JP2013185695A

JP2013185695A - ボールジョイントの製造方法

Info

Publication number: JP2013185695A
Application number: JP2012053613A
Authority: JP
Inventors: Tetsuhiro Nishide; 哲弘西出; Tsutomu Shoji; 勤東海林
Original assignee: THK Co Ltd
Current assignee: THK Co Ltd
Priority date: 2012-03-09
Filing date: 2012-03-09
Publication date: 2013-09-19
Anticipated expiration: 2032-03-09
Also published as: JP5885547B2

Abstract

【課題】
ボールを中子として鋳造されたホルダに対して給電用開口を設けることなく当該ボールに対する軸部材の電気抵抗溶接を可能にし、且つ、鋳造後のホルダに対して何ら特別な処理を施すことなく当該ホルダに対するボールスタッドの円滑な動作を確保することが可能なボールジョイントの製造方法を提供する。
【解決手段】
第一開口部及び第二開口部を有する樹脂摺接部材をボールに装着する工程と、当該ボールを中子とした鋳造を行い、前記第二開口部を覆う閉塞部を有すると共に前記第一開口部からのみボールの球面が露出するホルダを成形する工程と、前記樹脂摺接部材の第一開口部から露出したボールに対して軸部材を電気抵抗溶接によって接合してボールスタッドを形成する工程と、前記ボールスタッドに対してその軸方向に隙間形成荷重を加え、前記ボールと前記閉塞部の先端凹球面とを非接触にする工程とを備えている。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば自動車のスタビライザーコンロッドやミッションコントロール部等のリンク機構に用いられるボールジョイントの製造方法に関する。

この種のボールジョイントとしては、軸部材の先端にリンク機構の揺動中心となるボールを有するボールスタッドと、このボールスタッドのボールの最大直径部を覆って当該ボールの球面に摺接するホルダと、から構成されたものが知られている。

特開平９−１８９３２２号公報（特許文献１）は前記ボールジョイントの製造方法を開示している。この製造方法では、真球度の高い軸受用鋼球を前記ボールとして使用し、当該ボールを中子とした鋳造により前記ホルダを成形している。これにより、前記ホルダに対して軸受用鋼球の球面を転写することができ、当該ホルダは真球度の高い金属摺接面を備えたものになる。また、前記ホルダの鋳造後に前記ボールに対して軸部材を電気抵抗溶接することで前記ボールスタッドが完成する。この電気抵抗溶接のためには前記ボールと軸部材との間に溶接電流を通電することが必要であるが、ボールを中子として鋳造されたホルダは当該ボールに密着していることから、ボールに対して直接電極を当接させるのではなく、ボールに密着するホルダに対して電極を当接させ、それによって前記ボールと軸部材との間に溶接電流を通電している。

また、前述のようにして成形されたホルダの金属摺接面は鋳造後に生じる鋳縮によってボールに密着しており、このままだとボールスタッドをホルダに対して揺動させることができない。このため、特許文献１に開示されるボールジョイントでは、ボールスタッドに対してその軸方向の打撃を加え、鋳造によって形成したホルダの金属摺接面をボールの球面によって押圧し、当該金属摺接面を塑性変形させることで、ホルダとボールとの間に極僅かな隙間を形成して両者を分離し、当該ホルダに対するボールスタッドの揺動を可能としている。

一方、特開２００４−３１６７７１号公報（特許文献２）には、ボールとこれを中子として鋳造したホルダとを樹脂摺接部材で分離したボールジョイントの製造方法が開示されている。前記樹脂摺接部材はボールスタッドのボールの最大直径部を覆って当該ボールの球面に摺接しており、ホルダはこの樹脂摺接部材の周囲を覆うと共に当該樹脂摺接部材を保持している。前記ホルダは前記樹脂摺接部材が被せられたボールを中子として使用した鋳造により成形されており、前記樹脂摺接部材がボールの球面に倣った樹脂摺接面を備えた状態でホルダに固着される。

