JP2007534903A

JP2007534903A - クリアランスを調整するカバープレートを閉止するための方法およびその装置

Info

Publication number: JP2007534903A
Application number: JP2007509676A
Authority: JP
Inventors: スペンス，デール・エイ; シュミット，ジョージ; パーカー，グレン
Original assignee: Federal Mogul LLC
Current assignee: Federal Mogul LLC
Priority date: 2004-04-21
Filing date: 2005-04-21
Publication date: 2007-11-29
Also published as: US7421785B2; CN1968768A; US20080292391A1; EP1737592A1; MXPA06012211A; CA2563770A1; EP1737592A4; WO2005105337A1; US20050235476A1

Abstract

中央孔（１４）の開口部に近接した変形可能な材料の厚いハウジング壁（２３）を組み込み、変形可能なカバープレート（６６）を利用する閉止システムを提供するボールソケットハウジング。変形可能なカバープレート（６６）は、中央孔内で所望の構成に形成され、内部ソケットの安定した予圧を達成する。カバープレートは弾性限界を超えてハウジング開口部に変形し、弾力性またははね返り特性を制御し、それによって、高再現性を示し、組立工程の間にボールソケットの予圧を正確に制御する。変形したカバープレート（６６）は、ハウジングの周辺部をスウェージ加工または回転することによって、ソケットハウジング（１２）内にカバープレートシートで（１２）保持され、変形したカバープレートの周辺部をハウジング中央孔の開口部（１４）内で固定する。

Description

発明の背景
関連出願の相互参照
本特許出願は、２００４年４月２１日出願の米仮特許出願番号第６０／５６４，０８５号に優先権を主張し、その全体を本願明細書に参照により援用する。

１．技術分野
本発明は、たとえば自動車のステアリング装置およびサスペンション装置において用いられているようなボールジョイント等の可動ソケットの製造および組立に関し、より詳細には、剛性カバープレートを変形させ、ついで、ハウジングの周囲縁を回転させるかまたはスウェージ加工して、変形したカバープレートを保持することによって、可動ソケットの一端を閉止する操作を行うための方法および装置に関する。本発明は自動車への使用に関して詳述するが、当業者は本発明がより広範囲に適用可能であることを理解するであろう。

２．関連技術
従来のボールジョイントおよび他の可動ソケットは、たとえば自動車のステアリング装置およびサスペンション置において使用される。ソケットは、一般に、環状の円筒状の内面を有するハウジングと、ボール頭がハウジングに含まれるボールスタッドと、ハウジング内でボール頭を支持する支持部材とを備える。これらの構成要素は、一般に、後部開口部を通ってハウジングに設置され、ボールスタッドは、軸方向に配置された、ボール頭より小さな直径の前部開口部を通って、外側に延びる。従来、後部開口部は、所定の位置において回転もしくはスウェージ加工される平坦なカバープレートによって閉止される。あるいは、カバープレートは、所定の位置に溶接されてもよい。このようなソケットにおいては、ソケットの閉止に関連してカバープレートによって加えられる圧力による、ソケットの構成要素の予圧を制御することが、ソケットの目的とする用途においてソケットを適切に機能させるのに極めて重要となる。

従来、カバープレート要素は打抜き法から形成され、それによって、所望の寸法を有する個々の構成要素が金属シートから打抜き加工される。打抜き法の間または後続の製造ステップのどちらかで、隆起したボスが引抜かれるかまたはカバープレートに打ち抜かれてもよく、所定の寸法の中央に位置する孔がカバープレートに打ち込まれ、セルフタッピングかねじ切りされたグリース金具を受ける。カバープレートは、一度所定の位置に固定されると、直接、または弾性の中間の構成要素および圧力板または支持部材を介して間接的に、支持部材を押圧する。

可動ソケットは、一度組み立てられると、位置の制御として、および自動車車両のサスペンション装置およびステアリング装置等数多くの機械システムにおける荷重支持部材として、利用しうる。明らかに、これらの用途において使用される可動ソケットまたはボールジョイントは、様々な運転条件にさらされ、かなりの荷重を支えなければならない可能性もある。摩耗が生じる場合、可動ソケットまたはボールジョイントの性能が低下し、その結果、自動車に利用された場合には、車両のサスペンション装置において操縦を不安定にしたり過剰なゆるみおよび遊びをもたらしたりする恐れがある。

その内容を本願明細書に参照により援用した米国特許番号第６，２０２，２８０号にお
いて説明されているように、後部開口部における周溝内に円すい形か凸状のカバープレートを広げる方法および装置が使用されてもよく、ソケットハウジング内にソケット構成要素を固定して包囲し、それによりソケットを閉止してカバープレートを固定するステップをさらに追加する必要なしに、十分に強化されたハウジングの閉止を十分確実にすることが可能となる。

