JP2010180943A - ボールジョイントの組付方法 - Google Patents

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学 鈴木
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Abstract

【課題】ボールジョイントの組付方法において、ハウジングとベアリングとボール部とを適正位置に組み付けることで安定して高精度な組付作業を可能とする。
【解決手段】ソケット11の挿入孔12内に円筒部12a側からボールスタッド13のボール部13bと共にベアリング14を挿入し、このとき、ボール部13bとベアリング14とを第1押圧力F1により挿入孔12内に挿入する一方、ボール部13bに対して挿入方向とは逆方向に第1押圧力F1と同等の第2押圧力F2を作用させ、ボール部13bがベアリング14を介して球面部12bに接触した状態で、挿入孔12における円筒部12a側の開口部にボール部13bの脱落を防止するキャップ16を固定する。
【選択図】 図3

Description

本発明は、ハウジングに対してボールスタッドのボール部を回動自在に組み付けるボールジョイントの組付方法に関するものである。
例えば、ボールジョイントの組付方法として、下記特許文献1に記載されたものがある。この特許文献1に記載されたボールジョイントの組付方法は、ハウジングに内包されたベアリングの内周面とボールスタッドの球頭部との間に潤滑剤を塗布し、ボールスタッドの球頭部をベアリングの内側に挿入後、ボールスタッドの柄部を弾性部材により軸線方向に押圧しつつ、ベアリング及びハウジングの各々開口、側端部を内周側にかしめるものである。
特開平10−238532号公報
上述した従来のボールジョイントの組付方法にあっては、ボールスタッドの球頭部をベアリング(ハウジング)の内側に挿入するとき、ボールスタッドの柄部を弾性部材によりこの挿入方向とは逆方向に押圧することで、ハウジングに対するボールスタッドの下降を防止している。ところが、ハウジングを下方に押圧するとき、ボールスタッドが弾性支持されていることから、ベアリング(ハウジング)内にボールスタッドを挿入するときの荷重が、弾性部材の変形度合に応じて変動し、ハウジングと球頭部との間に介装されるベアリングを適正位置に組み付けることが困難となる。
本発明は、このような問題を解決するためのものであって、ハウジングとベアリングとボール部とを適正位置に組み付けることで安定して高精度な組付作業を可能とするボールジョイントの組付方法を提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のボールジョイントの組付方法は、ハウジングに円筒部と球面部とを有する挿入孔が形成され、該挿入孔内に前記円筒部側からボールスタッドのボール部と共にベアリングを挿入し、前記ボール部が前記ベアリングを介して前記球面部に接触した状態で、前記挿入孔における前記円筒部側の開口部に前記ボール部の脱落を防止するキャップを固定するボールジョイントの組付方法において、前記ボール部と前記ベアリングとを第1押圧力により前記挿入孔内に挿入するとき、前記ボール部に対して挿入方向とは逆方向に前記第1押圧力と同等の第2押圧力を作用させることを特徴とするものである。
本発明のボールジョイントの組付方法では、前記ボール部と前記ベアリングとを前記挿入孔内に挿入するとき、前記挿入孔における前記円筒部側の開口部に前記キャップを装着し、該キャップを介して前記第1押圧力を作用させることを特徴としている。
本発明のボールジョイントの組付方法では、前記第1押圧力と前記第2押圧力を作用させることで、前記ボール部が前記ベアリングを介して前記球面部に接触すると、前記第1押圧力に代えて該第1押圧力及び前記第2押圧力より大きい第3押圧力を作用させた状態で、前記挿入孔に前記キャップを固定することを特徴としている。
本発明のボールジョイントの組付方法では、予備押圧力により前記ボール部とベアリングとを前記挿入孔内に挿入した後、前記第1押圧力と前記第2押圧力を作用させることで、前記ボール部を前記ベアリングを介して前記球面部の所定位置に接触させることを特徴としている。
