JP2020165521A - Ball seat fixing structure of ball joint - Google Patents

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Shigeru Kuroda
茂 黒田
裕也 永田
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裕也 永田
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    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
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Abstract

To perform a process for pressure-fixing a ball seat for fastening a ball part so as to have a proper fastening margin in a housing in a short period of a tact time, and to reduce a manufacturing cost.SOLUTION: A ball joint J1 has: a ball stud 10 in which a metal-made ball part 10b is integrally joined to the other end part of a stud part 10s which is connected to a suspension or a stabilizer at its one end part; a metal-made housing 21 for oscillating and rotatably supporting the ball part 10b, and having a space which is opened at one side; and a resin-made ball seat 22 interposed between the housing 21 and the ball part 10b. The ball part 10b covered with the ball seat 22 is encapsulated by the housing 21. The ball joint comprises a C-ring 24 which is set on the ball seat 22 in the housing 21, and an O-ring 54 which is set on the C-ring 24 while protruding from the housing 21. Corner parts of the O-ring 54 and the housing 21 are laser-welded.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、車両の路面からの衝撃軽減等の役割を果たすサスペンションにおけるボールジョイントのボールシート固定構造に関する。 The present invention relates to a ball seat fixing structure of a ball joint in a suspension that plays a role of reducing impact from the road surface of a vehicle.

車両のサスペンションは、路面から車体に伝わる衝撃を軽減し、スタビライザは、車体のロール剛性（捩れに対する剛性）を高める。このサスペンションとスタビライザは、スタビリンクを介して連結されている。スタビリンクは、棒状のサポートバーの両端にボールジョイントを備えて構成されている。 The suspension of the vehicle reduces the impact transmitted from the road surface to the vehicle body, and the stabilizer increases the roll rigidity (rigidity against twisting) of the vehicle body. The suspension and stabilizer are connected via a stabilizer link. The stabilizer link is configured with ball joints at both ends of the rod-shaped support bar.

図１５に示すように、ボールジョイントＪとして、金属製のカップ状のハウジング１１内に、樹脂製のボールシート１２を介して金属製のボールスタッド１０のボール部１０ｂを回転自在に収容（包含）した構成がある。 As shown in FIG. 15, as the ball joint J, the ball portion 10b of the metal ball stud 10 is rotatably housed (included) in the metal cup-shaped housing 11 via the resin ball sheet 12. There is a configuration.

ボールスタッド１０は、棒状のスタッド部１０ｓの一端に球状のボール部１０ｂが一体に連結された構造となっている。スタッド部１０ｓには、雄ねじ１０ｎが螺刻されており、この雄ねじ１０ｎよりも先端側（ボール部１０ｂ側）に、周回状に拡がる鍔部１０ａ１と小鍔部１０ａ２とが離間して形成されている。鍔部１０ａ１とハウジング１１の上端部との間には、ダストカバー１３が配設されている。ダストカバー１３におけるハウジング１１の上端部への接続部分には、鉄リンク１３ａが圧入固定されている。 The ball stud 10 has a structure in which a spherical ball portion 10b is integrally connected to one end of a rod-shaped stud portion 10s. A male screw 10n is engraved on the stud portion 10s, and a flange portion 10a1 and a small collar portion 10a2 extending in a circumferential shape are formed on the tip side (ball portion 10b side) of the male screw 10n so as to be separated from each other. There is. A dust cover 13 is arranged between the flange portion 10a1 and the upper end portion of the housing 11. An iron link 13a is press-fitted and fixed to a connection portion of the dust cover 13 to the upper end portion of the housing 11.

ハウジング１１の外周面には、金属製のサポートバー１ａが固定されている。サポートバー１ａを水平線Ｈに沿って水平とした際に、ボールスタッド１０の軸芯が水平線Ｈに対して垂直線Ｖで示す垂直となるように構成されている。 A metal support bar 1a is fixed to the outer peripheral surface of the housing 11. When the support bar 1a is horizontal along the horizontal line H, the axis of the ball stud 10 is configured to be perpendicular to the horizontal line H as indicated by the vertical line V.

ボール部１０ｂを包含するボールシート１２は、ハウジング１１の上端部１１ａを折り曲げ、この折り曲げられた上端部１１ａで、Ｃ型ストッパリング１４（リング１４ともいう）を介してカシメられている。ボールシート１２の上端部は、平坦面から内周側に傾斜するテーパ面を有する形状となっている。リング１４は、ボールシート１２の上端部を被覆する平坦面とテーパ面１４ａを有する形状となっている。テーパ面１４ａの傾斜角は、ボールスタッド１０が揺動（矢印α１）した際に、ボールスタッド１０の予め定められた揺動角を満たす角度となっている。 The ball sheet 12 including the ball portion 10b is formed by bending the upper end portion 11a of the housing 11 and caulking the bent upper end portion 11a via a C-shaped stopper ring 14 (also referred to as a ring 14). The upper end of the ball sheet 12 has a shape having a tapered surface inclined from a flat surface to the inner peripheral side. The ring 14 has a shape having a flat surface and a tapered surface 14a that cover the upper end portion of the ball sheet 12. The inclination angle of the tapered surface 14a is an angle that satisfies a predetermined swing angle of the ball stud 10 when the ball stud 10 swings (arrow α1).

ハウジング１１の内面は、断面形状の縦壁がストレート形状となっており、この内面にボールシート１２が収容されている。ボールシート１２の内面は、ボール部１０ｂの球状に沿った球形湾曲面１２ａの形状となっている。球形湾曲面１２ａをボールシート内球面１２ａ又は内球面１２ａともいう。このような構成のボールジョイントとして、例えば特許文献１〜３に記載のものがある。 The inner surface of the housing 11 has a straight vertical wall having a cross-sectional shape, and the ball sheet 12 is housed in the inner surface. The inner surface of the ball sheet 12 has the shape of a spherical curved surface 12a along the sphere of the ball portion 10b. The spherical curved surface 12a is also referred to as an inner spherical surface 12a or an inner spherical surface 12a of the ball sheet. Examples of the ball joint having such a configuration are those described in Patent Documents 1 to 3.

ボールジョイントＪでは、車両のサスペンションがストロークするに伴い、ボール部１０ｂとボールシート内球面１２ａとが揺摺動するが、この揺摺動する際の特性が、揺動トルク及び回転トルク（各トルクともいう）と定義づけられる。ボール部１０ｂの回転時の内球面１２ａへの摩擦力が増加して各トルクが高まると、乗り心地が悪化する。 In the ball joint J, the ball portion 10b and the spherical surface 12a in the ball seat oscillate as the suspension of the vehicle strokes, and the characteristics of the oscillating sliding are the oscillating torque and the rotational torque (each torque). Also called). When the frictional force on the inner spherical surface 12a during rotation of the ball portion 10b increases and each torque increases, the riding comfort deteriorates.

ハウジング１１内のボール部１０ｂに対するボールシート１２の締め代を減少させると、各トルクを下げることができるが、同時に弾性リフト量が上がる。弾性リフト量とは、ハウジング１１内のボールシート１２を介したボール部１０ｂの移動量である。弾性リフト量が大きくなると、ボール部１０ｂがハウジング１１内でボールシート１２を介して大きく移動し、ボールジョイントＪにガタが発生し、車両走行中の異音の発生に繋がる。つまり、各トルクと弾性リフト量との間には、各トルクが低下すると、弾性リフト量が増大するといった相反関係がある。 By reducing the tightening allowance of the ball sheet 12 with respect to the ball portion 10b in the housing 11, each torque can be reduced, but at the same time, the elastic lift amount is increased. The elastic lift amount is the amount of movement of the ball portion 10b via the ball sheet 12 in the housing 11. When the elastic lift amount becomes large, the ball portion 10b moves greatly in the housing 11 via the ball sheet 12, and the ball joint J becomes loose, which leads to the generation of abnormal noise while the vehicle is running. That is, there is a reciprocal relationship between each torque and the elastic lift amount, such that the elastic lift amount increases as each torque decreases.

特表２００９−５３６１２２号公報Special Table 2009-536122 特許３１６８２２９号公報Japanese Patent No. 3168229 特許３３６９６５９号公報Japanese Patent No. 3369695

上述したボールシート１２は樹脂製品であり射出成形にて製造される。この製造における成形時の熱収縮の影響によりボールシート１２の外面が断面でストレート形状とならず、テーパ形状となる。このテーパ形状のボールシート１２の外面が、ストレート形状のハウジング１１の内面に当接するため、ボール部１０ｂの締め代が減少する。この減少に伴いボールシート１２とハウジング１１の当りが局部的になり、弾性リフト量が増大してしまう。 The ball sheet 12 described above is a resin product and is manufactured by injection molding. Due to the influence of heat shrinkage during molding in this production, the outer surface of the ball sheet 12 does not have a straight shape in cross section but has a tapered shape. Since the outer surface of the tapered ball sheet 12 comes into contact with the inner surface of the straight housing 11, the tightening allowance of the ball portion 10b is reduced. Along with this decrease, the contact between the ball sheet 12 and the housing 11 becomes local, and the elastic lift amount increases.

