JP3594485B2 - Molding method of hollow ball stud - Google Patents
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】
本発明は、球状の球頭部と、球頭部から突出する軸部とを有する中空ボールスタッドの成形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
自動車の懸架装置等に使用されるボールジョイントは、図3に示す如き構成のものがある。このボールジョイント171は、両軸タイプのボールジョイント171である。W105はボールスタッドで、球状の球頭部108と、その球頭部108から同軸に突出する二本の軸部107,107からなり、このボールスタッドW105は中空形状である。また、ボールスタッドW105の球頭部108の外周側には合成樹脂製で円筒状のベアリング73が配設され、ベアリング73の外周側には金属製で円筒状のハウジング72が配設されている。このハウジング72の端部内周には、直接又は間接的にブーツ74,74の一端端部が装着され、ブーツ74,74の他端端部はボールスタッドW105の軸部107,107外周に装着されている。
【0003】
上記ボールジョイント171に使用されるボールスタッドW105の成形方法を図6乃至図8に基づいて説明する。
【0004】
図6は素材W100からボールスタッドW105を成形する成形工程を表す。まず、鋼製線材を軸線垂直方向に切断して、円筒状の素材W100(図6の(ア)) を形成する。次に、素材W100の一端端部に若干凹んだ凹部102aを成形した予備材W101(図6の(イ)) を形成し、続いて、凹部102aを更に他端端部に延ばし予備穴103を成形することにより、他端端部に底部104を成形した片開口材W102(図6の(ウ)) を形成する。その後、底部104を打ち抜いて貫通孔105を成形した円筒状のパイプ材W103(図6の(エ))を形成し、続いてパイプ材W103の軸線方向中央部を外周側に膨出させて、球状の球頭部108とその球頭部108から同軸に突出する軸部107,107からなる中間材W104(図6の(オ)) を形成し、最後に球頭部108に転造加工を施し、ボールスタッドW105(図6の(カ))を形成していた。
【0005】
このボールスタッドW105の成形工程の中で、特にパイプ材W103から中間材W104を形成する工程を図7及び図8に基づいて説明する。
【0006】
図7は鍛造成形前、図8は鍛造成形後の状態を表す。まず図7により鍛造装置110の構成を説明する。この鍛造装置110は、上部にボールスタッドW105の球頭部108と同一曲率で略下半球状の静型彫空間134を有し、静型彫空間134対して前後摺動可能なノックアウトリング135とノックアウトリング135の内周に配置された静固定ピン137とを備えた静金型131と、下部にボールスタッドW105の球頭部108と同一曲率で略上半球状の動型彫空間114を有し、動型彫空間114に対して前後摺動可能なリングパンチ115とリングパンチ115の内周に配置された動固定ピン117とを備えた動金型111とからなる。ここで静金型131は、ノックアウトリング135が下方へ退避した状態で静型彫空間134に連続して下軸保持空間134aが形成される。また動金型111は、リングパンチ115が上方へ退避した状態で動型彫空間114に連続して上軸保持空間114aが形成される。
【0007】
この鍛造装置110で鍛造成形する場合、予め円筒状に成形されたパイプ材W103を静型彫空間134の下軸保持空間134aに投入し、ノックアウトリング135の上面で支持する。続いて、動金型111を前進させリングパンチ115をパイプ材W103に当接させると共に、動金型111を前進させリングパンチ115を動金型111内部に収容する。その後、更に動金型111は前進しパイプ材W103を上軸保持空間114aに嵌合させるとともに、リングパンチ115がパイプ材W103に荷重をかけ、図8に示す如くパイプ材W103の軸線方向中央付近を型彫空間114,134に沿って外周側に膨出させて中間材W104を形成していた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如く予め円筒状のパイプ材W103を形成後、軸線方向中央付近を外周側に膨出させて中間材W104を形成すると、図9に示す如く外周側に膨出するとともに、更に内周側にも余肉199が張出すことがある。この場合、内周側に張出した余肉199量だけ外周側の膨出が減り球頭部108外周に欠肉が発生する。そのためその後の転造加工で球頭部108を修正できず、球頭部108の精度が低下するということがある。
【0009】
従って、本発明は上述の如き課題を解決し、球頭部の精度の高い中空ボールスタッドを成形する方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明は以下のとおりである。
【0011】
所望するボールスタッドの球頭部外径と略同一外径で円筒状のパイプ材を形成するパイプ成形工程と、パイプ材の端部を縮径して軸部を成形するとともに未成形部分の軸方向中央外周にパイプ材と同一外径のストレート部を残した予備凸部を成形するしぼり成形工程と、予備凸部を押圧し、予備凸部の外径を拡径することなく球面状に成形する仕上げ工程とからなる。
