JP2001001094A

JP2001001094A - ボール球面の加工装置

Info

Publication number: JP2001001094A
Application number: JP11172570A
Authority: JP
Inventors: Chikashige Goto; 親繁後藤
Original assignee: Musashi Seimitsu Industry Co Ltd
Current assignee: Musashi Seimitsu Industry Co Ltd
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 1999-06-18
Publication date: 2001-01-09

Abstract

(57)【要約】【目的】バリの発生を抑制し、加工に係わる時間を短
縮するボール球面の加工装置を提供する。【構成】軸心を中心に、荒ボール球面を有する荒球頭
部と荒球頭部から突出する柄部とからなる荒スタッドを
回転可能に保持するホルダと、ホルダと同軸上に位置
し、ホルダに対して進退可能な支持軸と、軸心に対して
直交する方向に延び、荒球頭部に沿って軸線方向に移動
可能な押圧軸を有する押圧治具とからなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば自動車の懸架装
置及び操舵装置に使用されるボールジョイント等のボー
ルスタッドに代表されるボール球面の加工装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車の懸架装置及び操舵装置の連結部
には、以前よりボールジョイントが頻繁に使用されてい
た。このようなボールジョイントは、図１に示す如く、
一般に球状の球頭部２４とその球頭部２４から突出する
柄部２３を有するボールスタッド２２と、ボールスタッ
ド２２の球頭部２４を包持するベアリング２５と、ベア
リング２５を保持するハウジング２７とを備えている。

【０００３】ここで、上記ボールジョイント２１のボー
ルスタッド２２を製造する工程を図２を基に説明する
と、まず鍛造加工により、円柱状の棒状素材１（図２の
（ア））から大径部６と小径部７を有する段付素材２
（図２の（イ））を形成し、続いて段付素材２の大径部
６を若干外周側に膨らませて予備頭部８を有する予備成
形品３（図２の（ウ））を成形後、更に予備成形品３の
予備頭部８を球状に膨らませて予備球頭部9を有する中
間成形品4（図２の（エ））を連続的に形成する。次
に、中間成形品4の小径部7の予備球頭部側端部付近に切
削加工で首部２９を成形するとともに、予備球頭部９の
外周面に切削加工を施して荒球頭部１１を成形して、荒
スタッド５（図２の（オ））を形成する。そして最後
に、荒スタッド５の荒球頭部１１に転造加工を施して、
球頭部２４のボール球面２４ａが所定の面粗度を有する
ボールスタッド２２を形成していた。

【０００４】上述の製造工程で、特に荒スタッド５の荒
球頭部１１に転造加工を施す工程を図７に基づいて説明
する。

【０００５】図７に示す如く荒ボール球面１１ａの転造
装置１３１は、荒スタッド５を固定するホルダ１３２
と、荒スタッド５の荒球頭部１１を押圧する加圧面１３
５，１３７を有する二つのダイス１３４，１３６からな
る。そしてこの転造装置１３１で転造加工する場合、ダ
イス１３４，１３６を各々外周側へ退避させた状態で、
荒スタッド５の柄部２３をホルダ１３２に挿嵌して、固
定する。その後、荒スタッド５を軸心Ｇを中心に回転さ
せた状態で、ダイス１３４，１３６を荒球頭部側へ移動
し加圧面１３５，１３７で荒球頭部１１を押圧すること
により、ボール球面２４ａを所定の面粗度に仕上げてい
た。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上述の如く転造装置１
３１を使用してボール球面２４ａを仕上げると、高い面
粗度を得ることができる。また、短い加工時間でボール
球面２４ａの成形ができるという利点もある。しかし、
上記転造装置１３１はダイス１３４，１３６の加圧面１
３５，１３７でボール球面２４ａ全体を同時に押圧する
ため、図８に示す如く、余肉が流動しボール球面２４ａ
の端部にバリ１１２が発生するということがある。この
バリ１１２は、図１に示す如き組付いたボールジョイン
ト２１が揺動する際、ベアリング２５の内球面２５ａに
接触して内球面２５ａに傷をつけ、ボールジョイント２
１の揺動トルクの低下、ガタツキの発生等の不具合が発
生する。よって、このバリ１１２を除去するため、別工
程で工作機械等による切削工程を設ける必要があり、加
工コストが増加するということがある。