そこで、ハウジング１１の上端部１１ａのカシメ角度を変えて、ボール部１０ｂに対するボールシート１２の締め代を適正に調整すれば、各トルクを、車両の乗り心地が向上するように低下させ、弾性リフト量を、ボールジョイントＪにガタが発生しないように小さくすることが可能である。 Therefore, if the caulking angle of the upper end portion 11a of the housing 11 is changed to appropriately adjust the tightening allowance of the ball seat 12 with respect to the ball portion 10b, each torque is reduced so as to improve the riding comfort of the vehicle, and the elastic lift is performed. The amount can be reduced so that the ball joint J does not play.

しかし、ボールジョイントＪの製造工程において、締め代が適正となるように、ハウジング１１の上端部１１ａでボールシート１２をカシメることにより押圧固定するためには、周回する上端部１１ａのカシメ角度の微調整が必要となる。このため、ボールシート１２を押圧固定する際のタクトタイムが長くなり、この結果、ボールジョイントＪの製造コストが高くなるという問題があった。 However, in the manufacturing process of the ball joint J, in order to press and fix the ball sheet 12 by caulking at the upper end 11a of the housing 11 so that the tightening allowance is appropriate, the caulking angle of the orbiting upper end 11a is adjusted. Fine adjustment is required. Therefore, there is a problem that the tact time when pressing and fixing the ball sheet 12 becomes long, and as a result, the manufacturing cost of the ball joint J increases.

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、ハウジング内でボール部を締め付けるボールシートを適正な締め代となるように押圧固定する工程を、短いタクトタイムで可能とし、製造コストを下げることができるボールジョイントのボールシート固定構造を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such a background, and enables a step of pressing and fixing a ball sheet for tightening a ball portion in a housing so as to have an appropriate tightening allowance in a short tact time, and a manufacturing cost. It is an object of the present invention to provide a ball sheet fixing structure of a ball joint capable of lowering.

前記した課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、構造体に一端部が連結されるスタッド部の他端部に、金属製の球体部が一体に接合されて成るボールスタッドと、当該ボールスタッドの球体部を揺動及び回転可能に支持し一方が開口した空間を有する金属製のハウジングと、当該ハウジングと前記球体部との間に介在される樹脂製のボールシートとを有し、当該ボールシートに覆われた前記球体部が前記ハウジングで包含されるボールジョイントのボールシート固定構造であって、前記ハウジングの開口端部の内側で且つ前記ボールシートの上にセットされ、隙間が形成されたＣ形状のＣリングと、当該Ｃリングの上に前記開口端部よりも突出してセットされたＯ形状のＯリングとを備え、前記Ｏリングと前記ハウジングとの境界の隅部がレーザ溶接で溶接固定されて成ることを特徴とするボールジョイントのボールシート固定構造である。 In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 comprises a ball stud in which a metal spherical portion is integrally joined to the other end of a stud portion to which one end is connected to the structure. It has a metal housing that swings and rotatably supports the spherical portion of the ball stud and has an open space on one side, and a resin ball sheet interposed between the housing and the spherical portion. , The spherical portion covered with the ball sheet is a ball sheet fixing structure of a ball joint included in the housing, and is set inside the open end portion of the housing and on the ball sheet, and a gap is formed. A C-shaped C-ring formed and an O-shaped O-ring set on the C-ring so as to protrude from the opening end are provided, and a corner of a boundary between the O-ring and the housing is a laser. It is a ball sheet fixing structure of a ball joint characterized in that it is fixed by welding.

この構成によれば、ハウジング内のボールシート上にセットされたＣリング上のＯリングが、外側のハウジングよりも突出しているので、ハウジングの外側からレーザ溶接を行い易くなる。また、ボールシート上のＯリングがハウジングよりも突出しているので、Ｏリングを上からＣリングを介して押圧し、ボールシートを適正に圧縮することが容易にできる。レーザ溶接では短時間で溶接を行うことができる。これらの利点から、リングを固定する工程を、短いタクトタイムで可能とし、コストを下げることができる。また、Ｃリング及びＯリングの２重リング構造で球体部を回動自在に保持するので、球体部の抜け荷重を増大できる。 According to this configuration, since the O-ring on the C-ring set on the ball sheet in the housing protrudes from the outer housing, laser welding can be easily performed from the outside of the housing. Further, since the O-ring on the ball sheet protrudes from the housing, the O-ring can be pressed from above via the C ring, and the ball sheet can be easily compressed. Laser welding can be performed in a short time. From these advantages, the process of fixing the ring can be performed in a short tact time, and the cost can be reduced. Further, since the sphere portion is rotatably held by the double ring structure of the C ring and the O ring, the pull-out load of the sphere portion can be increased.

請求項２に係る発明は、前記ハウジングの開口端部の内周に所定角度の第１テーパ形状部を設け、前記Ｃリングの外周下端部に、前記第１テーパ形状部と同じ角度で、当該第１テーパ形状部に当接可能な第２テーパ形状部を設け、前記Ｏリングの外周下端部に、前記第１テーパ形状部と同じ角度で、当該第１テーパ形状部に当接可能な第３テーパ形状部を設け、前記ハウジング内の前記ボールシート上に前記Ｃリング及び前記Ｏリングをセットした際に、前記第１テーパ形状部に、前記第２テーパ形状部及び前記第３テーパ形状部の双方が対向状態に配置されるようにした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ボールシート固定構造である。 According to the second aspect of the present invention, a first tapered shape portion having a predetermined angle is provided on the inner circumference of the opening end portion of the housing, and the outer peripheral lower end portion of the C ring is provided at the same angle as the first taper shape portion. A second tapered shape portion capable of contacting the first tapered shape portion is provided, and a second tapered shape portion capable of contacting the first tapered shape portion at the same angle as the first tapered shape portion is provided at the lower end of the outer periphery of the O ring. When the C ring and the O ring are set on the ball sheet in the housing by providing the three taper shape portions, the second taper shape portion and the third taper shape portion are provided on the first taper shape portion. The ball sheet fixing structure of the ball joint according to claim 1, wherein both of the above are arranged in a facing state.

この構成によれば、Ｃリング及びＯリングをハウジング内にセットする際に、第１テーパ形状部に、第２テーパ形状部及び第３テーパ形状部の双方が当接する状態にセットできるので、Ｃリング及びＯリングの中心に向かう求心力が働き（求心効果）、Ｃリング及びＯリングとハウジングとの同軸が保証される。このため、Ｃリング及びＯリングがガタつかなくなる。 According to this configuration, when the C ring and the O-ring are set in the housing, both the second tapered shape portion and the third tapered shape portion can be set in contact with the first tapered shape portion. A centripetal force toward the center of the ring and O-ring works (centripetal effect), and the C-ring and O-ring are guaranteed to be coaxial with the housing. Therefore, the C ring and the O ring do not rattle.

請求項３に係る発明は、前記Ｏリングは、前記ハウジング内の前記第１テーパ形状部に、前記Ｃリングの第２テーパ形状部及び当該Ｏリングの第３テーパ形状部の双方が当接してセットされた際に、当該ハウジングの上端より所定高さ突き出る高さを有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ボールシート固定構造である。 In the invention according to claim 3, in the O-ring, both the second tapered shape portion of the C ring and the third tapered shaped portion of the O-ring are in contact with the first tapered shape portion in the housing. The ball sheet fixing structure of a ball joint according to claim 2, wherein the ball joint has a height protruding from the upper end of the housing when set.

この構成によれば、Ｃリング及びＯリングをハウジング内に載置した際に、Ｏリングがハウジングから突き出ているので、載置されたＯリングを、Ｃリングを介して下方側に押し込み容易にセットすることができる。Ｏリングを押圧子で押圧する際に、押圧子の位置がハウジングよりも高いので、押圧子がハウジングと接触や干渉しないようにできる。 According to this configuration, when the C-ring and the O-ring are placed in the housing, the O-ring protrudes from the housing, so that the placed O-ring can be easily pushed downward through the C-ring. Can be set. When pressing the O-ring with the presser, the position of the presser is higher than that of the housing, so that the pressor does not come into contact with or interfere with the housing.

請求項４に係る発明は、前記Ｃリングの内径は、前記球体部の球径よりも小さく、前記Ｏリングの内径は前記球体部の球形よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のボールジョイントのボールシート固定構造である。 The invention according to claim 4 is characterized in that the inner diameter of the C ring is smaller than the spherical diameter of the spherical portion, and the inner diameter of the O ring is larger than the spherical shape of the spherical portion. The ball sheet fixing structure of the ball joint according to any one item.

この構成によれば、下のＣリングの変形を上のＯリングにより抑制するため、球体部の抜け荷重を大きくすることができる。 According to this configuration, since the deformation of the lower C ring is suppressed by the upper O-ring, the pull-out load of the sphere portion can be increased.

