JPH0882318A - ボールジョイントとその製造方法 - Google Patents
ボールジョイントとその製造方法Info
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- JPH0882318A JPH0882318A JP6217406A JP21740694A JPH0882318A JP H0882318 A JPH0882318 A JP H0882318A JP 6217406 A JP6217406 A JP 6217406A JP 21740694 A JP21740694 A JP 21740694A JP H0882318 A JPH0882318 A JP H0882318A
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- F16C11/04—Pivotal connections
- F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F16C11/04—Pivotal connections
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- F16C11/0628—Construction or details of the socket member with linings
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- F16C11/0671—Sealing means between the socket and the inner member shaft allowing operative relative movement of joint parts due to flexing of the sealing means
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 低コストで製造することが可能なボールジョ
イントを提供することが主たる目的である。 【構成】 一端側に雄ねじ部21を有しかつ他端側に幅
広がり部25を有する金属製のスタッドボルト11と、
幅広がり部25を覆って成形された球状部35を有する
合成樹脂製の樹脂ボール部材12と、球状部35が回転
自在にかつ揺動自在に嵌合する球面状の凹部40を有す
るボールシート13とを具備している。雄ねじ部21に
ナット22が螺合される。幅広がり部25の外周面に
は、セレーション等の非円形の回り止め部28が形成さ
れている。スタッドボルト11の軸線方向中間部に、鍔
状のナックル部30が軸部20と一体に成形されてい
る。樹脂ボール部材12は筒状部36を一体に備えてお
り、この筒状部36にダストカバーずれ止め凸部37が
一体に成形されている。
イントを提供することが主たる目的である。 【構成】 一端側に雄ねじ部21を有しかつ他端側に幅
広がり部25を有する金属製のスタッドボルト11と、
幅広がり部25を覆って成形された球状部35を有する
合成樹脂製の樹脂ボール部材12と、球状部35が回転
自在にかつ揺動自在に嵌合する球面状の凹部40を有す
るボールシート13とを具備している。雄ねじ部21に
ナット22が螺合される。幅広がり部25の外周面に
は、セレーション等の非円形の回り止め部28が形成さ
れている。スタッドボルト11の軸線方向中間部に、鍔
状のナックル部30が軸部20と一体に成形されてい
る。樹脂ボール部材12は筒状部36を一体に備えてお
り、この筒状部36にダストカバーずれ止め凸部37が
一体に成形されている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、互いに相対変位する2
つの部分を回転可能にかつ揺動可能に接続するために使
用されるボールジョイントと、その製造方法に関する。
つの部分を回転可能にかつ揺動可能に接続するために使
用されるボールジョイントと、その製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】例えば車両の懸架機構部におけるスタビ
ライザとショックアブソーバとの接続部や、スタビライ
ザとサスペンションアームとの接続部などのように、互
いに相対変位する2つの部分を回転可能にかつ揺動可能
に接続するために、例えば特開平5−346114号公
報に記載されているようなボールジョイントが用いられ
ている。
ライザとショックアブソーバとの接続部や、スタビライ
ザとサスペンションアームとの接続部などのように、互
いに相対変位する2つの部分を回転可能にかつ揺動可能
に接続するために、例えば特開平5−346114号公
報に記載されているようなボールジョイントが用いられ
ている。
【0003】図9に示した一般的なボールジョイント10
0 は、金属製のボールスタッド101と、ボールシート102
などを備えて構成されている。ボールスタッド101 は
軸部104 の一端側に球状部105 を有し、軸部104 の他端
側に雄ねじ部106 が設けられている。雄ねじ部106 にナ
ット107 が螺合される。また、ボールスタッド101 の軸
線方向中間部に鍔状のナックル部110 が設けられてお
り、このナックル部110とナット107 との間に、取付相
手部材111 を挟み込んだ状態でナット107 を締付けるよ
うにしている。球状部105 はボールシート102 の球面状
の凹部115 に嵌合しつつも円周方向に自由に摺動でき、
ボールシート102 に対するボールスタッド101 の首振り
運動(揺動)と、ボールスタッド101 の軸線を中心とし
た回転運動が同時に可能なように設計されている。
0 は、金属製のボールスタッド101と、ボールシート102
などを備えて構成されている。ボールスタッド101 は
軸部104 の一端側に球状部105 を有し、軸部104 の他端
側に雄ねじ部106 が設けられている。雄ねじ部106 にナ
ット107 が螺合される。また、ボールスタッド101 の軸
線方向中間部に鍔状のナックル部110 が設けられてお
