(57)【要約】【課題】  ボールジョイントのベアリングの摺動面の摩擦抵抗を削減しながら前記摺動面の摩耗を抑制する。【解決手段】  球面状の摺動面を介して相互に摺動するボールジョイント２４のボールスタッド３１の頭部３１ａの外表面Ｓ１およびベアリング３３の内表面Ｓ２の少なくとも一方の最大高さ粗さＲｚを２．０±０．５の範囲に設定したので、前記摺動面の接触面積を確保して接触面圧を増加させることなく適量のグリスの保持を可能にし、前記摺動面の摩耗を防止しながらボールスタッド３１の頭部３１ａおよびベアリング３３の相対回転をスムーズに行わせることができる。【選択図】        図２
2009068519.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状の頭部（３１ａ）および該頭部（３１ａ）から延びる柄部（３１ｂ）を有するボールスタッド（３１）と、
ボールスタッド（３１）の頭部（３１ａ）を揺動自在に支持するベアリング（３３）と、
ボールスタッド（３１）の柄部（３１ｂ）が突出する開口部（３５ｃ）を有してベアリング（３３）を支持するハウジング（３５）と、
を備えたボールジョイントにおいて、
相互に摺動するボールスタッド（３１）の頭部（３１ａ）の外表面（Ｓ１）およびベアリング（３３）の内表面（Ｓ２）の少なくとも一方の最大高さ粗さＲｚを略２．０に設定したことを特徴とするボールジョイント。
【請求項２】
前記最大高さ粗さＲｚを２．０±０．５の範囲に設定したことを特徴とする、請求項１に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、球状の頭部および該頭部から延びる柄部を有するボールスタッドと、ボールスタッドの頭部を揺動自在に支持するベアリングと、ボールスタッドの柄部が突出する開口部を有してベアリングを支持するハウジングとを備えたボールジョイントに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハウジングの内部に合成樹脂製のベアリングを支持し、このベアリングにボールスタッドの球頭部を揺動自在に嵌合させたボールジョイントにおいて、ベアリングの外周面に複数の外周突条を形成するとともに、内周面に複数の内周突条を前記外周突条に対して交差する方向に形成したものが、下記特許文献１により公知である。
【０００３】
このボールジョイントによれば、内周突条によってベアリングの内周面とボールジョイントの球頭部との間に潤滑油溜まりを形成してボールスタッドのスムーズな揺動を可能にするとともに、外周突条によって内周突条の頂面に球頭部と接触する部分と接触しない部分とを形成し、球頭部がベアリングの内周面に接触する面積を減らしてボールスタッドの回転トルクを低減することができる。
【特許文献１】特開２００２−２０６５１８号公報
【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、上記従来のものは、ベアリングの内周面に突設した内周突部の一部だけがボールスタッドの球頭部に接触するため、ボールジョイントに加わる荷重を支持するベアリングの受圧面積が減少してしまい、ベアリングの内周面の摩耗が進行する可能性がある。これを補うためにはボールスタッドの球頭部を大型化する必要があり、そのためにボールジョイント全体が大型化して設置スペースの確保が難しくなる問題があった。
【０００５】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ボールジョイントのベアリングの摺動面の摩擦抵抗を削減しながら前記摺動面の摩耗を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、球状の頭部および該頭部から延びる柄部を有するボールスタッドと、ボールスタッドの頭部を揺動自在に支持するベアリングと、ボールスタッドの柄部が突出する開口部を有してベアリングを支持するハウジングとを備えたボールジョイントにおいて、相互に摺動するボールスタッドの頭部の外表面およびベアリングの内表面の少なくとも一方の最大高さ粗さＲｚを略２．０に設定したことを特徴とするボールジョイントが提案される。
【０００７】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記最大高さ粗さＲｚを２．０±０．５の範囲に設定したことを特徴とするボールジョイントが提案される。
【０００８】
