ボールジョイント
【課題】組み立てが容易で、しかも樹脂シート３０の連れ回りを、従来に比べて簡単な構造で、より確実に防止できるボールジョイント１３を提供する。
【解決手段】ボールジョイント１３のハウジング２９と球頭部３９の間に樹脂シート３０が介在されている。ハウジング２９は、樹脂シート３０が内側に配置された筒状部材３２、および筒状部材３２の一端を塞ぐように当該一端に固定されたプラグ板３３を含み、樹脂シート３０の底部３７に設けられた凹溝４４と、プラグ板３３に設けられた突起４８とが嵌め合わされて、樹脂シート３０が回り止めされている。
【解決手段】ボールジョイント１３のハウジング２９と球頭部３９の間に樹脂シート３０が介在されている。ハウジング２９は、樹脂シート３０が内側に配置された筒状部材３２、および筒状部材３２の一端を塞ぐように当該一端に固定されたプラグ板３３を含み、樹脂シート３０の底部３７に設けられた凹溝４４と、プラグ板３３に設けられた突起４８とが嵌め合わされて、樹脂シート３０が回り止めされている。
【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ものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にボールジョイントは、ボールスタッドの一端に設けた球頭部と、前記球頭部を覆う樹脂シートとを、ハウジングに収容して構成される。例えば自動車のステアリング装置のアウターボールジョイント等は、前記ハウジングを、内側に樹脂シートが配置される筒状部材、およびこの筒状部材の一端を塞ぐように当該一端に固定されるプラグ板で構成し、前記樹脂シートと球頭部とを、プラグ板で塞ぐ前の一端側の開口を通して筒状部材内に収容した後、前記開口をプラグ板で塞いで構成される。
【０００３】
詳しくは、前記樹脂シートとしては、筒状部材の内周に沿う筒状の周壁部の一端に、プラグ板に対向する底部を有し、反対側が開口されたカップ状にワンピース形成されたものが用いられる。また前記カップ状の第一シートと、前記第一シートとプラグ板との間に介在される板状の第二シートのツーピースに形成された樹脂シートも用いられる。樹脂シートのカップの底の内面は、球頭部の外表面に沿う凹面とされる。
【０００４】
筒状部材は、前記プラグ板で塞がれる一端側と反対側（他端側）の開口の開口径がボールスタッドの球頭部より小径とされて、前記球頭部が抜け止めされる。筒状部材の、小径とされた他端側の開口付近の内周は、例えば球頭部の外表面に対向する凹面とされる。
組み立てに際しては、まずボールスタッドのロッドを、プラグ板で塞ぐ前の一端側の開口を通して筒状部材内に挿入して他端側の開口から突出させる。次いでボールスタッドの球頭部と、前記球頭部を覆う樹脂シートとを筒状部材内に挿入して、前記樹脂シートの底を、プラグ板によって筒状部材の他端側の方向に押圧しながら、前記筒状部材の一端にプラグ板をかしめて固定する。
【０００５】
そうすると樹脂シートがハウジング内のほぼ全体を充填するように変形されて、前記樹脂シートがハウジングによって保持されると共に、ボールスタッドの球頭部が、前記樹脂シートによって摺動自在に保持される。
前記従来のボールジョイントにおいては、ステアリング装置の動作に伴ってボールスタッドがロッドの中心軸線を中心として回転する際に、本来はハウジングによって保持されていなければならない樹脂シートがボールスタッドと共に回転するいわゆる連れ回りを生じやすく、連れ回りが繰り返されると、前記樹脂シートの、筒状部材の内周と接している外周が摩耗して両者の間でガタを生じて、ステアリング装置の動作時に異音が発生するという問題を生じる。また、摩耗がさらに進行すると、ハウジングによる樹脂シートの保持力が低下し、それに伴って樹脂シートによる球頭部の保持力が低下して、ボールスタッドの回転トルクおよび揺動トルクが初期値から大幅に低下するという問題も生じる。
【０００６】
そこで、ハウジングと樹脂シートの互いの対向面に互いに連通する凹部を形成し、前記凹部に液状樹脂を充填したのち硬化させて、前記ハウジングと樹脂シートとを互いに固定することにより、前記樹脂シートの、ボールスタッドの回転に伴う連れ回りを防止することが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−８９５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし特許文献１に記載の構造では、ハウジングと樹脂シートの両方に形成した凹部が互いに連通するように、ボールジョイントの組み立て時に位置合わせをしたり、位置合わせをした凹部に液状樹脂を充填したり、充填した液状樹脂を硬化させたりするために手間がかかるという問題がある。
また、位置合わせが正しく行なわれなかったり、凹部に充填した液状樹脂に起泡が含まれていたりした場合には、ハウジングと樹脂シートとの固定が十分でなく、ボールスタッドの回転を繰り返すうちに固定が解除されて樹脂シートが連れ回りを生じ、それに伴って先に説明した異音やトルクの変動等の問題を生じるおそれもある。
【０００８】
本発明の目的は、組み立てが容易で、しかも樹脂シートの連れ回りを、従来に比べて簡単な構造で、より確実に防止できるボールジョイントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、一端に球頭部（３９）を有するボールスタッド（３１）と、前記球頭部を覆う樹脂シート（３０）と、前記樹脂シートおよび球頭部を収容するハウジング（２９）とを備え、前記ハウジングは、樹脂シートが内側に配置された筒状部材（３２）、およびこの筒状部材の一端を塞ぐように当該一端に固定されたプラグ板（３３）を含み、前記樹脂シートは、筒状部材の内周に沿う筒状の周壁部（３６）の一端に、プラグ板に対向する底部（３７）を有しその反対側が開口されたカップ状に形成されていると共に、前記底部のプラグ板に対向する面に凹溝（４４）を有しており、前記プラグ板は、前記樹脂シート側に突出して前記凹溝に嵌め合わされる突起（４８）を有しており、前記突起と凹溝とが嵌め合わされて樹脂シートが回り止めされていることを特徴とするボールジョイント（１３）を提供するものである（請求項１）。なおカッコ内の英数字は、後述の実施の形態における対応構成要素等を表す。
【００１０】
本発明によれば、先に説明したように球頭部と樹脂シートとを筒状部材内に挿入して、前記樹脂シートの底を、プラグ板によって筒状部材の他端側の方向に押圧しながら、前記筒状部材の一端にプラグ板を固定する通常の組み立て過程において、前記樹脂シートに設けた凹溝に、プラグ板に設けた突起を嵌め合せるだけでハウジングと樹脂シートとを固定して、前記樹脂シートの、ボールスタッドの回転に伴う連れ回りを防止できる。
【００１１】
そのため本発明によれば、組み立てが容易で、しかも樹脂シートの連れ回りを、従来に比べて簡単な構造で、より確実に防止できるボールジョイントを提供することができる。
本発明によれば、樹脂シートの底部を球頭部の球面に沿う略半球状に形成し、前記底部の外面に、周壁部の筒の軸（Ｌ３）と交差方向に延びる複数のリブ（４３）を形成して、各リブ間に、前記軸と交差方向に延びる複数の凹溝を設けることができる（請求項２）。
【００１２】
この場合、樹脂シートの底部を前記略半球状とすることで、周壁部と厚みが近似した薄肉として厚肉部をなくして、樹脂の成形時のヒケ等による樹脂シートの寸法精度の低下を防止できる。またリブを設けることで樹脂シートを補強できる。しかも各リブ間に凹溝を設けることにより樹脂シートの構造を簡略化できる。
