材よりも体積抵抗率が大きい合成樹脂に導電性を有する添加材を添加して形成され、前記ボール部を回動可能に保持して前記ボール側部材と前記受け側部材との間に介在されたベアリングシート、及び前記ボール側部材及び受け側部材よりも体積抵抗率が大きく、前記ベアリングシートと前記ボール部との間に介在された流体状の潤滑剤を備えたボールジョイントと、このボールジョイントの前記ボール側部材と前記受け側部材との間に電源を介在させ、前記潤滑剤及び前記ベアリングシートを介して前記ボール側部材と前記受け側部材との間に電流を流すことで前記ベアリングシート及び前記潤滑剤を発熱させる回路部とを具備したものである。
【０００９】
請求項２記載のボールジョイント装置は、請求項１記載のボールジョイント装置において、回路部は、温度を検出する温度検出手段と、この温度検出手段により検出した温度が所定温度以下であるときに前記回路部を閉成し、この温度検出手段により検出した温度が所定温度より大きいときに前記回路部を開成する開閉手段とを備えているものである。
【００１０】
請求項３記載のボールジョイント装置は、請求項１または２記載のボールジョイント装置において、ベアリングシートは、ポリアセタール樹脂とポリアミド樹脂とのいずれかに導電性を有する添加材を加えた材料により形成され、潤滑剤は、グリースであるものである。
【００１１】
請求項４記載のボールジョイント装置は、請求項１ないし３いずれか一記載のボールジョイント装置において、ベアリングシートを構成する合成樹脂の体積抵抗率は、ボール側部材及び受け側部材の体積抵抗率よりも１０3〜１０7大きいものである。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１記載のボールジョイント装置によれば、回路部によりボール側部材と受け側部材との間に電源を介在させ、ボール側部材及び受け側部材よりも体積抵抗率が大きい合成樹脂に導電性を有する添加材を添加して形成したベアリングシート、及び、ボール側部材及び受け側部材よりも体積抵抗率が大きい流体状の潤滑剤を介してボール側部材と受け側部材との間に電流を流すことでベアリングシート及び潤滑剤を発熱させることにより、簡単で安価な構成によって、所定温度より高い温度環境に保つことができる。
【００１３】
請求項２記載のボールジョイント装置によれば、請求項１記載のボールジョイント装置の効果に加えて、温度検出手段により検出した温度が所定温度以下であるときに開閉手段により回路部を閉成し、この検出した温度が所定温度より大きいときに開閉手段により回路部を開成するので、低温時にのみボール側部材と受け側部材との間に電流が流れることとなり、特性をより安定させることができるとともに、所定温度より高い温度環境に保つ回路部を容易に構成できる。
【００１４】
請求項３記載のボールジョイント装置によれば、請求項１または２記載のボールジョイント装置の効果に加えて、ベアリングシートを、ポリアセタール樹脂とポリアミド樹脂とのいずれかに導電性を有する添加材を加えた材料により形成し、かつ、潤滑剤を、グリースとすることで、回路部によってボール側部材と受け側部材との間で電流を流したときにベアリングシート及び潤滑剤が発熱する構成を容易に形成できる。
【００１５】
請求項４記載のボールジョイント装置によれば、請求項１ないし３いずれか一記載のボールジョイント装置の効果に加えて、ベアリングシートを構成する合成樹脂の体積抵抗率を、ボール側部材及び受け側部材の体積抵抗率よりも１０3〜１０7大きくすることで、効果的に電流を流しつつベアリングシートの充分な発熱を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施の形態のボールジョイント装置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
図１において、10はボールジョイント装置であり、このボールジョイント装置10は、例えば自動車などの車両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装置10は、ボールジョイント11と、このボールジョイント11と電気的に接続される回路部12とを備えている。そして、これらボールジョイント11と回路部12とが電気的に接続されることにより、回路13が構成される。
【００１９】
ボールジョイント11は、ボール側部材であるボールスタッド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、荷重が加わっていない通常状態のボールジョイント11の軸方向に沿う方向で、ボールスタッド15側を上側、ハウジング17側を下側であるものとする。
【００２０】
ボールスタッド15は、例えば鋼鉄などの鉄を含む合金すなわち導電体により形成されており、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とを一体的に有している。また、スタッド部22の上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被固定体(図示せず)に対してボールジョイント装置10(ボールジョイント11)が接続されるように構成されている。
【００２１】
ボールシート16は、例えば上下方向の両端部に開口26，27を備えた円筒状となっている。このボールシート16の内面は、開口26，27に連続する球面状の保持面(摺動面)28となっており、この保持面28が、ボール部21の赤道Ｘを含む外周面を回動可能に保持している。また、この保持面28(ボールシート16)とボール部21の外周面との間には、潤滑剤である流体状のグリース29が介在されている。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。そして、このボールシート16の上端側の開口26には、ボールスタッド15のスタッド部22が挿通されて突出している。