また、前記ボールスタッドは、前述の特許文献１と同様、前記ホルダの鋳造後に前記ボールに対して軸部材を電気抵抗溶接して形成されている。但し、ボールとホルダとの間に樹脂摺接部材が存在することから、特許文献１のようにホルダを利用してボールに溶接電流を通電することはできない。このため、前記樹脂摺接部材及び前記ホルダには給電用開口部が設けられており、かかる給電用開口部を通して前記ボールに対して給電用電極を直接当接させている。

更に、この特許文献２のボールジョイントの製造方法では、前記ホルダの鋳造完了後に前記樹脂摺接部材に対して再度熱を加えることにより、当該樹脂摺接部材がボールを締め付けている力を軽減して、ホルダに対するボールスタッドの動きを管理している。すなわち、この特許文献２のボールジョイントでは、特許文献１のようにホルダを塑性変形させてボールとホルダとの間に積極的に隙間を形成する必要がなかった。

特開平９−１８９３２２号公報特開２００４−３１６７７１号公報

特許文献１の製造方法では、特許文献２のように前記ホルダに対して給電用開口部を設ける必要がなく、外部からの異物侵入を防止することができるという利点がある。しかし、ボールスタッドを滑らかに動かすためには、当該ボールスタッドに対して外力を加えて前記ホルダの金属摺接面を塑性変形させる必要があり、この塑性変形量がボールスタッドの運動精度に影響を与えることから、この工程を厳密に管理する必要があった。

一方、特許文献２に開示される製造方法によって得られたボールジョイントでは前記樹脂摺接部材とボールが隙間なく摺接しており、ボールスタッドの滑らかな運動が可能である。その反面、前記ホルダ及び樹脂摺接部材に対して前述の給電用開口部を設ける必要があり、外部からの異物侵入を防止するため、この給電用開口部はボールスタッドの完成後に閉塞キャップによって塞ぐ必要があった。前記閉塞キャップは前記給電用開口部の周縁に対してかしめ加工を施すことで前記ホルダに対して固定されていたが、ホルダの開口に対して他の部材を固定する関係上、作業に万全を期したとしても、想定し得ない事由によって前記閉塞キャップとホルダとの間の密封性が不十分になるという可能性があった。

本発明はこのような課題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ボールを中子として鋳造されたホルダに対して給電用開口を設けることなく当該ボールに対する軸部材の電気抵抗溶接を可能にし、しかも前記ホルダがボールとの金属摺接面を具備せず、ホルダに対するボールスタッドの円滑な動作を確保することが可能なボールジョイントの製造方法を提供することにある。

前記目的を達成する本発明のボールジョイントの製造方法は、ボールスタッドのボールとの摺接面を有して前記ボールの最大直径部を覆うと共に、相反する方向へ当該ボールの球面が露出する第一開口部及び第二開口部を有する樹脂摺接部材を成形する工程と、前記ボール及びこれに被せられた樹脂摺接部材を中子とした鋳造により、前記樹脂摺接部材の周囲を覆う本体部及び前記樹脂摺接部材の第二開口部から突き出た前記ボールの球面を覆って当該ボールに接する閉塞部を有し、且つ、前記樹脂摺接部材の第一開口部から露出する前記ボールの球面と非接触なホルダを成形する工程と、前記樹脂摺接部材の第一開口部から露出したボールに対して軸部材を突き当てると共に当該軸部材に電極を接触させる一方、前記ボールに接する前記ホルダの閉塞部に電極を接触させ、前記ボールと軸部材を電気抵抗溶接によって接合して前記ボールスタッドを形成する工程と、前記ボールスタッドに対してその軸方向に隙間形成荷重を加え、前記ボールと前記閉塞部の先端凹球面とを非接触にする工程とを備えている。

ホルダには前記樹脂摺接部材の第二開口部から突き出た前記ボールの球面を覆って前記ボールに接する閉塞部が鋳造によって一体に設けられているので、軸部材をボールに対して電気抵抗溶接する際には、前記ホルダに給電用電極を当接させることで、前記閉塞部からボールに対して溶接電流を通電することが可能となる。すなわち、ホルダに対して給電用開口部を設けることなくボールスタッドの溶接を行うことができ、前記給電用開口部を塞ぐ閉塞キャップが不要となり、部品点数の削減や生産工程の簡略化を実現することができる。