あるいは、その内容を本願明細書に引用したものとする、Ｐａｒｋｅｒによる米国特許番号第６，１２５，５４１号に記載されているように、第１および第２の接触面を有している２段式ラムが利用されてもよく、ハウジングの後部開口部における周囲溝内に、軸孔を有する円すい形か凸状の摩耗インジケータ形式のカバープレートを最初に広げ、ついで、ソケットの内部要素に対する所定の最終位置までカバープレートをさらに変形して所定の摩耗インジケータ距離を設ける。

同様に、その内容を本願明細書に引用したものとする、Ｐａｒｋｅｒによる米国特許番号第６，５３２，６６５Ｂ２号に記載されているように、ハウジングを閉止するために、ハウジングの後部開口部内で、接触面および同心の枢軸パンチを有する２段式ラムがカバープレートと係合されてもよい。２段式ラムによって及ぼされる圧力が、接触面を介してカバープレートに伝達され、カバープレートを広げて接触面に適合させ、ソケットハウジング内でソケットの内部要素を包囲する。及ぼされた圧力によって、さらに、同心の枢軸パンチがカバープレートの中央のオリフィスに延びる結果となり、それによって、カバープレートの広がりを制御し、ソケットハウジングの閉止時に中央のオリフィスを所定の寸法に定める。

上述のソケットとラムを備えた可動ソケットを閉止するための装置および方法のそれぞれは、カバープレートが軸方向の開口部を組み込み、ラムからの荷重下での所望の変形を可能とする必要がある。しかしながら、ソケット設計には、まったく軸孔がない、密封もしくは閉止されたカバープレートを必要とするものもある。このような用途においては多くの場合、ソケットは組立工程の直前に潤滑され、組み立てた後では潤滑されない。これらは、たいてい「永久潤滑型（ｌｕｂｅｄｆｏｒｌｉｆｅ）」ソケットと呼ばれるものである。その内容を本願明細書に引用したものとするＰａｒｋｅｒによる米国特許番号第６，６１９，８７３Ｂ２号は、まったく軸孔のない、密封もしくは閉止されたカバープレートをソケットハウジングの開口端に広げ、それによって、ソケットを閉止するための組立て技術を説明し記載している。

カバープレートの段の設計と、カバープレートの段に近接したハウジング開口部の内面に、完全に形成された周溝を組み込む必要性とのために、上述の、変形可能もしくは伸長性のカバープレートに利用されるソケットハウジングの設計は、ソケット壁の厚さを制限する。したがって、有利なのは、カバープレートを保持する（ｃａｐｔｕｒｅ）ための周溝を組込むために壁厚を減少する必要のない、ハウジングを提供することである。さらに有利なのは、変形可能なカバープレートに利用可能であり、従来の回転またはスウェージ加工されたハウジングの薄型の上面の利点を保持するハウジングを設け、対応する用途においてソケットを設置した後で構成要素を包囲するためのクリアランスを提供することである。さらにまた有利なのは、ハウジングの上面を変形可能とし、薄型の上面を有するハウジング設計を使用することが可能となる十分な延性を有するソケットハウジングを提供することである。

発明の簡単な概要
簡潔に述べると、本発明は、ハウジング開口部にカバープレートを保持するための周方
向全体にわたって形成された周溝を必要としないソケットハウジングを使用する、ボールソケット継手のためのソケットを提供する。ハウジングは、好ましくは延性材料である変形可能な材料のハウジング壁を組込み、内部のボールソケット構成要素の安定した予圧を達成するために変形可能なカバープレートを利用する閉止システムを提供する。カバープレートは、弾性限界を超えて、ハウジング開口部内の段の上で変形し、それによって、変形したカバープレートが高度な再現性を示し、組立工程の間にボールソケット構成要素の予圧を正確に制御する。上面に近接したハウジングの変形可能な周辺部を形成するスウェージ加工または回転成形することによって、変形したカバープレートがソケットハウジング内にカバープレート取付部で保持され、ハウジング開口部内にカバープレートの周辺部を固定する。

一態様において、本発明はソケットを組立てるための方法であり、以下のステップを含む。すなわち、ハウジング開口部を通ってソケット構成要素をハウジングに挿入するステップと、ソケット開口内の周方向シートに変形可能なカバープレートを配置するステップと、変形可能なカバープレートに制御された荷重を加えてカバープレートが弾性限界を超えるようにし、それによって、ハウジング開口部内にある取付部上で所望の構成となるまでカバープレートを平らにして広げ、制御された予圧とボールソケット構成要素の関連する内部クリアランスとを提供するステップと、カバープレートの周辺部の上でハウジングの周辺リップをスウェージ加工または回転成形することによって、ハウジングソケット内にカバープレートの周縁部を係合し、それによって、ハウジングにソケット構成要素を保持し、ハウジング開口部内の周方向取付台にカバープレートを保持するステップとを含む。好都合にも、カバープレートを変形し周辺リップをスウェージ加工または回転形成することによってカバープレートの周縁部を係合することに関連付けられるステップの順序付けは、逆転してもよい。