請求項５に係る発明は、前記Ｏリングは、当該Ｏリングの内周面に予め定められた角度で傾斜するテーパ面を備え、前記Ｃリングは、前記Ｏリングと重ねてセットした際に、当該Ｏリングのテーパ面と面一となるテーパ面を備えることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のボールジョイントのボールシート固定構造である。 According to the fifth aspect of the present invention, the O-ring is provided with a tapered surface that is inclined at a predetermined angle on the inner peripheral surface of the O-ring, and when the C-ring is set so as to overlap with the O-ring, the O-ring is set. The ball sheet fixing structure for a ball joint according to any one of claims 1 to 4, further comprising a tapered surface that is flush with the tapered surface of the O-ring.

この構成によれば、Ｃリング及びＯリングの双方のテーパ面の傾斜角を、ボールスタッドの揺動角を満たす角度とすれば、ボールスタッドを適正範囲で揺動できる。 According to this configuration, if the inclination angle of the tapered surfaces of both the C ring and the O-ring is set to an angle that satisfies the swing angle of the ball stud, the ball stud can swing within an appropriate range.

本発明によれば、ハウジング内でボール部を締め付けるボールシートを適正な締め代となるように押圧固定する工程を、短いタクトタイムで可能とし、製造コストを下げるボールジョイントのボールシート固定構造を提供することができる。 According to the present invention, a process of pressing and fixing a ball sheet for tightening a ball portion in a housing so as to have an appropriate tightening allowance can be performed in a short tact time, and a ball sheet fixing structure for a ball joint that reduces manufacturing costs is provided. can do.

本発明に係る実施形態のボールジョイントの縦断面図である。It is a vertical sectional view of the ball joint of the embodiment which concerns on this invention. Ｃリングの斜視図である。It is a perspective view of a C ring. Ｏリングの斜視図である。It is a perspective view of an O-ring. Ｃリングの上にＯリングを載置して重ねた場合の２重リング構造を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the double ring structure when the O ring is placed and overlapped on the C ring. ハウジングの断面図である。It is sectional drawing of the housing. Ｃリングの平面図である。It is a top view of the C ring. 図６のＩＶ−ＩＶ断面図である。FIG. 6 is a sectional view taken along line IV-IV of FIG. Ｏリングの平面図である。It is a top view of the O-ring. 図８のＶ−Ｖ断面図である。FIG. 8 is a sectional view taken along line VV of FIG. Ｏリングとハウジングとのレーザ溶接での接合部分を縦方向に切断した断面図である。It is sectional drawing which cut in the vertical direction the joint part by laser welding of an O-ring and a housing. 本実施形態のハウジングとＯリングの境界を全周溶接した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which welded the boundary between the housing and an O-ring of this embodiment all around. 本実施形態のハウジングとＯリングの境界を断続溶接した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which the boundary between the housing and an O-ring of this embodiment was intermittently welded. 本実施形態のハウジングとＯリングの境界をパルス溶接した状態を示す平面図である。It is a top view which shows the state which the boundary between the housing and an O-ring of this embodiment was pulse welded. 本実施形態のハウジングの内周側面をストレート形状とした際の構成を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure when the inner peripheral side surface of the housing of this embodiment has a straight shape. 従来のボールジョイントの縦断面図である。It is a vertical sectional view of a conventional ball joint.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
＜実施形態＞
図１は、本発明に係る実施形態のボールジョイントの縦断面図である。図１において図１５に示した構成要素と同一部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<Embodiment>
FIG. 1 is a vertical sectional view of a ball joint according to an embodiment of the present invention. The same parts as those of the components shown in FIG. 15 in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted as appropriate.

図１に示す本実施形態のボールジョイントＪ１が、従来のボールジョイントＪ（図１５）と異なる点は、ハウジング２１内のボール部（球体部）１０ｂに対するボールシート２２の締め代が適正となるように、ボールシート２２の上にＣ型形状のストッパリング（Ｃリングともいう）２４を載置し、このＣリング２４の上にＯ型形状のストッパリング（Ｏリングともいう）５４を載置してセットする。このセット状態で、Ｏリング５４をハウジング２１の上端部にレーザ溶接で固定したことにある。レーザ溶接は、図示せぬダイオードレーザ溶接装置等のレーザ溶接装置を用いて行う。なお、本発明のボールジョイントＪ１において、スタッド部１０ｓの上端側が「上」、ハウジング１１の下端側が「下」であるとする。 The difference between the ball joint J1 of the present embodiment shown in FIG. 1 and the conventional ball joint J (FIG. 15) is that the tightening allowance of the ball sheet 22 with respect to the ball portion (sphere portion) 10b in the housing 21 is appropriate. A C-shaped stopper ring (also referred to as a C ring) 24 is placed on the ball sheet 22, and an O-shaped stopper ring (also referred to as an O-ring) 54 is placed on the C ring 24. And set. In this set state, the O-ring 54 is fixed to the upper end of the housing 21 by laser welding. Laser welding is performed using a laser welding device such as a diode laser welding device (not shown). In the ball joint J1 of the present invention, it is assumed that the upper end side of the stud portion 10s is "upper" and the lower end side of the housing 11 is "lower".

上述した適正な締め代とは、車両の乗り心地が向上するように揺動トルク及び回転トルクを低下させ、ボールジョイントＪ１にガタが発生しないように弾性リフト量を小さくできる締め代のことである。この適正な締め代となるように、２重リング構造（図４）でボールシート２２を押圧して圧縮するセットを行い、このセットされたＯリング５４をハウジング２１にレーザ溶接するようにした。 The above-mentioned appropriate tightening allowance is a tightening allowance that can reduce the swing torque and the rotational torque so as to improve the riding comfort of the vehicle, and reduce the elastic lift amount so that the ball joint J1 does not play. .. A set of pressing and compressing the ball sheet 22 with a double ring structure (FIG. 4) was performed so as to obtain this proper tightening allowance, and the set O-ring 54 was laser-welded to the housing 21.

図２はＣリング２４の斜視図、図３はＯリング５４の斜視図、図４はＣリング２４の上にＯリング５４を載置して重ねた場合の２重リング構造を示す斜視図である。 FIG. 2 is a perspective view of the C ring 24, FIG. 3 is a perspective view of the O-ring 54, and FIG. 4 is a perspective view showing a double ring structure when the O-ring 54 is placed and stacked on the C-ring 24. is there.

図１に示すボールジョイントＪ１では、特徴構成を認識し易くするため、ダストカバー１３を省略してある。また、ボールジョイントＪ１のスタッド部１０ｓは、図示せぬサスペンション又はスタビライザに固定されている。サスペンション又はスタビライザは、請求項記載の構造体を構成する。 In the ball joint J1 shown in FIG. 1, the dust cover 13 is omitted in order to make it easier to recognize the characteristic configuration. Further, the stud portion 10s of the ball joint J1 is fixed to a suspension or stabilizer (not shown). The suspension or stabilizer constitutes the structure according to the claim.

図５はハウジング２１の断面図である。ハウジング２１は、鉄板等の金属板がプレス成形又は冷鍛によってカップ形状に成形されている。ハウジング２１の開口側の開口端部２１ａは、開口端部２１ａの下側の胴部２１ｂの板厚Ｔよりも、薄い板厚ｔとなっている。各板厚Ｔ，ｔは、次式（１）で示すサイズとするのが好ましい。

０．３≦ｔ／Ｔ≦０．７ …（１）
FIG. 5 is a cross-sectional view of the housing 21. In the housing 21, a metal plate such as an iron plate is formed into a cup shape by press molding or cold forging. The opening end portion 21a on the opening side of the housing 21 has a plate thickness t thinner than the plate thickness T of the body portion 21b on the lower side of the opening end portion 21a. The plate thicknesses T and t are preferably the size represented by the following formula (1).

0.3 ≤ t / T ≤ 0.7 ... (1)

開口端部２１ａの板厚ｔと、胴部２１ｂの板厚Ｔとの間のハウジング２１内面は、テーパ形状の段差部（テーパ段差部）Ｐ１となっている。このテーパ段差部Ｐ１は、請求項記載の第１テーパ形状部を構成する。テーパ段差部Ｐ１のテーパ角度θ１は、ハウジング２１の加工性と後述する求心効果とのバランスを適正に保持するために、次式（２）で示す大きさとなっている。但し、テーパ角度θ１は、図１に示す水平線Ｈに対するハウジング２１におけるテーパ形状部Ｐ１の傾斜角度である。

３０°≦θ１≦６０° …（２）
The inner surface of the housing 21 between the plate thickness t of the opening end portion 21a and the plate thickness T of the body portion 21b is a tapered step portion (tapered step portion) P1. The tapered step portion P1 constitutes the first tapered shape portion according to the claim. The taper angle θ1 of the tapered step portion P1 has a size represented by the following equation (2) in order to properly maintain a balance between the workability of the housing 21 and the centripetal effect described later. However, the taper angle θ1 is an inclination angle of the tapered shape portion P1 in the housing 21 with respect to the horizontal line H shown in FIG.