また、前記ボールスタッドの溶接終了後に当該ボールスタッドに対して軸方向の隙間形成荷重を加えると、前記ボールスタッドのボールがこれに接触しているホルダの閉塞部を押圧し、当該閉塞部が塑性変形する。このとき、前記ホルダの本体部と前記ボールスタッドのボールとの間に存在する前記樹脂摺接部材は前記隙間形成荷重を受けて弾性変形するが、前記隙間形成荷重を取り除いた状態では当該樹脂摺接部材の形状が復元することから、前記ボールは塑性変形した前記閉塞部から離間し、前記ボールと前記ホルダの閉塞部とは非接触の状態となる。また、前記閉塞部が塑性変形する前後において、前記樹脂摺接部材とボールとは隙間なく接触した状態が維持される。従って、ボールスタッドのボールは鋳造されたホルダには一切接触しない状態となり、また、ボールは樹脂摺接部材に対して隙間なく摺接するので、ホルダに対するボールスタッドの円滑な動作を確保することが可能となる。

本発明方法により製造されるボールジョイントの実施形態の一例を示す正面断面図である。図１に示すボールジョイントの製造方法において、ボールに樹脂摺接部材を被せた状態を示す正面図である。図１に示すボールジョイントの製造方法において、ボール及び樹脂摺接部材を中子としてホルダを鋳造する様子を示す断面図である。図１に示すボールジョイントの製造方法において、鋳造されたホルダを示す正面断面図である。図１に示すボールジョイントの製造方法において、ホルダに包持されたボールに対して軸部材を溶接する様子を示す正面断面図である。図１に示すボールジョイントの製造方法において、ホルダの閉塞部とボールとの間に隙間を形成する工程を示す正面断面図である。ホルダの閉塞部とボールとの間に隙間を形成する工程の他の例を示す正面断面図である。

以下、添付図面を用いながら本発明のボールジョイントの製造方法を詳細に説明する。

図１は本発明方法によって製造したボールジョイントの実施形態の一例を示すものである。このボールジョイントは、軸部材１１の先端にボール１０を備えたボールスタッド１と、前記ボール１０に被せられると共に当該ボール１０に摺接する樹脂摺接部材３と、この樹脂摺接部材３の周囲に成形されると共に当該樹脂摺接部材３が固着されたホルダ２とから構成され、前記ボールスタッド１が前記ボールを中心としてホルダ２に対して揺動自在に連結している。

前記ボールスタッド１はボール１０となる真球度の高い軸受用鋼球に対して棒状の軸部材１１を電気抵抗溶接して形成されている。前記軸部材１１にはリンク等の被取付け体を固定するための座面を備えた鍔部１２が形成される一方、かかる鍔部１２を挟んでボール１０と反対側には雄ねじ１３が形成されている。また、前記鍔部１２は六角ナットの形状に形成されており、スパナレンチを用いることで前記ボールスタッド１の雄ねじ１３をリンク等の被取付け体に締結することが可能となっている。

また、前記樹脂摺接部材３は相反する方向へボール１０の球面が露出する第一開口部３１及び第二開口部３２を有して環状に形成され、内側にはボール１０の球面に略合致した凹球面状の樹脂摺接面３０を有している。前記ボールスタッド１の軸部材１１は前記第一開口部３１から露出したボール１０の球面に対して接合されている。この樹脂摺接部材３は前記ボール１０の最大直径部を覆うと共に、当該ボール１０の球面の略２／３程度を覆っている。

