JP4395161B2 - ボールジョイント及びこのボールジョイントを用いたレーダ装置 - Google Patents

Description

この発明は、ボールジョイント及びこのボールジョイントを用いたレーダ装置に関するものである。

従来のボールジョイントは、図８から図１２に示すように、可動軸１の端部に設けられた球体部２を保持することによりボールジョイントを形成し、球体部２を保持するボールホルダ３は、球体部２の先端側を覆うボール受け部４と、球体部２の可動軸１側をスナップフィット構造で保持する樹脂等の弾性材料でできているボール保持部５とを備えている。
ボール保持部５にスナップフィット構造を用いることにより球体部２、ボール受け部４およびボール保持部５の寸法精度が悪い場合もガタなく結合させている。又、球体部２の一部には突起７が形成されており、ボール保持部５に形成された溝８と係合することにより可動軸１からボールホルダ３に、滑ることなく回転を伝達させている。

特許第３７１０７６４号公報

従来のボールジョイントでは、上述したようにボール保持部５のスナップフィット構造で球体部２を保持しているが、スナップフィットにはロック機構がなく、引っ張る力、振動、衝撃が加わるとボール保持部５と球体部２が簡単に外れるという問題があった。
又、球体部２を外れにくくするためにボール保持部５の剛性を高くする方法もあるが、組み立て挿入時および分解時に強い力が必要となり、作業性が悪くなる問題があった。
この発明は、上記のような課題を解消するためになされたものである。

この発明に係わるボールジョイントは、可動軸の一端部に設けられた球体部の頭頂部と面接触しこの頭頂部を覆うボール受け部と、上記球体部の周面と弾性的に接触して上記球体部を挟持するボール保持部とを有し、上記球体部を中心に上記可動軸を揺動あるいは回動自在に支持するボールホルダを備え、上記可動軸には、上記球体部の頭頂部と上記ボール受け部との接触時に、上記ボール保持部を覆い上記球体部に対する上記ボール保持部の挟持力を強めるボール保持受け部を設けたものである。

この発明のボールジョイントによれば、使用時に引っ張る力、振動、衝撃が加わってもボール保持部と球体部２が簡単に外れることがなく、組み立て挿入、分解作業時には、簡単に組み立て挿入、分解ができるため作業性を向上することができる。

以下、図面に基づいて、この発明の各実施の形態を説明する。
なお、各図間において、同一符号は同一あるいは相当部分を示す。

実施の形態１．
図１〜図７は、この発明の実施の形態１であるボールジョイント示す図で、図１〜図３は、組み立て後のボールジョイントを示し、図４と図５は、組み立て途中のボールジョイントを示し、図６と図７は、組み立て前のボールジョイントを示したものである。

以下図１〜７に基づいて、この発明の実施の形態１を説明する。
各図において、ボールジョイントは、可動軸１の一端部に設けられた球体部２と、この球体部２を保持するボールホルダ３とにより形成され、ボールホルダ３は、球体部２の先端側すなわち頭頂部と面接触し当該部を覆うボール受け部４と、樹脂等の弾性材料で構成され球体部２の周面と弾性的に接触して球体部２を挟持するスナップフィット構造のボール保持部５とを備え、球体部２とその可動軸１は、ボール受け部４とボール保持部５とによって保持され、可動軸１は、球体部２を中心に揺動あるいは回動自在に支持されている。
球体部２の一部には、一対の突起７が形成されており、この突起７は、ボール保持部５に形成された溝8と係合することにより、可動軸１からボールホルダ３へ、滑ることなく（空回りすることなく）回転を伝達することができ、突起７は、後述するように溝8に案内されて溝内を摺動する。又、組み立てられたボールジョイントは、ボール保持部５の弾性で突起７を圧接することにより、可動軸１とボールホルダ３との連結が行われている。

可動軸１には、断面Ｃ字形状のボール保持受け部６を備えている。このボール保持受け部６は、球体部２の頭頂部とボール受け部４との接触時に、図１に示すようにボール保持部５を外側から覆い、球体部２に対するボール保持部５の挟持力により、引っ張る力、振動、衝撃などでボール保持部５が変形して球体部２が抜け出すのを防止している。
又、互いに接触するボール保持受け部６の内面（ボール保持受け部側接触部）Ａとボール保持部５の外面（ボール保持部側接触部）Ｂとは、図１に示すようにそれぞれ球体部２と同心である球面の一部を構成し球面状に形成されている。そのため、球体部２の球中心点を中心にボールホルダ３が傾いた状態であっても、安定してボール保持受け部６はボール保持部５を覆い保持することができる。又、ボール保持受け部６の内面Ａとボール保持部５の外面Ｂとは、少なくともいづれか一方のみを、球体部２と同心である球面状に形成するだけでも実施可能である。
更に、ボール保持部５の外面Ｂの半径よりボール保持受け部６の内面Ａの半径を小さくすることにより球体部２に対するボール保持部５の挟持力を強めることができ、更に引っ張る力、振動、衝撃に対してボール保持部５と球体部２が外れ難くすることができる。