また本発明によれば、プラグ板に、樹脂シートの複数の凹溝に嵌め合わされて、前記樹脂シートの周壁部の筒の軸をプラグ板の中心軸（Ｌ２）と一致させる複数の突起を設けることができる（請求項３）。
【００１３】
この場合、前記複数の凹溝のうち任意の凹溝に複数の突起を嵌め合わせるだけで、樹脂シートとプラグ板とを芯出しできる。そのためボールジョイントの組み立てをさらに容易にできる。
さらに本発明によれば、突起を、プラグ板の元になる板材をプレス加工してプラグ板を形成する際に同時に形成することができる（請求項４）。
【００１４】
この場合、突起の位置精度を向上できる。またプラグ板の構造および製造工程を簡略化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るボールジョイントを備えるステアリング装置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、操舵部材としてのステアリングホイール２と、転舵輪(図示せず)を転舵する転舵機構としてのラックアンドピニオン機構３とを備えている。
【００１６】
ステアリングホイール２は、ステアリングシャフト４および中間軸５を介して、ラックアンドピニオン機構３に連結されている。ステアリングホイール２の回転は、ステアリングシャフト４および中間軸５を介してラックアンドピニオン機構３に伝達される。
ラックアンドピニオン機構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の先端に連結されたピニオン９とを含む。ステアリングホイール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。
【００１７】
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１４の一端が連結されている。また、タイロッド１４の他端（いわゆるタイロッドエンド）には、アウターボールジョイント１３が設けられている。図示はしないが、転舵輪は、ナックルアームを介してアウターボールジョイント１３に連結されている。
【００１８】
また、ハウジング１１の各端部には、筒状のラックブーツ１５が配置されている。各ラックブーツ１５の一端は、ハウジング１１の端部に外嵌しており、当該端部に固定されている。また、各ラックブーツ１５の他端は、タイロッド１４に外嵌しており、当該タイロッド１４に固定されている。ハウジング１１の端部およびインナーボールジョイント１２は、対応するラックブーツ１５により覆われている。このラックブーツ１５によって、水や埃などの異物が、ハウジング１１内やインナーボールジョイント１２内に侵入することが防止されている。
【００１９】
操舵操作（回転操作）では、前述したように、ステアリングホイール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１４に伝えられ、さらに、タイロッド１４の動きがアウターボールジョイント１３を介してナックルアームへと伝えられる。
【００２０】
図２は、インナーボールジョイント１２およびアウターボールジョイント１３を含むステアリング装置１の一部の断面図である。
インナーボールジョイント１２は、ラック軸７の端部に連結されるハウジング１６と、このハウジング１６に保持された樹脂シート１７およびボールスタッド１８とを備えている。ハウジング１６は、樹脂シート１７およびボールスタッド１８を収容する収容室１９と、ラック軸７の端部に連結される連結部２０とを含む。収容室１９は、底が封止された筒状であり、入口を有している。また、樹脂シート１７はカップ状であり、周壁部２１と底部２２とを含む。樹脂シート１７は、底部２２が収容室１９の底に対向するように配置されている。
【００２１】
ボールスタッド１８は、球面状の外表面を有する球頭部２３と、この球頭部２３から突出するように延びるロッド２４とを一体的に備えている。球頭部２３は、樹脂シート１７に覆われ嵌合されており、ロッド２４は、収容室１９から突出している。タイロッド１４の一部は、ボールスタッド１８によって構成されている。すなわち、タイロッド１４は、ボールスタッド１８と、このボールスタッド１８のロッド２４に連結された連結軸２５とによって構成されている。
【００２２】
収容室１９の入口は、樹脂シート１７で覆われた球頭部２３を収容した後にかしめられて小径とされて、上記球頭部２３および樹脂シート１７が抜け止めされている。
ロッド２４の先端部（図２では右端部）には、雄ねじ部２６が形成されている。雄ねじ部２６は、連結軸２５に形成された雌ねじ孔２７に螺合されている。雄ねじ部２６が雌ねじ孔２７に螺合されることにより、連結軸２５がボールスタッド１８に同軸的に連結されている。
【００２３】
また、雄ねじ部２６にはロックナット２８が螺合されている。ボールスタッド１８および連結軸２５は、ロックナット２８によって互いに固定されている。また、雌ねじ孔２７に対する雄ねじ部２６のねじ込み量は、ロックナット２８によって調節されている。雌ねじ孔２７に対する雄ねじ部２６のねじ込み量を調節することにより、転舵輪のトー角を調節することができる。
【００２４】
球頭部２３は、樹脂シート１７を介して収容室１９に包み込まれるように保持されている。すなわち、ボールスタッド１８は、樹脂シート１７を介してハウジング１６に保持されている。樹脂シート１７の内周面は、球頭部２３の外表面に沿う形状とされている。球頭部２３は、樹脂シート１７に対して摺動可能となっている。樹脂シート１７と球頭部２３との間には、グリース等の潤滑剤が充填されている。ボールスタッド１８は、球頭部２３を支点として、ハウジング１６に対して揺動可能となっている。したがって、ラック軸７（図１参照）の軸方向への動きは、軸方向へ直線的にタイロッド１４に伝達されるのではなく、インナーボールジョイント１２によって揺動する角度方向へ伝達される。
【００２５】
一方、アウターボールジョイント１３は、ハウジング２９と、このハウジング２９に保持された樹脂シート３０およびボールスタッド３１とを備えている。ハウジング２９は、樹脂シート３０がその内側に配置された筒状部材３２と、この筒状部材３２の一端（図２では下端）を塞ぐように当該一端に固定されたプラグ板３３とを含む。筒状部材３２は、例えば連結軸２５の先端部に一体的に形成されている。
【００２６】
樹脂シート３０はカップ状であり、周壁部３６と底部３７とを含む。樹脂シート３０は、周壁部３６が筒状部材３２の内周面に沿い、かつ底部３７がプラグ板３３に対向するように配置されている。
ボールスタッド３１は、球面状の外表面を有する球頭部３９と、この球頭部３９から上方へ突出する延びるロッド４０とを一体的に備えている。球頭部３９は、樹脂シート３０に覆われ嵌合されており、ロッド４０は、筒状部材３２から突出している。球頭部３９は、樹脂シート３０を介してハウジング２９に保持されている。すなわち、ボールスタッド３１は、樹脂シート３０を介してハウジング２９に保持されている。
【００２７】
筒状部材３２の他端（図２では上端）側の開口３８は、その開口径が球頭部３９より小径とされて、前記球頭部３９および樹脂シート３０が抜け止めされている。樹脂シート３０は、前記開口３８とプラグ板３３との間で保持されている。
