ボールジョイント
【課題】力の伝達遅れを防止できるとともに、異音の発生を長期に亘って防止でき、且つ、ボールの摺動抵抗のばらつきを小さくすることができるボールジョイントを提供すること。
【解決手段】ボールジョイント１のソケット５とボール７との間にボールシート６が介装されている。ボールシート６は、相対的に柔らかい第１のシート２１と、相対的に硬い第２のシート２２を互いの組み合わせ部３１，３２で組み合わせてなる。ボールシート６は、ソケット５からボール７を抜く方向Ｕ１の力Ｆ１がボール７から働いたときに、その力Ｆ１を受ける第１の受圧領域４１と、ボール７をソケット５の底壁１１に押し付ける方向Ｕ２の力Ｆ２がボール７から働いたときに、その力Ｆ２を受ける第２の受圧領域４２とを含む。第１のシート２１および第２のシート２２を用いて第１の受圧領域４１が構成され、第２のシート２２を用いて第２の受圧領域４２が構成されている。
【解決手段】ボールジョイント１のソケット５とボール７との間にボールシート６が介装されている。ボールシート６は、相対的に柔らかい第１のシート２１と、相対的に硬い第２のシート２２を互いの組み合わせ部３１，３２で組み合わせてなる。ボールシート６は、ソケット５からボール７を抜く方向Ｕ１の力Ｆ１がボール７から働いたときに、その力Ｆ１を受ける第１の受圧領域４１と、ボール７をソケット５の底壁１１に押し付ける方向Ｕ２の力Ｆ２がボール７から働いたときに、その力Ｆ２を受ける第２の受圧領域４２とを含む。第１のシート２１および第２のシート２２を用いて第１の受圧領域４１が構成され、第２のシート２２を用いて第２の受圧領域４２が構成されている。
【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】
通例、ボールジョイントは、筒状のハウジング内にボールが収容された構成を有している。ハウジングとボールとの間には、弾性体製のシートが介在しており、ボールがシートに対して摺動する。シートは、例えば、２つ割構造をなしている（例えば、特許文献１参照）。シートの一方の部材は軟質に形成されており、ハウジングの底側に配置されている。シートの他方の部材は硬質に形成されており、ハウジングの底側とは反対側であるハウジングの開口側に配置されている。
【特許文献１】特公平６−８６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
軟質のシートは力を受けたときに大きく弾性変形することから、軟質のシートを介してボールとハウジングとの間に力が伝わるとき、力の伝達遅れが生じてしまう。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、力の伝達遅れを防止できるとともに、異音の発生を長期に亘って防止でき、且つ、ボールの摺動抵抗のばらつきを小さくすることができるボールジョイント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】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明は、ボール（７）が固定されたスタッド軸（８）と、ボールを収容しボールをボールシート（６；６Ｃ）を介して揺動可能に支持するカップ状のソケット（５）とを備え、上記ボールシートおよびソケットには、スタッド軸が挿通された開口部（１９，１５）がそれぞれ形成され、上記ボールシートは、相対的に柔らかい第１のシート（２１；２１Ｃ）と、相対的に硬い第２のシート（２２；２２Ｃ）とを互いの組み合わせ部（３１，３２；３１Ａ，３２Ａ；３１Ｂ，３２Ｂ；３１Ｃ，３２Ｃ）で組み合わせてなり、上記ボールシートは、スタッド軸を介してソケットの上記開口部からボールを抜く方向（Ｕ１）に力（Ｆ１）が働いたときに、その力を受ける第１の受圧領域（４１）と、スタッド軸を介してボールをソケットの底（１１）に押し付ける方向（Ｕ２）に力（Ｆ２）が働いたときに、その力を受ける第２の受圧領域（４２）とを含み、第１のシートおよび第２のシートを用いて上記第１の受圧領域が構成され、第２のシートを用いて上記第２の受圧領域が構成されていることを特徴とするボールジョイント（１；１Ｃ）を提供するものである（請求項１）。
【０００５】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施の形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
ボールシートには、スタッド軸を挿通させるための開口部が形成されている関係上、通例、第１の受圧領域の面積が、第２の受圧領域の面積よりも狭くなっている。したがって、第１の受圧領域での面圧が、第２の受圧領域での面圧よりも高くなる傾向にある。
【０００６】
本発明によれば、第１の受圧領域が、相対的に柔らかい第１のシートおよび相対的に硬い第２のシートを用いて構成されている。したがって、第１の受圧領域に相対的に硬い第２のシートのみが配置される場合と比較して、下記の利点がある。すなわち、ボールおよびソケットの寸法精度のばらつきに拘らず、相対的に柔らかい第１のシートが相対的に大きく変形し、相対的に硬い第２のシートの変形量が低く抑えられる。したがって、第１の受圧領域での面圧のばらつきが小さい。その結果、ボールがソケット内で回転するときの摺動抵抗のばらつきが小さい。しかも、スタッド軸を介してソケットからボールを抜く方向に強い力が働いても、その力を相対的に硬い第２のシートで受けることができるので、相対的に柔らかい第１のシートのへたり等の劣化を防止することができる。これにより、ボールとボールシートとの間に隙間ができることを長期に亘って防止でき、この隙間に起因するボールのがたつき音（異音）の発生を防止できる。
【０００７】
また、スタッド軸を介してソケットからボールを抜く方向に力が働いたときに、その力を受けるソケットの部分（開口部を取り囲む環状の部分）は、通例、ソケットの製造中間体を塑性変形させて形成される。その塑性変形させるときに、上記第１の受圧領域が変形するが、相対的に柔らかい第１のシートが相対的に大きく変形し、相対的に硬い第２のシートの変形量を低く抑えられる。
【０００８】
さらに、ボールに、ボールをソケットから抜く方向の力が働いたとき、およびボールをソケットの底に押し付ける方向の力が働いたときのいずれでも、その力を相対的に硬いことから弾性変形し難い第２のシートで受けることができる。その結果、ボールシートの弾性変形に起因するボールとソケットとの間の力の伝達遅れを防止できる。
また、本発明において、上記第１のシートが相対的に厚肉であり、上記第２のシートが相対的に薄肉である場合がある（請求項２）。この場合、ボールおよびソケットの寸法精度のばらつきに拘らず、第１のシートがボールとソケットとの間で確実に大きく弾性変形することができ、その結果、第２のシートの変形量を低く抑える効果をより確実に発揮できる。
【０００９】
また、本発明において、上記ボールシートは、第１のシートと第２のシートとがソケットの周方向（Ｐ）に交互に配置された領域（３０；３０Ｃ）を含む場合がある（請求項３）。
この場合、第２のシートをボールシートの開口部側へより延ばすことができる。これにより、ボールをソケットから抜く方向の力がボールに作用したときに、硬いことから耐荷重の高い第２のシートがこの力をより確実に受けることができ、ボールシートの実用上の耐荷重をより向上できる。また、第１のシートをソケットの底側へより延ばすことができる。これにより、ボールやソケットの寸法精度のばらつきに拘らず、第１の受圧領域での面圧のばらつきをより小さくできる。また、面圧が高くなる傾向にあるボールシート開口部近傍に第２のシートを配置することができる結果、相対的に柔らかい第１のシートに過大な負荷がかかることを防止でき、第１のシートのへたり等の劣化をより確実に防止できる。