本発明のボールジョイントの組付方法では、前記第1押圧力及び前記第3押圧力を、前記ボールスタッドの中心軸心に沿うと共に、前記キャップの中心部に作用させることを特徴としている。
本発明のボールジョイントの組付方法では、前記第1押圧力を、前記ボールスタッドの中心軸心に沿うと共に、前記キャップの中心部に作用させる一方、前記第3押圧力は、前記ボールスタッドの中心軸心に沿うと共に、前記キャップの外周部に作用させることを特徴としている。
本発明のボールジョイントの組付方法によれば、ボールスタッドのボール部とベアリングとを第1押圧力によりハウジングの挿入孔内に挿入するとき、このボール部に対して挿入方向とは逆方向に第1押圧力と同等の第2押圧力を作用させるので、ハウジングに対して、ベアリングとボール部を適正位置に組み付けることができ、安定して高精度な組付作業を可能とすることができる。
図1は、本発明の実施例1に係るボールジョイントの組付方法を表す第1工程図である。 図2は、実施例1のボールジョイントの組付方法を表す第2工程図である。 図3は、実施例1のボールジョイントの組付方法を表す第3工程図である。 図4は、実施例1のボールジョイントの組付方法を表す第4工程図である。 図5は、実施例1のボールジョイントの組付方法に適用されるボールジョイントの概略図である。 図6は、本発明の実施例2に係るボールジョイントの組付方法を表す第1工程図である。 図7は、実施例2のボールジョイントの組付方法を表す第2工程図である。 図8は、実施例2のボールジョイントの組付方法を表す第3工程図である。 図9は、実施例2のボールジョイントの組付方法を表す第4工程図である。
以下に、本発明に係るボールジョイントの組付方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例により本発明が限定されるものではない。
図1は、本発明の実施例1に係るボールジョイントの組付方法を表す第1工程図、図2〜図4は、実施例1のボールジョイントの組付方法を表す第2、3、4工程図、図5は、実施例1のボールジョイントの組付方法に適用されるボールジョイントの概略図である。
実施例1のボールジョイントの組付方法に適用されるボールジョイントにおいて、図5に示すように、ハウジングとしてのソケット11は、上下に貫通する挿入孔12が形成されている。この挿入孔12は、軸心方向に沿った円筒部12aとこの円筒部12aに連続する球面部12bとを有しており、円筒部12aの径に比べて球面部12bの径が小さく設定されている。即ち、挿入孔12は、円筒部12a側が後述するボールスタッド13の挿入側となり、球面部12bがボールスタッド13におけるボール部13bの支持側となることから、円筒部12aの径がボール部13bの径より若干大きく設定され、球面部12bの径がボール部13bの径より若干小さく設定されている。
ボールスタッド13は、棒状をなす柄部13aと、この柄部13aの端部に形成されたボール部13bとを有している。そして、ボールスタッド13のボール部13bがベアリング14を介してソケット11の挿入孔12内に嵌合している。この場合、ベアリング14は、合成樹脂材料により形成され、先端部(図5にて下端部)側が軸心側に湾曲した先細の円筒形状をなし、基端部14a側が挿入孔12の円筒部12a側に位置し、先端部14bが球面部12b側に位置している。
また、ベアリング14の基端部14aとボールスタッド13のボール部13bとの間には、弾性部材としてのばね部材15が介装されている。このばね部材15は、合成樹脂材料により形成され、中空の円錐台形状、つまり、断面がハ字形状をなし、弾性変形可能となっている。
ソケット11における挿入孔12の円筒部12a側には、ボールスタッド13のボール部13b、ベアリング14、ばね部材15の脱落を防止するキャップ16が固定されている。このキャップ16は、円板形状をなし、外周部が挿入孔12における円筒部12aの端部に形成された段付部12cに嵌合し、爪部12dが軸心側に屈曲するようにかしめられることで、ソケット11に固定されている。
