ボールジョイントの2つの種類とは?

ボールジョイントは、2つの機能的なタイプに分類されます。車両重量の一部を支える荷重を支えるジョイントと、旋回点としてのみ機能し、大きな重量がかからないフォロワージョイント(荷重を支えないジョイントとも呼ばれる)です。アッパーとロワのどちらの位置が荷重を支えるものになるかは、サスペンションの設計に完全に依存するため、「荷重を支えるかフォロワーか」と「アッパーかロワか」は、同じ2つのジョイントを説明する、関連はあるものの互換性のない方法です。

荷重を支えるかフォロワーか:機能による区分

  • 荷重を支えるジョイント。旋回点として機能するだけでなく、車両のばね上重量の一部を支えます。旋回による応力に加えて、絶え間ない構造的な荷重を受けるため、通常、より早く摩耗し、より一般的な故障箇所です。
  • フォロワージョイント。旋回とステアリングの動きを担いますが、車両の重量はほとんど、あるいはまったく支えません。車両を支えるのではなく、サスペンションの幾何形状、つまりキャンバー、キャスター、ホイールアライメントを維持します。

どちらのジョイントが荷重を支えるかは、サスペンションのタイプによる

これは、単純な「アッパーかロワか」の答えが見逃す部分です。

サスペンションの種類荷重を支えるジョイントフォロワージョイント
ダブルウィッシュボーン/SLA、スプリングがロワコントロールアームに座っている(最も一般的なレイアウト)低いアッパー
ダブルウィッシュボーン、スプリングがアッパーコントロールアームに座っている(あまり一般的でない)アッパー低い
マクファーソンストラットロワ(存在する唯一のジョイント)なし — 代わりに、ストラットの上部ベアリングマウントが荷重を支える
ソリッドフロントアクスル(フルサイズの4×4トラック、ジープ式のリジッドアクスルのプラットフォーム)アッパーとロワが荷重を分担する該当しない — 2つの役割を分けるための、独立したコントロールアームがない

その最後の行は、特にオフロード志向の車両にとって重要です。独立したコントロールアームがないソリッドフロントアクスルのアッパーとロワのジョイントは、理論上、荷重を分担し、荷重を支えるものとフォロワーに分かれることはありません。「ボールジョイントの2つのタイプ」についての、ほとんどの消費者向けの説明は、独立したフロントサスペンションを念頭に書かれているため、この区別を完全に飛ばしています。

もう一段深く:荷重を支えるジョイントは実際にどう故障するか

荷重型のボールジョイントは、車重がジョイントを通じてどの方向に働くかによって、圧縮荷重型と引張荷重型にさらに分けられます。この区別は、ジョイントの受荷状態と、取付け向きが重要である理由の説明に役立ちます。

荷重を支えるジョイントは、車両の重量がジョイントにどの方向に押し付けるかによって、さらに圧縮荷重型と引張荷重型に分かれます。

  • 圧縮荷重型 — ばね上重量が、ジョイントを通じてアームとナックルを互いに押し付けます(アッパーコントロールアームがスプリングの荷重を支える場合に典型的)。故障しつつある圧縮荷重型のジョイントは、時間とともにベアリング材の中へさらに深く入り込み、内部から自己破壊するまで緩みを増していきます。
  • 引張荷重型 — ばね上重量が、ジョイントをナックルから引き離します(ロワコントロールアームがスプリングの荷重を支える場合に典型的で、より一般的なレイアウトです)。故障しつつある引張荷重型のジョイントは、スタッドがついにハウジングから完全に分離するまで、ベアリングの外側のエッジに対して、徐々に引っ張られていきます。

どちらの故障モードも危険ですが、同一ではありません。圧縮による故障は、劣化していても車両の重量がスタッドをハウジングに押し付け続けるため、「緩いが、まだ荷重がかかっている」状態が、より長く続く傾向があります。引張による故障は、摩耗が進行する方向が、ジョイントを引き離す方向と同じであるため、より完全な分離が起こりやすくなります。この区別は、単一の情報源による知見であり、複数の独立したガイドで相互に検証されたものではありませんが、一般的な消費者向けの情報源ではなく、業界の専門誌からのもので、理由を述べずに「ロワが最初に摩耗する」と言うよりも、明らかに正確な説明です。

ボールジョイントのその他の分類方法

上記の機能による区分に加えて、ボールジョイントは次のようにも分類されます。

  • メンテナンスの設計 — 密閉式(生涯潤滑済み)と、グリースアップ可能(定期整備用のグリースニップル付き)。
  • 取付方法 — 圧入式、ボルト留め式、ねじ込み式で、ハウジングがコントロールアームやナックルにどのように取り付けられるかを指します。

これらは交換部品を調達する際に役立つ区別ですが、通常、「2つのタイプ」が意味するものではありません。その表現は、ほとんどの場合、荷重を支えるものとフォロワーを指します。


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Danny Ni エンジニアリング&機械システムのライター
Danny Niは、SYZ Machineでエンジニアリングを専門とするテクニカルライターで、機械部品、リンケージシステム、実際の用途に即したエンジニアリングを得意としています。アフターマーケットの車両部品、産業用ジョイント、機械の原理を扱い、複雑なエンジニアリングの概念を、エンジニア、製作者、業界のバイヤーに役立つ実践的な知見へと落とし込んでいます。

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