【０００７】そこで出願人はこのバリ１１２の発生を抑
制するため、特公昭５６−４３１６号に示す如く、ボー
ル球面の端部に予め面取りを施し、転造の際、余肉が流
動してもバリとならないような発明を提案した。これに
より、転造でボール球面を成形してもバリを除去する工
程を追加する必要がなく、加工コストを抑制することが
できる。しかし、この製造方法によりバリの発生はなく
なったが、逆に余肉の流動が少なく欠肉が発生すること
がある。このボール球面の端部の欠肉はボールジョイン
トの機能上の問題はないが、ボールスタッドの品質上、
不良が発生するという問題がある。

【０００８】更に、転造加工はダイス１３４，１３６の
加圧面１３５，１３７がボール球面２４ａの曲率に合わ
せて形成されているため、ボールスタッド２２の球頭部
２４の径、つまりボール球面２４ａの曲率が異なるボー
ルスタッド２２を成形する際、毎回ダイス１３４，１３
６を交換しなくてはならず、ダイス１３４，１３６交換
に時間がかかるという問題がある。

【０００９】従って本発明は上述の如き課題を解決し、
バリの発生を抑制し、加工に係わる時間を短縮するボー
ル球面の加工装置を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の構成は以下の通
りである。

【００１１】軸心を中心に、荒ボール球面を有する荒球
頭部と荒球頭部から突出する柄部とからなる荒スタッド
を回転可能に保持するホルダと、ホルダと同軸上に位置
し、ホルダに対して進退可能な支持軸と、軸心に対して
直交する方向に延び、荒球頭部に沿って軸線方向に移動
可能な押圧軸を有する押圧治具とからなる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図１乃至図６に基づ
いて説明する。

【００１３】図１はボールジョイント２１で、球状の球
頭部２４とその球頭部２４から突出する柄部２３を有
し、柄部２３の球頭部側端部付近に柄部２３より小径の
首部２９が形成されるボールスタッド２２と、ボールス
タッド２２の球頭部２４を包持し、球頭部２４のボール
球面２４ａの曲率と略同一曲率の内球面２５ａを有する
合成樹脂製のベアリング２５と、ベアリング２５を保持
する金属製のハウジング２７とを備えている。

【００１４】ここで、上記ボールジョイント２１のボー
ルスタッド２２を製造する工程を図２を基に説明する
と、まず鍛造加工により、円柱状の棒状素材１（図２の
（ア））から大径部６と小径部７を有する段付素材２
（図２の（イ））を形成し、続いて段付素材２の大径部
６を若干外周側に膨らませて予備頭部８を有する予備成
形品３（図２の（ウ））を成形後、更に予備成形品３の
予備頭部８を球状に膨らませて予備球頭部９を有する中
間成形品４（図２の（エ））を連続的に形成する。次
に、中間成形品４の小径部７の予備球頭部側端部付近に
切削加工で首部２９を成形するとともに、予備球頭部９
の外周面に切削加工を施して荒球頭部１１を成形して、
荒スタッド５（図２の（オ））を形成する。そして最後
に、荒スタッド５の荒球頭部１１を所定の面粗度のボー
ル球面２４ａに成形する。

【００１５】このボール球面２４ａを成形する加工装置
３１及び加工工程を図３乃至図６に基づいて説明する。

【００１６】図３において、３１はボール球面の加工装
置で、荒スタッド５の柄部２３を嵌挿するチャック孔３
３を有するホルダ３２と、ホルダ３２と同軸上に位置し
ホルダ３２に対して進退可能な支持軸５１と、ホルダ３
２に保持される荒スタッド５の荒球頭部１１に当接する
押圧軸４３を有する押圧治具４１とからなる。ホルダ３
２は、チャック孔３３に挿嵌された荒スタッド５を固定
する締付機構を備え、ホルダ３２の軸心Ｇを中心に回転
可能である。また押圧治具４１は、図４に示す如く、ホ
ルダ３２の軸心Ｇに対して直交する押圧軸４３と、押圧
軸４３の両端を支持するコの字状のケース４６と、ケー
ス４６の反押圧軸側端部から突出する凸体４７とからな
る治具本体４２と、治具本体４２の凸体４７を嵌挿保持
する保持孔４８を設けたキャリア４９とからなる。押圧
軸４３は、端部がナット４５により固定され、ベアリン
グ４４を介して回転自在にケースに支持される。

