JP2005133871A - Ball joint and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車の懸架装置及び操舵装置等に使用されるボールジョイントに関する。 The present invention relates to a ball joint used for, for example, a suspension device and a steering device of an automobile.
従来より自動車の懸架装置や操舵装置の連結部には、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101は、図7に示される如く、球状の球頭部104と球頭部104から延出する柄部103とを有するボールスタッド102と、ボールスタッド102の球頭部104を揺動回動自在に包持し、一端にベアリング開口106を有する合成樹脂製のベアリング105と、そのベアリング105を内包し一方にその内周からボールスタッド102の柄部103を突出させる小開口110を、他方に大開口111を有するハウジング109と、ハウジング109の大開口111端部にかしめ固定される閉止板114と、ダストカバー小開口部119をボールスタッド102の柄部103外周に、ダストカバー大開口部120をハウジング109外周に各々装着するダストカバー118とを備えていた。
Conventionally, ball joints have been frequently used for connecting parts of automobile suspensions and steering devices. As shown in FIG. 7, such a
上記ボールスタッド102の球頭部104は軸線方向に延びる径cと水平方向に延びる径dが同径の断面真円形状である。また、ベアリング105は図8に示される如く、球頭部104外周面と略同一形状の内周面107を有し、ベアリング開口106側端部から反開口側へ向けて延びる複数のスリット124が形成されていた。
The
上記ボールジョイント101の製造方法を説明する。まずベアリング105が球頭部104に嵌装されたボールスタッド102を、柄部103からハウジング109の大開口111へ挿入してベアリング105をハウジング109内の所定の位置に配置する。続いて閉止板114をハウジング109の大開口110内周に挿入した後、ハウジング109の大開口111端部を内周側にかしめ成形する。最後にダストカバー118を装着して、図7に示す如きボールジョイント101を製造していた。
A method for manufacturing the
上記の如きボールジョイント101においては、球頭部104の揺動及び回動を滑らかにするためにベアリング105内に潤滑剤が塗布されており、この潤滑剤が球頭部104全周に行き渡るようにベアリング105には複数のスリット124が形成されている。しかし、ベアリング105にスリット124を形成することによりボールスタッド102の球頭部104に当接するベアリング105の内周面積が減少する結果となり、そのためベアリング105の内周面107が受ける荷重の負荷が大きくなるため変形が促進されて、ボールスタッド102の球頭部104がベアリング105内でガタついてしまうということがあった。これはベアリングの内周面に溝が形成されている場合も同様である。
解決しようとする問題点は、ボールジョイントの球頭部の潤滑性を高めるために、ベアリングにスリットや内周面の溝を形成するとボールスタッドの球頭部とベアリングとの接触面積が減少して内周面が受ける荷重の負荷が大きくなるため、ベアリングの耐久性が低下する点である。 The problem to be solved is that the contact area between the ball head of the ball stud and the bearing decreases if a slit or a groove on the inner peripheral surface is formed in the bearing in order to improve the lubricity of the ball head of the ball joint. Since the load of the load that the inner peripheral surface receives increases, the durability of the bearing decreases.
断面楕円形状の長球部と長球部より延出する柄部とよりなるボールスタッドと、ボールスタッドの長球部を揺動回動自在に包持し、長球部の外周形状と略同一の内周形状を有する合成樹脂製のベアリングと、ベアリングを内包し、一方にボールスタッドの柄部を突出させる開口を有するハウジングとを備えるボールジョイントにおいて、ボールスタッドの軸心がベアリングの軸心に対して傾斜するようにボールスタッドの長球部をベアリング内に配置し、ベアリングが軟化する温度に加熱することにより形成される凹部をベアリングの内周面に有することを最も主要な特徴とする。 A ball stud composed of a long sphere having an elliptical cross section and a handle extending from the long sphere, and the ball sphere's long sphere are held in a swingable manner, and are substantially the same as the outer shape of the long sphere. In a ball joint including a bearing made of a synthetic resin having an inner circumferential shape and a housing including the bearing and having an opening for projecting a handle portion of the ball stud on one side, the axis of the ball stud serves as the axis of the bearing. The main feature is that the ball stud has a long spherical portion disposed in the bearing so as to be inclined, and has a recess formed on the inner peripheral surface of the bearing by heating to a temperature at which the bearing softens.