り、このナックル部110とナット107 との間に、取付相
手部材111 を挟み込んだ状態でナット107 を締付けるよ
うにしている。球状部105 はボールシート102 の球面状
の凹部115 に嵌合しつつも円周方向に自由に摺動でき、
ボールシート102 に対するボールスタッド101 の首振り
運動(揺動)と、ボールスタッド101 の軸線を中心とし
た回転運動が同時に可能なように設計されている。
【0004】ナックル部110 は、図9に示されるように
ボールスタッド101 の軸部104 と一体に成形される場合
もあるし、あるいはナット等のように軸部104 とは別体
の部品を雄ねじ部106 に螺合させるとか、リング状の部
品をボールスタッド101 に圧入するなどの固定手段によ
って、軸部104 に固定されることもある。
ボールスタッド101 の軸部104 と一体に成形される場合
もあるし、あるいはナット等のように軸部104 とは別体
の部品を雄ねじ部106 に螺合させるとか、リング状の部
品をボールスタッド101 に圧入するなどの固定手段によ
って、軸部104 に固定されることもある。
【0005】従来より、軸部104 と球状部105 は、鍛造
あるいは削り出しによって互いに一体に成形されてい
る。そしてこの球状部105 は、ボールスタッド101 の円
滑な回転運動と首振り運動を行わせるために、一般的に
真球度と表面粗さはいずれも高い精度が要求されてい
る。
あるいは削り出しによって互いに一体に成形されてい
る。そしてこの球状部105 は、ボールスタッド101 の円
滑な回転運動と首振り運動を行わせるために、一般的に
真球度と表面粗さはいずれも高い精度が要求されてい
る。
【0006】ボールシート102 と球状部105 との摺動面
には、通常、グリース等の潤滑剤が塗布されている。そ
してこの潤滑剤が上記摺動面から流出することを防止す
るためと、ダスト等の異物が上記摺動面に侵入すること
による摺動面の摩耗防止のために、ダストカバー120 が
設けられている。ダストカバー120 は、柔軟性のあるゴ
ム等の材料からなり、ボールスタッド101 の回転運動と
首振り運動に柔軟に追従できるようにしている。
には、通常、グリース等の潤滑剤が塗布されている。そ
してこの潤滑剤が上記摺動面から流出することを防止す
るためと、ダスト等の異物が上記摺動面に侵入すること
による摺動面の摩耗防止のために、ダストカバー120 が
設けられている。ダストカバー120 は、柔軟性のあるゴ
ム等の材料からなり、ボールスタッド101 の回転運動と
首振り運動に柔軟に追従できるようにしている。
【0007】ダストカバー120 をボールスタッド101 に
取付けるために、ダストカバー120の端部121 に軸部104
の外径より小さい円形の孔122 が設けられており、こ
の孔122 に軸部104 を挿通させている。この場合、孔12
2 の内周面が軸部104 に密接することにより、端部121
の固定とシール効果を得るようにしている。ダストカバ
ー120 の他端部124 は、ボールシート102 の外周部に設
けられた環状の溝125に嵌合され、ダストカバー120 自
体のゴム弾性力によってボールシート102 に保持させる
か、あるいはサークリップ等の固定用補助部品126 によ
って、端部124の固定とシール効果を得るようにして
いる。また、前述のダストカバー120 の孔122 の近
傍の外側にもゴムリング等を装着して補助的に締付ける
ことにより、所要のシール性を確保する場合がある。
取付けるために、ダストカバー120の端部121 に軸部104
の外径より小さい円形の孔122 が設けられており、こ
の孔122 に軸部104 を挿通させている。この場合、孔12
2 の内周面が軸部104 に密接することにより、端部121
の固定とシール効果を得るようにしている。ダストカバ
ー120 の他端部124 は、ボールシート102 の外周部に設
けられた環状の溝125に嵌合され、ダストカバー120 自
体のゴム弾性力によってボールシート102 に保持させる
か、あるいはサークリップ等の固定用補助部品126 によ
って、端部124の固定とシール効果を得るようにして
いる。また、前述のダストカバー120 の孔122 の近
傍の外側にもゴムリング等を装着して補助的に締付ける
ことにより、所要のシール性を確保する場合がある。
【0008】このようなダストカバー120 を備えたボー
ルジョイント100 において、ボールスタッド101 が球状
部105 を中心として大きく傾くと、ダストカバー120 の
弾性により、ダストカバー120 が一方向に大きく引っ張
られる。その結果、ダストカバー120 のゴムの弾性限界
により、ダストカバー120 の端部121 の位置がずれてし
まい、ダスト等の異物が入り込む原因になることがあ
る。
ルジョイント100 において、ボールスタッド101 が球状
部105 を中心として大きく傾くと、ダストカバー120 の
弾性により、ダストカバー120 が一方向に大きく引っ張
られる。その結果、ダストカバー120 のゴムの弾性限界
により、ダストカバー120 の端部121 の位置がずれてし
まい、ダスト等の異物が入り込む原因になることがあ
る。
【0009】上記の問題を避けるために、軸部104 にダ
ストカバーずれ止め用の凸部130 を設け、この凸部130
とナックル部110 との間でダストカバー120 の端部121
を挟むことが行われている。この凸部130 は、ボールシ
ート102 に対するボールスタッド101 の最大揺動角が2
0°を越える場合に必要となることや、凸部130 の高さ
がおおむね1mm以上あれば効果があることが経験的に
知られている。
ストカバーずれ止め用の凸部130 を設け、この凸部130
とナックル部110 との間でダストカバー120 の端部121
を挟むことが行われている。この凸部130 は、ボールシ
ート102 に対するボールスタッド101 の最大揺動角が2
0°を越える場合に必要となることや、凸部130 の高さ
がおおむね1mm以上あれば効果があることが経験的に