尚、実施の形態の第２ベアリング３３は本発明のベアリングに対応し、実施の形態の第２開口部３５ｃは本発明の開口部に対応する。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成によれば、相互に摺動するボールジョイントのボールスタッドの頭部の外表面およびベアリングの内表面の少なくとも一方の最大高さ粗さＲｚを略２．０に（より好ましくは２．０±０．５の範囲に）設定したので、前記摺動面の接触面積を確保して接触面圧を増加させることなく適量のグリスの保持を可能にし、前記摺動面の摩耗を防止しながらボールスタッドの頭部およびベアリングの相対回転をスムーズに行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を添付の図面基づいて説明する。
【００１１】
図１〜図４は本発明の実施の形態を示すもので、図１は前輪駆動車両の前輪部分の縦断面図、図２は図１の２−２線拡大断面、図３は図２の３−３線断面図、図４はボールの表面粗さと回転トルクとの関係を示すグラフである。
【００１２】
図１に示すように、アッパーアーム１１およびロアアーム１２を介してナックル１３が車体に上下動可能に支持されており、このナックル１３にボールベアリング１４を介して支持したアクスルハブ１５に、駆動輪である前輪Ｗｆが回転自在に支持される。前輪Ｗｆを転舵すべく、ナックル１３がタイロッド１６を介してステアリングギヤボックスに接続される。アクスルハブ１５の中心には車軸１７がスプライン嵌合してナット１８で固定されており、エンジンの駆動力が車軸１７からアクスルハブ１５を経て前輪Ｗｆに伝達される。アクスルハブ１５の軸部１５ａの外端には短い円筒状のハブ部１５ｂが同軸かつ一体に形成されるとともに、軸部１５ａおよびハブ部１５ｂ間に円板状のフランジ１５ｃが一体に形成される。前輪Ｗｆはゴム製のタイヤ１９とアルミニウム合金製のタイヤホイール２０とからなり、タイヤホイール２０はその中心に形成した円形のハブ孔２０ａがアクスルハブ１５の軸部１５ａの周囲に嵌合した状態で、ブレーキディスク２１と共に複数本のハブボルト２２…でアクスルハブ１５のフランジ１５ｃに締結される。
【００１３】
ナックル１３から上方に延びる腕部１３ａの上端にボールジョイント２３を介してアッパーアーム１１の車幅方向外端が枢支され、ナックル１３の下端のボールジョイント２４を介してロアアーム１２の車幅方向外端が枢支され、ロアアーム１２の車幅方向中間にダンパー２５の下端がゴムブッシュジョイント２６を介して接続される。
【００１４】
図２および図３に示すように、ボールジョイント２４は、球状の頭部３１ａと、頭部３１ａから一体に延びるテーパーした棒状の柄部３１ｂと、柄部３１ｂの先端に形成された雄ねじ部３１ｃとよりなるボールスタッド３１を備える。ボールスタッド３１の頭部３１ａの周囲は合成樹脂製の第１ベアリング３２および第２ベアリング３３で覆われており、第１、第２ベアリング３２，３３に対してボールスタッド３１の頭部３１ａは揺動可能である。
【００１５】
ボールスタッド３１のテーパーした棒状の柄部３１ｂはロアアーム１２のテーパーした固定孔１２ａを貫通し、固定孔１２ａから突出する雄ねじ部３１ｃにナット３４を螺合することで固定される。第１、第２ベアリング３２，３３を収納する概略円筒状のハウジング３５は収納孔３５ａ、第１開口部３５ｂおよび第２開口部３５ｃを備えており、ナックル１３に形成した固定孔１３ｂに圧入により固定される。
【００１６】
ボールジョイント２４の組み立てに際し、ハウジング３５の第１開口部３５ｂからボールスタッド３１の雄ねじ部３１ｃおよび柄部３１ｂを第２開口部３５ｃまで貫通させることで、ボールスタッド３１の頭部３１ａを覆う第１、第２ベアリング３２，３３を収納孔３５ａに嵌合させることができる。このとき、第２開口部３５ｃの直径は第２ベアリング３３の直径よりも小さいため、第１、第２ベアリング３２，３３が第２開口部３５ｃから脱落することはない。
【００１７】
続いて、第１開口部３５ｂを円板状のプラグ３６で閉塞してカシメにより固定することで、第１、第２ベアリング３２，３３が収納孔３５ａに脱落不能に保持される。このとき、第１ベアリング３２の中央の開口３２ａと、ボールスタッド３１の頭部３１ａと、プラグ３６との間にグリスポケット３７が区画され、そこに充填されたグリスで第１、第２ベアリング３２，３３とボールスタッド３１の頭部３１ａとの摺動面が潤滑される。そしてボールスタッド３１の柄部３１ｂと第２開口部３５ｃの周囲とに、ボールスタッド３１の揺動を許容しながら塵や水分の侵入を阻止するブーツ３８の両端が固定される。
【００１８】
ボールスタッド３１の頭部３１ａの外表面Ｓ１に接触する第１ベアリング３２の内表面には、軸線Ｌを含む平面内に配置される複数本（例えば８本）のグリス溝３２ｂ…（図３参照）が形成されており、これらのグリス溝３２ｂ…は前記グリスポケット３７に連通してグリスが充填される。一方、ボールスタッド３１の頭部３１ａの外表面Ｓ１に接触する第２ベアリング３３の内表面Ｓ２は、頭部３１ａの外表面Ｓ１に沿うように滑らかに形成される。