30 ° ≤ θ1 ≤ 60 ° ... (2)

図６はＣリング２４の平面図、図７は図６に示すＣリング２４のＩＶ−ＩＶ断面図である。
図６に示すＣリング２４の外形（Ｃリング外径）Ｒ２ｃは、ハウジング２１の開口端部２１ａ（図５）の内側にＣリング２４が挿入可能なサイズとなっている。また、Ｃリング２４の隙間２４ｇは、図１に示すスタッド部１０ｓの先端側のボール部１０ｂが固定された、くびれ部分の首部１０ｄよりも大きいサイズとなっている。つまり、隙間２４ｇを首部１０ｄに通してＣリング２４を、ボールシート２２上にセット可能となっている。 FIG. 6 is a plan view of the C ring 24, and FIG. 7 is an IV-IV sectional view of the C ring 24 shown in FIG.
The outer shape (C ring outer diameter) R2c of the C ring 24 shown in FIG. 6 has a size such that the C ring 24 can be inserted inside the opening end portion 21a (FIG. 5) of the housing 21. Further, the gap 24g of the C ring 24 has a size larger than that of the neck portion 10d of the constricted portion to which the ball portion 10b on the tip end side of the stud portion 10s shown in FIG. 1 is fixed. That is, the C ring 24 can be set on the ball sheet 22 by passing the gap 24 g through the neck portion 10d.

Ｃリング２４の内径（Ｃリング内径）Ｒ１ｃは、図１に示すボール部１０ｂの球径（ボール球径）Ｒ３より僅かに小さいサイズとなっている。例えば、ボール球径Ｒ３がφ１６．０の場合、Ｃリング内径Ｒ１はφ１５．１となっている。このサイズは、ボール部１０ｂの上方にＣリング２４を介して保持されたＯリング５４がハウジング２１にレーザ溶接された際に、ボール部１０ｂが、Ｃリング２４から抜けない様にするために定めたものである。 The inner diameter (C ring inner diameter) R1c of the C ring 24 is slightly smaller than the ball diameter (ball ball diameter) R3 of the ball portion 10b shown in FIG. For example, when the ball diameter R3 is φ16.0, the C ring inner diameter R1 is φ15.1. This size is determined so that the ball portion 10b does not come off from the C ring 24 when the O-ring 54 held above the ball portion 10b via the C ring 24 is laser welded to the housing 21. It is a laser.

更に、Ｃリング２４は、従来のハウジングカシメのＣ型ストッパリング１４（図１５）と比較して、高さの高い断面形状を有する。このため、Ｃリング２４では、断面係数が大きくなって、断面剛性が上がり強いカシメ強度を確保でき、スタッド抜け荷重が増大する。このＣリング２４には、ＳＰＣＣ（Steel Plate Cold Commercial：冷間圧延鋼板）やＳＰＨＣ（Steel Plate Hot Commercial：熱間圧延軟鋼板）等の金属材料を使用できるが、より強度の高い金属材料を用いることで、上記強度をより強くできる。 Further, the C ring 24 has a cross-sectional shape having a higher height than the C-shaped stopper ring 14 (FIG. 15) of the conventional housing caulking. Therefore, in the C ring 24, the cross-sectional coefficient becomes large, the cross-sectional rigidity increases, strong caulking strength can be secured, and the stud pull-out load increases. A metal material such as SPCC (Steel Plate Cold Commercial) or SPHC (Steel Plate Hot Commercial) can be used for the C ring 24, but a metal material having higher strength is used. As a result, the above strength can be made stronger.

但し、Ｏリング５４は、Ｃリング２４と同じ材料又は異なる材料を用いて形成される。なお、剛性は、曲げや捩りの力に対する寸法変化（変形）のし辛さの度合いのことであり、力に対して変形が小さい時は剛性が高い、変形が大きい時は剛性が低いと定義される。 However, the O-ring 54 is formed by using the same material as the C ring 24 or a different material. Rigidity is the degree of difficulty of dimensional change (deformation) with respect to bending or twisting force, and is defined as high rigidity when the deformation is small with respect to the force and low rigidity when the deformation is large. Will be done.

図７に示すように、Ｃリング２４の外周下端部は、ハウジング２１のテーパ段差部Ｐ１と同じテーパ角度θ１のテーパ形状部（第２テーパ形状部）Ｐ２ａとなっている。図１に示すハウジング２１内に挿入されたボールシート２２の上にＣリング２４を載置した場合、Ｃリング２４のテーパ形状部Ｐ２ａがハウジング２１のテーパ段差部Ｐ１に対向状態に配置される。これによって、Ｃリング２４の上端部２４ｂがテーパ段差部Ｐ１の斜面の途中位置に配置される状態となっている。但し、Ｃリング２４をボールシート２２上に載置した状態では、Ｃリング２４のテーパ形状部Ｐ２ａがハウジング２１のテーパ段差部Ｐ１と離間状態となる。 As shown in FIG. 7, the outer peripheral lower end portion of the C ring 24 is a tapered shape portion (second tapered shape portion) P2a having the same taper angle θ1 as the taper step portion P1 of the housing 21. When the C ring 24 is placed on the ball sheet 22 inserted in the housing 21 shown in FIG. 1, the tapered shape portion P2a of the C ring 24 is arranged so as to face the tapered step portion P1 of the housing 21. As a result, the upper end portion 24b of the C ring 24 is arranged at an intermediate position on the slope of the tapered step portion P1. However, when the C ring 24 is placed on the ball sheet 22, the tapered shape portion P2a of the C ring 24 is separated from the tapered step portion P1 of the housing 21.

図７に示すＣリング２４の下面２４ａから上面２４ｂまでの高さｈ１は、上述したように図１に示すＣリング２４をハウジング２１内のボールシート２２上に載置した際に、Ｃリング２４の上端部２４ｂがテーパ段差部Ｐ１の途中位置に配置状態となる高さとなっている。 The height h1 from the lower surface 24a to the upper surface 24b of the C ring 24 shown in FIG. 7 is the C ring 24 when the C ring 24 shown in FIG. 1 is placed on the ball sheet 22 in the housing 21 as described above. The upper end portion 24b of the above is at a height that is arranged in the middle position of the tapered step portion P1.

図８はＯリング５４の平面図、図９は図８に示すＯリング５４のＶ−Ｖ断面図である。
図９に示すＯリング５４の外周下端部は、ハウジング２１のテーパ形状部Ｐ１と同じテーパ角度θ１のテーパ形状部（第３テーパ形状部）Ｐ２ｂとなっている。図８に示すＯリング５４の内径（Ｏリング内径）Ｒ１ｏは、図１に示すボール部１０ｂの球径（ボール球径）Ｒ３より僅かに大きいサイズとなっている。例えば、ボール球径Ｒ３がφ１６．０の場合、リング内径Ｒ１はφ１６．１となっている。このサイズは、Ｏリング５４をボール部１０ｂの下方側から挿入し、ボール部１０ｂの上側に移動させるために定めたものである。 FIG. 8 is a plan view of the O-ring 54, and FIG. 9 is a VV cross-sectional view of the O-ring 54 shown in FIG.
The outer peripheral lower end portion of the O-ring 54 shown in FIG. 9 is a tapered shape portion (third tapered shape portion) P2b having the same taper angle θ1 as the tapered shape portion P1 of the housing 21. The inner diameter (O-ring inner diameter) R1o of the O-ring 54 shown in FIG. 8 has a size slightly larger than the ball diameter (ball ball diameter) R3 of the ball portion 10b shown in FIG. For example, when the ball diameter R3 is φ16.0, the ring inner diameter R1 is φ16.1. This size is determined so that the O-ring 54 is inserted from the lower side of the ball portion 10b and moved to the upper side of the ball portion 10b.

図８に示すＯリング外径Ｒ２ｏは、ハウジング２１の開口端部２１ａ（図５）の内側にＯリング５４が挿入可能なサイズとなっている。図１０に示すように、ハウジング２１内のボールシート２２に載置されたＣリング２４の上にＯリング５４を載置した場合に、Ｏリング５４の外周面５４ｄとハウジング２１の内周面との径方向のギャップが、０．２５ｍｍ以下となるリング外径Ｒ２が好ましい。このギャップサイズは、レーザ溶接時のレーザスポット径や、溶接個所面積の制約によって定まる。 The O-ring outer diameter R2o shown in FIG. 8 has a size in which the O-ring 54 can be inserted inside the opening end portion 21a (FIG. 5) of the housing 21. As shown in FIG. 10, when the O-ring 54 is placed on the C-ring 24 placed on the ball sheet 22 in the housing 21, the outer peripheral surface 54d of the O-ring 54 and the inner peripheral surface of the housing 21 The ring outer diameter R2 having a radial gap of 0.25 mm or less is preferable. This gap size is determined by restrictions on the laser spot diameter during laser welding and the area of the welded portion.