本発明の方法のさらなる利点は、ハウジングはまっすぐな座ぐり孔が設けられてもよく、ソケットを形成する従来の方法に利用されているような分離した周方向溝を形成する必要のないことである。

本発明の前述の、および他の目的、特徴、利点、ならびに現時点での好ましい実施形態は、添付の図面と関連する以下の説明からより明らかになる。

本発明のこれらおよび他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付の図面と関連して考えると、より容易に理解される。

一致する参照番号は、図面のいくつかの図を通して、一致する部分を示す。

好適な実施形態の説明
以下の詳細な説明は、本発明を例示的に示すものであり、制限するためのものではない。この説明によって、当業者が本発明を実行し使用することが明らかに可能となり、この説明は、本発明のいくつかの実施形態、適合、変化、変形および使用を記載し、本発明を実施する最良の形態であると現在考えられていることを含む。

当業者は、以下の方法を様々な異なる可動ソケットのアセンブリへ適用可能であることを容易に理解する。すなわち、それと同時に使用する方法および装置の説明を容易にするために、本発明の好ましい実施形態が、図３に示されるボールジョイント１０等の様々なボールソケット継手に関して記載されているが、それを同時に使用すべく制限されるものではない。

図１および図２に示すように、ボールジョイント１０の様々な内部のボールソケット構成要素が包囲されるハウジング１２は、ほぼ円筒状であり、後部開口部１６および前部開口部１８を有する均一でない半径の中央孔１４を備える。中央孔１４の半径Ｒが減少し、前部開口部１８に近接してハウジングの底部に曲面２０を画定する。シート２４を有する座ぐり孔２２が、孔１４内に後部開口部１６に近接して形成される。ハウジング１２の外面２６は、中央孔１４の全体的な輪郭に追従してもよい。例示される実施形態において、表面２６には表面に形成される広がった隆起部２８がある。隆起部２８が、ボールジョイント１０を他の構成要素（図示せず）に取り付けるために使われる。当然のことながら、隆起部２８はまた、ねじまたは他のコネクタ（図示せず）を使用する、他の特定の種類の取付けに適合するようになされてもよい。

ボールジョイント１０のボールソケット構成要素を組み立てるために、中央孔１４内に嵌合するように寸法決めされた第１または下方の軸受３０が、ハウジング１２内に装着される。第１の軸受３０は、ハウジングの垂直軸ＶＡと軸方向に心を合わせた中央孔３２を含む。第１の軸受３０の湾曲した外側面３４は、ハウジング１２にある表面２０の曲率に対応するように設計される。

次に、ほぼ円筒状の本体３８と外周フランジ４２を備える拡径された頭部４０とを有するスタッド３６が、中央孔３２および１４を貫通するので、第１の軸受３０およびスタッド３６の両方がハウジング１２内に装着される場合に、フランジ４２の下面４４が第１の軸受３０の上面部４６上に載置される。本体３８は、先細りの中央部分５２に移行し、次に幅の狭い均一な直径の下部５４に移行する、フランジ４２に近接した均一な直径の上部５０を含む。上部５０は、軸受３０の中央孔３２内に嵌合するように寸法決めされ、中央部分５２および下部５４は前部開口部１８を通ってハウジング１２の外部に延びる。頭部４０は、半球状の表面５６を含み、上部５０の半径よりも大きいがハウジング１２の半径Ｒよりも小さな半径ＲＨを有する。組立てられると、半球状の表面５６および湾曲した外側面３４は、ほぼ球形のユニットまたはボールをハウジング１２の内に画定し、スタッド３６が回動するか円すい運動することが可能となる。

スタッド３６および第１の軸受３０については数多くの形状および構成が可能であることを、当業者であれば容易に理解するであろう。たとえば、図４Ａから図４Ｃおよび図５Ａから図５Ｃに示すように、スタッド３６はほぼ球形の頭部を含んでもよく、その場合第１の軸受３０が必ずしも必要ではなくなるか、第１の軸受３０がスタッド３６のほぼ球形の頭部のための支承面としての役割を果たすように働くほぼ球形の孔を有する必要が生じるか、あるいは、外部の構成要素（図示せず）を取り付けるために、円筒状の本体３８が、ねじ（図示せず）や、５８としての孔や、６０としての溝を含んでもよい。

