JP2021017892A - ボールシート、ボールジョイント及びボールジョイントの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】ハウジング底部の貫通孔に嵌合されるボールシートの突起部のスタッド引抜強度を向上できること。【解決手段】ボールジョイントＪ１は、構造体に一端部が連結されるスタッド部１０ｓの他端部に、ボール部１０ｂが一体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１１と、ハウジング１１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１２Ａとを有する。ハウジング１１の底部の複数の貫通孔１１ｂに、ボールシート１２Ａから突き出た複数の突起部１２ｅが貫通され、貫通した突起部１２ｅの先端部ｅ２がカシメられたボールジョイントＪ１に用いられるボールシート１２Ａである。ボールシート１２Ａの突起部１２ｅが、先端部ｅ２よりも根元側に、ハウジング１１の貫通孔１１ｂの内径よりも太い径の拡径部ｅ１を備える構成とした。【選択図】図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とスタビライザとを連結するスタビリンクを備え、このスタビリンクの両側に配備されるボールジョイントに用いられるボールシート、ボールジョイント及びボールジョイントの製造方法に関する。

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。

このボールジョイントとして、例えば特許文献１に記載のボールジョイントがある。このボールジョイントＪは、図８に示すように、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）した構成となっている。

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の上端側との間には、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の上端側への接続部分には、鉄リンク１３ａが圧入固定されている。

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。

ボール部１０ｂを包含するボールシート１２は、ハウジング１１の直立した胴部１１ｂに対して９０°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（固定されている）。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。

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。この球形湾曲面１２ａをボールシート内球面１２ａ又は内球面１２ａともいう。

また、ハウジング１１の底部１１ａには、複数の貫通孔１１ｂが形成されている。ボールシート１２の底部１２ｂには、各貫通孔１１ｂと同数で同間隔の各突起部１２ｃが垂直線Ｖに沿って突出して設けられている。各突起部１２ｃは、棒状を成して各貫通孔１１ｂに挿通され、貫通した先端部が拡幅形状にカシメられている。つまり、突起部１２ｃが貫通孔１１ｂに嵌合されて固定されている。

カシメ前の突起部１２ｃは、図９に示すように、垂直線Ｖに沿って直線状に延在しており、貫通孔１１ｂに挿通されている。この挿通された突起部１２ｃは、貫通孔１１ｂからハウジング１１の外部へ突き出た棒形状部分が、熱カシメによって、図８に示すように、拡幅形状にカシメられる。

このボールジョイント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。

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。

特許３１６８２２９号公報

上述したボールシート１２は、樹脂部品であって射出成形にて製造されるが、成形時の熱収縮の影響によりボールシート１２の幅が一定とならずテーパ状となっている。一方、ハウジング１１の内壁はストレート形状であるため、ボールシート１２のテーパ状の外壁と形状が異なる。このため、ボールシート１２のテーパ状の外壁と、ハウジング１１のストレート形状の内壁との当りが局部的になって締め代が減少し、弾性リフト量が増大する。この増大に応じて、ハウジング１１の貫通孔１１ｂに対するボールシート１２の突起部１２ｄの嵌合が緩み、ボールスタッド１０の引き抜き強度（スタッド引抜強度）が低下するという問題があった。スタッド引抜強度が低下すると、ボールジョイントＪにガタが発生し、車両走行中の異音発生に繋がったり、ハウジング１１からボールスタッド１０が抜ける恐れがある。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、ハウジング底部の貫通孔に嵌合されるボールシートの突起部のスタッド引抜強度を向上できるボールシート、ボールジョイント及びボールジョイントの製造方法を提供することを課題とする。

上述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、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、ハウジングの底部に形成された複数の貫通孔に、ボールシートから突き出た複数の突起部が貫通され、貫通した突起部の先端部がカシメられたボールジョイントに用いられるボールシートであって、突起部は、先端部よりも根元側に、ハウジングの貫通孔の内径よりも太い径の拡径部を備えることを特徴とするボールシートである。