【００１０】
また、本発明において、各上記組み合わせ部は、ソケットの径方向（Ｒ）からみたときに波形形状をなしている場合がある（請求項４）。この場合、組み合わせ部を波形形状に形成するという簡易な構成により、第１および第２のシートをソケットの周方向に交互に配置することができる。
また、本発明において、上記第１のシートは互いに独立して複数設けられ、これら複数の第１のシートが上記ソケットの周方向に間隔を隔てて並んでいる場合がある（請求項５）。この場合、第１のシートを必要最小限だけ設けることができ、第２のシートをより多くの領域に配置できる。これにより、ボールシートに作用する力を第２のシートがより広い範囲で受けることができ、その結果、ボールシートの実用上の耐荷重をより高くできる。
【００１１】
また、本発明において、上記ボールと第１のシートとの間に互いの接触を避けるための逃がし部（５３）が形成されている場合がある（請求項６）。この場合、柔らかいことによりボールとの摺動抵抗が相対的に大きくなる傾向にある第１のシートをボールに接触させないようにすることができるので、ボールの摺動抵抗をより少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態にかかるボールジョイント１の概略構成を示す一部断面図である。図２は、ボールジョイント１の製造中の状態を示す一部断面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
図１を参照して、ボールジョイント１は、例えば、ラックアンドピニオン式の車両用操舵装置に備えられており、ラック軸２の一端とタイロッド３の一端とを連結する。
【００１３】
ボールジョイント１は、ボールスタッド４と、カップ状のソケット５と、環状のボールシート６とを備えている。ボールスタッド４は、例えば鋼等の金属製の部材であり、ボール７と、ボール７が固定されたスタッド軸８とを含んでいる。
ボール７の表面には、球面の一部を含む球状部９が形成されている。このボール７にスタッド軸８の一端が接続されている。スタッド軸８の他端は、タイロッド３の一端に固定されている。スタッド軸８の中心軸線Ｌ１上にボール７の中心Ｃが配置されている。
【００１４】
ソケット５は、ボール７を収容し、且つボールシート６を介してボール７を揺動可能に支持するものである。このソケット５は、例えば鋼等の金属製の単一の部材を用いた一体成形品である。ソケット５は、ボール７を取り囲む環状の周壁１０と、周壁１０の軸方向の一端に連なる底壁１１とを含んでいる。周壁１０の内周面１２は、ボール７の球状部９に対向している。
【００１５】
底壁１１の一側面１３は、周壁１０の内周面１２と連なっており、これら一側面１３および内周面１２によって、ボール７およびボールシート６を収容する収容空間１４が区画されている。底壁１１には、ラック軸２の一端が固定されている。底壁１１とラック軸２の一端との固定は、例えば、底壁１１に形成されたねじ軸（図示せず）が、ラック軸２の一端に形成されたねじ孔（図示せず）にねじ込まれることにより達成される。
【００１６】
周壁１０の他端（先端）には開口部１５が形成されており、開口部１５を通してボール７が収容空間１４に挿通される。開口部１５にスタッド軸８が挿通されている。周壁１０の開口部１５の周縁部１６は、周壁１０の他端に比べて縮径されており、ボール７およびボールシート６がソケット５から抜けないようにされている。
図１および図２を参照して、この周縁部１６は、ソケットの製造中間体１７であって、周壁１０の外径が略一定の製造中間体１７の周壁１０の他端（先端）をかしめる（塑性変形させる）ことにより縮径されている。
【００１７】
ボールシート６は、互いに別体に形成され且つ互いに組み合わされた環状の第１のシート２１および第２のシート２２を含んでいる。
図１および図３を参照して、第１のシート２１は、ソケット５の開口部１５から相対的に近く配置されている。第１のシート２１の内周面２３は、ボール７の球状部９の形状に沿う形状に形成されている。この内周面２３は、ボール７の球状部９のうち、ソケット５の開口部１５に近い開口側部２４を摺動可能に支持している。スタッド軸８の中心軸線Ｌ１とボールシート６の中心軸線Ｌ２とが一致しているとき、開口側部２４は、ボール７の中心Ｃを通り中心軸線Ｌ２に直交する平面Ａに対してソケット５の開口部１５側に位置している。
【００１８】
第１のシート２１の外周面２５は、ソケット５の周壁１０の内周面１２に支持されている。第１のシート２１の軸方向の一端には、スタッド軸８が挿通された開口部１９が形成されている。この開口部１９が、ボールシート６の開口部とされている。
第１のシート２１は、例えば、ポリウレタンやポリエステル等のゴム状の材料（エラストマー）を用いて形成されており、相対的に柔らかくされている。第１のシート２１の肉厚Ｔ１は、相対的に厚くされている。第１のシート２１が相対的に厚肉にされている。なお、第１のシート２１の肉厚Ｔ１は、第１のシート２１に外力が作用していない自由状態における厚みをいう（図３において、自由状態のときの第１のシート２１は、第１のシート２１を示す実線および２点鎖線で示す部分の双方を含む）。ボールシート６が自由状態のとき、第１のシート２１の外周面２５が第２のシートの外周面２７に対して径方向外方に位置している。
【００１９】
第１のシート２１は、ボール７の中心Ｃを通りボールシート６の中心軸線Ｌ２に直交する平面Ａに対してスタッド軸８側に位置している。ソケット５の軸方向Ｓに関して、第１のシート２１は第２のシート２２よりも短く形成されている。
第２のシート２２は、ソケット５の開口部１５から相対的に遠く配置されている。第２のシート２２の内周面２６は、ボール７の球状部９の形状に沿う形状に形成されている。この内周面２６は、ボール７の球状部９のうち、ソケット５の底壁１１に近い底側部２８、および上記開口側部２４の双方を摺動可能に支持している。
【００２０】
スタッド軸８の中心軸線Ｌ１とボールシート６の中心軸線Ｌ２とが一致しているとき、底側部２８は、ボール７の中心Ｃを通りボールシート６の中心軸線Ｌ２に直交する平面Ａに対して、ソケット５の開口部１５から遠くに位置している。第２のシート２２の外周面２７は、ソケット５の周壁１０の内周面１２に支持されている。第２のシート２２の底面５１は、ソケット５の底壁１１の一側面１３に支持されている。
【００２１】
第２のシート２２は、例えば、ホモポリマーやコポリマー等のポリアセタール（ＰＯＭ）を用いて形成されており、相対的に硬くされている。なお、第２のシート２２は、ポリアセタール以外のエンジニアリングプラスチックを用いて形成されていてもよい。第２のシート２２の肉厚Ｔ２は、相対的に薄くされている。第２のシート２２が相対的に薄肉にされている。
【００２２】
なお、第２のシート２２の肉厚Ｔ２は、第２のシート２２に外力が作用していない自由状態における厚みをいう。
第２のシート２２には、通孔２９が形成されている。この通孔２９は、ボールシート６の中心軸線Ｌ２と同心に形成されている。通孔２９には、グリース等の潤滑剤が充填されており、ボール７の摺動抵抗を低減するようになっている。
【００２３】
ボールシート６は、第１のシート２１と第２のシート２２とがソケット５の周方向Ｐに交互に配置された領域３０を含んでいる。この領域３０は、上記平面Ａに対してソケット５の開口部１５側に形成されている。