従って、ボールスタッド13のボール部13bがソケット11の挿入孔12にベアリング14を介して揺動及び回動自在に支持されることとなり、キャップ16によりソケット11からのボールスタッド13の脱落が阻止されている。
ここで、このように構成されたボールジョイントにおける実施例1のボールジョイントの組付方法について説明する。
実施例1のボールジョイントの組付方法において、図1に示すように、まず、ソケット11を図示しない支持台に支持した状態で、ボールスタッド13のボール部13bにばね部材15を介してベアリング14を装着し、ソケット11の挿入孔12に挿入する。この場合、ソケット11は、円筒部12a側が上方となるように支持台に支持し、ボールスタッド13は、ボール部13bが上方となるように配置し、ソケット11の挿入孔12に対して、ボールスタッド13を下降して柄部13aから挿入する。
そして、ベアリング14の上方で、且つ、その外周部の位置に円筒形状をなす予備押圧部材20を配置し、例えば、上方から油圧シリンダ(図示略)によりこの予備押圧部材20に対して予備押圧力F0を付与する。すると、図2に示すように、予備押圧部材20と共に、ボール部13bとばね部材15とベアリング14が一体となって下降し、ベアリング14の外周面がソケット11の挿入孔12に嵌合しながら挿入(圧入)される。そして、予備押圧部材20を取外する。この場合、予備押圧部材20によりベアリング14を押し込んだ状態から、予備押圧部材20を取外して予備押圧力F0を解除すると、ベアリング14は、自身の弾性力(スプリングバック)により先端部14bが所定位置まで挿入されていない位置(図2の位置)となる。
次に、図3に示すように、挿入孔12における円筒部12a側の開口部にキャップ16を装着し、このキャップ16の上方で、且つ、その中心軸心位置に第1押圧部材21を配置する一方、ボールスタッド13における柄部13aの下方で、且つ、その中心軸心位置に第2押圧部材22を配置する。この場合、キャップ16は、外周部が挿入孔12における段付部12cに嵌合する。そして、例えば、上方から油圧シリンダにより第1押圧部材21に対して第1押圧力F1を付与する一方、下方から油圧シリンダ(図示略)により第2押圧部材22に対して第2押圧力F2を付与する。
このとき、第1押圧部材21がキャップ16を介してベアリング14、ばね部材15、ボール部13bを挿入孔12に挿入するための第1押圧力F1に対して、第2押圧部材22は、この挿入方向とは逆方向に向けて第1押圧力F1と同等の第2押圧力F2をボールスタッド13のボール部13bに作用させる。すると、第1押圧力F1によりベアリング14が下向きの力を受け、第1押圧力F1と同じ第2押圧力F2によりボール部13bが上向きの力を受けることから、挿入孔12に対してボール部13bが若干上昇する一方、ベアリング14が若干下降し、ばね部材15が圧縮変形する。
つまり、ボール部13bは、第2押圧力F2を受けて若干上昇することから、外周面と挿入孔12の球面部12bとの間に隙間が形成される。一方、ベアリング14は、第1押圧力F1から下降する応力を受けており、ボール部13bの外周面と球面部12bとの間に隙間があることから、その隙間に沿って下降し、先端部14bが球面部12bに案内されて塑性変形しながら、ボール部13bに対して所定位置まで挿入(圧入)される。但し、第1押圧力F1と第2押圧力F2が同等であることから、ボール部13b、ベアリング14、ばね部材15、キャップ16は、挿入孔12に対して所定の組付位置より若干上方位置に停止している。
続いて、図4に示すように、第1押圧部材21に対して、第1押圧力F1に代えてこの第1押圧力F1及び第2押圧力F2より大きい第3押圧力F3を作用させる。すると、ボール部13bとベアリング14とばね部材15とキャップ16とが一体となって下降(圧入)し、ボール部13bがベアリング14の先端部14bを介して球面部12bに接触する、挿入孔12に対する所定の組付位置に位置決めされる。この状態で、ソケット11の爪部12dを軸心側に屈曲するようにかしめることで、このソケット11に対してキャップ16を固定する。その後、第2押圧力F2と第3押圧力F3を解除する。