又、ボール保持受け部６の一方の端面には、可動軸１をボールホルダ３から取り外す場合にボール保持受け部６の内面Ａとボール保持部５の外面Ｂとの接触を解くと共に突起７を溝８からフリーにする傾斜面Ｃが設けられている。
この傾斜面Ｃを設けることにより、球体部２を中心に可動軸１を揺動させ、図４、図５に示すようにボール保持部５に対する可動軸１の角度を所定角度まで傾ければ、ボール保持受け部６はボール保持部５から離れ、可動軸１をボールホルダ３から離脱させることができる。
このようにボール保持部５に対する可動軸１の角度を所定角度まで傾けるだけで、可動軸１を容易に着脱させることができる。

次に実施の形態１における組み立て挿入作業手順を説明する。
図６、図７に示す組み立て前の状態から、図４、図５に示すように、ボールホルダ３と可動軸１が所定角度位置となった状態を保持したまま、球体部２の突起７を溝８内に係合させ球体部２をボールホルダ３に挿入する。その後、図２、図３に示すように、球体部２の球中心点を中心にボールホルダ３、又は可動軸１を回転揺動させ、ボール保持受け部６がボール保持部５を覆うようにする。この時ボール保持部５の弾性で突起７を圧接することにより、可動軸１とボールホルダ３との連結が行われる。
したがって、分解作業は上記手順の逆手順となる。すなわち、ボールホルダ３に対し可動軸１を図４、図５に示すように傾け、ボールホルダ３と可動軸１が所定角度位置になったとき、ボール保持受け部６はその傾斜面Ｃによりボール保持部５から離れるので、突起７が溝８に案内摺動され、可動軸１はボールホルダ３から取り外される。

実施の形態２．
この発明の実施の形態２は、自動車の周辺を監視、すなわち電磁波を自動車の周辺に照射してその反射波から自動車の周辺の障害物までの距離、相対速度、方向を検知するのに使用されるレーダ装置に、実施の形態１のボールジョイント適用したものである。
図１３〜図１９は、この発明の実施の形態２であるレーダ装置例を示す図で、図１３〜図１５は、組み立て後のレーダ装置を示し、図１６と図１７は、組み立て途中のレーダ装置を示し、図１８と図１９は、組み立て前のレーダ装置を示したものである。

以下図１３〜１９に基づいて、この発明の実施の形態２を説明する。
各図において、１４は電磁波を照射する１次放射器、９は１次放射器１４からの電磁波を反射して所定の広がり角で照射するための反射鏡で、例えば誘電損失tanδの低い樹脂(SPS,PBT,PPS等)で曲面状に成形されている。
反射鏡９は、重力や外乱振動などに影響されないよう、その中央部の重心近傍の両側に支軸９ａ、９ｂが設けられ、この支軸９ａ、９ｂの端部には球体部２ａ、球体部２ｂが設けられている。この球体部２ａ、球体部２ｂは、後述するように一対の玉軸受１０ａ、１０ｂで支持され、反射鏡９を回転又は揺動自在に支持している。

球体部２ａは、反射鏡９の一方の支軸９ａの端部と玉軸受１０ａとの連接部の一部を形成し、当該部分には実施の形態１と同様のボールジョイントが採用されている。
すなわち、球体部２ａを保持するボールホルダ３は、球体部２ａの先端側（頭頂部）を覆うボール受け部４と、球体部２ａをスナップフィット構造で保持する樹脂等の弾性材料でできたボール保持部５とを備えている。
球体部２ａの一部には、一対の突起７が形成されており、ボール保持部５に形成された溝8と摺動自在に係合することにより球体部２ａからボールホルダ３へ、滑ることなく（空回りすることなく）回転を伝達することができる。
反射鏡９は、更にボール保持受け部６を備えている。このボール保持受け部６は、ボール保持部５を外側から覆う構造であり、引っ張る力、振動、衝撃によりボール保持部５が変形して球体部２ａが抜け出すのを防止している。したがって、引っ張る力、振動、衝撃が加わっても反射鏡９は簡単に外れることがない。