第１および第２のシート２１，２２は、互いに組み合わされた組み合わせ部３１，３２をそれぞれ含んでいる。これら組み合わせ部３１，３２が互いに組み合わされることにより、上記領域３０が形成されている。
【００２４】
第１のシート２１の組み合わせ部３１は、第１のシート２１の軸方向の他端面を含んでいる。第２のシート２２の組み合わせ部３２は、第２のシート２２の軸方向の一端面を含んでいる。各上記組み合わせ部３１，３２が互いに当接している。
ソケット５の径方向Ｒから見たとき、各上記組み合わせ部３１，３２は、波形形状、例えば、正弦波形状をなしている。ソケット５の軸方向Ｓに関して、ボールシート６のうち各上記組み合わせ部３１，３２が存在している領域が領域３０となる。
【００２５】
第１のシート２１および第２のシート２２のうち、ボール７の中心Ｃを通り中心軸線Ｌ２に直交する平面Ａに対してソケット５の開口部１５側に位置している領域が、第１の受圧領域４１とされている。
第１の受圧領域４１は、スタッド軸８を介してソケット５の開口部１５からボール７を抜く方向Ｕ１（例えば、ボールシート６の中心軸線Ｌ２に沿う方向の一方）に力Ｆ１が働いたときに、この力Ｆ１を受ける領域である。
【００２６】
第１の受圧領域４１は、第１のシート２１と第２のシート２２の一部４３とによって構成されている。上記第２のシート２２の一部４３とは、第２のシート２２のうち、上記平面Ａに対してソケット５の開口部１５側に配置されている部分をいう。
第２のシート２２のうち、ボール７の中心Ｃを通り中心軸線Ｌ２に直交する平面Ａに対してソケット５の開口部１５から遠くに位置している部分５２が、第２の受圧領域４２を構成している。
【００２７】
第２の受圧領域４２は、スタッド軸８を介してボール７をソケット５の底壁１１に押し付ける方向Ｕ２（例えば、ボールシート６の中心軸線Ｌ２に沿う方向の他方）に力Ｆ２が働いたときに、その力Ｆ２を受ける受圧領域である。
図１および図２を参照して、ソケットの製造中間体１７の周壁１０の開口周縁部がかしめられることにより、ボールシート６およびボール７が収容されたソケット５が形成されるとき、第１および第２のシート２１，２２のうちの第１のシート２１のみが、ソケット５とボール７との間で弾性変形する。
【００２８】
すなわち、ボールジョイント１に外力が作用していない状態のとき、ボールシート６のうち、第１のシート２１のみが、ソケット５とボール７との間で弾性変形している。
このとき、第２のシート２２は弾性変形しない。すなわち、ボールジョイント１に外力が作用していない状態のとき、第２のシート２２は、ソケット５とボール７との間で弾性変形していない。なお、このとき、第２のシート２２がソケット５とボール７との間でわずかに弾性変形されるようにしてもよい。
【００２９】
ボール７からボールシート６に、ボール７を抜く方向Ｕ１の力Ｆ１が作用したとき、この力Ｆ１の値が所定値以下であれば、第１および第２のシート２１，２２のうちの第１のシート２１が主にこの力Ｆ１を受ける。一方、力Ｆ１の値が所定値を超えていれば、第１および第２のシート２１，２２のうちの第２のシート２２が主にこの力Ｆ１を受ける。
また、ボール７からボールシート６に、ボール７をソケット５の底壁１１に押し付ける方向Ｕ２の力Ｆ２が作用したとき、第２のシート２２がこの力Ｆ２を受ける。
【００３０】
ボールシート６には、スタッド軸８を挿通させるための開口部１９が形成されている関係上、第１の受圧領域４１の面積が、第２の受圧領域４２の面積よりも狭くなっている。したがって、第１の受圧領域４１での面圧が、第２の受圧領域４２での面圧よりも高くなる傾向にある。
本実施の形態によれば、第１の受圧領域４１が、相対的に柔らかい第１のシート２１および相対的に硬い第２のシート２２を用いて構成されている。したがって、第１の受圧領域４１に相対的に硬い第２のシート２２のみが配置される場合と比較して、下記の利点がある。
【００３１】
すなわち、ボール７およびソケット５の寸法精度のばらつきに拘らず、相対的に柔らかい第１のシート２１が相対的に大きく変形し、相対的に硬い第２のシート２２の変形量が低く抑えられる。したがって、第１の受圧領域４１での面圧のばらつきが小さい。その結果、ボール７がソケット５内で回転するときの摺動抵抗のばらつきが小さい。
しかも、スタッド軸８を介してソケット５からボール７を抜く方向Ｕ１に強い力Ｆ１が働いても、その力Ｆ１を相対的に硬い第２のシート２２で受けることができるので、相対的に柔らかい第１のシート２１のへたり等の劣化を防止することができる。これにより、ボール７とボールシート６との間に隙間ができることを長期に亘って防止でき、この隙間に起因するボール７のがたつき音（異音）の発生を防止できる。
【００３２】
また、スタッド軸８を介してソケット５からボール７を抜く方向Ｕ１に力Ｆ１が働いたときに、その力Ｆ１を受けるソケット５の部分（開口部を取り囲む環状の部分）は、ソケットの製造中間体１７の周壁１０の開口周縁部を塑性変形させて形成される。その塑性変形させるときに、上記第１の受圧領域４１が変形するが、相対的に柔らかい第１のシート２１が相対的に大きく変形し、相対的に硬い第２のシート２２の変形量を低く抑えられる。
【００３３】
さらに、ボール７に、ボール７をソケット５から抜く方向Ｕ１の力Ｆ１が働いたとき、およびボール７をソケット５の底壁１１に押し付ける方向Ｕ２の力Ｆ２が働いたときのいずれでも、その力を、相対的に硬いことから弾性変形し難い第２のシート２２で受けることができる。その結果、ボールシート６の弾性変形に起因するボール７とソケット５との間の力の伝達遅れを防止できる。しかも、剛性の高い第２のシート２２で上記力Ｆ１，Ｆ２を受けることができるので、ボールシート６としての耐荷重をより高くでき、ボールジョイント６の耐荷重をより高くできる。
【００３４】
また、第１のシート２１を相対的に厚肉にするとともに、第２のシート２２を相対的に薄肉にしていることにより、ボール７とソケット５の寸法精度のばらつきに拘らず、第１のシート２１がボール７とソケット５との間で確実に大きく弾性変形することができ、その結果、第２のシート２２の変形量を低く抑える効果をより確実に発揮できる。
さらに、ボールシート６に、第１のシート２１と第２のシート２２とがソケット５の周方向Ｐに交互に配置された領域３０が形成されていることにより、第２のシート２２をボールシート６の開口部１９側へより延ばすことができる。これにより、ボール７をソケット５から抜く方向Ｕ１の力Ｆ１がボール７に作用したときに、硬いことから耐荷重（許容荷重）の高い第２のシート２２がこの力をより確実に受けることができ、ボールシート６の実用上の耐荷重をより向上できる。
【００３５】
また、ボールシート６のうち、面圧が最も高くなる開口部１９の周縁部を、相対的に硬い第２のシート２２で構成することができ、ボールシート６のへたり等の劣化をより少なくできる。
さらに、第１のシート２１をソケット５の底壁１１側へより延ばすことができる。これにより、ボール７やソケット５の寸法精度のばらつきに拘らず、第１の受圧領域４１での面圧のばらつきをより小さくできる。また、面圧が高くなる傾向にあるボールシート６の開口部１９の近傍に第２のシート２２を配置することができる結果、相対的に柔らかい第１のシート２１に過大な負荷がかかることを防止でき、第１のシート２１のへたり等の劣化をより確実に防止できる。
【００３６】
さらに、第１および第２のシート２１，２２の組み合わせ部３１，３２は、ソケット５の径方向Ｒからみたときに波形形状をなしている。このように、組み合わせ部３１，３２を波形形状に形成するという簡易な構成により、第１および第２のシート２１，２２をソケット５の周方向Ｐに交互に配置することができる。