但し、ハウジング２１内のボールシート２２上にＣリング２４及びＯリング５４の順で積み重ねる場合、次のように行う。最初に、ハウジング２１内にボールシート２２を入れておき、次に、Ｏリング５４をボール部１０ｂの下から嵌め、スタッド部１０ｓの首部１０ｄよりも上方へ持ち上げて保持し、ボール部１０ｂをボールシート２２内に挿入する。次に、ボールシート２２とＯリング５４との隙間から見えるスタッド部１０ｓの首部１０ｄにＣリング２４の隙間２４ｇを通し、この通ったＣリング２４をハウジング２１内のボールシート２２の上に載置する。このＣリング２４の上にＯリング５４を載置して積み重ねを完了する。 However, when the C ring 24 and the O ring 54 are stacked on the ball sheet 22 in the housing 21 in this order, the procedure is as follows. First, the ball sheet 22 is placed in the housing 21, and then the O-ring 54 is fitted from below the ball portion 10b, lifted and held above the neck portion 10d of the stud portion 10s, and the ball portion 10b is held by the ball. It is inserted into the sheet 22. Next, the gap 24g of the C ring 24 is passed through the neck portion 10d of the stud portion 10s that can be seen from the gap between the ball sheet 22 and the O-ring 54, and the passed C ring 24 is placed on the ball sheet 22 in the housing 21. To do. The O-ring 54 is placed on the C-ring 24 to complete the stacking.

図９に示すＯリング５４の下面５４ａから上面５４ｂまでの高さｈ２は、ハウジング２１内（図１０参照）のボールシート２２上のＣリング２４にＯリング５４を載置した際に、Ｏリング５４がハウジング２１から僅かに突き出る高さとなっている。Ｏリング５４の高さｈ２は、載置されたＯリング５４をＣリング２４を介して下方側に押し込んでセットした場合も、僅かに突き出る高さとする。セット後のＯリング５４が突き出る高さは、後述のレーザ溶接のために０．０５ｍｍ以上であることが好ましい。 The height h2 from the lower surface 54a to the upper surface 54b of the O-ring 54 shown in FIG. 9 is the O-ring when the O-ring 54 is placed on the C-ring 24 on the ball sheet 22 in the housing 21 (see FIG. 10). 54 has a height slightly protruding from the housing 21. The height h2 of the O-ring 54 is set to a height that slightly protrudes even when the mounted O-ring 54 is pushed downward via the C ring 24 and set. The height at which the O-ring 54 protrudes after setting is preferably 0.05 mm or more for laser welding described later.

つまり、ハウジング２１内のボールシート２２上のＣリング２４にＯリング５４を載置した場合、Ｏリング５４の上端部５４ｂがハウジング２１の開口端部２１ａ（図５）から突出する。このＯリング５４の載置状態では、Ｏリング５４のテーパ形状部Ｐ２ｂがハウジング２１のテーパ段差部Ｐ１と上下に離間状態となる。この離間状態は、Ｏリング５４の下方側にあるＣリング２４のテーパ形状部Ｐ２ａも同様である。 That is, when the O-ring 54 is placed on the C-ring 24 on the ball sheet 22 in the housing 21, the upper end portion 54b of the O-ring 54 protrudes from the open end portion 21a (FIG. 5) of the housing 21. In the mounted state of the O-ring 54, the tapered shape portion P2b of the O-ring 54 is vertically separated from the tapered step portion P1 of the housing 21. This separated state is the same for the tapered portion P2a of the C ring 24 on the lower side of the O-ring 54.

その上下離間状態で、Ｏリング５４を上から押圧することでＣリング２４を介してボールシート２２が圧縮され、Ｏリング５４のテーパ形状部Ｐ２ｂ及びＣリング２４のテーパ形状部Ｐ２ａの双方が、テーパ段差部Ｐ１に当接してこれ以上、下がらないセット状態となる。なお、テーパ形状部Ｐ２ｂ及びテーパ形状部Ｐ２ａの双方を、双方テーパ部Ｐ２とも称す。 By pressing the O-ring 54 from above in the vertically separated state, the ball sheet 22 is compressed via the C ring 24, and both the tapered shape portion P2b of the O-ring 54 and the tapered shape portion P2a of the C ring 24 are pressed. It comes into contact with the tapered step portion P1 and is in a set state where it does not go down any further. Both the tapered shape portion P2b and the tapered shape portion P2a are also referred to as both tapered portions P2.

上記セット状態は、Ｏリング５４をやや押圧してＣリング２４を介してボールシート２２が前述した適正な締め代となれば、双方テーパ部Ｐ２がテーパ段差部Ｐ１に当接しなくてもよい。つまり、ボールシート２２上のＣリング２４にＯリング５４が載置された際に双方テーパ部Ｐ２がテーパ段差部Ｐ１に離間して対向する位置と、双方テーパ部Ｐ２がテーパ段差部Ｐ１に当接する位置との間の高さ位置で、ボールシート２２の適正な圧縮が可能となっている。 In the set state, if the ball sheet 22 has the above-mentioned proper tightening allowance via the C ring 24 by slightly pressing the O-ring 54, both tapered portions P2 do not have to come into contact with the tapered step portion P1. That is, when the O-ring 54 is placed on the C ring 24 on the ball sheet 22, both tapered portions P2 are separated from the tapered step portion P1 and face each other, and both tapered portions P2 correspond to the tapered step portion P1. The ball sheet 22 can be properly compressed at a height position between the contact position and the contact position.

また、Ｏリング５４を上から押圧した際に、双方テーパ部Ｐ２がテーパ段差部Ｐ１に当接すると、これ以上、下がらないので、ボールシート２２のオーバー圧縮を防止可能となっている。 Further, when the O-ring 54 is pressed from above, if both tapered portions P2 come into contact with the tapered step portion P1, the ball sheet 22 cannot be lowered any more, so that overcompression of the ball sheet 22 can be prevented.

更に、ハウジング２１のテーパ段差部Ｐ１に双方テーパ部Ｐ２が当接した場合、Ｏリング５４及びＣリング２４の中心に向かう求心力が働き（求心効果）、Ｏリング５４及びＣリング２４と、ハウジング２１との同軸が保証される。このため、Ｏリング５４及びＣリング２４がガタつかなくなる。 Further, when both tapered portions P2 come into contact with the tapered stepped portion P1 of the housing 21, a centripetal force acts toward the center of the O-ring 54 and the C ring 24 (centripetal effect), and the O-ring 54 and the C ring 24 and the housing 21 Coaxial with is guaranteed. Therefore, the O-ring 54 and the C-ring 24 do not rattle.

図９に示すＯリング５４は、ハウジング２１内へのセット状態で垂直線Ｖ（図１）に対して角度θ２で傾斜するテーパ面５４ｃを、リング内周側に有する。このテーパ面５４ｃの傾斜角θ２は、図１に示すボールスタッド１０が揺動（矢印α１）した際に、ボールスタッド１０の揺動角を満たす角度となる。このＯリング５４は、Ｃリング２４でボールスタッド１０を受けることが出来ない範囲についてボールスタッド１０を受ける役割を担う。このため、Ｏリング５４の内周面をテーパ形状（テーパ面５４ｃ）としてある。 The O-ring 54 shown in FIG. 9 has a tapered surface 54c on the inner peripheral side of the ring that is inclined at an angle θ2 with respect to the vertical line V (FIG. 1) when set in the housing 21. The inclination angle θ2 of the tapered surface 54c is an angle that satisfies the swing angle of the ball stud 10 when the ball stud 10 shown in FIG. 1 swings (arrow α1). The O-ring 54 plays a role of receiving the ball stud 10 in the range where the ball stud 10 cannot be received by the C ring 24. Therefore, the inner peripheral surface of the O-ring 54 has a tapered shape (tapered surface 54c).

なお、Ｃ型リング２４も、ボールスタッド１０を受けるので、Ｃリング２４の内径側を、Ｏリング５４のテーパ面５４ｃと同じ角度θ２で傾斜するテーパ形状（テーパ面）とする場合もある。この構成の場合、Ｃリング２４のテーパ面とＯリング５４のテーパ面５４ｃとが面一となるのが好ましい。 Since the C-shaped ring 24 also receives the ball stud 10, the inner diameter side of the C-ring 24 may have a tapered shape (tapered surface) that is inclined at the same angle θ2 as the tapered surface 54c of the O-ring 54. In the case of this configuration, it is preferable that the tapered surface of the C ring 24 and the tapered surface 54c of the O-ring 54 are flush with each other.