【００２２】
ここで、ボールシート16は、ボールスタッド15を形成する導電体よりも体積抵抗率が大きい合成樹脂に導電性を有する(電気抵抗を調整する)添加材を添加した材料により形成されている。すなわち、このボールシート16は、ボールスタッド15より電流が流れにくいものであり、ボールスタッド15に対して体積抵抗率が相当大きい(例えば１０3〜１０7倍程度)ものの、導電性を有する添加材が添加されているため電気抵抗は比較的小さく、電流を流すことが可能となっている。この合成樹脂としては、例えばポリアセタール樹脂、あるいは、ポリアミド樹脂などが例として挙げられる。ポリアミド樹脂としては、例えばナイロンなどが例として挙げられる。また、添加材としては、例えば炭素系、あるいは鉄系などの、導電性を有する添加材が用いられる。例えば、炭素系の添加材としては、繊維状のものや粉末状のものなどが用いられる。
【００２３】
また、グリース29は、流体状の油脂に増稠剤を含んで形成され、ボールスタッド15を形成する導電体よりも体積抵抗率が大きくなっている。すなわち、このグリース29は、ボールスタッド15より電流が流れにくいものであり、ボールスタッド15に対して体積抵抗率が相当大きい(例えば１０7〜１０21倍程度)ものの、ボール部21などの表面に薄膜状に位置するため電気抵抗は比較的小さく、電流を流すことが可能となっている。なお、このグリース29には、導電性を向上する(電気抵抗を調整する)ために、導電体を混入してもよい。
【００２４】
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導電体により一体成形され、略円筒状の受け側部材本体としてのハウジング本体31と、このハウジング本体31の側部に突出する連結部である締結部32とを備えている。したがって、このハウジング17を形成する導電体に対して、ボールシート16及びグリース29は、体積抵抗率が大きく設定されており、例えばボールシート16は、ハウジング17に対して１０3〜１０7倍程度であり、グリース29はハウジング17に対して１０7〜１０21程度となっている。
【００２５】
ハウジング本体31は、上下方向の両端部に、開口部35，36を備えた円筒状となっている。このハウジング17の内部には、これら開口部35，36と連通しボールシート16を介してボール部21を受ける(保持する)、換言すればボール部21を保持したボールシート16が嵌着される受け部である内室37が形成されている。したがって、開口部35，36は、内室37に保持されたボールシート16の開口26，27と連通しており、上端側の開口部35には、ボールシート16の上端側の開口26に挿通されたボールスタッド15のスタッド部22が挿通されている。さらに、このハウジング17の下端側の開口部36は、閉塞部材であるプラグ38により閉塞されている。このプラグ38は、円形板状に形成されており、ハウジング本体31の開口部36の縁部が内方(中心軸側)へとかしめ変形されたかしめ部39によって、外周縁部がハウジング本体31に対して固定されている。
【００２６】
締結部32は、図示しないサスペンションアームに対して連結されるものである。この締結部32の基端側、すなわちハウジング本体31の近傍の位置には、例えば他部材とボールジョイント装置10とを固定するための締結部材41が配置されている。
【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、上端がスタッド部22の外周に亘ってボールスタッド15に嵌着され、下端がハウジング17のハウジング本体31の上端側の外周に嵌着されている。さらに、このダストカバー18の下端部は、略円形環状の環状部材であるクリップ43にて固定されている。
【００２８】
一方、回路部12は、ボールスタッド15とハウジング17との間に電気的に接続された電源45と、ハウジング17の温度を検出する温度検出手段(温度センサ)46と、この回路部12を開閉する開閉手段であるスイッチ47と、温度検出手段46により検出した温度に応じてスイッチ47の開閉を制御する制御手段48とを備えている。
【００２９】
電源45は、例えば直流電源である。この電源45は、本実施の形態では例えば高圧側がボールスタッド15(スタッド部22)と短絡され、低圧側(グランド側)がスイッチ47を介してハウジング17(締結部32)と短絡されているが、その逆としてもよい。この電源45は、例えば１２Ｖ程度の電圧を印加するように構成されている。なお、この電源45は、回路部12の専用に設けてもよいし、ボールジョイント装置10を取り付けた車両の電源を用いてもよい。
【００３０】
温度検出手段46は、例えばハウジング17の温度または雰囲気温度を検出するものである。この温度検出手段46は、例えば締結部32の基端部、すなわちハウジング本体31の近傍の位置に配置されている。
【００３１】
スイッチ47は、例えば電源45の低圧側とハウジング17との間に直列に配置されており、開閉によって回路13を開閉するようになっている。なお、このスイッチ47は、機械的なスイッチでも電気的なスイッチでもよい。
【００３２】
制御手段48は、例えばマイコンなどであり、温度検出手段46により検出した温度が所定温度以下、例えば０℃以下であるときに、スイッチ47を閉成するとともに、温度検出手段46により検出した温度が所定温度より高い(０℃より大きい)ときに、スイッチ47を開成するようになっている。すなわち、この制御手段48は、スイッチ47の開閉(オンオフ)を温度検出手段46により検出した温度に応じて切り換えるようになっている。