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。なお、以下では、図１〜図３に示す実施の形態と異なる点について主に説明し、同様の構成には図に同様の符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
例えば、図４に示すように、ソケット５の径方向Ｒに沿ってみたとき、第１および第２のシート２１，２２の互いの組み合わせ部３１Ａ，３２Ａが、三角波形状をなしていてもよい。また、図５に示すように、ソケット５の径方向Ｒに沿ってみたとき、第１および第２のシート２１，２２の互いの組み合わせ部３１Ｂ，３２Ｂが、矩形波形状をなしていてもよい。
【００３８】
また、図６に示すように、ボール７と第１のシート２１との間に互いの接触を避けるための逃がし部５３が形成されていてもよい。第１のシート２１の内周面２３は、第２のシート２２の内周面２６と比べてソケット５の径方向Ｒの外側に位置しており、これによりボールシート６とボール７との間に逃し部５３が形成されている。逃がし部５３には、グリース等の潤滑剤が充填されており、ボール７の摺動抵抗がより低くなるようにされている。第１のシート２１とボール７とは直接接触しないようにされている。
【００３９】
この場合、柔らかいことによりボール７との摺動抵抗が相対的に大きくなる傾向にある第１のシート２１をボール７に接触させないようにすることができるので、ボール７の摺動抵抗をより少なくできる。また、逃がし部５３に潤滑剤が充填されていることにより、ボール７の摺動抵抗をより少なくでき、且つボールシート６の負担の低減を通じてボールシート６の長寿命化を達成できる。
【００４０】
なお、各上記実施の形態において、ボールシート６の第１のシート２１と第２のシート２２は、２色成形等によって互いに溶着される等により、一体化されていてもよい。
また、図７に示すボールシート６Ｃを用いてもよい。ボールシート６Ｃの第１のシート２１Ｃは、互いに独立して設けられた複数の第１のシート２１Ｃと、第２のシート２２Ｃとを含んでいる。
【００４１】
このボールシート６Ｃは、例えば、２色成形によって形成されており、第１のシート２１Ｃと第２のシート２２Ｃとが互いに溶着する等して一体化されている。なお、第２のシート２２Ｃの成形後に、第２のシート２２Ｃとは別途成形された各第１のシート２１Ｃの組み合わせ部３１Ｃを、第２のシート２２Ｃの対応する組み合わせ部３２Ｃにそれぞれ固定することにより、ボールシート６Ｃを形成してもよい。
【００４２】
スタッド軸８の中心軸線Ｌ１とボールシート６Ｃの中心軸線Ｌ２とが一致しているとき、第２のシート２２Ｃは、ボール７の底側部２８から開口側部２４に亘って延びている。
このとき、第２のシート２２Ｃの内周面３３が、ボール７の開口側部２４および底側部２８の双方に摺接している。第２のシート２２Ｃの外周面３４は、ソケット５の周壁１０の内周面１２に支持されており、第２のシート２２Ｃの底面５４は、底壁１１の一側面１３に支持されている。
【００４３】
図７および図８を参照して、ボールジョイント１Ｃに外力が作用していない状態のとき、第１および第２のシート２１Ｃ，２２Ｃのうちの、第１のシート２１Ｃのみが、ソケット５とボール７とに挟まれて弾性変形している。なお、第２のシート２２Ｃは、わずかに弾性変形されていてもよい。
各第１のシート２１Ｃは、ソケット５の径方向Ｒに沿ってみたとき、例えば矩形形状をなしている。各第１のシート２１Ｃは、互いに離隔して配置されており、ソケット５の周方向Ｐに沿って等間隔に配置されている。ソケット５の軸方向Ｓに関して、ボールシート６Ｃのうち第１のシート２１Ｃが設けられている部分が、第１および第２のシート２１Ｃ，２２Ｃがソケット５の周方向Ｐに交互に配置された領域３０Ｃとされている。この領域３０Ｃにおいて、第２のシート２２Ｃと対応する第１のシート２１Ｃとの互いの組み合わせ部３１Ｃ，３２Ｃは、ソケット５の径方向Ｒに沿ってみて矩形形状をなしている。
【００４４】
この場合、第１のシート２１Ｃを必要最小限だけ設けることができ、第２のシート２２Ｃをより多くの領域に配置できる。これにより、ボールシート６Ｃに作用する力Ｆ１，Ｆ２を第２のシート２２Ｃがより広い範囲で受けることができ、その結果、ボールシート６の実用上の耐荷重をより高くできる。
なお、本実施の形態において、第１のシート２１Ｃとボール７との間に逃がし部を設けることにより両者が直接接触しないようにされていてもよい。
【００４５】
その他、本発明のボールジョイントは、ラック軸とタイロッドとを連結する用途以外の用途に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるボールジョイントの概略構成を示す一部断面図である。
【図２】ボールジョイントの製造中の状態を示す一部断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の別の実施の形態のシートの要部の展開図である。
【図５】本発明のさらに別の実施の形態のシートの要部の展開図である。
【図６】本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施の形態にかかるボールジョイントの概略構成を示す一部断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，１Ｃ…ボールジョイント、５…ソケット、６，６Ｃ…ボールシート、７…ボール、８…スタッド軸、１１…底壁（ソケットの底）、１５…（ソケットの）開口部、１９…（ボールシートの）開口部、２１，２１Ｃ…第１のシート、２２，２２Ｃ…第２のシート、３０，３０Ｃ…領域、３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ…（第１のシートの）組み合わせ部、３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ…（第２のシートの）組み合わせ部、４１…第１の受圧領域、４２…第２の受圧領域、５３…逃がし部、Ｆ１，Ｆ２…力、Ｐ…周方向、Ｒ…径方向、Ｕ１，Ｕ２…方向。
【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】
通例、ボールジョイントは、筒状のハウジング内にボールが収容された構成を有している。ハウジングとボールとの間には、弾性体製のシートが介在しており、ボールがシートに対して摺動する。シートは、例えば、２つ割構造をなしている（例えば、特許文献１参照）。シートの一方の部材は軟質に形成されており、ハウジングの底側に配置されている。シートの他方の部材は硬質に形成されており、ハウジングの底側とは反対側であるハウジングの開口側に配置されている。
【特許文献１】特公平６−８６４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
軟質のシートは力を受けたときに大きく弾性変形することから、軟質のシートを介してボールとハウジングとの間に力が伝わるとき、力の伝達遅れが生じてしまう。