＜レーザ溶接＞
次に、図１に示すＣリング２４及びＯリング５４をハウジング２１内のボールシート２２上にセットした後、矢印Ｙ１で示すように、Ｏリング５４とハウジング２１が当接した境界の隅部をレーザ溶接する。 <Laser welding>
Next, after setting the C ring 24 and the O-ring 54 shown in FIG. 1 on the ball sheet 22 in the housing 21, as shown by the arrow Y1, the corner of the boundary where the O-ring 54 and the housing 21 are in contact with each other is formed. Laser welding.

レーザ溶接は、ハウジング２１の中央にボールスタッド１０が立設するので、ハウジング２１の内側からは適正に行えず、このため外側から行うようになっている。この外側からのレーザ溶接を行い易くするため、外側のハウジング２１が内側のＯリング５４よりも低くなっている。この高さ関係によって、Ｏリング５４を押圧子（図示せず）で押圧する際に、押圧子の位置がハウジング２１よりも高いので、押圧子のハウジング２２への接触や干渉を防止可能となっている。 Since the ball stud 10 is erected in the center of the housing 21, laser welding cannot be properly performed from the inside of the housing 21, and therefore is performed from the outside. The outer housing 21 is lower than the inner O-ring 54 in order to facilitate laser welding from the outside. Due to this height relationship, when the O-ring 54 is pressed by the presser (not shown), the position of the presser is higher than that of the housing 21, so that contact or interference of the presser with the housing 22 can be prevented. ing.

レーザ溶接を行う場合、必要に応じて、押圧子で上方からＯリング５４に荷重を掛け、Ｏリング５４及びＣリング２４の双方テーパ部Ｐ２とハウジング２１のテーパ段差部Ｐ１との密着性を上げたり、ボールシート２２を適正量圧縮したりする。 When performing laser welding, if necessary, a load is applied to the O-ring 54 from above with a presser to improve the adhesion between the tapered portion P2 of both the O-ring 54 and the C ring 24 and the tapered step portion P1 of the housing 21. Or, the ball sheet 22 is compressed by an appropriate amount.

レーザ溶接の温度は、ハウジング２１の素材の融点以上とする。その素材が例えば鉄である場合、鉄の融点以上（１３００℃以上）とする。レーザ溶接は、アーク溶接のようにスパッタが出ず、タクトタイムも早いといった利点がある。 The temperature of laser welding is equal to or higher than the melting point of the material of the housing 21. When the material is, for example, iron, the temperature is equal to or higher than the melting point of iron (1300 ° C. or higher). Laser welding has the advantages of less spattering and faster tact time than arc welding.

レーザ溶接は、ハウジング２１を回転させながら後述のように全周、断続的、パルス状等で行う。図１１にＯリング５４とハウジング２１の境界を太線で示すＣ型全周溶接３１した状態を示す。図１２に上記境界を断続的に溶接（断続溶接）３２した状態、図１３に上記境界をパルス状に溶接（パルス溶接）３３した状態を示す。断続溶接３２又はパルス溶接３３は、レーザ溶接装置のレーザ出力を断続的又はパルス状にして行う。 Laser welding is performed on the entire circumference, intermittently, in a pulse shape, or the like as described later while rotating the housing 21. FIG. 11 shows a state in which the boundary between the O-ring 54 and the housing 21 is C-shaped all-around welded 31 shown by a thick line. FIG. 12 shows a state in which the boundary is intermittently welded (intermittent welding) 32, and FIG. 13 shows a state in which the boundary is welded in a pulse shape (pulse welding) 33. Intermittent welding 32 or pulse welding 33 is performed by making the laser output of the laser welding apparatus intermittent or pulsed.

図１０にレーザ溶接による境界の溶け込みの深さ（溶接深さｄ１という）を示す。但し、図１０はＯリング５４とハウジング２１とのレーザ溶接での接合部分４１を縦方向に切断した断面図である。 FIG. 10 shows the depth of penetration of the boundary by laser welding (referred to as welding depth d1). However, FIG. 10 is a cross-sectional view in which the joint portion 41 of the O-ring 54 and the housing 21 by laser welding is cut in the vertical direction.

溶接深さｄ１は、Ｏリング５４の下方側のＣリング２４を介した樹脂製ボールシート２２が、レーザ溶接時に伝導する電熱量によって変形や溶解しない適正な深さとする。この適正な溶接深さｄ１とするために、レーザ溶接の強度を調整する。また、レーザ溶接では、ボールシート２２の素材、Ｏリング５４及びＣリング２４の高さ（即ち電熱距離）に応じて溶接深さｄ１の限界が決まる。更に、レーザ溶接は、ハウジング２１を回転させながら行うので、単位時間当たりの電熱量が少なくボールシート２２への熱影響が軽減される。 The welding depth d1 is set to an appropriate depth at which the resin ball sheet 22 via the C ring 24 on the lower side of the O-ring 54 is not deformed or melted by the amount of electric heat conducted during laser welding. The strength of laser welding is adjusted in order to obtain this appropriate welding depth d1. Further, in laser welding, the limit of the welding depth d1 is determined according to the material of the ball sheet 22, the height of the O-ring 54 and the C ring 24 (that is, the electric heating distance). Further, since the laser welding is performed while rotating the housing 21, the amount of electric heat per unit time is small and the thermal influence on the ball sheet 22 is reduced.

但し、本実施形態では、Ｃリング２４上にＯリング５４を重ねた２重リング構造なので、Ｏリング５４とハウジング２１とのレーザ溶接の熱伝導がＣリング２４で抑制される。この抑制によりボールシート２２に到達する熱が低くなるので、ボールシート２２の溶融を防止可能となる。 However, in the present embodiment, since the double ring structure in which the O-ring 54 is superposed on the C-ring 24, the heat conduction of the laser welding between the O-ring 54 and the housing 21 is suppressed by the C-ring 24. Since the heat reaching the ball sheet 22 is reduced by this suppression, it is possible to prevent the ball sheet 22 from melting.

レーザ溶接の溶込深さｄ１は、前述した通りである。要求される破壊荷重（Ｏリング５４が外れない強度）を安全にクリアするために、溶込深さｄ１は、所定の深さが所定の周回範囲に渡って必要である。例えば、必要な破壊荷重を安全にクリアできる溶込深さｄ１が０．２ｍｍでは全周に渡って必要である場合、溶込深さｄ１が０．３ｍｍでは２／３周で済み、０．４ｍｍでは１／２周で済む。あまりに深いと樹脂製ボールシート２２に影響が生じる。 The penetration depth d1 of laser welding is as described above. In order to safely clear the required breaking load (strength at which the O-ring 54 does not come off), the penetration depth d1 is required to have a predetermined depth over a predetermined orbital range. For example, if the penetration depth d1 that can safely clear the required breaking load is 0.2 mm and is required over the entire circumference, if the penetration depth d1 is 0.3 mm, only 2/3 laps are required. With 4 mm, only 1/2 lap is required. If it is too deep, the resin ball sheet 22 will be affected.

このため、レーザ溶接は、ボールシート２２とＯリング５４の接触面積が変わらないことを前提に、溶接深さｄ１×溶接長さ（全周、断続的、パルス状等の平面長さ）が、必要な破壊荷重を満たせば如何なる溶接形態も可能である。 Therefore, in laser welding, on the premise that the contact area between the ball sheet 22 and the O-ring 54 does not change, the welding depth d1 × welding length (planar length such as all circumference, intermittent, pulse shape, etc.) is determined. Any welding form is possible as long as the required breaking load is satisfied.

また、ボールシート２２、Ｃリング２４、Ｏリング５４、ハウジング２１の組合せ状態に応じて、Ｃリング２４上のＯリング５４がハウジング２１の先端より相対的に沈んでいる場合、レーザ溶接でＯリング５４が狙えないため、レーザ溶接の狙いをハウジング２１とするのが好ましい。 Further, depending on the combination state of the ball sheet 22, the C ring 24, the O-ring 54, and the housing 21, when the O-ring 54 on the C-ring 24 is sunk relative to the tip of the housing 21, the O-ring is laser welded. Since the 54 cannot be aimed, it is preferable that the housing 21 is aimed at the laser welding.

なお、Ｃリング２４とＯリング５４とは、互いに未固定であるためボールスタッド１０の揺摺動時に相対的に回動する場合がある。そこで、Ｃリング２４の上面に複数の凹部を設け、Ｏリング５４の下面の前記凹部に対向する位置に複数の凸部を設けて、凸部と凹部とを嵌め込んで固定してもよい。この逆に、Ｃリング２４に凸部、Ｏリング５４に凹部を設けてもよい。 Since the C ring 24 and the O-ring 54 are not fixed to each other, they may rotate relatively when the ball stud 10 swings and slides. Therefore, a plurality of concave portions may be provided on the upper surface of the C ring 24, and a plurality of convex portions may be provided at positions facing the concave portions on the lower surface of the O-ring 54, and the convex portions and the concave portions may be fitted and fixed. On the contrary, the C ring 24 may be provided with a convex portion and the O-ring 54 may be provided with a concave portion.