断面楕円形状の長球部と長球部より延出する柄部とよりなるボールスタッドと、ボールスタッドの長球部を揺動回動自在に包持し、長球部の外周形状と略同一の内周形状の内周面を有する合成樹脂製のベアリングと、ベアリングを内包し、一方にボールスタッドの柄部を突出させる開口を有するハウジングとを備えるボールジョイントの製造方法において、ボールスタッドの軸心をベアリングの軸心と略一致させた状態でボールスタッドの長球部をベアリング内に配置する第一工程と、ボールスタッドの軸心をベアリングの軸心に対して傾斜させる第二工程と、ベアリングが軟化する温度に加熱する第三工程と、ベアリングを硬化させた後、ボールスタッドの軸心をベアリングの軸心と略一致させる第四工程とからなることを最も主要な特徴とする。 A ball stud composed of a long sphere having an elliptical cross section and a handle extending from the long sphere, and the ball sphere's long sphere are held in a swingable manner, and are substantially the same as the outer shape of the long sphere. In a ball joint manufacturing method comprising: a synthetic resin bearing having an inner peripheral surface of an inner peripheral surface; and a housing including an opening for enclosing the bearing and projecting a handle portion of the ball stud on one side. A first step of disposing the ball stud long sphere in the bearing with the center substantially aligned with the bearing axis; a second step of tilting the ball stud axis with respect to the bearing axis; The main feature is that it consists of a third step of heating to a temperature at which the bearing softens, and a fourth step of hardening the bearing and then making the ball stud axis substantially coincide with the axis of the bearing. To.
本発明のボールジョイントは、ボールスタッドの軸心がベアリングの軸心に対して傾斜するようにボールスタッドの長球部をベアリング内に配置した状態でボールジョイントをベアリングが軟化する温度に加熱することにより形成される凹部を有するので、凹部が潤滑油溜まりとなり潤滑性を高めることができるとともに、浅く形成される凹部により、ベアリングが大きい荷重を受けた時に凹部が変形して長球部を保持することができるため、長球部に当接するベアリングの内周面の面積が減少することを抑制でき、よってベアリングの内周面が受ける荷重の負荷の増加も抑制できるので、耐久性が低下することはない。 In the ball joint of the present invention, the ball joint is heated to a temperature at which the bearing softens in a state where the long sphere portion of the ball stud is disposed in the bearing so that the axis of the ball stud is inclined with respect to the axis of the bearing. Since the concave portion becomes a lubricating oil reservoir and can improve lubricity, the concave portion formed shallowly deforms the concave portion when the bearing receives a large load and holds the long sphere portion. Therefore, it is possible to suppress a decrease in the area of the inner peripheral surface of the bearing that comes into contact with the long sphere, and thus it is possible to suppress an increase in load applied to the inner peripheral surface of the bearing, thereby reducing durability. There is no.
また、本発明のボールジョイントの製造方法は、ボールスタッドの軸心をベアリングの軸心と一致させた状態でボールスタッドの長球部をベアリング内に配置する第一工程と、ボールスタッドの軸心をベアリングの軸心に対して傾斜させる第二工程と、ベアリングが軟化する温度に加熱する第三工程と、ベアリングを硬化させた後、ボールスタッドの軸心をベアリングの軸心と一致させる第四工程とからなるので、本発明のボールジョイントを容易に製造することができる。 Further, the ball joint manufacturing method of the present invention includes a first step of disposing the long sphere portion of the ball stud in the bearing in a state where the axis of the ball stud is aligned with the axis of the bearing, and the axis of the ball stud. A second step of tilting the bearing with respect to the axis of the bearing, a third step of heating to a temperature at which the bearing softens, and a fourth step of hardening the bearing and aligning the ball stud axis with the bearing axis. Therefore, the ball joint of the present invention can be easily manufactured.