請求項１０に係る発明は、構造体に一端部が連結されるスタッド部の他端部に、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、ハウジングの底部に形成された複数の貫通孔に、ボールシートから突き出た複数の突起部が貫通され、貫通した突起部の先端部がカシメられたボールジョイントの製造方法であって、突起部は、先端部よりも根元側に、ハウジングの貫通孔の内径よりも太い径の拡径部を備え、拡径部が、ハウジングの貫通孔に圧縮されて挿通されるステップと、挿通された拡径部の先端側の先端部が、貫通孔からハウジングの外部へ突き出るステップとを実行することを特徴とするボールジョイントの製造方法である。

請求項１の構成又は請求項１０の方法によれば、ボールシートの拡径部を、ハウジングの貫通孔に挿通する際に、拡径部が貫通孔に圧縮されて挿通される。この挿通により、突起部の先端部が貫通孔から所定長さ貫通した際に、拡径部が貫通孔に高圧力で嵌合される。この嵌合で樹脂が圧縮されることによる径方向の反発力により、スタッド引き抜きの際に貫通孔と拡径部の間に摩擦力が発生する。このため、ハウジング底部の貫通孔に嵌合されるボールシートの突起部のスタッド引抜強度を向上できる。

請求項２に係る発明は、拡径部は、複数の突起部の少なくとも１本に設けることを特徴とする請求項１に記載のボールシートである。

請求項３に係る発明は、前記ボールシートの底部における拡径部の周囲に、所定幅で凹状に周回するプール部を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載のボールシートである。

請求項１１に係る発明は、ボールシートの底部から突き出た突起部における拡径部の周囲の底面に、所定幅で凹状に周回するプール部を備え、拡径部が、ハウジングの貫通孔に削られながら且つ圧縮されて挿通される際に、当該貫通孔の入口エッジで削られる拡径部の削りカスが、前記プール部の中に全て蓄積されるステップを実行することを特徴とする請求項１０に記載のボールジョイントの製造方法である。

請求項３の構成又は請求項１１の方法によれば、ボールシートの底部のプール部に、貫通孔の入口エッジで削られる拡径部の削りカスを溜めることができる。このため、ハウジングの貫通孔の形成面と、ボールシートのプール部の形成面との双方の間に、削りカスが挟まらないので、双方を隙間なく当接できる。このため、貫通孔への拡径部の圧入不足を解消できる。

請求項４に係る発明は、プール部の深さをＨ、貫通孔の内径をφＢ、拡径部の径をφＣ、突起部の拡径部が貫通孔に所定長さ挿通される際に当該拡径部が当該貫通孔の入口エッジで削られる長さをｈ１ａとした場合に、１≦Ｈ／｛（｜φＢ−φＣ｜／２）×ｈ１ａ｝≦２の式が成立するようにしたことを特徴とする請求項３に記載のボールシートである。

この構成によれば、拡径部の高さｈ１を高くする程、又は、拡径部ｅ１の径φＣを太くするほどに、拡径部が貫通孔の入口エッジで削られる長さ（高さ）ｈ１ａが長くなり、上式で得られる値である削りカスの量が大きくなる。つまり、拡径部の径φＣを太くし、高さｈ１を高くするのであれば、その分、プール部の深さＨを深くする必要がある。このように、上式から適正なプール部の深さを求めることができる。

請求項５に係る発明は、拡径部の長さは、ハウジングにおける底部の厚さ以上の寸法であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のボールシートである。

この構成によれば、拡径部の長さが、ハウジング底部の厚さと同じ場合、貫通孔から拡径部がハウジング外面側にはみ出ないので、拡径部の先端側の先端部を熱カシメする際に容易に行える。また、拡径部の長さ（高さ）が、底部の厚さよりも、熱カシメに影響しない程度、高い場合、スタッド引抜強度を高くできる。

請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れか１項に記載のボールシートを備え、前記ボールシートの突起部の拡径部が、ハウジングの貫通孔に圧縮された状態で挿通されていることを特徴とするボールジョイントである。