樹脂シート３０の内周面は、球頭部３９の外表面に沿う凹面とされている。球頭部３９は、樹脂シート３０に対して摺動可能となっている。樹脂シート３０と球頭部３９との間には、グリース等の潤滑剤が充填されている。ボールスタッド３１は、球頭部３９を支点としてハウジング２９に対して揺動可能となっている。また、ボールスタッド３１は、ロッド４０の中心軸線まわりに回転可能となっている。アウターボールジョイント１３により、タイロッド１４の動きをその揺動する角度方向へ向けてナックルアームに伝達する。
【００２８】
ハウジング２９およびボールスタッド３１には、筒状のカバー４１が取り付けられている。カバー４１の一端は、筒状部材３２の端部に外嵌しており、当該端部に固定されている。また、カバー４１の他端は、ロッド４０に外嵌しており、当該ロッド４０に固定されている。筒状部材３２の端部およびロッド４０の一部は、カバー４１によって覆われている。このカバー４１によって、水や埃なとどの異物が、アウターボールジョイント１３内に侵入することが防止されている。
【００２９】
次に、この実施形態に係るボールジョイントの具体的構成について、アウターボールジョイント１３を例にとって説明する。
図３は、本発明の一実施の形態にかかるアウターボールジョイント１３の概略構成を示す一部断面図である。
図３を参照して、アウターボールジョイント１３は、ボールスタッド３１と、ハウジング２９と、樹脂シート３０とを備えている。ボールスタッド３１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り、球頭部３９とロッド４０とを含んでいる。ロッド４０の中心軸線Ｌ１上に球頭部３９の中心Ｃが配置されている。
【００３０】
ハウジング２９は、球頭部３９を収容し、かつボールスタッド３１を、樹脂シート３０を介して、上記球頭部３９を支点として、中心軸線Ｌ１まわりに回転可能で、かつ中心Ｃを中心として揺動可能に支持するものである。ハウジング２９は、樹脂シート３０がその内側に配置された筒状部材３２と、この筒状部材３２の一端（図３では下端）を塞ぐように当該一端に固定されたプラグ板３３とを含む。筒状部材３２は、連結軸２５の先端部に一体的に形成されている。筒状部材３２と連結軸２５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。
【００３１】
筒状部材３２は、球頭部３９を取り囲む筒状に形成されている。筒状部材３２のうち、ハウジング２９の中心軸線Ｌ２がボールスタッド３１の中心軸線Ｌ１と一致している状態（図３の状態）において、球頭部３９の中心Ｃを通り中心軸線Ｌ１、Ｌ２に直交する平面Ａから前記一端側の開口までの間の内周面３４は、内径が一定の筒状に形成されている。
筒状部材３２の他端側の開口３８は、先に説明したように開口径が球頭部３９より小径とされて、前記球頭部３９および樹脂シート３０が抜け止めされている。開口３８は、中心軸線Ｌ２と直交方向の形状が、前記中心軸線Ｌ２を中心とする円形に形成されている。
【００３２】
筒状部材３２のうち、図３の状態において平面Ａから開口３８までの間の内周面３５は、球頭部３９の外表面に対向し、かつ内周面３４と連続して開口３８に達する凹面とされている。内周面３４、３５と開口３８とは同心に形成されている。
図４は、アウターボールジョイント１３に組み込む樹脂シート３０の一例を示す断面図である。図５は、前記樹脂シート３０の底面図である。
【００３３】
図３〜図５を参照して、樹脂シート３０は、外周が筒状部材３２の内周面３４に沿う筒状とされた周壁部３６の一端に、プラグ板３３に対向する底部３７が設けられ、他端が、ロッド４０が挿通される開口部４２とされたカップ状にワンピース形成されている。底部３７は、球頭部３９の球面に沿う略半球状に形成されている。
底部３７の外面には、周壁部３６の筒の中心軸線Ｌ３と交差方向に延びる複数のリブ４３が形成されている。各リブ４３は、中心軸線Ｌ３を中心として放射状に設けられている。個々のリブ４３の放射方向の外縁は、周壁部３６の外周と同一の円筒面とされている。各リブ４３の厚みは一定とされている。中心軸線Ｌ３を中心とする、隣り合うリブ４３のなす角度は一定とされている。例えば図の例では、厚みが等しい１８枚のリブ４３が、中心軸線Ｌ３を中心として、いずれも２０°の開き角度で放射状に設けられている。
【００３４】
各リブ４３間には、隣り合うリブ４３の側面と底部３７の外面とで区画されて凹溝４４が設けられている。凹溝４４は、中心軸線Ｌ３を中心として放射状に設けられている。各凹溝４４は、各リブ４３の厚みが一定とされ、かつ隣り合うリブ４３間のなす角度が一定とされることで、中心軸線Ｌ３と直交方向の形状が等しく、かつ隣り合う凹溝４４のなす角度が一定とされている。例えば図の例では、平面形状が等しい１８箇所の凹溝４４が、中心軸線Ｌ３を中心として、いずれも２０°の開き角度で放射状に設けられている。
【００３５】
以上のように、樹脂シート３０の底部３７を略半球状とすることで、前記底部３７を、周壁部３６と厚みが近似した薄肉として厚肉部をなくして、樹脂の成形時のヒケ等による樹脂シート３０の寸法精度の低下を防止できる。またリブ４３を設けることで樹脂シート３０を補強できる。しかも各リブ４３間に凹溝４４を設けることにより樹脂シート３０の構造を簡略化できる。
【００３６】
樹脂シート３０の底部３７には、貫通穴４５が設けられている。貫通穴４５は、中心軸線Ｌ３と直交方向の形状が、前記中心軸線Ｌ２を中心とする円形に形成されている。また樹脂シート３０の内面には、開口部４２から貫通穴４５に達する縦溝４６が設けられている。縦溝４６は、図４では１箇所のみ記載しているが、周壁部３６の筒の周方向の複数箇所に設けられている。樹脂シート３０のうち底部３７の内面には、各縦溝４６を繋ぐ環状の横溝４７が設けられている。
【００３７】
貫通穴４５は、グリース溜まりとして機能させることができる。また縦溝４６および横溝４７は、前記貫通穴４５から球頭部３９の外表面にグリースを供給するための供給路として機能させることができる。また貫通穴４５、縦溝４６および横溝４７を設けることにより、球頭部３９との接触面積を調整できる。さらに、前記貫通穴４５、縦溝４６および横溝４７を設けることで樹脂シート３０の剛性を低下させて、前記樹脂シート３０を球頭部３９と共に筒状部材３２内に圧入する際に変形しやすくできる。そのためボールスタッド３１の回転トルクおよび揺動トルクを安定化できる。
【００３８】
図６は、アウターボールジョイント１３に組み込むプラグ板３３の一例を示す側面図である。図７は、前記プラグ板３３の平面図である。
図６、図７を参照して、プラグ板３３は、例えば鋼等の金属製の板材等からなり、ハウジング２９の中心軸線Ｌ２と直交方向の形状が、前記中心軸線Ｌ２を中心とする円形に形成されている。
【００３９】
プラグ板３３は、樹脂シート３０の底部３７に対向する面（図６では上面）から上方に突出する複数の突起４８を有している。各突起４８は、プラグ板３３上の、前記中心軸線Ｌ２からそれぞれ等距離の位置に設けられている。また隣り合う突起４８は、互いに等間隔に設けられている。中心軸線Ｌ２を中心とする、隣り合う突起４８のなす角度は一定とされている。例えば図の例では３個の突起４８が、中心軸線Ｌ２を中心として、いずれも１２０°の開き角度で等間隔に設けられている。
【００４０】
前記３個の突起４８は、ハウジング２９の中心軸線Ｌ２と、樹脂シート３０の中心軸線Ｌ３とが一致している状態（図３の状態）において、先に説明した１８箇所の凹溝４４のうち、間にそれぞれ５箇所ずつの凹溝４４を挟んだ任意の３個所の凹溝４４に嵌め合わされる。そのため、前記３個の突起４８を、任意の３個所の凹溝４４に嵌め合わせることにより、ハウジング２９の中心軸線Ｌ２と、樹脂シート３０の中心軸線Ｌ３とを一致させることができる。つまり突起４８と凹溝４４とを嵌め合わせるだけで、樹脂シート３０を、ハウジング２９に対して芯出しできる。したがって、アウターボールジョイント１３の組み立てを容易化できる。