一方、前記ホルダ２は、前記樹脂摺接部材を覆うようにしてその周囲に設けられた本体部２０と、かかる本体部２０をリンクに結合するための固定部２１と、前記樹脂摺接部材の第二開口部を覆う閉塞部２３とを備え、これら本体部２０、固定部２１及び閉塞部２３とがアルミニウム合金又は亜鉛合金のダイカスト鋳造により一体に成形されている。尚、図１中では省略してあるが、前記固定部２１には雌ねじが形成されており、例えばリンクを構成するロッド等の先端に形成された雄ねじを結合できるようになっている。また、この固定部２１を設けることなく、前記本体部２０を被取付け体に対して直接固定することも可能である。

前記本体部２０は前記樹脂摺接部材３の外側に環状に成形されており、当該樹脂摺接部材３は前記本体部２０に対して固着されている。また、前記本体部２０には前記樹脂摺接部材３の第一開口部３１に対応してホルダ開口部２２が設けられており、このホルダ開口部２２からは前記樹脂摺接部材３の第一開口部３１の周縁が僅かに露出している。すなわち、前記ホルダ２の本体部２０は前記第一開口部から露出したボール１０の球面とは非接触である。

また、前記ホルダ２の閉塞部２３は前述した鋳造によって前記本体部２０と一体に成形されている。この閉塞部は前記ホルダ２を鋳造した際には前記樹脂摺接部材３の第二開口部３２から突き出たボール１０の凸球面と接触しているが、前記ホルダ２の鋳造後の製造工程において、前記ボール１０とこれに当接する閉塞部２３の先端凹球面２３ａとの間に隙間が形成され、ボールジョイントの完成時には前記ボール１０と閉塞部２３とが非接触に保たれるようになっている。すなわち、ホルダ２に対してボールスタッド１が揺動する際に、ボール１０は前記樹脂摺接部材３の樹脂摺接面３０にのみ接している。

更に、前記ホルダ２の本体部２０の外周縁とボールスタッド１の軸部材１１との間にはブーツシール４が取り付けられており、ボールスタッド１のボール１０とホルダ２の本体部２０との隙間に対して埃やごみ等が侵入するのを防止している他、グリース等の潤滑剤を収容するシールポケット４０を形成している。ここで、前記ブーツシール４のボールスタッド１側の端部４１はその弾性によって軸部材１１に密着する一方、ホルダ２側の端部４２は係止リングによってホルダ２の外周縁との間に挟み込まれており、ボールスタッド１の揺動あるいは回転運動によっても外れることがないようになっている。このブーツシール４は後述する製造工程の最終段階において、前記閉塞部２３の先端凹球面２３ａとボール１０との間に隙間を形成した後に、前記ボールスタッド１及びホルダ２に対して装着される。

次に、この実施形態のボールジョイントの具体的製造方法について説明する。

最初の工程では、前記樹脂摺接部材３を成形し、これをボール１０となる軸受用鋼球に対して装着する。この樹脂摺接部材３の材質の一例としてはポリエーテルエーテルケトン（ビクトレックス社製／商品名：ＰＥＥＫ）が用いられ、その厚さは例えば約０．８ｍｍに設定されている。図２はボール１０に対して樹脂摺接部材３を装着した状態を示す正面図である。この樹脂摺接部材３はボール１０の外径に適合する内径を具備した環状に成形され、前述の如く相反する方向へボール１０の球面が露出する第一開口部３１及び第二開口部３２を有している。前記第二開口部３２の内径Ｄ２は前記第一開口部３１の内径Ｄ１よりも小さく設定されており、ボール１０の中心Ｏから前記第一開口部３１までの距離Ｈと、ボール１０の中心Ｏから前記第二開口部３２までの距離ｈとを比較した場合、Ｈ＜ｈとなっている。このため、前記樹脂摺接部材３とボール１０の球面との接触面積は、ボール１０の中心Ｏよりも前記第一開口部３１の側で小さく、第二開口部３２の側で大きくなっている。

前記樹脂摺接部材３の第一開口部３１の内径はホルダ２に対するボールスタッド１の可動範囲との関係から決定される。但し、前記ボールスタッド１に対してその軸方向に直交する方向のラジアル荷重が作用した場合を考慮すると、前記樹脂摺接部材３とボール１０との接触面積は大きい方が好ましい。特に前記樹脂摺接部材３の第二開口部３２の内径は可及的に小さく設定するのが良く、前述したように第二開口部の内径Ｄ２は第一開口部の内径Ｄ１より小さく設定するのが好ましい。