この構成によれば、ボールジョイントにおけるボールシートの拡径部が、ハウジングの貫通孔に高圧力で嵌合される。この嵌合で樹脂が圧縮されることによる径方向の反発力により、スタッド引き抜きの際に貫通孔と拡径部の間に摩擦力が発生する。このため、ハウジング底部の貫通孔に嵌合されるボールシートの突起部のスタッド引抜強度を向上できる。

請求項７に係る発明は、前記拡径部が貫通孔に削られながら且つ圧縮されながら挿通される際に、当該貫通孔の入口エッジで削られる拡径部の削りカスが、前記ボールシートのプール部の中に蓄積されるようにしたことを特徴とする請求項６に記載のボールジョイントである。

この構成によれば、プール部に拡径部の削りカスを溜めることができるので、ハウジングの貫通孔の形成面と、ボールシートのプール部の形成面との双方の間に削りカスが挟まらず、双方を隙間なく当接できる。このため、貫通孔への拡径部の圧入不足を解消できる。

請求項８に係る発明は、貫通孔の入口エッジをテーパ形状に切削したことを特徴とする請求項６又は７に記載のボールジョイントである。

この構成によれば、貫通孔の入口エッジをテーパ形状とすることにより、入口エッジの角度が拡がる。このため、貫通孔に挿通される拡径部を圧縮し易く、且つ削られ過ぎないようにできるので、貫通孔１１ｂへの拡径部ｅ１の嵌合圧力を高めることができる。

請求項９に係る発明は、プール部を、ボールシートに代え、ハウジングの貫通孔の入口の周囲に設けたことを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載のボールジョイントである。

この構成によれば、ボールシートの底面とプール部との間にできる空間に、拡径部の削りカスを溜めることができるので、ハウジングの貫通孔及びプール部の形成面と、ボールシートの拡径部の形成面との双方を隙間なく当接できる。このため、貫通孔への拡径部の圧入不足を解消できる。

本発明によれば、ハウジング底部の貫通孔に嵌合されるボールシートの突起部のスタッド引抜強度を向上できる。

本発明に係る実施形態のボールジョイントの構成を示す縦断面図である。 本実施形態のボールジョイントにおけるボールシートの特徴構成を拡大した側面図である。 本実施形態のボールジョイントにおけるハウジングの貫通孔に、ボールシートの突起部を貫通した部分を拡大した断面図である。 本実施形態の変形例１のハウジングの貫通孔におけるテーパ形状部分の断面図である。 本実施形態の変形例２のボールジョイントのハウジング及びボールシートの特徴構成を示す側面図である。 変形例２ボールシートの特徴構成を拡大した側面図である。 変形例２のハウジングの貫通孔におけるテーパ形状部分の断面図である。 従来のボールジョイントの縦断面図である。 従来のボールジョイントにおけるボールシートの突起部を示す縦断面図である。

以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。但し、本明細書の全図において互いに対応する構成部分には同一符号を付し、その説明を適宜省略する。
＜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構成を示す縦断面図である。
但し、図1に示すボールジョイントＪ１のスタッド部１０ｓは、前述した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。図1に示すボールジョイントＪ１において、スタッド部１０ｓの先端側が「上」、ハウジング１１の底部側が「下」であるとする。

図１に示すボールジョイントＪ１が、従来のボールジョイントＪ（図９）と異なる点は、ボールシート１２Ａの棒状の突起部１２ｅが、この先端部ｅ２よりも根元側に、ハウジング１１の貫通孔１１ｂの内径よりも太い径の拡径部ｅ１を備えることにある。更に、ボールシート１２Ａの底部１２ｂにおける拡径部ｅ１の周囲に、所定幅で凹状に周回するプール部ｂ１を備えることにある。

図２はボールシート１２Ａの上記特徴構成を拡大した側面図である。但し、図２に示すボールシート１２Ａは、実際のボールジョイントＪ１の組み立て作業時に、突起部１２ｅを図１と上下逆向きとする状態に基づき表している。これは、後述の図３〜図７も同様である。

図２に示すように、突起部１２ｅは、高さｈ２の円柱棒状の先端部ｅ２の径がφＡであり、高さｈ１の円柱状の拡径部ｅ１の径が、φＡより太いφＣとなっている。プール部ｂ１の凹形状の深さは、Ｈである。