互いに接触するボール保持受け部６の内面（ボール保持受け部側接触部）Ａとボール保持部５の外面（ボール保持部側接触部）Ｂとは、図１に示すものと同様にそれぞれ球体部２ａと同心である球面の一部を構成し球面状に形成されている（図１８）。
そのため、球体部２ａの球中心点を中心に反射鏡９が傾いた状態であっても、安定してボール保持受け部６はボール保持部５を覆い保持することができる。

反射鏡９が傾き、図１６、図１７に示すように、ボールホルダ３と反射鏡９が所定角度位置になったとき、突起７が溝８に案内され、ボール保持受け部６をボール保持部５から離脱させることができる。したがって、ボールホルダ３と反射鏡９との着脱が容易となる。
ボールホルダ３は、図１３、図１４に示すように軸受である玉軸受１０ａの内輪に挿入されると共に回転可能に支持され、更にこの玉軸受１０ａの外輪は、ボディ１１上のホルダ１２ａに固定されている。

球体部２ｂは、反射鏡９の他方のコ字状支軸９ｂと玉軸受１０ｂとの連接部の一部を形成し、この連接部は、図１６から図１９に示すように玉軸受１０ｂから、球体部２ｂを適宜離脱させる着脱機構を備えている。この着脱機構には、玉軸受１０ｂの内輪に設けた回転自在な円筒軸１５と、この円筒軸１５に形成され球体部２ｂを着脱自在に嵌める切り欠き状の係合溝１６とが設けられている。
レーダの組み立て時、球体部２ｂは、留めねじ１７により円筒軸１５と一体に固定され、円筒軸１５と球体部２ｂと支軸９ｂと反射鏡９とは一体になって共動する。
なお、玉軸受１０ｂの外輪は、ボディ１１上のホルダ１２ｂに固定されている。

上記の構成において、反射鏡９は、電磁波を走査する走査手段（図示しない）により、球体部２ａと球体部２ｂの中心を通る軸線１３を軸として揺動駆動され、電磁波を自動車の周辺に照射してその反射波から自動車の周辺の障害物までの距離、相対速度、方向などの検知が行われる。

次に実施の形態２における組み立て挿入作業手順を説明する。
図１８、図１９に示す組み立て前の状態から、図１６、図１７に示すように、ボールホルダ３と反射鏡９が所定角度位置となった状態を保持したまま、突起７を溝８に摺動自在に係合させることにより球体部２ａをボールホルダ３に挿入する。
その後、図１３、図１４に示すように、球体部２ａの球中心点を中心にボールホルダ３を回転揺動させ、ボール保持受け部６がボール保持部５を覆うようにする。この時ボール保持部５の弾性で突起７を圧接することにより、支軸９ａとボールホルダ３との連結が行われる。
同時に球体部２ｂは、円筒軸１５との切り欠き状係合溝１６に嵌め、その後留めねじ１７で球体部２ｂを円筒軸１５と一体に固定する。
なお、分解作業は上記手順の逆手順となる。すなわち、ボールホルダ３に対し支軸９ａすなわち反射鏡９を傾け、ボールホルダ３と支軸９ａが所定角度位置になったとき、ボール保持受け部６はその傾斜面Ｃによりボール保持部５から離れるので、突起７が溝８に案内摺動され、支軸９ａはボールホルダ３から取り外される。

実施の形態２におけるレーダ装置によれば、球体部２ａ、ボール受け部４およびボール保持部５の寸法精度が悪い場合でもガタなく反射鏡９を結合することができ、更に反射鏡９をボディ１１より着脱容易とすることができる。又、引っ張る力、振動、衝撃が加わっても反射鏡９が簡単に外れることがなく、反射鏡９が傾いた状態であっても、安定して保持することができる。