【００４１】
プラグ板３３の上面の中央には凹部４９が設けられている。図３を参照して、前記凹部４９は、樹脂シート３０の貫通穴４５と連通してグリース溜まりとして機能させることができる。
図６、図７を参照して、突起４８および凹部４９は、前記金属製の板材を、プレス加工により円形に打抜いてプラグ板３３を製造する際に、同時に形成できる。すなわちプレス加工時に、板材の円の中央を図６において下方に凹入させると共に、その周囲の任意の位置を上方に突出させることで、前記凹部４９および突起４８を有するプラグ板３３を形成できる。この場合、突起４８および凹部４９の位置精度を向上できる。またプラグ板３３の構造および製造工程を簡略化できる。
【００４２】
図３を参照して、筒状部材３２の一端側の開口付近は、内周面３４よりも内径の大きい円形の拡径部５０とされ、前記拡径部５０と内周面３４との間に環状の段部５１が設けられている。拡径部５０は、内周面３４と同心に形成されている。拡径部５０の内径は、プラグ板３３の円の外径と一致している。拡径部５０の、中心軸線Ｌ２方向の幅は、プラグ板３３の厚みより大きく設定されている。
【００４３】
図３〜図７を参照して、アウターボールジョイント１３の組み立てに際しては、まずボールスタッド３１のロッド４０を、プラグ板３３で塞ぐ前の一端側の開口を通して筒状部材３２内に挿入して他端側の開口３８から突出させる。
次いで、ボールスタッド３１の球頭部３９と、前記球頭部３９を覆う樹脂シート３０とを筒状部材３２内に挿入する。
【００４４】
次いで、前記樹脂シート３０の底部３７の複数の凹溝４４のうち任意の凹溝４４にプラグ板３３の突起４８を嵌め合わせた状態で、前記プラグ板３３によって、前記樹脂シート３０と球頭部３９とを、筒状部材３２の他端側の方向に押圧しながら、前記筒状部材３２の一端の拡径部５０にプラグ板３３を挿入して段部５１に当接させた後、前記拡径部５０の口縁５２をかしめてプラグ板３３を固定する。
【００４５】
そうすると、前記圧入によって樹脂シート３０がハウジング２９内の、筒状部材３２と球頭部３９との隙間のほぼ全体を充填するように弾性変形される。すなわち樹脂シート３０の周壁部３６のうち、中心軸線Ｌ１〜Ｌ３が一致している図３の状態において平面Ａより開口部４２側の外面が、筒状部材３２の開口３８側の内周面３５に沿う凸面、内面が、球頭部３９の外表面に沿う凹面とされる。
【００４６】
また、周壁部３６のうち前記平面Ａよりプラグ板３３側の領域、および各リブ４３の放射方向の外縁は、いずれも筒状部材３２の、平面Ａよりプラグ板３３側の内周面３４に沿う円筒面とされている。また樹脂シート３０の底部３７は、先に説明したように球頭部３９の球面に沿う略半球状に形成されると共に、筒状部材３２に固定されたプラグ板３３の上面と当接している。
【００４７】
そのため、前記樹脂シート３０がハウジング２９によって保持されると共に、ボールスタッド３１の球頭部３９が、前記樹脂シート３０によって摺動自在に保持される。
またこの状態においては、樹脂シート３０の凹溝４４に、プラグ板３３の突起４８が嵌め合わされて、前記樹脂シート３０が、ハウジング２９に対して芯出しされた状態で、前記ハウジング２９と樹脂シート３０とを固定できる。そのため、樹脂シート３０の、ボールスタッド３１の回転に伴う連れ回りを防止できる。
【００４８】
したがって、従来に比べて簡単な構造で、前記連れ回りが繰り返されることによる樹脂シート３０の摩耗や、それに伴うガタおよび異音の発生、あるいはボールスタッド３１の回転トルクおよび揺動トルクの大幅な変動等を確実に防止できるボールジョイント１３を提供できる。
ハウジング２９およびボールスタッド３１には、筒状のカバー４１が取り付けられている。カバー４１の一端は、筒状部材３２の開口３８側の端部外周に設けた環状の凹溝５３に外嵌し、その外側に外嵌された固定リング５４によって当該端部に固定されている。
【００４９】
また、カバー４１の他端は、ロッド４０に外嵌しており、当該ロッド４０に固定されている。筒状部材３２の端部およびロッド４０の一部は、カバー４１によって覆われている。このカバー４１によって、水や埃なとどの異物が、アウターボールジョイント１３内に侵入することが防止されている。
本発明は、以上の実施の形態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。また本発明のボールジョイントは、タイロッドとナックルアーム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】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係るボールジョイントを備えるステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】インナーボールジョイントおよびアウターボールジョイントを含むステアリング装置の一部の断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態にかかるアウター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４】アウターボールジョイントに組み込む樹脂シートの一例を示す断面図である。
【図５】図４の樹脂シートの底面図である。
【図６】アウターボールジョイントに組み込むプラグ板の一例を示す側面図である。
【図７】図６のプラグ板の平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１３：ボールジョイント（アウターボールジョイント）、２９：ハウジング、３０：樹脂シート、３１：ボールスタッド、３２：筒状部材、３３：プラグ板、３６：周壁部、３７：底部、３９：球頭部、４４：凹溝、４８：突起。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ボールジョイントに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般にボールジョイントは、ボールスタッドの一端に設けた球頭部と、前記球頭部を覆う樹脂シートとを、ハウジングに収容して構成される。例えば自動車のステアリング装置のアウターボールジョイント等は、前記ハウジングを、内側に樹脂シートが配置される筒状部材、およびこの筒状部材の一端を塞ぐように当該一端に固定されるプラグ板で構成し、前記樹脂シートと球頭部とを、プラグ板で塞ぐ前の一端側の開口を通して筒状部材内に収容した後、前記開口をプラグ板で塞いで構成される。
【０００３】
詳しくは、前記樹脂シートとしては、筒状部材の内周に沿う筒状の周壁部の一端に、プラグ板に対向する底部を有し、反対側が開口されたカップ状にワンピース形成されたものが用いられる。また前記カップ状の第一シートと、前記第一シートとプラグ板との間に介在される板状の第二シートのツーピースに形成された樹脂シートも用いられる。樹脂シートのカップの底の内面は、球頭部の外表面に沿う凹面とされる。
【０００４】
筒状部材は、前記プラグ板で塞がれる一端側と反対側（他端側）の開口の開口径がボールスタッドの球頭部より小径とされて、前記球頭部が抜け止めされる。筒状部材の、小径とされた他端側の開口付近の内周は、例えば球頭部の外表面に対向する凹面とされる。