知られている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、ボー
ルスタッド101 には、基本的な軸部104 に、3か所の凸
部(球状部105 とナックル部110 とダストカバーずれ止
め凸部130 )が必要である。ボールスタッド101 は機械
要素としての要求強度から、通常、鋼をはじめとする金
属で作られている。ボールスタッド101 は、前述のよう
に、球状部105 に高精度が要求されることから、ナック
ル部110 から球状部105 を含む部分は、従来、切削等の
機械加工によって加工され、更に球状部105 の表面を高
精度に仕上げるために磨き加工が行われている。このた
め加工に要する手間が多く、製造コストが高くつくとい
う問題があった。
ルスタッド101 には、基本的な軸部104 に、3か所の凸
部(球状部105 とナックル部110 とダストカバーずれ止
め凸部130 )が必要である。ボールスタッド101 は機械
要素としての要求強度から、通常、鋼をはじめとする金
属で作られている。ボールスタッド101 は、前述のよう
に、球状部105 に高精度が要求されることから、ナック
ル部110 から球状部105 を含む部分は、従来、切削等の
機械加工によって加工され、更に球状部105 の表面を高
精度に仕上げるために磨き加工が行われている。このた
め加工に要する手間が多く、製造コストが高くつくとい
う問題があった。
【0011】また、近年、ボールスタッド101 を安価に
製造する方法として、冷間鍛造法が適用されている。冷
間鍛造法によってボールスタッド101 を製造するには、
例えば図10に示されるように少なくとも2つに分割さ
れた据え込み型140 ,141 が使われている。これらの型
140 ,141 によってボールスタッド101 の材料を叩くこ
とにより、球状部105 を成形するようにしている。この
場合、鍛造後のボールスタッド101 には、型140 ,141
の接合面に沿って、球状部105 の円周方向に連なる微小
な突起(パーティングライン145 )が形成されてしま
う。図11にパーティングライン145 を拡大して示す。
製造する方法として、冷間鍛造法が適用されている。冷
間鍛造法によってボールスタッド101 を製造するには、
例えば図10に示されるように少なくとも2つに分割さ
れた据え込み型140 ,141 が使われている。これらの型
140 ,141 によってボールスタッド101 の材料を叩くこ
とにより、球状部105 を成形するようにしている。この
場合、鍛造後のボールスタッド101 には、型140 ,141
の接合面に沿って、球状部105 の円周方向に連なる微小
な突起(パーティングライン145 )が形成されてしま
う。図11にパーティングライン145 を拡大して示す。
【0012】また、ナックル部110 を成形するために
は、図12に示すような割り型150 ,151 の間に球状部
105 を保持した状態で、上方から型152 によってボール
スタッド101 の軸線方向に圧力をかけて鍛造が行われ
る。この鍛造時にも、左右の割り型150 ,151 の接合面
に沿って、微小な突起(パーティングライン)155 が球
状部105 の表面に生じてしまう。また逆に、ナックル部
110 を先に成形し、球状部105 をあとから成形する方法
もあるが、前記と同様の割り型が必要になるため、パー
ティングラインが発生する。
は、図12に示すような割り型150 ,151 の間に球状部
105 を保持した状態で、上方から型152 によってボール
スタッド101 の軸線方向に圧力をかけて鍛造が行われ
る。この鍛造時にも、左右の割り型150 ,151 の接合面
に沿って、微小な突起(パーティングライン)155 が球
状部105 の表面に生じてしまう。また逆に、ナックル部
110 を先に成形し、球状部105 をあとから成形する方法
もあるが、前記と同様の割り型が必要になるため、パー
ティングラインが発生する。
【0013】上記のようなパーティングライン145,155
は、球状部105 における真球度の悪化をもたらし、前述
のダストカバー120 の両端部121,124 におけるシール性
悪化の原因となる。その結果、球状部105 とボールシー
ト102 との摺動面が異常に摩耗し、ボールジョイント10
0 としての機能が損なわれることになる。
は、球状部105 における真球度の悪化をもたらし、前述
のダストカバー120 の両端部121,124 におけるシール性
悪化の原因となる。その結果、球状部105 とボールシー
ト102 との摺動面が異常に摩耗し、ボールジョイント10
0 としての機能が損なわれることになる。
【0014】パーティングライン145,155 の除去は、パ
ーティングライン145,155 の突出高さの程度に応じて、
切削加工あるいはバニッシング加工等を施すことによっ
て可能であるが、これらの加工はコストアップの原因と
なる。また、図12に示されるような左右方向の割り型
150 ,151 は通常の多段打ちパーツフォーマに装着する
ことができない。このため、ナックル部110 を鍛造する
には、図10に示される型140 ,141 を用いた球状部10
5 の成形とは別の工程で行わざるを得ず、コスト高とな
る。
ーティングライン145,155 の突出高さの程度に応じて、
切削加工あるいはバニッシング加工等を施すことによっ
て可能であるが、これらの加工はコストアップの原因と
なる。また、図12に示されるような左右方向の割り型
150 ,151 は通常の多段打ちパーツフォーマに装着する
ことができない。このため、ナックル部110 を鍛造する
には、図10に示される型140 ,141 を用いた球状部10
5 の成形とは別の工程で行わざるを得ず、コスト高とな
る。
【0015】また、ダストカバーずれ止め凸部130 のよ
うに突出高さが小さい凸部については、必要な鍛造圧力
とワーク(ボールスタッド101 )の大きさ・形状から見
て、一般的に鍛造加工は不可能である。従ってこのよう
な小さな凸部130 は、従来、切削加工による削り出しで