ボールジョイントの潤滑性を高めるという目的を、ベアリングの耐久性を低下させることなく実現した。 The purpose of improving the lubricity of the ball joint was achieved without reducing the durability of the bearing.
図1に示されるのは本発明の実施例によるボールジョイント1である。このボールジョイント1は、軸線方向に延びる長径aと長径aより短く水平方向に延びる短径bとよりなる断面楕円形状の長球部4と長球部4から突出する柄部3とからなるボールスタッド2と、ボールスタッド2の長球部4を揺動回動自在に内包し一方にベアリング開口6を他方に閉じるベアリング底部26を有する合成樹脂製のベアリング5とを備え、図2に示す如くベアリング5の内周面7には長球部4とベアリング5との間、特にベアリング開口6側右半部及びベアリング底部26側左半部に隙間を形成する凹部8が形成されている。このベアリング開口6側右半部に形成される一方凹部8は、ベアリング開口6側からベアリングの中心を通る赤道線に向けて漸次薄く形成され、且つ一方凹部8の周方向両端部から中央に向けて漸次深く形成されている。また、ベアリング底部26側左半部に形成される他方凹部8は、ベアリング底部26側からベアリングの中心を通る赤道線に向けて漸次薄く形成され、且つ他方凹部8の周方向両端部から中央に向けて漸次深く形成されている。このようなベアリング5は略円筒状のハウジング9に包持され、ハウジング9には、一方にボールスタッド2の柄部3を突出させる小開口10、他方に端部内周に円盤状の閉止板14がかしめ固定される大開口11と、ハウジング9の外周面に軸線方向に間隔をおいて形成される二本の周状の溝12,13とが形成されている。ベアリング5のベアリング底部26と閉止板14との間には金属製のワッシャ15及びワッシャ15内に位置決めされる弾性部材である皿ばね16が配置されている。また18はダストカバーで、断面略L字状のL字環21が埋設されたダストカバー小開口部19がボールスタッド2の柄部3外周に、圧入環22が埋設されたダストカバー大開口部20がハウジング9の小開口10外周に各々装着される。このボールジョイント1が穴部32の内周面に一本の周状の溝33を有するアーム31の穴部32に、ハウジング9の小開口10側に形成される溝12とアーム31の溝33が対向する状態で圧入されている。このハウジング9の小開口10側に形成される溝12とアーム31の溝33との間に一部が切りかかれたC状の抜け止めリング17が圧入され、ボールジョイント1とアーム31とが結合している。
Shown in FIG. 1 is a
上記ボールジョイント1の製造工程を図を基に説明する。
The manufacturing process of the said
まず図4に示す如く、ボールスタッド2の長球部4にベアリング5のベアリング開口6からベアリング5を嵌装し、ボールスタッド2の軸心O1とベアリング5の軸心O2とが略一致した状態にする。組立前の状態ではベアリング5のベアリング開口6側は軸線方向に延びるストレート部23を有し、長球部4外周面と略同一形状の内周面7が形成されている。次に図5に示す如く、ボールスタッド2の長球部4にベアリング5を嵌装した状態でボールスタッド2の柄部3側からハウジング9の大開口11内周へ挿入して、ストレート部23をハウジング9の小開口10側内周面に沿って変形させ、ベアリング5をハウジング9内の所定の位置に配置する。次にワッシャ15、皿ばね16をベアリング5のベアリング底部26外側に配置し、続いて閉止板14をハウジング9の大開口11内周に挿入する。続いて、ハウジング9の大開口11端部を内周側にかしめて閉止板14を固定し、図6に示す如き予備組立体51を組み立てる。
First, as shown in FIG. 4, the
次に図3に示す如く予備組立体51のボールスタッド2の軸心O1をベアリング5の軸心O2に対して傾斜させる。ここで長球部4は断面楕円形状であるため、ボールスタッド2の軸心O2を傾斜させるとベアリング5の内周面7と長球部4の外周面が一致しない状態となり、ベアリング5の内周面7を長球部4の外周面が強く押圧する。この状態で予備組立体51を加熱機能を有する加熱室に投入し、加熱処理を施し、ベアリング5が所望の軟化状態になるまで加熱した後、予備組立体51を加熱室より取り出す。このときベアリング5が加熱により軟化しているため、ベアリング5の内周面7における長球部4が強く押圧するベアリング開口6側右半部とベアリング底部26側左半部は長球部に沿って変形する。その状態で予備組立体51を常温にて冷却しベアリング5を再び硬化させるので、ベアリング5の内周面7はベアリング開口6側右半部とベアリング底部26側左半部が楕円が傾斜した状態で硬化する。そしてベアリング5が硬化後、予備組立体51のボールスタッド2の軸心O1とベアリング5の軸心O2とを略一致させて加熱前の状態に戻すが、このときベアリング5内周面7の変形したベアリング開口6側右半部とベアリング底部26側左半部は凹部8となり、長球部4外周面とベアリング5の内周面7との間に隙間を有した状態となる。その後、ダストカバー小開口部19をボールスタッド2の柄部3外周に、ダストカバー18大開口部20をハウジング9の小開口10外周に各々装着し、図1に示す如きボールジョイント1が完成する。