図１に示すボールシート１２Ａが収容されるハウジング１１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１１の貫通孔１１ｂは、ボールシート１２Ａの突起部１２ｅと同数で、貫通孔１１ｂと突起部１２ｅとの互いの中心が同間隔で形成されている。突起部１２ｅは、ボールシート１２Ａの底部１２ｂから垂直線Ｖに沿って突出している。

ボールシート１２Ａは、ＰＯＭ（polyoxymethylene）等の熱カシメが可能な熱可塑性樹脂材料により形成されている。但し、ボールシート１２Ａは、ＰＯＭ以外の熱可塑性樹脂であって、前述したボール部（球体部）１０ｂとの摩耗要件等が満たされれば、他の材料でもよい。

ＰＯＭ製のボールシート１２Ａは、１４０℃〜１５０℃位の熱で柔らかくなって変形し、この変形後に冷却されると、その変形形状を保持する。このため、ハウジング１１の貫通孔１１ｂに挿通されて外部へ突き出た突起部１２ｅの先端部ｅ２を、熱カシメによって拡幅形状（図８参照）に変形した後、冷却すれば、その拡幅形状を保持できる。

図３はハウジング１１の貫通孔１１ｂに、ボールシート１２Ａの突起部１２ｅを挿通した部分を拡大した断面図である。
ハウジング１１の貫通孔１１ｂの内径φＢは、ボールシート１２Ａの先端部ｅ２の径φＡ（図２）以上のサイズで、且つ、拡径部ｅ１の径φＣよりも小さいサイズとなっている。このように、φＡ≦φＢとすることで、径φＡの先端部ｅ２が、内径φＢの貫通孔１１ｂに挿入し易くなる。

また、φＣ＞φＢとすることで、例えば径φＣ＝４．１ｍｍの拡径部ｅ１が、内径φＢ＝４．０ｍｍの貫通孔１１ｂに挿通される際に、貫通孔１１ｂの入口エッジで拡径部ｅ１が削られながら、且つ貫通孔１１ｂで圧縮されながら挿入される。拡径部ｅ１の削られて残った部分が、必然的に貫通孔１１ｂに圧縮状態で嵌合される。この圧縮嵌合された拡径部ｅ１と、貫通孔１１ｂの内面との摩擦抵抗で、スタッド引抜荷重（後述）の一部を負担させることが可能となる。なお、嵌合された拡径部ｅ１を引き抜いた際の拡径部ｅ１の径φＣは、貫通孔１１ｂの内径φＢよりも太くなっている。スタッド引抜荷重は、ボールスタッド１０をハウジング１１から引き抜くために必要な力（荷重）である。

次に、ボールシート１２Ａのプール部ｂ１は、上述した貫通孔１１ｂの入口エッジで削られる拡径部ｅ１の削りカスｅ１ａを溜める。つまり、プール部ｂ１の深さＨは、全ての削りカスｅ１ａが、プール部ｂ１内に収容可能なサイズとなっている。

プール部ｂ１の深さがＨ、貫通孔１１ｂの内径がφＢ、拡径部ｅ１の径がφＣ、長さ（高さ）ｈ１の拡径部ｅ１が貫通孔１１ｂに所定長さ（高さ）挿通される際に、拡径部ｅ１が貫通孔１１ｂの入口エッジで削られる長さをｈ１ａとした場合に、次式（１）が成立する。

１≦Ｈ／｛（｜φＢ−φＣ｜／２）×ｈ１ａ｝≦２ …（１）

ここで、例えばＨ＝０．４ｍｍ、｜φＢ−φＣ｜＝０．２ｍｍ、ｈ１ａ＝２．５ｍｍとすると、Ｈ／｛（｜φＢ−φＣ｜／２）×ｈ１ａ＝１．６となる。

｛（｜φＢ−φＣ｜／２）×ｈ１ａは、拡径部ｅ１の削られる量（削りカスｅ１ａの全量）である。拡径部ｅ１の高さｈ１を高くする程、又は、拡径部ｅ１の径φＣを太くするほどに、上式（１）の値である削りカスｅ１ａの量が大きくなる。つまり、拡径部ｅ１の径φＣを太くし、高さｈ１を高くするのであれば、その分、プール部ｂ１の深さＨを深くする必要がある。