組み立てに際しては、まずボールスタッドのロッドを、プラグ板で塞ぐ前の一端側の開口を通して筒状部材内に挿入して他端側の開口から突出させる。次いでボールスタッドの球頭部と、前記球頭部を覆う樹脂シートとを筒状部材内に挿入して、前記樹脂シートの底を、プラグ板によって筒状部材の他端側の方向に押圧しながら、前記筒状部材の一端にプラグ板をかしめて固定する。
【０００５】
そうすると樹脂シートがハウジング内のほぼ全体を充填するように変形されて、前記樹脂シートがハウジングによって保持されると共に、ボールスタッドの球頭部が、前記樹脂シートによって摺動自在に保持される。
前記従来のボールジョイントにおいては、ステアリング装置の動作に伴ってボールスタッドがロッドの中心軸線を中心として回転する際に、本来はハウジングによって保持されていなければならない樹脂シートがボールスタッドと共に回転するいわゆる連れ回りを生じやすく、連れ回りが繰り返されると、前記樹脂シートの、筒状部材の内周と接している外周が摩耗して両者の間でガタを生じて、ステアリング装置の動作時に異音が発生するという問題を生じる。また、摩耗がさらに進行すると、ハウジングによる樹脂シートの保持力が低下し、それに伴って樹脂シートによる球頭部の保持力が低下して、ボールスタッドの回転トルクおよび揺動トルクが初期値から大幅に低下するという問題も生じる。
【０００６】
そこで、ハウジングと樹脂シートの互いの対向面に互いに連通する凹部を形成し、前記凹部に液状樹脂を充填したのち硬化させて、前記ハウジングと樹脂シートとを互いに固定することにより、前記樹脂シートの、ボールスタッドの回転に伴う連れ回りを防止することが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−８９５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし特許文献１に記載の構造では、ハウジングと樹脂シートの両方に形成した凹部が互いに連通するように、ボールジョイントの組み立て時に位置合わせをしたり、位置合わせをした凹部に液状樹脂を充填したり、充填した液状樹脂を硬化させたりするために手間がかかるという問題がある。
また、位置合わせが正しく行なわれなかったり、凹部に充填した液状樹脂に起泡が含まれていたりした場合には、ハウジングと樹脂シートとの固定が十分でなく、ボールスタッドの回転を繰り返すうちに固定が解除されて樹脂シートが連れ回りを生じ、それに伴って先に説明した異音やトルクの変動等の問題を生じるおそれもある。
【０００８】
本発明の目的は、組み立てが容易で、しかも樹脂シートの連れ回りを、従来に比べて簡単な構造で、より確実に防止できるボールジョイントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明は、一端に球頭部（３９）を有するボールスタッド（３１）と、前記球頭部を覆う樹脂シート（３０）と、前記樹脂シートおよび球頭部を収容するハウジング（２９）とを備え、前記ハウジングは、樹脂シートが内側に配置された筒状部材（３２）、およびこの筒状部材の一端を塞ぐように当該一端に固定されたプラグ板（３３）を含み、前記樹脂シートは、筒状部材の内周に沿う筒状の周壁部（３６）の一端に、プラグ板に対向する底部（３７）を有しその反対側が開口されたカップ状に形成されていると共に、前記底部のプラグ板に対向する面に凹溝（４４）を有しており、前記プラグ板は、前記樹脂シート側に突出して前記凹溝に嵌め合わされる突起（４８）を有しており、前記突起と凹溝とが嵌め合わされて樹脂シートが回り止めされていることを特徴とするボールジョイント（１３）を提供するものである（請求項１）。なおカッコ内の英数字は、後述の実施の形態における対応構成要素等を表す。
【００１０】
本発明によれば、先に説明したように球頭部と樹脂シートとを筒状部材内に挿入して、前記樹脂シートの底を、プラグ板によって筒状部材の他端側の方向に押圧しながら、前記筒状部材の一端にプラグ板を固定する通常の組み立て過程において、前記樹脂シートに設けた凹溝に、プラグ板に設けた突起を嵌め合せるだけでハウジングと樹脂シートとを固定して、前記樹脂シートの、ボールスタッドの回転に伴う連れ回りを防止できる。
【００１１】
そのため本発明によれば、組み立てが容易で、しかも樹脂シートの連れ回りを、従来に比べて簡単な構造で、より確実に防止できるボールジョイントを提供することができる。
本発明によれば、樹脂シートの底部を球頭部の球面に沿う略半球状に形成し、前記底部の外面に、周壁部の筒の軸（Ｌ３）と交差方向に延びる複数のリブ（４３）を形成して、各リブ間に、前記軸と交差方向に延びる複数の凹溝を設けることができる（請求項２）。
【００１２】
この場合、樹脂シートの底部を前記略半球状とすることで、周壁部と厚みが近似した薄肉として厚肉部をなくして、樹脂の成形時のヒケ等による樹脂シートの寸法精度の低下を防止できる。またリブを設けることで樹脂シートを補強できる。しかも各リブ間に凹溝を設けることにより樹脂シートの構造を簡略化できる。
また本発明によれば、プラグ板に、樹脂シートの複数の凹溝に嵌め合わされて、前記樹脂シートの周壁部の筒の軸をプラグ板の中心軸（Ｌ２）と一致させる複数の突起を設けることができる（請求項３）。
【００１３】
この場合、前記複数の凹溝のうち任意の凹溝に複数の突起を嵌め合わせるだけで、樹脂シートとプラグ板とを芯出しできる。そのためボールジョイントの組み立てをさらに容易にできる。
さらに本発明によれば、突起を、プラグ板の元になる板材をプレス加工してプラグ板を形成する際に同時に形成することができる（請求項４）。
【００１４】
この場合、突起の位置精度を向上できる。またプラグ板の構造および製造工程を簡略化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下には、図面を参照して、この発明の実施形態について具体的に説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るボールジョイントを備えるステアリング装置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、操舵部材としてのステアリングホイール２と、転舵輪(図示せず)を転舵する転舵機構としてのラックアンドピニオン機構３とを備えている。
【００１６】
ステアリングホイール２は、ステアリングシャフト４および中間軸５を介して、ラックアンドピニオン機構３に連結されている。ステアリングホイール２の回転は、ステアリングシャフト４および中間軸５を介してラックアンドピニオン機構３に伝達される。
ラックアンドピニオン機構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の先端に連結されたピニオン９とを含む。ステアリングホイール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。
【００１７】
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１４の一端が連結されている。また、タイロッド１４の他端（いわゆるタイロッドエンド）には、アウターボールジョイント１３が設けられている。図示はしないが、転舵輪は、ナックルアームを介してアウターボールジョイント１３に連結されている。
【００１８】