作らざるを得ず、コストの高いものとなっていた。従っ
て本発明の目的は、製造が容易であり、低コストで製造
可能なボールジョイントとその製造方法を提供すること
にある。
うに突出高さが小さい凸部については、必要な鍛造圧力
とワーク(ボールスタッド101 )の大きさ・形状から見
て、一般的に鍛造加工は不可能である。従ってこのよう
な小さな凸部130 は、従来、切削加工による削り出しで
作らざるを得ず、コストの高いものとなっていた。従っ
て本発明の目的は、製造が容易であり、低コストで製造
可能なボールジョイントとその製造方法を提供すること
にある。
【0016】
【課題を解決するための手段】上記の目的を果たすため
に開発された本発明のボールジョイントは、一端側に雄
ねじ部を有しかつ他端側に小径部とこの小径部よりも幅
が大きい幅広がり部を有する金属製のスタッドボルト
と、上記スタッドボルトの上記幅広がり部を覆って成形
された球状部を有しかつこの球状部の中心を上記スタッ
ドボルトの軸線上に位置させた合成樹脂製の樹脂ボール
部材と、上記樹脂ボール部材の球状部と相対回転自在に
かつ揺動自在に嵌合する球面状の凹部を有するボールシ
ートとを具備したことを特徴とするボールジョイントで
ある。
に開発された本発明のボールジョイントは、一端側に雄
ねじ部を有しかつ他端側に小径部とこの小径部よりも幅
が大きい幅広がり部を有する金属製のスタッドボルト
と、上記スタッドボルトの上記幅広がり部を覆って成形
された球状部を有しかつこの球状部の中心を上記スタッ
ドボルトの軸線上に位置させた合成樹脂製の樹脂ボール
部材と、上記樹脂ボール部材の球状部と相対回転自在に
かつ揺動自在に嵌合する球面状の凹部を有するボールシ
ートとを具備したことを特徴とするボールジョイントで
ある。
【0017】樹脂ボール部材は、熱硬化性樹脂材料ある
いは熱可塑性樹脂材料からなる。熱硬化性樹脂材料とし
ては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂な
どが挙げられる。熱可塑性樹脂材料としては、PPS樹
脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT樹脂)、ポリ
エチレンテレフタレート(PET樹脂)、AS樹脂、A
BS樹脂、ASA樹脂、ポリエチレン、ポリメチルメタ
クリート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビ
ニール、ナイロン、ポリアセタール、ポリカーボネー
ト、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリアミドイミド等
が挙げられる。
いは熱可塑性樹脂材料からなる。熱硬化性樹脂材料とし
ては、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂な
どが挙げられる。熱可塑性樹脂材料としては、PPS樹
脂、ポリブチレンテレフタレート(PBT樹脂)、ポリ
エチレンテレフタレート(PET樹脂)、AS樹脂、A
BS樹脂、ASA樹脂、ポリエチレン、ポリメチルメタ
クリート、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビ
ニール、ナイロン、ポリアセタール、ポリカーボネー
ト、ポリサルフォン、ポリイミド、ポリアミドイミド等
が挙げられる。
【0018】請求項2のように、上記スタッドボルトの
軸部の軸線方向中間部に鍔状のナックル部を一体に成形
し、上記雄ねじ部に螺合されるナットと上記ナックル部
との間で、取付相手部材を締付けるようにするとよい。
軸部の軸線方向中間部に鍔状のナックル部を一体に成形
し、上記雄ねじ部に螺合されるナットと上記ナックル部
との間で、取付相手部材を締付けるようにするとよい。
【0019】請求項3のように、上記樹脂ボール部材
に、スタッドボルトの軸部の軸線方向中間部を覆う筒状
部を設け、この筒状部にダストカバーずれ止め凸部を一
体に成形することもできる。この場合、ダストカバーず
れ止め凸部と上記ナックル部との間にダストカバーの端
部を挟み込むことにより、ダストカバーを固定すること
ができる。
に、スタッドボルトの軸部の軸線方向中間部を覆う筒状
部を設け、この筒状部にダストカバーずれ止め凸部を一
体に成形することもできる。この場合、ダストカバーず
れ止め凸部と上記ナックル部との間にダストカバーの端
部を挟み込むことにより、ダストカバーを固定すること
ができる。
【0020】請求項4のように、スタッドボルトの幅広
がり部の外周にセレーションあるいは多角形断面等の非
円形の回り止め部を設ければ、スタッドボルトと樹脂ボ
ール部材との相対回転を防ぐ上で有効である。
がり部の外周にセレーションあるいは多角形断面等の非
円形の回り止め部を設ければ、スタッドボルトと樹脂ボ
ール部材との相対回転を防ぐ上で有効である。
【0021】本発明のボールジョイント用ボールスタッ
ドは、一端側に雄ねじ部を有しかつ他端側の外周にセレ
ーションあるいは多角形断面等の非円形の回り止め部が
設けられた金属製のスタッドボルトを製作する工程と、
先端の尖ったパンチで上記スタッドボルトの端面を加圧
することにより上記スタッドボルトの端部を押し広げて
幅広がり部を形成する工程と、上記スタッドボルトの幅
広がり部を含む領域を成形用の型にセットしかつこの型
の内部に合成樹脂材料を射出することによって球状部を
有する樹脂ボール部材を成形する工程とを経て製造され
る。
ドは、一端側に雄ねじ部を有しかつ他端側の外周にセレ
ーションあるいは多角形断面等の非円形の回り止め部が
設けられた金属製のスタッドボルトを製作する工程と、
先端の尖ったパンチで上記スタッドボルトの端面を加圧
することにより上記スタッドボルトの端部を押し広げて
幅広がり部を形成する工程と、上記スタッドボルトの幅
広がり部を含む領域を成形用の型にセットしかつこの型
の内部に合成樹脂材料を射出することによって球状部を
有する樹脂ボール部材を成形する工程とを経て製造され
る。
【0022】
【作用】ボールジョイントを使用する際、球状部の表面