【００３３】
次に、上記一実施の形態の動作を説明する。
【００３４】
制御手段48は、温度検出手段46により、ハウジング17の温度あるいは雰囲気温度をリアルタイム、あるいは所定時間毎に検出する。そして、検出した温度が所定温度以下であるときに、スイッチ47を閉成することで、回路13が閉成され、回路部12の電源45によりボールジョイント11のボールスタッド15とハウジング17との間に電圧が印加される。
【００３５】
このとき、ボールスタッド15及びハウジング17は、それぞれ導電体により形成されているため、体積抵抗率が極めて小さく、電流が容易に流れるものの、これらボールスタッド15とハウジング17との間に介在されるボールシート16及びグリース29は、体積抵抗率が大きいため電流が流れることで発熱する。この結果、ボールシート16及びグリース29の温度が上昇し、ボールジョイント装置10全体の温度が上昇する。
【００３６】
そして、温度検出手段46により検出したハウジング17の温度あるいは雰囲気温度が所定温度より高くなると、制御手段48がスイッチ47を開成することで回路13が開放され、電流が遮断される。
【００３７】
したがって、ボールジョイント装置10(ボールシート16及びグリース29)が所定温度より高い温度環境に保たれる。
【００３８】
このように、上記一実施の形態によれば、回路部12によりボールスタッド15とハウジング17との間に電源45を介在させ、これらボールスタッド15及びハウジング17よりも体積抵抗率が大きい合成樹脂に導電性を有する添加材を添加して形成したボールシート16、及び、ボールスタッド15及びハウジング17よりも体積抵抗率が大きい流体状のグリース29を介してボールスタッド15とハウジング17との間に電流を流すことでボールシート16及びグリース29を発熱させることにより、この発熱を効果的に利用してボールシート16及びグリース29を温め、別途の電熱線やヒータなどの加熱装置を設けて構成を余分に複雑化したり高価化したりすることなく、簡単で安価な構成によって、所定温度より高い温度環境に保つことができる。
【００３９】
特に、ボールシート16を構成する合成樹脂の体積抵抗率を、ボールスタッド15及びハウジング17を形成する導電体の体積抵抗率よりも１０3〜１０7大きくすることで、効果的に電流を流しつつボールシート16の充分な発熱を得ることができる。すなわち、体積抵抗率が１０3よりも小さい場合には、充分な発熱が得られず、体積抵抗率が１０7よりも大きい場合には、必要な電流を流すために電源45の電圧などを高くしなければならないので、ボールシート16を構成する合成樹脂の体積抵抗率をこれらの間の値とすることで、必要以上に電圧を上げたりすることなく適切な発熱を得ることができる。
【００４０】
この結果、例えばボールシート16の温度低下に起因する所定以上の収縮や、グリース29の温度低下に起因する所定以上の粘度の上昇が防止される。
【００４１】
具体的に、温度検出手段46により検出したハウジング17の温度あるいは雰囲気温度が所定温度以下であるときにスイッチ47により回路部12を閉成し、この温度検出手段46により検出した温度が所定温度より大きいときにスイッチ47により回路部12を開成するので、低温時にのみボールスタッド15とハウジング17との間に電流が流れることとなり、特性をより安定させることができるとともに、ボールジョイント装置10を所定温度より高い温度環境に保つ回路部12を容易(安価)に構成できる。
【００４２】
特に、一般的には、０℃以下になるとボール部21とボールシート16との摺動トルクに影響が出てくることが想定されるので、所定温度として０℃以下となったときにはボールシート16及びグリース29に電流を流して発熱させることで、摺動トルクの増加などの影響を確実に抑制できる。
【００４３】
しかも、発熱するボールシート16とグリース29とは、ボール部21と摺接する部分であるため、効率よく加熱の効果を与えることができる。
【００４４】
さらに具体的に、ボールシート16を、ポリアセタール樹脂とポリアミド樹脂とのいずれかに導電性を有する添加材を加えた材料により形成し、かつ、潤滑剤をグリース29とすることで、回路部12によってボールスタッド15とハウジング17との間で電流を流したときにボールシート16及びグリース29が発熱する構成を容易に形成できる。
【００４５】
なお、上記一実施の形態において、温度検出手段46は、ハウジング17の温度以外でも、ボールスタッド15、ボールシート16あるいはグリース29の温度を検出するようにしてもよい。すなわち、温度検出手段46は、ボールジョイント装置10の温度環境を示す任意の温度を検出するように構成できる。
【００４６】
また、ボールジョイント装置10は、車両の懸架装置だけでなく、操舵装置などにも用いることができるし、車両用以外の任意の装置に用いることもできる。
【産業上の利用可能性】
【００４７】
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】
【００４８】
10    ボールジョイント装置
11    ボールジョイント
12    回路部
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
29    潤滑剤であるグリース
45    電源
46    温度検出手段
47    開閉手段であるスイッチ
【図１】
2016033409.tif 000003