また、ハウジング１１の各端部には、筒状のラックブーツ１５が配置されている。各ラックブーツ１５の一端は、ハウジング１１の端部に外嵌しており、当該端部に固定されている。また、各ラックブーツ１５の他端は、タイロッド１４に外嵌しており、当該タイロッド１４に固定されている。ハウジング１１の端部およびインナーボールジョイント１２は、対応するラックブーツ１５により覆われている。このラックブーツ１５によって、水や埃などの異物が、ハウジング１１内やインナーボールジョイント１２内に侵入することが防止されている。
【００１９】
操舵操作（回転操作）では、前述したように、ステアリングホイール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１４に伝えられ、さらに、タイロッド１４の動きがアウターボールジョイント１３を介してナックルアームへと伝えられる。
【００２０】
図２は、インナーボールジョイント１２およびアウターボールジョイント１３を含むステアリング装置１の一部の断面図である。
インナーボールジョイント１２は、ラック軸７の端部に連結されるハウジング１６と、このハウジング１６に保持された樹脂シート１７およびボールスタッド１８とを備えている。ハウジング１６は、樹脂シート１７およびボールスタッド１８を収容する収容室１９と、ラック軸７の端部に連結される連結部２０とを含む。収容室１９は、底が封止された筒状であり、入口を有している。また、樹脂シート１７はカップ状であり、周壁部２１と底部２２とを含む。樹脂シート１７は、底部２２が収容室１９の底に対向するように配置されている。
【００２１】
ボールスタッド１８は、球面状の外表面を有する球頭部２３と、この球頭部２３から突出するように延びるロッド２４とを一体的に備えている。球頭部２３は、樹脂シート１７に覆われ嵌合されており、ロッド２４は、収容室１９から突出している。タイロッド１４の一部は、ボールスタッド１８によって構成されている。すなわち、タイロッド１４は、ボールスタッド１８と、このボールスタッド１８のロッド２４に連結された連結軸２５とによって構成されている。
【００２２】
収容室１９の入口は、樹脂シート１７で覆われた球頭部２３を収容した後にかしめられて小径とされて、上記球頭部２３および樹脂シート１７が抜け止めされている。
ロッド２４の先端部（図２では右端部）には、雄ねじ部２６が形成されている。雄ねじ部２６は、連結軸２５に形成された雌ねじ孔２７に螺合されている。雄ねじ部２６が雌ねじ孔２７に螺合されることにより、連結軸２５がボールスタッド１８に同軸的に連結されている。
【００２３】
また、雄ねじ部２６にはロックナット２８が螺合されている。ボールスタッド１８および連結軸２５は、ロックナット２８によって互いに固定されている。また、雌ねじ孔２７に対する雄ねじ部２６のねじ込み量は、ロックナット２８によって調節されている。雌ねじ孔２７に対する雄ねじ部２６のねじ込み量を調節することにより、転舵輪のトー角を調節することができる。
【００２４】
球頭部２３は、樹脂シート１７を介して収容室１９に包み込まれるように保持されている。すなわち、ボールスタッド１８は、樹脂シート１７を介してハウジング１６に保持されている。樹脂シート１７の内周面は、球頭部２３の外表面に沿う形状とされている。球頭部２３は、樹脂シート１７に対して摺動可能となっている。樹脂シート１７と球頭部２３との間には、グリース等の潤滑剤が充填されている。ボールスタッド１８は、球頭部２３を支点として、ハウジング１６に対して揺動可能となっている。したがって、ラック軸７（図１参照）の軸方向への動きは、軸方向へ直線的にタイロッド１４に伝達されるのではなく、インナーボールジョイント１２によって揺動する角度方向へ伝達される。
【００２５】
一方、アウターボールジョイント１３は、ハウジング２９と、このハウジング２９に保持された樹脂シート３０およびボールスタッド３１とを備えている。ハウジング２９は、樹脂シート３０がその内側に配置された筒状部材３２と、この筒状部材３２の一端（図２では下端）を塞ぐように当該一端に固定されたプラグ板３３とを含む。筒状部材３２は、例えば連結軸２５の先端部に一体的に形成されている。
【００２６】
樹脂シート３０はカップ状であり、周壁部３６と底部３７とを含む。樹脂シート３０は、周壁部３６が筒状部材３２の内周面に沿い、かつ底部３７がプラグ板３３に対向するように配置されている。
ボールスタッド３１は、球面状の外表面を有する球頭部３９と、この球頭部３９から上方へ突出する延びるロッド４０とを一体的に備えている。球頭部３９は、樹脂シート３０に覆われ嵌合されており、ロッド４０は、筒状部材３２から突出している。球頭部３９は、樹脂シート３０を介してハウジング２９に保持されている。すなわち、ボールスタッド３１は、樹脂シート３０を介してハウジング２９に保持されている。
【００２７】
筒状部材３２の他端（図２では上端）側の開口３８は、その開口径が球頭部３９より小径とされて、前記球頭部３９および樹脂シート３０が抜け止めされている。樹脂シート３０は、前記開口３８とプラグ板３３との間で保持されている。
樹脂シート３０の内周面は、球頭部３９の外表面に沿う凹面とされている。球頭部３９は、樹脂シート３０に対して摺動可能となっている。樹脂シート３０と球頭部３９との間には、グリース等の潤滑剤が充填されている。ボールスタッド３１は、球頭部３９を支点としてハウジング２９に対して揺動可能となっている。また、ボールスタッド３１は、ロッド４０の中心軸線まわりに回転可能となっている。アウターボールジョイント１３により、タイロッド１４の動きをその揺動する角度方向へ向けてナックルアームに伝達する。
【００２８】
ハウジング２９およびボールスタッド３１には、筒状のカバー４１が取り付けられている。カバー４１の一端は、筒状部材３２の端部に外嵌しており、当該端部に固定されている。また、カバー４１の他端は、ロッド４０に外嵌しており、当該ロッド４０に固定されている。筒状部材３２の端部およびロッド４０の一部は、カバー４１によって覆われている。このカバー４１によって、水や埃なとどの異物が、アウターボールジョイント１３内に侵入することが防止されている。
【００２９】
次に、この実施形態に係るボールジョイントの具体的構成について、アウターボールジョイント１３を例にとって説明する。
図３は、本発明の一実施の形態にかかるアウターボールジョイント１３の概略構成を示す一部断面図である。
図３を参照して、アウターボールジョイント１３は、ボールスタッド３１と、ハウジング２９と、樹脂シート３０とを備えている。ボールスタッド３１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り、球頭部３９とロッド４０とを含んでいる。ロッド４０の中心軸線Ｌ１上に球頭部３９の中心Ｃが配置されている。
【００３０】
ハウジング２９は、球頭部３９を収容し、かつボールスタッド３１を、樹脂シート３０を介して、上記球頭部３９を支点として、中心軸線Ｌ１まわりに回転可能で、かつ中心Ｃを中心として揺動可能に支持するものである。ハウジング２９は、樹脂シート３０がその内側に配置された筒状部材３２と、この筒状部材３２の一端（図３では下端）を塞ぐように当該一端に固定されたプラグ板３３とを含む。筒状部材３２は、連結軸２５の先端部に一体的に形成されている。筒状部材３２と連結軸２５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。
【００３１】