【００１９】
ボールスタッド３１の頭部３１ａの外表面Ｓ１の粗さは、最大高さ粗さＲｚで２．０±０．５の範囲に設定される。最大高さ粗さＲｚとはＪＩＳで規定されるもので、粗さ曲線から所定長さだけを抜き取り、この抜き取り部分の山頂線と谷底線との間隔を縦方向に測定し、この値をマイクロメートル（μｍ）で表したものである。
【００２０】
しかして、車両の走行に伴ってアッパーアーム１１、ロアアーム１２およびナックル１３が上下に揺動すると、ロアアーム１２側に支持したボールスタッド３１の頭部３１ａとナックル１３側のハウジング３５に支持した第１、第２ベアリング３２，３３とが相対的に摺動する。このとき、ロアアーム１２側に支持したボールスタッド３１の頭部３１ａは車体重量により下向きに付勢され、ナックル１３側のハウジング３５に支持した第１、第２ベアリング３２，３３は路面からの反力で上向きに付勢されるため、ボールスタッド３１の頭部３１ａの下半部が下側の第２ベアリング３３に強く接触し、ボールスタッド３１の頭部３１ａの上半部が上側の第１ベアリング３２に弱く接触する。
【００２１】
ボールスタッド３１の頭部３１ａの上半部と接触する第１ベアリング３２の内表面にはグリスが充填されたグリス溝３２ｂ…が形成されているため、両者の摺動面が潤滑されてスムーズに相対回転することができる。このとき、第１ベアリング３２の内表面はグリス溝３２ｂ…を形成したことで摺動面の面積が減少するが、前述したようにボールスタッド３１の頭部３１ａの上半部と第１ベアリング３２とは接触面圧が低いため、第１ベアリング３２に摩耗が発生することはない。
【００２２】
一方、ボールスタッド３１の頭部３１ａの下半部と接触する第２ベアリング３３の内表面Ｓ２にはグリス溝が形成されていないが、その頭部３１ａの外表面Ｓ１の最大高さ粗さＲｚが２．０±０．５の範囲に設定されているため、そこに適量のグリスが保持されて第２ベアリング３３およびボールスタッド３１の頭部３１ａのスムーズな相対回転が可能になる。そして第２ベアリング３３の内表面Ｓ２は全域でボールスタッド３１の頭部３１ａに接触するため、車体の重量が加わることで増加した摺動面の接触面圧が更に増加することがなくなり、第２ベアリング３３の内表面Ｓ２の異常摩耗を抑制して耐久性を高めることが可能になる。
【００２３】
図４のグラフは、横軸にボールスタッド３１の頭部３１ａの外表面Ｓ１の最大高さ粗さＲｚを取り、縦軸にボールジョイント２４の回転トルクを取ったもので、初動回転トルクは回転開始時のトルクを、定常回転トルクは回転中のトルクを示している。
【００２４】
このグラフから明らかなように、ボールスタッド３１の頭部３１ａの外表面Ｓ１の最大高さ粗さＲｚが２．０±０．５の範囲において、ボールジョイント２４の回転トルクが局所的に顕著に減少していることが分かる。初動回転トルクは静摩擦に対応し、定常回転トルクは動摩擦に対応するため、初動回転トルクは定常回転トルクよりも大きくなる。
【００２５】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００２６】
例えば、実施の形態ではサスペンションアーム用のボールジョイント２４について説明したが、本発明はサスペンションアーム以外の用途のボールジョイントに対して適用することができる。
【００２７】
また実施の形態ではボールスタッド３１の頭部３１ａの外表面Ｓ１の最大高さ粗さＲｚを略２．０に設定しているが、第１、第２ベアリング３２，３３側の最大高さ粗さＲｚを、あるいは双方の最大高さ粗さＲｚを略２．０に設定しても良い。
【００２８】
また実施の形態では第１ベアリング３２にグリス溝３２ｂ…を形成しているが、このグリス溝３２ｂ…は省略可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】前輪駆動車両の前輪部分の縦断面図
【図２】図１の２−２線拡大断面
【図３】図２の３−３線断面図
【図４】ボールの表面粗さと回転トルクとの関係を示すグラフ
【符号の説明】
【００３０】
３１        ボールスタッド
３１ａ      頭部
３１ｂ      柄部
３３        第２ベアリング（ベアリング）
３５        ハウジング
３５ｃ      第２開口部（開口部）
Ｓ１        ボールスタッドの頭部の外表面
Ｓ２        ベアリングの内表面
【図１】
2009068519.tif 000003
【図２】
2009068519.tif 000004
【図３】
2009068519.tif 000005
【図４】
2009068519.tif 000006