【００１７】次に、上記加工装置３１でボール球面２４
ａを加工する工程を説明する。

【００１８】まず、図３に示す如く、予め支持軸５１及
び押圧治具４１を外側に退避させた状態で、荒スタッド
５の柄部２３をホルダ３２のチャック孔３３に挿嵌し
て、締付機構により固定すると同時に支持軸５１を荒ス
タッド５に向けて前進させ、荒球頭部側を支持する。そ
して、軸心Ｇを中心にホルダ３２を回転させて、荒スタ
ッド５を一体的に回転させる。続いて、押圧軸４３がホ
ルダ３２の軸心Ｇに対して直交するように配置された押
圧治具４１を荒スタッド５の荒球頭部１１球心に向って
径方向に前進させ、図５に示す如く、押圧治具４１の押
圧軸４３中央付近を荒球頭部１１の一端柄部側端部に当
接させる。このとき押圧治具４１は、所定の荷重で荒球
頭部１１を押圧する。この状態で押圧治具４１は荒球頭
部１１の球心を中心に、荒ボール球面１１ａに沿って軸
線方向に移動し、荒ボール球面１１ａを押圧加工する。
その後、図６に示す如く、押圧軸４３が他端反柄部側端
部まで移動し、ボール球面２４ａの加工が完了する。

【００１９】よって、ボール球面２４ａを加工する際、
押圧治具４１の押圧軸４３で一端端部から他端端部まで
順次押圧加工されるため、ボール球面２４ａとその端部
を連続的に加工できるので、余肉の流動が無く、端部に
バリが発生しない。また、押圧治具４１を進退させるだ
けで、曲率の異なるボール球面２４ａを加工できる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように本発明によると、軸心を中
心に、荒ボール球面を有する荒球頭部と荒球頭部から突
出する柄部とからなる荒スタッドを回転可能に保持する
ホルダと、ホルダと同軸上に位置し、ホルダに対して進
退可能な支持軸と、軸心に対して直交する方向に延び、
荒球頭部に沿って軸線方向に移動可能な押圧軸を有する
押圧治具とからなるため、ボール球面を加工する際、ボ
ール球面とその端部を連続的に加工できるので、余肉の
流動か無く、端部にバリが発生しない。また、押圧治具
を進退させるだけで、曲率の異なるボール球面を加工で
きるため、ボール球面の変更にともなう設定が容易にで
き、時間短縮を計ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一般的なボールジョイントを表す部分断面正面
図である。

【図２】一般的なボールジョイントに使用されるボール
球面を有するボールスタッドを製造する工程を表す説明
図である。

【図３】本発明の実施例によるボール球面の加工装置
で、ボール球面加工前の状態を表す部分断面正面図であ
る。

【図４】本発明の実施例によるボール球面の加工装置の
治具本体を表す平面図である。

【図５】本発明の実施例によるボール球面の加工装置
で、ボール球面加工開始の状態を表す部分断面正面図で
ある。

【図６】本発明の実施例によるボール球面の加工装置
で、ボール球面加工後の状態を表す部分断面正面図であ
る。

【図７】従来のボール球面の加工装置で、ボール球面加
工前の状態を表す部分断面正面図である。

【図８】従来のボール球面の加工装置で、ボール球面加
工後の状態を表す要部拡大図である。

【符号の説明】

５荒スタッド１１荒球頭部１１ａ荒ボール球面２３柄部３２ホルダ４１押圧治具４３押圧軸５１支持軸Ｇ軸心

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸心（Ｇ）を中心に、荒ボール球面（１
１ａ）を有する荒球頭部（１１）と該荒球頭部（１１）
から突出する柄部（２３）とからなる荒スタッド（５）
を回転可能に保持するホルダ（３２）と、該ホルダ（３
２）と同軸上に位置し、該ホルダ（３２）に対して進退
可能な支持軸（５１）と、軸心（Ｇ）に対して直交する
方向に延び、荒球頭部（１１）に沿って軸線方向に移動
可能な押圧軸（４３）を有する押圧治具（４１）とから
なることを特徴とするボール球面の加工装置。