また、ハウジング１１の底部１２ｂの厚さｔとした際に、拡径部ｅ１の高さｈ１を、次式（２）で設定することで、削りカスｅ１ａの全てをプール部ｂ１に落として収容できる。

ｔ／２≦ｈ１≦ｔ …（２）

ここで、拡径部ｅ１の高さ（長さ）ｈ１が、ハウジング１１の底部１２ｂの厚さｔと同じ場合、貫通孔１１ｂから拡径部ｅ１がハウジング外面側に食み出ないので、貫通孔１１ｂから突き出た先端部ｅ２を、容易に熱カシメできる。

また、拡径部ｅ１の高さｈ１を、底部１２ｂの厚さｔよりも、熱カシメに影響しない程度、高くしてもよい。この場合、スタッド引抜強度を高くできる。

但し、拡径部ｅ１の高さｈ１を、貫通孔１１ｂの途中部分までの高さとした場合、スタッド引抜荷重に対抗できる摩擦抵抗が減少するが、スタッド引抜荷重に対抗する摩擦負荷を、任意に調整できる。

上述したように、プール部ｂ１に削りカスｅ１ａを溜めることにより、ハウジング１１の貫通孔１１ｂの形成面と、ボールシート１２Ａのプール部ｂ１の形成面との双方の間に、削りカスｅ１ａが挟まらないので、双方を隙間なく当接できる。

また、ボールシート１２Ａの複数の突起部１２ｅの内、拡径部ｅ１を形成する突起部１２ｅの数は、スタッド引抜荷重に応じて設定する。スタッド引抜荷重が大きい程に、拡径部ｅ１を有する突起部１２ｅの数を多くする。例えば拡径部ｅ１を有する突起部１２ｅが１本の場合に、スタッド部１０ｓ（図１）が抜けるようであれば、拡径部ｅ１を２本にする。

ボールシート１２Ａの突起部１２ｅの数は、４本又は６本が一般的であるが、拡径部ｅ１は、複数の突起部１２ｅの少なくとも１本に設ける。

＜実施形態のボールジョイントの製造方法＞
上述したボールジョイントＪ１の製造方法について説明する。
まず、ボールシート１２Ａの拡径部ｅ１を、ハウジング１１の貫通孔１１ｂに挿通する。この際、拡径部ｅ１が貫通孔１１ｂに圧縮されて挿通される。

次に、その挿通された拡径部ｅ１の先端部ｅ２が、貫通孔１１ｂからハウジング１１の外部へ所定長さ突き出る。これによって、拡径部ｅ１が貫通孔１１ｂに高圧力で嵌合される。

但し、拡径部ｅ１が貫通孔１１ｂに挿通される際に、拡径部ｅ１が貫通孔１１ｂで削られながら且つ圧縮されて挿通される場合、貫通孔１１ｂの入口エッジで削られる拡径部ｅ１の削りカスｅ１ａが、プール部ｂ１の中に全て蓄積される。このため、図３に示したように、ハウジング１１の貫通孔１１ｂの形成面と、ボールシート１２Ａのプール部ｂ１の形成面との双方を隙間なく当接できるので、貫通孔１１ｂへの拡径部ｅ１の圧入不足を解消できる。

＜実施形態の効果＞
次に、本実施形態の効果を説明する。本実施形態のボールシート１２Ａは、構造体（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、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、当該ボールスタッド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１１と、当該ハウジング１１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１２Ａとを有する。ハウジング１１の底部に形成された複数の貫通孔１１ｂに、ボールシート１２Ａから突き出た複数の突起部１２ｅが貫通され、貫通した突起部１２ｅの先端部ｅ２がカシメられたボールジョイントＪ１に用いられるボールシート１２Ａである。