本発明は、かかる背景のもとでなされたもので、力の伝達遅れを防止できるとともに、異音の発生を長期に亘って防止でき、且つ、ボールの摺動抵抗のばらつきを小さくすることができるボールジョイント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】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明は、ボール（７）が固定されたスタッド軸（８）と、ボールを収容しボールをボールシート（６；６Ｃ）を介して揺動可能に支持するカップ状のソケット（５）とを備え、上記ボールシートおよびソケットには、スタッド軸が挿通された開口部（１９，１５）がそれぞれ形成され、上記ボールシートは、相対的に柔らかい第１のシート（２１；２１Ｃ）と、相対的に硬い第２のシート（２２；２２Ｃ）とを互いの組み合わせ部（３１，３２；３１Ａ，３２Ａ；３１Ｂ，３２Ｂ；３１Ｃ，３２Ｃ）で組み合わせてなり、上記ボールシートは、スタッド軸を介してソケットの上記開口部からボールを抜く方向（Ｕ１）に力（Ｆ１）が働いたときに、その力を受ける第１の受圧領域（４１）と、スタッド軸を介してボールをソケットの底（１１）に押し付ける方向（Ｕ２）に力（Ｆ２）が働いたときに、その力を受ける第２の受圧領域（４２）とを含み、第１のシートおよび第２のシートを用いて上記第１の受圧領域が構成され、第２のシートを用いて上記第２の受圧領域が構成されていることを特徴とするボールジョイント（１；１Ｃ）を提供するものである（請求項１）。
【０００５】
なお、括弧内の英数字は、後述の実施の形態における対応構成要素等を表す。以下、この項において同じ。
ボールシートには、スタッド軸を挿通させるための開口部が形成されている関係上、通例、第１の受圧領域の面積が、第２の受圧領域の面積よりも狭くなっている。したがって、第１の受圧領域での面圧が、第２の受圧領域での面圧よりも高くなる傾向にある。
【０００６】
本発明によれば、第１の受圧領域が、相対的に柔らかい第１のシートおよび相対的に硬い第２のシートを用いて構成されている。したがって、第１の受圧領域に相対的に硬い第２のシートのみが配置される場合と比較して、下記の利点がある。すなわち、ボールおよびソケットの寸法精度のばらつきに拘らず、相対的に柔らかい第１のシートが相対的に大きく変形し、相対的に硬い第２のシートの変形量が低く抑えられる。したがって、第１の受圧領域での面圧のばらつきが小さい。その結果、ボールがソケット内で回転するときの摺動抵抗のばらつきが小さい。しかも、スタッド軸を介してソケットからボールを抜く方向に強い力が働いても、その力を相対的に硬い第２のシートで受けることができるので、相対的に柔らかい第１のシートのへたり等の劣化を防止することができる。これにより、ボールとボールシートとの間に隙間ができることを長期に亘って防止でき、この隙間に起因するボールのがたつき音（異音）の発生を防止できる。
【０００７】
また、スタッド軸を介してソケットからボールを抜く方向に力が働いたときに、その力を受けるソケットの部分（開口部を取り囲む環状の部分）は、通例、ソケットの製造中間体を塑性変形させて形成される。その塑性変形させるときに、上記第１の受圧領域が変形するが、相対的に柔らかい第１のシートが相対的に大きく変形し、相対的に硬い第２のシートの変形量を低く抑えられる。
【０００８】
さらに、ボールに、ボールをソケットから抜く方向の力が働いたとき、およびボールをソケットの底に押し付ける方向の力が働いたときのいずれでも、その力を相対的に硬いことから弾性変形し難い第２のシートで受けることができる。その結果、ボールシートの弾性変形に起因するボールとソケットとの間の力の伝達遅れを防止できる。
また、本発明において、上記第１のシートが相対的に厚肉であり、上記第２のシートが相対的に薄肉である場合がある（請求項２）。この場合、ボールおよびソケットの寸法精度のばらつきに拘らず、第１のシートがボールとソケットとの間で確実に大きく弾性変形することができ、その結果、第２のシートの変形量を低く抑える効果をより確実に発揮できる。
【０００９】
また、本発明において、上記ボールシートは、第１のシートと第２のシートとがソケットの周方向（Ｐ）に交互に配置された領域（３０；３０Ｃ）を含む場合がある（請求項３）。
この場合、第２のシートをボールシートの開口部側へより延ばすことができる。これにより、ボールをソケットから抜く方向の力がボールに作用したときに、硬いことから耐荷重の高い第２のシートがこの力をより確実に受けることができ、ボールシートの実用上の耐荷重をより向上できる。また、第１のシートをソケットの底側へより延ばすことができる。これにより、ボールやソケットの寸法精度のばらつきに拘らず、第１の受圧領域での面圧のばらつきをより小さくできる。また、面圧が高くなる傾向にあるボールシート開口部近傍に第２のシートを配置することができる結果、相対的に柔らかい第１のシートに過大な負荷がかかることを防止でき、第１のシートのへたり等の劣化をより確実に防止できる。
【００１０】
また、本発明において、各上記組み合わせ部は、ソケットの径方向（Ｒ）からみたときに波形形状をなしている場合がある（請求項４）。この場合、組み合わせ部を波形形状に形成するという簡易な構成により、第１および第２のシートをソケットの周方向に交互に配置することができる。
また、本発明において、上記第１のシートは互いに独立して複数設けられ、これら複数の第１のシートが上記ソケットの周方向に間隔を隔てて並んでいる場合がある（請求項５）。この場合、第１のシートを必要最小限だけ設けることができ、第２のシートをより多くの領域に配置できる。これにより、ボールシートに作用する力を第２のシートがより広い範囲で受けることができ、その結果、ボールシートの実用上の耐荷重をより高くできる。
【００１１】
また、本発明において、上記ボールと第１のシートとの間に互いの接触を避けるための逃がし部（５３）が形成されている場合がある（請求項６）。この場合、柔らかいことによりボールとの摺動抵抗が相対的に大きくなる傾向にある第１のシートをボールに接触させないようにすることができるので、ボールの摺動抵抗をより少なくできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の好ましい実施の形態を添付図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明の一実施の形態にかかるボールジョイント１の概略構成を示す一部断面図である。図２は、ボールジョイント１の製造中の状態を示す一部断面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
図１を参照して、ボールジョイント１は、例えば、ラックアンドピニオン式の車両用操舵装置に備えられており、ラック軸２の一端とタイロッド３の一端とを連結する。
【００１３】
ボールジョイント１は、ボールスタッド４と、カップ状のソケット５と、環状のボールシート６とを備えている。ボールスタッド４は、例えば鋼等の金属製の部材であり、ボール７と、ボール７が固定されたスタッド軸８とを含んでいる。
ボール７の表面には、球面の一部を含む球状部９が形成されている。このボール７にスタッド軸８の一端が接続されている。スタッド軸８の他端は、タイロッド３の一端に固定されている。スタッド軸８の中心軸線Ｌ１上にボール７の中心Ｃが配置されている。
【００１４】
ソケット５は、ボール７を収容し、且つボールシート６を介してボール７を揺動可能に支持するものである。このソケット５は、例えば鋼等の金属製の単一の部材を用いた一体成形品である。ソケット５は、ボール７を取り囲む環状の周壁１０と、周壁１０の軸方向の一端に連なる底壁１１とを含んでいる。周壁１０の内周面１２は、ボール７の球状部９に対向している。
【００１５】