付近には基本的に圧縮荷重が加わるだけであるから、樹
脂製の球状部であっても強度的に問題はない。また、ダ
ストカバーずれ止め凸部には、スタッドボルトが傾いた
時にダストカバーのゴム弾性による反力が加わる程度で
あるから、樹脂製のカバーずれ止め凸部であっても強度
的に問題は生じない。
付近には基本的に圧縮荷重が加わるだけであるから、樹
脂製の球状部であっても強度的に問題はない。また、ダ
ストカバーずれ止め凸部には、スタッドボルトが傾いた
時にダストカバーのゴム弾性による反力が加わる程度で
あるから、樹脂製のカバーずれ止め凸部であっても強度
的に問題は生じない。
【0023】樹脂ボール部材にはスタッドボルトの幅広
がり部が埋設されているため、スタッドボールの軸線方
向に荷重が加わっても、スタッドボルトが樹脂ボール部
材から抜けてしまうことはない。また、上記幅広がり部
にセレーション等を設けておけば、スタッドボルトに加
わる軸回りの回転力に対して、スタッドボルトと樹脂ボ
ール部材とが相対回転を生じることが回避される。
がり部が埋設されているため、スタッドボールの軸線方
向に荷重が加わっても、スタッドボルトが樹脂ボール部
材から抜けてしまうことはない。また、上記幅広がり部
にセレーション等を設けておけば、スタッドボルトに加
わる軸回りの回転力に対して、スタッドボルトと樹脂ボ
ール部材とが相対回転を生じることが回避される。
【0024】樹脂ボール部材は、射出成形によって製造
される。すなわち、スタッドボルトの幅広がり部を含む
領域を型の内部にインサートした状態で、合成樹脂材料
を射出成形すればよい。射出成形時に生じる圧力は鍛造
の圧力に比べて格段に小さいから、上記樹脂ボール部材
は鍛造による従来の球状部と比較すると製造が著しく容
易である。
される。すなわち、スタッドボルトの幅広がり部を含む
領域を型の内部にインサートした状態で、合成樹脂材料
を射出成形すればよい。射出成形時に生じる圧力は鍛造
の圧力に比べて格段に小さいから、上記樹脂ボール部材
は鍛造による従来の球状部と比較すると製造が著しく容
易である。
【0025】請求項3に記載したように樹脂ボール部材
にダストカバーずれ止め凸部を一体成形すれば、樹脂ボ
ール部材の射出成形時にこの凸部を同時に成形できるた
め、従来のように削り出し加工によってダストカバーず
れ止め凸部を成形していた場合に比較して、きわめて容
易にダストカバーずれ止め凸部が得られる。
にダストカバーずれ止め凸部を一体成形すれば、樹脂ボ
ール部材の射出成形時にこの凸部を同時に成形できるた
め、従来のように削り出し加工によってダストカバーず
れ止め凸部を成形していた場合に比較して、きわめて容
易にダストカバーずれ止め凸部が得られる。
【0026】
【実施例】以下に本発明の一実施例について、図1ない
し図5を参照して説明する。図1に示されたボールジョ
イント10は、鋼などの金属からなるスタッドボルト1
1と、合成樹脂製の樹脂ボール部材12と、合成樹脂製
のボールシート13と、ゴム製のダストカバー14など
を備えている。ボールシート13は金属製のハウジング
15の内部に収容されている。スタッドボルト11と樹
脂ボール部材12は、図2に示されるようなボールスタ
ッド17を構成している。
し図5を参照して説明する。図1に示されたボールジョ
イント10は、鋼などの金属からなるスタッドボルト1
1と、合成樹脂製の樹脂ボール部材12と、合成樹脂製
のボールシート13と、ゴム製のダストカバー14など
を備えている。ボールシート13は金属製のハウジング
15の内部に収容されている。スタッドボルト11と樹
脂ボール部材12は、図2に示されるようなボールスタ
ッド17を構成している。
【0027】スタッドボルト11の軸部20の一端側の
外周面に、雄ねじ部21が設けられている。この雄ねじ
部21に、ナット22が螺合される。スタッドボルト1
1の他端側に幅広がり部25が設けられている。この幅
広がり部25は、小径部26から先端部27に向って幅
が広がった末広がり形状となっている。
外周面に、雄ねじ部21が設けられている。この雄ねじ
部21に、ナット22が螺合される。スタッドボルト1
1の他端側に幅広がり部25が設けられている。この幅
広がり部25は、小径部26から先端部27に向って幅
が広がった末広がり形状となっている。
【0028】図3に示されるように、幅広がり部25の
外周面にセレーションあるいはスプラインのように周方
向に凹凸のある非円形の回り止め部28が設けられてい
る。この回り止め部28は、セレーション以外に、例え
ば多角形のような非円形の断面形状が採用されてもよ
い。但しこの回り止め部28は、円形に近いセレーショ
ンなどが有利である。なぜなら、回り止め部28によっ
て樹脂ボール部材12の肉厚が極端に異なる部分が生じ
ると、樹脂が軟化状態から固化する時に生じる収縮量が
不均一になりやすくなって、ボール部材12の形状精度
が悪くなるからである。
外周面にセレーションあるいはスプラインのように周方
向に凹凸のある非円形の回り止め部28が設けられてい
る。この回り止め部28は、セレーション以外に、例え
ば多角形のような非円形の断面形状が採用されてもよ
い。但しこの回り止め部28は、円形に近いセレーショ
ンなどが有利である。なぜなら、回り止め部28によっ
て樹脂ボール部材12の肉厚が極端に異なる部分が生じ
ると、樹脂が軟化状態から固化する時に生じる収縮量が
不均一になりやすくなって、ボール部材12の形状精度
が悪くなるからである。
【0029】スタッドボルト11の軸線方向中間部に、
軸部20と一体に成形された鍔状のナックル部30が設
けられている。このナックル部30とナット22との間
に取付相手部材31が挟まれた状態で、ナット22を締
付けることで、スタッドボルト11が取付相手部材31
に固定される。
軸部20と一体に成形された鍔状のナックル部30が設
けられている。このナックル部30とナット22との間
に取付相手部材31が挟まれた状態で、ナット22を締
付けることで、スタッドボルト11が取付相手部材31
に固定される。
【0030】樹脂ボール部材12は、前述した熱硬化性
