機械的には、ボールジョイントの機能は、1つの接続点が、同時に2種類の動きを処理できるようにすることです。股関節や肩関節のように複数の軸で旋回するため、ホイールは、操舵のために向きを変えながら、同時にサスペンションとともに上下に動くことができ、しかも荷重を伝えられるだけの剛性を保ちます。それが、1つの軸の周りでしかきれいに回転しない、単純なピンジョイントとの、中核的な違いです。
2軸の動きについて具体的に
ボールとソケットの形状が、同じ場所で両方の動きを可能にします。ボールはソケットの中で自由に回転するため、ステアリング入力(ほぼ垂直な軸の周りの回転)と、サスペンションのストローク(コントロールアームが揺動するときの、ほぼ水平な軸の周りの回転)が、ジョイントが固着したり、自らと干渉したりすることなく、同時に起こることができます。
荷重を支えるものとフォロワー — すべてのボールジョイントが同じ仕事をするわけではない
ダブルウィッシュボーン式のサスペンションのほとんどは、片側に2つのボールジョイントを使用し、その仕事は均等に分担されていません。
| 種類 | 典型的な位置 | 機能 |
|---|---|---|
| 荷重を支える | 通常はロワコントロールアーム | 車両の重量を支えながら、旋回とステアリングの動きを可能にする |
| フォロワー/荷重を支えない | 通常はアッパーコントロールアーム | 主要な垂直荷重を支えることなく、ステアリングの幾何形状とホイールアライメントを維持する |
この表の中の「通常」は、実質的な意味を持っています。どのアームが荷重を支えるかは、サスペンションの設計によって決まる(マクファーソンストラットとダブルウィッシュボーンでは、荷重の経路が異なる場所を通る)ため、これは一般的なパターンとして受け取り、すべての車両に当てはまる規則とは考えないでください。
ボールジョイントの機能は、ホイールを動かせるようにすることだけにとどまりません。サスペンションが設計された幾何形状の範囲内に、キャンバー、キャスター、トーを保ちながら、それを行っています。過度なガタのあるジョイントは、単に緩く感じられるだけでなく、それらのアライメント角度をずらしてしまい、それが、摩耗したボールジョイントがタイヤの偏摩耗として現れる理由の一部です。
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