一度スタッド３６および軸受３０がハウジング１２内に装着されると、圧力板６２の形の第２の軸受または上部の軸受およびクッション予圧装置６４等の予圧装置６４が中央孔１４内に半球状の表面５６の上に配置され、変形可能なカバープレート６６によってそこに固定される。圧力板６２はスタッド３６の上にあり、好ましくは湾曲したくぼみの形をした、ＲＨに相当する曲率半径を有する支承面６８を含む。次に、予圧装置６４が圧力板６２の上面部７２にあり、組立てられると、制御された予圧またはばね力を加えることによって、圧力板６２をスタッド３６に所定の位置に保持する役目をすると同時に、ソケット内でスタッド３６が回転式あるいは円すい形に駆動するのに応じてボールのわずかな動きが可能となる。クッション予圧装置６４は、軸方向の通路７６を有する円筒状の本体７４を備えてもよい。図３に示すように、予圧装置はベルビルワッシャ６４を備えてもよい。

最終的に、図１の初期状態が円すい形かドーム形の構成で示されるカバープレート６６
が、後述するように垂直に圧縮し横方向の広がりを最小とするために、クッション予圧装置６４の上で座ぐり孔２２に近接して周方向シート２４の上に配置され、ハウジング１２内で様々な構成要素を包囲する。ハウジング１２の後部開口部１６内にカバープレート６６が挿入しやすくなるように、カバープレート６６は、座ぐり孔２２内に嵌合するように寸法決めされた外径ＯＤを有する外周リム７８を含むので、カバープレートは周方向シート２４上に載置される。カバープレート６６は好ましくは薄型の円すい形もしくは凸状の構成を備えるので、外径ＯＤが座ぐり孔２２の直径（ＣＤ）よりもわずかに小さく、座ぐり孔２２の直径（ＣＤ）内で嵌合し、シート２４上での広がりが制限される。一度変形すると、シート２４上のカバープレートの広がりと、ハウジング１２の割れまたは過度の変形を引き起こすのに十分な力をカバープレート６６に近接したハウジング１２に及ぼす空隙とを制限するように、カバープレート６６のために選択される材料によって、好適な薄型の円すい形であるか凸状の構成が選択される。薄型の円すい形もしくは凸状の構成は、全体として、従来のボールソケット継手のために利用される円すい形の構成よりも少なく、従来のボールソケット継手はカバープレートの外型を引っ掛けるための外溝を利用したものであり、円すい形のカバープレートが半径方向に有意に広がる必要があり、結果として、対照的に、約３５度の円すい角アルファが必要となるが、本発明によって利用され得る薄型の構成は約３５度未満の円すい角アルファを組込むことが可能である。一例において、約２０度の円すい角アルファが利用されて、カバープレート６６をドーム形状に変形するための十分な材料を提供されつつ、また、変形と連動して、カバープレート６６の半径方向への拡張を最小限にした。しかしながら、当業者は、カバープレート６６のために利用される材料と、シート２４の寸法と、取付け後のカバープレート６６の所望の最終的な構成および形状とによって、カバープレート６６の詳細な形状および最初の構成が変動されてもよいことを理解するであろう。図１は、ボールジョイント１０を組み立ててカバープレート６６が変形する前のボールジョイント１０の上部の構成要素３６、６２、６４、および６６の配置を示す。支承面６８および曲面２０は、ソケットを備える。組み立てられると、これらの表面およびそれらに対応する構成要素は、半球状の表面５６および湾曲した外側面３４およびそれらの対応する構成要素と共に、ボールジョイント１０としてボールソケット継手を備える。

上述のように、カバープレート６６によってハウジング１２内に固定される可動ボールソケット継手１０の様々な内部要素の寸法および形状が、可動ボールソケット継手１０が設計される特定の用途によって様々であってもよいことは、当業者には明らかであろう。したがって、上述のボールジョイント１０は、単に一実施形態の例示的なものにすぎない。