合成樹脂材料または熱可塑性合成樹脂材料からなる球状
部35と、この球状部35と一体に成形された円筒状の
筒状部36を有している。球状部35は幅広がり部25
と小径部26を覆っている。球状部35の球の中心は、
スタッドボルト11の軸線(中心線上)に位置してい
る。筒状部36は、軸部20の一部の全周を囲む形状に
成形されており、この筒状部36の先端にダストカバー
ずれ止め凸部37が一体に成形されている。
合成樹脂材料または熱可塑性合成樹脂材料からなる球状
部35と、この球状部35と一体に成形された円筒状の
筒状部36を有している。球状部35は幅広がり部25
と小径部26を覆っている。球状部35の球の中心は、
スタッドボルト11の軸線(中心線上)に位置してい
る。筒状部36は、軸部20の一部の全周を囲む形状に
成形されており、この筒状部36の先端にダストカバー
ずれ止め凸部37が一体に成形されている。
【0031】ボールシート13に、球状部35が回転自
在にかつ揺動自在に嵌合する球面状の凹部40が設けら
れている。ボールシート13を収容するハウジング15
は、ボールシート13との間で相対回転を生じないよう
に、かつ、ハウジング15からボールシート13が抜け
ないように、ボールシート13をしっかりと固定してい
る。ハウジング15に対するボールシート13の固定
は、例えばボールシート13をハウジング15に圧入す
るとか、接着材を用いた固定でもよいし、あるいはボー
ルシート13に設けた凸部をボールシート13の穴に嵌
合させた状態で上記凸部を変形させるなどの適宜の固定
手段が採用される。ハウジング15にはロッド状のフレ
ーム42(一部のみ図示する)が設けられている。
在にかつ揺動自在に嵌合する球面状の凹部40が設けら
れている。ボールシート13を収容するハウジング15
は、ボールシート13との間で相対回転を生じないよう
に、かつ、ハウジング15からボールシート13が抜け
ないように、ボールシート13をしっかりと固定してい
る。ハウジング15に対するボールシート13の固定
は、例えばボールシート13をハウジング15に圧入す
るとか、接着材を用いた固定でもよいし、あるいはボー
ルシート13に設けた凸部をボールシート13の穴に嵌
合させた状態で上記凸部を変形させるなどの適宜の固定
手段が採用される。ハウジング15にはロッド状のフレ
ーム42(一部のみ図示する)が設けられている。
【0032】ボールシート13の縁部に、円周方向に連
続する環状の溝45が設けられており、この溝45にダ
ストカバー14の一端部46が嵌合させられるようにな
っている。そしてこの端部46の外側からサークリップ
等の固定補助部材47を嵌合させることにより、ダスト
カバー14の端部46の固定がなされるとともに端部4
6のシール性が確保されている。
続する環状の溝45が設けられており、この溝45にダ
ストカバー14の一端部46が嵌合させられるようにな
っている。そしてこの端部46の外側からサークリップ
等の固定補助部材47を嵌合させることにより、ダスト
カバー14の端部46の固定がなされるとともに端部4
6のシール性が確保されている。
【0033】ダストカバー14の他端部50に円形の孔
51が設けられており、この孔51に、スタッドボルト
11の軸部20が挿通されている。そしてナックル部3
0と凸部37との間でダストカバー14の端部50を挟
み込むことにより、端部50の固定がなされるととも
に、端部50のシール性が確保されている。このような
凸部37を設けたことにより、スタッドボルト11が揺
動する際にダストカバー14の端部50の位置ずれが防
止されている。
51が設けられており、この孔51に、スタッドボルト
11の軸部20が挿通されている。そしてナックル部3
0と凸部37との間でダストカバー14の端部50を挟
み込むことにより、端部50の固定がなされるととも
に、端部50のシール性が確保されている。このような
凸部37を設けたことにより、スタッドボルト11が揺
動する際にダストカバー14の端部50の位置ずれが防
止されている。
【0034】ナックル部30は、ボールジョイント10
が伝達しようとする荷重によって曲げモーメントを受け
るので、相当な強度が必要である。この実施例のナック
ル部30は、軸部20と一体に金属によって成形されて
いるため、曲げモーメントに対しても充分な強度を発揮
できる。
が伝達しようとする荷重によって曲げモーメントを受け
るので、相当な強度が必要である。この実施例のナック
ル部30は、軸部20と一体に金属によって成形されて
いるため、曲げモーメントに対しても充分な強度を発揮
できる。
【0035】これに対し、球状部35の表面は、基本的
に圧縮荷重を受けるのみである。また、ダストカバーず
れ止め凸部37は、通常、ボールスタッド17が揺動す
る時にダストカバー14のゴムの反力を受けるのみであ
る。従って球状部35とダストカバーずれ止め凸部37
は、軸部20やナックル部30に比べると強度が比較的
低くてすむ部分である。この点に着目し、球状部35と
凸部37を含む部分を合成樹脂で一体成形したものが樹
脂ボール部材12である。
に圧縮荷重を受けるのみである。また、ダストカバーず
れ止め凸部37は、通常、ボールスタッド17が揺動す
る時にダストカバー14のゴムの反力を受けるのみであ
る。従って球状部35とダストカバーずれ止め凸部37
は、軸部20やナックル部30に比べると強度が比較的
低くてすむ部分である。この点に着目し、球状部35と
凸部37を含む部分を合成樹脂で一体成形したものが樹
脂ボール部材12である。
【0036】以下に、上記実施例のボールスタッド17
の製造方法について説明する。この製造方法は、大まか
に言って、金属材料からスタッドボルト11を製作する
工程(鍛造工程)と、スタッドボルト11に熱処理を行
う工程(熱処理工程)と、雄ねじ部21を成形する工程
(ねじ転造工程)と、樹脂ボール部材12を射出成形す
る工程(樹脂成形工程)との4工程からなる。
の製造方法について説明する。この製造方法は、大まか
に言って、金属材料からスタッドボルト11を製作する