筒状部材３２は、球頭部３９を取り囲む筒状に形成されている。筒状部材３２のうち、ハウジング２９の中心軸線Ｌ２がボールスタッド３１の中心軸線Ｌ１と一致している状態（図３の状態）において、球頭部３９の中心Ｃを通り中心軸線Ｌ１、Ｌ２に直交する平面Ａから前記一端側の開口までの間の内周面３４は、内径が一定の筒状に形成されている。
筒状部材３２の他端側の開口３８は、先に説明したように開口径が球頭部３９より小径とされて、前記球頭部３９および樹脂シート３０が抜け止めされている。開口３８は、中心軸線Ｌ２と直交方向の形状が、前記中心軸線Ｌ２を中心とする円形に形成されている。
【００３２】
筒状部材３２のうち、図３の状態において平面Ａから開口３８までの間の内周面３５は、球頭部３９の外表面に対向し、かつ内周面３４と連続して開口３８に達する凹面とされている。内周面３４、３５と開口３８とは同心に形成されている。
図４は、アウターボールジョイント１３に組み込む樹脂シート３０の一例を示す断面図である。図５は、前記樹脂シート３０の底面図である。
【００３３】
図３〜図５を参照して、樹脂シート３０は、外周が筒状部材３２の内周面３４に沿う筒状とされた周壁部３６の一端に、プラグ板３３に対向する底部３７が設けられ、他端が、ロッド４０が挿通される開口部４２とされたカップ状にワンピース形成されている。底部３７は、球頭部３９の球面に沿う略半球状に形成されている。
底部３７の外面には、周壁部３６の筒の中心軸線Ｌ３と交差方向に延びる複数のリブ４３が形成されている。各リブ４３は、中心軸線Ｌ３を中心として放射状に設けられている。個々のリブ４３の放射方向の外縁は、周壁部３６の外周と同一の円筒面とされている。各リブ４３の厚みは一定とされている。中心軸線Ｌ３を中心とする、隣り合うリブ４３のなす角度は一定とされている。例えば図の例では、厚みが等しい１８枚のリブ４３が、中心軸線Ｌ３を中心として、いずれも２０°の開き角度で放射状に設けられている。
【００３４】
各リブ４３間には、隣り合うリブ４３の側面と底部３７の外面とで区画されて凹溝４４が設けられている。凹溝４４は、中心軸線Ｌ３を中心として放射状に設けられている。各凹溝４４は、各リブ４３の厚みが一定とされ、かつ隣り合うリブ４３間のなす角度が一定とされることで、中心軸線Ｌ３と直交方向の形状が等しく、かつ隣り合う凹溝４４のなす角度が一定とされている。例えば図の例では、平面形状が等しい１８箇所の凹溝４４が、中心軸線Ｌ３を中心として、いずれも２０°の開き角度で放射状に設けられている。
【００３５】
以上のように、樹脂シート３０の底部３７を略半球状とすることで、前記底部３７を、周壁部３６と厚みが近似した薄肉として厚肉部をなくして、樹脂の成形時のヒケ等による樹脂シート３０の寸法精度の低下を防止できる。またリブ４３を設けることで樹脂シート３０を補強できる。しかも各リブ４３間に凹溝４４を設けることにより樹脂シート３０の構造を簡略化できる。
【００３６】
樹脂シート３０の底部３７には、貫通穴４５が設けられている。貫通穴４５は、中心軸線Ｌ３と直交方向の形状が、前記中心軸線Ｌ２を中心とする円形に形成されている。また樹脂シート３０の内面には、開口部４２から貫通穴４５に達する縦溝４６が設けられている。縦溝４６は、図４では１箇所のみ記載しているが、周壁部３６の筒の周方向の複数箇所に設けられている。樹脂シート３０のうち底部３７の内面には、各縦溝４６を繋ぐ環状の横溝４７が設けられている。
【００３７】
貫通穴４５は、グリース溜まりとして機能させることができる。また縦溝４６および横溝４７は、前記貫通穴４５から球頭部３９の外表面にグリースを供給するための供給路として機能させることができる。また貫通穴４５、縦溝４６および横溝４７を設けることにより、球頭部３９との接触面積を調整できる。さらに、前記貫通穴４５、縦溝４６および横溝４７を設けることで樹脂シート３０の剛性を低下させて、前記樹脂シート３０を球頭部３９と共に筒状部材３２内に圧入する際に変形しやすくできる。そのためボールスタッド３１の回転トルクおよび揺動トルクを安定化できる。
【００３８】
図６は、アウターボールジョイント１３に組み込むプラグ板３３の一例を示す側面図である。図７は、前記プラグ板３３の平面図である。
図６、図７を参照して、プラグ板３３は、例えば鋼等の金属製の板材等からなり、ハウジング２９の中心軸線Ｌ２と直交方向の形状が、前記中心軸線Ｌ２を中心とする円形に形成されている。
【００３９】
プラグ板３３は、樹脂シート３０の底部３７に対向する面（図６では上面）から上方に突出する複数の突起４８を有している。各突起４８は、プラグ板３３上の、前記中心軸線Ｌ２からそれぞれ等距離の位置に設けられている。また隣り合う突起４８は、互いに等間隔に設けられている。中心軸線Ｌ２を中心とする、隣り合う突起４８のなす角度は一定とされている。例えば図の例では３個の突起４８が、中心軸線Ｌ２を中心として、いずれも１２０°の開き角度で等間隔に設けられている。
【００４０】
前記３個の突起４８は、ハウジング２９の中心軸線Ｌ２と、樹脂シート３０の中心軸線Ｌ３とが一致している状態（図３の状態）において、先に説明した１８箇所の凹溝４４のうち、間にそれぞれ５箇所ずつの凹溝４４を挟んだ任意の３個所の凹溝４４に嵌め合わされる。そのため、前記３個の突起４８を、任意の３個所の凹溝４４に嵌め合わせることにより、ハウジング２９の中心軸線Ｌ２と、樹脂シート３０の中心軸線Ｌ３とを一致させることができる。つまり突起４８と凹溝４４とを嵌め合わせるだけで、樹脂シート３０を、ハウジング２９に対して芯出しできる。したがって、アウターボールジョイント１３の組み立てを容易化できる。
【００４１】
プラグ板３３の上面の中央には凹部４９が設けられている。図３を参照して、前記凹部４９は、樹脂シート３０の貫通穴４５と連通してグリース溜まりとして機能させることができる。
図６、図７を参照して、突起４８および凹部４９は、前記金属製の板材を、プレス加工により円形に打抜いてプラグ板３３を製造する際に、同時に形成できる。すなわちプレス加工時に、板材の円の中央を図６において下方に凹入させると共に、その周囲の任意の位置を上方に突出させることで、前記凹部４９および突起４８を有するプラグ板３３を形成できる。この場合、突起４８および凹部４９の位置精度を向上できる。またプラグ板３３の構造および製造工程を簡略化できる。
【００４２】
図３を参照して、筒状部材３２の一端側の開口付近は、内周面３４よりも内径の大きい円形の拡径部５０とされ、前記拡径部５０と内周面３４との間に環状の段部５１が設けられている。拡径部５０は、内周面３４と同心に形成されている。拡径部５０の内径は、プラグ板３３の円の外径と一致している。拡径部５０の、中心軸線Ｌ２方向の幅は、プラグ板３３の厚みより大きく設定されている。
【００４３】
図３〜図７を参照して、アウターボールジョイント１３の組み立てに際しては、まずボールスタッド３１のロッド４０を、プラグ板３３で塞ぐ前の一端側の開口を通して筒状部材３２内に挿入して他端側の開口３８から突出させる。
次いで、ボールスタッド３１の球頭部３９と、前記球頭部３９を覆う樹脂シート３０とを筒状部材３２内に挿入する。
【００４４】
次いで、前記樹脂シート３０の底部３７の複数の凹溝４４のうち任意の凹溝４４にプラグ板３３の突起４８を嵌め合わせた状態で、前記プラグ板３３によって、前記樹脂シート３０と球頭部３９とを、筒状部材３２の他端側の方向に押圧しながら、前記筒状部材３２の一端の拡径部５０にプラグ板３３を挿入して段部５１に当接させた後、前記拡径部５０の口縁５２をかしめてプラグ板３３を固定する。
【００４５】