【0012】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図1乃至図5に基づいて説明する。
【0013】
図3は本発明の実施例により成形されたボールスタッドW5を使用したボールジョイント71を表す。ボールスタッドW5は、球状の球頭部8とその球頭部8から同軸に突出する二本の軸部7,7を有する中空形状で金属製である。73は合成樹脂製で円筒状のベアリングで、ボールスタッドW5の球頭部8の外周側に配設されている。ベアリング73はボールスタッドW5の軸部7, 7を突出させるための開口を両端に備えており、内側にボールスタッドW5の球頭部8と略同一曲率の内球面73aを有すると共にボールスタッドW5の球頭部8を揺動回動自在に保持する。72は略円筒状で両端に開口を有するハウジングで、一端端部の内周側には略円筒状で内側に延びるフランジ形状を有する抜け止めリング75が固定され、ベアリング73の軸線方向への移動が規制されている。74はゴム弾性体製の略円筒状のブーツで、両端が開口され、大開口部に断面L字で金属製の環状のカラー76が埋設されている。このブーツ74,74は抜け止めリング75の内周とボールスタッドW5の一方軸部7の外周との間と、ハウジング72の一端端部内周とボールスタッドW5の他方軸部7の外周との間に夫々配設されている。
【0014】
上記ボールジョイント71に使用されるボールスタッドW5の成形工程を図1に基づいて説明する。
【0015】
図1は素材W0からボールスタッドW5を成形する成形工程を表す。まず、所望するボールスタッドW5の球頭部8外径と略同一外径の鋼製線材を軸線垂直方向に切断して、円柱状の素材W0(図1の(ア)) を形成し、続いて、素材W0の一端に若干凹んだ凹部2aを成形した予備材W1(図1の(イ)) を形成する。次に、予備材W1の一端凹部2aを他端端部側に延ばし予備穴3を成形するとともに他端に凹部2bを成形した底部4を有するカップ状の片開口材W2(図1の(ウ)) を形成後、片開口材W2の底部4を図示せぬパンチにより打ち抜いて、所望するボールスタッドW5の球頭部8外径D3と略同一外径D1で円筒状のパイプ材W3(図1の(エ)) を形成する。その後、パイプ材W3の両端を縮径して軸部7, 7を成形するとともに、未成形部分の中央付近をストレート部6aとして残し、ストレート部6aと軸部7とをつなぐ連接部6bを円弧形状に成形する中間材W4(図1の(オ)) を形成する。
【0016】
ここで、このパイプW3から中間材W4を形成する工程を図4及び図5に基づいて説明する。
【0017】
図4は鍛造成形前、図5は鍛造成形後の状態を表す。まず図4により鍛造装置10の構成を説明する。この鍛造装置10は、固定された静金型31と、静金型31に対して進退可能に設けられた動金型11とからなる。
【0018】
静金型31は、上部にパイプ材W3の外径と略同径の下案内部42と、下案内部42に連続しボールスタッドW5の球頭部8の曲率より大きい曲率の円弧状で下方に向かって漸次小径となる下しぼり部43が形成され、下案内部42と下しぼり部43により静型彫空間34が画成されるダイ32を備える。また、静型彫空間34に連続し、ボールスタッドW5の軸部7外径と同径の下軸保持空間34aが形成され、連続的にノックアウト孔33を形成する。ノックアウト孔33内には、静型彫空間34に対して前後摺動可能なノックアウトリング35とカラー36とが配設され、その内周に静ピンガイド38で固定される静固定ピン37が挿嵌されている。更に静ピンガイド38は、ノックアウト孔33を塞ぐ静カバー39にボルト40で一体に固定され、この固定される静ピンガイド38と静カバー39にはその内部を貫通しカラー36に当接する静支持ピン41が挿嵌される。
【0019】
また動金型11は、下部にパイプ材W3の外径と略同径の上案内部22と、上案内部22に連続しボールスタッドW5の球頭部8の曲率より大きい曲率の円弧状で上方に向かって漸次小径となる上しぼり部23が形成され、上案内部22と上しぼり部23により静型彫空間14が画成されるパンチガイド12を備える。パンチガイド12には動型彫空間14に連続して内部を軸方向に貫通するパンチ孔13が設けられている。パンチ孔13内には、動型彫空間14に対して前後摺動可能なリングパンチ15とカラー16とが配設され、その内周に動ピンガイド18で固定される動固定ピン17が挿嵌されている。更に動ピンガイド18は、パンチ孔13を塞ぐ動カバー19にボルト20で一体に固定され、この固定される動ピンガイド18と動カバー19にはその内部を貫通しカラー16に当接する動支持ピン21が挿嵌される。尚,リングパンチ15は成形前の状態でパンチガイド12の端面より突出しており、このリングパンチ15に追従してカラー16と動ピンガイド18も動型彫空間14側に移動している。
【0020】