図３を参照すると、ボールジョイント１０は、成形工具１００等の、本発明の方法によるステップを行うのに適する成形装置１００を使用して製作されてもよい。成形工具１００は、本質的に２段階の成形金型または成形工具である。成形工具１００は、カバープレート６６が変形する前の組み立てられた配置において、ボールジョイント１０の垂直軸ＶＡに心を合わせるのに使用される中心軸ＣＡのまわりに位置する中央のカバープレートを形成する部分１０２を含む。中心軸ＣＡのまわりの中央部１０２の外側の位置に、外側の周辺リップを形成する部分１０４が配置される。本願明細書においてさらに記載されているように、中央部分１０２は、一般に、カバープレート６６をその所望の構成に形成するのに適合し、かつその働きをする。外側部分１０４は、一般に、側壁２３を変形し、変形した周辺リップ２５を形成するのに適応し、かつその働きをする。中央部分１０２は、成形面１０８を有する成形金型１０６を含む。中央部分１０２は、カバープレート６６を変形したカバープレート６６’のような所望の構成に変形するのに十分な成形の荷重または力Ｆ１を加えるための、関連する手段（図示せず）を有する。成形面１０８は、変形したカバープレート６６’の、たとえば半球状またはドーム状の形状等の所望の構成を提供するように成形される。中央部分１０２は、成形金型１０６内に配置されそこから延び、さ
らに中心軸ＣＡに沿って心を合わせられるセンタポンチ１１０を含んでもよい。センタポンチ１１０は、カバープレート６６を変形する間に、カバープレート６６に配置された孔６７、好ましくは中心孔に、延長した先端部１１１を挿入することによって、孔６７’、好ましくは中心孔を、変形したカバープレート６６’に画定し保持するのに適合し、かつその働きをする。外側部分１０４は、下端部１１４に成形部材１１２を含む。図３の例示的な概略図において、タイプの異なる２つの成形部材１１２が示されている。図３の右側には、本願明細書においてさらに記載するように、たとえば側壁２３の回転成形のために利用可能な、回動式成形ホイール１１６としての成形部材１１２が示されている。図３の左側には、本願明細書においてさらに記載するように、たとえば側壁２３を圧着またはスウェージ加工するために利用可能な、外側部分１０４の下端部１１４に形成される外周面取り１１８としての成形部材１１２が示されている。外側部分１０４はまた、側壁２３を変形し、変形した周辺リップ２５を形成するのに十分な成形荷重または成形力Ｆ２を加えるための、関連する手段（図示せず）を有する。成形工具１００が成形ホイール１１６を組込む場合には、成形工具１００およびボールジョイント１０を保持するために用いる治具（図示せず）のうちの１つは、側壁２３を変形し周辺リップ２５を形成するのに成形ホイール１１６を用いることができるように、成形力Ｆ２が加えられる間に、回転に適合する。成形工具が外周面取りを含む場合には、成形力Ｆ２が加わる間に工具または保持具を回転する必要はないのは、外周面取り１１８が対応する外周のひだまたは変形した周辺リップ２５をおのずと形成するためである。中央部分１０２および外側部分１０４は、互いを完全に独立して作動するように構成され配置されてもよく、また、好ましくは、本願明細書においてさらに記載するように、所定の調整された順序で作動するように構成され配置されてもよい。容易に理解されるように、中央部分１０２および外側部分１０４を含む成形工具１００の制御は、手動、または、周知の自動化された金型および金型成形の制御を用いることにより行われてもよい。

ここで図４Ａから図４Ｃに戻る。ソケットを組み立てるための本発明の方法の第１の実施形態は、ハウジング１２内にハウジング開口部１６を通って、全体として図３に示されるような、または本願明細書において記載するように、図１に示される構成要素をハウジング１２に挿入することによって得られるような、最初の予め組み立てられた構成まで上述のボールソケット構成要素を挿入する最初のステップを含む。このことは、以下のステップを含む。すなわち、中央孔１４を有するハウジング１２を設けるステップであって、中央孔１４は上記開口端部１６に近接して周方向シート２４を画定する座ぐり孔２２を有する、少なくとも１つの開口端部１６を含むステップと、第１の軸受３０、第２の軸受６２、および予圧装置６４等の１つ以上の継手構成要素を設け、スタッド３６を含めるステップと、変形可能なカバープレート６６を設けるステップであって、カバープレート６６は周方向シート２４上の座ぐり孔２２内に装着するように寸法決めされた外径ＯＤを有し、スタッド３６および継手構成要素を中央孔１４に挿入するステップと、カバープレート６６を周方向シート２４に装着して、中央孔１４の開口端部１６にある継手構成要素の上にカバープレート６６を配置するステップとを含む。ハウジング１２に配置されるボールジョイント１０のボールソケット構成要素によって、変形可能なカバー−プレート６６がハウジング開口部１６内の周方向シート２４に装着され、制御された荷重Ｆ１が、成形金型１０６（および成形面１０８の働き）およびセンタポンチ１１０を通って変形可能なカバープレート６６に及び、カバープレート６６が弾性限界を超え、それによって、ハウジング開口部１６および座ぐり孔２２内での所望の完成した構成６６’（図４Ａを参照）まで、カバープレート６６を平らにして最小限に広げる。この働きによって、クッション予圧装置６４（図１および図２を参照）の形またはベルビルワッシャ６４（図３を参照）の形にかかわらず、予圧をボールジョイント１０の構成要素、特に圧縮予圧装置６４に加える。予圧装置６４を圧縮することによって、その目的の用途においてボールジョイント１０の次の操作に必須のボールジョイント１０の組立ての後で、ボールジョイント１０の構成要素の制御された荷重を維持するのに用いられるエネルギーを保存する。