このような樹脂摺接部材３をボール１０に被せる一例としては、ボール１０を中子として前記樹脂摺接部材３を射出成形し、当該樹脂摺接部材３の成形とボール１０への装着を一つの工程で行うことが考えられる。このようにボール１０そのものを中子として樹脂摺接部材３の成形を行えば、ボール１０への装着手間が省略される他、ボール１０の球面が前記樹脂摺接部材３の樹脂摺接面３０に転写されるので、かかる樹脂摺接部材３とボール１０とが隙間なく面接触し、両者の摺接状態を良好なものにすることが可能となる。

尚、ボール１０を中子として使用することなく前記樹脂摺接部材３のみを成形し、成形された樹脂摺接部材３の第一開口部３１からボール１０を当該樹脂摺接部材３の内部に押し込み、これによって樹脂摺接部材３をボール１０に対して装着するようにしても差し支えない。

次に、前記ホルダ２をダイカスト鋳造する。このダイカスト鋳造に際しては、図３に示すように、上下に分割された一対の鋳造金型５，６内に対してボール１０及び当該ボール１０に対して装着された樹脂摺接部材３を中子としてインサートし、この状態でアルミニウム合金又は亜鉛合金の溶湯を金型内のキャビティ７に圧入する。このとき、ボール１０は前記樹脂摺接部材３の第一開口部３１から露出した球面が金型６に形成された凹球面状の支持座６０に嵌合し、当該支持座６０はその周縁が前記樹脂摺接部材３の第一開口部３１の周縁に接する。尚、前記支持座６０に対してボール１０を確実に固定するため、当該支持座６０からボール１０に対して磁気吸引力を作用させるようにしても良い。

これにより、図４に示すように、ボール１０及び樹脂摺接部材３を前記合金でくるんだホルダ２が鋳造される。鋳造されたホルダ２には金型６の支持座６０に対応した部位に前記ホルダ開口部２２が形成され、ボール１０はこのホルダ開口部２２からのみ露出した状態となる。前記樹脂摺接部材３の第一開口部３１において前記ホルダ２はボール１０と非接触であるが、第二開口部３２は前記本体部２０と一体に成形された閉塞部２３によって覆われ、かかる閉塞部２３には第二開口部３２から突出するボール１０の球面と接する先端凹球面２３ａが形成される。また、前記ホルダ２が鋳造されると、ボール１０に装着されていた樹脂摺接部材３は鋳造されたホルダ２の本体部２０に埋め込まれた状態となり、前記ボール１０に接している前記樹脂摺接部材３の樹脂摺接面３０と前記閉塞部２３の先端凹球面２３ａとは段差なく連続した一つの凹球面として形成されることになる。そして、この凹球面はボール１０の球面と隙間なく接触した状態となる。

次に、前記ボール１０に対して軸部材１１を溶接する。かかる溶接には電気抵抗溶接の一種であるプロジェクション溶接が用いられる。具体的には、図５に示すように、前記ホルダ開口部２２から露出したボール１０の球面に対して軸部材１１の端面を所定の力Ｆ１で圧接させる一方、前記ホルダ２の閉塞部２３及び前記軸部材１１の夫々に対して電極１４，１５を当接させ、これら閉塞部２３及び軸部材１１に溶接電流を通電する。前記閉塞部２３の外側には電極取付け面２４が形成されており、かかる電極取付け面２４は前記ボールスタッド１の軸心線を中心とした円形状をなしている。また、前記電極１５は環状に形成され、前記軸部材１の鍔部１２に当接している。

前記ボール１０及び樹脂摺接部材３を中子として前記ホルダ２を鋳造したことから、既に説明した通り、ホルダ２の閉塞部２３にはボール１０の球面が転写された先端凹球面２３ａが形成されており、かかる先端凹球面２３ａはボール１０の球面に隙間なく接触している。このため、前記閉塞部２３に電極１４を当接させることで、当該閉塞部２３からボール１０に対して溶接電流を通電することができ、ボール１０と軸部材１１を電気抵抗溶接することが可能となる。