底壁１１の一側面１３は、周壁１０の内周面１２と連なっており、これら一側面１３および内周面１２によって、ボール７およびボールシート６を収容する収容空間１４が区画されている。底壁１１には、ラック軸２の一端が固定されている。底壁１１とラック軸２の一端との固定は、例えば、底壁１１に形成されたねじ軸（図示せず）が、ラック軸２の一端に形成されたねじ孔（図示せず）にねじ込まれることにより達成される。
【００１６】
周壁１０の他端（先端）には開口部１５が形成されており、開口部１５を通してボール７が収容空間１４に挿通される。開口部１５にスタッド軸８が挿通されている。周壁１０の開口部１５の周縁部１６は、周壁１０の他端に比べて縮径されており、ボール７およびボールシート６がソケット５から抜けないようにされている。
図１および図２を参照して、この周縁部１６は、ソケットの製造中間体１７であって、周壁１０の外径が略一定の製造中間体１７の周壁１０の他端（先端）をかしめる（塑性変形させる）ことにより縮径されている。
【００１７】
ボールシート６は、互いに別体に形成され且つ互いに組み合わされた環状の第１のシート２１および第２のシート２２を含んでいる。
図１および図３を参照して、第１のシート２１は、ソケット５の開口部１５から相対的に近く配置されている。第１のシート２１の内周面２３は、ボール７の球状部９の形状に沿う形状に形成されている。この内周面２３は、ボール７の球状部９のうち、ソケット５の開口部１５に近い開口側部２４を摺動可能に支持している。スタッド軸８の中心軸線Ｌ１とボールシート６の中心軸線Ｌ２とが一致しているとき、開口側部２４は、ボール７の中心Ｃを通り中心軸線Ｌ２に直交する平面Ａに対してソケット５の開口部１５側に位置している。
【００１８】
第１のシート２１の外周面２５は、ソケット５の周壁１０の内周面１２に支持されている。第１のシート２１の軸方向の一端には、スタッド軸８が挿通された開口部１９が形成されている。この開口部１９が、ボールシート６の開口部とされている。
第１のシート２１は、例えば、ポリウレタンやポリエステル等のゴム状の材料（エラストマー）を用いて形成されており、相対的に柔らかくされている。第１のシート２１の肉厚Ｔ１は、相対的に厚くされている。第１のシート２１が相対的に厚肉にされている。なお、第１のシート２１の肉厚Ｔ１は、第１のシート２１に外力が作用していない自由状態における厚みをいう（図３において、自由状態のときの第１のシート２１は、第１のシート２１を示す実線および２点鎖線で示す部分の双方を含む）。ボールシート６が自由状態のとき、第１のシート２１の外周面２５が第２のシートの外周面２７に対して径方向外方に位置している。
【００１９】
第１のシート２１は、ボール７の中心Ｃを通りボールシート６の中心軸線Ｌ２に直交する平面Ａに対してスタッド軸８側に位置している。ソケット５の軸方向Ｓに関して、第１のシート２１は第２のシート２２よりも短く形成されている。
第２のシート２２は、ソケット５の開口部１５から相対的に遠く配置されている。第２のシート２２の内周面２６は、ボール７の球状部９の形状に沿う形状に形成されている。この内周面２６は、ボール７の球状部９のうち、ソケット５の底壁１１に近い底側部２８、および上記開口側部２４の双方を摺動可能に支持している。
【００２０】
スタッド軸８の中心軸線Ｌ１とボールシート６の中心軸線Ｌ２とが一致しているとき、底側部２８は、ボール７の中心Ｃを通りボールシート６の中心軸線Ｌ２に直交する平面Ａに対して、ソケット５の開口部１５から遠くに位置している。第２のシート２２の外周面２７は、ソケット５の周壁１０の内周面１２に支持されている。第２のシート２２の底面５１は、ソケット５の底壁１１の一側面１３に支持されている。
【００２１】
第２のシート２２は、例えば、ホモポリマーやコポリマー等のポリアセタール（ＰＯＭ）を用いて形成されており、相対的に硬くされている。なお、第２のシート２２は、ポリアセタール以外のエンジニアリングプラスチックを用いて形成されていてもよい。第２のシート２２の肉厚Ｔ２は、相対的に薄くされている。第２のシート２２が相対的に薄肉にされている。
【００２２】
なお、第２のシート２２の肉厚Ｔ２は、第２のシート２２に外力が作用していない自由状態における厚みをいう。
第２のシート２２には、通孔２９が形成されている。この通孔２９は、ボールシート６の中心軸線Ｌ２と同心に形成されている。通孔２９には、グリース等の潤滑剤が充填されており、ボール７の摺動抵抗を低減するようになっている。
【００２３】
ボールシート６は、第１のシート２１と第２のシート２２とがソケット５の周方向Ｐに交互に配置された領域３０を含んでいる。この領域３０は、上記平面Ａに対してソケット５の開口部１５側に形成されている。
第１および第２のシート２１，２２は、互いに組み合わされた組み合わせ部３１，３２をそれぞれ含んでいる。これら組み合わせ部３１，３２が互いに組み合わされることにより、上記領域３０が形成されている。
【００２４】
第１のシート２１の組み合わせ部３１は、第１のシート２１の軸方向の他端面を含んでいる。第２のシート２２の組み合わせ部３２は、第２のシート２２の軸方向の一端面を含んでいる。各上記組み合わせ部３１，３２が互いに当接している。
ソケット５の径方向Ｒから見たとき、各上記組み合わせ部３１，３２は、波形形状、例えば、正弦波形状をなしている。ソケット５の軸方向Ｓに関して、ボールシート６のうち各上記組み合わせ部３１，３２が存在している領域が領域３０となる。
【００２５】
第１のシート２１および第２のシート２２のうち、ボール７の中心Ｃを通り中心軸線Ｌ２に直交する平面Ａに対してソケット５の開口部１５側に位置している領域が、第１の受圧領域４１とされている。
第１の受圧領域４１は、スタッド軸８を介してソケット５の開口部１５からボール７を抜く方向Ｕ１（例えば、ボールシート６の中心軸線Ｌ２に沿う方向の一方）に力Ｆ１が働いたときに、この力Ｆ１を受ける領域である。
【００２６】
第１の受圧領域４１は、第１のシート２１と第２のシート２２の一部４３とによって構成されている。上記第２のシート２２の一部４３とは、第２のシート２２のうち、上記平面Ａに対してソケット５の開口部１５側に配置されている部分をいう。
第２のシート２２のうち、ボール７の中心Ｃを通り中心軸線Ｌ２に直交する平面Ａに対してソケット５の開口部１５から遠くに位置している部分５２が、第２の受圧領域４２を構成している。
【００２７】
第２の受圧領域４２は、スタッド軸８を介してボール７をソケット５の底壁１１に押し付ける方向Ｕ２（例えば、ボールシート６の中心軸線Ｌ２に沿う方向の他方）に力Ｆ２が働いたときに、その力Ｆ２を受ける受圧領域である。
図１および図２を参照して、ソケットの製造中間体１７の周壁１０の開口周縁部がかしめられることにより、ボールシート６およびボール７が収容されたソケット５が形成されるとき、第１および第２のシート２１，２２のうちの第１のシート２１のみが、ソケット５とボール７との間で弾性変形する。
【００２８】
すなわち、ボールジョイント１に外力が作用していない状態のとき、ボールシート６のうち、第１のシート２１のみが、ソケット５とボール７との間で弾性変形している。
このとき、第２のシート２２は弾性変形しない。すなわち、ボールジョイント１に外力が作用していない状態のとき、第２のシート２２は、ソケット５とボール７との間で弾性変形していない。なお、このとき、第２のシート２２がソケット５とボール７との間でわずかに弾性変形されるようにしてもよい。
【００２９】
ボール７からボールシート６に、ボール７を抜く方向Ｕ１の力Ｆ１が作用したとき、この力Ｆ１の値が所定値以下であれば、第１および第２のシート２１，２２のうちの第１のシート２１が主にこの力Ｆ１を受ける。一方、力Ｆ１の値が所定値を超えていれば、第１および第２のシート２１，２２のうちの第２のシート２２が主にこの力Ｆ１を受ける。