上記鍛造装置10で鍛造成形する場合、まずパイプ材W3を静金型31の下案内部42から静型彫空間34に投入する。続いて、動金型11を前進させリングパンチ15をパイプ材W3に当接させるとともに、動金型11を前進させリングパンチ15を動金型11内部に収容する。そしてパイプ材W3の上端が動金型11の上案内部22挿入後、下しぼり部43及び上しぼり部23に沿ってしぼり加工が施され、図5に示す如く、下軸保持空間34a及び上軸保持空間14aに軸部7, 7が形成されるとともに軸方向中央外周にストレート部6a、そしてストレート部6aと軸部をつなぐ円弧形状の連接部6bからなる予備凸部6が成形され、中間材W4を形成する。その後、動金型11が退避するとともに、静支持ピン41によりノックアウトリング35が静型彫空間34側に突出され中間材W4が静金型31から取り出され、本工程による成形が完了する。
【0021】
そして最後に、図1に示す如く、中間材W4のストレート部6aと連接部6bとからなる予備凸部6の外径(D2)を拡径することなく球面状に仕上げ、ボールスタッドW5(図1の(カ)) を形成する。
【0022】
よって、しぼり加工で軸部7を成形するため、中間材W4の予備凸部6に欠肉が発生しない。更にパイプ材W3からストレート部6aと連接部6bとからなる予備凸部6を一旦成形後、更に図2に示す如く、球頭部8を成形するため、無理なく球面状に成形できる。ここで、中間材W4の予備凸部6の体積を、ボールスタッドW5の球頭部8の体積と同一に成形すると、仕上げ成形がより容易となる。
【0023】
尚、上記実施例では両軸タイプのボールスタッドW5を例に取り成形方法を説明したが、本発明はこのような両軸タイプのボールスタッドW5に限定されるものではなく、片軸タイプのボールスタッドでも良い。
【0024】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、所望するボールスタッドの球頭部外径と略同一外径で円筒状のパイプ材を形成するパイプ成形工程と、パイプ材の端部を縮径して軸部を成形するとともに未成形部分の軸方向中央外周にパイプ材と同一外径のストレート部を残した予備凸部を成形するしぼり成形工程と、予備凸部を押圧し、予備凸部の外径を拡径することなく球面状に成形する仕上げ工程とからなるため、予備凸部に欠肉が発生せず容易に仕上げることができるとともに無理なく球面状に成形できるので、ボールスタッドの球頭部を高い精度で成形することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例によるボールスタッドの成形工程を表す断面平面図である。
【図2】図1のA部の状態を説明するA部拡大図である。
【図3】本発明の実施例による成形方法により成形されたボールスタッドを使用するボールジョイントの断面平面図である。
【図4】本発明の実施例によるパイプ材から中間材を成形する前の状態を表す断面平面図である。
【図5】本発明の実施例によるパイプ材から中間材を成形した後の状態を表す断面平面図である。
【図6】従来のボールスタッドの成形工程を表す断面平面図である。
【図7】従来の中間材からボールスタッドを成形する前の状態を表す断面平面図である。
【図8】従来の中間材からボールスタッドを成形した後の状態を表す断面平面図である。
【図9】図8の要部拡大図である。
【符号の説明】
5 貫通孔
6 予備凸部
6a ストレート部
6b 連接部
7 軸部
8 球頭部
W3 パイプ材
W5 ボールスタッド
D1 パイプ材の外径
D2 中間材のストレート部外径
D3 ボールスタッドの球頭部外径[0001]
[Industrial applications]
The present invention relates to a method for forming a hollow ball stud having a spherical ball head and a shaft protruding from the ball head.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A ball joint used for a suspension system of an automobile or the like has a configuration as shown in FIG. This
[0003]
A method of forming the ball stud W105 used for the
[0004]
FIG. 6 shows a forming step of forming the ball stud W105 from the material W100. First, a steel wire rod is cut in the direction perpendicular to the axis line to form a cylindrical raw material W100 (FIG. 6A). Next, a spare material W101 (FIG. 6 (a)) is formed by molding a slightly
[0005]
The step of forming the intermediate member W104 from the pipe member W103 in the molding step of the ball stud W105 will be described with reference to FIGS.