そして、このようにして電気抵抗溶接が終了すると、図６に示すように、軸部材１１の先端面がボール１０に対して接合され、ボール１０が樹脂摺接部材３を介してホルダ２の本体部に保持されたボールスタッド１が完成する。

前記ボール１０と軸部材１１とを電気抵抗溶接するためには、これら両者の間の通電抵抗に比べて前記閉塞部２３とボール１０との間の通電抵抗が小さいことが必要である。仮に、前記閉塞部２３とボール１０との間の通電抵抗が前記ボール１０と軸部材１１との間のそれよりも大きい場合には、前記閉塞部２３とボール１０との境界面が発熱し、閉塞部２３がボール１０に対して固着してしまうからである。このため、前記閉塞部２３とボール１０との接触面積、すなわち第二開口部３２から突出して前記閉塞部２３の先端凹球面２３ａと接する前記ボール１０の球面の面積は、ボール１０と軸部材１１との溶接部面積よりも大きく設定される必要がある。ここで溶接部面積とは前記軸部材１１の先端面がボール１０と接合された面積であり、具体的には図６中に符号７０で示された溶接部における円形状面積であり、軸部材１１の断面積に相当している。より厳密には軸部材１１がボール１０と接合される部位における当該ボール１０の球面の表面積である。

前記ホルダ２の鋳造後であって軸部材１１をボール１０に対して溶接する以前の段階では、鋳造後に進行するホルダ２の収縮により、当該ホルダ２の本体部２０が樹脂摺接部材３の外側からボール１０を締め付ける状態となるので、そのままでは樹脂摺接部材３に対するボール１０の回転には大きな抵抗が作用する。また、前記鋳造によってホルダ２の閉塞部２３に形成された先端凹球面２３ａはボール１０に緊密に接触していることから、この点においてもボール１０の自由な回転は妨げられた状態にある。

しかし、前記ホルダ１０の鋳造後に当該ボール１０に対して軸部材１１を電気抵抗溶接すると、前記ボール１０と軸部材１１の接合部分の周辺が発熱源となって当該ボール１０が加熱され、ボール１０を締め付けている樹脂摺接部材３にもその熱が伝達される。前記ボール１０と樹脂摺接部材３は熱膨張率に差が存在し、且つ、冷却時の収縮速度にも差が存在することから、加熱によって一旦広げられた樹脂摺接部材３が冷却時の収縮段階で元の形状にまで完全には戻りきらず、前記ボール１０に対する樹脂摺接部材３の締め付けを緩めることが可能となる。

このとき、ボール１０それ自身は常温下よりも僅かに熱膨張を生じて前記樹脂摺接部材３を押し拡げることになるが、発熱源はボール１０と軸部材１１との接合部分なので、当該ボール１０は第一開口部３１の近傍で膨張量が大きくなり、発熱源から離れた第二開口部３２の近傍では第一開口部３１の近傍よりもその膨張量が小さくなる。すなわち、前記樹脂摺接部材３がボール１０の熱膨張によって押し拡げられる量は、第二開口部３２の近傍よりも第一開口部３１の近傍で大きくなる。その結果、ボール１０と軸部材１１の接合が完了してボールが冷めた状態では、ボール１０が閉塞部２３から浮き上がる方向に関して当該ボール１０が微小変位することになり、ボール１０は前記閉塞部２３の先端凹球面２３ａと接触はしているものの、両者の間の接触面圧は軽減される。

すなわち、この実施形態のボールジョンイトでは、ボール１０に対する軸部材１１の電気抵抗溶接が完了すると、前記ボール１０に対する樹脂摺接部材３の締め付け力が軽減され、更にボール１０と前記閉塞部２３の先端凹球面２３ａとの接触面圧が軽減され、当該溶接によって完成したボールスタッド１をホルダ２に対して軽く動かすことが可能となる。