所望の構成とは、カバープレート６６と関連付けられる変形工程の間に、組立工程が終了するまでカバープレート６６’を周方向シート２４に所定の位置に保持し、内部ソケット構成要素を所定の位置に保持するのに十分なだけ、カバープレート６６の外径ＯＤが限定されて広がり可塑的に変形することを意味する。合力がハウジング１２に損傷を与えるかまたは歪曲するのに十分でない限り、座ぐり孔の表面２２を押圧するようにＯＤが半径方向に広がってもよいが、カバープレートが６６は、座ぐり孔２２と接触するのに十分に広げられる必要はない。所望の構成はまた、たとえばドーム形状等のハウジング１２の上部の上に延びてもよい、ほぼ円弧状の部分８０を有する、変形したカバープレート６６’の部分を備えるのが好ましい。この全体として円弧状に成形された部分８０は、ボールソケット継手１０内にグリースを受けるための囲いの部分を画定する役目をしてもよい。座ぐり孔２２の表面を押圧しハウジング開口部１６を包囲するために変形し広げられた、変形したカバープレート６６’を使って、座ぐり孔２２に近接したハウジング１２の側壁２３をスウェージ加工することによって、カバープレートの周縁部６５がハウジング１２内に引っ掛かり、変形し広げられたカバープレート６６’の周辺部の上にハウジング１２の変形した周辺リップ２５（図６を参照）を形成する。それによってソケット構成要素を、ハウジング１２に保持し、ハウジング開口部１６内の周方向シート２４にカバープレート６６’を保持する。

上述のボールソケット構成要素をハウジング１２内にハウジング開口部１６を通って最初の組立て前の構成まで挿入するステップに続き、図４Ｂは、座ぐり孔に近接したハウジング１２の外周側壁２３を半径方向に内側の方向に変形させ、それによって、変形した周辺リップ２５を形成し、上記カバープレートの周縁６５を引っ掛けるステップを示し、ここでは、引っ掛かり変形したカバープレート６６’によって、スタッド３６および継手構成要素が中央孔１４内に保持される。変形は、本願明細書に記載されるように、成形ホイール１１６を使用した回転成形を用いることにより、または、面取りされた成形金型１１８を使用して圧着するかスウェージ加工することによって、達成しうる。ハウジング１２がスチールまたは変形可能な鋳鉄合金から形成される場合、変形した周辺リップ２５は、冷間加工されたミクロ構造およびこのような構造の機械的性質特性を有することとなる。

図４Ｃは、上述の本発明の方法の用途によって組み立てられたボールジョイント１０を示し、変形したカバープレート６６’の所望の構成を含む。

ここで図５Ａから図５Ｃに戻る。ソケットを組立てるための本発明の方法の第２の実施形態は、上述のボールソケット構成要素をハウジング１２にハウジング開口部１６を通って、全体として図３に示されるような、または本願明細書に記載されるように、ハウジング１２に図１に示される構成要素を挿入することによって得られるような、最初の組立て前の構成まで挿入するステップを含む。このことは、以下のステップを含む。すなわち、中央孔１４を有するハウジング１２を設けるステップであって、中央孔１４は上記開口端部１６に近接して周方向シート２４を画定する座ぐり孔２２を有する、少なくとも１つの開口端部１６を含むステップと、第１の軸受３０、第２の軸受６２、および予圧装置６４等の１つ以上の継手構成要素を設け、スタッド３６を含めるステップと、変形可能なカバープレート６６を設けるステップであって、カバープレート６６は周方向シート２４上の座ぐり孔２２内に装着するように寸法決めされた外径ＯＤを有し、スタッド３６および継手構成要素を中央孔１４に挿入するステップと、カバープレート６６を周方向シート２４に装着して、中央孔１４の開口端部１６にある継手構成要素の上にカバープレート６６を配置するステップとを含む。