（１）ボールシート１２Ａの突起部１２ｅは、先端部ｅ２よりも根元側に、ハウジング１１の貫通孔１１ｂの内径よりも太い径の拡径部ｅ１を備える構成とした。

この構成によれば、ボールシート１２Ａの拡径部ｅ１を、ハウジング１１の貫通孔１１ｂに挿通する際に、拡径部ｅ１が貫通孔１１ｂに圧縮されて挿通される。この挿通により、突起部１２ｅの先端部ｅ２が貫通孔１１ｂから所定長さ貫通した際に、拡径部ｅ１が貫通孔１１ｂに高圧力で嵌合される。この嵌合で、拡径部ｅ１の樹脂が圧縮されることによる径方向の反発力により、スタッド引き抜きの際に貫通孔１１ｂと拡径部ｅ１の間に摩擦力が発生する。このため、ハウジング１１底部の貫通孔１１ｂに嵌合されるボールシート１２Ａの突起部１２ｅのスタッド引抜強度を向上できる。

（２）拡径部ｅ１は、複数の突起部１２ｅの少なくとも１本に設ける構成とした。

この構成によれば、スタッド引抜荷重に応じて、貫通孔１１ｂに嵌合される拡径部ｅ１を有する突起部１２ｅの数を調整できるので、突起部１２ｅの製造時に、無駄に、拡径部ｅ１を有する突起部１２ｅの数を増やすことが無くなり生産効率を向上できる。

（３）ボールシート１２Ａの底部１２ｂにおける拡径部ｅ１の周囲に、所定幅で凹状に周回するプール部ｂ１を設ける構成とした。

この構成によれば、ボールシート１２Ａの底部１２ｂのプール部ｂ１に、貫通孔１１ｂの入口エッジで圧縮されながら削られる拡径部ｅ１の削りカスを溜めることができる。このため、ハウジング１１の貫通孔１１ｂの形成面と、ボールシート１２Ａのプール部ｂ１の形成面との双方の間に、削りカスが挟まらないので、双方を隙間なく当接できる。このため、貫通孔１１ｂへの拡径部ｅ１の圧入不足を解消できる。

（４）プール部ｂ１の深さをＨ、貫通孔１１ｂの内径をφＢ、拡径部ｅ１の径をφＣ、突起部１２ｅの拡径部ｅ１が貫通孔１１ｂに所定長さ挿通される際に当該拡径部ｅ１が当該貫通孔１１ｂの入口エッジで削られる長さをｈ１ａとした場合に、１≦Ｈ／｛（｜φＢ−φＣ｜／２）×ｈ１ａ｝≦２の式（１）が成立するようにした。

この構成によれば、拡径部ｅ１の高さｈ１を高くする程、又は、拡径部ｅ１ｅ１の径φＣを太くするほどに、拡径部ｅ１が貫通孔１１ｂの入口エッジで削られる長さ（高さ）ｈ１ａが長くなり、上式（１）で得られる値である削りカスの量が大きくなる。つまり、拡径部ｅ１の径φＣを太くし、高さｈ１を高くするのであれば、その分、プール部ｂ１の深さＨを深くする必要がある。このように、上式（１）から適正なプール部ｂ１の深さを求めることができる。

（５）拡径部ｅ１の長さは、ハウジング１１における底部の厚さ以上の寸法である構成とした。

この構成によれば、拡径部ｅ１の長さが、ハウジング１１底部の厚さと同じ場合、貫通孔１１ｂから拡径部ｅ１がハウジング１１外面側にはみ出ないので、拡径部ｅ１の先端側の先端部ｅ２を熱カシメする際に容易に行える。また、拡径部ｅ１の長さ（高さ）が、底部の厚さよりも、熱カシメに影響しない程度、高い場合、スタッド引抜強度を高くできる。

（６）本実施形態のボールジョイントＪ１は、上記ボールシート１２Ａを備え、ボールシート１２Ａの突起部１２ｅの拡径部ｅ１が、ハウジング１１の貫通孔１１ｂに圧縮された状態で挿通されている。

この構成によれば、ボールジョイントＪ１におけるボールシート１２Ａの拡径部ｅ１が、ハウジング１１の貫通孔１１ｂに高圧力で嵌合される。この嵌合で、拡径部ｅ１の樹脂が圧縮されることによる径方向の反発力により、スタッド引き抜きの際に貫通孔１１ｂと拡径部ｅ１の間に摩擦力が発生する。このため、スタッド引抜強度を向上できる。