特に、前述の実施形態では、前記樹脂摺接部材３の第二開口部３２の内径Ｄ２を第一開口部３１の内径Ｄ１よりも小さく形成しており、ボール１０はその中心より前記閉塞部２３側においてより多くの球面が前記樹脂摺接部材３に接している。このため、ボール１０に対する軸部材１１の溶接によって前記樹脂摺接部材３の締め付け力が軽減されると、前記第一開口部３１と第二開口部３２とが同一の内径に形成されている場合と比較して、ボール１０は閉塞部２３から浮き上がる方向に関しての自由度が増大し易い。従って、本実施形態のボールジョイントでは、前記閉塞部２３の金属摺接面２３ａとボール１０との接触面圧を一層軽減し易く、ボール１０と閉塞部２３との接触状態は維持したまま、ボールスタッド１をホルダ２に対して軽く動かすことが可能となる。

次に、前記ホルダ２の閉塞部２３とボールスタッド１のボール１０との間に隙間を形成し、当該閉塞部２３の先端凹球面２３ａとボール１０との接触状態を解消する。この工程では、前述の電気抵抗溶接によって完成したボールスタッド１に対してその軸方向に隙間形成荷重Ｆ２を加え、前記ボール１０を前記閉塞部２３の先端凹球面２３ａに対して押圧する。具体的には、図６に示すように、固定部８の上に環状の受圧治具８０を配置すると共に、この受圧治具８０をホルダ２の閉塞部２３に設けられた前記電極取付け面２４の周囲に当接させ、この状態でボールスタッド１に対してそのボール１０をホルダ２の閉塞部２３に押し付ける方向の隙間形成荷重Ｆ２を加える。

前記受圧治具８０はボールスタッド１の軸心を囲むようにしてホルダ２の閉塞部２３の周囲に当接していることから、ボールスタッド１に対して前記隙間形成荷重Ｆ２を加えると、前記ボール１０がホルダ２の閉塞部２３を押し下げるように押圧し、これによって当該閉塞部２３が塑性変形する。このとき、前記ボール１０は前記閉塞部２３の塑性変形量に応じて前記ホルダ２内で微小に変位することになり、前記ホルダ２の本体部２０と前記ボールスッタッド１のボール１０との間に存在する前記樹脂摺接部材３は前記隙間形成荷重Ｆ２によって弾性変形する。その後、前記隙間形成荷重Ｆ２を取り除くと、弾性変形していた前記樹脂摺接部材３は元の形状に復元し、これに伴って前記ボール１０は前記閉塞部２３の先端凹球面２３ａから離れる方向へ変位することになる。これにより、前記ボールスタッド１のボール１０と前記ホルダ２の閉塞部２３との間に隙間が形成される。この隙間の大きさは前記隙間形成荷重Ｆ２の大きさに依存している。

この工程では前記隙間形成荷重Ｆ２をボールスタッド１に加えることにより、前記ボールスタッド１のボール１０と前記ホルダ２の閉塞部２３との間に積極的に隙間を形成しているが、ボール１０そのものはホルダ２の本体部２０に固定された前記樹脂摺接部材３と隙間なく接しており、当該樹脂摺接部材３とボール１０との接触状態はこの工程の前後において変わるところがない。従って、前記ボールスタッド１のボール１０と前記ホルダ２の閉塞部２３との間に積極的に隙間を形成しても、当該ボール１０は前記樹脂摺接部材３に対して隙間なく摺接することになり、ボールスタッド１がホルダ２に対してガタつくといった不具合は発生しない。