また、ボール７からボールシート６に、ボール７をソケット５の底壁１１に押し付ける方向Ｕ２の力Ｆ２が作用したとき、第２のシート２２がこの力Ｆ２を受ける。
【００３０】
ボールシート６には、スタッド軸８を挿通させるための開口部１９が形成されている関係上、第１の受圧領域４１の面積が、第２の受圧領域４２の面積よりも狭くなっている。したがって、第１の受圧領域４１での面圧が、第２の受圧領域４２での面圧よりも高くなる傾向にある。
本実施の形態によれば、第１の受圧領域４１が、相対的に柔らかい第１のシート２１および相対的に硬い第２のシート２２を用いて構成されている。したがって、第１の受圧領域４１に相対的に硬い第２のシート２２のみが配置される場合と比較して、下記の利点がある。
【００３１】
すなわち、ボール７およびソケット５の寸法精度のばらつきに拘らず、相対的に柔らかい第１のシート２１が相対的に大きく変形し、相対的に硬い第２のシート２２の変形量が低く抑えられる。したがって、第１の受圧領域４１での面圧のばらつきが小さい。その結果、ボール７がソケット５内で回転するときの摺動抵抗のばらつきが小さい。
しかも、スタッド軸８を介してソケット５からボール７を抜く方向Ｕ１に強い力Ｆ１が働いても、その力Ｆ１を相対的に硬い第２のシート２２で受けることができるので、相対的に柔らかい第１のシート２１のへたり等の劣化を防止することができる。これにより、ボール７とボールシート６との間に隙間ができることを長期に亘って防止でき、この隙間に起因するボール７のがたつき音（異音）の発生を防止できる。
【００３２】
また、スタッド軸８を介してソケット５からボール７を抜く方向Ｕ１に力Ｆ１が働いたときに、その力Ｆ１を受けるソケット５の部分（開口部を取り囲む環状の部分）は、ソケットの製造中間体１７の周壁１０の開口周縁部を塑性変形させて形成される。その塑性変形させるときに、上記第１の受圧領域４１が変形するが、相対的に柔らかい第１のシート２１が相対的に大きく変形し、相対的に硬い第２のシート２２の変形量を低く抑えられる。
【００３３】
さらに、ボール７に、ボール７をソケット５から抜く方向Ｕ１の力Ｆ１が働いたとき、およびボール７をソケット５の底壁１１に押し付ける方向Ｕ２の力Ｆ２が働いたときのいずれでも、その力を、相対的に硬いことから弾性変形し難い第２のシート２２で受けることができる。その結果、ボールシート６の弾性変形に起因するボール７とソケット５との間の力の伝達遅れを防止できる。しかも、剛性の高い第２のシート２２で上記力Ｆ１，Ｆ２を受けることができるので、ボールシート６としての耐荷重をより高くでき、ボールジョイント６の耐荷重をより高くできる。
【００３４】
また、第１のシート２１を相対的に厚肉にするとともに、第２のシート２２を相対的に薄肉にしていることにより、ボール７とソケット５の寸法精度のばらつきに拘らず、第１のシート２１がボール７とソケット５との間で確実に大きく弾性変形することができ、その結果、第２のシート２２の変形量を低く抑える効果をより確実に発揮できる。
さらに、ボールシート６に、第１のシート２１と第２のシート２２とがソケット５の周方向Ｐに交互に配置された領域３０が形成されていることにより、第２のシート２２をボールシート６の開口部１９側へより延ばすことができる。これにより、ボール７をソケット５から抜く方向Ｕ１の力Ｆ１がボール７に作用したときに、硬いことから耐荷重（許容荷重）の高い第２のシート２２がこの力をより確実に受けることができ、ボールシート６の実用上の耐荷重をより向上できる。
【００３５】
また、ボールシート６のうち、面圧が最も高くなる開口部１９の周縁部を、相対的に硬い第２のシート２２で構成することができ、ボールシート６のへたり等の劣化をより少なくできる。
さらに、第１のシート２１をソケット５の底壁１１側へより延ばすことができる。これにより、ボール７やソケット５の寸法精度のばらつきに拘らず、第１の受圧領域４１での面圧のばらつきをより小さくできる。また、面圧が高くなる傾向にあるボールシート６の開口部１９の近傍に第２のシート２２を配置することができる結果、相対的に柔らかい第１のシート２１に過大な負荷がかかることを防止でき、第１のシート２１のへたり等の劣化をより確実に防止できる。
【００３６】
さらに、第１および第２のシート２１，２２の組み合わせ部３１，３２は、ソケット５の径方向Ｒからみたときに波形形状をなしている。このように、組み合わせ部３１，３２を波形形状に形成するという簡易な構成により、第１および第２のシート２１，２２をソケット５の周方向Ｐに交互に配置することができる。
本発明は、以上の実施の形態の内容に限定されるものではなく、請求項記載の範囲内において種々の変更が可能である。なお、以下では、図１〜図３に示す実施の形態と異なる点について主に説明し、同様の構成には図に同様の符号を付してその説明を省略する。
【００３７】
例えば、図４に示すように、ソケット５の径方向Ｒに沿ってみたとき、第１および第２のシート２１，２２の互いの組み合わせ部３１Ａ，３２Ａが、三角波形状をなしていてもよい。また、図５に示すように、ソケット５の径方向Ｒに沿ってみたとき、第１および第２のシート２１，２２の互いの組み合わせ部３１Ｂ，３２Ｂが、矩形波形状をなしていてもよい。
【００３８】
また、図６に示すように、ボール７と第１のシート２１との間に互いの接触を避けるための逃がし部５３が形成されていてもよい。第１のシート２１の内周面２３は、第２のシート２２の内周面２６と比べてソケット５の径方向Ｒの外側に位置しており、これによりボールシート６とボール７との間に逃し部５３が形成されている。逃がし部５３には、グリース等の潤滑剤が充填されており、ボール７の摺動抵抗がより低くなるようにされている。第１のシート２１とボール７とは直接接触しないようにされている。
【００３９】
この場合、柔らかいことによりボール７との摺動抵抗が相対的に大きくなる傾向にある第１のシート２１をボール７に接触させないようにすることができるので、ボール７の摺動抵抗をより少なくできる。また、逃がし部５３に潤滑剤が充填されていることにより、ボール７の摺動抵抗をより少なくでき、且つボールシート６の負担の低減を通じてボールシート６の長寿命化を達成できる。
【００４０】
なお、各上記実施の形態において、ボールシート６の第１のシート２１と第２のシート２２は、２色成形等によって互いに溶着される等により、一体化されていてもよい。
また、図７に示すボールシート６Ｃを用いてもよい。ボールシート６Ｃの第１のシート２１Ｃは、互いに独立して設けられた複数の第１のシート２１Ｃと、第２のシート２２Ｃとを含んでいる。
【００４１】
このボールシート６Ｃは、例えば、２色成形によって形成されており、第１のシート２１Ｃと第２のシート２２Ｃとが互いに溶着する等して一体化されている。なお、第２のシート２２Ｃの成形後に、第２のシート２２Ｃとは別途成形された各第１のシート２１Ｃの組み合わせ部３１Ｃを、第２のシート２２Ｃの対応する組み合わせ部３２Ｃにそれぞれ固定することにより、ボールシート６Ｃを形成してもよい。
【００４２】
スタッド軸８の中心軸線Ｌ１とボールシート６Ｃの中心軸線Ｌ２とが一致しているとき、第２のシート２２Ｃは、ボール７の底側部２８から開口側部２４に亘って延びている。
このとき、第２のシート２２Ｃの内周面３３が、ボール７の開口側部２４および底側部２８の双方に摺接している。第２のシート２２Ｃの外周面３４は、ソケット５の周壁１０の内周面１２に支持されており、第２のシート２２Ｃの底面５４は、底壁１１の一側面１３に支持されている。
【００４３】