（７）上記（６）の貫通孔１１ｂへの拡径部ｅ１の挿通時に、当該貫通孔１１ｂの入口エッジで削られながら且つ圧縮されながら挿通される際に、貫通孔１１ｂの入口エッジで削られる拡径部ｅ１の削りカスが、プール部ｂ１の中に全て蓄積される構成とした。

この構成によれば、プール部ｂ１に拡径部ｅ１の削りカスを溜めることができるので、ハウジング１１の貫通孔１１ｂの形成面と、ボールシート１２Ａのプール部ｂ１の形成面との双方を隙間なく当接できる。このため、貫通孔１１ｂへの拡径部ｅ１の圧入不足を解消できる。

＜実施形態の変形例１＞
図４は、本発明に係る実施形態の変形例１のボールジョイントの特徴構成であるハウジングの貫通孔におけるテーパ形状部分の断面図である。

図４に示す変形例１のハウジング１１Ａが、上述したハウジング１１（図３）と異なる点は、突起部１２ｅの挿入側である貫通孔１１ｂの入口（入口エッジ）を、入口が拡がるテーパ形状１１ｔとしたことにある。

このように貫通孔１１ｂの入口をテーパ形状１１ｔとすることにより、入口エッジの角度が拡がるので、貫通孔１１ｂに挿通される拡径部ｅ１が圧縮され易く、且つ削られ過ぎないようにできる。つまり、拡径部ｅ１が適度に削られるようにできるので、貫通孔１１ｂへの拡径部ｅ１の嵌合圧力を高めることができる。拡径部ｅ１が削られ過ぎると、嵌合圧力が低下する。

貫通孔１１ｂにテーパ形状１１ｔを付けた際に、拡径部ｅ１の径φＣを、貫通孔１１ｂの径φＢよりも極僅かに大きくすることで、拡径部ｅ１を削り取られないように圧縮嵌合できる。この場合もスタッド引抜荷重に対抗する摩擦抵抗を得ることができる。

＜実施形態の変形例２＞
図５は、本発明に係る実施形態の変形例２のボールジョイントのハウジング及びボールシートの特徴構成を示す側面図である。

図５に示すハウジング１１Ｂが、上述したハウジング１１（図３）と異なる点は、突起部１２ｅの挿入側である貫通孔１１ｂの周囲の面に、所定幅で凹状に周回するプール部ａ１を形成した。更に、図６に示すように、ボールシート１２Ｂの突起部１２ｅが突き出た底部１２ｂ１の面１２ｂ１を平坦にしたことにある。

この構成によって、拡径部ｅ１が貫通孔１１ｂに挿通される際に、拡径部ｅ１が貫通孔１１ｂの入口エッジで削られる削りカスｅ１ａが、ボールシート１２Ｂの底面とプール部ａ１との間にできる空間に全て蓄積される。

このため、ハウジング１１Ｂの貫通孔１１ｂ及びプール部ａ１の形成面と、ボールシート１２Ａの底部１２ｂの面１２ｂ１との双方を隙間なく当接できるので、貫通孔１１ｂへの拡径部ｅ１の圧入不足を解消できる。

＜実施形態の変形例３＞
図７は、本発明に係る実施形態の変形例３のボールジョイントの特徴構成であるハウジングの貫通孔におけるテーパ形状部分の断面図である。

図７に示す変形例３のハウジング１１Ｃが、上述したハウジング１１Ｂ（図５）と異なる点は、ハウジング１１Ｃの周囲にプール部ａ１が形成された貫通孔１１ｂの入口を、入口が拡がるテーパ形状１１ｔ１としたことにある。

このように貫通孔１１ｂの入口をテーパ形状１１ｔ１とすることにより、入口エッジの角度が拡がるので、貫通孔１１ｂに挿通される拡径部ｅ１が削られ過ぎないようにできる。つまり、拡径部ｅ１が適度に削られるようにできるので、貫通孔１１ｂへの拡径部ｅ１の嵌合圧力を高めることができる。