工程(鍛造工程)と、スタッドボルト11に熱処理を行
う工程(熱処理工程)と、雄ねじ部21を成形する工程
(ねじ転造工程)と、樹脂ボール部材12を射出成形す
る工程(樹脂成形工程)との4工程からなる。
【0037】鍛造工程において、スタッドボルト11の
多段打ち冷間鍛造が行われる。この場合、棒状の金属材
料を金型にセットした状態で、金属材料を軸線方向に加
圧することにより、軸部20の基本的な形状とナックル
部30が成形される。また、セレーション等の回り止め
部28が成形される。そして図5に示されるように、先
端の尖った円錐形あるいは角錐形等の先の尖ったパンチ
60によってスタッドボルト11の端面61を加圧し、
スタッドボルト11の先端部27側を広げる。こうする
ことにより、小さなパンチ力で幅広がり部25が形成さ
れる。また、この幅広がり部25は最終的に樹脂に覆わ
れる部分であり精密な形状は必要なく、従って割り型を
使って幅広がり部25の側面を拘束する必要もないた
め、一連の工程を全てパーツフォーマ内で行うことがで
きる。
多段打ち冷間鍛造が行われる。この場合、棒状の金属材
料を金型にセットした状態で、金属材料を軸線方向に加
圧することにより、軸部20の基本的な形状とナックル
部30が成形される。また、セレーション等の回り止め
部28が成形される。そして図5に示されるように、先
端の尖った円錐形あるいは角錐形等の先の尖ったパンチ
60によってスタッドボルト11の端面61を加圧し、
スタッドボルト11の先端部27側を広げる。こうする
ことにより、小さなパンチ力で幅広がり部25が形成さ
れる。また、この幅広がり部25は最終的に樹脂に覆わ
れる部分であり精密な形状は必要なく、従って割り型を
使って幅広がり部25の側面を拘束する必要もないた
め、一連の工程を全てパーツフォーマ内で行うことがで
きる。
【0038】そののち、熱処理工程において、スタッド
ボルト11に焼入れ・焼戻し等の熱処理が実施され、ス
タッドボルト11が所定硬さに調質される。また、ねじ
転造工程において、雄ねじ部21が転造され、スタッド
ボルト11が完成する。
ボルト11に焼入れ・焼戻し等の熱処理が実施され、ス
タッドボルト11が所定硬さに調質される。また、ねじ
転造工程において、雄ねじ部21が転造され、スタッド
ボルト11が完成する。
【0039】樹脂成形工程においては、スタッドボルト
11の幅広がり部25を含む領域を射出成形用の型にセ
ットし、この型の内部に合成樹脂材料を射出することに
よって、樹脂ボール部材12が成形される。いわゆるイ
ンサート成形である。そしてこの樹脂ボール部材12の
成形時に、ダストカバーずれ止め凸部37が一体に成形
される。
11の幅広がり部25を含む領域を射出成形用の型にセ
ットし、この型の内部に合成樹脂材料を射出することに
よって、樹脂ボール部材12が成形される。いわゆるイ
ンサート成形である。そしてこの樹脂ボール部材12の
成形時に、ダストカバーずれ止め凸部37が一体に成形
される。
【0040】本実施例によれば、スタッドボルト11
(インサート金具)の基本的な形状出しを、パーツフォ
ーマによって実質的に1工程で行うことができる。そし
て樹脂成形工程までの一連のボールスタッド製造工程が
4工程ですむようになった。このため安価に製造でき
る。これに対し従来の金属製ボールスタッド101 (図1
0等に示す)を製造するには、球状部105 やナックル部
110 および雄ねじ部106 等を成形するのに6工程必要で
あった。
(インサート金具)の基本的な形状出しを、パーツフォ
ーマによって実質的に1工程で行うことができる。そし
て樹脂成形工程までの一連のボールスタッド製造工程が
4工程ですむようになった。このため安価に製造でき
る。これに対し従来の金属製ボールスタッド101 (図1
0等に示す)を製造するには、球状部105 やナックル部
110 および雄ねじ部106 等を成形するのに6工程必要で
あった。
【0041】なお、樹脂成形工程において樹脂ボール部
材12を射出成形するために、左右方向あるいは上下方
向の分割型が必要であるため、パーティングラインが問
題となる。しかしながら樹脂の射出成形時に必要とされ
る圧力は鍛造の圧力と比べて桁違いに小さい。このた
め、本実施例のように樹脂によって球状部35を成形す
る場合、型の精度を高くすれば、成形時に生じるパーテ
ィングラインは実用上問題無い程度に小さくすることが
可能である。
材12を射出成形するために、左右方向あるいは上下方
向の分割型が必要であるため、パーティングラインが問
題となる。しかしながら樹脂の射出成形時に必要とされ
る圧力は鍛造の圧力と比べて桁違いに小さい。このた
め、本実施例のように樹脂によって球状部35を成形す
る場合、型の精度を高くすれば、成形時に生じるパーテ
ィングラインは実用上問題無い程度に小さくすることが
可能である。
【0042】樹脂の種類等により、どうしてもパーティ
ングラインの突起が生じてしまう場合には、図6に誇張
して示したように、パーティングライン65の周囲に若
干の凹部66を形成するようなアンダーカット形状の金
型67(一部のみ図示)を採用することにより、パーテ
ィングライン65の突起先端が球面円弧の延長線68の
内側に収まるようにすればよい。このような凹部(アン
ダーカット部分)66が設けられていても、金属に比べ
て弾性係数が格段に小さい樹脂製の球状部35であれ
ば、球状部35から金型67を抜くことができる。
ングラインの突起が生じてしまう場合には、図6に誇張
して示したように、パーティングライン65の周囲に若
干の凹部66を形成するようなアンダーカット形状の金
型67(一部のみ図示)を採用することにより、パーテ
ィングライン65の突起先端が球面円弧の延長線68の
内側に収まるようにすればよい。このような凹部(アン
ダーカット部分)66が設けられていても、金属に比べ
て弾性係数が格段に小さい樹脂製の球状部35であれ
ば、球状部35から金型67を抜くことができる。
【0043】なお、図7および図8に示すように、例え
ば六角形あるいは八角形等の多角形断面の回り止め部7
0を有する幅広がり部25を採用することによって、ス