Next, as shown in FIG. 3, the axis O <b> 1 of the
よって上記の如きボールジョイント1によれば、断面楕円形状の長球部4と長球部4より延出する柄部3とよりなるボールスタッド2と、ボールスタッド2の長球部4を揺動回動自在に包持し、長球部4の外周形状と略同一の内周形状の内周面7を有する合成樹脂製のベアリング5と、ベアリング5を内包し、一方にボールスタッド2の柄部3を突出させるベアリング開口6を有するハウジング9とを備えるボールジョイントにおいて、ボールスタッド2の軸心O1がベアリング5の軸心O2に対して傾斜するようにボールスタッド2の長球部4をベアリング5内に配置し、ベアリング5が軟化する温度に加熱することにより形成される凹部8をベアリング5の内周面7に有するので、凹部8が潤滑油溜まりとなり潤滑性を高めることができるとともに、凹部8が浅く形成されるので、ベアリング5が大きい荷重を受けた時に変形して長球部4を保持することができる。
Therefore, according to the ball joint 1 as described above, the
また、本発明のボールジョイントの製造方法によれば、断面楕円形状の長球部4と長球部4より延出する柄部3とよりなるボールスタッド2と、ボールスタッド2の長球部4を揺動回動自在に包持し、長球部4の外周形状と略同一の内周形状の内周面7を有する合成樹脂製のベアリング5と、ベアリング5を内包し、一方にボールスタッド2の柄部3を突出させるベアリング開口6を有するハウジング9とを備えるボールジョイントの製造方法において、ボールスタッド2の軸心O1をベアリング5の軸心O2と略一致させた状態でボールスタッド2の長球部4をベアリング5内に配置する第一工程と、ボールスタッド2の軸心O1をベアリング5の軸心O2に対して傾斜させる第二工程と、ベアリング5が軟化する温度に加熱する第三工程と、ベアリング5を硬化させた後、ボールスタッド2の軸心O1をベアリング5の軸心O2と略一致させる第四工程とからなるので、上記ボールジョイントを製造できる。
Further, according to the ball joint manufacturing method of the present invention, the
なお、上記実施例ではボールジョイントの長球部は軸線方向に延びる長径と長径より短く水平方向に延びる短径とよりなる断面楕円形状であるが、軸線方向に短径部、水平方向に短径部より長い長径部を有する断面楕円形状でもよいことはいうまでもない。 In the above embodiment, the long spherical portion of the ball joint has an elliptical cross section composed of a major axis extending in the axial direction and a minor axis extending shorter than the major axis in the horizontal direction, but the minor axis portion in the axial direction and the minor axis in the horizontal direction. Needless to say, an elliptical cross-section having a longer-diameter part than the part may be used.
1 ボールジョイント
2 ボールスタッド
3 柄部
4 長球部
5 ベアリング
6 ベアリング開口
7 内周面
8 凹部
9 ハウジング
O1 軸心(ボールスタッド)
O2 軸心(ベアリング)
DESCRIPTION OF
O2 shaft center (bearing)
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