図７および図８を参照して、ボールジョイント１Ｃに外力が作用していない状態のとき、第１および第２のシート２１Ｃ，２２Ｃのうちの、第１のシート２１Ｃのみが、ソケット５とボール７とに挟まれて弾性変形している。なお、第２のシート２２Ｃは、わずかに弾性変形されていてもよい。
各第１のシート２１Ｃは、ソケット５の径方向Ｒに沿ってみたとき、例えば矩形形状をなしている。各第１のシート２１Ｃは、互いに離隔して配置されており、ソケット５の周方向Ｐに沿って等間隔に配置されている。ソケット５の軸方向Ｓに関して、ボールシート６Ｃのうち第１のシート２１Ｃが設けられている部分が、第１および第２のシート２１Ｃ，２２Ｃがソケット５の周方向Ｐに交互に配置された領域３０Ｃとされている。この領域３０Ｃにおいて、第２のシート２２Ｃと対応する第１のシート２１Ｃとの互いの組み合わせ部３１Ｃ，３２Ｃは、ソケット５の径方向Ｒに沿ってみて矩形形状をなしている。
【００４４】
この場合、第１のシート２１Ｃを必要最小限だけ設けることができ、第２のシート２２Ｃをより多くの領域に配置できる。これにより、ボールシート６Ｃに作用する力Ｆ１，Ｆ２を第２のシート２２Ｃがより広い範囲で受けることができ、その結果、ボールシート６の実用上の耐荷重をより高くできる。
なお、本実施の形態において、第１のシート２１Ｃとボール７との間に逃がし部を設けることにより両者が直接接触しないようにされていてもよい。
【００４５】
その他、本発明のボールジョイントは、ラック軸とタイロッドとを連結する用途以外の用途に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の一実施の形態にかかるボールジョイントの概略構成を示す一部断面図である。
【図２】ボールジョイントの製造中の状態を示す一部断面図である。
【図３】図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。
【図４】本発明の別の実施の形態のシートの要部の展開図である。
【図５】本発明のさらに別の実施の形態のシートの要部の展開図である。
【図６】本発明のさらに別の実施の形態の要部の断面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施の形態にかかるボールジョイントの概略構成を示す一部断面図である。
【図８】図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００４７】
１，１Ｃ…ボールジョイント、５…ソケット、６，６Ｃ…ボールシート、７…ボール、８…スタッド軸、１１…底壁（ソケットの底）、１５…（ソケットの）開口部、１９…（ボールシートの）開口部、２１，２１Ｃ…第１のシート、２２，２２Ｃ…第２のシート、３０，３０Ｃ…領域、３１，３１Ａ，３１Ｂ，３１Ｃ…（第１のシートの）組み合わせ部、３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ…（第２のシートの）組み合わせ部、４１…第１の受圧領域、４２…第２の受圧領域、５３…逃がし部、Ｆ１，Ｆ２…力、Ｐ…周方向、Ｒ…径方向、Ｕ１，Ｕ２…方向。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボールが固定されたスタッド軸と、ボールを収容しボールをボールシートを介して揺動可能に支持するカップ状のソケットとを備え、
上記ボールシートおよびソケットには、スタッド軸が挿通された開口部がそれぞれ形成され、
上記ボールシートは、相対的に柔らかい第１のシートと、相対的に硬い第２のシートとを互いの組み合わせ部で組み合わせてなり、
上記ボールシートは、スタッド軸を介してソケットの上記開口部からボールを抜く方向に力が働いたときに、その力を受ける第１の受圧領域と、スタッド軸を介してボールをソケットの底に押し付ける方向に力が働いたときに、その力を受ける第２の受圧領域とを含み、
第１のシートおよび第２のシートを用いて上記第１の受圧領域が構成され、第２のシートを用いて上記第２の受圧領域が構成されていることを特徴とするボールジョイント。
【請求項２】
請求項１において、上記第１のシートが相対的に厚肉であり、上記第２のシートが相対的に薄肉であるボールジョイント。
【請求項３】
請求項１または２において、上記ボールシートは、第１のシートと第２のシートとがソケットの周方向に交互に配置された領域を含むボールジョイント。
【請求項４】
請求項３において、各上記組み合わせ部は、ソケットの径方向からみたときに波形形状をなしているボールジョイント。
【請求項５】
請求項３において、上記第１のシートは互いに独立して複数設けられ、これら複数の第１のシートが上記ソケットの周方向に間隔を隔てて並んでいるボールジョイント。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項において、上記ボールと第１のシートとの間に互いの接触を避けるための逃がし部が形成されているボールジョイント。
【請求項１】
ボールが固定されたスタッド軸と、ボールを収容しボールをボールシートを介して揺動可能に支持するカップ状のソケットとを備え、
上記ボールシートおよびソケットには、スタッド軸が挿通された開口部がそれぞれ形成され、
上記ボールシートは、相対的に柔らかい第１のシートと、相対的に硬い第２のシートとを互いの組み合わせ部で組み合わせてなり、
上記ボールシートは、スタッド軸を介してソケットの上記開口部からボールを抜く方向に力が働いたときに、その力を受ける第１の受圧領域と、スタッド軸を介してボールをソケットの底に押し付ける方向に力が働いたときに、その力を受ける第２の受圧領域とを含み、
第１のシートおよび第２のシートを用いて上記第１の受圧領域が構成され、第２のシートを用いて上記第２の受圧領域が構成されていることを特徴とするボールジョイント。
【請求項２】
請求項１において、上記第１のシートが相対的に厚肉であり、上記第２のシートが相対的に薄肉であるボールジョイント。
【請求項３】
請求項１または２において、上記ボールシートは、第１のシートと第２のシートとがソケットの周方向に交互に配置された領域を含むボールジョイント。
【請求項４】
請求項３において、各上記組み合わせ部は、ソケットの径方向からみたときに波形形状をなしているボールジョイント。
【請求項５】
請求項３において、上記第１のシートは互いに独立して複数設けられ、これら複数の第１のシートが上記ソケットの周方向に間隔を隔てて並んでいるボールジョイント。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項において、上記ボールと第１のシートとの間に互いの接触を避けるための逃がし部が形成されているボールジョイント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２４７７４（Ｐ２００９−２４７７４Ａ）
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１８８３９０（Ｐ２００７−１８８３９０）
【出願日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月５日（２００９．２．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月１９日（２００７．７．１９）
【出願人】（０００００１２４７）株式会社ジェイテクト (7,053)
【Ｆターム（参考）】
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