図５Ｂに示すように、側壁２３を変形することによってハウジング１２に引っ掛かるソケット構成要素および内方へ延びる変形した周辺リップ２５（図５Ａ）の形成によって、
変形可能なカバープレート６６がハウジング開口部１６内の周方向シート２４に装着され、制御された荷重Ｆ１が、成形金型１０６（および成形面１０８の働き）およびセンタポンチ１１０を通って変形可能なカバープレート６６に及び、カバープレート６６が弾性限界を超え、それによって、ハウジング開口部１６および座ぐり孔２２内での所望の完成した構成６６’まで、カバープレート６６を平らにして最小限に広げる。この働きによって、クッション予圧装置６４（図１および図２を参照）の形か、またはベルビルワッシャ６４（図３を参照）の形にかかわらず、予圧をボールジョイント１０の構成要素、特に圧縮予圧装置６４に加える。予圧装置６４を圧縮することによって、その目的の用途においてボールジョイント１０の次の操作に必須のボールジョイント１０の組立ての後で、ボールジョイント１０の構成要素の制御された荷重を維持するのに用いられるエネルギーを保存する。所望の構成によって、意味することは、変形工程の間に、組立工程が終了するまでカバープレート６６’を周方向シート２４に所定の位置に保持し、内部ソケット構成要素を所定の位置に保持するのに十分なだけ、カバープレート６６’の外径ＯＤが限定されて広がり可塑的に変形することである。所望の構成はまた、ハウジング１２の上部の上に延びてもよいほぼ円弧状の部分８０を有する変形したカバープレート６６’を備えることが好ましく、ソケット内にグリースを受けるための囲いの部分を画定する役目をしてもよい。変形したカバープレート６６’は、座ぐり孔２２の表面を押圧してさらにハウジング開口部１６を包囲するかまたは密封するのに十分に変形し広がってもよいが、この程度のＯＤの広がりは必要とされない。

ボールジョイント１０を閉止する間に変形可能なカバープレート６６がカバープレート材料の弾性限界を超え、それによって、塑性変形を含み、変形したカバープレート６６’を製作することによって、それぞれの変形したカバープレート６６’および同じ構成のボールジョイント１０を高度に再現可能な、一貫した内部のソケット予圧と、スタッドおよび継手構成要素の関連する内部クリアランスとを得る。この改良によって、その目的の用途のためのソケットの受け入れ可能であり再現可能な性能を保証する。図６に示すような有限要素のモデリングによって、このことを証明する。このモデリングにおいて、カバープレート６６のいくつかの構成が、２つの異なる降伏点を有する材料を使用してモデル化された。材料２が材料１の降伏点より１０％高い降伏点を有することを除いて、材料１および材料２は同一のものであった。モデルはまた、継手の内部要素の２つの異なる構成または条件を考慮するものであった。条件１は、構成要素の許容寸法の可変性に基づく極小条件を示し、構成要素が周方向シート２４のほぼ０．０３５インチ下に位置するように設定した。条件２は極大条件を示し、構成要素が周方向シート２４のほぼ０．００５インチ下に位置するように設定した。モデルは、変形し中央部分１０２を取りはずした後のカバープレート６６’の予想されるはね返り量を測定した。平坦または０度の円すい角の条件および３５度の円すい角の条件は、ボールジョイント１０を形成するための関連技術の方法を示し、０度の円すい角の条件は、スウェージ加工されたか回転形成された周辺リップを有する平坦なカバープレートの典型であり、３５度の円すい角の条件は、カバープレートを引っ掛けソケットを密封のためにハウジング１２の外溝に変形した、変形したカバープレートの典型である。２０度の円すい角の条件は、本発明のソケットの典型である。特に、本発明のソケットには、平坦なカバープレートを使用して形成したソケットを超えて、有意に減少した可変性（すなわち、材料および公差スタックの条件を両方考慮して、最大限のはね返りと比較した最小限のはね返り）がある。このことは、円すい形であるか凸状のカバープレートを用いることに関連して、カバープレートの塑性変形が高まったためであると考えられる。

変形し広げられたカバープレート６６’の表面の上に突出するハウジング部の全高を減少させることによって、ハウジング開口部１６内に変形したカバープレート６６’を保持するスウェージ加工または回転成形する閉止方法の利用により、ソケットハウジング１２の頂部周辺により大きなクリアランスがさらに設けられ、それによって、ボールジョイン
ト１０が適する用途において設置される場合に、近接した構成要素のためのより多くの空間を備える。さらに、ハウジング後部開口部の外溝が必要でなくなることによって、所望の強度特性を保持するためにハウジング壁の厚さを増大する必要はなく、それによって、製造工程が簡略化される。

上記の教示内容に鑑みて、本発明の多くの変形および変更が可能であるのは明らかである。それゆえに、添付の特許請求の範囲内において、本発明は詳細に記載されている以外の方法で実施されてもよいことが理解される。

組み立てる前の本発明の可動ソケット組立体の構成部分の例示的な一実施形態の分解断面図である。ソケットを組み立てた後の図１の可動ソケット組立体の構成部分の断面図である。本発明による使用のためのアセンブリ工具の２つの実施形態を示す断面図である。ＡからＣは本発明の方法の一実施形態による一連のステップを示す横断面図である。ＡからＣは本発明の方法の第２の実施形態による一連のステップを示す横断面図である。本発明の方法によるカバープレートを変形するステップと連動して、ソケットのカバープレートおよび構成要素のはね返りの様々な態様を関連づける図表である。