[0006]
FIG. 7 shows a state before forging and FIG. 8 shows a state after forging. First, the configuration of the
[0007]
In the case of forging with this
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
After the cylindrical pipe member W103 is formed in advance as described above, the intermediate member W104 is formed by expanding the vicinity of the center in the axial direction to the outer peripheral side, and swelling to the outer peripheral side as shown in FIG. The
[0009]
Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and to provide a method of forming a hollow ball stud with a high precision of a ball head.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention is as follows.
[0011]
A pipe forming step of forming a cylindrical pipe material having substantially the same outer diameter as the ball head outer diameter of a desired ball stud; forming a shaft by reducing the diameter of the end of the pipe material; A squeeze forming process in which a straight portion having the same outer diameter as the pipe material is left on the outer periphery in the center of the direction, and a squeeze forming process, in which the preliminary convex portion is pressed and formed into a spherical shape without increasing the outer diameter of the preliminary convex portion Finishing process.
[0012]
【Example】
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
[0013]
FIG. 3 shows a ball joint 71 using a ball stud W5 formed according to an embodiment of the present invention. The ball stud W5 is a hollow metal having a spherical ball head 8 and two
[0014]
The forming process of the ball stud W5 used for the ball joint 71 will be described with reference to FIG.
[0015]
FIG. 1 shows a forming step of forming a ball stud W5 from a raw material W0. First, a steel wire rod having substantially the same outer diameter as the outer diameter of the ball head 8 of the desired ball stud W5 is cut in the direction perpendicular to the axis to form a columnar material W0 ((A) in FIG. 1). Thus, a spare material W1 (FIG. 1A) in which a slightly
[0016]
Here, a process of forming the intermediate material W4 from the pipe W3 will be described with reference to FIGS.
[0017]
FIG. 4 shows a state before forging, and FIG. 5 shows a state after forging. First, the configuration of the forging
[0018]
The
[0019]
In addition, the
[0020]
When performing forging by the forging
[0021]
Finally, as shown in FIG. 1, the outer diameter (D2) of the preliminary
[0022]
Therefore, since the
[0023]
In the above embodiment, the molding method has been described taking the double-shaft type ball stud W5 as an example, but the present invention is not limited to such a double-shaft type ball stud W5. Studs are fine.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a pipe forming step of forming a cylindrical pipe material having substantially the same outer diameter as the ball head outer diameter of a desired ball stud, and reducing the diameter of the end of the pipe material to form a shaft Squeezing forming step of forming a pre-projection part that forms a part and leaving a straight part with the same outer diameter as the pipe material at the center outer periphery of the unformed part in the axial direction, and pressing the pre-projection part , the outer diameter of the pre-projection part And a finishing step of forming the ball into a spherical shape without expanding the diameter, so that the preliminary convex portion can be easily finished without underfilling, and can be formed into a spherical shape without difficulty. Can be formed with high precision.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional plan view illustrating a forming process of a ball stud according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of a portion A for explaining a state of a portion A of FIG. 1;
FIG. 3 is a sectional plan view of a ball joint using a ball stud formed by a forming method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional plan view illustrating a state before an intermediate member is formed from a pipe member according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional plan view illustrating a state after an intermediate member is formed from a pipe member according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional plan view illustrating a conventional ball stud forming process.
FIG. 7 is a cross-sectional plan view showing a state before a ball stud is formed from a conventional intermediate material.
FIG. 8 is a sectional plan view showing a state after a ball stud is formed from a conventional intermediate material.
FIG. 9 is an enlarged view of a main part of FIG. 8;
[Explanation of symbols]
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