タッドボルト11と樹脂ボール部材12との回り止め効
果が得られるようにしてもよい。それ以外の構成と作用
・効果は前記実施例(図1〜図5)と同様である。図7
のスタッドボルト11も、前記実施例で説明した錐形の
パンチ60(図5に示す)によって先端部27を広げる
ことにより、幅広がり部25が成形される。
ば六角形あるいは八角形等の多角形断面の回り止め部7
0を有する幅広がり部25を採用することによって、ス
タッドボルト11と樹脂ボール部材12との回り止め効
果が得られるようにしてもよい。それ以外の構成と作用
・効果は前記実施例(図1〜図5)と同様である。図7
のスタッドボルト11も、前記実施例で説明した錐形の
パンチ60(図5に示す)によって先端部27を広げる
ことにより、幅広がり部25が成形される。
【0044】
【発明の効果】本発明によれば、球状部を樹脂の射出成
形によって形成するため、従来の総金属製ボールスタッ
ドに比較してきわめて短時間で成形が終了し、パーティ
ングラインの問題も回避でき、仕上げ加工も実質的に不
要であり、少ない工程でボールスタッドを製造でき、成
形用の型も比較的簡易なものでよいなど、低コスト化に
寄与できる。しかもボールスタッドの球状部が樹脂製で
あるから軽量である。そしてダストカバーずれ止め凸部
のように強度をあまり必要としない凸部を球状部と一体
に樹脂によって成形できるため、従来の金属製ボールス
タッドに必要とされていた切削等の機械加工が不要であ
る。
形によって形成するため、従来の総金属製ボールスタッ
ドに比較してきわめて短時間で成形が終了し、パーティ
ングラインの問題も回避でき、仕上げ加工も実質的に不
要であり、少ない工程でボールスタッドを製造でき、成
形用の型も比較的簡易なものでよいなど、低コスト化に
寄与できる。しかもボールスタッドの球状部が樹脂製で
あるから軽量である。そしてダストカバーずれ止め凸部
のように強度をあまり必要としない凸部を球状部と一体
に樹脂によって成形できるため、従来の金属製ボールス
タッドに必要とされていた切削等の機械加工が不要であ
る。
【図1】本発明の一実施例を示すボールジョイントの縦
断面図。
断面図。
【図2】図1に示されたボールジョイントのボールスタ
ッドの側面図。
ッドの側面図。
【図3】図2に示されたボールスタッドに使われるスタ
ッドボルトの側面図。
ッドボルトの側面図。
【図4】図3に示されたスタッドボルトの底面図。
【図5】幅広がり部加工用のパンチと加工前のスタッド
ボルトを示す側面図。
ボルトを示す側面図。
【図6】樹脂ボール部材の一部と成形用の型の一部を示
す断面図。
す断面図。
【図7】スタッドボルトの変形例を示す側面図。
【図8】図7に示されたスタッドボルトの底面図。
【図9】従来のボールジョイントを示す断面図。
【図10】従来のボールスタッドを加工するための金型
を示す斜視図。
を示す斜視図。
【図11】ボールスタッドに生じたパーティングライン
を示す断面図。
を示す断面図。
【図12】従来のナックル部加工用の金型を示す斜視
図。
図。
10…ボールジョイント 11…スタッド
ボルト 12…樹脂ボール部材 13…ボールシ
ート 14…ダストカバー 17…ボールス
タッド 20…軸部 21…雄ねじ部 22…ナット 25…幅広がり
部 28…回り止め部 30…ナックル
部 31…取付相手部材 35…球状部 37…ダストカバーずれ止め凸部 40…凹部 60…パンチ 70…回り止め
部
ボルト 12…樹脂ボール部材 13…ボールシ
ート 14…ダストカバー 17…ボールス
タッド 20…軸部 21…雄ねじ部 22…ナット 25…幅広がり
部 28…回り止め部 30…ナックル
部 31…取付相手部材 35…球状部 37…ダストカバーずれ止め凸部 40…凹部 60…パンチ 70…回り止め
部
Claims (6)
- 【請求項1】一端側に雄ねじ部を有しかつ他端側に小径
部とこの小径部よりも幅が大きい幅広がり部を有する金
属製のスタッドボルトと、 上記スタッドボルトの上記幅広がり部を覆って成形され
た球状部を有しかつこの球状部の中心を上記スタッドボ
ルトの軸線上に位置させた合成樹脂製の樹脂ボール部材
と、 上記樹脂ボール部材の球状部と相対回転自在にかつ揺動
自在に嵌合する球面状の凹部を有するボールシートと、 を具備したことを特徴とするボールジョイント。 - 【請求項2】上記スタッドボルトの上記雄ねじ部に螺合
するナットと、上記スタッドボルトの軸部の軸線方向中
間部に一体に設けられかつ上記ナットとの間で取付相手
部材を締付ける鍔状のナックル部とを具備したことを特
徴とする請求項1記載のボールジョイント。 - 【請求項3】上記樹脂ボール部材に、上記スタッドボル
トの軸部の軸線方向中間部を覆う筒状部が一体に設けら
れており、この筒状部に、上記ナックル部との間でダス
トカバーの端部を挟むダストカバーずれ止め凸部が一体
に成形されていることを特徴とする請求項1記載のボー
ルジョイント。 - 【請求項4】上記スタッドボルトの幅広がり部の外周
に、セレーションあるいは多角形断面等の非円形の回り
止め部が設けられていることを特徴とする請求項1記載
のボールジョイント。 - 【請求項5】一端側に雄ねじ部を有しかつ他端側の外周
にセレーションあるいは多角形断面等の非円形の回り止
め部が設けられた金属製スタッドボルトを製作する工程
と、先端が尖ったパンチで上記スタッドボルトの端面を
加圧することにより上記スタッドボルトの端部を押し広
げて幅広がり部を形成する工程と、 上記スタッドボルトの幅広がり部を含む領域を成形用の
型にセットしかつこの型の内部に合成樹脂材料を射出す
ることによって球状部を有する樹脂ボール部材を成形す
る工程と、 を具備したことを特徴とするボールジョイントの製造方
法。 - 【請求項6】上記樹脂ボール部材を成形する際に、上記
スタッドボルトの円周方向に連なる環状のダストカバー
ずれ止め凸部を上記球状部と一体に射出成形することを
特徴とする請求項5記載のボールジョイントの製造方
法。
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