この発明の実施の形態１に係る組み立て後のボールジョイントを示す断面図である。 この発明の実施の形態１に係る組み立て後のボールジョイントを示す正面図である。 この発明の実施の形態１に係る組み立て後のボールジョイントを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る組み立て途中のボールジョイントを示す正面図である。 この発明の実施の形態１に係る組み立て途中のボールジョイントを示す斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る組み立て前のボールジョイントを示す正面図である。 この発明の実施の形態１に係る組み立て前のボールジョイントを示す斜視図である。 従来の組み立て後のボールジョイントを示す断面図である。 従来の組み立て後のボールジョイントを示す正面図である。 従来の組み立て後のボールジョイントを示す斜視図である。 従来の組み立て前のボールジョイントを示す正面図である。 従来の組み立て前のボールジョイントを示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る組み立て後のレーダ装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る組み立て後のレーダ装置を示す略式の断面図である。 この発明の実施の形態２に係る組み立て後のレーダ装置を示す正面図である。 この発明の実施の形態２に係る組み立て途中のレーダ装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る組み立て途中のレーダ装置を示す正面図である。 この発明の実施の形態２に係る組み立て前のレーダ装置を示す斜視図である。 この発明の実施の形態２に係る組み立て前のレーダ装置を示す正面図である。

符号の説明

１ 可動軸 ２、２ａ、２ｂ 球体部
３ ボールホルダ ４ ボール受け部
５ ボール保持部 ６ ボール保持受け部
７ 突起 ８ 溝
９ 反射鏡
９ａ、９ｂ 反射鏡９の支軸
１０ａ、１０ｂ 玉軸受
１１ ボディ
１２ａ、１２ｂ ホルダ
１３ 球体部２ａと球体部２ｂとの軸線
１４ １次放射器 １５ 円筒軸
１６ 切り欠き状係合溝 １７ 留めねじ
Ａ ボール保持受け部６の内面（ボール保持受け部側接触部）
Ｂ ボール保持部５の外面（ボール保持部側接触部）
Ｃ ボール保持受け部６の傾斜面Ｃ。

Claims (9)

1. 可動軸の一端部に設けられた球体部の頭頂部と面接触しこの頭頂部を覆うボール受け部と、上記球体部の周面と弾性的に接触して上記球体部を挟持するボール保持部とを有し、上記球体部を中心に上記可動軸を揺動あるいは回動自在に支持するボールホルダを備え、
   上記可動軸には、上記球体部の頭頂部と上記ボール受け部との接触時に、上記ボール保持部を覆い上記球体部に対する上記ボール保持部の挟持力を強めるボール保持受け部を設けたことを特徴とするボールジョイント。
2. 上記ボール保持部は、スナップフィット構造としたことを特徴とする請求項１記載のボールジョイント。
3. 上記ボール保持受け部と接触する上記ボール保持部側接触部、又は上記ボール保持部と接触する上記ボール保持受け部側接触部の少なくともいづれか一方を、上記球体部と同心である球面状に形成したことを特徴とする請求項１記載のボールジョイント。
4. 上記ボール保持受け部と接触する上記ボール保持部側接触部、及び上記ボール保持部と接触する上記ボール保持受け部側接触部を上記球体部と同心である球面状に形成し、
   上記ボール保持部側接触部の半径より上記ボール保持受け部側接触部の半径を小さくしたことを特徴とする請求項１記載のボールジョイント。
5. 上記球体部の周面に突起を設けるとともに、上記ボール保持部に上記突起を案内する溝を設け、上記突起を上記ボール保持部の弾性で圧接して上記可動軸と上記ボールホルダとを連結することを特徴とする請求項１記載のボールジョイント。
6. 上記ボール保持受け部は、上記球体部を中心に上記可動軸を揺動させ上記ボール保持部に対する上記可動軸の角度が所定角度に達した時、上記ボール保持部に対するボール保持受け部との接触を解き上記可動軸をボール保持部から着脱可能としたことを特徴とする請求項１記載のボールジョイント。
7. 電磁波を照射する１次放射器、この１次放射器からの電磁波を反射して所定の広がり角で照射する反射鏡、この反射鏡の支軸両端部にそれぞれ設けられ上記反射鏡を支持する一対の軸受、上記反射鏡の回転又は揺動により上記電磁波を走査する走査手段を備え、
   上記反射鏡の一方の支軸端部と軸受との連接部には、上記反射鏡を回転又は揺動させる請求項１記載のボールジョイントを設けたことを特徴とするレーダ装置。
8. 上記反射鏡の他方の支軸端部と軸受との連接部に、この軸受から支軸端部を適宜離脱させる着脱機構を備え、上記着脱機構には、上記軸受の内輪に設けた円筒軸と、この円筒軸に形成され上記反射鏡の支軸に設けられた球体部を着脱自在に嵌める係合溝とを設けたことを特徴とする請求項７記載のレーダ装置。
9. 上記反射鏡の一方の支軸端部側ボールジョイントは、スナップフィット構造としたことを特徴とする請求項７記載のレーダ装置。

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