貫通孔１１ｂにテーパ形状１１ｔ１を付けた際に、拡径部ｅ１の径φＣを、貫通孔１１ｂの径φＢよりも僅かに大きくすることで、拡径部ｅ１を削り取られないように圧縮嵌合できる。この場合もスタッド引抜荷重に対抗する摩擦抵抗を得ることができる。

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。

１０ ボールスタッド
１０ｓ スタッド部
１０ｂ ボール部
１０ｓ スタッド部
１１，１１Ｂ，１１Ｃ ハウジング
１１ａ 底部
１１ｂ 貫通孔
１２，１２Ａ，１２Ｂ ボールシート
１２ｂ 底部
１２ｂ１ 底部の面
１２ｅ 突起部
ｅ１ 拡径部
ｅ２ 先端部
ａ１，ｂ１ プール部
ｅ１ａ 削りカス
１１ｔ，１１ｔ１ テーパ形状
Ｊ１ ボールジョイント

Claims (11)

1. 構造体に一端部が連結されるスタッド部の他端部に、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、ハウジングの底部に形成された複数の貫通孔に、ボールシートから突き出た複数の突起部が貫通され、貫通した突起部の先端部がカシメられたボールジョイントに用いられるボールシートであって、
   突起部は、先端部よりも根元側に、ハウジングの貫通孔の内径よりも太い径の拡径部
   を備えることを特徴とするボールシート。
2. 拡径部は、複数の突起部の少なくとも１本に設ける
   ことを特徴とする請求項１に記載のボールシート。
3. 前記ボールシートの底部における拡径部の周囲に、所定幅で凹状に周回するプール部を設けた
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のボールシート。
4. プール部の深さをＨ、貫通孔の内径をφＢ、拡径部の径をφＣ、突起部の拡径部が貫通孔に所定長さ挿通される際に当該拡径部が当該貫通孔の入口エッジで削られる長さをｈ１ａとした場合に、
   １≦Ｈ／｛（｜φＢ−φＣ｜／２）×ｈ１ａ｝≦２の式が成立するようにした
   ことを特徴とする請求項３に記載のボールシート。
5. 拡径部の長さは、ハウジングにおける底部の厚さ以上の寸法である
   ことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のボールシート。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載のボールシートを備え、
   前記ボールシートの突起部の拡径部が、ハウジングの貫通孔に圧縮された状態で挿通されている
   ことを特徴とするボールジョイント。
7. 前記拡径部が貫通孔に削られながら且つ圧縮されながら挿通される際に、当該貫通孔の入口エッジで削られる拡径部の削りカスが、前記ボールシートのプール部の中に蓄積されるようにした
   ことを特徴とする請求項６に記載のボールジョイント。
8. 貫通孔の入口エッジをテーパ形状に切削した
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載のボールジョイント。
9. プール部を、ボールシートに代え、ハウジングの貫通孔の入口の周囲に設けた
   ことを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載のボールジョイント。
10. 構造体に一端部が連結されるスタッド部の他端部に、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、ハウジングの底部に形成された複数の貫通孔に、ボールシートから突き出た複数の突起部が貫通され、貫通した突起部の先端部がカシメられたボールジョイントの製造方法であって、
    突起部は、先端部よりも根元側に、ハウジングの貫通孔の内径よりも太い径の拡径部を備え、
    拡径部が、ハウジングの貫通孔に圧縮されて挿通されるステップと、
    挿通された拡径部の先端側の先端部が、貫通孔からハウジングの外部へ突き出るステップと
    を実行することを特徴とするボールジョイントの製造方法。
11. ボールシートの底部から突き出た突起部における拡径部の周囲の底面に、所定幅で凹状に周回するプール部を備え、
    拡径部が、ハウジングの貫通孔に削られながら且つ圧縮されて挿通される際に、当該貫通孔の入口エッジで削られる拡径部の削りカスが、前記プール部の中に全て蓄積されるステップ
    を実行することを特徴とする請求項１０に記載のボールジョイントの製造方法。

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