Claims

ソケットを形成する方法であって、
中央孔を有するハウジングを設けるステップを備え、
前記中央孔が、前記開口端部に近接した周方向シートを規定する座ぐり孔を有する少なくとも１つの開口端部を含み、
スタッドを含む１つ以上の継手構成要素を設けるステップと、
変形可能なカバープレートを設けるステップをさらに備え、
前記カバープレートは、前記座ぐり孔内の前記周方向シート上に着座するように寸法決めされた外径を有し、
前記スタッドおよび継手構成要素を前記中央孔に挿入するステップと、
前記中央孔の前記開口端部にある前記継手構成要素の上に前記カバープレートを配置するステップをさらに備え、
前記カバープレートは前記周方向シート上に着座し、
制御された荷重を前記カバープレートに加えるステップをさらに備え、
前記制御された荷重が所望の構成まで前記カバープレートを変形し、前記周方向シートに係合させて圧接し、
前記座ぐり孔に近接する前記ハウジングの外周側壁を半径方向内方に変形させ、前記カバープレートの周縁端を固定するステップをさらに備え、
前記固定されて変形したカバープレートによって、前記スタッドおよび継手構成要素が、前記中央孔内で保持される、方法。
前記変形ステップが、前記座ぐり孔の外周部をスウェージ加工することを含む、請求項１に記載のソケットを形成するための方法。
上記変形ステップが、前記座ぐり孔の外周部を回転成形することを含む、請求項１に記載のソケットを形成するための方法。
前記加えるステップが、十分に制御された荷重を前記カバープレートに加え、前記カバープレートの弾性限界を超えるようにすることを含み、それによって、前記カバープレートが予測可能な変形特性を示す、請求項１に記載のソケットを形成するための方法。
前記中央孔内の前記スタッドおよび継手構成要素のための所望の内部クリアランスを達成するために、前記カバープレートの変形が制御される、請求項１に記載のソケットを形成するための方法。
前記ハウジングが、前記カバープレートの上方で前記ハウジングを閉止することができるのに十分な可撓性を有する材料から形成される、請求項１に記載のソケットを形成するための方法。
ソケットを形成する方法であって、
中央孔を有するハウジングを設けるステップを備え、
前記中央孔が、前記開口端部に近接した周方向シートを規定する座ぐり孔を有する少なくとも１つの開口端部を含み、
スタッドを含む１つ以上の継手構成要素を設けるステップと、
変形可能なカバープレートを設けるステップをさらに備え、
前記カバープレートが、前記座ぐり孔内の前記周方向シート上にに着座するように寸法決めされた外径を有し、
前記スタッドおよび継手構成要素を前記中央孔に挿入するステップと、
前記中央孔の前記開口端部にある前記継手構成要素の上方に前記カバープレートを配置
するステップをさらに備え、
前記カバープレートは前記周方向シート上に着座し、
前記座ぐり孔に近接する前記ハウジングの外周側壁を半径方向内方向に変形させ、前記カバープレートの周縁端を固定するステップと、
制御された荷重を前記固定されたカバープレートに加えるステップをさらに備え、
前記制御された荷重が所望の構成まで前記固定されたカバープレートを変形し、前記周方向シートに係合させて圧接し、
前記固定されて変形したカバープレートによって、前記スタッドおよび継手構成要素が、前記中央孔内で保持される、方法。
前記変形ステップが、前記座ぐり孔の外周部をスウェージ加工することを含む、請求項７に記載のソケットを形成するための方法。
上記変形ステップが、前記座ぐり孔の外周部を回転成形することを含む、請求項７に記載のソケットを形成するための方法。
前記加えるステップが、十分に制御された荷重を前記カバープレートに加え、前記カバープレートの弾性限界を超えるようにすることを含み、それによって、前記カバープレートが予測可能な変形特性を示す、請求項７に記載のソケットを形成するための方法。
前記中央孔内の前記スタッドおよび継手構成要素のための所望の内部クリアランスを達成するために、前記カバープレートの変形が制御される、請求項７に記載のソケットを形成するための方法。
前記ハウジングが、前記カバープレートの上方で前記ハウジングを閉止することができるのに十分な可撓性を有する材料から形成される、請求項７に記載のソケットを形成するための方法。
ボールジョイントであって、
上部軸受および下部軸受と移動可能に係合するボールスタッドを受けるように適合されたハウジングを備え、
前記ボールスタッドおよび軸受には、予圧装置との押圧係合によって加わる予圧が与えられ、
変形した周辺リップによってハウジングに固定される所望の構成を有する変形したカバープレートにより特徴づけられ、変形した周辺リップはハウジング側壁を変形することによって得られ、変形したカバープレートは円すい形もしくは凸状のカバープレートプリフォームを変形することによって得られる、ボールジョイント。