また、前記ホルダ２の閉塞部２３とボールスタッド１のボール１０との間に隙間を形成する工程では、二段階の工程を経て当該隙間を形成するようにしても良い。例えば、前述した環状の受圧治具８０（図６参照）を使用する前段階として、図７に示すように、前記閉塞部２３の外側に形成した電極取付け面２４に対して円板状の受圧治具８１を当接させ、この状態で隙間形成荷重Ｆ２をボールスタッド１に加え、その後に環状の受圧治具８０を用いて再び隙間形成荷重Ｆ２を加える。このような二段階の工程を経ると、円板状の受圧治具８１を用いた工程では前記閉塞部２３がボール１０と当該受圧治具８１との間で押しつぶされて塑性変形し、更に、環状の受圧治具８０を用いた工程で前記閉塞部２３が押し下げられる。これにより、環状の受圧治具８０のみを用いた場合と比較して、前記ホルダ２の閉塞部２３とボールスタッド１のボール１０との間により大きな隙間を形成することができる。

尚、前述した受圧治具８０，８１の形状は例示であり、前記ボールスタッド１に対して隙間形成荷重Ｆ２を加えた際に、前記ホルダ２の閉塞部２３を前記ボール１０で押圧して塑性変形させることができるもものであれば、その形状は適宜選択することが可能である。

そして、このようなボールジョンイトの製造方法によれば、前記ボール１０に対して軸部材１１を電気抵抗溶接するに際して、当該ボール１０の周囲を覆っている前記ホルダ２に対して給電用開口部を設ける必要がなく、ボールスタッド１の溶接完了後に前記給電用開口部を塞ぐ閉塞キャップが不要となるので、その分だけ部品点数の削減や生産工程の簡略化を実現することができ、生産コストの低減化を図ることが可能となる。

また、前記隙間形成荷重Ｆ２を除去した後は、前記閉塞部２３の先端凹球面２３ａとボールスタッド１のボール１０とが非接触状態となり、前記ボール１０は前記樹脂摺接部材３の樹脂摺接面３０とのみ接触した状態となる。これにより、ボールスタッド１の揺動運動の際に、当該ボールスタッド１のボール１０が鋳造によって形成された金属製ホルダ２と擦れることがなく、また、ボールスタッド１がホルダ２に対してガタつくことがなく、ボールスタッド１の円滑な動作を長期にわたって確保することが可能となる。

１…ボールスタッド、２…ホルダ、３…樹脂摺接部材、１０…ボール、１１…軸部材、２０…本体部、２３…閉塞部、２３ａ…先端凹球面、３１…第一開口部、３２…第二開口部

Claims

ボールスタッドのボールとの摺接面を有して前記ボールの最大直径部を覆うと共に、相反する方向へ当該ボールの球面が露出する第一開口部及び第二開口部を有する樹脂摺接部材を成形する工程と、
前記ボール及びこれに被せられた樹脂摺接部材を中子とした鋳造により、前記樹脂摺接部材の周囲を覆う本体部及び前記樹脂摺接部材の第二開口部から突き出た前記ボールの球面を覆って当該ボールに接する閉塞部を有し、且つ、前記樹脂摺接部材の第一開口部から露出する前記ボールの球面と非接触なホルダを成形する工程と、
前記樹脂摺接部材の第一開口部から露出したボールに対して軸部材を突き当てると共に当該軸部材に電極を接触させる一方、前記ボールに接する前記ホルダの閉塞部に電極を接触させ、前記ボールと軸部材を電気抵抗溶接によって接合して前記ボールスタッドを形成する工程と、
前記ボールスタッドに対してその軸方向に隙間形成荷重を加え、前記ボールと前記閉塞部の先端凹球面とを非接触にする工程とを備えたことを特徴とするボールジョイントの製造方法。
前記樹脂摺接部材は前記ボールの最大直径部を覆い、前記第二開口部の内径が第一開口部の内径よりも小さく設定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の製造方法。
前記樹脂摺接部材は、前記第二開口部を通してホルダの閉塞部と接する前記ボールの球面の面積が前記軸部材の先端面の前記ボールに対する溶接部面積よりも大きくなるように、当該第二開口部の内径が設定されていることを特徴とする請求項２記載のボールジョイントの製造方法。
前記隙間形成荷重をボールスタッドに対して加える際には、前記ホルダの閉塞部に対して環状の受圧治具を当接させることを特徴とする請求項３記載のボールジョイントの製造方法。