このように実施例1のボールジョイントの組付方法にあっては、ソケット11の挿入孔12内に円筒部12a側からボールスタッド13のボール部13bと共にベアリング14を挿入し、このとき、ボール部13bとベアリング14とを第1押圧力F1により挿入孔12内に挿入する一方、ボール部13bに対して挿入方向とは逆方向に第1押圧力F1と同等の第2押圧力F2を作用させ、ボール部13bがベアリング14を介して球面部12bに接触した状態で、挿入孔12における円筒部12a側の開口部にボール部13bの脱落を防止するキャップ16を固定している。
従って、第1押圧力F1によりボール部13bとベアリング14とを挿入孔12内に挿入するとき、ボール部13bに対して挿入方向とは逆方向に第1押圧力F1と同等の第2押圧力F2を作用させることで、ボール部13bと球面部12bとの間に隙間を確保し、ベアリング14の先端部14bを適正に挿入することができ、ソケット11に対して、ベアリング14とボール部13bを適正位置に組み付けることができ、安定して高精度な組付作業を可能とすることができる。
また、実施例1のボールジョイントの組付方法では、ボール部13bとベアリング14とを挿入孔12内に挿入するとき、挿入孔12における円筒部12a側の開口部にキャップ16を装着し、このキャップ16を介して第1押圧力F1を作用させている。従って、キャップ16に第1押圧力F1を作用させることで、ベアリング14、ばね部材15、ボール部13bに適正な第1押圧力F1を作用させることができる。
また、実施例1のボールジョイントの組付方法では、第1押圧力F1と第2押圧力F2を作用させることで、ボール部13bとベアリング14を挿入孔12内に挿入し、ベアリング14が適正に挿入されると、第1押圧力F1に代えて第1押圧力F1及び第2押圧力F2より大きい第3押圧力F3を作用させ、この状態で挿入孔12にキャップ16を固定している。従って、ベアリング14の先端部14bを適正に挿入した状態で、このベアリング14及びボール部13bを下降して挿入孔12に対する適正な組付位置に位置決めすることができ、安定した組付作業を可能とすることができる。
また、実施例1のボールジョイントの組付方法では、予備押圧力F0によりボール部13bとベアリング14とを挿入孔12内に挿入した後、第1押圧力F1と第2押圧力F2を作用させることで、ベアリング14を適正に挿入している。従って、予め、予備押圧力F0を作用させてボール部13bとベアリング14を挿入孔12の予備挿入位置に挿入することで、第1押圧力F1及び第2押圧力F2を容易に作用させ、ボール部13bとベアリング14を挿入孔12に挿入することができる。
また、実施例1のボールジョイントの組付方法では、第1押圧力F1及び第3押圧力F3を、ボールスタッド13の中心軸心に沿うと共に、キャップ16の中心部に作用させている。従って、第1押圧力F1と第3押圧力F3を作用させる押圧手段を共通化することで、装置の小型化、低コスト化を可能とすることができる。
図6は、本発明の実施例2に係るボールジョイントの組付方法を表す第1工程図、図7は、実施例2のボールジョイントの組付方法を表す第2工程図、図8は、実施例2のボールジョイントの組付方法を表す第3工程図、図9は、実施例2のボールジョイントの組付方法を表す第4工程図である。なお、前述した実施例で説明したものと同様の機能を有する部材には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施例2のボールジョイントの組付方法で適用するボールジョイントは、実施例1のものと同様であることから、このボールジョイントにおける実施例2のボールジョイントの組付方法について説明する。