そうすると、前記圧入によって樹脂シート３０がハウジング２９内の、筒状部材３２と球頭部３９との隙間のほぼ全体を充填するように弾性変形される。すなわち樹脂シート３０の周壁部３６のうち、中心軸線Ｌ１〜Ｌ３が一致している図３の状態において平面Ａより開口部４２側の外面が、筒状部材３２の開口３８側の内周面３５に沿う凸面、内面が、球頭部３９の外表面に沿う凹面とされる。
【００４６】
また、周壁部３６のうち前記平面Ａよりプラグ板３３側の領域、および各リブ４３の放射方向の外縁は、いずれも筒状部材３２の、平面Ａよりプラグ板３３側の内周面３４に沿う円筒面とされている。また樹脂シート３０の底部３７は、先に説明したように球頭部３９の球面に沿う略半球状に形成されると共に、筒状部材３２に固定されたプラグ板３３の上面と当接している。
【００４７】
そのため、前記樹脂シート３０がハウジング２９によって保持されると共に、ボールスタッド３１の球頭部３９が、前記樹脂シート３０によって摺動自在に保持される。
またこの状態においては、樹脂シート３０の凹溝４４に、プラグ板３３の突起４８が嵌め合わされて、前記樹脂シート３０が、ハウジング２９に対して芯出しされた状態で、前記ハウジング２９と樹脂シート３０とを固定できる。そのため、樹脂シート３０の、ボールスタッド３１の回転に伴う連れ回りを防止できる。
【００４８】
したがって、従来に比べて簡単な構造で、前記連れ回りが繰り返されることによる樹脂シート３０の摩耗や、それに伴うガタおよび異音の発生、あるいはボールスタッド３１の回転トルクおよび揺動トルクの大幅な変動等を確実に防止できるボールジョイント１３を提供できる。
ハウジング２９およびボールスタッド３１には、筒状のカバー４１が取り付けられている。カバー４１の一端は、筒状部材３２の開口３８側の端部外周に設けた環状の凹溝５３に外嵌し、その外側に外嵌された固定リング５４によって当該端部に固定されている。
【００４９】
また、カバー４１の他端は、ロッド４０に外嵌しており、当該ロッド４０に固定されている。筒状部材３２の端部およびロッド４０の一部は、カバー４１によって覆われている。このカバー４１によって、水や埃なとどの異物が、アウターボールジョイント１３内に侵入することが防止されている。
本発明は、以上の実施の形態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。また本発明のボールジョイントは、タイロッドとナックルアーム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】
【００５０】
【図１】本発明の一実施形態に係るボールジョイントを備えるステアリング装置の概略構成を示す模式図である。
【図２】インナーボールジョイントおよびアウターボールジョイントを含むステアリング装置の一部の断面図である。
【図３】本発明の一実施の形態にかかるアウター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４】アウターボールジョイントに組み込む樹脂シートの一例を示す断面図である。
【図５】図４の樹脂シートの底面図である。
【図６】アウターボールジョイントに組み込むプラグ板の一例を示す側面図である。
【図７】図６のプラグ板の平面図である。
【符号の説明】
【００５１】
１３：ボールジョイント（アウターボールジョイント）、２９：ハウジング、３０：樹脂シート、３１：ボールスタッド、３２：筒状部材、３３：プラグ板、３６：周壁部、３７：底部、３９：球頭部、４４：凹溝、４８：突起。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端に球頭部を有するボールスタッドと、
前記球頭部を覆う樹脂シートと、
前記樹脂シートおよび球頭部を収容するハウジングとを備え、
前記ハウジングは、樹脂シートが内側に配置された筒状部材、およびこの筒状部材の一端を塞ぐように当該一端に固定されたプラグ板を含み、
前記樹脂シートは、筒状部材の内周に沿う筒状の周壁部の一端に、プラグ板に対向する底部を有しその反対側が開口されたカップ状に形成されていると共に、前記底部のプラグ板に対向する面に凹溝を有しており、
前記プラグ板は、前記樹脂シート側に突出して前記凹溝に嵌め合わされる突起を有しており、
前記突起と凹溝とが嵌め合わされて樹脂シートが回り止め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】
樹脂シートの底部は球頭部の球面に沿う略半球状に形成され、前記底部の外面に、周壁部の筒の軸と交差方向に延びる複数のリブが形成されて、各リブ間に、前記軸と交差方向に延びる複数の凹溝が設けられている請求項１に記載のボールジョイント。
【請求項３】
プラグ板には、樹脂シートの複数の凹溝に嵌め合わされて、前記樹脂シートの周壁部の筒の軸をプラグ板の中心軸と一致させる複数の突起が設けられている請求項２に記載のボールジョイント。
【請求項４】
突起は、プラグ板の元になる板材をプレス加工してプラグ板を形成する際に同時に形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載のボールジョイント。
【請求項１】
一端に球頭部を有するボールスタッドと、
前記球頭部を覆う樹脂シートと、
前記樹脂シートおよび球頭部を収容するハウジングとを備え、
前記ハウジングは、樹脂シートが内側に配置された筒状部材、およびこの筒状部材の一端を塞ぐように当該一端に固定されたプラグ板を含み、
前記樹脂シートは、筒状部材の内周に沿う筒状の周壁部の一端に、プラグ板に対向する底部を有しその反対側が開口されたカップ状に形成されていると共に、前記底部のプラグ板に対向する面に凹溝を有しており、
前記プラグ板は、前記樹脂シート側に突出して前記凹溝に嵌め合わされる突起を有しており、
前記突起と凹溝とが嵌め合わされて樹脂シートが回り止め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】
樹脂シートの底部は球頭部の球面に沿う略半球状に形成され、前記底部の外面に、周壁部の筒の軸と交差方向に延びる複数のリブが形成されて、各リブ間に、前記軸と交差方向に延びる複数の凹溝が設けられている請求項１に記載のボールジョイント。
【請求項３】
プラグ板には、樹脂シートの複数の凹溝に嵌め合わされて、前記樹脂シートの周壁部の筒の軸をプラグ板の中心軸と一致させる複数の突起が設けられている請求項２に記載のボールジョイント。
【請求項４】
突起は、プラグ板の元になる板材をプレス加工してプラグ板を形成する際に同時に形成されている請求項１ないし３のいずれかに記載のボールジョイント。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−１１２４１７（Ｐ２０１０−１１２４１７Ａ）
【公開日】平成２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２８４０２８（Ｐ２００８−２８４０２８）
【出願日】平成２０年１１月５日（２００８．１１．５）
【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２２年５月２０日（２０１０．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月５日（２００８．１１．５）
【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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