更に、ボールシート２２の上端面に、Ｃリング２４の隙間に満遍なく嵌合される凸部を設け、この凸部をＣリングの隙間に嵌合してもよい。この場合、Ｃリング２４が固定され、Ｏリング５４もレーザ溶接で固定されているので、Ｏリング５４及びＣリング２４が相対的に回動しなくなる。 Further, the upper end surface of the ball sheet 22 may be provided with a convex portion that is evenly fitted in the gap of the C ring 24, and this convex portion may be fitted in the gap of the C ring. In this case, since the C ring 24 is fixed and the O ring 54 is also fixed by laser welding, the O ring 54 and the C ring 24 do not rotate relatively.

＜実施形態の効果＞
このような本実施形態のボールジョイントのボールシート固定構造の効果について説明する。ボールジョイントＪ１は、構造体としてのサスペンション又はスタビライザに一端部が連結されるスタッド部１０ｓの他端部に、金属製のボール部１０ｂが一体に接合されて成るボールスタッド１０と、ボールスタッド１０のボール部１０ｂを揺動及び回転可能に支持し一方が開口した空間を有する金属製のハウジング２１と、ハウジング２１とボール部１０ｂとの間に介在される樹脂製のボールシート２２とを有し、ボールシート２２に覆われたボール部１０ｂがハウジング２１で包含されて成る。この構成のボールジョイントＪ１のボールシート固定構造を次の特徴構成とした。 <Effect of embodiment>
The effect of the ball sheet fixing structure of the ball joint of the present embodiment will be described. The ball joint J1 is a ball stud 10 formed by integrally joining a metal ball portion 10b to the other end of a stud portion 10s to which one end is connected to a suspension or stabilizer as a structure, and a ball stud 10. It has a metal housing 21 that swings and rotatably supports the ball portion 10b and has an open space on one side, and a resin ball sheet 22 interposed between the housing 21 and the ball portion 10b. The ball portion 10b covered with the ball sheet 22 is included in the housing 21. The ball sheet fixing structure of the ball joint J1 having this configuration has the following characteristic configuration.

（１）ハウジング２１の開口端部２１ａの内側で且つボールシート２２の上にセットされ、隙間が形成されたＣリング２４と、当該Ｃリング２４の上に開口端部２１ａよりも突出してセットされたＯリング５４とを備える。Ｏリング５４とハウジング２１との境界の隅部がレーザ溶接で溶接固定されて成る構成とした。 (1) The C ring 24 is set inside the opening end 21a of the housing 21 and on the ball sheet 22 to form a gap, and is set on the C ring 24 so as to project from the opening end 21a. It is provided with an O-ring 54. The corner of the boundary between the O-ring 54 and the housing 21 is welded and fixed by laser welding.

この構成によれば、ハウジング２１内のボールシート２２上にセットされたＣリング２４上のＯリング５４が、外側のハウジング２１よりも突出しているので、ハウジング２１の外側からレーザ溶接を行い易くなる。また、ボールシート２２上のＯリング５４がハウジング２１よりも突出しているので、Ｏリング５４を上からＣリング２４を介して押圧し、ボールシート２２を適正に圧縮することが容易にできる。レーザ溶接では短時間で溶接を行うことができる。これらの利点から、リングを固定する工程を、短いタクトタイムで可能とし、コストを下げることができる。また、Ｃリング２４及びＯリング５４の２重リング構造でボール部１０ｂを回動自在に保持するので、ボール部１０ｂの抜け荷重を増大できる。 According to this configuration, since the O-ring 54 on the C-ring 24 set on the ball sheet 22 in the housing 21 protrudes from the outer housing 21, laser welding can be easily performed from the outside of the housing 21. .. Further, since the O-ring 54 on the ball sheet 22 protrudes from the housing 21, the O-ring 54 can be pressed from above via the C ring 24, and the ball sheet 22 can be easily compressed. Laser welding can be performed in a short time. From these advantages, the process of fixing the ring can be performed in a short tact time, and the cost can be reduced. Further, since the ball portion 10b is rotatably held by the double ring structure of the C ring 24 and the O ring 54, the pull-out load of the ball portion 10b can be increased.

（２）ハウジング２１の開口端部２１ａの内周に所定角度のテーパ段差部Ｐ１を設ける。Ｃリング２４の外周下端部に、テーパ段差部Ｐ１と同じ角度で、当該テーパ段差部Ｐ１に当接可能な第２テーパ形状部Ｐ２ａを設ける。Ｏリング５４の外周下端部に、テーパ段差部Ｐ１と同じ角度で、当該テーパ段差部Ｐ１に当接可能な第３テーパ形状部Ｐ２ｂを設ける。ハウジング２１内のボールシート２２上にＣリング２４及びＯリング５４をセットした際に、テーパ段差部Ｐ１に、第２テーパ形状部Ｐ２ａ及び第３テーパ形状部Ｐ２ｂの双方が対向状態に配置される構成とした。 (2) A tapered step portion P1 having a predetermined angle is provided on the inner circumference of the opening end portion 21a of the housing 21. A second tapered shape portion P2a capable of contacting the tapered step portion P1 is provided at the lower end of the outer circumference of the C ring 24 at the same angle as the tapered step portion P1. A third tapered shape portion P2b capable of contacting the tapered step portion P1 is provided at the lower end of the outer circumference of the O-ring 54 at the same angle as the tapered step portion P1. When the C ring 24 and the O-ring 54 are set on the ball sheet 22 in the housing 21, both the second tapered shape portion P2a and the third tapered shape portion P2b are arranged in a facing state on the tapered step portion P1. It was configured.

この構成によれば、Ｃリング２４及びＯリング５４をハウジング２１内にセットする際に、テーパ段差部Ｐ１に、第２テーパ形状部Ｐ２ａ及び第３テーパ形状部Ｐ２ｂの双方が当接する状態にセットできるので、Ｃリング２４及びＯリング５４の中心に向かう求心力が働き（求心効果）、Ｃリング２４及びＯリング５４とハウジング２１との同軸が保証される。このため、Ｃリング２４及びＯリング５４がガタつかなくなる。 According to this configuration, when the C ring 24 and the O-ring 54 are set in the housing 21, both the second tapered shape portion P2a and the third tapered shape portion P2b are set in contact with the tapered step portion P1. Therefore, the centripetal force toward the center of the C ring 24 and the O ring 54 works (centripetal effect), and the coaxiality between the C ring 24 and the O ring 54 and the housing 21 is guaranteed. Therefore, the C ring 24 and the O ring 54 do not rattle.

（３）Ｏリング５４は、ハウジング２１内のテーパ段差部Ｐ１に、Ｃリング２４の第２テーパ形状部Ｐ２ａ及び当該Ｏリング５４の第３テーパ形状部Ｐ２ｂの双方が当接してセットされた際に、当該ハウジング２１の上端より所定高さ突き出る高さを有する構成とした。 (3) When the O-ring 54 is set in contact with the tapered stepped portion P1 in the housing 21 when both the second tapered shaped portion P2a of the C ring 24 and the third tapered shaped portion P2b of the O-ring 54 are in contact with each other. The housing 21 has a height protruding from the upper end of the housing 21 by a predetermined height.

この構成によれば、Ｃリング２４及びＯリング５４をハウジング２１内に載置した際に、Ｏリング５４がハウジング２１から突き出ているので、載置されたＯリング５４を、Ｃリング２４を介して下方側に押し込み容易にセットすることができる。Ｏリング５４を押圧子で押圧する際に、押圧子の位置がハウジング２１よりも高いので、押圧子がハウジング２１と接触や干渉しないようにできる。 According to this configuration, when the C ring 24 and the O-ring 54 are mounted in the housing 21, the O-ring 54 protrudes from the housing 21, so that the mounted O-ring 54 is passed through the C ring 24. Can be easily set by pushing it downward. When the O-ring 54 is pressed by the presser, the position of the presser is higher than that of the housing 21, so that the presser does not come into contact with or interfere with the housing 21.

（４）Ｃリング２４の内径は、ボール部１０ｂの球径よりも小さく、Ｏリング５４の内径はボール部１０ｂの球形よりも大きい構成とした。 (4) The inner diameter of the C ring 24 is smaller than the ball diameter of the ball portion 10b, and the inner diameter of the O-ring 54 is larger than the spherical shape of the ball portion 10b.

この構成によれば、下のＣリング２４はボール部１０ｂの抜け荷重が大きく、このＣリング２４の隙間を上のＯリング５４でフォローできる。このため、ボール部１０ｂをＣリング２４及びＯリング５４から抜けない様にできる。 According to this configuration, the lower C ring 24 has a large pull-out load of the ball portion 10b, and the gap of the C ring 24 can be followed by the upper O-ring 54. Therefore, the ball portion 10b can be prevented from coming off from the C ring 24 and the O ring 54.