実施例2のボールジョイントの組付方法において、図6に示すように、まず、ソケット11を支持台に支持した状態で、ボールスタッド13のボール部13bにばね部材15を介してベアリング14を装着し、ソケット11の挿入孔12に挿入する。この場合、ソケット11は、円筒部12a側が上方となるように支持台に支持し、ボールスタッド13は、ボール部13bが上方となるように配置し、ソケット11の挿入孔12に対して、ボールスタッド13を下降して柄部13aから挿入する。
そして、挿入孔12における円筒部12a側の開口部にキャップ16を装着し、図7に示すように、このキャップ16の上方で、且つ、その中心軸心位置に第1押圧部材21を配置する一方、ボールスタッド13における柄部13aの下方で、且つ、その中心軸心位置に第2押圧部材22を配置する。この場合、キャップ16は、外周部が挿入孔12における段付部12cに嵌合する。そして、例えば、上方から油圧シリンダにより第1押圧部材21に対して第1押圧力F1を付与し、続いて、下方から油圧シリンダ(図示略)により第2押圧部材22に対して第2押圧力F2を付与する。
すると、図8に示すように、ソケット11に対して、各押圧部材21,22と共に、キャップ16とベアリング14とばね部材15とボール部13bとが一体となって下降し、ベアリング14の外周面がソケット11の挿入孔12に嵌合しながら挿入(圧入)される。
つまり、第1押圧部材21がキャップ16を介してベアリング14、ばね部材15、ボール部13bを挿入孔12に挿入するための第1押圧力F1に対して、第2押圧部材22は、この挿入方向とは逆方向に向けて第1押圧力F1と同等の第2押圧力F2をボールスタッド13のボール部13bに作用させる。すると、キャップ16とベアリング14とばね部材15とボール部13bが各押圧力F1,F2により上下から挟持されることで、ばね部材14が圧縮変形し、且つ、全体が下降することで、ボール部13bがベアリング14の先端部14bを介して球面部12bに接触する、挿入孔12に対する所定の組付位置に位置決めされる。
続いて、この状態で、ベアリング14の上方で、且つ、その外周部の位置に円筒形状をなす第3押圧部材23を配置し、例えば、上方から油圧シリンダ(図示略)によりこの第3押圧部材23に対して第3押圧力F3を付与する。すると、ボール部13bがベアリング14の先端部14bを介して球面部12bに接触した所定の組付位置に位置決めされた状態で、キャップ16の外周部がソケット11の段付部13cに適正に嵌合する。ここで、図9に示すように、第1押圧力F1と第2押圧力F2を残し、第3押圧力F3を解除した後、ソケット11の爪部12dを軸心側に屈曲するようにかしめることで、このソケット11に対してキャップ16を固定する。その後、第1押圧力F1と第2押圧力F2を解除する。
このように実施例2のボールジョイントの組付方法にあっては、ソケット11の挿入孔12内に円筒部12a側からボールスタッド13のボール部13bと共にベアリング14を挿入し、このとき、キャップ16とベアリング14とばね部材15とボール部13bに対して、上方から第1押圧力F1を作用させると共に、これとは逆の下方から第1押圧力F1と同等の第2押圧力F2を作用させ、ボール部13bをベアリング14を介して球面部12bに接触させ、続いて、キャップ16の外周部に第3押圧力F3を作用させた状態で、挿入孔12における円筒部12a側の開口部にボール部13bの脱落を防止するキャップ16を固定している。
従って、第1押圧力F1によりボール部13bとベアリング14とを挿入孔12内に挿入するとき、ボール部13bに対して挿入方向とは逆方向に第1押圧力F1と同等の第2押圧力F2を作用させることで、ベアリング14の先端部14bを適正に挿入することができ、ソケット11に対して、ベアリング14とボール部13bを適正位置に組み付けることができ、安定して高精度な組付作業を可能とすることができる。
また、実施例2のボールジョイントの組付方法では、第1押圧力F1を、ボールスタッド13の中心軸心に沿うと共に、キャップ16の中心部に作用させる一方、第3押圧力F3を、ボールスタッド13の中心軸心に沿うと共に、キャップ16の外周部に作用させている。従って、第1押圧力F1の反力によりキャップ16の外周部が上方に変形しても、第3押圧力F3によりこのキャップ16の外周部を適正位置に位置決めすることができ、安定して高精度な組付作業を可能とすることができる。
また、実施例2のボールジョイントの組付方法では、実施例1のように、予備加圧による予備圧入を不要とすることで、組付工程を簡略化することができる。
なお、上述した各実施例では、各押圧力F0,F1,F2,F3を作用させるものを油圧シリンダとしたが、これに限るものではなく、エアシリンダ、電動(油圧、エア)モータ、スプリングなどを適用してもよい。また、キャップ16とベアリング14とばね部材15とボール部13bに上下から押圧力F1,F2を作用させる場合、コ字形状をした治具によりこれらを挟持し、その間隔を狭くすることで押圧力F1,F2を作用させるようにしてもよい。
以上のように、本発明に係るボールジョイントの組付方法は、ボール部とベアリングとを第1押圧力により挿入孔内に挿入するとき、この挿入方向とは逆方向に第1押圧力と同等の第2押圧力を作用させることで、ハウジングとベアリングとボール部とを適正位置に組み付けることで安定して高精度な組付作業を可能とするものであり、どのような形式のボールジョイントに適用しても有用である。
11 ソケット(ハウジング)
12 挿入孔
12a 円筒部
12b 球面部
13 ボールスタッド
13a 柄部
13b ボール部
14 ベアリング
14a 基端部
14b 先端部
15 ばね部材(弾性部材)
16 キャップ
20 予備支持台
21 第1支持部材
22 第2支持部材
23 第3支持部材

Claims (6)

  1. ハウジングに円筒部と球面部とを有する挿入孔が形成され、該挿入孔内に前記円筒部側からボールスタッドのボール部と共にベアリングを挿入し、前記ボール部が前記ベアリングを介して前記球面部に接触した状態で、前記挿入孔における前記円筒部側の開口部に前記ボール部の脱落を防止するキャップを固定するボールジョイントの組付方法において、
    前記ボール部と前記ベアリングとを第1押圧力により前記挿入孔内に挿入するとき、前記ボール部に対して挿入方向とは逆方向に前記第1押圧力と同等の第2押圧力を作用させることを特徴とするボールジョイントの組付方法。
  2. 前記ボール部と前記ベアリングとを前記挿入孔内に挿入するとき、前記挿入孔における前記円筒部側の開口部に前記キャップを装着し、該キャップを介して前記第1押圧力を作用させることを特徴とする請求項1に記載のボールジョイントの組付方法。
  3. 前記第1押圧力と前記第2押圧力を作用させることで、前記ボール部が前記ベアリングを介して前記球面部に接触すると、前記第1押圧力に代えて該第1押圧力及び前記第2押圧力より大きい第3押圧力を作用させた状態で、前記挿入孔に前記キャップを固定することを特徴とする請求項2に記載のボールジョイントの組付方法。
  4. 予備押圧力により前記ボール部とベアリングとを前記挿入孔内に挿入した後、前記第1押圧力と前記第2押圧力を作用させることで、前記ボール部を前記ベアリングを介して前記球面部の所定位置に接触させることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載のボールジョイントの組付方法。
  5. 前記第1押圧力及び前記第3押圧力を、前記ボールスタッドの中心軸心に沿うと共に、前記キャップの中心部に作用させることを特徴とする請求項3に記載のボールジョイントの組付方法。
  6. 前記第1押圧力を、前記ボールスタッドの中心軸心に沿うと共に、前記キャップの中心部に作用させる一方、前記第3押圧力は、前記ボールスタッドの中心軸心に沿うと共に、前記キャップの外周部に作用させることを特徴とする請求項3に記載のボールジョイントの組付方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2015208201A (ja) * 2014-04-23 2015-11-19 アーキヤマデ株式会社 ユニバーサル・リテンションボルトユニット及び製造法

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