（５）Ｏリング５４は、当該Ｏリング５４の内周面に予め定められた角度で傾斜するテーパ面５４ｃを備え、Ｃリング２４は、Ｏリング５４と重ねてセットした際に、当該Ｏリング５４のテーパ面５４ｃと面一となるテーパ面を備える構成とした。 (5) The O-ring 54 includes a tapered surface 54c that is inclined at a predetermined angle on the inner peripheral surface of the O-ring 54, and the C-ring 24 is the O-ring when it is set in an overlapping manner with the O-ring 54. The configuration is provided with a tapered surface that is flush with the tapered surface 54c of 54.

この構成によれば、Ｃリング２４及びＯリング５４の双方のテーパ面の傾斜角を、ボールスタッド１０の揺動角を満たす角度とすれば、ボールスタッド１０を適正範囲で揺動できる。 According to this configuration, if the inclination angle of the tapered surfaces of both the C ring 24 and the O-ring 54 is set to an angle that satisfies the swing angle of the ball stud 10, the ball stud 10 can swing within an appropriate range.

この他、図１４に示すように、ハウジング２１Ａの内周側面２１Ａｂをストレート形状とし、このハウジング２１Ａ内のボールシート２２Ｃの上に載置されるＣリング２４Ａ及びＯリング５４Ａの双方の外周側面をストレート形状としてもよい。このＣリング２４Ａ及びＯリング５４Ａのストレート形状の外周側面は、ハウジング２１Ａのストレート形状の内周側面２１Ａｂに隙間なく当接状態となる。 In addition, as shown in FIG. 14, the inner peripheral side surface 21Ab of the housing 21A has a straight shape, and the outer peripheral side surfaces of both the C ring 24A and the O-ring 54A placed on the ball sheet 22C in the housing 21A are formed. It may be a straight shape. The straight outer peripheral side surfaces of the C ring 24A and the O ring 54A are in contact with the straight inner peripheral side surface 21Ab of the housing 21A without any gap.

このような構成においては、ハウジング２１Ａの内周側面２１Ａｂを、前述したハウジング２１の上端２１ｃ（図１）のようにテーパ段差部Ｐ１を介して段差状に加工する必要がなくなるので、製造が容易になるメリットがある。 In such a configuration, it is not necessary to process the inner peripheral side surface 21Ab of the housing 21A into a stepped shape through the tapered stepped portion P1 as in the upper end 21c (FIG. 1) of the housing 21 described above, so that manufacturing is easy. There is a merit to become.

その他、具体的な構成について、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
本発明のボールシート固定構造のボールジョイントＪ１は、産業用ロボットや人型ロボット等のロボットアームの関節部分や、ショベルカーやクレーン車等のアームが関節部分で回転する装置に適用可能である。 In addition, the specific configuration can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
The ball joint J1 having a ball seat fixing structure of the present invention can be applied to a joint portion of a robot arm such as an industrial robot or a humanoid robot, or a device in which an arm such as an excavator car or a crane car rotates at the joint portion.

１ａ サポートバー
１０ ボールスタッド
１０ｂ ボール部（球体部）
１０ｓ スタッド部
２１ ハウジング
２１ ハウジングの上端又は上端面
２２ ボールシート
２４ Ｃ型ストッパリング（Ｃリング）
２４ａ Ｃリングの下面
２４ｂ Ｃリングの上面
２４ｃ Ｃリングのテーパ面
２４ｇ Ｃリングの隙間
４１ 溶接部分
５４ Ｏ型ストッパリング（Ｏリング）
５４ａ Ｏリングの下面
５４ｂ Ｏリングの上面
５４ｃ Ｏリングのテーパ面
Ｊ１ ボールジョイント
Ｐ１ ハウジングのテーパ段差部（第１テーパ形状部）
Ｐ２ａ Ｃリングの第２テーパ形状部
Ｐ２ｂ Ｏリングの第３テーパ形状部 1a Support bar 10 Ball stud 10b Ball part (sphere part)
10s Stud part 21 Housing 21 Upper end or upper end surface of housing 22 Ball seat 24 C type stopper ring (C ring)
24a Lower surface of C ring 24b Upper surface of C ring 24c Tapered surface of C ring 24g Gap of C ring 41 Welded part 54 O-type stopper ring (O-ring)
54a Lower surface of O-ring 54b Upper surface of O-ring 54c Tapered surface of O-ring J1 Ball joint P1 Tapered step portion of housing (first tapered shape portion)
2nd taper shape part of P2a C ring 3rd taper shape part of P2b O-ring

Claims (5)

構造体に一端部が連結されるスタッド部の他端部に、金属製の球体部が一体に接合されて成るボールスタッドと、当該ボールスタッドの球体部を揺動及び回転可能に支持し一方が開口した空間を有する金属製のハウジングと、当該ハウジングと前記球体部との間に介在される樹脂製のボールシートとを有し、当該ボールシートに覆われた前記球体部が前記ハウジングで包含されるボールジョイントのボールシート固定構造であって、
前記ハウジングの開口端部の内側で且つ前記ボールシートの上にセットされ、隙間が形成されたＣ形状のＣリングと、当該Ｃリングの上に前記開口端部よりも突出してセットされたＯ形状のＯリングとを備え、
前記Ｏリングと前記ハウジングとの境界の隅部がレーザ溶接で溶接固定されて成る
ことを特徴とするボールジョイントのボールシート固定構造。 A ball stud formed by integrally joining a metal sphere to the other end of the stud to which one end is connected to the structure, and one that swingably and rotatably supports the sphere of the ball stud. The housing has a metal housing having an open space and a resin ball sheet interposed between the housing and the sphere portion, and the sphere portion covered with the ball sheet is included in the housing. The ball sheet fixing structure of the ball joint
A C-shaped C-ring set inside the opening end of the housing and on the ball sheet to form a gap, and an O-shaped set on the C-ring protruding from the opening end. Equipped with an O-ring
A ball sheet fixing structure of a ball joint, wherein a corner portion of a boundary between the O-ring and the housing is welded and fixed by laser welding. 前記ハウジングの開口端部の内周に所定角度の第１テーパ形状部を設け、
前記Ｃリングの外周下端部に、前記第１テーパ形状部と同じ角度で、当該第１テーパ形状部に当接可能な第２テーパ形状部を設け、
前記Ｏリングの外周下端部に、前記第１テーパ形状部と同じ角度で、当該第１テーパ形状部に当接可能な第３テーパ形状部を設け、
前記ハウジング内の前記ボールシート上に前記Ｃリング及び前記Ｏリングをセットした際に、前記第１テーパ形状部に、前記第２テーパ形状部及び前記第３テーパ形状部の双方が対向状態に配置されるようにした
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ボールシート固定構造。 A first tapered shape portion having a predetermined angle is provided on the inner circumference of the opening end portion of the housing.
A second tapered shape portion capable of contacting the first tapered shape portion is provided at the lower end of the outer circumference of the C ring at the same angle as the first tapered shape portion.
A third tapered shape portion capable of contacting the first tapered shape portion is provided at the lower end of the outer circumference of the O-ring at the same angle as the first tapered shape portion.
When the C ring and the O-ring are set on the ball sheet in the housing, both the second tapered shape portion and the third tapered shape portion are arranged in a facing state on the first tapered shape portion. The ball sheet fixing structure of the ball joint according to claim 1, wherein the ball joint is fixed. 前記Ｏリングは、前記ハウジング内の前記第１テーパ形状部に、前記Ｃリングの第２テーパ形状部及び当該Ｏリングの第３テーパ形状部の双方が当接してセットされた際に、当該ハウジングの上端より所定高さ突き出る高さを有する
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ボールシート固定構造。 The O-ring is set in the housing when both the second tapered portion of the C ring and the third tapered portion of the O-ring are in contact with the first tapered shaped portion in the housing. The ball sheet fixing structure for a ball joint according to claim 2, wherein the ball joint has a height protruding from the upper end of the ball joint. 前記Ｃリングの内径は、前記球体部の球径よりも小さく、前記Ｏリングの内径は前記球体部の球形よりも大きい
ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のボールジョイントのボールシート固定構造。 The ball according to any one of claims 1 to 3, wherein the inner diameter of the C ring is smaller than the inner diameter of the spherical portion, and the inner diameter of the O ring is larger than the spherical shape of the spherical portion. Ball sheet fixing structure of the joint. 前記Ｏリングは、当該Ｏリングの内周面に予め定められた角度で傾斜するテーパ面を備え、
前記Ｃリングは、前記Ｏリングと重ねてセットした際に、当該Ｏリングのテーパ面と面一となるテーパ面を備える
ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のボールジョイントのボールシート固定構造。 The O-ring has a tapered surface that is inclined at a predetermined angle on the inner peripheral surface of the O-ring.
The ball according to any one of claims 1 to 4, wherein the C ring includes a tapered surface that is flush with the tapered surface of the O-ring when set in an overlapping manner with the O-ring. Ball sheet fixing structure of the joint.
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